JPS6188780A - 速度制御装置の制御定数設定方法 - Google Patents
速度制御装置の制御定数設定方法Info
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- JPS6188780A JPS6188780A JP59209736A JP20973684A JPS6188780A JP S6188780 A JPS6188780 A JP S6188780A JP 59209736 A JP59209736 A JP 59209736A JP 20973684 A JP20973684 A JP 20973684A JP S6188780 A JPS6188780 A JP S6188780A
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- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract description 5
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
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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
- H02P27/045—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 whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
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、ｄ動機の速度制御装置の制御定数設定方法に
関するものである。
関するものである。
電動機の速度制御装置におけるオートチエンジングの方
法としては、例えば／ｉ開昭５８−１９２４８６号公報
に示されるものが知られている。この方法は回転速度の
２階微分と電機子電流の１階微分の比を演算して、負荷
トルクの影響を受けることなく、電動機磁束と機械系の
起動時定数（慣性モーメント）の比を求め、速度調節部
のゲインをダイレクトに自動設定する。しかし、この方
法においては微分演算が行われるため、回転速度及び電
機子電流の検出信号に含マ几るパルス状ノイズの影響を
受は易く、その結果、４様子電流にリプルが多く含まれ
るようになることが難点である。
法としては、例えば／ｉ開昭５８−１９２４８６号公報
に示されるものが知られている。この方法は回転速度の
２階微分と電機子電流の１階微分の比を演算して、負荷
トルクの影響を受けることなく、電動機磁束と機械系の
起動時定数（慣性モーメント）の比を求め、速度調節部
のゲインをダイレクトに自動設定する。しかし、この方
法においては微分演算が行われるため、回転速度及び電
機子電流の検出信号に含マ几るパルス状ノイズの影響を
受は易く、その結果、４様子電流にリプルが多く含まれ
るようになることが難点である。
本発明の目的は、電動機の速度制御装置における速度調
節の制御定数設定を高精度にかつ自動的に行う方法を提
供することにある。
節の制御定数設定を高精度にかつ自動的に行う方法を提
供することにある。
本発明の特徴は、トルクに比例した信号の積分及び回転
速度の変化幅−基づいて機械系の慣性モーメントを演算
し、これに基づいて速度調節部のゲインを実運転前に自
動設定するようにしたことにある。
速度の変化幅−基づいて機械系の慣性モーメントを演算
し、これに基づいて速度調節部のゲインを実運転前に自
動設定するようにしたことにある。
以下、図面により本発明の詳細な説明する。
第１図１’ｉベクトル制御インバーメ装置で誘導電動機
を態動する回路構成図である。１及び３はトランジスタ
等で構成されるインバータとそのドライバ回路、３は誘
導電動機、４は負荷装置、５は回転速度検出器である。
を態動する回路構成図である。１及び３はトランジスタ
等で構成されるインバータとそのドライバ回路、３は誘
導電動機、４は負荷装置、５は回転速度検出器である。
Ａ部はベクトル制御の一般的な回路で、わかシ易くする
為アナログ的にブロック図で示している。ここで６は底
流調節器（ＡＣＲ）、７はベクトル演算器、８は周波数
指令信号ω−に比例した周波数の２相正弦波信号を出力
する発振器、９はｉ−をｉ、＊及びＴ２ （２次時定ａ
）で割算してすべり周波数指令値ω−を求める演算器、
１０は速度調節器（Ａ部几）、１１は回転速度指令器、
１２は励磁電流指令器である。
為アナログ的にブロック図で示している。ここで６は底
流調節器（ＡＣＲ）、７はベクトル演算器、８は周波数
指令信号ω−に比例した周波数の２相正弦波信号を出力
する発振器、９はｉ−をｉ、＊及びＴ２ （２次時定ａ
）で割算してすべり周波数指令値ω−を求める演算器、
１０は速度調節器（Ａ部几）、１１は回転速度指令器、
１２は励磁電流指令器である。
Ｂ部は本発明における誘導電動機３０回転子とこれに連
結する負荷装置４等の慣性モーメントＪの演算部である
。これはｉ−一φ変換器１３、トルク電流指令信号ｉ−
を積分する積分器１４、回転速度ω、の変化幅検出器１
５、トルク演算器１６、及び・慣性モーメント演算器１
７より構成され、この出力によりＡ３Ｒ１０のゲインを
調整する。
結する負荷装置４等の慣性モーメントＪの演算部である
。これはｉ−一φ変換器１３、トルク電流指令信号ｉ−
を積分する積分器１４、回転速度ω、の変化幅検出器１
５、トルク演算器１６、及び・慣性モーメント演算器１
７より構成され、この出力によりＡ３Ｒ１０のゲインを
調整する。
前述したベクトル制御の原理は、＝ｈ！Ｉ！ｌｌＩ機通
流の励磁成分とトルク発生成分の指令１ｇ号ｉ、串と五
−のそれぞれに応じて磁束とトルクを独立に制御するこ
とにより、誘導電動機を高速応答、高精度に速度制御す
るようにしたものであるが、その詳細は周知であるので
、ここでは詳しい動作説明は省略する。本発明は、この
ような速度１ｆｆｌｊ御装置の速度調節器のゲインを自
動設定する方法に関する。
流の励磁成分とトルク発生成分の指令１ｇ号ｉ、串と五
−のそれぞれに応じて磁束とトルクを独立に制御するこ
とにより、誘導電動機を高速応答、高精度に速度制御す
るようにしたものであるが、その詳細は周知であるので
、ここでは詳しい動作説明は省略する。本発明は、この
ような速度１ｆｆｌｊ御装置の速度調節器のゲインを自
動設定する方法に関する。
以下、本発明の内容について述べる。
速度制御系の制御ループは第２図のように表わせ、その
−巡伝達関数Ｇは次式となる。
−巡伝達関数Ｇは次式となる。
・・・・・・・・・（ｌン
ここで、磁束φは一定としても、慣性モーメントＪが；
動機及び負荷装置の変更により変化すると制御系のゲイ
ンが変動し、最適応答の制御が行えない。そこで本発明
においては、Ｊを実運転前に正確に測定し、速度調節器
のゲインＫｌをＪに比例して自動的に設定する。
動機及び負荷装置の変更により変化すると制御系のゲイ
ンが変動し、最適応答の制御が行えない。そこで本発明
においては、Ｊを実運転前に正確に測定し、速度調節器
のゲインＫｌをＪに比例して自動的に設定する。
慣性モーメントＪは、次式より求めることができる。
すなわち、第１図の演算部ｆ３Ｋｉ、”、ｉ−及びω、
を入力し、第３図に示すように回転速度を一定レートで
加速する。このときφが一定（ベクトル１ｔｌＪ御にお
いてはトルク変化に対してφは一定に保たれる）の条件
に２いては、電動機発生トルクＴ、は、五−に比例しく
Ｔ、＝にφｉ−）、また、電動機が無負荷に近い場合は
、発生トルクをそのまま加速トルクとみなせるので、加
速期間中の１、＊の積分量（トルクの積分量に比例）を
、その積分期間における回転速度変化幅で割算すること
によりＪが求められる。
を入力し、第３図に示すように回転速度を一定レートで
加速する。このときφが一定（ベクトル１ｔｌＪ御にお
いてはトルク変化に対してφは一定に保たれる）の条件
に２いては、電動機発生トルクＴ、は、五−に比例しく
Ｔ、＝にφｉ−）、また、電動機が無負荷に近い場合は
、発生トルクをそのまま加速トルクとみなせるので、加
速期間中の１、＊の積分量（トルクの積分量に比例）を
、その積分期間における回転速度変化幅で割算すること
によりＪが求められる。
しかし実際においては、負荷トルクＴｈを考慮する必要
がある。加速トルクは発生トルクＴ、からＴＬを差し引
いたものでありＪは次式で与えられる。
がある。加速トルクは発生トルクＴ、からＴＬを差し引
いたものでありＪは次式で与えられる。
但し、Ｔ、、 ＞ ０ 、 Δω７．〉Ｏここで、Ｔ
、は前述のようにｉ−よ）推定できるが、ＴＬは回転速
度及び負荷条件に応じて変動する。そこで、次に回転速
度を一定レートで減速した場合においてＪを求める。減
速トルクは発生トルクＴ、よりＴｔ、を差し引いたもの
であるから前述と同様にしてＪは次式で与えられる。
、は前述のようにｉ−よ）推定できるが、ＴＬは回転速
度及び負荷条件に応じて変動する。そこで、次に回転速
度を一定レートで減速した場合においてＪを求める。減
速トルクは発生トルクＴ、よりＴｔ、を差し引いたもの
であるから前述と同様にしてＪは次式で与えられる。
但し、Ｔｅｄ（ｏ 、Δω、６＜Ｏ
ここで、加減速レート及び加減速の回転速度変化幅が同
一の場せを考えると、負荷トルクと回転速度の関係が一
定の条件におい、ては次式が取立する。
一の場せを考えると、負荷トルクと回転速度の関係が一
定の条件におい、ては次式が取立する。
Δω１．＝Δωを櫨＝Δω。
したがって、（３）、（４）式の和よりすなわち、Ｊは
加速時及び減速時におけるｉ−の積分量の差から、負荷
トルクの影響を受けることなく求めることができる。
加速時及び減速時におけるｉ−の積分量の差から、負荷
トルクの影響を受けることなく求めることができる。
以上述べたび算は、マイクロコンピユータラ用いた制＃
装置であればソフト処理だけで対応することができる。
装置であればソフト処理だけで対応することができる。
第４図にその演算のフローチャートを示す。
先ずｌ♂を取り込み心動機の相互インダクタンスＭより
φを演算する。次にω−を一定レートで変化させ加速を
行う。この間ｊ、＊をΔを秒毎に１秒間メモリに取シ込
み、そしてその１秒間における回転速度の初期値ω、ｌ
と終期値ωｒ２をメモリに取込む。こｎより１秒間にお
けるｉｔ“の累積加算（Ｊｌ、＊Δｔ）と回転速度変化
幅Δω、を求めｆＴ、、ｄｔ を演算する。次にω、
を〜疋し−トで減速させ、前述と同様にして、／Ｔ−ａ
ｄｔ を求める。
φを演算する。次にω−を一定レートで変化させ加速を
行う。この間ｊ、＊をΔを秒毎に１秒間メモリに取シ込
み、そしてその１秒間における回転速度の初期値ω、ｌ
と終期値ωｒ２をメモリに取込む。こｎより１秒間にお
けるｉｔ“の累積加算（Ｊｌ、＊Δｔ）と回転速度変化
幅Δω、を求めｆＴ、、ｄｔ を演算する。次にω、
を〜疋し−トで減速させ、前述と同様にして、／Ｔ−ａ
ｄｔ を求める。
以上の結果を基に（６）式に基づきＪを演算する。そし
て、このＪに蔭づき速度調節器ＡＳＲのゲインに１を設
定する。
て、このＪに蔭づき速度調節器ＡＳＲのゲインに１を設
定する。
以上、本発明によれば負荷トルクの影響を受けずく慣性
モーメントＪの正確な値を求めることができ、速度制御
性能を向上できる効果がある。なお、前記実施例におい
ては、Ｊの演算において負荷トルクの影響を除くため電
動機を加減速したが、回転速度の変化幅が小さい範囲で
測定するならば、負荷トルクは回転速度によらずほぼ一
定とみなせるので、予め一定速度における負荷トルクの
種分量ｆ ’ｌ’、、ｄｔ を求めておき、次に尼
＃機を加速して、その時のトルク積分ｉｆＴ、ｄｔより
、前述負荷トルク積分量を差し引いて石柱モーメントＪ
を演算しても同様の結果が得られる。この関係は（３）
式から明らかである。このときのフローチャートを第５
図に示す。
モーメントＪの正確な値を求めることができ、速度制御
性能を向上できる効果がある。なお、前記実施例におい
ては、Ｊの演算において負荷トルクの影響を除くため電
動機を加減速したが、回転速度の変化幅が小さい範囲で
測定するならば、負荷トルクは回転速度によらずほぼ一
定とみなせるので、予め一定速度における負荷トルクの
種分量ｆ ’ｌ’、、ｄｔ を求めておき、次に尼
＃機を加速して、その時のトルク積分ｉｆＴ、ｄｔより
、前述負荷トルク積分量を差し引いて石柱モーメントＪ
を演算しても同様の結果が得られる。この関係は（３）
式から明らかである。このときのフローチャートを第５
図に示す。
以上述べた実施例は周知のベクトル制御装置に本発明を
適用した例であるが、他の制御装置であってもトルク及
び回転速度に比例した信号が得られる揚台は同様に本発
明を適用できる。これらの信号は演算推定された信号で
あってよい。周知のベクトル制御装置はインバータ出力
周波数ω１をｉｉ＋ｌＪ （Ａする／ζめに１また速度
制御のためのフィードバック信号に速度検出信号が用い
られ電動機取付の速度検出器が必要で７ステム構成が複
雑である。
適用した例であるが、他の制御装置であってもトルク及
び回転速度に比例した信号が得られる揚台は同様に本発
明を適用できる。これらの信号は演算推定された信号で
あってよい。周知のベクトル制御装置はインバータ出力
周波数ω１をｉｉ＋ｌＪ （Ａする／ζめに１また速度
制御のためのフィードバック信号に速度検出信号が用い
られ電動機取付の速度検出器が必要で７ステム構成が複
雑である。
この解決のため、速度検出器を用いないベクトル制御方
式が開発された。、ｇ６図にこの制侃装置への本発明の
適用例を示す。この方式の原理及び動作については特願
昭５８−２９１４３号に述べられているので、ここでは
詳しい説明は省略するが、電動機の誘導起ｄ力を検出し
、この起遇カベクトルを座標基準に、起電力に対し９０
度位相差の電動礪電流成分（励磁電流）を調節して磁束
を、また、起−力に対して同位相の電流成分（トルク電
流）を調パ６してトルクを制御するものである。このも
のにおいても、速度調節器１０より前記実施例と同様に
トルク電流指令ｉｔ＊が得られ、励侭電流指令話１２よ
り励磁混流指令ｉ、傘が得られる（ここで起電力調節器
１８の出力信号Δｉ−は、磁束の基準値からの変化を防
止するように起電力検出器１９からの起電力検出信号に
応じて１）に付加されるもので、磁束はｉｔに比例して
制御される）。
式が開発された。、ｇ６図にこの制侃装置への本発明の
適用例を示す。この方式の原理及び動作については特願
昭５８−２９１４３号に述べられているので、ここでは
詳しい説明は省略するが、電動機の誘導起ｄ力を検出し
、この起遇カベクトルを座標基準に、起電力に対し９０
度位相差の電動礪電流成分（励磁電流）を調節して磁束
を、また、起−力に対して同位相の電流成分（トルク電
流）を調パ６してトルクを制御するものである。このも
のにおいても、速度調節器１０より前記実施例と同様に
トルク電流指令ｉｔ＊が得られ、励侭電流指令話１２よ
り励磁混流指令ｉ、傘が得られる（ここで起電力調節器
１８の出力信号Δｉ−は、磁束の基準値からの変化を防
止するように起電力検出器１９からの起電力検出信号に
応じて１）に付加されるもので、磁束はｉｔに比例して
制御される）。
また、回転速度の推定値ω、け、起電力検出信号ｅ、（
起電力調節器１８の作用により定常的にばｅ、はω−に
一致する。）よりすベシ周波数ω、牢を差し引き演算さ
れる。上述のように、磁束、トルク及び回転速度のそれ
ぞれに比例する１−９ｉ−及びω７が得られるため、前
記実兄例と同様にこれらを用いて本発明を実施でき、同
様の効果が得られる。
起電力調節器１８の作用により定常的にばｅ、はω−に
一致する。）よりすベシ周波数ω、牢を差し引き演算さ
れる。上述のように、磁束、トルク及び回転速度のそれ
ぞれに比例する１−９ｉ−及びω７が得られるため、前
記実兄例と同様にこれらを用いて本発明を実施でき、同
様の効果が得られる。
本発明によれば、微分演算によらず、ノイズの影響を受
は難い積分演算を行っており、また、負荷トルクの影響
を考慮に入れた晶精度の慣性モーメントＪを推定でき、
これにより制−ゲインを最適に設定できるという効果が
ある。
は難い積分演算を行っており、また、負荷トルクの影響
を考慮に入れた晶精度の慣性モーメントＪを推定でき、
これにより制−ゲインを最適に設定できるという効果が
ある。
第１図は本発明の速波制御装置の制御定数設定方法の実
施例のベクトル制御装置への適用例のブロック図、第２
図、第３図はそれぞ几第１図の方法の原理説明図、第４
図は第１図の方法実施のソフトウェアのフローチャート
、第５図は本発明の速度判御装置のイ１］御定数設定方
法の他の実施例のソフトウェアのフローチャート、第６
図は本発明の速度制＃装置の制御定数設定方法の他の実
施例のベクトル制御装置への適用時のブロック図である
。 ３・・・交流電動４Ｊ、Ａ・・・ベクトル制御装置、１
０・・・速度調節器。
施例のベクトル制御装置への適用例のブロック図、第２
図、第３図はそれぞ几第１図の方法の原理説明図、第４
図は第１図の方法実施のソフトウェアのフローチャート
、第５図は本発明の速度判御装置のイ１］御定数設定方
法の他の実施例のソフトウェアのフローチャート、第６
図は本発明の速度制＃装置の制御定数設定方法の他の実
施例のベクトル制御装置への適用時のブロック図である
。 ３・・・交流電動４Ｊ、Ａ・・・ベクトル制御装置、１
０・・・速度調節器。
Claims (1)
- １、電動機の速度制御装置において、電動機のトルクを
変え、回転速度を変化させた際においてトルク及び回転
速度に比例した信号に基づき、前記トルク比例信号の積
分量と回転速度の変化幅を演算し、その比より機械系の
慣性モーメントを計算し、その結果に基づいて速度調節
器の制御定数を自動的に設定するようにしたことを特徴
とする速度制御装置の制御定数設定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59209736A JPS6188780A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | 速度制御装置の制御定数設定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59209736A JPS6188780A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | 速度制御装置の制御定数設定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6188780A true JPS6188780A (ja) | 1986-05-07 |
| JPH0410319B2 JPH0410319B2 (ja) | 1992-02-24 |
Family
ID=16577784
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59209736A Granted JPS6188780A (ja) | 1984-10-08 | 1984-10-08 | 速度制御装置の制御定数設定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6188780A (ja) |
Cited By (9)
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| WO1996037039A1 (fr) * | 1995-05-17 | 1996-11-21 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Appareil de determination de constantes de commande |
| US6992454B2 (en) | 2001-04-04 | 2006-01-31 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Motor controller and method for measuring characteristics of mechanism |
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
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-
1984
- 1984-10-08 JP JP59209736A patent/JPS6188780A/ja active Granted
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