JPH1032996A - 電動機駆動用インバ−タの逆相検出装置 - Google Patents
電動機駆動用インバ−タの逆相検出装置Info
- Publication number
- JPH1032996A JPH1032996A JP8203101A JP20310196A JPH1032996A JP H1032996 A JPH1032996 A JP H1032996A JP 8203101 A JP8203101 A JP 8203101A JP 20310196 A JP20310196 A JP 20310196A JP H1032996 A JPH1032996 A JP H1032996A
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- current
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電動機電流のベクトル的移動方向の認識により
逆相をいち早く検出し得る電動機駆動用インバ−タの逆
相検出装置を提供するものである。 【解決手段】電動機電流より座標系の二相電流を得ると
ともに電流ベクトル量の移動方向と移動量を得て、その
逆相時の大きさの積分量が所定量に達したとき逆相検出
信号発生するようにしてなるものである。
逆相をいち早く検出し得る電動機駆動用インバ−タの逆
相検出装置を提供するものである。 【解決手段】電動機電流より座標系の二相電流を得ると
ともに電流ベクトル量の移動方向と移動量を得て、その
逆相時の大きさの積分量が所定量に達したとき逆相検出
信号発生するようにしてなるものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘導電動機を駆動
するインバ−タに係わり、特にインバ−タの逆相保護を
行う電動機駆動用インバ−タの逆相検出装置に、関する
ものである。
するインバ−タに係わり、特にインバ−タの逆相保護を
行う電動機駆動用インバ−タの逆相検出装置に、関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】今日、電動機駆動用インバ−タ（以下単
にインバ−タという）における速度制御は一般化し、そ
の性能も、マイクロコンピュ−タ等（以下代表してＣＰ
Ｕと称する）の電子技術の発展により飛躍的に向上して
いる。これより、誘導電動機（以下ＩＭと称する）の速
度を検出する検出器をもたずに行う速度制御方式が採り
入れられて、高精度なものが実用化されている。
にインバ−タという）における速度制御は一般化し、そ
の性能も、マイクロコンピュ−タ等（以下代表してＣＰ
Ｕと称する）の電子技術の発展により飛躍的に向上して
いる。これより、誘導電動機（以下ＩＭと称する）の速
度を検出する検出器をもたずに行う速度制御方式が採り
入れられて、高精度なものが実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この種の速度センサレ
ス制御方式を用いたインバ−タにおいては、速度検出器
をもたないために制御可能な低速度の限界が存在するこ
とは歪めず、零回転（電動機停止）から限界低速度近辺
の速度まで運転させたときには、インバ−タの制御動作
を保証できず、電動機の動作が安定しないことがある。
かような電動機の安定しない動作の原因としては、ＣＰ
Ｕが電動機の電流，電圧等の電気情報を基に電動機速度
や電動機内部で発生している磁束を演算しており、前述
のような低速域において大きな誤差が含まれるために、
誤った速度制御を行うことが挙げられる。ここで特に問
題になるのは、電動機を加速すべく印加する電圧、つま
りは電流が結果的に逆相になって電動機が逆転してしま
うことである。この逆転により、例えば電動機に結合さ
れる機械のオペレ−タに危険がおよぶ。
ス制御方式を用いたインバ−タにおいては、速度検出器
をもたないために制御可能な低速度の限界が存在するこ
とは歪めず、零回転（電動機停止）から限界低速度近辺
の速度まで運転させたときには、インバ−タの制御動作
を保証できず、電動機の動作が安定しないことがある。
かような電動機の安定しない動作の原因としては、ＣＰ
Ｕが電動機の電流，電圧等の電気情報を基に電動機速度
や電動機内部で発生している磁束を演算しており、前述
のような低速域において大きな誤差が含まれるために、
誤った速度制御を行うことが挙げられる。ここで特に問
題になるのは、電動機を加速すべく印加する電圧、つま
りは電流が結果的に逆相になって電動機が逆転してしま
うことである。この逆転により、例えば電動機に結合さ
れる機械のオペレ−タに危険がおよぶ。
【０００４】しかして本発明の目的とするところは、電
動機電流のベクトル的移動方向の認識により逆相をいち
早く検出し得る簡便な構成の装置を、提供することにあ
る。
動機電流のベクトル的移動方向の認識により逆相をいち
早く検出し得る簡便な構成の装置を、提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は上述したような
点に鑑みなされたものであって、つぎの如くに構成した
ものである。すなわち、ＩＭに流れる三相電流を検出す
る電流検出手段と、電流検出手段出力より直交する座標
系の二相電流を得る変換手段と、変換手段出力より電流
ベクトル量の移動方向と移動量を得る演算手段と、演算
手段出力より逆相時の大きさの積分量を得る積分手段
と、積分手段出力が所定量に達したときに逆相検出信号
を発生する比較手段とを設けて成るものである。さら
に、演算手段出力を運転指令から予め設定された時間後
に積分を開始するようにしてなるものである。さらにま
た、演算手段出力を上限値をもたせるリミッタを介して
得るようにしてなるものである。
点に鑑みなされたものであって、つぎの如くに構成した
ものである。すなわち、ＩＭに流れる三相電流を検出す
る電流検出手段と、電流検出手段出力より直交する座標
系の二相電流を得る変換手段と、変換手段出力より電流
ベクトル量の移動方向と移動量を得る演算手段と、演算
手段出力より逆相時の大きさの積分量を得る積分手段
と、積分手段出力が所定量に達したときに逆相検出信号
を発生する比較手段とを設けて成るものである。さら
に、演算手段出力を運転指令から予め設定された時間後
に積分を開始するようにしてなるものである。さらにま
た、演算手段出力を上限値をもたせるリミッタを介して
得るようにしてなるものである。
【０００６】かかる解決手段により、電動機電流のベク
トル的移動の方向と量が検出でき、その方向が負である
ことでインバ−タが逆トルクを出力しようとすることが
認識できる。この逆転認識により電流のベクトル的移動
量を積分し、その積分出力を予め設定された値と比較し
て、電動機が逆転あるいは逆転しようとしたと判定する
ことができる。かようにして、逆トルクを大きく出力す
るときは早く、逆トルクを小さく出力するときは遅く判
別可能であって、逆転の度合い、例えば逆転角度をほぼ
一定にする作用効果を奏し得る。
トル的移動の方向と量が検出でき、その方向が負である
ことでインバ−タが逆トルクを出力しようとすることが
認識できる。この逆転認識により電流のベクトル的移動
量を積分し、その積分出力を予め設定された値と比較し
て、電動機が逆転あるいは逆転しようとしたと判定する
ことができる。かようにして、逆トルクを大きく出力す
るときは早く、逆トルクを小さく出力するときは遅く判
別可能であって、逆転の度合い、例えば逆転角度をほぼ
一定にする作用効果を奏し得る。
【０００７】
【発明の実施の形態】具体的な構成例は、つぎの如くで
ある。 （イ）インバ−タ回路からＩＭへ流れる三相電流を電流
検出器で検出する。 （ロ）電流検出器出力を直交する座標系に分解した二相
電流に変換する。これは、ＩＭに流れる電流をベクトル
量として扱った際の二つの成分の大きさを表す。 （ハ）現時点から微少時間（数ｍｓ程度）前に同様に得
られた二相電流と、現時点の二相電流とを演算すること
により、電流のベクトル的な移動方向が負となったと
き、つまり電流が逆相となりＩＭを逆転させるトルクを
出力しようとするとき、およびその大きさを得る。 （ニ）電流逆相時の大きさを積分する。（電流が正相時
は積分は行わない。） （ホ）この積分レベルと予め設定されていたレベルとを
比較し、設定レベルに達したとき逆相検出信号を得て、
インバ−タの停止などの処置を取るものである。さら
に、図面を参照して説明する。
ある。 （イ）インバ−タ回路からＩＭへ流れる三相電流を電流
検出器で検出する。 （ロ）電流検出器出力を直交する座標系に分解した二相
電流に変換する。これは、ＩＭに流れる電流をベクトル
量として扱った際の二つの成分の大きさを表す。 （ハ）現時点から微少時間（数ｍｓ程度）前に同様に得
られた二相電流と、現時点の二相電流とを演算すること
により、電流のベクトル的な移動方向が負となったと
き、つまり電流が逆相となりＩＭを逆転させるトルクを
出力しようとするとき、およびその大きさを得る。 （ニ）電流逆相時の大きさを積分する。（電流が正相時
は積分は行わない。） （ホ）この積分レベルと予め設定されていたレベルとを
比較し、設定レベルに達したとき逆相検出信号を得て、
インバ−タの停止などの処置を取るものである。さら
に、図面を参照して説明する。
【０００８】図１は本発明の第１の実施例の系統を示
し、１は交流電源、２はインバ−タにおける電力変換を
行うインバ−タ回路、３はＩＭ、４ｕ，４ｖは相電流検
出器、５は三相二相変換器、６は演算器、７は積分器、
８は比較器である。ここで、相電流検出器４ｕ，４ｖに
より、ＩＭ３に流れる相電流Ｉｕ，Ｉｖが三相二相変換
器５に与えられる。ただし、検出電流は三相分を検出し
ても何ら問題はない。三相二相変換器５は、式（１）に
より、電流をベクトル量として扱ったときの直交座標系
で表される二つの成分電流Ｉｄ，Ｉｑに分解する。
し、１は交流電源、２はインバ−タにおける電力変換を
行うインバ−タ回路、３はＩＭ、４ｕ，４ｖは相電流検
出器、５は三相二相変換器、６は演算器、７は積分器、
８は比較器である。ここで、相電流検出器４ｕ，４ｖに
より、ＩＭ３に流れる相電流Ｉｕ，Ｉｖが三相二相変換
器５に与えられる。ただし、検出電流は三相分を検出し
ても何ら問題はない。三相二相変換器５は、式（１）に
より、電流をベクトル量として扱ったときの直交座標系
で表される二つの成分電流Ｉｄ，Ｉｑに分解する。
【０００９】 Ｉｄ＝Ｉｕ Ｉｑ＝（２×Ｉｖ＋Ｉｕ）／√３・・・・・（１）
【００１０】つぎに、三相二相変換器５にて、現時点で
演算された二つの成分電流をＩｄ，Ｉｑとし、微少時間
（数ｍｓ程度）前に同じように演算されたものをＩ
ｄ’，Ｉｑ’としたとき、三相二相変換器５出力を入力
とする演算器６は、式（２）により、移動分Ｔｒを得
る。
演算された二つの成分電流をＩｄ，Ｉｑとし、微少時間
（数ｍｓ程度）前に同じように演算されたものをＩ
ｄ’，Ｉｑ’としたとき、三相二相変換器５出力を入力
とする演算器６は、式（２）により、移動分Ｔｒを得
る。
【００１１】 Ｔｒ＝｛（Ｉｑ×Ｉｄ’）−（Ｉｄ×Ｉｑ’）｝／（Ｉｄ二乗＋Ｉｑ二乗＋ Ｉｄ’二乗＋Ｉｑ’二乗）・・・・・・・・（２） ここで移動分Ｔｒは、現時点と微少時間前との電流ベク
トルの移動方向を極性として、その移動量を数値として
表すこととなる。
トルの移動方向を極性として、その移動量を数値として
表すこととなる。
【００１２】積分器７は、移動分Ｔｒの極性が逆相電流
方向時になると、その移動量を積分して積分レベルＶｉ
を得る。比較器８は、予め設定された設定レベルＶｓを
得て積分レベルＶｉと比較し、積分レベルＶｉが設定レ
ベルＶｓより大きくなれば逆転異常と判断し、インバ−
タ停止等のための逆相検出信号Ｓｆを発生する。ここ
で、逆相検出信号ＳｆがＩＭ３を停止させるなどの保護
を行うことは、本発明の本質とは関係なく、ここでの説
明は省略する。
方向時になると、その移動量を積分して積分レベルＶｉ
を得る。比較器８は、予め設定された設定レベルＶｓを
得て積分レベルＶｉと比較し、積分レベルＶｉが設定レ
ベルＶｓより大きくなれば逆転異常と判断し、インバ−
タ停止等のための逆相検出信号Ｓｆを発生する。ここ
で、逆相検出信号ＳｆがＩＭ３を停止させるなどの保護
を行うことは、本発明の本質とは関係なく、ここでの説
明は省略する。
【００１３】さて、図１例において積分器７は、移動分
Ｔｒの極性が負であること、かつＩＭ３の運転により積
分を開始している。つまりは、ＩＭ３が停止中は積分し
ないようになっている。ここで、運転直後の電流の動き
を考えたとき、必ずしもＩＭ３が逆転しない場合でも、
図１中の移動分Ｔｒが逆相を検知することが有り得る。
例えば、零回転近辺で実速度が設定速度よりも上昇した
場合などである。この場合、積分をすぐに開始すること
で、比較器８が逆転異常と誤判断することがある。この
問題解消の対策例が、図２の如くである。
Ｔｒの極性が負であること、かつＩＭ３の運転により積
分を開始している。つまりは、ＩＭ３が停止中は積分し
ないようになっている。ここで、運転直後の電流の動き
を考えたとき、必ずしもＩＭ３が逆転しない場合でも、
図１中の移動分Ｔｒが逆相を検知することが有り得る。
例えば、零回転近辺で実速度が設定速度よりも上昇した
場合などである。この場合、積分をすぐに開始すること
で、比較器８が逆転異常と誤判断することがある。この
問題解消の対策例が、図２の如くである。
【００１４】図２は本発明の第２の実施例を図１に類し
て示したものであって、９は遅延回路、10は選択スイツ
チ、Ｒｄは運転指令、Ｌｏは零レベルである。図２にお
いては、運転指令Ｒｄを入力とする遅延回路９および遅
延回路９により切り換え操作される選択スイツチ10が具
備されてなる。すなわち、ＩＭ３が停止中つまり運転指
令Ｒｄがない状態では、選択スイツチ10により零レベル
Ｌｏが与えられ、積分器７入力は零となる。また、運転
指令Ｒｄが与えられれば、遅延機能を有して演算器６出
力の移動分Ｔｒが選択スイツチ10を介して積分器７に信
号送出される。ここで、運転指令Ｒｄが入ったとき、す
ぐに選択スイツチ10が切り換わったとしたなら機能的に
は図１と同じであるが、遅延回路９により遅れを生じて
選択スイツチ10が閉路され、積分器７が積分を始める結
果、運転開始直後の誤判断を回避することができる。
て示したものであって、９は遅延回路、10は選択スイツ
チ、Ｒｄは運転指令、Ｌｏは零レベルである。図２にお
いては、運転指令Ｒｄを入力とする遅延回路９および遅
延回路９により切り換え操作される選択スイツチ10が具
備されてなる。すなわち、ＩＭ３が停止中つまり運転指
令Ｒｄがない状態では、選択スイツチ10により零レベル
Ｌｏが与えられ、積分器７入力は零となる。また、運転
指令Ｒｄが与えられれば、遅延機能を有して演算器６出
力の移動分Ｔｒが選択スイツチ10を介して積分器７に信
号送出される。ここで、運転指令Ｒｄが入ったとき、す
ぐに選択スイツチ10が切り換わったとしたなら機能的に
は図１と同じであるが、遅延回路９により遅れを生じて
選択スイツチ10が閉路され、積分器７が積分を始める結
果、運転開始直後の誤判断を回避することができる。
【００１５】さらには、比較器８入力は電動機電流を検
出し演算しているために、電流検出におけるノイズ等に
より瞬時的に大きな値をもつことがあり、やはり、逆転
異常の誤判断につながる。この問題解消の対策例が、図
３の如くである。
出し演算しているために、電流検出におけるノイズ等に
より瞬時的に大きな値をもつことがあり、やはり、逆転
異常の誤判断につながる。この問題解消の対策例が、図
３の如くである。
【００１６】図３は本発明の第３の実施例を図１に類し
て示したものであって、11は制限回路である。図３にお
いては、演算器６と積分器７との間に、演算手段６出力
を上限値をもたせるための制限回路11が具備されてな
る。すなわち、前述したように積分器７の入力は誤判断
の原因である瞬時的に大きな値をもち得るものの、ここ
に、制限回路11が置かれて瞬時的に大きな値をカットす
ることにより、誤判断を回避することができる。
て示したものであって、11は制限回路である。図３にお
いては、演算器６と積分器７との間に、演算手段６出力
を上限値をもたせるための制限回路11が具備されてな
る。すなわち、前述したように積分器７の入力は誤判断
の原因である瞬時的に大きな値をもち得るものの、ここ
に、制限回路11が置かれて瞬時的に大きな値をカットす
ることにより、誤判断を回避することができる。
【００１７】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、イ
ンバ−タの制御限界回転数以下かあるいはその近辺での
制御においても、インバ−タが誤出力する電流を監視し
て逆相に流れることをいち早く検出し得るとともに、運
転開始時やノイズ等による逆転異常の誤判断をも回避し
得る格別な装置を、提供できる。
ンバ−タの制御限界回転数以下かあるいはその近辺での
制御においても、インバ−タが誤出力する電流を監視し
て逆相に流れることをいち早く検出し得るとともに、運
転開始時やノイズ等による逆転異常の誤判断をも回避し
得る格別な装置を、提供できる。
【図１】図１は本発明の第１の実施例を示すブロック系
統図である。
統図である。
【図２】図２は本発明の第２の実施例を示すブロック系
統図である。
統図である。
【図３】図３は本発明の第３の実施例を示すブロック系
統図である。
統図である。
１ 交流電源 ２ インバ−タ回路 ３ 誘導電動機（ＩＭ） ４ｕ 相電流検出器 ５ 三相二相変換器 ６ 演算器 ７ 積分器 ８ 比較器 ９ 遅延回路 10 選択スイツチ 11 制限回路 Ｉｕ 相電流 Ｉｄ 成分電流 Ｔｒ 移動分 Ｖｉ 積分レベル Ｖｓ 設定レベル Ｓｆ 逆相検出信号 Ｒｄ 運転指令 Ｌｏ 零レベル
Claims (1)
- 【請求項１】 誘導電動機を駆動するインバ−タの逆相
保護を行う装置において、前記誘導電動機に流れる三相
電流を検出する電流検出手段と、該電流検出手段出力よ
り直交する座標系の二相電流を得る変換手段と、該変換
手段出力より電流ベクトル量の移動方向と移動量を得る
演算手段と、該演算手段出力より逆相時の大きさの積分
量を得る積分手段と、該積分手段出力が所定量に達した
ときに逆相検出信号を発生する比較手段とを設けて成る
ことを特徴とする電動機駆動用インバ−タの逆相検出装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8203101A JPH1032996A (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 電動機駆動用インバ−タの逆相検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8203101A JPH1032996A (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 電動機駆動用インバ−タの逆相検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1032996A true JPH1032996A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=16468412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8203101A Pending JPH1032996A (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 電動機駆動用インバ−タの逆相検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1032996A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003104677A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Toshiba Elevator Co Ltd | エスカレータ制御システム |
| JP2003348898A (ja) * | 2002-05-24 | 2003-12-05 | Mitsubishi Electric Corp | 電動機制御装置の欠相検知方法 |
-
1996
- 1996-07-12 JP JP8203101A patent/JPH1032996A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003104677A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Toshiba Elevator Co Ltd | エスカレータ制御システム |
| JP2003348898A (ja) * | 2002-05-24 | 2003-12-05 | Mitsubishi Electric Corp | 電動機制御装置の欠相検知方法 |
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