JP2006025535A - Machine driver and controller therefor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、機械をインバータ駆動制御する機械駆動装置およびその制御装置に関し、特に高頻度変動負荷特性を有する機械をその高頻度変動負荷特性に応じてインバータ駆動制御を行う機械駆動装置およびその制御装置に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a machine drive device that controls inverter drive of a machine and a control device thereof, and more particularly to a machine drive device that performs inverter drive control of a machine having a high frequency fluctuation load characteristic according to the high frequency fluctuation load characteristic and the control apparatus thereof. It is about.
高頻度変動負荷特性を有する機械としては、例えば、織機を挙げることができる。織機は、上下に分けられた縦糸の間に横糸を通した後、糸の開口を閉じるという運動を連続させることで布を織る機械である。織機の一般的動作は、横糸を通すために縦糸を上下２層に分けて開く開口運動と、開口により分れた糸の間に横糸を通す横入れ運動と、横入れが終わった後、横糸を打って（強く押し付ける）織物の組織をしっかりさせ布を完成させる横打運動とからなっている。 An example of a machine having high frequency variable load characteristics is a loom. The loom is a machine for weaving a cloth by continuing a movement of passing a weft thread between warps divided into upper and lower parts and then closing an opening of the thread. The general operation of the loom is to open the warp yarn in two upper and lower layers in order to pass the weft yarn, to move the weft yarn between the yarns separated by the opening, and after the weft insertion is finished, the weft yarn It is composed of a side-striking motion that firmly presses (strongly presses) the fabric and solidifies the fabric structure to complete the fabric.
織機は、上述の各運動により激しく変動する負荷特性を有している。平均負荷は軽いにもかかわらず大きな尖頭負荷に対応するため、モータの始動方式も直接始動方式が一般的である。始動時に織布の織り初めに境目ができたり、杼が途中で止まったりするおそれがないように大きな始動トルクと適当な加速トルクとが必要である。以下、従来行われているモータの運転方法を図１０と図１１を参照して説明する。なお、図１０は、織機など高頻度変動負荷特性をもつ機械を商用電源によって始動、運転する場合のモータの運転方法を説明する図である。図１１は、モータの運転過程で行われるモータ結線の切り替えを説明する図である。 The loom has a load characteristic that fluctuates drastically with each of the above-described movements. Since the average load corresponds to a large peak load even though the average load is light, the motor starting method is generally a direct starting method. A large starting torque and an appropriate acceleration torque are required so that there is no risk of a boundary being formed at the beginning of the woven fabric at the time of starting, or the wrinkle stopping on the way. Hereinafter, a conventional motor operation method will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a diagram for explaining a motor operation method in the case where a machine having a high frequency fluctuation load characteristic such as a loom is started and operated by a commercial power source. FIG. 11 is a diagram for explaining the motor connection switching performed in the motor operation process.
図１０において、横軸は回転速度［ｒ／ｍｉｎ］を表し、縦軸はトルク［％］を表している。曲線ｒは、商用電源で始動したときのモータの発生トルク特性を表している。縦軸において、トルクＴ２（Ｔ２＝Ｔ１×３倍）は、そのときの発生トルクである。ハッチング部ｔは、始動時の必要負荷トルクの大きさを表している。 In FIG. 10, the horizontal axis represents the rotational speed [r / min], and the vertical axis represents the torque [%]. A curve r represents a generated torque characteristic of the motor when starting with a commercial power source. On the vertical axis, torque T2 (T2 = T1 × 3 times) is the torque generated at that time. The hatched part t represents the magnitude of the required load torque at the start.
曲線ｓは、始動後、運転に切替えたときのモータの発生トルク特性を表している。トルクＴ１は、そのときの発生トルクである。ハッチング部ｕ（重負荷）とハッチング部ｖ（軽負荷）は、織機の負荷トルクの大きさと回転速度の位置関係を表している。重負荷ｕのときは、回転速度が小さく負荷トルクは大きくなる。軽負荷ｖのときは、回転速度が大きく負荷トルクは小さくなる。運転時の負荷特性は、重負荷ｕと軽負荷ｖとの間を遷移する変動特性ｗとなる。トルクＴ０は、定格時（１００％負荷時）の定格トルクである。 A curve s represents a generated torque characteristic of the motor when the operation is switched to after the start. Torque T1 is the torque generated at that time. The hatched portion u (heavy load) and the hatched portion v (light load) represent the positional relationship between the magnitude of the load torque of the loom and the rotational speed. When the load is heavy u, the rotational speed is small and the load torque is large. When the load is light v, the rotational speed is large and the load torque is small. The load characteristic during operation is a fluctuation characteristic w that transitions between a heavy load u and a light load v. The torque T0 is a rated torque at the time of rating (100% load).
図１１に示すように、商用電源で始動、運転するモータの内部結線は、始動時（１）では、Δ（デルタ）結線であるが、運転時（２）では、Ｙ（スター）結線に切り替えることができるようになっている。 As shown in FIG. 11, the internal connection of the motor that is started and operated with a commercial power supply is a Δ (delta) connection at the start (1), but is switched to a Y (star) connection at the operation (2). Be able to.
次に、従来の運転動作について説明する。織機などの繊維機械は、短時間に始動するため、始動時に極めて大きな始動トルクｔを必要とし、定常時の１２００％以上となる。一方、織っている運転時は、軽負荷ｖとなるが、横糸を締めたり、機械の可動機構を上下させるときは重負荷ｕとなり、この軽負荷ｖと重負荷ｕとを頻繁に繰り返す（ｗ）。このように、運転時は、高頻度変動負荷特性となる。 Next, a conventional driving operation will be described. Since a textile machine such as a loom starts in a short time, an extremely large starting torque t is required at the time of starting, which is 1200% or more in a steady state. On the other hand, during the weaving operation, the light load is v. However, when the weft is tightened or the movable mechanism of the machine is moved up and down, the heavy load is u. The light load v and the heavy load u are frequently repeated (w ). Thus, during operation, the frequency variable load characteristic is obtained.
さて、商用電源によって始動する場合は、定格の１２００％以上という高始動トルクに対応するため、始動時のモータ結線はΔ結線とし、運転時のＹ結線と比較して３倍の大きな始動トルクＴ２を発生させ、始動時の発生トルク特性ｒで始動する。これによって、機械の始動が短時間で完了可能となる。そして、運転時には、モータトルクを定常時まで低下させ、一定電圧、一定周波数（一定条件）での運転を行う必要があるので、始動を完了し運転に入ると、モータ結線をＹ結線に切り替えて、運転時の発生トルク特性ｓで運転し続ける。 When starting with a commercial power supply, in order to cope with a high starting torque of 1200% or more of the rating, the motor connection at the start is a Δ connection, and the starting torque T2 is three times larger than the Y connection during operation. And start with the generated torque characteristic r at the start. Thereby, the start of the machine can be completed in a short time. During operation, it is necessary to reduce the motor torque to a steady state and perform operation at a constant voltage and a constant frequency (constant conditions). When the start is completed and the operation is started, the motor connection is switched to the Y connection. The operation continues with the generated torque characteristic s during operation.
しかしながら、高頻度変動負荷特性を有する機械を駆動するモータを商用電源によって始動・運転を行う場合は、巻線を△結線とＹ結線とに切替可能に有する特殊なモータを用意し、始動時と運転時とで発生トルクの切替制御を行うようにしているが、始動時の発生トルクは運転時の３倍に固定されてしまうので、機械との最適な始動加速トルクの設定ができない。 However, when starting / running a motor that drives a machine with highly variable load characteristics with a commercial power supply, prepare a special motor that can switch the winding between △ connection and Y connection. Although the switching control of the generated torque is performed at the time of operation, the generated torque at the time of starting is fixed to three times that at the time of operation, so that the optimum starting acceleration torque with the machine cannot be set.
また、使用するモータは、モータの二次側であるロータの抵抗値を導電率＜０．４の高抵抗のアルミ材料を使用することでモータのスベリを大きくし、駆動する機械が有する高頻度変動負荷特性に追従し易くする必要があるが、ロータの抵抗値が大きいので二次銅損の増加などがあり、効率の悪いモータ特性となっている。 In addition, the motor used uses a high-resistance aluminum material with a conductivity <0.4 for the resistance value of the rotor, which is the secondary side of the motor. Although it is necessary to easily follow the variable load characteristics, the resistance value of the rotor is large, so there is an increase in secondary copper loss and the motor characteristics are inefficient.
加えて、スベリによる追従方法では、つまり、電圧、周波数一定の商用運転の下でモータの回転速度変化によって機械の変動負荷特性に対応させる方法では、最適な追従性を得るのは困難であるので、その機械の変動負荷特性に合致したより良いタイミングでの運転ができないという問題がある。 In addition, in the tracking method using slip, that is, in the method of dealing with the variable load characteristics of the machine by changing the rotation speed of the motor under commercial operation with a constant voltage and frequency, it is difficult to obtain optimal tracking performance. There is a problem that it is not possible to operate at a better timing that matches the variable load characteristics of the machine.
この発明は、上記に鑑みてなされたものであり、高頻度変動負荷特性を有する機械を駆動するモータに特別構造のものを使用することなく、機械をその変動負荷特性に合致したより良いタイミングで運転することができる機械駆動装置およびその制御装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and without using a specially structured motor for driving a machine having a high frequency variable load characteristic, the machine can be operated at a better timing that matches the variable load characteristic. It is an object of the present invention to obtain a mechanical drive device that can be operated and a control device thereof.
上述した目的を達成するために、この発明にかかる機械駆動装置は、高頻度負荷変動特性を有する機械を駆動するモータと、前記モータをインバータ制御するインバータ制御部と、前記インバータ制御部に指令を送出する信号判定部とを備え、前記信号判定部は、高頻度負荷変動特性を有する機械の負荷変動特性を入力するとともに、前記入力される負荷変動特性の信号値と規定値との大小関係を比較する手段を含み、前記インバータ制御部は、前記信号判定部における負荷変動特性の信号値と規定値との大小関係の比較の結果、信号値が規定値よりも小さいときはモータへの出力電圧を減少し、信号値が規定値よりも大きいときは前記モータへの出力電圧を増加する制御手段を含むことを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a machine drive device according to the present invention includes a motor that drives a machine having a high frequency load variation characteristic, an inverter control unit that performs inverter control of the motor, and a command to the inverter control unit. A signal determination unit for sending, and the signal determination unit inputs a load variation characteristic of a machine having a high frequency load variation characteristic, and determines a magnitude relationship between a signal value of the input load variation characteristic and a specified value. A means for comparing, and the inverter control unit outputs the output voltage to the motor when the signal value is smaller than the specified value as a result of the comparison of the magnitude relationship between the signal value of the load fluctuation characteristic and the specified value in the signal determining unit. And control means for increasing the output voltage to the motor when the signal value is larger than a specified value.
この発明によれば、高頻度負荷変動特性を有する機械の負荷変動特性に基づきモータをインバータ駆動するようにしたので、機械をその変動負荷特性に合致したより良いタイミングで運転することができ、運転効率の向上が図れる。 According to the present invention, since the motor is driven by the inverter based on the load fluctuation characteristic of the machine having the high frequency load fluctuation characteristic, the machine can be operated at a better timing that matches the fluctuation load characteristic. Efficiency can be improved.
この発明によれば、高頻度負荷変動特性を有する機械の運転効率の向上が図れるという効果を奏する。 According to the present invention, there is an effect that it is possible to improve the operation efficiency of a machine having a high frequency load fluctuation characteristic.
以下に図面を参照して、この発明にかかる機械駆動装置およびその制御装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。 Exemplary embodiments of a mechanical drive device and a control device thereof according to the present invention will be explained below in detail with reference to the drawings.
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による機械駆動装置およびその制御装置の構成を示すブロック図である。図１において、インバータ装置１ａの入力端には交流電源２が接続され、出力端にはモータ３が接続されている。モータ３の回転軸には、高頻度変動負荷特性を有する織機など機械４の駆動軸が連結されている。この実施の形態１による機械駆動装置は、インバータ装置１ａとモータ３とで構成される。また、その制御装置は、インバータ装置１ａである。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a mechanical drive device and a control device thereof according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, an AC power source 2 is connected to the input terminal of the
インバータ装置１ａは、交流電源２の交流電圧を変換した直流電圧からモータ３に供給する所定電圧・周波数の交流電力を生成してモータ３を駆動制御するインバータ制御部１１と、このインバータ制御部１１に接続される信号判定部１２ａとを備えている。信号判定部１２ａには、インバータ出力諸元情報Ａが入力される。インバータ出力諸元情報Ａは、インバータ制御部１１がモータ３に印加する交流電力に関する電流値等のパラメータであり、周知の方法で検出される。前記信号判定部１２ａは、入力される負荷変動特性（インバータ出力諸元情報Ａ）の信号値と規定値との大小関係を比較し、その比較結果を指令値としてインバータ制御部１１に与える。インバータ制御部１１は、信号判定部１２ａの判定結果を加味してモータ３の駆動制御を行い、モータ３に機械４の変動負荷特性に合致したトルクを発生させるようになっている。
The
次に、図１〜図６を参照して、この実施の形態１による機械駆動装置およびその制御装置の動作について説明する。図２は、インバータ装置の出力特性とモータおよび負荷のトルク特性との関係を示す図である。図３は、インバータ装置の出力電圧と出力周波数との関係を示す図である。図４は、スベリの小さいモータと大きいモータとでのトルク特性を比較して示す図である。図５は、モータに加える電圧とトルクおよび効率との関係を説明する図である。図６は、商用電源運転時とインバータ運転時との効率を比較して示す図である。 Next, with reference to FIGS. 1-6, operation | movement of the machine drive device by this Embodiment 1 and its control apparatus is demonstrated. FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between the output characteristics of the inverter device and the torque characteristics of the motor and the load. FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the output voltage and the output frequency of the inverter device. FIG. 4 is a diagram showing a comparison of torque characteristics between a motor with a small slip and a motor with a large slip. FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the voltage applied to the motor, torque, and efficiency. FIG. 6 is a diagram comparing the efficiency during commercial power supply operation and during inverter operation.
信号判定部１２ａは、入力するインバータ出力諸元情報Ａと予め設定してある規定値とを比較して変動負荷特性（負荷トルクの大きさとサイクル）を読み取り、それを判定結果としてインバータ制御部１１に与える。この規定値は、例えば負荷の実機信号（電流等）を把握して適正な値に設定されている。インバータ制御部１１は、信号判定部１２が読み取った変動負荷特性（負荷トルクの大きさとサイクル）に従ってモータ３に与える電圧・周波数を増減制御し、モータ３に機械４の変動負荷特性に合致したトルクを発生させる。
The
すなわち、図２において、インバータ制御部１１は、負荷トルク２１が最大値ａのときには、出力電圧を最大値ｃに近づけ、また、負荷トルク２１が最小値ｂのときには、出力電圧を最小値ｄに近づける。その結果、例えば、図２に示すように、負荷変動に適応した出力電圧パターン２３が制御周期を示す各サイクルにおいて生成され、モータ３に印加される。これによって、モータ３の運転を変動負荷特性に適応させることができる。
That is, in FIG. 2, the
出力電圧パターン２３は、制御周期を示す各サイクルにおいて、１サイクルの先頭期間ｊ［ｓｅｃ］にて最小値ｄから最大値ｃに向かって増加し、その後、１サイクルが終了するまでの期間ｋ［ｓｅｃ］にて最大値ｃから最小値ｄに向かって緩やかに減少する特性である。これによって、モータ３は、変動負荷特性に適応したトルク２２を発生することになる。
The
また、インバータ制御部１１は、負荷トルク２１が最大値ａのときには、出力周波数を最小値ｆに近づけ、また、負荷トルク２１が最小値ｂのときには、出力周波数を最大値ｅに近づける。その結果、例えば、図２に示すように、負荷変動に適応した出力周波数パターン２４が制御周期を示す各サイクルにおいて生成され、モータ３に印加される。これによって、モータ３の運転を変動負荷特性に適応させることができる。
Further, the
出力周波数パターン２４は、１サイクルの先頭期間ｊ［ｓｅｃ］にて最大値ｅから最小値ｆに向かって減少し、その後の１サイクルが終了するまでの期間ｋ［ｓｅｃ］にて最小値ｆから最大値ｅに向かって緩やかに増加させる特性である。これによって、モータ３は変動負荷特性に適応したトルク２２を発生することになる。
The
さらに、インバータ制御部１１は、負荷トルク２１が最大値ａのときには、出力電圧を最大値ｃに近づけ、出力周波数を最小値ｆに近づける。また、負荷トルク２１が最小値ｂのときには、出力電圧を最小値ｄに近づけ、出力周波数を最大値ｅに近づける。これによっても変動負荷特性に適応したトルク２２を発生することができるので、モータ３の運転を変動負荷特性に適応させることができる。
Further, when the
このように、高頻度で負荷変動をする機械をインバータ運転する場合に、インバータ出力諸元情報（電流値等）の信号値と予め設定した規定値とを比較し、変動負荷特性を読み取りモータを制御することで、その負荷変動に合わせてインバータの出力電圧、出力周波数を制御し変化させ、負荷に適応した運転が行える。また、モータと機械間の応答性が良くなり、ロスが低減されるので、織機などの繊維機械では、糸切れの防止ができるようになり、効率の良い運転制御が行える。 In this way, when operating a machine that fluctuates frequently with an inverter, the signal value of the inverter output specification information (current value, etc.) is compared with a preset specified value, the variable load characteristic is read, and the motor is By controlling, the output voltage and output frequency of the inverter are controlled and changed according to the load fluctuation, and the operation suitable for the load can be performed. Further, since the responsiveness between the motor and the machine is improved and the loss is reduced, the yarn machine can be prevented from being broken in a textile machine such as a loom and efficient operation control can be performed.
次に、図３において、出力電圧２６と出力周波数２７の制御では、インバータ出力諸元情報Ａの信号を基準点ｍとし、そこから規定時間［ｓｅｃ］ｎ後の規定点ｏにおける出力電圧や出力周波数を増減させるようにしている。図３では、規定点ｏは、電圧最高点、周波数最低点（モータトルク最大）に定めてある。この場合には、規定時間［ｓｅｃ］ｎの中央付近ｐでは、電圧最低、周波数最高（モータトルク最大）となる。これによって、変動負荷特性に適応したモータの運転ができる。また、増減の大きさや規定時間を任意に設定することが可能となる。
Next, in FIG. 3, in the control of the
このように、高頻度で負荷変動をする機械をインバータ運転する場合に、インバータ出力諸元情報（電流等）から負荷変動値を確認し、この信号の基準点から規定時間後にインバータ装置１ａの出力電圧、出力周波数を増減させることができる。このとき、負荷変動値に応じて任意に規定時間、出力電圧、出力周波数が設定可能となる。これにより、機械に適応したより最適な運転が可能となる。
As described above, when an inverter is operated for a machine that frequently changes the load, the load change value is confirmed from the inverter output specification information (current, etc.), and the output of the
次に、インバータ制御部１１は、モータの始動開始時に大きな電圧、低い周波数を加えて短時間に加速始動し、運転状態に入った後は、電圧、周波数を既定値に戻すようにしている。すなわち、商用電源を用いた運転では、モータの巻線を切り替えて機械を始動できる大きな始動トルクを発生していたが、この実施の形態では、始動に必要なトルクをインバータ装置１ａの出力電圧を大きくすることで発生させ、短時間での加速が可能となる。また、運転時では、電圧を低下させて運転することができるので、始動から定常運転までスムーズに運転することが可能となる。
Next, the
また、モータ３のロータは、この実施の形態では、高抵抗を使用する必要がないので、モータ３の二次抵抗は導電率≧０．４にすることができ、一般的なアルミ材や銅材の使用が可能となる。したがって、二次銅損の低減が図れる。
In addition, since the rotor of the
織機など高頻度で負荷変動をする機械を商用電源で運転するときに使用するモータは、二次抵抗損が大きくモータ表面の発熱を抑える必要があることから、モータサイズを大きくしているが、この実施の形態によれば、発熱の問題が軽減されるので、モータを小形化でき、さらに、装置全体の小形化、効率化が可能となる。 The motor used when operating a machine that frequently changes load such as a loom with a commercial power supply has a large secondary resistance loss and needs to suppress heat generation on the motor surface. According to this embodiment, since the problem of heat generation is reduced, the motor can be reduced in size, and further, the entire apparatus can be reduced in size and efficiency.
ここで、織機などの繊維機械では、運転時の負荷は５〜４００％の範囲で変動する。これに対して、モータや機械には回転部分等の慣性モーメントがあり、負荷変動との関係から、重負荷時はモータの速度が低下し、モータトルクが増加すると共に機械全体の慣性モーメントによりエネルギーの放出を受ける。また、軽負荷時はモータの速度が増加し、モータトルクが低下し、機械全体の慣性モーメントにエネルギーを蓄積する。 Here, in a textile machine such as a loom, the load during operation varies in the range of 5 to 400%. On the other hand, motors and machines have moments of inertia such as rotating parts. From the relationship with load fluctuations, the motor speed decreases and the motor torque increases during heavy loads, and the energy of the entire machine increases due to the moment of inertia. Receive the release. Also, at light loads, the motor speed increases, the motor torque decreases, and energy is stored in the inertia moment of the entire machine.
このことから、図４において、スベリの大きいモータの場合は、特性曲線３１となり、モータの発生するトルクは機械全体の慣性モーメントとの関係から、３０〜２００％になる。しかし、スベリの小さいモータの場合は、特性曲線３０となり、モータの発生するトルクは負荷変動に近い５〜３５０％になる。 Therefore, in FIG. 4, in the case of a motor having a large slip, the characteristic curve 31 is obtained, and the torque generated by the motor is 30 to 200% in relation to the moment of inertia of the entire machine. However, in the case of a motor with a small slip, the characteristic curve 30 is obtained, and the torque generated by the motor is 5 to 350% which is close to the load fluctuation.
次に、モータに加える電圧とトルクおよび効率について検討する、図５では、横軸がモータトルク（負荷の大きさ）であり、縦軸がモータ効率［％］である。そして、軽負荷と中負荷と重負荷とにおける電圧と効率との関係が示されている。 Next, the voltage, torque, and efficiency applied to the motor will be examined. In FIG. 5, the horizontal axis represents motor torque (load magnitude), and the vertical axis represents motor efficiency [%]. And the relationship between the voltage and efficiency in a light load, a medium load, and a heavy load is shown.
すなわち、図５において、モータが軽負荷の場合には低電圧３３で運転すると効率が良く、モータが中負荷の場合には中電圧３４で運転すると効率が良く、モータが重負荷の場合には高電圧３５で運転すると効率が良い。また、中電圧（適正な電圧）、中負荷（適正な負荷）で運転した場合が最大の効率となる。
That is, in FIG. 5, when the motor is lightly loaded, it is efficient to operate at a
したがって、負荷変動が大きく、モータの発生トルクが大きい場合は、図５から、効率の悪い運転となるが、機械全体としてはスベリの大きなモータが適することになる。しかし、モータ単体ではスベリの大きなモータは、二次銅損が増加するため効率が悪くなる。このことを踏まえて、商用電源を用いる制御方法では、モータの巻線を特殊にし、またロータのアルミ材を特殊にすることにより、適正なスベリのモータが設計されていた。 Therefore, when the load fluctuation is large and the generated torque of the motor is large, the operation is inefficient from FIG. 5, but a motor with a large slip is suitable for the whole machine. However, a motor with a large slip by a single motor is inefficient due to an increase in secondary copper loss. Based on this, in the control method using a commercial power supply, a proper sliding motor has been designed by specializing the motor windings and specializing the aluminum material of the rotor.
これに対して、この実施の形態では、負荷変動に対して電圧、周波数を変化させることで、モータの速度を変化させ、機械全体の慣性モーメントを利用してモータの発生するトルクを小さくしているので、モータにはスベリが小さく、モータ単体でも高効率なモータが使用できる。また、機械全体として高効率化が図れる。 In contrast, in this embodiment, by changing the voltage and frequency in response to load fluctuations, the motor speed is changed, and the torque generated by the motor is reduced using the moment of inertia of the entire machine. As a result, the motor has a small slip, and a highly efficient motor can be used even with a single motor. Further, the efficiency of the entire machine can be improved.
図６に具体例を示してある。図６において、商用電源を用いた運転での効率値は８２％である。これに対して、例えば、３．７ｋＷ用の高効率モータとインバータ装置とを組合せて運転した場合の効率値は、検証の結果、８７％であり、モータ効率は５％アップすることが可能となる。 A specific example is shown in FIG. In FIG. 6, the efficiency value in the operation using a commercial power source is 82%. On the other hand, for example, the efficiency value when the high-efficiency motor for 3.7 kW and the inverter device are operated in combination is 87% as a result of the verification, and the motor efficiency can be increased by 5%. Become.
実施の形態２．
図７は、この発明の実施の形態２による機械駆動装置およびその制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図７では、図１（実施の形態１）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、実施の形態２に関わる部分を中心に説明する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the mechanical drive device and its control device according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 7, the same reference numerals are given to the same or equivalent components as those shown in FIG. 1 (Embodiment 1). Here, the description will focus on the parts related to the second embodiment.
図７に示すように、この実施の形態２では、図１（実施の形態１）に示した構成において、インバータ装置１ａに代えてインバータ装置１ｂが設けられている。インバータ装置１ｂは、インバータ制御部１１を備え、インバータ装置１ａに内蔵されていた信号判定部１２ａが外部に接続される構成となっている。
As shown in FIG. 7, in the second embodiment, in the configuration shown in FIG. 1 (Embodiment 1), an
この構成においても、実施の形態１と同様の作用、効果が得られる。 Even in this configuration, the same operations and effects as those of the first embodiment can be obtained.
実施の形態３．
図８は、この発明の実施の形態３による機械駆動装置およびその制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図８では、図１（実施の形態１）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、実施の形態３に関わる部分を中心に説明する。
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the mechanical drive device and its control device according to
図８に示すように、この実施の形態３では、図１（実施の形態１）に示した構成において、インバータ装置１ａに代えてインバータ装置１ｃが設けられ、また機械４に代えて機械５が設けられている。インバータ装置１ｃは、図１（実施の形態１）に示したインバータ装置１ａにおいて信号判定部１２ａに代えて信号判定部１２ｂが設けられている。機械５は、機械４と同様に高頻度負荷変動特性を有するが、自身の負荷特性を検出して外部に出力する機能を備えている。この機械５が外部に出力する信号（機械からの信号）Ｂは、信号判定部１２ｂに入力される。
As shown in FIG. 8, in the third embodiment, in the configuration shown in FIG. 1 (first embodiment), an
信号判定部１２ｂは、入力される機械信号Ｂと規定値との比較から変動負荷特性を読み取り、インバータ制御部１１に与える。これによって、インバータ制御部１１は、機械５の変動負荷に合わせてモータ３を駆動制御することができる。
The
したがって、実施の形態３においても、実施の形態１と同様の作用、効果が得られる。
Therefore, also in
実施の形態４．
図９は、この発明の実施の形態４による機械駆動装置およびその制御装置の構成を示すブロック図である。なお、図９では、図８（実施の形態３）に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、実施の形態４に関わる部分を中心に説明する。
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the mechanical drive device and its control device according to
図９に示すように、この実施の形態４では、図８（実施の形態３）に示した構成において、インバータ装置１ｃに代えてインバータ装置１ｂが設けられている。インバータ装置１ｂは、インバータ制御部１１を備え、インバータ装置１ｃに内蔵されていた信号判定部１２ｂが外部に接続される構成となっている。
As shown in FIG. 9, in the fourth embodiment, in the configuration shown in FIG. 8 (third embodiment), an
この構成においても、実施の形態１と同様の作用、効果が得られる。 Even in this configuration, the same operations and effects as those of the first embodiment can be obtained.
以上のように、この発明にかかる機械駆動装置およびその制御装置は、織機など高頻度に負荷特性が変動する機械の運転制御に有用である。 As described above, the machine drive device and the control device thereof according to the present invention are useful for operation control of a machine whose load characteristics fluctuate frequently such as a loom.
１ａ，１ｂ，１ｃ インバータ装置
２ 交流電源
３ モータ
４，５ 機械
１１ インバータ制御部
１２ａ，１２ｂ 信号判定部
1a, 1b, 1c Inverter device 2
Claims (11)
前記信号判定部は、高頻度負荷変動特性を有する機械の負荷変動特性を入力するとともに、前記入力される負荷変動特性の信号値と規定値との大小関係を比較する手段を含み、
前記インバータ制御部は、前記信号判定部における負荷変動特性の信号値と規定値との大小関係の比較の結果、信号値が規定値よりも小さいときは前記モータへの出力電圧を減少し、信号値が規定値よりも大きいときは前記モータへの出力電圧を増加する制御手段を含む、
ことを特徴とする機械駆動装置。 A motor that drives a machine having a high frequency load variation characteristic, an inverter control unit that performs inverter control of the motor, and a signal determination unit that sends a command to the inverter control unit,
The signal determination unit includes means for inputting a load fluctuation characteristic of a machine having a high frequency load fluctuation characteristic and comparing a magnitude relationship between a signal value of the input load fluctuation characteristic and a specified value,
The inverter control unit reduces the output voltage to the motor when the signal value is smaller than the specified value as a result of the comparison of the magnitude relationship between the signal value of the load fluctuation characteristic and the specified value in the signal determining unit, Control means for increasing the output voltage to the motor when the value is greater than a specified value;
The mechanical drive device characterized by the above-mentioned.
前記信号判定部は、高頻度負荷変動特性を有する機械の負荷変動特性を入力するとともに、前記入力される負荷変動特性の信号値と規定値との大小関係を比較する手段を含み、
前記インバータ制御部は、前記信号判定部における負荷変動特性の信号値と規定値との大小関係の比較の結果、信号値が規定値よりも小さいときは前記モータへの出力周波数を増加し、信号値が規定値よりも大きいときは前記モータへの出力周波数を減少する制御手段を含む、
ことを特徴とする機械駆動装置。 A motor that drives a machine having a high frequency load variation characteristic, an inverter control unit that performs inverter control of the motor, and a signal determination unit that sends a command to the inverter control unit,
The signal determination unit includes means for inputting a load fluctuation characteristic of a machine having a high frequency load fluctuation characteristic and comparing a magnitude relationship between a signal value of the input load fluctuation characteristic and a specified value,
The inverter control unit increases the output frequency to the motor when the signal value is smaller than the specified value as a result of comparing the magnitude relationship between the signal value of the load fluctuation characteristic and the specified value in the signal determining unit, Control means for reducing the output frequency to the motor when the value is larger than a specified value;
The mechanical drive device characterized by the above-mentioned.
前記信号判定部は、高頻度負荷変動特性を有する機械の負荷変動特性を入力するとともに、前記入力される負荷変動特性の信号値と規定値との大小関係を比較する手段を含み、
前記インバータ制御部は、前記信号判定部における負荷変動特性の信号値と規定値との大小関係の比較の結果、信号値が規定値よりも小さいときは前記モータへの出力電圧を減少し、かつ前記モータへの出力周波数を増加し、信号値が規定値よりも大きいときは前記モータへの出力電圧を増加し、かつ前記モータへの出力周波数を減少する制御手段を含む、
ことを特徴とする機械駆動装置。 A motor that drives a machine having a high frequency load variation characteristic, an inverter control unit that performs inverter control of the motor, and a signal determination unit that sends a command to the inverter control unit,
The signal determination unit includes means for inputting a load fluctuation characteristic of a machine having a high frequency load fluctuation characteristic and comparing a magnitude relationship between a signal value of the input load fluctuation characteristic and a specified value,
The inverter control unit decreases the output voltage to the motor when the signal value is smaller than the specified value as a result of comparing the magnitude relationship between the signal value of the load fluctuation characteristic and the specified value in the signal determining unit; and Control means for increasing the output frequency to the motor, increasing the output voltage to the motor when the signal value is larger than a specified value, and decreasing the output frequency to the motor;
The mechanical drive device characterized by the above-mentioned.
前記信号判定部は、高頻度負荷変動特性を有する機械の負荷変動特性を入力するとともに、前記入力される負荷変動特性の信号値と規定値との大小関係を比較する手段を含み、
前記インバータ制御部は、前記信号判定部における負荷変動特性の信号値と規定値との大小関係の比較の結果、信号値が規定値よりも小さいときは前記モータへの出力電圧を減少し、信号値が規定値よりも大きいときは前記モータへの出力電圧を増加する制御手段を含む、
ことを特徴とする機械駆動装置の制御装置。 An inverter control unit that performs inverter control of a motor that drives a machine having high frequency load fluctuation characteristics, and a signal determination unit that sends a command to the inverter control unit,
The signal determination unit includes means for inputting a load fluctuation characteristic of a machine having a high frequency load fluctuation characteristic and comparing a magnitude relationship between a signal value of the input load fluctuation characteristic and a specified value,
The inverter control unit reduces the output voltage to the motor when the signal value is smaller than the specified value as a result of the comparison of the magnitude relationship between the signal value of the load fluctuation characteristic and the specified value in the signal determining unit, Control means for increasing the output voltage to the motor when the value is greater than a specified value;
A control device for a mechanical drive device.
前記信号判定部は、高頻度負荷変動特性を有する機械の負荷変動特性を入力するとともに、前記入力される負荷変動特性の信号値と規定値との大小関係を比較する手段を含み、
前記インバータ制御部は、前記信号判定部における負荷変動特性の信号値と規定値との大小関係の比較の結果、信号値が規定値よりも小さいときは前記モータへの出力周波数を増加し、信号値が規定値よりも大きいときは前記モータへの出力周波数を減少する制御手段を含む、
ことを特徴とする機械駆動装置の制御装置。 An inverter control unit that performs inverter control of a motor that drives a machine having high frequency load fluctuation characteristics, and a signal determination unit that sends a command to the inverter control unit,
The signal determination unit includes means for inputting a load fluctuation characteristic of a machine having a high frequency load fluctuation characteristic and comparing a magnitude relationship between a signal value of the input load fluctuation characteristic and a specified value,
The inverter control unit increases the output frequency to the motor when the signal value is smaller than the specified value as a result of comparing the magnitude relationship between the signal value of the load fluctuation characteristic and the specified value in the signal determining unit, Control means for reducing the output frequency to the motor when the value is larger than a specified value;
A control device for a mechanical drive device.
前記信号判定部は、高頻度負荷変動特性を有する機械の負荷変動特性を入力するとともに、前記入力される負荷変動特性の信号値と規定値との大小関係を比較する手段を含み、
前記インバータ制御部は、前記信号判定部における負荷変動特性の信号値と規定値との大小関係の比較の結果、信号値が規定値よりも小さいときは前記モータへの出力電圧を減少し、かつ前記モータへの出力周波数を増加し、信号値が規定値よりも大きいときは前記モータへの出力電圧を増加し、かつ前記モータへの出力周波数を減少する制御手段を含む、
ことを特徴とする機械駆動装置の制御装置。
An inverter control unit that performs inverter control of a motor that drives a machine having high frequency load fluctuation characteristics, and a signal determination unit that sends a command to the inverter control unit,
The signal determination unit includes means for inputting a load fluctuation characteristic of a machine having a high frequency load fluctuation characteristic and comparing a magnitude relationship between a signal value of the input load fluctuation characteristic and a specified value,
The inverter control unit decreases the output voltage to the motor when the signal value is smaller than the specified value as a result of comparing the magnitude relationship between the signal value of the load fluctuation characteristic and the specified value in the signal determining unit; and Control means for increasing the output frequency to the motor, increasing the output voltage to the motor when the signal value is larger than a specified value, and decreasing the output frequency to the motor;
A control device for a mechanical drive device.
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| KR101204355B1 (en) | 2012-07-04 | 2012-11-23 | 주식회사 건영기계 | Electric power saving apparatus for textile machine using inverter control |
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