JP2881957B2 - 誘導電動機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、インバータを介して制御される誘導電動
機（単に、モータともいう）の制御装置に関する。

〔従来の技術〕

第４図はかかる制御装置の従来例を示すブロック図で
ある。

同図において、９は電流を交流量で制御する電流制御
回路（ACR:オートマチック カレント レギュレータ電
流調節器）を含む制御回路で、誘導電動機の各相の電流
指令値i_u ^＊,i_v ^＊,i_w ^＊と、電流検出器１により求められ
る電流検出値i_u,i_v,i_wとを入力され、指令値どおりの電
流をモータ２に供給するための電流指令値v_u ^＊,v_v ^＊,v_w
^＊を出力するものである。10はインバータなどを含む電
力変換装置であり、v_u ^＊,v_v ^＊,v_w ^＊に応じた電圧を発生
する。

ベクトル制御では、トルク指令値τ^＊と二次磁束指令
値Φ_２ ^＊とから次の（１），（２）式にもとづき一次電
流の二次磁束と平行な成分の電流指令値i_M ^＊と、これと
垂直な成分の電流指令値i_T ^＊とを求める。

ただし、Ｍは相互インダクタンスを示す。

演算回路７は上記（１）式を演算し、割り算器６は上
記（２）式を演算する。

座標変換器８は二次磁束座標系の諸量（i_M,i_T）を固
定子座標系の諸量（i_u,i_v,i_w）に変換するもので、二次
磁束の推定位置をφ_２とすると、次式にもとづく変換を
行なう。

また、すべり周波数ω_SLは次式により求める。

（R₂はモータの二次抵抗を示す） 演算回路５はこの（４）式を演算する。こうして求め
たすべり周波数ω_SLと、例えばパルスエンコーダ３を用
いて検出したモータの回転速度ω_２とを加算し、その結
果を積分器４にて積分することにより、二次磁束の位置
φ_２を推定する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記交流ACRはその電流指令値が交流量で
あるため、交流ACRの応答周波数より指令周波数が高く
なればなる程、指令値と検出値に位相ずれが生じるとい
う問題がある。

位相ずれが生じた場合の励磁電流指令値i_M ^＊，トルク
電流指令値i_T ^＊とそれぞれの実際値i_M ^＊,i_T ^＊との関係
を第５図に示す。

ここで、モータ発生トルクτにつき考えると、 であるから、第５図の如く指令値と実際値とに位相ずれ
が生じると、指令値どおりにトルクを発生できなくな
る、というおそれがある。

したがって、この発明の課題は高速回転時にもトルク
量を指令値どおりに得ることができるようにすることに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

電動機速度に基づき、電動機速度が高い領域では電動
機速度が高くなるにつれ徐々に大きくなる値を二次抵抗
値R2として出力する二次抵抗演算回路を設ける。

〔作用〕

すべり周波数指令値を速度に応じて補正することによ
り、高速回転域における電流指令値と実際値との位相ず
れを無くす。

〔実施例〕

第１図はこの発明の実施例を示すブロック図である。

同図からも明らかなように、この実施例は第４図に示
す従来例に対し、演算回路11を付加した点が特徴であ
る。この演算回路11にはインバータ出力周波数信号とし
て電動機速度の速度が入力され、その大きさに応じて徐
々に大きくなるような二次抵抗値R₂を演算して出力す
る。

なお、前記二次抵抗値R₂は、電動機の高速回転領域に
おいて徐々に大きくなるものであるから、前記二次抵抗
値R₂の演算に用いるインバータ出力周波数信号として、
電動機速度を用いることができる。演算回路11のインバ
ータ出力周波数対抵抗値R₂特性を第２図に示す。

すなわち、インバータ出力周波数が高くなったとき
（３相電流指令値周波数が高くなったとき）のトルク変
動を補正するため、インバータ出力周波数が高くなった
ら、R₂の値を第２図のようにやや大きくなるようにして
すべり周波数ω_SLを変更することにより、電流指令値を
第３図に示すような位置をとるようにし、指令値どおり
のトルクを発生させるようにしたものである。つまり、
第５図では実線にて囲まれる面積S1と、点線にて囲まれ
る面積S2とは等しくないが、第３図では両者の面積は等
しくなり、指令値と実際値とを一致させることが可能に
なる。

なお、その他の点は第４図の場合と同様なので詳細は
省略する。

〔発明の効果〕 この発明によれば、すべり周波数指令値を、電動機速
度が高い領域において、電動機速度が高くなるにつれ徐
々に大きくなるような二次抵抗値R₂を用いて演算するよ
うにしたので、高速回転領域においても指令値どおりの
トルク量を得ることができ、制御性能を向上させること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
第１図における演算回路12のインバータ出力周波数対抵
抗値R₂特性を示す説明図、第３図はこの発明による電流
ベクトル図、第４図はベクトル制御方式の従来例を示す
ブロック図、第５図は第４図における電流ベクトル図で
ある。 １……電流検出器、２……モータ、３……パルスエンコ
ーダ、４……積分器、5,7,11……演算回路、６……割り
算器、８……座標変換器、９……制御回路、10……電力
変換器。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】誘導電動機の一次電流を二次磁束に平行な
   成分（磁化電流）と垂直な成分（トルク電流）とに分解
   して誘導電動機のトルク制御を行う制御装置であって、 トルク指令値（τ^＊）と磁束指令値（φ_２ ^＊）とからト
   ルク電流指令値（i_T ^＊）を演算するトルク電流指令値演
   算手段（６）と、前記磁束指令値（φ_２ ^＊）から磁束電
   流指令値（i_M ^＊）を演算する磁化電流指令値演算手段
   （７）と、前記トルク電流指令値（i_T ^＊）と前記磁化電
   流指令値（i_M ^＊）と誘導電動機の二次次抵抗値（R₂）と
   からすべり周波数（ω_s1）を演算するすべり周波数演算
   回路（５）と、誘導電動機の回転速度（ω_２）を出力す
   る検出手段（３）と、前記検出手段（３）の出力
   （ω_２）と前記すべり周波数演算回路出力（ω_s1）の和
   を求め二次磁束の推定値（φ_２）として出力する二次磁
   束推定回路（４）と、前記トルク電流指令値（i_T ^＊）、
   前記磁化電流指令値（i_M ^＊）および前記二次磁束推定値
   （φ_２）から交流の電流指令値（i_u ^＊,i_V ^＊,i_W ^＊）を演
   算する交流電流指令値演算手段（８）と、該交流電流指
   令値（i_u ^＊,i_V ^＊,i_W ^＊）にインバータ出力電流（i_u,i_V,
   i_W）を一致させるべく、各成分の調節を行う交流量の電
   流調節器（ACR）を含み、該電流調節器の出力に基づい
   て電圧指令（V_u ^＊,V_v ^＊,V_w ^＊）を出力するインバータ制
   御回路（９）と、前記インバータ制御回路の電圧指令
   （V_u ^＊,V_v ^＊,V_w ^＊）に基づいて交流電圧を発生するイン
   バータ（10）を備えた誘導電動機の制御装置において、 前記インバータの出力周波数が高い領域では、インバー
   タ出力周波数信号が高くなるにつれて徐々に大きくなる
   値を演算し、前記二次抵抗値（R₂）として出力する二次
   抵抗演算回路（11）を設けたことを特徴とする誘導電動
   機の制御回路。