JPS60156288A - 誘導電動機の速度制御方式 - Google Patents

誘導電動機の速度制御方式

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JPS60156288A
JPS60156288A JP59011410A JP1141084A JPS60156288A JP S60156288 A JPS60156288 A JP S60156288A JP 59011410 A JP59011410 A JP 59011410A JP 1141084 A JP1141084 A JP 1141084A JP S60156288 A JPS60156288 A JP S60156288A
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JP
Japan
Prior art keywords
speed
detector
induction motor
slip
current
Prior art date
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Pending
Application number
JP59011410A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeki Kawada
茂樹 河田
Yoshimoto Fujioka
藤岡 良基
Mitsuhiko Hirota
広田 光彦
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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Publication of JPS60156288A publication Critical patent/JPS60156288A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/08Controlling based on slip frequency, e.g. adding slip frequency and speed proportional frequency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、誘導電動機の制御、特に、速度検出器を用い
ることなく、制御可能な誘導電動機の制御方式に関する
(従来技術) 従来、誘導電動機の速度制御を行なう場合には、誘導電
動機の実速度を速度検出器で検出し、該検出された実速
度と指令速度とを比較して、その差速度を零にして、実
速度を指令速度に追随させるようにしている。第1図は
速度検出器を用いた従来例を示す図である。まず、これ
らの例について概略説明する。第1図において、101
は三相誘導電動機、102はレゾルバなどのパルスジェ
ネレータで回転速度に比例した互いに90°位相のずれ
た2つの正弦波信号Pa 、Pbを発生する。103は
4倍回路であり、正弦波信号Pa、Pbをパルス列Pa
’ 、Pb′ (図示せず)に変換すると共にその周波
数を4倍にする。又、4倍回路103はパルス列Pa′
、Pb′の位相を監視し、正転している場合には線11
に正転パルスPnを、逆転している場合には線12に逆
転パルスPrをそれぞれ出力する。104は正転又は逆
転パルスPn、Prの周波数を電圧に変換する周波数電
圧変換器(F/V変換器という)、105は微分回路、
106は同期整流器、107a−107bはFETなと
の電子スイッチであり、所定速度以」二ではF/V変換
器104の出力電圧を、所定速度以下では同期整流器1
06の出力電圧を線13に出力する。108は図示しな
い速度指令回路から指令される速度指令電圧VCMDと
実速度電圧TSAの差εr(以後速度偏差という)を演
算する演9回路、109は速度偏差εrを比例積分する
比例積分回路、110は速度偏差εrを絶対値化する絶
対値回路、111は立方根関数発生回路であり、 ER=析Y の演算を行ない速度偏差εrの立方根を出力する。11
2は電圧周波数変換器(V/F変換器という)であり、
ERの大きさに比例した周波数のパルス列ERpを出力
する。113はマイクロコンピュータであり、処理装置
113aと、コントロールプログラ1、メモリ113b
と、データメモリ113cを有している。データメモリ
113cはトルク対振幅特性(T−IAI特性)、トル
ク対位相特性(T−ψ特性)、回転角対正弦値特性(サ
インパターン)などをデジタル的に関数テーブルとして
記憶している。尚、これらのT−IA、l特性、T−ψ
特性などはベクトル制御におけるぞれと同一特性になっ
ている。処理装置113aはコントロールプログラムの
制御によりV/F変換器112から発生するパルス列E
Rpを所定時間 ′諷1数し、該計数値NとT−IAI
特性を用いてデジタルの電流振幅IA1′を出力する。
即ち、A!数値Nをトルク指令とみなし、T−IAI特
性からIA1′をめ出力する。又、処理装置113aは
誘導電動機lotの回転速度に比例した角周波数ωnを
有するパルス列Pn又はPr−、T−ψ特性などを用い
て sin (uni −t ust +V/)5th (
uni + ωst +V/4)3、=。Jl/−cI
Jjヵ、6゜11、。8.よオ31.4. 1数、ψは
位相差である。114はデジタルの電流振幅IA1′式
をアナログに変換するDA変換器、115は乗算回路、
116 +’ 117はI+ ・sin (uni 十
ωd 十f?)より5in(ω1を十鏝st千f千 3
 )をアナログに変換し、U相及びV相のアナログ電流
指令iu、ivに出力するDA変換器、118は ILL −t iV−+iW の加部演算を行ないW相の電流指令iwを出力する演算
回路、119,120は誘導電動機のU相、■相を流れ
る相電流iua、ivaを検出する変流器、121は jua +1vfl−りiWa の加η演算を11ないW相を流れる相電流iuaを出力
する演9回路、122u、122v、’122Wはそれ
ぞれ各相毎に設けられ、電流差(iu−iua)、(i
v−iva)、(iw−iwa)を演9して増幅する電
流制御回路、123はノくルス賜1変調回路でありそれ
ぞれ各相毎に設けられた3つのパルス幅変調回路123
u、123v、123wをイ1し前記各電流差をパルス
幅変調する。
124はトランジスタよりなるインバータ回路、125
は3相交流を直流して変換する整流器である。
(従来技術の問題点) このように、従来は、誘導電動機を制御する場合には速
度検出器を必要とするものであったために、速度検出器
自体の費用もさることながら、速度検出器の取伺、速度
検出器のメインテナンスが必要であり、更には、デジタ
ル制御形式の誘導電動機の制御においては速度検出器か
ら出力する信号をデジタル信号に変換する為のインター
フェースを必要とするなど技術的にも経済曲にも種々の
問題点があった。
(発明の目的) 本発明の目的は、純電気的に誘導電動機の実速度をめる
ことにより、速度検出器を不要にして技術的にも経済的
にも有利な誘導電動機の速度IIj制御力式を提供する
ことにある。
(発明の概要) 本発明は、電流帰還ループをもつ誘導電動機の速度制御
方式において、単位時間に2Hz程度のすべり周波数に
相当する励磁周波数を与えて、誘導電動機の一次電流と
すべり(最大2 Hz程度)を記憶したパターンから実
際の電流を読込んですべり量を検出し、該すべり量に基
づいて誘導電動機の実速度を検出するように構成する。
(実施例) 第2図は本発明に係る誘導電動機の速度制御方式を示す
全体ブロック図であり、図中、301は11^導゛−L
動機であり、この誘導電動機は、三相交流゛屯1;(か
らの三相交流を整流器により直流に変換し、更にインへ
−夕にて交流に変換された三相交流により駆動される。
そして、該インバータはトランジスタで構成され、負荷
側に設けられた電流検出器から検出された゛電流に基づ
いて前記のトランジスタのパルス幅制御を行なうように
電流ループを形成している。302は電流検出器、30
3は全波整流器、304は最大値検出器及び位相差検出
器である。そして、検出された一次電流は余波整流され
、−次電流の最大値がめられると共に位相差が検出され
る。305はトルク検出器であり、−次電流とトルクは
一定の関係があるので、該トルク検出器305により一
次電流が定まると一義的にトルクをめることができる。
306はすべり検出器であり、トルクとすべりの間にも
一定の関係があるので、該すべり検出器306によりト
ルクが定まるとすべりをめることができる。311はラ
ンプ回路、312は時定数設定器であり、速度指令電圧
VCMDが加えられると時定数設定器312で設定され
た値に基づいて速度指令電圧の立上り部に傾斜を持たせ
る。310は周波数/電圧変換器(以下F/V変換器と
いう)であり、誘導電動機の実速度を出力する。313
は誤差アンプであり、ランプ回路311からの速度指令
電圧VCMDとF/V変換器310から出力される実速
度とを比較器321を用いて比較し、その結果出力され
る差電圧を増幅し、誤差電圧ERを得る。314は電圧
/周波数変換器(以下V/F変換器という)であり、誤
差電圧ERを入力して、デジタルな周波数に変換する。
316はPIT(プログラマブル・インターバルeタイ
マ)、315はROM(リード・オンリー拳メモリ)、
317はCPU(中央処理装置)、31Bはl10(入
出力装置)、319はDAC(デジタル・アナログ・変
換器)である。307は全波整流器、308は位相差検
出器、309は後述する2Hzの指令周波数発生手段で
ある。
次に、第3図(a)は誘導電動機のトルクと回転数との
関係を示す特性図、第3図(b)は本発明に係る2H指
令を行なう場合のトルク−回転数の関係を示す特性図で
ある。また、第4図(a)は誘導電動機の一次電流とす
べりとの関係を示す特性図、第4図(b)は、第3図(
b)と対応した2Hz指令を行なう場合の一次電流と回
転数との関係を示す特性図である。なお、第3図(a)
においてA点でのトルクは始動トルクであり、B点はプ
ルアップI・ルク、0点は最大トルク、D点は定格負荷
点で実際にはこの点イ1近で使用される。これらの図か
ら明らかなように、誘導電動機において、I・ルクと回
転数とは一定の関係があり、また、一時電流と回転数と
は一定の関係を有し、同様にトルクと一次電流とも一義
的な関係を有する。第5図は本発明に係る2H2指令周
波数を用いてすべり量をめ、実速度を得る手法を説明す
るためのフローチャートである。
これらの図に基づいて本発明の誘導電動機の制御方式に
ついて説明する。
誘導電動機の一次電流は電流検出器302で検出され、
該−次電流は全波整流器303で全波整流される。そこ
で余波整流された電流値を基に、最大電流検出器及び位
相差検出器304でもって該電流値の最大値及び位相差
を検出する。そこで、トルク検出器305においては、
電流とトルクとの間には一定の関係がある(第4図(a
)参照)のでこれらの関殻テーブルを作成しておき、電
流値に対応したトルクを検出する。更に、すべり検出器
306においては、トルクとすベリとの間には一定の関
係があるので関数テーブルを作成しておき、トルクに対
応したすべりをめ、すべり周波数を出力するように構成
する。一方、指令速度電圧VCMDは、ランプ回路31
1を介して比較器321に入力し、F/V変換器31.
0からの出力信号、即ち、実速度信号とを比較器321
で比較して差信号を得て、誤差アンプ313に入力する
。誤差アンプ313から出力された誤差電圧ERはV/
F変換器314を介してPI T31 Bへ人力する。
該PIT316には、比較器320から出力される実速
度周波数も入力される。PIT316の出力はCPU3
17にて演算処理され、該CPU317からの出力は、
l10318及びDAC319を介して周知の電流制御
ループに加えられる。更に、DAC319からの出力信
号は全波整流器307で整流され、位相差検出器308
で位相が検出され、該位相検出器308の出力は2Hz
指令周波数発生手段309に加えられ、該2Hz指令周
波数発生手段309の出力は比較器320に入力する。
ここで2H2指令周波数を用いて、すベリη1をめ、実
速度を得る点を第5図に基づいて詳細に説明する。
(Il、まず、2Hz指令を行なう、この2Hzは便宜
上のもので2Hzにこだわらなくてもよいが、トルク−
回転数特性図における最大トルクとすベリS=0の点間
がほぼ2Hzであることを考慮して2Hzとして推定し
た方が好ましいから用いるものである。
(2)、次に、単位時間に指令2Hzすべり周波数を与
える。この場合、すべりが大きければ次々に、2Hzを
加えてゆくことができ、最大すべり周波数fs(1,I
z)まで繰返すことになる。
(3)、次に、2Hzで指令時の周波数からすべり周波
数fsを減算して実速度をめる。換Hすれば、これは第
3図(b)及び第4図(b)に示されるように2Hzの
励磁周波数が与えられると同期速度に対応した周波数が
まることになり、該周波数を第2図に示される比較器3
20に人力して、該比較器320により、すべり検出器
306から出力されるすべり周波数を減算すると実速度
周波数fOを得ることができるようになる。
(4)、すべり周波数が大きい場合は、2Hz指令を何
回も繰返し、実速度周波数fOをめる。
以上、本発明を実施例により説明したが、本発明はその
主旨の範囲において種々の変形が可能であり、これらを
本発明の範囲から排除するものではない。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明は、従来必要とされ
ていた速度検出器を不要にし、かつ、速度帰還電圧を純
電気的手段によって創出できるようにしたため、速度検
出器自体の費用をなくすことができると共に速度検出器
の取イリ、メインテナンスが不要となる。また、速度検
出器に代る速度帰還電圧創出手段は、例えば2Hz指令
周波数をpえて同期速度に対応した周波数を得る手法を
採用しており、コンピユータ化されたものであり、コン
パクト化、低コスト化に寄手するところ大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は速度帰還を行なうための速度検出器を有する従
来の誘導電動機の速度制御方式の全体構成図、第2図は
本発明に係る゛誘導電動機の速度制御方式の全体構成図
、第3図(a)は誘導電動機のトルクと回転数との関係
を示す特性図、第3図(b)は本発明に係る2H2指令
を行なう場合のトルク−回転数の関係をを示す特性図、
第4図(a)は誘導電動機の一次電流とすべりとの関係
を示す特性図、第4図(b)は本発明に係る2Hz指令
を行なう場合の一次電流と回転数との面係を示す特性図
、第5図は本発明に係る2 Hz指令周波数を用いてす
べり量をめ、実速度を得る手法を説明するためのフロー
チャートであろう301・・・誘導電動機 302・・
・電流検出器303.307・・・全波整流器 304・・・最大値検出器及び位相差検出器305・・
・トルク検出器 306・・・すべり検出器308・・
・位相差検出器 309・・・指令周波数発生手段 310・・・F/V変換器 311・・・ランプ回路3
12・・・時定数設定器 313・・・誤差アンプ31
4−V/F変換器 、;(16・PIT315・・・R
At 317・・・CPU318・・・Ilo 319
・・・DAC320.321・・・比較器 特許出願人 ファナック株式会社 代 理 人 弁理士 辻 寅 (外1名) 第3図 第4図 恵 f 21−1z 21h f

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電流帰還ループをもつ誘導電動機の速度間tJl
    方式において、単位時間に2 Hz程度のすべり周波数
    に相当する励磁周波数を与えて、誘導電動機の一次電流
    とすべりを記憶したパターンから実際の電流を読込んで
    すべり量を検出し、該すべり量に基づいて誘導電動機の
    実速度を検出することを特徴とする誘導電動機の速度制
    御方式。
  2. (2)前記誘導電動機の実速度をデジタル−アナログ変
    換を行ない速度帰還電圧とする特許請求の範囲第(1)
    ダッ記載の誘導電動機の速度制御方式
JP59011410A 1984-01-25 1984-01-25 誘導電動機の速度制御方式 Pending JPS60156288A (ja)

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