JPS59139890A - Input controlling method for ac motor and circuit device therefor - Google Patents
Input controlling method for ac motor and circuit device thereforInfo
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- JPS59139890A JPS59139890A JP59002779A JP277984A JPS59139890A JP S59139890 A JPS59139890 A JP S59139890A JP 59002779 A JP59002779 A JP 59002779A JP 277984 A JP277984 A JP 277984A JP S59139890 A JPS59139890 A JP S59139890A
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/26—Power factor control [PFC]
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は制御される出力回路を介してモーター電流に供
給される交流モーターの入力制御方法及び電気回路装置
に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an input control method and an electric circuit arrangement for an AC motor in which the motor current is supplied via a controlled output circuit.
電気的モーター駆動装置はあらゆる場合に最大必要条件
に設計されている。このことから正常運転時に電気的モ
ーター駆動装置が部分負荷運転時にのみ稼働されるとい
う結果になる。その際生しる電気的効率は低下し今日0
.2以下に沈下する。Electric motor drives are designed to maximum requirements in all cases. The result of this is that during normal operation the electric motor drive is activated only during part-load operation. At that time, the electrical efficiency decreased and is now 0.
.. It sinks below 2.
したがって又付加的に生ずるべき有効電力を必要とする
動力損失が上昇するモーターに加えられる電圧とモータ
ー電流との間の比較的大きな位相角により又無効電流部
分が増大する。The relatively large phase angle between the voltage applied to the motor and the motor current therefore also increases the reactive current portion, which increases the power losses which require additional active power to be produced.
本発明の課題ばしたがって、モーターの部分負荷駆動時
に入力の節約が達成される交流モーターの入力制御方法
及び入力制御電気回路装置を提イバすることにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an input control method and an input control electric circuit arrangement for an AC motor, in which input savings are achieved when the motor is operated under partial load.
この課題は本発明により、方法では頭部に記載の方法に
おいて、モーターの回転モーメント/回転数特性曲線が
一定に保持すべき定格速度のために必要なモーター電流
のめの発生に調節されることにより解決される。This problem is solved according to the invention in a method according to the preamble, in which the torque/speed characteristic curve of the motor is adjusted to the development of the motor current required for the rated speed, which is to be kept constant. It is solved by
このため出力回路はモーターに加えられる1弦曲線状の
モーター交流電圧の夫々のピーク値について存在する、
出力回路のために制御電流に応じて時間長さが調節され
る時間間隔に出力回路が遮断されることができる。Therefore, an output circuit exists for each peak value of the one-chord motor AC voltage applied to the motor.
The output circuit can be shut off at time intervals whose length is adjusted depending on the control current for the output circuit.
この課題を解決するため、本発明によると頭初に記載の
回路装置が、
モーター電流回路に接続されるパルス発生器がパルスを
発生し、モーターに加えられる1弦曲線状モーター交流
電圧の零交叉(Nulldurchg;ngen )に
対してモーター電流に比例してそれぞれ時間的にずらさ
れており、
演算増幅器がこのパルスを受は入れるためにパルス発生
器に出力回路のための制御電流に比例する測定信号の受
は入れのために測定回路に接続され、そして演算増幅器
に接続されるポテンシオメータによりモーターに加えら
れるモーター交流電圧の零交叉に対するパルスの時間的
ずれのための目標値が演算増幅器で調節可能であり、演
算増幅器の出力と増幅器の入力が連結され、該増幅器が
鋸刃状電圧発生器の鋸刃状電圧を別の入力に受は入れ、
鋸刃電圧の周波数がモータ交流電圧の周波数に比例し、
そしてこの増幅器の出力に増幅器出力信号が演算増幅器
の出力信号と鋸刃電圧がモーターの定格出力に応じて調
節される闇値をこえるまで発生され、
増幅器の出力がゲー) (Gatter)の1つの入力
と連結され、ゲートの第2人力がモーター交流電圧のそ
れぞれ負と正の半波の周期で矩形パルスを受は入れそし
てゲートの出力がそれぞれ同時にこ5−
の矩形波の1つと増幅器出力信号が両方のゲート入力に
存在する時間の間出力回路を遮断する消滅パルス(LZ
schimpuls )を発」;するように形成されて
いる。In order to solve this problem, according to the invention, a circuit arrangement as mentioned at the outset is provided, in which a pulse generator connected to the motor current circuit generates pulses to reduce the zero-crossing of the one-chord motor alternating current voltage applied to the motor. (Nulldurchg; ngen), respectively shifted in time in proportion to the motor current, and in order for the operational amplifier to receive and accept this pulse, a measuring signal proportional to the control current for the output circuit is sent to the pulse generator. The receiver is connected to the measuring circuit for inputting, and by means of a potentiometer connected to the operational amplifier, the setpoint value for the time offset of the pulses with respect to the zero crossing of the motor alternating voltage applied to the motor can be adjusted with the operational amplifier. , the output of the operational amplifier and the input of the amplifier are coupled, the amplifier receiving the sawtooth voltage of the sawtooth voltage generator at another input;
The frequency of the saw blade voltage is proportional to the frequency of the motor AC voltage,
Then, an amplifier output signal is generated at the output of this amplifier until the output signal of the operational amplifier and the saw blade voltage exceed a darkness value which is adjusted according to the rated output of the motor, and the output of the amplifier is one of the gates (Gatter). The second input of the gate is connected to the input and receives a square pulse with a period of each negative and positive half wave of the motor alternating current voltage, and the output of the gate simultaneously receives one of these square waves and the amplifier output signal. The extinction pulse (LZ
schipuls);
この態様でモーターに、特に誘導伝動機のかご形回転子
(Kurzschlussluufer )に丁度必要
とされる回転モーメントを保持するために必要とするだ
けの電流が供給されることが達成される。入力の適合は
連続的に行われ、モーターの変る負荷により絶えず変え
られる。したがって40%までの節約を達成することが
できる。更にモーター電圧とモーター電流の間の位相ず
れの改善と一定保持が達成される。これにより今日付加
的無効電流補償が不必要となる。In this way, it is achieved that the motor is supplied with as much current as is required to maintain the exactly required rotational moment, in particular the squirrel cage rotor of the induction transmission. The adaptation of the input is continuous and is constantly changed due to the changing load on the motor. Savings of up to 40% can thus be achieved. Furthermore, the phase shift between motor voltage and motor current is improved and kept constant. This makes additional reactive current compensation unnecessary today.
本発明はモーターが部分的に又は全く部分負荷駆動時に
稼働されるとき、電気的モーター駆動技術の全分野で利
用されることができる。更に完全に複雑でない後準備(
Nachr;stung )の存在する装置が可能とさ
れる。コンプレッサーモータ及びfl(luの機械にお
いて更に寿命が高まる。The invention can be used in all areas of electric motor drive technology when the motor is operated partially or completely in part-load operation. Completely uncomplicated preparation (
(Nachr; stung) existing devices are possible. Further increases the lifespan of compressor motors and fl(lu) machines.
6− 本発明を図面により説明する。6- The present invention will be explained with reference to the drawings.
第1図にブロック図で示す出力制御装置の実施例により
、モーターMに、一定に保持すべき定格速度のために丁
度必要とする回転モーメントを保持するために必要なだ
けの電流が供給されることが達成される。ブロック図に
はパルス発生器1が示され、該パルス発生器はパルス列
(第2B図参照)を発生し、止弦状モーター交流電圧(
第2A図)の夫々の零交叉点に対するパルス列の時間的
ずれtαがモーター電流に比例している。このパルス列
は演算増幅器2に供給される。この演算増幅器2にはポ
テンショメータP1が接続され、該ポテンショメータは
モーター交流電圧の零交叉点に対するパルスの時間的ず
れのため目標電圧UsO形での目標値(第2D図)を調
節可能である。The embodiment of the power control device shown in the block diagram in FIG. 1 supplies the motor M with as much current as is necessary to maintain exactly the torque required for the rated speed to be maintained constant. that is achieved. The block diagram shows a pulse generator 1 which generates a pulse train (see Figure 2B) and which generates a stop-string motor alternating current voltage (
The time offset tα of the pulse train relative to the respective zero crossing point of FIG. 2A) is proportional to the motor current. This pulse train is supplied to an operational amplifier 2. A potentiometer P1 is connected to this operational amplifier 2, which is capable of adjusting a setpoint value in the form of setpoint voltage UsO (FIG. 2D) due to the time offset of the pulses with respect to the zero crossing point of the motor alternating voltage.
演算増幅器2の別の入力に更に制御電流の為の測定回路
として出力回路80制御電極をトリガーするトリガー回
1i!i’;6の供給回路が接続されている。At another input of the operational amplifier 2 there is also a trigger circuit 1i which triggers the output circuit 80 control electrode as a measuring circuit for the control current! i'; 6 supply circuits are connected.
供給回路5は制御電流の合成値に佳例する電圧値U、(
第2C図)を供給する。演算増幅器2の出力信号Uo
(第2E図)は増幅器4の入力に加えられる。増幅器
4の別の入力と鋸刃状電圧発生器3と連結され、該鋸刃
状電圧発/−1=器は鋸刃状電圧UR(第2F図)を発
生する。増幅器4の出力には増幅器出力信号が例えば矩
形信号(第2G図のUv)の形で発生し、演算増幅器2
の出力信号と鋸刃状電圧UR(第2F図)がモーターの
定格出力に応じて調節される閾値So (第2E図)
とSR(第2F図)を越える長さだけ生ずる。増幅器4
の出力信号Uv (第2G図)はゲート13の入力に送
られ、ゲートの第2人力に周期的にモーター交流電圧の
夫々の負及び正の半波の周期で矩形パルスUMW (第
2H図)を受入れる。ゲート13の出力に、同時にこの
矩形パルス(第2H図のU)の1つと増幅器出力信号U
v (第2G図)とが両方のゲート入力に存在する時
間の間夫々消滅パルス(Loschimpuls )
UL (第2.1図)を住する。The supply circuit 5 has a voltage value U, (
Figure 2C). Output signal Uo of operational amplifier 2
(FIG. 2E) is applied to the input of amplifier 4. Another input of the amplifier 4 is connected to a sawtooth voltage generator 3, which generates a sawtooth voltage UR (FIG. 2F). An amplifier output signal is generated at the output of the amplifier 4, for example in the form of a rectangular signal (Uv in FIG. 2G), and the operational amplifier 2
Threshold value So (Fig. 2E) at which the output signal and the sawtooth voltage UR (Fig. 2F) are adjusted according to the rated output of the motor.
and SR (Fig. 2F). amplifier 4
The output signal Uv (Fig. 2G) is sent to the input of the gate 13 and periodically applies a rectangular pulse UMW (Fig. 2H) to the second input of the gate with the period of each negative and positive half-wave of the motor AC voltage. accept. One of these rectangular pulses (U in FIG. 2H) and the amplifier output signal U are simultaneously applied to the output of the gate 13.
v (Fig. 2G) is present at both gate inputs, respectively.
UL (Figure 2.1).
この消滅パルスは、詳しく図示されないモーター交流電
圧の周期で充電及び放電されるコンデンサーの補助のも
とに、モーター交流電圧がそのビーク値を過ぎる時間間
隔だけ存在するようにずらされる。この時点に対し、ト
リガー回路6に出力回路8の制御電極用の制御電流が遮
断され、したがって第2L図に示されるモーター交流電
圧用電圧経過が調節される。この態様でそれぞれ正弦状
モーター交流電圧の振幅が減少され、それにより又モー
ター中の鉄損が小さくされる。This extinguishing pulse is offset with the aid of a capacitor, not shown in detail, which is charged and discharged with the cycle of the motor alternating voltage, such that there is a time interval in which the motor alternating voltage passes its peak value. For this point in time, the control current for the control electrodes of the output circuit 8 is switched off in the trigger circuit 6 and the voltage profile for the motor alternating voltage shown in FIG. 2L is thus adjusted. In this manner, the amplitude of the respective sinusoidal motor alternating voltage is reduced, thereby also reducing iron losses in the motor.
出力回路8の+リガーのためのトリガーパルスの形成は
調節可能な調節器例えばポテンショメータP2とR3に
より増幅器4で行われる。最適に適合するとき、このこ
とは例えば光ダイオードにより指示される。The formation of the trigger pulse for the + trigger of the output circuit 8 takes place in the amplifier 4 by means of adjustable regulators, for example potentiometers P2 and R3. When optimally matched, this is indicated, for example, by a photodiode.
しかし又、自動的に最適化することを最適化回路7によ
り行うことは可能である。スタートキーP4により稼働
されるこの最適化回路は制御電流に比例する供給回路5
の測定値U丁 (第2C図)並びにパルス回路1のパル
ス(第2B図)が供給される。切換器9の自動的に最適
化するための端子に切り換えることにより最適化回路7
が増幅器4に接続される。自動稼10ノ時に一度の調節
が自動9−
的に行われる。However, it is also possible to carry out automatic optimization by means of the optimization circuit 7. This optimization circuit activated by the start key P4 has a supply circuit 5 proportional to the control current.
The measured value U (FIG. 2C) as well as the pulses of the pulse circuit 1 (FIG. 2B) are supplied. Optimization circuit 7 by switching to the terminal for automatic optimization of switch 9
is connected to amplifier 4. Adjustments are made automatically once every 10 hours of automatic operation.
モーターMに加えられる電圧UMを(第2A図)並びに
負荷電流rL を使う(Abgreifen )ために
ダイオードブリッジ10と]】が作用し、適当する信号
が導線R1とR2を介してパルス回路1に4えられる。In order to utilize the voltage UM applied to the motor M (FIG. 2A) as well as the load current rL, the diode bridge 10]] acts and a suitable signal is transmitted to the pulse circuit 1 via the conductors R1 and R2. available.
更に導線R1を経てダイオードブリッジ10の補助で使
用される(Abgreifen )電圧UMが鋸刃電圧
発生器3に加えられる。Furthermore, the voltage UM used to assist the diode bridge 10 is applied to the saw blade voltage generator 3 via the line R1.
出力回路12には更に保持抵抗RVと起動保護抵抗R5
が設けられている。The output circuit 12 further includes a holding resistor RV and a starting protection resistor R5.
is provided.
1−リガー回路6には出力回路8の制御電極に加えられ
るパルススクリーン(rmpulsrechen)が形
成され、該パルススクリーンは出力回路8の制御電極に
加えられる。A pulse screen is formed in the 1-rigger circuit 6 which is applied to the control electrode of the output circuit 8 .
出力回路8として特別の場合に制御電極と陰極のフィン
ガー構造(Fingerstruktur)を有する遮
断可能なサイリスターが役立つ。このような遮断可能な
サイリスターは例えば[エレク1−ロニソクインダスト
リ−、(electronik jndustrie)
J3、]982 15〜18頁から公知である。In special cases, a switchable thyristor with a finger structure of control electrode and cathode is useful as the output circuit 8. Such shutoff thyristors are available, for example, from the electronic industry.
J3,] 982, pages 15-18.
10−
この態様で電動モーター、特に誘導電動モーターの入力
のそれぞれの負荷状態での連結的適合が達成される。10- In this manner a coupled adaptation of the input of the electric motor, in particular of the induction electric motor, in the respective load state is achieved.
第3図に示される誘導電動モーターの回転モーメント/
回転速度特性曲線の第3図に示される曲線図において、
横軸にモーターの回転数Nが、縦軸にモーターの回転モ
ーメントMが示されている。The rotational moment of the induction electric motor shown in Fig. 3/
In the curve diagram shown in FIG. 3 of the rotational speed characteristic curve,
The rotational speed N of the motor is shown on the horizontal axis, and the rotational moment M of the motor is shown on the vertical axis.
通常モーター駆動は最大必要条件に設計され、例えば部
分負荷駆動において、目標回転数UNは目標回転モーメ
ン)MICAにより達成される。第3図の曲線から見ら
れるように定格速度UNは又定格回転モーメントの低減
により、例えば回転モーメント/回転数特性曲線Bに属
する定格回転モーメントMNBにより達成される。回転
モーメント/回転数特性曲線を前史に移動することを実
験すると、モーターのオーバーターン([Imk i
ppen )の恐れが生し、すなわち定格速度U+Vが
達成される回転モーメントにより保持されることが確実
に補償されない。Usually the motor drive is designed to the maximum requirements, for example in a part-load drive, the setpoint rotational speed UN is achieved by the setpoint rotational moment) MICA. As can be seen from the curve in FIG. 3, the rated speed UN is also achieved by a reduction in the rated torque, for example the rated torque MNB belonging to the torque/rotational speed characteristic curve B. Experimenting with moving the rotational moment/speed characteristic curve to the prehistory shows that the overturn of the motor ([Imk i
ppen), that is, it is not guaranteed that the rated speed U+V is maintained by the torque achieved.
第1は本発明の実施例のブロック図、第2A図〜2に図
は第1図に示される回路の駆動を説明するための曲線図
、第3図は回転モーメン1−/回転数特性曲線の曲線図
である。
1・・・パルス発生器 2・・・演算増幅器3・・・
鋸刃状電圧発生器4・・・増幅器5・・・測定回路
8・・・出力回路13・・・ゲート
ビ11 is a block diagram of an embodiment of the present invention, 2A to 2 are curve diagrams for explaining the driving of the circuit shown in FIG. 1, and 3 is a rotation moment 1-/rotation speed characteristic curve. FIG. 1... Pulse generator 2... Operational amplifier 3...
Sawtooth voltage generator 4...Amplifier 5...Measurement circuit
8...Output circuit 13...Gatebi 1
Claims (1)
て供給される交流モーターの入力の制御方法において、
モーターの回転モーメント/回転数特性曲線が一定に保
持すべき定格速度のために必要なモーター電流のみの発
生に調節されることを特徴とする交流モーターの入力制
御方法。 (2) モーターに加えられる正弦曲線状モーター交
流電圧の夫々のピーク値について存在する出力回路のた
めの制御電流に応じて時間長さが調節される時間間隔に
出力回路が遮断されることを特徴とする特許請求の範囲
第1項に記載の方法。 (3)制御される出力回路を介してモーター電流に応じ
て供給される交流モーターの入力の制御のための回路装
置において、 モーター電流回路に接続されるパルス発生器(1)がパ
ルスを発生し、モーター(M)に加えられる正弦曲線状
モーター交流電圧の零交叉(NulldurchgWn
gen )に対しモーター電流に比例してそれぞれ時間
的にずらされており、 演算増幅器(2)がこのパルスを受は入れるためにパル
ス発生器(1)に出力回路(8)のための制御電流に比
例する測定信号の受は入れのために測定回路(5)に接
続され、そして演算増幅器(2)に接続されるポテンシ
オメータ(P)によりモーター(M)に加えられるモー
ター交流電圧の零交叉に対するパルスの時間的ずれのた
めの目標値が演算増幅器(2)で調節可能であり、演算
増幅器(2)の出力と増幅器(4)の入力が連結され、
該増幅器が鋸刃状電圧発生器(3)の鋸刃状電圧を別の
入力に受は入れ、鋸刃電圧の周波数がモータ交流電圧の
周波数に比例し、そしてこの増幅器(4)の出力に増幅
器出力信号が演算増幅器(2)の出力信号と鋸刃電圧が
モーターの定格出力に応じて調節される闇値を越えるま
で発生され、 増幅器(4)の出力がゲート(Gatter) (1
3)の1つの入力と連結され、ゲートの第2人力がモー
ター交流電圧のそれぞれ負と正の半波の周期で矩形パル
スを受は入れそしてゲートの出力がそれぞれ同時にこの
矩形波の1つと増幅器出力信号が両方の格子入力に存在
する時間の間出力回路を遮断する消滅パルス(L3sc
himpuls )を発生することを特徴とする回路装
置。[Claims] (11. A method for controlling an input of an AC motor supplied according to a motor current via a controlled output circuit,
An input control method for an AC motor, characterized in that the rotational moment/rotational speed characteristic curve of the motor is adjusted to generate only the motor current necessary for the rated speed to be kept constant. (2) characterized in that the output circuit is interrupted in time intervals whose duration is adjusted according to the control current for the output circuit present for each peak value of the sinusoidal motor alternating voltage applied to the motor; A method as claimed in claim 1. (3) A circuit arrangement for the control of the input of an alternating current motor, which is supplied according to the motor current via a controlled output circuit, in which a pulse generator (1) connected to the motor current circuit generates pulses. , the zero crossing of the sinusoidal motor AC voltage applied to the motor (M)
The control current for the output circuit (8) is sent to the pulse generator (1) in order for the operational amplifier (2) to receive and accept these pulses. The reception of a measuring signal proportional to the zero crossing of the motor alternating voltage applied to the motor (M) by a potentiometer (P) connected to the measuring circuit (5) and connected to the operational amplifier (2) a target value for the time offset of the pulses for is adjustable in an operational amplifier (2), the output of the operational amplifier (2) and the input of the amplifier (4) being coupled;
The amplifier receives at another input the sawtooth voltage of the sawtooth voltage generator (3), the frequency of the sawtooth voltage being proportional to the frequency of the motor alternating voltage, and the output of this amplifier (4) An amplifier output signal is generated until the output signal of the operational amplifier (2) and the saw blade voltage exceed the darkness value, which is adjusted according to the rated output of the motor, and the output of the amplifier (4) is connected to the gate (Gatter) (1).
3) is connected to one input of the gate, the second input of the gate receives a rectangular pulse with a period of each negative and positive half-wave of the motor alternating voltage, and the output of the gate simultaneously receives one of these square waves and the amplifier. An extinguishing pulse (L3sc
himpuls).
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE33011311 | 1983-01-14 | ||
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPS59139890A true JPS59139890A (en) | 1984-08-10 |
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Family Applications (1)
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GB (1) | GB8400625D0 (en) |
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