JPS62210888A - Controller for induction machine - Google Patents
Controller for induction machineInfo
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- JPS62210888A JPS62210888A JP61052503A JP5250386A JPS62210888A JP S62210888 A JPS62210888 A JP S62210888A JP 61052503 A JP61052503 A JP 61052503A JP 5250386 A JP5250386 A JP 5250386A JP S62210888 A JPS62210888 A JP S62210888A
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
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*I+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 arrangement for a secondary-excitable induction machine, and particularly an induction machine suitable for driving loads such as pumps and fans. The present invention relates to a control device.
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する
。トルクの制御は、速度指令と、誘導機の軸端に取付け
られた速度検出器の信号との偏差に応じて、二次チョッ
パのオンオフ動作を制御して行い、速度制御を行う。As described in Japanese Patent Publication No. 56-25879, the conventional device uses a diode rectifier on the secondary side of the wound induction machine and an on/off operation of a secondary chopper connected to the output thereof. Next, adjust the current and control the torque. The torque is controlled by controlling the on/off operation of the secondary chopper in accordance with the deviation between the speed command and the signal from the speed detector attached to the shaft end of the induction machine.
上記従来技術によれば速度検出器が必要で、電動機回転
軸への取付は作業が複雑になり、また速度検出器からの
信号線の配線工事が必要であった。According to the above-mentioned conventional technology, a speed detector is required, and installation work to the motor rotating shaft is complicated, and wiring work for a signal line from the speed detector is required.
本発明の目的は、上記問題に鑑み、上記速度検出器を省
略した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-mentioned problems, an object of the present invention is to provide an induction machine control device in which the speed detector is omitted.
上記目的は、コンデンサの電圧を検出する電圧検出器の
出力信号と、二次チョッパの導通比率から回転速度を推
定することによって達成される。The above object is achieved by estimating the rotation speed from the output signal of a voltage detector that detects the voltage of the capacitor and the conduction ratio of the secondary chopper.
誘導機のすべりは二次電圧と比例し、更に順変換器の直
流出力電圧(平均値)はこれに比例する。The slip of the induction machine is proportional to the secondary voltage, and the DC output voltage (average value) of the forward converter is proportional to this.
一方、二次チョッパの入力電圧(瞬時値)は、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電圧、の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。On the other hand, the input voltage (instantaneous value) of the secondary chopper is zero when the secondary chopper is on, and equal to the capacitor voltage when the secondary chopper 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 voltage 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、S:すべり、Ezo
:s=1における誘導機二次電圧、T:二次チョッパオ
ンオフ周期、TON:導通時間、T OFF:非導通時
間
上式をすべりSで表わせば、
更に、すべりと回転速度の関係は次式で表わされる。T T Here, Ec: Capacitor voltage, S: Slip, Ezo
: induction machine secondary voltage at s=1, T: secondary chopper on-off period, TON: conduction time, T OFF: non-conduction time If the above equation is expressed by slip S, furthermore, the relationship between slip and rotation speed is as follows: It is expressed as
N= (1−9)・No ・・・ (3)こ
こに、No :同期速度、N:回転速度すなわち、コン
デンサの電圧Ecと非導通比率TOFF / Tから、
(2)、(3)式に従い、回転速度を求めることができ
る。従って、速度検出器が省略できる。N= (1-9)・No... (3) Here, No: synchronous speed, N: rotational speed, that is, from the capacitor voltage Ec and non-conduction ratio TOFF/T,
The rotation speed can be determined according to equations (2) and (3). Therefore, the speed detector can be omitted.
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、GTO1MO8−FET等)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の出力は
、変圧器9を介して交流電源に接続されている。In FIG. 1, a load 30 such as a pump or a fan is mechanically directly connected to a wound induction machine 1. A diode rectifier 2 is installed on the secondary side of the wound wire induction machine 1, and its output includes a secondary chopper 3 using a self-extinguishing element (transistor, GTO1MO8-FET, etc.), a backflow blocking diode 4, a capacitor 5, and a self-extinguishing element. A regenerative chopper 6 using shaped elements, a free wheel 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 source via a transformer 9.
この実施例の基本動作を説明する。巻線形誘導機1の速
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。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、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
電力に変換されて交流電源に回生される。The basic operation of this embodiment will be explained. The speed control of the wound induction machine 1 is performed by adjusting the secondary current of the wound induction machine 1 by turning on and off the secondary chopper 3, and controlling the torque that is proportional to the secondary current of the wound induction machine 1. The secondary power of the wound induction machine 1 is supplied to the diode 4 when the secondary chopper 3 is off.
The capacitor 5 is charged through the capacitor 5, and the voltage of the 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 flows through the regenerative chopper 6 to the regenerative inverter 8, where it is further converted into alternating current power and regenerated into an alternating current power source.
次に、二次チョッパ3の制御回路における動作を説明す
る。まず、速度指令器14の信号と回転速度演算器20
の出力信号の偏差を速度偏差増幅器15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*を出
力する。この12傘と電流検出器11からの電流検出信
号12をヒステリシス付の比較器16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17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。Next, the operation of the control circuit of the secondary chopper 3 will be explained. First, the signal of the speed command device 14 and the rotation speed calculator 20
The deviation of the output signal of is amplified by the speed deviation amplifier 15, and the command signal 12* of the output current of the diode rectifier 2 is output. These 12 umbrellas and the current detection signal 12 from the current detector 11 are compared in a comparator 16 with hysteresis,
An on/off control signal for the secondary chopper 3 is taken out. The signal is amplified by the drive circuit 17 of the secondary chopper 3,
On/off of the secondary chopper 3 is controlled.
ところで、比較器16の出力信号は、12*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、「1」、逆にΔit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」のとき二次チョッパ3がオフとなる。li導
通比率演算器18は、比較器16の出力信号を反転させ
、その平均値を演算することにより非導通比率(TOF
F/T)に関係した信号を取出す。ここで、(2)式に
おいて二次電圧Ego(s=1>を一定とすれば、コン
デンサ電圧を検出する電圧検出器12からの電圧信号E
cと、非導通比率演算器18の出力信号TOFF/T
を(2)式に従って乗算することにより、すべりSを
演算検出することができる。更に、このすべりSに基づ
いて(3)式に従い回転速度演算器20によって演算す
ることにより、回転速度を求めることができるので、前
述した二次チョッパ3の動作が可能となる。By the way, the output signal of the comparator 16 is "1" when 12* is larger than 12 by a predetermined value Δi2 (hysteresis width), and "0" when it is smaller than 12 by Δit.
"When the signal is "1", the secondary chopper 3 is turned on, and when it is "0", the secondary chopper 3 is turned off. The li conduction ratio calculator 18 calculates the non-conduction ratio (TOF) by inverting the output signal of the comparator 16 and calculating the average value.
F/T) related signals are extracted. Here, if the secondary voltage Ego (s=1> is constant in equation (2), the voltage signal E from the voltage detector 12 that detects the capacitor voltage
c, and the output signal TOFF/T of the non-conduction ratio calculator 18
By multiplying according to equation (2), the slip S can be calculated and detected. Further, the rotation speed can be determined by calculating the rotation speed calculation unit 20 according to equation (3) based on this slip S, so that the above-described operation of the secondary chopper 3 becomes possible.
次に、回生チョッパ6の制御回路について述べる。電圧
指令器21の信号とコンデンサ電圧検出信号の偏差を電
圧偏差増幅器22によって増幅し1、回生インバータ8
に流れる電流の指令信号iuを出力する。このiIIと
電流検出器13からの回生インバータ電流検出信号i■
をヒステリシス付の比較器23において比較し1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24により増幅され、回生チ
雪ツバ6のオンオフが制御される。すなわち、前記コン
デンサ電圧検出信号が電圧指令器21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、それに伴いコンデンサ5の放電電流すなわち回
生インバー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。Next, a control circuit for the regenerative chopper 6 will be described. The deviation between the signal of the voltage command unit 21 and the capacitor voltage detection signal is amplified by the voltage deviation amplifier 22 1, and the regenerative inverter 8
outputs a command signal iu for the current flowing through the terminal. This iIII and the regenerative inverter current detection signal i from the current detector 13
are compared in a comparator 23 with hysteresis, and an on/off control signal for the first regeneration chopper 6 is extracted. The signal is amplified by the drive circuit 24 of the regenerative chopper 6, and the on/off of the regenerative chopper 6 is controlled. That is, when the capacitor voltage detection signal becomes larger than the signal from the voltage command unit 21, the on-operation period of the regenerative chopper 6 increases, and accordingly, the discharge current of the capacitor 5, that is, the regenerative inverter current also increases. , the voltage of capacitor 5 is controlled to a predetermined value.
第2図に本発明の他の実施例を示す。第1図において、
交流電源電圧すなわち巻線形誘導機1の一次電圧が変動
した場合、二次電圧も変動するため、演算検出した回転
速度と実際の速度との間に誤差が生ずる。これを補償す
るようにしたのが1、\
、本j実施例である。すなわち、第2図における変圧”
lj 25及び電圧検出器26は交流電源電圧を検出す
るもので、その出力信号と乗算器19の出力信号とを割
算器27により割算することで、−次電圧を考慮したす
べりを検出できる。この信号を回転速度演算器20に人
力することにより、交流電源変動による回転速度の検出
誤差を補償できる。FIG. 2 shows another embodiment of the invention. In Figure 1,
When the AC power supply voltage, that is, the primary voltage of the wound induction machine 1 fluctuates, the secondary voltage also fluctuates, resulting in an error between the calculated rotational speed and the actual speed. This embodiment is designed to compensate for this problem. In other words, the transformation in Figure 2
The lj 25 and the voltage detector 26 are for detecting the AC power supply voltage, and by dividing the output signal thereof and the output signal of the multiplier 19 by the divider 27, it is possible to detect the slip in consideration of the negative voltage. . By manually inputting this signal to the rotational speed calculator 20, it is possible to compensate for errors in detection of the rotational speed due to fluctuations in the AC power supply.
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の出力電流の大き
さに応じて変動する。この影響による回転速度の検出誤
差を補償するようにしたのが第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29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、その出力信号を回転速度検出信号に加算する
ことによって、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 output current of the diode rectifier 2 due to an internal voltage drop of the induction machine. The embodiment shown in FIG. 3 is designed to compensate for rotational speed detection errors due to this influence. That is, the effect of the voltage drop is calculated by inputting the current detection signal from the current detector 11 to the function generator 29, calculating the amount of output voltage drop of the diode rectifier 2, and adding the output signal to the rotation speed detection signal. can be compensated for.
ところで、前述した実施例は、二次電流指令信号ト1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
方式によっても同様な動作が行える。すなわち、前記1
2・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
制御信号を取出す方式である。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述した実施例
と同様に、(2)式に従い回転速度を検出できることは
明らかである。By the way, in the above-described embodiment, when the deviation between the secondary current command signal T1 and the secondary current 12 is equal to or greater than a predetermined value,
This was a system in which the secondary chopper 3 was turned on and off. However, the present invention is not limited to such a method, and similar operations can be performed using the method described below. That is, the above 1
This method adds the deviations of 2 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 control signal from the comparator. . 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 using this signal, the rotation speed can be detected according to equation (2) as in the above-mentioned embodiment. It is.
なお、ダイオード整流器2の出力側に接続されたリアク
ト1ル28は、省略することもできる。その場合、巻線
形誘導機1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 reactor 28 connected to the output side of the diode rectifier 2 may be omitted. In that case, the leakage inductance of the wound induction machine 1 acts as a reactor.
本発明によれば、電動機取付けの速度検出器を省略する
ことができるので、速度検出器の取付は作業及び信号線
の配線工事が不要となり、制御装置が簡素でかつ安価に
できるという効果がある。According to the present invention, since the speed detector attached to the motor can be omitted, installation work of the speed detector and wiring work of signal lines are not required, and the control device can be simplified and inexpensive. .
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、1
8・・・非導通比第1目
zo目蛸堕項算益
茅2固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, 1
8...Non-conducting ratio 1st octopus fallen item calculation profit mo2 solid
Claims (1)
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、前記コンデンサ電圧及び
二次チョッパの導通比率に関する信号から、誘導機の回
転速度を推定し、この推定速度信号を用いて誘導機の回
転速度を制御するようにした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 a device comprising a series circuit connected, a regeneration chopper that adjusts the voltage of the capacitor, an inverse converter that converts the output of the chopper to alternating current, and regenerates the power from the capacitor to an alternating current power supply, Control of an induction machine, characterized in that the rotation speed of the induction machine is estimated from the signal regarding the capacitor voltage and the conduction ratio of the secondary chopper, and the rotation speed of the induction machine is controlled using this estimated speed signal. Device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61052503A JPS62210888A (en) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | Controller for induction machine |
Applications Claiming Priority (1)
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JP61052503A JPS62210888A (en) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | Controller for induction machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPS62210888A true JPS62210888A (en) | 1987-09-16 |
Family
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61052503A Pending JPS62210888A (en) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | Controller for induction machine |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS62210888A (en) |
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1986
- 1986-03-12 JP JP61052503A patent/JPS62210888A/en active Pending
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