JPS5838079B2 - Hysteresis motor operation control device - Google Patents
Hysteresis motor operation control deviceInfo
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- JPS5838079B2 JPS5838079B2 JP51095812A JP9581276A JPS5838079B2 JP S5838079 B2 JPS5838079 B2 JP S5838079B2 JP 51095812 A JP51095812 A JP 51095812A JP 9581276 A JP9581276 A JP 9581276A JP S5838079 B2 JPS5838079 B2 JP S5838079B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はヒステリシスモータの運転制御装置に関するも
のである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an operation control device for a hysteresis motor.
同期電動機の一種であるヒステリシスモータの運転特性
は第1図に示すとち・りである。The operating characteristics of a hysteresis motor, which is a type of synchronous motor, are as shown in FIG.
すなわち、同期速度に対してモータロータがすべってい
る状態< S−+O )でもモータが発生するトルクT
はほぼ一定であり、同期運転時には、負荷が要求するト
ルクTLとモータが発生するトルクTNがバランスした
状態で運転を継続する。In other words, the torque T generated by the motor even when the motor rotor is slipping relative to the synchronous speed (<S-+O)
is approximately constant, and during synchronous operation, operation continues in a state where the torque TL required by the load and the torque TN generated by the motor are balanced.
電流■についてもすべりSに関係なくほぼ一定の値をと
り、さらに同期運転時にもその電流値は変わらないとい
う特徴を持っている。The current (2) also has a nearly constant value regardless of the slip S, and furthermore, the current value does not change during synchronous operation.
電源周波数fNが一定の条件下で入力端子電圧■と出力
トルクT、および入力端子電圧■と入力電流■の関係は
、k1,k2を定数として実用範囲ではほぼ、
T二k1・■2,■二k2・■
である。Under the condition that the power supply frequency fN is constant, the relationship between the input terminal voltage ■ and the output torque T, and the input terminal voltage ■ and the input current ■ is approximately T2k1・■2,■ in the practical range, with k1 and k2 as constants. It is 2k2・■.
したがって電圧Vを高めればモータの脱出トルクTMが
増加して過負荷に強い特性となるが、一方では無効電流
が増大し、モータステータの銅損むよび鉄損が増えて効
率が低下する。Therefore, if the voltage V is increased, the escape torque TM of the motor increases and the motor becomes resistant to overload, but on the other hand, the reactive current increases, the copper loss and iron loss of the motor stator increase, and the efficiency decreases.
さらに、脱出トルクTMを大きくしたヒステリシスモー
タを低い出力トルクTLの負荷状態で使用すると、第2
図に示すように効率・力率ともに低下し、モータの損失
が増大して発熱量が増大するとともに、これを駆動する
電源の所要容量も力率の低下に応じて大きくなる。Furthermore, if a hysteresis motor with a large escape torque TM is used under a load condition of a low output torque TL, the second
As shown in the figure, both the efficiency and power factor decrease, the loss of the motor increases and the amount of heat generated increases, and the required capacity of the power source to drive the motor increases as the power factor decreases.
同期運転の範囲で力率・効率ともに最高である運転状態
は負荷トルクTLがモータの脱出トルクTMに等しい場
合である。The operating state in which both the power factor and efficiency are the highest in the synchronous operation range is when the load torque TL is equal to the escape torque TM of the motor.
しかしながら一般にヒステリシスモータを運転するにあ
たってモータの脱出トルクTMを負荷トルクTLに等し
く設定することはない。However, in general, when operating a hysteresis motor, the escape torque TM of the motor is not set equal to the load torque TL.
なぜならば、負荷トルクが予定値よりも大きくなった場
合や、モータのトルク特性にバラッキなどがあった場合
、所要負荷トルクTLが脱出トルクTMよりも大きくな
って脱調してし1い、第3図に示すようにすべりSMの
状態でバランスして運転を継続することになるからであ
る。This is because if the load torque becomes larger than the planned value or if there are variations in the torque characteristics of the motor, the required load torque TL becomes larger than the escape torque TM and the step-out occurs. This is because, as shown in Fig. 3, the operation continues in a balanced state with slip SM.
この状態では定常的に
に相当する損失がモータロータに発生し、効率が低下す
るとともにロータの耐熱性の問題が生じて好1しくない
。In this state, a corresponding loss constantly occurs in the motor rotor, resulting in a decrease in efficiency and problems with the heat resistance of the rotor, which is not desirable.
したがって従来は第1図に示されるようにモータの過負
荷、特性のバラッキなどを考慮して、TL<TMとなる
ようにモータ端子電圧■を設定する。Therefore, conventionally, as shown in FIG. 1, the motor terminal voltage (2) is set so that TL<TM, taking into consideration motor overload, variation in characteristics, etc.
ただしこの場合は第2図で説明したように、TL−TM
の点に対して効率および力率が低下することは否めない
。However, in this case, as explained in Figure 2, TL-TM
It is undeniable that efficiency and power factor decrease with respect to this point.
本発明の目的は運転に支障を来たすことなくモータの効
率および力率を可及的に改善しうるヒステリシスモータ
の運転制御装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide an operation control device for a hysteresis motor that can improve the efficiency and power factor of the motor as much as possible without interfering with the operation.
この目的を達成するため本発明は、モータ駆動用として
出力電圧を調整しうる電源装置を備え、被駆動ヒステリ
シスモータのすべりに応じて上記電源装置の出力電圧を
制御するようにしたヒステリシスモータの運転制御装置
を構成したものであって、以下、図面に示す実施例につ
いて詳細に説明する。In order to achieve this object, the present invention provides an operation of a hysteresis motor which is equipped with a power supply device for driving a motor and whose output voltage can be adjusted, and which controls the output voltage of the power supply device according to the slippage of the driven hysteresis motor. A control device is constructed, and the embodiment shown in the drawings will be described in detail below.
第4図は本発明による運転制御装置の一実施例の回路構
成を示すものである。FIG. 4 shows a circuit configuration of an embodiment of the operation control device according to the present invention.
被駆動ヒステリシスモータ10は、可制御型の順変換部
11耘よび逆変換部12を含む可変周波数・可変電圧電
源装置13によって駆動される。The driven hysteresis motor 10 is driven by a variable frequency/variable voltage power supply 13 that includes a controllable forward converter 11 and an inverse converter 12 .
モータ10の回転子軸にはパルス発信器14が連結され
、モータ10の回転速度に比例する繰返し周波数f2
を有する出力パルスがパルス発信器14から周波数比較
回路15に入力される。A pulse transmitter 14 is connected to the rotor shaft of the motor 10, and has a repetition frequency f2 proportional to the rotational speed of the motor 10.
An output pulse having a value of 0 is input from the pulse oscillator 14 to the frequency comparator circuit 15.
順変換器12の出力電圧すなわちモータ10の入力電圧
Vの周波数は発振器16の設定周波数f1によって定め
られる。The frequency of the output voltage of the forward converter 12, that is, the input voltage V of the motor 10, is determined by the set frequency f1 of the oscillator 16.
この発振器16による周波数制御は位相制御回路17を
介して逆変換器12の各可制御電気弁の点弧位相を制御
することによって行われる。This frequency control by the oscillator 16 is performed by controlling the firing phase of each controllable electric valve of the inverter 12 via a phase control circuit 17.
パルス発信器14はその出力周波数f2が、モータ10
が同期速度すなわちすべり零で回転しているときに発振
器16の出力周波数f1に等しくなるように選定される
。The output frequency f2 of the pulse generator 14 is the same as that of the motor 10.
is selected to be equal to the output frequency f1 of oscillator 16 when rotating at synchronous speed, ie zero slip.
なむ回転型発信器14はモータ10の回転速度を検知で
きればよいのであり、これの代りに回転発電機によった
り逆起電力検出によって行ったりしてもよい。The rotary transmitter 14 only needs to be able to detect the rotational speed of the motor 10, and instead of this, a rotary generator or back electromotive force detection may be used.
周波数比較回路15は両入力周波数f1,f2を比較し
てその差に応じた値の電圧Vfを出力するものであるが
、その特性は第5図aに示すようにS二f1−f2−0
のところでは出力電圧Vfとして負の一定値−■1を出
力し、S=f1−f2>0のときには正の一定値+■2
を出力するようなものでもよく、1た同図bに示すよう
にS=f1−f2=0のときは上記と同様に出力電圧V
fとして負の一定値一■1を出力し、S=f,一f2>
0のときにはf1−f2の値に比例する電圧を出力する
ようなものでもよい。The frequency comparator circuit 15 compares both input frequencies f1 and f2 and outputs a voltage Vf corresponding to the difference, and its characteristics are S2 f1-f2-0 as shown in Figure 5a.
In this case, a negative constant value -■1 is output as the output voltage Vf, and when S=f1-f2>0, a positive constant value +■2
1.As shown in figure b, when S=f1-f2=0, the output voltage V
Output a negative constant value 1■1 as f, S=f, -f2>
When the voltage is 0, a voltage proportional to the value of f1-f2 may be output.
いずれにしても周波数f1はモータ10の入力電源電圧
の周波数に対応し、周波数f2はモータ10の実際の回
転速度に対応するから、両周波数の差f1−f2はモー
タ10のすべりSに対応することになる。In any case, the frequency f1 corresponds to the frequency of the input power supply voltage of the motor 10, and the frequency f2 corresponds to the actual rotational speed of the motor 10, so the difference between the two frequencies f1-f2 corresponds to the slip S of the motor 10. It turns out.
このような周波数比較回路は例えば可逆カウンタと演算
増幅器、あるいはデイジタル減算回路と演算増幅器、周
波数・電圧変換器とアナログレベル比較回路の組合せな
どによって実現できる。Such a frequency comparison circuit can be realized by, for example, a combination of a reversible counter and an operational amplifier, a digital subtraction circuit and an operational amplifier, a frequency/voltage converter and an analog level comparison circuit, or the like.
周波数比較回路15の出力電圧Vfは積分回路18に入
力して積分し、その積分出力Voにより電圧制御回路1
9を介して順変換部11の出力電圧したがって電源装置
13の出力電圧を制御する。The output voltage Vf of the frequency comparison circuit 15 is input to the integration circuit 18 and integrated, and the integrated output Vo is used to control the voltage control circuit 1.
9 to control the output voltage of the forward converter 11 and therefore the output voltage of the power supply device 13.
この出力電圧はモー゛夕10にすべりを生じない範囲で
できるだけ低い値に保持される。This output voltage is kept as low as possible without causing slippage in the motor 10.
ヒステリシスモータ10の運転中に周波数比較回路15
の両周波数人力f1,f2の間にf1−f2〉0という
関係が生ずると、すなわちモータ10にすべりが生ずる
と、周波数比較回路15は上記周波数差ないしはすべり
に応じた値の出力Vfを出し、積分回路18および電圧
制御回路19を介して順変換器11の出力電圧を高める
。Frequency comparison circuit 15 during operation of hysteresis motor 10
When a relationship of f1-f2>0 occurs between the two frequencies of human power f1 and f2, that is, when slippage occurs in the motor 10, the frequency comparison circuit 15 outputs an output Vf with a value corresponding to the frequency difference or slippage, The output voltage of forward converter 11 is increased via integration circuit 18 and voltage control circuit 19.
これによってモータ10はその入力電圧■が高められ、
脱出トルクTMが増加する。As a result, the input voltage (■) of the motor 10 is increased,
Escape torque TM increases.
このため脱出トルクTMが負荷トルクTLを上1わって
再び同期に引込1れる。Therefore, the escape torque TM exceeds the load torque TL and is pulled into synchronization again.
壕た、周波数差fl ’2が零、すなわちモータ10
が同期運転状態である場合には周波数比較回路15は出
力電圧Vfとして負の電圧−■1を出力し、したがって
積分回路18の出力電圧■oは次第に降下する。In other words, the frequency difference fl '2 is zero, that is, the motor 10
When is in a synchronous operation state, the frequency comparator circuit 15 outputs a negative voltage -1 as the output voltage Vf, and therefore the output voltage o of the integrating circuit 18 gradually drops.
このため順変換器11訃よび逆変換器12の出力電圧す
なわち電源装置13の出力電圧■は降下し、モータ10
の脱出トルクTMは低下する。Therefore, the output voltage of the forward converter 11 and the inverse converter 12, that is, the output voltage of the power supply 13, decreases, and the motor 10
The escape torque TM decreases.
上述のトルク増減の2つの動作により、定常的には脱出
トルクTMが負荷トルクTLとなるように出力電圧■が
制御され、その結果、任意の負荷トルクTLで力率ない
し効率が最犬の状態で運転を継続する。Through the above-mentioned two operations of torque increase and decrease, the output voltage ■ is controlled so that the escape torque TM becomes the load torque TL on a steady basis, and as a result, the power factor or efficiency is at its maximum at any load torque TL. Continue driving.
以上の動作は加速運転時にも同様な効果が期待される。The above operation is expected to have similar effects during accelerated driving.
第4図の実施例に釦ける積分回路18を電圧基準回路2
0と加算器21とによって置換した実施例を第6図に示
す。In the embodiment shown in FIG. 4, the integration circuit 18 is connected to the voltage reference circuit 2.
An embodiment in which 0 is replaced by an adder 21 is shown in FIG.
電圧基準回路20は出力電圧■に関する基準電圧Vsを
加算器21に入カする。The voltage reference circuit 20 inputs the reference voltage Vs regarding the output voltage ■ into the adder 21.
加算器21には周波数比較回路15の出力電圧Vfも入
力され、ここで両入力の加算演算が行われ、その演算結
果VS+Vfが電圧制御回路19に入力される。The output voltage Vf of the frequency comparison circuit 15 is also input to the adder 21, where an addition operation of both inputs is performed, and the operation result VS+Vf is input to the voltage control circuit 19.
第6図の装置は基本的には第4図の装置と同一の動作を
行う。The device shown in FIG. 6 basically operates in the same way as the device shown in FIG.
ただ積分回路18を含む第4図の装置はパルス的な回路
状態変化は積分回路18が吸収してし1うのでその影響
を受けない反面、常態的な変化にも多少の動作遅れを伴
う。However, the device shown in FIG. 4, which includes the integrating circuit 18, is not affected by pulse-like circuit state changes because the integrating circuit 18 absorbs them, but on the other hand, there is a slight delay in operation even with normal changes.
これに対して第6図の装置は制御系に動作遅れを伴わな
い反面、パルス的な状態変化にも応動してし1うという
特性を持つ。On the other hand, the device shown in FIG. 6 has the characteristic that, while there is no delay in operation in the control system, it also responds to pulse-like state changes.
このような2つの特性は事情に応じて個々に1たは併用
して用いられる。These two characteristics may be used individually or in combination depending on the circumstances.
第7図は1台の電源装置13で多数台のヒステリシスモ
ータ101,102,・・・・・・,10Nを駆動する
場合に対する本発明の適用例を示すものである。FIG. 7 shows an example of application of the present invention to a case where one power supply device 13 drives a large number of hysteresis motors 101, 102, . . . , 10N.
各モータにパルス発信器141,142,・・・・・・
14Nを連結し、これらのパルス発信器によって検出さ
れる各モータの回転速度に対応する周波数f21,f2
2,・・・f2Nをスキャニング装置22によって時分
割で読取り、それを周波数比較回路15に入力する。Pulse transmitter 141, 142,... for each motor
14N, and frequencies f21 and f2 corresponding to the rotational speed of each motor detected by these pulse transmitters.
2, .
この比較回路15で発振器16からの周波数f1との差
を演算し、いずれかのモータにすべりを生じていれば電
源装置14の出力電圧■を高める操作を行う。The comparison circuit 15 calculates the difference between the frequency f1 and the frequency f1 from the oscillator 16, and if any motor is slipping, an operation is performed to increase the output voltage (2) of the power supply device 14.
これにより常に全モータが同期した状態で運転を継続す
る。This allows all motors to continue operating in a synchronized state.
なお第7図の装置において各モータの負荷のバラツキが
少ない場合には、多数台のモータのうちの1台にのみ代
表としてパルス発信器を取付け、その速度検出信号によ
って全体のモータに共通の電源装置13の出力電圧を制
御するようにしてもよい。In the device shown in Fig. 7, if there is little variation in the load of each motor, a representative pulse transmitter is attached to only one of the many motors, and the speed detection signal is used to connect a common power source to all the motors. The output voltage of the device 13 may also be controlled.
この構成はパルス発信器の数が減るためにシステムコス
トが下がるという特長がある。This configuration has the advantage of reducing system cost because the number of pulse generators is reduced.
以上述べたように本発明によればどのような負荷トルク
に対しても常に最犬の効率、力率を得ることができるた
め、消費電力の低減化や、発熱量の低減化、冷却構成の
簡素化、駆動電源所要容量の低減化などを達成すること
ができる。As described above, according to the present invention, it is possible to always obtain the best efficiency and power factor for any load torque, so it is possible to reduce power consumption, reduce heat generation, and improve the cooling configuration. It is possible to achieve simplification and reduction in the required capacity of the drive power source.
1た本発明によれば定速運転時のみでなく加速運転時に
訃いても、負荷の慣性モーメントと加速時間によって決
められる最適の所要加速トルクが得られるようにモータ
端子電圧が自動的に調整されるので、運転・停止が頻繁
に繰返されるような用途にも大きな効果を発揮すること
ができる。1. According to the present invention, the motor terminal voltage is automatically adjusted so that the optimum required acceleration torque determined by the moment of inertia of the load and the acceleration time can be obtained even if the motor fails not only during constant speed operation but also during accelerated operation. Therefore, it can be highly effective even in applications where operation and stopping are frequently repeated.
第1図、第2図訃よび第3図はそれぞれヒステリシスモ
ータの特性を説明するための線図、第4図は本発明装置
の一実施例を示すブロック図、第5図aおよびbはそれ
ぞれ第4図にかける周波数比較回路の特性例を示す線図
、第6図は本発明装置の他の実施例を示すブロック図、
第7図は第4図の装置を多数台のモータを駆動する場合
に適用するときの構成例を示すブロック図である。
10・・・ヒステリシスモータ、11・・・順変換器、
12・・・逆変換器、13・・・可変周波数・可変電圧
電源装置、14・・・パルス発信器、15・・・周波数
比較回路、16・・・発振器、17・・・位相制御回路
、18・・・積分回路、19・・・電圧制御回路、20
・・・電圧基準回路、21・・・加算器。1, 2 and 3 are diagrams for explaining the characteristics of a hysteresis motor, FIG. 4 is a block diagram showing an embodiment of the device of the present invention, and FIGS. 5 a and 5 are diagrams, respectively. FIG. 4 is a diagram showing an example of the characteristics of the frequency comparison circuit; FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment of the device of the present invention;
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example when the device shown in FIG. 4 is applied to drive a large number of motors. 10... Hysteresis motor, 11... Forward converter,
12... Inverse converter, 13... Variable frequency/variable voltage power supply device, 14... Pulse oscillator, 15... Frequency comparison circuit, 16... Oscillator, 17... Phase control circuit, 18... Integrating circuit, 19... Voltage control circuit, 20
... Voltage reference circuit, 21... Adder.
Claims (1)
圧電源装置と、この電源装置の出力電圧を制御する電圧
制御装置と、前記ヒステリシスモータのすべりを検知す
るすべり検知装置とを備え、前記すべり検知装置によっ
て検知される前記ヒステリシスモータのすべりに応じて
前記電圧制御装置を介して前記電源装置の出力電圧を制
御するように構成したヒステリシスモータの運転制御装
置,1 A variable voltage power supply device for driving a driven hysteresis motor, a voltage control device for controlling the output voltage of the power supply device, and a slip detection device for detecting slippage of the hysteresis motor, an operation control device for a hysteresis motor configured to control an output voltage of the power supply device via the voltage control device in accordance with a detected slip of the hysteresis motor;
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51095812A JPS5838079B2 (en) | 1976-08-11 | 1976-08-11 | Hysteresis motor operation control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP51095812A JPS5838079B2 (en) | 1976-08-11 | 1976-08-11 | Hysteresis motor operation control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5321728A JPS5321728A (en) | 1978-02-28 |
| JPS5838079B2 true JPS5838079B2 (en) | 1983-08-20 |
Family
ID=14147825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP51095812A Expired JPS5838079B2 (en) | 1976-08-11 | 1976-08-11 | Hysteresis motor operation control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5838079B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60254882A (en) * | 1984-05-31 | 1985-12-16 | Nec Corp | Image pickup device |
-
1976
- 1976-08-11 JP JP51095812A patent/JPS5838079B2/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60254882A (en) * | 1984-05-31 | 1985-12-16 | Nec Corp | Image pickup device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5321728A (en) | 1978-02-28 |
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