JPS62239823A - ベクトル制御一次電流異常検出装置 - Google Patents
ベクトル制御一次電流異常検出装置Info
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- JPS62239823A JPS62239823A JP61084746A JP8474686A JPS62239823A JP S62239823 A JPS62239823 A JP S62239823A JP 61084746 A JP61084746 A JP 61084746A JP 8474686 A JP8474686 A JP 8474686A JP S62239823 A JPS62239823 A JP S62239823A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 17
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Landscapes
- 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。
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〕
本発明はベクトル制御を行う交流電動機（誘導電動器、
同期電動機）の焼損を防止するための一次電流異常検出
装置に関するものである。
同期電動機）の焼損を防止するための一次電流異常検出
装置に関するものである。
従来、過電流による電動機の焼損を防止する手段として
サーマルリレー（熱動過電流継電器）が一般に使われて
いる。
サーマルリレー（熱動過電流継電器）が一般に使われて
いる。
サーマルリレーはバイメタルが温度変化でわん曲する特
性を利用するもので、通常電磁接触器と組合わせて使用
され、駆動回路や制御回路を開閉している。
性を利用するもので、通常電磁接触器と組合わせて使用
され、駆動回路や制御回路を開閉している。
一方、交流電動機（誘導電動機）の可変速制御には電力
変換器として可変電圧可変周波数（ＶＶＶＦ）インバー
タ装置が広く使用され、低速から超高速まで広範囲に連
続して速度を変えることが行われている。
変換器として可変電圧可変周波数（ＶＶＶＦ）インバー
タ装置が広く使用され、低速から超高速まで広範囲に連
続して速度を変えることが行われている。
近年、交流電動機はベクトル制御方式が開発され（例え
ば 上山直音編著“ニュードライブエレクトロニクス”
電気書院 参照）、工作機械９口ポットなど高精度な速
度制御２位置制御や急速な加減速を必要とする分野にお
いても使用されるようになった。
ば 上山直音編著“ニュードライブエレクトロニクス”
電気書院 参照）、工作機械９口ポットなど高精度な速
度制御２位置制御や急速な加減速を必要とする分野にお
いても使用されるようになった。
特に誘導電動機は回転子の構造が簡単であり機械的強度
に優れ、かつブラシレスであることから悪い雰囲気中で
も使用でき、しかも保守が容易である等の利点が多く、
サーボモータとしての応用面が急速に拡大しつつある。
に優れ、かつブラシレスであることから悪い雰囲気中で
も使用でき、しかも保守が容易である等の利点が多く、
サーボモータとしての応用面が急速に拡大しつつある。
サーマルリレーは形状が大きく高価なばかりでなく、そ
れを設置する場所によっては電動機と周囲温度が異なり
、制御動作精度が低下するという問題点がある。
れを設置する場所によっては電動機と周囲温度が異なり
、制御動作精度が低下するという問題点がある。
一方、工作機械やロボットなどの駆動源としてのサーボ
モータは、その可変速制御が高精度に行われ、かつ速い
応答が必要である。それに伴い電動機の一次電流異常も
リアルタイムで行うよう性能向上をはかる必要があり、
しかもコストダウンすることが望ましいが、これらの要
望を満たす一次電流異常検出装置は実用化が遅れている
。
モータは、その可変速制御が高精度に行われ、かつ速い
応答が必要である。それに伴い電動機の一次電流異常も
リアルタイムで行うよう性能向上をはかる必要があり、
しかもコストダウンすることが望ましいが、これらの要
望を満たす一次電流異常検出装置は実用化が遅れている
。
本発明は上記の問題点を解消するためになされたもので
あり、ベクトル制御方式の交流電動機の過電流保護用に
高速かつ高精度に応答する一次電流異常検出装置を提供
することを目的とするものである。
あり、ベクトル制御方式の交流電動機の過電流保護用に
高速かつ高精度に応答する一次電流異常検出装置を提供
することを目的とするものである。
上記の目的を達成するために、本発明の一次電流異常検
出装置は、ベクトル制御系に取込む制御用入力データす
なわち交流電動機に流れる一次電流を検出し三相を二相
に変換する座標変換部を介して得られる直流量の励磁電
流ｉｄとトルク電流ｉＱの信号を利用するようにした。
出装置は、ベクトル制御系に取込む制御用入力データす
なわち交流電動機に流れる一次電流を検出し三相を二相
に変換する座標変換部を介して得られる直流量の励磁電
流ｉｄとトルク電流ｉＱの信号を利用するようにした。
そして先ず第３図に示すように等時間間隔ΔＴ毎に電動
機の一次電流の瞬時値Ｉ、をマイクロコンピュータを用
いて算出する。次いで第４図に示すように一次巻線の熱
時定数に対応して設定した許容電流値Ｉ０と比較し、１
． ≧１０の持続時間ＴＡＡを監視し、ＴＡＡが上記マ
イクロコンピュータの記憶部に設定した許容時間’ｒ’
ａｏを越えたら異常信号（アラーム）を発生させるよう
にした。この異常信号により電動機の駆動用電力供給を
停止したり、異常警報を発するなどの処置がとられる。
機の一次電流の瞬時値Ｉ、をマイクロコンピュータを用
いて算出する。次いで第４図に示すように一次巻線の熱
時定数に対応して設定した許容電流値Ｉ０と比較し、１
． ≧１０の持続時間ＴＡＡを監視し、ＴＡＡが上記マ
イクロコンピュータの記憶部に設定した許容時間’ｒ’
ａｏを越えたら異常信号（アラーム）を発生させるよう
にした。この異常信号により電動機の駆動用電力供給を
停止したり、異常警報を発するなどの処置がとられる。
なお、上記許容時間Ｔ’ａｏの値は、電動機の一次巻線
及びその近傍の熱時定数（許容温度上昇値）に対応して
設定するようにした。
及びその近傍の熱時定数（許容温度上昇値）に対応して
設定するようにした。
上述したように本発明の一次電流異常検出装置は、電動
機に流れる一次電流の瞬時値１．を励磁電流ｉ６．トル
ク電流ｉｑを用いてリアルタイムで算出し、それが第４
図に示すような許容電流パターンに収まるか否かを判定
している。
機に流れる一次電流の瞬時値１．を励磁電流ｉ６．トル
ク電流ｉｑを用いてリアルタイムで算出し、それが第４
図に示すような許容電流パターンに収まるか否かを判定
している。
なお、入力データの励磁電流ｉ、１．）ルク電流１９と
電動機の一次電流異常は第５図に示す関係にあり、一次
電流■１はＢｔ ＝ｉ、！＋ｉＱ２の演算により簡単に
求めることができる。
電動機の一次電流異常は第５図に示す関係にあり、一次
電流■１はＢｔ ＝ｉ、！＋ｉＱ２の演算により簡単に
求めることができる。
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
なお、図面並びに説明を簡明にするため、電動機は誘ｍ
電動機（ＩＭ）としたが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、同期電動機にも適用できるものである。
電動機（ＩＭ）としたが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、同期電動機にも適用できるものである。
第１図は本発明の一次電流異常検出装置（電子サーマル
）が適用されるベクトル制御方式交流電動機のシステム
構成の主要部を示したものであり、第２図はその内の一
次電流異常検出装置の部分を抽出して示したものである
。
）が適用されるベクトル制御方式交流電動機のシステム
構成の主要部を示したものであり、第２図はその内の一
次電流異常検出装置の部分を抽出して示したものである
。
第１図において、１は整流器、２はＰＷＭインバータ、
３は誘導電動機（ＩＭ） 、４はパルスジェネレータ（
ＰＣ）である。５は座標変換部で、誘導電動機３に流れ
る電流を検出して三相を二相に変換し一次電流の励磁電
流ｉｄとトルク電流１９を発生する。６はベクトル制御
部で、指令信号とパルスジェネレータ４からのフィード
バンク信号を受は励磁電流指令１．１．）ルク電流指令
ＩＱを発生する。７及び８は励磁電流指令Ｉｄと励磁電
流ｉｄ及びトルク電流指令ＩＱとトルク電流１９を加算
する加算回路、９及び１０は増幅器である。１１は二相
を三相に変換する座標変換部で、増幅器９及び１０を介
して入力されるｄ軸及びｑ軸の一次電圧からＰＷＭイン
バータ２の制御信号を発生する。
３は誘導電動機（ＩＭ） 、４はパルスジェネレータ（
ＰＣ）である。５は座標変換部で、誘導電動機３に流れ
る電流を検出して三相を二相に変換し一次電流の励磁電
流ｉｄとトルク電流１９を発生する。６はベクトル制御
部で、指令信号とパルスジェネレータ４からのフィード
バンク信号を受は励磁電流指令１．１．）ルク電流指令
ＩＱを発生する。７及び８は励磁電流指令Ｉｄと励磁電
流ｉｄ及びトルク電流指令ＩＱとトルク電流１９を加算
する加算回路、９及び１０は増幅器である。１１は二相
を三相に変換する座標変換部で、増幅器９及び１０を介
して入力されるｄ軸及びｑ軸の一次電圧からＰＷＭイン
バータ２の制御信号を発生する。
なお、上記各部によって構成されたシステムの詳細は文
献（例えば 電気学会通信教育会“電気機器学”３．７
．２）を参照されたい。
献（例えば 電気学会通信教育会“電気機器学”３．７
．２）を参照されたい。
第１図における１２が本発明の一次電流異常検出装置（
電子サーマル）であり、この詳細については第２図を参
照して説明する。
電子サーマル）であり、この詳細については第２図を参
照して説明する。
第２図に示したように、一次電流異常検出装置はレベル
変換回路１３と、ＡＤ変換器付マイクロコンピュータ１
４とを備えて構成されている。
変換回路１３と、ＡＤ変換器付マイクロコンピュータ１
４とを備えて構成されている。
レベル変換回路１３は、座標変換部５から出力された励
磁電流ｉｄとトルク電流ｉｑが正・負の値をとるので、
それを正側にオフセットし、かつ信号レベルをマイクロ
コンピュータ１４の入力に適合させるためのものであり
、オフセット電圧を与える直流電源Ｅと演算増幅器ＯＡ
１． ＯＡ ｚとを有して構成されている。
磁電流ｉｄとトルク電流ｉｑが正・負の値をとるので、
それを正側にオフセットし、かつ信号レベルをマイクロ
コンピュータ１４の入力に適合させるためのものであり
、オフセット電圧を与える直流電源Ｅと演算増幅器ＯＡ
１． ＯＡ ｚとを有して構成されている。
マイクロコンピュータ１４は入力信号をＡＤ変換するＡ
Ｄ変換器付のもの（例えばμＰＤ７８ＰＧＩＩＥ）であ
り、演算部、記憶部、■１０制御部等を備えている。上
記記憶部には電動機の一次巻線及びその近傍の熱時定数
に対応して設定された許容時間Ｔ ＡＯ，等時間間隔Δ
Ｔ、許容電流値Ｉ。
Ｄ変換器付のもの（例えばμＰＤ７８ＰＧＩＩＥ）であ
り、演算部、記憶部、■１０制御部等を備えている。上
記記憶部には電動機の一次巻線及びその近傍の熱時定数
に対応して設定された許容時間Ｔ ＡＯ，等時間間隔Δ
Ｔ、許容電流値Ｉ。
（又は■。′）等があらかじめ記憶されている。
マイクロコンピュータ１４でのデータ処理プロセスは次
の通りである。
の通りである。
レベル変換回路１３を介して正側にオフセットされた励
磁電流ｉｄとトルク電流ｉＱの信号を取り込む。等時間
間隔ΔＴ毎にｉｄ２．ｉＱ２を算出し加算することによ
り１．２を求める。許容電流値■。′と比較し、■。′
≦Ｉ１、２なら持続時間ＴＡＡのカウントを開始し、許
容時間ＴＡ０と比較してＴＡ０≦ＴＡＡならアラームを
発する。■。Ｚ＞ｌ、Ｚなら持続時間ＴＡＡのカウント
をリセットしデータ処理プロセスを繰返す。
磁電流ｉｄとトルク電流ｉＱの信号を取り込む。等時間
間隔ΔＴ毎にｉｄ２．ｉＱ２を算出し加算することによ
り１．２を求める。許容電流値■。′と比較し、■。′
≦Ｉ１、２なら持続時間ＴＡＡのカウントを開始し、許
容時間ＴＡ０と比較してＴＡ０≦ＴＡＡならアラームを
発する。■。Ｚ＞ｌ、Ｚなら持続時間ＴＡＡのカウント
をリセットしデータ処理プロセスを繰返す。
以上の通りであるが、データ処理において取扱うＩ、、
Ｌの値を２乗値としたのは、開平演算処理が省略でき、
演算効率が向上するからである。
Ｌの値を２乗値としたのは、開平演算処理が省略でき、
演算効率が向上するからである。
以上説明したように、本発明のベクトル制御一次電流異
常検出装置によれば、ベクトル制御方式の交流電動機の
異常検出と対策が高速かつ高精度に行われるばかりでな
く、装置の小形化、低廉化がはかれる。
常検出装置によれば、ベクトル制御方式の交流電動機の
異常検出と対策が高速かつ高精度に行われるばかりでな
く、装置の小形化、低廉化がはかれる。
第１図は本発明一次電流異常検出装置が適用されるベク
トル制御方式交流電動機のシステム構成説明図、第２図
は本発明の装置の構成説明図である。第３図、第４図、
第５図はいずれも本発明の原理説明図で、第３図は一次
電流瞬時値１を等時間間隔ΔＴで求めたもの、第４図は
一次電流瞬時値１．の異常判断パターンを示したもの、
第５図は励磁電流１ｄ＋ｌ”ルク電流ｉＱと一次電流値
１１の関係を示したものである。 ３・・・誘導電動機（ＩＭ）、 ５・・・座標変換部、 １２・・・一次電流異常検出装置（電子サーマル）、１
３・・・レベル変換回路、 １４・・・ＡＤ変換器付マイクロコンピュータ。 基 ４Ｅｌ ｈ ３ 知 ■４ 暴 ：：ｊ ４ Ｚ ■（ 奉 ］ ５ ＠ 手続ネｆｌｉ正書（自発） 昭和６１年７月１０日 特許庁長官 宇 賀 ｊｄ 部 殿 ２、発明の名称 ベクトルｆｆ、１１御一次電流異帛°検出装置３、補正
をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都墨田区堤通−丁目１９番１８号名 称（
４２４）日本電気ｍ２！ｉ株式会社（ほか１名）代表者
細 川 悦 利 ４、代理人 〒１０４ 東京都中央区銀座二丁目１０番５０銀座オ
オイビル３階 電話０３ （５４５） ２８１８ （代
）図 面 １、ガ１１ｍ’／ノＶツイコ 図面の第１図及び第４図を別紙の通り補正する。 手 続 主甫 正 書印発） 昭和６２年４月１４日 特許庁長官 黒 １）明 雄 殿 １、事件の表示 ｊｉ￥１昭和
６昭和６詐 ベクトル制御一次電流異常検出装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都墨田区堤通−丁目１９番１８号名 称
日本電気精器株式会社（ほか１名）４、代理人 住 所 〒１０４東京都中央区銀座二丁目１０番５号銀
座オオイビル３階 電話０３ （５４５） ２８１８
（代）図面 ６、補正の内容 一．ー１１ｔ；ｑ，．．，′ ４３１Ｇ２ 図
トル制御方式交流電動機のシステム構成説明図、第２図
は本発明の装置の構成説明図である。第３図、第４図、
第５図はいずれも本発明の原理説明図で、第３図は一次
電流瞬時値１を等時間間隔ΔＴで求めたもの、第４図は
一次電流瞬時値１．の異常判断パターンを示したもの、
第５図は励磁電流１ｄ＋ｌ”ルク電流ｉＱと一次電流値
１１の関係を示したものである。 ３・・・誘導電動機（ＩＭ）、 ５・・・座標変換部、 １２・・・一次電流異常検出装置（電子サーマル）、１
３・・・レベル変換回路、 １４・・・ＡＤ変換器付マイクロコンピュータ。 基 ４Ｅｌ ｈ ３ 知 ■４ 暴 ：：ｊ ４ Ｚ ■（ 奉 ］ ５ ＠ 手続ネｆｌｉ正書（自発） 昭和６１年７月１０日 特許庁長官 宇 賀 ｊｄ 部 殿 ２、発明の名称 ベクトルｆｆ、１１御一次電流異帛°検出装置３、補正
をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都墨田区堤通−丁目１９番１８号名 称（
４２４）日本電気ｍ２！ｉ株式会社（ほか１名）代表者
細 川 悦 利 ４、代理人 〒１０４ 東京都中央区銀座二丁目１０番５０銀座オ
オイビル３階 電話０３ （５４５） ２８１８ （代
）図 面 １、ガ１１ｍ’／ノＶツイコ 図面の第１図及び第４図を別紙の通り補正する。 手 続 主甫 正 書印発） 昭和６２年４月１４日 特許庁長官 黒 １）明 雄 殿 １、事件の表示 ｊｉ￥１昭和
６昭和６詐 ベクトル制御一次電流異常検出装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都墨田区堤通−丁目１９番１８号名 称
日本電気精器株式会社（ほか１名）４、代理人 住 所 〒１０４東京都中央区銀座二丁目１０番５号銀
座オオイビル３階 電話０３ （５４５） ２８１８
（代）図面 ６、補正の内容 一．ー１１ｔ；ｑ，．．，′ ４３１Ｇ２ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、回転磁界により回転子を回転させる誘導形または同
期形の交流電動機のベクトル制御において、ベクトル制
御系に取込む励磁電流ｉ＿ｄとトルク電流ｉ＿ｑの信号
をマイクロコンピュータに入力し、等時間間隔ΔＴ毎に
電動機の一次電流の瞬時値Ｉ＿１、を算出し、上記マイ
クロコンピュータの記憶部に設定した許容電流値Ｉ＿０
と比較し、Ｉ＿１≧Ｉ＿０の持続時間Ｔ＿Ａ＿Ａを監視
し、持続時間Ｔ＿Ａ＿Ａがマイクロコンピュータの記憶
部に設定した許容時間Ｔ＿Ａ＿Ｏを越えたら異常信号を
発するようにしたことを特徴とするベクトル制御一次電
流異常検出装置。 ２、前記許容時間Ｔ＿Ａ＿Ｏの値は、電動機の一次巻線
及びその近傍の熱時定数に対応して設定したものである
特許請求の範囲第１項に記載のベクトル制御一次電流異
常検出装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61084746A JPS62239823A (ja) | 1986-04-12 | 1986-04-12 | ベクトル制御一次電流異常検出装置 |
| EP87105216A EP0241853A3 (en) | 1986-04-12 | 1987-04-08 | Apparatus for detecting abnormality of primary current for vector control |
| CN198787102809A CN87102809A (zh) | 1986-04-12 | 1987-04-13 | 检测矢量控制的原电流异常现象的装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61084746A JPS62239823A (ja) | 1986-04-12 | 1986-04-12 | ベクトル制御一次電流異常検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62239823A true JPS62239823A (ja) | 1987-10-20 |
Family
ID=13839253
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61084746A Pending JPS62239823A (ja) | 1986-04-12 | 1986-04-12 | ベクトル制御一次電流異常検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62239823A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH099493A (ja) * | 1995-06-20 | 1997-01-10 | Nippondenso Co Ltd | 交流電動機の運転状態判定装置 |
| JP4536272B2 (ja) * | 2001-01-24 | 2010-09-01 | 東芝エレベータ株式会社 | エレベータ制御装置 |
-
1986
- 1986-04-12 JP JP61084746A patent/JPS62239823A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH099493A (ja) * | 1995-06-20 | 1997-01-10 | Nippondenso Co Ltd | 交流電動機の運転状態判定装置 |
| JP4536272B2 (ja) * | 2001-01-24 | 2010-09-01 | 東芝エレベータ株式会社 | エレベータ制御装置 |
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