技術開発情報

東洋電機技報 第107号

※ 技術論文、開発レポート、製品解説については東洋電機技報本文からの抜粋です。

技術論文

誘導電動機の新方式センサレスベクトル制御
A New Sensorless Vector Control Method for Induction Motor

桐谷 智明、大森 洋一、小林 弘和
Tomoaki Kiriya, Yoichi Ohmori, Hirokazu Kobayashi

We propose a new sensorless vector control method for an induction motor. This method applies a direct speed calculation algorithm to a flux feedforward type vector control method.
A speed calculation is performed with primary resistance identification and primary voltage estimation. With these methods, a speed control passing through zero frequency at slow acceleration has been achieved stably under full load condition. Motor parameters are measured automatically with auto-measuring function. And free starting for an induction motor at any rotating condition, even when magnetic flux is remaining or not, is realized smoothly.

<概要>
 近年の誘導電動機(以下モータ)の可変速制御において、センサレスベクトル制御は、主流となりつつある。センサレスベクトル制御は、速度センサのついていないモータのトルクや回転速度を、高速、高精度に制御する技術であり、
・速度センサの設置環境への配慮
・速度センサの故障対策
・信号線に混入するノイズ対策
・配線や部品点数の増加
などのわずらわしさがなくなり、信頼性向上やメンテナンスフリー化から、さまざまな用途で適用されている。
 そして、適用箇所が広がるにつれて、従来技術では、当然、速度センサ付きでなければならなかった用途にもセンサレスベクトル制御が導入され、下記のように要求性能はますます厳しいものになってきている。
・高応答性(高速高精度な速度演算)
・速度制御範囲の拡大(低速度域化)
・ゆっくりとしたゼロ周波数通過(低速回生領域での運転)
・モータの電気的定数を自動的に計測する(汎用化)
・回転しているモータの滑らかな始動(瞬停再復帰)
 そこで今回は、上記要求性能を満たすために、磁束フィードフォワード形(すべり周波数形)ベクトル制御に直接速度演算方式を適用した新方式のセンサレスベクトル制御(1)を開発した。第2章でその基本構成を示し、高速な速度とトルク応答が得られることを示す。
 速度制御範囲の広域化の要求に対しては、理論的にゼロ周波数での速度推定が困難であることの他に、以下の要因が妨げとなっている。
(1) 低周波数で速度推定に大きく影響する一時抵抗が温度で変動する。
(2) 低速度での高精度なインバータ出力電圧の推定や制御が困難である。
3章で上記(1)項に対して開発した一次抵抗のオンライン固定方法と、上記(2)項に対して開発した電圧補正方法を説明する。それらにより、速度制御範囲1:150(最小周波数0.4Hz相当)での滑らかな運転ができ、100%負荷状態で30rpm/sec以下のゆっくりとした加減速度でのゼロ周波数通過が可能となっている。4章においては、ベクトル制御に必要なモータの電気的定数を測定する自動計測技術について説明する。
5章においては、瞬時停電後の再始動でモータが回転しており、しかもモータ内部に残留磁束がある場合でも、滑らかに再始動できるフリー始動技術について説明する。

シャフトレス新聞輪転機における同期制御
Synchronous Control in Shaft-less Newspaper Rotary Press

? 邦佶、永井 秀憲、秋山 亨
Bangji Gong, Hidenori Nagai, Tohru Akiyama

The request on the driving system for a newspaper printing machine without line shafts is increasing because of saving installation space. For this reason, high accuracy electrical synchronous control is developed.
However, due to high inertia ratio and the mechanical resonance between the driving motors and press unit, it was difficult to construct stable synchronous control system with high performance. A newly synchronous control system is proposed for solving these problems. The developed control system was applied in a newspaper rotary press machine introduced in “drupa2000 printing machine exhibition” and was proved that it had excellent performance. Here, the new synchronous control system and its successful results of application for actual newspaper rotary press will be explained.

<概要>
新聞輪転機の駆動システムにおいて、省スペースのニーズから、各印刷ユニットを機械的シャフトで連結して運転していた方式を止めて、個別の電動機で各印刷ユニットの回転角度を高精度に同期制御装置で駆動するシャフトレス方式とすることが求められている。
電動機と印刷ユニットは高剛性結合でギヤを介して複数の印刷ロールに結合される。ここで印刷機特有のギヤのバックラッシュを有する捩じり固有振動を持った機械系の回転速度制御が要求される。制御装置の設計と調整に当たって、前述の固有振動以外に電動機慣性に対して印刷ユニットの慣性が大きいこと、印刷ロールに周期的な負荷外乱があることなどの課題がある。
本稿は、これらの課題に対応した新しい同期制御手法を提案する。まず、同期制御の基本である速度制御の設計法と現場の調整手順を説明し、次に、新たに提案した慣性比制御を加えた同期制御手法について解説し、最後に実システムへの応用結果についてその効果を報告する。

製品解説

停車駅接近報知装置
Approach Announcing Device of Train for Next Stop Station

海老原 万里、鶴岡 勇
Masato Ebihara, Isamu Tsuruoka

In-cab announcing device is developed which informs the train driver by synthesized speech that the train is approaching to next stop, and requests him braking operation if the train is entering with higher speed than the expected speed limit to stop successfully at the target position, comparing the output of speedometer and expected speed value calculated from remaining distance to the target.
This device not only announces braking operation but also makes warning signal when train speed exceeds the preset maximum value at normal movement.

<概要>
速度計発電部の出力信号から車両速度と走行距離を算出し、この走行距離と停車目標までの距離から、運行中の列車が予定された停車駅に接近したとき、乗務員に対して次駅に停車すべきことを音声によって報知するとともに、停車目標までの距離と車両速度を照査することにより、列車が駅に停止するために必要な制限速度を越えて進入した場合には警報を発し、乗務員にブレーキ操作を促すことを目的とした停車駅接近報知装置を開発した。
またこの装置は車両速度が、あらかじめ設定された車両の最高運転速度を超えた場合には警報を発し、乗務員に注意を促す機能も備えている。

安全性を配慮した鉄道車両用戸閉制御装置
Door Operating System for Passenger Coaches taking Safety into Consideration

久保 洋記
Hiroki Kubo

An intelligent pneumatic door operating system for passenger trains is developed taking fail-safe operation into account, equipped with interface function to train information system. Being designed as small size and lightweight with built-in CPU, this system is distributed to each door, which controls electro-magnetic valves for door operation and weakening of door operating force. Input and output circuits of the door control system are designed as the safety operation despite of the compact size.

<概要>
今回、空気式の戸閉装置用として、列車情報装置とのインタフェース機能を付加し、更にインテリジェント化とフェールセーフ性を考慮した戸閉制御装置を開発したので、以下にその概要を紹介する。
本装置はCPUを内蔵して小形、軽量化が図られており、各ドアに一台ずつ分散配置して、戸閉電磁弁及び戸閉力弱め電磁弁の制御を行っている。
また入力回路及び出力回路を改善し、コンパクトな回路ながら戸閉制御装置として求められる安全性を確保できるよう配慮した。

工業洗浄装置 WASHER Z=不思議な力,水だけの洗浄=
-気泡のショットブラストが驚異の洗浄力を発揮-
Industrial Washing Equipment WASHER Z =The Wonderful Power, Washing only by water=
-Shot Blasting of Air Bubbles Demonstrates a Wonderful Detergency-

(株)東洋ウチナミテクノクリーン

Toward abolition of specified chlorofluorocarbon and trichloroethane in components washing, our company has developed an original washing system; only the water is used instead of using detergents or solvents for washing. We have supplied many of these new washing systems to various industrial fields as a pollution-free washing system to be gentle for the earth.
For example, in the case of at cleaning of hole manipulated engine cylinder and crankcase, a wonderful detergent effect has demonstrated, and also for the metalworking components with much complicated configurations, or pressed molding components, this new system has been successfully applied.
Moreover in a plastic molding process, it has been demonstrated to easily remove fats and oils, and chips molding.
This paper describes the new industrial washing system of water shot blasting with air bubbles.

<概要>
古代より、人間は水の恩恵、とりわけ自然の中の水の浄化システムを享受している。「水」には不思議な力があり、だれもが水で顔を洗い、シャワーを浴びて汗や汚れを落とすことを自然に受け入れている。このたび当社は「気泡のショットブラスト」方式という、高圧水に空気を混ぜ、その気泡を水の流れに乗せて被洗浄物にぶつけることにより洗浄を行う新しい技術を開発した。これは気泡が消える時に発生する衝撃―キャビテーション―と高圧水流とにより汚れを落とす洗浄技術である。
以下にこの原理を適用し当社が製品化した洗浄機WASHER Zを紹介する。

※ 第1号~第104号は目次のみの掲載です。


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