JPS6084992A - 誘導電動機のベクトル制御装置 - Google Patents
誘導電動機のベクトル制御装置Info
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- JPS6084992A JPS6084992A JP58190807A JP19080783A JPS6084992A JP S6084992 A JPS6084992 A JP S6084992A JP 58190807 A JP58190807 A JP 58190807A JP 19080783 A JP19080783 A JP 19080783A JP S6084992 A JPS6084992 A JP S6084992A
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- H—ELECTRICITY
- 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
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
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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
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
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- H02P27/047—V/F converter, wherein the voltage is controlled proportionally with the frequency
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、誘導電動機を変換装置により制御する方法に
係シ、特に、速度検出器を用いることなく電動機を高速
応答高精度に速度制御するだめの制御方法に関する。
係シ、特に、速度検出器を用いることなく電動機を高速
応答高精度に速度制御するだめの制御方法に関する。
誘導電動機全周e数変換器あるいはインバータを用いて
速度制御する装置において、高速応答高精度な?1jl
I御を可能にするベクトル制御は周知である。しかし、
従来からのものは、すベシ周波数制御方式を基本として
電動機のすベシ周波数及び電動機電流の大きさと位相全
制御する方式であるため、変換器出力周波数金制何する
に際して、電動°機の速度検出信号(または回転角検出
信号)が必要であり、そのため、速度検出器(または回
転位置検出器)並びに検出器と変換装置間の信号ケーブ
ルが必要であって装置が複雑になる欠点があった。この
不具合を解決するため、電動機磁束を検出し、電動機の
電流と周波数を制御する方法が提案されているが、磁束
検出のための積分器(電動機電圧信号全積分する)にド
リフトの問題があり、そのため、特に、低周波運転時に
、十分な検出精度が得られず、安定な運転が行なえない
という不具合があった。また、たとえ磁束検出の問題が
ないとしても、提案された方法はトルク変化時に、磁束
変動が大となる特性をもち、そのため、磁束減少時に磁
束検出精度が下りやはシ安定した運転が行なえないとい
う不具合があった。
速度制御する装置において、高速応答高精度な?1jl
I御を可能にするベクトル制御は周知である。しかし、
従来からのものは、すベシ周波数制御方式を基本として
電動機のすベシ周波数及び電動機電流の大きさと位相全
制御する方式であるため、変換器出力周波数金制何する
に際して、電動°機の速度検出信号(または回転角検出
信号)が必要であり、そのため、速度検出器(または回
転位置検出器)並びに検出器と変換装置間の信号ケーブ
ルが必要であって装置が複雑になる欠点があった。この
不具合を解決するため、電動機磁束を検出し、電動機の
電流と周波数を制御する方法が提案されているが、磁束
検出のための積分器(電動機電圧信号全積分する)にド
リフトの問題があり、そのため、特に、低周波運転時に
、十分な検出精度が得られず、安定な運転が行なえない
という不具合があった。また、たとえ磁束検出の問題が
ないとしても、提案された方法はトルク変化時に、磁束
変動が大となる特性をもち、そのため、磁束減少時に磁
束検出精度が下りやはシ安定した運転が行なえないとい
う不具合があった。
さらに従来方法は、正弦波の電流指令パターン信号と実
電流検出信号(交流)との偏差に応じてインバータのP
WM(パルス幅変調)信号全発生する方式のため、その
′こ光制御ループに非常に高速の演算制御が要求され、
それをマイクロコンピュータで実行しようとすれば、そ
の負荷率が増大し、経済性に欠ける問題があった。
電流検出信号(交流)との偏差に応じてインバータのP
WM(パルス幅変調)信号全発生する方式のため、その
′こ光制御ループに非常に高速の演算制御が要求され、
それをマイクロコンピュータで実行しようとすれば、そ
の負荷率が増大し、経済性に欠ける問題があった。
本発明の目的は、速度検出器を用いることなく高速応答
高精度な速度制御が行なえる制御方法を提供するにある
。
高精度な速度制御が行なえる制御方法を提供するにある
。
本発明の特徴は、変換器出力電圧の各相位相基準に対し
て90度位相差の電動機各相電圧の成分を励磁電流指令
に比例するように制御し、また、各相位相基準に対して
同位相(又は逆位相)の電動機各相電流の成分をトルク
成分電流指令(トルク指令)に比例するように制御する
構成の制御装置において、各相位相基準に対して同位相
(又は逆位相)の電動機各相電圧の成分と回転速度指令
との偏差に応じて、変換器出力電流を制御する第1手法
、各相位相基準に対して90度位相差の電動機各相電圧
の成分に応じて変換器出力周波数を制御する第2手法金
偏え、電動機の速度制御を行なうことにある。
て90度位相差の電動機各相電圧の成分を励磁電流指令
に比例するように制御し、また、各相位相基準に対して
同位相(又は逆位相)の電動機各相電流の成分をトルク
成分電流指令(トルク指令)に比例するように制御する
構成の制御装置において、各相位相基準に対して同位相
(又は逆位相)の電動機各相電圧の成分と回転速度指令
との偏差に応じて、変換器出力電流を制御する第1手法
、各相位相基準に対して90度位相差の電動機各相電圧
の成分に応じて変換器出力周波数を制御する第2手法金
偏え、電動機の速度制御を行なうことにある。
第1図に本発明の一実施例金示すPWMインバータ装置
の回路構成図を示す。1はGTO(GateTurn−
off Thyristor )あるいは、トランジス
タ等の自己消弧素子及びダイオードなどで構成されるP
WMインバータ、2は誘導電動機、3は回転速度指令回
路、4は速度指令信号の変化率を制限するための、変化
率制限器、5は速度指令信号と速度検出信号の偏差を増
幅する速度(捕差増幅器、6は電動機電圧の検出用変圧
器、7は変換器出力電圧の各相位相基準に対して同位相
(又は逆位相)の電動機各相′電圧の成分全検出するた
めの電圧成分検出器、8は前述の各相位相基準に対して
90度位相差の各相電圧成分全検出するための電圧成分
検出器、9は電圧成分検出器8及び変化率制限器4の出
力信号を加算し周波数指令信号全出力する加算器、10
は周波数指令信号に比例した周波数の二相正弦波信号を
出力する発振器、11は電動機の励磁電流を指令する1
励磁電流指令回路、12けインバータ出力@流を検出す
るための′電流検出器、13は前述の各相位相基準に対
して90度位相差の電動機各相電流の成分i、全検出す
るだめの電流成分検出器、14は前述の各相位相基準に
対して同位相(又は逆位相)の<動機各相電に弦6)1
号、会、讐、6±令由−トス4広j)〜を漆ζ1りへ捧
由」巳15は励磁電流指令と電流成分検出器13の出力
信号の偏差を増幅する電流偏差増幅器、16は増幅器5
からのトルク成分電流指令it*と電流成分検出器14
の出力信号の偏差を増幅する電流偏差増幅器、17は増
幅器15及び16からの電圧成分指令信号ed*、e、
*及び発1辰器10の出力信号に基づいて三相の電圧指
令パターン信号eu’k。
の回路構成図を示す。1はGTO(GateTurn−
off Thyristor )あるいは、トランジス
タ等の自己消弧素子及びダイオードなどで構成されるP
WMインバータ、2は誘導電動機、3は回転速度指令回
路、4は速度指令信号の変化率を制限するための、変化
率制限器、5は速度指令信号と速度検出信号の偏差を増
幅する速度(捕差増幅器、6は電動機電圧の検出用変圧
器、7は変換器出力電圧の各相位相基準に対して同位相
(又は逆位相)の電動機各相′電圧の成分全検出するた
めの電圧成分検出器、8は前述の各相位相基準に対して
90度位相差の各相電圧成分全検出するための電圧成分
検出器、9は電圧成分検出器8及び変化率制限器4の出
力信号を加算し周波数指令信号全出力する加算器、10
は周波数指令信号に比例した周波数の二相正弦波信号を
出力する発振器、11は電動機の励磁電流を指令する1
励磁電流指令回路、12けインバータ出力@流を検出す
るための′電流検出器、13は前述の各相位相基準に対
して90度位相差の電動機各相電流の成分i、全検出す
るだめの電流成分検出器、14は前述の各相位相基準に
対して同位相(又は逆位相)の<動機各相電に弦6)1
号、会、讐、6±令由−トス4広j)〜を漆ζ1りへ捧
由」巳15は励磁電流指令と電流成分検出器13の出力
信号の偏差を増幅する電流偏差増幅器、16は増幅器5
からのトルク成分電流指令it*と電流成分検出器14
の出力信号の偏差を増幅する電流偏差増幅器、17は増
幅器15及び16からの電圧成分指令信号ed*、e、
*及び発1辰器10の出力信号に基づいて三相の電圧指
令パターン信号eu’k。
ev*、 ew” ’c比出力る座標変換器、18はイ
ンバータ1tPWM制御するだめの三角波の搬送波信号
を出力する発振器、19は電圧指令パターン信号と搬送
波信号を比較し、インバータのG’I’0をオン、オフ
制御するためのPWM信号を出力する比較器、20はG
TOにゲート信号全供給するためのゲートアンプである
。なお、19.20はけ相に対応した回路であシ、V相
及びW相のそれぞれに対応しては同様の回路があるが、
それらは図示全省略しである。
ンバータ1tPWM制御するだめの三角波の搬送波信号
を出力する発振器、19は電圧指令パターン信号と搬送
波信号を比較し、インバータのG’I’0をオン、オフ
制御するためのPWM信号を出力する比較器、20はG
TOにゲート信号全供給するためのゲートアンプである
。なお、19.20はけ相に対応した回路であシ、V相
及びW相のそれぞれに対応しては同様の回路があるが、
それらは図示全省略しである。
次に、回路の動作を説明する。先ず、本発明の原理につ
いて述べる。誘導電動機全高速応答に制御する方法とし
てベクトル制御は周知であるが、その制御原理は次のよ
うである。fなわち、直交回転磁界座標系の1つの軸全
d軸、それに直交する軸全q軸と仮定し、1次電流のd
、q軸成分j+a + jtq k次式の関係に制御す
れば、iIdは励磁電流11に、またil、はトルク成
分電流itに対応させて制御することができる。
いて述べる。誘導電動機全高速応答に制御する方法とし
てベクトル制御は周知であるが、その制御原理は次のよ
うである。fなわち、直交回転磁界座標系の1つの軸全
d軸、それに直交する軸全q軸と仮定し、1次電流のd
、q軸成分j+a + jtq k次式の関係に制御す
れば、iIdは励磁電流11に、またil、はトルク成
分電流itに対応させて制御することができる。
+*++=J−7〒〒藷 ・・・・・・・・・・・・(
1)1q θ=jan−1−=−・・・・・・・・・・・・・・・
(3)+1に こに、i、H11次電 流8 :すベシ角周波数 T2 :電動機2次時定数 θ:d軸に対する1次′心流の位相 すなわち、電+1?!!嵌1次電流の太ささを(1)式
に従い制御し、電動機周波数音すベシ周波数が(2)式
を満足するように制御し、かつ、1次電流の位相を(3
)式に関係して制御するならば、i+aに応じて磁束φ
を、寸だ、iIqに応じてトルクTを、それぞれ、独立
に+ff1J御することができる。このとき、トルクT
は次式のように’Iqに対して応答遅れなしに制御され
る。
1)1q θ=jan−1−=−・・・・・・・・・・・・・・・
(3)+1に こに、i、H11次電 流8 :すベシ角周波数 T2 :電動機2次時定数 θ:d軸に対する1次′心流の位相 すなわち、電+1?!!嵌1次電流の太ささを(1)式
に従い制御し、電動機周波数音すベシ周波数が(2)式
を満足するように制御し、かつ、1次電流の位相を(3
)式に関係して制御するならば、i+aに応じて磁束φ
を、寸だ、iIqに応じてトルクTを、それぞれ、独立
に+ff1J御することができる。このとき、トルクT
は次式のように’Iqに対して応答遅れなしに制御され
る。
T=](φ・lIq ・・・・・・・・・・・・(4)
ここに、k:比例定数 (1)〜(3)式の制卸条件を速度検出器を用いること
なしに実現し、高速応答の速度制御が行なえるようにす
る。以下、第1図の回路動作につき説明する。
ここに、k:比例定数 (1)〜(3)式の制卸条件を速度検出器を用いること
なしに実現し、高速応答の速度制御が行なえるようにす
る。以下、第1図の回路動作につき説明する。
先ず、1次′覗流が(1)及び(3)式に従い制御され
る動作について述べる。発掘器10は加算器9からの周
波数指令信号に比例した周波数の二相正弦波信号を出力
する。これらの信号は互いに90度の位相差金もち、C
oSωI t* 510ω1tで示される。
る動作について述べる。発掘器10は加算器9からの周
波数指令信号に比例した周波数の二相正弦波信号を出力
する。これらの信号は互いに90度の位相差金もち、C
oSωI t* 510ω1tで示される。
座標変換器17で、これらの信号と′鑞圧指令信号ed
*及びe、1kに基づいて、次式の演算を行ない、三相
の′重圧指令パターン信号eU*〜ew本が取シ出され
る。
*及びe、1kに基づいて、次式の演算を行ない、三相
の′重圧指令パターン信号eU*〜ew本が取シ出され
る。
このとき 6 u 傘〜ew* は次式のように表せる
。
。
ωl :発振器10の出力信号の角周波数なお、信号e
U傘〜ew*は(5)(6)式の関係(直交座標変換)
によらずとも(7)(8)式に基づいて極座標変換によ
り直接取シ出すこともできる。
U傘〜ew*は(5)(6)式の関係(直交座標変換)
によらずとも(7)(8)式に基づいて極座標変換によ
り直接取シ出すこともできる。
(7)式で、δ=0(ed亭=0)における各相電圧位
相−si+ω、t、5in(ωIt aπ)及び一5i
n (ω+ を十aπ)は前述の発振器10の出力信号
cosω1を及びsinω、1と一定した関係にあるが
、これら各相電圧位相をここで改めて変換器出力電圧の
各相位相基準と定義する。
相−si+ω、t、5in(ωIt aπ)及び一5i
n (ω+ を十aπ)は前述の発振器10の出力信号
cosω1を及びsinω、1と一定した関係にあるが
、これら各相電圧位相をここで改めて変換器出力電圧の
各相位相基準と定義する。
インバーターの各相出力電圧(基本枝分)は比較器19
の動作に従い、各電圧指令パクーン信号CU本〜ew*
に比例するように制御される。
の動作に従い、各電圧指令パクーン信号CU本〜ew*
に比例するように制御される。
この結果、電@機には次式の電流iυ〜!Wが流れる。
!w= Bs1o(ωlt+−π−δ−ψ)7・ここに
、B:fi流の大きさ ψ:力率角 そして電流成分検出器13.14で次式に従い、電流成
分’ld + il9が検出される。
、B:fi流の大きさ ψ:力率角 そして電流成分検出器13.14で次式に従い、電流成
分’ld + il9が検出される。
ここに、1a=iU
このとき、’ld及びil、は次式のように表せる。
増幅器15及び16において、励磁電流指令1、、*と
信号116、また、トルク成分電流指令it本と信号1
厘、の偏差が増幅され、信号ed*及びe、ネが取シ出
され、i、dはi−に、また、18.はi、ヤに一致す
るよう1ム1]御される。電流I U □ l wは次
式のように表せる。
信号116、また、トルク成分電流指令it本と信号1
厘、の偏差が増幅され、信号ed*及びe、ネが取シ出
され、i、dはi−に、また、18.はi、ヤに一致す
るよう1ム1]御される。電流I U □ l wは次
式のように表せる。
iυ= 13cos ((IJ、 j十〇) へrw=
f3cos(ωHt+−yr+t) ) /ここに、B
” V” Hd2+11 q ” ・・・・・・用α
Qθ=−一(δ+ψ) 従って、(1)及び(3)式の関係は(至)及びαく式
よシ満足される。
f3cos(ωHt+−yr+t) ) /ここに、B
” V” Hd2+11 q ” ・・・・・・用α
Qθ=−一(δ+ψ) 従って、(1)及び(3)式の関係は(至)及びαく式
よシ満足される。
次に(2)式全満足させる動作原理について説明する。
もし、(1)〜(3)式の関係が保たれるならば、d軸
は磁束軸に一致し、磁束に関し、次式が成立する。
は磁束軸に一致し、磁束に関し、次式が成立する。
ここに翫 φd、φ9:各軸の磁束成分φ:2次鎖交磁
束 従って、逆にφd及びφ、が上式の値となるように1次
周彼奴全制御するならば、(2)式の関係が満足される
。φは誘導起電力とじて検出できるため、それに応じて
1次周波数を制御すれば、(温式の関係が得られる。次
に詳しくこの動作について説明する。
束 従って、逆にφd及びφ、が上式の値となるように1次
周彼奴全制御するならば、(2)式の関係が満足される
。φは誘導起電力とじて検出できるため、それに応じて
1次周波数を制御すれば、(温式の関係が得られる。次
に詳しくこの動作について説明する。
第2図は、各電流指令’m” (” 31 d )及び
j、+k(=jlq)が一定と仮定した場合における、
すべり角周波数ωSに対する電動機磁束の変化を示す。
j、+k(=jlq)が一定と仮定した場合における、
すべり角周波数ωSに対する電動機磁束の変化を示す。
φd及びφ、はd軸及びq軸の各磁束成分、φはφ、及
びφ、のベクトル合成磁束である。第2図(a)はi−
が正の定格([(電動運転)、第2図(b)はi−が零
(無負荷)第2図(Cンはit*が負の定格値(回生運
転)の各場合を示す。
びφ、のベクトル合成磁束である。第2図(a)はi−
が正の定格([(電動運転)、第2図(b)はi−が零
(無負荷)第2図(Cンはit*が負の定格値(回生運
転)の各場合を示す。
(a)において、X印がφd−φ(基準値)及びφ9=
0金、勇足する正規の動作点である。この動作点よシす
ベク角周波教ωBが変動すると、φ9キOとなり、正規
動作点を境にして極性が変化する。そこで、φ、〉0の
ときは一次周波数f+ 全上げ、φq<oのときは下げ
るようにしてφ、に応じてωSを修正制御すれば動作点
は正規の状態に還る。すなわち(2)式を満足するよう
な運転が行なえる。(b)及び(C)でも上述した制御
により同様に所期の運転が行なえる。
0金、勇足する正規の動作点である。この動作点よシす
ベク角周波教ωBが変動すると、φ9キOとなり、正規
動作点を境にして極性が変化する。そこで、φ、〉0の
ときは一次周波数f+ 全上げ、φq<oのときは下げ
るようにしてφ、に応じてωSを修正制御すれば動作点
は正規の状態に還る。すなわち(2)式を満足するよう
な運転が行なえる。(b)及び(C)でも上述した制御
により同様に所期の運転が行なえる。
以上が(2)式を満足させるだめの動作原理であるが、
次に第1図の回路における上記関係の動作につき説明す
る。
次に第1図の回路における上記関係の動作につき説明す
る。
電圧成分検出シ37及び8で、次式に従い電動機電圧の
2軸数分、すなわち、前述の各相位相基準に対して90
度位相差の成分e、及び同位相(又は逆位相)の成分e
、全各々検出する。
2軸数分、すなわち、前述の各相位相基準に対して90
度位相差の成分e、及び同位相(又は逆位相)の成分e
、全各々検出する。
ここに、va=vU
e6:検出器8の出力信号
eq:検出器7の出力信号
VD−Vw:電動機各相′6圧
ed及びe、は電動機の漏れインピーダンス降下の影響
全無視すれば、前述しだφ4及びφ、とa′I)式の関
係がある。
全無視すれば、前述しだφ4及びφ、とa′I)式の関
係がある。
なお、漏れインピーダンス降下分の補正は、例えば電流
検出器12からの電流検出信号に基づいてインピーダン
ス降下分を演算検出し、電圧信号v u ””’ v
w 、または、Va及びVβからその降下分を差し引く
か、あるいは、00式の演算後に電流成分指令信号i−
及びi−1あるいは、電流成分検出信号116及び11
.に基づいて、インピーダンス降下の各軸成分全演算し
、検出器7及び8の出力信号からそれら全差し引くこと
によシ行なうことができる。
検出器12からの電流検出信号に基づいてインピーダン
ス降下分を演算検出し、電圧信号v u ””’ v
w 、または、Va及びVβからその降下分を差し引く
か、あるいは、00式の演算後に電流成分指令信号i−
及びi−1あるいは、電流成分検出信号116及び11
.に基づいて、インピーダンス降下の各軸成分全演算し
、検出器7及び8の出力信号からそれら全差し引くこと
によシ行なうことができる。
すなわち、edによシφ、相当の信号が、また、e、に
よりφd相当の信号がそれぞれ検出される。
よりφd相当の信号がそれぞれ検出される。
信号edは変化率制限器4の出力信号と共に加算器9に
加えられる。このとき、edが負(φ、〉0に相当)の
場合は、加算器9の出力信号が大、すなわち、インバー
タ出力周波数f+が上昇する極性で加算される。このよ
うにして、前述した原理に従い、常にea=0(φ、=
0)となるようにflが11j8御され、そして、すベ
シ角周波数ω8は正規動作点の値に制御される。
加えられる。このとき、edが負(φ、〉0に相当)の
場合は、加算器9の出力信号が大、すなわち、インバー
タ出力周波数f+が上昇する極性で加算される。このよ
うにして、前述した原理に従い、常にea=0(φ、=
0)となるようにflが11j8御され、そして、すベ
シ角周波数ω8は正規動作点の値に制御される。
一方、逆出信号e、は、α9式に示すように、φd及び
角周波数ω1に比例するが、正規動作点における磁束φ
6は励磁電流指令l−に比例することから i 、*が
一定であればe、はω1に比例する。
角周波数ω1に比例するが、正規動作点における磁束φ
6は励磁電流指令l−に比例することから i 、*が
一定であればe、はω1に比例する。
さらに、すべり角円波数ω8は(2)式の関係から1−
(=: 1lq)に比例するため、速度信号ω1は次式
の関係に従い検出できる。この演算は加算点21で行な
われる。
(=: 1lq)に比例するため、速度信号ω1は次式
の関係に従い検出できる。この演算は加算点21で行な
われる。
ωr ” k、eqk21 t” ・・・・・1団・α
椋ここに、kI + k2 :比例定数 そして増幅器5において、変化率制限a4からの速度指
令信号と信号ω1のBMが増幅され、トルク成分7す5
流指令i、*が取シ出される。トルクTは(4)式の関
係より、i、”(=il、)に比例するので、回転速度
は指令に応じて制御される。
椋ここに、kI + k2 :比例定数 そして増幅器5において、変化率制限a4からの速度指
令信号と信号ω1のBMが増幅され、トルク成分7す5
流指令i、*が取シ出される。トルクTは(4)式の関
係より、i、”(=il、)に比例するので、回転速度
は指令に応じて制御される。
本発明によれば、速度検出器を用いることなく、従来の
ベクトル制御と同様に、高速応答の速度制御が行なえる
制御方法を提供することができる。
ベクトル制御と同様に、高速応答の速度制御が行なえる
制御方法を提供することができる。
実施例では、信号i−は指令回路11によシ設定される
が、その設定にはe、が所定値となるよう初期調節が必
要である。それ全省略できる?)′にしたものが、第3
図に示すものである。22は加算器9からの周波数指令
信号ω1と信号e、の偏差に応じて励磁電流指令の補正
信号Δin”を出力する増幅器、23は励磁電流指令の
基準値i工*ネ全出力する励磁電流設定回路、24は基
準値io峠と補正信号Δi−を加算する加算器である。
が、その設定にはe、が所定値となるよう初期調節が必
要である。それ全省略できる?)′にしたものが、第3
図に示すものである。22は加算器9からの周波数指令
信号ω1と信号e、の偏差に応じて励磁電流指令の補正
信号Δin”を出力する増幅器、23は励磁電流指令の
基準値i工*ネ全出力する励磁電流設定回路、24は基
準値io峠と補正信号Δi−を加算する加算器である。
e、(σφd)とi−は比例関係にあるため、もし、e
、が所定1直よシ小であれば1ノを増加方向に、逆の場
合は減少方向に変化させることKより、eqを所定値に
制御できる。
、が所定1直よシ小であれば1ノを増加方向に、逆の場
合は減少方向に変化させることKより、eqを所定値に
制御できる。
増幅器22で、信号ω1と信号e、を突き合わせ、その
1扁差が零となるように制御することがら、k1ω、=
e、 ・・・・・・山・・・・・・・・・0すすなわち
、 e、/ωI−kl ・・・・・・・・n1・・・・・・
(II’ここに、kl :比例定数 φ、1(:e、/ω1)を自動的に所定値に保つことが
でき、実施例におけるような!−の初期調節は不要であ
る。さらに磁束φ、全全トルク変化時どを含め常に所定
値に保持できるため、磁束の減少による磁束(電圧)検
出精度並びにトルクの低下が起こらず、安定な運転が行
なえる。
1扁差が零となるように制御することがら、k1ω、=
e、 ・・・・・・山・・・・・・・・・0すすなわち
、 e、/ωI−kl ・・・・・・・・n1・・・・・・
(II’ここに、kl :比例定数 φ、1(:e、/ω1)を自動的に所定値に保つことが
でき、実施例におけるような!−の初期調節は不要であ
る。さらに磁束φ、全全トルク変化時どを含め常に所定
値に保持できるため、磁束の減少による磁束(電圧)検
出精度並びにトルクの低下が起こらず、安定な運転が行
なえる。
前記実施例は、cd及びeqf検出し前述した制御を行
なうものであったが、第3A図に示すように増幅器15
及び16の出力信号ed*及びe−ked及びe、の代
シに用いても同様の制御を行なわせることができる。な
ぜなら、電動機電圧eυ〜ewは信号ed*及びeq”
を座標変換して得られた電圧指令パターン信号eU*〜
e−に比例して制御されるが、電圧成分検出器7及び8
は電動機電圧eU−eVから前述の逆変換を行ないed
及びe9を検出するものであるため、cd傘とe。
なうものであったが、第3A図に示すように増幅器15
及び16の出力信号ed*及びe−ked及びe、の代
シに用いても同様の制御を行なわせることができる。な
ぜなら、電動機電圧eυ〜ewは信号ed*及びeq”
を座標変換して得られた電圧指令パターン信号eU*〜
e−に比例して制御されるが、電圧成分検出器7及び8
は電動機電圧eU−eVから前述の逆変換を行ないed
及びe9を検出するものであるため、cd傘とe。
及びe、*とe、は略一致するからである。このように
して、信号ed*及びe ++” f−用いれば電圧成
分検出器7及び8′f:省略できるため、回路構成(制
御演算内容)が大幅に簡素化される。
して、信号ed*及びe ++” f−用いれば電圧成
分検出器7及び8′f:省略できるため、回路構成(制
御演算内容)が大幅に簡素化される。
第3図の実施例全マイクロプロセッサを用いて実現した
ものを第5図に示す。50は電圧指令値の振幅A (n
) 、δ(n)、及び角周波数指令ωs ” (n)よ
り(7)式の電圧指令に相当した信号を演算し、さらに
、搬送波信号との比較によjOPWMパルス金発生する
PWM発生回路、51は角周波数指令ω+”(n)と電
流検出器12で検出される(9)式の電流とよシ、09
式で示されるd輔、q軸電流成分iId* iIqを検
出する電流成分検出器、52はω−(n)と電圧検出用
変圧器で検出する電動機各相電圧v、、v、。
ものを第5図に示す。50は電圧指令値の振幅A (n
) 、δ(n)、及び角周波数指令ωs ” (n)よ
り(7)式の電圧指令に相当した信号を演算し、さらに
、搬送波信号との比較によjOPWMパルス金発生する
PWM発生回路、51は角周波数指令ω+”(n)と電
流検出器12で検出される(9)式の電流とよシ、09
式で示されるd輔、q軸電流成分iId* iIqを検
出する電流成分検出器、52はω−(n)と電圧検出用
変圧器で検出する電動機各相電圧v、、v、。
v、とよシミQ式で示すd軸、qii111電圧成分c
d。
d。
e、全検出する′電圧成分検出器、53はマイクロプロ
セッサ、54はプログラム及びデータを記憶するメモリ
、55は速度指令などの指令及び電流、速度などのアン
サーバック信号を上記とインタフェースするインタフェ
ース回路である。
セッサ、54はプログラム及びデータを記憶するメモリ
、55は速度指令などの指令及び電流、速度などのアン
サーバック信号を上記とインタフェースするインタフェ
ース回路である。
第6図は、マイクロプロセッサで本発明を実施するフロ
ーチャート例である。才ず、演算される速度帰還値ω、
(n)がOに初期設定されている、割込みにより、演算
が起動され、5において、速度指令ω、”(n)及び励
磁電流指令i 、、* *(H) を取シ込む、次に、
10で帰還iiM i+ q (n)及びi、d(n)
を電流成分検出器よ、!l)、ed(11)n及びe
、(n) を電圧成分検出器より取シ込む、次に、15
で角周波数指令ω、”(n)全5で取シ込んだ速度指令
ω−(n)と10で取り込んだe、(n) よシ演算す
る。次に、励磁電流i 、、”(n)を15で演算した
ω、”(n)と10で取シ込んだe 、(n)より演算
する。次に、25で5で取シ込んだ速度指令ω、”(n
)と速度帰還値ω、+1) (但し、初期はω冷1−〇
)とよシトルク電流指令i 、*(n)を演算する。
ーチャート例である。才ず、演算される速度帰還値ω、
(n)がOに初期設定されている、割込みにより、演算
が起動され、5において、速度指令ω、”(n)及び励
磁電流指令i 、、* *(H) を取シ込む、次に、
10で帰還iiM i+ q (n)及びi、d(n)
を電流成分検出器よ、!l)、ed(11)n及びe
、(n) を電圧成分検出器より取シ込む、次に、15
で角周波数指令ω、”(n)全5で取シ込んだ速度指令
ω−(n)と10で取り込んだe、(n) よシ演算す
る。次に、励磁電流i 、、”(n)を15で演算した
ω、”(n)と10で取シ込んだe 、(n)より演算
する。次に、25で5で取シ込んだ速度指令ω、”(n
)と速度帰還値ω、+1) (但し、初期はω冷1−〇
)とよシトルク電流指令i 、*(n)を演算する。
速度帰還値ω、(n)は10で取り込んでe、(n)と
トルク電流指令i、”(−)より30において演算し、
励磁′電流指令i、*(n)とd軸成分電流検出i、d
(n)とよ5d軸軸数電圧指令e+”(”)’li=、
)ルク電流指令i 、*(H)とq軸成分電流検出’t
q(n)とよシq軸成分電圧指令eq”(n)e 35
で演算する。この演算結果より、’PWMパルス発生回
路50に与える電圧指令値の畳幅A(n)及びδ0)全
演算する。以上の演算結果よりPWMパルス回路50に
はA(n)、 δ(n)及びω、”(n)が出力され、
電流成分検出器51、電圧成分検出器52にはωt”(
n)が出力され、第3図と同様の制御を行なうことがで
きる。
トルク電流指令i、”(−)より30において演算し、
励磁′電流指令i、*(n)とd軸成分電流検出i、d
(n)とよ5d軸軸数電圧指令e+”(”)’li=、
)ルク電流指令i 、*(H)とq軸成分電流検出’t
q(n)とよシq軸成分電圧指令eq”(n)e 35
で演算する。この演算結果より、’PWMパルス発生回
路50に与える電圧指令値の畳幅A(n)及びδ0)全
演算する。以上の演算結果よりPWMパルス回路50に
はA(n)、 δ(n)及びω、”(n)が出力され、
電流成分検出器51、電圧成分検出器52にはωt”(
n)が出力され、第3図と同様の制御を行なうことがで
きる。
前記実施例では、ed及びeqffi検出しφ、が零と
なるように、また、φdは所定値となるように周波数及
び励磁電流を制御したが、磁束成分φd及びφ、を直接
検出し同様の制御を行なうものであっても同様の効果が
得られる。第4図はその実施例の回路構成図である。磁
束検出器25は次式に従い電動機電圧を二相交流信号v
a及びVβに変換し、それらを積分することによシ磁束
φ、及びφβを検出する。
なるように、また、φdは所定値となるように周波数及
び励磁電流を制御したが、磁束成分φd及びφ、を直接
検出し同様の制御を行なうものであっても同様の効果が
得られる。第4図はその実施例の回路構成図である。磁
束検出器25は次式に従い電動機電圧を二相交流信号v
a及びVβに変換し、それらを積分することによシ磁束
φ、及びφβを検出する。
ここで、rl及びxiは磁束の検出精度金高めるために
電動機の漏れインピーダンス降下を電動機電流を用いて
、f1旧賞していること金示す。
電動機の漏れインピーダンス降下を電動機電流を用いて
、f1旧賞していること金示す。
゛ 磁束成分検出器26及び27は、次式に従い磁束成
分φ、及びφ9全検出する。
分φ、及びφ9全検出する。
信号φ、は加算器30に加えられ、それが正のとき加算
器30の出力信号が上昇する極性関係にて加算される。
器30の出力信号が上昇する極性関係にて加算される。
φ9とedは09式の関係があることから、前記実施例
と同様の動作が行なわれる。
と同様の動作が行なわれる。
咬だ、磁束量差増幅器29は磁束指令回路28からの磁
束指令信号と信号φdの偏差を増幅して励磁電流指令の
補正信号Δ1 、、*f比出力る。そして、前記実施例
と同様にφ4は所定値に制御される。
束指令信号と信号φdの偏差を増幅して励磁電流指令の
補正信号Δ1 、、*f比出力る。そして、前記実施例
と同様にφ4は所定値に制御される。
また、速度信号ω1は加算点21において加算器30か
らの周波数指令信号ωlから前記実施例と同様にしてす
べり周波数分を差し引いて検出し、前述と同様に速度制
御を行なう。このようにして第3図の実施例と同様の効
果が得られる。
らの周波数指令信号ωlから前記実施例と同様にしてす
べり周波数分を差し引いて検出し、前述と同様に速度制
御を行なう。このようにして第3図の実施例と同様の効
果が得られる。
なお、磁束成分φdと磁束φ(= し了り〒77)は第
2図に示す関係にあるため、φ全検出しφdの代シに用
いても同様の動作が行える。同様にφに比例するe (
−m )、を検出いdの代シに用いてもよい。なお、e
は電動機電圧の基本疲労の振幅値を、また、φは電動機
電圧を積分して得た磁束信号の振幅値全検出することに
よシ得られる。
2図に示す関係にあるため、φ全検出しφdの代シに用
いても同様の動作が行える。同様にφに比例するe (
−m )、を検出いdの代シに用いてもよい。なお、e
は電動機電圧の基本疲労の振幅値を、また、φは電動機
電圧を積分して得た磁束信号の振幅値全検出することに
よシ得られる。
なお、以上の実施例では、PWM(パルス幅変調)イン
バータへの適用例について述べたが、他の種類のインバ
ータであってもその出力周波数及び出力電圧(電流)が
制御可能なものであれば本発明を適用することができる
。
バータへの適用例について述べたが、他の種類のインバ
ータであってもその出力周波数及び出力電圧(電流)が
制御可能なものであれば本発明を適用することができる
。
本発明によれば、磁束検出のために積分器全使用しない
ためドリフトの問題がなく、また、電動機電圧e、に応
じて励磁電流を制御するため、さらに急峻に変化する実
電動機電流全直接フィードバック制御する電流制御ルー
プをもたないためマイクロコンピュータ使用時における
その負荷率が軽減する。
ためドリフトの問題がなく、また、電動機電圧e、に応
じて励磁電流を制御するため、さらに急峻に変化する実
電動機電流全直接フィードバック制御する電流制御ルー
プをもたないためマイクロコンピュータ使用時における
その負荷率が軽減する。
第1図は本発明の一実施例を示すインバータ装置の回路
図、第2図は本発明の詳細な説明するたガー曳し に めの特性図、第3図7第4図は本発明の他の実施、例の
インバータ装置の回路図である。 1・・・インバータ、2・・・訪導寛動機、3・・・速
度指令回路、5・・・速度偏差増幅器、7,8・−・電
圧成分検出器、10・・・発掘器、13.14・・・電
流成分検出器、15.16・・・電流偏差増幅器。 代理人 弁理士 高橋明夫 ′$ 2厘 (C) 贋 第 5 図 ■ z 菌
図、第2図は本発明の詳細な説明するたガー曳し に めの特性図、第3図7第4図は本発明の他の実施、例の
インバータ装置の回路図である。 1・・・インバータ、2・・・訪導寛動機、3・・・速
度指令回路、5・・・速度偏差増幅器、7,8・−・電
圧成分検出器、10・・・発掘器、13.14・・・電
流成分検出器、15.16・・・電流偏差増幅器。 代理人 弁理士 高橋明夫 ′$ 2厘 (C) 贋 第 5 図 ■ z 菌
Claims (1)
- 1.84電動機と、この誘導電動機に可変周波数の交流
を供給する変換器、この変換器の出力電圧及び周波数を
制御するだめの制御装置からなる電動(良制御装置にお
いて、 変換器出力′電圧の各相位相基準に対して90度位相差
の電動機各相電流の成分全励磁電流指令に比例するよう
に制御し、また、前記各相位相基準に対して同位相の竜
!41I機各相電流の成分全トルク成分電流指令に比例
するように制御する構成の制御装置を備え、T’a+動
磯゛硯圧検出信号、あるいは、変換器の出力周波数指令
と回転速度指令との篩差に応じて変換器出力電流を制御
する第1手法、変換器出力?ワ:圧の各相位相基準に対
して90度位相差の゛成4rh機各相電圧の成分あるい
は前記各相位相基準に対して同位相(又は逆位相)の電
動機各相鎖交磁束に応じて変換器出力周波数を制御する
第2手法を備え、電動機の速度制御を行うようにしたこ
とを特徴とする誘導電動機の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58190807A JPS6084992A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58190807A JPS6084992A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6084992A true JPS6084992A (ja) | 1985-05-14 |
JPH0561876B2 JPH0561876B2 (ja) | 1993-09-07 |
Family
ID=16264070
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58190807A Granted JPS6084992A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6084992A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63171182A (ja) * | 1986-12-29 | 1988-07-14 | Fuji Electric Co Ltd | 誘導電動機の可変速駆動装置 |
US4944988A (en) * | 1987-12-29 | 1990-07-31 | Oji Paper Co., Ltd. | Ink jet recording sheet and process for producing same |
JP2010273400A (ja) * | 2009-05-19 | 2010-12-02 | Nippon Reliance Kk | 誘導電動機制御装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54121921A (en) * | 1978-03-14 | 1979-09-21 | Toshiba Corp | Induction motor controller |
-
1983
- 1983-10-14 JP JP58190807A patent/JPS6084992A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54121921A (en) * | 1978-03-14 | 1979-09-21 | Toshiba Corp | Induction motor controller |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63171182A (ja) * | 1986-12-29 | 1988-07-14 | Fuji Electric Co Ltd | 誘導電動機の可変速駆動装置 |
US4944988A (en) * | 1987-12-29 | 1990-07-31 | Oji Paper Co., Ltd. | Ink jet recording sheet and process for producing same |
JP2010273400A (ja) * | 2009-05-19 | 2010-12-02 | Nippon Reliance Kk | 誘導電動機制御装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0561876B2 (ja) | 1993-09-07 |
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