JPS63121488A - Variable speed controller for motor - Google Patents

Variable speed controller for motor

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JPS63121488A
JPS63121488A JP61267125A JP26712586A JPS63121488A JP S63121488 A JPS63121488 A JP S63121488A JP 61267125 A JP61267125 A JP 61267125A JP 26712586 A JP26712586 A JP 26712586A JP S63121488 A JPS63121488 A JP S63121488A
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JP
Japan
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speed
motor
torque
electric motor
command
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JP61267125A
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Japanese (ja)
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JPH0474959B2 (en
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Michio Okuda
奥田 三千男
Yoshiaki Saito
斉藤 善紀
Akira Sakurai
晃 桜井
Hideo Sasaki
英雄 佐々木
Kunio Wakahara
邦夫 若原
Kazuhiko Hayashi
和彦 林
Toshiro Kobayashi
俊郎 小林
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Fuji Electric Co Ltd
Tsukishima Kikai Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
Tsukishima Kikai Co Ltd
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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To generate the fluctuation of a torque having a long repetition period in a motor to reduce the generation of noise due to a gear coupling, by a method wherein a speed command is fluctuated so as to repeat increase and decrease with an arbitrary long period in a low speed area. CONSTITUTION:A low speed detector 11 detects that the output of a speed detector 9 is reduced than a preset reference speed and, then, provides a function generator 10 with an operation command. The output signal of the function generator 10 is outputted to a speed regulator 3 from a speed setter 1 through an unit integrator 2 and is added to a speed commanding signal. A motor 8 repeats accelerations and decelerations within a minute range in accordance with the fluctuation of the speed command. Accordingly, the period in the direction conversion of the generating torque of the motor after passing zero point becomes longer even when there is the pulsation of a torque in a low speed area and the abutting surface of the gears of a gear coupling is changed whereby the cycle of generating noise is decreased and the generation of noise may be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、減速または増速の目的でギヤカップリング
を介して負荷を駆動する交流電動機を可変速制御するた
め、この電動機に供給する電力の周波数をインバータに
より制御するようにした電動機の可変速制御装置に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention provides variable speed control of an AC motor that drives a load via a gear coupling for the purpose of decelerating or speeding up. The present invention relates to a variable speed control device for an electric motor in which the frequency of the electric motor is controlled by an inverter.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来から、誘導電動機のような交流電動機を可変速運転
するため、第4図に示すようにインバータを用い、これ
により、電動機に供給する電力の周波数を制御するよう
にしている。このような装置においては、商用文流電B
20から供給される交流電力をサイリスク整流回路で構
成されたコンバータ5により一旦直流電力に変換し、こ
の直流電力を、例えばサイリスクインバータで構成され
たインバータ7により、再び交流電力に変換して誘導電
動機のような交流電動機8に供給するようにしている。
Conventionally, in order to operate an AC motor such as an induction motor at variable speed, an inverter has been used as shown in FIG. 4 to control the frequency of electric power supplied to the motor. In such a device, a commercial
The AC power supplied from 20 is first converted into DC power by a converter 5 made up of a SiRISC rectifier circuit, and this DC power is converted back into AC power by an inverter 7 made of, for example, a SiRISI inverter, and is then inducted. He is trying to supply it to an AC motor 8 such as an electric motor.

その際、インバータ7により電動機8に供給する交流電
力の周波数を制御することにより電動機8の速度を制御
する。コンバータ5は、電動機の電流または電圧を制御
する。
At this time, the speed of the electric motor 8 is controlled by controlling the frequency of AC power supplied to the electric motor 8 by the inverter 7. Converter 5 controls the current or voltage of the motor.

第4図における1は電動機8に対する指令速度を設定す
る速度設定器、2は速度設定器1からの速度指令値の急
激な変化を抑制するための単一積分器、3はこの単一積
分器から与えられる速度指令値を電動機8に結合された
速度検出器9から帰還された速度実際値とを比較してそ
の偏差に応じてコンバータ制御回路4およびインバータ
制御回路6に、それぞれ電流指令および周波数指令を与
える。
In FIG. 4, 1 is a speed setter that sets the command speed for the electric motor 8, 2 is a single integrator for suppressing sudden changes in the speed command value from the speed setter 1, and 3 is this single integrator. The speed command value given from the motor 8 is compared with the actual speed value fed back from the speed detector 9 connected to the motor 8, and depending on the deviation, the current command and frequency are sent to the converter control circuit 4 and the inverter control circuit 6, respectively. Give instructions.

この装置においては、速度調節器3およびコンバータ制
御回路4.インバータ制御回路6の作用により、電動機
8の速度が、速度設定器1から指令される速度となるよ
うにコンバータおよびインバータを介して電動機に供給
される交流電力の周波数および電流ないし電圧が制御さ
れる。
In this device, a speed regulator 3 and a converter control circuit 4. By the action of the inverter control circuit 6, the frequency and current or voltage of AC power supplied to the motor via the converter and inverter are controlled so that the speed of the motor 8 becomes the speed commanded by the speed setting device 1. .

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

このように、インバータにより電動機を駆動する場合、
インバータの出力電圧波形が矩形波であるため高調波成
分を多く含んでおり、この高調波成分によって、電動機
に脈動トルクが生じる。この脈動トルクは、電動機が高
速で運転されているときは、出力トルクが相対的に大き
いため、はとんど問題とならないが、低速運転のときは
、電動−機の出力トルクが低下し、脈動トルクが相対的
に大きくなり、次のような問題が生じる。
In this way, when driving an electric motor with an inverter,
Since the output voltage waveform of the inverter is a rectangular wave, it contains many harmonic components, and these harmonic components cause pulsating torque in the electric motor. This pulsating torque is rarely a problem when the motor is operating at high speeds because the output torque is relatively large, but when the motor is operating at low speeds, the output torque of the motor decreases and The pulsating torque becomes relatively large, causing the following problems.

すなわち、第5図のAで示す負荷の要求するトルクに対
して、電動機の出力トルクがBで示すように脈動し、谷
の部分が零点を越えて負のトルクとなる。このため、負
荷にはトルクの脈動周期で、交互に正のトルク (加速
トルク)と負のトルク(減速トルク)が作用し、負荷に
作用するトルクの方向が一定とならない。
That is, with respect to the torque required by the load shown at A in FIG. 5, the output torque of the motor pulsates as shown at B, and the valley portion exceeds the zero point and becomes a negative torque. Therefore, positive torque (acceleration torque) and negative torque (deceleration torque) act on the load alternately during the torque pulsation period, and the direction of the torque acting on the load is not constant.

したがって、負荷を増速または減速するためにギヤカッ
プリングを介して電動機に結合した場合は、ギヤの歯の
当り面が、トルクが正、負に反転するごとに変わり、大
きな機械音が発生し、騒音となる。
Therefore, when a load is coupled to an electric motor via a gear coupling to speed up or decelerate, the contact surface of the gear teeth changes each time the torque is reversed from positive to negative, resulting in loud mechanical noise. , causing noise.

このような、ギヤカップリングの電動機のトルク脈動に
伴なう騒音をなくすには、電動機のトルク脈動が生じな
いようにすればよいが、このためには、電動機に加えら
れるインバータの出力電圧の波形を正弦波に変換するた
めの大きな容量のフィルタ回路を必要とするので、この
方法は、対策費用がかさむ欠点がある。
In order to eliminate noise caused by torque pulsations in the gear coupling electric motor, it is necessary to prevent the torque pulsations in the electric motor from occurring. This method has the disadvantage of being expensive because it requires a large capacity filter circuit to convert the waveform into a sine wave.

本発明は、このような欠点を除(ため、安い費用で、ギ
ヤカップリングの発生するII音を低減することのでき
る電動機の可変速制御装置を提供することを目的とする
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a variable speed control device for an electric motor that can eliminate such drawbacks and reduce II noise generated by a gear coupling at a low cost.

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

本発明は、インバータによってw制御される電動機によ
ってギヤカップリングを介して負荷を駆動するものにお
いて、電動機が所定速度以下の低速になったとき、前記
インバータに出力周波数を指令する速度調節器に与えら
れる速度指令を電動機の発生する脈動トルクの周期より
大きい周期でかつ、適宜の5i幅で交番に変動させる手
段を設けることによって、上記の目的を達成するもので
ある。
The present invention provides a speed regulator that commands an output frequency to the inverter when the motor is at a low speed below a predetermined speed in a motor that is controlled by an inverter and drives a load via a gear coupling. The above object is achieved by providing means for alternating the speed command generated by the electric motor at a cycle larger than the cycle of the pulsating torque generated by the electric motor and at an appropriate width of 5i.

(作用〕 本発明によれば、電動機の速度が低速になったとき、速
度iji!!!器に与えられる速度指令を交番に変動さ
せるので、これに応じてインバータが電動機を駆動する
ため、電動機は一定とならず微小の範囲で加減速を繰り
返す、このため、電動機には第3図に示されるように、
脈動トルクより大きい周期で交番に変わるトルクが発生
する。この電動機の発生トルクは零線を横切る周期、す
なわち発生トルクの方向が反転する周期が長くなるので
電動機に結合されたギヤにおける歯の当り面が変わる回
数が減り、騒音の発生が低減される。
(Operation) According to the present invention, when the speed of the electric motor becomes low, the speed command given to the speed iji!!! device is alternately varied, and the inverter drives the electric motor accordingly. is not constant and repeats acceleration and deceleration within a minute range. Therefore, as shown in Figure 3, the electric motor has
Torque that changes alternately with a cycle greater than the pulsating torque is generated. Since the period in which the generated torque of the electric motor crosses the zero line, that is, the period in which the direction of the generated torque is reversed, becomes longer, the number of times that the contact surface of the teeth in the gear connected to the electric motor changes is reduced, and the generation of noise is reduced.

〔実施例〕〔Example〕

第1図に本発明の実施例によるブロック回路図を示すの
で、次にこれについて説明する。
FIG. 1 shows a block circuit diagram according to an embodiment of the present invention, which will be explained next.

この第1図の本発明の実施例の構成は、基本的・には第
4図の従来のものと同じであるので、同一の構成要素に
ついては、同一符号で示す1本発明に従って新たに関数
発生器10および低速度検出器11を設けている。関数
発生器10は三角波状の振動波を発生するもので、その
振幅および周期が調整可能に構成されている。低速度検
出器11は、速度検出器9の出力を内部に予め設定され
た基準速度と比較して速度検出器9の出力が基準速度よ
り低下し、電動機の速度が低下したことが検知されたと
き作動し、関数発生器10に動作指令を与えるように作
用する。関数発生器10の出力信号は、速度設定器1か
ら単一積分n2を介して速度!F!節器3に与えられる
速度指令信号に加算されるように加えられる。電動機8
には、図示しないギヤカップリングを介して負荷が結合
されている。
The configuration of the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is basically the same as the conventional one shown in FIG. A generator 10 and a low speed detector 11 are provided. The function generator 10 generates a triangular vibration wave, and is configured so that its amplitude and period can be adjusted. The low speed detector 11 compares the output of the speed detector 9 with an internally preset reference speed, and detects that the output of the speed detector 9 has become lower than the reference speed, and the speed of the motor has decreased. When the function generator 10 is activated, it acts to give an operation command to the function generator 10. The output signal of the function generator 10 is transmitted from the speed setter 1 to the speed! through a single integral n2. F! It is added to the speed command signal given to the moderator 3. electric motor 8
A load is coupled to the motor through a gear coupling (not shown).

このような本発明の装置において、電動機8が設定され
た基準速度より高い速度で運転されている通常状態では
、低速度検出器11は作動しないので、関数発生器10
への動作指令は停止されている。
In such a device of the present invention, in a normal state where the electric motor 8 is operated at a speed higher than a set reference speed, the low speed detector 11 does not operate, so the function generator 10
Operation commands to are stopped.

したがって関数発生器10も動作を停止しているので、
速度調節器3には速度設定器1から単一積分器2を介し
て与えられる設定速度指令のみが速度I旨令として与え
られ、電動機8はこの速度指令に応じた速度で負荷を駆
動する。
Therefore, since the function generator 10 has also stopped operating,
Only the set speed command given from the speed setter 1 via the single integrator 2 is given to the speed regulator 3 as a speed I command, and the electric motor 8 drives the load at a speed according to this speed command.

しかして、設定速度指令が低下されて、電動機8の速度
が基準速度より低下すると、低速度検出器11が作動し
、関数発生器10に動作指令を与えるので、この関数発
生器10が第2図山)に示すような振幅および周期がそ
れぞれ適宜に選ばれた三角波状の振動信号を発生する。
When the set speed command is lowered and the speed of the electric motor 8 falls below the reference speed, the low speed detector 11 is activated and gives an operation command to the function generator 10, so that the function generator 10 A triangular wave-like vibration signal whose amplitude and period are appropriately selected as shown in Fig. 2) is generated.

速度調節器3の速度指令入力端にはこの三角波状の信号
と速度設定器1からの設定速度指令信号とが加算して加
わるので、速度gi器3に与えられる第2図(c)に示
すように適宜の周期で上昇、下降を繰返すように変動す
る。
This triangular wave signal and the set speed command signal from the speed setter 1 are added to the speed command input terminal of the speed regulator 3, so that the signal given to the speed GI device 3 is shown in FIG. 2(c). It fluctuates as it repeats rises and falls at appropriate intervals.

このときの変動周期は、電動機が低速になったときに生
じるトルク脈動の周期より相当大きく選ばれ、振幅は電
動機の速度変動が許容される値以下となるように選ばれ
る。
The period of fluctuation at this time is selected to be considerably larger than the period of torque pulsation that occurs when the electric motor is at a low speed, and the amplitude is selected so that the speed fluctuation of the electric motor is below a permissible value.

このように速度調節器3に与えられる速度指令が変動す
ると、これに応じて電動機8が加減速されるように速度
慣節器3からコンバータ制御回路4およびインバータ制
御回路6にそれぞれ制御指令が与えられるので、電動機
8は速度指令の変動に応じて微小の範囲で加減速を繰返
し行なう、これによって電動機8は、第3図に示すよう
に速度指令の変動周期で交互に正のトルク (加速トル
ク)と負のトルク (減速トルク)を発生するようにな
る。このため低速域でインバータ7から供給される電圧
に含まれる高調波成分によって発生するトルクの脈動が
あっても、電動機の発生トルクが零点を通過して方向を
反転する周期が長くなり、ギヤカンプリングの歯の当り
面が変わって騒音を発生する回数が減るので騒音の発生
が低減する。
When the speed command given to the speed regulator 3 fluctuates in this way, the speed adjuster 3 gives control commands to the converter control circuit 4 and the inverter control circuit 6, respectively, so that the electric motor 8 is accelerated or decelerated accordingly. Therefore, the electric motor 8 repeatedly accelerates and decelerates within a small range according to the fluctuations in the speed command. As a result, the electric motor 8 alternately generates positive torque (acceleration torque) at the fluctuation period of the speed command as shown in FIG. ) and negative torque (deceleration torque) will be generated. Therefore, even if there is torque pulsation caused by harmonic components contained in the voltage supplied from the inverter 7 in the low speed range, the period in which the torque generated by the motor passes through the zero point and reverses direction becomes longer, and the gear camp Noise generation is reduced because the contact surface of the ring teeth changes and the number of times noise is generated is reduced.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明においては、インバータで駆
動される電動機のトルク脈動が相対的に大きくなる低速
域において、速度指令を任意の長い周期で上昇と下降を
繰返すように変動させて、電動機に繰返し周期の長いト
ルク変動を発生させるようにしたので、ギヤカップリン
グが結合されている場合の騒音の発生を低減できる効果
がある。
As explained above, in the present invention, in the low speed range where the torque pulsation of the electric motor driven by an inverter is relatively large, the speed command is varied so as to repeatedly rise and fall in an arbitrarily long period, and the electric motor Since torque fluctuations with a long repetition period are generated, noise generation can be reduced when a gear coupling is connected.

この場合、速度調節器の入力側に関数発生器、低速度検
出器等の電子回路を設けるだけでよいので、インバータ
7の出力の矩形波電圧を正弦波にするためのフィルタ回
路を用いる従来の方法に比べると構成が筒車となるだけ
でな(、著しく安価となる効果もある。
In this case, since it is only necessary to provide an electronic circuit such as a function generator and a low speed detector on the input side of the speed regulator, the conventional method using a filter circuit to convert the rectangular wave voltage output from the inverter 7 into a sine wave is sufficient. Compared to the method, the structure is only an hour wheel (but it also has the effect of being significantly cheaper).

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

第1図は本発明の実施例を示すブロック構成図、第2図
および第3図を本発明の作用説明に用いる波形図、第4
図は従来装置を示すブロック構成図、第5図は従来装置
のトルク波形図である。 1:速度設定器、3:速度!11節器、4:コンバータ
制御回路、5:コンバータ、6:インバータ制御回路、
7:インバータ、8:交流電動機、10:関数発生器、
11:低速度検出器。 ・少−+v・p 1170〜・ゴ ・  −′1
FIG. 1 is a block configuration diagram showing an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are waveform diagrams used to explain the operation of the present invention, and FIG.
The figure is a block diagram showing a conventional device, and FIG. 5 is a torque waveform diagram of the conventional device. 1: Speed setting device, 3: Speed! 11 nodes, 4: converter control circuit, 5: converter, 6: inverter control circuit,
7: Inverter, 8: AC motor, 10: Function generator,
11: Low speed detector.・Small −+v・p 1170~・Go・−′1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1)ギヤカップリングを介して負荷を駆動する交流電動
機と、この電動機に供給する交流電力の周波数を制御す
るインバータと、このインバータに前記電動機に対する
指令速度と実際速度との偏差に応じて出力周波数を指令
する速度調節器を備えた電動機の可変速制御装置におい
て、前記電動機の速度が規定の速度より低速になったと
き、前記速度調節器に与える速度指令を前記電動機の発
生するトルクの脈動周期より長い周期でかつ所定の振幅
で交番に変動させる手段を設けたことを特徴とする電動
機の可変速制御装置。
1) An AC motor that drives a load via a gear coupling, an inverter that controls the frequency of AC power supplied to the motor, and an output frequency that controls the inverter according to the deviation between the commanded speed and the actual speed for the motor. In a variable speed control device for an electric motor, which is equipped with a speed regulator that commands, when the speed of the electric motor becomes lower than a specified speed, the speed command given to the speed regulator is changed to a pulsation period of the torque generated by the electric motor. 1. A variable speed control device for an electric motor, characterized in that a variable speed control device for an electric motor is provided with means for alternating the speed with a longer cycle and a predetermined amplitude.
JP61267125A 1986-11-10 1986-11-10 Variable speed controller for motor Granted JPS63121488A (en)

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JP61267125A JPS63121488A (en) 1986-11-10 1986-11-10 Variable speed controller for motor

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JPH0474959B2 JPH0474959B2 (en) 1992-11-27

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5140259A (en) * 1989-09-29 1992-08-18 Nippon Seiki Co., Ltd. Meter device with integral sectional casing

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5140259A (en) * 1989-09-29 1992-08-18 Nippon Seiki Co., Ltd. Meter device with integral sectional casing

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JPH0474959B2 (en) 1992-11-27

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