JPH033694A - Method of detecting freely running state of induction motor - Google Patents
Method of detecting freely running state of induction motorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はインバータ装置による誘導電動機の瞬停再始
動、フリーラン再投入、または商用切替時に実行される
誘導電動機のフリーラン状態検出方法に関するものであ
る。[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for detecting a coasting state of an induction motor, which is carried out by an inverter device when restarting an induction motor after a momentary power failure, restarting it from coasting, or switching to commercial power. It is.
第7図は3相誘導電動機(以下誘導電動機と記す)を速
度制御するために従来から実用されている。出力電圧V
と出力周波数fの比を一定に制御する。いわゆるV/f
一定制御方式のインバータ装置に、フリーラン状態にあ
る上記誘導電動機の回転周波数9回転方向などを検出す
る回路を付加したものである。The diagram in FIG. 7 has been conventionally used to control the speed of a three-phase induction motor (hereinafter referred to as induction motor). Output voltage V
and the output frequency f are controlled to be constant. So-called V/f
This is a constant control type inverter device with a circuit for detecting the rotational frequency and direction of rotation of the induction motor in a free running state.
図において、(1)は3相交流を出力する商用電源。In the figure, (1) is a commercial power supply that outputs three-phase AC.
(2)は入力された3相交流を直流に変換して出力する
整流回路、(3)は平滑コンデンサ、(4)はトランジ
スタなどの自己消弧型素子とこの素子に逆並列に接続さ
れた帰環ダイオードからなり、直流を任意の周波数の3
相交流に逆変換して出力するインバータ部であり、その
U、V、W相からなる交流出力端に誘導電動機(5)が
接続されている。(6)はインバータ部(4)の出力電
流を検出する電流検出器、())はフリーラン状態にあ
る誘導電動機(5)の残留電圧を検出するトランス等か
ら構成された電圧検出器。(2) is a rectifier circuit that converts input three-phase AC into DC and outputs it, (3) is a smoothing capacitor, and (4) is a self-extinguishing element such as a transistor connected in antiparallel to this element. Consists of a return diode, which converts direct current into three frequencies of any frequency.
This is an inverter section that inversely converts phase alternating current to output, and an induction motor (5) is connected to the alternating current output terminal consisting of U, V, and W phases. (6) is a current detector that detects the output current of the inverter section (4), and () is a voltage detector that includes a transformer and the like that detects the residual voltage of the induction motor (5) in a free-running state.
(8)は商用電源(1)の電圧を検出する電圧検出器で
ある。(9)は瞬停検出再始動手段であり、上記電圧検
出器(8)を介して商用電源(1)の瞬時停電を検出し
。(8) is a voltage detector that detects the voltage of the commercial power source (1). (9) is an instantaneous power failure detection restart means, which detects an instantaneous power failure of the commercial power supply (1) via the voltage detector (8).
後述のフリーラン状態検出部(11へ誘導電動機(5)
のフリーラン周波数Fおよび回転方向を検出すべく指令
信号を出力すると共に、上記誘導電動機(5)が停止状
態からの始動ではなく、上記フリーラン状態検出部α1
の検出結果に基づいてフリーラン状態から再始動するよ
うに、後述の制御回路部0へ切換信号を出力する。員は
フリーラン状態検出部であり、上記瞬停検出再始動手段
(9)から指令信号が与えられると、電圧検出器(7)
の出力信号を入力して誘導電動機(5)のフリーラン周
波数Fを演算し。Free run state detection unit (11 to be described later) Induction motor (5)
A command signal is output to detect the free run frequency F and rotation direction of
Based on the detection result, a switching signal is output to the control circuit unit 0, which will be described later, so as to restart from the free run state. The member is a free run state detection section, and when a command signal is given from the instantaneous power failure detection restart means (9), the voltage detector (7)
Input the output signal of and calculate the free run frequency F of the induction motor (5).
電圧信号として出力する回転数演算手段t111および
回転方向を判別し0判別信号を出力する回転方向判別手
段(13から構成されている。a3はインバータ部(4
)へその交流出力の制御信号を出力する制御回路部であ
り、誘導電動機(5)に対する速度指令を出力する速度
指令器α転上記速度指令の入力により。It consists of a rotation speed calculation means t111 which outputs a voltage signal and a rotation direction determination means (13) which determines the rotation direction and outputs a 0 determination signal. a3 is an inverter section (4).
) A control circuit unit that outputs a control signal of the umbilical alternating current output, and a speed command unit that outputs a speed command to the induction motor (5) by inputting the above speed command.
誘導電動機(5)が緩起動するように上記速度指令に応
じた電圧信号を徐々に上昇させて出力する加減速制限手
段αS、瞬停検出再始動回路(9)からの切換信号によ
って制御され0回転数演算手段αDiたけ加減速制限手
段aSのいずれか一方からの入力信号を通過させる周波
数切換手段ae、この周波数切換手段qeを介して入力
された電圧信号をこの信号に対応した周波数fに変換し
て出力するV/f変換手段+lη、加減速制限手段αり
から入力された電圧信号を基に、上記v/f変換手段α
ηが出力する周波数fに対してV/f比が一定となる電
圧指令Vを出力する通常電圧パターン出力手段αり1回
転数演算手段αυから入力された電圧信号に基き、出力
電圧が通常のV / f比となるまで徐々に上昇する再
始動減電圧パターン出力手段α口、瞬停検出再始動手段
(9)の出力信号によって切換制御され1通常電圧パタ
ーン出力手段α3又は再始動減電圧パターン出力手段α
9のいずれか一方からの入力信号を通過させる電圧切換
手段■、この電圧切換手段■を介して入力された電圧指
令とV / を変換手段α力からの信号入力に基づき3
相正弦波の制御信号を出力する制御信号出力手段QD、
上記3相正弦波の制御信号が入力され、パルス変調信号
に変換し、上記インバータ部(4)の交流出力を制御す
る制御信号として上記インバータ部(4)へ出力するP
WM回路四。The acceleration/deceleration limiting means αS gradually increases and outputs a voltage signal according to the speed command so that the induction motor (5) is slowly started, and is controlled by a switching signal from the instantaneous power failure detection restart circuit (9). Frequency switching means ae that passes an input signal from either one of the rotational speed calculating means αDi and the acceleration/deceleration limiting means aS, converting the voltage signal inputted through this frequency switching means qe into a frequency f corresponding to this signal. Based on the voltage signal inputted from the V/f converting means +lη and the acceleration/deceleration limiting means α, the v/f converting means α
Normal voltage pattern output means α to output a voltage command V with a constant V/f ratio for the frequency f output by η Based on the voltage signal input from the α/revolution speed calculation means αυ, the output voltage is normal. The restart reduced voltage pattern output means α port gradually increases until the V/f ratio is reached, and the switching is controlled by the output signal of the instantaneous power failure detection restart means (9).1 Normal voltage pattern output means α3 or the restart reduced voltage pattern Output means α
Voltage switching means (■) that passes an input signal from either one of the voltage switching means (9), converting the voltage command inputted through this voltage switching means (■) and V/ to the voltage command inputted through the voltage switching means (3) based on the signal input from the converting means (α).
control signal output means QD for outputting a phase sine wave control signal;
The three-phase sine wave control signal is input, converted into a pulse modulation signal, and outputted to the inverter section (4) as a control signal for controlling the AC output of the inverter section (4).
WM circuit 4.
および電流検出器(6)の出力信号を監視し、所定値を
超える過電流が検出されたらインバータ部(4)の交流
出力を停止、もしくは制限するように上記PWM回路四
へ警報信号を出力する過電流検出回路(至)から構成さ
れている。なお、瞬停検出再始動手段(9)、フリーラ
ン検出部(II、および制御回路部0の加減速制限手段
(15〜制御信号出力手段c!Dは通常それ等の機能が
CPU 、メモリ、入出力インターフェイス等からなる
コンピュータのプログラム上に構築されている。The output signal of the current detector (6) is monitored, and if an overcurrent exceeding a predetermined value is detected, an alarm signal is output to the PWM circuit 4 to stop or limit the AC output of the inverter section (4). It consists of an overcurrent detection circuit (to). In addition, the instantaneous power failure detection restart means (9), the free-run detection section (II), and the acceleration/deceleration limiting means (15 to control signal output means c!D) of the control circuit section 0 usually have the functions of the CPU, memory, It is built on a computer program consisting of input/output interfaces, etc.
次に動作について説明する。誘導電動機(5)が完全ニ
停止した状態において、この誘導電動機(5)を始動さ
せる場合には、まず速度指令器α4により誘導電動機(
5)の回転速度が設定され、電源(1)が投入されると
1周波数切換手段員および電圧切換手段■は瞬停検出再
始動手段(9)からの信号により、それぞれ、加減速制
限手段αjおよび通常電圧バタン出力手段119側に切
換設定されており、上記速度指令器Iからの速度指令値
の入力により加減速制限手段(19は零から徐々に所定
の時間を要して上記速度指令値まで上昇させた電圧信号
を出力し、この信号は周波数切換手段0らを介してV
/ f変換手段α力に入力され、ここで上記速度指令値
に応じた周波数fに変換され制御信号出力手段CfJへ
入力される。一方加減速制限手段αりの出力信号は通常
電圧パターン出力手段αeに入力され、上記速度指令値
に応じた。すなわち上記V/f変換手段αηの出力周波
数fに対してV / f比が一定となる電圧指令Vを出
力し、この電圧指令Vが電圧切換手段■を介して上記制
御信号出力手段QTJへ入力される。制御信号手段c!
Dは上記周波数fおよび電圧指令Vの入力によシ上記速
度指令に応じた3相正弦波信号を出力し、PWM回路(
2)はインバータ部(4)から誘導電動機(5)へ所望
の周波数の3相電力が供給させるように、入力された上
記3相正弦波信号をパルス幅変調信号に変換し、上記イ
ンバータ部(4)の制御信号として出力する。Next, the operation will be explained. When starting the induction motor (5) in a state where the induction motor (5) has completely stopped, first the induction motor (5) is started using the speed command α4.
When the rotational speed of 5) is set and the power source (1) is turned on, the frequency switching means 1 and the voltage switching means (■) each control the acceleration/deceleration limiting means αj by the signal from the instantaneous power failure detection restarting means (9). and normal voltage slam output means 119 side, and by inputting the speed command value from the speed command device I, the acceleration/deceleration limiting means (19 gradually adjusts the speed command value from zero over a predetermined period of time). A voltage signal raised to V is output, and this signal is passed through frequency switching means 0,
/f is input to the α force converting means, where it is converted to a frequency f according to the speed command value, and is input to the control signal output means CfJ. On the other hand, the output signal from the acceleration/deceleration limiting means α is input to the normal voltage pattern output means αe, and corresponds to the speed command value. That is, it outputs a voltage command V that makes the V/f ratio constant with respect to the output frequency f of the V/f conversion means αη, and this voltage command V is input to the control signal output means QTJ via the voltage switching means ■. be done. Control signal means c!
D outputs a three-phase sine wave signal according to the speed command by inputting the frequency f and voltage command V, and connects the PWM circuit (
2) converts the input three-phase sine wave signal into a pulse width modulation signal so that three-phase power of a desired frequency is supplied from the inverter section (4) to the induction motor (5), and 4) is output as the control signal.
次に瞬時停電が発生してインバータ装置が停止した後、
復電により再始動する場合、またはインバータ装置が停
止時に誘導電動機(5)が外力によりフリーに回転して
いる状態から始動する場合について説明する。Next, after a momentary power outage occurs and the inverter equipment stops,
A case will be described in which the induction motor (5) is restarted due to power restoration or is started from a state where the induction motor (5) is freely rotating due to an external force when the inverter device is stopped.
上記のような場合には、フリーラン状態にある誘導電動
機(5)の回転周波数Fとインバータ装置の出力周波数
fとをはソ一致させて再加速させる必要がある。その理
由は、誘導電動機(5)がある回転数Fでフリーラン状
態にあったとき、インバータ装置の周波数fおよび電圧
Vを通常の運転と同様にV / を比を一定に漸次上昇
させた場合には、上記インバータ装置の出力周波数fが
誘導電動機(5)の回転周波数Fに下から接近すると回
生制動くよる大きな制動トルクが、同期速度を通過後に
は逆に加速トルクが上記誘導電動機(5)に発生する。In the above case, it is necessary to make the rotational frequency F of the induction motor (5) in the free running state coincide with the output frequency f of the inverter device, and to accelerate the motor again. The reason for this is that when the induction motor (5) is free-running at a certain rotation speed F, if the frequency f and voltage V of the inverter device are gradually increased at a constant ratio of V/ as in normal operation. When the output frequency f of the inverter device approaches the rotational frequency F of the induction motor (5) from below, a large braking torque due to regenerative braking is generated, and after passing the synchronous speed, an acceleration torque is applied to the induction motor (5). ) occurs.
これは誘導電動機(5)の負荷に対して大きなトルクシ
ョックを与えることになシ9例えば負荷がプロアであれ
ばプロアの駆動軸に大きな衝撃を与え、その寿命を短か
くする。それゆえに、V/f一定制御方式のインバータ
装置においてはその始動時において、上記出力周波数f
と誘導電動機(5)のフリーラン周波数Fとを一致させ
るために上記周波数Fを知る必要があシ、タコジェネレ
ータ等の速度検出器を備えるとか、誘導電動機の残留電
圧を検出し、その周波数成分から算出する等により上記
フリーラン周波数Fを求めている。This will not give a large torque shock to the load of the induction motor (5).9 For example, if the load is a proar, a large impact will be given to the drive shaft of the proar, shortening its life. Therefore, in an inverter device using a constant V/f control method, at the time of starting the inverter device, the above output frequency f
In order to match the free-run frequency F of the induction motor (5), it is necessary to know the frequency F. In this case, it is necessary to know the frequency F, or to install a speed detector such as a tacho generator, or to detect the residual voltage of the induction motor and calculate its frequency component. The above-mentioned free run frequency F is obtained by calculating from .
第7図においては、フリーラン状態にある誘導電動機(
5)の残留電圧を電圧検出トランス(7)によシ検出し
、フリーラン状態検出部Hにおける回転数演算手段(I
llにて、残留電圧の周期を求め、その逆数よりフリー
ラン周波数Fを推定し0回転方向判別手段α2は例えば
、U−V、V−W間等、異なる2つの線間の残留電圧の
位相差を検出してフリーラン状態にある誘導電動機(5
)の回転方向を判別する。瞬停検出再始動回路(9)が
電圧検出トランス(8)を介して商用電源(1)の瞬時
停電を検出した夛、または正常な始動であっても、誘導
電動機(5)がフリーラン状態にあることを上記フリー
ラン状態検出部(11からの信号入力により検知した場
合には0周波数切換手段αeおよび電圧切換手段■をそ
れぞれフリーラン状態検出部arh側および再始動減電
圧パターン出力手段(Llllllに切換設定しておき
、誘導電動機(5)の再始動時において、そのフリーラ
ン状態における回転周波数Fに応じた電圧信号および回
転方向の情報が周波数切換手段(161を介してV /
f変換手段aηに入力され、上記回転周波数FK一致
した周波数fに変換されて制御信号出力手段c2Dへ入
力される。一方、フリーラン状態検出部員からの出力信
号は再始動減電圧パターン回路(19にも入力され、こ
こで入力信号に応じた。すなわち、上記周波数fK対応
した通常の電圧Vになるまで徐々に上昇していく電圧指
令に変換され上記制御信号出力手段Qυへ入力される。In Fig. 7, the induction motor (
5) is detected by the voltage detection transformer (7), and the rotation speed calculation means (I
In step 11, the period of the residual voltage is determined, and the free run frequency F is estimated from its reciprocal. Induction motor (5) in free running state after detecting phase difference
) to determine the direction of rotation. If the instantaneous power failure detection restart circuit (9) detects an instantaneous power failure of the commercial power supply (1) via the voltage detection transformer (8), or even if the startup is normal, the induction motor (5) will be in a coast-to-coast state. When it is detected by the signal input from the free run state detection unit (11), the 0 frequency switching means αe and the voltage switching means When the induction motor (5) is restarted, a voltage signal corresponding to the rotational frequency F in the free running state and information on the rotational direction are set to V/Lllllll via the frequency switching means (161).
The signal is inputted to the f conversion means aη, converted into a frequency f that matches the rotational frequency FK, and inputted to the control signal output means c2D. On the other hand, the output signal from the free run state detection member is also input to the restart voltage reduction pattern circuit (19), where it responds to the input signal.In other words, it gradually increases until it reaches the normal voltage V corresponding to the frequency fK. The output voltage is converted into a voltage command and inputted to the control signal output means Qυ.
以下、制御信号出力手段なりが出力する3相正弦波信号
に基づいて。The following is based on the three-phase sine wave signal output by the control signal output means.
PWM回路(2)からインバータ部(4)へ出力制御信
号が出力され、フリーラン状態にある誘導電動機(5)
をその回転周波数Fに合せて始動する。An output control signal is output from the PWM circuit (2) to the inverter section (4), and the induction motor (5) is in a free running state.
is started at its rotational frequency F.
従来の誘導電動機のフリーラン状態検出方法によれば1
以上のように誘導電動機の残留電圧を検出し、残留電圧
の周期の逆数よりフリーラン状態にある上記誘導電動機
の回転周波数を求め、tた異なる2つの線間の残留電圧
の位相差を検出してフリーラン状態における回転方向を
判別するようにしたので、上記誘導電動機の残留電圧の
検出のために、電圧検出用トランスのごとき専用の電圧
検出器を必要とするのでインバータ装置がその外大型化
すると共に、上記誘導電動機の残留電圧が小さい場合に
はそのフリーラン状態における周波数9位相等の検出が
困難であるなどの問題点があった。According to the conventional induction motor free run state detection method, 1
As described above, the residual voltage of the induction motor is detected, the rotational frequency of the induction motor in the free running state is determined from the reciprocal of the period of the residual voltage, and the phase difference of the residual voltage between two different lines is detected. Since the direction of rotation in the free-run state is determined by using the motor, a dedicated voltage detector such as a voltage detection transformer is required to detect the residual voltage of the induction motor, which increases the size of the inverter device. In addition, when the residual voltage of the induction motor is small, there is a problem that it is difficult to detect the frequency 9 phase etc. in the free running state.
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、誘導電動機の残留電圧を検出する電圧検出器
を有せずともフリーラン状態にある上記誘導電動機の回
転状態を検出できる誘導電動機のフリーラン状態検出方
法を得ることを目的とする。This invention was made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an induction motor that can detect the rotational state of the induction motor in a free running state without having a voltage detector for detecting the residual voltage of the induction motor. The purpose of this invention is to obtain a method for detecting the free running state of an electric motor.
この発明に係わる誘導電動機のフリーラン状態検出方法
は、誘導電動機へ電流を出力するインバータ部と、電流
指令信号を出力する電流指令部と。A method for detecting a free run state of an induction motor according to the present invention includes: an inverter section that outputs a current to the induction motor; and a current command section that outputs a current command signal.
上記電流指令部から出力された電流指令信号と上記イン
バータ部の出力電流の検出値である検出信号との偏差信
号に基づいて上記インバータ部の出力電流を制御する制
御信号系とを備え、上記誘導電動機がフリーラン状態に
ある場合において、上記電流指令部から′電流指令信号
としてほぼ一定の指令信号を出力し、このとき上記制御
信号系に発生するリップル成分を抽出し、上記フリーラ
ン状態にある上記誘導電動機の回転状態を求めるもので
ある。a control signal system that controls the output current of the inverter section based on a deviation signal between the current command signal output from the current command section and a detection signal that is a detected value of the output current of the inverter section; When the motor is in a free run state, the current command section outputs a nearly constant command signal as a current command signal, and at this time, the ripple component generated in the control signal system is extracted, and the motor is in the free run state. This is to determine the rotational state of the induction motor.
この発明によれば、誘導電動機がフリーラン状態にある
場合くおいて、電流指令部から直流の電流指令信号が出
力されると、制御信号系にて、上記直流の電流指令信号
とインバータ部の出力電流の検出値である検出信号との
偏差信号に基づいて上記インバータ部の出力電流が制御
され、このとき上記制御信号系にリップル成分が発生し
、このリップル成分が抽出されて上記フリーラン状態に
ある上記誘導電動機の回転状態が求められる。According to this invention, when the induction motor is in a free running state, when a DC current command signal is output from the current command section, the control signal system outputs the DC current command signal and the inverter section. The output current of the inverter section is controlled based on the deviation signal from the detection signal, which is the detected value of the output current, and at this time, a ripple component is generated in the control signal system, and this ripple component is extracted to maintain the free run state. The rotational state of the induction motor at .
以下、この発明の一実施列を第1図〜第6図により説明
する。@1図はこの発明による誘導電動機(5)のフリ
ーラン状態検出方法を実現するためのインバータ装置の
回路ブロック図であシ0図中。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be explained with reference to FIGS. 1 to 6. Figure 1 is a circuit block diagram of an inverter device for realizing the method for detecting a free running state of an induction motor (5) according to the present invention.
第7図に示した従来例と同一符号は従来例のそれと同一
、または相当するものを示す。The same reference numerals as in the conventional example shown in FIG. 7 indicate the same or equivalent elements as in the conventional example.
図において、 (10A)はフリーラン状態検出部であ
り、瞬停検出再始動手段(9)からの指令信号の入力に
より、直交する2相の電流指令信号tcr2(a軸成分
)、iq”(q軸成分)および上記ids 。In the figure, (10A) is a free-run state detection unit, which receives orthogonal two-phase current command signals tcr2 (a-axis component) and iq'' ( q-axis component) and the above ids.
Iqs の位相角θを出力する電流指令部としての電
流位相指令手段@、上記位相角θに対応した正弦gin
θおよび余弦caISを出力する関数発生手段(至)。Current phase command means @ as a current command unit that outputs the phase angle θ of Iqs, sine gin corresponding to the above phase angle θ
Function generating means (to) outputting θ and cosine caIS.
電流検出器(6)が検出して出力するインバータ部(4
)の出力電流の3相からなる検出信号fu 、 iv
、 fv fc2相電流1ds(d軸成分)、 1q
s(q軸成分)に変換する3相/2相変換手段(至)、
上記電流位相指令手段■および3相/2相変換手段(至
)が出力する2相電流のd軸成分ta?およびida
とq軸成分iq2およびiq@ のそれぞれを比較し
、偏差信号(id” −ids ) を出力するd軸
電流比較手段(ロ)および偏差信号(iq”−1qs
) を出力するq軸電流比較手段(ハ)、上記d軸電
流比較手段(財)からの偏差信号を入力して増巾すると
共に、上記偏差信号が零となるようにインバータ部(4
)の出力電流を制御するための2相電圧指令のd軸成分
マd2を出力するd軸電流制御手段器および同様にq軸
電流比較手段(至)からの偏差信号を入力して2相電圧
指令のq軸成分vqsを出力するq軸電流制御手段(至
)。The inverter section (4) which the current detector (6) detects and outputs
) detection signal consisting of three phases of output current fu, iv
, fv fc 2-phase current 1ds (d-axis component), 1q
3-phase/2-phase conversion means (to) for converting into s (q-axis component);
The d-axis component ta of the two-phase current output by the current phase command means (■) and the three-phase/two-phase conversion means (to)? and ida
and the d-axis current comparison means (b) which compares the q-axis components iq2 and iq@ and outputs the deviation signal (id"-ids), and the deviation signal (iq"-1qs).
), inputs and amplifies the deviation signal from the d-axis current comparison means (product), and also inputs and amplifies the deviation signal from the inverter section (4) so that the deviation signal becomes zero.
), which outputs the d-axis component ma d2 of the two-phase voltage command for controlling the output current of Q-axis current control means (to) that outputs the q-axis component vqs of the command.
上記2相電圧指令マd2. vq誉を3相電圧指令譜。The above two-phase voltage command ma d2. VQ Homare 3-phase voltage command record.
vv、VW に変換する3相/2相変換手段Gυ、お
よび上記2相電圧指令vd2.vq2 を入力し、この
指令電圧に重畳されたリップル成分を抽出して。3-phase/2-phase conversion means Gυ for converting into VV, VW, and the 2-phase voltage command vd2. Input vq2 and extract the ripple component superimposed on this command voltage.
フリーラン状態にある誘導電動機の回転周波数Fと1回
転方向を演算するフリーラン周波数1回転方向検出手段
(至)から構成されている。(13A)はインバータ部
(4)の出力を制御する制御回路部であり。It consists of a free-run frequency one-rotation direction detection means (to) that calculates the rotational frequency F and one-rotation direction of the induction motor in a free-run state. (13A) is a control circuit section that controls the output of the inverter section (4).
瞬停検出再始動手段(9)からの切換信号により、制御
信号発生手段Qυまたはフリーラン状態検出部a3の2
相/3相変換手段ODからの入力信号のいずれかを切換
設定して後段のPWM回路@へ通過させる出力切換手段
(至)を有し、この制御回路部(13A)のその他の構
成は従来例における制御回路部0と同様である。A switching signal from the instantaneous power failure detection restart means (9) causes the control signal generation means Qυ or the free run state detection section a3 to be activated.
It has an output switching means (to) that switches and sets any of the input signals from the phase/three-phase conversion means OD and passes it to the subsequent PWM circuit @, and the other configuration of this control circuit section (13A) is conventional. This is the same as the control circuit section 0 in the example.
なお、上記フリーラン状態検出部(10A)を構成する
3相/2相変換手段(ハ)、電流比較手段(3)、@。In addition, the three-phase/two-phase conversion means (c), the current comparison means (3), which constitute the free run state detection section (10A), @.
電流制御手段−,(至)および2相/3相変換手段OD
と、制御回路部(13A)を構成するPWM回路翰と。Current control means -, (to) and 2-phase/3-phase conversion means OD
and a PWM circuit wire that constitutes the control circuit section (13A).
インバータ部(4)と、電流検出器(6)とから誘導電
動機(5)のフリーラン状態?検出する制御信号系の主
要部を形成している。Free running state of induction motor (5) from inverter section (4) and current detector (6)? It forms the main part of the control signal system to be detected.
第2図は上記フリーラン周波数回転方向検出手段(2)
の詳細を示すブロック図であり、2相電圧指令のq軸成
分vqsを入力して重畳するリップル成分の周波数fn
を検出するリップル周波数検出手段(32m) 、上記
リップル周波数fnを入力し、予め入力されている比例
定数rを乗じて、誘導電動機(5)のフリーラン周波数
Fを求め、この周波数Fに相応する電圧信号を出力する
フリーラン周波数演算手段(32b) 、上記v貼と共
に、d軸成分vd2を入力し1両者間の位相差を比較す
る位相比較手段(32c) 、および上記位相比較手段
(52c)による比較結果に基づき誘導電動機(5)の
回転方向を判別する回転方向判別手段(32d)から構
成されている。Figure 2 shows the free run frequency rotation direction detection means (2).
It is a block diagram showing details of the ripple component frequency fn to be superimposed by inputting the q-axis component vqs of the two-phase voltage command.
A ripple frequency detection means (32 m) for detecting inputs the ripple frequency fn, multiplies it by a proportionality constant r that has been input in advance, calculates the free run frequency F of the induction motor (5), and calculates the free run frequency F corresponding to this frequency F. Free-run frequency calculation means (32b) that outputs a voltage signal, phase comparison means (32c) that inputs the d-axis component vd2 together with the V paste and compares the phase difference between the two, and the phase comparison means (52c). The rotational direction determining means (32d) determines the rotational direction of the induction motor (5) based on the comparison result.
なお、上記フリーラン状態検出部(10A) 、制御回
路部(13A)の加減速制限手段+is〜制御信号出力
手段t2Dおよび出力切換手段(至)は瞬時検出再始動
手段(9)と共に、それ等の機能がCPU 、メモリ、
入出力インターフェイス等からなるコンピュータのプロ
グラム上に構築されている。In addition, the free run state detection section (10A), the acceleration/deceleration limiting means +is to the control signal output means t2D and the output switching means (to) of the control circuit section (13A), together with the instantaneous detection restart means (9), etc. The functions of CPU, memory,
It is built on a computer program consisting of input/output interfaces, etc.
次に第1図に示したインバータ装置の動作について説明
する。誘導電動機(5)が完全に停止した状態にて、こ
の誘導電動機(5)を始動させる場合については、瞬停
検出再始動回路(9)からの切換信号により、出力切換
手段(至)が制御信号出力手段Qυの出力信号をPWM
回路四へ入力するように切換設定されておシ 第7図に
示した従来例の場合と同様に動作して上記誘導電動機(
5)を始動し、速度制御する。Next, the operation of the inverter device shown in FIG. 1 will be explained. When starting the induction motor (5) when the induction motor (5) has completely stopped, the output switching means (to) is controlled by the switching signal from the instantaneous power failure detection restart circuit (9). PWM the output signal of the signal output means Qυ
The switching setting is made so that the input is input to circuit 4.
5) Start and speed control.
次に瞬時停電が発生してインバータ装置が停止した後、
復電により再始動する場合、またはインバータ装置が停
止時に誘導電動機(5)が外力によシフリーに回転して
いる状態から始動する場合について説明する。フリーラ
ン状態検出部(10A)において、電流指令部としての
電流位相指令手段な4は瞬時検出再始動手段(9)から
の指令信号入力によシ。Next, after a momentary power outage occurs and the inverter equipment stops,
A description will be given of a case where the induction motor (5) is restarted due to power restoration, or when the induction motor (5) is restarted from a state where it is freely rotating due to an external force when the inverter device is stopped. In the free-run state detection section (10A), current phase command means 4 as a current command section receives a command signal input from the instantaneous detection restart means (9).
電流指令信号として一定の例えば直流信号を出力id誉
“
する。すなわち、2相電流指令 、 iqsおよびそ
の位相角θについて
を出力する。上記電流指令はそれぞれd軸電流比較手段
勾とq軸電流比較手段(至)にて3相≠較手段(ホ)が
出力する2相電流ids 、 iqg とそれぞれ
比較され、出力された偏差信号(id” −i ds)
がd軸電流制御手段(至)に入力されてPI(比例・積
分)制御されて2相電圧指令のd軸成分マd2として、
また偏差信号(1q11−1q11 )がq軸電流制御
手段(至)に入力され、PI制御されて2相電圧指令の
q軸成分Nqsとして出力される。上記2相電圧指令v
d2 、vq′?: は誘導電動機(5)の1相当りの
1次抵抗の値をRs とすると。A constant, for example, DC signal is output as a current command signal. That is, a two-phase current command, iqs, and its phase angle θ are output. The above current commands are determined by the d-axis current comparison means gradient and the q-axis current comparison means, respectively In the means (to), the three phases are compared with the two-phase currents ids and iqg outputted by the comparison means (e), respectively, and the output deviation signal (id" - ids) is
is input to the d-axis current control means (to) and subjected to PI (proportional/integral) control as the d-axis component ma d2 of the two-phase voltage command.
Further, the deviation signal (1q11-1q11) is input to the q-axis current control means (to), subjected to PI control, and output as the q-axis component Nqs of the two-phase voltage command. The above two-phase voltage command v
d2, vq'? : If the value of the primary resistance per phase of the induction motor (5) is Rs.
で与えられる直流である。上記電流iu 、 iv 、
iwは次式
となるように制御される。上記2相電圧指令v d2
。is the direct current given by . The above currents iu, iv,
iw is controlled to satisfy the following equation. The above two-phase voltage command v d2
.
vqsは2相/3相電圧変換手段6υにより3相電圧指
令vu 、 vv 、 vwに変換され、出力切換手段
(至)を介してPWM回路■に入力され、PWM回路(
イ)はインバータ部(4)から誘導電動機(5)へ所望
の電流が出力されるように、上記インバータ部(4)へ
その出力電流を制御する信号を出力する。上記インバー
タ部(4)から出力される所望の電流とはにおいて(1
)式、すなわちid書= Ids 、 iq沓=0゜0
;0を代入して算出される。vqs is converted into three-phase voltage commands vu, vv, vw by the two-phase/three-phase voltage conversion means 6υ, and is inputted to the PWM circuit ■ via the output switching means (to).
A) outputs a signal to the inverter section (4) to control the output current so that a desired current is output from the inverter section (4) to the induction motor (5). The desired current output from the inverter section (4) is (1
) formula, i.e. id book = Ids, iq = 0゜0
; Calculated by substituting 0.
この電流がt光検出器(6)で検出され、3相/2相変
換手段(至)により2相電流ids、iqsに変換され
、それぞれd軸、q軸電流比較手段面、@に負帰環され
る。This current is detected by the t photodetector (6), converted into two-phase currents ids and iqs by the three-phase/two-phase conversion means (to), and negatively returns to the d-axis and q-axis current comparison means and @, respectively. It is surrounded.
上記ids 、 iqsは次式により算出される。The above ids and iqs are calculated by the following formula.
ところが、電流位相指令手段(財)から上記(11式で
示された直流の電流指令、すなわちid%’:=Ids
(一定)、+qa=0.θ=0を入力した場合において
、制御信号系における。(2)式で示された2相電圧指
令va2 、 v q2 、 +3)式で示されたイ
ンバータ部(4)の出力電流およびその検出値、その変
換された2相電流ids 、 iqs等には誘導電動機
(5)のフリーランに起因するリップル成分が重畳し、
上記(2)式で示されたyd’F= Rs ・Ida
、 vq”= Oや、(3)式で示されたiu 、 i
v 、 iw 等はその平均値を示すものである。However, from the current phase command means (goods), the DC current command shown in the above (Equation 11, i.e., id%':=Ids
(constant), +qa=0. In the control signal system when θ=0 is input. The two-phase voltage commands va2, vq2, +3) shown in equation (2), the output current of the inverter section (4) and its detected value, the converted two-phase currents ids, iqs, etc. Ripple components due to free run of the induction motor (5) are superimposed,
yd'F= Rs ・Ida shown in the above formula (2)
, vq"= O, iu, i shown in equation (3)
v, iw, etc. indicate their average values.
次に、誘導電動機(5)がフリーラン状態にある場合に
おいて、電流指令信号として直流の指令信号を出力した
場合において、電流負帰環方式の制御信号系にリップル
成分が重畳する理由について。Next, when the induction motor (5) is in a free running state and a DC command signal is output as the current command signal, the reason why a ripple component is superimposed on the control signal system of the current negative feedback system will be explained.
および上記制御信号系に属する2相電圧指令vdn。and a two-phase voltage command vdn belonging to the control signal system.
マq讐に対して重畳するリップル周波数とフリーラン回
転周波数について説明する。The ripple frequency and free run rotation frequency that are superimposed on the magnification will be explained.
a−q座標軸における誘導電動機(5)の状態方程式は
一般に次式で示される。The equation of state of the induction motor (5) in the a-q coordinate axes is generally expressed by the following equation.
(6)式において。In equation (6).
idr :誘導電動機のd軸2次電流
iqr :誘導電動機のq軸2次電流
pcdr:誘導電動機の回転角周波数(電り4角)Rs
:1相当りの1次抵抗
Rr:1相当りの2次抵抗
M :相互インダクタンス
L+s:1次自己インダクタンス
Lr:2次自己インダクタンス
σ :漏れ係数(σ= 1−M2/ L sL r )
P :微分演算子
である。上記(6)式を
pi=Ai+Bvs
ただし、 i = [:ids iqs idr i
qr]’vs = (vd+s vqa )τ
・・・(7)
と表現し、さらに
1s=ci
ただし、 i@= [tda iqa]”・・・(8
)
示したブロック図で表現される。idr: d-axis secondary current of the induction motor iqr: q-axis secondary current of the induction motor pcdr: rotational angular frequency (4 angles of current) of the induction motor Rs
:Primary resistance per unit Rr:Secondary resistance per unit M:Mutual inductance L+s:Primary self-inductance Lr:Secondary self-inductance σ:Leakage coefficient (σ=1-M2/LsLr)
P: Differential operator. The above equation (6) is converted to pi=Ai+Bvs, where i=[:ids iqs idr i
qr]'vs = (vd+s vqa)τ...(7), and further 1s=ci However, i@= [tda iqa]"...(8
) is expressed in the block diagram shown.
上記ブロック図において、d軸、q軸電流制御手段(至
)、(至)はPI(比例積分)制御するものであるから
、その伝達関数G c (s)はとした。ただし、 K
pは比例ゲイン、Tは積分時間を示す。In the above block diagram, since the d-axis and q-axis current control means (to) and (to) perform PI (proportional-integral) control, their transfer function G c (s) is set as follows. However, K
p represents the proportional gain, and T represents the integration time.
上記ブロック図のPI制御部、すなわちd軸。The PI control section in the above block diagram, that is, the d axis.
q軸電流制御手段(ハ)、(7)の積分出力をV工=〔
マd工vq工〕7
とおけば1図の閉ループ系の状態方程式は次式で示され
る。The integral output of the q-axis current control means (c) and (7) is expressed as V = [
[Mad engineering vq engineering] 7 Then, the equation of state of the closed loop system in Figure 1 is expressed by the following equation.
と表現し、電流指令をI誉= (i/’ iq”)”
とすると制御信号系、すなわち?!流制御系は第3図
に−1
fII式の固有値、すなわち閉ループ極は6個存在する
が、そのうちの誘導電動機(5)のフリーラン周波数F
に近い固有周波数をもつ極、すなわち代表特性根がはソ
虚軸上に存在し、これが制御信号系の振動を発生し9例
えば2相電圧指令vd2.マq讐にリップルを重畳させ
る。なお、誘導電動機(5)の回転角周波数pωrよシ
、そのフリーラン周波数Fpωr
はF=−にて求められる。Expressing the current command as I = (i/'iq")"
Then, the control signal system, ie? ! The flow control system is shown in Figure 3. There are six eigenvalues of the -1 fII equation, that is, six closed loop poles, and the free run frequency F of the induction motor (5) is
A pole with a natural frequency close to , that is, a representative characteristic root exists on the imaginary axis, and this generates vibration in the control signal system.9For example, the two-phase voltage command vd2. Superimpose Ripple on the enemy. In addition, the rotational angular frequency pωr of the induction motor (5) and its free run frequency Fpωr are determined by F=-.
2π
上記代表特性根は01式に誘導電動機(5)の定数(R
s、Rr、M、Ls、Lr)誘導電動機(5)のフリー
ラン周波数Fの設定値、電流制御回路w、 C31)の
比例ゲインKp 、積分時間Tを与えれば数値計算によ
シ求まシ、さらに代表特性根の固有角周波数ωnが計算
で求まる、このωnが上記vci2 、 vq2に重畳
するリップルの角周波数であシ、リップルの周波数fn
=−は一般に誘導電動機(5)のフリ1C
−うン周波数Fよシ若干小さく、かつ、上記誘導電動機
(5)の定数等によりそれぞれ異なる。しかし。2π The above representative characteristic root is expressed in equation 01 as the constant (R
s, Rr, M, Ls, Lr) The set value of the free run frequency F of the induction motor (5), the proportional gain Kp of the current control circuit w, C31), and the integral time T, the system can be found by numerical calculation. , Furthermore, the natural angular frequency ωn of the representative characteristic root is calculated. This ωn is the angular frequency of the ripple superimposed on the above vci2 and vq2, and the ripple frequency fn
=- is generally slightly smaller than the frequency F of the induction motor (5), and differs depending on the constants of the induction motor (5), etc. but.
上記フリーラン周波数Fとリップル周波数fn との
間には比例関係があるので、この両者間の比を比例定数
rとして予め求めておけば、上記vdn。Since there is a proportional relationship between the free run frequency F and the ripple frequency fn, if the ratio between the two is determined in advance as the proportionality constant r, the above vdn.
vqaに重畳するリップル周波数fnを求めて上記比例
定数rを乗算することによシ、フリーラン周波数Fが容
易に演算できる。By finding the ripple frequency fn superimposed on vqa and multiplying it by the proportionality constant r, the free run frequency F can be easily calculated.
第4図および第5図は電圧指令vd”、 vq”に重
畳するリップル成分から誘導電動機(5)のフリーラン
周波数Fおよび回転方向を求める方法を実機を用いて実
験した結果に関するものであシ、第4図は正方向回転の
場合、第5図は逆回転の場合を示す。Figures 4 and 5 show the results of an experiment using an actual machine to determine the free run frequency F and rotation direction of the induction motor (5) from the ripple components superimposed on the voltage commands vd'' and vq''. , FIG. 4 shows the case of forward rotation, and FIG. 5 shows the case of reverse rotation.
実験に用いた実機は三菱5F−JR型17Kw 4極3
相誘導電動機(定格入力電圧200V) であり、残
留電圧零、1800rpmでフリーラン中の上記誘導電
動機に直流の電流指令として
id譬=taiA(定格励磁電流) * ’q譬=0
゜0二〇
を与えて電流制御を行ない、電圧指令vd替、vq譬等
を求めたものである。The actual machine used in the experiment is Mitsubishi 5F-JR type 17Kw 4-pole 3
It is a phase induction motor (rated input voltage 200V), and the above induction motor is free-running at 1800 rpm with zero residual voltage. As a DC current command, id = taiA (rated excitation current) * 'q = 0
Current control is performed by giving 020, and voltage commands such as vd and vq are determined.
ただし上記実験においてはフリーラン再投入を模擬し、
フリーラン状態検出を開始し、その10m5後に電流指
令の位相角θを0から1800に反転させてインバータ
部(4)の出力電流の極性を反転させた。この結果とし
て、電圧指令マd、vq2に重畳するリップル成分の振
巾が大巾に増大し、それ等の波高値は上記vd!1の平
均値Rs−Ids=o、433(g)xtaff囚−、
16(v) にはy等しい。However, in the above experiment, we simulated free run re-injection,
Free run state detection was started, and 10 m5 later, the phase angle θ of the current command was reversed from 0 to 1800, and the polarity of the output current of the inverter section (4) was reversed. As a result, the amplitude of the ripple components superimposed on the voltage commands Md and VQ2 increases greatly, and the peak values of these ripple components increase to the above Vd! Average value of 1 Rs-Ids=o, 433(g)xtaff prisoner-,
16(v) is equal to y.
上記はフリーラン周波数t800rpm での実験例
であるが、150 rpm(5Hz)においても、リッ
プル成分の波高値として2〜3vが得られることが確認
された。Although the above is an experimental example at a free run frequency of t800 rpm, it was confirmed that even at 150 rpm (5 Hz), a ripple component peak value of 2 to 3 V was obtained.
また、第4図および第5図において、vdRについては
その平均[Rs・Ids、を差引いて表示され。In addition, in FIGS. 4 and 5, vdR is displayed by subtracting its average [Rs·Ids.
そのリップル成分がvqsのリップル成分と容易に比較
できるように表示している。なお、第4図および第5図
において、 vq譬、 vd2の波形と1点鎖線A−
にとの交点を比較するに、第4図に示した誘導電動機(
5)が正回転の場合にはvd%’のリップル成分がvq
sのリップル成分の位相よシ90°進んでおり、逆に第
5図に示した逆回転の場合には上記位相より90°遅れ
ておシ、もしくは2706進んでおシ、この位相差を検
出して誘導電動機の回転方向を判別できる。The ripple component is displayed so that it can be easily compared with the ripple component of vqs. In addition, in FIGS. 4 and 5, the waveforms of vq and vd2 and the dashed line A-
Comparing the intersection with the induction motor shown in Figure 4 (
5) When rotation is positive, the ripple component of vd%' is vq
It is 90° ahead of the phase of the ripple component of s, and conversely, in the case of reverse rotation as shown in Figure 5, the phase is delayed by 90° or 2706 times ahead of the above phase, and this phase difference is detected. The direction of rotation of the induction motor can be determined by
なお、インバータ部(4)の出力電流、すなわちフリー
ラン状態の誘導電動機(5)への入力電流の極性をその
通電途中で反転させることによシ9重畳するリップル成
分の波高値が増大する理由は不安定な制御信号系が急峻
な電流変化を伴う外乱を受けることによる。The reason why the peak value of the superimposed ripple component increases by reversing the polarity of the output current of the inverter section (4), that is, the input current to the induction motor (5) in the free-running state during the current flow. This is due to the unstable control signal system being subjected to disturbances accompanied by steep current changes.
次に2相電圧指令vd2. vq”に重畳するリップル
周波数より誘導電動機(5)のフリーラン周波数Fおよ
び回転方向の具体的検出方法について述べる。Next, two-phase voltage command vd2. A specific method for detecting the free run frequency F and rotational direction of the induction motor (5) from the ripple frequency superimposed on "vq" will be described.
上記マd%、マq譬に重畳するリップル周波数fnはa
1式で示された状態方程式の代表特性機の固有周波数で
あるからvd2 、 VQ’:の両者共、同一周波数f
nであシ、いずれから検出しても良い。しかし電流指令
として(11式に示すごと< 、 fd” = fd
”(一定)、 1qs=oを与えた場合には(2)式
に示すごとく、上記vqsの平均値は零であり、交流リ
ップルだけであるから、リップル周波数fnが求め易い
。それゆえに、第2図に示したフリーラン状態検出部C
3りにおけるリップル周波数検出回路(32a)に対し
て、上記vd”を入力し、第6図に示すようにそのゼロ
クロス点間の時間をリップルの1/2周期として求め、
リップル周波数fn を逆算して求める。次にフリーラ
ン周波数演算回路(32b )にて、上記fnに予め入
力されている比例定数r(=ωn/ωr)を乗算して、
誘導電動機(5)のフリーラン周波数Fを求める。The ripple frequency fn superimposed on the above ma d% and maq parable is a
Since it is the natural frequency of the representative characteristic machine of the state equation shown in equation 1, both vd2 and VQ': have the same frequency f
It may be detected from either n or n. However, as a current command (as shown in equation 11 < , fd" = fd
” (constant), when 1qs=o is given, as shown in equation (2), the average value of the above vqs is zero and there is only AC ripple, so it is easy to find the ripple frequency fn.Therefore, the ripple frequency fn is easy to find. Free run state detection section C shown in Figure 2
The above-mentioned vd'' is input to the ripple frequency detection circuit (32a) in 3, and as shown in FIG. 6, the time between the zero crossing points is determined as 1/2 period of the ripple.
Find the ripple frequency fn by calculating backwards. Next, in the free run frequency calculation circuit (32b), the above fn is multiplied by the proportionality constant r (=ωn/ωr) inputted in advance.
Find the free run frequency F of the induction motor (5).
d誉 ゞ
さらに、2相電圧指令ve vq’に重畳するリップ
ルの位相差は第5図に示すように誘導電動機(5)の回
転方向により異なシ。Further, as shown in FIG. 5, the phase difference of the ripples superimposed on the two-phase voltage command ve vq' varies depending on the rotation direction of the induction motor (5).
正回転時・・・マd2がv貼に対して90’進み位相逆
回転時・・°マnがv貼に対して90°遅れ位相となる
ので1位相比較回路(52c)にて、上記マd2および
vq’を入力し、マq誉と(vd2−Rs1d2)とを
比較してその偏差を求め1回転方向判別回路(S2a)
にて、 vqsが負から正に転するときにおいて
vd’: −Rs fd2 ) 0 ならば正回転
vd脣−Rsids(0ならば逆回転
と判別する。なお、上記においてRgfdRはvd替の
平均値であり(マd” −Ra i 者)はvd誉から
抽出したリップル成分を示す。During forward rotation...the phase of the magnet d2 is 90' ahead of the v tape.When rotating in the opposite direction...the phase of the magnet n is 90 degrees behind the v tape, so the 1st phase comparator circuit (52c) calculates the above Inputs ma d2 and vq', compares ma q honor and (vd2-Rs1d2), finds the deviation, and 1 rotation direction discrimination circuit (S2a)
When vqs changes from negative to positive, vd': -Rs fd2) If 0, it is determined as forward rotation vd 脣 -Rsids (If 0, it is determined as reverse rotation. In addition, in the above, RgfdR is the average value of vd change. (Mad''-Ra i person) indicates the ripple component extracted from vd Homare.
上記実施例では誘導電動機(5)のフリーラン周波数F
および回転方向を検出する場合において、インバータ外
部(4)の3相出力電流を検出して直交する2相座標軸
系の電流id@、 iqsに変換し、1を流位相指令手
段Q4が出力する2相電流指令i諜。In the above embodiment, the free run frequency F of the induction motor (5)
In the case of detecting the rotation direction, the three-phase output current from the outside of the inverter (4) is detected and converted into the current id@, iqs of the orthogonal two-phase coordinate axis system, and 1 is output by the flow phase command means Q4. Phase current command i intelligence.
iqsとのそれぞれの偏差(fd替−1da)、(iq
譬−1qa)を求め、これらの信号をPI(比例積分)
制御して2相電圧指令マd%、vq%を求め、さらに3
相電圧指令に変換して、インバータ部(4)から誘導電
動機(5)へ所望の電流が出力されるように制御する制
御信号系を備えたが、必ずしも、2相座標系でpx制御
等の電流制御を実施する必要はなく3相の電流指令を与
え、3相座標のままで電流制御を行なっても同様な効果
が得られる。The respective deviations from iqs (fd change - 1da), (iq
Parable -1qa) and convert these signals into PI (proportional integral)
control to obtain the two-phase voltage command mad% and vq%, and further
Although the control signal system converts it into a phase voltage command and controls it so that the desired current is output from the inverter section (4) to the induction motor (5), it is not necessarily necessary to perform px control etc. in a two-phase coordinate system. It is not necessary to carry out current control, and the same effect can be obtained even if three-phase current commands are given and current control is carried out using the three-phase coordinates.
また6上記実施例では電流制御としてPI制御の例を示
したがP(比例)制御、PID (比例積分、微分)制
御、またはそれ以外の制御を行なっても同様な効果が得
られる。Further, in the above embodiment, an example of PI control was shown as the current control, but similar effects can be obtained by performing P (proportional) control, PID (proportional integral, differential) control, or other control.
さらに、上記実施例では電圧指令vd2. vqRに重
畳するリップル成分を抽出し、このリップル周波数fn
、および2相間の位相差からフリーラン周波数Fと回
転方向を検出したが、上記リップル成分の抽出は電圧指
令vdR、vq”に限定されるものではなく、上記制御
信号系の信号であれば、いずれの信号を用いても良く0
例えばインバータ部(4)の出力電流の検出値やこれ等
の電流を変換して得られた2相電流ida 、 iqs
に重畳されたリップル成分を抽出しても効果が得られる
。Furthermore, in the above embodiment, the voltage command vd2. Extract the ripple component superimposed on vqR, and calculate this ripple frequency fn
, and the free run frequency F and the rotation direction from the phase difference between the two phases.However, the extraction of the ripple component is not limited to the voltage commands vdR, vq'', and as long as it is a signal of the control signal system, Any signal may be used.
For example, the detected value of the output current of the inverter section (4) or the two-phase currents ida and iqs obtained by converting these currents.
The effect can also be obtained by extracting the ripple component superimposed on the
まえ、上記実施例における第4図および第5図に示した
実機による実験において、誘導電動機(5)のフリーラ
ン状態におけるインバータ(4)の出力電流の極性を通
電の途中で反転させることにより。First, in the experiment using the actual machine shown in FIGS. 4 and 5 in the above embodiment, the polarity of the output current of the inverter (4) was reversed during the energization when the induction motor (5) was in a free running state.
制御信号系に重畳するリップルの成分の振巾の増大を図
ったが、極性を反転させなくとも、上記インバータ部(
4)の出力電流を急峻に変化させても。Although we attempted to increase the amplitude of the ripple component superimposed on the control signal system, the inverter section (
4) Even if the output current is changed rapidly.
リップル成分の振巾を増大させ、リップル周波数の検出
を容易にする効果がある。This has the effect of increasing the amplitude of the ripple component and making it easier to detect the ripple frequency.
なお、上記実施例では制御信号系の主要部を構成するフ
リーラン状態検出部(10A)をインバータ部(4)へ
制御信号を出力する制御回路部(1駄)の主要部と共に
、CPUメモリ、入出力インターフェイス等からなるコ
ンピュータのプログラム上に構築したソフトウェア構成
としたので、上記フリーラン状態検出部(10A)を付
加することによるインバータ装置の物理的寸法の増大を
防止したが、上記フリーラン状態検出部(IQA)を制
御回路部(13A)と共にハードウェア構成とした場合
においても。In the above embodiment, the free-run state detection section (10A) constituting the main part of the control signal system is connected to the CPU memory, along with the main part of the control circuit section (1) that outputs the control signal to the inverter section (4). Since the software configuration was built on a computer program consisting of input/output interfaces, etc., an increase in the physical dimensions of the inverter device due to the addition of the above-mentioned free-run state detection section (10A) was prevented. Even when the detection section (IQA) is configured as a hardware together with the control circuit section (13A).
残留電圧が検出できない程に小さな、または全く発生し
ない誘導電動機(5)のフリーラン状態を検出できる効
果がある。This has the effect of detecting a free running state of the induction motor (5) in which the residual voltage is too small to be detected or does not occur at all.
なお、電流指令信号として直流の例で説明したが、これ
はリップル成分の抽出が可能ならばよいのであって、直
流以外の信号でも可能である。Although the explanation has been given using an example of direct current as the current command signal, it is only necessary that ripple components can be extracted, and signals other than direct current may also be used.
例えば、フリーラン状態の周波数よりも充分に長い時間
の間はぼ一定値の指令信号出力する低い周波数の信号や
断続的な信号でも良いことは上記実施例の説明からも明
らかである。For example, it is clear from the description of the above embodiments that a low frequency signal or an intermittent signal that outputs a command signal of a substantially constant value for a sufficiently longer period of time than the frequency of the free run state may be used.
以上のように、この発明によれば誘導電動機がフリーラ
ン状態にある場合において、電流指令部からほぼ一定の
例えば直流の電流指令信号を与え。As described above, according to the present invention, when the induction motor is in a free running state, a substantially constant current command signal of, for example, DC is applied from the current command section.
制御信号系に発生するリップル成分を抽出し、上記誘導
電動機の回転状態を検出するようにしたので、上記誘導
電動機の残留電圧を検出することなく、そのフリーラン
状態を検出できる方法が得られる効果がある。Since the ripple component generated in the control signal system is extracted and the rotational state of the induction motor is detected, a method that can detect the free running state of the induction motor without detecting the residual voltage of the induction motor can be obtained. There is.
第1図はこの発明の一実施例を実現するためのインバー
タ装置のブロック図、第2図はこの発明のフリ−ラン周
波数0回転方向検出手段のブロック図、第3図はこの発
明の誘導電動機の制御信号系としての電流制御系を示す
ブロック図、第4図はこの発明の誘導電動機が正方向に
180Orpmでフリーラン中における電圧指令マd%
、マq讐に重畳するリップル波形を示す図、第5図は誘
導電動機が逆方向にフリーラン中における第4図に対応
する図、第6図はこの発明の誘導電動機が正回転時にお
ける電圧指令vd2 、 vq?の位相関係と、上記v
q替からリップルの周期Tを求める説明図、第7図は従
来のインバータ装置のブロック図である。
図において、(1)は商用電源、(2)は整流回路、(
3)は平滑コンデンサ、(4)はインバータ部、(5)
は誘導電動機、(6)は電流検出器、(8)は電圧検出
器、(9)は瞬停検出再始動手段、 (IOA)はフ
リーラン状態検出部、(1狐)は制御回路部、 ・Mは
電流指令部としての電流位相指令手段、(ハ)は関数発
生手段、(1)は3相/2相変換手段、@はd軸電流比
較手段、@はq軸電流比較手段、翰はd軸電流制御手段
、(7)はq軸電流制御手段、0υは2相/3相変換手
段。
(至)はフリ−ラン周波数9回転方向検出手段、(至)
は出力切換手段を示す。
なお1図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
第4図
第5図
N=−1800ヒPりLFIG. 1 is a block diagram of an inverter device for realizing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of free-run frequency 0 rotation direction detection means of the present invention, and FIG. 3 is an induction motor of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing a current control system as a control signal system of the present invention.
, Fig. 5 is a drawing corresponding to Fig. 4 when the induction motor is free-running in the reverse direction, and Fig. 6 shows the voltage when the induction motor of this invention rotates in the forward direction. Command vd2, vq? and the above v
FIG. 7, which is an explanatory diagram for determining the ripple period T from the q change, is a block diagram of a conventional inverter device. In the figure, (1) is a commercial power supply, (2) is a rectifier circuit, (
3) is the smoothing capacitor, (4) is the inverter section, (5)
is an induction motor, (6) is a current detector, (8) is a voltage detector, (9) is an instantaneous power failure detection restart means, (IOA) is a coast-to-coast state detection unit, (1) is a control circuit unit,・M is current phase command means as a current command section, (C) is function generation means, (1) is 3-phase/2-phase conversion means, @ is d-axis current comparison means, @ is q-axis current comparison means, Kan (7) is the d-axis current control means, (7) is the q-axis current control means, and 0υ is the 2-phase/3-phase conversion means. (To) is a free-run frequency 9 rotation direction detection means, (To)
indicates the output switching means. In addition, in FIG. 1, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. Figure 4 Figure 5 N = -1800hiP L
Claims (1)
信号を出力する電流指令部と、上記電流指令部から出力
された電流指令信号と上記インバータ部の出力電流の検
出値である検出信号との偏差信号に基づいて上記インバ
ータ部の出力電流を制御する制御信号系とを備え、上記
誘導電動機がフリーラン状態にある場合において、上記
電流指令部から電流指令信号としてほぼ一定の指令信号
を出力し、このとき上記制御信号系に発生するリップル
成分を抽出し、上記フリーラン状態にある上記誘導電動
機の回転状態を求めることを特徴とする誘導電動機のフ
リーラン状態検出方法。An inverter section that outputs current to the induction motor, a current command section that outputs a current command signal, and a deviation between the current command signal output from the current command section and the detection signal that is the detected value of the output current of the inverter section. a control signal system that controls the output current of the inverter section based on the signal, and outputs a substantially constant command signal as a current command signal from the current command section when the induction motor is in a free run state; A method for detecting a free run state of an induction motor, characterized in that a ripple component generated in the control signal system at this time is extracted, and a rotational state of the induction motor in the free run state is determined.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1136346A JPH0824438B2 (en) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | Induction motor free-run state detection method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1136346A JPH0824438B2 (en) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | Induction motor free-run state detection method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH033694A true JPH033694A (en) | 1991-01-09 |
| JPH0824438B2 JPH0824438B2 (en) | 1996-03-06 |
Family
ID=15173048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1136346A Expired - Lifetime JPH0824438B2 (en) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | Induction motor free-run state detection method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0824438B2 (en) |
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-
1989
- 1989-05-30 JP JP1136346A patent/JPH0824438B2/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0824438B2 (en) | 1996-03-06 |
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