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DE69215401T2 - Steuervorrichtung für einen Asynchronmotor - Google Patents

Steuervorrichtung für einen Asynchronmotor

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Publication number
DE69215401T2
DE69215401T2 DE69215401T DE69215401T DE69215401T2 DE 69215401 T2 DE69215401 T2 DE 69215401T2 DE 69215401 T DE69215401 T DE 69215401T DE 69215401 T DE69215401 T DE 69215401T DE 69215401 T2 DE69215401 T2 DE 69215401T2
Authority
DE
Germany
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primary
value
current
voltage
equation
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.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69215401T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69215401D1 (de
Inventor
Akira Imanaka
Masahiko Iwasaki
Masato Koyama
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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
Priority claimed from JP3028126A external-priority patent/JP2933733B2/ja
Priority claimed from JP3180816A external-priority patent/JP2634333B2/ja
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE69215401D1 publication Critical patent/DE69215401D1/de
Publication of DE69215401T2 publication Critical patent/DE69215401T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

    GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft allgemein eine Steuervorrichtung für einen Induktionsmotor und speziell eine Steuereinrichtung für einen Induktionsmotor, die eine Primärfrequenz in einem Induktionsmotor steuert, und eine Steuerung für einen Induktionsmotor, die erzeugtes Drehmoment in einem Induktionsmotor begrenzt oder steuert.
    • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Fig. 1 zeigt den Aufbau einer herkömmlichen Steuerung für einen Induktionsmotor, wobei 1 einen Induktionsmotor bezeichnet, 21 bezeichnet eine Transistor-Wechselrichterschaltung zum Treiben des Induktionsmotors 1 mit einer veränderlichen Frequenz, 22 ist ein Frequenzbefehlsgenerator, 23 ist ein Funktionsgenerator, 24 ist eine Primärspannungsbefehl-Erzeugungsschaltung, und 25 ist eine PDM-Schaltung.
  • Die Theorie der Frequenzsteuerung durch die Steuereinrichtung in dem Induktionsmotor wird nachstehend erläutert. Fig. 2 zeigt eine Ersatz-T-Schaltung in einer Phase der herkömmlichen Steuerung für einen Induktionsmotor; dabei ist R&sub1; ein Primärwiderstand, R&sub2; ist ein Sekundärwiderstand, l&sub1; ist eine Primär-Streuinduktivität, l&sub2; ist eine Sekundär- Streuinduktivität, M ist eine Primär/Sekundär-Gegeninduktivität, ω&sub1; bezeichnet eine Primärfrequenz, ωs bezeichnet eine Gleitfrequenz, V&sub1; ist eine Primärspannung, E&sub0; bezeichnet eine luftstreckeninduzierte Spannung, I&sub1; ist ein elektrischer Primärstrom, und I&sub2; ist ein elektrischer Sekundärstrom.
  • Der Luftstrecken-Magnetfluß Φ&sub0; wird aus der induzierten Spannung E&sub0; und der Primärfrequenz ω&sub1; festgelegt. Das zeitliche Integral der Spannung ist der Magnetfluß. Daher wird eine Gleichung (1) erstellt:
  • Φ&sub0; = E&sub0;/ω&sub1; ....(1)
  • Elektrischer Strom I2r, der Drehmoment erzeugt, das auf den Magnetfluß Φ&sub0; wirkt, ist dieselbe Phasenkomponente wie ein effektiver Teil des elektrischen Sekundärstroms I&sub2;, d. h. die induzierte Spannung E&sub0;. Daher ist I2r durch eine Gleichung (2) festgelegt, wie in Fig. 2 gezeigt ist.
  • Erzeugtes Drehmoment Te in dem Induktionsmotor ist dem Produkt aus dem Magnetfluß Φ&sub0; und dem elektrischen Strom I2r proportional. Daher wird eine Gleichung (3) gebildet:
  • Te = KΦ&sub0; I2r ....(3)
  • K: Proportionalitätskonstante
  • Die Gleichungen (1) und (2) werden in die Gleichung (3) eingesetzt, so daß eine Gleichung (4) erhalten wird:
  • Wenn in der Gleichung (4) E&sub0;/ω&sub1; so gesteuert wird, daß es festliegt, dann ist das erzeugte Drehmoment Te in Abhängigkeit von der Gleitfrequenz ωs veränderlich. Das maximale Drehmoment Tmax wird erhalten durch Integration der Gleichung (4) mit der Gleitfrequenz ωs und indem ihr Zähler 0 gemacht wird, so daß eine Gleichung (5) erhalten wird:
  • Daher hat das maximale Drehmoment Tmax keine Beziehung zu der Änderung von ω&sub1;, wenn E&sub0;/ω&sub1; festgelegt ist.
  • Da die induzierte Spannung E&sub0; tatsächlich nicht leicht detektierbar ist, ist es charakteristisch, daß ein V/F- konstantes Steuersystem verwendet wird, in dem die Primärspannung V&sub1; zu ω&sub1; proportional ist und der Wert von V&sub1;/ω&sub1; so gesteuert wird, daß er festliegt.
  • In diesem Fall tritt in dem Bereich, in dem die Primärfrequenz ω&sub1; niedrig ist, ein Potentialabfall durch den Primärwiderstand R&sub1; in der Primärspannung V&sub1; auf. Daher wird V&sub1; vorher entsprechend R&sub1; und I&sub1; in dem niedrigen Spannungsbereich verstärkt.
  • Der Betrieb der in Fig. 1 gezeigten Steuervorrichtung wird nachstehend beschrieben. Der Funktionsgenerator 23 gibt einen Primärfrequenzbefehl ω&sub1;* ein, der von dem Frequenzbefehlsgenerator 22 entsprechend der Funktionsbeziehung, die durch die Vollinie in Fig. 3 gezeigt ist, abgegeben wird, und gibt einen Amplitudenbefehl V&sub1;* der Primärspannung ab.
  • Die Primärspannungsbefehl-Erzeugungsschaltung 24 gibt Primärspannungsbefehle V1u*, V1v* und V1w* ab, die an jede Primärspulenwicklung des Induktionsmotors 1 anzulegen ist, nachdem die Operation einer Gleichung (6) entsprechend dem Amplitudenbefehl V&sub1;* der Primärspannung und dem Primärfrequenzbefehl ω&sub1;* ausgeführt wurde.
  • Die PDM-Schaltung 25 erzeugt ein Basissignal, das einen EIN/AUS-Betrieb eines Transistors (in der Zeichnung nicht gezeigt) steuert, der die Transistor-Wechselrichterschaltung 21 aufweist, entsprechend den Primärspannungsbefehlen V1u*, V1v* und V1w*. Infolgedessen werden die Primärspannungen V1u, V1v und V1w, die tatsächlich an den Induktionsmotor 1 angelegt werden, so gesteuert, daß sie jedem Befehl entsprechen. Es ist daher möglich, die Frequenz des Induktionsmotors 1, d. h. eine Drehgeschwindigkeit, entsprechend dem Primärfrequenzbefehl ω&sub1;* zu steuern.
  • Bei der herkömmlichen Steuervorrichtung für einen Induktionsmotor, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, muß dann, wenn in einem Niedrigdrehzahlbereich ein großes erzeugtes Drehmoment notwendig ist, der Primärspannungsbefehl V1* vorher mit einem hohen Wert vorgegeben werden, um einen Spannungsabfall durch den Primärwiderstand R&sub1; auszugleichen, wie Fig. 3 zeigt.
  • Es ist aber schwierig, den Spannungsabfall präzise auszugleichen, da der Wert des Primärwiderstands R&sub1; aufgrund der Temperatur schwankt. Wenn daher die kompensierte Spannung kleiner als der tatsächliche Spannungsabfall ist und unter der Annahme, daß ein Lastdrehmoment gleichbleibend an den Induktionsmotor angelegt wird, kann der Induktionsmotor nicht angefahren werden, und zwar wegen des Mangels an erzeugtem Drehmoment in einem Niedrigdrehzahlbereich. Wenn dagegen die kompensierte Spannung größer als der tatsächliche Spannungsabfall ist, muß der Betrieb der Wechselrichterschaltung angehalten werden, um die Wechselrichterschaltung vor einem Überstrom zu schützen, und zwar wegen des großen Primärstroms in einem Niedrigdrehzahlbereich. Wenn eine von dem Induktionsmotor betriebene Maschine geändert wird, wobei der Wert des erzeugten Drehmoment der gleiche ist, ist das Gesamtträgheitsmoment verschieden. Daher ist eine Änderungsrate der Drehzahl des Induktionsmotors verschieden. Wenn daher die Änderungsrate des Primärfrequenzbefehls ω&sub1;* nicht richtig eingestellt wird, wird die Induktionsmotordrehzahl nicht in Übereinstimmung mit ω&sub1;* eingestellt, und der Betrieb der Wechselrichterschaltung muß angehalten werden, um die Wechselrichterschaltung vor dem Überstrom aufgrund des großen Werts des Primärstroms zu schützen.
  • Wenn eine plötzliche Stoßlast angelegt wird, muß der Betrieb der Wechselrichterschaltung angehalten werden, um die Wechselrichterschaltung vor dem Überstrom infolge des hohen Primärstroms zu schützen, und zwar wegen des Nichtvorhandenseins einer Begrenzungsfunktion für das Drehmoment in der herkömmlichen Steuerung für einen Induktionsmotor.
  • Bei der herkömmlichen Steuervorrichtung für einen Induktionsmotor wird die Primärspannung, die vorher entsprechend dem Wert des Primärfrequenzbefehls vorgegeben wurde, wie oben beschrieben abgegeben, und es gibt keine Funktion zur Steuerung des in dem Induktionsmotor erzeugten Drehmoments. Daher ist die Drehmomentsteuerung grundsätzlich unmöglich.
  • EP-A-175 154 zeigt einen Stand der Technik entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Steuervorrichtung für einen Induktionsmotor anzugeben, wobei keine Verringerung des Soll-Drehmoments und kein Überstrom auftritt, obwohl der Wert des Primärwiderstands R&sub1; des Induktionsmotors sich aufgrund der Temperatur ändert, und wobei eine Drehzahl des Induktionsmotors jederzeit auf einem stabilen Wert gesteuert werden kann und nicht von der Änderungsrate des Primärfrequenzbefehls ω&sub1;*, der von dem Induktionsmotor getrieben wird, abhängig ist.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Induktionsmotor-Steuervorrichtung, wobei das in dem Induktionsmotor erzeugte Drehmoment so gesteuert wird, daß es einen Grenzwert nicht überschreitet, und wobei ein Überstrom verhindert wird.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Steuervorrichtung für einen Induktionsmotor, wobei das in dem Induktionsmotor erzeugte Drehmoment so steuerbar ist, daß es mit einem Befehl übereinstimmt.
  • Zur Lösung der genannten und weiterer Aufgaben ist gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung eine Steuervorrichtung für einen Induktionsmotor durch die Merkmale von Anspruch 1 gekennzeichnet.
  • Die Unteransprüche betreffen weitere Ausführungsformen.
  • Weitere Ziele und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels der Struktur einer herkömmlichen Steuervorrichtung für einen Induktionsmotor;
  • Fig. 2 ist ein Schaltbild einer Ersatz-T-Schaltung in einer Phase der herkömmlichen Steuervorrichtung für einen Induktionsmotor;
  • Fig. 3 ist ein Diagramm der Charakteristik eines Funktionsgenerators bei der herkömmlichen Steuerung für einen Induktionsmotor;
  • Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer ersten Ausführungsform der Steuervorrichtung für einen Induktionsmotor zeigt;
  • Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für den Aufbau einer Leerlaufspannung-Verarbeitungsschaltung gemäß Fig. 4 zeigt;
  • Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel des Aufbaus einer Fehlerstromkomponente-Verarbeitungsschaltung, die in Fig. 4 gezeigt ist, gemäß der Erfindung zeigt;
  • Fig. 7 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel des Aufbaus einer Ausgleichspannung-Verarbeitungsschaltung gemäß Fig. 4 zeigt;
  • Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel des Aufbaus einer Primärspannungsbefehl-Verarbeitungsschaltung gemäß Fig. 4 zeigt;
  • Fig. 9 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer in Fig. 4 gezeigten Ausgleichspannung-Verarbeitungsschaltung gemäß der Erfindung zeigt;
  • Fig. 10 ist ein Blockdiagramm, das ein anderes Beispiel des Aufbaus einer Primärspannungsbefehl-Verarbeitungsschaltung gemäß Fig. 4 zeigt;
  • Fig. 11 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer zweiten Ausführungsform einer Steuervorrichtung für einen Induktionsmotor zeigt;
  • Fig. 12 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels des Aufbaus einer in Fig. 11 gezeigten Primärwiderstand-Ausgleichsschaltung;
  • Fig. 13 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels des Aufbaus einer in Fig. 11 gezeigten Ausgleichsspannung- Verarbeitungsschaltung;
  • Fig. 14 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels des Aufbaus einer Primärspannungsbefehl-Verarbeitungsschaltung von Fig. 11;
  • Fig. 15 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer dritten Ausführungsform der Steuerung für einen Induktionsmotor zeigt;
  • Fig. 16 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels des Aufbaus einer in Fig. 15 gezeigten Drehmomentbegrenzungsschaltung;
  • Fig. 17 ist ein Blockdiagramm eines weiteren Beispiels des Aufbaus einer in Fig. 15 gezeigten Drehmomentbegrenzungsschaltung;
  • Fig. 18 ist ein Blockdiagramm eines weiteren Beispiels des Aufbaus einer in Fig. 15 gezeigten Drehmomentbegrenzungsschaltung;
  • Fig. 19 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer vierten Ausführungsform einer Steuervorrichtung für einen Induktionsmotor zeigt;
  • Fig. 20 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel des Aufbaus einer in Fig. 19 gezeigten Drehmomentwertstrombefehl-Verarbeitungsschaltung gemäß Fig. 19 zeigt;
  • Fig. 21 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels des Aufbaus einer Drehmomentsteuerschaltung, die in Fig. 19 gezeigt ist;
  • Fig. 22 ist ein Blockdiagramm eines anderen Beispiels des Aufbaus einer in Fig. 19 gezeigten Drehmomentsteuerschaltung.
    • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Fig. 4 ist ein Blockdiagramm, das den Gesamtaufbau einer ersten Ausführungsform einer Motorsteuervorrichtung zeigt, wobei 1 und 22 einen Induktionsmotor bzw. einen Frequenzbefehlsgenerator bezeichnen, die denjenigen der herkömmlichen Steuervorrichtung für einen Induktionsmotor entsprechen, die in Fig. 1 gezeigt ist. 2 ist ein Stromdetektor zum Detektieren eines Primärstroms in dem Induktionsmotor 1. 3 ist eine frequenzgestellte Stromrichterschaltung, die beispielsweise einen Transistor-Wechselrichter 21 und eine PDM- Schaltung 25 bei der herkömmlichen Steuervorrichtung aufweist. 4 ist eine Erregerstrombefehl-Vorgabeeinrichtung. 5 ist eine Leerlaufspannung-Verarbeitungsschaltung, die mit der Erregerstrombefehl-Vorgabeeinrichtung 4 und dem Frequenzbefehlsgenerator 22 verbunden ist, um einen Leerlaufspannungsbefehl abzugeben. 6 ist eine Fehlerstromkomponente- Verarbeitungsschaltung, die mit dem Stromdetektor 2, der Erregerstrombefehl-Vorgabeeinrichtung 4 und dem Frequenzbefehlsgenerator 22 verbunden ist, um eine Fehlerstromkomponente in Abhängigkeit von dem Erregerstrombefehlswert und dem Primärstrom in dem Induktionsmotor 1 zu verarbeiten. 7 ist eine Ausgleichsspannung-Verarbeitungsschaltung, die mit der Fehlerstromkomponente-Verarbeitungsschaltung 6 und dem Frequenzbefehlsgenerator 22 verbunden ist, um eine Ausgleichsspannung zu verarbeiten. 8 ist eine Primärspannungsbefehl-Verarbeitungsschaltung, die mit der Ausgleichsspannung-Verarbeitungsschaltung 7, der Leerlaufspannung-Verarbeitungsschaltung 6 und dem Frequenzbefehlsgenerator 22 verbunden ist, um einen Primärspannungsbefehl in Abhängigkeit von dem Leerlaufspannungsbefehl und der Ausgleichsspannung abzugeben.
  • Fig. 5 ist ein Blockdiagramm, das im einzelnen den Aufbau der Leerlaufspannung-Verarbeitungsschaltung 5 zeigt, wobei diese folgendes aufweist:
  • einen Eingang 10, der mit dem Frequenzbefehlsgenerator 22 verbunden ist,
  • einen Eingang 11, der mit der Erregerstrombefehl-Vorgabeeinrichtung 4 verbunden ist,
  • ein Koeffizientenglied 12, das mit dem Eingang 11 verbunden ist,
  • einen Multiplizierer 13, der mit dem Eingang 10 und dem Koeffizientenglied 12 verbunden ist, und
  • einen Ausgang 14, der mit dem Multiplizierer 13 verbunden ist.
  • Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das im einzelnen den Aufbau der Fehlerstromkomponente-Verarbeitungsschaltung 6 gemäß der Erfindung zeigt, wobei diese Fehlerstromkomponente-Verarbeitungsschaltung 6 folgendes aufweist:
  • einen Eingang 30, der mit der Erregerstrombefehl- Vorgabeeinrichtung 4 verbunden ist,
  • Eingänge 31 und 32, die mit dem Stromdetektor 2 verbunden sind,
  • einen Eingang 33, der mit dem Frequenzbefehlsgenerator 22 verbunden ist,
  • Koeffizientenglieder 34, 35, 36, 47 und 50,
  • Addierglieder 37, 45 und 52,
  • einen Spannung/Frequenz-Umsetzer 38,
  • einen Zähler 39,
  • einen ROM 40,
  • multiplizierende D/A-Wandler 41 bis 44,
  • Subtrahierglieder 46, 48 und 53,
  • einen Multiplizierer 49,
  • ein Dividierglied 51 und
  • Ausgänge 54 bis 56.
  • Fig. 7 ist ein Blockdiagramm, das im einzelnen den Aufbau der Ausgleichsspannung-Verarbeitungsschaltung 7 zeigt, die folgendes aufweist:
  • Eingänge 60, 61 und 63, die mit der Fehlerstromkomponente-Verarbeitungsschaltung 6 verbunden sind,
  • einen Eingang 62, der mit dem Frequenzbefehlsgenerator 22 verbunden ist,
  • Koeffizientenglieder 164, 68 und 171,
  • Verstärker 65 und 67,
  • Addierglieder 66, 70 und 72,
  • einen Multiplizierer 69 und
  • Ausgänge 73 und 74.
  • Fig. 8 ist ein Blockdiagramm, das im einzelnen den Aufbau der Primärspannungsbefehl-Verarbeitungsschaltung 8 zeigt, die folgendes aufweist:
  • Eingänge 80 und 81, die mit der Ausgleichsspannung- Verarbeitungsschaltung 7 verbunden sind,
  • einen Eingang 82, der mit der Leerlaufspannung-Verarbeitungsschaltung 5 verbunden ist,
  • einen Eingang 83, der mit dem Frequenzbefehlsgenerator 22 verbunden ist,
  • Addierglieder 84, 93 und 96,
  • einen Spannungs/Frequenz-Umsetzer 85,
  • einen Zähler 86,
  • einen ROM 87,
  • multiplizierende D/A-Wandler 88 bis 91,
  • Subtrahierglieder 92 und 95,
  • Koeffizientenglieder 94, 97 bis 99 und
  • Ausgänge 100 bis 102.
  • Ein Steuersystem des Induktionsmotors gemäß der Erfindung wird nachstehend beschrieben. Es ist üblich, daß die Primärspannung V1u, V1v und V1w, die an den Induktionsmotor 1 angelegt wird, durch eine Gleichung (7) in Komponenten V1α, V1β auf einer kartesischen Koordinatenachse (α-β-Koordinatenachse) transformiert werden kann.
  • V1α: α-Achse-Komponente der Primärspannung
  • V1β: β-Achse-Komponente der Primärspannung
  • Dagegen können V1α und V1β aus der Gleichung (7) zu V1u, V1v und V1w durch die Gleichung (8) transformiert werden:
  • Eine Beziehungsgleichung zwischen dem Primärstrom I1u, I1v und I1w und einer α-Achse-Komponente I&sub1;α und einer β-Achse- Komponente I&sub1;β ist durch die Gleichungen (9) bzw. (10) dargestellt:
  • Eine Spannungs/Strom-Gleichung des Induktionsmotors in der α-β-Koordinatenachse ist allgemein durch eine Gleichung (11) gegeben:
  • Koordinatenrotationsgleichungen, die durch die Gleichungen (12) bis (14) gegeben sind, werden genutzt, um die Gleichung (11) in eine Beziehungsgleichung auf einer rotierenden Koordinatenachse (d-, q-Koordinatenachse), die um die Primärfrequenz ω&sub1; gedreht wird, zu transformieren.
  • Ein Koordinatenrotationswinkel Θ&sub1; wird durch eine Gleichung (15) eingeführt:
  • θ&sub1; = ω&sub1; d t ....(15)
  • Eine Gleichung (16) wird gebildet durch Eliminieren von V1α, V1β, I&sub1;α, I&sub1;β, I&sub2;α und I&sub2;β, nachdem die Gleichungen (12) bis (14) für die Gleichung (11) substituiert worden sind.
  • Eine Schlupffrequenz ωs ist durch eine Gleichung (17) gegeben:
  • ω&sub2; = ω&sub1; - ωm .... (17)
  • d-, q-Achse-Komponenten Φ1d und Φ1q eines Primärflusses Φ&sub1; werden gewöhnlich durch eine Gleichung (18) dargestellt.
  • Gleichungen (19) und (20) werden gebildet durch Eliminierung von I2d und I2q nach Substitution von Gleichung (18) für Gleichung (16).
  • Ein Streukoeffizient wird durch eine Gleichung (21) eingeführt:
  • = 1 - M² / (L&sub1; L&sub2;) .... (21)
  • d-, q-Achse-Komponenten eines Sekundärflusses Φ&sub2; werden durch eine Gleichung (22) eingeführt.
  • Eine Gleichung (23) wird gebildet durch Eliminierung von I2d und I2q aus den Gleichungen (18) und (22).
  • Eine Gleichung (24) wird gebildet durch Eliminierung von I1d und I1q nach Substitution der Gleichung (23) für Gleichung (20).
  • Die Glieder Φ1d und PΦ1q erscheinen auf der rechten Seite durch Differenzierung beider Seiten der Gleichung (24). Daher wird eine Gleichung (25) gebildet durch Eliminierung von PΦ1d und PΦ1q unter Anwendung der Gleichung (19).
  • Eine Gleichung (26) wird in einer Determinanten gebildet durch Eliminierung von PΦ1d und PΦ1q nach Substitution von Gleichung (24) durch Gleichung (25).
  • Eine Gleichung (27) ist eine charakteristische Gleichung der Gleichung (26).
  • Eine Eigen-Kreisfrequenz ωn1 und ein Dämpfungsfaktor n1 werden durch eine Gleichung (28) eingeführt.
  • Je größer also ω&sub1; wird, umso kleiner wird der Dämpfungsfaktor n, und der Verlauf von PΦ2d und PΦ2q (Sekundärfluß Φ2d und Φ2q) vibriert bzw. schwingt. Die Gleichung (26) wird daher in eine Gleichung (29) transformiert, um die Schwingung durch Vergrößerung des Dämpfungsfaktors zu inhibieren.
  • Als Ergebnis davon ist eine charakteristische Gleichung die Gleichung (30).
  • Eine Eigen-Kreisfrequenz ωn2 und ein Dämpfungsfaktor n2 werden durch eine Gleichung (31) eingeführt.
  • Daher kann ein dämpfender Charakter eines Verlaufs von PΦ2d und PΦ2q durch Steuerung der Werte von Steuerungs-Verstärkungsfaktoren Kcd und Kcq gemildert werden.
  • In der Gleichung (29) muß ein mit A bezeichnetes Glied Null sein, um PΦ2d und PΦ2q auf Null konvergent zu machen. Daher müssen V1d und V1q entsprechend einer Gleichung (32) gesteuert werden.
  • Da Glieder, die sich auf eine Komponente des Sekundärflusses Φ2d und Φ2q usw. beziehen, in der rechten Seite der Gleichung (32) enthalten sind, muß der Sekundärfluß durch eine bestimmte Operation detektiert werden, um die Operation der Gleichung (32) zu ermöglichen. Von dem Primärfluß Φ&sub1; wird angenommen, daß er konstant auf einen Vorgabewert gesteuert wird, und es wird von einer Gleichung (33) ausgegangen.
  • Die Operation von Φ2d und Φ2q erfolgt durch die Gleichung (33). Eine Gleichung (34) wird eingeführt, indem die Gleichung (33) für die Gleichung (23) substituiert wird.
  • Eine Gleichung (35) wird eingeführt, indem die Gleichung (33) für die Gleichung (20) substituiert wird.
  • Eine Gleichung (36) wird eingeführt, indem die Gleichungen (33) und (35) für die Gleichung (24) substituiert werden.
  • Bei Betrachtung eines stabilen Zustands wird ein Wert von P(ωs Φ2q) mit Null angenommen. Eine Gleichung (37) wird gebildet durch Substitution der Gleichungen (34), (35) und (36) für die Gleichung (32).
  • K&sub0; und Ierr sind durch die Gleichungen (38) und (39) dargestellt.
  • Im stabilen Zustand sind die Werte von PΦ2d und PI1q Null. Daher ist ein Wert von Ierr, der durch die Gleichungen (36) bis (39) gebildet wurde, Null. Wenn also die Gleichung (33) besteht, ist der Wert von Ierr Null.
  • In der Gleichung (37) kann die Operation von V1d und V1q durch Einführung von I1d*, I1d und I1q ohne die Detektierung von Φ2d und Φ2q erfolgen. Ein Ansprechverhalten in einem Steuersystem, wenn die Primärspannung des Induktionsmotors in Abhängigkeit von der Gleichung (37) gesteuert wird, kann durch Steuerung der Werte der Steuerungsverstärkungsfaktoren Kcd und Kcq bestimmt werden.
  • Der Betrieb der obigen Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 8 beschrieben. Wie Fig. 5 zeigt, wird von dem Multiplizierer 13 ein Leerlaufspannungsbefehl V1q0* abgegeben. Wenn der Erregerstrombefehl I1d*, der von der Erregerstrombefehl-Vorgabeeinrichtung 4 durch den Eingang 11 abgegeben wurde, in das Koeffizientenglied 12 eingegeben wird, wird ein Leerlaufspannungsbefehl V1q0* (= L&sub1; ω&sub1;* I1d*) entsprechend dem zweiten Glied auf der rechten Seite in dem Ausdruck von V1q in der Gleichung (37) durch Multiplikation des Ausgangswerts von dem Koeffizientenglied 12 mit dem Primärfrequenzbefehl ω&sub1;*, der von dem Frequenzbefehlsgenerator 22 durch den Eingang 10 eingegeben wird, durch den Multiplizierer 13 gebildet und an dem Ausgang 14 abgegeben.
  • Wie Fig. 6 zeigt, werden die Fehlerstromkomponente Ierr, die d-Achse-Komponente I1d und die q-Achse-Komponente I1q des Primärstroms von der Fehlerstromkomponente-Verarbeitungsschaltung 6 abgegeben. Dabei wird der Primärstrom I1u und I1v in dem Induktionsmotor 1, die von dem Stromdetektor 2 detektiert werden, jeweils an den Eingängen 31 und 32 eingegeben, und dann erfolgt die Operation der Gleichung (9) durch die Koeffizientenglieder 34 bis 36 und das Addierglied 37. Als Resultat werden die α-Achse-Komponente I&sub1;α und die β-Achse-Komponente I&sub1;β des Primärstroms jeweils von dem Koeffizientenglied 34 bzw. dem Addierglied 37 abgegeben. Einerseits wird der Primärfrequenzbefehl ω&sub1;* als Analogwert, der von dem Frequenzbefehlsgenerator 22 abgegeben wird, in den Spannungs/Frequenz-Umsetzer 38 durch den Eingang 33 eingegeben, wobei eine Impulszug-Signalfrequenz zu dem Primärfrequenzbefehl ω&sub1;* proportional ist, erzeugt wird, und ein Winkelbefehl Θ&sub1;* als Digitalwert, der ein zeitlicher Integralwert des Primärfrequenzbefehls ω&sub1;* ist, wird von dem Zähler 39 gebildet und als eine Adresse des ROM 40 eingegeben, in dem Werte von sinΘ&sub1;* und cosΘ&sub1;* gespeichert sind. Als Resultat wird ein Digitalwert von sinΘ&sub1;* und cosΘ&sub1;* aus dem ROM 40 abgegeben. Die α-Achse-Komponente I&sub1;α und die β- Achse-Komponente I&sub1;β des Primärstroms, die von dem Koeffizientenglied 34 und dem Addierglied 37 abgegeben werden, und die Digitalwerte von sinΘ&sub1;* und cosΘ&sub1;*, die von dem ROM 40 abgegeben werden, werden in die multiplizierenden D/A-Wandler 41 bis 44 eingegeben und werden multipliziert und in Analogdaten umgewandelt. Eine Gleichung (40), die eine inverse Operationsgleichung der Gleichung (13) ist, wird operiert durch Eingabe der Analogdaten in das Addierglied 45 und das Subtrahierglied 46, und die d-Achse-Komponente I1d und die q-Achse-Komponente I1q des Primärstroms werden eingeführt.
  • Die Operation der Gleichung (39) erfolgt durch die Koeffizientenglieder 47 und 50, den Multiplizierer 49, den Dividierer 51, das Addierglied 52 und das Subtrahierglied 53 in Abhängigkeit von I1d und I1q und dem Erregerstrombefehl I1d*, der von der Erregerstrombefehl-Vorgabeeinrichtung 4 durch den Eingang 30 eingegeben wird. Die vom Subtrahierglied 53 abgegebene Fehlerstromkomponente Ierr wird am Ausgang 54 abgegeben. I1d und I1q, die am Addierglied 45 und am Subtrahierglied 46 abgegeben werden, werden an dem Ausgängen 55 bzw. 56 abgegeben.
  • Wie Fig. 7 zeigt, werden eine d-Achse-Ausgleichsspannungskomponente ΔV1d und eine q-Achse-Ausgleichsspannungskomponente ΔV1q von der Ausgleichsspannungskomponente-Verarbeitungsschaltung 7 abgegeben. Dabei werden die d-Achse-Komponente I1d des Primärstroms, die Fehlerstromkomponente Ierr und die q-Achse-Komponente I1q des Primärstroms von der Fehlerstromkomponente-Verarbeitungsschaltung 6 durch die Eingänge 60 bzw. 61 bzw. 63 eingegeben. Als Ergebnis wird eine Operation der rechten Seite des Ausdrucks von V1d in der Gleichung (37) durch das Koeffizientenglied 164, den Verstärker 65, das Addierglied 66 durchgeführt und als die d-Achse-Ausgleichsspannungskomponente ΔV1d von dem Ausgang 73 abgegeben. Einerseits wird eine Operation des dritten Glieds der rechten Seite des Ausdrucks von V1q in der Gleichung (37), und zwar in Abhängigkeit von der Fehlerstromkomponente Ierr und dem Primärfrequenzbefehl ω&sub1;*, der von dem Frequenzbefehlsgenerator 22 durch den Eingang 62 eingegeben wird, von dem Verstärker 67, dem Koeffizientenglied 68, dem Multiplizierer 69 und dem Addierglied 70 durchgeführt. Außerdem wird eine Operation des ersten Glieds der rechten Seite des Ausdrucks von V1q in der Gleichung (37) durch das Koeffizientenglied 171 durchgeführt. Eine Spannungskomponente ohne die Leerlaufspannung, die eine Spannung des zweiten Glieds der rechten Seite des Ausdrucks von V1q in der Gleichung (37) ist, wird an dem Ausgang 74 als die q-Achse-Ausgleichsspannungskomponente ΔV1q durch Addition des Ausgangs vom Addierglied 70 und vom Koeffizientenglied 171 durch das Addierglied 72 abgegeben.
  • Wie Fig. 8 zeigt, werden die Primärspannungsbefehle V1u*, V1v* und V1w* von der Primärspannungsbefehl-Verarbeitungsschaltung 8 abgegeben. Dabei werden die d-Achse-Ausgleichsspannungskomponente ΔV1d und die q-Achse-Ausgleichsspannungskomponente ΔV1q jeweils von der Ausgleichsspannungskomponente-Verarbeitungsschaltung 7 durch die Eingänge 80 bzw. 81 eingegeben. Wie die Gleichung (37) zeigt, kann ΔV1d als ein d-Achse-Komponentenbefehl ΔV1d* der Primärspannung angesehen werden, daß die d-Achse-Komponente ΔV1d der Primärspannung in einem Leerlauf zustand Null ist. Einerseits wird durch das Addierglied 84 der Leerlaufspannungsbefehl der von der Leerlaufspannung-Verarbeitungsschaltung 5 durch den Eingang 82 eingegeben wird, zu der q-Achse-Ausgleichsspannungskomponente ΔV1q hinzuaddiert, und eine Operation der rechten Seite des Ausdrucks von V1q in der Gleichung (37) wird durchgeführt und als q-Achse-Komponentenbefehl V1q* der Primärspannung abgegeben. Der Primärfrequenzbefehl ω&sub1;* wird von dem Frequenzbefehlsgenerator 22 durch den Eingang 83 eingegeben, und Digitalwerte von sinΘ&sub1;* und cosΘ&sub1;* werden von dem ROM 87 durch die gleiche Operation wie die in der Ausgleichsstromkomponente-Verarbeitungsschaltung 6 abgegeben. Der d-Achse-Komponentenbefehl V1d* der Primärspannung, der durch den Eingang 80 eingegeben wird, der q- Achse-Komponentenbefehl V1q* der Primärspannung, der von dem Addierglied 84 abgegeben wird, und ein Digitalwert von sinΘ&sub1;* und cosΘ&sub1;*, der von dem ROM 87 abgegeben wird, werden in die multiplizierenden D/A-Wandler 88 bis 91 eingegeben, multipliziert und in Analogdaten umgewandelt und danach in das Subtrahierglied 92 und das Addierglied 93 eingegeben. Infolgedessen wird die Operation der Gleichung (12) durchgeführt, und ein α-Achse-Komponentenbefehl V&sub1;α* und ein β- Achse-Komponentenbefehl V&sub1;β* der Primärspannung werden eingeführt. Durch die Koeffizientenglieder 94, 97 bis 99, das Subtrahierglied 95 und das Addierglied 96 erfolgt die Operation der Gleichung (8), und der Primärspannungsbefehl V1u*, V1v* und V1w* wird jeweils an den Ausgängen 100 bis 102 abgegeben. Ein Istwert der Primärspannung, der an den Induktionsmotor 1 anzulegen ist, wird so gesteuert, daß er mit dem Primärspannungsbefehl übereinstimmt, und zwar durch die gleiche Operation wie bei der herkömmlichen Vorrichtung, indem der Primärspannungsbefehl V1u*, V1v** und V1w* in die frequenzgestellte Stromrichterschaltung 3 eingegeben wird.
  • Bei dieser Ausführungsform wird der Spannungsabfall durch den Primärwiderstand R&sub1; in der Ausgleichsspannung-Verarbeitungsschaltung kompensiert unter Nutzung der d-Achse- Komponente I1d und der q-Achse-Komponente I1q des Primärstroms. Der Spannungsabfall kann auch durch Nutzung des Primärstroms I1u und I1v, der von dem Stromdetektor 2 detektiert wird, durch Ändern des Aufbaus der Ausgleichsspannung-Verarbeitungsschaltung 7 und der Primärspannungsbefehl-Verarbeitungsschaltung 8 zu der Struktur gemäß Fig. 9 bzw. Fig. 10 ausgeglichen werden.
  • Dabei erfolgt gemäß der Erfindung bei einer in Fig. 9 gezeigten Ausgleichsspannung-Verarbeitungsschaltung 7a nur die Operation der Spannungskomponente, die auf die Fehlerstromkomponente Ierr in der Gleichung (37) bezogen ist und die als eine d-Achse-Ausgleichsspannungskomponente ΔV1d0 und als eine q-Achse-Ausgleichsspannungskomponente ΔV1q0 abgegeben wird. Dabei werden ΔV1d0 und ΔV1q0 aus einer Gleichung (41) gebildet.
  • Die Ausgleichsspannungskomponenten ΔV1d0 und ΔV1q0 werden in eine in Fig. 10 gezeigte Primärspannungsbefehl-Verarbeitungsschaltung 8a durch Eingänge 80a und 81a eingegeben. Somit werden die Primärspannungsbefehle V1u*, V1v* und V1w*, die den Spannungsabfallwert dürch den Primärwiderstand R&sub1; vernachlässigen, jeweils von den Koeffizientengliedern 97 bis 99 abgegeben.
  • Der Primärstrom in einer U-Phase, der von dem Stromdetektor 2 durch einen Eingang 103 abgegeben wird, wird in ein Koeffizientenglied 107 eingegeben, und ein Spannungsabfallwert VRU durch den Primärwiderstand R&sub1; in der U-Phase wird erhalten, der von einem Addierglied 110 zu V1u0* addiert wird. Somit wird der Primärspannungsbefehl V1u* in der U-Phase, der den Spannungsabfallwert durch den Primärwiderstand R&sub1; enthält, an dem Ausgang 100 abgegeben.
  • Gleichermaßen wird der Primärspannungsbefehl V1v* in einer V-Phase, der den Spannungsabfallwert durch den Primärwiderstand R&sub1; enthält und von einem Addierglied 111 durch Eingabe des Primärstroms in der V-Phase, der vom Stromdetektor 2 detektiert wird, gebildet wird, durch einen Eingang 104 in ein Koeffizientenglied 108 eingegeben und am Ausgang 101 abgegeben.
  • In bezug auf eine W-Phase wird der Primärstrom I1w in der W- Phase aus dem Primärstrom I1u und I1v von einem Addierglied 105 und einem Vorzeichenumkehrglied 106 unter Anwendung einer allgemein bekannten Gleichung (42) gebildet. Der Primärspannungsbefehl V1w* in der W-Phase, der den Spannungsabfallwert durch den Primärwiderstand R&sub1; enthält, wird von einem Koeffizientenglied 109 und einem Addierglied 112 gebildet und an dem Ausgang 102 abgegeben.
  • I1w = - (I1u + I1v) ....(42)
  • Alternativ kann der Spannungsabfallwert durch den Primärwiderstand R&sub1; in der Primärspannungsbefehl-Verarbeitungsschaltung ausgeglichen werden durch Anwendung der α-Achse-Komponente I&sub1;α und der β-Achse-Komponente I&sub1;β des Primärstroms auf gleiche Weise wie bei der obigen Ausführungsform.
  • Der in der Gleichung (39) gezeigte Fehlerstrom Ierr ist nur dann Null, wenn der Istwert des primären Magnetflusses in dem Induktionsmotor 1 mit einem Vorgabewert L&sub1;I1d* koinzident ist. Durch entsprechend hohe Vorgabe der Verstärkungsfaktoren Ked und Keq der Verstärker 65 und 67 in der Ausgleichsspannung-Verarbeitungsschaltung, die in den Fig. 7 und 9 gezeigt ist, oder durch Verwendung eines PI-Verarbeitungs-Verstärkers wird, obwohl der Spannungsabfallwert durch den Primärwiderstand R&sub1; nicht wie bei der ersten Ausführungsform unter Anwendung des Primärstroms ausgeglichen wird, der Wert des Fehlerstroms Ierr so gesteuert, daß er Null angenähert wird, und dementsprechend ist der Istwert des Primärflusses annähernd mit dem Vorgabewert L&sub1;I1d* koinzident. Es ist daher in diesem Fall nicht erforderlich, den Spannungsabfallwert b durch den Primärwiderstand R&sub1; durch Nutzung des Primärstroms auszugleichen. Ferner kann der Spannungsabfallwert durch den Primärwiderstand R&sub1; ähnlich wie bei der herkömmlichen Steuervorrichtung bereits vorher in der Leerlaufspannung-Verarbeitungsschaltung ausgeglichen werden.
  • Eine zweite Ausführungsform der Steuervorrichtung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
  • Fig. 11 ist ein Blockdiagramm, das den Gesamtaufbau der zweiten Ausführungsform zeigt, wobei 1 ein Induktionsmotor ist, 2 bezeichnet einen Stromdetektor, 3 ist eine frequenzgestellte Stromrichterschaltung, die beispielsweise eine Transistor-Wechselrichterschaltung 21 und eine PDM-Schaltung 25 der herkömmlichen Steuervorrichtung aufweist, 4 ist eine Erregerstrombefehl-Vorgabeeinrichtung, 5 ist eine Leerlaufspannung-Verarbeitungsschaltung, 6 ist eine Fehlerstromkomponente-Verarbeitungsschaltung, 7' ist eine Ausgleichsspannung-Verarbeitungsschaltung, 8 ist eine Primärspannungsbefehl-Verarbeitungsschaltung, 9 ist eine Primärwiderstand- Ausgleichsschaltung. Die Struktur eines Frequenzbefehlsgenerators 22 ist die gleiche wie bei der herkömmlichen Steuervorrichtung für einen Induktionsmotor.
  • Die Ausbildung der Leerlaufspannung-Verarbeitungsschaltung ist die gleiche wie die in Fig. 5 gezeigte, wobei die Leerlaufspannung-Verarbeitungsschaltung 5 folgendes aufweist:
  • einen Eingang 10, der mit dem Frequenzbefehlsgenerator 22 verbunden ist,
  • einen Eingang 11, der mit der Erregerstrombefehl-Vorgabeeinrichtung 4 verbunden ist,
  • ein Koeffizientenglied 12,
  • einen Multiplizierer 13 und
  • einen Ausgang 14.
  • Der Aufbau der Fehlerstromkomponente-Verarbeitungsschaltung 6 entspricht dem in Fig. 6 gezeigten Aufbau, wobei die Fehlerstromkomponente-Verarbeitungsschaltung 6 aufweist:
  • einen Eingang 30, der mit der Erregerstrombefehl- Vorgabeeinrichtung 4 verbunden ist,
  • Eingänge 31 und 32, die mit dem Stromdetektor 2 verbunden sind,
  • einen Eingang 33, der mit dem Frequenzbefehlsgenerator 22 verbunden ist,
  • Koeffizientenglieder 34, 35, 36, 47 und 50,
  • Addierglieder 37, 45 und 52,
  • einen Spannungs/Frequenz-Umsetzer 38,
  • einen Zähler 39,
  • einen ROM 40,
  • multiplizierende D/A-Wandler 41 bis 44,
  • Subtrahierglieder 46, 48 und 53,
  • einen Multiplizierer 49,
  • einen Dividierer 51 und
  • Ausgänge 54 bis 56.
  • Fig. 12 ist ein Blockdiagramm, das im einzelnen den Aufbau der Primärwiderstand-Ausgleichsschaltung 9 zeigt, die folgendes aufweist:
  • einen Eingang 75, der mit der Fehlerstromkomponente- Verarbeitungsschaltung 6 verbunden ist,
  • einen Verstärker 76,
  • ein verstärkendes Integrierglied 77,
  • ein Addierglied 78 und
  • einen Ausgang 79.
  • Fig. 13 ist ein Blockdiagramm, das im einzelnen den Aufbau der Ausgleichsspannung-Verarbeitungsschaltung 7' zeigt, wobei diese folgendes aufweist:
  • einen Eingang 59, der mit der Primärwiderstand-Ausgleichsschaltung 9 verbunden ist,
  • Eingänge 60, 61 und 63, die mit der Fehlerstromkomponente-Verarbeitungsschaltung 6 verbunden sind,
  • einen Eingang 62, der mit dem Frequenzbefehlsgenerator 22 verbunden ist,
  • Multiplizierer 64, 69 und 71,
  • Verstärker 65 und 67,
  • Addierglieder 57, 66, 70 und 72,
  • ein Koeffizientenglied 68 und
  • Ausgänge 73 und 74.
  • Der Aufbau der Primärspannungsbefehl-Verarbeitungsschaltung 8 entspricht dem in Fig. 8 gezeigten, wobei die Primärspannungsbefehl-Verarbeitungsschaltung 8 folgendes aufweist:
  • Eingänge 80 und 81, die mit der Ausgleichsspannung- Verarbeitungsschaltung 7' verbunden sind,
  • einen Eingang 82, der mit der Leerlaufspannung-Verarbeitungsschaltung 5 verbunden ist,
  • einen Eingang 83, der mit dem Frequenzbefehlsgenerator 22 verbunden ist,
  • Addierglieder 84, 93 und 96,
  • einen Spannungs/Frequenz-Umsetzer 85,
  • einen Zähler 86,
  • einen ROM 87,
  • multiplizierende D/A-Wandler 88 bis 91,
  • Subtrahierglieder 92 und 95,
  • Koeffizientenglieder 94, 97 bis 99, und
  • Ausgänge 100 bis 102.
  • Ein Steuersystem des Induktionsmotors bei der zweiten Ausführungsform wird nachstehend beschrieben. Da die Gleichungen (7) bis (21) der ersten Ausführungsform der Erfindung die gleichen wie bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung sind, werden nachstehend die auf die Gleichung (21) folgenden Gleichungen erläutert.
  • Es wird davon ausgegangen, daß der Primärfluß Φ&sub1; entsprechend dem Vorgabewert konstant gesteuert wird, und es wird von der folgenden Gleichung (43) ausgegangen:
  • I1d* ist der Erregerstrombefehlswert. Wenn bei Betrachtung eines stabilen Zustands eine Differentialoperation P = 0, dann wird eine Gleichung (44) gebildet, indem die Gleichung (43) für die Gleichung (19) substituiert wird. Eine Gleichung (45) wird erhalten, indem die Gleichung (43) für die Gleichung (20) substituiert wird.
  • Daher gilt die Gleichung (43) im stabilen Zustand durch Einführung von V1d und V1q aus Gleichung (44), und der Primärfluß wird entsprechend dem Vorgabewert konstant gesteuert.
  • Ein Term wird hinzugefügt, um die rechte Seite der Gleichung (45) zu Null zu machen, da die Gleichung (45) aus I1d und seinem Befehlswert I1d* besteht, wenn die Gleichung (43) gilt, um einen Dämpfungs-Charakter des Steuersystems zu mildern und eine Fähigkeit zur Stabilisierung zu verbessern. Als Ergebnis wird eine Gleichung (46) gebildet.
  • Der Vorgabewert R&sub1;* des Primärwiderstands R&sub1; ist in der Gleichung (46) enthalten. Ein echter Wert von R&sub1; kann nicht ständig vorgegeben sein, da sich R&sub1; mit der Temperatur ändert. Daher wird eine Verschlechterung einer Steuerungseigenschaft durch einen Vorgabefehler von R&sub1;* inhibiert, indem eine Steuerung in Abhängigkeit von einer Steuerungsvorschrift der Gleichung (46) ausgeführt wird, obwohl R&sub1;* einen Fehler in bezug auf den echten Wert aufweist. Bei einer niedrigen Frequenz ist jedoch die Verschlechterung der Steuerungseigenschaft durch den Vorgabefehler von R&sub1;* größer als bei hoher Frequenz.
  • Wenn bei der zweiten Ausführungsform R&sub1;* einen Fehler in bezug auf den echten Wert hat, ist der in der Gleichung (46) gezeigte Stromfehler Ierr nicht Null, und Ierr wird durch einen vorher eingestellten Verstärkungsfaktor proportionalisiert und integriert, wobei dieser Faktor als ein Ausgleichswert ΔR&sub1;^ des Primärwiderstand-Vorgabewerts R&sub1;* verarbeitet wird.
  • Dabei wird der Ausgleichswert ΔR&sub1;^ des Primärwiderstand- Vorgabewerts R&sub1;* durch eine Gleichung (47) verarbeitet, und ein Primärwiderstand-Annahmewert R&sub1;^ wird durch Addition von R&sub1;* eingeführt, wie in einer Gleichung (48) gezeigt ist. Eine Gleichung (49) wird erhalten durch Ersetzen von R&sub1;* in Gleichung (46) durch R&sub1;^, das durch die Gleichung (48) erhalten wird.
  • Bei dem Steuersystem der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird der Primärfluß Φ&sub1; in Abhängigkeit von dem Vorgabewert durch eine automatische Kompensation konstant gesteuert, auch wenn sich der Primärwiderstand aufgrund der Temperatur ändert, und der Induktionsmotor kann somit richtig gesteuert werden.
  • Der Betrieb der obigen zweiten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5, 6, 8, 12 und 13 beschrieben. Wie Fig. 5 zeigt, wird von dem Multiplizierer 13 ein Leerlaufspannungsbefehl V1q0* abgegeben. Nachdem der von der Erregerstrombefehl-Vorgabeeinrichtung 4 durch den Eingang 11 abgegebene Erregerstrombefehl I1d* in das Koeffizientenglied 12 eingegeben ist, wird ein Leerlaufspannungsbefehl V1q0* (L&sub1; ω&sub1;* I1d*) entsprechend dem zweiten Term in der rechten Seite in dem Ausdruck von V1q in Gleichung (49) durch Multiplikation des Ausgangswerts von dem Koeffizientenglied 12 mit dem Primärfrequenzbefehl ω&sub1;*, der von dem Frequenzbefehlsgenerator 22 durch den Eingang 10 eingegeben wird, in dem Multiplizierer 13 gebildet und an dem Ausgang 14 abgegeben.
  • Wie Fig. 6 zeigt, werden die Fehlerstromkomponente Ierr, die d-Achse-Komponente I1d und die q-Achse-Komponente I1q des Primärstroms von der Fehlerstromkomponente-Verarbeitungsschaltung 6 abgegeben. Dabei werden der Primärstrom I1u und I1v in dem Induktionsmotor 1, die von dem Stromdetektor 2 detektiert werden, jeweils an den Eingängen 31 und 32 eingegeben, und dann erfolgt die Operation der Gleichung (9) durch die Koeffizientenglieder 34 bis 36 und das Addierglied 37. Als Ergebnis werden die α-Achse-Komponente I&sub1;α und die β-Achse-Komponente I&sub1;β des Primärstroms von dem Koeffizientenglied 34 bzw. dem Addierglied 37 abgegeben. Einerseits wird der Primärfrequenzbefehl ω&sub1;* als Analogwert, der von dem Frequenzbefehlsgenerator 22 abgegeben wird, in den Spannungs/Frequenz-Umsetzer 38 durch den Eingang 33 eingegeben, und eine Impulszugsignalfrequenz davon, die zu dem Primärfrequenzbefehl ω&sub1;* proportional ist, wird erzeugt, und ein Winkelbefehl Θ&sub1;* als Digitalwert, der ein zeitlicher Integrationswert des Primärfrequenzbefehls ω&sub1;* ist, wird von dem Zähler 39 gebildet und als eine Adresse des ROM 40 eingegeben, in dem Werte von sinΘ&sub1;* und cosΘ&sub1;* gespeichert sind. Als Ergebnis wird ein Digitalwert von sinΘ&sub1;* und cosΘ&sub1;* von dem ROM 40 abgegeben. Die α-Achse-Komponente I&sub1;α und die β-Achse-Komponente I&sub1;β des Primärstroms, die von dem Koeffizientenglied 34 und dem Addierglied 37 abgegeben werden, und der Digitalwert von sinΘ&sub1;* und cosΘ&sub1;* von dem ROM 40 werden in die multiplizierenden D/A-Wandler 41 bis 44 eingegeben, multipliziert und in Analogdaten umgewandelt. Eine Gleichung (50), die eine inverse Operationsgleichung der Gleichung (13) ist, wird durch Eingabe der Analogdaten in das Addierglied 45 und das Subtrahierglied 46 operiert, und die d-Achse-Komponente I1d und die q-Achse-Komponente I1q des Primärstroms werden gebildet.
  • Die Operation der Gleichung (25) erfolgt durch die Koeffizientenglieder 47 und 50, den Multiplizierer 49, den Dividierer 51, das Addierglied 52 und das Subtrahierglied 53 in Abhängigkeit von I1d und I1q und dem Erregerstrombefehl I1d*, der von der Erregerstrombefehl-Vorgabeeinrichtung 4 durch den Eingang 30 eingegeben wird. Die Fehlerstromkomponente Ierr, die von dem Subtrahierglied 53 abgegeben wird, wird am Ausgang 54 abgegeben. I1d und I1q, die von dem Addierglied 45 und dem Subtrahierglied 46 abgegeben werden, werden an dem Ausgang 55 bzw. dem Ausgang 56 abgegeben.
  • Wie Fig. 12 zeigt, wird der Ausgleichswert ΔR&sub1;^ des Primärwiderstands-Vorgabewerts R&sub1;* von der Primärwiderstands- Ausgleichsschaltung 9 abgegeben. Dabei wird die Fehlerstromkomponente Ierr von der Fehlerstromkomponente-Verarbeitungsschaltung 6 durch den Eingang 75 abgegeben. Als Ergebnis wird die Operation der Gleichung (47) von dem Verstärker 76, dem verstärkenden Integrierglied 77 und dem Addierglied 78 durchgeführt und am Ausgang 79 als der Ausgleichswert ΔR&sub1;^ des Primärwiderstand-Vorgabewerts R&sub1;* abgegeben.
  • Wie Fig. 13 zeigt, werden die d-Achse-Ausgleichsspannungskomponente ΔV1d und die q-Achse-Ausgleichsspannungskomponente ΔV1q von der Ausgleichsspannungskomponente-Verarbeitungsschaltung 7' abgegeben. Dabei wird der Primärwiderstands-Vorgabewert R&sub1;* von dem Koeffizientenglied 164 abgegeben, und der Ausgleichswert ΔR&sub1;^ des Primärwiderstands- Vorgabewerts R&sub1;* wird von der Primärwiderstands-Ausgleichsschaltung 9 durch den Eingang 59 abgegeben. Als Ergebnis wird die Operation der Gleichung (48) ausgeführt, und der Primärwiderstands-Annahmewert R&sub1;^ wird von dem Addierglied 57 abgegeben. Die d-Achse-Komponente I1d des Primärstroms, die Fehlerstromkomponente Ierr und die q-Achse-Komponente I1q des Primärstroms werden von der Fehlerstromkomponente- Verarbeitungsschaltung 6 durch die Eingänge 60 bzw. 61 bzw. 63 abgegeben.
  • Als Ergebnis wird die Operation der rechten Seite von V1d in der Gleichung (49) von dem Multiplizierer 64, dem Verstärker 65 und dem Addierglied 66 durchgeführt und als die d-Achse- Ausgleichsspannungskomponente ΔV1d am Ausgang 73 abgegeben. Einerseits wird die Operation des dritten Glieds auf der rechten Seite von V1q in der Gleichung (49) in Abhängigkeit von der Fehlerstromkomponente Ierr und dem Primärfrequenzbefehl ω&sub1;*, der vom Frequenzbefehlsgenerator 22 am Eingang 62 abgegeben wird, von dem Verstärker 67, dem Koeffizientenglied 68, dem Multiplizierer 69 und dem Addierglied 70 ausgeführt. Die Operation des ersten Terms der rechten Seite von V1q in der Gleichung (49) wird von dem Multiplizierer 71 ausgeführt. Die Spannung des zweiten Glieds der rechten Seite von V1q in der Gleichung (49), also die Spannungskomponente ohne die Leerlaufspannung, wird als die q-Achse- Ausgleichsspannungskomponente ΔV1q von dem Ausgang 74 abgegeben durch Addition des Ausgangswerts vom Addierglied 70 und vom Multiplizierer 71 durch das Addierglied 72.
  • Wie Fig. 8 zeigt, wird ein Primärspannungsbefehl V1u*, V1v* und V1w** von der Primärspannungsbefehl-Verarbeitungsschaltung 8 abgegeben. Dabei werden die d-Achse-Ausgleichsspannungskomponente ΔV1d und die q-Achse-Ausgleichsspannungskomponente ΔV1q jeweils über die Eingänge 80 bzw. 81 von der Ausgleichsspannungskomponente-Verarbeitungsschaltung 7 eingegeben. Wie die Gleichung (49) zeigt, kann ΔV1d als ein d-Achse-Komponentenbefehl V1d* der Primärspannung angesehen werden, da die d-Achse-Komponente ΔV1d der Primärspannung in einem Leerlaufzustand Null ist. Einerseits wird durch das Addierglied 84 der Leerlaufspannungsbefehl V1q0*, der von der Leerlaufspannung-Verarbeitungsschaltung 5 durch den Eingang 82 eingegeben wird, zu der q-Achse-Ausgleichsspannungskomponente ΔV1q hinzuaddiert, und eine Operation der rechten Seite des Ausdrucks von V1q in der Gleichung (49) wird ausgeführt und als ein q-Achse-Komponentenbefehl V1q* der Primärspannung abgegeben. Der Primärfrequenzbefehl ω&sub1;*, der von dem Frequenzbefehlsgenerator 22 durch den Eingang 83 eingegeben wird, und Digitalwerte von sinΘ&sub1;* und cosΘ&sub1;* werden von dem ROM 87 durch die gleiche Operation wie in der Ausgleichsstromkomponente-Verarbeitungsschaltung 6 abgegeben. Der d-Achse-Komponentenbefehl V1d* der Primärspannung, der durch den Eingang 80 eingegeben wird, der q-Achse-Komponentenbefehl V1q* der Primärspannung, der von dem Addierglied 84 abgegeben wird, und ein Digitalwert von sinΘ&sub1;* und cosΘ&sub1;*, der von dem ROM 87 abgegeben wird, werden in die multiplizierenden D/A-Wandler 88 bis 91 eingegeben, multipliziert und in einen Analogwert umgewandelt und danach in das Subtrahierglied 92 und das Addierglied 93 eingegeben. Als Resultat erfolgt die Operation der Gleichung (12), und ein α-Achse-Komponentenbefehl V&sub1;α* und ein β-Achse-Komponentenbefehl V&sub1;β* der Primärspannung werden gebildet. Durch die Koeffizientenglieder 94, 97 bis 99, das Subtrahierglied 95 und das Addierglied 96 erfolgt die Operation der Gleichung (8), und der Primärspannungsbefehl V1u*, V1v* und V1w* werden jeweils an den Ausgängen 100 bis 102 abgegeben. Ein Istwert der Primärspannung, die an den Induktionsmotor 1 anzulegen ist, wird so gesteuert, daß er mit dem Primärspannungsbefehl übereinstimmt, und zwar durch dieselbe Operation wie in der herkömmlichen Vorrichtung, durch Eingabe des Primärspannungsbefehls V1u*, V1v* und V1w* in die frequenzgestellte Stromrichterschaltung 3.
  • Bei dieser Ausführungsform wird der Spannungsabfall durch den Primärwiderstand R&sub1; in der Ausgleichsspannung-Verarbeitungsschaltung dadurch kompensiert, daß die d-Achse-Komponente I1d und die q-Achse-Komponente I1q des Primärstroms genutzt werden. Der Spannungsabfall kann auch kompensiert werden durch Nutzung des Primärstroms I1u und I1v, der von dem Stromdetektor 2 detektiert wird, wenn der Aufbau der Ausgleichsspannung-Verarbeitungsschaltung 7, und der Primärspannungsbefehl-Verarbeitungsschaltung 8 entsprechend dem Aufbau der Fig. 9 bzw. Fig. 14 geändert wird.
  • Dabei erfolgt in einer in Fig. 9 gezeigten Ausgleichsspannung-Verarbeitungsschaltung 7a nur die Operation der Spannungskomponente, die auf die Fehlerstromkomponente Ierr in der Gleichung (49) bezogen ist, und wird als eine d-Achse- Ausgleichsspannungskomponente ΔV1d0 und eine q-Achse-Ausgleichsspannungskomponente ΔV1q0 abgegeben. Dabei sind ΔV1d0 und ΔV1q0 aus einer Gleichung (51) gebildet.
  • Die Ausgleichsspannungskomponenten ΔV1d0 und ΔV1q0 werden in eine in Fig. 14 gezeigte Primärspannungsbefehl-Verarbeitungsschaltung 8a durch Eingänge 80a und 81a eingegeben. Als Resultat werden die Primärspannungsbefehle V1u*, V1v* und V1w*, die den Spannungsabfallwert durch den Primärwiderstand R&sub1; unberücksichtigt lassen, jeweils von den Koeffizientengliedern 97 bis 99 abgegeben.
  • Der Primärwiderstands-Vorgabewert R&sub1;* wird durch den Eingang 103 abgegeben, und der Ausgleichswert ΔR&sub1;^ des Primärwiderstands-Vorgabewerts R&sub1;* wird von der Primärwiderstand-Ausgleichsschaltung 9 durch den Eingang 104 abgegeben, und der Primärwiderstand-Annahmewert R&sub1;^ wird von dem Addierglied 115 abgegeben. Der Primärstrom in einer U-Phase, der von dem Stromdetektor 2 durch einen Eingang 103 abgegeben wird, wird in einen Multiplizierer 107a eingegeben, und ein Spannungsabfallwert VRU durch den Primärwiderstand R&sub1; in der U-Phase wird erhalten, der von einem Addierglied 110 zu V1u0* addiert wird. Als Resultat wird der Primärspannungsbefehl V1u* in der U-Phase, der den Spannungsabfallwert durch den Primärwiderstand R&sub1; enthält, an dem Ausgang 100 abgegeben.
  • Gleichermaßen werden der Primärstrom in der V-Phase, der von dem Stromdetektor 2 durch den Eingang 104 abgegeben wird, und der Ausgangswert des Addierglieds 115 von dem Multiplizierer 108a multipliziert, und der Spannungsabfallwert VVU durch den Primärwiderstand R&sub1; in der V-Phase wird erhalten. V1v0* wird von dem Addierglied 111 hinzuaddiert, und der Primärspannungsbefehl V1v* in der V-Phase, der den Spannungsabfallwert durch den Primärwiderstand R&sub1; enthält, wird am Ausgang 101 abgegeben.
  • In bezug auf die W-Phase wird der Primärstrom I1w der W- Phase von dem Primärstrom I1u und I1v durch das Addierglied 105 und das Vorzeichenumkehrglied 106 gebildet unter Anwendung einer allgemein bekannten Gleichung (52). Der Primärstrom der W-Phase, der von dem Vorzeichenumkehrglied 106 abgegeben wird, und der Ausgangswert des Addierglieds 115 werden in dem Multiplizierer 109a multipliziert, und der Spannungsabfallwert VWU durch den Primärwiderstand R&sub1; in der W-Phase wird erhalten. Als Resultat wird der Primärspannungsbefehl V1w* in der W-Phase, der den Spannungsabfallwert durch den Primärwiderstand R&sub1; enthält, an dem Ausgang 102 abgegeben, indem VWU von dem Addierglied 112 zu V1w0* addiert wird.
  • I1w = - (I1u + I1v) ....(52)
  • Die Primärwiderstand-Ausgleichsschaltung 9 umfaßt bei dieser Ausführungsform den Verstärker und das verstärkende Integrierglied. Sie kann aber auch nur das verstärkende Integrierglied aufweisen. Alternativ kann der Spannungsabfallwert durch den Primärwiderstand in der Primärspannungsbefehl-Verarbeitungsschaltung kompensiert werden, indem die α- Achse-Komponente I&sub1;α und die β-Achse-Komponente I&sub1;β des Primärstroms genutzt werden. Ferner wird bei dieser Ausführungsform der Primärstrom I1w durch die Operation entsprechend I1u und I1v gebildet, er kann aber auch durch Nutzung des von dem Stromdetektor detektierten Werts gebildet werden. Der Verstärkungsfaktor in den Verstärkern 65 und 67 kann Null sein.
  • Eine dritte Ausführungsform der Steuervorrichtung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
  • Fig. 15 ist ein Blockdiagramm, das eine Gesamtstruktur einer dritten Ausführungsform der Steuervorrichtung zeigt, wobei 2 einen Stromdetektor bezeichnet, 3 ist eine frequenzgestellte Stromrichterschaltung, die beispielsweise eine Transistor- Wechselrichterschaltung 21 und eine PDM-Schaltung 25 in der herkömmlichen Steuervorrichtung aufweist, 4 bezeichnet eine Erregerstrombefehl-Vorgabeeinrichtung, 5 ist eine Leerlaufspannung-Verarbeitungsschaltung, 6 ist eine Fehlerstromkomponente-Verarbeitungsschaltung, 7 ist eine Ausgleichsspannung-Verarbeitungsschaltung, 8 ist eine Primärspannungsbefehl-Verarbeitungsschaltung, 190 bezeichnet eine Drehmomentstrombegrenzungswert-Vorgabeeinrichtung, 15 ist eine Drehmomentbegrenzungsschaltung, und 16 ist ein Addierglied. Der Aufbau des Frequenzbefehlsgenerators 22 ist gleich wie bei der herkömmlichen Steuerung für einen Induktionsmotor.
  • Der Eingang 10 der Leerlaufspannung-Verarbeitungsschaltung 5 (in Fig. 5 gezeigt) ist bei der dritten Ausführungsform der Erfindung mit einem Addierglied 16 verbunden, und der Eingang 33 der Fehlerstromkomponente-Verarbeitungsschaltung 6 (in Fig. 6 gezeigt) ist mit dem Addierglied 16 verbunden. Die übrigen Teile des Aufbaus der Leerlaufspannung-Verarbeitungsschaltung 5 und der Fehlerstromkomponente-Verarbeitungsschaltung 6 sind gleich wie bei der zweiten Ausführungsform.
  • Fig. 16 ist ein Blockdiagramm, das im einzelnen den Aufbau der Drehmomentbegrenzungsschaltung 15 zeigt, die folgendes aufweist:
  • einen Eingang 120, der mit der Drehmomentstromwert- Vorgabeeinrichtung 190 verbunden ist,
  • einen Eingang 121, der mit der Fehlerstromkomponente- Verarbeitungsschaltung 6 verbunden ist,
  • ein Subtrahierglied 122,
  • ein Vorzeichenumkehrglied 123,
  • Signaldiskriminierelemente 124 und 129,
  • ein Koeffizientenglied 125,
  • ein verstärkendes Rücksetz-Integrierglied 126,
  • ein Addierglied 127,
  • einen Multiplizierer 128,
  • einen Ausgang 130 und
  • einen Absolutwertschaltkreis 131.
  • Der Aufbau der Ausgleichsspannung-Verarbeitungsschaltung 7 ist der gleiche wie der in Fig. 7 gezeigte und weist folgendes auf:
  • Eingänge 60, 61 und 63, die mit der Fehlerstromkomponente-Verarbeitungsschaltung 6 verbunden sind,
  • einen Eingang 62, der mit dem Addierglied 16 verbunden ist,
  • Koeffizientenglieder 164, 68 und 171,
  • Verstärker 65 und 67,
  • Addierglieder 66, 70 und 72,
  • einen Multiplizierer 69 und
  • Ausgänge 73 und 74.
  • Der Eingang 83 der Primärspannungsbefehl-Verarbeitungsschaltung 8 (in Fig. 8 gezeigt) ist bei der dritten Ausführungsform der Erfindung mit dem Addierglied 16 verbunden. Andere Teile des Aufbaus sind die gleichen wie bei der zweiten Ausführungsform.
  • Ein Steuersystem des Induktionsmotors bei der dritten Ausführungsform wird nachstehend beschrieben. Die Gleichungen (1) bis (45) sind die gleichen wie bei der zweiten Ausführungsform. Der Term, um die rechte Seite der Gleichung (45) zu Null zu machen, ist hinzugefügt, da I1d und sein fehlswert I1d* in der Gleichung (45) bestehen, wenn die Gleichung (43) gilt, um einen Dämpfungs-Charakter des Steuersystems zu mildern und die Fähigkeit zur Stabilisierung zu verbessern. Als Resultat wird eine Gleichung (53) gebildet.
  • Das erzeugte Drehmoment Te in dem Induktionsmotor wird aus einer Gleichung (54) erhalten, wie das allgemein bekannt ist.
  • pm : Pol-Logarithmus des Induktionsmotors
  • Die Gleichung (43) gilt, indem der Induktionsmotor durch die Gleichung (53) gesteuert wird. Daher wird eine Gleichung (55) erhalten, indem die Gleichung (54) für die Gleichung (43) substituiert wird.
  • Wenn der Induktionsmotor durch die Gleichung (53) in Abhängigkeit von der Gleichung (55) gesteuert wird, ist das erzeugte Drehmoment Te zu dem Drehmomentstrom I1q proportional. Durch Transformieren der Gleichung (55) wird eine Gleichung (56) gebildet.
  • Der Drehmomentwertstrom I1q, der notwendig ist, um einen bestimmten Wert des Drehmoments Te in dem Induktionsmotor zu erzeugen, wird entsprechend der Gleichung (56) gewonnen. Daher wird die Steuerung entsprechend der Gleichung (53) ausgeführt, die Gleichung (43) ist gültig, und der Drehmomentwertstrom I1q wird so gesteuert, daß er der Wert ist, der durch die Gleichung (56) erhalten wird, um das erzeugte Drehmoment Te in dem Induktionsmotor so zu steuern, daß es dem Befehlswert Te* entspricht.
  • Wenn die Gleichung (43) besteht, indem die Steuerung durch die Gleichung (53) ausgeführt wird, wird die Gleitfrequenz des Induktionsmotors in einem Dauerzustand durch eine Gleichung (57) gebildet durch Substitution der Gleichung (43) für die Gleichung (16).
  • Die Beziehung zwischen der Primärfrequenz ω&sub1; und der Gleitfrequenz ωs ist durch die Gleichung (17) gegeben. Die Gleitfrequenz ωs, d. h. die Primärfrequenz ω&sub1;, wird erhöht, um den Drehmomentwertstrom I1q zu erhöhen. Dagegen wird die Gleitfrequenz ωs, nämlich die Primärfrequenz ω&sub1;, verringert, um den Drehmomentwertstrom I1q zu verringern.
  • Bei dem vorstehenden Steuersystem der dritten Ausführungsform kann eine ordnungsgemäße Steuerung des Induktionsmotors durchgeführt werden, da der Primärfluß Φ&sub1; entsprechend dem Vorgabewert konstantgesteuert wird. Der Überstrom kann durch Steuerung des erzeugten Drehmoments in dem Induktionsmotor inhibiert werden. Ferner kann das erzeugte Drehmoment in dem Induktionsmotor so gesteuert werden, daß es dem Befehlswert entspricht.
  • Der Betrieb der dritten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5, 6, 7, 8, 15 und 16 beschrieben. Wie Fig. 15 zeigt, wird der Primärfrequenzausgleichswert Δω&sub1;*, der von der Drehmomentbegrenzungsschaltung 15 abgegeben wird, zu dem Primärfrequenzbefehlswert ω&sub1;*, der von dem Frequenzbefehlsgenerator 22 erzeugt wird, in dem Addierglied 16 addiert, so daß ein Primärfrequenzbefehl-Ausgleichswert ω&sub1;** erhalten wird. Ein Drehmomentstrombegrenzungswert I1qmax*, der durch die Gleichung (56) erhalten wird, wird von der Drehmomentstromgrenzwert-Vorgabeeinrichtung 190 abgegeben.
  • Wie Fig. 5 zeigt, wird von dem Multiplizierer 13 ein Leerlaufspannungsbefehl V1q0* abgegeben. Nachdem also der Erregerstrombefehl I1d*, der von der Erregerstrombefehl-Vorgabeeinrichtung 4 durch den Eingang 11 abgegeben wurde, in das Koeffizientenglied 12 eingegeben wird, wird ein Leerlaufspannungsbefehl V1q0* (= L&sub1; Omega&sub1;** I1d*) entsprechend dem zweiten Term in der rechten Seite in dem Ausdruck von V1d in der Gleichung (49) gebildet durch Multiplikation des Ausgangswerts des Koeffizientenglieds 12 mit dem von dem Addierglied 16 durch den Eingang 10 eingegebenen Ausgleichs- Primärfrequenzbefehl ω&sub1;** in dem Multiplizierer 13 und wird an dem Ausgang 14 abgegeben.
  • Wie Fig. 6 zeigt, werden die Fehlerstromkomponente Ierr, die d-Achse-Komponente I1d und die q-Achse-Komponente I1q des Primärstroms von der Fehlerstromkomponente-Verarbeitungsschaltung 6 abgegeben. Dabei werden der Primärstrom I1u und I1v in dem Induktionsmotor 1, die von dem Stromdetektor 2 detektiert werden, jeweils an den Eingängen 31 bzw. 32 eingegeben, und die Operation der Gleichung (9) erfolgt durch die Koeffizientenglieder 34 bis 36 und das Addierglied 37 mit dem Ergebnis, daß die α-Achse-Komponente I&sub1;α und die β- Achse-Komponente I&sub1;β des Primärstroms jeweils von dem Koeffizientenglied 34 bzw. dem Addierglied 37 abgegeben werden. Einerseits wird der Ausgleichs-Primärfrequenzbefehl ω&sub1;** als Analogwert, der von dem Addierglied 16 abgegeben wird, durch den Eingang 33 in den Spannungs/Frequenz-Umsetzer 38 eingegeben, dessen Impulszug-Signalfrequenz, die zu dem Ausgleichs-Primärfrequenzbefehl ω&sub1;** proportional ist, wird erzeugt, und ein Winkelbefehl Θ&sub1;* als Digitalwert, der ein Zeitintegralwert des Ausgleichs-Primärfrequenzbefehls ω&sub1;** ist, wird von dem Zähler 39 erzeugt und als eine Adresse des ROM 40 eingegeben, in dem Werte von sinΘ&sub1;* und cosΘ&sub1;* gespeichert sind. Als Ergebnis wird ein Digitalwert von sinΘ&sub1;* und cosΘ&sub1;* von dem ROM 40 abgegeben. Die α-Achse-Komponente I&sub1;α und die β-Achse-Komponente I&sub1;β des Primärstroms, die von dem Koeffizientenglied 34 und dem Addierglied 37 abgegeben werden, und der Digitalwert von sinΘ&sub1;* und cosΘ&sub1;*, der von dem ROM 40 abgegeben wird, werden in die multiplizierenden D/A-Wandler 41 bis 44 eingegeben und multipliziert und in Analogwerte umgewandelt. Die Gleichung (50), die eine Umkehroperationsgleichung der Gleichung (13) ist, wird operiert durch Eingabe der Analogdaten in das Addierglied 45 und das Subtrahierglied 46, und die d-Achse-Komponente I1d und die q-Achse-Komponente I1q des Primärstroms werden erhalten.
  • Die Operation der Gleichung (53) erfolgt durch die Koeffizientenglieder 47 und 50, den Multiplizierer 49, den Dividierer 51, das Addierglied 52 und das Subtrahierglied 53 in Abhängigkeit von I1d und I1q und dem Erregerstrombefehl I1d*, der von der Erregerstrombefehl-Vorgabeeinrichtung 4 durch den Eingang 30 eingegeben wird. Die Fehlerstromkomponente Ierr, die von dem Subtrahierglied 53 abgegeben wird, wird am Ausgang 54 abgegeben. I1d und I1q, die von dem Addierglied 45 bzw. dem Subtrahierglied 46 abgegeben werden, werden jeweils an den Ausgängen 55 bzw. 56 abgegeben.
  • Wie Fig. 16 zeigt, wird der Primärfrequenzausgleichswert Δω&sub1;* von der Drehmomentbegrenzungsschaltung 15 abgegeben. Dabei wird der Drehmomentstromgrenzwert I1qmax* von der Drehmomentstrombegrenzungswert-Vorgabeeinrichtung 190 durch den Eingang 120 abgegeben. Die q-Achse-Komponente des Primärstroms, also der Drehmomentwertstrom I1q, wird von der Fehlerstromkomponente-Verarbeitungsschaltung 6 durch den Eingang 121 abgegeben. Als Resultat wird ein Absolutwert des Drehmomentwertstroms I1q von der Absolutwertschaltung 131 operiert und in dem Subtrahierglied 122 von dem Drehmomentstromgrenzwert I1qmax* subtrahiert.
  • Das Signaldiskriminierelement 124 erhält den Ausgangswert vom Subtrahierglied 122, den Ausgangswert vom Subtrahierglied 122, dessen Vorzeichen von dem Vorzeichenumkehrglied 123 umgekehrt worden ist, und den Drehmomentwertstrom I1q und gibt den Ausgangswert vom Subtrahierglied 122 ab, wenn der Drehmomentwertstrom I1q Plus oder Null ist, oder gibt den Ausgangswert vom Subtrahierglied 122, dessen Vorzeichen in dem Vorzeichenumkehrglied 123 umgekehrt wurde, ab, wenn der Drehmomentwertstrom I1q Minus ist. Danach wird das Ausgangssignal des Signaldiskriminierglieds 124 in das Koeffizientenglied 125 und das verstärkende Rücksetz-Integrierglied 126 eingeführt. Das verstärkende Rücksetz-Integrierglied 126 verstärkt den Ausgangswet von dem Signaldiskriminierelement 124 K&sub1;-mal und integriert ihn, und der Ausgangswert wird von dem Addierglied 127 zu dem Ausgangswert des Koeffizientenglieds 125 addiert.
  • Der Multiplizierer 128 multipliziert den Ausgangswert vom Addierglied 127 mit dem Drehmomentwertstrom I1q, und der Multiplikationswert wird an das verstärkende Rücksetz- Integrierglied 126 und das Signaldiskriminierelement 129 abgegeben. Als Ergebnis wird in dem verstärkenden Rücksetz- Integrierglied 126 ein Integralwert, der in dem Integrierglied gespeichert ist, auf Null rückgesetzt, wenn der Ausgangswert des Multiplizierers 128 Plus oder Null ist. Das Signaldiskriminierelement 129 erhält den Ausgangswert des Addierglieds 127 und den Ausgangswert des Multiplizierers 128 und gibt den Ausgangswert vom Addierglied 127 ab, wenn der Ausgangswert des Multiplizierers 128 Plus oder Null ist, oder gibt Null ab, wenn der Ausgangswert des Multiplizierers 128 Minus ist, was an dem Ausgang 130 als der Primärfrequenzausgleichswert Δω1q* abgegeben wird.
  • Wie Fig. 7 zeigt, werden die d-Achse-Ausgleichsspannungskomponente ΔV1d und die q-Achse-Ausgleichsspannungskomponente ΔV1q von der Ausgleichsspannungskomponente-Verarbeitungsschaltung 7 abgegeben. Dabei werden die d-Achse- Komponente I1d des Primärstroms, die Fehlerstromkomponente Ierr und die q-Achse-Komponente I1q des Primärstroms von der Fehlerstromkomponente-Verarbeitungsschaltung 6 durch die Eingänge 60 bzw. 61 bzw. 63 eingegeben. Als Ergebnis erfolgt eine Operation der rechten Seite des Ausdrucks von V1d in der Gleichung (53) und wird ausgeführt von dem Koeffizientenglied 164, dem Verstärker 65 und 67 und wird als die d- Achse-Ausgleichsspannungskomponente ΔV1d am Ausgang 73 abgegeben. Einerseits wird eine Operation des dritten Terms der rechten Seite des Ausdrucks von V1q in der Gleichung (53) entsprechend der Fehlerstromkomponente Ierr und dem Ausgleichs-Primärfrequenzbefehl ω&sub1;**, die von dem Addierglied 16 durch den Eingang 62 eingegeben wird, von dem Verstärker 67, dem Koeffizientenglied 68, dem Multiplizierer 69 und dem Addierglied 70 ausgeführt, und eine Operation des ersten Terms der rechten Seite des Ausdrucks V1q in der Gleichung (53) durch das Koeffizientenglied 171 wird durchgeführt. Eine Spannungskomponente ohne die Leerlaufspannung, die eine Spannung des zweiten Terms der rechten Seite des Ausdrucks von V1q in der Gleichung (53) ist, wird am Ausgang 74 als die q-Achse-Ausgleichsspannungskomponente ΔV1q durch Addition des Ausgangswerts vom Addierglied 70 und vom Koeffizientenglied 171 in dem Addierglied 72 abgegeben.
  • Wie Fig. 8 zeigt, werden die Primärspannungsbefehle V1u*, V1v* und V1w* von der Primärspannungsbefehl-Verarbeitungsschaltung 8 abgegeben. Dabei werden die d-Achse-Ausgleichsspannungskomponente ΔV1d und die q-Achse-Ausgleichsspannungskomponente ΔV1q von der Ausgleichsspannungskomponente- Verarbeitungsschaltung 7 jeweils durch die Eingänge 80 bzw. 81 eingegeben. Wie die Gleichung (53) zeigt, kann ΔV1d als der d-Achse-Komponentenbefehl V1d* der Primärspannung angesehen werden, da die d-Achse-Komponente ΔV1d der Primärspannung in einem Leerlaufzustand Null ist. Einerseits werden in dem Addierglied 84 der Leerlaufspannungsbefehl V1q0*, der von der Leerlaufspannungs-Verarbeitungsschaltung 5 durch den Eingang 82 eingegeben wird, und die q-Achse- Ausgleichsspannungskomponente ΔV1q addiert, und eine Operation der rechten Seite des Ausdrucks von V1q in der Gleichung (53) wird ausgeführt und als der q-Achse-Komponentenbefehl V1q* der Primärspannung abgegeben. Der Ausgleichs-Primärfrequenzbefehl ω&sub1;** wird von dem Addierglied 16 durch den Eingang 83 eingegeben, und Digitalwerte von sinΘ&sub1;* und cosΘ&sub1;* werden von dem ROM 87 durch die gleiche Operation wie in der Ausgleichsstromkomponente-Verarbeitungsschaltung 6 abgegeben. Der d-Achse-Komponentenbefehl V1d* der Primärspannung, der durch den Eingang 80 eingegeben wird, der q-Achse-Komponentenbefehl V1q* der Primärspannung, der von dem Addierglied 84 abgegeben wird, und ein Digitalwert von sinΘ&sub1;* und cosΘ&sub1;*, der von dem ROM 87 abgegeben wird, werden in die multiplizierenden D/A-Wandler 88 bis 91 eingegeben, multipliziert und zu einem Analogwert umgewandelt und danach in das Subtrahierglied 92 und das Addierglied 93 eingegeben. Als Ergebnis erfolgt die Operation der Gleichung (12), und der α-Achse-Komponentenbefehl V&sub1;α* und der β-Achse-Komponentenbefehl V&sub1;β* werden gebildet. Durch die Koeffizientenglieder 94, 97 bis 99, das Subtrahierglied 95 und das Addierglied 96 erfolgt die Operation der Gleichung (8), und die Primärspannungsbefehle V1u*, V1v* und V1w* werden jeweils an den Ausgängen 100 bis 102 abgegeben. Ein Istwert der Primärspannung, die an den Induktionsmotor 1 anzulegen wird, wird so gesteuert, daß er mit dem Primärspannungsbefehl übereinstimmt, und zwar durch die gleiche Operation wie bei der herkömmlichen Vorrichtung durch Eingabe des Primärspannungsbefehls V1u*, V1v* und V1w* in die frequenzgestellte Stromrichterschaltung 3.
  • Bei der obigen Ausführungsform wird in der Drehmomentbegrenzungsschaltung eine Differenz zwischen dem Drehmomentstromgrenzwert I1qmax* und dem Absolutwert des Drehmomentwertstroms I1q oder dem Wert mit umgekehrten Vorzeichen proportionalisiert und integriert. Die Ausbildung der Drehmomentbegrenzungsschaltung 15 ist jedoch in diejenige gemäß Fig. 17 geändert, in der nur die Integration ausgeführt wird.
  • Dabei wird in der Drehmomentbegrenzungsschaltung 15a, die in Fig. 17 gezeigt ist, das Ausgangssignal von dem Signaldiskriminierelement 124 nur in das verstärkende Rücksetz-Integrierglied 126 eingegeben. Der Ausgangswert von dem verstärkenden Rücksetz-Integrierglied 126 wird als der Primärfrequenzausgleichswert Δω&sub1;* an dem Ausgang 130 abgegeben.
  • Bei der obigen Ausführungsform wird in der Drehmomentbegrenzungsschaltung 15 eine Differenz zwischen dem Drehmomentstromgrenzwert I1qmax* und dem Absolutwert des Drehmomentwertstroms I1q oder dem vorzeichenmäßig umgekehrten Wert entweder direkt proportional gemacht und integriert oder wird integriert. Die Ausbildung der Drehmomentbegrenzungsschaltung 15 kann jedoch zu der Ausbildung von Fig. 18 geändert werden, wobei die Differenz zwischen dem Drehmomentstromgrenzwert I1qmax* und dem Absolutwert des Drehmomentwertstroms I1q und der Drehmomentstromwert I1q in dem Multiplizierer 133 multipliziert werden, und das Ausgangssignal von dem Signaldiskriminierglied 132 kann entsprechend der Polarität zu 1 oder -1 geändert werden.
  • Dabei wird in einer in Fig. 18 gezeigten Drehmomentbegrenzungsschaltung 15b der Absolutwert des Drehmomentwertstroms I1q, der von dem Eingang 121 eingegeben wird, in dem Subtrahierglied 122 von dem Drehmomentstromgrenzwert I1qmax*, der von dem Eingang 120 eingegeben wird, subtrahiert, und zwar durch eine Anordnung in der Absolutwertschaltung 131. Der Ausgangswert vom Subtrahierglied 122 und der Drehmomentstromwert I1q werden in dem Multiplizierer 133 multipliziert. Der Ausgangswert des Multiplizierers 133 wird in das Signaldiskriminierelement 132 eingegeben. Dieses gibt 1 an das verstärkende Rücksetz-Integrierglied 126 ab, wenn der Ausgangswert vom Multiplizierer 133 Plus oder Null ist, oder gibt -1 ab, wenn der Ausgangswert vom Multiplizierer 133 Minus ist.
  • Das Ausgangssignal vom verstärkenden Rücksetz-Integrierglied 126 wird als der Primärfrequenzausgleichswert Δω&sub1;** an dem Ausgang 130 abgegeben. Ebenso wie in der obigen Ausführungsform erfolgt durch das verstärkende Rücksetz-Integrierglied 126 das Rücksetzen eines Integralwerts, der in dem Integrierglied gespeichert ist, auf Null, wenn das Produkt aus dem Primärfrequenzausgleichswert Δω&sub1;**, der der Ausgangswert vom Multiplizierer 128 ist, d. h. aus dem Ausgangswert des verstärkenden Rücksetz-Integrierglieds 126 und dem Drehmomentstromwert I1q entweder Plus oder Null ist.
  • Eine vierte Ausführungsform der Steuervorrichtung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Fig. 19 ist ein Blockdiagramm, das einen Gesamtaufbau der Erfindung zeigt, wobei 1 eine Steuervorrichtung für einen Induktionsmotor ist, 2 bezeichnet einen Stromdetektor, 3 ist eine frequenzgestellte Stromrichterschaltung, die beispielsweise eine Transistor-Wechselrichterschaltung 21 und eine PDM-Schaltung in der herkömmlichen Vorrichtung aufweist, 4 ist eine Erregerstrombefehl-Vorgabeeinrichtung, 5 ist eine Leerlaufspannung-Verarbeitungsschaltung, 6 ist eine Fehlerstromkomponente-Verarbeitungsschaltung, 7 bezeichnet eine Ausgleichsspannung-Verarbeitungsschaltung, 8 ist eine Primärspannungsbefehl-Verarbeitungsschaltung, 17 ist eine Drehmomentbefehl-Vorgabeeinrichtung, 18 ist eine Drehmomentwertstrombefehl-Verarbeitungsschaltung, 19 ist ein Subtrahierglied, und 200 ist eine Drehmomentsteuerschaltung.
  • Die Schaltungen 1 bis 8 haben den gleichen Aufbau und führen die gleichen Operationen wie bei der vorher beschriebenen Ausführungsform aus, so daß ihre Beschreibung entfällt. In Fig. 5, die im einzelnen den Aufbau der Leerlaufspannung- Verarbeitungsschaltung 5 zeigt, wird der Ausgleichs-Primärfrequenzbefehl ω&sub1;** von dem Eingang 10 eingegeben, aber der Primärfrequenzbefehl ω&sub1;* wird bei dieser Ausführungsform eingegeben. In Fig. 7, die im einzelnen den Aufbau der Ausgleichsspannung-Verarbeitungsschaltung 7 zeigt, wird der Ausgleichs-Primärfrequenzbefehl ω&sub1;** von dem Eingang 62 eingegeben, aber bei dieser Ausführungsform wird der Primärfrequenzbefehl ω&sub1;* eingegeben. In Fig. 8, die im einzelnen den Aufbau der Primärspannungsbefehl-Verarbeitungsschaltung 8 zeigt, wird der Ausgleichs-Primärfrequenzbefehl ω&sub1;** von dem Eingang 83 eingegeben, der Primärfrequenzbefehl ω&sub1;* wird jedoch bei dieser Ausführungsform eingegeben.
  • Fig. 20 ist ein Blockdiagramm, das im einzelnen den Aufbau der Drehmomentwertstrombefehl-Verarbeitungsschaltung zeigt, die folgendes aufweist:
  • einen Eingang 140, der mit einem Dividierer 142 verbunden ist,
  • einen Eingang 141, der mit einem Koeffizientenglied 143 verbunden ist, und
  • einen Ausgang 144.
  • Fig. 21 ist ein Blockdiagramm, das im einzelnen den Aufbau der Drehmomentsteuerschaltung 200 zeigt, die folgendes aufweist:
  • einen Eingang, der mit einem Koeffizientenglied 151 und einem verstärkenden Integrierglied 152 verbunden ist, und
  • einen Ausgang 154, der mit einem Addierglied 153 verbunden ist.
  • Der Betrieb der vierten Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf die Fig. 19 bis 21 erläutert. Wie Fig. 20 zeigt, wird ein Drehmomentbefehl Te*, der von der Drehmomentbefehl- Vorgabeeinrichtung 17 durch den Eingang 140 abgegeben wird, in den Dividierer 142 eingeführt. Der Erregerstrombefehl I1d*, der von der Erregerstrombefehl-Vorgabeeinrichtung 4 durch den Eingang 141 abgegeben wird, wird in das Koeffizientenglied 143 eingeführt. Der Drehmomentbefehl Te* wird von dem Dividierer 142 durch den Ausgangswert des Koeffizientenglieds 143 dividiert, und das Resultat wird als ein Drehmomentwertstrombefehl I1q* an dem Ausgang 144 abgegeben. Dabei wird die Operation der Gleichung (56) in der Drehmomentwertstrombefehl-Verarbeitungsschaltung 18 ausgeführt.
  • Wie Fig. 19 zeigt, wird in dem Subtrahierglied 19 von dem Drehmomentwertstrombefehl I1q*, der von der Drehmomentstrombefehl-Verarbeitungsschaltung 18 abgegeben wird, eine q- Achse-Komponente des Primärstroms, der von der Fehlerstromkomponente-Verarbeitungsschaltung 6 abgegeben wird, also ein Drehmomentwertstrom I1q, subtrahiert, und das Resultat wird an die Drehmomentsteuerschaltung 200 abgegeben. Wie Fig. 21 zeigt, wird in der Drehmomentsteuerschaltung 200 eine Differenz zwischen dem Drehmomentwertstrombefehl I1q* und dem Drehmomentwertstrom I1q am Eingang 150 eingegeben und in dem Koeffizientenglied 151 und dem verstärkenden Integrierglied 152 proportional gemacht und integriert. Ferner werden der Ausgangswert von dem Koeffizientenglied 151 und der Ausgangswert von dem verstärkenden Integrierglied 152 in dem Addierglied 153 addiert, und dieser Wert wird als der Primärfrequenzbefehlswert ω&sub1;* am Ausgang 154 abgegeben.
  • Bei dieser Ausführungsform wird die Differenz zwischen dem Drehmomentwertstrombefehl I1q* und dem Drehmomentwertstrom I1q in der Drehmomentsteuerschaltung 200 direkt proportional gemacht und integriert. Der Aufbau der Drehmomentsteuerschaltung 200 kann zu dem in Fig. 22 gezeigten Aufbau geändert werden, wobei die Differenz zwischen dem Drehmomentwertstrombefehl I1q* und dem Drehmomentwertstrom I1q in ein Signaldiskriminierglied 156 eingegeben wird, und der Ausgangswert von dem Signaldiskriminierelement 156 wird in Abhängigkeit von der Polarität entweder 1 oder -1.
  • Dabei wird in einer in Fig. 22 gezeigten Drehmomentsteuerschaltung 200a die Differenz zwischen dem Drehmomentwertstrombefehl I1q* und dem Drehmomentwertstrom I1q, der vom Eingang 155 eingegeben wird, in das Signaldiskriminierelement 156 eingegeben. Das Signaldiskriminierelement 156 gibt 1 an ein verstärkendes Integrierglied 157 ab, wenn die Differenz Plus oder Null ist, bzw. gibt -1 ab, wenn die Differenz Minus ist. Danach wird das Ausgangssignal des verstärkenden Integrierglieds 157 als der Primärfrequenzbefehlswert ω&sub1;* am Ausgang 158 abgegeben.
  • Bei der obigen Ausführungsform wird der Spannungsabfallwert durch den Primärwiderstand R&sub1; in der Ausgleichsspannung- Verarbeitungsschaltung ausgeglichen, indem die d-Achse- Komponente I1d und die q-Achse-Komponente I1q des Primärstroms genutzt werden. Die Strukturen der Ausgleichsspannung-Verarbeitungsschaltung 7 und der Primärspannungsbefehl- Verarbeitungsschaltung 8 können zu den in den Fig. 9 bzw. 14 gezeigten Strukturen geändert werden, in denen der Spannungsabfallwert durch Nutzung des Primärstroms I1u und I1v, die vom Stromdetektor 2 detektiert werden, ausgeglichen wird.
  • Dabei erfolgt in der Ausgleichsspannung-Verarbeitungsschaltung 7a von Fig. 9 nur die Operation der Spannungskomponente, die auf die Fehlerstromkomponente Ierr in der Gleichung (53) bezogen ist, und wird als d-Achse-Ausgleichsspannungskomponente ΔV1d0 und q-Achse-Ausgleichsspannungskomponente ΔV1q0 abgegeben. Dabei sind ΔV1d0 und ΔV1q0 aus der Gleichung (51) erhalten.
  • Die Ausgleichsspannungskomponenten ΔV1d0 und ΔV1q0 werden durch die Eingänge 80a und 81a in die Primärspannungs- Verarbeitungsschaltung 8a von Fig. 14 eingeführt. Als Ergebnis werden Primärspannungsbefehle V1u0*, V1v0* und V1w0*, in denen der Spannungsabfallwert durch den Primärwiderstand R&sub1; vernachlässigt ist, von den Koeffizientengliedern 97 bis 99 abgegeben.
  • Der Primärstrom in der U-Phase, der von dem Stromdetektor 2 durch den Eingang 103 abgegeben wird, wird in das Koeffizientenglied 107 eingegeben, und der Spannungsabfallwert VRU durch den Primärwiderstand R&sub1; in der U-Phase wird erhalten und in dem Addierglied 110 zu V1u0* hinzuaddiert. Als Resultat wird am Ausgang 100 der Primärspannungsbefehl V1u* in der U-Phase, der den Spannungsabfallwert durch den Primärwiderstand R&sub1; enthält, abgegeben.
  • Ebenso wird der Primärspannungsbefehl V1v* in der V-Phase, der den Spannungsabfallwert durch den Primärwiderstand R&sub1; enthält, von dem Addierglied 111 gebildet durch Eingabe des Primärstroms in der V-Phase, der von dem Stromdetektor 2 abgegeben wird, am Eingang 104 zu dem Koeffizientenglied 108, und wird am Ausgang 101 abgegeben.
  • Hinsichtlich der W-Phase wird der Primärstrom I1w in der W- Phase aus dem Primärstrom I1u und I1v in dem Addierglied 105 und dem Vorzeichenumkehrglied 106 gebildet unter Anwendung der allgemein bekannten Gleichung (52). Ebenso wird VWU in der W-Phase, das den Spannungsabfallwert durch den Primärwiderstand R&sub1; enthält, von dem Multiplizierer 109 und dem Addierglied 112 erhalten und von dem Addierglied 112 zu V1w0* addiert. Als Ergebnis wird der Primärspannungsbefehl V1w* in der W-Phase, der den Spannungsabfallwert durch den Primärwiderstand R&sub1; enthält, gebildet und am Ausgang 102 abgegeben.
  • Bei einer anderen Ausführungsform kann der Spannungsabfallwert durch den Primärwiderstand in der Primärspannungsbefehl-Verarbeitungsschaltung ausgeglichen werden durch Nutzung der α-Achse-Komponente I&sub1;α und der β-Achse-Komponente I&sub1;β des Primärstroms. Ferner kann der durch die Operation mittels I1u und I1v erhaltene Primärstrom I1w auch durch den von dem Stromdetektor detektierten Wert erhalten werden.
  • Wie oben beschrieben wird, erfolgt die Operation der Fehlerstromkomponente, die zu Null wird, wenn der Istwert des in dem Induktionsmotor auftretenden Primärflusses mit dem Sollwert des Primärflusses, der aus dem Produkt des Erregerstrombefehlswerts und der primären Eigeninduktivität des Induktionsmotors erhalten wird, übereinstimmt, ausgehend von dem Primärstrom in dem Induktionsmotor, und der Primärspannungsbefehlswert wird in bezug auf die Fehlerstromkomponente so kompensiert, daß er Null angenähert wird. Als Ergebnis wird der Primärfluß so gesteuert, daß er auch in einem Niedrigdrehzahlbereich mit dem Sollwert übereinstimmt, und ein zu geringes Drehmoment oder ein Überstrom kann verhindert werden.
  • Nicht nur im Niedrigdrehzahlbereich, sondern in jedem Drehzahlbereich wird der Primärfluß in dem Induktionsmotor so gesteuert, daß er mit dem Sollwert übereinstimmt. Daher kann die Drehzahl des Induktionsmotors jederzeit so gesteuert werden, daß sie in einem stabilen Zustand ist, der nicht von der Änderungsrate des Primärfrequenzbefehls ω&sub1;* abhängig ist.
  • Eine Abweichung von dem Istwert und dem Sollwert des Primärflusses wird einer Operation als der Stromfehler unterzogen. Daher ist es nicht notwendig, den Istwert des Primärflusses direkt zu detektieren, und der Aufbau der Steuerschaltung ist einfach, so daß die Steuervorrichtung kostengünstig ist.
  • Ferner wird der Primärwiderstands-Vorgabewert ausgeglichen, um mit dem Istwert übereinzustimmen, indem die Fehlerstromkomponente genutzt wird. Daher braucht eine Änderung des Primärwiderstandswerts in Abhängigkeit von einer Temperaturänderung nicht durch Vorsehen eines Detektors usw. beobachtet zu werden, und auch wenn sich der Primärwiderstandswert in dem Induktionsmotor ändert, kann jederzeit eine stabile Steuerung auf kostengünstige Weise durchgeführt werden.
  • Die Operation der Fehlerstromkomponente, die zu Null wird, wenn der Istwert des in dem Induktionsmotor auftretenden Primärflusses mit dem Sollwert des Primärflusses, der aus dem Produkt des Erregerstrombefehlswerts und der primären Eigeninduktivität im Induktionsmotor gebildet ist, übereinstimmt, erfolgt ferner ausgehend von dem Primärstrom in dem Induktionsmotor, und der Primärspannungsbefehlswert wird in bezug auf die Fehlerstromkomponente so kompensiert, daß er Null angenähert wird, und der Primärfrequenzbefehl wird in bezug auf das erzeugte Drehmoment in dem Induktionsmotor so kompensiert, daß er den Grenzwert nicht überschreitet. Daher wird der Primärfluß so gesteuert, daß er in jedem Drehzahlbereich mit dem Sollwert übereinstimmt, und ein zu geringes Drehmoment kann verhindert werden. Die Drehzahl des Induktionsmotors kann so gesteuert werden, daß sie jederzeit in einem stabilen Zustand ist und nicht von der Änderungsrate des Primärfrequenzbefehls ω&sub1;* abhängig ist, und ein Überstrom kann auch bei einem Betrieb mit abrupter Beschleunigung oder Verzögerung verhindert werden.
  • Die Operation der Fehlerstromkomponente, die zu Null wird, wenn der Istwert des in dem Induktionsmotor auftretenden Primärflusses mit dem Sollwert des Primärflusses, der aus dem Produkt des Erregerstrombefehlswerts und der primären Eigeninduktivität des Induktionsmotors gebildet ist, übereinstimmt, erfolgt ferner ausgehend von dem Primärstrom in dem Induktionsmotor, und der Primärspannungsbefehlswert wird in bezug auf die Fehlerstromkomponente so ausgeglichen, daß eine Annäherung an Null erfolgt, und die Operation des Primärfrquenzbefehls erfolgt für das erzeugte Drehmoment in dem Induktionsmotor, um mit dem Befehlswert übereinzustimmen. Daher kann das in dem Induktionsmotor erzeugte Drehmoment gesteuert werden.

Claims (5)

1. Steuervorrichtung für einen Induktionsmotor, die folgendes aufweist:
- eine Stromdetektiereinrichtung (2), um einen Primärstrom (I1u, I1v, des Induktionsmotors (1) zu detektieren,
- eine frequenzgestellte Stromrichtereinrichtung (3), um den Induktionsmotor (1) mit einer veränderlichen Frequenz zu treiben,
- eine Leerlaufspannungs-Verarbeitungseinrichtung (5), um einen Leerlaufspannungs-Befehlswert (V1qo*) für den Induktionsmotor in Abhängigkeit von einem Primärfrequenzbefehlswert (ω*&sub1;) und einem Erregerstrombefehlswert (I1d*) abzugeben,
- eine Primärspannungsbefehl-Verarbeitungseinrichtung (8), um Primärspannungsbefehlswerte (V1u*, V1v*, V1w*) an die frequenzgestellte Stromrichtereinrichtung (3) abzugeben,
- eine Fehlerstromverarbeitungseinrichtung (6), um eine Fehlerstromkomponente (Ierr) zu erzeugen, die zu Null wird, wenn ein Istwert eines Primärflusses, der im Inneren des Induktionsmotors auftritt, mit einem vorbestimmten Wert (L&sub1;I1d*) des Primärflusses übereinstimmt, der aufgrund des Erregerstrombefehlswerts (I1d*) und der primären Eigeninduktivität (L&sub1;) des Induktionsmotors erhalten wird durch Verarbeiten des detektierten Primärstroms (I1u, I1v), des Primärfrequenzbefehlswerts (ω*&sub1;) und des Erregerstrombefehlswerts (I1d*),
- eine Ausgleichsspannung-Verarbeitungseinrichtung (7), um eine Ausgleichsspannung (ΔV1d, ΔV1q) zu erzeugen, die den Fehlerstromkomponenten-Wert (Ierr) beseitigt, durch Eingabe und Verarbeitung des Primärfrequenzbefehlswerts (ω*&sub1;) und der Fehlerkomponente (Ierr) von der Fehlerstromkomponente-Verarbeitungseinrichtung (6),
- wobei die Primärspannungsbefehl-Verarbeitungseinrichtung (8) die Primärspannungsbefehlswerte (V1u*, V1v*, V1w*) auf der Basis des Primärfrequenzbefehlswerts (ω*&sub1;), des Leerlaufspannungsbefehlswerts (V1qo) und der Ausgleichsspannung (ΔV1d, ΔV1q) erzeugt,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Stromverarbeitungseinrichtung (6) die Fehlerstromkomponente (Ierr) entsprechend der Gleichung erzeugt:
wobei I1d und I1q die transformierten d-Achse- und q- Achse-Koordinatenwerte des detektierten Primärstroms sind und der Streuflußkoeffizient des Induktionsmotors ist, und
die Ausgleichsspannungs-Verarbeitungseinrichtung (7) die Ausgleichsspannung ((ΔV1d, ΔV1q) entsprechend den Gleichungen erzeugt:
ΔV1d = KcdIerr
ΔV1q = (K&sub0;ω&sub1; * + Kcq) Ierr
wobei K&sub0; = L&sub1;/(1 - ), L&sub1; = die primäre Eigeninduktiviität des Motors und Kcd und Kcq = Regelverstärkungskoeffizienten.
2. Steuervorrichtung für einen Induktionsmotor nach Anspruch 1, die ferner aufweist:
- eine Primärwiderstand-Ausgleichseinrichtung (9), um einen Ausgleichswert (ΔR&sub1;) eines Primärwiderstands- Vorgabewerts (R1*) in Abhängigkeit von der Fehlerkomponente (Ierr) von der Fehlerstromkomponente- Verarbeitungseinrichtung (6) zu erzeugen.
3. Steuervorrichtung für einen Induktionsmotor nach Anspruch 1 oder 2, die ferner aufweist:
- eine Drehmomentbegrenzungseinrichtung (15), um einen Primärfrequenzausgleichswert (Δω&sub1;) in Abhängigkeit von der q-Achse-Koordinate des detektierten Primärstroms (Iq) von der Fehlerstromkomponente-Verarbeitungseinrichtung (6) zu erzeugen, so daß das erzeugte Drehmoment (Te) in dem Induktionsmotor einen Grenzwert nicht überschreitet.
4. Steuervorrichtung für einen Induktionsmotor nach Anspruch 1 oder 2, die ferner aufweist:
- eine Drehmomentregeleinrichtung (200), um den Primärfrequenzbefehlswert (ω&sub1;) in Abhängigkeit von der q- Achse-Koordinate des detektierten Primärstroms (Iq) von der Fehlerstromkomponente-Verarbeitungseinrichtung (6) so zu verarbeiten, daß das erzeugte Drehmoment (Te) in dem Induktionsmotor einem Drehmomentbefehlswert (Te*) entspricht.
5. Steuervorrichtung für einen Induktionsmotor nach Anspruch 1, wobei der Motor einen primären Eigeninduktivitätswert (L&sub1;) hat und der Motor in Abhängigkeit von dem Primärfrequenzbefehlswert (ω&sub1;) und dem Erregerstrombefehlswert (I1d*) gesteuert wird.
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