JPH037083A

JPH037083A - 誘導電動機の制御方法

Info

Publication number: JPH037083A
Application number: JP1138861A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Suzuki; 泰弘鈴木; Masanori Miyazaki; 雅徳宮崎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-05-31
Filing date: 1989-05-31
Publication date: 1991-01-14

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。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的コ（産業上の利用分野）本発明は、誘導電動機制御装置に係り、特に電圧制御を
行なうことにより、制御装置出力電圧の振動抑制及び過
電圧を低減する誘導電動機の制御方法に関する。

（従来の技術）従来、任意の周波数の交流電力を出力して誘導電動機を
制御する周波数変換装置として使用されている変換器は
攬々あるがここでは一例としてベクトル制御を行なう電
流形インバータを例にして、第４図を用いて説明する。

第４図に示すように、誘導電動機Ｊを制御する電流形イ
／パータ装置の主回路は交流電源出力を直流電力に変換
する出力制御可能な整流器２と、この整流器２から出力
される直流電力を平滑する直流リアクト／Ｉ／３と、こ
の直流リアクトル３．を通して入力される直流電力を任
意の周波数の交流電力に変換し、これを誘導電動機１に
供給して該誘導電動機１を可変速運転するインバータ回
路４とにより構成されている。また、この主回路の整流
器２およびインバータ回路４を制御するベクトル制御部
Ｆｉ訪導電動機Ｊの回転数を検出する速度検出器５と、
誘導電動機１の磁束を検出する磁束検出回路６と、速度
基準ωｒ１＊を出力する速度基準設定器？と、この速度
基準ωｒ１＊に対して加減速レートをつける加減速レー
ト回路８と、この加減速レート回路８でレートのつけら
れた速度基準ωｒ＊と速度検出器５によシ検出され比速
度検出ωｒとを比較して誘導電動機１の一次電流のうち
トルク発生に寄与するトルク電流基準１、ｑ＊を出力す
る速度制御回路９と、速度検出器５により検出された速
度検出信号ωｒの値に基づいて界磁弱め制御性なう磁束
基準Φ９を出方する磁束基準設定器１０と、この磁束基
準設定器１ｏから出力される磁束基準Φ９と磁束検出回
路６により検出された誘導電動機１の磁束とを比較して
誘導電動機１の一次１！流のうち磁束発生に寄与する磁
束電流基準ｉ１ｄ”を出力する磁束制御回路１１と、速
度制御回路９から得られるトルク電流基準Ｉｌｑ＊と磁
束制御回路１１から出力される磁束電流基準１．ｄ＊と
により誘導電動機１の一次電流基準１１　　を算出する
一次電流演算回路Ｊ２と速度制御回路９から出力される
トルク電流基準１１　Ｑ＊と磁束制御回路ＩＩから出力
される磁束電流基準１．ｄ＊とから一次電流と磁束との
間の位相角θを算出する位相角算出回路１３と、速度制
御回路９から出力されるトルク電流基準ｈｑ＊と磁束検
出回路６により検出された磁束検出信号Φとからすべり
角θ８を算出するすべり角波算回路１４と、速度検出器
５で検出された速度信号ωｒを時間積分して回転子位置
角度θｒを算出する回転子位置演算回路１５と、位相角
演算回路１３から出力される位相角θとすべり角波算回
路１４から出力されるすべり角θＢおよび回転子位置演
算回路１５から出力される回転子位置角θｒを加算して
一次電流の位相角θｌを算出し、この位相角θ１に基づ
いてインバータ回路４を転流制御する転流制御回路Ｊ６
と、電流検出器１８により検出された誘導電動機１の一
次電流１１とを比較して一次電流Ｔ１が一次電流基準１
１ゝと等しくなるような位相基準α８を出力する電流制
御回路１９と、この電流制御回路１９から出力される位
相基準α８に基づいて、位相信号αを出力して整流器２
を位相制御する位相制御回路２０とから構成されている
。

さらに、インバータ回路４について、第５図を用いて詳
述する。

第５図に示すように、このインバータ回路４は６個の主
サイリスＩ　（ＳＵ、ＳＶ、ＳＷ、ＳＸ、ＳＹ、ＳＺ）
、６個（ｒ）　ｆ　（、？　−）’　（ＤＵ、ＤＶ、Ｉ
）Ｗ、ＤＸ、ＤＹ、ＤＺ）および６個の転流コンデンサ
（ｌｃ、２ｃ、３Ｃ，４Ｃ，５Ｃ，６Ｃ）から構成され
、各主サイリスタはＳＵ、ＳＺ、ＳＶ、ＳＸ、ＳＷ、Ｓ
Ｙの順序で１２００の期間ずつ６０’の位相差で導通す
るようになっている。

以上のように構成された従来の電流形インバータ装置に
おいては、図示しない交流電源出力が整流器２により直
ｉｔ力に変換され、この直流電力は直流リアクトル３で
平滑されてインバータ回路４により任意の周波数の交流
電力に変換されているものとすれば、誘導電動機１はそ
の任意の周波数交流電力により可変速運転される。この
とき、誘導電動機１の回転数は速度検出器５で検出され
、この速度検出信号ωｒｔｒｉ速度フィードバック信号
として速度制御回路９に入力される。この速度制御回路
９では速度基準設定器２から出力される速度基準ωｒｌ
＊に対して加減速レート回路８によりレートのつけられ
た速度基準ωｒ＊と速度フィードバック信号として入力
される速度検出信号ωｒとを比較し、誘導電動機１の一
次電流１１のうちトルク発生に寄与するトルク電流成分
（以下トルク電流と呼Ｊ：）の基準ｔｌＱ　　を出力す
る。一方、誘導電動機１の磁束Φは磁束検出回路６によ
多検出され、その磁束検出信号Φを磁束制御回路１１に
フィードバック信号として入力される。この磁束制御回
路１１ではこの磁束検出信号Φを磁束基準設定器１０に
より設定された磁束基準Φ８とを比較し、誘導電動機１
の一次電流工１のうち磁束発生に寄与する磁束電流成分
（以下磁束電流と呼ぶ〕の基準１１ｄ”を出力する。こ
の場合、磁束基準設定器１０は速度検出器５からの速度
検出信号ωｒに基づいて界磁弱め制御を行なうよう磁束
基準Φ８が出力されるようになっている。

このようにして速度制御回路９からトルク電流基準１１
ｑ＊が出力され、磁束制御回路ＩＩから磁束ＴＩＬ流基
準基準ｄ　　が出力されると、−次電流基準演算回路１
２はこれらトルク電流基準１１ｑ＊と磁束電流基準１１
ｄ　　とＫよシ誘導電動機１の一次電流基準１１　　を
算出して電流制御回路１８に入力する。この電流制御回
路１８では整流器２の入力側に設けられた電流検出器１
２によシ検出された誘導電動機１の一次電流■！と一次
電流基準演算回路１２からの一次電流基準１１　　とを
比較し、−次電流１１が一次電流基準工１　　に等しく
なるような位相基準α　を出力信号として位相制御回路
２０に入力する。したがって、この位相制御回路２０は
その位相基準α　に基づく位相信号αによシ整流器２を
位相制御することで、整流器２は位相信号αに応じて電
流の大きさを制御することになる。

また、速度制御回路９からトルク電流基準１ｔｑ＊が、
磁束制御回路１１から磁束電流基準１１ｄ　　がそれぞ
れ出力され、これらが位相角演算回路１３に入力される
とこの位相角演算回路１３はトルク電流基準１！ｑ＊と
磁束電流基準ＩＩｄ＊から一次電流１．と磁束Φとの間
の位相角θを演算により求める。さらに、すべり色演算
回路１４は速度制御回路９から出力されるトルク電流基
準１１ｑ”と磁束検出回路６から出力される磁束検出信
号Φとからすベシ角θ虐を演算により求め、また、回転
子位置検出回路１５では速度検出器５から速度検出信号
ωｒを時間積分して回転子位置角θｒを求める。このよ
うにして求められた位相角θ、すペシ角θ畠および回転
子位置角θｒが転流制御回路１６に入力されると、この
転流制御回路１６ではこれらを加算して一次電流工１の
位相角θｌを算出し、この位相角θ１をもとにインバー
タ回路４を転流制御する。したがって、誘導電動機ＩＫ
インバータ回路４より所定の位相に制御された一次電流
が流れるので、該誘導電動機１が制御されることになる
。

（発明が解決しようとする課題）しかし、上記従来の電流形インバ−タ回路は磁束電流に
対し電圧制御を行なっていなかった。

特に多数台モータを単一イン・々−夕で駆動する場合に
おいて各々モータ間の負荷のアンバランスにより過電圧
になることがあった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、簡単な構成で電圧
制御を行ない、磁束電流の制御を行ない、制御装置出力
電圧の振動抑制及び過電圧を低減することが可能々誘導
電動機の制御方法を提供することを目的とする。

［発明の構成］（！１題を解決するための手段）したがって、上記目的を達成するために、本発明は電圧
基準設定器の電圧基準と電圧検出回路の電圧帰還を基に
電圧差分に対して電圧補正を加える電圧制御回路と加算
回路を備えたことを特徴とする。

（作用）このような構成要件を備えたインバータ制御装置におい
ては、電圧基準回路より出力された電圧基準と電圧検出
回路よシ出力された電圧帰還を基に、電圧補正信号を算
出し、磁束電流基準と加えることによシ磁束電流基準を
補正する。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を用、いて説明する。

なお、本実施例において、第４図に示した従来の制御装
置と同一の構成要件については、同一符号を付し、その
説明は省略する。

第１図に示すようＫ、速度検出器５から出力される速度
検出信号ωｒが入力され、その速度検出信号を基に電圧
基準設定器２１から電圧基準Ｖ　が出力される。また、
電圧検出回路２４から電圧帰還Ｖを検出している。

ＫＫ第２図を用いて電圧制御回路２２、加算回路２３に
ついて詳述する。第２図に示すように、電圧制御回路２
２は、電圧基準■・と電圧帰還Ｖとを比較する比較回路
２５と、この比較回路２５からの出力信号γを増幅する
増幅回路２８から成り、出力信号Ｉ。ＣＭＰを出力する
。加算回路２３は電圧制御回路２２の出力信号Ｉ。ＣＭ
Ｐと磁束制御回路１ノの出力信号Ｉ、ｄ＊とを加算し、
磁束基準信号βを出力する。

以上のような構成要件を有する本実施例においては、磁
束電流に電圧補正信号を加えることによって、例えば電
圧帰還Ｖが電圧基準Ｖ　よシも大きい場合は電圧補正信
号工。。、として負値を加算することにより、磁束電流
基準Ｉｌｄ　　を減少させる。

従って、以上のような構成要件を有する本実施例におい
ては、磁束電流が減ることとなり電圧振動の抑制及び過
電圧を防止することができる。

また、第３図に示すように上記電圧補正信号工。ＣＭＰ
の入力を、電圧基準Ｖ＊と電圧帰還Ｖとの差分が補正動
作レベル設定器２６を越えた時のみ比較判定回路２２で
判別してもよい。この方法を用いれば過電圧防止レベル
に対してのみ電圧補正を行なうことが可能となる。

なお、本実施例ではベクトル制御される電流形インバー
タ装置について述べたが、電流形インバ−タ回路に限ら
ず、ベクトル制御している制御装置ならば、同様な電圧
制御回路を設けることによシミ圧補正を行なうことがで
きる。

［発明の効果コ以上述べたように、本発明によれば、電動機の電圧帰還
を基に電圧基準に対する電圧補正信号を算出し、この電
圧補正信号を磁束電流基準に加えることにより磁束電流
を補正するので、電圧振動及び過電圧を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概要構成図、第２図は
第１図に示した電圧基準設定器、電圧制御回路及び加算
回路を示す回路詳細図、第３図は第２図のその他の実施
例を示す概要構成図、第４図は従来の電流形インバータ
装置を示す概要構成図、第５図は第４図に示したインバ
ータ回路の結線を示す結線図である。１・・・誘導電動機、２・・・整流器、３・・・直流リ
アクトル、４・・・インバータ回路、５・・・速度検出
器、６・・・磁束検出回路、７・・・速度基準設定器、
８・・・加減速レート回路、９・・・速度制御回路、１
０・・・磁束基準設定器、１１・・・磁束制御回路、１
２・・・−次電流基準演算回路、１３・・・位相角演算
回路、１４・・・すべ９角演算回路、１５・・・回転子
位置演算回路、）６・・・転流制御回路、１８・・・電
流検出器、１９・・・電流制御回路、２０・・・位相制
御回路、２１・・・電圧基準設定器、２２・・・電圧制
御回路、２３・・・加算回路、２４・・・電圧検出回路
、２５・・・比較回路、２６・・・補正動作レベル設定
器、２７・・・比較判定回路、２８・・・増幅回路。１１１

Claims

【特許請求の範囲】

誘導電動機の速度及び磁束を検出又は演算する速度検出
手段及び磁束検出又は演算出段と、前記速度検出手段に
より検出された速度検出信号と速度基準信号との偏差に
基いて前記誘導電動機の一次電流のうちトルク発生に寄
与するトルク電流基準を求める手段と、前記磁束検出ま
たは演算手段により検出された磁束検出信号と磁束基準
信号とを比較して前記誘導電動機の一次電流のうち磁束
発生に寄与する磁束電流基準信号を求める手段とを備え
、直流電力を任意の周波数の交流電力に変換して誘導電
動機に供給してベクトル制御するようにした誘導電動機
の制御方法において、前記速度検出器の速度検出信号を
基につくられる電圧基準と、電圧検出器より求められる
電圧帰還信号との偏差により前記電圧帰還信号が所定値
を越えたとき磁束電流基準信号に対し前記誘導電動機の
磁束を低減するように補正を加える電圧制御回路を具備
したことを特徴とする誘導電動機の制御方法。