JPH04308491A - 誘導電動機の磁束直接制御形ベクトル制御における電流制限方法 - Google Patents
誘導電動機の磁束直接制御形ベクトル制御における電流制限方法Info
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- JPH04308491A JPH04308491A JP3097987A JP9798791A JPH04308491A JP H04308491 A JPH04308491 A JP H04308491A JP 3097987 A JP3097987 A JP 3097987A JP 9798791 A JP9798791 A JP 9798791A JP H04308491 A JPH04308491 A JP H04308491A
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- current
- magnetic flux
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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。
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、誘導電動機のベクトル
制御における電流制限に関するものである。
制御における電流制限に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３に本発明に関連する従来技術のベク
トル制御のブロック線図を示し、これによりベクトル制
御を説明する。詳細な理論展開は昭和６３年度電気学会
産業応用部門全国大会講演論文集Ｐ３６１〜３６４ の
「誘導電動機の二次磁束制御に基づくトルク制御法とそ
の特性」によるとして、ここでは概要のみにとどめるこ
ととする。
トル制御のブロック線図を示し、これによりベクトル制
御を説明する。詳細な理論展開は昭和６３年度電気学会
産業応用部門全国大会講演論文集Ｐ３６１〜３６４ の
「誘導電動機の二次磁束制御に基づくトルク制御法とそ
の特性」によるとして、ここでは概要のみにとどめるこ
ととする。
【０００３】三相誘導電動機（以下ＩＭと略称する）３
は、交流入力電圧Ｖｉｎをダイオードで構成される整流
器１及び平滑コンデンサＣＯ で整流された直流電圧と
、６個のトランジスタから構成されたインバータ部２で
接続され、ＩＭに流れる電流は電流検出器５により電動
機電流Ｉｍとして検出されてＩＭが運転されている。
は、交流入力電圧Ｖｉｎをダイオードで構成される整流
器１及び平滑コンデンサＣＯ で整流された直流電圧と
、６個のトランジスタから構成されたインバータ部２で
接続され、ＩＭに流れる電流は電流検出器５により電動
機電流Ｉｍとして検出されてＩＭが運転されている。
【０００４】今、この状態でのＩＭ内部で発生している
磁束は、演算器６により、電動機電流Ｉｍ と、電動機
定数記憶器７から与えられる電動機定数とから、電動機
内部磁束Φとして演算（演算式は省略する）し、またＩ
Ｍ内部で発生すべき磁束指令値Φ＊ は演算器８により
、外部から設定されるトルク指令値τ＊ と、電動機定
数及びＩＭの回転数から演算（演算式は省略する）され
る。なお、ＩＭの回転数はＩＭと直結されたパルスジェ
ネレータ（以下ＰＧと略称する）４の出力パルスを、カ
ウンタ１０により一定時間毎のパルス数としてカウント
することによりωｍ として検出されている。
磁束は、演算器６により、電動機電流Ｉｍ と、電動機
定数記憶器７から与えられる電動機定数とから、電動機
内部磁束Φとして演算（演算式は省略する）し、またＩ
Ｍ内部で発生すべき磁束指令値Φ＊ は演算器８により
、外部から設定されるトルク指令値τ＊ と、電動機定
数及びＩＭの回転数から演算（演算式は省略する）され
る。なお、ＩＭの回転数はＩＭと直結されたパルスジェ
ネレータ（以下ＰＧと略称する）４の出力パルスを、カ
ウンタ１０により一定時間毎のパルス数としてカウント
することによりωｍ として検出されている。
【０００５】この磁束指令値Φ＊ と電動機内部磁束Φ
との差、及び電動機電流Ｉｍ と電動機定数とにより、
ＩＭに与えるべき磁束ベクトルΔλ＊ を演算器９によ
り演算し、磁束ベクトルΔλ＊を発生するためのインバ
ータ部２の各トランジスタのスイッチングを決定してス
イッチングさせ、ＩＭ内部に発生する電動機内部磁束Φ
を磁束指令値Φ＊ と一致させることにより、ＩＭのベ
クトル制御を行っている。ここに、制御としてはＩＭ内
部の磁束を直接制御することから、磁束直接制御形ベク
トル制御と言われる理由がある。
との差、及び電動機電流Ｉｍ と電動機定数とにより、
ＩＭに与えるべき磁束ベクトルΔλ＊ を演算器９によ
り演算し、磁束ベクトルΔλ＊を発生するためのインバ
ータ部２の各トランジスタのスイッチングを決定してス
イッチングさせ、ＩＭ内部に発生する電動機内部磁束Φ
を磁束指令値Φ＊ と一致させることにより、ＩＭのベ
クトル制御を行っている。ここに、制御としてはＩＭ内
部の磁束を直接制御することから、磁束直接制御形ベク
トル制御と言われる理由がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このように、磁束直接
制御形ベクトル制御では磁束を直接制御しており、他の
ベクトル制御に見られるような電動機電流Ｉｍ の制御
は行っていないため、電動機電流Ｉｍ の値に制限値を
つけることができないと言う欠点を有していた。
制御形ベクトル制御では磁束を直接制御しており、他の
ベクトル制御に見られるような電動機電流Ｉｍ の制御
は行っていないため、電動機電流Ｉｍ の値に制限値を
つけることができないと言う欠点を有していた。
【０００７】一般に他のベクトル制御に見られるように
、電流制御ループを有するものは、電流指令値に電動機
電流が一致するように制御ループを組んでいるため、電
流指令値自体に制限値を設けることにより電流制限をつ
けることができるが、本方式のように磁束直接制御形で
はこのようなことができなかった。本発明は、かかる欠
点を解決するためのものである。
、電流制御ループを有するものは、電流指令値に電動機
電流が一致するように制御ループを組んでいるため、電
流指令値自体に制限値を設けることにより電流制限をつ
けることができるが、本方式のように磁束直接制御形で
はこのようなことができなかった。本発明は、かかる欠
点を解決するためのものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による誘導電動機
の磁束直接制御形ベクトル制御における電流制限方法は
、前記磁束指令値演算に使用するトルク指令値としてＫ
Ｇ ×（外部より設定されるトルク指令値）により得ら
れるものを使用し、このＫＧ を決定するに際し、あら
かじめ設定された電動機の制限電流値と、実際に流れて
いる電動機電流とを常に比較し、（制限電流値ＩＬ ）
≦（電動機電流Ｉｍ ）の時には０を最少値としてＫＧ
を徐々に小さくし、（制限電流値ＩＬ ）＞（電動機
電流Ｉｍ ）の時には１．０ を最大としてＫＧ を徐
々に大きくすることにより、電動機に流れる電流に制限
をかけることを可能とすることを特徴とする。
の磁束直接制御形ベクトル制御における電流制限方法は
、前記磁束指令値演算に使用するトルク指令値としてＫ
Ｇ ×（外部より設定されるトルク指令値）により得ら
れるものを使用し、このＫＧ を決定するに際し、あら
かじめ設定された電動機の制限電流値と、実際に流れて
いる電動機電流とを常に比較し、（制限電流値ＩＬ ）
≦（電動機電流Ｉｍ ）の時には０を最少値としてＫＧ
を徐々に小さくし、（制限電流値ＩＬ ）＞（電動機
電流Ｉｍ ）の時には１．０ を最大としてＫＧ を徐
々に大きくすることにより、電動機に流れる電流に制限
をかけることを可能とすることを特徴とする。
【０００９】すなわち、前述の磁束指令値Φ＊ を演算
するために用いる外部から設定されるトルク指令値τ＊
に、ＫＧ なる係数を掛け合わせた値τ＊＊を演算ト
ルク指令値として用いる。その関係式は下記の（１）式
となる。 τ＊＊＝ＫＧ ×τ＊ （０≦ＫＧ ≦１．０
） ……（１）ここ
で、ＫＧ は電動機電流Ｉｍ と制限をかけたい制限電
流値ＩＬ とで決定されるもので、前記ＫＧ 決定のア
ルゴリズムをフローチャト化すると図２となる。このよ
うな手段を用いることにより、磁束直接制御形ベクトル
制御において電流制限をかけることが可能となる。
するために用いる外部から設定されるトルク指令値τ＊
に、ＫＧ なる係数を掛け合わせた値τ＊＊を演算ト
ルク指令値として用いる。その関係式は下記の（１）式
となる。 τ＊＊＝ＫＧ ×τ＊ （０≦ＫＧ ≦１．０
） ……（１）ここ
で、ＫＧ は電動機電流Ｉｍ と制限をかけたい制限電
流値ＩＬ とで決定されるもので、前記ＫＧ 決定のア
ルゴリズムをフローチャト化すると図２となる。このよ
うな手段を用いることにより、磁束直接制御形ベクトル
制御において電流制限をかけることが可能となる。
【００１０】
【作用】図２に示したように、電動機電流Ｉｍ と制限
電流値ＩＬとを比較し、 ＩＬ ≦Ｉｍ の時にはにはＫＧ を徐々に小さく
していき、その最少値を０とする 又、ＩＬ ＞Ｉｍ の時にはにはＫＧ を徐々に大
きくしていき、その最大値を１．０とする ようにしてＫＧ を決定し、演算トルク指令値τ＊＊を
用いて磁束指令値Φ＊ を演算すれば、ＩＭに流れる電
流Ｉｍ は制限電流値ＩＬ 以下に制御することができ
る。
電流値ＩＬとを比較し、 ＩＬ ≦Ｉｍ の時にはにはＫＧ を徐々に小さく
していき、その最少値を０とする 又、ＩＬ ＞Ｉｍ の時にはにはＫＧ を徐々に大
きくしていき、その最大値を１．０とする ようにしてＫＧ を決定し、演算トルク指令値τ＊＊を
用いて磁束指令値Φ＊ を演算すれば、ＩＭに流れる電
流Ｉｍ は制限電流値ＩＬ 以下に制御することができ
る。
【００１１】その理由を以下に説明する。電動機電流Ｉ
ｍ は勵磁電流（無負荷電流）ＩＯ とトルク電流ＩＴ
とにより次の（２）式のように表せる。 Ｉｍ ＝√｛ＩＯ ２ ＋ＩＴ ２ ｝
……（２
）ここで、通常のベクトル制御では磁束を一定に保つよ
うに制御されているために、トルク電流ＩＴ はトルク
指令値τ＊ に比例している。従って、トルク指令値τ
＊ を調節することにより電動機電流Ｉｍ を調節でき
ることになり、電動機電流Ｉｍ を制限することが可能
となる。
ｍ は勵磁電流（無負荷電流）ＩＯ とトルク電流ＩＴ
とにより次の（２）式のように表せる。 Ｉｍ ＝√｛ＩＯ ２ ＋ＩＴ ２ ｝
……（２
）ここで、通常のベクトル制御では磁束を一定に保つよ
うに制御されているために、トルク電流ＩＴ はトルク
指令値τ＊ に比例している。従って、トルク指令値τ
＊ を調節することにより電動機電流Ｉｍ を調節でき
ることになり、電動機電流Ｉｍ を制限することが可能
となる。
【００１２】
【実施例】本発明の一実施例を示す図１のブロック線図
を用いて本発明を説明する。図１の符号のうち既に説明
した従来方式の図３と同一の符号は同一の構成要素であ
って、全体の動作は基本的には同じであるためそれらの
説明は省略し、ここでは唯一の異なる部分であるＫＧ
演算器１１のみについて説明する。
を用いて本発明を説明する。図１の符号のうち既に説明
した従来方式の図３と同一の符号は同一の構成要素であ
って、全体の動作は基本的には同じであるためそれらの
説明は省略し、ここでは唯一の異なる部分であるＫＧ
演算器１１のみについて説明する。
【００１３】ＫＧ 演算器１１の入力はトルク指令値τ
＊ 及び制限電流値ＩＬ と電動機電流Ｉｍ であり、
その出力である演算トルク指令値τ＊＊は前述の図２に
よるアルゴリズムで係数ＫＧ を決定して（１）式によ
り演算される。 ＫＧ 演算器１１の出力τ＊＊を用いて演算器８により
磁束指令値Φ＊ を演算決定する。その結果、（２）式
に見られるようにトルク電流ＩＴ の大きさが制御され
、電動機電流Ｉｍ の値を制限電流値ＩＬ 以下に制御
することができる。
＊ 及び制限電流値ＩＬ と電動機電流Ｉｍ であり、
その出力である演算トルク指令値τ＊＊は前述の図２に
よるアルゴリズムで係数ＫＧ を決定して（１）式によ
り演算される。 ＫＧ 演算器１１の出力τ＊＊を用いて演算器８により
磁束指令値Φ＊ を演算決定する。その結果、（２）式
に見られるようにトルク電流ＩＴ の大きさが制御され
、電動機電流Ｉｍ の値を制限電流値ＩＬ 以下に制御
することができる。
【００１４】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば従来の磁
束直接制御形ベクトル制御では実現できなかった電流制
限を実現することができる。しかも、一般的にはベクト
ル制御は中央演算処理装置等によりコントロールされて
いることから、本発明の電流制限方法もソフトウエアの
追加のみでハードウエアの改造等は一切不要であり、制
御装置のコストアップ、信頼性の低下などは生じない。
束直接制御形ベクトル制御では実現できなかった電流制
限を実現することができる。しかも、一般的にはベクト
ル制御は中央演算処理装置等によりコントロールされて
いることから、本発明の電流制限方法もソフトウエアの
追加のみでハードウエアの改造等は一切不要であり、制
御装置のコストアップ、信頼性の低下などは生じない。
【図１】図１は本発明による電流制限をした磁束直接制
御形ベクトル制御のブロック線図である。
御形ベクトル制御のブロック線図である。
【図２】図２は本発明による電流制限を行うための係数
演算器のアルゴリズムを示すフローチャートである。
演算器のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図３】図３は従来の電流制限をしていない磁束直接制
御形ベクトル制御のブロック線図である。
御形ベクトル制御のブロック線図である。
１ 整流器
２ インバータ部
３ 三相誘導電動機
４ パルスジェネレータ
５ 電流検出器
６，８，９ 演算器
７ 電動機定数記憶器
１０ カウンタ
１１ ＫＧ 演算器
Claims (1)
- 【請求項１】 ６個のトランジスタより構成される電
圧形インバータ装置により駆動される誘導電動機のベク
トル制御で、電動機定数と電動機電流より電動機内部に
発生している磁束を演算し、更に電動機定数と外部より
設定されるトルク指令値及び電動機回転数より電動機内
部で発生すべき磁束指令値を演算し、該磁束指令値と前
記発生磁束及び電動機定数と電動機電流より、前記トラ
ンジスタのスイッチングを直接決定し、スイッチングさ
せる方式の磁束直接制御形ベクトル制御において、前記
磁束指令値演算に使用するトルク指令値としてＫＧ ×
（外部より設定されるトルク指令値）により得られるも
のを使用し、このＫＧ を決定するに際し、あらかじめ
設定された電動機の制限電流値と、実際に流れている電
動機電流とを常に比較し、（制限電流）≦（電動機電流
） の時には０を最少値としてＫＧ を徐々に小さくし、（
制限電流）＞（電動機電流） の時には１．０ を最大としてＫＧ を徐々に大きくす
ることにより、電動機に流れる電流に制限をかけること
を可能とすることを特徴とする誘導電動機の磁束直接制
御形ベクトル制御における電流制限方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3097987A JP2675451B2 (ja) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | 誘導電動機の磁束直接制御形ベクトル制御における電流制限方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3097987A JP2675451B2 (ja) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | 誘導電動機の磁束直接制御形ベクトル制御における電流制限方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04308491A true JPH04308491A (ja) | 1992-10-30 |
| JP2675451B2 JP2675451B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=14207024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3097987A Expired - Fee Related JP2675451B2 (ja) | 1991-04-04 | 1991-04-04 | 誘導電動機の磁束直接制御形ベクトル制御における電流制限方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2675451B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010049412A1 (en) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | Vestas Wind Systems A/S | Direct power and stator flux vector control of a generator for wind energy conversion system |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0270284A (ja) * | 1988-09-02 | 1990-03-09 | Fuji Electric Co Ltd | 誘導電動機の制御方法 |
-
1991
- 1991-04-04 JP JP3097987A patent/JP2675451B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0270284A (ja) * | 1988-09-02 | 1990-03-09 | Fuji Electric Co Ltd | 誘導電動機の制御方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010049412A1 (en) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | Vestas Wind Systems A/S | Direct power and stator flux vector control of a generator for wind energy conversion system |
| CN102246409A (zh) * | 2008-10-27 | 2011-11-16 | 维斯塔斯风力系统集团公司 | 用于风能变换系统的发电机的直接功率和定子通量向量控制 |
| US8686695B2 (en) | 2008-10-27 | 2014-04-01 | Vestas Wind Systems A/S | Direct power and stator flux vector control of a generator for wind energy conversion system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2675451B2 (ja) | 1997-11-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |