JPH01122382A - 電圧形インバータの制御方法 - Google Patents
電圧形インバータの制御方法Info
- Publication number
- JPH01122382A JPH01122382A JP62277419A JP27741987A JPH01122382A JP H01122382 A JPH01122382 A JP H01122382A JP 62277419 A JP62277419 A JP 62277419A JP 27741987 A JP27741987 A JP 27741987A JP H01122382 A JPH01122382 A JP H01122382A
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- Japan
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は電圧形ベクトル制御インバータで駆動される交
流電動機の制御装置に係り、特に圧延機などのように過
負荷運転が要求される駆動システムに好適な制御方法に
関する。
流電動機の制御装置に係り、特に圧延機などのように過
負荷運転が要求される駆動システムに好適な制御方法に
関する。
圧延機主機及び補機駆動用としてサイリスタレオナード
駆動の直流電動機が用いられてきたが、保守性、耐環境
性の面で問題があり、交流可変速駆動の適用が推進され
ている。最近、ベクトル制御により交流電動機を駆動す
るシステムが圧延機駆動用として実用化されている。と
ころで、前述のシステムにおいて交流電動機を過負荷運
転した場合の電動機の運転方法として従来袋、ｌｉｔは
特開昭５５−４６８９号に記載のように、単に過電流の
観点から電流を制限していたのみであり、インバータの
出力電圧が飽和し不足した場合に発生するトルクリプル
については何ら考慮されていなかった。
駆動の直流電動機が用いられてきたが、保守性、耐環境
性の面で問題があり、交流可変速駆動の適用が推進され
ている。最近、ベクトル制御により交流電動機を駆動す
るシステムが圧延機駆動用として実用化されている。と
ころで、前述のシステムにおいて交流電動機を過負荷運
転した場合の電動機の運転方法として従来袋、ｌｉｔは
特開昭５５−４６８９号に記載のように、単に過電流の
観点から電流を制限していたのみであり、インバータの
出力電圧が飽和し不足した場合に発生するトルクリプル
については何ら考慮されていなかった。
上記従来技術は交流電動機の定常過負荷運転時において
、インバータの出力電圧が飽和した場合に出力電圧波形
が歪みトルクリプルが発生する恐れがあった。
、インバータの出力電圧が飽和した場合に出力電圧波形
が歪みトルクリプルが発生する恐れがあった。
本発明の目的は定常過負適時運転時のトルクリプルの発
生を防止する方式を提供することにある。
生を防止する方式を提供することにある。
（問題点を解決するための手段〕
上記目的は回転磁界座標系のｄ−ｑ軸電圧指令信号（シ
ｄｏ、シｑ本）から電圧指令信号の大きさを演算し、そ
の値がインバータの最大出力電圧から定まる電圧限界値
以上となる場合に電圧指令を制限することにより達成で
きる。
ｄｏ、シｑ本）から電圧指令信号の大きさを演算し、そ
の値がインバータの最大出力電圧から定まる電圧限界値
以上となる場合に電圧指令を制限することにより達成で
きる。
定常過負荷運転によって電動機電圧の基本波成分がイン
バータの出力電圧以上に上昇するとインバータの出力電
圧が飽和し、電動機に正弦波の電圧が供給できなくなる
。これを防ぐためには前述のようにして電動機の端子電
圧値を演算し、その値がインバータの最大出力電圧限界
値以上となった場合に電動機の電圧指令値を制限しトル
クリプルの発生を防止する。
バータの出力電圧以上に上昇するとインバータの出力電
圧が飽和し、電動機に正弦波の電圧が供給できなくなる
。これを防ぐためには前述のようにして電動機の端子電
圧値を演算し、その値がインバータの最大出力電圧限界
値以上となった場合に電動機の電圧指令値を制限しトル
クリプルの発生を防止する。
以下、本発明の実施例を第１図により説明する。
第１図において、ＰＷＭインバータ１は直流電圧を交流
電圧に変換し、交流電動機２に３相の交流電圧を供給す
る。ＰＷＭインバータ１を構成するスイッチング素子は
ＰＷＭパルス発生回路７より、出力電圧指令信号と搬送
波信号とを比較して作られるオン、オフパルスに短絡防
止期間を付加したパルスが与えられる。積分器３は交流
電動機２の一次角周波数指令信号ｗ１から座標基準信号
ｗ、ｔを演算して加算器２８に出力する。電圧指令演算
回路４は回転磁界座標系の電流指令信号１ｄ傘。
電圧に変換し、交流電動機２に３相の交流電圧を供給す
る。ＰＷＭインバータ１を構成するスイッチング素子は
ＰＷＭパルス発生回路７より、出力電圧指令信号と搬送
波信号とを比較して作られるオン、オフパルスに短絡防
止期間を付加したパルスが与えられる。積分器３は交流
電動機２の一次角周波数指令信号ｗ１から座標基準信号
ｗ、ｔを演算して加算器２８に出力する。電圧指令演算
回路４は回転磁界座標系の電流指令信号１ｄ傘。
工ｑ傘に基づいて回転磁界座標系の電圧指令信号Ｖｄ傘
、Ｖｑ＊を演算して座標変換器６に出力する。
、Ｖｑ＊を演算して座標変換器６に出力する。
座標変換器６では回転磁界座標系の電圧指令信号ｙｄ＊
、シｑ隼が乗算器２２．２３及び除算器２６に入力され
、乗算器２２．２３の各々の出力信号を加算器２４にて
加算し平方根演算器２５に入力し、電圧指令信号の大き
さｖｌを演算して電圧指令制限器５に出力する。電圧指
令制限器５では電圧指令信号がリミッタ回路に入力され
、その出力信号は再び座標交換器６に出力され乗算器３
６〜３８に加えられる。除算器２６の出力信号を逆正接
演算器２７に入力して電圧の位相角を演算し、加算器２
８にて磁束の座標基準信号Ｗｔｔと加算されて余弦関数
発生器３３及び加算器２９゜３０に出力される。加算器
２９．３０はＵ相に対して２／３π、４／３π位相の遅
れたＶ相、Ｗ相の基準信号を余弦関数発生器３４．３５
に出力する。余弦関数発生器３３〜３５の出力信号は乗
算器３６〜３８に入力されて固定子座標系の３相の交流
電圧指令信号ν。Ｉ、ｙｙ、１１本 が演算さ傘 れ、ＰＷＭパルス発生回路７に出力される。
、シｑ隼が乗算器２２．２３及び除算器２６に入力され
、乗算器２２．２３の各々の出力信号を加算器２４にて
加算し平方根演算器２５に入力し、電圧指令信号の大き
さｖｌを演算して電圧指令制限器５に出力する。電圧指
令制限器５では電圧指令信号がリミッタ回路に入力され
、その出力信号は再び座標交換器６に出力され乗算器３
６〜３８に加えられる。除算器２６の出力信号を逆正接
演算器２７に入力して電圧の位相角を演算し、加算器２
８にて磁束の座標基準信号Ｗｔｔと加算されて余弦関数
発生器３３及び加算器２９゜３０に出力される。加算器
２９．３０はＵ相に対して２／３π、４／３π位相の遅
れたＶ相、Ｗ相の基準信号を余弦関数発生器３４．３５
に出力する。余弦関数発生器３３〜３５の出力信号は乗
算器３６〜３８に入力されて固定子座標系の３相の交流
電圧指令信号ν。Ｉ、ｙｙ、１１本 が演算さ傘 れ、ＰＷＭパルス発生回路７に出力される。
次に動作を説明する。第１図の制御方式はＰＷＭインバ
ータによるベクトル制御方式であり、電圧指令演算回路
４にて交流電動機２の回転磁界座標系の励磁電流指令信
号工ｄ＊とトルク電圧指令信号工ｑ率から回転磁界座標
系の電圧指令信号νｄｏ、νｑ＊を演算し、この電圧指
令信号を座標変換器６にて固定子座標系の交流電圧指令
信号シ工申、ツ、傘、シ１傘 に変換し、これを搬送波
信号と比較して得られるＰＷＭ信号に従い各相の出力電
圧を制御するものである。電圧指令演算回路４における
演算は次式のように行われる。
ータによるベクトル制御方式であり、電圧指令演算回路
４にて交流電動機２の回転磁界座標系の励磁電流指令信
号工ｄ＊とトルク電圧指令信号工ｑ率から回転磁界座標
系の電圧指令信号νｄｏ、νｑ＊を演算し、この電圧指
令信号を座標変換器６にて固定子座標系の交流電圧指令
信号シ工申、ツ、傘、シ１傘 に変換し、これを搬送波
信号と比較して得られるＰＷＭ信号に従い各相の出力電
圧を制御するものである。電圧指令演算回路４における
演算は次式のように行われる。
ここに、ｒｌ：交流電動機の一次抵抗
Ｑｌ、 Ｑｚニー次、二次漏れインダクタンスＭ：励磁
インダクタンス Ｔ２：二次時定数、Ｓ：微分演算子である。
インダクタンス Ｔ２：二次時定数、Ｓ：微分演算子である。
また、座標変換器６における演算は極座標形式の場合で
あり、次式のように表わされる。
あり、次式のように表わされる。
ここに、θ１＝ｊａｎ−’ （ｙｑ傘／ｖｄ本） であ
る。
る。
次に本発明の内容について説明する。
交流電動機２に必要な端子電圧はインバータ１から供給
されるが、その大きさは平方根演算回路２５の出力信号
から与えられる。平方根演算回路２５の出力信号、すな
わち電圧指令信号の大きさｖ１＝〜ＱＶｄ−石−７＋（
Ｖｑ＊）τに比例してインバータ１の出力電圧が制御さ
れる。もし、該電圧がインバータ自体で定まる限界値以
上であればインバータの出力電圧波形は歪み、それに伴
い電流にも歪みを生じてトルクリプルが発生する。そこ
で、平方根演算回路２５の出力にインバータ１の最大出
力電圧に相当したリミッタ回路５を設けることにより、
電動機電圧は過負荷運転においてもインバータの出力電
圧限界値を越えない。このため、電動機電圧は常に飽和
せず正弦波に制御されトルクリプルの発生を防止できる
。
されるが、その大きさは平方根演算回路２５の出力信号
から与えられる。平方根演算回路２５の出力信号、すな
わち電圧指令信号の大きさｖ１＝〜ＱＶｄ−石−７＋（
Ｖｑ＊）τに比例してインバータ１の出力電圧が制御さ
れる。もし、該電圧がインバータ自体で定まる限界値以
上であればインバータの出力電圧波形は歪み、それに伴
い電流にも歪みを生じてトルクリプルが発生する。そこ
で、平方根演算回路２５の出力にインバータ１の最大出
力電圧に相当したリミッタ回路５を設けることにより、
電動機電圧は過負荷運転においてもインバータの出力電
圧限界値を越えない。このため、電動機電圧は常に飽和
せず正弦波に制御されトルクリプルの発生を防止できる
。
第２図は本発明の他の実施例で、直交座標ベクトル演算
系に適用した場合を示す。第１図と同一物には同じ符号
を付しているので説明を省略する。
系に適用した場合を示す。第１図と同一物には同じ符号
を付しているので説明を省略する。
第１図と異なる点は電圧指令制限器５と座標変換器６で
ある。電圧指令制限器５では回転磁界座標系の電圧指令
信号νｄ＊、１ｑ＊が乗算器１１．１２及び１７．１８
に入力され１乗算器１１．１２の各各の出力信号を加算
器１３にて加算して平方根演算器１４に入力し、電圧指
令信号の大きさＶ １＝ｆ「Ｊゴー１）２〒−（Ｖｑ＊
）”が演算されて除算器１５に加えられる。除算器１５
ではインバータ１の最大限界出力電圧から定まる電圧限
界値Ｖｒｎａｘと平方根演算器１４の出力信号からＶｍ
ａｘ／Ｖｘが演算されてリミッタ回路１６に入力される
。リミッタ回路１６は入力信号が１以下の場合には入力
信号に比例した出力信号を出力し、また、入力信号が１
以上の場合には出力信号を１に制限して掛算器１７．１
８に加えられる。掛算器１７．１８の出力は電圧指令演
算器４の出力信号と演算され座標変換器６に出力される
。
ある。電圧指令制限器５では回転磁界座標系の電圧指令
信号νｄ＊、１ｑ＊が乗算器１１．１２及び１７．１８
に入力され１乗算器１１．１２の各各の出力信号を加算
器１３にて加算して平方根演算器１４に入力し、電圧指
令信号の大きさＶ １＝ｆ「Ｊゴー１）２〒−（Ｖｑ＊
）”が演算されて除算器１５に加えられる。除算器１５
ではインバータ１の最大限界出力電圧から定まる電圧限
界値Ｖｒｎａｘと平方根演算器１４の出力信号からＶｍ
ａｘ／Ｖｘが演算されてリミッタ回路１６に入力される
。リミッタ回路１６は入力信号が１以下の場合には入力
信号に比例した出力信号を出力し、また、入力信号が１
以上の場合には出力信号を１に制限して掛算器１７．１
８に加えられる。掛算器１７．１８の出力は電圧指令演
算器４の出力信号と演算され座標変換器６に出力される
。
座標変換器６では電圧指令制限器５の出力信号ｖｄ申傘
＋ Ｖｑ傘申が各乗算器３９〜４２に入力され、猜分器
３の出力信号ω□ｔが正弦関数発生器４５、余弦関数発
生器４６に入力される。正弦関数発生器４５の出力信号
が乗算器４１．．４２に加えられ、余弦関数発生器４６
の出力信号が乗算器３９．４０に加えられる。加算器４
３は乗算器３９と乗算器４２の出力信号を加算して固定
子座標系のα軸成分の電圧指令信号να率を作りＰＩＮ
Ｍパルス発生回路７と比例ゲイン４７に出力する。
＋ Ｖｑ傘申が各乗算器３９〜４２に入力され、猜分器
３の出力信号ω□ｔが正弦関数発生器４５、余弦関数発
生器４６に入力される。正弦関数発生器４５の出力信号
が乗算器４１．．４２に加えられ、余弦関数発生器４６
の出力信号が乗算器３９．４０に加えられる。加算器４
３は乗算器３９と乗算器４２の出力信号を加算して固定
子座標系のα軸成分の電圧指令信号να率を作りＰＩＮ
Ｍパルス発生回路７と比例ゲイン４７に出力する。
加算器４４は乗算器４０と乗算器４１の出力信号を加算
して固定子座標系のβ軸成分の電圧指令信号νβ傘を作
り比例ゲイン４８に出力する。加算器４９．５０は各々
比例ゲイン４７．４８の出力信号を加算して、■相及び
Ｗ相の交流出力電圧指令信号ｖＵ串、シｗ本をＰＷＭパ
ルス発生回路７に出力する。本実施例では直交座標形式
の場合であり、座標変換器６における演算は次式のよう
に表わせる。
して固定子座標系のβ軸成分の電圧指令信号νβ傘を作
り比例ゲイン４８に出力する。加算器４９．５０は各々
比例ゲイン４７．４８の出力信号を加算して、■相及び
Ｗ相の交流出力電圧指令信号ｖＵ串、シｗ本をＰＷＭパ
ルス発生回路７に出力する。本実施例では直交座標形式
の場合であり、座標変換器６における演算は次式のよう
に表わせる。
次に本実施例の動作を説明する。
直交座標系では交流電動機２の端子電圧値を演算する部
分が座標交換器６に゛ないために、電圧指令演算回路４
の出力信号Ｖｄ＊、Ｖｑ傘に基づいて電圧値Ｖ、を演算
し、その値がＶｍａｘ 以上となった場合にｖｄｔ、ｖ
ｑ−の電圧指令信号を制限するものである。
分が座標交換器６に゛ないために、電圧指令演算回路４
の出力信号Ｖｄ＊、Ｖｑ傘に基づいて電圧値Ｖ、を演算
し、その値がＶｍａｘ 以上となった場合にｖｄｔ、ｖ
ｑ−の電圧指令信号を制限するものである。
本発明を採用することにより、制御方式が直交座標形式
であっても前述と同様にトルクリプルの発生を未然に防
止できる。
であっても前述と同様にトルクリプルの発生を未然に防
止できる。
本発明によれば、交流電動機の端子電圧がインバータの
最大出力電圧以上となる場合において、電圧指令信号の
大きさを制限するようにしたので、インバータの出力電
圧を最大限に出力でき、かつ出力電圧波形歪みによるト
ルクリプルの発生を未然に防止することができる。
最大出力電圧以上となる場合において、電圧指令信号の
大きさを制限するようにしたので、インバータの出力電
圧を最大限に出力でき、かつ出力電圧波形歪みによるト
ルクリプルの発生を未然に防止することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は本発
明の他の適用例を示す構成図である。 １・・・ＰＷＭインバータ、２・・・交流電動機、４・
・・電圧指令演算回路、５・・・電圧指令制限器、６，
７・・・座標変換器、１１・・・ＰＷＭパルス発生回路
、１２・・・補償電圧演算回路。
明の他の適用例を示す構成図である。 １・・・ＰＷＭインバータ、２・・・交流電動機、４・
・・電圧指令演算回路、５・・・電圧指令制限器、６，
７・・・座標変換器、１１・・・ＰＷＭパルス発生回路
、１２・・・補償電圧演算回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、交流電動機に可変電圧可変周波数の交流を供給する
電圧形インバータと、前記交流電動機の回転磁界座標系
における励磁電流指令信号とトルク電流指令信号を与え
る電流指令手段と、該電流指信号に基づいて回転磁界座
標系の電圧指令信号を演算する電圧演算手段と、該電圧
演算手段の出力信号を前記交流電動機の一次角周波数に
基づいて固定子座標系の交流電圧指令信号に変換する座
標変換器と、該座標変換器の出力信号に基づいて前記電
圧形インバータの出力電圧を制御するパルス幅変調回路
を備えた装置において、前記座標変換器で演算された前
記交流電動機の端子電圧に相当する電圧指令信号の大き
さが、前記電圧形インバータの最大出力電圧から定まる
指令値以上となる場合に電圧指令信号の大きさを制限す
ることを特徴とする電圧形インバータの制御方法。 ２、交流電動機に可変電圧可変周波数の交流を供給する
電圧形インバータと、前記交流電動機の回転磁界座標系
における励磁電流指令とトルク電流指令信号を与える電
流指令手段と、該電流指令信号に基づいて回転磁界座標
系の電圧指令信号を演算する電圧演算手段と、該電圧演
算手段の出力信号を前記交流電動機の一次角周波数に基
づいて回転磁界座標系の交流電圧指令信号に変換する座
標変換器と、該座標変換器の出力信号に基づいて前記電
圧形インバータの出力電圧を制御するパルス幅変調回路
を備えた装置において、前記電圧演算手段から前記交流
電動機の端子電圧の大きさを演算し、その値が前記電圧
形インバータの最大出力電圧から定まる電圧制限値以上
となる場合に前記電圧指令信号の大きさを制限すること
を特徴とする電圧形インバータの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62277419A JPH01122382A (ja) | 1987-11-04 | 1987-11-04 | 電圧形インバータの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62277419A JPH01122382A (ja) | 1987-11-04 | 1987-11-04 | 電圧形インバータの制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01122382A true JPH01122382A (ja) | 1989-05-15 |
Family
ID=17583289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62277419A Pending JPH01122382A (ja) | 1987-11-04 | 1987-11-04 | 電圧形インバータの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01122382A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100588719B1 (ko) * | 2004-08-30 | 2006-06-12 | 엘지전자 주식회사 | 리니어 압축기의 제어장치 및 제어방법 |
| JP2011125134A (ja) * | 2009-12-10 | 2011-06-23 | Mitsubishi Electric Corp | モータ制御装置 |
-
1987
- 1987-11-04 JP JP62277419A patent/JPH01122382A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100588719B1 (ko) * | 2004-08-30 | 2006-06-12 | 엘지전자 주식회사 | 리니어 압축기의 제어장치 및 제어방법 |
| JP2011125134A (ja) * | 2009-12-10 | 2011-06-23 | Mitsubishi Electric Corp | モータ制御装置 |
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