JPS5854889A - Controller for speed of revolution of induction motor - Google Patents
Controller for speed of revolution of induction motorInfo
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- JPS5854889A JPS5854889A JP56153429A JP15342981A JPS5854889A JP S5854889 A JPS5854889 A JP S5854889A JP 56153429 A JP56153429 A JP 56153429A JP 15342981 A JP15342981 A JP 15342981A JP S5854889 A JPS5854889 A JP S5854889A
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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- H02P27/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using supply voltage with constant frequency and variable amplitude
- H02P27/026—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using supply voltage with constant frequency and variable amplitude whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は誘導電動機の回転速度制御装置に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a rotational speed control device for an induction motor.
従来から、第1図に示すような誘導電動機の回転速度制
御装置があった。第1図において、1は誘導電動機、2
は交流電源、3は電動機1の回転速度に比例した電圧信
号E□を出力する回転計、4は信号E1及び設定信号E
。を入力とする差動増幅器から成る回転速度設定部、5
は回転速度設定部4の出力によってイ寸勢が制御される
光導電素子、6はダイオードD□〜D4及びサイリスタ
SCRから成る交流電圧制御部、7はダブルベースダイ
オード(ユニジャンクショントランジスタ) UJT
、フォトカプラ5の受動素子RT、抵抗R□、R2及び
コンデンサC工から成るサイリスタ位相制御部、8はダ
イオードD5 T抵抗R3笈びゼナーダイオードz0か
ら成る位相制御部7の駆動電源部である。Conventionally, there has been a rotational speed control device for an induction motor as shown in FIG. In Fig. 1, 1 is an induction motor, 2
3 is an AC power supply, 3 is a tachometer that outputs a voltage signal E□ proportional to the rotational speed of the motor 1, and 4 is a signal E1 and a setting signal E.
. a rotational speed setting section consisting of a differential amplifier inputting 5;
is a photoconductive element whose output is controlled by the output of the rotation speed setting unit 4; 6 is an AC voltage control unit consisting of diodes D□ to D4 and thyristor SCR; 7 is a double base diode (unijunction transistor).
, a thyristor phase control section consisting of the passive element RT of the photocoupler 5, resistors R□, R2, and a capacitor C, and 8 is a drive power supply section of the phase control section 7 consisting of a diode D5, a T resistor R3, and a zener diode z0. .
このような従来の装置は、電動機1の電源電圧の点弧角
をサイリスタSCHによって制御して電動機1の印加電
圧の平均電圧を制御し、所定の回転速度を得るようにな
っている。In such a conventional device, the firing angle of the power supply voltage of the motor 1 is controlled by a thyristor SCH to control the average voltage of the voltage applied to the motor 1, thereby obtaining a predetermined rotation speed.
しかし、従来の装置は、電動機1の電源回路側が、ダイ
オードD1〜D4及びサイリスタSCRから成る交流電
圧制御部6.ダブルベースダイオード、UJT等を中心
とした位相制御部7等で構成されているため、複雑なも
のとなっていた。又、制御信号は、回転速度設定部4に
おける比較動作によって与えられるようになっているた
め、回転速度の制御範囲は、1〜178@度しから得ら
れず、回転速度をなめらかに制御することか難しかった
。However, in the conventional device, the power supply circuit side of the electric motor 1 includes an AC voltage control section 6. It is complicated because it is composed of a phase control section 7 centered on a double base diode, a UJT, etc. In addition, since the control signal is given by the comparison operation in the rotation speed setting section 4, the rotation speed control range is only 1 to 178 degrees, and it is difficult to smoothly control the rotation speed. It was difficult.
一方、昨今のエレクトロニクス分野における技術の発展
がめざ1しく、安価で、性能の優れたディバイス、特に
多種多様なディジタル回路素子が供給されるようになυ
、このような素子を上記装置に適用することが強く望ま
れるように々ってきた。On the other hand, recent advances in technology in the electronics field have been remarkable, and inexpensive, high-performance devices, especially a wide variety of digital circuit elements, have become available.
, it has become highly desirable to apply such elements to the above-mentioned devices.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、ディ
ジタル回路素子による構成を容易にし、かつ、回転速度
範囲を広くしてなめらかな制御を行うために、交流回路
の構成を簡単にすると共に、PID演算制御部を有する
装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and has the purpose of simplifying the configuration of an AC circuit and facilitating the configuration using digital circuit elements and widening the rotational speed range to perform smooth control. , an object of the present invention is to provide a device having a PID calculation control section.
以下、図面を参照し本発明について説明する。The present invention will be described below with reference to the drawings.
第2図は、本発明の実施例による装置の構成説明図であ
る。第2図において、1は誘導電動機、2は交流電源、
9は電動機1の回転速度に比例した周波数の正弦波電圧
信号E2を出力する回転計、10は正弦波電圧信号E2
を方形波信号E3に変換するコンパレータ、11は周波
数信号E3をアナログ信号E4に変換するF/Vコンバ
ータ、12は回転速度設定信号E。を設定値、信号E4
を測定値としてPID演算をし、信号E5を出力するP
ID演算部、14は信号E5を周波数信号E6に変換す
るV/Fコンバータである。FIG. 2 is an explanatory diagram of the configuration of an apparatus according to an embodiment of the present invention. In Fig. 2, 1 is an induction motor, 2 is an AC power supply,
9 is a tachometer that outputs a sine wave voltage signal E2 with a frequency proportional to the rotational speed of the motor 1; 10 is a sine wave voltage signal E2;
11 is an F/V converter that converts the frequency signal E3 into an analog signal E4. 12 is a rotation speed setting signal E. set value, signal E4
PID is calculated using the measured value and outputs the signal E5.
The ID calculation unit 14 is a V/F converter that converts the signal E5 into a frequency signal E6.
15はトライアックT フォトサイリスタpS□及びI
I
pS2から成る交流電圧制御部、16はフォトサイリス
タカプラPC工、pC2及びNAND回路NANDから
成るゼロクロス検出回路、17はカウンタ、18はCP
Uである。15 is triac T photothyristor pS□ and I
AC voltage control section consisting of I pS2, 16 a photothyristor coupler PC, zero cross detection circuit consisting of pC2 and NAND circuit NAND, 17 a counter, 18 CP
It is U.
次に、第3図及び第4図を参照し、上記構成の装置の動
作について説明する。Next, the operation of the apparatus having the above configuration will be explained with reference to FIGS. 3 and 4.
演算部12は、信号E4を測定値、信号E。を設定値(
5)
としたPID演算を行い、制御信号E5を出力する。The calculation unit 12 converts the signal E4 into a measured value and a signal E. Set value (
5) Perform the PID calculation as follows and output the control signal E5.
いま、制御信号E5は、v/Fコンバータ14によって
ディジタル変換され、信号E6となって、カウンタ17
に送出されるので、信号E6を演算部12の出力信号と
し、その人・出力関係を示せば、第3図(ハ)及びに)
のように、測定値(信号E4)〉設定値(信号Eo)の
時、信号E6は低周波に々す、逆に、測定値〈設定値の
時、信号E6は高周波になる。尚、信号E4は、回転速
度に比例した周波数の正弦波信号E2をコンパレータ1
0で方形波信号E3に変換し、F/vコンバータ11で
アナログ変換して得られる。Now, the control signal E5 is digitally converted by the v/F converter 14, becomes a signal E6, and is sent to the counter 17.
Therefore, if the signal E6 is used as the output signal of the calculation unit 12, and the relationship between the person and the output is shown, Figure 3 (C) and (2)
As in, when the measured value (signal E4)>the set value (signal Eo), the signal E6 becomes a low frequency; conversely, when the measured value <the set value, the signal E6 becomes a high frequency. Note that the signal E4 is a sine wave signal E2 with a frequency proportional to the rotational speed, which is sent to the comparator 1.
0 into a square wave signal E3, and an F/v converter 11 performs analog conversion.
一方−ゼロクロス検出回路16は、第5図(イ)及び(
ロ)に示すように、電源2の電圧波形ESOのゼロクス
点を検出し、電圧波形Esoに周期した信号E7を出力
する。カウンタ17は、この信号E7の立下りでリセッ
トされ、立上りでスタートする。又、カウンタ17の設
定値は、CPU18から与えられる。そして、カウンタ
17は、リセット信号でII Q II1 カウントア
ツプで1′1パの信号E8を出力しく第3図(ホ))、
フォトサイリスタPS□及びPS2をオン・オフ制御(
4)
する。フォトサイリスタpS 及びpS2の動作によ
って、電動機1に印加される電圧波形E81の点弧角が
制御されることになり、電動機1の電源ラインに電流I
sが流れる(第5図(ハ)及び(ト))。On the other hand, the zero-cross detection circuit 16 is configured as shown in FIGS.
As shown in b), the Xerox point of the voltage waveform ESO of the power source 2 is detected, and a signal E7 periodic to the voltage waveform Eso is output. The counter 17 is reset at the falling edge of the signal E7, and starts at the rising edge of the signal E7. Further, the set value of the counter 17 is given from the CPU 18. Then, the counter 17 outputs a signal E8 of 1'1 when II Q II1 counts up with the reset signal (Fig. 3 (E)).
On/off control of photothyristors PS□ and PS2 (
4) Do. The firing angle of the voltage waveform E81 applied to the motor 1 is controlled by the operation of the photothyristors pS and pS2, and a current I is applied to the power supply line of the motor 1.
s flows (Figure 5 (c) and (g)).
上記点弧角制御についてさらに詳しく説明する。The above firing angle control will be explained in more detail.
電動機1の回転速度が設定値よυ遅い時(E4〈Eo)
、信号E6は高周波となっているので、カウンター7の
カウントアツプ時間T□は短時間となる。逆に、回転速
度が設定値より速い時(E4 > E□ ) 、信号E
6は低周波と寿っているので、カウンター7のカウント
アツプ時間−T2は長時間となる(第3図(ホ))。When the rotation speed of electric motor 1 is υ slower than the set value (E4〈Eo)
, the signal E6 has a high frequency, so the count-up time T□ of the counter 7 is short. Conversely, when the rotation speed is faster than the set value (E4 > E□), the signal E
6 has a low frequency, so the count-up time -T2 of the counter 7 is long (FIG. 3 (e)).
したがって、フォトサイリスタPS□及びPS2は、電
流Isのゼロジス時にターンオフしくインダクタンス負
荷なので電流Isに位相遅れがある)、カウントアツプ
時間T□、T2等に対応する点弧角でターンオンし、電
動機1に印加する電源の平均電圧を制御し、回転速度を
設定値に保持することができる。Therefore, the photothyristors PS□ and PS2 are turned off when the current Is is zero (as they are inductance loads, so there is a phase lag in the current Is), and are turned on at firing angles corresponding to the count-up times T□, T2, etc. The average voltage of the applied power source can be controlled and the rotation speed can be maintained at a set value.
上記装置は、種々の分野で使用されるが、なかでも、人
工腎臓装置における血液ポンプの回転速度制御装置に適
用して好適である。The above device is used in various fields, and is particularly suitable for application to a rotation speed control device for a blood pump in an artificial kidney device.
血液ポンプ20の主要部は、第4図に示すように、円筒
状の壁21に設置されるチューブ22と、チューブ22
を壁面に押圧してしごきながら回転するp−シラ23、
ローラ23を回転駆動する誘導電動機(図示せず)を有
し、ローラ23の回転によってチューブ22内の血液が
移送され、動脈−ダイアライザー静脈と循還されるよう
になっている。As shown in FIG. 4, the main parts of the blood pump 20 include a tube 22 installed in a cylindrical wall 21;
p-shira 23, which rotates while pressing against the wall surface and squeezing;
It has an induction motor (not shown) that rotates the roller 23, and the rotation of the roller 23 transfers blood within the tube 22 and circulates it between the artery and the dialyzer vein.
このような血液ポンプ21は、ローラ23が、第4図の
A点にてチューブ22を絞り出すような動作をするため
、この近傍にて、トルクの急上昇及び急降下があり、ロ
ーラ23の回転にむらが生じやすい。In such a blood pump 21, the roller 23 operates to squeeze out the tube 22 at point A in FIG. is likely to occur.
又、チューブ22を内壁21とローラ23との間に挾み
込んで、血液を移送するようになっているので、チュー
ブ22がかみ込んだ時などモータの最大トルクで回し続
けると破損することがある。In addition, since the tube 22 is sandwiched between the inner wall 21 and the roller 23 to transfer blood, if the tube 22 gets caught and continues to be rotated at the maximum torque of the motor, it will not be damaged. be.
本発明の制御装置によれば、演算部1.2が微分演、、
(o$* ) fi=*t7+Of、□1ilF! *
’/f di y 7’。6−ラの回転むらを抑える
ことができる。又、電動機1が、第5図に示すようなト
ルク特性を有するので(特性(イ)・・・点弧角太、特
性(ロ)・・・点弧角小)、カウンタ17の設定値を所
定の値にすることによって、電動機1の最大トルクを制
御することができる。したがって、成る回転速度に設定
したにもかかわらず、血液ポンプが回らない場合、トル
クを制限したり、電動機の駆動を停止したりして、チュ
ーブ22の破損を防止することができる。According to the control device of the present invention, the calculation unit 1.2 performs differential calculation,
(o$*) fi=*t7+Of, □1ilF! *
'/f di y 7'. 6-Ra rotational unevenness can be suppressed. Also, since the electric motor 1 has torque characteristics as shown in FIG. 5 (characteristic (a): thick firing angle, characteristic (b): small firing angle), By setting it to a predetermined value, the maximum torque of the electric motor 1 can be controlled. Therefore, if the blood pump does not rotate even after the rotational speed is set, the torque can be limited or the drive of the electric motor can be stopped to prevent damage to the tube 22.
以上、説明したように、本発明の誘導電動機の回転速度
制御装置によれば、交流回路側を半導体制御整流素子、
位相同期信号発生部(ゼロクロス検出回路)等、電力を
制御する要素のみで構成しているので、構成が簡単にな
った。又、交流回路側に高圧用部品を用いる必要もない
ので、信頼性が向上した。更に、演算部がPID演算を
行うので、回転速度制御がなめらかになり、速度制御範
囲を1〜1140と拡大することができた。As explained above, according to the rotational speed control device for an induction motor of the present invention, the AC circuit side is equipped with a semiconductor-controlled rectifying element,
The configuration is simple because it consists only of elements that control power, such as a phase synchronization signal generator (zero-cross detection circuit). Furthermore, since there is no need to use high-voltage components on the AC circuit side, reliability is improved. Furthermore, since the calculation section performs PID calculation, rotational speed control becomes smooth and the speed control range can be expanded to 1-1140.
第1図は、従来の回転速度制御装置の構成説明図、第2
図は、本発明による回転速度制御装置の構成説明図、第
3図は、本発明の装置の動作説明(7)
図、第4図は、血液ポンプの主要部の構成説明図、第5
図は、誘導電動機のトルク特性図である。
1・・・誘導電動機、2・・・電源、9・・・回転計、
1o・・・コンパレータ、:I−1、= F/V :I
y バー p、12−0.演n 部、14・・・V/
Fコンバータ、15・・・交流電圧制御部、1G・・・
ゼロクロス検出回路、17・・・カウンタ、18・・・
CPU 0(8)Figure 1 is an explanatory diagram of the configuration of a conventional rotational speed control device;
3 is an explanatory diagram of the configuration of the rotation speed control device according to the present invention, FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of the device of the present invention (7), FIG.
The figure is a torque characteristic diagram of an induction motor. 1...Induction motor, 2...Power supply, 9...Tachometer,
1o...Comparator, :I-1,=F/V :I
y bar p, 12-0. Performance n part, 14...V/
F converter, 15... AC voltage control section, 1G...
Zero cross detection circuit, 17... Counter, 18...
CPU 0 (8)
Claims (1)
波形の点弧角を制御して該誘導電動機の回転速度を制御
する装置において、 前記誘導電動機の回転速度に対応する周波数信号を出力
する回転計と、前記電源電圧の位相に同期した信号を出
力する位相同期信号発生部と、前記回転速度信号を測定
値として所定の制御演算をし、ディジタル化された制御
信号を出力する演算部と、該制御信号をカウントすると
共に、カウントアツプ信号で前記半導体制御整流素子を
制御するカウンタであって、リセット及びスタートが前
記位相同期信号発生部の信号によって制御されるカウン
タと、該カウンタに設定値を与える設定部とを具備する
ことを特徴とする誘導電動機の回転速度制御装置。[Scope of Claims] A device for controlling the rotational speed of the induction motor by controlling the firing angle of a power supply voltage waveform applied to the induction motor using a semiconductor-controlled rectifier, comprising: a frequency corresponding to the rotational speed of the induction motor; A tachometer that outputs a signal, a phase synchronization signal generator that outputs a signal synchronized with the phase of the power supply voltage, and a predetermined control calculation using the rotational speed signal as a measured value to output a digitized control signal. a counter that counts the control signal and controls the semiconductor-controlled rectifying element with a count-up signal, the counter whose reset and start are controlled by the signal of the phase synchronization signal generator; 1. A rotation speed control device for an induction motor, comprising: a setting section that provides a set value to a counter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56153429A JPS5854889A (en) | 1981-09-28 | 1981-09-28 | Controller for speed of revolution of induction motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56153429A JPS5854889A (en) | 1981-09-28 | 1981-09-28 | Controller for speed of revolution of induction motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5854889A true JPS5854889A (en) | 1983-03-31 |
JPS6130515B2 JPS6130515B2 (en) | 1986-07-14 |
Family
ID=15562316
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56153429A Granted JPS5854889A (en) | 1981-09-28 | 1981-09-28 | Controller for speed of revolution of induction motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5854889A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60170495A (en) * | 1984-02-11 | 1985-09-03 | Taitetsuku:Kk | Position correcting system for induction motor drive device |
JPS60170493A (en) * | 1984-02-11 | 1985-09-03 | Taitetsuku:Kk | Controller for capacitor-run type induction motor |
JPS60170494A (en) * | 1984-02-11 | 1985-09-03 | Taitetsuku:Kk | Controller for capacitor-run type induction motor |
JPS60170496A (en) * | 1984-02-11 | 1985-09-03 | Taitetsuku:Kk | Controller for induction motor |
JPH01197008A (en) * | 1988-02-02 | 1989-08-08 | Fujikura Ltd | Manufacture of composite line |
-
1981
- 1981-09-28 JP JP56153429A patent/JPS5854889A/en active Granted
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60170495A (en) * | 1984-02-11 | 1985-09-03 | Taitetsuku:Kk | Position correcting system for induction motor drive device |
JPS60170493A (en) * | 1984-02-11 | 1985-09-03 | Taitetsuku:Kk | Controller for capacitor-run type induction motor |
JPS60170494A (en) * | 1984-02-11 | 1985-09-03 | Taitetsuku:Kk | Controller for capacitor-run type induction motor |
JPS60170496A (en) * | 1984-02-11 | 1985-09-03 | Taitetsuku:Kk | Controller for induction motor |
JPH01197008A (en) * | 1988-02-02 | 1989-08-08 | Fujikura Ltd | Manufacture of composite line |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6130515B2 (en) | 1986-07-14 |
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