JPS59230483A - Speed monitoring system of synchronous motor - Google Patents

Speed monitoring system of synchronous motor

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Publication number
JPS59230483A
JPS59230483A JP58100966A JP10096683A JPS59230483A JP S59230483 A JPS59230483 A JP S59230483A JP 58100966 A JP58100966 A JP 58100966A JP 10096683 A JP10096683 A JP 10096683A JP S59230483 A JPS59230483 A JP S59230483A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
phase
circuit
synchronous motor
speed
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP58100966A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiji Sakamoto
坂本 啓二
Shinji Seki
関 新次
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS59230483A publication Critical patent/JPS59230483A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/093Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against increase beyond, or decrease below, a predetermined level of rotational speed

Abstract

PURPOSE:To enable to monitor the speed even when the speed signal from a tachometer generator is interrupted by monitoring the rotating speed by the logic sum of the output of a pulse width modulator and an interphase energizing timing signal obtained from a phase current signal. CONSTITUTION:A DC/3-phase converter 19 outputs 3-phase AC signals IU-IW by a deviation IS between a speed command voltage VCMD and the actual speed voltage TSA from a tachometer generator 16 and a signal from a pulse coder 15. A pulse width modulator 26 outputs pulse width modulation signals S1-S6 to an inverter 13 in response to a deviation between the signals IU-IW and a phase current. An interphase energizing timing circuit 27 outputs an interphase energizing timing signal by the signals S1-S6 and the phase current, and the timing signal becomes a rotating speed signal through an OR gate 28 and a filter 29.

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はパルス幅変調方式によって駆動される同期電動
機の速度監視方式に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a speed monitoring system for a synchronous motor driven by a pulse width modulation system.

従来技術 同期電動機を交流で速度制御する駆動装置には、一般に
正弦波電流指令をパルス幅変調してインバータ回路を駆
動し、パルス幅変調された正弦波を同期電動機に与える
パルス幅変調回路が用いられている。このインバータ回
路は3相交流駆動の場合には各相2個ずつの計6個のト
ランジスタを用い、各相の2個のトランジスタはそのオ
ン・オフ動作が逆になるよう制御される。
Conventional technology A drive device that controls the speed of a synchronous motor using alternating current generally uses a pulse width modulation circuit that pulse-width-modulates a sine-wave current command to drive an inverter circuit and provides a pulse-width-modulated sine wave to the synchronous motor. It is being In the case of three-phase AC drive, this inverter circuit uses a total of six transistors, two for each phase, and the two transistors for each phase are controlled so that their on/off operations are reversed.

速度指令信号は同期電動機に直結されたタコジェネレー
タの出力との差が求められ、差の信号は増幅器を介して
直流/3相変換回路に加えられ、3相交流に変換されて
各相ごとに同期電動機の電機子の各相の電流との差が求
められる。前記差が求められた電流指令信号は増幅器を
介して前記ノ々ルス幅変調回路に供給される。
The difference between the speed command signal and the output of the tachogenerator directly connected to the synchronous motor is determined, and the difference signal is applied to a DC/3-phase conversion circuit via an amplifier, where it is converted to 3-phase AC and output for each phase. The difference between the current of each phase of the armature of the synchronous motor is determined. The current command signal from which the difference has been determined is supplied to the Nords width modulation circuit via an amplifier.

前述の同期電動機の駆動装置においては、同期電動機の
速度を監視する場合、タコジェネレータからの速度帰還
信号を用いるか、ノ(ルスコーダからの信号に依存して
いる。しかしながらこれらの信号社該信号を供給するク
ープルの断線等が生じた際には得ることができず非常時
に当って警報を発することができないという問題点があ
った。
In the above-mentioned synchronous motor drive system, when monitoring the speed of the synchronous motor, the speed feedback signal from the tacho generator is used or the signal from the noise coder is used. There is a problem in that when the supply couple is broken, etc., it is impossible to obtain a signal and it is not possible to issue an alarm in case of an emergency.

発明の目的 本発明の目的は、前述の従来形の装置における問題点に
かんがみ、パルス幅変調回路の出力信号を相間通電タイ
ミング回路により論理演算を行いた信号の論理オロを用
いるという構想に基づき、タコジェネレータまたはパル
スコーダからの速度信号が遮断さhても、同期電動機の
速度の監視ができるようにすることにある。
OBJECTS OF THE INVENTION In view of the problems with the conventional devices described above, the object of the present invention is based on the concept of using a logic circuit of a signal obtained by performing a logical operation on the output signal of a pulse width modulation circuit by a phase-to-phase energization timing circuit. To enable monitoring of the speed of a synchronous motor even if a speed signal from a tachogenerator or pulse coder is cut off.

発明の構成 本発明においては、速度指令を受ける速度信号加算器、
該速度信号加算器の出力を受は直流から3相交流へ変換
する直流/3相変換回路、該直流/3相変換回路の3個
の出力をそれぞれ受ける3個の電流信号加算器、該電流
信号加算器からの3個の出力を受はパルス幅変調された
信号を出力するパルス幅変調回路、該パルス幅変調回路
の出力を受けるインバータ回路、該インバータ回路の出
力により駆動される同期電動機、および該同期電動機に
連結されたバルスコーダおよびタコジェネレータを備え
、該タコジェネレータの出力は該速度信号加算器に減算
するように加えられ、該バルスコーダの出力は該直流/
3相変換回路に供給され、該同期電動機の各相の電流値
に対応する信号がそれぞれ該電流信号加算器に減算され
るように供給される同期電動機の駆動装置の速度監視方
式において、該パルス幅変調回路の出力および該同期電
動機の相電流信号を受は該同期電動機の相間通電タイミ
ング信号を求める相間通電タイミング回路、該相聞通電
タイミング回路からの6系統の出力信号を受けその論理
和を求める論理和回路、および該論理和回路により整流
された出力を平滑するフィルタ回路を具備し、該フィル
タ回路の出力により回転速度を監視することを特徴とす
る同期電動機の速度監視方式が提供される。
Structure of the Invention In the present invention, a speed signal adder receiving a speed command;
A DC/3-phase conversion circuit that receives the output of the speed signal adder and converts it from DC to 3-phase AC, 3 current signal adders each receiving the three outputs of the DC/3-phase conversion circuit, and the current A pulse width modulation circuit that receives three outputs from the signal adder and outputs a pulse width modulated signal, an inverter circuit that receives the output of the pulse width modulation circuit, and a synchronous motor driven by the output of the inverter circuit. and a pulse coder and a tacho generator connected to the synchronous motor, the output of the tacho generator being subtractedly added to the speed signal adder, and the output of the pulse coder being subtracted from the speed signal adder.
In a speed monitoring system for a driving device for a synchronous motor, the pulse is supplied to a three-phase conversion circuit, and a signal corresponding to a current value of each phase of the synchronous motor is supplied so as to be subtracted by the current signal adder. Receiving the output of the width modulation circuit and the phase current signal of the synchronous motor receives six output signals from the phase-to-phase energization timing circuit and the phase-to-phase energization timing circuit for obtaining the phase-to-phase energization timing signal of the synchronous motor, and calculates the logical sum thereof. A speed monitoring method for a synchronous motor is provided, which includes an OR circuit and a filter circuit that smoothes the output rectified by the OR circuit, and monitors the rotation speed based on the output of the filter circuit.

実施例 本発明の一実施例としての同期電動機の速度監視方式を
用いた駆動装置のブロック回路図が図面に示される。3
相交流電源11からの交流は整流回路12で整流および
平滑されインバータ回路13に供給される。インバータ
回路13の出力は変流器30,31、および32t−介
して同期電動機14に供給される。同期電動機14には
パルスコーダ15およびタコジェネレータ16が連結さ
れる。一方図水しない速度指令回路からの速度指令電圧
VCMDと、タコジェネレータ16からの同期電動機1
4の回転速度に比例した実速度電圧TSAの差、すなわ
ち速度誤差ERは速度信号加算器17によって求められ
、誤差増幅器18によって増幅されて信号Isとなり、
直流/3相変換回路19に加えられる。直流/3相変換
回路19においては、信号Isとパルスコーダ15から
の信号によって3相交流信号Iu 、 IvおよびIw
が作られる。すなわち、バルスコーダ15はアブソルー
ト位置検出がり(能であり、電機子の位g情報が得られ
るので、同期電動機14の界磁極の位置に応じたサイン
波電圧およびコサイン波電圧が得られる。信号Isを前
記サイン波電圧およびコサイン波電圧と乗算することに
よって2相の信号が得られ、さらに2相の信号を演算増
幅器(図示せず)を用いて3相電流指令Iu 、 Iv
およびIwに変換する。このIu 、 IvおよびIw
は互いに2“るの位相差を有し、しかも同期電動機14
の誘導起電圧と同相の3相電流指令となる。
Embodiment A block circuit diagram of a drive device using a speed monitoring system for a synchronous motor as an embodiment of the present invention is shown in the drawings. 3
The alternating current from the phase alternating current power supply 11 is rectified and smoothed by a rectifier circuit 12 and then supplied to an inverter circuit 13 . The output of the inverter circuit 13 is supplied to the synchronous motor 14 via current transformers 30, 31, and 32t. A pulse coder 15 and a tacho generator 16 are connected to the synchronous motor 14 . On the other hand, the speed command voltage VCMD from the speed command circuit and the synchronous motor 1 from the tacho generator 16 are not shown.
The difference between the actual speed voltages TSA proportional to the rotational speed of 4, that is, the speed error ER, is determined by the speed signal adder 17, and is amplified by the error amplifier 18 to become the signal Is.
It is added to the DC/three-phase conversion circuit 19. In the DC/three-phase conversion circuit 19, three-phase AC signals Iu, Iv, and Iw are generated by the signal Is and the signal from the pulse coder 15.
is made. That is, since the pulse coder 15 is capable of absolute position detection and information on the armature position g can be obtained, a sine wave voltage and a cosine wave voltage corresponding to the position of the field pole of the synchronous motor 14 can be obtained. A two-phase signal is obtained by multiplying by the sine wave voltage and cosine wave voltage, and the two-phase signal is further converted into three-phase current commands Iu, Iv using an operational amplifier (not shown).
and convert to Iw. This Iu, Iv and Iw
have a phase difference of 2" from each other, and the synchronous motor 14
This is a three-phase current command that is in phase with the induced electromotive force.

3相電流指令Iu 、 IvおよびIwはそれぞれ電流
信号加算器20.21および22に加えられ、変流器3
0.31および32からの実際の相電流との差がそれぞ
れ求められる。なお1つの変流器の出力は他の2つの変
流器の出力から算出できるので、通常は2個の変流器を
用いるが、ここでは説明の便宜のため3個の変流器を用
いたものとして記載されている。
Three-phase current commands Iu, Iv and Iw are applied to current signal adders 20, 21 and 22, respectively, and current transformer 3
The difference with the actual phase current from 0.31 and 32 is determined, respectively. Note that the output of one current transformer can be calculated from the output of the other two current transformers, so normally two current transformers are used, but for convenience of explanation, three current transformers are used here. It is listed as having been.

加算器20.21および22の出力は電流増幅器23.
24および25で増幅されパルス幅変調回路26へ供給
される。パルス幅変調回路26では三角波信号と上記3
相交流信号の振幅を比較し、パルス幅変調された3相の
電流指令をインバータ回路13を構成する各パワートラ
ンジスタQ1ないしQ6のベースに入力し、パワートラ
ンジスタQ1ないしQ6をオン・オフ制御し、同期電動
機14に3相電流を供給する。
The outputs of adders 20.21 and 22 are sent to current amplifiers 23.
The signals are amplified at 24 and 25 and supplied to a pulse width modulation circuit 26. In the pulse width modulation circuit 26, the triangular wave signal and the
Comparing the amplitudes of the phase alternating current signals, inputting a pulse width modulated three-phase current command to the base of each power transistor Q1 to Q6 constituting the inverter circuit 13, controlling the power transistors Q1 to Q6 on and off, Three-phase current is supplied to the synchronous motor 14.

パルス幅変調回路26の出力信号S1ないし86(それ
ぞれトランジスタQlないLQ6のペースに接続される
)はさらに相間通電タイミング回路27に接続される。
The output signals S1 to 86 of the pulse width modulation circuit 26 (connected to the paces of transistors Q1 to LQ6, respectively) are further connected to an interphase current timing circuit 27.

このほか相間通電タイミング回路27には変流器30.
31および32からの信号が供給され相電流が給電状態
か回生状態のいずれであるかの情報を提供する。上述の
ような入力信号を受けて相間通電タイミング回路27は
、その回路内に設けた論理回路によって、トランジスタ
Q1からQ4へ電流が流れるタイミング信号(方形波信
号)、トランジスタQ1かうQ6へ、トランジスタQ3
からQ2へ、トランジスタQ3からQ6へ、トランジス
タQ5からQ2へ、トランジスタQ5からQ4へそれぞ
れ電流が流れるタイミング信号を6個の出力として出力
する。
In addition, the interphase energization timing circuit 27 includes a current transformer 30.
Signals from 31 and 32 are provided to provide information as to whether the phase current is in a power supply or regeneration state. In response to the input signal described above, the phase-to-phase energization timing circuit 27 uses a logic circuit provided in the circuit to generate a timing signal (square wave signal) for current to flow from transistor Q1 to Q4, to transistor Q1 to Q6, and to transistor Q3.
Timing signals are output as six outputs, causing current to flow from transistor Q2 to transistor Q2, from transistor Q3 to Q6, from transistor Q5 to Q2, and from transistor Q5 to Q4, respectively.

この6個の出力の論理和をオアゲート28によって求め
、論理和をとることにより整流された論理和信号をフィ
ルタ29を通して平滑すると直流信号が得られる。この
直流信号は電動機に印加される電圧成分に対応するもの
であるから、その電圧値が電動機の回転速度に対応する
The logical sum of these six outputs is determined by the OR gate 28, and the rectified logical sum signal is smoothed through the filter 29 to obtain a DC signal. Since this DC signal corresponds to the voltage component applied to the motor, the voltage value corresponds to the rotational speed of the motor.

上述のフィルタ29の出力電圧を用いてアラーム回路を
動作させれば、電動機の回転数の異常を知ることができ
る。
By operating an alarm circuit using the output voltage of the filter 29 described above, it is possible to detect an abnormality in the rotation speed of the motor.

前述の実施例において説明した駆動装置のほかに、本出
願人によって特願昭57−131603号により開示さ
れた駆動装置は、次のような改良がなされている。すな
わち、さらに他の1つの電圧フィードバックループを設
け、インバータ回路13に入力されるパルス幅変調され
た電流指令から各相間の電圧を検出し、各相電圧を相電
流に変換してパルス幅変調回路の入力へ負帰還する。こ
の装置に本発明による速度監視装置を適用すると、前述
の各相間の電圧を検出する回路において作られた信号の
利用によって相間通電タイミング回路を省略することが
できる。これにより、わずかな回路要素の追加によって
本発明による速度監視方式を行うことが可能となる。
In addition to the drive device described in the above-mentioned embodiments, the following improvements have been made to the drive device disclosed by the applicant in Japanese Patent Application No. 57-131603. In other words, one more voltage feedback loop is provided, and the voltage between each phase is detected from the pulse width modulated current command input to the inverter circuit 13, and each phase voltage is converted into a phase current to generate a pulse width modulation circuit. negative feedback to the input. When the speed monitoring device according to the present invention is applied to this device, the phase-to-phase energization timing circuit can be omitted by utilizing the signal generated in the circuit for detecting the voltage between each phase. This makes it possible to implement the speed monitoring scheme according to the invention with the addition of only a few circuit elements.

発明の効果 本発明によれば、タコジェネレータまタハバルスコーダ
からの速度信号が遮断されても、同期電動機の回転速度
の監視をすることができる。
Effects of the Invention According to the present invention, the rotational speed of the synchronous motor can be monitored even if the speed signal from the tachogenerator or tachometer encoder is cut off.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は本発明の一実施例としての同期電動機の速度監視
方式を用いた同期電動機の駆動装置のブロック回路図で
ある。 11・・・3相交流電源、12・・・整流回路、13・
・・インバータ回路、14・・・同期電動機、15・・
・バルスコーダ、16・・・タコジェネレータ、17・
・・速度信号加算器、18・・・誤差増幅器、19・・
・直流/3相変換回路、20,21.22・・・電流信
号加算器、23.24.25・・・電流増幅器、26・
・・パルス幅変調回路、27・・・相聞通電タイミング
回路、28・・・オアゲート、29・・・フィルタ回路
。 特許出願人 ファナック株式会社 特許出願代理人 弁理士青水 朗 弁理士西舘和之 弁理士 山 口 昭 之
The drawing is a block circuit diagram of a synchronous motor drive device using a synchronous motor speed monitoring system as an embodiment of the present invention. 11... 3-phase AC power supply, 12... Rectifier circuit, 13...
...Inverter circuit, 14...Synchronous motor, 15...
・Valscoder, 16...Tacho generator, 17・
...Speed signal adder, 18...Error amplifier, 19...
・DC/3-phase conversion circuit, 20, 21.22... Current signal adder, 23.24.25... Current amplifier, 26.
...Pulse width modulation circuit, 27... Phase-to-phase energization timing circuit, 28... OR gate, 29... Filter circuit. Patent applicant FANUC Co., Ltd. Patent application agent Akira Aomi Patent attorney Kazuyuki Nishidate Patent attorney Akira Yamaguchi

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 速度指令を受ける速度信号加算器、該速度信号加算器の
出力を受は直流から3相交流へ変換する直流/3相変換
回路、該直流/3相変換回路の3個の出力をそれぞれ受
ける3個の電流信号加算器、該電流信号加算器からの3
個の出力を受はパルス幅変調された信号を出力するパル
ス幅変調回路、該パルス幅変調回路の出力を受けるイン
バータ回路、該インバータ回路の出力により駆動される
同期電動機、および該同期電動機に連結されたバルスコ
ーダおよびタコジェネレータを備え、該タコジェネレー
タの出力は該速度信号加算器に減算するように加えられ
、該バルスコーダの出力は該直流/3相変換回路に供給
され、該同期電動機の各相の電流値に対応する信号がそ
れぞれ該電流信号加算器に減算されるように供給される
同期電動機の駆動装置の速度監視方式において、該パル
ス幅変調回路の出力および該同期電動機の相電流信号を
受は該同期電動機の相間通電タイミング信号を求める相
間通電タイミング回路、該相聞通電タイミング回路から
の6系統の出力信号を受けその論理和を求める論理和回
路、および該論理和回路により整流された出力を平滑す
るフィルタ回路を具備し、該フィルタ回路の出力により
回転速度を監視することを特徴とする同期電動機の速度
監視方式。
A speed signal adder that receives a speed command, a DC/3-phase conversion circuit that converts the output of the speed signal adder from DC to 3-phase AC, and 3 that receives the outputs of the DC/3-phase conversion circuit, respectively. three current signal adders, three current signal adders from the current signal adders;
a pulse width modulation circuit that outputs a pulse width modulated signal, an inverter circuit that receives the output of the pulse width modulation circuit, a synchronous motor driven by the output of the inverter circuit, and a synchronous motor coupled to the synchronous motor. The output of the tacho generator is subtracted from the speed signal adder, and the output of the pulse coder is supplied to the DC/three-phase conversion circuit, and the output of the tacho generator is subtracted from the speed signal adder. In a speed monitoring system for a drive device for a synchronous motor, in which signals corresponding to current values of the pulse width modulation circuit and the phase current signal of the synchronous motor are respectively supplied to the current signal adder to be subtracted, The receiver is an inter-phase energization timing circuit for obtaining an inter-phase energization timing signal of the synchronous motor, an OR circuit that receives six output signals from the phase-to-phase energization timing circuit and calculates the logical sum thereof, and an output rectified by the OR circuit. 1. A speed monitoring system for a synchronous motor, comprising: a filter circuit for smoothing the rotational speed of a synchronous motor;
JP58100966A 1983-06-08 1983-06-08 Speed monitoring system of synchronous motor Pending JPS59230483A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108900121A (en) * 2018-07-10 2018-11-27 东莞市李群自动化技术有限公司 Motor initial phase and phase sequence detecting method and control system for permanent-magnet synchronous motor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108900121A (en) * 2018-07-10 2018-11-27 东莞市李群自动化技术有限公司 Motor initial phase and phase sequence detecting method and control system for permanent-magnet synchronous motor

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