JPH0570089A - Control device for induction motor - Google Patents
Control device for induction motorInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、荷重を有する荷物を巻
上げするためのインバータクレーン等に備えられた誘導
電動機の回転駆動を制御する誘導電動機用制御装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an induction motor control device for controlling rotational drive of an induction motor provided in an inverter crane or the like for hoisting a load having a load.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、誘導電動機用制御装置において誘
導電動機に加えられる負荷を検出する場合、荷重計器や
負荷電流計測器等を用いて、これらの各計器により、負
荷検出を行っていた。例えば、誘導電動機用制御装置と
しては、特開平２−１３５８６号公報に開示された交流
エレベータの異常検出装置が挙げられる。この異常検出
装置は、誘導電動機の滑り回転量に基づいて荷重負荷の
異常を検出できるようにしたものである。ここでは、予
め所定負荷時の籠運転中の滑り周波数指令信号を保持回
路に記憶し、その滑り周波数指令信号を荷重が加えられ
た使用状態の籠運転時の異常判定用の所定値を決定する
値として制御部に設定することにより、制御部で荷重負
荷の異常を検出するものである。2. Description of the Related Art Conventionally, when detecting a load applied to an induction motor in an induction motor control device, a load meter, a load current meter, or the like is used to detect the load by each of these meters. For example, as an induction motor control device, an abnormality detection device for an AC elevator disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H2-135886 can be cited. This abnormality detection device is capable of detecting an abnormality in the load based on the amount of slip rotation of the induction motor. Here, a slip frequency command signal during basket operation under a predetermined load is stored in a holding circuit in advance, and the slip frequency command signal is used to determine a predetermined value for abnormality determination during basket operation in a usage state in which a load is applied. By setting the value as a value in the control unit, the control unit detects an abnormal load load.
【０００３】又、インバータを備えた誘導電動機の回転
駆動を制御する誘導電動機用制御装置の例としては、特
開平２−２６２８９３号公報に開示されたモータ駆動用
インバータの失速防止装置が挙げられる。この失速防止
装置は、誘導電動機（誘導モータ）に速度検知手段を設
け、誘導モータの回転速度を検知する検知信号に基づい
て、誘導制御部により誘導モータの滑り回転量を計算す
る。この誘導制御部は、滑り回転量の計算結果に基づい
て検知信号が所定の滑り回転量に対応する所定の失速レ
ベルを上回ったとき、インバータに制御信号を与えるこ
とで、インバータの失速を防止するものである。このと
き、誘導電動機の回転駆動は、インバータによる出力電
圧及び周波数に伴って減速又は停止される。An example of an induction motor control device for controlling the rotational drive of an induction motor equipped with an inverter is a motor drive inverter stall prevention device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-262893. In this stall prevention device, the induction motor (induction motor) is provided with speed detection means, and the induction controller calculates a slip rotation amount of the induction motor based on a detection signal for detecting the rotation speed of the induction motor. The guidance control unit prevents the stall of the inverter by giving a control signal to the inverter when the detection signal exceeds a predetermined stall level corresponding to the predetermined slip rotation amount based on the calculation result of the slip rotation amount. It is a thing. At this time, the rotational drive of the induction motor is decelerated or stopped according to the output voltage and frequency of the inverter.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しなしながら、従来の
誘導電動機用制御装置において、荷重計器を用いて荷重
負荷を検出する場合、誘導電動機用制御装置自体のスペ
ースが制約され、更に取付場所を要し、全体的にかなり
のスペースを占めてしまうという問題がある。又、装置
全体がコスト高になってしまう。However, in the conventional induction motor control device, when the load is detected by using the load meter, the space of the induction motor control device itself is restricted, and the mounting location is further increased. However, there is a problem that it occupies a considerable space as a whole. In addition, the cost of the entire device increases.
【０００５】一方、負荷電流計測器を用いた場合は、例
えば誘導電動機に荷重を加えた場合の負荷、加えない場
合の負荷、及び荷重の滑り移動の安定状態や不安定状態
等に対応する負荷信号に対する演算判定処理が複雑にな
り、一義的に負荷検出を行い得ないという問題がある。
更に、ここでの負荷検出は、解析可能な一定の条件を整
えていなければ検出精度が不安定になり易い。On the other hand, when the load current measuring device is used, for example, the load when the load is applied to the induction motor, the load when the load is not applied, and the load corresponding to the stable or unstable state of the sliding movement of the load. There is a problem that the calculation determination process for the signal becomes complicated and the load cannot be uniquely detected.
Furthermore, in the load detection here, the detection accuracy tends to be unstable unless a certain condition that can be analyzed is prepared.
【０００６】加えて、上述した特開平２−１３５８６号
公報に開示された交流エレベータの異常検出装置におけ
る制御部を応用すると、重量許容範囲内での任意な荷重
の負荷検出を直接的に行い得るものではないので、誘導
電動機に対する負荷異常が検出されるだけとなる。従っ
て、この制御部を応用しても負荷異常時の誘導電動機の
回転駆動に際して適切な制御を行い得ないという難点が
ある。In addition, by applying the control unit in the abnormality detecting device for the AC elevator disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 13586/1990, it is possible to directly detect the load of an arbitrary load within the weight allowable range. Since this is not the case, only an abnormal load on the induction motor is detected. Therefore, even if this control unit is applied, there is a drawback that proper control cannot be performed when the induction motor is rotationally driven when the load is abnormal.
【０００７】更に、特開平２−２６２８９３号公報に開
示された失速防止装置における誘導制御部を応用する
と、誘導モータの回転速度からその滑り回転量を計算
し、かかる滑り回転量に基づいてインバータを制御して
いるので、インバータの失速防止に対しては確実な動作
が得られる。しかし、この誘導制御部の場合も、誘導電
動機に係る荷重負荷を直接的に検出していないので、負
荷異常時の誘導電動機の回転駆動に際して適切な制御を
行い得ないという弱点がある。Further, when the induction control unit in the stall prevention device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-262893 is applied, the slip rotation amount is calculated from the rotation speed of the induction motor, and the inverter is calculated based on the slip rotation amount. Since it is controlled, a reliable operation can be obtained for preventing the stall of the inverter. However, even in the case of this induction control unit, since the load applied to the induction motor is not directly detected, there is a weakness that proper control cannot be performed when the induction motor is rotationally driven when the load is abnormal.
【０００８】そこで、本発明の技術的課題は、上述した
欠点を鑑み、滑り移動の安定した条件下で正確に荷重の
負荷検出を行い、誘導電動機の回転駆動を適確に制御し
得る誘導電動機用制御装置を提供することにある。In view of the above-mentioned drawbacks, the technical problem of the present invention is to provide an induction motor capable of accurately detecting the load of the load under the condition of stable sliding movement and accurately controlling the rotational drive of the induction motor. To provide a control device for use.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、誘導電
動機の回転駆動を制御する制御信号を生成する誘導制御
部を有する誘導電動機用制御装置において、誘導電動機
の現行の実測回転数を検出する回転数検出部と、予め定
められた負荷が加えられた誘導電動機基準回転数を設定
する基準回転数設定手段と、誘導電動機の同期回転数を
設定する同期回転数設定手段と、実測回転数，基準回転
数及び基底周波数時の同期回転数に基づいて誘導電動機
に加えられた現行の負荷値を演算して負荷演算値として
出力する負荷演算部とを備え、誘導制御部は、負荷演算
値に基づいて制御信号を生成する誘導電動機用制御装置
が得られる。又、このような誘導電動機用制御装置にお
いて、基底周波数を出力するインバータと、このインバ
ータにより基底周波数が出力されるのを確認する判定手
段とを備え、負荷演算部は、誘導電動機に関する滑り移
動が安定するまでの所定時間経過後に、実測回転数，基
準回転数及び同期回転数に基づいて負荷演算値を負荷比
率として算出するようにすれば良い。更に、制御信号を
受けて誘導電動機を駆動するための出力電圧を出力する
インバータに対し、誘導制御部は、出力電圧及び周波数
が予め定められた定格電圧及び周波数に一致したときに
加速完了信号を負荷演算部に出力する速度指令発生部を
有し、負荷演算部は、加速完了信号を受けた後、負荷演
算値を演算して負荷信号として出力する誘導電動機用制
御装置も得られる。この誘導電動機用制御装置はインバ
ータクレーンに備えれば良いものである。According to the present invention, in an induction motor control device having an induction control unit for generating a control signal for controlling the rotational drive of an induction motor, the current measured rotational speed of the induction motor is detected. Rotational speed detection unit, reference rotational speed setting means for setting a reference rotational speed of the induction motor to which a predetermined load is applied, synchronous rotational speed setting means for setting the synchronous rotational speed of the induction motor, and actual measured rotational speed A load calculation unit that calculates the current load value applied to the induction motor based on the reference rotation speed and the synchronous rotation speed at the base frequency and outputs the calculated load value as the load calculation value. A control device for an induction motor that generates a control signal based on is obtained. In addition, in such an induction motor control device, an inverter that outputs a base frequency and a determination unit that confirms that the base frequency is output by this inverter are provided, and the load calculation unit is configured to detect a slip movement related to the induction motor. After a lapse of a predetermined time until it stabilizes, the load calculation value may be calculated as a load ratio based on the measured rotation speed, the reference rotation speed, and the synchronous rotation speed. Further, for the inverter that receives the control signal and outputs the output voltage for driving the induction motor, the induction control unit outputs the acceleration completion signal when the output voltage and the frequency match the predetermined rated voltage and frequency. There is also provided an induction motor control device that has a speed command generation unit that outputs the load calculation unit, and the load calculation unit receives the acceleration completion signal and then calculates the load calculation value and outputs it as the load signal. This induction motor control device may be provided in an inverter crane.
【００１０】[0010]
【作用】本発明の誘導電動機用制御装置は、誘導電動機
に荷重が加えられたときの荷重負荷を算出し、その負荷
値の検出結果に応じて誘導電動機の回転駆動を適確に制
御するようにしたものである。この為、誘導電動機用制
御装置は、荷重負荷による誘導電動機の実測回転数を検
出するための回転数検出部と、予め定められた負荷が加
えられた状態の誘導電動機の基準回転数と誘導電動機の
基底周波数時の同期回転数とをそれぞれ設定する基準回
転数設定手段及び同期回転数設定手段と、これら実測回
転数，基準回転数及び同期回転数に基づいて誘導電動機
の現行の負荷値を演算して負荷演算値として出力する負
荷演算部とを備えている。具体的に云えば、負荷演算部
は、回転数検出部からの実測回転数に対応する実測回転
量を算出する一方、基準回転数と同期回転数とにそれぞ
れ対応する基準回転量と同期回転量とを算出し、これら
実測回転量，基準回転量及び同期回転量に基づいて、誘
導電動機の滑り移動が安定するまでの所定時間経過後に
荷重の負荷演算値としての負荷比率を算出し、該負荷比
率を表わす負荷信号を出力する。一方、誘導電動機用制
御装置が備える誘導制御部は、誘導電動機に与える出力
電圧及び周波数が予め定められた定格電圧及び周波数に
一致したときに、負荷演算部に加速完了信号を出力する
速度指令発生部を備えている。これにより、本発明の誘
導電動機用制御装置は、誘導電動機の滑り移動が安定す
る状態で負荷演算部により負荷比率の算出を行って負荷
信号を出力し、速度指令発生部によって負荷信号に応じ
た制御信号を発生することで、誘導電動機の回転駆動を
適宜制御するので、正確に荷重の負荷検出を行い得る。The control device for an induction motor of the present invention calculates the load load when a load is applied to the induction motor, and appropriately controls the rotational drive of the induction motor according to the detection result of the load value. It is the one. For this reason, the induction motor control device includes a rotation speed detection unit for detecting an actually measured rotation speed of the induction motor due to a load load, a reference rotation speed of the induction motor in a state in which a predetermined load is applied, and the induction motor. Reference speed setting means and synchronous speed setting means for respectively setting the synchronous speed at the base frequency of, and the current load value of the induction motor is calculated based on these measured speed, reference speed and synchronous speed. And a load calculation unit that outputs the calculated load value. Specifically, the load calculation unit calculates the measured rotation amount corresponding to the measured rotation number from the rotation number detection unit, while the reference rotation amount and the synchronous rotation amount corresponding to the reference rotation number and the synchronous rotation number, respectively. Based on these measured rotation amount, reference rotation amount and synchronous rotation amount, a load ratio as a load calculation value of the load is calculated after a lapse of a predetermined time until the sliding movement of the induction motor is stabilized. A load signal representing the ratio is output. On the other hand, the induction control unit included in the induction motor control device generates a speed command that outputs an acceleration completion signal to the load calculation unit when the output voltage and frequency applied to the induction motor match the predetermined rated voltage and frequency. It has a section. As a result, the induction motor control device of the present invention calculates the load ratio by the load calculation unit and outputs the load signal in a state where the sliding movement of the induction motor is stable, and the speed command generation unit responds to the load signal. Since the rotation drive of the induction motor is appropriately controlled by generating the control signal, the load can be accurately detected.
【００１１】[0011]
【実施例】以下に実施例を挙げ、本発明の誘導電動機用
制御装置の詳細について、図面を参照して説明する。図
１は、本発明の誘導電動機用制御装置を含むインバータ
クレーンの基本構成をブロック図により示したものであ
る。The details of the induction motor control device of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of an inverter crane including the induction motor control device of the present invention.
【００１２】インバータクレーンは、図示の如く、荷重
を有する荷物等を吊し上げる巻上げ部１２より、荷重が
加えられる誘導電動機２を備えた巻上げ装置１１と、電
源部１３より電源供給を受け、誘導電動機２に出力電圧
及び該出力電圧を出力させるための周波数を可変的に与
えて、この誘導電動機２を回転駆動するインバータ１
と、誘導電動機２の現行の実測回転数を検出するため
に、パルス信号を周期的に発生するパルス発生器３と、
予め定められた負荷が加えられた状態の誘導電動機２の
基準回転数を設定する基準回転数設定手段及び、誘導電
動機２の基底周波数時の同期回転数を設定する同期回転
数設定手段（何れも図示せず）を備えると共に、操作機
７より操作指令信号を入力し、インバータ１に対して出
力電圧及び周波数を制御するための制御信号を発生する
誘導電動機用制御装置１０とを備えている。As shown in the figure, the inverter crane receives a power from a hoisting unit 11 having an induction motor 2 to which a load is applied from a hoisting unit 12 for hoisting a load or the like, and a power supply unit 13 to receive the induction motor. An inverter 1 for rotatably driving the induction motor 2 by variably giving an output voltage and a frequency for outputting the output voltage to the inverter 2.
And a pulse generator 3 that periodically generates a pulse signal in order to detect the current measured rotation speed of the induction motor 2.
Reference rotation speed setting means for setting a reference rotation speed of the induction motor 2 in a state in which a predetermined load is applied, and synchronous rotation speed setting means for setting a synchronization rotation speed of the induction motor 2 at the base frequency (both are (Not shown), and an induction motor control device 10 for inputting an operation command signal from the operating device 7 and generating a control signal for controlling the output voltage and frequency to the inverter 1.
【００１３】又、誘導電動機用制御装置１０は、図示の
如く、パルス発生器３からのパルス信号に含まれるパル
スをカウントするための回転数検出部としてのパルスカ
ウンタ４と、誘導電動機２の基準回転数と同期回転数に
それぞれ対応する基準回転量と同期回転量とを算出する
と共に、パルスカウンタ４より検出信号として検出され
る荷重負荷が加えられた状態の誘導電動機２の現行の実
測回転数に対応する実測回転量を算出した後、かかる基
準回転量，同期回転量，及び実測回転量に基づいて、誘
導電動機２の滑り移動が安定するまでの所定時間経過後
に負荷演算値としての負荷比率を算出し、該負荷比率を
表わす負荷信号を出力する負荷演算部５と、負荷信号を
入力し、負荷演算値に応じた制御信号を発生してインバ
ータ１を高速制御する速度指令発生部６とを備えてい
る。Further, as shown in the figure, the induction motor control device 10 includes a pulse counter 4 as a rotation speed detection unit for counting the pulses included in the pulse signal from the pulse generator 3, and a reference for the induction motor 2. A reference rotation amount and a synchronous rotation amount respectively corresponding to the rotation speed and the synchronous rotation speed are calculated, and at the same time, the current measured rotation speed of the induction motor 2 in a state where a load load detected as a detection signal from the pulse counter 4 is applied. After calculating the actually measured rotation amount corresponding to, the load ratio as a load calculation value after a lapse of a predetermined time until the sliding movement of the induction motor 2 is stabilized based on the reference rotation amount, the synchronous rotation amount, and the actually measured rotation amount. And a load calculation unit 5 that outputs a load signal that represents the load ratio, and a load signal that is input to generate a control signal according to the load calculation value to control the inverter 1 at high speed. And a speed command generating section 6 that.
【００１４】ここで、同期回転量及び実測回転量は、後
述する周波数Ｆ−トルクＮ特性に従う可変的なトルクを
時間変位分で積算することにより得られるものである。
この為、実測回転量及び基準回転量は同期回転量に含ま
れ、実測回転量が動的に可変するのに対し、基準回転量
は一定値となる。但し、同期回転量は、誘導電動機２の
滑りが定格の規定電圧及び周波数の可変範囲内に対応す
る荷重負荷によるトルク特性において、ほぼ荷重負荷に
比例した相関性を示す可変範囲内で得られている。尚、
速度指令発生部６は、インバータ１より基底周波数が出
力されるのを確認する判定手段（図示せず）を備えると
共に、インバータ１を介して誘導電動機２の回転駆動を
制御するものである為、誘導制御部と呼ばれても良い。Here, the synchronous rotation amount and the actually measured rotation amount are obtained by integrating variable torque according to a frequency F-torque N characteristic, which will be described later, with respect to time displacement.
Therefore, the measured rotation amount and the reference rotation amount are included in the synchronous rotation amount, and the measured rotation amount dynamically changes, while the reference rotation amount has a constant value. However, the synchronous rotation amount is obtained within a variable range showing a correlation substantially proportional to the load load in the torque characteristics due to the load load corresponding to the slip of the induction motor 2 within the variable range of the rated rated voltage and frequency. There is. still,
The speed command generator 6 includes a determination unit (not shown) that confirms that the base frequency is output from the inverter 1, and controls the rotational drive of the induction motor 2 via the inverter 1. It may be called a guidance control unit.
【００１５】更に、速度指令発生部６は、出力電圧及び
周波数が定格規格に一致したときに加速完了信号を負荷
演算部５に出力する。負荷演算部５ではこの加速完了信
号を受けて負荷による誘導電動機２の滑り移動が安定す
るまでの所定時間ΔＴ１経過後の所要時間ΔＴ２内に負
荷比率の算出を行う。この負荷演算部５による負荷比率
の算出は、同期回転量より実測回転量を減算した値を、
同期回転量より基準回転量を減算した値で割算すること
により得られる。即ち、基準回転量をＮO ，実測回転量
をＮL ，同期回転量をＮS とし、負荷比率をＬとすれ
ば、Ｌ＝（ＮS −ＮL ）／（ＮS −ＮO ）なる関係が成
立する。但し、負荷比率Ｌは、所要時間ΔＴ２内で算出
されるものである。負荷比率Ｌが所要時間ΔＴ２内で算
出されることにより、速度指令発生部６は、所要時間Δ
Ｔ２経過後、負荷演算部５より負荷比率を表わす負荷比
率信号を負荷演算値として受け、これに対応した制御信
号を生成し、この制御信号に基づいてインバータ１を制
御する。結果として、誘導電動機２はインバータ１より
荷重負荷に応じた出力電圧及び周波数を受け、その回転
駆動が適確に制御される。Further, the speed command generator 6 outputs an acceleration completion signal to the load calculator 5 when the output voltage and the frequency match the rated standard. The load calculation unit 5 receives the acceleration completion signal and calculates the load ratio within a required time ΔT2 after the elapse of a predetermined time ΔT1 until the sliding movement of the induction motor 2 due to the load is stabilized. The calculation of the load ratio by the load calculation unit 5 is performed by subtracting the value obtained by subtracting the actually measured rotation amount from the synchronous rotation amount,
It is obtained by dividing by the value obtained by subtracting the reference rotation amount from the synchronous rotation amount. That is, the reference rotation amount N O, the actual rotation amount N L, the synchronous rotation amount and N S, if the load ratio and L, L = consists (N S -N L) / ( N S -N O) The relationship is established. However, the load ratio L is calculated within the required time ΔT2. By calculating the load ratio L within the required time ΔT2, the speed command generator 6 determines the required time ΔT2.
After the elapse of T2, a load ratio signal representing the load ratio is received from the load calculation unit 5 as a load calculation value, a control signal corresponding to this is generated, and the inverter 1 is controlled based on this control signal. As a result, the induction motor 2 receives the output voltage and the frequency according to the load from the inverter 1, and the rotational drive thereof is appropriately controlled.
【００１６】誘導電動機用制御装置１０の動作を説明す
ると、操作機７より操作指令信号が出力されて速度指令
発生部６に入力されると、速度指令発生部６では、時間
関数として零から基底周波数に至るまでの速度指令制御
信号を順次発生し、これらの速度指令制御信号をインバ
ータ１に与える。これを受けたインバータ１は、誘導電
動機２に与える周波数及び出力電圧を順次上昇させ、こ
の結果、誘導電動機２は所定時間ΔＴ１で加速される。
このとき、速度指令制御信号によりインバータ１の出力
電圧及び周波数が定格規格に達すると、速度指令発生部
６は加速完了信号を負荷演算部５に伝送する。The operation of the induction motor control device 10 will be described. When an operation command signal is output from the operating device 7 and input to the speed command generating section 6, the speed command generating section 6 starts from zero to a base as a time function. Speed command control signals up to the frequency are sequentially generated, and these speed command control signals are given to the inverter 1. Receiving this, the inverter 1 sequentially increases the frequency and the output voltage applied to the induction motor 2, and as a result, the induction motor 2 is accelerated for a predetermined time ΔT1.
At this time, when the output voltage and frequency of the inverter 1 reach the rated standard by the speed command control signal, the speed command generator 6 transmits the acceleration completion signal to the load calculator 5.
【００１７】一方、所定時間ΔＴ１経過後の誘導電動機
２の回転数は、パルス発生器３でパルス信号として検出
され、更にパルスカウンタ４でパルスがカウントされて
負荷演算部５に伝送される。これにより、負荷演算部５
は、誘導電動機２の実測回転数に対応した実測回転量Ｎ
L を算出した後、基準回転量ＮO 及び同期回転量ＮS と
の間で所要時間ΔＴ２内に負荷演算値として負荷比率Ｌ
＝（ＮS −ＮL ）／（ＮS −ＮO ）を算出し、その負荷
比率を表わす負荷信号を速度指令発生部６に伝送する。
これにより、速度指令発生部６では、負荷信号に対応し
た制御信号を発生してインバータ１を制御する。結果と
して、誘導電動機２は荷重負荷に応じた出力電圧及び周
波数を受けて回転駆動が制御される。On the other hand, the number of revolutions of the induction motor 2 after the elapse of the predetermined time ΔT1 is detected by the pulse generator 3 as a pulse signal, and the pulse counter 4 further counts the pulses to be transmitted to the load calculation unit 5. As a result, the load calculation unit 5
Is the measured rotation amount N corresponding to the measured rotation speed of the induction motor 2.
After calculating L , the load ratio L is calculated as the load calculation value within the required time ΔT2 between the reference rotation amount N O and the synchronous rotation amount N S.
= (N S -N L) is calculated / the (N S -N O), and transmits a load signal representing the load ratio to the speed command generating section 6.
As a result, the speed command generator 6 generates a control signal corresponding to the load signal to control the inverter 1. As a result, the induction motor 2 is controlled to rotate by receiving the output voltage and the frequency according to the load.
【００１８】このような誘導電動機用制御装置を備えた
インバータクレーンは、荷重に対する直接的な負荷検出
を、滑り移動が安定した後に行い、しかも荷重負荷に応
じて誘導電動機２の回転駆動を制御するようにしている
ので、巻上げ装置１１の巻上げ部１２に吊り上げられる
荷物がその荷重量の許容範囲内にあれば、任意な荷物を
対象とした場合であっても、巻上げ部１２による巻上げ
動作を常時安定させることができる。The inverter crane equipped with such an induction motor control device detects the load directly against the load after the sliding movement is stabilized, and controls the rotational drive of the induction motor 2 according to the load. Therefore, as long as the load to be hoisted by the hoisting unit 12 of the hoisting device 11 is within the allowable range of the load amount, the hoisting operation of the hoisting unit 12 is always performed even when an arbitrary load is targeted. Can be stabilized.
【００１９】図２は、速度指令発生部６によるインバー
タ１に対する制御を説明するために示す周波数Ｆ−トル
クＮ特性図である。ここでは、目標とする１００％速度
制御の特性Ｃ１が周波数０において初期トルク値ｎ1 で
あるに対し、１５０％速度制御の特性Ｃ２が周波数０に
おいて初期トルク値ｎ2 であるとし、又ｆ0 を基底周波
数としている。FIG. 2 is a frequency F-torque N characteristic diagram shown for explaining the control of the inverter 1 by the speed command generator 6. Here, it is assumed that the target 100% speed control characteristic C1 is the initial torque value n1 at frequency 0, while the 150% speed control characteristic C2 is the initial torque value n2 at frequency 0, and f0 is the base frequency. I am trying.
【００２０】一般に、インバータ１の高速制御において
周波数Ｆを基底周波数ｆ0 以上にして使用する場合に
は、負荷の条件を正確に計測した上でインバータ１を制
御するか、加速による負荷トルクの低減分を考慮し、加
速時にはインバータ１に対して低速制御を行う必要があ
る。図２に示す特性Ｃ１に関して説明すると、周波数Ｆ
が基底周波数ｆ0 以上で且つ２ｆ0 以下の範囲内にある
場合、減速トルク５０％を確保するためには特性Ｃ１ａ
に沿わせて速度制御を設定すれば良く、一方減速トルク
３０％を確保するためには特性Ｃ１ｂに沿わせて速度制
御を設定すれば良い。即ち、速度指令発生部６のインバ
ータ１に対する高速制御は、図２に示す如く、周波数Ｆ
を無荷重時における基底周波数ｆ0 の１．７〜２倍の範
囲内で設定するのが望ましい。Generally, when the frequency F is used with the base frequency f0 or higher in high-speed control of the inverter 1, the inverter 1 is controlled after the load condition is accurately measured, or the load torque is reduced by acceleration. Considering the above, it is necessary to control the inverter 1 at a low speed during acceleration. To explain the characteristic C1 shown in FIG. 2, the frequency F
Is within the range of not less than the base frequency f0 and not more than 2f0, the characteristic C1a is required to secure the deceleration torque of 50%.
The speed control may be set along the line C, while the speed control may be set along the characteristic C1b in order to secure the deceleration torque of 30%. That is, the high speed control of the inverter 1 of the speed command generating section 6 is performed at the frequency F as shown in FIG.
Is preferably set in the range of 1.7 to 2 times the base frequency f0 under no load.
【００２１】図３は、インバータ１により回転駆動が制
御される誘導電動機２の等価回路の一例を示したもので
ある。この等価回路は、１次巻線側のコイルｘ1 及び抵
抗ｒ1 と、２次巻線側のコイルｘ2 及び抵抗ｒ2 と、こ
れら１次及び２次巻線の間に介挿された励磁アドミッタ
ンスＡと、２次巻線及び励磁アドミッタンスＡの間に介
挿された負荷抵抗Ｒと、入力端子Ｘ及び出力端子Ｙとを
備えている。尚、１次巻線側には電流ｉ1，２次巻線側
には電流ｉ2 が流れるものとする。FIG. 3 shows an example of an equivalent circuit of the induction motor 2 whose rotary drive is controlled by the inverter 1. This equivalent circuit is inserted between the coil x 1 and the resistance r 1 on the primary winding side, the coil x 2 and the resistance r 2 on the secondary winding side, and these primary and secondary windings. An excitation admittance A, a load resistance R inserted between the secondary winding and the excitation admittance A, an input terminal X and an output terminal Y are provided. A current i 1 flows on the primary winding side and a current i 2 flows on the secondary winding side.
【００２２】このような誘導電動機２の等価回路は、入
力端子Ｘより、電源供給されると磁束Φが発生する。こ
の磁束Φは、励磁アドミッタンスＡに印加される電圧Ｅ
と周波数ｆとの関数で表わされる。具体的に云えば、Φ
＝Ｋ・Ｅ／ｆなる関係が成立する。尚、Ｋは定数であ
る。In the equivalent circuit of the induction motor 2 as described above, a magnetic flux Φ is generated when power is supplied from the input terminal X. This magnetic flux Φ is the voltage E applied to the excitation admittance A.
And the frequency f. Specifically, Φ
= K · E / f is established. Incidentally, K is a constant.
【００２３】ところで、等価回路における１次巻線側の
電源電圧Ｖと、電圧Ｅとの関係は、コイルｘ1 に流れる
電流をｊとすると、Ｖ＝Ｅ＋ｉ1（ｒ1 ＋ｊ・ｘ1 ）な
る関係で表わされる。この関係は、電源電圧Ｖの供給が
高い場合、近似的に電源電圧Ｖと電圧Ｅとを等しくみな
すことができる。By the way, the relationship between the power supply voltage V on the primary winding side and the voltage E in the equivalent circuit is V = E + i 1 (r 1 + j · x 1 ) where j is the current flowing through the coil x 1. Expressed in a relationship. With this relationship, when the supply of the power supply voltage V is high, the power supply voltage V and the voltage E can be approximately regarded as equal.
【００２４】通常インバータ１においては、磁束Φを一
定にする為、電圧Ｅと周波数ｆとの比率を一定に保つＶ
／ｆ特性と呼ばれる電気特性に沿って制御を行ってい
る。ここで、電圧Ｅと周波数ｆとが低い状態にあって磁
束Φを確保する場合には、上式のうちのｉ1 （ｒ1 ＋ｊ
・ｘ1 ）項を定数とみなし、バイアス電圧を加えるトル
クブーストと呼ばれる制御を行っている。ところで、基
底周波数ｆ0 以下では、Ｖ／ｆ特性を一定するための制
御を行うことは可能であるが、基底周波数ｆ0 ではイン
バータ１の出力電圧が最大となってしまう為、基底周波
数ｆ0 以上の周波数を使用するインバータ１の高速制御
では、電圧Ｅが一定のまま周波数を可変させることにな
る。こうした場合、Φ＝Ｋ・Ｅ／ｆなる関係から明らか
であるように、磁束Φは減少してしまい、これを一定に
することができなくなり、Ｖ／ｆ特性に基づく制御設定
が不可能になる。In the normal inverter 1, since the magnetic flux Φ is kept constant, V which keeps the ratio of the voltage E and the frequency f constant.
The control is performed according to the electrical characteristic called the / f characteristic. Here, when the magnetic flux Φ is ensured when the voltage E and the frequency f are low, i 1 (r 1 + j) in the above equation is used.
・ The term x 1 ) is regarded as a constant, and control called torque boost for applying a bias voltage is performed. By the way, it is possible to perform control for keeping the V / f characteristic constant below the base frequency f0, but since the output voltage of the inverter 1 becomes maximum at the base frequency f0, the frequency above the base frequency f0 is reached. In the high-speed control of the inverter 1 using, the frequency is varied while the voltage E is constant. In such a case, as is clear from the relationship of Φ = K · E / f, the magnetic flux Φ decreases and cannot be made constant, so that the control setting based on the V / f characteristic becomes impossible. ..
【００２５】加えて、誘導電動機２のトルクは、磁束Φ
と２次巻線側の電流ｉ2 とにより発生する。このときの
電流ｉ2 は、磁束Φと滑り周波数との積である２次巻線
側の電圧と２次インピーダンスとにより決定される。従
って、同一の滑り周波数における電流ｉ2 は、Ｋ1 を定
数，ｅ1 を負荷抵抗Ｒに流れる電流とすると、ｉ2 ＝Ｋ
1 ・ｅ1 なる関係で得られる。ここで、更にＫ2 を定数
とし、磁束ΦをΦ＝Ｋ1 ／Ｋ2 と置けるものとすると、
電流ｉ2 は、ｉ2 ＝Ｋ1 ・ｅ1 ＝Ｋ1 ・Ｋ2 ・Φとして
表わすことができる。このことは、電流ｉ2 が磁束Φの
一次関数となることを意味している。ところで、誘導電
動機２のトルクは、磁束Φと電流ｉ2 との積に比例する
ので、これをＮ，Ｋ3 を定数とすると、Ｎ＝Ｋ3 ・Φ・
ｉ2 ＝Ｋ1 ・Ｋ2 ・Ｋ3 ・Φ2 なる関係が得られる。こ
こにおいて、基底周波数をｆ0 とし、電圧Ｅを一定に保
ったまま周波数ｆを上げて変化させると、トルクＮは、
（ｆ0 ／ｆ）2 の割合に比例して減少する。In addition, the torque of the induction motor 2 is the magnetic flux Φ
And the current i 2 on the secondary winding side. The current i 2 at this time is determined by the voltage of the secondary winding side, which is the product of the magnetic flux Φ and the slip frequency, and the secondary impedance. Therefore, assuming that K 1 is a constant and e 1 is a current flowing through the load resistance R, the current i 2 at the same slip frequency is i 2 = K
It is obtained by the relationship of 1 · e 1 . Here, if K 2 is a constant and the magnetic flux Φ can be set as Φ = K 1 / K 2 ,
The current i 2 can be expressed as i 2 = K 1 · e 1 = K 1 · K 2 · Φ. This means that the current i 2 is a linear function of the magnetic flux Φ. By the way, since the torque of the induction motor 2 is proportional to the product of the magnetic flux Φ and the current i 2 , when N and K 3 are constants, N = K 3 Φ ·
The relation i 2 = K 1 · K 2 · K 3 · Φ 2 is obtained. Here, when the base frequency is f0 and the frequency f is increased and changed while keeping the voltage E constant, the torque N becomes
It decreases in proportion to the ratio of (f0 / f) 2 .
【００２６】上述した図２の周波数Ｆ−トルクＮ特性
は、このような減速トルクを説明したものである。即
ち、本発明の誘導電動機用制御装置１０は、この周波数
Ｆ−トルクＮ特性に基づいて基準回転量ＮO に対応する
基準回転数と、同期回転量ＮS に対応する同期回転数と
が設定され、速度指令発生部６によりインバータ１に対
して負荷信号に対応した制御信号が送出されるので、誘
導電動機２の回転駆動に係る減速トルク制御は自動的に
行われることになる。The above-described frequency F-torque N characteristic of FIG. 2 explains such deceleration torque. That is, the induction motor control device 10 of the present invention sets the reference rotational speed corresponding to the reference rotational speed N O and the synchronous rotational speed corresponding to the synchronous rotational speed N S based on the frequency F-torque N characteristic. Then, the speed command generator 6 sends a control signal corresponding to the load signal to the inverter 1, so that the deceleration torque control relating to the rotational drive of the induction motor 2 is automatically performed.
【００２７】尚、図１に示す誘導電動機用制御装置１０
において、パルスカウンタ４，負荷演算部５，速度指令
発生部６の各部は、別個にハードウェアで構成されるも
の（シーケンサ等による）としたが、負荷演算部５及び
速度指令発生部６は誘導制御演算部として一体的に構成
することもできる。しかも、この誘導制御演算部の制御
動作は、ソフトプログラムとして作動させることができ
る。又、実施例では負荷演算部５を、負荷演算値として
負荷比率を算出し、この負荷比率を表わす負荷信号を出
力するものとしたが、上述した基底周波数とは異なる基
準回転数に対応する基準回転量を用いて負荷演算値を算
出し、その負荷演算値を表わす負荷信号を出力するよう
にしても良い。加えて、実施例では、インバータクレー
ンを対象にして誘導電動機用制御装置１０を備えた例を
開示したが、インバータクレーンの巻上げ装置１１の如
く、誘導電動機２に荷重負荷を与えると共に、誘導電動
機２の回転駆動に対する制御を要するものであれば、他
の荷重負荷用の駆動システムでも適用できるので、本発
明は実施例に限定されない。The induction motor controller 10 shown in FIG.
In the above, the pulse counter 4, the load calculation unit 5, and the speed command generation unit 6 are separately configured by hardware (by a sequencer or the like), but the load calculation unit 5 and the speed command generation unit 6 are guided. It may be integrally configured as a control calculation unit. Moreover, the control operation of the guidance control calculation unit can be operated as a software program. Further, in the embodiment, the load calculation unit 5 calculates the load ratio as the load calculation value and outputs the load signal representing this load ratio. However, the reference corresponding to the reference rotation speed different from the above-mentioned base frequency is used. The load calculation value may be calculated using the rotation amount, and a load signal representing the load calculation value may be output. In addition, in the embodiment, an example in which the induction motor control device 10 is provided for an inverter crane is disclosed. However, like the hoisting device 11 of the inverter crane, a load is applied to the induction motor 2 and the induction motor 2 is used. The present invention is not limited to the embodiment, as other drive systems for load application can be applied as long as the control for the rotational drive is required.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、滑り移
動の安定した条件下で正確に荷重の負荷検出を行い得る
と共に、その負荷検出結果に基づいて誘導電動機の回転
駆動を適確に制御し得る誘導電動機用制御装置が得られ
る。特に、本発明の誘導電動機用制御装置は、負荷演算
部によって荷重負荷時の実測回転量を算出し、基準回転
量及び同期回転量との間で荷重負荷の直接的な検出を行
い得るようにしているので、荷重計を用いた場合のよう
に取付場所の制約がなく、しかも電流を用いた場合より
も検出精度を高めることができる。更に、負荷演算部と
速度指令発生部とは、誘導制御演算部として一体的に構
成することができる。この誘導制御演算部の制御動作は
ソフトプログラムによって作動させることができる。殊
に、誘導制御演算部を備える場合、誘導電動機用制御装
置を自動用クレーン等に応用すると、その基本構成は既
成のもので良く、誘導制御部にソフトプログラムを追加
すれば良いので、コスト面でも割安に提供できるという
利点がある。As described above, according to the present invention, the load of the load can be accurately detected under the condition that the sliding movement is stable, and the rotational drive of the induction motor can be accurately determined based on the load detection result. A control device for an induction motor that can be controlled to In particular, the induction motor control device according to the present invention calculates the actual rotation amount when the load is applied by the load calculation unit, and enables direct detection of the load load between the reference rotation amount and the synchronous rotation amount. Therefore, unlike the case of using a load meter, there is no restriction on the mounting place, and the detection accuracy can be improved as compared with the case of using a current. Furthermore, the load calculation unit and the speed command generation unit can be integrally configured as a guidance control calculation unit. The control operation of the guidance control calculation unit can be operated by a software program. In particular, if the induction motor controller is applied to an induction motor control device such as an automatic crane, the basic configuration may be an existing one, and a software program may be added to the induction controller to reduce the cost. However, there is an advantage that it can be offered at a reasonable price.
【図１】本発明の一実施例である誘導電動機用制御装置
を含むインバータクレーンの基本構成をブロック図によ
り示したものである。FIG. 1 is a block diagram showing a basic configuration of an inverter crane including an induction motor control device according to an embodiment of the present invention.
【図２】速度指令発生部によるインバータに対する制御
を説明するために示す周波数Ｆ−トルクＮ特性図であ
る。FIG. 2 is a frequency F-torque N characteristic diagram shown for explaining control of an inverter by a speed command generator.
【図３】誘導電動機の等価回路の一例を示したものであ
る。FIG. 3 shows an example of an equivalent circuit of an induction motor.
１ インバータ ２ 誘導電動機 ３ パルス発生器 ４ パルスカウンタ ５ 負荷演算部 ６ 速度指令発生部 １０ 誘導電動機用制御装置 １１ 巻上げ装置 １２ 巻上げ部 １３ 電源部 1 Inverter 2 Induction motor 3 Pulse generator 4 Pulse counter 5 Load calculation unit 6 Speed command generation unit 10 Induction motor control device 11 Hoisting device 12 Hoisting unit 13 Power supply unit
Claims (3)
号を生成する誘導制御部を有する誘導電動機用制御装置
において、前記誘導電動機の現行の実測回転数を検出す
る回転数検出部と、予め定められた負荷が加えられた前
記誘導電動機の基準回転数を設定する基準回転数設定手
段と、前記誘導電動機の同期回転数を設定する同期回転
数設定手段と、前記実測回転数，前記基準回転数及び基
底周波数時の前記同期回転数に基づいて前記誘導電動機
に加えられた現行の負荷値を演算して負荷演算値として
出力する負荷演算部とを備え、前記誘導制御部は、前記
負荷演算値に基づいて前記制御信号を生成することを特
徴とする誘導電動機用制御装置。1. An induction motor control device having an induction control unit for generating a control signal for controlling rotational drive of an induction motor, comprising: a rotation speed detection unit for detecting a current measured rotation speed of the induction motor; Reference rotation speed setting means for setting the reference rotation speed of the induction motor to which the applied load is applied, synchronous rotation speed setting means for setting the synchronization rotation speed of the induction motor, the measured rotation speed, the reference rotation speed And a load calculation unit that calculates a current load value applied to the induction motor based on the synchronous speed at the base frequency and outputs the calculated load value as the load calculation value, and the induction control unit includes the load calculation value. A control device for an induction motor, wherein the control signal is generated based on
と、前記インバータより前記基底周波数が出力されるの
を確認する判定手段とを備え、前記負荷演算部は、前記
誘導電動機に関する滑り移動が安定するまでの所定時間
経過後に、前記実測回転数，前記基準回転数及び同期回
転数に基づいて前記負荷演算値を負荷比率として算出す
ることを特徴とする請求項１記載の誘導電動機用制御装
置。2. An inverter that outputs the base frequency, and a determination unit that confirms that the base frequency is output from the inverter, the load calculation unit until the sliding movement of the induction motor becomes stable. 2. The induction motor control device according to claim 1, wherein the load calculation value is calculated as a load ratio based on the actually measured rotation speed, the reference rotation speed, and the synchronous rotation speed after a predetermined time.
駆動するための出力電圧を出力するインバータに対し、
前記誘導制御部は、前記出力電圧及び周波数が予め定め
られた定格電圧及び周波数に一致したときに加速完了信
号を前記負荷演算部に出力する速度指令発生部を有し、
前記負荷演算部は、前記加速完了信号を受けた後、前記
負荷演算値を演算して前記負荷信号として出力すること
を特徴とする請求項１又は２に記載の誘導電動機用制御
装置。3. An inverter that receives the control signal and outputs an output voltage for driving the induction motor,
The induction control unit has a speed command generation unit that outputs an acceleration completion signal to the load calculation unit when the output voltage and frequency match a predetermined rated voltage and frequency.
The induction motor control device according to claim 1 or 2, wherein the load calculation unit calculates the load calculation value and outputs the load calculation value after receiving the acceleration completion signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3252900A JPH0570089A (en) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | Control device for induction motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3252900A JPH0570089A (en) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | Control device for induction motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0570089A true JPH0570089A (en) | 1993-03-23 |
Family
ID=17243740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3252900A Withdrawn JPH0570089A (en) | 1991-09-05 | 1991-09-05 | Control device for induction motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0570089A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007070017A (en) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Mitsubishi Electric Corp | Variable speed hoisting device |
| CN102070091A (en) * | 2009-11-19 | 2011-05-25 | 株式会社日立产机系统 | hoist |
| JP2011239660A (en) * | 2010-04-16 | 2011-11-24 | Matsui Mfg Co | Motor drive torque control device using rotation speed control of electrical equipment matching load condition, and motor drive torque control method |
| CN102341338A (en) * | 2009-03-05 | 2012-02-01 | 东京制纲株式会社 | Wire rope life management device and method |
| CN104903226A (en) * | 2013-01-16 | 2015-09-09 | 三井造船株式会社 | Control method of port handling equipment and port handling equipment for shortening loading and unloading time |
-
1991
- 1991-09-05 JP JP3252900A patent/JPH0570089A/en not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007070017A (en) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Mitsubishi Electric Corp | Variable speed hoisting device |
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