JPH037084A - 交流回転機の制御装置 - Google Patents
交流回転機の制御装置Info
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- JPH037084A JPH037084A JP1141859A JP14185989A JPH037084A JP H037084 A JPH037084 A JP H037084A JP 1141859 A JP1141859 A JP 1141859A JP 14185989 A JP14185989 A JP 14185989A JP H037084 A JPH037084 A JP H037084A
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (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】
発明の目的
(産業上の利用分野)
本発明(友 交流回転機を高効率で可変速運転すること
のできる交流回転機の制御装置に関し、特に有限な制御
応答性により発生する交流回転機の巻線に実際に流れる
電流(以下、実電流という)の遅れ量を予jlL 補
正して制御性の一層の向上を図る交流回転機の制御装置
に関する。
のできる交流回転機の制御装置に関し、特に有限な制御
応答性により発生する交流回転機の巻線に実際に流れる
電流(以下、実電流という)の遅れ量を予jlL 補
正して制御性の一層の向上を図る交流回転機の制御装置
に関する。
(従来の技術)
従来より、誘導電動機や同期電動機などの交流回転機を
あたかも直流回転機のごとく高効取 かつ、広範囲に可
変速運転するため、実電流の周波数や実効値ばかりでな
く、回転子に対する実電流の位相までも制御する交流回
転機の制御装置が提案されている。
あたかも直流回転機のごとく高効取 かつ、広範囲に可
変速運転するため、実電流の周波数や実効値ばかりでな
く、回転子に対する実電流の位相までも制御する交流回
転機の制御装置が提案されている。
この様な交流回転機の制御装置1表 以下の基本的構成
をしている。第6図1山 三相の同期電動機80の速度
制御を行う制御装置のブロック図である。同期電動[8
0に供給される実電流 すなわち三相の電機子電流iu
、 iv、 iwlよ その少なくとも三相分がカ
レントコイル82a、82bにより実測さ札 残る一相
の電機子電流は他の二相の電機子電流の検出値より算出
(例えIf、iw= −(i u+i v) )される
。そして、検出された電機子電流Ed−Q変換部84に
よって同期電動iJ%80の回転子上に定められた回転
座標(d−q座標)系に座標変換さね 回転トルクに有
効に作用する成分、いわゆるq軸成分(1q)とそれ以
外の無効成分、いわゆるd軸成分(id)とに分析され
る。
をしている。第6図1山 三相の同期電動機80の速度
制御を行う制御装置のブロック図である。同期電動[8
0に供給される実電流 すなわち三相の電機子電流iu
、 iv、 iwlよ その少なくとも三相分がカ
レントコイル82a、82bにより実測さ札 残る一相
の電機子電流は他の二相の電機子電流の検出値より算出
(例えIf、iw= −(i u+i v) )される
。そして、検出された電機子電流Ed−Q変換部84に
よって同期電動iJ%80の回転子上に定められた回転
座標(d−q座標)系に座標変換さね 回転トルクに有
効に作用する成分、いわゆるq軸成分(1q)とそれ以
外の無効成分、いわゆるd軸成分(id)とに分析され
る。
なお、d−q変換部84にて座標変換処理を実行するた
め、同期電動機80の回転子磁極位置の正確な情報が不
可欠である。そこで、同期電動機80の回転軸80aに
は、その回転状況を検出する回転角度センサ86が取り
付けら札 磁極位置情報がd−Q変換部84に与えられ
る。
め、同期電動機80の回転子磁極位置の正確な情報が不
可欠である。そこで、同期電動機80の回転軸80aに
は、その回転状況を検出する回転角度センサ86が取り
付けら札 磁極位置情報がd−Q変換部84に与えられ
る。
また、回転角度センサ86(よ 回転軸80aの回転速
度Vも検出しており、その検出結果はフィードバック情
報として利用される。すなわち、回転速度Vは負帰還さ
ね 目標回転速度V・どの偏差は比例・積分演算部(P
I部)88を介し、同期電動機に供給すべき実電流のq
軸成分の目標電流値iq・の算出に利用される。そして
Vq算出部90 It、 こうして定められた目標電
流iq・と検出された実際のq軸成分の電流値1qとの
偏差を解消するため1ミ 同期電動@80に印加すべき
q軸成分の目標電圧Vq・を算出する。
度Vも検出しており、その検出結果はフィードバック情
報として利用される。すなわち、回転速度Vは負帰還さ
ね 目標回転速度V・どの偏差は比例・積分演算部(P
I部)88を介し、同期電動機に供給すべき実電流のq
軸成分の目標電流値iq・の算出に利用される。そして
Vq算出部90 It、 こうして定められた目標電
流iq・と検出された実際のq軸成分の電流値1qとの
偏差を解消するため1ミ 同期電動@80に印加すべき
q軸成分の目標電圧Vq・を算出する。
一方、d軸成分の目標電流1d・(よ 同期電動機80
を高効率に運転するための最適値が存在するが、これは
きわめて小さな値であり、−船釣には近似的に「OJと
される。Vd算出部92(表その目標電流1d・と検出
された実際の電流値1dとの偏差を解消するため1ミ
同期電動機80に印加すべきd軸成分の目標電圧Vd・
を決定する。
を高効率に運転するための最適値が存在するが、これは
きわめて小さな値であり、−船釣には近似的に「OJと
される。Vd算出部92(表その目標電流1d・と検出
された実際の電流値1dとの偏差を解消するため1ミ
同期電動機80に印加すべきd軸成分の目標電圧Vd・
を決定する。
こうして、d−q座標系での目標電圧Vq−Vd・が決
定されると、次いでその値をd−q逆変換部94にて逆
変換し、実際に同期電動機に印加する三相交流電圧Vu
、Vv、Vwが決定される。そして、この決定された交
流電圧に可能な限り近似した電圧を同期電動機の各相電
機子巻線に印加するため、通常のPWM型イレインバー
9部96り同期電動機への電力の供給が実行される。
定されると、次いでその値をd−q逆変換部94にて逆
変換し、実際に同期電動機に印加する三相交流電圧Vu
、Vv、Vwが決定される。そして、この決定された交
流電圧に可能な限り近似した電圧を同期電動機の各相電
機子巻線に印加するため、通常のPWM型イレインバー
9部96り同期電動機への電力の供給が実行される。
以上のごとく交流回転機の制御装置1.t、複雑な制御
処理を実行することで実現されるものであり、これを安
(ill かつ、簡単に具現化するためにマイクロコ
ンピュータ等の論理演算素子を利用したソフト的手法が
採用される。すなわち、d−q変換及び逆変換、各種目
標電圧Vq・、Vd・の算出等をソフト的な論理演算に
より行っている。
処理を実行することで実現されるものであり、これを安
(ill かつ、簡単に具現化するためにマイクロコ
ンピュータ等の論理演算素子を利用したソフト的手法が
採用される。すなわち、d−q変換及び逆変換、各種目
標電圧Vq・、Vd・の算出等をソフト的な論理演算に
より行っている。
しかし、マイクロコンピュータ等が論理演算に要する速
度は有限であり、回転子が高速回転する場合、すなわち
d−Q座標系が短時間に変化する場合にはその論理演算
の遅れによる実電流制御への影響が無視できないものと
なり、制御性能が悪化する。そこで、この処理速度の影
響を軽減し、制御精度を高めるために以下のごとき技術
が知られている。
度は有限であり、回転子が高速回転する場合、すなわち
d−Q座標系が短時間に変化する場合にはその論理演算
の遅れによる実電流制御への影響が無視できないものと
なり、制御性能が悪化する。そこで、この処理速度の影
響を軽減し、制御精度を高めるために以下のごとき技術
が知られている。
第7図(表 上述した第6図においてd−q座標上での
目標電圧vq−,Vd・を算出する原理を説明するため
のベクトル図である。なお、図においてLa、Raは同
期電動機80の巻線−相当たりの巻線インダクタンス、
巻線抵抗を表している。
目標電圧vq−,Vd・を算出する原理を説明するため
のベクトル図である。なお、図においてLa、Raは同
期電動機80の巻線−相当たりの巻線インダクタンス、
巻線抵抗を表している。
ある時点の制御サンプル点nにおける実電流がd−Q軸
上でinであるとすると、速度偏差量から決定される目
標′R流値五q・との偏差を解消して次の制御サンプル
点n + 1では実電流Lnを目標値L・ (=?La
′n+Ld′n)にするため、制御周期T中にATL
(:TIL・−已口)だけの電流変化を発生させる必要
がある。そのために必要な巻線への印加電圧vnとすれ
(′L 次式の電圧方程式が成立する。
上でinであるとすると、速度偏差量から決定される目
標′R流値五q・との偏差を解消して次の制御サンプル
点n + 1では実電流Lnを目標値L・ (=?La
′n+Ld′n)にするため、制御周期T中にATL
(:TIL・−已口)だけの電流変化を発生させる必要
がある。そのために必要な巻線への印加電圧vnとすれ
(′L 次式の電圧方程式が成立する。
Vn=RaXtn+(La/工)×△L+e・・・(1
)式 但し、eは速度起電力eのd−q軸上 でのベクトル表示である。
)式 但し、eは速度起電力eのd−q軸上 でのベクトル表示である。
すなわち、上記式を行列式によりd−q成分に分割して
表示するなら(戯 ・・・(2)式 この(2)式を解くことで、巻線に印加すべき電圧Vn
が決定される。
表示するなら(戯 ・・・(2)式 この(2)式を解くことで、巻線に印加すべき電圧Vn
が決定される。
しかし、上記原理に基づく計算を瞬時に完了することは
不可能であり、所定有限時間を必要とする。
不可能であり、所定有限時間を必要とする。
そこで、従来は次の■〜■の一連の処理を実行している
。
。
■サンプル点n−1で同期電動t1!80の運転状態を
検出してこれをd−Q座標系に変換し、実電流n−1、
磁極位置情報θn−1,速度起電力e n−1及び巻線
印加電圧Vn−1を算出する。
検出してこれをd−Q座標系に変換し、実電流n−1、
磁極位置情報θn−1,速度起電力e n−1及び巻線
印加電圧Vn−1を算出する。
■これらの算出結果及び下記(3)式より、近似的に次
のサンプル点nにおけるd−q座標上の実電流Anを推
定する。
のサンプル点nにおけるd−q座標上の実電流Anを推
定する。
但し、Ra=Oとする
■その推定値を用いて上記(2)式よりd−q座標上の
Vnを決定する。
Vnを決定する。
■Vnをd−CI逆変換してサンプル点nにおいて出力
する。
する。
これにより、サンプル点n + 1における実電流L
n+1を、目標電流五°に一致させる制御が可能となる
。
n+1を、目標電流五°に一致させる制御が可能となる
。
(発明が解決しようとする課題)
上記のごとく実電流inの推定及び出力Vnの算出を実
行する交流回転機の制御装置(よ その計算をサンプル
点n−1の時点における磁極位置情報on−1により決
定されたd−q座標上において実行している。
行する交流回転機の制御装置(よ その計算をサンプル
点n−1の時点における磁極位置情報on−1により決
定されたd−q座標上において実行している。
すなわち、第8図に示すdn−1,qn−1を座標軸と
するd−Q座標系において、サンプル点n −1におけ
る電流L n−1と電流変化l△ifよりサンプル点n
における電流inを次の(4)式により予測し、 Ln=Ln−1+△Ll −(4)
この予測値Anがサンプル点n+1で目標電流Lq・に
一致するような電流変化量Δi2を生じさせるべき巻線
印加電圧Vnが算出されるのであり、・その制御実行の
結果電流はサンプル点n −)−1の時点でベクトルO
Pとなる。
するd−Q座標系において、サンプル点n −1におけ
る電流L n−1と電流変化l△ifよりサンプル点n
における電流inを次の(4)式により予測し、 Ln=Ln−1+△Ll −(4)
この予測値Anがサンプル点n+1で目標電流Lq・に
一致するような電流変化量Δi2を生じさせるべき巻線
印加電圧Vnが算出されるのであり、・その制御実行の
結果電流はサンプル点n −)−1の時点でベクトルO
Pとなる。
しかし、上記した処理■〜■を完了するまでの制御期間
中に回転子の位置変化量が大きい場合、すなわち同期電
動機80が高速回転している場合にIt、d−q座標系
が回転するためにサンプル点n + 1の座標軸はd
n+1 、 q n+1へと変化する。
中に回転子の位置変化量が大きい場合、すなわち同期電
動機80が高速回転している場合にIt、d−q座標系
が回転するためにサンプル点n + 1の座標軸はd
n+1 、 q n+1へと変化する。
換言するならff、 実電流の制御を実行する時点に
LL 上記ベクトルOPは回転してベクトルORへと
変化しているのである。
LL 上記ベクトルOPは回転してベクトルORへと
変化しているのである。
この様に従来の交流回転機の制御装置c上 制御実行周
期に比較して回転子の回転速度が大きいとき、上記のご
とく制御目標と現実の回転状態とが大きく異なり、効率
の低下及び制御性能の悪化を招いている。
期に比較して回転子の回転速度が大きいとき、上記のご
とく制御目標と現実の回転状態とが大きく異なり、効率
の低下及び制御性能の悪化を招いている。
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、交
流回転機の低速及び中速回転状態はもちろん、高速回転
状態においても制御精度が低下することなく、常に高効
率の制御を可能とする交流回転機の制御装置を提供する
ことを目的としている。
流回転機の低速及び中速回転状態はもちろん、高速回転
状態においても制御精度が低下することなく、常に高効
率の制御を可能とする交流回転機の制御装置を提供する
ことを目的としている。
発明の構成
(課Mを解決するための手段)
上記課題を解決するため本発明の構成した手段(友 第
1図の基本構成概念図に示すごとく、交流回転@Mに実
電流1を供給する電流供給手段C1と、 その電流供給手段C1により供給される実電流を検出す
る電流検出手段C2と、 前記交流回転機Mの回転子の回転位置を検出する回転位
置検出手段C3と、 その回転位置検出手段C3により検出された回転子の回
転位置に基づいて、前記電流検出手段C2により検出さ
れた実電流1を回転子上に定められた座標系に座標変換
する変換手段C4と、その変換手段C4により座標変換
された実電流1′と前記座標系上に定められた目標電流
1・との偏差△1を、前記電流検出手段C2及び回転位
置検出手段C3による実電流1及び回転位置の検呂時か
ら所定時間後に減少させるための制御量を決定し、前記
電流供給手段C1を制御する制御手段C5とを備えた交
流電動機の制御装置において、前記所定時間における回
転子の回転位置変化量を推定する推定手段C6と、 その推定手段C6により推定された回転位置変化量に基
づいて、前記制御手段C5により決定される制御量を補
正する補正手段C7とを設けたことを特徴とする交流回
転機の制御装置をその要旨としている。
1図の基本構成概念図に示すごとく、交流回転@Mに実
電流1を供給する電流供給手段C1と、 その電流供給手段C1により供給される実電流を検出す
る電流検出手段C2と、 前記交流回転機Mの回転子の回転位置を検出する回転位
置検出手段C3と、 その回転位置検出手段C3により検出された回転子の回
転位置に基づいて、前記電流検出手段C2により検出さ
れた実電流1を回転子上に定められた座標系に座標変換
する変換手段C4と、その変換手段C4により座標変換
された実電流1′と前記座標系上に定められた目標電流
1・との偏差△1を、前記電流検出手段C2及び回転位
置検出手段C3による実電流1及び回転位置の検呂時か
ら所定時間後に減少させるための制御量を決定し、前記
電流供給手段C1を制御する制御手段C5とを備えた交
流電動機の制御装置において、前記所定時間における回
転子の回転位置変化量を推定する推定手段C6と、 その推定手段C6により推定された回転位置変化量に基
づいて、前記制御手段C5により決定される制御量を補
正する補正手段C7とを設けたことを特徴とする交流回
転機の制御装置をその要旨としている。
(作用)
本発明の交流回転機の制御装置における推定手段C61
1交流回転機Mの実電流1を制御するために必要な所定
時間内の回転子の回転位置変化量を推定し、実電流1の
制御を実行する時点における回転子の状態を把握可能と
する。
1交流回転機Mの実電流1を制御するために必要な所定
時間内の回転子の回転位置変化量を推定し、実電流1の
制御を実行する時点における回転子の状態を把握可能と
する。
そして、補正手段C7により、座標変換された実電流1
′と同一座標系上の目標電流1°との偏差△1を減少さ
せるための制御量を、推定手段C6により推定された回
転位置変化量に基づいて補正する。
′と同一座標系上の目標電流1°との偏差△1を減少さ
せるための制御量を、推定手段C6により推定された回
転位置変化量に基づいて補正する。
すなわち、推定手段C6は制御実行時の回転座標系を特
定する作用を、補正手段C7は実電流偏差を減少させる
ために必要な制御量をその制御実行時の回転座標系に座
標変換する作用を奏するのである。
定する作用を、補正手段C7は実電流偏差を減少させる
ために必要な制御量をその制御実行時の回転座標系に座
標変換する作用を奏するのである。
(実施例)
第2図は本出願に係る発明の一実施例である交流回転機
の制御装置10の構成ブロック図である。
の制御装置10の構成ブロック図である。
なお、既述のごとく第2図に示す構成ブロック図(九
制御装置10の機能を視覚的に表現したものであり、こ
の機能を実現するためには第4図に示すマイクロコンピ
ュータを中心とする論理演算回路を利用したソフト的な
手法が用いられる。
制御装置10の機能を視覚的に表現したものであり、こ
の機能を実現するためには第4図に示すマイクロコンピ
ュータを中心とする論理演算回路を利用したソフト的な
手法が用いられる。
第2図より視覚的に合易に理解できるように本実施例の
制御装置101友 第6図に示した従来の制御装置と共
通の構成ブロックを有している。
制御装置101友 第6図に示した従来の制御装置と共
通の構成ブロックを有している。
この共通の構成ブロックについて(よ その機能も従来
と同一であることから、第6図と同一の符号を付して説
明を省略する。この様1ミ 本実施例の制御装置10は
従来のそれと多くの共通構成ブロックを有する。
と同一であることから、第6図と同一の符号を付して説
明を省略する。この様1ミ 本実施例の制御装置10は
従来のそれと多くの共通構成ブロックを有する。
しかし、その共通構成ブロックは目標電流五・(=iq
・+Ld・)に一致する電流を同期電動機80に通じる
ための構成部分である。そして、本実施例の制御装置1
0で新たに設けられるi・補正部20で(表 その目標
電流i・を以下のごとく変更するものであり、同期電動
機80の巻線に供される@、81子電流iu、 iv
、 iwは従来の制御装置とは全く異なるものとなる
。
・+Ld・)に一致する電流を同期電動機80に通じる
ための構成部分である。そして、本実施例の制御装置1
0で新たに設けられるi・補正部20で(表 その目標
電流i・を以下のごとく変更するものであり、同期電動
機80の巻線に供される@、81子電流iu、 iv
、 iwは従来の制御装置とは全く異なるものとなる
。
第3図(L L・補正部20の機能を説明するための
ベクトル図である。第8図において前述したよう1:、
サンプル点n −1でのd−q座標(dn−1、qn−
1)上で、その時点の実電流1n−1等に基づいてサン
プル点nの電流Lnを予測し、更にサンプル点n +1
で目標値Aq・に一致するような電流変化量△tL2を
決定しても、現実にはサンプル点n + 1の時点には
d−q座標の座標軸はdnil 、 q n+1へと
変化している。従って、サンプル点n+1の時点で同期
電動[80への制御を実行しても、実際に巻線に供給さ
れる電流はその時点におけるq n+1軸からは大きく
遅れた位相の電流となり、多くの無効成分(d n+1
軸成分)表含むことになる。
ベクトル図である。第8図において前述したよう1:、
サンプル点n −1でのd−q座標(dn−1、qn−
1)上で、その時点の実電流1n−1等に基づいてサン
プル点nの電流Lnを予測し、更にサンプル点n +1
で目標値Aq・に一致するような電流変化量△tL2を
決定しても、現実にはサンプル点n + 1の時点には
d−q座標の座標軸はdnil 、 q n+1へと
変化している。従って、サンプル点n+1の時点で同期
電動[80への制御を実行しても、実際に巻線に供給さ
れる電流はその時点におけるq n+1軸からは大きく
遅れた位相の電流となり、多くの無効成分(d n+1
軸成分)表含むことになる。
これを解決するために本実施例の制御装置10(よ 電
流の目標値Lq−を実際に制御を実行する時点であるサ
ンプル点n −1−1のd−q座標系(座標軸d n+
1. q n+1 )について定める方法を採用する
。
流の目標値Lq−を実際に制御を実行する時点であるサ
ンプル点n −1−1のd−q座標系(座標軸d n+
1. q n+1 )について定める方法を採用する
。
そこで、i°補正部20で(友 サンプル点n −1の
d aNN標上上速度フィードバック系より与えられ
る目標電流tq・を、サンプル点n+1のd=q座標系
に変換して上記電流の位相遅れを予め補償するのである
。
d aNN標上上速度フィードバック系より与えられ
る目標電流tq・を、サンプル点n+1のd=q座標系
に変換して上記電流の位相遅れを予め補償するのである
。
すなわち、L・補正部20は、目標電流Lq・(ベクト
ルOP)をd−q座標系の回転速度と同期して回転させ
ベクトルORに一致させるべく、これに必要なベクトル
O8及びベクトルSRを算出するのである。ここで、ベ
クトルO8とはサンプル点q−1の目標電流iq・のq
n−1構成分、ベクトルSRとは目標電流1q・のd
n−1構成分であり、第3図から視覚的に理解できる
ように次式(5)により算出することができる。
ルOP)をd−q座標系の回転速度と同期して回転させ
ベクトルORに一致させるべく、これに必要なベクトル
O8及びベクトルSRを算出するのである。ここで、ベ
クトルO8とはサンプル点q−1の目標電流iq・のq
n−1構成分、ベクトルSRとは目標電流1q・のd
n−1構成分であり、第3図から視覚的に理解できる
ように次式(5)により算出することができる。
・・・ (5)
なお、ここで2八〇とは、第3図に示すようにサンプル
点Q−1時点でのd−q座標軸とサンプル点q+1時点
でのd−Cl座標軸との角度差である。すなわち、 1
回のサンプル周期における回転角度へ〇を2倍したもの
であ吠 サンプル点n−1時点での回転速度Nから容易
に推定することができる。例え(瓜 サンプル点n−1
のときの回転速度をN[rpm]とすれ(戯]サンプル
期間中の回転角度△θは(6)式より算出される6八〇
= XPX2π×丁 ・・ (6)
0 但し、 Pは磁極対数である。
点Q−1時点でのd−q座標軸とサンプル点q+1時点
でのd−Cl座標軸との角度差である。すなわち、 1
回のサンプル周期における回転角度へ〇を2倍したもの
であ吠 サンプル点n−1時点での回転速度Nから容易
に推定することができる。例え(瓜 サンプル点n−1
のときの回転速度をN[rpm]とすれ(戯]サンプル
期間中の回転角度△θは(6)式より算出される6八〇
= XPX2π×丁 ・・ (6)
0 但し、 Pは磁極対数である。
この様にして、L゛補正部20によりサンプル点n+1
のd−Cl座標軸に変換された目標電流q・、 1d°
が決定されると、従来と共通の構成ブロックにより同期
電動機80に対してその目標電流1q・、 1d°に一
致する時間軸上の三相交流電流iu、 iv、 i
wが通じられるのである。
のd−Cl座標軸に変換された目標電流q・、 1d°
が決定されると、従来と共通の構成ブロックにより同期
電動機80に対してその目標電流1q・、 1d°に一
致する時間軸上の三相交流電流iu、 iv、 i
wが通じられるのである。
第4図(瓜 第2図に示した構成ブロック図の制御装置
10を具現化した構成図である。図示するように、ハー
ド的にはマイクロコンピュータを中心とする論理演算回
路30とこれに付属する外部回路から構成される。
10を具現化した構成図である。図示するように、ハー
ド的にはマイクロコンピュータを中心とする論理演算回
路30とこれに付属する外部回路から構成される。
論理演算回路30は一般的な構成であり、論理演算を実
行するCPU30a、後述するプログラムや三角関数表
テーブルを不揮発的に記憶しているROM 30 b、
情報の一時的記憶を実行してCPU30aの演算処理を
補助するRAM30c及び外部回路との情報の授受を担
当する入出力ボート30dからなる。
行するCPU30a、後述するプログラムや三角関数表
テーブルを不揮発的に記憶しているROM 30 b、
情報の一時的記憶を実行してCPU30aの演算処理を
補助するRAM30c及び外部回路との情報の授受を担
当する入出力ボート30dからなる。
外部回路(上 同期電動機80の巻線電流を制御するた
めのインバータ制御回路32、PWM型インバータ34
及び同期電動機80に流れる現実の巻線電流を検出する
電流検出コイル82a、82b、A/D変換器36そし
て同期電動機8oの回転角度を検出する回転角度センサ
86、カウンタ38から構成される。
めのインバータ制御回路32、PWM型インバータ34
及び同期電動機80に流れる現実の巻線電流を検出する
電流検出コイル82a、82b、A/D変換器36そし
て同期電動機8oの回転角度を検出する回転角度センサ
86、カウンタ38から構成される。
以上のようなハード的構成を採用する制御装置10のR
OM30bl:fL 従来同様に下記する多くのプロ
グラムが記憶されている。
OM30bl:fL 従来同様に下記する多くのプロ
グラムが記憶されている。
基本的なプログラムとして1よ 第一にA/D変換器3
6から入力された三相の巻線電流をd−q変換して電流
id、iqを算出すると共にカウンタ38からの入力に
基づき目標電流1・を決定するプロゲラん 第二に算出
した電流id、iqと決定された目標電流値id”、
iq・との偏差からその偏差を解消する電圧Vd−、
vQ−を算出するプログラム そして第三にd−Q座標
系で算出された電圧Vd°、vq°を実際の三相電圧V
u、Vv、Vwに変換してインバータ制御回路32への
指令信号を作成するプログラムがある6また、第四のプ
ログラムとして上記基本的プログラム及びCPU30a
の動作状態を管理して効率よく処理を完了するための管
理プログラム 第五に入出力ボート30dを管理して適
宜必要な情報を外部機器から入力し、あるい(表 出力
する入出カプログラム等がある。
6から入力された三相の巻線電流をd−q変換して電流
id、iqを算出すると共にカウンタ38からの入力に
基づき目標電流1・を決定するプロゲラん 第二に算出
した電流id、iqと決定された目標電流値id”、
iq・との偏差からその偏差を解消する電圧Vd−、
vQ−を算出するプログラム そして第三にd−Q座標
系で算出された電圧Vd°、vq°を実際の三相電圧V
u、Vv、Vwに変換してインバータ制御回路32への
指令信号を作成するプログラムがある6また、第四のプ
ログラムとして上記基本的プログラム及びCPU30a
の動作状態を管理して効率よく処理を完了するための管
理プログラム 第五に入出力ボート30dを管理して適
宜必要な情報を外部機器から入力し、あるい(表 出力
する入出カプログラム等がある。
上記した各プログラム1友 本実施例の第2図に示す機
能ブロック図において従来の制御装置と同一の構成ブロ
ックをソフト的に実現するためのものであり、実質的に
従来同様のプログラムと同一である。従って、ここでは
その詳細な説明は省略する。
能ブロック図において従来の制御装置と同一の構成ブロ
ックをソフト的に実現するためのものであり、実質的に
従来同様のプログラムと同一である。従って、ここでは
その詳細な説明は省略する。
更1:、本実施例の制御装置]0(よ 上記プログラム
に加えて第5図に示す新たな[也°補正プログラム」が
ROM30bに記憶されており、その処理結果を上述し
た第二のプログラム(電流偏差を解消する電圧Vd−、
VQ−を算出するプログラム)に対して目標電流値iq
°、 id” として引き渡す。すなわち、二のB−
補正プログラム]は、第2図に示す機能ブロックi°補
正部20をソフト的に実現するためのプログラムである
。
に加えて第5図に示す新たな[也°補正プログラム」が
ROM30bに記憶されており、その処理結果を上述し
た第二のプログラム(電流偏差を解消する電圧Vd−、
VQ−を算出するプログラム)に対して目標電流値iq
°、 id” として引き渡す。すなわち、二のB−
補正プログラム]は、第2図に示す機能ブロックi°補
正部20をソフト的に実現するためのプログラムである
。
この「L°補正プログラム」(表 前述の第一のプロ
グラムが完了した後に起動される。すなわち、第一のプ
ログラムがCPU30aにて処理されることで、A/D
変換器36及びカウンタ38からの入力に基づいて実電
流id、iqの検出及び目標電流1°の決定がなさtl
=RAM30cの所定アドレスにはそのデータが格納さ
れている。
グラムが完了した後に起動される。すなわち、第一のプ
ログラムがCPU30aにて処理されることで、A/D
変換器36及びカウンタ38からの入力に基づいて実電
流id、iqの検出及び目標電流1°の決定がなさtl
=RAM30cの所定アドレスにはそのデータが格納さ
れている。
CPU30a1表 続いてrL−補正プログラム」の処
理を開始し、 RAM30cの所定アドレスをアクセス
して目標電流i°を読み込み(S100)また同期電動
機80の回転数Nが更新されつつ格納されることで常に
最新の回転数Nのデータが格納されるアドレスをアクセ
スして現在の回転数Nを読み込む(S 110)。そし
て、前記(6)式に回転数Nのデータを代入することで
制御周期T内におけるd−q座標系の回転角度差へ〇を
算出しくS + 20)、その値へ〇をパラメータとし
た関数5in(2△θ)、cos(2△θ)が記述され
るROM30bに予め用意されるテーブルを検索して、
今回の回転角度差△θに対する5n(2△θ)、cos
(2△θ)の値を確定する(S130)。
理を開始し、 RAM30cの所定アドレスをアクセス
して目標電流i°を読み込み(S100)また同期電動
機80の回転数Nが更新されつつ格納されることで常に
最新の回転数Nのデータが格納されるアドレスをアクセ
スして現在の回転数Nを読み込む(S 110)。そし
て、前記(6)式に回転数Nのデータを代入することで
制御周期T内におけるd−q座標系の回転角度差へ〇を
算出しくS + 20)、その値へ〇をパラメータとし
た関数5in(2△θ)、cos(2△θ)が記述され
るROM30bに予め用意されるテーブルを検索して、
今回の回転角度差△θに対する5n(2△θ)、cos
(2△θ)の値を確定する(S130)。
こうして、前記(5)式に代入すべき総ての値が特定さ
れると、当該(5)式の演算を実行して目的としている
新たな目標電流1d・、 1q・を決定する。そして、
このように決定された値1dq・を、 RAM30cの
所定のアドレスに格納(S150)して、 [tL・補
正プログラム」の処理を完了する。
れると、当該(5)式の演算を実行して目的としている
新たな目標電流1d・、 1q・を決定する。そして、
このように決定された値1dq・を、 RAM30cの
所定のアドレスに格納(S150)して、 [tL・補
正プログラム」の処理を完了する。
最終的な目標電流id’、 iqoが決定されると、
従来同様にその目標電流を実際に同期電動機80に通じ
るために必要な印加電圧が算出さねそのデータが所定の
タイミングでインバータ制御回路32に出力される。
従来同様にその目標電流を実際に同期電動機80に通じ
るために必要な印加電圧が算出さねそのデータが所定の
タイミングでインバータ制御回路32に出力される。
以上のように構成される本実施例の交流回転機の制御装
置10によれ(L 次の効果が明らかであ本実施例の制
御装置10(友 サンプル点n −1での回転子の回転
数Nから実際に同期電動機80の実電流の制御を実行す
る時点のd−q座標を推定し、その推定した座標系に一
致するように目標電流Lq・をd−q座標系の回転速度
と同期して回転させ、実電流の制御を実行する。しかも
、このd−q座標系の回転角度の推定1よ きわめて高
精度に行うことができる。制御装置10がd−Q座標系
の回転角度を算出するのに要する時間は数m5ec以下
であり、大きな慣性力を有する同期電動機80がこの短
い期間中に回転状態を急変することはないからである。
置10によれ(L 次の効果が明らかであ本実施例の制
御装置10(友 サンプル点n −1での回転子の回転
数Nから実際に同期電動機80の実電流の制御を実行す
る時点のd−q座標を推定し、その推定した座標系に一
致するように目標電流Lq・をd−q座標系の回転速度
と同期して回転させ、実電流の制御を実行する。しかも
、このd−q座標系の回転角度の推定1よ きわめて高
精度に行うことができる。制御装置10がd−Q座標系
の回転角度を算出するのに要する時間は数m5ec以下
であり、大きな慣性力を有する同期電動機80がこの短
い期間中に回転状態を急変することはないからである。
従って、同期電動[80の高速回転類IL すなわち
制御装置]0の制御速度に対して無視できないほど高速
に同期電動機80の回転子上に定められたd−q座標系
が回転しようとも、制御実行時点の同期電動機80に最
適の実電流を通じることが可能となり、目標とする回転
速度 トルクに完全に追随制御することができる。これ
により同期電動機80(よ その低床 中床 高速総て
の回転領域において高精度に制御可能となり、直流電動
機なみの制御特性が発揮されることになる。
制御装置]0の制御速度に対して無視できないほど高速
に同期電動機80の回転子上に定められたd−q座標系
が回転しようとも、制御実行時点の同期電動機80に最
適の実電流を通じることが可能となり、目標とする回転
速度 トルクに完全に追随制御することができる。これ
により同期電動機80(よ その低床 中床 高速総て
の回転領域において高精度に制御可能となり、直流電動
機なみの制御特性が発揮されることになる。
このことはまた、制御装置10を構成する論理演算回路
30として、演算処理を高速に実行する高低 かつ、複
雑な構成を必要とせず1:、安価で簡易な回路構成を採
用しても、充分に実用に耐える高性能の交流回転機の制
御装置を構成できることを意味している。
30として、演算処理を高速に実行する高低 かつ、複
雑な構成を必要とせず1:、安価で簡易な回路構成を採
用しても、充分に実用に耐える高性能の交流回転機の制
御装置を構成できることを意味している。
なお、本発明は上記実施例の構成に何ら限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない種々の態様により具現
化されるものである。例えは 上記実施例では制御対象
として同期電動機8oを使用した例を示しているが、誘
導電動機やその他の交流電動機を使用してもよい。
ではなく、その要旨を逸脱しない種々の態様により具現
化されるものである。例えは 上記実施例では制御対象
として同期電動機8oを使用した例を示しているが、誘
導電動機やその他の交流電動機を使用してもよい。
発明の効果
以上実施例を挙げて詳述したように本発明の交流回転機
の制御装置1山 実電流の制御に要する有限時間におけ
る回転子の回転付属変化量を推定すると共に、その推定
結果に応じて制御実行時の真の回転子の回転位置に合致
させて実電流を通じる作用がある。
の制御装置1山 実電流の制御に要する有限時間におけ
る回転子の回転付属変化量を推定すると共に、その推定
結果に応じて制御実行時の真の回転子の回転位置に合致
させて実電流を通じる作用がある。
従って、交流回転機の低速 中速回転領域ばかりでなく
、高速回転領域においても実電流の制御精度がきわめて
高くなり、その回転速度及び出力トルクを精密に制御す
ることが可能となり、交流回転機をあたかも直流電動機
なみに制御することができる。
、高速回転領域においても実電流の制御精度がきわめて
高くなり、その回転速度及び出力トルクを精密に制御す
ることが可能となり、交流回転機をあたかも直流電動機
なみに制御することができる。
第1図は本発明の詳細な説明は 第2図は一実施例であ
る制御装置の機能を説明するブロック図、第3図は同実
施例のi・補正部の機能を説明するベクトル旦 第4図
は同実施例の機能をソフト的に実現した構成皿 第5図
は同実施例にて処理されるプログラムのフローチャート
、第6図は従来の制御装置の機能を説明するブロック医
第7図は従来例の機能を説明するベクトルは 第8図
は従来例による高速回転時のベクトルは を示している
。 10・・・制御装置 20・・・五°補正部0・・
・論理演算回路 32・・・インバータ制御回路4・・
・PWM型インバータ 36・・・A/D変換器8・・
・カウンタ 80・・・同期電動機2a、82b・
・・カレントコイル 4・・・d−Q変換部 86・・・回転角度センサ8・
・・比例・積分演算部(PI部) O・・・vq算出部 92・・・Vd算出部4・・・
d−q逆変換部 6・・・PWM型イフィンバー 9部人 弁理士 定立 勉 第3図 第 1 図 第 5 図
る制御装置の機能を説明するブロック図、第3図は同実
施例のi・補正部の機能を説明するベクトル旦 第4図
は同実施例の機能をソフト的に実現した構成皿 第5図
は同実施例にて処理されるプログラムのフローチャート
、第6図は従来の制御装置の機能を説明するブロック医
第7図は従来例の機能を説明するベクトルは 第8図
は従来例による高速回転時のベクトルは を示している
。 10・・・制御装置 20・・・五°補正部0・・
・論理演算回路 32・・・インバータ制御回路4・・
・PWM型インバータ 36・・・A/D変換器8・・
・カウンタ 80・・・同期電動機2a、82b・
・・カレントコイル 4・・・d−Q変換部 86・・・回転角度センサ8・
・・比例・積分演算部(PI部) O・・・vq算出部 92・・・Vd算出部4・・・
d−q逆変換部 6・・・PWM型イフィンバー 9部人 弁理士 定立 勉 第3図 第 1 図 第 5 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 交流回転機に実電流を供給する電流供給手段と、その電
流供給手段により供給される実電流を検出する電流検出
手段と、 前記交流回転機の回転子の回転位置を検出する回転位置
検出手段と、 その回転位置検出手段により検出された回転子の回転位
置に基づいて、前記電流検出手段により検出された実電
流を回転子上に定められた座標系に座標変換する変換手
段と、 その変換手段により座標変換された実電流と前記座標系
上に定められた目標電流との偏差を、前記電流検出手段
及び回転位置検出手段による実電流及び回転位置の検出
時から所定時間後に減少させるための制御量を決定し、
前記電流供給手段を制御する制御手段とを備えた交流電
動機の制御装置において、 前記所定時間における回転子の回転位置変化量を推定す
る推定手段と、 その推定手段により推定された回転位置変化量に基づい
て、前記制御手段により決定される制御量を補正する補
正手段とを設けたことを特徴とする交流回転機の制御装
置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1141859A JPH037084A (ja) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | 交流回転機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1141859A JPH037084A (ja) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | 交流回転機の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH037084A true JPH037084A (ja) | 1991-01-14 |
Family
ID=15301828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1141859A Pending JPH037084A (ja) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | 交流回転機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH037084A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0614592A (ja) * | 1992-06-23 | 1994-01-21 | Fanuc Ltd | Acサーボモータの加速度制御方式 |
| WO1994008389A1 (fr) * | 1992-10-07 | 1994-04-14 | Fanuc Ltd | Procede de commande d'un moteur c.a. |
| JP2006262554A (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-28 | Jtekt Corp | ブラシレスモータの制御装置 |
-
1989
- 1989-06-02 JP JP1141859A patent/JPH037084A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0614592A (ja) * | 1992-06-23 | 1994-01-21 | Fanuc Ltd | Acサーボモータの加速度制御方式 |
| WO1994008389A1 (fr) * | 1992-10-07 | 1994-04-14 | Fanuc Ltd | Procede de commande d'un moteur c.a. |
| US5467001A (en) * | 1992-10-07 | 1995-11-14 | Fanuc Ltd. | Control method for an alternating current motor |
| JP2006262554A (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-28 | Jtekt Corp | ブラシレスモータの制御装置 |
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