JP3769590B2 - 保護機能付きインバータ制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，速度センサがついていない誘導電動機のトルク制御装置に関するもので， 誘導電動機の入力電圧の周波数がゼロ付近での運転不可能状態を検知し，運転可能状態へと復帰するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３に従来の技術の一例を示し，以下この図について説明する。
インバータ１は制御信号Ｓｃによって動作し，誘導電動機２に電力を供給する。電流検出器３は入力電流ｉを検出し，電圧推定器４は入力電圧ｖを検出する。速度演算器５は入力電流ｉと入力電圧ｖより，図４の誘導電動機２の等価回路に基づいて演算速度Ｎを演算する。
【０００３】
図４において，Ｒ１は１次抵抗，Ｒ２は２次抵抗，Ｌ１は１次の漏れインダクタンス，Ｌ２は２次の漏れインダクタンス，Ｍは相互インダクタンス，ωは入力電圧の角周波数である。Ｒ１，Ｒ２，Ｌ１，Ｌ２，Ｍがわかれば，等価回路より，回転角周波数ωｍを求めることができる。回転角周波数ωｍの定数倍が演算速度Ｎとなる。
【０００４】
電流指令作成器６は，トルク指令Ｔｃ，磁束指令φｃと演算速度Ｎにより，電流指令Ｉｃと角周波数ωｇを出力する。角周波数ωｇは，第１積分器７で時間積分され位相θとなる。電流制御器８では，入力電流ｉと位相θを用いて，電流指令Ｉｃに追従するような制御信号Ｓｃを出力する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術の速度演算器５では，図４の誘導電動機の等価回路に基づいて速度演算をしている。入力電圧ｖの周波数ｆがゼロの場合は，インダクタンス成分はゼロと等価になるので，入力電流ｉと入力電圧ｖの関係は，１次抵抗Ｒ１のみに依存するようになる。すると，２次抵抗Ｒ２に流れる電流がわからないので，角周波数ωｍが求められなくなり，演算速度Ｎも求められなくなる。この状態が長く続くと演算速度Ｎが実速度に合わなくなり，周波数ｆが所定の周波数に停滞してしまうことが発生する。また，ゼロ周波数付近でも長時間とどまると，演算速度を間違える可能性が高く，トルク指令Ｔｃどおりに誘導電動機２からトルクが出力されない運転不可能状態となることがある。
【０００６】
以上のように所定の周波数に停滞してしまったり，運転不可能状態になる可能性がある場合は，速やかに検知，あるいは検知後運転可能状態へと復帰する必要がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために本発明では， 請求項１に示すがごとく，
誘導電動機２の入力電圧ｖの周波数ｆの絶対値が所定値ｆ０未満に所定時間以上滞在していた場合は，運転不可能状態となっている，あるいは運転不可能状態になる可能性があることを検知する停滞検知手段１４を具備するものである。
【０００８】
また、請求項２において，前記誘導電動機の入力電圧の周波数の絶対値がゼロ周波数付近に停滞している時間をカウントし，停滞時間が所定時間以上であった場合は，ゼロ周波数連続運転が不可能として検知する停滞検知手段を具備することを特徴とする請求項１記載の保護機能付きインバータ制御装置である。
【０００９】
更に請求項３において，停滞検知手段１４は，誘導電動機２の入力電圧ｖの周波数ｆを演算する周波数演算器９と，周波数演算器９の出力ｆの絶対値が所定値ｆ０未満の場合に１を出力し，ｆ０以上の場合に−１を出力する周波数比較器１０と，周波数比較器１０の出力Ｓ１を所定のゲインＧ倍して時間積分により０から１の範囲で制限して出力する第２積分器１１と，第２積分器１１の出力Ｓ２が１以上で１となり，０以下で０となるヒステリシスコンパレータ１２と，ヒステリシスコンパレータ１２の出力Ｓ３が１になった時に停滞検知信号Ｓ４を出力する停滞検知器１３からなるものである。
【００１０】
また，請求項４において，停滞検知器１３出力の停滞検知信号Ｓ４により運転不可能状態を検知し，再始動信号Ｓ５を電流指令作成器６へ出力する再始動手段１５により，運転不可能状態から復帰する機能を備えたものである。
再始動方法は，特開２０００−２８７４９１号公報に掲載されている誘導電動機の制御装置による。再始動運転により，速度演算器５は，始動時の演算速度を初期値として，再び正しい速度演算をすることができるようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明請求項１，２および３記載の１実施例を図１に示し，以下この図に基づいて説明する。従来技術の図３と同一部分の説明は省略する。
【００１２】
周波数演算器９は，誘導電動機２の入力電流ｉと入力電圧ｖにより，周波数ｆを演算する。周波数比較器１０は，入力電圧ｖの周波数ｆの絶対値が所定値ｆ０未満の場合に１を出力し，ｆ０以上の場合に−１を出力する。第２積分器１１は，周波数比較器１０の出力Ｓ１を所定のゲインＧ倍して，時間積分により０から１の範囲で制限して出力する。ヒステリシスコンパレータ１２は，第２積分器１１の出力Ｓ２が１以上で１となり，０以下で０となる信号Ｓ３を出力する。停滞検知器１３は，ヒステリシスコンパレータ１２の出力Ｓ３が１になった時に停滞検知信号Ｓ４を電流指令作成器６へ出力する。
【００１３】
請求項４における１実施例を図２に示し，この図に基づいて説明する。なお、図１と同じ説明は省略する。
【００１４】
再始動手段１５は，停滞検知器１３の停滞検知信号Ｓ４を入力として，再始動信号Ｓ５を電流指令作成器６へ出力する。電流指令作成器６は，再始動信号Ｓ５を受け，再始動に伴う電流指令Ｉｃを電流制御器８へ出力する。再始動方法は，特願平１１−９０７８４ 誘導電動機の制御装置 による。再始動運転により，速度演算器５は，始動時の演算速度を初期値として，再び正しい速度演算をすることができるようになり，運転可能状態へと復帰することができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように本発明は，停滞周波数から，ゼロ周波数付近に長時間とどまり，運転不可能状態に陥る可能性があることを検知したり，所定の周波数に停滞して運転不可能状態に陥っていることを検知することができる。また，検知後，再始動運転することにより，運転不可能状態から復帰し，正しい速度演算をすることができるようになる。よって，本発明の保護機能付きインバータ制御装置は，実用上，極めて有効性が高いものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のブロック線図である。
【図２】本発明の実施例のブロック線図である。
【図３】従来技術の一例のブロック線図である。
【図４】誘導電動機の等価回路図である。
【符号の説明】
１・・・インバータ
２・・・誘導電動機
３・・・電流検出器
４・・・電圧推定器
５・・・速度演算器
６・・・電流指令作成器
７・・・第１積分器
８・・・電流制御器
９・・・周波数演算器
１０・・・周波数比較器
１１・・・第２積分器
１２・・・ヒステリシスコンパレータ
１３・・・停滞検知器
１４・・・停滞検知手段
１５・・・再始動手段
【発明の属する技術分野】
本発明は，速度センサがついていない誘導電動機のトルク制御装置に関するもので， 誘導電動機の入力電圧の周波数がゼロ付近での運転不可能状態を検知し，運転可能状態へと復帰するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３に従来の技術の一例を示し，以下この図について説明する。
インバータ１は制御信号Ｓｃによって動作し，誘導電動機２に電力を供給する。電流検出器３は入力電流ｉを検出し，電圧推定器４は入力電圧ｖを検出する。速度演算器５は入力電流ｉと入力電圧ｖより，図４の誘導電動機２の等価回路に基づいて演算速度Ｎを演算する。
【０００３】
図４において，Ｒ１は１次抵抗，Ｒ２は２次抵抗，Ｌ１は１次の漏れインダクタンス，Ｌ２は２次の漏れインダクタンス，Ｍは相互インダクタンス，ωは入力電圧の角周波数である。Ｒ１，Ｒ２，Ｌ１，Ｌ２，Ｍがわかれば，等価回路より，回転角周波数ωｍを求めることができる。回転角周波数ωｍの定数倍が演算速度Ｎとなる。
【０００４】
電流指令作成器６は，トルク指令Ｔｃ，磁束指令φｃと演算速度Ｎにより，電流指令Ｉｃと角周波数ωｇを出力する。角周波数ωｇは，第１積分器７で時間積分され位相θとなる。電流制御器８では，入力電流ｉと位相θを用いて，電流指令Ｉｃに追従するような制御信号Ｓｃを出力する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術の速度演算器５では，図４の誘導電動機の等価回路に基づいて速度演算をしている。入力電圧ｖの周波数ｆがゼロの場合は，インダクタンス成分はゼロと等価になるので，入力電流ｉと入力電圧ｖの関係は，１次抵抗Ｒ１のみに依存するようになる。すると，２次抵抗Ｒ２に流れる電流がわからないので，角周波数ωｍが求められなくなり，演算速度Ｎも求められなくなる。この状態が長く続くと演算速度Ｎが実速度に合わなくなり，周波数ｆが所定の周波数に停滞してしまうことが発生する。また，ゼロ周波数付近でも長時間とどまると，演算速度を間違える可能性が高く，トルク指令Ｔｃどおりに誘導電動機２からトルクが出力されない運転不可能状態となることがある。
【０００６】
以上のように所定の周波数に停滞してしまったり，運転不可能状態になる可能性がある場合は，速やかに検知，あるいは検知後運転可能状態へと復帰する必要がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために本発明では， 請求項１に示すがごとく，
誘導電動機２の入力電圧ｖの周波数ｆの絶対値が所定値ｆ０未満に所定時間以上滞在していた場合は，運転不可能状態となっている，あるいは運転不可能状態になる可能性があることを検知する停滞検知手段１４を具備するものである。
【０００８】
また、請求項２において，前記誘導電動機の入力電圧の周波数の絶対値がゼロ周波数付近に停滞している時間をカウントし，停滞時間が所定時間以上であった場合は，ゼロ周波数連続運転が不可能として検知する停滞検知手段を具備することを特徴とする請求項１記載の保護機能付きインバータ制御装置である。
【０００９】
更に請求項３において，停滞検知手段１４は，誘導電動機２の入力電圧ｖの周波数ｆを演算する周波数演算器９と，周波数演算器９の出力ｆの絶対値が所定値ｆ０未満の場合に１を出力し，ｆ０以上の場合に−１を出力する周波数比較器１０と，周波数比較器１０の出力Ｓ１を所定のゲインＧ倍して時間積分により０から１の範囲で制限して出力する第２積分器１１と，第２積分器１１の出力Ｓ２が１以上で１となり，０以下で０となるヒステリシスコンパレータ１２と，ヒステリシスコンパレータ１２の出力Ｓ３が１になった時に停滞検知信号Ｓ４を出力する停滞検知器１３からなるものである。
【００１０】
また，請求項４において，停滞検知器１３出力の停滞検知信号Ｓ４により運転不可能状態を検知し，再始動信号Ｓ５を電流指令作成器６へ出力する再始動手段１５により，運転不可能状態から復帰する機能を備えたものである。
再始動方法は，特開２０００−２８７４９１号公報に掲載されている誘導電動機の制御装置による。再始動運転により，速度演算器５は，始動時の演算速度を初期値として，再び正しい速度演算をすることができるようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明請求項１，２および３記載の１実施例を図１に示し，以下この図に基づいて説明する。従来技術の図３と同一部分の説明は省略する。
【００１２】
周波数演算器９は，誘導電動機２の入力電流ｉと入力電圧ｖにより，周波数ｆを演算する。周波数比較器１０は，入力電圧ｖの周波数ｆの絶対値が所定値ｆ０未満の場合に１を出力し，ｆ０以上の場合に−１を出力する。第２積分器１１は，周波数比較器１０の出力Ｓ１を所定のゲインＧ倍して，時間積分により０から１の範囲で制限して出力する。ヒステリシスコンパレータ１２は，第２積分器１１の出力Ｓ２が１以上で１となり，０以下で０となる信号Ｓ３を出力する。停滞検知器１３は，ヒステリシスコンパレータ１２の出力Ｓ３が１になった時に停滞検知信号Ｓ４を電流指令作成器６へ出力する。
【００１３】
請求項４における１実施例を図２に示し，この図に基づいて説明する。なお、図１と同じ説明は省略する。
【００１４】
再始動手段１５は，停滞検知器１３の停滞検知信号Ｓ４を入力として，再始動信号Ｓ５を電流指令作成器６へ出力する。電流指令作成器６は，再始動信号Ｓ５を受け，再始動に伴う電流指令Ｉｃを電流制御器８へ出力する。再始動方法は，特願平１１−９０７８４ 誘導電動機の制御装置 による。再始動運転により，速度演算器５は，始動時の演算速度を初期値として，再び正しい速度演算をすることができるようになり，運転可能状態へと復帰することができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように本発明は，停滞周波数から，ゼロ周波数付近に長時間とどまり，運転不可能状態に陥る可能性があることを検知したり，所定の周波数に停滞して運転不可能状態に陥っていることを検知することができる。また，検知後，再始動運転することにより，運転不可能状態から復帰し，正しい速度演算をすることができるようになる。よって，本発明の保護機能付きインバータ制御装置は，実用上，極めて有効性が高いものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のブロック線図である。
【図２】本発明の実施例のブロック線図である。
【図３】従来技術の一例のブロック線図である。
【図４】誘導電動機の等価回路図である。
【符号の説明】
１・・・インバータ
２・・・誘導電動機
３・・・電流検出器
４・・・電圧推定器
５・・・速度演算器
６・・・電流指令作成器
７・・・第１積分器
８・・・電流制御器
９・・・周波数演算器
１０・・・周波数比較器
１１・・・第２積分器
１２・・・ヒステリシスコンパレータ
１３・・・停滞検知器
１４・・・停滞検知手段
１５・・・再始動手段
Claims (4)
- 速度センサを備えていない誘導電動機を所定のトルク指令に追従するように制御するインバータ制御装置において，前記誘導電動機の入力電圧の周波数の絶対値が所定値ｆ０未満に所定時間以上滞在していた場合は，運転不可能状態として検知する停滞検知手段を具備することを特徴とする保護機能付きインバータ制御装置。
- 前記誘導電動機の入力電圧の周波数の絶対値がゼロ周波数付近に停滞している時間をカウントし，停滞時間が所定時間以上であった場合は，ゼロ周波数連続運転が不可能として検知する停滞検知手段を具備することを特徴とする請求項１記載の保護機能付きインバータ制御装置。
- 前記誘導電動機の入力電圧の周波数を演算する周波数演算器と，該周波数演算器の出力の絶対値が所定値ｆ０未満の場合に１を出力し，ｆ０以上の場合に−１を出力する周波数比較器と，該周波数比較器の出力を所定のゲインＧ倍して時間積分により０から１の範囲で制限して出力する第２積分器と，該第２積分器の出力が１以上で１となり，０以下で０となるヒステリシスコンパレータと，該ヒステリシスコンパレータの出力が１になった時に停滞検知信号を出力する停滞検知器からなる停滞検知手段により，運転不可能状態を検知することを特徴とした請求項１又は２記載の保護機能付きインバータ装置。
- 前記停滞検知手段により運転不可能状態を検知後，再始動により，運転不可能状態から復帰する機能を有する再始動手段を具備することを特徴とする請求項１，２又は３記載の保護機能付きインバータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001313401A JP3769590B2 (ja) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | 保護機能付きインバータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001313401A JP3769590B2 (ja) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | 保護機能付きインバータ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003125598A JP2003125598A (ja) | 2003-04-25 |
| JP3769590B2 true JP3769590B2 (ja) | 2006-04-26 |
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ID=19131878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001313401A Expired - Fee Related JP3769590B2 (ja) | 2001-10-11 | 2001-10-11 | 保護機能付きインバータ制御装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| JP5470154B2 (ja) * | 2010-05-13 | 2014-04-16 | セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | リニア振動モータの駆動制御回路 |
| JP5432057B2 (ja) * | 2010-05-13 | 2014-03-05 | セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | リニア振動モータの駆動制御回路 |
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2001
- 2001-10-11 JP JP2001313401A patent/JP3769590B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2003125598A (ja) | 2003-04-25 |
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