JPS62210878A - Control unit of induction machine - Google Patents

Control unit of induction machine

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JPS62210878A
JPS62210878A JP61052502A JP5250286A JPS62210878A JP S62210878 A JPS62210878 A JP S62210878A JP 61052502 A JP61052502 A JP 61052502A JP 5250286 A JP5250286 A JP 5250286A JP S62210878 A JPS62210878 A JP S62210878A
Authority
JP
Japan
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chopper
voltage
induction machine
capacitor
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP61052502A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yukio Kitabayashi
北林 行雄
Hitoshi Oura
仁 大浦
Toshiaki Okuyama
俊昭 奥山
Noriyoshi Takahashi
高橋 典義
Hisaya Sasamoto
笹本 久弥
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.)
Hitachi Ltd
Hitachi Power Semiconductor Device Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Haramachi Electronics Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62210878A publication Critical patent/JPS62210878A/en
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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To dispense with a capacitor voltage detector, to improve the serviceability and to miniaturize the unit, by estimating a capacitor voltage from the conducting ratio of a secondary chopper. CONSTITUTION:A non-conducting ratio computing element 22 makes a phase inversion of signals from a comparator 17 and takes out signals related to the non-conducting ratio the the operation of their average value. On the other hand, a sliding computing element 21 using speed detecting signals from a speed detector 10 operates the slide of an induction machine. By dividing the output signals of the sliding computing element 21 and the non-conducting ratio computing element 22 with a divider 23, a capacitor voltage is operated and detected. The conduction of a regenerating chopper 6 is then controlled so that the operational value will agree with a predetermined value.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、二次励磁可能な誘導機の速度制御袋置に係り
、特にポンプやファン等の負荷を駆動するに好適な誘導
機の制御装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a speed control bag for a secondary excitation capable induction machine, and particularly to control of an induction machine suitable for driving loads such as pumps and fans. Regarding equipment.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の装置は特公昭56−25879号公報に記載のよ
うに巻線形誘導機の二次側にダイオード整流器及びその
出力に接続された二次チョッパのオン。
A conventional device is a diode rectifier on the secondary side of a wound induction machine and a secondary chopper connected to its output, as described in Japanese Patent Publication No. 56-25879.

オフ動作により巻線形誘導機の二次電流を調節し、トル
クを制御していた。最近では、主回路から直流リアクト
ルを除去するために、前記二次チョッパと並列にダイオ
ードとコンデンサの直列回路を備えたものにおいて、コ
ンデンサと回生インバータの間に回生チョッパを設けた
ものが考えられている。このときコンデンサの電圧を検
出し、その電圧値が一定となるように回生チョッパのオ
ン。
The off-state operation was used to adjust the secondary current of the wound induction machine and control the torque. Recently, in order to remove the DC reactor from the main circuit, it has been considered to have a series circuit of a diode and a capacitor in parallel with the secondary chopper, with a regenerative chopper installed between the capacitor and the regenerative inverter. There is. At this time, the capacitor voltage is detected and the regenerative chopper is turned on so that the voltage value remains constant.

オフを制御するが、このコンデンサ電圧の検出に絶縁形
の検出器を使用している。
An insulated detector is used to detect the capacitor voltage to control the off state.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところが、直流電圧が高圧となった場合、絶縁耐圧の高
い電圧検出器を用いなければならない関係上、高価であ
る。また、検出器は高電圧を扱うので、他の制御回路よ
り離して設置しなければならず、装置が複雑になる問題
があった。更に、電圧検出器あるいはその周辺機器の絶
縁劣化の問題など、その信頼性についても問題があった
However, when the DC voltage becomes high, a voltage detector with high dielectric strength must be used, which is expensive. Furthermore, since the detector handles high voltage, it must be installed away from other control circuits, posing the problem of complicating the device. Furthermore, there were also problems with the reliability of the voltage detector or its peripheral equipment, such as the problem of insulation deterioration.

本発明の目的は、上記問題に鑑み、コンデンサ電圧検出
器を省略することのできる誘導機の制御装置を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an induction machine control device that can omit a capacitor voltage detector.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記目的は、誘導機の回転速度からすべり、すなわち二
次電圧に比例した信号を演算し、また更にその信号と二
次チョッパの導通比率からコンデンサ電圧を推定し、そ
の演算値が所定となるように、回生チョッパの導通を制
御することにより達成される。
The above purpose is to calculate the slip from the rotational speed of the induction machine, that is, a signal proportional to the secondary voltage, and further estimate the capacitor voltage from that signal and the conduction ratio of the secondary chopper, so that the calculated value becomes a predetermined value. This is achieved by controlling the conduction of the regenerative chopper.

(作用) すなわち、誘導機のすベリは次式にて示され、回転速度
から求めることができる。
(Function) That is, the slippage of the induction machine is expressed by the following equation, and can be determined from the rotation speed.

ここに、No =同期速度、N:実速度誘導機のすべり
Sは二次電圧に比例し、更に順変換器の直流出力電圧(
平均値)はこれに比例する。一方、二次チョッパの入力
電圧(瞬時値)は。
Here, No = synchronous speed, N: actual speed The slip S of the induction machine is proportional to the secondary voltage, and the DC output voltage of the forward converter (
average value) is proportional to this. On the other hand, the input voltage (instantaneous value) of the secondary chopper is:

二次チョッパがオンの際には零、オフの際にはコンデン
サ電圧と等しくなる。このとき、二次チョッパの入力電
圧の平均値と順変換器の直流出力平均値は平衡するので
、コンデンサの電圧は次式より表わされる。
It is zero when the secondary chopper is on and equal to the capacitor voltage when it is off. At this time, since the average value of the input voltage of the secondary chopper and the average value of the DC output of the forward converter are balanced, the voltage of the capacitor is expressed by the following equation.

T        T ここに、Ec:コンデンサ電圧、Ezo:s=1におけ
る誘導機二次電圧、T:二次チョッパのオンオフ周期、
TON:導通比率、TOFF :非導通比率。
T T where, Ec: capacitor voltage, Ezo: induction machine secondary voltage at s=1, T: on/off period of secondary chopper,
TON: conduction ratio, TOFF: non-conduction ratio.

すなわち、誘導機の二次電圧5Ezoと導通比率TON
/Tから、(1)、(2)式に従い、コンデンサ電圧を
求めることができる。
In other words, the secondary voltage 5Ezo of the induction machine and the conduction ratio TON
/T, the capacitor voltage can be determined according to equations (1) and (2).

この電圧を用いて回生チョッパを制御することにより、
電圧検出器を省略できる。
By controlling the regenerative chopper using this voltage,
Voltage detector can be omitted.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

第1図において、巻線形誘導機1に、ポンプやファン等
の負荷30が機械的に直結され、更に回転速度検出器1
0が取付けられている。巻線形誘導機1の二次側にダイ
オード整流器2が、その出力に自己消弧形素子(トラン
ジスタ、GTO。
In FIG. 1, a load 30 such as a pump or a fan is mechanically directly connected to a wound induction machine 1, and a rotation speed detector 1 is further connected to the wound induction machine 1.
0 is installed. A diode rectifier 2 is provided on the secondary side of the wound induction machine 1, and a self-extinguishing element (transistor, GTO) is provided at its output.

MOS−FETなど)を使用した二次チョッパ3、逆流
阻止ダイオード4、コンデンサ5、自己消弧形素子を用
いた回生チョッパ6、還流ダイオード7及びサイリスタ
を用いた回生インバータ8が接続されている。更に、回
生インバータ8の出力には、変圧器9を介して交流電源
系統に接続されている。
A secondary chopper 3 using a MOS-FET (MOS-FET, etc.), a backflow blocking diode 4, a capacitor 5, a regenerative chopper 6 using a self-extinguishing element, a freewheeling diode 7, and a regenerative inverter 8 using a thyristor are connected. Further, the output of the regenerative inverter 8 is connected to an AC power system via a transformer 9.

この実施例の基本動作を説明すると、速度制御は二次チ
ョッパ3のオンオフ動作により巻線形誘導機1の二次電
流を調節し、それと比例関係にあるトルクを制御するこ
とにより行われる6巻線形誘導機1の二次電力は二次チ
ョッパ3がオフの際にダイオード4を介してコンデンサ
5に充電され。
To explain the basic operation of this embodiment, speed control is performed by adjusting the secondary current of the winding induction machine 1 through the on/off operation of the secondary chopper 3, and controlling the torque proportional to the secondary current of the winding induction machine 1. The secondary power of the induction machine 1 is charged to the capacitor 5 via the diode 4 when the secondary chopper 3 is off.

コンデンサ5の電圧が上昇する。そこでコンデンサ5の
電圧を検出し、その電圧値が一定となるように回生チョ
ッパ6のオンオフを制御する。このようにして、前述し
た二次電力は回生チョッパ6を介して回生インバータ8
に流れ、更に交流電力に変換され、交流電源に回生され
る。
The voltage on capacitor 5 increases. Therefore, the voltage of the capacitor 5 is detected, and the on/off of the regenerative chopper 6 is controlled so that the voltage value is constant. In this way, the above-mentioned secondary power is transferred to the regenerative inverter 8 via the regenerative chopper 6.
It is further converted into AC power and regenerated into AC power supply.

次に二次チョッパ3と回生チョッパ6の制御回路につい
て説明する。
Next, the control circuits for the secondary chopper 3 and the regenerative chopper 6 will be explained.

二次チョッパ6の制御回路において、まず、速度指令器
13の信号と回転速度検出器10の出力信号の偏差を速
度偏差増幅器19によって増幅し、ダイオード整流器2
の出力電流の指令信号12傘を出力する。このiz拳と
電流検出器11からの電流検出信号itをヒステリシス
付の比較器17において比較し、二次チョッパ3のオン
オフ制御信号が取出される。その信号は二次チョッパ3
の駆動回路15により増幅され、二次チョッパ3のオン
オフが制御される。この結果、ダイオード整流器2の直
流出力電流、それと比例関係にある誘導機二次電流及び
トルクは前記iz拳により制御される6次に1回生チョ
ッパ6の制御回路について述べる。比較器17の出力信
号は、11が12に比べ所定値Δi2  (ヒステリシ
ス幅)だけ大となる場合において、「IJ、逆にΔil
だけ小となる場合は「0」となる信号であり、「1」の
とき二次チョッパ3がオン、「0」とのきオフとなる。
In the control circuit of the secondary chopper 6, first, the deviation between the signal of the speed command 13 and the output signal of the rotational speed detector 10 is amplified by the speed deviation amplifier 19,
Outputs the command signal 12 of the output current. The current detection signal it from the current detector 11 is compared in a comparator 17 with hysteresis, and an on/off control signal for the secondary chopper 3 is extracted. The signal is secondary chopper 3
The signal is amplified by the drive circuit 15, and the on/off of the secondary chopper 3 is controlled. As a result, the DC output current of the diode rectifier 2, the induction machine secondary current and the torque which are in a proportional relationship therewith are controlled by the above-mentioned IZ fist.The control circuit of the 6th order 1st regeneration chopper 6 will now be described. When the output signal of the comparator 17 is larger than 12 by a predetermined value Δi2 (hysteresis width), the output signal of the comparator 17 is “IJ,” conversely, Δil
When the signal becomes smaller than 0, the signal becomes "0", and when the signal is "1", the secondary chopper 3 is turned on, and when it is "0", the secondary chopper 3 is turned off.

非導通比率演算器22は、比較器17からの信号を位相
反転させ、その平均値を演算することにより非導通比率
(T OFF / T )に関係した信号を取出す。一
方、すべり演算@21は、速度検出器10からの速度検
出信号を用い、(1)式に従って誘導機のすべりを演算
する。ここで、すべりと二次電圧(sEzo)は比例す
るため、上記すベリ演算器21と非導通比率演算器22
の出力信号を前述の(2)式に従って除算することによ
りコンデンサ電圧を演算検出することができる。
The non-conducting ratio calculator 22 inverts the phase of the signal from the comparator 17 and calculates the average value thereof, thereby extracting a signal related to the non-conducting ratio (T OFF / T ). On the other hand, the slip calculation @21 uses the speed detection signal from the speed detector 10 to calculate the slip of the induction machine according to equation (1). Here, since the slip and the secondary voltage (sEzo) are proportional, the above-mentioned Veri calculation unit 21 and non-conduction ratio calculation unit 22
The capacitor voltage can be calculated and detected by dividing the output signal according to the above-mentioned equation (2).

これより、電圧指令器14の信号と前記コンデンサ電圧
演算信号の偏差を電圧偏差増幅器20によって増幅し、
回生インバータ8に流れる電流の指令信号ireを出力
する。このj!傘と電流検出器12からの回生インバー
タ電流検出信号itをヒステリシス付の比較器18にお
いて比較し、回生チョッパ6のオンオフ制御信号が取出
される。その信号は回生チョッパ6の駆動回路16によ
り増幅され、回生チョッパ6のオンオフが制御される。
From this, the deviation between the signal of the voltage command unit 14 and the capacitor voltage calculation signal is amplified by the voltage deviation amplifier 20,
A command signal ire for the current flowing through the regenerative inverter 8 is output. This j! The regenerative inverter current detection signal it from the umbrella and the current detector 12 are compared in a comparator 18 with hysteresis, and an on/off control signal for the regenerative chopper 6 is extracted. The signal is amplified by the drive circuit 16 of the regenerative chopper 6, and the on/off of the regenerative chopper 6 is controlled.

すなわち、前記コンデンサ電圧検出信号が電圧指令器1
4の信号より大となった場合には、回生チョッパ6のオ
ン動作期間が増加するため、それに(j′#い−3,デ
ア95(7)放電□第4ゎ6.1イア2゜′−タ電流も
増加するので、コンデンサ5の電圧は所定値に制御され
る。
That is, the capacitor voltage detection signal is
4, the on-operation period of the regenerative chopper 6 increases. - Since the capacitor current also increases, the voltage of the capacitor 5 is controlled to a predetermined value.

第2図、第3図にそれぞれ本発明の他の実施例を示す。Other embodiments of the present invention are shown in FIGS. 2 and 3, respectively.

第2図において、交流電源電圧の変動、すなわち巻線形
誘導機1の一次電圧が変動すると二次電圧も変動するた
め、第1図の実施例においては演算検出した電圧と実際
の電圧との間には誤差が生ずる。これを補償するように
したのが、本実施例である。すなわち、第2図における
電圧検出器25及び変圧器26は交流電源電圧を検出す
るもので、その出力信号とすベリ演算器21の出力信号
とを乗算器24により乗算することで、−次電圧の変動
を考慮した二次電圧を検出できる。この信号を除算器2
3に入力することにより、交流電源電圧の変動によるコ
ンデンサ電圧の検出誤差を補償できる。
In FIG. 2, when the AC power supply voltage fluctuates, that is, the primary voltage of the wound induction machine 1 fluctuates, the secondary voltage also fluctuates, so in the embodiment of FIG. An error occurs. This embodiment is designed to compensate for this. That is, the voltage detector 25 and transformer 26 in FIG. It is possible to detect the secondary voltage taking into account fluctuations in the voltage. This signal is divided by divider 2
3, it is possible to compensate for detection errors in capacitor voltage due to fluctuations in AC power supply voltage.

ところで、巻線形誘導機1の二次電圧は、誘導機の内部
電圧降下により、ダイオード整流器2の風力電流の大き
さに応じて変動する。この影響によるコンデンサ電圧の
検出誤差を補償するようにした装置が第3図の実施例で
ある。すなわち、電流検出器11からの電流検出信号を
関数発生器゛′27に入力してダイオード整流器2の出
力電圧降下量を演算し、その出力信号ですべり演算器2
1の出力信号を減算することにより、電圧降下の影響を
補償できる。
By the way, the secondary voltage of the wound induction machine 1 varies depending on the magnitude of the wind current of the diode rectifier 2 due to an internal voltage drop of the induction machine. The embodiment shown in FIG. 3 is a device designed to compensate for detection errors in capacitor voltage due to this influence. That is, the current detection signal from the current detector 11 is input to the function generator 27 to calculate the output voltage drop amount of the diode rectifier 2, and the output signal is used to calculate the output voltage drop of the diode rectifier 2.
By subtracting the output signal of 1, the effect of the voltage drop can be compensated for.

ところで、前述した実施例は、二次電流指令信号12*
と二次電流12の偏差が所定値以上となる場合において
、二次チョッパ3のオンオフ動作を行うような方式であ
った。しかし本発明はそのような方式に限らず、以下に
述べる方式にも適用でき、同様な動作を行わせることが
できる。すなわち前記ipと12の偏差を電流偏差増幅
器に加え、該増幅器の信号と二次チョッパ3のオンオフ
周波数を決定する搬送波とを比較器において比較し、該
比較器からオンオフ信号を取出す方式である。
By the way, in the embodiment described above, the secondary current command signal 12*
In this method, the secondary chopper 3 is turned on and off when the deviation between the secondary current 12 and the secondary current 12 exceeds a predetermined value. However, the present invention is not limited to such a method, but can also be applied to the method described below, and similar operations can be performed. That is, the system adds the deviation between ip and 12 to a current deviation amplifier, compares the signal of the amplifier with the carrier wave that determines the on/off frequency of the secondary chopper 3 in a comparator, and extracts the on/off signal from the comparator.

この場合における前記電流偏差増幅器の出力信号は二次
チョッパ3の導通比率に関係した信号であり、その信号
を用いて前記実施例と同様に(2)式に従いコンデンサ
電圧を検出できることは明らかである。
The output signal of the current deviation amplifier in this case is a signal related to the conduction ratio of the secondary chopper 3, and it is clear that the capacitor voltage can be detected using the signal according to equation (2) as in the previous embodiment. .

なお、ダイオード整流器2の出力側及び回生インバータ
8の入力側に接続されたりアクドル28は省略すること
もできる。その場合1巻線形誘導機1あるいは変圧器9
の漏れインダクタンスがリアクトルの作用を行う。
Note that the axle 28 may be connected to the output side of the diode rectifier 2 and the input side of the regenerative inverter 8, or may be omitted. In that case, a single winding induction machine 1 or a transformer 9
The leakage inductance acts as a reactor.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、コンデンサ電圧検出器を省略すること
ができるので、コンデンサ電圧が高圧になればなるほど
高価となる検出器を使用しないため、経済性に利点があ
る。更に、高電圧を扱う検出器と他の制御回路を離して
設置することもなくなるので、装置を小型化できるとい
う効果がある。
According to the present invention, since the capacitor voltage detector can be omitted, there is no need for a detector which becomes more expensive as the capacitor voltage becomes higher, which is advantageous in terms of economy. Furthermore, since the detector that handles high voltage and other control circuits do not have to be installed separately, there is an effect that the device can be made smaller.

また、検出器あるいはその周辺機器の絶縁材の劣化の問
題等を考慮する必要がないので、信頼性の向上にも効果
がある。
Furthermore, since there is no need to consider the problem of deterioration of the insulating material of the detector or its peripheral equipment, it is also effective in improving reliability.

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

第1〜3図はそれぞれ本発明の一実施例を示す構成図で
ある。 1・・・誘導機、2・・・ダイオード整流器、3・・・
二次チョッパ、4・・・逆流阻止ダイオード、5・・・
コンデンサ、6・・・回生チョッパ、7・・・還流ダイ
オード、8・・・回生インバータ、9・・・変圧器、2
1・・・すべり演算器、22・・・非導通比率演算器、
23・・・除算器。
1 to 3 are configuration diagrams each showing an embodiment of the present invention. 1... Induction machine, 2... Diode rectifier, 3...
Secondary chopper, 4... Backflow blocking diode, 5...
Capacitor, 6... Regenerative chopper, 7... Freewheeling diode, 8... Regenerative inverter, 9... Transformer, 2
1... Slip calculator, 22... Non-conduction ratio calculator,
23...Divider.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、二次励磁可能な誘導機と、該誘導機の二次側に接続
された順変換器に二次電流調整用の二次チョッパを接続
し、該二次チョッパと並列にコンデンサとダイオードの
直列回路を接続し、かつ前記コンデンサの電圧を調節す
る回生チョッパを接続し、その出力を交流に変換し前記
コンデンサからの電力を交流電源に回生する逆変換器を
接続して成る装置において、前記コンデンサの電圧を誘
導機の回転速度及び前記二次チョッパの導通比率に関す
る信号を用いて演算検出し、前記コンデンサの電圧が所
定となるように前記回生チョッパを制御することを特徴
とする誘導機の制御装置。
1. Connect an induction machine capable of secondary excitation, a secondary chopper for secondary current adjustment to the forward converter connected to the secondary side of the induction machine, and connect a capacitor and diode in parallel with the secondary chopper. In the device, a series circuit is connected, a regeneration chopper is connected to adjust the voltage of the capacitor, and an inverse converter is connected to convert the output to AC and regenerate the power from the capacitor to an AC power source. An induction machine characterized in that the voltage of the capacitor is calculated and detected using a signal related to the rotational speed of the induction machine and the conduction ratio of the secondary chopper, and the regenerative chopper is controlled so that the voltage of the capacitor becomes a predetermined value. Control device.
JP61052502A 1986-03-12 1986-03-12 Control unit of induction machine Pending JPS62210878A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113411025A (en) * 2021-06-27 2021-09-17 武汉市正弦电气技术有限公司 Position-sensorless control method and system

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