JPH08107699A - 可変速装置 - Google Patents
可変速装置Info
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- JPH08107699A JPH08107699A JP6241405A JP24140594A JPH08107699A JP H08107699 A JPH08107699 A JP H08107699A JP 6241405 A JP6241405 A JP 6241405A JP 24140594 A JP24140594 A JP 24140594A JP H08107699 A JPH08107699 A JP H08107699A
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- 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
- H02P23/06—Controlling the motor in four quadrants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66B—ELEVATORS; ESCALATORS OR MOVING WALKWAYS
- B66B1/00—Control systems of elevators in general
- B66B1/24—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration
- B66B1/28—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical
- B66B1/30—Control systems with regulation, i.e. with retroactive action, for influencing travelling speed, acceleration, or deceleration electrical effective on driving gear, e.g. acting on power electronics, on inverter or rectifier controlled motor
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- Inverter Devices (AREA)
- Elevator Control (AREA)
- Maintenance And Inspection Apparatuses For Elevators (AREA)
Abstract
ともに、その負荷に応じて最高速度(最大出力周波数)
を調整することが可能な可変速装置を得ることを目的と
する。 【構成】 電圧検出回路4、電流検出回路5を備え、検
出した電流Iを、設定されたパラメータである電流検出
範囲、電流検出期間における平均した値I2により負荷
の大小を判別し、検出した電圧と電流とから回生・力行
状態を判断し、最大出力周波数を自動調整するCPU6
Aをさらに備えたものである。 【効果】 電流検出期間、電流検出範囲、電流平均時の
一次遅れフィルタの時定数を可変にしたことで負荷変動
の激しい場合にも負荷に応じた最適な最大出力周波数を
選択でき運転効率を向上できる。また、回生時には増速
しないようにすることにより、回生状態で加速する場合
特に昇降機等で速度が上がり下降するといった危険動作
を防止できる。
Description
負荷の大小を自動判別し、負荷に応じて昇降機等のモー
タの最高速度(最大出力周波数)を調整する可変速装置
に関するものである。
参照しながら説明する。図6は、従来の可変速装置の構
成を示す図である。
変換するコンバータ部、2は直流電力を可変周波数、可
変電圧の交流電力に変換するインバータ部、3は平滑コ
ンデンサ、4は電圧検出回路、5は電流検出回路、6は
CPU、7はパラメータを記憶するメモリ、8はPWM
回路、9は誘導電動機IM(モータ)である。
図7、図8及び図9を参照しながら説明する。図7は、
従来の可変速装置の出力電圧と出力周波数の関係を示す
図である。また、図8は、従来の可変速装置の加減速時
間と出力周波数の関係を示す図である。さらに、図9
は、従来の可変速装置の出力周波数とトルクの関係を示
す図である。
定格回転数に対する可変速装置の出力周波数の意)、V
0は基底周波数電圧をそれぞれ示す。
速時間、fmaxは最大出力周波数、fは運転周波数を
それぞれ示す。
xは最大出力トルク値、Txは負荷1にて必要なトルク
値、Tyは負荷2(<負荷1)にて必要なトルク値、f
xは負荷1にて出力できる最大出力周波数、fyは負荷
2にて出力できる最大出力周波数をそれぞれ示す。
底周波数電圧V0との関係から、図7に示すように、出
力電圧と出力周波数の比(V/F)を一定に保ちながら
速度制御を行う。
fmaxに到達するまでの加速時間ta、最大出力周波
数fmaxから停止するまでの減速時間tdをパラメー
タに設定し、運転周波数fから下記式1及び2により加
速時間tb、減速時間tcを決め運転を行う。
/運転周波数f)-1×加速時間ta… 式1
/運転周波数f)-1×減速時間td… 式2
制御に従い、図8に示した加速減速を行い誘導電動機
(モータ)9を正転もしくは逆転させ運転を行う。この
時の出力周波数は、図9に示した出力周波数とトルクの
関係から求められる。
ば負荷1(必要トルクTx)に対する最大出力周波数
は、周波数fxより高い周波数帯で得られるトルクが負
荷1に必要なトルクTxより小さくなるため、周波数f
x以下となる。また、負荷2(必要トルクTy)に対す
る最大出力周波数は、周波数fyより高い周波数帯で得
られるトルクが負荷2に必要なトルクTyより小さくな
るため、周波数fy以下となる。
なトルクを得るためには、最大負荷に対するトルクを得
ることができる出力周波数以下の周波数に運転周波数を
設定しモータ9を回転させる。
ては、定格周波数以上の周波数を電圧、電流から電力値
を求め、定格周波数での電力値と比較し速度設定値を可
変速装置に出力している。
可変速装置では、負荷が小さい場合は最大出力周波数を
高く設定できるが、負荷が大きい場合には最大出力周波
数を低く設定しないと十分なトルクが得られず昇降機等
では上昇できないといった問題があるため、最大出力周
波数を負荷が最大の場合にて十分なトルクが得られる周
波数に設定し運転する必要があった。つまり、図9に示
す例では、最大出力周波数をfxに設定し、負荷が小さ
い場合でも最大出力周波数がfxであった。このため、
負荷が小さい場合には最大出力周波数が低いため加速に
時間がかかり、運転時間が短縮できず効率が悪いという
問題点があった。
ては、電圧と電流により求められる電力により出力周波
数を決めるため、負荷変動による電流の変化が電力の変
化となり、その結果出力周波数の変化となり出力周波数
が不安定となる。また、軽負荷時の回生時には速度を増
速させるため昇降機等では下降時に速度が上がりすぎて
非常に危険であるという問題点があった。
めになされたもので、回生・力行状態を自動判別でき、
負荷の大小を自動判別できるとともに、その負荷に応じ
て、最高速度(最大出力周波数)を調整することが可能
な可変速装置を得ることを目的とする。
置は、直流電力を可変周波数、可変電圧の交流電力に変
換するインバータ部を有する可変速装置において、前記
インバータ部の入力側の直流母線電圧を検出する電圧検
出回路と、前記インバータ部の出力側の各相の電流を検
出する電流検出回路と、前記検出した直流母線電圧及び
前記検出した各相の電流を用いて前記インバータ部に接
続された負荷の大小を自動判別し、最大出力周波数を決
定して出力する制御回路とを備えたものである。
制御回路が、モータ加速時に基底周波数に基づく一定期
間において、前記検出した電流を平均して求めた値を用
いて前記負荷の大小を自動判別するものである。
制御回路が、前記検出した直流母線電圧及び前記検出し
た電流に基づいて力行・回生状態を判断し、前記一定期
間で回生状態と判断したときには増速しないものであ
る。
制御回路が、前記検出した電流の平均化を一次遅れフィ
ルタで行い、この一次遅れフィルタの時定数はパラメー
タとしてメモリに設定可能とし、前記時定数を可変にで
きるようにしたものである。
制御回路が、前記検出した電流の平均化を一次遅れフィ
ルタで行い、この一次遅れフィルタの時定数を加速時間
と最大出力周波数とにより自動設定するものである。
最大出力周波数が、パラメータとしてメモリに設定可能
であり、前記制御回路が、そのパラメータに従って最大
出力周波数を可変にできるようにしたものである。
記検出する電流の電流検出範囲を、パラメータとしてメ
モリに設定可能とし、前記電流検出範囲を可変にできる
ようにしたものである。
力を可変周波数、可変電圧の交流電力に変換するインバ
ータ部を有する可変速装置において、前記インバータ部
の入力側の直流母線電圧を検出する電圧検出回路と、前
記インバータ部の出力側の各相の電流を検出する電流検
出回路と、前記検出した直流母線電圧及び前記検出した
各相の電流を用いて前記インバータ部に接続された負荷
の大小を自動判別し、最大出力周波数を決定して出力す
る制御回路とを備えたので、負荷に応じた最適な最大出
力周波数を選択でき、運転効率を向上できる。
は、前記制御回路が、モータ加速時に基底周波数に基づ
く一定期間において、前記検出した電流を平均して求め
た値を用いて前記負荷の大小を自動判別するので、基底
周波数を元に電流検出期間を決めたため負荷の大小の判
別の電流検出期間が一定にでき、検出した電流を平均す
ることで負荷変動に対する電流のリップルの影響を最小
限にすることができ、より正確な電流値を得ることがで
るため正確な負荷の大小判定ができる。
は、前記制御回路が、前記検出した直流母線電圧及び前
記検出した電流に基づいて力行・回生状態を判断し、前
記一定期間で回生状態と判断したときには増速しないの
で、回生状態で加速する場合特に昇降機等で速度が上が
り下降するといった危険動作を防止できる。
は、前記制御回路が、前記検出した電流の平均化を一次
遅れフィルタで行い、この一次遅れフィルタの時定数は
パラメータとしてメモリに設定可能とし、前記時定数を
可変にできるようにしたので、加速時間の長短に関わら
ず任意の時定数で検出電流を平滑化でき正しい負荷の大
小判定ができる。
は、前記制御回路が、前記検出した電流の平均化を一次
遅れフィルタで行い、この一次遅れフィルタの時定数を
加速時間と最大出力周波数とにより自動設定するので、
加速時間の長短に関わらず適切な時定数で電流を検出で
き、より正確に負荷の大小判別ができる。
は、前記最大出力周波数が、パラメータとしてメモリに
設定可能であり、前記制御回路が、そのパラメータに従
って最大出力周波数を可変にできるようにしたので、平
均化した電流の電流検出範囲に対して最大・最小時のそ
れぞれの最大出力周波数が設定可能であり、出力周波数
範囲の微調整が容易にできる。
ては、前記検出する電流の電流検出範囲を、パラメータ
としてメモリに設定可能とし、前記電流検出範囲を可変
にできるようにしたので、負荷の大小の判別の期間の調
整ができ、最大出力周波数に対する最適な電流検出期間
が選択できる。
1を参照しながら説明する。図1は、この発明の一実施
例の構成を示す図であり、コンバータ部1〜電流検出回
路5、PWM回路8、誘導電動機(モータ)9は上述し
た従来装置のものと同様である。なお、各図中、同一符
号は同一又は相当部分を示す。
この実施例ではCPUであり、その機能が従来のCPU
6と異なる。また、7Aはメモリであり、その記憶内容
(パラメータ)が従来のメモリ7と異なる。
2、図3、図4及び図5を参照しながら説明する。図2
は、この発明の一実施例の時間と出力周波数の関係と電
流検出期間を示す図である。図3は、この発明の一実施
例の電流検出範囲(検出電流の平均値)と出力周波数設
定の説明図である。また、図4は、この発明の一実施例
のCPUの電流平均処理を示す図である。さらに、図5
は、この発明の一実施例のCPUの速度制御の動作を示
すフローチャートである。
数、f0は基底周波数、f1は1/2基底周波数、t1は
時間、t2は時間、fzは電流検出範囲をそれぞれ示
す。
数、fmは中速時の出力周波数、Imaxは高速設定の
上限電流値、Iminは中速設定の下限電流値をそれぞ
れ示す。
定数、Iは検出した電流、I2は平均化した電流をそれ
ぞれ示す。
ステップ、11は電圧検出処理ステップ、12は電流検
出処理ステップ、13は回生・力行判定処理ステップ、
14は加速判定処理ステップ、15は電流検出範囲判定
処理ステップ、16は電流平均化処理(一次遅れフィル
タ)ステップ、17は出力周波数計算処理ステップ、1
8は出力周波数決定処理ステップ、19は周波数出力処
理ステップである。
ータ部1により3相交流電源を直流電力に変換し、イン
バータ部2により可変周波数、可変電圧の交流電力に変
換する。まず、パラメータ読出処理ステップ10におい
て、CPU6Aはメモリ7Aからパラメータとして、加
速時間taと、最大出力周波数fmaxと、検出電流の
平均値に対する出力周波数(高速時の出力周波数fh、
中速時の出力周波数fm)と、電流検出範囲fzと、高
速設定の上限電流値Imaxと、中速設定の下限電流値
Iminと、電流検出期間(時間t1、時間t2)と、
電流平均時の一次遅れフィルタ時定数Tと、基底周波数
f0と、1/2基底周波数f1とを読み出す。なお、電流
検出期間(時間t1、時間t2)及び1/2基底周波数
f1は、図2に示す関係からCPU6Aが求めたもので
ある。
て、電圧検出回路4により3相交流を平滑コンデンサ3
によって直流に変換した際の電圧(直流母線電圧)を検
出し、CPU6Aは、検出した電圧を取り込む。
て、電流検出回路5より電動誘導機(モータ)9のUV
W相の各相の電流を検出し、CPU6Aは、検出した電
流Iを取り込む。
おいて、前記検出した電流Iにおいてそのトルク分電流
が負であり、かつ前記検出した直流母線電圧が判定値よ
りも高い場合を回生状態と判断する。この回生状態と判
断した場合は、当該処理(ステップ14〜17)は行わ
ず出力周波数決定処理ステップ18に進み、出力する周
波数(fh又はfm)を決める。
加速判定処理ステップ14において、出力周波数(f
h、fm)と現在の出力周波数に基づいて加速状態か否
かを判断し、加速状態でない場合は、当該処理(ステッ
プ15〜17)を行わず通常の出力周波数決定処理ステ
ップ18に進み、出力する周波数(fh又はfm)を決
める。
合には、次の電流検出範囲判定処理ステップ15へ進
む。可変速装置の出力周波数を高速時の出力周波数fh
まで加速して行く過程において、出力周波数の電流検出
範囲fzがパラメータ設定されていない場合は、現在の
出力周波数が、基底周波数f0から基底周波数f0に基づ
く一定期間(例えば、基底周波数f0の半分の1/2基
底周波数f1)までの区間であるかを電流検出範囲判定
処理ステップ15にて判定する。
に対して固定でなく、パラメータ設定により任意に変更
可能である。この電流検出範囲fzがパラメータ設定さ
れている場合は、現在の出力周波数が、電流検出範囲f
zから電流検出範囲fzに基づく一定期間(例えば、電
流検出範囲fzの半分の1/2fz)の区間であるかを
電流検出範囲判定処理ステップ15にて判定する。
検出範囲である場合に、加速時の負荷変動によりこの検
出された電流Iのリップルが大きくなるため、より正確
な負荷を検出するため電流Iを平均化した電流I2を求
める。この平均化の一実施例として、例えば一次遅れフ
ィルタを使用する。この一次遅れフィルタによる平均化
の場合、図4に従い、電流平均化処理ステップ16にお
いて、前記パラメータ読出処理ステップ10で読み出し
た電流平均時の一次遅れフィルタ時定数Tにより、電流
検出期間(時間t1、時間t2)について、検出された
電流Iを平均化し電流I2を求める。
Tは、パラメータ設定により任意に変更可能である。電
流平均時の一次遅れフィルタ時定数Tのパラメータの設
定に際しては、加速時間taと電流検出期間(時間t
1、時間t2の区間)の時間の比率から、加速時間ta
が長い場合は、電流検出時間が長くとれるため、電流平
均時の一次遅れフィルタ時定数Tは長く設定できる。ま
た、加速時間taが短い場合には、電流検出時間が短い
ので、正確にI2を求めるため電流平均時の一次遅れフ
ィルタ時定数Tは短く設定する。
数Tは、加速時間taと最大出力周波数fmaxの比f
max/taと標準設定値の比率に従い、電流平均化処
理ステップ16で自動設定することも可能である。この
標準設定値は、電流平均時の一次遅れフィルタ時定数T
の初期値であって、加速時間taと最大出力周波数fm
axの比fmax/taで決まる標準時間である。自動
設定の場合、加速時間taが短い場合は、電流平均時の
一次遅れフィルタ時定数Tは短く、加速時間taが長い
場合には、電流平均時の一次遅れフィルタ時定数Tは長
く適切な時定数に自動設定される。
おいて、図3の出力周波数と電流検出範囲の関係から、
この求めた平均化された電流I2がパラメータに設定さ
れた中速設定の下限電流値Imin以下の場合は、最高
速度(最大出力周波数)をパラメータに設定された高速
時の出力周波数fhとする。また、平均電流I2がパラ
メータに設定された高速設定の上限電流値Imax以上
の場合は、パラメータに設定された中速時の出力周波数
fmとする。さらに、平均電流I2がパラメータに設定
された高速設定の上限電流値Imaxとパラメータに設
定された中速設定の下限電流値Iminの区間である場
合には、下記式3により出力周波数fを計算する。
2により決定した出力周波数fを出力周波数決定処理ス
テップ18において出力周波数として決め、周波数出力
処理ステップ19において、CPU6Aの出力周波数と
してPWM回路8に出力する。そして、PWM回路8
は、出力周波数に応じた制御信号をインバータ部2へ出
力する。また、電流検出範囲判定処理ステップ15で出
力周波数が範囲外にある場合は、当該処理(ステップ1
6、17)を行わない。
したとおり、直流電力を可変周波数、可変電圧の交流電
力に変換するインバータ部を有する可変速装置におい
て、前記インバータ部の入力側の直流母線電圧を検出す
る電圧検出回路と、前記インバータ部の出力側の各相の
電流を検出する電流検出回路と、前記検出した直流母線
電圧及び前記検出した各相の電流を用いて前記インバー
タ部に接続された負荷の大小を自動判別し、最大出力周
波数を決定して出力する制御回路とを備えたので、負荷
に応じた最適な最大出力周波数を選択でき、運転効率を
向上できるという効果を奏する。
説明したとおり、前記制御回路が、モータ加速時に基底
周波数に基づく一定期間において、前記検出した電流を
平均して求めた値を用いて前記負荷の大小を自動判別す
るので、基底周波数を元に電流検出期間を決めたため負
荷の大小の判別の電流検出期間が一定にでき、検出した
電流を平均することで負荷変動に対する電流のリップル
の影響を最小限にすることができ、より正確な電流値を
得ることがでるため正確な負荷の大小判定ができるとい
う効果を奏する。
説明したとおり、前記制御回路が、前記検出した直流母
線電圧及び前記検出した電流に基づいて力行・回生状態
を判断し、前記一定期間で回生状態と判断したときには
増速しないので、回生状態で加速する場合特に昇降機等
で速度が上がり下降するといった危険動作を防止できる
という効果を奏する。
説明したとおり、前記制御回路が、前記検出した電流の
平均化を一次遅れフィルタで行い、この一次遅れフィル
タの時定数はパラメータとしてメモリに設定可能とし、
前記時定数を可変にできるようにしたので、加速時間の
長短に関わらず任意の時定数で検出電流を平滑化でき正
しい負荷の大小判定ができるという効果を奏する。
説明したとおり、前記制御回路が、前記検出した電流の
平均化を一次遅れフィルタで行い、この一次遅れフィル
タの時定数を加速時間と最大出力周波数とにより自動設
定するので、加速時間の長短に関わらず適切な時定数で
電流を検出でき、より正確に負荷の大小判別ができると
いう効果を奏する。
説明したとおり、前記最大出力周波数が、パラメータと
してメモリに設定可能であり、前記制御回路が、そのパ
ラメータに従って最大出力周波数を可変にできるように
したので、平均化した電流の電流検出範囲に対して最大
・最小時のそれぞれの最大出力周波数が設定可能であ
り、出力周波数範囲の微調整が容易にできるという効果
を奏する。
上説明したとおり、前記検出する電流の電流検出範囲
を、パラメータとしてメモリに設定可能とし、前記電流
検出範囲を可変にできるようにしたので、負荷の大小の
判別の期間の調整ができ、最大出力周波数に対する最適
な電流検出期間が選択できるという効果を奏する。
るための図である。
波数設定を説明するための図である。
を示す図である。
作を示すフローチャートである。
の関係を示す図である。
との関係を示す図である。
関係を示す図である。
ンサ、4 電圧検出回路、5 電圧検出回路、6A C
PU、7A メモリ、8 PWM回路、9 誘導電動機
(モータ)。
Claims (7)
- 【請求項1】 直流電力を可変周波数、可変電圧の交流
電力に変換するインバータ部を有する可変速装置におい
て、前記インバータ部の入力側の直流母線電圧を検出す
る電圧検出回路、前記インバータ部の出力側の各相の電
流を検出する電流検出回路、並びに前記検出した直流母
線電圧及び前記検出した各相の電流を用いて前記インバ
ータ部に接続された負荷の大小を自動判別し、最大出力
周波数を決定して出力する制御回路を備えたことを特徴
とする可変速装置。 - 【請求項2】 前記制御回路は、モータ加速時に基底周
波数に基づく一定期間において、前記検出した電流を平
均して求めた値を用いて前記負荷の大小を自動判別する
ことを特徴とする請求項1記載の可変速装置。 - 【請求項3】 前記制御回路は、前記検出した直流母線
電圧及び前記検出した電流に基づいて力行・回生状態を
判断し、前記一定期間で回生状態と判断したときには増
速しないことを特徴とする請求項2記載の可変速装置。 - 【請求項4】 前記制御回路は、前記検出した電流の平
均化を一次遅れフィルタで行い、この一次遅れフィルタ
の時定数はパラメータとしてメモリに設定可能とし、前
記時定数を可変にできるようにしたことを特徴とする請
求項2記載の可変速装置。 - 【請求項5】 前記制御回路は、前記検出した電流の平
均化を一次遅れフィルタで行い、この一次遅れフィルタ
の時定数を加速時間と最大出力周波数とにより自動設定
することを特徴とする請求項2記載の可変速装置。 - 【請求項6】 前記最大出力周波数は、パラメータとし
てメモリに設定可能であり、前記制御回路は、そのパラ
メータに従って最大出力周波数を可変にできるようにし
たことを特徴とする請求項1記載の可変速装置。 - 【請求項7】 前記検出する電流の電流検出範囲は、パ
ラメータとしてメモリに設定可能とし、前記電流検出範
囲を可変にできるようにしたことを特徴とする請求項1
記載の可変速装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24140594A JP3295553B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 可変速装置 |
| US08/537,278 US5723968A (en) | 1994-10-05 | 1995-09-29 | Variable speed system |
| TW084110251A TW361008B (en) | 1994-10-05 | 1995-10-02 | Variable speed system |
| CN95117735A CN1038971C (zh) | 1994-10-05 | 1995-10-05 | 变速系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24140594A JP3295553B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 可変速装置 |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH08107699A true JPH08107699A (ja) | 1996-04-23 |
| JP3295553B2 JP3295553B2 (ja) | 2002-06-24 |
Family
ID=17073801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24140594A Expired - Lifetime JP3295553B2 (ja) | 1994-10-05 | 1994-10-05 | 可変速装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5723968A (ja) |
| JP (1) | JP3295553B2 (ja) |
| CN (1) | CN1038971C (ja) |
| TW (1) | TW361008B (ja) |
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