JPH0389884A - 誘導電動機のベクトル制御装置 - Google Patents
誘導電動機のベクトル制御装置Info
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- JPH0389884A JPH0389884A JP1227027A JP22702789A JPH0389884A JP H0389884 A JPH0389884 A JP H0389884A JP 1227027 A JP1227027 A JP 1227027A JP 22702789 A JP22702789 A JP 22702789A JP H0389884 A JPH0389884 A JP H0389884A
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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)
本発明は誘導電動機のすべり周波数形のベクトル制御装
置に関する。
置に関する。
(従来の技術)
誘導電動機は、従来、定速度電動機として使用されるこ
とが多かったが、電力用半導体素子の進歩によって、イ
ンバータやサイクロコンバータなどの電力変換器の普及
が進み、可変速電動機としての用途が著しく拡大してき
た。
とが多かったが、電力用半導体素子の進歩によって、イ
ンバータやサイクロコンバータなどの電力変換器の普及
が進み、可変速電動機としての用途が著しく拡大してき
た。
誘導電動機の可変速制御方式には、優れた応答性が得ら
れるベクトル制御方式がある。ベクトル制御方式には、
2次磁束をベクトル量として検出して1次電流の制御信
号に用いる磁束検出形ベクトル制御方式と、磁束ベクト
ルを電動機定数に基づいて演算して制御するすべり周波
数形ベクトル制御方式が知られている。
れるベクトル制御方式がある。ベクトル制御方式には、
2次磁束をベクトル量として検出して1次電流の制御信
号に用いる磁束検出形ベクトル制御方式と、磁束ベクト
ルを電動機定数に基づいて演算して制御するすべり周波
数形ベクトル制御方式が知られている。
本発明は後者のすべり周波数形ベクトル制御方式の調整
装置に関するものである。
装置に関するものである。
従来のすべり周波数形ベクトル制御装置は、第9図に例
示するように、2次磁束指令値Φ2′と発生トルク指令
値TM′を入力して1次電流指令値■、11を出力する
ベクトル制御値1′と、前記1次電流指令値11Mに基
づいて1次電流値11を制御する電流計電力変換装置2
と、この1次電流値11によって所定の速度およびトル
クで回転する誘導電動機3と、この電導機の回転速度ω
。
示するように、2次磁束指令値Φ2′と発生トルク指令
値TM′を入力して1次電流指令値■、11を出力する
ベクトル制御値1′と、前記1次電流指令値11Mに基
づいて1次電流値11を制御する電流計電力変換装置2
と、この1次電流値11によって所定の速度およびトル
クで回転する誘導電動機3と、この電導機の回転速度ω
。
を検出する速度検出器4とから構成されている。
ベクトル制御を実現するには、2次磁束指令値Φ211
とベクトル指令値TMI+とから1次電流のトルク電流
指令rll fig”と励磁電流指令値izおよびすべ
り周波数指令値ω、″を、下式により算出し、電力変換
装置への指令値として与えればよい。すなわち、 ここで、L2は誘導電動機の2次側自己インダクタンス
、R2は2次抵抗、Mは相互インダクタンスである。ベ
クトル制御器1′は、上式に基づいて、2次磁束指令値
Φ2 とトルク指令値TM1+とを誘導電動機3の伝達
特性に応じて演算し、1次電流の励磁電流指令値iIR
とトルク電流指令値i++ およびすべり周波数指
令値ω、′を出力する各種係数器11.11’ 、12
゜12′ 除算要素13、微分要素14、加算器15を
備えている。なお、2次磁束Φ2と同一の各速度で回転
する複素平面を考え、この平面上でΦ2の方向を実軸、
実軸からπ/2進んだ軸を虚軸としている。
とベクトル指令値TMI+とから1次電流のトルク電流
指令rll fig”と励磁電流指令値izおよびすべ
り周波数指令値ω、″を、下式により算出し、電力変換
装置への指令値として与えればよい。すなわち、 ここで、L2は誘導電動機の2次側自己インダクタンス
、R2は2次抵抗、Mは相互インダクタンスである。ベ
クトル制御器1′は、上式に基づいて、2次磁束指令値
Φ2 とトルク指令値TM1+とを誘導電動機3の伝達
特性に応じて演算し、1次電流の励磁電流指令値iIR
とトルク電流指令値i++ およびすべり周波数指
令値ω、′を出力する各種係数器11.11’ 、12
゜12′ 除算要素13、微分要素14、加算器15を
備えている。なお、2次磁束Φ2と同一の各速度で回転
する複素平面を考え、この平面上でΦ2の方向を実軸、
実軸からπ/2進んだ軸を虚軸としている。
1次電流の励磁指令値i+R”とトルク電流指令値11
]1は演算回路16に導かれ、1次電流指令絶対値11
1として出力される。一方、すべり周波数指令値ω、8
は速度検出器4からの回転周波数信号ω、と共に加算器
17に導かれ加算された後、ベクトルジェネレータ18
によって、2次磁束の予測位置を示す単位ベクトルに変
換される。
]1は演算回路16に導かれ、1次電流指令絶対値11
1として出力される。一方、すべり周波数指令値ω、8
は速度検出器4からの回転周波数信号ω、と共に加算器
17に導かれ加算された後、ベクトルジェネレータ18
によって、2次磁束の予測位置を示す単位ベクトルに変
換される。
乗算器1つはこの単位ベクトルと前記の1次電流指令絶
対値11″を乗算し、得られた1次電流指令値■1*を
電流形電力変換器2に出力する。
対値11″を乗算し、得られた1次電流指令値■1*を
電流形電力変換器2に出力する。
上述のように、1次電流の成分指令値i+R”と11□
1およびすべり周波数指令値ω、″を乗算する場合には
、2次抵抗R2が直接関与するが、従来のベクトル制御
方式では、この2次抵抗R2の値を設定するに当たり、
使用する誘導電動機の設計値を用いたり、立ち上げ時の
調整で試行錯誤的に値を突き止めたりしていた。
1およびすべり周波数指令値ω、″を乗算する場合には
、2次抵抗R2が直接関与するが、従来のベクトル制御
方式では、この2次抵抗R2の値を設定するに当たり、
使用する誘導電動機の設計値を用いたり、立ち上げ時の
調整で試行錯誤的に値を突き止めたりしていた。
(発明が解決しようとする課題)
誘導電動機の2次抵抗の値は、一定ではなく温度に依存
して変化することが知られている。従って、2次抵抗R
2の値を設定するに当たり、使用する誘導電動機の設計
値を用いると、環境条件によって実際の値とは異なる値
になることがある。
して変化することが知られている。従って、2次抵抗R
2の値を設定するに当たり、使用する誘導電動機の設計
値を用いると、環境条件によって実際の値とは異なる値
になることがある。
立ち上げ時の調整で試行錯誤的に値を突き止める方法で
は、最終的には実際の値に設定できる場合も多いであろ
うが、調整担当者にある程度以上の経験と勘が必要とさ
れ、調整に時間がかかるという問題点があった。
は、最終的には実際の値に設定できる場合も多いであろ
うが、調整担当者にある程度以上の経験と勘が必要とさ
れ、調整に時間がかかるという問題点があった。
以上の説明では誘導電動機の電源を電流形としていたが
、電源が電圧形であっても同様の問題点がある。
、電源が電圧形であっても同様の問題点がある。
本発明は従来技術における上記の問題点を除去し、誘導
電動機のベクトル制御装置の2次抵抗R2に関連した制
御パラメータ、すなわち2次抵抗R2そのものや、制御
系の構成によっては2次時定数(=L:z/Rz)を自
動的に調整する機能をもつ誘導電動機のベクトル制御装
置を提供することを目的とする。
電動機のベクトル制御装置の2次抵抗R2に関連した制
御パラメータ、すなわち2次抵抗R2そのものや、制御
系の構成によっては2次時定数(=L:z/Rz)を自
動的に調整する機能をもつ誘導電動機のベクトル制御装
置を提供することを目的とする。
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
本発明は上記の目的を達成するために、以下の構成にて
誘導電動機のベクトル制御の調整機能をもつ、誘導電動
機のベクトル制御装置である。
誘導電動機のベクトル制御の調整機能をもつ、誘導電動
機のベクトル制御装置である。
誘導電動機のベクトル制御装置において、速度指令と実
際の速度の偏差をとって適当な制御論理に基づきトルク
電流指令を出す速度制御ループを備え、 速度指令として一定の変化率で値が増大ないしは減少す
るいわゆるランプ人力を与えて速度制御を行ない、この
ランプ人力を与えている間のトルク電流指令波形あるい
は実際のトルク電流波形を記憶するメモリを用意し、こ
の記憶しておいたトルク電流指令波形あるいは実際のト
ルク電流波形の特徴量を抽出し、このトルク電流指令波
形あるいは実際のトルク電流波形がステップ状の波形に
近づくように、ベクトル制御指令値演算回路内の各部体
数を調整し、 以上の過程をトルク電流指令波形あるいは実際のトルク
電流波形が適当な裕度内でステップ状の波形に近づいた
と判定されるまで繰り返して、ベクトル制御の制御パラ
メータを適正な値に調整する機能を付加したことを特徴
とする。
際の速度の偏差をとって適当な制御論理に基づきトルク
電流指令を出す速度制御ループを備え、 速度指令として一定の変化率で値が増大ないしは減少す
るいわゆるランプ人力を与えて速度制御を行ない、この
ランプ人力を与えている間のトルク電流指令波形あるい
は実際のトルク電流波形を記憶するメモリを用意し、こ
の記憶しておいたトルク電流指令波形あるいは実際のト
ルク電流波形の特徴量を抽出し、このトルク電流指令波
形あるいは実際のトルク電流波形がステップ状の波形に
近づくように、ベクトル制御指令値演算回路内の各部体
数を調整し、 以上の過程をトルク電流指令波形あるいは実際のトルク
電流波形が適当な裕度内でステップ状の波形に近づいた
と判定されるまで繰り返して、ベクトル制御の制御パラ
メータを適正な値に調整する機能を付加したことを特徴
とする。
(作 用)
誘導電動機のベクトル制御における2次抵抗R2、ある
いは2次時定数の誤設定は、正しく設定したときに比べ
、誘導電動機の発生するトルクがベクトル制御において
トルク電流と定義された電流成分(以後、単にトルク電
流と記す。なお、誘導電動機の発生トルクに1対1に対
応する電流成分を真のトルク電流、電流検出器によって
検出した3相交流電流からd−q変換により求めたq軸
電流成分を実際のトルク電流と記す。)に対して過小な
いし過大となる現象として現われる。これは、2次抵抗
R2、あるいは2次時定数の誤設定により、トルク電流
ベクトルと磁束ベクトルとの直交関係が崩れて、トルク
電流が真のトルク電流と1対1に対応しなくなるためで
ある。この現象を観測する1つの方法は、誘導電動機に
速度制御を施し、ランプ状の速度変化をさせて誘導電動
機を定トルク駆動することである。2次抵抗R2、ある
いは2次時定数が正しく設定されていれば、定トルク駆
動に対応してトルク電流指令および実際のトルク電流が
ステップ状の波形(厳密には実際の速度の応答時間だけ
立ち上がりが遅れたステップ状の波形に近い波形である
が、記述の簡単のため、以後本明細書では特に断わらな
い限り単にステップ状の波形と記した場合、このステッ
プ状の波形に近い波形を意味するものとする。)となる
。この設定が狂っていると、トルク電流指令および実際
のトルク電流がステップ状の波形ではなくなる。ステッ
プ状の波形からずれた分により、前記した誘導電動機の
発生するトルク過不足を埋め合わせるのである。したが
って、トルク電流指令あるいは実際のトルク電流の波形
を観測して、それがステップ状の波形でなければ、2次
抵抗R2、あるいは2次時定数の設定が正しくないこと
がわかる。さらには、これらの波形がステップ状の波形
となるように2次抵抗R2、あるいは2次時定数を調整
すれば、正しい設定が実現できたことになる。
いは2次時定数の誤設定は、正しく設定したときに比べ
、誘導電動機の発生するトルクがベクトル制御において
トルク電流と定義された電流成分(以後、単にトルク電
流と記す。なお、誘導電動機の発生トルクに1対1に対
応する電流成分を真のトルク電流、電流検出器によって
検出した3相交流電流からd−q変換により求めたq軸
電流成分を実際のトルク電流と記す。)に対して過小な
いし過大となる現象として現われる。これは、2次抵抗
R2、あるいは2次時定数の誤設定により、トルク電流
ベクトルと磁束ベクトルとの直交関係が崩れて、トルク
電流が真のトルク電流と1対1に対応しなくなるためで
ある。この現象を観測する1つの方法は、誘導電動機に
速度制御を施し、ランプ状の速度変化をさせて誘導電動
機を定トルク駆動することである。2次抵抗R2、ある
いは2次時定数が正しく設定されていれば、定トルク駆
動に対応してトルク電流指令および実際のトルク電流が
ステップ状の波形(厳密には実際の速度の応答時間だけ
立ち上がりが遅れたステップ状の波形に近い波形である
が、記述の簡単のため、以後本明細書では特に断わらな
い限り単にステップ状の波形と記した場合、このステッ
プ状の波形に近い波形を意味するものとする。)となる
。この設定が狂っていると、トルク電流指令および実際
のトルク電流がステップ状の波形ではなくなる。ステッ
プ状の波形からずれた分により、前記した誘導電動機の
発生するトルク過不足を埋め合わせるのである。したが
って、トルク電流指令あるいは実際のトルク電流の波形
を観測して、それがステップ状の波形でなければ、2次
抵抗R2、あるいは2次時定数の設定が正しくないこと
がわかる。さらには、これらの波形がステップ状の波形
となるように2次抵抗R2、あるいは2次時定数を調整
すれば、正しい設定が実現できたことになる。
上記の理論的考察から、誘導電導機に速度制御を施し、
ランプ状の速度変化をさせて、その間のトルク電流指令
または実際のトルク電流の波形がステップ状の波形にな
るよう2次抵抗R2、あるいは2次時定数を調整するこ
とにより、(発明が解決しようとする課8)の項で指摘
した従来技術の問題点を解決できる。
ランプ状の速度変化をさせて、その間のトルク電流指令
または実際のトルク電流の波形がステップ状の波形にな
るよう2次抵抗R2、あるいは2次時定数を調整するこ
とにより、(発明が解決しようとする課8)の項で指摘
した従来技術の問題点を解決できる。
(実施例)
以下に本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の第1の実施例に係わる誘導電動機のベ
クトル制御装置のブロック図である。同図において、第
9図と同一の構成要素には同一の記号を付し説明を省略
する。
クトル制御装置のブロック図である。同図において、第
9図と同一の構成要素には同一の記号を付し説明を省略
する。
第1図で、本発明に関わる誘導電動機のベクトル制御器
1は、第9図に示した従来例のベクトル制御器1′に以
下に説明する要素を付加して、べクトル制御の制御パラ
メータを適正な値に調整する機能を付与している。すな
わち、本発明に関わるベクトルベクトル制御器1には、
パラメータ調整部52が付加されている。50は、比較
器54で求めた速度指令ω mと電導様速度ω、の偏差
に基づき、速度指令ω、8に実際の電動機速度ω、が追
従するよう、トルク指令値TMl′を出力する速度制御
器である。このような機能を果たす速度制御器の制御論
理は通常のPI(比例・積分)などで十分である。トル
ク電流指令値11.8の波形は、波形解析部51に蓄え
られ、オーバーシュート、整定時間1、立ち上がり時間
などの特徴量が算定される。波形解析部51で算定され
た特徴量は、パラメータ調整部52に人力され、パラメ
ータ(本実施例では2次抵抗R2)の修正方向(増減)
とその量が算定され、係数器12と12′に設定されて
いる2次抵抗R2の設定値を修正する。
1は、第9図に示した従来例のベクトル制御器1′に以
下に説明する要素を付加して、べクトル制御の制御パラ
メータを適正な値に調整する機能を付与している。すな
わち、本発明に関わるベクトルベクトル制御器1には、
パラメータ調整部52が付加されている。50は、比較
器54で求めた速度指令ω mと電導様速度ω、の偏差
に基づき、速度指令ω、8に実際の電動機速度ω、が追
従するよう、トルク指令値TMl′を出力する速度制御
器である。このような機能を果たす速度制御器の制御論
理は通常のPI(比例・積分)などで十分である。トル
ク電流指令値11.8の波形は、波形解析部51に蓄え
られ、オーバーシュート、整定時間1、立ち上がり時間
などの特徴量が算定される。波形解析部51で算定され
た特徴量は、パラメータ調整部52に人力され、パラメ
ータ(本実施例では2次抵抗R2)の修正方向(増減)
とその量が算定され、係数器12と12′に設定されて
いる2次抵抗R2の設定値を修正する。
第2図は、波形解析部51の構成例を示している。トル
ク電流指令値i、、′の波形はサンブルーホールド回路
511でサンプルされ、メモリ512に蓄えられ、マイ
クロプロセッサ53で特徴量を算定する。第3図(a)
は、トルク電流指令値i++’の応答波形例と、第3図
(b)はマイクロプロセッサ53が行う特徴量算定の過
程を説明するフローチャートである。メモリ512には
このトルク電流指令値i ++”の応答波形が適当なサ
ンプリング周期でサンプリングした値が記憶されている
。まずトルク電流指令値111′の応答の整定値i、、
1を求める。メモリ512に蓄える波形を、電流応答が
十分制定するまでの波形としておけば、この整定値1
metは最後にサンプリングした値とすればよい。リプ
ルなどの影響を避けるために、最後にサンプリングした
値とすればよい。
ク電流指令値i、、′の波形はサンブルーホールド回路
511でサンプルされ、メモリ512に蓄えられ、マイ
クロプロセッサ53で特徴量を算定する。第3図(a)
は、トルク電流指令値i++’の応答波形例と、第3図
(b)はマイクロプロセッサ53が行う特徴量算定の過
程を説明するフローチャートである。メモリ512には
このトルク電流指令値i ++”の応答波形が適当なサ
ンプリング周期でサンプリングした値が記憶されている
。まずトルク電流指令値111′の応答の整定値i、、
1を求める。メモリ512に蓄える波形を、電流応答が
十分制定するまでの波形としておけば、この整定値1
metは最後にサンプリングした値とすればよい。リプ
ルなどの影響を避けるために、最後にサンプリングした
値とすればよい。
リプルなどの影響を避けるために、最後にサンプリング
した複数個の値を平均してもよい。次に、サンプリング
したすべての値の内の最大値i□8を求める。11.8
とil、、を比較し、i□、〉il、であれば、オーバ
ーシュートが発生したことがわかるので、そのオーバー
シュート量OVを求める。
した複数個の値を平均してもよい。次に、サンプリング
したすべての値の内の最大値i□8を求める。11.8
とil、、を比較し、i□、〉il、であれば、オーバ
ーシュートが発生したことがわかるので、そのオーバー
シュート量OVを求める。
() y −1mms −1mmI
met
である。
i□g < l @ # +であれば、オーバーシュー
トは発生しておらず V−O である。この場合は他の特徴量として、整定時間T、1
を求める。これは、サンプリングした値を初めから順次
調べ、応答の開始からその値が例えば0.95* t
***を初めて上回ったときまでの時間を求めればよい
。
トは発生しておらず V−O である。この場合は他の特徴量として、整定時間T、1
を求める。これは、サンプリングした値を初めから順次
調べ、応答の開始からその値が例えば0.95* t
***を初めて上回ったときまでの時間を求めればよい
。
パラメータ調整部52の構成例は波形解析部51と同様
マイクロプロセッサとメモリである。
マイクロプロセッサとメモリである。
これは第2図と同じなので図は省略する。この場合、メ
モリには特徴量に基づいた調整ルールを記憶させておく
。調整ルールの例を第4図と第5図を用いて説明する。
モリには特徴量に基づいた調整ルールを記憶させておく
。調整ルールの例を第4図と第5図を用いて説明する。
第4図は、速度制御により電動機速度ω2を同図(a)
に示したようにランプ状に増加させたとき、2次抵抗R
2の誤設定がトルク電流指令値f++”の応答波形に与
える影響を示すシミュレーション結果である。
に示したようにランプ状に増加させたとき、2次抵抗R
2の誤設定がトルク電流指令値f++”の応答波形に与
える影響を示すシミュレーション結果である。
2次抵抗R2の真値をR211としたとき、第4図(b
)はR2〉R211でベクトル制御部に設定した2次抵
抗R2の値が真値R211より大きい場合である。この
場合は、発生トルクが過大となるので応答の初期にオー
バーシュートが発生し、速度制御により電動機速度ω、
をランプ状に保つよう、このオーバーシュートが抑えら
れる。オーバーシュート量がこの状態を評価する特徴量
になり得る。
)はR2〉R211でベクトル制御部に設定した2次抵
抗R2の値が真値R211より大きい場合である。この
場合は、発生トルクが過大となるので応答の初期にオー
バーシュートが発生し、速度制御により電動機速度ω、
をランプ状に保つよう、このオーバーシュートが抑えら
れる。オーバーシュート量がこの状態を評価する特徴量
になり得る。
第4図(c)はR2−R2”で、ベクトル制御部に設定
した2次抵抗R2の値が真値R28に等しい場合である
。この場合は、トルクが過不足なく発生するので、速度
制御器に設定した速度制御の応答特性に見合った過渡特
性を示して応答していることがわかる。応答波形は図示
のようにほぼステップ状になる。
した2次抵抗R2の値が真値R28に等しい場合である
。この場合は、トルクが過不足なく発生するので、速度
制御器に設定した速度制御の応答特性に見合った過渡特
性を示して応答していることがわかる。応答波形は図示
のようにほぼステップ状になる。
第4図(b)と第4図(C)を比較すると、電動機速度
の応答は両者とも互いに同じであるので実際に発生して
いるトルクも同じであるが、第4図(b)では、先に指
摘したようにトルク電流指令に対し発生トルクが過大に
なるので、トルク電流の整定値は第4図(c)の場合の
約15Aより小さい約9Aになっている。
の応答は両者とも互いに同じであるので実際に発生して
いるトルクも同じであるが、第4図(b)では、先に指
摘したようにトルク電流指令に対し発生トルクが過大に
なるので、トルク電流の整定値は第4図(c)の場合の
約15Aより小さい約9Aになっている。
第4図(d)はR2<R2”でベクトル制御部に設定し
た2次抵抗R2の値が真値R28より小さい場合である
。この場合は、発生トルクが過小となるのでその分大き
なトルク電流指令が必要となり、応答が遅れる。この遅
れは整定時間で評価できる。
た2次抵抗R2の値が真値R28より小さい場合である
。この場合は、発生トルクが過小となるのでその分大き
なトルク電流指令が必要となり、応答が遅れる。この遅
れは整定時間で評価できる。
第4図(c)と第4図(d)を比較すると、電動機速度
の応答は両者とも互いに同じであるので実際に発生して
いるトルクも同じであるが、第4図(d)では、先に指
摘したようにトルク電流指令に対し発生トルクか過小に
なるので、トルク電流の整定値は第4図(c)の場合の
約15Aより大きい約20Aになっている。
の応答は両者とも互いに同じであるので実際に発生して
いるトルクも同じであるが、第4図(d)では、先に指
摘したようにトルク電流指令に対し発生トルクか過小に
なるので、トルク電流の整定値は第4図(c)の場合の
約15Aより大きい約20Aになっている。
以上で説明したように、2次抵抗R2の誤設定は、
L)速度制御により電動機速度ω、をランプ状に応答さ
せ、 2)その間のトルク電流指令の応答にオーバーシュート
が発生したら、R2>R2”であるので、ベクトル制御
部に設定した2次抵抗R2の値を小さくし、 3)その間のトルク電流指令の応答が遅れ、整定時間が
長くなったらR2くR2″であるので、ベクトル制御部
に設定した2次抵抗R2の設定値を大きくする。
せ、 2)その間のトルク電流指令の応答にオーバーシュート
が発生したら、R2>R2”であるので、ベクトル制御
部に設定した2次抵抗R2の値を小さくし、 3)その間のトルク電流指令の応答が遅れ、整定時間が
長くなったらR2くR2″であるので、ベクトル制御部
に設定した2次抵抗R2の設定値を大きくする。
という調整ルールで、修正できる。第5図は上記の調整
ルールに従い、2次抵抗R2の設定値を調整する具体的
方法の一例を示すフローチャートである。ここではまず
第3図で説明した方法で、トルク電流指令の応答波形の
特徴量を算定する。既に説明したように、オーバーシュ
ートが発生した場合は、R2>R2”であるので、 ΔR2−m−KOv◆Ov により、2次抵抗R2の設定値の修正量ΔR2を求める
。
ルールに従い、2次抵抗R2の設定値を調整する具体的
方法の一例を示すフローチャートである。ここではまず
第3図で説明した方法で、トルク電流指令の応答波形の
特徴量を算定する。既に説明したように、オーバーシュ
ートが発生した場合は、R2>R2”であるので、 ΔR2−m−KOv◆Ov により、2次抵抗R2の設定値の修正量ΔR2を求める
。
オーバーシュートがなく、整定時間T1.1が、R2−
R2’の時の整定時間T t e 17より長ければ、
R2くR2″であるので、 ΔR2WKsel (Tme+ −Tail ” )
により、2次抵抗R2の設定値の修正量ΔR2を求める
。R2−wR2”の時の整定時間T a # 13は、
速度制御器51により誘導電動機を速度制御したときの
電動機速度のステップ応答の整定時間が一つの目安とな
る。K OV% K m m lは特徴量から修正量を
決定するためのゲインである。
R2’の時の整定時間T t e 17より長ければ、
R2くR2″であるので、 ΔR2WKsel (Tme+ −Tail ” )
により、2次抵抗R2の設定値の修正量ΔR2を求める
。R2−wR2”の時の整定時間T a # 13は、
速度制御器51により誘導電動機を速度制御したときの
電動機速度のステップ応答の整定時間が一つの目安とな
る。K OV% K m m lは特徴量から修正量を
決定するためのゲインである。
このようにして求めたΔR2を用いてR2を修正して、
前記の電動機速度のランプ応答を再度行なう。
前記の電動機速度のランプ応答を再度行なう。
以上の手順を、調整が終了したと判定できるまで繰り返
す。調整終了の判定法は、種々考えられるが、要するに
トルク電流指令の応答波形がR2m R2”の時の波形
になったことが確認できる方法ならどんな方法でもよい
。例えば、 lオーバーシュートがなく、かつ T1、−裕度< T−1< T−+ ”十裕度2オーバ
ーシュートが所定の裕度(例えば1%)内に納まる。
す。調整終了の判定法は、種々考えられるが、要するに
トルク電流指令の応答波形がR2m R2”の時の波形
になったことが確認できる方法ならどんな方法でもよい
。例えば、 lオーバーシュートがなく、かつ T1、−裕度< T−1< T−+ ”十裕度2オーバ
ーシュートが所定の裕度(例えば1%)内に納まる。
3 R2−R2”の時のトルク電流指令の応答波形と調
整過程の応答波形との誤差の時間積分が0か0に近い値
になる。(時間積分すると量としては、単なる誤差の他
、誤差の絶対値、誤差の自乗値などが考えられる。) 4 R25wR2”の時のトルク電流指令の応答波形を
折れ線などで近似した波形と調整過程の応答波形との誤
差の時間積分が所定の値より小さくなる。(時間積分す
る量としては、単なる誤差のほか、誤差の絶対値、誤差
の自乗値などが考えられる。) 5所定のステップ状の波形と調整過程の応答波形との誤
差の時間積分が所定の値より小さくなる。(時間積分す
る量としては、単なる誤差の他、誤差の絶対値、誤差の
自乗′値などが考えられる。) などの方法がある。
整過程の応答波形との誤差の時間積分が0か0に近い値
になる。(時間積分すると量としては、単なる誤差の他
、誤差の絶対値、誤差の自乗値などが考えられる。) 4 R25wR2”の時のトルク電流指令の応答波形を
折れ線などで近似した波形と調整過程の応答波形との誤
差の時間積分が所定の値より小さくなる。(時間積分す
る量としては、単なる誤差のほか、誤差の絶対値、誤差
の自乗値などが考えられる。) 5所定のステップ状の波形と調整過程の応答波形との誤
差の時間積分が所定の値より小さくなる。(時間積分す
る量としては、単なる誤差の他、誤差の絶対値、誤差の
自乗′値などが考えられる。) などの方法がある。
第5図のフローチャートでは、上記の1および2の終了
判定条件を用いた例を示している。
判定条件を用いた例を示している。
次に、本発明の第2の実施例について説明する。
本実施例では、2次抵抗R2の設定値の修正量ΔR2を
求める際に、ファジィ推論を応用する。
求める際に、ファジィ推論を応用する。
以下では、第1の実施例と異なる部分だけを説明する。
第6図はファジィ推論を用いてΔR2を求める方法を説
明する図である。本実施例のファジィ推論は、2段階の
前提と結論よりなる。前提1では、「オーバーシュート
が16%である」とか、「整定時間が35 a+sec
である」とかの、ファジィ推論への入力が定められる。
明する図である。本実施例のファジィ推論は、2段階の
前提と結論よりなる。前提1では、「オーバーシュート
が16%である」とか、「整定時間が35 a+sec
である」とかの、ファジィ推論への入力が定められる。
結論では、rR2を6%減らす」などの、ファジィ推論
の出力が得られる。
の出力が得られる。
前提2は、定義しておいた、一般に複数個のファジィ推
論のルール内で、前提1に関係するものを列挙する。
論のルール内で、前提1に関係するものを列挙する。
以下に具体例を示す。
前提1;オーバーシュー):0V=16%整定時間
; T a @ l = 36 m5ec前提2;
推論ルール ルール1; if’ OV −Z andT …= PSthenΔR2−Z ルール2; if’0V−PS then ΔR2−NS 結論 ΔR2−0,008Ω 前提1から前提2の前件部(if節)を導くには、まず
第6図(a)に定義したメンバシップ関数の中から前提
1に適合するもの選ぶ。第6図(a)で、オーバーシュ
ートのメンバシップ関数を例として説明すると、[0V
−16%]は2とpsに該当する。整定時間についても
同様にして、T、□−36l1secがZとpsに該当
することを知る。このようにして前提1で入力されたオ
ーバーシュートと整定時間がメンバシップ関数により評
価される。
; T a @ l = 36 m5ec前提2;
推論ルール ルール1; if’ OV −Z andT …= PSthenΔR2−Z ルール2; if’0V−PS then ΔR2−NS 結論 ΔR2−0,008Ω 前提1から前提2の前件部(if節)を導くには、まず
第6図(a)に定義したメンバシップ関数の中から前提
1に適合するもの選ぶ。第6図(a)で、オーバーシュ
ートのメンバシップ関数を例として説明すると、[0V
−16%]は2とpsに該当する。整定時間についても
同様にして、T、□−36l1secがZとpsに該当
することを知る。このようにして前提1で入力されたオ
ーバーシュートと整定時間がメンバシップ関数により評
価される。
次に第6図(b)に示した調整ルール族を検索して、メ
ンバシップ関数による評価結果にかかわるルールを取り
出す。この調整ルール族においてハツチングを施したも
のが、この評価結果にかかわるルールであり、かつ上記
の前提2の推論ルールである。
ンバシップ関数による評価結果にかかわるルールを取り
出す。この調整ルール族においてハツチングを施したも
のが、この評価結果にかかわるルールであり、かつ上記
の前提2の推論ルールである。
結論を求めるには、前提2の推論ルールに基づく推論結
果を数値化する。第6図(c)はこの過程を説明してい
る。各ルールについて、OvとT h e +が、おの
おのの評価に対応するメンバシップ関数において取るグ
レードを求める。ルール1では、Ovがメンバシップ関
数Zで取るグレードω、1とT11がメンバシップ関数
2で取るグレードω、1を比較して、小さい方のω71
を採用し、これに対応するΔR2のメンバシップ関数Z
をω、lでカットし、図示のハツチングを施した台形状
の図形が得られる。ルール2についても同様に行なう。
果を数値化する。第6図(c)はこの過程を説明してい
る。各ルールについて、OvとT h e +が、おの
おのの評価に対応するメンバシップ関数において取るグ
レードを求める。ルール1では、Ovがメンバシップ関
数Zで取るグレードω、1とT11がメンバシップ関数
2で取るグレードω、1を比較して、小さい方のω71
を採用し、これに対応するΔR2のメンバシップ関数Z
をω、lでカットし、図示のハツチングを施した台形状
の図形が得られる。ルール2についても同様に行なう。
この場合、前件部はOVに関する条件しかないから、O
Vがメンバシップ関数PSで取るグレードω、2で、Δ
R2のメンバシップ関数NSをカットし、もう1つの台
形状の図形を得る。このようにして得られた2つの台形
状の図形を図示のように合成(推論合成)し、その重心
に対応するΔR2の値を結論としての出力とするのであ
る。
Vがメンバシップ関数PSで取るグレードω、2で、Δ
R2のメンバシップ関数NSをカットし、もう1つの台
形状の図形を得る。このようにして得られた2つの台形
状の図形を図示のように合成(推論合成)し、その重心
に対応するΔR2の値を結論としての出力とするのであ
る。
以後の動作は、既に説明した他の実施例と同じであるの
で、説明を省略する。
で、説明を省略する。
なお、以上で説明したファジィの手法は1例であって、
本発明におけるファジィ推論の適用法はこの1例に限定
されるものではなく、ファジィ推論に属する他の方法を
用いることを妨げない。
本発明におけるファジィ推論の適用法はこの1例に限定
されるものではなく、ファジィ推論に属する他の方法を
用いることを妨げない。
第7図は本発明の第3の実施例に係わる誘導電動機のベ
クトル制御装置のブロック図である。同図において、第
1図と同一の構成要素には同一の記号を付し説明を省略
する。
クトル制御装置のブロック図である。同図において、第
1図と同一の構成要素には同一の記号を付し説明を省略
する。
本実施例では、トルク電流指令の応答波形の代わりにト
ルク電流の応答波形から特徴量を求め、既に説明した他
の実施例を適用する。すなわち、電流検出器61により
各相の電流を検出し、検出した電流に基づき座標変換器
62により回転座標上の直流量としてのトルク電流成分
i、を求め、その波形を波形解析部51に蓄えるのであ
る。以後の動作は、既に説明した他の実施例と同じであ
るので、説明を省略する。
ルク電流の応答波形から特徴量を求め、既に説明した他
の実施例を適用する。すなわち、電流検出器61により
各相の電流を検出し、検出した電流に基づき座標変換器
62により回転座標上の直流量としてのトルク電流成分
i、を求め、その波形を波形解析部51に蓄えるのであ
る。以後の動作は、既に説明した他の実施例と同じであ
るので、説明を省略する。
第8図は本発明の第4の実施例に係わる誘導電動機のベ
クトル制御装置のブロック図である。同図において、第
1図と同一の構成要素には同一の記号を付し説明を省略
する。
クトル制御装置のブロック図である。同図において、第
1図と同一の構成要素には同一の記号を付し説明を省略
する。
本実施例では、誘導電動機を駆動する電源として電圧形
電力変換装置2′を用いている。このため、図示のごと
く、電流制御ループを設け、電流制御を施している。す
なわち、電流検出器61により各相の電流を検出し、検
出した電流に基づき座標変換器62により回転座標上の
直流量としてのトルク電流成分i++と励磁電流成分i
lRを求め、これらとおのおのの指令値との偏差を比較
器63および64で計算し、電流制御器65および66
で電圧形電力変換装置2′に与える電圧指令V。
電力変換装置2′を用いている。このため、図示のごと
く、電流制御ループを設け、電流制御を施している。す
なわち、電流検出器61により各相の電流を検出し、検
出した電流に基づき座標変換器62により回転座標上の
直流量としてのトルク電流成分i++と励磁電流成分i
lRを求め、これらとおのおのの指令値との偏差を比較
器63および64で計算し、電流制御器65および66
で電圧形電力変換装置2′に与える電圧指令V。
とVIRを算出する。この電流制御系により電流応答が
指令値によく追従するよう調整しておけば、電流制御ル
ープ付きの電圧形電力変換装置2′は電源形電力変換装
置とみなすことができ、既に説明した他の実施例を適用
できる。本実施例の第8図では、トルク電流指令の応答
波形からその特徴量を求め以後の調整を行なっているが
、第3の実施例と同様、トルク電流指令の応答波形の代
わりに、トルク電流の応答波形から特徴量を求めて、以
後の調整を行なってもよいことは言を持たない。
指令値によく追従するよう調整しておけば、電流制御ル
ープ付きの電圧形電力変換装置2′は電源形電力変換装
置とみなすことができ、既に説明した他の実施例を適用
できる。本実施例の第8図では、トルク電流指令の応答
波形からその特徴量を求め以後の調整を行なっているが
、第3の実施例と同様、トルク電流指令の応答波形の代
わりに、トルク電流の応答波形から特徴量を求めて、以
後の調整を行なってもよいことは言を持たない。
以上の実施例では、トルク電流指令値ないしはトルク電
流の応答波形の特徴量として、オーバーシュートと整定
時間を用いたが、第4図に示したR2の誤設定を反映で
きるのであれば特徴量として何を用いてもよい。
流の応答波形の特徴量として、オーバーシュートと整定
時間を用いたが、第4図に示したR2の誤設定を反映で
きるのであれば特徴量として何を用いてもよい。
[発明の効果]
以上に説明したように、本発明では、誘導電動機のベク
トル制御機の2次抵抗R2の誤設定による影響を、速度
制御ループを設けて誘導電動機の速度にランプ状の応答
をさせたときのトルク電流指令またはトルク電流の応答
波形のステップ状の波形からのずれとして定量化し、そ
の結果に基づいてベクトル制御器の2次抵抗R2の設定
を調整している。これにより、誘導電動機のベクトル制
御装置の2次抵抗R2に関連した制御パラメータ、すな
わち2次抵抗R2そのものや、制御系の構成によっては
2次時定数(=L2/R2)を自動的に調整する機能を
もつ誘導電動機のベクトル制御装置を提供することがで
きる。
トル制御機の2次抵抗R2の誤設定による影響を、速度
制御ループを設けて誘導電動機の速度にランプ状の応答
をさせたときのトルク電流指令またはトルク電流の応答
波形のステップ状の波形からのずれとして定量化し、そ
の結果に基づいてベクトル制御器の2次抵抗R2の設定
を調整している。これにより、誘導電動機のベクトル制
御装置の2次抵抗R2に関連した制御パラメータ、すな
わち2次抵抗R2そのものや、制御系の構成によっては
2次時定数(=L2/R2)を自動的に調整する機能を
もつ誘導電動機のベクトル制御装置を提供することがで
きる。
第1図は本発明の第1の実施例に係わる誘導電動機のベ
クトル制御装置のブロック図、第2図は、第1図の波形
解析部51の構成例を示す図、第3図はマイクロプロセ
ッサ53が行なう特微量産丁の過程を説明するフローチ
ャートとトルク電流応答波形例を示す図、第4図は、速
度制御により電動機速度ω、をランプ応答させたとき、
2次抵抗R2の誤設定がトルク電流指令値i目8の応答
波形に与える影響を示すシミュレーション結果を示す図
、第5図は調整ルールに従い、2次抵抗R2の設定値を
調整する具体的方法の一例を示すフローチャート、第6
図はファジィ推論を用いてΔR2を求める方法を説明す
る図、第7図は本発明の第3の実施例に係わる誘導電動
機のベクトル制御装置のブロック図、第8図は本発明の
第4の実施例に係わる誘導電動機のベクトル制御装置の
mブロック図、第9図は従来のすべり周波数形ベクトル
制御装置を示す構成図である。 1.1′・・・ベクトル制御器、2・・・電源形電力変
換装置、3・・・誘導電動機、4・・・速度検出器、1
1゜11’、12.12’・・・係数器、13・・・除
算要素、14・・・微分要素、15・・・加算器、16
・・・演算回路、17・・・加算器、18・・・ベクト
ルジェネレータ、19・・・乗算器、50・・・速度制
御器、51・・・波形解析部、52・・・パラメータ調
整部、53・・・マイクロプロセッサ、511・・・サ
ンプル−ホールド回路、512・・・メモリ、61・・
・電流検出器1.62・・・座標変換器、54,63.
64・・・比較器、65゜66・・・電流制御器
クトル制御装置のブロック図、第2図は、第1図の波形
解析部51の構成例を示す図、第3図はマイクロプロセ
ッサ53が行なう特微量産丁の過程を説明するフローチ
ャートとトルク電流応答波形例を示す図、第4図は、速
度制御により電動機速度ω、をランプ応答させたとき、
2次抵抗R2の誤設定がトルク電流指令値i目8の応答
波形に与える影響を示すシミュレーション結果を示す図
、第5図は調整ルールに従い、2次抵抗R2の設定値を
調整する具体的方法の一例を示すフローチャート、第6
図はファジィ推論を用いてΔR2を求める方法を説明す
る図、第7図は本発明の第3の実施例に係わる誘導電動
機のベクトル制御装置のブロック図、第8図は本発明の
第4の実施例に係わる誘導電動機のベクトル制御装置の
mブロック図、第9図は従来のすべり周波数形ベクトル
制御装置を示す構成図である。 1.1′・・・ベクトル制御器、2・・・電源形電力変
換装置、3・・・誘導電動機、4・・・速度検出器、1
1゜11’、12.12’・・・係数器、13・・・除
算要素、14・・・微分要素、15・・・加算器、16
・・・演算回路、17・・・加算器、18・・・ベクト
ルジェネレータ、19・・・乗算器、50・・・速度制
御器、51・・・波形解析部、52・・・パラメータ調
整部、53・・・マイクロプロセッサ、511・・・サ
ンプル−ホールド回路、512・・・メモリ、61・・
・電流検出器1.62・・・座標変換器、54,63.
64・・・比較器、65゜66・・・電流制御器
Claims (2)
- (1)誘導電動機のベクトル制御装置において、速度指
令と実際の速度の偏差をとって適当な制御論理に基づき
トルク電流指令を出す速度制御ループを備え、 速度指令として一定の変化率で値が増大ないしは減少す
るいわゆるランプ入力を与えて速度制御を行ない、この
ランプ入力を与えている間のトルク電流指令波形あるい
は実際のトルク電流波形を記憶するメモリを用意し、こ
の記憶しておいたトルク電流指令波形あるいは実際のト
ルク電流波形の特徴量を抽出し、このトルク電流指令波
形あるいは実際のトルク電流波形がステップ状の波形に
近づくように、ベクトル制御指令値演算回路内の各部計
数を調整し、 以上の過程をトルク電流指令波形あるいは実際のトルク
電流波形が適当な裕度内でステップ状の波形に近づいた
と判定されるまで繰り返して、ベクトル制御の制御パラ
メータを適正な値に調整する機能を付加したことを特徴
とする誘導電動機のベクトル制御装置。 - (2)前記の特徴量に基づく各部計数の調整において、
ファジィ推論を用いることを特徴とする請求項1記載の
誘導電動機のベクトル制御 装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1227027A JP2778753B2 (ja) | 1989-09-01 | 1989-09-01 | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1227027A JP2778753B2 (ja) | 1989-09-01 | 1989-09-01 | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0389884A true JPH0389884A (ja) | 1991-04-15 |
| JP2778753B2 JP2778753B2 (ja) | 1998-07-23 |
Family
ID=16854370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1227027A Expired - Fee Related JP2778753B2 (ja) | 1989-09-01 | 1989-09-01 | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2778753B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9667187B2 (en) | 2012-01-30 | 2017-05-30 | Mitsubishi Electric Corporation | Motor control apparatus |
| WO2021176761A1 (ja) * | 2020-03-03 | 2021-09-10 | 株式会社日立製作所 | 機器監視装置及び機器監視方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6949813B2 (ja) | 2018-12-20 | 2021-10-13 | ファナック株式会社 | パラメータ決定支援装置、パラメータ決定支援方法、及びプログラム |
| JP6949814B2 (ja) * | 2018-12-20 | 2021-10-13 | ファナック株式会社 | パラメータ決定支援装置、パラメータ決定支援方法、及びプログラム |
-
1989
- 1989-09-01 JP JP1227027A patent/JP2778753B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9667187B2 (en) | 2012-01-30 | 2017-05-30 | Mitsubishi Electric Corporation | Motor control apparatus |
| WO2021176761A1 (ja) * | 2020-03-03 | 2021-09-10 | 株式会社日立製作所 | 機器監視装置及び機器監視方法 |
| JP2021141667A (ja) * | 2020-03-03 | 2021-09-16 | 株式会社日立製作所 | 機器監視装置及び機器監視方法 |
| US12174256B2 (en) | 2020-03-03 | 2024-12-24 | Hitachi, Ltd. | Device monitoring device and device monitoring method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2778753B2 (ja) | 1998-07-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |