JPH02206384A - Ac output voltage control system for pwm inverter - Google Patents
Ac output voltage control system for pwm inverterInfo
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- JPH02206384A JPH02206384A JP1022662A JP2266289A JPH02206384A JP H02206384 A JPH02206384 A JP H02206384A JP 1022662 A JP1022662 A JP 1022662A JP 2266289 A JP2266289 A JP 2266289A JP H02206384 A JPH02206384 A JP H02206384A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、高速ディジタル制御される可変電圧可変周波
数インバータで誘導電動機の駆動をする場合のインバー
タの交流出力電圧制御方式に関するもので、従来の瞬時
空間ベクトル制御方式ではインバータの交流出力電圧は
オープンループ制御であったが、これをクローズトルー
プ制御とするものである。“
(従来の技術)
本発明にかかる瞬時空間ベクトル制御インバータによる
誘導電動機駆動の基本動作は、昭和61年1月発行の電
気学会論文誌Bの106巻1号第9頁以下に記載された
「瞬時すべり周波数制御に基づく誘導電動機の高速トル
ク制御法」なる論文に記載されているが、その基本原理
は空間ベクトルで表された誘導電動機の1次電流iIお
よび1次磁束φ1ベクトルのベクトル積として瞬時発生
トルクを演算し、これとトルク指令T”との偏差、及び
1次磁束ベクトル長φ1と磁束指令値φI9との偏差に
応じて、予めテーブル化されているインバータのスイッ
チングパターンを選び、インバータの出力電圧を時々刻
々更新して瞬時トルク及び1次磁束を瞬時制御するもの
である。Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to an inverter AC output voltage control method when an induction motor is driven by a high-speed digitally controlled variable voltage variable frequency inverter. In the instantaneous space vector control method, the AC output voltage of the inverter was controlled in an open loop, but this is now controlled in a closed loop. “ (Prior art) The basic operation of driving an induction motor by the instantaneous space vector control inverter according to the present invention is described in “IEEJ Transactions B, Volume 106, No. 1, Page 9 et seq. The basic principle is expressed as the vector product of the primary current iI of the induction motor and the primary magnetic flux φ1 vector expressed as a space vector. Calculate the instantaneous generated torque, select a pre-tabled inverter switching pattern according to the deviation between this and the torque command T'', and the deviation between the primary magnetic flux vector length φ1 and the magnetic flux command value φI9, and select the inverter switching pattern. The output voltage of the magnet is updated every moment to instantaneously control the instantaneous torque and primary magnetic flux.
第2図は、前記論文に記載された制御法を応用した一例
のブロック図である。インバータ3はトランジスタ等の
スイッチング素子とダイオードとをそれぞれ逆並列接続
してなる6個のアームから構成されるが、図では3個の
切換スイッチS1゜Sv、Swによって簡略化して示し
である。FIG. 2 is a block diagram of an example to which the control method described in the paper is applied. The inverter 3 is composed of six arms each having a switching element such as a transistor and a diode connected in antiparallel, but is simplified in the figure by three changeover switches S1°Sv, Sw.
3相電圧形のインバータ3には直流電圧′tA1から正
母線1a及び負母線1−bを介して給電され、制御回路
7によりインバータ3の各切換スイッチ5urSv、S
、が正、負母線1a、 lb側へ倒されることにより変
換された交流電圧が、電流検出器5u、 5v+5鍔を
経て3相誘導電動機6の各相端子u、v、wに給電され
る。直流電圧源lの電圧は正、負母線間に挿入された電
圧検出器2により検出する。The three-phase voltage type inverter 3 is supplied with power from the DC voltage 'tA1 via the positive bus 1a and the negative bus 1-b, and the control circuit 7 controls the changeover switches 5urSv, S of the inverter 3.
, are turned to the positive and negative bus lines 1a, lb, and the converted AC voltage is supplied to each phase terminal u, v, w of the three-phase induction motor 6 via the current detectors 5u, 5v+5 collar. The voltage of the DC voltage source 1 is detected by a voltage detector 2 inserted between the positive and negative buses.
この制御方法では電磁力を直交するd−q2軸で表され
る瞬時ベクトルとして取り扱う。すなわ1次電圧Vl+
同じく電流を1次電流i、とし、電動機の回転子側に
誘導される電流を2次電流12+固定子側の1次磁束を
φ、とすると、
Vl =V1d + J Vlq
i、=ild + j i+Q
iz=izd + j izQ
φ1 =φId+j φ+Q
で表される。ここにjはベクトル積を表す。In this control method, electromagnetic force is handled as an instantaneous vector expressed by two orthogonal d-q axes. That is, the primary voltage Vl+
Similarly, if the current is the primary current i, and the current induced on the rotor side of the motor is the secondary current 12 + the primary magnetic flux on the stator side is φ, then Vl = V1d + J Vlq i, = ild + j It is expressed as i+Q iz=izd + j izQ φ1 =φId+j φ+Q. Here, j represents a vector product.
iv、iwから、1次電圧V、及び1次電流11がそれ
ぞれ次式によって算出できる。From iv and iw, the primary voltage V and primary current 11 can be calculated using the following equations.
式■の第1行と式■とを整理すると
Vl Rti+=Pφ1 ・・
・■すなわち、誘導電動機の1次磁束φ1は式■の積分
演算により求められる。Rearranging the first line of formula ■ and formula ■, Vl Rti+=Pφ1...
・■ That is, the primary magnetic flux φ1 of the induction motor is obtained by the integral calculation of equation (■).
1次巻線抵抗
1次インダクタンス
2次巻線抵抗
2次インダクタンス
相互インダクタンス
θ、は回転角速度、pは微分演算子を表φ+ =Lz
L十旧。Primary winding resistance Primary inductance Secondary winding resistance Secondary inductance Mutual inductance θ, is the rotational angular velocity, p is the differential operator. φ+ = Lz
L ten years old.
・・・■
束φ1と1次電流11とのベクトル積として式■により
求められる。. . . ■ It is determined by equation (■) as a vector product of the bundle φ1 and the primary current 11.
T=φ1 X1l=φ、dXi、q−φ、qxi、cl
・+・■インバータ3を構成する各切換スイッチS
u。T=φ1 X1l=φ, dXi, q-φ, qxi, cl
・+・■Each changeover switch S that constitutes the inverter 3
u.
Sv、S、がそれぞれ、正母線la側へ倒れた場合を1
で、負母線側へ倒れた場合を0で表すと、3個の切換ス
イッチSu、Sv、S、の組み合わせから、8通りのス
イッチ状態ができるが、これらのスイッチ状態における
インバータ3の出力電圧ベクトルv1を式■から算出す
ると、次の電圧ベクトル表のごとくである。但し、実際
のLa Vl(lの値は表中の数値にf万と電圧検出
器2で検出した直流電圧源1の電圧Eとを乗じた値であ
る。The case where Sv, S, respectively fall to the positive generatrix la side is 1
If the case of falling to the negative bus side is expressed as 0, eight switch states can be created from the combination of the three changeover switches Su, Sv, and S. The output voltage vector of the inverter 3 in these switch states is When v1 is calculated from equation (2), it is as shown in the following voltage vector table. However, the actual value of La Vl (l) is the value obtained by multiplying the numerical value in the table by f ten thousand and the voltage E of the DC voltage source 1 detected by the voltage detector 2.
電圧ベクトル表
電圧検出器2で検出した直流電圧源1の電圧Eとから、
式■により1次電圧vlを算出するブロックである。From the voltage vector table voltage E of the DC voltage source 1 detected by the voltage detector 2,
This is a block that calculates the primary voltage vl using equation (2).
ブロック702は電流検出器5u、 5v、 5−によ
り検出された3相電流iIl+IW+1Mから式■によ
り1次電流i1を算出するブロックである。A block 702 is a block that calculates the primary current i1 from the three-phase currents iIl+IW+1M detected by the current detectors 5u, 5v, and 5- using the formula (2).
ブロック703aにおいてこの1次電流i1に1次巻前
記の電圧ベクトル表のように各スイッチ状態の組み合わ
せに対するスイッチ状態番号をkとしたとき、各スイッ
チ状態におけるインバータ3の出力電圧v1(9)は、
第3図に示した電圧ベクトル図のごとく、d軸と同一方
向のv 、 Q)と、それから60″ずつ時計方向に進
むv + (2)〜v I(6)と、2種の零ベクトル
L(0)及びv + (7)の8種類のものとなる。In block 703a, a primary winding is applied to this primary current i1.As shown in the voltage vector table above, when the switch state number for each combination of switch states is k, the output voltage v1(9) of the inverter 3 in each switch state is:
As shown in the voltage vector diagram shown in Figure 3, there are two types of zero vectors: v, Q) in the same direction as the d-axis, and v + (2) to v I (6) that proceed clockwise by 60''. There are eight types: L(0) and v + (7).
第2図の制御回路7内に有するブロック701及び70
3bは、切換スイッチSu、Sv、Sw状態とV、から
1次巻線抵抗R1と1次電流i、との積を減算する。Blocks 701 and 70 included in the control circuit 7 in FIG.
3b subtracts the product of the primary winding resistance R1 and the primary current i from the changeover switch Su, Sv, Sw states and V.
ブロック705は式■に従って磁束を積分演算するブロ
ックであり、1次位束φ、のd、q両軸成分が求められ
る。Block 705 is a block that performs an integral calculation of the magnetic flux according to equation (2), and both d and q axis components of the first-order flux φ are obtained.
ブロック710は磁束ベクトル位置検出手段であり、こ
こでは1次磁束φ1のd軸を基準とする時計方向の回転
角θが、境界線として30°、906150°、 21
0’ 、 270°、330°の60°毎に仕切られる
どの領域に属しているかによって、制御フラグfθを次
のように発生する。Block 710 is a magnetic flux vector position detecting means, and here, the rotation angle θ of the primary magnetic flux φ1 in the clockwise direction with respect to the d-axis is 30°, 906150°, and 21 as boundary lines.
The control flag fθ is generated as follows depending on which region partitioned by 60 degrees of 0', 270 degrees, and 330 degrees it belongs to.
−30”−e< 30’ : f 13= 13
0°≦θ< 90’ : fθ=290″ ≦θ<
150” : f θ=3150″ ≦θ<
210” ・ fθ=421O@≦θ< 270@
: fθ=5270@≦θ< 330” ・fθ=6ブ
ロツク706は磁束ベクトル長φ、すなわち絶対値を次
式により算出するブロックである。-30"-e<30': f13=13
0°≦θ<90': fθ=290″≦θ<
150": f θ=3150"≦θ<
210" ・ fθ=421O@≦θ<270@
: fθ=5270@≦θ<330” ・fθ=6 The block 706 is a block that calculates the magnetic flux vector length φ, that is, the absolute value using the following equation.
φr=fr7−ロLq” 06.■ブロ
ック708において外部から与えられる磁束指令値φ、
′から磁束ベクトル長φ1を減算し、磁束の偏差を算出
する。φr=fr7−roLq” 06. ■Magnetic flux command value φ given from the outside in block 708,
The magnetic flux vector length φ1 is subtracted from ' to calculate the magnetic flux deviation.
ブロック711は第1比較手段としてのヒステリシスコ
ンパレータであり、ブロック708から送られる磁束の
偏差が正で所定値を超えたとき、すなわち磁束を増加せ
しめる必要があるときfφ=+1とし、磁束の偏差が負
で所定値を超えたとき、すなわち磁束を減少せしめる必
要があるときrφ=−1とする。Block 711 is a hysteresis comparator as a first comparison means, and when the deviation of the magnetic flux sent from block 708 is positive and exceeds a predetermined value, that is, when it is necessary to increase the magnetic flux, fφ=+1, and the deviation of the magnetic flux is When it is negative and exceeds a predetermined value, that is, when it is necessary to reduce the magnetic flux, rφ is set to −1.
ブロック707はブロック702及び705の両出力の
ベクトル積を式■により演算し、瞬時トルクTを算出す
るブロックであり、ブロック709において外部から与
えられるトルク指令T″1から瞬時トルクTを減算し、
トルクの偏差を算出する。Block 707 is a block that calculates the instantaneous torque T by calculating the vector product of both outputs of blocks 702 and 705 using equation (2), and in block 709, the instantaneous torque T is subtracted from the torque command T''1 given from the outside.
Calculate the torque deviation.
ブロック712は第2比較手段としての瞬時トルクTに
対するヒステリシスコンパレータであり、多重ヒステリ
シスコンパレータの構造を持っている。トルクの偏差が
所定の誤差範囲内であるときは内側のコンパレータのみ
が動作し、外部トルク指令T8が急変したときなどトル
クの偏差が所定の誤差範囲を超えた場合には外側のコン
パレータも動作し、再びトルクの偏差が小さくなると内
側のコンパレータのみが動作するようになる。この内側
のヒステリシスコンパレータは零ベクトルとその他の電
圧ベクトルとの選択をする制御フラグryeを発生し、
外側のヒステリシスコンパレータはカ行又は回生のいず
れのトルクを発生すべきが、すなわち瞬時すべり周波数
をどちらの方向に与えなければならないかを選択する制
御フラグf□を発生する。従って、電圧ベクトルはこの
2つの制御フラグf to、 f 71の組み合わせ
によって選択され、次のトルク制御フラグ表に示すごと
き電圧ベクトルが出力される。Block 712 is a hysteresis comparator for the instantaneous torque T as a second comparison means, and has a structure of a multiple hysteresis comparator. When the torque deviation is within a predetermined error range, only the inner comparator operates, and when the torque deviation exceeds the predetermined error range, such as when the external torque command T8 suddenly changes, the outer comparator also operates. , when the torque deviation becomes small again, only the inner comparator starts operating. This inner hysteresis comparator generates a control flag rye that selects between the zero vector and other voltage vectors,
The outer hysteresis comparator generates a control flag f□ which selects whether forward or regenerative torque should be generated, that is, in which direction the instantaneous slip frequency should be applied. Therefore, a voltage vector is selected by a combination of these two control flags f to and f 71, and a voltage vector as shown in the following torque control flag table is output.
トルク制御フラグ表
ブロック713はブロック710.711.712から
出力される各制御フラグfθ、fφ、 fr=、
ft。の各組み合わせに最も通したインバータ出力電圧
を決定するブロックであり、次に示す電圧ベクl−/し
選択表から制御フラグfθ、fφ+ ’ア、+ f
T。に従って前記の電圧ベクトル表に示したスイ・ンチ
状態番号kを知り、インバータ3ヘスインチング信号を
送り、磁束及びトルクの瞬時制御が行われる。The torque control flag table block 713 shows each control flag fθ, fφ, fr=, which is output from blocks 710, 711, and 712.
ft. This block determines the inverter output voltage that passes most through each combination of , and selects the control flags fθ, fφ+ 'a, + f from the voltage vector l-/selection table shown below.
T. Accordingly, the switching state number k shown in the voltage vector table is known, and a switching signal is sent to the inverter 3 to perform instantaneous control of magnetic flux and torque.
以上、詳細に説明したように、このような磁束演算形の
制御方式によれば、誘導電動機の内部定数をほとんど使
用しないで演算しながら、各瞬時における1次位束φ1
の磁束ベクトル長φ、をほぼ一定に保ち、磁束ベクトル
成分φld+ φ+Qの描くリサージュ図形はほぼ円
を描きつつ、且つ高速トルク制御を行うことができる。As explained above in detail, according to such a magnetic flux calculation type control method, the first-order flux φ1 at each instant is calculated while hardly using the internal constants of the induction motor.
By keeping the magnetic flux vector length φ substantially constant, the Lissajous figure drawn by the magnetic flux vector component φld+φ+Q is approximately circular, and high-speed torque control can be performed.
(発明が解決しようとする課題)
一般に誘導電動機を可変電圧可変周波数インバータによ
り可変速駆動する場合は、出力交流電圧と周波数とは比
例関係にあるようにするのが普通である。瞬時空間ベク
トル制御インバータにおいても、磁束指令値φ0を一定
として制御することにより、出力交流電圧と周波数とを
比較関係のもとで制御しようとするが、周波数が増大し
て出力交流電圧がインバータの入力電源電圧付近になる
と出力交流電圧が飽和し、1次磁束φ、の絶対値が磁束
指令値φ1になり得な(なることが生じる。(Problems to be Solved by the Invention) Generally, when an induction motor is driven at variable speed by a variable voltage variable frequency inverter, the output AC voltage and the frequency are usually in a proportional relationship. In the instantaneous space vector control inverter, the output AC voltage and frequency are controlled in a comparative relationship by controlling the magnetic flux command value φ0 as a constant, but as the frequency increases, the output AC voltage becomes lower than that of the inverter. When it comes to around the input power supply voltage, the output AC voltage becomes saturated, and the absolute value of the primary magnetic flux φ cannot become the magnetic flux command value φ1.
このために、必要なトルクが発生できなくなり、電動機
のトルク制御ができなくなるため、この種のPWMイン
バータをその交流出力電圧が入力電源電圧付近で使用す
る場合には、あらかじめ何らかの処理を必要とする。For this reason, the necessary torque cannot be generated and the torque of the motor cannot be controlled. Therefore, if this type of PWM inverter is used with its AC output voltage close to the input power supply voltage, some processing is required in advance. .
本発明にがかるPWMインバータの交流出力電圧制御方
式は、必要が生じた場合に磁束指令値を必要なだけ減少
せしめることにより、好適に出力電圧を制御することを
目的とする。The AC output voltage control method of the PWM inverter according to the present invention aims to suitably control the output voltage by reducing the magnetic flux command value by the necessary amount when the need arises.
(課題を解決するための手段)
本発明にかかるPWMインバータの交流出力電圧制御方
式は、3相誘導電動機の電圧及び電流信号から磁束及び
トルクの瞬時値を演算し、該磁束ベクトルの絶対値が所
定の許容誤差内で与えられた磁束指令に追従するように
磁束の増減信号を発生する第1比較手段と、前記磁束ベ
クトルが円周を等分した領域のうちどの領域に存在する
かを検出する磁束ベクトル位置検出手段と、前記トルク
の瞬時値が所定の許容誤差内で与えられたトルク指令に
追従するようにトルクの増減信号を発生する第2比較手
段を備えると共に、第1、第2比較手段及び磁束ベクト
ル位置検出手段の出力信号の組み合わせから最適な増減
磁及び加減速ベクトル成分を有するインバータ出力電圧
ベクトルを決定する可変電圧可変周波数PWMインバー
タの交流出力電圧制御方式において、前記第2比較手段
の出力信号を利用して誘導電動機に印加される交流電圧
を推定し、この推定電圧とインバータの交流電圧指令値
とを比較して、前記推定電圧の方が大きい場合にはその
偏差に応じて前記磁束指令を減少せしめることを特徴と
する。(Means for Solving the Problems) The AC output voltage control method of a PWM inverter according to the present invention calculates instantaneous values of magnetic flux and torque from voltage and current signals of a three-phase induction motor, and calculates the absolute value of the magnetic flux vector. a first comparing means for generating a magnetic flux increase/decrease signal so as to follow a given magnetic flux command within a predetermined tolerance; and detecting in which region the magnetic flux vector exists among the regions equally dividing the circumference. a magnetic flux vector position detecting means for detecting the position of the magnetic flux vector, and a second comparing means for generating a torque increase/decrease signal so that the instantaneous value of the torque follows a given torque command within a predetermined tolerance; In the AC output voltage control method of a variable voltage variable frequency PWM inverter that determines an inverter output voltage vector having an optimal increase/demagnetization and acceleration/deceleration vector component from a combination of output signals of a comparison means and a magnetic flux vector position detection means, the second comparison The AC voltage applied to the induction motor is estimated using the output signal of the means, and this estimated voltage is compared with the AC voltage command value of the inverter, and if the estimated voltage is larger, the voltage is adjusted according to the deviation. The magnetic flux command is reduced by the magnetic flux command.
(作 用)
誘導電動機に印加される交流電圧を■、とじ、その周波
数をfとすると、誘導電動機の1次位束の絶対値φ1と
これらの間には
V、/f=に、φ1 ・・・■の関係
がある。ここにに、は比例定数である。この交流電圧V
、がインバータの入力電源電圧で飽和してしまった場合
には、1次位束の絶対値φ1が磁束指令値φ0と一敗で
きなくなる。(Function) If the AC voltage applied to the induction motor is 2, and its frequency is f, then the absolute value φ1 of the first-order flux of the induction motor and the distance between them is V, /f=, φ1 ・...There is a relationship of ■. Here, is the proportionality constant. This AC voltage V
, becomes saturated with the input power supply voltage of the inverter, the absolute value φ1 of the first-order flux cannot match the magnetic flux command value φ0.
インバータが時々刻々出力する電圧ベクトルは第3図に
示したように絶対値が等しく方向が60゜の零ベクトル
v r (0)及びv 、 (7)の8種類であるが、
によって決まる。As shown in Fig. 3, the voltage vectors that the inverter outputs from time to time are of eight types: zero vectors v r (0) and v , (7) with equal absolute values and a direction of 60°.
Determined by
は、第2図のブロック712で表される第2比較手段に
おいて発生する制御フラグf、。及びrttの組み合わ
せによって、電圧ベクトル選択表に示したように選択さ
れる。したがって、この第2比較手段の出力信号を利用
して誘導電動機に印加される交流電圧を推定することが
できる。is a control flag f, generated in the second comparison means represented by block 712 in FIG. and rtt are selected as shown in the voltage vector selection table. Therefore, the AC voltage applied to the induction motor can be estimated using the output signal of the second comparison means.
すなわち、インバータの出力する交流電圧は前記誘導電
動機に印加される交流電圧V、であるが、この交流電圧
V、はインバータが出力する零ベクトルの量が少ないほ
ど高くなるので、第2比較手せにより電圧ベクトルv+
(1)〜v 、 (6)のいずれがが出力されると増加
し、零ベクトルv 、 (0)又はv 、 (7)が出
力さると減少する数式を作製して、この数式によって誘
導電動機に印加される交流電圧を推定する。That is, the AC voltage output by the inverter is the AC voltage V applied to the induction motor, and this AC voltage V increases as the amount of zero vector output by the inverter decreases. Therefore, the voltage vector v+
Create a formula that increases when any of (1) to v, (6) is output, and decreases when the zero vector v, (0) or v, (7) is output, and by this formula, the induction motor Estimate the AC voltage applied to
なお、電圧ベクトル選択表かられかるように、電圧ベク
トルv + (1)〜v r (6)のいずれかが出力
されるのは、制御フラグf7゜及びfTIのいずれもが
共に1又はOの場合であり、制御フラグf7゜及び零ベ
クトルv 1(0)又はv 、 (7)が出力される。As can be seen from the voltage vector selection table, any of the voltage vectors v + (1) to v r (6) is output when both the control flag f7° and fTI are 1 or O. In this case, the control flag f7° and the zero vector v 1 (0) or v , (7) are output.
これは、言い変えれば、制御フラグtTo及びf7Iが
f7゜+fy+ 1=0
の関係を有する場合は零ベクトルv 、 (0)又はv
、 (7)を出力し、
fto+f□−1≠0
の関係を有する場合は電圧ベクトルv+(1)〜v 、
(6)のいずれかを出力することを意味する。In other words, if the control flag tTo and f7I have a relationship of f7゜+fy+1=0, then the zero vector v, (0) or v
, (7) is output, and if there is a relationship of fto+f□-1≠0, the voltage vector v+(1)~v,
(6) means to output one of the following.
一方、式■から、インバータの交流電圧指令値V II
、、は
VIIEF =kt f φ”
−@)として得ることができるが、このようにして制御
回路に与えた交流電圧指令値V□、と、前述の推定式か
ら演算した誘導電動機に印加される推定交流電圧とを比
較し、この推定電圧の方が大きい場合にはその偏差に応
じて前記磁束指令値を減少せしめて、第1比較手段の基
準とすることにより円滑にトルク制御が可能なPWMイ
ンバータの交流出力電圧制御方式を得ることができる。On the other hand, from equation (■), the AC voltage command value of the inverter V II
,, is VIIEF = kt f φ”
-@), but by comparing the AC voltage command value V When the estimated voltage is larger, the magnetic flux command value is decreased in accordance with the deviation and used as a reference for the first comparing means, thereby obtaining an AC output voltage control method for a PWM inverter that allows smooth torque control. be able to.
(実施例)
第1図は本発明にかがるPWMインバータの交流出力電
圧制御方式を取り入れた瞬時空間ベクトル制御インバー
タの制御装置の一実施例のブロック図であり、第2図と
異なる所は、制御回路7へ入力として交流電圧指令値V
IIEFを追加すると共に、7’oツク714〜71
8を追加したのみであり、他は第2図と同じであるから
異なる点のみについて以下詳細に説明する。(Embodiment) Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of a control device for an instantaneous space vector control inverter that incorporates the AC output voltage control method of a PWM inverter according to the present invention, and the differences from Fig. 2 are as follows. , AC voltage command value V as input to the control circuit 7
In addition to adding IIEF, 7'otsuku 714-71
8 is added, and the rest is the same as in FIG. 2, so only the different points will be described in detail below.
ブロック714は第2比較手段であるブロック712で
時々刻々演算してブロック713へ送られる制御フラグ
f?。及びfTIを並列に入力されてfyo十 fTI
1=A ・・
・■を演算し、演算結果Aをブロック715へ送る。前
述の通りIAIは1かOかのいずれかである。第n番目
の演算結果には脚半nを付して A 7で表すこととす
る。 A =Oのときインバータ3は零ベクトルを
発生し、IAI =1のときインバータ3は零でない
電圧ベクトルを発生すると判定することができる。Block 714 is a control flag f? which is calculated every moment by block 712 which is a second comparison means and sent to block 713. . and fTI are input in parallel, fyo ten fTI
1=A...
・Calculate ■ and send the calculation result A to block 715. As mentioned above, IAI is either 1 or O. The n-th calculation result is represented by A7 with a leg half n added. It can be determined that the inverter 3 generates a zero vector when A = O, and that the inverter 3 generates a non-zero voltage vector when IAI = 1.
ブロック715はブロック714の出力を受けて、変数
A の函数f(A ”)で表される演算式@により
、誘導電動機に印加される交流電圧V。Block 715 receives the output of block 714 and calculates AC voltage V to be applied to the induction motor according to an arithmetic expression represented by a function f(A'') of variable A.
を推定する。Estimate.
f (A )、=f (A L−1−kf (A
)n−1+K A ・・・■ここでkおよび
Kは次の関係を有する定数である。f (A), = f (A L-1-kf (A
)n-1+K A...■Here, k and K are constants having the following relationship.
k=1−に、 0<k<1
すなわち弐〇は漸化式であり、第n番目の解であるf(
IAI)、は前回すなわち第n−1番目の解であるf
(A )−+ と今回すなわち第n番目の情報 A
、、とによって表される。For k=1−, 0<k<1, that is, 2〇 is a recurrence formula, and the nth solution f(
IAI), is the previous solution, that is, the n-1th solution f
(A)−+ and this time, that is, the nth information A
, , and.
弐〇の演算結果は情報(A17がOの場合には減少し、
1の場合には漸増するが、■がいかに連続して与えられ
ても
kr (A )n−1=K
において飽和する。すなわち、式@の飽和した値f (
IAI)□8は
f(A )□、=に/に= (1−k)/にであり、
この値が交流電圧指令値V IItFを越えたときに磁
束指令値φ9を下げたいのであるから、k = 1.
/ (V IIEF + 1 )を与えておけば目的を
達成できる。漸化式f(A)、の初期値f(A)。は勿
論Oとしておく。The calculation result of 2〇 is information (decreases when A17 is O,
1, it gradually increases, but no matter how continuously ■ is given, it saturates at kr (A)n-1=K. That is, the saturated value f (
IAI)□8 is f(A)□, = to/to = (1-k)/,
Since we want to lower the magnetic flux command value φ9 when this value exceeds the AC voltage command value VIItF, k = 1.
/ (VIIEF + 1), the objective can be achieved. The initial value f(A) of the recurrence formula f(A). Of course, set it to O.
ブロック715の演算結果は毎回ブロック716へ送ら
れる。ブロック716ではブロック715からの情報か
ら交流電圧指令値v tttrを減算してブロック71
7へ送る。The calculation result of block 715 is sent to block 716 each time. In block 716, the AC voltage command value vtttr is subtracted from the information from block 715.
Send to 7.
ブロック717ではブロック716から得た情報が正の
場合、すなわち誘導電動機に印加される交流電圧の推定
値が交流電圧指令値Vlll!Fより大きい場合にのみ
、その偏差値に比例する値を演算出力しブロック718
へ送る。但しこのブロック718へ送られる値は所定値
で制限さている。In block 717, if the information obtained from block 716 is positive, that is, the estimated value of the AC voltage applied to the induction motor is the AC voltage command value Vllll! Only when it is larger than F, a value proportional to the deviation value is calculated and output, and block 718
send to However, the value sent to this block 718 is limited to a predetermined value.
ブロック718では磁束指令値φ9からブロック717
よりの信号を減算してブロック708へ送る。In block 718, from magnetic flux command value φ9, block 717
The signal is subtracted and sent to block 708.
このブロック718から送出される信号が第1比較手段
であるブロック711が基準とする磁束指令値となる。The signal sent from this block 718 becomes the magnetic flux command value that is referenced by block 711, which is the first comparing means.
かくのごとくにして、本実施例では、何らかの理由でイ
ンバータが出力不能な交流出力電圧のためのスイッチン
グが必要になった場合に、基準とする磁束量を減少せし
めてこの状態から脱出することができる。As described above, in this embodiment, if switching is required for an AC output voltage that the inverter cannot output for some reason, it is possible to escape from this state by reducing the amount of magnetic flux as a reference. can.
(発明の効果)
以上一実施例によって詳細に説明したように、磁束演算
による第1比較手段とトルク演算による第2比較手段と
によって瞬時電圧ベクトルを選択し、出力する瞬時空間
ベクトル制御方式において、主回路出力にアナログ電圧
検出器を取り付けることなくインバータの交流出力電圧
の推定を可能とし、且つその推定結果に基づいて磁束指
令値を制御することによって、インバータの交流出力電
圧を制御卸することができる。(Effects of the Invention) As described above in detail with one embodiment, in the instantaneous space vector control method in which an instantaneous voltage vector is selected and output by the first comparison means based on magnetic flux calculation and the second comparison means based on torque calculation, The AC output voltage of the inverter can be controlled by making it possible to estimate the AC output voltage of the inverter without attaching an analog voltage detector to the main circuit output, and by controlling the magnetic flux command value based on the estimation result. can.
本発明の方式をシステムの一部に組み込むことによって
、従来は調整によって磁束指令値を変更していた作業を
省略することができ、更に、出力電圧飽和によるトルク
脈動も未然に防ぐことが可能となった。By incorporating the method of the present invention into a part of the system, it is possible to omit the conventional work of changing the magnetic flux command value by adjustment, and it is also possible to prevent torque pulsation due to output voltage saturation. became.
第1図は本発明にがかるPWMインバータの交流出力電
圧制御方式を取り入れた瞬時空間ベクトル制御インバー
タの制御装置の一実施例のブロック図、
第2図は従来の誘導電動機の瞬時トルク、磁束制御系の
一例のブロック図、
第3図はインバータの出力電圧ベクトル図である。
1・・・直流電圧Rla・・・正母線Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of a control device for an instantaneous space vector control inverter incorporating the AC output voltage control method of a PWM inverter according to the present invention, and Fig. 2 is a conventional induction motor instantaneous torque and magnetic flux control system. An example of a block diagram, FIG. 3 is an output voltage vector diagram of an inverter. 1...DC voltage Rla...Positive bus line
Claims (1)
ルクの瞬時値を演算し、該磁束ベクトルの絶対値が所定
の許容誤差内で与えられた磁束指令に追従するように磁
束の増減信号を発生する第1比較手段と、前記磁束ベク
トルが円周を等分した領域のうちどの領域に存在するか
を検出する磁束ベクトル位置検出手段と、前記トルクの
瞬時値が所定の許容誤差内で与えられたトルク指令に追
従するようにトルクの増減信号を発生する第2比較手段
を備えると共に、第1、第2比較手段及び磁束ベクトル
位置検出手段の出力信号の組み合わせから最適な増減磁
及び加減速ベクトル成分を有するインバータ出力電圧ベ
クトルを決定する可変電圧可変周波数PWMインバータ
の交流出力電圧制御方式において、 前記第2比較手段の出力信号を利用して誘 導電動機に印加される交流電圧を推定し、この推定電圧
とインバータ交流電圧指令値とを比較して、前記推定電
圧の方が大きい場合にはその偏差に応じて前記磁束指令
を減少せしめることを特徴とするPWMインバータの交
流出力電圧制御方式。1. Calculate the instantaneous values of magnetic flux and torque from the voltage and current signals of the three-phase induction motor, and generate a magnetic flux increase/decrease signal so that the absolute value of the magnetic flux vector follows the given magnetic flux command within a predetermined tolerance. a magnetic flux vector position detecting means for detecting in which area the magnetic flux vector exists among areas equally divided on the circumference; The second comparison means generates a torque increase/decrease signal so as to follow the given torque command, and the optimum increase/demagnetization and acceleration/deceleration are determined from the combination of the output signals of the first and second comparison means and the magnetic flux vector position detection means. In an AC output voltage control method of a variable voltage variable frequency PWM inverter that determines an inverter output voltage vector having a vector component, the AC voltage applied to the induction motor is estimated using the output signal of the second comparing means, An AC output voltage control method for a PWM inverter, characterized in that an estimated voltage and an inverter AC voltage command value are compared, and if the estimated voltage is larger, the magnetic flux command is decreased in accordance with the deviation.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1022662A JPH0732636B2 (en) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | AC output voltage control device for PWM inverter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1022662A JPH0732636B2 (en) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | AC output voltage control device for PWM inverter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02206384A true JPH02206384A (en) | 1990-08-16 |
| JPH0732636B2 JPH0732636B2 (en) | 1995-04-10 |
Family
ID=12089059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1022662A Expired - Fee Related JPH0732636B2 (en) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | AC output voltage control device for PWM inverter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0732636B2 (en) |
-
1989
- 1989-02-02 JP JP1022662A patent/JPH0732636B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0732636B2 (en) | 1995-04-10 |
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