JP2008259348A - Motor control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、単相誘導電動機を可変速で駆動するモータ制御装置に関する。 The present invention relates to a motor control device that drives a single-phase induction motor at a variable speed.
従来、この種のモータ制御装置としては、例えば、単相誘導電動機に接続された三相インバータ回路のスイッチングを制御して、位相をずらした電圧を電動機の各巻き線へ印加することにより、 回転方向および回転速度を制御するものがあった(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、前記従来技術のように始動後も補コイルへの通電を常時ONにしておくと、例えば主コイルによる発生トルクが負荷トルクに対して大きい低負荷時や、また、例えば主コイルによる発生トルクの脈動が速度変動や振動に与える影響が小さい高速運転時には、補コイルへの通電およびインバータ回路のスイッチングによる損失が、モータ制御装置としての効率を低下させるという課題がある。 However, if the current to the auxiliary coil is always turned on after the start as in the prior art, for example, the torque generated by the main coil is low when the generated torque is larger than the load torque, or the torque generated by the main coil, for example. During high-speed operation in which the influence of the pulsation of the motor on the speed fluctuation and vibration is small, loss due to energization of the auxiliary coil and switching of the inverter circuit reduces the efficiency of the motor control device.
本発明は、上記従来技術の課題を解決するもので、効率のよいモータ制御装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, and to provide an efficient motor control device.
前記従来の課題を解決するために、本発明のモータ制御装置は、単相電動誘導機の運転状態により補コイルへの電圧印加をONまたはOFFする信号補正手段を設けたものである。 In order to solve the above-mentioned conventional problems, the motor control device of the present invention is provided with signal correction means for turning on or off the voltage application to the auxiliary coil depending on the operating state of the single-phase electric induction machine.
本発明により、不要な場合は補コイルへの電圧印加をOFFして効率のよいモータ制御装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an efficient motor control device by turning off the voltage application to the auxiliary coil when unnecessary.
第1の発明は、始動時以外は補コイルへの電圧印加をOFFして、始動時に逆転させることなく補コイルへの通電およびインバータのスイッチングによる損失を低減させることができる。 According to the first aspect of the present invention, the voltage application to the auxiliary coil is turned off except at the time of starting, and loss due to energization to the auxiliary coil and switching of the inverter can be reduced without being reversed at the time of starting.
第2の発明は、低負荷時は補コイルへの電圧印加をOFFして、高負荷時の運転範囲を損なうことなく補コイルへの通電およびインバータのスイッチングによる損失を低減させることができる。 According to the second aspect of the present invention, the voltage application to the auxiliary coil is turned off when the load is low, and loss due to energization of the auxiliary coil and switching of the inverter can be reduced without impairing the operating range when the load is high.
第3の発明は、高速運転時は補コイルへの電圧印加をOFFして、低速時の速度変動や振動を増大させることなく補コイルへの通電およびインバータのスイッチングによる損失を低減させることができる。 According to the third aspect of the present invention, voltage application to the auxiliary coil is turned off during high-speed operation, and loss due to energization to the auxiliary coil and switching of the inverter can be reduced without increasing speed fluctuation and vibration at low speed. .
第4の発明は、高速運転かつ低負荷時に補コイルへの電圧印加をOFFして、運転範囲を損なうことも速度変動や振動を増大させることもなく補コイルへの通電およびインバータのスイッチングによる損失を低減させることができる。 According to a fourth aspect of the present invention, the voltage applied to the auxiliary coil is turned off at high speed operation and at a low load, and the loss due to energization to the auxiliary coil and switching of the inverter without impairing the operating range, increasing the speed fluctuation or vibration. Can be reduced.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態におけるモータ制御装置のブロック図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram of a motor control device according to an embodiment of the present invention.
図1において、主コイル1aと補コイル1bを備えた単相誘導電動機1は、スイッチング回路2a,2b,2c,2d,2e,2fで構成されるインバータ回路2に接続され、主コイル1aおよび補コイル1bに流れる電流は、電流検出回路3により主コイル電流IRおよび補コイル電流ISとして出力される。
In FIG. 1, a single-phase induction motor 1 having a
また、インバータ回路2は直流電源4に接続され、直流部の電圧は直流部電圧検出回路5により直流部電圧VDとして出力される。
The
次に誘導電動機1の速度を制御する制御回路6は、
周波数指令FCと主コイル電流IRおよび補コイル電流ISとから主コイルおよび補コイルに印加する主コイル電圧指令VRおよび補コイル電圧指令VSとを演算する電圧演算手段7と、直流部電圧VDと主コイル電圧指令VRおよび補コイル電圧指令VSとからパルス幅変調により各スイッチング回路2a〜2fの駆動信号Pa〜Pfを出力するPWM信号作成手段8と、周波数指令FCと主コイル電流IRとから駆動信号PcおよびPdを補正して補正駆動信号Pc2およびPd2として出力する信号補正手段9とから構成され、インバータ回路2の各スイッチング回路2a〜2fを駆動し、誘導電動機1を制御する。
Next, the
Voltage calculation means 7 for calculating main coil voltage command VR and auxiliary coil voltage command VS to be applied to the main coil and auxiliary coil from frequency command FC, main coil current IR and auxiliary coil current IS, DC section voltage VD and main coil voltage VD PWM signal generating means 8 for outputting drive signals Pa to Pf of the
ここで、電圧演算手段7および信号補正手段9の詳細な動作については後述するが、PWM信号作成手段8で行われるパルス幅変調による電圧可変技術は既知であるので説明を省略する。 Here, although detailed operations of the voltage calculation means 7 and the signal correction means 9 will be described later, the voltage variable technique based on pulse width modulation performed by the PWM signal creation means 8 is known, and the description thereof will be omitted.
次に、図2は電圧演算手段7の詳細なブロック図である。 Next, FIG. 2 is a detailed block diagram of the voltage calculation means 7.
図2において、主コイルV/F変換部10は周波数指令FCから予め設定された主コイルのV/F特性にしたがって主コイル基本電圧指令VR0を出力し、主コイル電圧補正部11は主コイル電流IRより予め設定された主コイル定格電流との差分に比例した電圧を主コイル基本電圧指令VR0へ加算して主コイル電圧指令VRを出力する。
In FIG. 2, the main coil V /
同様に、補コイルV/F変換部12は周波数指令FCから予め設定された補コイルのV/F特性にしたがって補コイル基本電圧指令VS0を出力し、補コイル電圧補正部13は補コイル電流ISより予め設定された補コイル定格電流との差分に比例した電圧を補コイル基本電圧指令VS0へ加算して補コイル電圧指令VSを出力する。
Similarly, the auxiliary coil V /
次に、図3は信号補正手段9の詳細なブロック図である。 Next, FIG. 3 is a detailed block diagram of the signal correction means 9.
図3において、FC判定部14は周波数指令FCが予め設定されたF1を閾値として低速側ではON,高速側ではOFFと判定して判定結果FJDを出力する。
In FIG. 3, the
また、IR判定部15は予め設定されたI1およびI1より大きいI2の2値を用意し、前回の判定結果IJDがONの場合はI1を閾値として低電流側ではOFF,高電流側ではONと判定し、一方前回の判定結果IJDがOFFの場合はI2を閾値として低電流側ではOFF,高電流側ではONと判定し、新しい判定結果IJDを出力する。
In addition, the
また信号補正部16は判定結果FJDとIJDの組み合わせから、FJDとIJDがともにOFFである場合はPcおよびPdの信号に関わらずPc2およびPd2をOFFとして出力し、FJDとIJDのどちらか一方でもONである場合にはPcおよびPdの信
号をそのままPc2およびPd2として出力する。
Further, the
この信号補正手段9により高速運転中かつ低負荷時にはPc2およびPd2がOFFとなることで、スイッチング回路2cおよび2dはどちらも補コイル1bへ通電することがなく、したがって補コイル1bへの電圧印加がOFFされる。
Since the signal correction means 9 turns off Pc2 and Pd2 during high-speed operation and low load, both the
以上のように、本発明のモータ制御装置は、運転状態により補コイルへの電圧印加をOFFするようにして高効率で動作するため、種々の単相誘導電動機の制御装置に適用できる。 As described above, the motor control device of the present invention operates with high efficiency by turning off the voltage application to the auxiliary coil depending on the operating state, and thus can be applied to various single-phase induction motor control devices.
1 誘導電動機
1a 主コイル
1b 補コイル
2 インバータ回路
2a,2b,2c,2d,2e,2f スイッチング回路
3 電流検出回路
4 直流電源
5 電圧検出回路
6 制御回路
7 電圧演算手段
8 PWM信号作成手段
9 信号補正手段
10 主コイルV/F変換部
11 主コイル電圧補正部
12 補コイルV/F変換部
13 補コイル電圧補正部
14 FC判定部
15 IR判定部
16 信号補正部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
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JP2007100224A JP2008259348A (en) | 2007-04-06 | 2007-04-06 | Motor control device |
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