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JP2007116812A - Inverter motor test device - Google Patents

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JP2007116812A
JP2007116812A JP2005304821A JP2005304821A JP2007116812A JP 2007116812 A JP2007116812 A JP 2007116812A JP 2005304821 A JP2005304821 A JP 2005304821A JP 2005304821 A JP2005304821 A JP 2005304821A JP 2007116812 A JP2007116812 A JP 2007116812A
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motor
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JP2005304821A
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Inventor
Hiroshi Oide
宏 大出
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Subaru Corp
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Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an inexpensive and small-sized inverter motor device that can suppress capacities of an AC power supply and a DC power supply. <P>SOLUTION: Two sets of motors 2, 3 are arranged so as to oppose each other, inverter devices 10, 11 are connected to them, respectively, and rotating shafts 4, 5 of the motors 2, 3 are coupled to each other via a power transmission mechanism 6. A DC power supply device 20 that feeds power to the inverter devices 10, 11 has a power supply capacity adequate to the receiving of constant power to the inverter devices 10, 11, and an accumulation device 30 that performs the receiving of transient power is connected to the DC power supply device 20 in parallel therewith. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、インバータやモータの特性等を試験するインバータ・モータ試験装置に関する。   The present invention relates to an inverter / motor test apparatus for testing characteristics of an inverter and a motor.

一般に、直流電圧を交流電圧に変換するインバータ装置を介して駆動される交流モータは、多様な用途に使用されており、特に、近年では、ハイブリッド自動車や電気自動車の走行動力源として多く採用されるようになっている。従って、安価で性能の良いモータやインバータ装置を開発するには、最大出力試験等の各種の特性試験を行う試験装置が必要となるが、従来の試験装置は、大型で消費電力が大きく且つ高価であり、開発コストを上昇させる一因となっていた。   In general, an AC motor driven through an inverter device that converts a DC voltage into an AC voltage is used for various applications, and in particular, in recent years, it is often used as a driving power source for hybrid vehicles and electric vehicles. It is like that. Therefore, in order to develop an inexpensive and high-performance motor and inverter device, a test device for performing various characteristic tests such as a maximum output test is required. However, the conventional test device is large, consumes a large amount of power and is expensive. And contributed to the increase in development costs.

このため、例えば、特許文献1には、第1インバータに接続される第1モータと第2インバータに接続される第2モータとを伝達機構を介して互いに結合して、一方のインバータの出力を他方のインバータで回生することにより、消費電力を抑制する技術が開示されている。   For this reason, for example, in Patent Document 1, the first motor connected to the first inverter and the second motor connected to the second inverter are coupled to each other via a transmission mechanism, and the output of one inverter is obtained. A technique for suppressing power consumption by regenerating with the other inverter is disclosed.

また、特許文献2には、電力変換器を2つ用い、一方の電力変換器をモータの負荷を仮想する負荷として、実際にモータを接続することなく、モータの運転を模擬的に行うことにより、インバータの試験を行う技術が開示されている。
特開平2003−153546号公報 特開平2004−88832号公報
In Patent Document 2, two power converters are used, and one of the power converters is used as a virtual load of the motor, and the operation of the motor is simulated without actually connecting the motor. A technique for testing an inverter is disclosed.
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-153546 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-88832

ところで、インバータやモータの試験に際しては、過渡的な電力の増減が発生するため、インバータに直流電力を供給する直流電源装置は、インバータやモータで消費される定常的な損失分の供給に加えて、過渡的な電力の供給・吸収を同時に行わなければならないという問題がある。   By the way, when testing inverters and motors, transient power increases and decreases, so the DC power supply that supplies DC power to the inverters is in addition to the steady loss consumed by the inverters and motors. There is a problem that transient power supply and absorption must be performed simultaneously.

従って、直流電源装置の容量をインバータ・モータの損失分よりも余裕を持つように大きくする必要があり、交流電源及びこの交流電源を変換して生成する直流電源に大容量が要求され、全体の消費電力が増加して電源装置を大型化せざるを得ず、試験装置全体のコスト低減を妨げる要因となっていた。   Therefore, it is necessary to increase the capacity of the DC power supply so as to have a margin for the loss of the inverter / motor, and a large capacity is required for the AC power supply and the DC power supply generated by converting this AC power supply. Power consumption has increased and the power supply device has to be enlarged, which has been a factor that hinders cost reduction of the entire test apparatus.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、交流電源及び直流電源の容量を抑制して安価で小型な装置とすることのできるインバータ・モータ試験装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an inverter / motor test apparatus capable of reducing the capacity of an AC power source and a DC power source to be an inexpensive and small device.

上記目的を達成するため、本発明によるインバータ・モータ試験装置は、2台のモータを対向設置して互いの回転軸を動力伝達機構を介して結合し、各モータにインバータ装置をそれぞれ接続したインバータ・モータ試験装置であって、上記各インバータ装置に対する定常的な電力の授受に見合った電源容量の直流電源装置と、上記直流電源装置に並列に接続され、上記各インバータ装置に対する過渡的な電力の授受を行う蓄電装置とを備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, an inverter / motor test apparatus according to the present invention is an inverter in which two motors are installed opposite to each other and their respective rotating shafts are coupled via a power transmission mechanism, and an inverter device is connected to each motor. A motor test apparatus, which is connected to the DC power supply device in parallel with a DC power supply device having a power capacity suitable for the steady power transfer to each inverter device, And a power storage device that performs transmission and reception.

本発明によるインバータ・モータ試験装置は、インバータ装置に対する定常的な電力の授受に見合った電源容量の直流電源装置に、過渡的な電力の授受を行う蓄電装置を並列に接続することにより、交流電源及び直流電源の容量を抑制することができ、安価で小型な装置としてインバータ・モータの評価に適した装置を実現することができる。   An inverter / motor test apparatus according to the present invention includes an AC power source connected in parallel to a DC power supply device having a power supply capacity suitable for steady power transfer to the inverter device. In addition, the capacity of the DC power supply can be suppressed, and an apparatus suitable for evaluation of an inverter / motor can be realized as an inexpensive and small-sized apparatus.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1〜図8は本発明の実施の第1形態に係り、図1はインバータ・モータ試験装置の基本構成図、図2はインバータ装置の基本構成を示す回路図、図3は蓄電装置の内部接続構成を示す説明図、図4は直流電源から供給する電流を模式的に示す波形図、図5は位置検出器の第1の取付け例を示す構成図、図6は位置検出器の第2の取付け例を示す構成図、図7は位置検出器の第3の取付け例を示す構成図、図8は位置検出器の第4の取付け例を示す構成図である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 8 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a basic configuration diagram of an inverter / motor test apparatus, FIG. 2 is a circuit diagram showing the basic configuration of the inverter apparatus, and FIG. FIG. 4 is a waveform diagram schematically showing the current supplied from the DC power supply, FIG. 5 is a configuration diagram showing a first mounting example of the position detector, and FIG. 6 is a second diagram of the position detector. FIG. 7 is a block diagram showing a third mounting example of the position detector, and FIG. 8 is a block diagram showing a fourth mounting example of the position detector.

図1に示すインバータ・モータ試験装置1は、2台のモータ2,3を対向設置して各々にインバータ装置10,11を接続し、インバータやモータの評価試験を行うものであり、その他、図示しない振動計、トルクメータ、パワーメータ等の測定器及びデータ処理装置が備えられ、これらの装置を相互に接続した計測システムとして形成されている。このインバータ・モータ試験装置1には、例えば、電気自動車やハイブリッド自動車の走行用モータをセットし、また、この走行用モータを制御するインバータ装置をセットする等して、その性能・特性を評価することができる。   Inverter / motor test apparatus 1 shown in FIG. 1 is an apparatus in which two motors 2 and 3 are installed opposite to each other, and inverter apparatuses 10 and 11 are connected to each other, and an inverter and motor evaluation test is performed. A measuring device such as a vibration meter, a torque meter, and a power meter, and a data processing device are provided, and a measuring system is formed by connecting these devices to each other. In this inverter / motor test apparatus 1, for example, a traveling motor for an electric vehicle or a hybrid vehicle is set, and an inverter device for controlling the traveling motor is set, and the performance / characteristics thereof are evaluated. be able to.

モータ2,3は、それぞれの回転軸4,5が継手やギヤ機構等の動力伝達機構6を介して結合され、何れか一方のモータ及びインバータ装置が力行動作するとき、他方のモータ及びインバータ装置が回生動作を行うことにより、モータ間で電力を還流させる電力還流システムが形成される。この電力還流は、インバータ装置10,11に対する定常的な電力の授受に見合った電源容量の直流電源装置(DC電源装置)20と、このDC電源装置20と並列に接続される蓄電装置30とを介して行われる。蓄電装置30は、後述するように、過渡的な電力の授受を行う補助電源として機能するものである。   When the motors 2 and 3 are coupled to each other through a power transmission mechanism 6 such as a joint or a gear mechanism, and either one of the motors and the inverter device performs a power running operation, the other motor and the inverter device Performs a regenerative operation to form a power return system that returns power between the motors. This power recirculation includes a direct current power supply device (DC power supply device) 20 having a power supply capacity commensurate with regular power transfer to the inverter devices 10 and 11 and a power storage device 30 connected in parallel with the DC power supply device 20. Done through. As will be described later, the power storage device 30 functions as an auxiliary power source that transfers and receives transient power.

インバータ装置10,11は、それぞれ、直流電力を3相交流電力に変換するインバータ回路10a,11a、インバータ回路10a,11aを制御するコントローラ10b,11bを備えている。インバータ回路10a,11aは、基本的に同様の構成であり、図3に代表して示すように、スイッチング素子S1〜S6をブリッジ接続し、DC電源装置20に接続される直流端子P,Nと、モータ2或いはモータ3に接続される交流端子U,V,Wとを有する周知の回路構成である。直流端子P,N間には、コンデンサCが接続されている。   The inverter devices 10 and 11 include inverter circuits 10a and 11a that convert DC power into three-phase AC power, and controllers 10b and 11b that control the inverter circuits 10a and 11a, respectively. The inverter circuits 10a and 11a have basically the same configuration. As representatively shown in FIG. 3, the switching elements S1 to S6 are bridge-connected and the DC terminals P and N connected to the DC power supply device 20 are connected. This is a well-known circuit configuration having AC terminals U, V, and W connected to the motor 2 or the motor 3. A capacitor C is connected between the DC terminals P and N.

各スイッチング素子S1〜S6は、コントローラ10b,11bによってオンオフされ、PWM制御された3相の交流出力が交流端子U,V,Wから出力される。スイッチング素子としては、IGBT、バイポーラトランジスタ、MOSFET、サイリスタ等のスイッチング素子を用いることができる。また、各スイッチング素子S1〜S6には、逆電圧に対する保護用として、正電圧が印加される直流端子P側をカソードとするダイオードD1〜D6がそれぞれ並列に接続されている。   Each of the switching elements S1 to S6 is turned on / off by the controllers 10b and 11b, and a three-phase AC output under PWM control is output from the AC terminals U, V, and W. As the switching element, a switching element such as an IGBT, a bipolar transistor, a MOSFET, or a thyristor can be used. In addition, diodes D1 to D6 having a cathode on the DC terminal P side to which a positive voltage is applied are connected in parallel to the switching elements S1 to S6, respectively, for protection against a reverse voltage.

尚、インバータ装置10,11は、3相交流電力を直流電力に変換するコンバータとして動作させることもできる。すなわち、交流端子U,V,Wに3相の交流電圧を印加すると、各ダイオードD1〜D6によって整流され、直流端子P,Nから直流出力を得ることができる。   The inverter devices 10 and 11 can be operated as a converter that converts three-phase AC power into DC power. That is, when a three-phase AC voltage is applied to the AC terminals U, V, and W, they are rectified by the diodes D1 to D6, and a DC output can be obtained from the DC terminals P and N.

一方、DC電源装置20は、例えば、商用電源等の交流電源40から供給される交流電圧を直流電圧に変換する整流回路やチョッパ回路等から構成され、高圧大容量の直流電力をインバータ装置10,11に供給する。また、蓄電装置30は、例えば、鉛バッテリ、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等の二次電池、電気二重層コンデンサや電解コンデンサ等のコンデンサ、二次電池とコンデンサとの組み合わせといったように、二次電池とコンデンサとの少なくとも一方を用いて構成され、これらのバッテリやキャパシタの各セル・モジュールを直列及び並列に接続する等して構成されている。図3は、m個のセル30aを直列接続してモジュールとし、k個のモジュールを並列接続して蓄電装置30を構成する例を示しており、直列・並列の接続数がインバータ・モータの試験条件やDC電源装置20の容量に応じて設定される。   On the other hand, the DC power supply device 20 includes, for example, a rectifier circuit or a chopper circuit that converts an AC voltage supplied from an AC power source 40 such as a commercial power source into a DC voltage, and converts high-voltage and large-capacity DC power into the inverter device 10, 11 is supplied. In addition, the power storage device 30 includes, for example, a secondary battery such as a lead battery, a lithium ion battery, or a nickel metal hydride battery, a capacitor such as an electric double layer capacitor or an electrolytic capacitor, and a combination of a secondary battery and a capacitor. It is configured by using at least one of a battery and a capacitor, and is configured by connecting each battery / capacitor cell module in series and in parallel. FIG. 3 shows an example in which m cells 30a are connected in series to form a module, and k modules are connected in parallel to form the power storage device 30. The number of series / parallel connections is an inverter / motor test. It is set according to conditions and the capacity of the DC power supply device 20.

以上の構成によるインバータ・モータ試験装置1を用いて試験を行う場合には、一方のインバータ装置を駆動して、交流端子U,V,Wから3相の交流電圧を発生させる。   When a test is performed using the inverter / motor test apparatus 1 having the above configuration, one of the inverter apparatuses is driven to generate a three-phase AC voltage from the AC terminals U, V, and W.

例えば、モータ2側のインバータ装置10を駆動して3相交流電圧を発生させ、インバータ回路10a及びモータ2を力行動作させるものとすると、インバータ回路10aで発生した3相交流電圧はモータ2に印加され、モータ2のロータが回転する。このモータ2の回転は、モータ2の回転軸4に動力伝達機構6を介して結合されたモータ3の回転軸5に伝達される。これにより、モータ3のロータも回転し、モータ3が発電機として働き、モータ3からは3相交流電圧が出力される。モータ3から出力される3相交流電圧は、インバータ装置11の交流端子U,V,Wに印加され、インバータ回路11aがコンバータとして機能して直流端子P,Nから直流電力が出力される。   For example, when the inverter device 10 on the motor 2 side is driven to generate a three-phase AC voltage and the inverter circuit 10a and the motor 2 are operated in a powering manner, the three-phase AC voltage generated in the inverter circuit 10a is applied to the motor 2. Then, the rotor of the motor 2 rotates. The rotation of the motor 2 is transmitted to the rotation shaft 5 of the motor 3 coupled to the rotation shaft 4 of the motor 2 via the power transmission mechanism 6. As a result, the rotor of the motor 3 also rotates, the motor 3 functions as a generator, and a three-phase AC voltage is output from the motor 3. The three-phase AC voltage output from the motor 3 is applied to AC terminals U, V, and W of the inverter device 11, and the inverter circuit 11a functions as a converter to output DC power from the DC terminals P and N.

インバータ装置10からは、このような挙動をするモータ2,3及びインバータ装置11は負荷として見えることから、インバータ装置10についての出力試験を行うことができ、更には、インバータ装置11のコンバータとしての動作試験を併せて行うことができる。また、インバータ装置11を介して得られた直流電力は、DC電源装置20及び蓄電装置30に回生され、インバータ装置10で再び利用することができる。   From the inverter device 10, the motors 2, 3 and the inverter device 11 that behave like this appear as loads, so that an output test for the inverter device 10 can be performed, and further, as a converter of the inverter device 11. An operation test can be performed together. Further, the DC power obtained through the inverter device 11 is regenerated by the DC power supply device 20 and the power storage device 30 and can be used again by the inverter device 10.

このとき、運転中に過渡的な電力の増減が発生しても、DC電源装置20に並列に接続された蓄電装置30により、過渡的な電力の供給・吸収が行われる。従来のように、DC電源装置のみからシステムを構成した場合には、DC電源装置から過渡的な電力の供給・吸収と定常的な損失分の供給とを同時に行わなければならず、図4(a)に模式的に示すように、DC電源装置からの電流Itが周期的に大きく変動してしまう。従って、従来では、DC電源装置の容量をインバータ・モータの損失分よりも余裕を持つように大きくする必要があった。   At this time, even if transient power increase / decrease occurs during operation, the power storage device 30 connected in parallel to the DC power supply device 20 supplies and absorbs transient power. When a system is configured only from a DC power supply device as in the past, transient power supply / absorption and steady loss supply must be performed simultaneously from the DC power supply device. As schematically shown in a), the current It from the DC power supply device periodically fluctuates greatly. Therefore, conventionally, it has been necessary to increase the capacity of the DC power supply so as to have a margin more than the loss of the inverter / motor.

これに対して、本発明のインバータ・モータ試験装置1においては、蓄電装置30をDC電源装置20と並列に接続し、過渡的な電力の供給・吸収を蓄電装置30で行うことから、図4(b)に模式的に示すように、変動のピークを平滑化して安定化した平均電流Isとすることができ、DC電源装置20を定常的な損失分を供給するに見合った電源容量として小型化することができる。この場合、インバータ・モータの試験電圧条件は必ずしも一定ではないが、蓄電装置30内の直列接続のセル数mを適宜設定することにより試験電圧条件に適合させ、また、並列接続のモジュール数kを適宜設定することにより安定した直流電圧を維持することができる。   On the other hand, in the inverter / motor test apparatus 1 of the present invention, the power storage device 30 is connected in parallel with the DC power supply device 20, and the power storage device 30 performs transient power supply / absorption. As schematically shown in (b), the fluctuation peak can be smoothed to obtain a stabilized average current Is, and the DC power supply 20 can be made compact as a power supply capacity suitable for supplying a steady loss. Can be In this case, the test voltage condition of the inverter / motor is not necessarily constant, but the test voltage condition can be adapted by appropriately setting the number m of cells connected in series in the power storage device 30, and the number k of modules connected in parallel can be reduced. A stable DC voltage can be maintained by appropriately setting.

すなわち、本発明のインバータ・モータ試験装置1では、モータ間で電力を還流させるのみならず、過渡的な電力の授受を蓄電装置30が分担してDC電源装置20から定常的な電力を供給することにより、電力を高効率で還流させてシステム全体の電力消費を低減する省電力システムを形成している。これにより、システムに要する交流電源及び直流電源の容量を抑制してインバータ・モータ試験装置1を安価で小型なものとし、インバータ・モータの評価に適した装置とすることができる。   That is, in the inverter / motor test apparatus 1 of the present invention, not only the electric power is recirculated between the motors, but also the power storage device 30 shares the transfer of the transient electric power and supplies the stationary electric power from the DC power supply device 20. As a result, a power-saving system that reduces the power consumption of the entire system by circulating power with high efficiency is formed. As a result, the capacity of the AC power source and DC power source required for the system can be suppressed, and the inverter / motor test apparatus 1 can be made inexpensive and small, making it suitable for evaluation of the inverter / motor.

更に、通常のインバータ・モータの評価試験においては、モータに付随する位置又は速度検出器を用いて制御を行うが、近年、モータのセンサレス制御が普及しつつあり、位置又は速度検出器を備えないモータに対する評価も行う必要がある。モータのセンサレス制御では、インバータ・モータの制御性や効率等の基本性能に対し、制御アルゴリズムの影響が大きいため、制御アルゴリズムの影響を排除してインバータ・モータの基本性能を評価する必要がある。   Furthermore, in a normal inverter / motor evaluation test, control is performed using a position or speed detector attached to the motor, but in recent years, sensorless control of the motor is becoming widespread, and no position or speed detector is provided. It is also necessary to evaluate the motor. In sensorless control of a motor, the influence of the control algorithm is large on the basic performance such as controllability and efficiency of the inverter / motor. Therefore, it is necessary to eliminate the influence of the control algorithm and evaluate the basic performance of the inverter / motor.

尚、速度検出器は基本的に位置検出器と同等のため、以下では、位置検出器で代表して説明する。   Since the speed detector is basically the same as the position detector, the position detector will be described below as a representative.

従って、モータ2,3がセンサレスのモータである場合には、図5〜図8に示すように、モータ軸やモータ間の結合軸に、エンコーダ、レゾルバ、ホールセンサ等の位置検出器を取り付け、この位置検出器の情報を用いて制御を行うことにより、制御アルゴリズムの影響を排除してインバータ・モータの基本性能を評価することができる。また、センサレスとした場合の制御方式との比較を行うことにより、センサレス制御のアルゴリズムの評価することも可能である。   Therefore, when the motors 2 and 3 are sensorless motors, position detectors such as encoders, resolvers, and hall sensors are attached to the motor shaft and the coupling shaft between the motors as shown in FIGS. By performing control using the information of the position detector, it is possible to eliminate the influence of the control algorithm and evaluate the basic performance of the inverter / motor. It is also possible to evaluate a sensorless control algorithm by comparing with a control method in the case of sensorless.

図5は、モータ2,3の双方に位置検出器を取り付けた例を示している。この例では、モータ2の回転軸4後端に取り付けた位置検出器15をインバータ装置10のコントローラ10bに接続すると共に、モータ3の回転軸5後端に取付けた位置検出器16をインバータ装置11のコントローラ11bに接続している。これにより、インバータ装置10,11がモータからの位置検出情報を直接受取るためのインターフェースを持たないセンサレス駆動用のインバータ装置であっても、モータの位置検出情報を受取ることが可能となる。   FIG. 5 shows an example in which position detectors are attached to both the motors 2 and 3. In this example, the position detector 15 attached to the rear end of the rotating shaft 4 of the motor 2 is connected to the controller 10 b of the inverter device 10, and the position detector 16 attached to the rear end of the rotating shaft 5 of the motor 3 is connected to the inverter device 11. Connected to the controller 11b. Thus, even if the inverter devices 10 and 11 are sensorless drive inverter devices that do not have an interface for directly receiving position detection information from the motor, it is possible to receive the position detection information of the motor.

尚、位置検出器とインバータ装置との間に変換器を設置して位置検出情報を前処理し、インバータに取込む構成としても良い。   In addition, it is good also as a structure which installs a converter between a position detector and an inverter apparatus, pre-processes position detection information, and takes in an inverter.

また、図6は、モータ2,3の一方に位置検出器を取り付けた例を示し、同図においては、モータ3の回転軸5後端に位置検出器17を取付け、この位置検出器17をモータ3を駆動するインバータ装置11のコントローラ11bに接続している。インバータ装置11のコントローラ11bは、モータ2側のインバータ装置10のコントローラ10bと通信ライン18を介して接続され、一つの位置検出器17の情報がインバータ装置11からモータ2側のインバータ装置10に送信される。このような構成においても、同様に、位置検出情報を直接受取るためのインターフェースを持たないセンサレス駆動用インバータ装置でも、位置検出情報を受取ることが可能となる。   FIG. 6 shows an example in which a position detector is attached to one of the motors 2 and 3. In FIG. 6, a position detector 17 is attached to the rear end of the rotating shaft 5 of the motor 3. It is connected to the controller 11b of the inverter device 11 that drives the motor 3. The controller 11b of the inverter device 11 is connected to the controller 10b of the inverter device 10 on the motor 2 side via the communication line 18, and information on one position detector 17 is transmitted from the inverter device 11 to the inverter device 10 on the motor 2 side. Is done. Even in such a configuration, similarly, it is possible to receive position detection information even in a sensorless drive inverter device that does not have an interface for directly receiving position detection information.

尚、図7に示すように、モータ3側の位置検出器17を、モータ3を駆動するインバータ装置10のコントローラ10bと、モータ2を駆動するインバータ装置11のコントローラ11bとの双方に接続するようにしても良い。   As shown in FIG. 7, the position detector 17 on the motor 3 side is connected to both the controller 10 b of the inverter device 10 that drives the motor 3 and the controller 11 b of the inverter device 11 that drives the motor 2. Anyway.

また、図8に示すように、モータ3側の位置検出器17に対して、モータ2の回転軸4とモータ3の回転軸5とを結合した結合軸に分解能の高い位置検出器19を取付け、この分解能の高い位置検出器19からの信号を変換器19aで前処理して処理速度を向上させ、インバータ装置10のコントローラ10bに入力するようにしても良い。この場合においても、同様の効果を得ることができる。   Further, as shown in FIG. 8, a high-resolution position detector 19 is attached to a coupling shaft obtained by coupling the rotating shaft 4 of the motor 2 and the rotating shaft 5 of the motor 3 to the position detector 17 on the motor 3 side. The signal from the position detector 19 having a high resolution may be preprocessed by the converter 19a to improve the processing speed and may be input to the controller 10b of the inverter device 10. In this case, the same effect can be obtained.

以上の位置検出器15,16,17,19は、モータの構造に応じて位置検出の基準点を調整することができるよう、それぞれの取付け角度が自由に調整できる構造とされる。これにより、インバータの制御ソフトウェアにおいて、モータの電気角演算の補正量を容易に設定することができる。   The position detectors 15, 16, 17, and 19 described above have a structure in which each mounting angle can be freely adjusted so that the position detection reference point can be adjusted according to the structure of the motor. Thereby, the correction amount of the electrical angle calculation of the motor can be easily set in the control software of the inverter.

次に、本発明の実施の第2形態について説明する。図9は本発明の実施の第2形態に係り、インバータ・モータ試験装置の基本構成図である。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a basic configuration diagram of an inverter / motor test apparatus according to a second embodiment of the present invention.

第2形態は、モータ2,3を駆動するインバータ装置10,11に対して、これらのインバータ装置10,11を制御する上位の制御装置としての上位コントローラを設けたものである。   In the second mode, a host controller as a host controller that controls the inverter devices 10 and 11 is provided for the inverter devices 10 and 11 that drive the motors 2 and 3.

すなわち、図9に示すように、第2形態のインバータ・モータ試験装置1Aでは、第1形態のインバータ・モータ試験装置1に対して、インバータ装置10のコントローラ10bとインバータ装置11のコントローラ11bとが接続される上位コントローラ50を設けている。上位コントローラ50からは、下位となる各コントローラ10b,11bに制御指令を与え、双方のインバータ装置10,11及びモータ2,3の状態を一つの上位コントローラ50で制御する。   That is, as shown in FIG. 9, in the inverter / motor test apparatus 1A of the second form, the controller 10b of the inverter apparatus 10 and the controller 11b of the inverter apparatus 11 are different from the inverter / motor test apparatus 1 of the first form. A host controller 50 to be connected is provided. From the host controller 50, control commands are given to the lower controllers 10b and 11b, and the states of both the inverter devices 10 and 11 and the motors 2 and 3 are controlled by one host controller 50.

例えば、一方のインバータ装置10のコントローラ10bにモータ2をトルク運転する指令を与えると共に、他方のインバータ装置11のコントローラ11bにモータ3を回転数運転する指令を与え、モータ3側のコントローラ11bへの回転数指令を徐々に上げていくような試験を行う場合、モータ2側のインバータ装置10が一般的なベクトル制御行っている場合、d軸(磁束軸)での電圧指令値Vd、q軸(トルク軸)での電圧指令値Vq、線間交流電圧Vacは、以下の式で示される関係にある。
Vac=(Vd2+Vq21/2
For example, a command to torque the motor 2 is given to the controller 10b of one inverter device 10, and a command to run the motor 3 at a rotational speed is given to the controller 11b of the other inverter device 11 to the controller 11b on the motor 3 side. When a test for gradually increasing the rotational speed command is performed, when the inverter device 10 on the motor 2 side performs general vector control, the voltage command values Vd and q-axis on the d-axis (magnetic flux axis) ( The voltage command value Vq and the line-to-line AC voltage Vac on the torque axis are in a relationship represented by the following equation.
Vac = (Vd 2 + Vq 2 ) 1/2

ここで、インバータ装置10側のコントローラ10bへのd軸電圧指令値Vd及びq軸電圧指令値Vqは、上述のような試験の場合、モータ回転数の上昇と共に大きくなる。しかしながら、インバータ制御における制御パラメータが適切にチューニングできていないと、インバータ制御が発振して不安定となる場合があり、最悪の場合、インバータやモータの破損につながる虞がある。   Here, in the test as described above, the d-axis voltage command value Vd and the q-axis voltage command value Vq to the controller 10b on the inverter device 10 side increase as the motor rotation speed increases. However, if the control parameters in the inverter control are not properly tuned, the inverter control may oscillate and become unstable. In the worst case, the inverter and the motor may be damaged.

インバータ制御が発振する兆候としては、線間交流電圧Vacが振動的となることから、上位コントローラ50では、線間交流電圧Vacの上限値を設定しておき、線間交流電圧Vacが上限値に達した場合、インバータ装置11のコントローラ11bへの回転数指令を下げてモータ回転数を低下させ、インバータ制御の発振を回避する。これにより、仮に一方のインバータ装置やモータに不具合が発生した場合、もう一方のインバータ装置やモータに制限を加えることができ、安全性を向上することができる。   As an indication that the inverter control oscillates, the line AC voltage Vac becomes oscillating. Therefore, the upper controller 50 sets an upper limit value of the line AC voltage Vac and sets the line AC voltage Vac to the upper limit value. When it reaches, the rotational speed command to the controller 11b of the inverter device 11 is lowered to reduce the motor rotational speed, and the oscillation of the inverter control is avoided. As a result, if a problem occurs in one inverter device or motor, the other inverter device or motor can be restricted, and safety can be improved.

尚、モータのセンサレス制御を行う場合には、第1形態と同様、位置検出の基準点を調整可能なように位置検出器をモータ軸やモータ間の結合軸に取り付け、この位置検出器の情報を用いて制御を行うことにより、制御アルゴリズムの影響を排除してインバータ・モータの基本性能を評価することができる。   When performing sensorless control of the motor, as in the first embodiment, a position detector is attached to the motor shaft and the coupling shaft between the motors so that the position detection reference point can be adjusted. By performing control using, it is possible to eliminate the influence of the control algorithm and evaluate the basic performance of the inverter / motor.

本発明の実施の第1形態に係り、インバータ・モータ試験装置の基本構成図The basic composition figure of an inverter motor test device concerning a 1st embodiment of the present invention. 同上、インバータ装置の基本構成を示す回路図Same as above, circuit diagram showing basic configuration of inverter device 同上、蓄電装置の内部接続構成を示す説明図As above, an explanatory diagram showing an internal connection configuration of the power storage device 同上、直流電源から供給する電流を模式的に示す波形図Same as above, waveform diagram schematically showing current supplied from DC power supply 同上、位置検出器の第1の取付け例を示す構成図Same as above, configuration diagram showing a first mounting example of the position detector 同上、位置検出器の第2の取付け例を示す構成図Same as above, configuration diagram showing a second mounting example of the position detector 同上、位置検出器の第3の取付け例を示す構成図Same as above, configuration diagram showing a third mounting example of the position detector 同上、位置検出器の第4の取付け例を示す構成図The same as above, the block diagram which shows the 4th attachment example of the position detector 本発明の実施の第2形態に係り、インバータ・モータ試験装置の基本構成図The basic composition figure of an inverter motor test device concerning a 2nd embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1,1A インバータ・モータ試験装置
2,3 モータ
4,5 回転軸
6 動力伝達機構
10,11 インバータ装置
15,16,17,19 位置検出器
18 通信ライン
20 直流電源装置
30 蓄電装置
40 交流電源
50 上位コントローラ(上位の制御装置)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A Inverter motor test apparatus 2,3 Motor 4,5 Rotating shaft 6 Power transmission mechanism 10,11 Inverter apparatus 15,16,17,19 Position detector 18 Communication line 20 DC power supply apparatus 30 Power storage apparatus 40 AC power supply 50 Host controller (host controller)

Claims (6)

2台のモータを対向設置して互いの回転軸を動力伝達機構を介して結合し、各モータにインバータ装置をそれぞれ接続したインバータ・モータ試験装置であって、
上記各インバータ装置に対する定常的な電力の授受に見合った電源容量の直流電源装置と、
上記直流電源装置に並列に接続され、上記各インバータ装置に対する過渡的な電力の授受を行う蓄電装置とを備えたことを特徴とするインバータ・モータ試験装置。
An inverter / motor test apparatus in which two motors are installed opposite to each other and their rotation shafts are coupled via a power transmission mechanism, and an inverter device is connected to each motor,
A direct current power supply device having a power supply capacity commensurate with the steady power transfer to each of the inverter devices;
An inverter / motor testing apparatus, comprising: a power storage device connected in parallel to the DC power supply device and for transferring and receiving transient power to the inverter devices.
上記蓄電装置を、二次電池とコンデンサとの少なくとも一方を用いて構成したことを特徴とする請求項1記載のインバータ・モータ試験装置。   2. The inverter / motor test apparatus according to claim 1, wherein the power storage device is configured using at least one of a secondary battery and a capacitor. 上記蓄電装置は、複数のセルを直列及び並列に接続した構成を有し、試験電圧条件に応じて直列接続数及び並列接続数の少なくとも一方を設定することを特徴とする請求項1又は2記載のインバータ・モータ試験装置。   The power storage device has a configuration in which a plurality of cells are connected in series and in parallel, and at least one of the number of series connections and the number of parallel connections is set according to test voltage conditions. Inverter motor test equipment. 上記2台のモータの一方が位置検出器を有しないセンサレスモータである場合、このセンサレスモータを他方のモータの位置検出器で検出した位置検出情報を用いて制御することを特徴とする請求項1〜3の何れか一に記載のインバータ・モータ試験装置。   2. When one of the two motors is a sensorless motor having no position detector, the sensorless motor is controlled using position detection information detected by a position detector of the other motor. The inverter motor test apparatus as described in any one of -3. 上記2台のモータの一方が位置検出器を有しないセンサレスモータである場合、他方のモータの位置検出情報を、他方のモータを制御するインバータ装置から上記センサレスモータを制御するインバータ装置に通信することを特徴とする請求項1〜3の何れか一に記載のインバータ・モータ試験装置。   When one of the two motors is a sensorless motor not having a position detector, the position detection information of the other motor is communicated from the inverter device controlling the other motor to the inverter device controlling the sensorless motor. The inverter / motor test apparatus according to any one of claims 1 to 3. 上記各インバータ装置に制御指令を出力して上記各インバータ装置を制御する上位の制御装置を備え、
上記制御装置から出力する一方のインバータ装置への電圧指令値が設定値を上回った場合、他方のインバータ装置の出力を制限する制御指令を出力することを特徴とする請求項1〜5の何れか一に記載のインバータ・モータ試験装置。
Provided with a high-order control device for controlling each inverter device by outputting a control command to each inverter device,
The control command for limiting the output of the other inverter device is output when the voltage command value to one inverter device output from the control device exceeds a set value. The inverter / motor test apparatus according to 1.
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