DE68916350T2 - Steuereinrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Wechselrichters für den Antrieb eines Wechselstrommotors. - Google Patents

Steuereinrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Wechselrichters für den Antrieb eines Wechselstrommotors.

Info

Publication number
DE68916350T2
DE68916350T2 DE68916350T DE68916350T DE68916350T2 DE 68916350 T2 DE68916350 T2 DE 68916350T2 DE 68916350 T DE68916350 T DE 68916350T DE 68916350 T DE68916350 T DE 68916350T DE 68916350 T2 DE68916350 T2 DE 68916350T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
motor
current
frequency
inverter
control device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE68916350T
Other languages
English (en)
Other versions
DE68916350D1 (de
Inventor
Mitsuyuki Hombu
Kazuo Honda
Takashi Ikimi
Toshihiko Matsuda
Nobuyoshi Mutoh
Hiroshi Nagase
Shigeta Ueda
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
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of DE68916350D1 publication Critical patent/DE68916350D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE68916350T2 publication Critical patent/DE68916350T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H02M7/53873—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with digital control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H02M7/53875—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with analogue control of three-phase output
    • H02M7/53876—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with analogue control of three-phase output based on synthesising a desired voltage vector via the selection of appropriate fundamental voltage vectors, and corresponding dwelling times

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

    Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuerverfahren und eine Steuervorrichtung zur Steuerung eines Wechselrichters zum Treiben eines Wechselstrommotors insbesondere unter Ausnutzung eletromagnetischer Schwingungstöne, d.h. von Geräuschen, die von einem Wechselstrommotor wie einem Induktionsmotor oder einem Synchronmotor erzeugt werden, der durch einen PWM-Wechselrichter angetrieben wird.
  • Als konventionelle Gegenmaßnahmen sind bei Geräuschen, die von einem PWM-Wechselrichter angesteuerten Wechselstrommotor erzeugt werden, solche bekannt, bei denen die Tastfrequenz des PWM-Wechselrichters auf nicht hörbare Frequenzbereiche erhöht wird, und solche, bei denen die Geräusche durch Änderung der Tastfrequenz des PWM-Wechselrichters auf weißes Rauschen umgestellt wird, so daß es nicht zu einer Häufung bei einer bestimmten Frequenz kommt. Ersteres ist beispielsweise beschrieben in 1986, National Convention Record, IEE of Japan, Nr. 535 und 536, S. 625 und 626. Letzteres ist beispielsweise beschrieben in 1988 National Convention Record, IEE of Japan, Nr. 523, g. 619, 620.
  • Bei Auftreten eines Überstroms, eines Überdrehens oder eines anomalen Zustandes bzw. Störfalls in einem Motor wird dieser Störfall allgemein erfaßt und auf einer Anzeige dargestellt bzw. mittels Alarmvorrichtung angezeigt.
  • Bei der ersteren der oben beschriebenen konventionellen Gegenmaßnahmen gegen Geräusche wird das Auftreten von hochfrequentem Rauschen bei Erhöhung der Tastfrequenz nicht beachtet, was zu Problemen im Radiowellenbereich führt. Bei letzterem tritt das Problem auf, daß hörbares Rauschen noch verbleibt, weil der Gesamtdruckpegel des Rauschens nicht geändert wird, wenn man Rauschen weiß macht.
  • Wenn ein Störfall eines Motors angezeigt werden soll, ist es bei dem Stand der Technik notwendig, eine Anzeige oder einen Alarmgeber vorzusehen, wodurch das Problem auftritt, daß die Vorrichtung um diese erweitert werden muß.
    • Zusammenfassung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, elektromagnetische Schwingungstöne von einem Wechselstrommotor im hörbaren Bereich abzumildern.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Störfall oder dergl. eines Wechselstrommotors unter Ausnutzung elektromagnetischer Schwingungstöne des Wechselstrommotors anzuzeigen.
  • Die obengenannten Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch ein System gelöst, bei welchem der Ausgang einer Wechselstromquelle über einen PWM-Wechselrichter mit einem Wechselstrommotor verbunden ist, der die Frequenz des Welligkeitsstroms in dem Motorstrom entsprechend einer Toninformation ändert, die als elektromagnetischer Schwingungston vom Wechselstommotor erzeugt werden soll, insbesondere durch die Merkmale des Anspruchs 1.
  • Als Ergebnis der Änderung der Welligkeitsfrequenz eines Stromes innerhalb des Motorstromes entsprechend des gewünschten Informationstons dient der elektromagnetische Ton des Motors als Informationston und wird im hörbaren Bereich abgemildert und kann als Alarmton oder dergl. verwendet werden.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Fig. 1 ist ein Schaltungsdiagramm einer Steuervorrichtung eines Wechselrichters für das Treiben eines Wechselstrommotors entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Fig. 2 ist eine Schaltungsanordnung des Wechselrichterabschnittes.
  • Fig. 3A bis 3D sind Diagramme zur Erläuterung des Betriebs des Wechselrichterabschnittes.
  • Fig. 4 ist ein Signalformdiagramm, das die Abtastpulse, Spannungsvektoren, Ausgangsspannung und Ausgangsstrom darstellt.
  • Fig. 5 ist ein Diagramm zur Erläuterung des Betriebes bei Auftreten eines Störfalls.
  • Fig. 6 ist ein Diagramm, das den Inhalt einer Datentabelle darstellt.
  • Fig. 7 ist ein Flußdiagramm des Programms, das bei Auftreten eines Störfalls abgearbeitet wird.
  • Fig. 8 zeigt den Aufbau einer Steuerschaltung einer anderen Ausführungsform.
  • Fig. 9 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen musikalischem Intervall und Frequenz angibt.
  • Fig. 10 ist ein Diagramm, das qualitativ die Verteilung im Leistungsspektrum in Abhängigkeit von der Tonfrequenz wiedergibt.
  • Fig. 11 bis 15 zeigen weitere Ausführungsformen.
  • Fig. 16 bis 18 stellen in Diagrammform den Fall dar, bei dem die vorliegende Erfindung bei einer Mehrfachwechselrichtervorrichtung angewendet wird.
    • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Fig. 1 ist ein Schaltungsdiagramm einer Steuervorrichtung eines Wechselrichters zum Treiben eines Wechselstrommotors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
  • In Fig. 1 bezeichnet Ziffer 1 eine kommerzielle dreiphasige Wechselstromquelle und Ziffer 2 eine Wechselrichtervorrichtung mit Wechselrichterabschnitt 2a und einem Gleichrichterabschnitt 2b. Diese Wechselrichtervorrichtung 2 wird von dem Ausgang der kommerziellen dreiphasigen Wechselstromquelle 1 versorgt und gibt dreiphasigen Wechselstrom der Spannungen Vu, Vv und Vw mit einer Frequenz f&sub1; aus, um einen dreiphasigen Induktionsmotor 3 anzusteuern. Ziffer 4 bezeichnet einen Tachometergenerators 5 einen Stromdetektor, 6 eine Basistreiberschaltung und 7 eine Steuerschaltung. Diese Steuerschaltung 7 umfaßt einen PWM-Signalgeneratorabschnitt 8, einen Sollwertgeneratorabschnitt 9 und einen Abtastperiodensteuerabschnitt 10, welcher seinerseits eine Datentabelle 11 und einen Störfalldetektorabschnitt 12 umfaßt.
  • Wenn die Drehzahlvorgabe ω* an die Steuereinheit 7 als Laufvorgabe eingegeben wird, berechnet der Sollwertgeneratorabschnitt 9 einen Spannungssollwert V* und einen Wechselrichterfrequenzsollwert fI* auf der Basis eines erfaßten Stromwertes if und eines erfaßten Drehzahlwertes ωf, jeweils erfaßt durch den Stromdetektor 5 und den Tachometergenerator 4, und gibt diese Werte aus. Dieser Sollwertgeneratorabschnitt 9 ist vorgesehen, um ein Drehmoment zu berechnen, welches auf den Motor wirken sollte, um die Abweichung der Motordrehzahl ωf von dem Sollwert ω* zu korrigieren, und zwar auf der Basis der oben beschriebenen Abweichung und des erfaßten Stromwertes if, und dann die Spannungsvorgabe V* und den Frequenzsollwert fi* zu berechnen, die diesem Drehmoment entsprechen. Als ein solcher Sollwertgeneratorabschnitt 9 wird eine Schaltung beispielsweise aus 1988 National Convention Record, IEE of Japan - Industrie Application Society - Report Nr. 74 verwendet. Beim Einlesen dieser Sollwerte erzeugt der PWM-Signalgeneratorabschnitt 8 ein PWM-Signal. Dieses PWM-Signal wird an entsprechende Schaltelemente in dem Wechselrichterabschnitt 2a über die Basistreiberschaltung 6 ausgegeben.
  • Fig. 2 zeigt eine Schaltungskonfiguration des Wechselrichterabschnittes 2a. Die Fig. 3A bis 3D sind Diagramme zur Erläuterung des Betriebes des Wechselrichterabschnittes 2a. Das Verfahren zur Erzeugung des PWM-Signals soll nun im folgenden beschrieben werden, wobei Bezug genommen wird auf die Fig. 2 und 3A bis 3D.
  • Als Schaltzustände der Schaltelemente S&sub1; bis S&sub6; des Wechselrichterabschnittes 2a gibt es acht Kombinationen, d.h. (0, 0, 0), (1, 0, 0), (1, 1, 0) (0, 1, 0) (0, 1, 1), (0, 0, 1), (1, 0, 1) und (1, 1, 1). Jeder Satz repräsentiert aufeinanderfolgende Zustände der Schaltelemente der Phasen U, V, W. In jedem Satz stellt "1" einen Zustand dar, in welchem ein Schaltelement der positiven Seite einer Phase leitet und ein Schaltelement der negativen Seite der Phase nicht leitet, wogegen "0" einen Zustand darstellt, bei welchem ein Schaltelement der positiven Seite einer Phase nicht leitet und ein Schaltelement derselben Phase leitet.
  • Die Spannungsvektoren V&sub0; bis V&sub7; entsprechen diesen Zuständen und stellen sich wie in Fig. 3a gezeigt ein. Wenn die Ausgangsspannung sinusförmig ist, so verläuft ein Vektor Φ des durch eine stationäre Primärwicklung des Dreiphaseninduktionsmotors 3 erzeugten Magnetflusses wie in Fig. 3B gezeigt mit einer Winkelgeschwindigkeit ω auf einem Kreis, so daß sich eine Verkettung mit der rotierenden Sekundärwicklung bzw. einem rotierenden Leiterkäfig ergibt. Über einen Winkel Ae, über welchen der Magnetflußvektor Φ während einer Abtastperiode Ts streicht, werden die Spannungsvektoren V&sub0; bis V&sub7; so gewählt, daß sich der Magnetflußvektor entlang des Kreises verändern kann, der durch den Magnetflußvektor Φ gegeben ist. Wenn die Spannungsvektoren wie beispielsweise in Fig. 3c gezeigt so gewählt sind, daß sie V&sub7; - V&sub2; - V&sub3; - V&sub0; - V&sub2; - V&sub3; - V&sub7; entsprechen, so werden die Beziehungen zwischen Abtastpulsen und Spannungsvektoren so, wie sie in Fig. 3D dargestellt sind. Daher wird ein PWM-Signal entsprechend einem Schaltzustand, der mit jedem Spannungsvektor assoziiert ist, von dem PWM-Signalgeneratorabschnitt 8 ausgegeben.
  • Die Fig. 4a bis 4d sind Signalformdiagramme für Abtastpuls, Spannungsvektor, Ausgangsspannung und Ausgangsstrom.
  • Wenn die Spannungsvektoren in einer Periode des Wechselrichterbetriebs wie in Fig. 4(b) gewählt sind, so werden die Ausgangsphasenspannungen VU, VV und VW und die Ausgangsleitungsspannung VUV wie in den Fig. 4(c) und 4(d) dargestellt. Daher wird der U-Phasenstrom iU des Motors 3 wie in Fig. 4(d) dargestellt, und die Periode des Welligkeitsstroms ist im wesentlichen proportional zur Abtastperiode Ts. Dieser Welligkeitsstrom erzeugt elektromagnetische Schwingungen des Statorkerns des Motors 3, was zu Geräuschen führt. Auf diese Art haben die Geräusche eine Frequenz, die nahezu gleich der Frequenz des Welligkeitsstroms ist, d.h. die Abtastfrequenz (1/Ts) wird erzeugt.
  • Auf der anderen Seite wird die Periode Ts der Abtastpulse definiert durch den Abtastperiodensteuerabschnitt 10. Der Störfalldetektorabschnitt 12 überwacht permanent den erfaßten Stromwert if und den erfaßten Geschwindigkeitswert ωf durch Vergleich mit ihren jeweiligen Grenzwerten. Unter normalen Laufbedingungen mit den jeweils erfaßten Werten, die unterhalb der Grenzwerte liegen, gibt der Störfalldetektorabschnitt 10 die konstante Abtastperiode Ts aus.
  • Es wird nun angenommen, daß an einem Zeitpunkt wie in Fig. 5 gezeigt ein Problem auftritt und der erfaßte Stromwert if oder der erfaßte Geschwindigkeitswert ωf einen Stromgrenzwert iLIM bzw. einen Geschwindigkeitsgrenzwert ωLIN zur Zeit T&sub1; wie in Fig. 5(a) gezeigt überschreitet. Wenn der Überstrom im Ausgangsstrom oder das Überdrehen des Motors daher erkannt wird, wird die folgende Abtastperiode Ts geändert. Beispielsweise wird die Abtastperiode Ts0 bei normalem Laufzustand nachfolgend auf die Abtastperioden Ts1, Ts2, Ts3 usw. bei einem Störfall geändert, wie in Fig. 5(b) gezeigt. Es wird nun angenommen, daß die Dauer dieser Abtastperioden L&sub1;, L&sub2;, L&sub3; usw. ist. Als Ergebnis ändert sich die Frequenz der elektromagnetischen Vibrationstöne des Motors von nahezu 1/Ts0 nachfolgend auf nahezu 1/Ts1, 1/Ts2, 1/Ts3, usw. Daher ist es möglich, den Störfall durch eine solche Änderung des elektromagnetischen Schwingungstons anzuzeigen.
  • Um die Abtastperiode vom Normalbetrieb auf eine dem Störfall entsprechende zu ändern, ist der Abtastperiodensteuerabschnitt 10 vorgesehen. Wie in Fig. 6 gezeigt, sind die Abtastperioden Ts1, Ts2, Ts3, ..., Tsn beim Störfall so in der Datentabelle 11 gespeichert, daß sie zu ihrer Dauer L&sub1;, L&sub2;, L&sub3;, ..., Ln assoziiert sind. Wenn der Störfall erkannt wird, werden diese Daten durch den Störfalldetektorabschnitt 12 abgerufen. Die Abtastperiode Ts0 unter Normalbedingungen wird nachfolgend auf die Abtastperioden Ts1, Ts2 usw. für den Störfall geändert und ausgegeben. Die Dauer L&sub1;, L&sub2; ..., Ln ist so lang, daß das menschliche Ohr die Änderung des Tones erkennen kann, und beträgt vorzugsweise 100 ms bis mehrere Sekunden.
  • Die bisher beschriebene Verarbeitung wird durch einen Mikrocomputer durchgeführt. Das Flußdiagramm dieser Verarbeitung ist in Fig. 7 dargestellt.
  • Wenn ein Störfall erkannt wird, werden die Daten Tsn und Ln zunächst aus der Datentabelle 11 geladen, und die Abtastperiode wird von Ts0 auf Tsn geändert. Die Dauer Ln wird in einem Zähler gesetzt, der ein Register (nicht dargestellt) in dem PWM-Signalgeneratorabschnitt 8 ist. Die Abtastperiode bleibt Tsn, bis sich Ln im nachfolgenden auf Null verringert hat. Mit anderen Worten, die Frequenz des elektromagnetischen Schwingungstons des Motors wird während Ln auf nahezu 1/Tsn gehalten. Wenn der Zähler Null erreicht, werden die nächsten Daten geladen. Ein elektromagnetischer Ton mit einer Frequenz, die der Abtastperiode entspricht, wird für diese Dauer beibehalten. Auf die gleiche Art wird die Frequenz des elektromagnetischen Schwingungstons danach geändert, und zwar entsprechend der in der Datentabelle gespeicherten Daten.
  • Wenn bei dieser Ausführungsform ein Störfall erkannt wird, so kann ein dieses anzeigender Alarm als eine Tonänderung unter Verwendung eines von dem Motor erzeugten elektromagnetischen Schwingungstones übertragen werden. Daher ist es nicht notwendig wie beim Stand der Technik, speziell eine Anzeige oder einen Alarm vorzusehen, um den Störfall anzuzeigen. Folglich kann die Vorrichtung mit niedrigeren Kosten hergestellt werden.
  • Fig. 8 zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 8 ist ein Schaltungsdiagramm einer Steuerschaltung, die einen musikalischen Klang bei Normalbetrieb des Motors erzeugen kann.
  • Der Abtastperiodensteuerabschnitt 13 innerhalb der Steuerschaltung 7 umfaßt die Datentabelle 11 und einen Tonleitergenerator 13. Wenn die Daten der Abtastperiode Ts in der Datentabelle 11 so gesetzt sind, daß sie auf eine Periode der Frequenz eines jeden musikalischen Intervalls der Tonleiter der Musik beschränkt sind, so ist es möglich, den elektromagnetischen Schwingungston des Motors nahezu gleich der Frequenz jeden musikalischen Intervalls der Tonleiter zu machen.
  • Fig. 9 zeigt das Verhältnis zwischen musikalischem Intervall und Frequenz. Beispielsweise hat der Referenzton (la, Kammerton a') eine Frequenz von 440 Hz, und das um eine oktave höher liegende (la, a") hat eine Frequenz von 880 Mz. Durch Division dieses Intervalles zwischen ihnen in zwölf Abschnitte in Übereinstimmung mit den Frequenzverhältnissen in Fig. 9 werden Frequenzen jeweiliger musikalischer Intervalle definiert. Durch Setzen des Umkehrwertes jeder Frequenz als Maß für die Abtastperiode Ts und Änderung der Dauer Ln jeden musikalischen Intervalls proportional zu der Länge der Note, ist es daher möglich, mit den elektromagnetischen Schwingungstönen des Motors Musik zu machen.
  • Mit der vorliegenden Ausführungsform wird es möglich, elektromagnetische Schwingungstöne des Motors, welche vorher Mißklänge für das ohr waren, in Musik umzuwandeln.
  • Unter der Annahme, daß die Spannung bei der vorliegenden Ausführungsform konstant ist, wird die Leistung des elektromagnetischen Schwingungstons des Motors groß bei niedrigen Frequenzen und klein bei höheren Frequenzen. Auf der anderen Seite ist bekannt, daß die Verteilung im Leistungsspektrum angenehmer Töne in bezug auf die Frequenz eine hohe Leistung bei niedrigen Frequenzbereichen und eine kleine Leistung bei hohen Frequenzbereichen hat, was in Fig. 10 dargestellt ist. Daher ist also bekannt, daß die Verteilung im Leistungsspektrum in Fig. 10 bei elektromagnetischer Schwingungstonmusik der vorliegenden Ausführungsform vorliegt, was dazu führt, daß sie angenehm wirkt.
  • Die Fig. 11 und 12 zeigen andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In den Beispielen in Fig. 11 und 12 wird die Welligkeitsfrequenz des Motorstroms direkt erfaßt und die Abtastperiode geändert, bis die gewünschte Welligkeitsfrequenz erreicht ist. Der Vorgabewert Ts* der Abtastperiode wird von dem Störfalldetektorabschnitt 12 in Fig. 11 oder dem Tonleitergenerator 13 an einen Vergleichsund Berechnungsabschnitt 701 ausgegeben. Aufgrund des Sollwertes Ts* der Abtastperiode und einer Welligkeitsfrequenz von einem welligkeitsfrequenzdetektorabschnitt 702 führt der Vergleichs- und Berechnungsabschnitt 701 die folgende Verhältnisberechnung und Integration zur Ableitung der Abtastperiode Ts durch.
  • Kp und KI ist ein Proportionalitätsfaktor bzw. eine Integrationskonstante. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Präzision beim Setzen der Welligkeitsfrequenz des Motorstroms sehr hoch. Es ist daher möglich, die Frequenz des elektromagnetischen Tons von dem Motor auf einen vorgegebenen Wert mit sehr viel höherer Präzision zu setzen.
  • Die Fig. 13 und 14 zeigen andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Der Vorgabewert fr*(= 1/Ts*) der Welligkeitsstromfrequenz, ausgegeben vom Abtastperiodensteuerabschnitt 10, wird in einen Funktionsgeneratorabschnitt 705 eingegeben, welcher seinerseits eine zulässige Änderungsbreite &Delta;i* des Welligkeitsstroms ausgibt. Ein Vergleichs- und Berechnungsabschnitt 703 führt Vergleich und Berechnung eines Momentanstromsollwertes i* aus, der von einem Momentanstromsollwertgeneratorabschnitt 704 ausgegeben wird, und berechnet und vergleicht den erfaßten Motorstromwert if und &Delta;i*, um das PWM-Signal abzuleiten. Unter der Annahme, daß die zulässige Änderungsbreite des Welligkeitsstromes in bezug auf den Momentanstromsollwert i* von &Delta;Ii* auf &Delta;i&sub2;* zur Zeit t = t&sub0; wie in Fig. 15 gezeigt geändert wird, ändert sich die Frequenz des Welligkeitsstroms von fr1 auf fr2. Wenn &Delta;ii* < &Delta;i&sub2;* ist, so gilt allgemein die Beziehung fr1 > fr2 Bei Steuerung von &Delta;i* gemäß dieser Beziehung kann die Welligkeitsfrequenz fr des Motorstroms if auf den gewünschten Wert fr* eingestellt werden.
  • Fig. 16 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 16 ist ein Diagramm eines Schaltungsaufbaus, in dem der Fall dargestellt wird, daß die vorliegende Erfindung auf eine Mehrfachwechselrichtervorrichtung angewendet wird.
  • Eine Wechselrichtervorrichtung 20 umfaßt eine Vielzahl von Wechselrichtereinheiten 20a bis 20n, die so betrieben werden, daß ihre Laufphasen um jeweils 180º/3n gegeneinander verschoben sind. Ihre Ausgangsspannungen werden durch einen Vielfachtransformator 30 summiert. Die resultierende Spannung wird an den dreiphasigen Induktionsmotor 3 zum Antrieb des Motors 3 angelegt. obgleich nicht extra dargestellt, so ist doch jede Wechselrichtereinheit mit einer Schaltung verbunden, die der Steuerschaltung in Fig. 1 gleicht. Abtastperioden und ihre Dauern sind wie in Fig. 17 gezeigt vorderhand in Datentabellen 40a bis 40n abgespeichert, jeweils assoziiert mit Wechselrichtereinheiten 20a bis 20n. Hierdurch wird der elektromagnetische Schwingungston von dem Motor 3 aus Frequenzen zusammengesetzt, die nahezu den Abtastfrequenzen der Wechselrichtereinheiten gleichen.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform kann nach Erkennen eines Störfalls der Informationston, erzeugt als eletromagnetischer Schwingungston, komplexer als bei den obigen Ausführungsformen gemacht werden. Wenn eine Kombination von Frequenzen komponiert werden soll und beispielsweise in Übereinstimmung in Übereinstimmung mit Frequenzkomponenten der Stimme gebracht wird, kann der Informationston in eine Sprachmitteilung wie z.B. eine Mitteilung "Auftritt von Überdrehen im Motor" umgewandelt werden, so daß der Störfall klarer angezeigt wird.
  • Durch Kombination dieser Ausführungsform mit der Ausführungsform in Fig. 8 wird es möglich, einen Akkord als elektromagnetischen Schwingungston zu erzeugen, was zu einer angenehmeren Musik führt. Bei einer Vielzahl von Motoren, die parallel zueinander laufen, kann ein ähnlicher Effekt erzielt werden durch Verwendung einer Konfiguration nach Fig. 18.
  • Wenn die vorliegende Erfindung bei Haushaltsgeräten mit einem PWM-Wechselrichtermotorsystem angewendet wird, ist es möglich, die elektromagnetischen Schwingungstöne als Alarm, Nachricht oder BGM (Hintergrundmusik) zu verwenden, was zu einem angenehm geräuscharmen Betrieb führt.
  • Wenn außerdem die vorliegende Ausführungsform auf ein Anlagensystem mit einem PWM-Wechselrichtermotorsystem angewendet wird, wird es möglich, elektromagnetischen Schwingungstöne effektiv zu verwenden, insbesondere als Alarm, wenn Störfälle in dem System auftreten.

Claims (6)

1. Steuereinrichtung zum Steuern wenigstens eines PWM ("impulsbreiten-modulierten") Wechselrichters (2), der mit Wechselstrom gespeist wird und der eine Wechselspannung mit geregelter Frequenz am Ausgang liefert, die wenigstens einem Wechselstrommotor (3) zugeführt wird, um wenigstens einen Motor mit einem Strom if mit einer Drehzahl &omega;f zu betreiben, wobei diese Steuereinrichtung aufweist:
Steuermittel (7), die eine Vorgabewerterzeugungsvorrichtung (9) für die Ausgangsfrequenz des Wechselrichters (2) aufweisen aufgrund einer Drehzahlvorgabe &omega;*, die von außen zugeführt wird, und einen PWM-Signalgenerator (8) zur Abtastung der Führungsgröße mit einer vorgegebenen Frequenz und zur Bildung aufgrund des abgetasteten Wertes der Führungsgröße eines PWM-Signals zur Steuerung des Wechselrichters, dadurch gekennzeichnet, daß ein Störfallerfassungsabschnitt (12) den ermittelten Stromwert if und den ermittelten Wert der Drehzahl überwacht, in dem sie diese mit deren festgelegten Grenzwerten iLIM und &omega;LIM vergleicht;
bei einem normalen Laufzustand, bei dem die ermittelten Werte kleiner als die Grenzwerte sind, der Störfallerfassungsabschnitt (12) eine konstante Abtastperiode Ts liefert; und
wenn die ermittelten Werte des Stromes if und der Drehzahl &omega;f diesen Grenzwert des Stromes iLIM oder den Grenzwert der Drehzahl &omega;LIM überschreiten, wird die nachfolgende Abtastperiode Ts verändert entsprechend voreingestellter Werte der Abtastperioden und deren Dauer L in einer Tabelle (11), wodurch der Wechselstrommotor (3) elektromagnetische Vibrationstöne erzeugt entsprechend dieser Abtastperioden Tsn.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuermittel (7) Mittel (702) zur Feststellung einer Welligkeitsfrequenz fr des Motorstroms if aufweisen und Mittel (701) zur Steuerung des Motorstroms if in der Weise aufweisen, daß die festgestellte Welligkeitsfrequenz zu einem ausgewählten Wert fr* wird.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Steuermittel (7) Mittel zur Feststellung der Amplitude des Welligkeitsstroms des Motorstroms if aufweisen und Mittel (701) zur Steuerung der Höhe der ermittelten Amplitude des Welligkeitsstroms besitzen, so daß die Veränderungen der Amplitude in einem vorbestimmten Bereich liegen.
4. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 3, bei der die Abtastfrequenz so geregelt wird, daß sie niedriger wird bei einer Verstärkung des elektromagnetischen Vibrationstones des Motors.
5. Steuereinrichtung nach Anspruch 2, bei der in der Tabelle (11) im voraus Veränderungsmuster der Abtastperiode und deren Dauer gespeichert sind, und bei der die Abtastperiode in Übereinstimmung mit diesen gespeicherten Mustern geregelt wird, so daß der elektromagnetische Vibrationston einen Rhytmus besitzt, der einem Laufstatus des Wechselstrommotors (3) entspricht.
6. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der PWM-Wechselrichter mehrere PWM-Wechselrichtereinheiten (20a, 20b ... 20n) aufweist, wobei jede Einheit mit Wechselstom gespeist wird und Wechselstrom mit einer geregelten Frequenz abgibt, so daß der Wechselstrommotor durch eine Kombination der Ausgangswechselströme der PWM-Wechselrichtereinheiten angetrieben wird,
daß die Mittel (9) zur Bildung einer Führungsgröße, der PWM-Signalgenerator (8) und Abtastfrequenzsteuerungsmittel (10) in jeder der PWM-Wechselrichtereinheiten vorgesehen sind, und
daß die Abtastfrequenz im PWM-Signalgenerator (8) jeder PWM-Wechselrichtereinheit so gesteuert wird, daß der Wechselstrommotor einen vorgewählten elektromagnetischen Vibrationston erzeugt, wenn der Wechselstrommotor durch die Kombination der Ausgänge der PWM-Wechselrichtereinheiten angetrieben wird.
DE68916350T 1988-09-20 1989-09-19 Steuereinrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Wechselrichters für den Antrieb eines Wechselstrommotors. Expired - Fee Related DE68916350T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23361988 1988-09-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE68916350D1 DE68916350D1 (de) 1994-07-28
DE68916350T2 true DE68916350T2 (de) 1994-12-08

Family

ID=16957885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE68916350T Expired - Fee Related DE68916350T2 (de) 1988-09-20 1989-09-19 Steuereinrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Wechselrichters für den Antrieb eines Wechselstrommotors.

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4965504A (de)
EP (1) EP0360210B1 (de)
DE (1) DE68916350T2 (de)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3912706A1 (de) * 1989-04-18 1990-10-25 Siemens Ag Verfahren zum geraeuscharmen betrieb einer von einem pulswechselrichter gespeisten maschine
JPH0378490A (ja) * 1989-08-18 1991-04-03 Fujitsu Ltd スピンドルモータのｐｗｍ制御方式
US5418932A (en) * 1990-02-01 1995-05-23 Hitachi, Ltd. Generation of width modulated pulses by relatively adjusting rising and falling edges upon comparison of counter with programmably stored values
US5483167A (en) * 1992-09-08 1996-01-09 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Computer controlled ground detecting method for inverter unit and apparatus therefor
JP2846203B2 (ja) * 1992-12-09 1999-01-13 三菱電機株式会社 並列多重インバータ装置
US5473497A (en) * 1993-02-05 1995-12-05 Franklin Electric Co., Inc. Electronic motor load sensing device
IT1266377B1 (it) * 1993-05-31 1996-12-27 Merloni Antonio Spa Metodo di alimentazione di motori elettrici a induzione mediante inverter elettronici
US5625545A (en) * 1994-03-01 1997-04-29 Halmar Robicon Group Medium voltage PWM drive and method
US5528446A (en) * 1994-07-05 1996-06-18 Ford Motor Company Integrated power module diagnostic unit
JP3091388B2 (ja) * 1995-04-19 2000-09-25 ファナック株式会社 モータの暴走検出方法および暴走検出装置
JPH0923501A (ja) * 1995-07-03 1997-01-21 Hitachi Ltd 電気車制御装置
US5656912A (en) * 1995-09-29 1997-08-12 A. O. Smith Corporation Method and apparatus for controlling a motor
JPH1023756A (ja) * 1996-06-28 1998-01-23 Mitsubishi Electric Corp 電圧形インバータ装置及びその制御方法
US6226324B1 (en) 1997-12-17 2001-05-01 The Foxboro Company Methods and systems for trimming a PWM signal
KR100318228B1 (ko) * 1998-07-30 2002-04-22 윤종용 냉장고의압축기제어방법
DE19938670A1 (de) * 1999-08-14 2001-05-17 Braun Gmbh Als elektro-akustischer Wandler angesteuerter elektrischer Elektromotor
US6239991B1 (en) * 2000-08-21 2001-05-29 Nidec America Corporation Control circuit compensating for malfunction of pulse width modulation circuitry
JP3978348B2 (ja) * 2002-02-14 2007-09-19 株式会社日立エルジーデータストレージ 光ディスク装置及び光ピックアップの移動制御方法
JP2008099412A (ja) * 2006-10-11 2008-04-24 Futaba Corp モータ制御装置
JP4833812B2 (ja) * 2006-11-30 2011-12-07 パナソニック株式会社 Ｐｗｍ駆動装置及びその出力オフセット補正方法
JP2008295161A (ja) * 2007-05-23 2008-12-04 Daikin Ind Ltd 電力変換装置
US8594870B2 (en) * 2008-08-28 2013-11-26 Nissan Motor Co., Ltd. Operating noise control device and operating noise control method for vehicle
JP4877397B2 (ja) * 2010-01-22 2012-02-15 株式会社デンソー 電流センサの異常診断装置、およびセンサの異常診断装置
US20140043870A1 (en) * 2012-08-07 2014-02-13 Yaskawa America, Inc. Three phase boost converter to achieve unity power factor and low input current harmonics for use with ac to dc rectifiers
US9914228B1 (en) * 2016-08-31 2018-03-13 Michael Matthews Smart clipper
FR3072227B1 (fr) * 2017-10-06 2019-10-18 Foundation Brakes France Sas Moteur electrique emetteur de son

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS592574A (ja) * 1982-06-25 1984-01-09 Toshiba Corp 電力変換装置の電流指令値演算方式
JPS592576A (ja) * 1982-06-26 1984-01-09 Toshiba Corp パルス巾変調信号発生装置
JPS5944975A (ja) * 1982-09-03 1984-03-13 Hitachi Ltd Ｐｗｍインバ−タの制御方法および装置
US4470092A (en) * 1982-09-27 1984-09-04 Allen-Bradley Company Programmable motor protector
JPS59122392A (ja) * 1982-12-27 1984-07-14 Hitachi Ltd 誘導電動機の制御装置
US4467260A (en) * 1983-04-20 1984-08-21 Westinghouse Electric Corp. Motor control apparatus with rotor heating protection
EP0175154B1 (de) * 1984-08-21 1991-11-06 Hitachi, Ltd. Verfahren zur Regelung eines durch einen Wechselrichter angesteuerten Induktionsmotors
JPH07118956B2 (ja) * 1987-02-17 1995-12-18 株式会社明電舎 ベクトル制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
US4965504A (en) 1990-10-23
EP0360210A3 (en) 1990-11-28
EP0360210A2 (de) 1990-03-28
DE68916350D1 (de) 1994-07-28
EP0360210B1 (de) 1994-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE68916350T2 (de) Steuereinrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Wechselrichters für den Antrieb eines Wechselstrommotors.
DE19946428B4 (de) Einrichtung und Verfahren zum Erzeugen von Bremsdrehmomenten in einem Wechselstromantrieb
DE10243602B4 (de) Leistungsumrichter, der zum Minimieren von Schaltungsverlusten entworfen ist
DE69822896T2 (de) Verfahren und gerät zur steuerung eines bürstenlosen elektrischen motors
DE69524878T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur minimierung drehmomentschwankungen in einem bürstenlose gleichstrommotor mit phasestromüberklappung
EP2164164B1 (de) Verfahren und Steuersystem zum Ansteuern eines bürstenlosen Elektromotors
DE3784801T2 (de) Regelgeraet fuer einen induktionsmotor.
DE2857198A1 (de) Regelsystem und verfahren zum verringern des zahnungsdrehmoments fuer stromrichterantriebe mit wechselstrommotoren
EP0043973A1 (de) Drehfeldmaschinenantrieb mit einer umrichtergespeisten Drehfeldmaschine und einer mit zwei Wechselspannungsintegratoren und einer Rechenmodellschaltung verbundenen Umrichtersteuerung
DE102005017073A1 (de) Steuerverfahren für magnetisch bedingte Geräusche von rotierenden Wechselstrommaschinen
DE19860446A1 (de) Verfahren zur Regelung eines spannungs-/frequenzumrichtergesteuerten Mehrphasen-Permanentmagnetmotors
DE102005017074A1 (de) Verfahren zur Steuerung von magnetisch bedingtem Geräusch von rotierenden Wechselstrommaschinen
DE3151318A1 (de) &#34;steueranordnung fuer ein antriebssystem&#34;
DE102006008048B4 (de) Motordrehzahlerfassungsvorrichtung
DE2803839C2 (de)
DE68921887T2 (de) Geschwindigkeitsregler.
DE3810870C2 (de)
DE69310683T2 (de) Mehrfachwechselrichtersystem mit parallel-geschalteten Einheiten und Steuerverfahren dafür
DE112018007146T5 (de) Steuerungsverfahren für dynamoelektrische maschine, steuerungseinrichtung für dynamoelektrische maschine, sowie antriebssystem
DE102013005355A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines bürstenlosen Motors und Motor
EP0469177B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Wiederanlassen eines Induktionsmotors
DE2856574C2 (de)
DE69315818T2 (de) Regelungsverfahren für einen wechselstrommotor
DE69014401T2 (de) Stromversorgungssystem.
DE19707705A1 (de) Ausgangsspannungssteuervorrichtung zur Einstellung der Ausgänge einer Steuervorrichtung und Verfahren zur Steuerung

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee