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JPS6268094A - Detector for abnormality such as disconnection of motor and speed controller for motor - Google Patents

Detector for abnormality such as disconnection of motor and speed controller for motor

Info

Publication number
JPS6268094A
JPS6268094A JP60206586A JP20658685A JPS6268094A JP S6268094 A JPS6268094 A JP S6268094A JP 60206586 A JP60206586 A JP 60206586A JP 20658685 A JP20658685 A JP 20658685A JP S6268094 A JPS6268094 A JP S6268094A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
signal
speed
motor
disconnection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60206586A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Yamamoto
敏彦 山本
Kazumi Hayashi
和美 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP60206586A priority Critical patent/JPS6268094A/en
Publication of JPS6268094A publication Critical patent/JPS6268094A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To eliminate the need for devices, such as an expensive voltage sensor and shunt by transmitting an abnormal signal when the combination of input signals from predetermined comparator circuits forms logics meaning the disconnection of a speed controller and the breakdown of an element. CONSTITUTION:In a disconnection detecting circuit 64, a non-inverting amplifier 67 monitors a current feedback signal If. A voltage comparator 66 monitors a thyristor-ignition phase-angle adjusting signal I. Both outputs V2, V3 from voltage comparators 66, 68 reach a H level. An output from a 2 input NAND logic IC28 reaches a L level and an output from an inverter logic IC29 at the next stage the H level and a transistor 71 is turned ON at that time, an alarm relay X is driven, and a contact 32 is closed, thus notifying disconnection.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、電動機及び電動機速度制御装置の断線等異常
検出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an abnormality detection device such as a disconnection of a motor and a motor speed control device.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

純電気的手法で断線を検出する方法として、従来より特
開昭55−166487号に記載のように速度帰還系の
異常を電′lJJ機端子電圧が一定以上あることを検出
する電圧比較器の出力と速度検出器PGからの速度信号
がある値以下になると信号を出す速度比較器の出力との
AND条件をとらえ、また速度比較器の過速度を検出す
ることにより判定するものがある。
As a method for detecting disconnection using a purely electrical method, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 166487/1982, a voltage comparator is used to detect an abnormality in the speed feedback system when the terminal voltage of the electric terminal exceeds a certain level. There is a method that makes a determination by determining the AND condition of the output and the output of a speed comparator that outputs a signal when the speed signal from the speed detector PG becomes less than a certain value, and by detecting overspeed of the speed comparator.

本従来例は速度帰還信号がないにもかかわらず、電動機
端子電圧が、ある−室以上ある時異常としてとらえ、ま
た速度帰還信号がある値を越えた場合すなわち過速度状
態で異常としてとらえる特徴をもっている。しかし、こ
の従来例における欠点は、速度の有無の状態、端子電圧
有無の状態、過速度の状態をすべて検出信号のレベル比
較により判定させている為、検出レベルを正確に設定す
る必要があり、このレベルの設定を誤ると誤動作をまね
きやすいことである。また過速度の状態が半導体パワ素
子の破壊に起因するものなのか、速度帰還率の調整不良
によるものか判定出来ないなどの問題もある。さらに第
4門限象運転域で過速度状態が起きると失速状態が起き
やすく、これを防ぐ為の過速度予知判断が出来ない欠点
もある。
This conventional example has the characteristic that even though there is no speed feedback signal, it is recognized as abnormal when the motor terminal voltage is above a certain level, and that it is recognized as abnormal when the speed feedback signal exceeds a certain value, that is, in an overspeed state. There is. However, the disadvantage of this conventional example is that the presence/absence of speed, the presence/absence of terminal voltage, and the overspeed state are all determined by comparing the levels of detection signals, so it is necessary to set the detection level accurately. If this level is incorrectly set, malfunctions can easily occur. There is also the problem that it is not possible to determine whether the overspeed state is due to destruction of the semiconductor power device or due to improper adjustment of the speed feedback rate. Furthermore, if an overspeed condition occurs in the fourth curfew quadrant operating region, a stall condition is likely to occur, and there is also the drawback that overspeed prediction judgment cannot be made to prevent this.

次に、その他の例としてクレーンの運転等に用いられる
自動ダイナミック制御の断線検出方法がある。まず理解
を容易にする為本制御の概要について説明をしておく。
Next, as another example, there is a disconnection detection method for automatic dynamic control used for crane operation, etc. First, an overview of this control will be explained to facilitate understanding.

巻線形誘導電動機に制動力を発生させる方法として、ダ
イナミック制御がある。これは電動機−次巻線にダイナ
ミック電流を流し、二次巻線に発生する起磁力を二次抵
抗器に消費させ、制動力を発生させるものである。自動
ダイナミックとはこのダイナミック電流をサイリスタに
より制御して制動力を調節し、速度制御するものである
。第8図は自動ダイナミック制御の制御系ブロック図で
ある。
Dynamic control is a method for generating braking force in a wound induction motor. This causes a dynamic current to flow through the motor's secondary winding, causing the magnetomotive force generated in the secondary winding to be consumed by the secondary resistor, thereby generating braking force. Automatic dynamic means that this dynamic current is controlled by a thyristor to adjust the braking force and control the speed. FIG. 8 is a control system block diagram of automatic dynamic control.

この自動ダイナミック制御系は、半導体保護用ヒユーズ
1,2、還流用サイリスタ3、主サイリスタ4、電流検
出器5、逆転用マグネットコンタクタ7、正転用マグネ
ットコンタクタ81回生運転用マグネットコンタクタ9
、巻線形三和誘導電動機10、速度設定回路14A、速
度制御系用誤差増111器15、電流制御系用誤差増巾
器16、位相制御回路17、主サイリスタ用ゲー1へ駆
動回路18、還流サイリスタ用ゲート駆動回路18A、
電流−電圧変換回路21、整流回路22、二次抵抗器及
びその短絡回路23、速度検出用交流発電機24、サイ
リスタ駆動インタロック回路25、ダイナミック運転指
令回路26より成る。
This automatic dynamic control system consists of fuses 1 and 2 for semiconductor protection, thyristor 3 for free circulation, main thyristor 4, current detector 5, magnetic contactor 7 for reverse rotation, magnetic contactor 81 for forward rotation, and magnetic contactor 9 for regenerative operation.
, winding type Sanwa induction motor 10, speed setting circuit 14A, speed control system error amplification device 111, current control system error amplification device 16, phase control circuit 17, drive circuit 18 to main thyristor gate 1, reflux Thyristor gate drive circuit 18A,
It consists of a current-voltage conversion circuit 21, a rectifier circuit 22, a secondary resistor and its short circuit 23, a speed detection alternator 24, a thyristor drive interlock circuit 25, and a dynamic operation command circuit 26.

この図におけるシーケンシャルな動きは、クレーンの運
転状態によって第9図のようになっている。更に、その
速度−トルク特性は第10図のようである。
The sequential movements in this figure are as shown in FIG. 9 depending on the operating state of the crane. Furthermore, its speed-torque characteristics are as shown in FIG.

第9図では、運転状態として、巻上げと巻下げとの2つ
があり、巻上げ時には、コンタクタ8の=3− ONによりIMIOは二相誘導電動機として作動する。
In FIG. 9, there are two operating states: hoisting and hoisting, and during hoisting, the IMIO operates as a two-phase induction motor due to =3-ON of the contactor 8.

巻下げ時のダイナミック運転では、コンタクタ7のみが
ONにより、IMIOは単相誘導電動機として作動する
。この時の電源は単相半波整流電源となる。その時の等
価回路は第11図に示す。更に、巻下げ時には、回生運
転があり、この運転下では、コンタクタ7.9がONと
なる。ダイナミック運転時の各部波形を第12図に示す
In dynamic operation during lowering, only the contactor 7 is turned on, and the IMIO operates as a single-phase induction motor. The power supply at this time is a single-phase half-wave rectified power supply. The equivalent circuit at that time is shown in FIG. Furthermore, during lowering, there is a regenerative operation, and during this operation, the contactor 7.9 is turned on. Figure 12 shows the waveforms of various parts during dynamic operation.

以上の運転下での自動ダイナミック制御において、サイ
リスタ素子の溶断、サイリスタ保護用ヒユーズ1,2の
溶断、サイリスタ素子と接続される電線並びに電動機巻
線の断線を検出する目的で第13図に示すような断線検
出回路が従来より存在する。主回路構成は第8図と同様
であり、新たに、シャント又は計器用電流検出器6、ボ
ルテージセンサ12、ボルテージセンサ12の過入力防
止装置11゜警報接点13を付加した。
In the automatic dynamic control under the above operation, the system shown in Fig. 13 is used to detect the melting of the thyristor element, the melting of the thyristor protection fuses 1 and 2, and the disconnection of the electric wires and motor windings connected to the thyristor element. There have been conventional disconnection detection circuits. The main circuit configuration is the same as that shown in FIG. 8, and a shunt or instrument current detector 6, a voltage sensor 12, an over-input prevention device 11 for the voltage sensor 12, and an alarm contact 13 are newly added.

この図における断線検出方法は、シャント6に電流が流
れると、その両端に微小電圧が発生するが、この電圧を
ボルティージセンサ12で検出し、ある電流値以下にな
ると警報接点13を閉じるやり方である。
The disconnection detection method shown in this figure is that when current flows through the shunt 6, a minute voltage is generated across the shunt. This voltage is detected by the voltage sensor 12, and when the current falls below a certain value, the alarm contact 13 is closed. .

この回路における欠点は断線と判断する為の電流値をダ
イナミック制御中に必要な最低電流値共トに設定しなけ
ればならないことである。またこの為検出レベルを下げ
すぎるとシャントの両端発生電圧も小さくなり、ボルテ
ィージセンサーでとらえることが出来ない値となってし
まう。ボルティージセンサーでとらえることが出来るよ
うにする為には、電動機停止中でもダイナミック電流を
若干流す制御方式をとらねばならない。この結果軽負荷
時の速度制御性能を悪くし、さらには速度制御範囲がせ
まくなってしまうことになる。
A drawback of this circuit is that the current value for determining a disconnection must be set to the same minimum current value as required during dynamic control. For this reason, if the detection level is lowered too much, the voltage generated at both ends of the shunt will also become small, resulting in a value that cannot be detected by the voltage sensor. In order to be able to detect this with a voltage sensor, a control method must be used that allows a small amount of dynamic current to flow even when the motor is stopped. As a result, the speed control performance during light loads deteriorates, and furthermore, the speed control range becomes narrower.

その他の欠点としてはボルティージセンサーや、シャン
トが高価なことである。
Other disadvantages include the expensive voltage sensor and shunt.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、半導体電力素子を持つ速度制御盤と本
制御盤により速度制御される電動機間の断線検出を純電
気的手段により、電流や速度の検出レベルを厳格に気に
することなく、速度制御性能に悪影響を与えることなく
、高価なボルティージセンサーやシャントを使用するこ
とな〈実施する断線等異常検出装置を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to detect a disconnection between a speed control board having a semiconductor power element and a motor whose speed is controlled by this control board by purely electrical means, without having to worry strictly about the detection level of current or speed. An object of the present invention is to provide an abnormality detection device such as a wire breakage that does not adversely affect speed control performance and does not use expensive voltage sensors or shunts.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

従来回路の問題点の解決策を自動ダイナミック制御回路
におけるサイリスタ位相制御の原理により発見すること
ができた。この発見より半導体素子を持ち1.かつ電流
帰還ループを持つ速度制御装置は全て有効となることが
わかった。
A solution to the problems of conventional circuits could be found by the principle of thyristor phase control in automatic dynamic control circuits. Based on this discovery, semiconductor devices were developed and 1. It was also found that all speed control devices with current feedback loops are effective.

第2図は自動ダイナミック制御の速度制御原理を示す図
である。14は速度設定用可変抵抗器である。動作は次
となる。
FIG. 2 is a diagram showing the speed control principle of automatic dynamic control. 14 is a variable resistor for speed setting. The operation is as follows.

速度基準N*と速度発電機PG24の信号を整流回路2
2により整流した速度帰還信号Nfとの差(N” −N
r)は増幅器15により増幅され、位相制御回路17で
サイリスタの点弧位相角を調整する信号■αとなる。位
相制御回路17を出た信号はサイリスタのゲートを駆動
する為のパワー回路に送られ、パルストランス18.1
8Aにより伝送されサイリスタのゲート信号となる。サ
イリスタのゲートに信号がlj、えられるとサイリスタ
のスイッチング作用により、第11図に示すが如く回路
に第12図に示すようなダイナミック電流を流すことに
なる。
Rectifier circuit 2 converts the speed reference N* and speed generator PG24 signals.
The difference between the speed feedback signal Nf rectified by 2 (N" - N
r) is amplified by the amplifier 15 and becomes a signal ■α for adjusting the firing phase angle of the thyristor in the phase control circuit 17. The signal output from the phase control circuit 17 is sent to a power circuit for driving the gate of the thyristor, and is sent to a pulse transformer 18.1.
8A and becomes the gate signal for the thyristor. When a signal lj is applied to the gate of the thyristor, the switching action of the thyristor causes a dynamic current as shown in FIG. 12 to flow through the circuit as shown in FIG. 11.

いま、速度帰還信号N「が速度基準Nxより大きい場合
、点弧位相角の制御遅れ角αが大となり、サイリスタの
導通角は大となり、ダイナミック電流は増え、電動機の
速度をおさえる方向に働らく。
Now, when the speed feedback signal N' is larger than the speed reference Nx, the control delay angle α of the firing phase angle becomes large, the conduction angle of the thyristor becomes large, the dynamic current increases, and it works in the direction of suppressing the speed of the motor. .

また帰還速度N(が速度基準N本より小さい場合は点弧
位相角の制御遅れ角αが小となりダイナミック電流が減
少し電動機速度を増す方向に働らく。
Further, when the feedback speed N (is smaller than the speed reference N), the control delay angle α of the ignition phase angle becomes small, and the dynamic current decreases, working in the direction of increasing the motor speed.

帰還速度Nfが速度基準N*とほぼ等しくなるとダイナ
ミック電流は負荷に見合った電流で一定となり等速運動
状態となる。第3図にN”、 Nf、 I*。
When the feedback speed Nf becomes approximately equal to the speed reference N*, the dynamic current becomes constant at a current commensurate with the load, resulting in a state of uniform motion. Figure 3 shows N”, Nf, and I*.

If+ αの信号の状態関係を示す。The state relationship of the If+α signal is shown.

本発明は前述の回路動作上の性質を利用し解決するもの
で次なる点に着目している。
The present invention solves the problem by utilizing the aforementioned characteristics of circuit operation, and focuses on the following points.

まずサイリスタ破壊もしくはサイリスタ素子と電動機巻
線間の断線であるということは電流フィー1(バック信
号がないことである。またダイナミック電流が流れない
のでダイナミック制動は発生せず、電動機回転数Nrが
増大することである。
First of all, if the thyristor is destroyed or the wire is disconnected between the thyristor element and the motor winding, it means that there is no current fee 1 (back signal).Also, since no dynamic current flows, dynamic braking does not occur, and the motor rotation speed Nr increases. It is to be.

これらの関係を式で表わせば下記となる。These relationships can be expressed as follows.

1木”Kc(Nr−N*)    ・・・・・・(1)
ただしKG増幅器15の増幅率 Nf大→■本大    ・・・・・・(2)I  α、
= KC(N*−N()= Kc−I京(Nr=O) 
 =13)ただしKC増幅器16の増幅率 上式により断線またはサイリスタ素子破壊時は、工α=
KCI*となり、増幅器16の飽和出力値まで達する。
1 tree”Kc(Nr-N*) ・・・・・・(1)
However, the amplification factor Nf of the KG amplifier 15 is large → ■ Main University ...... (2) I α,
= KC(N*-N()= Kc-Ikyo(Nr=O)
= 13) However, according to the above formula for the amplification factor of the KC amplifier 16, if the wire is disconnected or the thyristor element is destroyed, the process α =
KCI* and reaches the saturation output value of the amplifier 16.

さらに次なる点に着目している。We are also focusing on the following points.

断線またはサイリスタ破壊がなく、サイリスタの点弧角
調整信号工αが飽和の状態であれば、サイリスタの制御
遅れ角αは大となり、サイリスタの導通角が大となるか
ら必ず過大な電流が流れることである。
If there is no wire breakage or thyristor destruction and the thyristor firing angle adjustment signal α is saturated, the thyristor control delay angle α will be large and the thyristor conduction angle will be large, so an excessive current will definitely flow. It is.

以上の性質を利用すれば断線を検出出来ることを発見し
た。
We discovered that it is possible to detect wire breaks by using the above properties.

=8一 つまり、サイリスタの点弧位相角調整信号■αが飽和出
力になっているかいないかを判断し、その時電流値が過
大であるかないか判断すればよいわけである。
=81 In other words, it is sufficient to judge whether the firing phase angle adjustment signal ■α of the thyristor is at a saturated output or not, and then judge whether the current value is excessive or not.

Iαが飽和出力でこの時過大な電流が流れていなければ
断線である。ゆえに断線を検出するのに電流有無の判断
を従来方式であれば、電流を検出出来る最低レベル近く
にて行なっていたが、本方式によれば、過大な電流でな
ければどこでもよいことになる。
If Iα is a saturated output and no excessive current flows at this time, the wire is disconnected. Therefore, in the conventional method, the presence or absence of current is determined near the lowest level at which the current can be detected to detect a disconnection, but according to the present method, the current can be determined anywhere as long as the current is not excessive.

本発明の考え方は自動ダイナミック制御盤以外に適用出
来ることもわかった。
It has also been found that the concept of the present invention can be applied to applications other than automatic dynamic control panels.

まず、うず電流継手による速度制御に適用する例である
。第4図はクレーンの巻上下運転に巻線形誘導電動機と
うす電流継手制御を採用した時の制御ブロック図である
。ここでうず電流制御は巻線形誘導電動機に制動をかけ
る手段として用いられ、主回路はサイリスタ29.30
、ダイオード31゜32で組合された混合ブリッジと還
流用ダイオード33より成り、励磁コイル36の励磁電
流を自動調節出来るようになっている。尚、27はパル
ストランス、28は電流検出計である。
First, an example in which the present invention is applied to speed control using an eddy current joint is shown. FIG. 4 is a control block diagram when a wound induction motor and thin current joint control are adopted for hoisting and raising the crane. Here, eddy current control is used as a means of braking the wound induction motor, and the main circuit is a thyristor 29.30
, a mixing bridge combined with diodes 31 and 32, and a freewheeling diode 33, and the excitation current of the excitation coil 36 can be automatically adjusted. Note that 27 is a pulse transformer and 28 is a current detector.

いま、速度基準N*より速度帰還信号N、が大きい場合
はサイリスタの導通角が大となり、うず電流継手の励磁
コイル36に流れる励磁電流が増える。
If the speed feedback signal N is larger than the speed reference N*, the conduction angle of the thyristor becomes large, and the exciting current flowing through the exciting coil 36 of the eddy current joint increases.

励磁コイルは不動で、これより磁化される磁極37自体
も不動である為、巻線形三和誘導電動機の軸と直間され
る回転ドラム38との結合力が強くなると、制動力が強
くなり速度がおさえられる。また、速度基準N*より速
度帰還信号Nfが小さい場合は励磁電流は小となり、磁
極と回転ドラムとの結合力は弱まり、速度は増す。速度
基準N*と速度帰還信号Nfがほぼ一致した状態では負
荷と見合った励磁電流となり等速運動状態となる。以上
のことを考え第2図と第4図を比較すると主回路構成が
異なるのみでサイリスタ位相角の調節原理は、自動ダイ
ナミックの制御となんら変わりない。よって本発明の適
用が可能である。
The excitation coil is stationary, and the magnetic pole 37 itself that is magnetized is also stationary. Therefore, as the coupling force between the rotating drum 38, which is directly connected to the shaft of the wound Sanwa induction motor, becomes stronger, the braking force becomes stronger and the speed increases. can be suppressed. Further, when the speed feedback signal Nf is smaller than the speed reference N*, the excitation current becomes small, the coupling force between the magnetic poles and the rotating drum weakens, and the speed increases. When the speed reference N* and the speed feedback signal Nf substantially match, the excitation current matches the load, resulting in a uniform motion state. Considering the above, when comparing FIG. 2 and FIG. 4, the principle of adjusting the thyristor phase angle is the same as automatic dynamic control, only the main circuit configuration is different. Therefore, the present invention can be applied.

次に可変周波数インバータによる三相誘導電動機のベク
トル制御における適用例である。第5図はすべり周波数
方式ベクトル制御のブロック図である。本制御は主回路
がコンバータ部39.平滑用コンデンサ40.パワート
ランジスタ41〜46により成り、制御構成も、自動ダ
イナミック制御とかなり異なる。その構成は主要回路部
61.速度検出部62、バク1ヘル演算部53.PWM
部63.切替回路部52より成っている。まず主要回路
61は、速度制御ループを構成する部分で速度制御系の
誤差アンプ56やV/Fコンバータ54.すベリ角周波
数演算回路55を持っている。
Next is an application example of vector control of a three-phase induction motor using a variable frequency inverter. FIG. 5 is a block diagram of slip frequency vector control. In this control, the main circuit is the converter section 39. Smoothing capacitor 40. It consists of power transistors 41 to 46, and the control configuration is also quite different from automatic dynamic control. Its configuration is the main circuit section 61. Speed detection unit 62, Baku1Hel calculation unit 53. PWM
Section 63. It consists of a switching circuit section 52. First, the main circuit 61 is a part that constitutes a speed control loop, including an error amplifier 56 and a V/F converter 54 . It has a full angular frequency calculation circuit 55.

速度検出回路62はパルスジェネレータPLG50より
得たパルスを速度に比例した電圧信号にF/V変換器5
1で変換する部分である。
The speed detection circuit 62 converts the pulses obtained from the pulse generator PLG50 into a voltage signal proportional to the speed and converts the pulses into the F/V converter 5.
This is the part to be converted in step 1.

ベクトル演算回路53は、1ヘルク電流指令信号j−や
、励磁電流信号jm*及び−成句周波数信号ω□を主要
回路からもらってベクトル演算して、−次電流指令]x
u’+ 1tV本、11w木を得る部分である。
The vector calculation circuit 53 receives the 1-herc current command signal j-, the excitation current signal jm*, and the -phrase frequency signal ω□ from the main circuit, performs vector calculation, and calculates the -th current command ]x
This is the part where u'+ 1tV trees and 11w trees are obtained.

I)WM回路63は−・次電流指令と実際の一次電流を
ヒステリシスコンパレータ58で比較してPWM信号を
作り出すところである。59.60はベース端ドライバ
ーである。
I) The WM circuit 63 compares the primary current command with the actual primary current using the hysteresis comparator 58 to generate a PWM signal. 59.60 is the base end driver.

切り替回路52は正転、逆転の切り替えを行なう回路で
ある。
The switching circuit 52 is a circuit that switches between forward rotation and reverse rotation.

以上から構成される制御回路においても電流指令なるも
のと電流帰還信号なるものが得られる。
In the control circuit configured as described above, a current command and a current feedback signal can also be obtained.

パワートランジスタ41〜46とモードル巻線間に断線
がある場合は、速度制御不能となり、速度基準N*と速
度帰還信号は一致しない。N*、Nrの差の信号は誤差
増幅器56より出力され、トルク電流指令信号j6本と
なるが、この場合の出力は飽和の状態または最大出力と
なる。またこの時実電流は流れないので電流帰還信号1
2u+ 1− zV+ 12Wは零である。また断線が
なく、トルク電流指令信号j−が飽和状態にある場合は
必ず一次電流指令liu’+ 1zV*+ ltW*も
大となり、したがって電流帰還信号j2LIt 12V
+ 12Wも大となる。
If there is a disconnection between the power transistors 41 to 46 and the moder winding, speed control becomes impossible and the speed reference N* does not match the speed feedback signal. A signal representing the difference between N* and Nr is output from the error amplifier 56 and becomes six torque current command signals j, but the output in this case is in a saturated state or at the maximum output. Also, since no actual current flows at this time, the current feedback signal 1
2u+ 1- zV+ 12W is zero. Furthermore, if there is no wire breakage and the torque current command signal j- is in a saturated state, the primary current command liu'+ 1zV*+ ltW* will also be large, and therefore the current feedback signal j2LIt 12V
+12W is also large.

以上を考察してくると次なる共通点を見出すことが出来
る。半導体電力素子を持った速度制御盤において、その
回路が電流指令と電流帰還信号を持ち合せているものは
、本発明の適用が可能であり、断線検出を容易に行なえ
ることである。
If we consider the above, we can find the following common points. The present invention can be applied to a speed control panel having a semiconductor power device whose circuit has both a current command and a current feedback signal, and disconnection can be easily detected.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。本図
は発明の詳細な説明したところの自動ダイナミックの制
御ブロック図(第2図)に今回発明の断線検出回路64
を付加したものである。主な構成は、非反転増幅器67
、電圧比較器66、68.2人力NANDロジックIC
69,インバータロジックIC70,l−ランジスタフ
1.警報リレー72より成る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. This figure shows the automatic dynamic control block diagram (Figure 2), which describes the invention in detail, and the disconnection detection circuit 64 of the present invention.
is added. The main configuration is a non-inverting amplifier 67
, voltage comparator 66, 68.2 human powered NAND logic IC
69, Inverter Logic IC70, l-Langistav 1. It consists of an alarm relay 72.

まず、非反転増幅器67は電流帰還信号Ifの監視を行
う。その出力V1は、電流帰還信号Ifが大きいか小さ
いかの判定を行なうところの電圧比較器68の入力電圧
となる。よって電流が小さい時はvlは小で電圧比較器
68の基準レベルv6以下となって、68の出力v3は
Hレベル、また電流が大きい時はV□は大で電圧比較器
68の基準レベルv6以下となって、68の出力■3は
Lレベルとなる。
First, the non-inverting amplifier 67 monitors the current feedback signal If. The output V1 becomes the input voltage of the voltage comparator 68 which determines whether the current feedback signal If is large or small. Therefore, when the current is small, vl is small and is below the reference level v6 of the voltage comparator 68, and the output v3 of the voltage comparator 68 is at the H level, and when the current is large, V□ is large and the reference level v6 of the voltage comparator 68 is reached. As a result, the output (3) of 68 becomes L level.

次に電圧比較器66はサイリスタ点弧位相角調整信号I
αの監視を行なうと共に、この信号が飽和出力に達した
かどうかの判定を行なう。動作は工αの信号が飽和出力
値になった時のみ、電圧比較器660基準レベル■7以
上となって、その出力v2はHレベルとなる。
Next, the voltage comparator 66 outputs the thyristor firing phase angle adjustment signal I
While monitoring α, it is determined whether this signal has reached the saturated output. In operation, the voltage comparator 660 becomes equal to or higher than the reference level 7 only when the signal of the output voltage α reaches the saturated output value, and its output v2 becomes H level.

ただし増幅器16に出力制限機能が設けられている場合
があり、飽和値に達する前に、制限かがけられた所の最
大出力値にとどまることが考えられる。この場合は飽和
値に達したかどうかでなく、最大値゛になったかどうか
の判定を行なう必要がある。よって電圧比較器66の基
準レベルV7をこの最大出力値に合せる操作を、可変抵
抗器VRIにより行なう。
However, the amplifier 16 may be provided with an output limiting function, and it is conceivable that the output limit will remain at the maximum output value before reaching the saturation value. In this case, it is not necessary to determine whether the saturation value has been reached, but whether the maximum value has been reached. Therefore, the operation of adjusting the reference level V7 of the voltage comparator 66 to this maximum output value is performed by the variable resistor VRI.

次に電圧比較器66、68の出力V2.V3はそれぞれ
2人力NANDロジックIC28の入力となり、断線で
あるかどうかの判定が行なわれる。第6図ニI (1、
If+ V21 V3+ 2人力NANDOシックIC
28の出力■4の状態関係を示す。この図かられかるよ
うに、断線のときは、■2.V3が共にHレベルのとき
、すなわち、I〕モードのときであることがわかる。よ
ってこの時に2人力NANDロジックIC28の出力は
Lレベル、次段のインバータロジックIC29の出力は
Hレベル、トランジスタ71はONとなり、警報リレー
Xを駆動し、接点32を閉じ、断線であることをならし
めることになる。この接点32の信号はシステム上の異
常信号となり、第8図で示した所の主回路ブレーカ7゜
8.9を解除すると共に巻線形三和誘導電動機ならびに
その駆動装置の停止をさせる為の信号となる。
Next, the output V2 of the voltage comparators 66 and 68. V3 each becomes an input to the two-man NAND logic IC 28, and it is determined whether or not there is a disconnection. Figure 6 D I (1,
If+ V21 V3+ 2-person NANDO chic IC
28 shows the state relationship of output 4. As you can see from this figure, when the wire is broken, ■2. It can be seen that this is the case when both V3 are at H level, that is, in the I] mode. Therefore, at this time, the output of the two-man power NAND logic IC 28 is L level, the output of the next stage inverter logic IC 29 is H level, and the transistor 71 is turned on, driving the alarm relay X, closing the contact 32, and confirming that the wire is disconnected. It will end. The signal from this contact 32 becomes an abnormality signal on the system, and is used to release the main circuit breaker 7°8.9 shown in Fig. 8 and to stop the wound type Sanwa induction motor and its drive device. becomes.

その他の実施例として第7図に示すようにサイリスタの
点弧位相角調整信号■αの替わりに、サイリスタの点弧
に寄与するところの電流指令信号1本を利用して行なう
方法も考えられる。■末の信号利用が可能な理由は次に
ある。サイリスタ破壊または断線が起きるとダイナミッ
ク電流は流れないので制動力が得られず速度基準N木よ
り実速度Nfが大きくなるので、N*とNfの差を比較
し増幅出力する増幅器15の出力信号、すなわち電流指
令信号11は必ず飽和出力値または最大出力値まで達す
る。ゆえに前述の動作信号工αのかわりに■木の動作信
号を利用しても断線検出のL1的は達せられる。ただし
1本と工αの極性関係は相反関係にある為、反転増幅器
74が設けられる。また1本の信号が負信号の時のみ電
流を増大させようと働く為、ダイオードD3.D4を設
けて1反転増幅器74の出力■6を常に正の信号ととら
えるようになっている。
As another embodiment, as shown in FIG. 7, instead of the thyristor firing phase angle adjustment signal α, a single current command signal that contributes to the thyristor firing may be used. ■The reason why the last signal can be used is as follows. If the thyristor is destroyed or disconnected, the dynamic current will not flow, so no braking force will be obtained, and the actual speed Nf will be greater than the speed reference N tree. Therefore, the output signal of the amplifier 15 which compares the difference between N* and Nf and amplifies and outputs the That is, the current command signal 11 always reaches the saturated output value or the maximum output value. Therefore, the L1 objective of disconnection detection can be achieved even if the operation signal shown in (1) is used instead of the operation signal α described above. However, since the polarity relationship between the single line and the input signal α is in a reciprocal relationship, an inverting amplifier 74 is provided. Also, since it works to increase the current only when one signal is a negative signal, the diode D3. D4 is provided so that the output (6) of the 1-inverting amplifier 74 is always treated as a positive signal.

次に・第1図と第7図の付属機能を説明する。抵抗R3
,コンデンサC1は電流フィードバックのリップル分を
平滑する為に設けられる。また抵抗R6,コンデンサC
2はR3,C1を設けた事による。電流帰還信号■1の
時定数遅れを補償する為に設けている。つまりR6,C
2がなければ、サイリスタ位相角信号■αが瞬間的に犬
となった場合出力■、はHレベルとなるが、■、の信号
はR3,C1の時定数遅れにより、電流が流れていない
のと同じ状態となり、■3をHレベルとしてしまう。そ
の結果、断線モードと誤判定してしまうからである。ま
た非反転増幅器67があるのは電流帰還信号のリップル
を平滑する為R3,CIを=16− 設けたが、この非反転増幅器67なしにR3,C1を設
けると通常のダイナミック制御中の電流帰還信号の時定
数に影響を与えてしまうからである。
Next, the attached functions shown in FIGS. 1 and 7 will be explained. Resistor R3
, capacitor C1 is provided to smooth the ripple component of current feedback. Also, resistor R6, capacitor C
2 is due to the provision of R3 and C1. This is provided to compensate for the time constant delay of the current feedback signal 1. In other words, R6,C
If 2 were not present, when the thyristor phase angle signal ■α momentarily becomes a dog, the output ■ would be at H level, but the signal ■ would be due to the time constant delay of R3 and C1, so there would be no current flowing. The situation is the same as that, and ■3 is set to H level. This is because as a result, the disconnection mode is erroneously determined. Also, the non-inverting amplifier 67 is provided to smooth the ripple of the current feedback signal by providing R3 and CI = 16-, but if R3 and C1 are provided without this non-inverting amplifier 67, the current feedback during normal dynamic control will be reduced. This is because the time constant of the signal is affected.

また抵抗R18,リレー65はダイナミック運転停止中
の誤動作を防ぐ為にある。〈ダイナミック運転停止中は
Jαが飽和値または最大値となり、この時Ifは停止中
の状態である為必ず零となる。ゆえに断線モードの条件
が成立してしまう〉。リレー65はダイナミック運転ス
タートで開、停止で閉となり、閉じの時増幅器15の出
力1本を負とするので、サイリスタ位相角指令信号工α
を零にし、■2を零にする。よって断線モードの条件の
成立を回避することが出来る。
Further, resistor R18 and relay 65 are provided to prevent malfunction during dynamic operation stop. <When the dynamic operation is stopped, Jα becomes the saturation value or the maximum value, and at this time, If is always zero because it is in a stopped state. Therefore, the condition for disconnection mode is established. The relay 65 opens when the dynamic operation starts and closes when the dynamic operation stops.When closed, one output of the amplifier 15 becomes negative, so the thyristor phase angle command signal
Set to zero, and set ■2 to zero. Therefore, it is possible to avoid the condition of disconnection mode from being met.

以上の実施例に基づく特有の効果は下記となる。The unique effects based on the above embodiments are as follows.

■ 従来方法に比べ、高価なボルテージセンサ。■ Voltage sensor is more expensive than conventional methods.

シャントなどの装置を不要とすることが出来る。Devices such as shunts can be made unnecessary.

■ 電流検出をダイナミック制御上必要とする電流検出
器と共用出来る。
■ Current detection can be shared with the current detector required for dynamic control.

■ 従来方法ではシャントの発生電圧をボルテージセン
サで検出可能なある最低レベルとする為、ダミー電流を
若干流さなければならなく、制御性能に悪影響を与えた
が、この種の心配をする必要がない。
■ In the conventional method, in order to set the voltage generated by the shunt to a certain minimum level that can be detected by a voltage sensor, a small amount of dummy current had to be passed, which had a negative effect on control performance, but there is no need to worry about this kind of thing. .

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、従来より簡単な回路において電流検出
に必要な部品を極力おさえることが出来る為、経済的な
効果がある。また断線の判定を電流の検出レベルのみに
たよるのでなく1回路動作上の性質を利用している為、
電流の検出レベルを厳格に設定する必要がない。また断
線に伴う過速度状態を過速度レベルに達する以前のレベ
ルで予想出来る機能を有する。
According to the present invention, it is possible to minimize the number of components necessary for current detection in a circuit that is simpler than the conventional circuit, and therefore it is economically effective. In addition, since the determination of disconnection does not rely solely on the current detection level, but utilizes the operating characteristics of a single circuit,
There is no need to strictly set the current detection level. It also has a function that can predict overspeed conditions caused by wire breakage before reaching the overspeed level.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の実施例図、第2図は自動ダイナミック
の速度制御原理図、第3図は負荷と各種信号との関係図
、第4図はうず電流継手制御の速度制御原理図、第5図
は可変周波数インバータベクトル制御における速度制御
ブロック図、第6図はモードの種別と各種状信号との関
係図、第7図は本発明の他の実施例図、第8図は自動ダ
イナミックの制御ブロック図、第9図は運転状態下での
各種素子の状態を示す図、第10図は自動ダイナミック
の速度−トルク特性図、第11図はダイナミック電流の
流れる時の等価回路、第12図は等価回路における電流
波形図、第13図は従来の断線検出方法を示す図である
。 15、16・・・増幅器、17・・・位相制御回路、1
8.18A・・・パルス1−ランス、3,4・・サイリ
スタ、10・・誘導電動機、64・・・断線検出回路。
Fig. 1 is an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram of the principle of automatic dynamic speed control, Fig. 3 is a diagram of the relationship between the load and various signals, and Fig. 4 is a diagram of the principle of speed control of eddy current joint control. Figure 5 is a speed control block diagram in variable frequency inverter vector control, Figure 6 is a diagram of the relationship between mode types and various types of signals, Figure 7 is a diagram of another embodiment of the present invention, and Figure 8 is an automatic dynamic Fig. 9 is a diagram showing the states of various elements under operating conditions, Fig. 10 is an automatic dynamic speed-torque characteristic diagram, Fig. 11 is an equivalent circuit when dynamic current flows, and Fig. 12 is a diagram showing the states of various elements under operating conditions. The figure is a current waveform diagram in an equivalent circuit, and FIG. 13 is a diagram showing a conventional disconnection detection method. 15, 16... Amplifier, 17... Phase control circuit, 1
8.18A... Pulse 1-Lance, 3, 4... Thyristor, 10... Induction motor, 64... Disconnection detection circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 速度フィードバック制御と電流フィードバック制御とを
行う自動速度制御系と、該制御系の出力側に設けられ、
位相制御又は可変周波数インバータ制御により電動機の
速度を制御する半導体電力変換装置とより成る電動機の
速度制御装置において、 電流指令信号が電流を最大に流そうとする信号になって
いるか否かを判別する第1の比較器と、実電流の帰還信
号がある一定以上あるかないかを判別する第2の比較器
と、該第1、第2の比較器の出力を入力とし、この入力
の組合せが電動機を含む速度制御装置の断線、素子破壊
を意味する論理となったとき、異常の信号を出力する論
理演算回路と、より成る電動機及び電動機速度制御装置
の断線等異常検出装置。
[Claims] An automatic speed control system that performs speed feedback control and current feedback control, and an automatic speed control system provided on the output side of the control system,
In a motor speed control device comprising a semiconductor power conversion device that controls the motor speed by phase control or variable frequency inverter control, it is determined whether a current command signal is a signal that causes the maximum current to flow. A first comparator, a second comparator that determines whether the feedback signal of the actual current is above a certain level, and the outputs of the first and second comparators are input, and the combination of these inputs is A device for detecting an abnormality such as a disconnection of a motor and a motor speed control device, comprising a logic operation circuit that outputs an abnormal signal when a logic indicating a wire breakage or element destruction occurs in a speed control device including a motor.
JP60206586A 1985-09-20 1985-09-20 Detector for abnormality such as disconnection of motor and speed controller for motor Pending JPS6268094A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07154901A (en) * 1993-11-29 1995-06-16 Nippondenso Co Ltd Motor controller of electric automobile

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07154901A (en) * 1993-11-29 1995-06-16 Nippondenso Co Ltd Motor controller of electric automobile

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