JPS63257494A - Speed command circuit for motor driving gear - Google Patents
Speed command circuit for motor driving gearInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、電動機に結合されている負荷のトルク特性
に最適な加速あるいは減速をさせることができる電動機
駆動装置の速度指令回路に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a speed command circuit for an electric motor drive device that can perform acceleration or deceleration optimal to the torque characteristics of a load coupled to an electric motor.
誘導電動機と、この電動機に交流電力を供給するインバ
ータとを例にして、電動機駆動装置の速度指令回路の従
来例を以下に記述する。A conventional example of a speed command circuit for a motor drive device will be described below, taking as an example an induction motor and an inverter that supplies alternating current power to the motor.
パルス幅変調制御などにより、回速電圧・可変周波数の
交流電力を出力するインバータを使用すれば、誘導電動
機の速度を所望値にして運転するのはきわめて容易であ
る。そこで停止している電動機を目標速度まで加速した
り、運転中の電動機を停止まで、あるいは所定速度まで
減速させるように、当該誘導電動機の運転速度を変更す
るさいには、インバータへ新しい速度設定値を入力させ
る。しかしながらインバータが直ちにこの新しい速度設
定値に対応した電圧と周波数の交流電力を出力するなら
ば、誘導電動機へ大きな突入電流が流れたり、あるいは
電動機からインバータへ回生電、流が流入する事態とな
り、インバータを過電流トリップあるいは過電圧トリッ
プさせることになり、当該インバータの運転を中断させ
てしまう不都合を生じる。By using an inverter that outputs alternating current power at a rotating speed voltage and variable frequency through pulse width modulation control, it is extremely easy to operate the induction motor at a desired speed. When changing the operating speed of the induction motor, such as accelerating a stopped motor to a target speed, or decelerating a running motor to a stop or a predetermined speed, a new speed setting value is sent to the inverter. input. However, if the inverter immediately outputs AC power at a voltage and frequency corresponding to this new speed setting, a large inrush current would flow to the induction motor, or regenerative current would flow from the motor to the inverter, causing the inverter to This causes an overcurrent trip or an overvoltage trip on the inverter, resulting in the inconvenience of interrupting the operation of the inverter.
そこでこの速度設定値を直接インバータへ入力させずに
、一定の時間変化率で変化させながらインバータへ入力
させることにより、誘導電動機へ与える交流電力の電圧
と周波数を徐々に変化させることで、上述の過電流や過
電圧を防止できる加減速度演算回路が使用されている。Therefore, instead of directly inputting this speed setting value to the inverter, by inputting it to the inverter while changing it at a constant rate of change over time, the voltage and frequency of the AC power supplied to the induction motor can be gradually changed. An acceleration/deceleration calculation circuit is used that can prevent overcurrent and overvoltage.
加減速度演算回路は、一般に積分回路が使用されていて
、これの積分定数を適切に選定することにより、これに
入力される速度設定値を所定の時間変化率で変化する速
度指令信号に変換している。The acceleration/deceleration calculation circuit generally uses an integral circuit, and by appropriately selecting the integral constant of this circuit, the speed setting value input to this circuit is converted into a speed command signal that changes at a predetermined rate of change over time. ing.
上述のように構成されている速度指令回路を備えたイン
バータで誘導電動機を駆動する場合に、この誘導電動機
に結合される負荷として、ポンプやファンのように2乗
低減トルク特性のものや、荷投機械のように定トルク特
性のものなど、各種のトルク特性の負荷があり、しかも
その負荷のはずみ車効果の大小によって、起動・停止に
必要な時間にも長短がある。When an induction motor is driven by an inverter equipped with a speed command circuit configured as described above, the load coupled to the induction motor may be one with a square-law reduction torque characteristic, such as a pump or fan, or a load. There are loads with various torque characteristics, such as those with constant torque characteristics such as a throwing machine, and the time required for starting and stopping varies depending on the magnitude of the flywheel effect of the load.
このような各種の負荷特性に対して、加減速度演算回路
が出力する時間変化率一定な速度指令信号では対応でき
ず、不都合を生じることがある。Such various load characteristics cannot be handled by the speed command signal outputted from the acceleration/deceleration calculation circuit and whose rate of change is constant over time, which may cause some inconvenience.
たとえば負荷がファンの場合は、その2乗低減トルク特
性のために、直線的な変化をする速度指令信号に従って
加速あるいは減速をさせようとしても、無効トルク分が
大であって、当該誘導電動機が保有している加速・減速
トルクを有効に利用できず、従って加速あるいは減速に
要する時間を短縮できない欠点を有する。For example, if the load is a fan, due to its square-law reduction torque characteristic, even if you try to accelerate or decelerate it according to a speed command signal that changes linearly, there will be a large amount of invalid torque, and the induction motor will This has the drawback that the available acceleration/deceleration torque cannot be used effectively, and therefore the time required for acceleration or deceleration cannot be shortened.
第4図は出力が直線的に変化する加減速度演算回路を使
用した従来の速度指令回路により2乗低減トルク負荷を
駆動したときの特性をあられしたグラフであって、第4
図(イ)は加減速度演算回路の特性を、第4図(ロ)は
加速時のトルク特性を、第4図(ハ)は減速時のトルク
特性をそれぞれがあられしている。FIG. 4 is a graph showing the characteristics when a square reduction torque load is driven by a conventional speed command circuit using an acceleration/deceleration calculation circuit whose output changes linearly.
Figure (a) shows the characteristics of the acceleration/deceleration calculation circuit, Figure 4 (b) shows the torque characteristics during acceleration, and Figure 4 (c) shows the torque characteristics during deceleration.
、この第4図におけるNoは電動機の定格速度であり、
TLはこのNoなる定格速度において負荷が要求する負
荷定格トルク、T、lは誘導電動機が出力できる電動機
定格トルクである。従って第4図(イ)に示すように、
加減速度演算回路により電動機速度を直線的に変化させ
るときに、加速時であるならば第4図(ロ)に示すよう
に、電動機定格トルクT、と負荷定格トルクTLとの差
分、すなわち斜線で図示した部分がこの負荷を加速する
のに利用できるトルクである。一方、負荷定格トルクT
Lと2乗曲線で描かれている負荷トルク曲線とで囲まれ
ている部分は無効トルクであって、加速には利用できな
いので、前述したように、電動機が保有するトルクのを
効利用を図ることができず、長い加速時間を必要とする
ことになる。そこで加速時間の短縮を図って、第4図(
イ)に示す加減速度演算回路が出力する速度指令信号の
時間変化率を大きくしても(すなわち図示の直線の傾斜
を急にしても)、インバータ出力電流が増大して過電流
トリップしてしまうだけであって、加速時間の短縮は期
待できない。, No in this figure 4 is the rated speed of the electric motor,
TL is the load rated torque required by the load at this rated speed No, and T and l are the motor rated torques that the induction motor can output. Therefore, as shown in Figure 4 (a),
When the motor speed is changed linearly by the acceleration/deceleration calculation circuit, if it is during acceleration, the difference between the motor rated torque T and the load rated torque TL, that is, the diagonal line, is calculated as shown in Figure 4 (b). The portion shown is the torque available to accelerate this load. On the other hand, load rated torque T
The part surrounded by L and the load torque curve drawn by the squared curve is invalid torque and cannot be used for acceleration, so as mentioned above, the torque possessed by the electric motor is used effectively. Therefore, a long acceleration time is required. Therefore, we tried to shorten the acceleration time as shown in Figure 4 (
Even if the time rate of change of the speed command signal output by the acceleration/deceleration calculation circuit shown in b) is increased (that is, even if the slope of the straight line shown in the figure is made steeper), the inverter output current increases and an overcurrent trip occurs. Therefore, shortening of acceleration time cannot be expected.
制動回路を備えていないインバータでは、第4図(ハ)
に示すように、誘導電動機を減速させる場合に利用でき
る減速トルクは、上記と同様に図示のようにごく僅かな
斜線部分のみであるから、減速時間を短縮できないし、
より急激に変化する減速指令信号を与えるならば、負荷
の保有している運動エネルギーがインバータ側へ電気エ
ネルギーとして返還されることになり、当該インバータ
を過電圧にするおそれがある。For inverters without a braking circuit, Figure 4 (c)
As shown in the figure, the deceleration torque that can be used to decelerate the induction motor is only the small shaded area as shown above, so the deceleration time cannot be shortened.
If a deceleration command signal that changes more rapidly is given, the kinetic energy held by the load will be returned to the inverter as electrical energy, which may cause the inverter to overvoltage.
上述したように直線的に変化する速度指令信号を出力す
る加減速度演算回路を使用した速度指令回路では、たと
えば2乗低減トルク負荷を駆動する電動機のトルク利用
率がわるく、したがって加速あるいは減速時間を短縮で
きないという不都合を有する。As mentioned above, in a speed command circuit that uses an acceleration/deceleration calculation circuit that outputs a speed command signal that changes linearly, the torque utilization rate of the electric motor that drives a square-law reduction torque load is low, and therefore the acceleration or deceleration time is It has the disadvantage that it cannot be shortened.
そこでこの発明の目的は、電動機に結合された負荷のト
ルク特性に適合した速度指令信号を当該電動機駆動装置
に与えることにより、電動機の加速・減速時間を短縮さ
せることにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to shorten the acceleration/deceleration time of an electric motor by providing a speed command signal suitable for the torque characteristics of a load coupled to the electric motor to the electric motor drive device.
〔、問題点を解決するための手段]
上記の目的を達成するために、この発明の速度指令回路
は、電動機速度を設定する手段からの速度設定信号を所
定の時間変化率で変化する速度指令信号に変換して出力
する加減速度演算手段を備えている電動機駆動装置の速
度指令回路において、前記加減速度演算手段の入力信号
と出力信号から電動機が加速か減速かを判別する加減速
判別手段と、電動機電流を検出する手段と、これら加速
か減速かの判別信号と電動jat流信号ならびに速度指
令信号を入力して、加速時には電動a電流が定格値とそ
の下側に設定された所定値との間を維持するように前記
加減速度演算手段の出力信号を変化させ、また減速時に
は電動機電流が零とその上側に設定された第2の所定値
との間を維持するように前記加減速度演算手段の出力信
−号を変化させる速度指令信号補正手段とを備えるもの
とする。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the speed command circuit of the present invention provides a speed command that changes the speed setting signal from the means for setting the motor speed at a predetermined rate of change over time. A speed command circuit for a motor drive device comprising an acceleration/deceleration calculating means for converting into a signal and outputting the signal, an acceleration/deceleration determining means for determining whether the electric motor is accelerating or decelerating from the input signal and output signal of the acceleration/deceleration calculating means. , a means for detecting the motor current, a signal for determining acceleration or deceleration, an electric JAT flow signal, and a speed command signal are input, and during acceleration, the electric a current is set to the rated value and a predetermined value set below it. The output signal of the acceleration/deceleration calculation means is changed so that the output signal of the acceleration/deceleration calculation means is maintained between zero, and the acceleration/deceleration calculation is performed so that the motor current is maintained between zero and a second predetermined value set above the zero during deceleration. and speed command signal correction means for changing the output signal of the means.
この発明は、電動機が加速または減速のいずれであるか
に対応して、そのときの電動機トルクをを効に利用でき
るように、加減速度演算回路から出力される速度指令信
号を適切に制御するのであって、加魂時には電動機トル
ク(すなわち電動機電流)がほぼ100%を維持できる
ように、また減速時には損失分に見合った電動機電流を
維持できるように、速度指令補正手段により加減速度演
算手段が出力する速度指令信号を補正することで、加速
または減速時間の短縮を達成するものである。The present invention appropriately controls the speed command signal output from the acceleration/deceleration calculation circuit so that the electric motor torque at that time can be effectively utilized depending on whether the electric motor is accelerating or decelerating. Therefore, the acceleration/deceleration calculation means outputs the output by the speed command correction means so that the motor torque (that is, motor current) can be maintained at almost 100% during deceleration, and the motor current commensurate with the loss during deceleration. By correcting the speed command signal to be used, acceleration or deceleration time can be shortened.
第1図は本発明の実施例を示す制御ブロック図である。 FIG. 1 is a control block diagram showing an embodiment of the present invention.
この第1図において、符号2なる速度設定器は、電動機
が目標とする速度を設定するものであって、この速度設
定器2から出力される速度設定信号が、積分回路で構成
されている加減速度演算回路3へ入力され、この加減速
度演算回路3から所望の速度指令信号を出力させ、この
速度指令信号に従って電動機駆動装置たとえばインバー
タは最適な電圧と周波数の交流電力を出力することにな
る。In FIG. 1, the speed setting device 2 sets the target speed of the electric motor, and the speed setting signal output from this speed setting device 2 is controlled by an adjustment circuit composed of an integral circuit. The signal is input to the speed calculation circuit 3, and the desired speed command signal is output from the acceleration/deceleration calculation circuit 3. According to this speed command signal, a motor drive device, such as an inverter, outputs AC power at an optimal voltage and frequency.
本発明においては、加減速度演算回路3へ入力す、る速
度設定信号と、これから出力される速度指・令信号とを
加減速判別回路4へ入力させ、この加減速判別回路4へ
の両人力信号から電動機が加速か減速かを判別し、この
判別信号を速度指令信号補正回路6へ与えている。また
電動it流を電流検出回路5へ入力させ、この電流検出
値を速度指令信号補正回路6へ入力させるのであるが、
さらに加減速度演算回路3からの速度指令信号もこの速
度指令信号補正回路6へ入力させている。In the present invention, the speed setting signal inputted to the acceleration/deceleration calculation circuit 3 and the speed command/command signal outputted from this are inputted to the acceleration/deceleration discrimination circuit 4, and both human inputs are input to the acceleration/deceleration discrimination circuit 4. Based on the signal, it is determined whether the electric motor is accelerating or decelerating, and this determination signal is provided to the speed command signal correction circuit 6. Furthermore, the electric IT current is input to the current detection circuit 5, and this current detection value is input to the speed command signal correction circuit 6.
Further, a speed command signal from the acceleration/deceleration calculation circuit 3 is also input to the speed command signal correction circuit 6.
電動機が加速運転中の場合、この速度指令信号補正回路
6へ入力する電動機電流が定格電流(すなわち100%
電流)を越えていることを検出すると、これは加減速度
演算回路3から出力される速度指令信号の時間変化率が
大きすぎると判断して、その傾斜を緩和させるように、
この加減速度演算回路3へ補正指令を与える。また電動
機電流が定格電流の下側に設定された値、たとえば95
%電流値よりも下廻ったことを検出すれば、これは速度
指令信号の時間変化率が小さすぎると判断し、その傾斜
を急にするよう、加減速度演算回路3へ補正指令を与え
る。かくして電動機加速時には電動機電流が常時95%
から100%の間にあるように制御されるので、当該電
動機のトルクがほぼ100%利用できることになる。When the motor is in acceleration operation, the motor current input to this speed command signal correction circuit 6 is rated current (i.e. 100%
If it is detected that the speed command signal exceeds the current (current), it is determined that this means that the time rate of change of the speed command signal output from the acceleration/deceleration calculation circuit 3 is too large, so that the slope is reduced.
A correction command is given to this acceleration/deceleration calculation circuit 3. Also, if the motor current is a value set below the rated current, for example 95
% current value, it is determined that the time change rate of the speed command signal is too small, and a correction command is given to the acceleration/deceleration calculation circuit 3 to make the slope steeper. Thus, when the motor accelerates, the motor current is always 95%.
Since the torque of the electric motor is controlled to be between 100% and 100%, almost 100% of the torque of the electric motor can be used.
加減速判定回路4が電動機減速運転中であることを判別
すれば、上記と同様に電動機電流が零と、零よりも上側
に設定された値たとえば5%電流との間にあるように、
速度指令信号補正回路6は加減速度演算回路3へ補正信
号を送り、当該電動機は適切な減速度でその速度を低下
させる。If the acceleration/deceleration determination circuit 4 determines that the motor is in deceleration operation, the motor current is determined to be between zero and a value set above zero, for example, 5% current, as described above.
The speed command signal correction circuit 6 sends a correction signal to the acceleration/deceleration calculation circuit 3, and the electric motor reduces its speed at an appropriate deceleration.
第2図は第1図に示す実施例回路により電動機が加速中
の動作を示すグラフであって、第2図(イ)は速度指令
信号の時間的な変化を、第2図(ロ)は電動機電流の時
間的変化をそれぞれがあられしている。すなわち第2図
(イ)における直線Aは電動機が定格トルクの95%(
すなわち定格電流の95%)で加速する場合の加速直線
であり、曲vABは実際の加速曲線であって、電動機電
流が定格値の95%(第2図(ロ)におけるI□)であ
るとき、実際加速曲線Bは95%加速直線Aと一致し、
ているが、電流が定格値の95%を越えると、実際加速
曲線Bの傾斜は緩やかになる。かくして電動機電流は常
に定格電流■イと95%電流Itsとの間にあるように
維持されるので、負荷のトルク特性がどのようなもので
あっても、常に当該電動機のトルクを有効に利用しつつ
加速することができ、かつ過電流を生じるおそれもない
。FIG. 2 is a graph showing the operation of the electric motor during acceleration by the embodiment circuit shown in FIG. 1, in which FIG. Each shows the temporal change in motor current. In other words, the straight line A in Figure 2 (a) indicates that the motor is at 95% of the rated torque (
In other words, it is an acceleration straight line when accelerating at 95% of the rated current), and the curve vAB is the actual acceleration curve when the motor current is 95% of the rated value (I□ in Figure 2 (b)). , the actual acceleration curve B coincides with the 95% acceleration straight line A,
However, when the current exceeds 95% of the rated value, the slope of the acceleration curve B actually becomes gentle. In this way, the motor current is always maintained between the rated current A and the 95% current Its, so no matter what the torque characteristics of the load, the torque of the motor can always be used effectively. It is possible to accelerate the vehicle while maintaining the same speed, and there is no risk of overcurrent occurring.
第3図は第1図に示す実施例回路により電動機が減速中
の動作を示すグラフであって、第3図(イ)は速度指令
信号の時間的変化を、第3図(ロ)は電動機電流の時間
的変化をぞれぞれがあられしている。すなわち第3図(
イ)における直−aCは所定の減速度直線であり、曲線
りは実際の減速度曲線をあられしている。この第3図に
示す減速動作も、上述の加速動作と同様に、電動41g
1′R。FIG. 3 is a graph showing the operation of the electric motor during deceleration by the embodiment circuit shown in FIG. Each represents the temporal change in current. In other words, Figure 3 (
The straight line aC in a) is a predetermined deceleration straight line, and the curved line represents the actual deceleration curve. The deceleration operation shown in FIG. 3 is also similar to the acceleration operation described above.
1'R.
流が零から定格値の5%の間にあるようにその減速度が
制御されるようになっている。The deceleration rate is such that the flow is between zero and 5% of the rated value.
この発明によれば、電動機駆動装置へ加減速度演算手段
を介して速度指令信号を与えるにあたって、加速時には
電動機のほぼ定格N、流で加速が行われ、減速時にはほ
ぼ零に近い電流で減速が行われるように、速度指令信号
補正手段から加減速度演算手段へ補正信号が与えられる
ので、当該電動機は前述の電流を維持しつつ加速または
減速動作を行うことになるので、過大1′ft mや過
大電圧を生じることなく、かつ電動機が保有するトルク
を最大限に有効利用することになるので、加速時間・減
速時間を短縮できる効果を発揮する。According to this invention, when a speed command signal is given to the motor drive device via the acceleration/deceleration calculation means, acceleration is performed at approximately the rated N current of the motor during acceleration, and deceleration is performed at approximately zero current during deceleration. As described above, since a correction signal is given from the speed command signal correction means to the acceleration/deceleration calculation means, the motor performs acceleration or deceleration operation while maintaining the above-mentioned current. Since no voltage is generated and the torque possessed by the electric motor is utilized to the maximum extent possible, acceleration and deceleration times can be reduced.
第1図は本発明の実施例を示す制御ブロック図であり、
第2図は第1図に示す実施例回路により電動機が加速中
の動作を示すグラフ、第3図は第1図に示す実施例回路
により電動機が減速中の動作を示すグラフである。第4
図は出力が直線的に変化する加減速度演算回路を使用し
た従来の速度指令回路により2乗低減トルク負荷を駆動
したときの特性をあられしたグラフである。
2・・・速度設定器、3・・・加減速度演算回路、4・
・・加減速判別回路、5・・・電流検出回路、6・・・
速度指令、信号補正回路。
冨1図FIG. 1 is a control block diagram showing an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a graph showing the operation of the electric motor during acceleration by the embodiment circuit shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a graph showing the operation of the electric motor during deceleration by the embodiment circuit shown in FIG. Fourth
The figure is a graph showing the characteristics when a square reduction torque load is driven by a conventional speed command circuit using an acceleration/deceleration calculation circuit whose output changes linearly. 2... Speed setter, 3... Acceleration/deceleration calculation circuit, 4.
... Acceleration/deceleration discrimination circuit, 5... Current detection circuit, 6...
Speed command, signal correction circuit. Tomi 1 map
Claims (1)
定の時間変化率で変化する速度指令信号に変換して出力
する加減速度演算手段を備えている電動機駆動装置の速
度指令回路において、前記加減速度演算手段の入力信号
と出力信号から電動機が加速か減速かを判別する加減速
判別手段と、電動機電流を検出する手段と、これら加速
か減速かの判別信号と電動機電流信号ならびに速度指令
信号を入力して、加速時には電動機電流が定格値とその
下側に設定された所定値との間を維持するように前記加
減速度演算手段の出力信号を変化させ、また減速時には
電動機電流が零とその上側に設定された第2の所定値と
の間を維持するように前記加減速度演算手段の出力信号
を変化させる速度指令信号補正手段とを備えていること
を特徴とする電動機駆動装置の速度指令回路。1) In a speed command circuit of an electric motor drive device, which is equipped with an acceleration/deceleration calculation means that converts a speed setting signal from a means for setting the motor speed into a speed command signal that changes at a predetermined time change rate and outputs the speed command signal. acceleration/deceleration determining means for determining whether the motor is accelerating or decelerating from the input signal and output signal of the speed calculating means; means for detecting motor current; The output signal of the acceleration/deceleration calculation means is changed so that the motor current is maintained between the rated value and a predetermined value set below it during acceleration, and the motor current is maintained between zero and the lower value during deceleration. and speed command signal correction means for changing the output signal of the acceleration/deceleration calculation means so as to maintain a value between the speed command signal and a second predetermined value set on the upper side. circuit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62090021A JPS63257494A (en) | 1987-04-13 | 1987-04-13 | Speed command circuit for motor driving gear |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62090021A JPS63257494A (en) | 1987-04-13 | 1987-04-13 | Speed command circuit for motor driving gear |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63257494A true JPS63257494A (en) | 1988-10-25 |
Family
ID=13987041
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62090021A Pending JPS63257494A (en) | 1987-04-13 | 1987-04-13 | Speed command circuit for motor driving gear |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63257494A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015119592A (en) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | ダイキン工業株式会社 | Motor control device and motor control method |
-
1987
- 1987-04-13 JP JP62090021A patent/JPS63257494A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015119592A (en) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | ダイキン工業株式会社 | Motor control device and motor control method |
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