JPH0334314B2 - - Google Patents
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- JPH0334314B2 JPH0334314B2 JP58032444A JP3244483A JPH0334314B2 JP H0334314 B2 JPH0334314 B2 JP H0334314B2 JP 58032444 A JP58032444 A JP 58032444A JP 3244483 A JP3244483 A JP 3244483A JP H0334314 B2 JPH0334314 B2 JP H0334314B2
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/045—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は誘導電動機のすべり周波数制御装置に
おいて、誘導電動機の電流制御結果に従い、すべ
り周波数の補正を行なう事により、誘導電動機の
出力の低下を防ぐすべり周波数制御方法に関する
ものである。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention is a slip frequency control device for an induction motor, which prevents a decrease in the output of the induction motor by correcting the slip frequency according to the current control result of the induction motor. This invention relates to a slip frequency control method.
第1図は誘導電動機をすべり周波数制御する場
合における、誘導電動機の1相分の等価回路を示
す回路構成図で、同図からも明らかな如く、電動
機励磁インダクタンス1並びに電動機の2次等価
負荷2の並列回路から構成される。ここで、電動
機励磁インダクタンス1はL0なる値を有し、電
動機2次等価負荷2はR2/Sなる値を有する。
なお、R2は電動機2次巻線抵抗、Sは電動機の
すべりである。一方、電動機1次巻線抵抗、1次
もれインダクタンス、励磁コンダクタンス、二次
巻線インダクタンスは簡易制御であれば無視でき
る。
Figure 1 is a circuit configuration diagram showing an equivalent circuit for one phase of an induction motor when the induction motor is subjected to slip frequency control.As is clear from the figure, the motor excitation inductance 1 and the secondary equivalent load 2 of the motor It consists of parallel circuits. Here, the motor excitation inductance 1 has a value of L 0 and the motor secondary equivalent load 2 has a value of R 2 /S.
Note that R 2 is the motor secondary winding resistance, and S is the slip of the motor. On the other hand, the motor primary winding resistance, primary leakage inductance, excitation conductance, and secondary winding inductance can be ignored if the control is simple.
第1図において、端子A,B間に角周波数ω1、
大きさE1の交流電圧を印加した場合、電動機励
磁インダクタンス1に流れる電流、つまり電動機
励磁電流I0は
I0=E1/ω1L0 …(1)
である。また、電動機2次巻線に流れる電流I2は
I2=E1/R2/S=SE1/R2 …(2)
である。第1図から判る様に、励磁電流I0はイン
ダクタンス負荷に流れる電流であるから、印加電
圧E1に対して90度遅れており、2次巻線に流れ
る電流I2は抵抗負荷に流れる電流であるから、印
加電圧E1と同相である。一方、電動機内回転磁
界の大きさΦは励磁電流I0に比例するから
Φ=K1I0 …(3)
となる。但し、K1は比例定数である。ここで、
任意のいかなる周波数においても磁束の大きさΦ
が一定となる様に、つまり、励磁電流I0が一定と
なる様に制御するには、(1)式から判る様にE1/
ω1が一定となる様に制御すれば良い。一方、電
動機の発生トルクTは磁束の大きさΦと磁束中の
2次巻線導体に流れる電流I2の積に比例するか
ら、
T=K2ΦI2 …(4)
となる。但し、K2は比例定数である。従つて、
磁束の大きさΦが一定となる様に制御されている
場合、トルクTの大きさは電動機2次巻線電流I2
の大きさに比例することが判る。また、前述した
様に、任意の周波数において周波数を固定する印
加電圧E1は一意的に定数となるから、(2)式はそ
の周波数では
I2=K3S …(5)
となり、電動機発生トルクTは
T=K4S …(6)
となる。ここでK3は定数であり、K4は周波数を
固定した場合の定数となる。また、電動機一次電
流I1の大きさは、励磁電流I〓0と回転子電流I〓2のベ
クトル和であり、励磁電流I〓0と回転子電流I〓2は直
交関係にあるから、
I1=√0 2+2 2 …(7)
となる。従つて、励磁電流I0が一定、つまり磁束
が一定となる様に制御した場合、電動機の必要と
するトルクTが求まれば(2)式より
I2=T/K2Φ …(8)
となる様にI2を求め、(7)式より求めた電動機一次
電流I1となる様に電動機一次電流を流すと共に(6)
式より求めたすべりSに相当したすべり周波数分
を電動機同期回転周波数に加算した電源周波数を
与える事により、電動機は必要とするトルクを発
生し、速度制御を行なう事が出来る。 In FIG. 1, an angular frequency ω 1 between terminals A and B,
When an AC voltage of magnitude E 1 is applied, the current flowing through the motor excitation inductance 1, that is, the motor excitation current I 0 is I 0 =E 1 /ω 1 L 0 (1). Moreover, the current I 2 flowing through the motor secondary winding is I 2 =E 1 /R 2 /S=SE 1 /R 2 (2). As can be seen from Figure 1, the exciting current I0 is the current flowing through the inductance load, so it lags 90 degrees with respect to the applied voltage E1 , and the current I2 flowing through the secondary winding is the current flowing through the resistive load. Therefore, it is in phase with the applied voltage E1 . On the other hand, since the magnitude Φ of the rotating magnetic field within the motor is proportional to the exciting current I 0 , Φ=K 1 I 0 (3). However, K 1 is a proportionality constant. here,
Magnetic flux magnitude Φ at any arbitrary frequency
In order to control the excitation current I 0 to be constant, in other words, to keep the excitation current I 0 constant, E 1 /
It is sufficient to control so that ω 1 is constant. On the other hand, since the torque T generated by the motor is proportional to the product of the magnitude of the magnetic flux Φ and the current I 2 flowing through the secondary winding conductor in the magnetic flux, T=K 2 ΦI 2 (4). However, K 2 is a proportionality constant. Therefore,
When the magnitude of magnetic flux Φ is controlled to be constant, the magnitude of torque T is equal to the motor secondary winding current I 2
It can be seen that it is proportional to the size of In addition, as mentioned above, the applied voltage E 1 that fixes the frequency at any frequency is uniquely constant, so equation (2) becomes I 2 = K 3 S ...(5) at that frequency, and the motor The torque T is T=K 4 S (6). Here, K 3 is a constant, and K 4 is a constant when the frequency is fixed. Also, the magnitude of the motor primary current I 1 is the vector sum of the excitation current I〓 0 and the rotor current I〓 2 , and since the excitation current I〓 0 and the rotor current I〓 2 are orthogonal, I 1 = √ 0 2 + 2 2 …(7). Therefore, if the excitation current I 0 is controlled to be constant, that is, the magnetic flux is constant, and the torque T required by the motor is found, from equation (2), I 2 = T / K 2 Φ ... (8) Find I 2 so that
By providing a power supply frequency obtained by adding a slip frequency corresponding to the slip S obtained from the formula to the motor synchronous rotation frequency, the motor can generate the required torque and perform speed control.
これら、誘導電動機の性質に基いて、従来から
インバータにより誘導電動機のすべり周波数制御
を行なう誘導電動機制御装置が用いられて来た
が、第2図にそのブロツク図を示す。第2図にお
いて、交流電源3Aから電力供給を受けている可
変直流電源3は交流を直流に変換し、リアクトル
4を介してインバータ回路6に供給する。なおイ
ンバータ回路6は複数個のスイツチング素子から
なり、U相、V相、W相の三相交流を出力する。
インバータ回路6からの交流電力は誘導電動機7
に供給され、これを駆動する。誘導電動機7の速
度は速度検出器8により検出され速度検出信号
VSとして出力される。速度設定器9は誘導電動
機7の速度を設定すべく速度設定信号VSRと速度
検出信号VSを比較演算してトルク基準信号T*を
出力する。また関数発生器11はトルク基準信号
T*に対して(7)式の関係を有する信号として誘導
電動機7の平均電流基準信号I1 *を発生する。電
流制御回路12は電流基準信号I1 *と主回路電流
を検出する電流検出器5の電流出力信号I1を比較
増幅し、可変直流電源制御回路13を介して可変
直流電源3の電圧の大きさを可変して電動機電流
I1を電流基準値I1 *となる様に制御する。一方、
トルク基準信号T*は調整器14を介してすべり
周波数に対応する電圧信号SVに変換される。こ
の電圧信号SVは速度検出信号VSと和をとられ電
圧−周波数変換器15に入力され周波数信号0に
変換される。この様にして求められた周波数信号
0を交流電圧発生制御回路16に入力して、これ
に基きインバータ回路6を制御することにより必
要な交流電圧を発生させている。 Based on these properties of induction motors, induction motor control apparatuses have heretofore been used which control the slip frequency of induction motors using inverters, and FIG. 2 shows a block diagram thereof. In FIG. 2, a variable DC power supply 3 receiving power from an AC power supply 3A converts AC into DC and supplies it to an inverter circuit 6 via a reactor 4. Note that the inverter circuit 6 is composed of a plurality of switching elements and outputs three-phase alternating current of U phase, V phase, and W phase.
AC power from the inverter circuit 6 is supplied to the induction motor 7
is supplied to and drives it. The speed of the induction motor 7 is detected by a speed detector 8 and a speed detection signal is output.
Output as V S. The speed setter 9 compares and calculates the speed setting signal VSR and the speed detection signal Vs to set the speed of the induction motor 7, and outputs a torque reference signal T * . The function generator 11 also outputs a torque reference signal.
The average current reference signal I 1 * of the induction motor 7 is generated as a signal having the relationship of equation (7) with respect to T * . The current control circuit 12 compares and amplifies the current reference signal I 1 * and the current output signal I 1 of the current detector 5 that detects the main circuit current, and controls the voltage of the variable DC power supply 3 via the variable DC power supply control circuit 13. The motor current can be adjusted by varying the
Control I 1 so that it becomes the current reference value I 1 * . on the other hand,
The torque reference signal T * is converted via the regulator 14 into a voltage signal S V corresponding to the slip frequency. This voltage signal S V is summed with the speed detection signal V S and input to the voltage-frequency converter 15 where it is converted into a frequency signal 0 . Frequency signal obtained in this way
0 is input to the AC voltage generation control circuit 16, and the inverter circuit 6 is controlled based on this to generate the necessary AC voltage.
ここでトルク基準T*は電動機7の磁束一定制
御が行なわれている場合、つまり、励磁電流I0が
一定となる様に制御されている場合は、電動機7
の回転子電流I2に比例する。また、電動機7の回
転子電流I2は(2)式の様にすべりSと電動機電圧の
積に比例し、電動機7の回転子巻線抵抗R2に反
比例するが、固定した角周波数ω1の点において
は、E1/R2は定数としてトルク基準T*に比例し
てすべりSを変化させて制御される。 Here , the torque reference T * is determined by the motor 7
is proportional to the rotor current I2 . Furthermore, the rotor current I 2 of the motor 7 is proportional to the product of the slip S and the motor voltage as shown in equation (2), and is inversely proportional to the rotor winding resistance R 2 of the motor 7, but at a fixed angular frequency ω 1 In this respect, E 1 /R 2 is controlled by changing the slip S in proportion to the torque reference T * as a constant.
一般にマイナーループに電流制御を行ない速度
制御を行なうレオナード装置、インバータ装置に
おいて、装置における最大出力電圧に対し、それ
らにより駆動される直流又は交流電動機の定格電
圧は低い値となる。特に高速応答を実現させるた
めにはその差はさらに大きな値とされている。装
置最大出力電圧と電動機定格出力電圧との差を大
きくするという事は装置最大出力電圧は装置入力
電源電圧の大きさが決る事により決定されるた
め、電動機定格電圧を下げることを意味する。従
つて電動機電圧を下げ、電動機定格電流を増加さ
せるという事であるため、装置の主回路スイツチ
ング素子の電流容量が増加するため、素子の価格
が上り、装置の価格が増加する。従つて、高速応
答性をそこなわずに装置の最大出力電圧と電動機
定格電圧との差をどこまで小さく出来るかが装置
自身の価格に大きく影響する。そのため、装置最
大出力電圧と電動機定格電圧とはほぼ等しい値と
している。 In general, in a Leonard device or inverter device that performs speed control by controlling current in a minor loop, the rated voltage of the DC or AC motor driven by the device is lower than the maximum output voltage of the device. In particular, the difference is expected to be even larger in order to achieve high-speed response. Increasing the difference between the device's maximum output voltage and the motor's rated output voltage means lowering the motor's rated voltage, since the device's maximum output voltage is determined by the magnitude of the device's input power supply voltage. Therefore, since the motor voltage is lowered and the motor rated current is increased, the current capacity of the main circuit switching element of the device increases, which increases the cost of the element and the price of the device. Therefore, the price of the device itself is greatly influenced by how small the difference between the maximum output voltage of the device and the rated voltage of the motor can be made without impairing high-speed response. Therefore, the device maximum output voltage and the motor rated voltage are set to approximately the same value.
一方、すべり周波数制御装置において(5),(6),
(7)式により必要なトルクTよりすべりS及び回転
子電流I2、さらに一次電流I1が計算され、おのお
のの値となる様に制御されトルクTを発生させる
が装置入力電源電圧の低下等により、装置最大出
力電圧が低下した場合、必要なトルクTに対し
て、すべりSは補正されるが、必要な一次電流I1
が計算通り流れず、そのためトルク不足が発生し
得る。電動機一次電流I1は実際の誘導電動機は第
1図の等価回路に対し、第3図の如く一次もれイ
ンダクタンス17及び一次巻線抵抗18があるた
めインバータ出力電圧つまり電動機端子電圧V1
と電動機誘起起電圧E1との差の電圧に対し一次
もれインダクタンスと一次巻線抵抗のインピーダ
ンスにより決る。従つてインバータ出力電圧がイ
ンバータ入力電源電圧の低下により、低下した場
合、必要とする一次電流が流れ得ず、結果として
トルク不足を起すという欠点があつた。 On the other hand, in the slip frequency control device (5), (6),
Slip S, rotor current I 2 , and primary current I 1 are calculated from the required torque T using equation (7), and each value is controlled to generate torque T, but the device input power supply voltage may drop, etc. Therefore, when the maximum output voltage of the device decreases, the slip S is corrected for the required torque T, but the required primary current I 1
does not flow as calculated, which may result in a torque shortage. The motor primary current I 1 is the inverter output voltage, that is, the motor terminal voltage V 1 because the actual induction motor has a primary leakage inductance 17 and a primary winding resistance 18 as shown in Fig. 3, compared to the equivalent circuit shown in Fig. 1 .
The voltage difference between E and motor induced voltage E1 is determined by the primary leakage inductance and the impedance of the primary winding resistance. Therefore, when the inverter output voltage decreases due to a decrease in the inverter input power supply voltage, the required primary current cannot flow, resulting in a disadvantage that torque is insufficient.
本発明の目的は以上の様にインバータ入力電源
電圧の低下等によりインバータ出力電圧が低下し
ても駆動電動機が所望のトルクを発生出来るすべ
り周波数制御方法を提供することにある。
As described above, an object of the present invention is to provide a slip frequency control method that allows a drive motor to generate a desired torque even if the inverter output voltage decreases due to a decrease in the inverter input power supply voltage or the like.
本発明はこの目的を達成するために電流制御系
がその出力電流を増大させる限界に達したことを
例えば電流基準と電流帰還の偏差が所定値にある
ことで検出し、その際にはすべり周波数を補足
し、その結果として誘導電動機の印加周波数を増
大させてトルクを増大させることを特徴とするも
のである。
In order to achieve this objective, the present invention detects that the current control system has reached the limit for increasing its output current, for example, when the deviation between the current reference and current feedback is at a predetermined value, and in this case, the slip frequency As a result, the applied frequency of the induction motor is increased to increase the torque.
第4図に本発明のブロツク図を示す。第2図と
同一番号で示される部分は同一部分を示すもので
ある。電流制御回路12の出力は可変直流電源制
御回路13へ入力すると共に、電流制御飽和検出
回路19に入力され、電流制御飽和検出回路19
の出力が一定値以上の場合、その差分に応じた値
を速度検出信号VSとすべり周波数に対応する電
圧信号SVと共に合成され、電圧−周波数変換器
15に入力される。
FIG. 4 shows a block diagram of the present invention. Portions indicated by the same numbers as in FIG. 2 indicate the same parts. The output of the current control circuit 12 is input to the variable DC power supply control circuit 13 and also to the current control saturation detection circuit 19.
When the output of is above a certain value, a value corresponding to the difference is synthesized with the speed detection signal V S and the voltage signal S V corresponding to the slip frequency, and is input to the voltage-frequency converter 15 .
第4図において、可変直流電源3の主回路素子
がサイリスタの場合、可変直流電源制御回路13
はサイリスタの位相制御回路であり、サイリスタ
の点弧位相を変化させて、可変直流電源3の出力
電圧を変化させて電流I1を電流基準I1 *と等しく
なる様に動作する。つまり電流基準I1 *に対し、
電流I1が小さい場合、電流制御回路12の出力は
大きくなり、可変直流電源制御回路13は可変直
流電源3のサイリスタの点弧位相を進めて、可変
直流電源3の出力電圧を増加させ、電流I1を増加
させて電流基準I1 *に近づける様動作する。同様
にして、電流I1が電流基準値I1 *よりも大きな場
合、電流制御回路12の出力は小さくなり、可変
直流電源制御回路13は可変直流電源3のサイリ
スタの点弧位相を遅らせて可変直流電源3の出力
電圧を低減させ、電源I1を減少させ電流基準I1 *
に近づける様動作する。従つて電源電圧の低下等
により、電流I1が基準値通り流れない様になる
と、電流制御回路12の出力はさらに大きくな
り、可変直流電源制御回路13は可変直流電源3
のサイリスタの点弧位相をさらに進めて可変直流
電源3の出力電圧を増加させ、電流I1を増加させ
ようとするが、サイリスタの点弧位相を最も進め
ても、交流電源3Aの電圧自身が低いため可変直
流電源3の出力電圧は上昇しなく、その結果とし
て、電流制御回路12の出力は、制御回路出力電
圧の最大の値まで大きくなる。 In FIG. 4, when the main circuit element of the variable DC power supply 3 is a thyristor, the variable DC power supply control circuit 13
is a thyristor phase control circuit, which operates by changing the firing phase of the thyristor to change the output voltage of the variable DC power supply 3 so that the current I 1 becomes equal to the current reference I 1 * . In other words, for the current reference I 1 * ,
When the current I 1 is small, the output of the current control circuit 12 becomes large, and the variable DC power supply control circuit 13 advances the firing phase of the thyristor of the variable DC power supply 3 to increase the output voltage of the variable DC power supply 3 and increase the current. It operates to increase I 1 to bring it closer to the current reference I 1 * . Similarly, when the current I 1 is larger than the current reference value I 1 * , the output of the current control circuit 12 becomes small, and the variable DC power supply control circuit 13 delays the firing phase of the thyristor of the variable DC power supply 3 to make the variable The output voltage of the DC power supply 3 is reduced, the power supply I 1 is reduced, and the current reference I 1 *
It operates in a way that brings it closer to . Therefore, if the current I 1 does not flow as per the reference value due to a drop in the power supply voltage, etc., the output of the current control circuit 12 becomes even larger, and the variable DC power supply control circuit 13 controls the variable DC power supply 3.
An attempt is made to further advance the firing phase of the thyristor to increase the output voltage of the variable DC power supply 3 and increase the current I1 , but even if the firing phase of the thyristor is advanced the most, the voltage of the AC power supply 3A itself Since the voltage is low, the output voltage of the variable DC power supply 3 does not increase, and as a result, the output of the current control circuit 12 increases to the maximum value of the control circuit output voltage.
従つてあらかじめ正常な動作範囲内における電
流制御回路出力電圧の最大値を求めておき、電流
制御回路出力が前記最大値を越えると、その割合
に応じて電流制御飽和検出回路19に出力電圧が
発生し、すべり周波数に対応する電圧信号SVと
速度検出信号VSと共に加算し、結果としてイン
バータ出力周波数を増加させる。そのため、誘導
電動機は出力電圧は低下しているが、誘導機電源
周波数、つまりインバータ出力周波数は上げられ
るため、誘導電動機はすべりが増加し、電動機発
生トルクが増加する様になる。つまり、一般に誘
導電動機は同一負荷トルクの条件において、すべ
りSは電圧の大きさの2乗に比例して減少する。
従つて、入力電源電圧等の低下によるインバータ
出力電圧の低下により電流制御飽和検出回路出力
は、インバータ出力周波数を増加させる方向に動
作し、電動機のすべりを増加させて負荷トルクを
増加させる様に動作する。これらインバータ出力
電圧低下によるすべり周波数を前記トルク基準信
号T*より求めた値よりも増加させるすべり周波
数の増加分は出力電圧の低下の程度、つまり、電
流基準I1 *と負荷電流I1との差の程度に比例して
増加するものとする。 Therefore, the maximum value of the current control circuit output voltage within the normal operating range is determined in advance, and when the current control circuit output exceeds the maximum value, an output voltage is generated in the current control saturation detection circuit 19 according to the proportion. Then, it is added together with the voltage signal S V corresponding to the slip frequency and the speed detection signal V S , resulting in an increase in the inverter output frequency. Therefore, although the output voltage of the induction motor is reduced, the induction motor power supply frequency, that is, the inverter output frequency is increased, so that the slip of the induction motor increases and the torque generated by the motor increases. That is, in general, in an induction motor, under the same load torque condition, the slip S decreases in proportion to the square of the voltage magnitude.
Therefore, as the inverter output voltage decreases due to a decrease in the input power supply voltage, etc., the current control saturation detection circuit output operates in the direction of increasing the inverter output frequency, increasing the slip of the motor and increasing the load torque. do. The increase in the slip frequency that increases the slip frequency due to the inverter output voltage drop above the value determined from the torque reference signal T * is the degree of the output voltage drop, that is, the difference between the current reference I 1 * and the load current I 1 It shall increase in proportion to the degree of difference.
以下の実施例においては可変直流電源3をサイ
リスタにより示したが、第5図の如く交流電源を
直流に変換する整流素子3Bと直流電源を可変直
流電圧に変換するトランジスタ等のスイツチング
素子3C及び負荷電流を一定にするためリアクト
ル4のエネルギーを放電させるためのフリーホイ
ールダイオード3Dに置換える事が可能である。
この場合可変直流電源制御回路13は、電流制御
回路12の出力電圧の大きさに比例して、スイツ
チング素子3Cの一定周期におけるオン区間を決
定し可変直流電源の出力電圧の大きさを決めるパ
ルス幅変調回路及びスイツチング素子をオン、オ
フさせる駆動回路が含まれる。 In the following embodiments, the variable DC power supply 3 is shown as a thyristor, but as shown in Fig. 5, it includes a rectifying element 3B that converts AC power to DC, a switching element 3C such as a transistor that converts DC power to variable DC voltage, and a load. In order to keep the current constant, it is possible to replace the reactor 4 with a freewheel diode 3D for discharging its energy.
In this case, the variable DC power supply control circuit 13 determines the on period of the switching element 3C in a constant period in proportion to the magnitude of the output voltage of the current control circuit 12, and determines the pulse width that determines the magnitude of the output voltage of the variable DC power supply. It includes a modulation circuit and a drive circuit that turns on and off the switching element.
第6図に本発明を正弦波電流インバータに適用
したブロツク図を示す。第2図及び第5図と同一
番号で示される部分は同一部分を示すものであ
る。本方式は可変直流電源はなく交流電源3Aを
直流に変換する整流素子3Bと負荷側無効電力を
吸収するコンデンサ3Eで構成させる。直流電源
と直流電源の正側母線と負側母線間に2対のトラ
ンジスタ等のスイツチング素子6Aが並列に3組
接続され、各スイツチング素子に逆並列に整流素
子6Bが接続される。また、2対のスイツチング
素子の中性点より2線は電流検出器20,21を
経て誘導電動機7に、他の1線は2対のスイツチ
ング素子の中性点より直接誘導電動機7に接続さ
れる。 FIG. 6 shows a block diagram in which the present invention is applied to a sine wave current inverter. Portions indicated by the same numbers as in FIGS. 2 and 5 indicate the same parts. This system does not have a variable DC power supply, but instead consists of a rectifying element 3B that converts the AC power supply 3A into DC, and a capacitor 3E that absorbs the reactive power on the load side. Three sets of switching elements 6A, such as two pairs of transistors, are connected in parallel between the DC power source and the positive side bus line and the negative side bus line of the DC power source, and a rectifier element 6B is connected in antiparallel to each switching element. Further, two wires from the neutral points of the two pairs of switching elements are connected to the induction motor 7 via current detectors 20 and 21, and the other wire is directly connected to the induction motor 7 from the neutral points of the two pairs of switching elements. Ru.
本ブロツク図において、正弦波電流基準発生回
路22は電流基準信号I1 *と周波数信号0とを合
成し電流の大きさがI1で出力周波数が0である正
弦波電流基準IR *を発生させる。正弦波電流基準
IR *に対し、大きさが同じで、位相が120゜遅れた
正弦波電流基準IS *を発生させる。正弦波電流基
準IR *はR相の電流制御回路12AにてR相の負
荷電流である電流検出器20の出力IRと比較増幅
され、R相の電圧基準VR *となり、パルス幅変調
回路24を介してR相のスイツチング素子を制御
し、負荷電流IRが電流基準IR *通りに流れる様に
制御される。同様に正弦波電流基準IS *はS相の
電流制御回路12BにてS相の負荷電流である電
流検出器21の出力ISと比較増幅されS相の電圧
基準VS *となり、パルス幅変調回路25を介し
て、S相のスイツチング素子を制御し、負荷電流
USが電流基準IB *通りに流れる様に制御される。 In this block diagram, a sine wave current reference generation circuit 22 synthesizes a current reference signal I 1 * and a frequency signal 0 to generate a sine wave current reference I R * whose current magnitude is I 1 and output frequency is 0 . let sinusoidal current reference
Generate a sinusoidal current reference I S * with the same magnitude and 120° phase delay with respect to I R * . The sine wave current reference I R * is compared and amplified by the R-phase current control circuit 12A with the output I R of the current detector 20, which is the R-phase load current, and becomes the R-phase voltage reference V R * , which is pulse width modulated. The R-phase switching element is controlled via the circuit 24 so that the load current I R flows in accordance with the current reference I R * . Similarly, the sine wave current reference I S * is compared and amplified by the S-phase current control circuit 12B with the output I S of the current detector 21, which is the S-phase load current, to become the S-phase voltage reference V S * , and the pulse width The S-phase switching element is controlled via the modulation circuit 25, and the load current is
U S is controlled so that it flows in accordance with the current reference I B * .
本インバータは三相3線式負荷であるため、任
意の時間における各相電圧の和は零となる性質か
らT相の電圧基準VT *はVR *+VS *+VT *=0から
VT *=−(VR *+VS *)となる必要がある。従つて
T相の電圧基準VT *は電圧基準発生回路26によ
り、R相電流制御回路12Aの出力であるR相電
圧基準信号VR *と、S相電流制御回路12Bの出
力であるS相電圧基準信号VS *とを合成し発生さ
せ、パルス幅変調回路27を介してT相スイツチ
ング素子を駆動している。 Since this inverter is a three-phase, three-wire load, the sum of the voltages of each phase at any given time is zero, so the T-phase voltage reference V T * is from V R * +V S * +V T * = 0.
It is necessary that V T * =−(V R * +V S * ). Therefore, the T-phase voltage reference V T * is generated by the voltage reference generation circuit 26 from the R-phase voltage reference signal V R *, which is the output of the R-phase current control circuit 12A, and the S-phase voltage reference signal V R * , which is the output of the S-phase current control circuit 12B. The voltage reference signal V S * is synthesized and generated, and the T-phase switching element is driven via the pulse width modulation circuit 27.
ここで、R相電流制御回路12A、S相電流制
御回路12Bの各出力はR相及びS相の電圧基準
信号であるため負荷電流が増加する場合、増加す
る。従つて入力電源電圧が低下する事により負荷
電流が電流基準通りに流れなくなろうとすると、
各回路の電圧基準が増加し、インバータ出力電圧
を増加させ、インバータ出力電流を増加させる様
に働く。又、同時にR相及びS相の電圧基準を合
成し、T相の電圧基準を発生させている電圧基準
発生回路26の出力電圧も同様に上昇する。従つ
て出力電圧飽和検出回路19は、これら各相の電
圧基準が急激に増加することを検出し、その電圧
基準の増加の程度、つまり出力電圧の飽和の程度
により、すべり周波数に対応する電圧信号SVと
速度検出信号VSと共にインバータ出力周波数を
上昇させる成分SV′を増加させ、すべり周波数を
補正するものである。 Here, since each output of the R-phase current control circuit 12A and the S-phase current control circuit 12B is a voltage reference signal of the R-phase and S-phase, it increases when the load current increases. Therefore, if the input power supply voltage drops and the load current no longer flows according to the current standard,
The voltage reference of each circuit increases, which acts to increase the inverter output voltage and increase the inverter output current. At the same time, the output voltage of the voltage reference generation circuit 26, which combines the R-phase and S-phase voltage references and generates the T-phase voltage reference, also rises. Therefore, the output voltage saturation detection circuit 19 detects a sudden increase in the voltage reference of each phase, and depending on the degree of increase in the voltage reference, that is, the degree of saturation of the output voltage, generates a voltage signal corresponding to the slip frequency. This is to correct the slip frequency by increasing a component S V ' that increases the inverter output frequency together with S V and the speed detection signal V S.
以上の説明において、トルク基準T*よりすべ
り周波数に対応した電圧SVとインバータ出力電
圧飽和によるすべり周波数補正に対応する電圧
SV′は個別に表わしているが、第7図の様に電流
制御飽和検出回路19の出力により調整器14の
ゲインを可変することにより、同様の作用を行な
う。電流制御が正常に動作している場合、つま
り、電流基準I1 *に対し負荷電流I1が1対1の関
係にある場合、電流制御飽和検出回路19の出力
は送出されず、その場合、調整器14のゲインは
駆動機に合つたりすべり周波数を出力することが
できるゲインとなり、すべり周波数に対応する電
圧SVはトルク基準T*に比例して出力される。電
流制御飽和検出回路19が動作する範囲、つま
り、電流基準I1 *に対し、負荷電流I1が減少する
様な範囲においては、電流制御飽和検出回路19
の出力より、すべり周波数に対応する電圧SVは
前記同様トルク基準T*に比例して出力されるが、
その割合は電流制御飽和検出回路19の出力が大
きくなる程に、つまりインバータ出力電圧が飽和
する程に、出力が増加される。 In the above explanation, the voltage S V corresponding to the slip frequency from the torque reference T * and the voltage corresponding to the slip frequency correction due to inverter output voltage saturation.
Although S V ' is shown separately, the same effect can be achieved by varying the gain of the regulator 14 based on the output of the current control saturation detection circuit 19 as shown in FIG. When the current control is operating normally, that is, when the load current I 1 has a one-to-one relationship with the current reference I 1 * , the output of the current control saturation detection circuit 19 is not sent out; The gain of the regulator 14 is a gain that can output a slip frequency that matches the driving machine, and the voltage S V corresponding to the slip frequency is output in proportion to the torque reference T * . In the range in which the current control saturation detection circuit 19 operates, that is, in the range where the load current I 1 decreases with respect to the current reference I 1 * , the current control saturation detection circuit 19 operates.
From the output of , the voltage S V corresponding to the slip frequency is output in proportion to the torque reference T * as above, but
The ratio increases as the output of the current control saturation detection circuit 19 increases, that is, as the inverter output voltage becomes saturated.
これらの関係を式で表わすると、電流制御が正
常に動作している場合すべり周波数に対応する電
圧SVは
SV=KST* …(9)
ここでKSは定数である。電流制御飽和検出回
路19が動作する範囲ではすべり周波数に対応す
る電圧SVは
SV=(KS+ΔKS)T* …(10)
となる様に制御する。ここでKSは(9)式における
KSと同一値であり、ΔKSは電流制御の飽和の割
合、つまり出力電圧の飽和の割合により変化する
変数であり、電流制御飽和検出回路19の出力に
より変化する。つまり(10)式中KST*は本来のすべ
り周波数演算成分SVであり、ΔKST*はインバー
タ出力電圧飽和によるすべり周波数補正分に相当
する電圧SV′に相当する。 Expressing these relationships in a formula, when the current control is operating normally, the voltage S V corresponding to the slip frequency is S V = K S T * (9) where K S is a constant. In the range in which the current control saturation detection circuit 19 operates, the voltage S V corresponding to the slip frequency is controlled so that S V =(K S +ΔK S )T * (10). Here K S is in equation (9)
ΔK S is a variable that changes depending on the saturation rate of current control, that is, the saturation rate of output voltage, and changes depending on the output of the current control saturation detection circuit 19. That is, in equation (10), K S T * is the original slip frequency calculation component S V , and ΔK S T * corresponds to the voltage S V ' corresponding to the slip frequency correction due to inverter output voltage saturation.
(10)式ではインバータ出力電圧飽和によるすべり
周波数補正分に相当する電圧SV′はΔKST*であ
り、トルク基準T*の大きさによつても変化する
が、本来のインバータ出力電圧低下における電動
機出力の低下を防ぐ事が目的であるため、トルク
基準T*が小さな範囲においては、電動機出力が
低下するという事はなく問題とはならない。従つ
てトルク基準T*が大きい場合つまり、電動機出
力が大きな場合のみを考えれば良いためΔKST*
のうち、トルク基準T*は定数と考えてさしつか
えない。 In equation (10), the voltage S V ′ corresponding to the slip frequency correction due to inverter output voltage saturation is ΔK S T * , and although it changes depending on the magnitude of the torque reference T * , the original inverter output voltage drop Since the purpose is to prevent the motor output from decreasing in the torque reference T * , the motor output will not decrease and this will not be a problem. Therefore, if the torque reference T * is large, we only need to consider the case where the motor output is large, so ΔK S T *
Of these, the torque reference T * can be considered a constant.
本発明を実施する事により、主回路スイツチン
グ素子の電流容量を上げることなく、入力電源電
圧の低下等による電動機出力の低下を防ぐ事が出
来、その結果として装置のコストダウンを計る事
が出来る。
By implementing the present invention, it is possible to prevent a decrease in motor output due to a decrease in input power supply voltage, etc., without increasing the current capacity of the main circuit switching element, and as a result, it is possible to reduce the cost of the device.
第1図は誘導電動機における1相分の簡易等価
回路図、第2図は従来のすべり周波数制御装置の
ブロツク図、第3図は第1図の誘導電動機におけ
る1相分の簡易等価回路に一次巻線抵抗、一次も
れインダクタンスを追加した等価回路図、第4図
は本発明の一実施例を示すブロツク図、第5図,
第6図及び第7図は本発明のそれぞれ異る他の実
施例を示すブロツク図である。
1…誘導電動機励磁インダクタンス、2…誘導
電動機二次等価負荷、3…可変直流電源、3A…
交流電源、3B…整流素子、3C,6A…スイツ
チング素子、3D,6B…フリーホイールダイオ
ード、3E…コンデンサ、4…リアクトル、5,
20,21…電流検出器、6…インバータ回路、
7…誘導電動機、8…速度検出器、9…速度設定
器、10…増幅器、11…関数発生回路、12,
12A,12B…電流制御回路、13…可変直流
電源制御回路、14…調整器、15…電圧−周波
数変換器、16…交流電圧発生制御回路、17…
誘導電動機一次もれインダクタンス、18…誘導
電動機一次巻線抵抗、19…電流制御飽和検出回
路、22,23…正弦波電流基準発生回路、2
4,25,27…パルス幅変調回路、26…電圧
基準発生回路。
Figure 1 is a simple equivalent circuit diagram for one phase in an induction motor, Figure 2 is a block diagram of a conventional slip frequency control device, and Figure 3 is a simple equivalent circuit diagram for one phase in the induction motor shown in Figure 1. Fig. 4 is an equivalent circuit diagram with added winding resistance and primary leakage inductance; Fig. 4 is a block diagram showing an embodiment of the present invention; Fig. 5;
FIGS. 6 and 7 are block diagrams showing other different embodiments of the present invention. 1...Induction motor excitation inductance, 2...Induction motor secondary equivalent load, 3...Variable DC power supply, 3A...
AC power supply, 3B... Rectifying element, 3C, 6A... Switching element, 3D, 6B... Freewheel diode, 3E... Capacitor, 4... Reactor, 5,
20, 21... Current detector, 6... Inverter circuit,
7... Induction motor, 8... Speed detector, 9... Speed setter, 10... Amplifier, 11... Function generation circuit, 12,
12A, 12B... Current control circuit, 13... Variable DC power supply control circuit, 14... Regulator, 15... Voltage-frequency converter, 16... AC voltage generation control circuit, 17...
Induction motor primary leakage inductance, 18... Induction motor primary winding resistance, 19... Current control saturation detection circuit, 22, 23... Sine wave current reference generation circuit, 2
4, 25, 27... Pulse width modulation circuit, 26... Voltage reference generation circuit.
Claims (1)
によりトルク基準を得る速度制御装置で、前記ト
ルク基準から得られるすべり周波数と誘導電動機
の回転周波数との和で誘導電動機に印加する周波
数を制御し、前記トルク基準から得られる電流基
準と誘導電動機に流れる電流を比較しその偏差に
応じて誘導電動機の電流を制御する誘導電動機の
制御装置において、前記誘導電動機の電流制御系
がその出力電流を増大させる限界に達したことを
前記電流基準と電流帰還の偏差信号が所定値以上
になつたことで検出すると、その割合に応じて電
流制御飽和検出回路よりすべり周波数に対応する
出力電圧を発生させて前記すべり周波数を補正
し、誘導電動機の印加周波数を増大させてトルク
を増加させることを特徴とするすべり周波数制御
方法。1 A speed control device that obtains a torque reference by integrating the speed difference between the commanded speed and the actual speed, and controls the frequency applied to the induction motor by the sum of the slip frequency obtained from the torque reference and the rotation frequency of the induction motor. In an induction motor control device that compares a current flowing through the induction motor with a current reference obtained from the torque reference and controls the current of the induction motor according to the deviation, the current control system of the induction motor controls the output current of the induction motor. When it is detected that the current reference and current feedback deviation signal exceeds a predetermined value, the current control saturation detection circuit generates an output voltage corresponding to the slip frequency according to the ratio. A slip frequency control method comprising: correcting the slip frequency and increasing an applied frequency of an induction motor to increase torque.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58032444A JPS59159686A (en) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | Controlling method for slip frequency |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58032444A JPS59159686A (en) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | Controlling method for slip frequency |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59159686A JPS59159686A (en) | 1984-09-10 |
| JPH0334314B2 true JPH0334314B2 (en) | 1991-05-22 |
Family
ID=12359129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58032444A Granted JPS59159686A (en) | 1983-02-28 | 1983-02-28 | Controlling method for slip frequency |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59159686A (en) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57193908A (en) * | 1981-05-25 | 1982-11-29 | Japanese National Railways<Jnr> | Speed controlling device for electric motor vehicle |
-
1983
- 1983-02-28 JP JP58032444A patent/JPS59159686A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59159686A (en) | 1984-09-10 |
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