JPH0667253B2 - 電動機制御装置 - Google Patents
電動機制御装置Info
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- JPH0667253B2 JPH0667253B2 JP60039299A JP3929985A JPH0667253B2 JP H0667253 B2 JPH0667253 B2 JP H0667253B2 JP 60039299 A JP60039299 A JP 60039299A JP 3929985 A JP3929985 A JP 3929985A JP H0667253 B2 JPH0667253 B2 JP H0667253B2
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
- H02P21/141—Flux estimation
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
- H02P21/16—Estimation of constants, e.g. the rotor time constant
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P2207/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
- H02P2207/01—Asynchronous machines
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Motor And Converter Starters (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は電動機制御装置にかかわり、特にすべり周波数
制御形ベクトル制御を用いて電動機を制御する電動機制
御装置に関するものである。
制御形ベクトル制御を用いて電動機を制御する電動機制
御装置に関するものである。
従来、ギヤレス・エレベータ等に使用されている直流電
動機は界磁電流と電機子電流の関係を構造的に直交関係
に保つことにより、それぞれを独立に制御できるので、
比較的簡単な制御で優れたトルク特性が得られる。
動機は界磁電流と電機子電流の関係を構造的に直交関係
に保つことにより、それぞれを独立に制御できるので、
比較的簡単な制御で優れたトルク特性が得られる。
これに対し、一般のエレベータに用いられるかご形誘導
電動機に代表される交流電動機においては、電動機に流
れる一次電流が、その時のすべり周波数に応じて自動的
に励磁電流成分とトルク電流成分とに分解されてトルク
を発生するので、そのトルクを直流機の如く線形制御す
ることはできない。
電動機に代表される交流電動機においては、電動機に流
れる一次電流が、その時のすべり周波数に応じて自動的
に励磁電流成分とトルク電流成分とに分解されてトルク
を発生するので、そのトルクを直流機の如く線形制御す
ることはできない。
従って、交流電動機の制御は直流機に比べ、過渡特性に
安定性を欠き、高速の応答性が望めなかった。
安定性を欠き、高速の応答性が望めなかった。
このため、交流電動機は安価で堅牢であると云う大きな
メリットがあるにもかかわらず、高い制御性能が要求さ
れるような場所には使用できなかった。
メリットがあるにもかかわらず、高い制御性能が要求さ
れるような場所には使用できなかった。
一方、近年におけるパワーエレクトロニクス技術の進歩
には目覚しいものがあり、マイクロコンピュータに代表
される半導体技術と相候って交流電動機の制御分野にお
いても著しい発展を遂げている。
には目覚しいものがあり、マイクロコンピュータに代表
される半導体技術と相候って交流電動機の制御分野にお
いても著しい発展を遂げている。
これらの中には、現在、ベクトル制御と呼ばれ、交流電
動機に流れる一次電流を磁束と平行な励磁電流成分と磁
束と垂直なトルク電流成分とに分離してそれぞれを制御
することで直流機と同等な制御性能を得ることができる
ようにした方式がある。
動機に流れる一次電流を磁束と平行な励磁電流成分と磁
束と垂直なトルク電流成分とに分離してそれぞれを制御
することで直流機と同等な制御性能を得ることができる
ようにした方式がある。
このベクトル制御方式について第４図，第５図を参照し
て説明する。
て説明する。
図では一次巻線として二次磁束に平行な起磁力を作る一
次ｄ軸巻線と、二次磁束に直角な起磁力を作る一次ｑ軸
巻線との二次磁束に同期して回転する互いに直交する二
つの巻線を考える。
次ｄ軸巻線と、二次磁束に直角な起磁力を作る一次ｑ軸
巻線との二次磁束に同期して回転する互いに直交する二
つの巻線を考える。
一方、二次巻線も二次磁束に対して平行な起磁力を作る
二次ｄ軸巻線と、二次磁束に直角な起磁力を作る二次ｑ
軸巻線との互いに直交する二つの巻線に分けて考える。
また、各巻線を流れる電流をそれぞれ一次ｄ軸電流i
1d、一次ｑ軸電流i1q、二次ｄ軸電流i1d、二次ｑ軸電流
i2qとするとトルクTMは TM＝−i2qΦ２ …（１） で与えられ、二次磁束Φ２に平行な起磁力を作る二次ｄ
軸電流i2dはトルクを発生しない。
二次ｄ軸巻線と、二次磁束に直角な起磁力を作る二次ｑ
軸巻線との互いに直交する二つの巻線に分けて考える。
また、各巻線を流れる電流をそれぞれ一次ｄ軸電流i
1d、一次ｑ軸電流i1q、二次ｄ軸電流i1d、二次ｑ軸電流
i2qとするとトルクTMは TM＝−i2qΦ２ …（１） で与えられ、二次磁束Φ２に平行な起磁力を作る二次ｄ
軸電流i2dはトルクを発生しない。
一方、二次磁束Φ２はｄ軸電流によって作られ、 Φ２＝Ｍ・i1d＋L2・i2d …（２） （但しＭは相互インダクタンス、L2は二次インダクタン
スを示す。） で与えられる。また、ｑ軸方向の磁束は零でああるか
ら、 ０＝Ｍ・i1q＋L2・i2q …（３） となり、回転子の回転速度をωｒ、二次磁束の回転速度
をωｏ、すべりをωｓとすると二次ｑ軸巻線は（４）式
で示す速度起電圧e2qを発生する。
スを示す。） で与えられる。また、ｑ軸方向の磁束は零でああるか
ら、 ０＝Ｍ・i1q＋L2・i2q …（３） となり、回転子の回転速度をωｒ、二次磁束の回転速度
をωｏ、すべりをωｓとすると二次ｑ軸巻線は（４）式
で示す速度起電圧e2qを発生する。
e2q＝−ωｓΦ２ …（４） このときの二次ｑ軸電流i2qは で与えられる。但しR2は二次抵抗である。
一方、二次ｄ軸巻線は（６）式で示す如き変圧起電圧e2
dを発生する。
dを発生する。
また、このときの二次ｄ軸電流i2dは 従って、上記（１）式と（３）式より電動機のトルクTM
は で与えられ、また、一次ｄ軸電流i1dと二次磁束Φ２と
の関係は（２）式と（７）式より で示される。このように（８）式と（９）式から、一次
電流を二次磁束に対して平行および直角な起磁力を作る
二つの互いに直交する成分に分けて制御すれば、誘導電
動機のトルクはi1q,i1dを変えることで制御でき、直流
器なみの制御が可能となる。
は で与えられ、また、一次ｄ軸電流i1dと二次磁束Φ２と
の関係は（２）式と（７）式より で示される。このように（８）式と（９）式から、一次
電流を二次磁束に対して平行および直角な起磁力を作る
二つの互いに直交する成分に分けて制御すれば、誘導電
動機のトルクはi1q,i1dを変えることで制御でき、直流
器なみの制御が可能となる。
第５図はこのときの各電流の関係を示したベクトル図で
ある。
ある。
ところで、ベクトル制御を用いた通常の電動機制御シス
テムにおいては、（９）式に見るように二次磁束Φ２は
励磁電流である一次ｄ軸電流i1dに対して一次遅れにあ
るので、制御を開始する以前に二次磁束Φ２を確立して
おくのが一般的であり、そのために磁束の立上り時間を
短かくすべく、設定値より大きな指令値を与え、磁束が
確立したところで指令値の大きさを設定値に戻すいわゆ
るフォーシングを行う。
テムにおいては、（９）式に見るように二次磁束Φ２は
励磁電流である一次ｄ軸電流i1dに対して一次遅れにあ
るので、制御を開始する以前に二次磁束Φ２を確立して
おくのが一般的であり、そのために磁束の立上り時間を
短かくすべく、設定値より大きな指令値を与え、磁束が
確立したところで指令値の大きさを設定値に戻すいわゆ
るフォーシングを行う。
すなわち、ベクトル制御ではトルクを指令値TM＊及び二
次磁束指令値Φ２ ＊を与えて一次ｑ軸電流i1qの指令値
となるトルク成分電流指令値i1q＊と一次ｄ軸電流i1dの
指令値となる励磁成分電流指令値i1d＊を前記（８）
式、（９）式の関係より演算し、これに対応する一次電
流指令値i1 ＊（但し を求めてこれを基準に電動機の一次電流i1を制御する
（第５図参照）。
次磁束指令値Φ２ ＊を与えて一次ｑ軸電流i1qの指令値
となるトルク成分電流指令値i1q＊と一次ｄ軸電流i1dの
指令値となる励磁成分電流指令値i1d＊を前記（８）
式、（９）式の関係より演算し、これに対応する一次電
流指令値i1 ＊（但し を求めてこれを基準に電動機の一次電流i1を制御する
（第５図参照）。
ここで、二次磁束指令値Φ２ ＊と電動機に発生する二次
磁束Φ２との関係をブロック図で示すと第６図のように
なる。
磁束Φ２との関係をブロック図で示すと第６図のように
なる。
すなわち、二次磁束指令値▲Φ* 2▼とトルクTM、回転子
の回転速度ωｒとを受けてベクトル演算手段ａにより励
磁成分電流指令値▲ｉ* 1d▼を求め、これに対応する一
次ｄ軸電流i1dを電力変換装置ｂより発生させて電動機
ｃに与える。これにより、電動機ｃにはΦ２なる二次磁
束が発生する。
の回転速度ωｒとを受けてベクトル演算手段ａにより励
磁成分電流指令値▲ｉ* 1d▼を求め、これに対応する一
次ｄ軸電流i1dを電力変換装置ｂより発生させて電動機
ｃに与える。これにより、電動機ｃにはΦ２なる二次磁
束が発生する。
このように二次磁束Φ２は励磁電流指令値i1▲* d▼を電
力変換装置ｂに与えることにより、この電力変換装置ｂ
より指令値対応の電流を電動機に一次電流i1dとして流
すことで得られる。また、ベクトル演算された励磁電流
指令値ｉ▲ｉ* 1d▼により、流れる電動機の一次ｄ軸電
流i1dを i1d＝▲ｉ* 1d▼（１−e- αt） …（10） （但しｅは指数関数exp、ｔは時間、αは電動機の一次
時定数R1／L1及び制御遅れ要素を含めた定数）と仮定す
ると、この時（10）式で与えられる励磁電流（一次ｄ軸
電流）i1dにて発生される二次磁束Φ２は逆に（９）式
より求まる。従って、（９）式にフォーシング係数Ｋを
加え、上記（10）式を代入して整理すると、 の形の非斉次の微分方程式で示される。
力変換装置ｂに与えることにより、この電力変換装置ｂ
より指令値対応の電流を電動機に一次電流i1dとして流
すことで得られる。また、ベクトル演算された励磁電流
指令値ｉ▲ｉ* 1d▼により、流れる電動機の一次ｄ軸電
流i1dを i1d＝▲ｉ* 1d▼（１−e- αt） …（10） （但しｅは指数関数exp、ｔは時間、αは電動機の一次
時定数R1／L1及び制御遅れ要素を含めた定数）と仮定す
ると、この時（10）式で与えられる励磁電流（一次ｄ軸
電流）i1dにて発生される二次磁束Φ２は逆に（９）式
より求まる。従って、（９）式にフォーシング係数Ｋを
加え、上記（10）式を代入して整理すると、 の形の非斉次の微分方程式で示される。
但し（11）式においてR2／L2は電動機二次時定数、Ｍは
電動機相互インダクタンス、Ｋはフォーシング係数であ
る。
電動機相互インダクタンス、Ｋはフォーシング係数であ
る。
尚、フォーシング係数Ｋは磁束が確立したら「１」にな
る。
る。
さて、前記（10）式をｔ＝0,Φ２＝０の条件のもとに解
くと次のようになる。
くと次のようになる。
一方、磁束確立後のフォーシングを止めた時の磁束の過
渡応答は次式で示される。
渡応答は次式で示される。
これをｔ＝0,Φ２＝Ｍ・▲10* 1d▼の条件のもとで解く
と、 となる。
と、 となる。
さて、（12），（13）式をＫ＝２の条件にて作図すると
第７図のようになる。図中▲ｉ* 1d▼は励磁電流指令値
であり、i1dは実際に電動機に流れる励磁電流、またΦ
２は電動機内部に発生する二次磁束を示している。
第７図のようになる。図中▲ｉ* 1d▼は励磁電流指令値
であり、i1dは実際に電動機に流れる励磁電流、またΦ
２は電動機内部に発生する二次磁束を示している。
図からわかるように二次磁束Φ２は目標値に達してフォ
ーシングを終了した後も流れ続けてｔ＝Ｙの時点で減衰
をはじめる。従って、フォーシングが完了した時点で速
度制御を開始すると、二次磁束Φ２が定常状態に達する
までの間、磁束は過励磁状態となる。
ーシングを終了した後も流れ続けてｔ＝Ｙの時点で減衰
をはじめる。従って、フォーシングが完了した時点で速
度制御を開始すると、二次磁束Φ２が定常状態に達する
までの間、磁束は過励磁状態となる。
ベクトル制御は線形制御であり、このような状態から速
度制御を開始すると磁束が収束して定常状態になるま
で、不安定な系となる。
度制御を開始すると磁束が収束して定常状態になるま
で、不安定な系となる。
そのため、エレベータのようなシステムにベクトル制御
を適用した場合には二次磁束Φ２が目標値に達した時点
でフォーシングを完了させ、速度制御をスタートさせる
と、実際には二次時速Φ２は増加を続け、設定値を超え
るために、つり合い制御を行うと、電動機の発生トルク
は所望のつり合いトルクより大きなトルクとなり、これ
によって上昇や下降での飛び出しやそれに伴う振動を誘
発する。
を適用した場合には二次磁束Φ２が目標値に達した時点
でフォーシングを完了させ、速度制御をスタートさせる
と、実際には二次時速Φ２は増加を続け、設定値を超え
るために、つり合い制御を行うと、電動機の発生トルク
は所望のつり合いトルクより大きなトルクとなり、これ
によって上昇や下降での飛び出しやそれに伴う振動を誘
発する。
これを防ぐため、すでに前記（14）式で演算した二次磁
束Φ２をもとにフォーシング終了後の二次磁束Φ２の収
束を検出して速度制御を開始する方式が提案されている
が、この方式はフォーシング終了後の二次磁束の検出を
前記（14）式に依存している。
束Φ２をもとにフォーシング終了後の二次磁束Φ２の収
束を検出して速度制御を開始する方式が提案されている
が、この方式はフォーシング終了後の二次磁束の検出を
前記（14）式に依存している。
そのため、次のように不都合を生ずる。すなわち、前記
（14）式は内部に電動機の二次抵抗の値を二次の時定数
の形で含むので、温度変化により電動機の二次抵抗が変
化すると、この（14）式の理論値は実際の値と合わなく
なり、磁束の収束を実際の値より早めに検出したり、あ
るいは十分収束しているのに遅れて検出することにな
る。従って、上記飛び出しやそれに伴う振動を抑制でき
なかった。
（14）式は内部に電動機の二次抵抗の値を二次の時定数
の形で含むので、温度変化により電動機の二次抵抗が変
化すると、この（14）式の理論値は実際の値と合わなく
なり、磁束の収束を実際の値より早めに検出したり、あ
るいは十分収束しているのに遅れて検出することにな
る。従って、上記飛び出しやそれに伴う振動を抑制でき
なかった。
本発明は上記の事情に鑑みて成されたもので、その目的
とするところはすべり周波数制御形ベクトル制御を用い
て電動機を制御する場合において、良好なつり合い制御
を実施でき、エレベータにおける上昇や下降時の飛び出
しやそれに伴う振動発生等を抑制し得る電動機制御装置
を提供することにある。
とするところはすべり周波数制御形ベクトル制御を用い
て電動機を制御する場合において、良好なつり合い制御
を実施でき、エレベータにおける上昇や下降時の飛び出
しやそれに伴う振動発生等を抑制し得る電動機制御装置
を提供することにある。
〔発明の概要〕 すなわち、上記目的を達成するため本発明は、速度指令
値と交流電動機の回転速度検出値とからトルク電流指令
値を得、このトルク電流指令値と二次磁束指令値と前記
回転速度検出値および電動機二次時定数とからベクトル
演算により三相制御電流基準および励磁電流指令値を求
めると共に、前記三相制御電流基準に従って電力変換装
置により三相各相の電流値が当該三相制御電流基準に対
応するように出力電力を変換制御して、前記交流電動機
に与えることにより交流電動機を制御する装置におい
て、二次磁束設定値を与える二次磁束設定手段と、この
二次磁束設定手段による二次磁束設定値に応じた二次磁
束指令値を発生するものであって、フォーシング期間中
は前記二次磁束指令値を大きくし、フォーシング完了後
は元の値に戻す二次磁束指令手段と、前記ベクトル演算
により求められた前記励磁電流指令値と電動機二次時定
数指令値とから前記交流電動機に発生する二次磁束の値
を演算により求める二次磁束演算手段と、前記二次磁束
設定手段の出力する二次磁束設定値に対する前記二次磁
束演算手段により求められた二次磁束の値の関係からフ
ォーシング完了を検知するフォーシング完了検知手段
と、前記交流電動機の温度を検出する温度検出手段と、
設定した交流電動機の電動機二次時定数を、前記温度検
出手段の検出温度に応じて修正し、前記電動機二次時定
数とする温度補償手段と、前記ベクトル演算により求め
られた励磁電流指令値から実際に電動機に流れる励磁電
流を演算する励磁電流演算手段と、二次磁束設定値から
励磁電流設定値を求める励磁電流基準出力手段と、励磁
電流演算手段出力が前記励磁電流基準出力手段の出力に
収束したか否かを検出する励磁電流収束検出手段と、前
記二次磁束演算手段の求めた二次磁束の値と前記二次磁
束指令手段の出力する二次磁束指令値との関係から励磁
電流収束検出手段による励磁電流の収束が検出された段
階で前記トルク電流指令値の前記ベクトル演算への付与
を開始させる手段とから構成する。
値と交流電動機の回転速度検出値とからトルク電流指令
値を得、このトルク電流指令値と二次磁束指令値と前記
回転速度検出値および電動機二次時定数とからベクトル
演算により三相制御電流基準および励磁電流指令値を求
めると共に、前記三相制御電流基準に従って電力変換装
置により三相各相の電流値が当該三相制御電流基準に対
応するように出力電力を変換制御して、前記交流電動機
に与えることにより交流電動機を制御する装置におい
て、二次磁束設定値を与える二次磁束設定手段と、この
二次磁束設定手段による二次磁束設定値に応じた二次磁
束指令値を発生するものであって、フォーシング期間中
は前記二次磁束指令値を大きくし、フォーシング完了後
は元の値に戻す二次磁束指令手段と、前記ベクトル演算
により求められた前記励磁電流指令値と電動機二次時定
数指令値とから前記交流電動機に発生する二次磁束の値
を演算により求める二次磁束演算手段と、前記二次磁束
設定手段の出力する二次磁束設定値に対する前記二次磁
束演算手段により求められた二次磁束の値の関係からフ
ォーシング完了を検知するフォーシング完了検知手段
と、前記交流電動機の温度を検出する温度検出手段と、
設定した交流電動機の電動機二次時定数を、前記温度検
出手段の検出温度に応じて修正し、前記電動機二次時定
数とする温度補償手段と、前記ベクトル演算により求め
られた励磁電流指令値から実際に電動機に流れる励磁電
流を演算する励磁電流演算手段と、二次磁束設定値から
励磁電流設定値を求める励磁電流基準出力手段と、励磁
電流演算手段出力が前記励磁電流基準出力手段の出力に
収束したか否かを検出する励磁電流収束検出手段と、前
記二次磁束演算手段の求めた二次磁束の値と前記二次磁
束指令手段の出力する二次磁束指令値との関係から励磁
電流収束検出手段による励磁電流の収束が検出された段
階で前記トルク電流指令値の前記ベクトル演算への付与
を開始させる手段とから構成する。
本装置は速度指令値と交流電動機の回転速度検出値とか
らトルク電流指令値を得、このトルク電流指令値と二次
磁束指令値と前記回転速度検出値および電動機二次時定
数とからベクトル演算により三相制御電流基準および励
磁電流指令値を求めると共に、前記三相制御電流基準に
従って電力変換装置により三相各相の電流値が当該三相
制御電流基準に対応するように出力電力を変換制御し
て、前記交流電動機に与えることにより交流電動機を制
御する。
らトルク電流指令値を得、このトルク電流指令値と二次
磁束指令値と前記回転速度検出値および電動機二次時定
数とからベクトル演算により三相制御電流基準および励
磁電流指令値を求めると共に、前記三相制御電流基準に
従って電力変換装置により三相各相の電流値が当該三相
制御電流基準に対応するように出力電力を変換制御し
て、前記交流電動機に与えることにより交流電動機を制
御する。
この電力変換装置の出力は交流電動機に与えられて、当
該電力変換装置にて制御された電流値対応のトルクで回
転され、速度制御される。
該電力変換装置にて制御された電流値対応のトルクで回
転され、速度制御される。
本装置では二次磁束設定手段から与える二次磁束設定値
に従い、二次磁束指令手段でこの値対応の二次磁束指令
値を与えるが、この二次磁束指令値を初期時にはフォー
シングのため、大きくし、これを基準とすると共に、交
流電動機の温度を検出して電動機の二次時定数を温度に
対応した補償を加えて修正し、上記基準とよりベクトル
演算し、励磁電流指令値と三相制御電流基準を得、この
三相制御電流基準により交流電動機の電流値制御をし、
二次磁束を確立する。同時に前記励磁電流指令値と前記
補償値をもとに、二次磁束の演算を二次磁束演算手段に
より行う。
に従い、二次磁束指令手段でこの値対応の二次磁束指令
値を与えるが、この二次磁束指令値を初期時にはフォー
シングのため、大きくし、これを基準とすると共に、交
流電動機の温度を検出して電動機の二次時定数を温度に
対応した補償を加えて修正し、上記基準とよりベクトル
演算し、励磁電流指令値と三相制御電流基準を得、この
三相制御電流基準により交流電動機の電流値制御をし、
二次磁束を確立する。同時に前記励磁電流指令値と前記
補償値をもとに、二次磁束の演算を二次磁束演算手段に
より行う。
また、フォーシング完了検知手段は前記二次磁束設定手
段の出力する二次磁束設定値に対する前記二次磁束演算
手段により求められた二次磁束の値の関係からフォーシ
ング完了を検知する。
段の出力する二次磁束設定値に対する前記二次磁束演算
手段により求められた二次磁束の値の関係からフォーシ
ング完了を検知する。
このようにしてフォーシング完了を知るようにし、この
段階で二次磁束指令手段は二次磁束指令値を大きく保つ
フォーシングを終了し、二次磁束指令値を通常の値に戻
す。
段階で二次磁束指令手段は二次磁束指令値を大きく保つ
フォーシングを終了し、二次磁束指令値を通常の値に戻
す。
一方、励磁電流基準出力手段は二次磁束設定値から励磁
電流設定値を求め、また、励磁電流演算手段はベクトル
演算により求めた励磁電流指令値から実際に電動機に流
れる励磁電流を演算して求め、励磁電流収束検出手段は
この求めた励磁電流値が前記励磁電流基準出力手段の出
力に収束したか否かを検出する。そして、前記求めた励
磁電流値が前記励磁電流基準出力手段の出力に収束した
ことを励磁電流収束検出手段が検出すると付与開始手段
は前記トルク電流指令値の前記ベクトル演算への付与を
開始させ、これにより電動機の速度制御を開始させる。
電流設定値を求め、また、励磁電流演算手段はベクトル
演算により求めた励磁電流指令値から実際に電動機に流
れる励磁電流を演算して求め、励磁電流収束検出手段は
この求めた励磁電流値が前記励磁電流基準出力手段の出
力に収束したか否かを検出する。そして、前記求めた励
磁電流値が前記励磁電流基準出力手段の出力に収束した
ことを励磁電流収束検出手段が検出すると付与開始手段
は前記トルク電流指令値の前記ベクトル演算への付与を
開始させ、これにより電動機の速度制御を開始させる。
このようにして、フォーシング完了後における二次磁束
の確立を知り、二次磁束の確立を知った時点で電動機の
速度制御を開始させるようにしたことにより、これによ
り二次磁束が収束していないのに電動機の制御を開始し
たり、あるいはフォーシングが完了していないのにフォ
ーシングを完了させてしまうことのないようにする。す
なわち、直接、磁束を検出しないすべり周波数制御形ベ
クトル制御を用いた電動機制御においては、通常、制御
開始時に二次時定数による磁束の遅れを補償するためフ
ォーシングをかけているが、磁束が立ち上がり、フォー
シングを完了しても、実際には磁束は直ぐには収束しな
い。このときの磁束の収束は二次時定数により決まるた
め、温度による影響を受け易い。そこで、本発明では電
動機温度を検出し、その検出値をもとに二次抵抗の温度
変化にもとづく電動機二次時定数を修正し、この修正二
次時定数を用いて磁束を演算することで、温度変化によ
る影響を排除し、フォーシング完了後の磁束の収束を正
確に求めることが出来るようにする。すなわち、二次抵
抗を直接測定することは難しいことから本発明ではステ
ータ（固定子）に埋め込んだ温度検出器で温度を検出し
て温度変化による二次抵抗変化の影響を補正することを
特徴とする。
の確立を知り、二次磁束の確立を知った時点で電動機の
速度制御を開始させるようにしたことにより、これによ
り二次磁束が収束していないのに電動機の制御を開始し
たり、あるいはフォーシングが完了していないのにフォ
ーシングを完了させてしまうことのないようにする。す
なわち、直接、磁束を検出しないすべり周波数制御形ベ
クトル制御を用いた電動機制御においては、通常、制御
開始時に二次時定数による磁束の遅れを補償するためフ
ォーシングをかけているが、磁束が立ち上がり、フォー
シングを完了しても、実際には磁束は直ぐには収束しな
い。このときの磁束の収束は二次時定数により決まるた
め、温度による影響を受け易い。そこで、本発明では電
動機温度を検出し、その検出値をもとに二次抵抗の温度
変化にもとづく電動機二次時定数を修正し、この修正二
次時定数を用いて磁束を演算することで、温度変化によ
る影響を排除し、フォーシング完了後の磁束の収束を正
確に求めることが出来るようにする。すなわち、二次抵
抗を直接測定することは難しいことから本発明ではステ
ータ（固定子）に埋め込んだ温度検出器で温度を検出し
て温度変化による二次抵抗変化の影響を補正することを
特徴とする。
以下、本発明の一実施例について第１図乃至第３図を参
照して説明する。
照して説明する。
第１図は本発明装置のシステム構成図であり、ベクトル
制御により電動機を制御する構成を示すものである。図
中11は速度制御演算増幅器であり、後述する二次磁束確
立検出回路の出力する速度制御開始指令信号Scを受ける
と動作して速度指令値▲ω* r▼及びパルスジェネレータ
の出力する電動機速度に対応したパルスレートの速度帰
還信号として得られる回転子の回転速度ωｒに対応する
信号（以下、実施例では帰還信号ωｒと呼ぶ）との差分
値を受けてこれを増幅してトルク電流成分信号指令値▲
ｉ* 1q▼として出力する。12はベクトル演算回路であ
り、上述のトルク電流成分信号指令値▲ｉ* 1q▼と二次
磁束指令値▲Φ* 2▼及び速度帰還信号ωｒ及び電動機二
次時定数補償値 を与えられてこれらよりベクトル演算を行い、三相制御
電流基準ｕ＊,v＊,w＊及び励磁電流指令値▲ｉ* 1d▼を
出力するものである。
制御により電動機を制御する構成を示すものである。図
中11は速度制御演算増幅器であり、後述する二次磁束確
立検出回路の出力する速度制御開始指令信号Scを受ける
と動作して速度指令値▲ω* r▼及びパルスジェネレータ
の出力する電動機速度に対応したパルスレートの速度帰
還信号として得られる回転子の回転速度ωｒに対応する
信号（以下、実施例では帰還信号ωｒと呼ぶ）との差分
値を受けてこれを増幅してトルク電流成分信号指令値▲
ｉ* 1q▼として出力する。12はベクトル演算回路であ
り、上述のトルク電流成分信号指令値▲ｉ* 1q▼と二次
磁束指令値▲Φ* 2▼及び速度帰還信号ωｒ及び電動機二
次時定数補償値 を与えられてこれらよりベクトル演算を行い、三相制御
電流基準ｕ＊,v＊,w＊及び励磁電流指令値▲ｉ* 1d▼を
出力するものである。
13はこれら三相制御電流基準ｕ＊,v＊,w＊をもとにu,v,
w相各相の電流値が該基準値対応の値となるように制御
するインバータ等の電力変換回路であり、電流制御系を
含んでいる。
w相各相の電流値が該基準値対応の値となるように制御
するインバータ等の電力変換回路であり、電流制御系を
含んでいる。
14はこの電力変換回路13の出力にて回転駆動される交流
電動機、15はこの交流電動機の温度を検出するための温
度検出回路である。この温度検出回路15は例えば前記交
流電動機14の固定子側に設けられ、間接的に回転子側の
温度を検出する。
電動機、15はこの交流電動機の温度を検出するための温
度検出回路である。この温度検出回路15は例えば前記交
流電動機14の固定子側に設けられ、間接的に回転子側の
温度を検出する。
16はパルスジェネレータであり、前記交流電動機14の速
度に対応したパルスを速度帰還信号ωｒとして出力す
る。
度に対応したパルスを速度帰還信号ωｒとして出力す
る。
17は二次時定数補償回路であり、前記温度検出機器15の
出力に応じて二次時定数t2を温度補償するためのもので
あって、二次時定数t2は温度の上昇とともに交流電動機
14の二次抵抗R2が上昇するので短くなる。
出力に応じて二次時定数t2を温度補償するためのもので
あって、二次時定数t2は温度の上昇とともに交流電動機
14の二次抵抗R2が上昇するので短くなる。
18は二次磁束演算回路であり、前記ベクトル演算回路12
の出力する励磁電流指令値▲ｉ* 1d▼及び二次時定数補
償回路17の出力する二次時定数補償値（指令値）ｔ2 *を
受けてこれをもとに前記（12），（14）式を演算して発
生する二次磁束Φ２を求めるものである。
の出力する励磁電流指令値▲ｉ* 1d▼及び二次時定数補
償回路17の出力する二次時定数補償値（指令値）ｔ2 *を
受けてこれをもとに前記（12），（14）式を演算して発
生する二次磁束Φ２を求めるものである。
19は二次磁束比較回路であり、二次磁束指令値Φ2 *と二
次磁束演算回路18の演算出力Φ２を比較してΦ2 *に対す
るΦ２の差出力を発生する。
次磁束演算回路18の演算出力Φ２を比較してΦ2 *に対す
るΦ２の差出力を発生する。
20は二次磁束指令回路であり、二次磁束指令値Φ2 *を発
生するものであって、フォーシング期間中は該二次磁束
指令値Φ2 *を大きくし、フォーシング完了後は該二次磁
束指令値Φ2 *をもとの設定値に戻して出力する。このフ
ォーシング完了検出は二次磁束比較回路19の出力を受け
た励磁電流フォーシング完了指令出力回路21が行い、該
二次磁束比較回路19の出力が所定レベルを超えたとき励
磁電流フォーシング完了指令出力回路21はフォーシング
完了指令を発生し、これによって二次磁束指令回路20は
磁束指令値Φ2 *を切り換える。
生するものであって、フォーシング期間中は該二次磁束
指令値Φ2 *を大きくし、フォーシング完了後は該二次磁
束指令値Φ2 *をもとの設定値に戻して出力する。このフ
ォーシング完了検出は二次磁束比較回路19の出力を受け
た励磁電流フォーシング完了指令出力回路21が行い、該
二次磁束比較回路19の出力が所定レベルを超えたとき励
磁電流フォーシング完了指令出力回路21はフォーシング
完了指令を発生し、これによって二次磁束指令回路20は
磁束指令値Φ2 *を切り換える。
22は励磁電流収束検出回路であり、二次磁束指令回路20
の出力する二次磁束指令値Φ2 *とベクトル演算回路12の
出力する励磁電流指令値▲ｉ* 1d▼をもとにフォーシン
グ完了後の励磁電流i1dの収束を検出するものである。
の出力する二次磁束指令値Φ2 *とベクトル演算回路12の
出力する励磁電流指令値▲ｉ* 1d▼をもとにフォーシン
グ完了後の励磁電流i1dの収束を検出するものである。
23は二次磁束指令値Φ2 *及び二次磁束演算回路18の出力
Φ２及び励磁電流収束検出回路22の出力を入力として二
次磁束Φ２の収束を検出し、速度制御開始指令Scを出力
する二次磁束確立検出回路である。
Φ２及び励磁電流収束検出回路22の出力を入力として二
次磁束Φ２の収束を検出し、速度制御開始指令Scを出力
する二次磁束確立検出回路である。
第２図に第１図構成の本装置における要部の詳細構成図
を示す。
を示す。
前記二次磁束指令回路20は二次磁束指令設定用可変抵抗
器20aと演算増幅器20b及びこの演算増幅器20bの利得調
整用帰還抵抗として挿入されるフォーシング量調整のた
めの可変抵抗器20c、及びこの可変抵抗器20cを短絡する
ためのリレーRY21の常開接点RY21−ａ及び抵抗Ｒとより
成り、演算増幅器20bは可変抵抗器20aの設定値により定
まる分圧電圧を受けてこれを増幅し、二次磁束指令値Φ
2 *としてベクトル演算回路12に出力し、また、上記分圧
電圧を二次磁束比較回路19に二次磁束指令値Φ2 *として
与える構成としてある。
器20aと演算増幅器20b及びこの演算増幅器20bの利得調
整用帰還抵抗として挿入されるフォーシング量調整のた
めの可変抵抗器20c、及びこの可変抵抗器20cを短絡する
ためのリレーRY21の常開接点RY21−ａ及び抵抗Ｒとより
成り、演算増幅器20bは可変抵抗器20aの設定値により定
まる分圧電圧を受けてこれを増幅し、二次磁束指令値Φ
2 *としてベクトル演算回路12に出力し、また、上記分圧
電圧を二次磁束比較回路19に二次磁束指令値Φ2 *として
与える構成としてある。
また、励磁電流フォーシング完了指令出力回路21は前記
二次磁束指令回路20の可変抵抗器20aにて設定された二
次磁束指令値Φ2 *を基準に前記二次磁束演算回路18の演
算出力であるΦ２を比較して、Φ２がΦ2 *より小さいと
き正出力を発生する二次磁束比較回路19出力により駆動
されるNPN形トランジスタ21b、このトランジスタ21bに
よりスイッチングされるフォーシング完了検出用のリレ
ーRY21より成る。
二次磁束指令回路20の可変抵抗器20aにて設定された二
次磁束指令値Φ2 *を基準に前記二次磁束演算回路18の演
算出力であるΦ２を比較して、Φ２がΦ2 *より小さいと
き正出力を発生する二次磁束比較回路19出力により駆動
されるNPN形トランジスタ21b、このトランジスタ21bに
よりスイッチングされるフォーシング完了検出用のリレ
ーRY21より成る。
上記励磁電流収束検出回路22はベクトル演算回路12によ
り演算された励磁電流指令値▲ｉ* 1d▼をもとに、実際
に交流電動機14に流れる励磁電流i1dを演算する励磁電
流演算回路22a、前記二次磁束指令回路20の二次磁束指
令設定用の可変抵抗器20aで設定された二次磁束指令値
Φ2 *に対応する励磁電流指令値▲ｉ* 1d▼を出力する励
磁電流基準出力回路22b、これら励磁電流i1dと励磁電流
指令値▲ｉ* 1d▼とを比較する比較器22c、この比較器22
cの出力にて駆動されるNPN形のトランジスタ22d、この
トランジスタ22dによりスイッチングされて動作する励
磁電流確立検出リレーRY22より成る。
り演算された励磁電流指令値▲ｉ* 1d▼をもとに、実際
に交流電動機14に流れる励磁電流i1dを演算する励磁電
流演算回路22a、前記二次磁束指令回路20の二次磁束指
令設定用の可変抵抗器20aで設定された二次磁束指令値
Φ2 *に対応する励磁電流指令値▲ｉ* 1d▼を出力する励
磁電流基準出力回路22b、これら励磁電流i1dと励磁電流
指令値▲ｉ* 1d▼とを比較する比較器22c、この比較器22
cの出力にて駆動されるNPN形のトランジスタ22d、この
トランジスタ22dによりスイッチングされて動作する励
磁電流確立検出リレーRY22より成る。
二次磁束確立検出回路23は二次磁束偏差基準値ε設定用
の可変抵抗器23a、二次磁束演算回路18の出力する二次
磁束Φ２の演算値と可変抵抗器20aの設定値である二次
磁束指令値Φ2 *との差出力Φ２−Φ2 *を絶対値増幅する
絶対値増幅器23b、前記可変抵抗器23aの設定に対応して
該可変抵抗器23aより出力される二次磁束の確立検出用
の基準値εを基準に該絶対値増幅器23b出力｜Φ２−Φ2
*｜を比較し、｜Φ２−Φ2 *｜が前記基準値εより小さ
くなると（二次磁束Φ２が収束すると）出力を発生する
比較器23c、この比較器23c出力にて駆動されるNPN形の
トランジスタ23d、前記励磁電流確立検出リレーRY22の
常開接点RY22−ａ、この常開接点RY22−ａの閉路時、前
記トランジスタ22dによりスイッチングされて動作する
二次磁束確立検出リレーRY23より成る。この二次磁束確
立検出リレーRY23の接点出力は速度制御開始指令Scとな
る。尚、図中Ｅは電源ラインを示す。
の可変抵抗器23a、二次磁束演算回路18の出力する二次
磁束Φ２の演算値と可変抵抗器20aの設定値である二次
磁束指令値Φ2 *との差出力Φ２−Φ2 *を絶対値増幅する
絶対値増幅器23b、前記可変抵抗器23aの設定に対応して
該可変抵抗器23aより出力される二次磁束の確立検出用
の基準値εを基準に該絶対値増幅器23b出力｜Φ２−Φ2
*｜を比較し、｜Φ２−Φ2 *｜が前記基準値εより小さ
くなると（二次磁束Φ２が収束すると）出力を発生する
比較器23c、この比較器23c出力にて駆動されるNPN形の
トランジスタ23d、前記励磁電流確立検出リレーRY22の
常開接点RY22−ａ、この常開接点RY22−ａの閉路時、前
記トランジスタ22dによりスイッチングされて動作する
二次磁束確立検出リレーRY23より成る。この二次磁束確
立検出リレーRY23の接点出力は速度制御開始指令Scとな
る。尚、図中Ｅは電源ラインを示す。
第３図は電動機温度検出器15及び二次時定数補償回路17
の構成例を示す回路である。
の構成例を示す回路である。
15aは電動機温度検出器15における電動機固定子に埋め
込まれるダイオードである。15bは基準温度における補
償量を零に調整するための可変抵抗器、15c〜15fは抵
抗、15gは演算増幅器である。15a〜15eによりブリッジ
回路が構成され、このブリッジ回路は電源ラインＥとア
ース間に接続されると共にブリッジ回路の中点出力を演
算増幅器15gに入力してそ差出力を得る構成としてあ
る。
込まれるダイオードである。15bは基準温度における補
償量を零に調整するための可変抵抗器、15c〜15fは抵
抗、15gは演算増幅器である。15a〜15eによりブリッジ
回路が構成され、このブリッジ回路は電源ラインＥとア
ース間に接続されると共にブリッジ回路の中点出力を演
算増幅器15gに入力してそ差出力を得る構成としてあ
る。
二次時定数補償回路17は次のような構成としてある。す
なわち、図中17aは基準温度における電動機の二次時定
数を設定する可変抵抗器であり、17bは電動機温度検出
器15の出力にこの可変抵抗器17aにて設定した二次時定
数を重畳させて出力する演算増幅器である。
なわち、図中17aは基準温度における電動機の二次時定
数を設定する可変抵抗器であり、17bは電動機温度検出
器15の出力にこの可変抵抗器17aにて設定した二次時定
数を重畳させて出力する演算増幅器である。
ここで、上記電動機温度検出器15の温度検出原理につい
て説明しておく。
て説明しておく。
一般にダイオードの順方向電圧Pnは次式で与えられる。
（k:ボルツマン定数、T:絶対温度、Pno:ダイオードによ
り定まる定数、q:電荷量、V:ポテンシャルエネルギ） 従って、温度が上昇するとダイオードの順方向電圧Pnは
低下することになり、ブリッジ回路の中点電圧に温度に
対応した差が生ずることになって温度検出が可能にな
る。
り定まる定数、q:電荷量、V:ポテンシャルエネルギ） 従って、温度が上昇するとダイオードの順方向電圧Pnは
低下することになり、ブリッジ回路の中点電圧に温度に
対応した差が生ずることになって温度検出が可能にな
る。
今、基準温度における順方向電圧をPn1とし、この時、
零調整用の可変抵抗器15bで補償量すなわち、演算増幅
器15gの出力が零になるように調整すると、この時の二
次時定数T2は二次時定数設定器17aで与えられ、これを
反転増幅する演算増幅器17bは１／T2を出力する。
零調整用の可変抵抗器15bで補償量すなわち、演算増幅
器15gの出力が零になるように調整すると、この時の二
次時定数T2は二次時定数設定器17aで与えられ、これを
反転増幅する演算増幅器17bは１／T2を出力する。
温度Ｔが上昇するとダイオード15aの順方向電圧Pnが低
下するため、演算増幅器15gの差入力がそれに対応した
負の値となるので電動機温度検出器15の出力は正とな
り、これが二次時定数設定器17a出力T2に重畳されて二
次時定数補償回路17の演算増幅器17bは該重畳入力に対
応した負出力を発生する。
下するため、演算増幅器15gの差入力がそれに対応した
負の値となるので電動機温度検出器15の出力は正とな
り、これが二次時定数設定器17a出力T2に重畳されて二
次時定数補償回路17の演算増幅器17bは該重畳入力に対
応した負出力を発生する。
従って、温度に対するダイオード15aの順方向電圧変化
を線形近似して温度に対する二次抵抗R2の値をＡ（Ｔ）
R2とすれば、温度Ｔ時の二次時定数t2は係数をＡ（Ｔ）
（＝A0（Ｔ−T0））（但しA0は条件により定まる設定
値）とすると次のようになる。
を線形近似して温度に対する二次抵抗R2の値をＡ（Ｔ）
R2とすれば、温度Ｔ時の二次時定数t2は係数をＡ（Ｔ）
（＝A0（Ｔ−T0））（但しA0は条件により定まる設定
値）とすると次のようになる。
但しt2（T0）は基準温度T0＝25℃時の電動機の二次時定
数、t2（Ｔ）は温度Ｔ時の電動機の二次時定数、L2は交
流電動機巻線の二次インダクタンスである。
数、t2（Ｔ）は温度Ｔ時の電動機の二次時定数、L2は交
流電動機巻線の二次インダクタンスである。
これから、A0を適宜に選ぶことにより、温度に応じた二
次抵抗R2が補償できる。
次抵抗R2が補償できる。
このような構成の本装置において、二次磁束指令回路20
には可変抵抗器20aにより通常時の二次磁束指令値Φ2 *
が設定されており、また、可変抵抗器20cにより二次磁
束指令回路20の演算増幅器20bの増幅率が可変できると
共にこの可変抵抗器20cはリレーRY21−ａにより短絡で
きる構成としてある。
には可変抵抗器20aにより通常時の二次磁束指令値Φ2 *
が設定されており、また、可変抵抗器20cにより二次磁
束指令回路20の演算増幅器20bの増幅率が可変できると
共にこの可変抵抗器20cはリレーRY21−ａにより短絡で
きる構成としてある。
初期時においてはリレーRY21が不動作でその常開接点RY
21−ａは開であるため、二次磁束指令回路20の演算増幅
器20bは増幅率が大で、ベクトル演算回路12に与える増
幅後のΦ2 *は大となるため、二次磁束演算回路18の出力
Φ２は大きく、従って、このΦ２を二次磁束指令回路20
の可変抵抗器20aで設定された設定値そのもののΦ2 *を
基準として比較する二次磁束比較回路19は負出力を発生
する。そのため励磁電流フォーシング完了指令出力回路
21はそのNPN形のトランジスタ21bがオフとなり、リレー
RY21は励磁されない。そのため、リレーRY21の常開接点
RY21−ａは引き続き開となり、演算増幅器20bの増幅率
は高く保たれ、従って、二次磁束指令回路20はその二次
磁束指令値Φ2 *を増大した増幅率分、大きくしてこれを
ベクトル演算回路12に対する二次磁束指令値として出力
することとなる。すなわち、フォーシングを施こしたか
たちとなる。
21−ａは開であるため、二次磁束指令回路20の演算増幅
器20bは増幅率が大で、ベクトル演算回路12に与える増
幅後のΦ2 *は大となるため、二次磁束演算回路18の出力
Φ２は大きく、従って、このΦ２を二次磁束指令回路20
の可変抵抗器20aで設定された設定値そのもののΦ2 *を
基準として比較する二次磁束比較回路19は負出力を発生
する。そのため励磁電流フォーシング完了指令出力回路
21はそのNPN形のトランジスタ21bがオフとなり、リレー
RY21は励磁されない。そのため、リレーRY21の常開接点
RY21−ａは引き続き開となり、演算増幅器20bの増幅率
は高く保たれ、従って、二次磁束指令回路20はその二次
磁束指令値Φ2 *を増大した増幅率分、大きくしてこれを
ベクトル演算回路12に対する二次磁束指令値として出力
することとなる。すなわち、フォーシングを施こしたか
たちとなる。
一方、二次磁束確立検出回路23側では絶対値増幅回路23
bより得た前記Φ２とΦ2 *の差の絶対値を求め、これを
可変抵抗器23aにより設定した設定値εを基準に比較す
る比較器23cにて比較すると共にその比較出力にてNPN形
トランジスタ23dを駆動し、リレーRY23を励磁して速度
制御開始指令Scを発生する。
bより得た前記Φ２とΦ2 *の差の絶対値を求め、これを
可変抵抗器23aにより設定した設定値εを基準に比較す
る比較器23cにて比較すると共にその比較出力にてNPN形
トランジスタ23dを駆動し、リレーRY23を励磁して速度
制御開始指令Scを発生する。
すなわち、Φ２は小さく｜Φ２−Φ2 *｜はεより大きい
ので、｜Φ２−Φ2 *｜＞εの範囲では比較器23cが負出
力を発生するようにしてあるとすれば、この負出力を受
けたNPN形トランジスタ23dはオフのままであり、リレー
RY23は励磁不可能な状態になる。
ので、｜Φ２−Φ2 *｜＞εの範囲では比較器23cが負出
力を発生するようにしてあるとすれば、この負出力を受
けたNPN形トランジスタ23dはオフのままであり、リレー
RY23は励磁不可能な状態になる。
また、このとき、上記励磁電流収束検出回路22はベクト
ル演算回路12により演算された励磁電流指令値▲ｉ* 1d
▼をもとに実際に交流電動機14に流れる励磁電流i1dを
励磁電流演算回路22aで演算し、また、前記二次磁束指
令回路20の二次磁束指令設定用の可変抵抗器20aで設定
された二次磁束指令値Φ2 *に対応する励磁電流指令値▲
ｉ* 1d▼を励磁電流基準出力回路22bより出力し、更にこ
れら励磁電流i1dと励磁電流指令値▲ｉ* 1d▼とを比較器
22cにより比較してその比較出力によりNPN形トランジス
タ22dを駆動させる。初期時においては励磁電流演算回
路22aの出力するi1dはフォーシングにより、励磁電流基
準出力回路22bの出力する▲ｉ* 1d▼よりも大きいため、
比較出力は負となって、トランジスタ22dをオフに保
つ。そのため、リレーRY22は動作しないので、その常開
接点RY22−ａはオフとなり、従って、二次磁束確立検出
回路23のリレーRY23は励磁を禁止されるので、速度制御
開始指令Scは出力されることがない。
ル演算回路12により演算された励磁電流指令値▲ｉ* 1d
▼をもとに実際に交流電動機14に流れる励磁電流i1dを
励磁電流演算回路22aで演算し、また、前記二次磁束指
令回路20の二次磁束指令設定用の可変抵抗器20aで設定
された二次磁束指令値Φ2 *に対応する励磁電流指令値▲
ｉ* 1d▼を励磁電流基準出力回路22bより出力し、更にこ
れら励磁電流i1dと励磁電流指令値▲ｉ* 1d▼とを比較器
22cにより比較してその比較出力によりNPN形トランジス
タ22dを駆動させる。初期時においては励磁電流演算回
路22aの出力するi1dはフォーシングにより、励磁電流基
準出力回路22bの出力する▲ｉ* 1d▼よりも大きいため、
比較出力は負となって、トランジスタ22dをオフに保
つ。そのため、リレーRY22は動作しないので、その常開
接点RY22−ａはオフとなり、従って、二次磁束確立検出
回路23のリレーRY23は励磁を禁止されるので、速度制御
開始指令Scは出力されることがない。
故にフォーシング期間中は速度制御開始指令Scの発令は
禁止される。
禁止される。
さて、今、フォーシングされた二次磁束指令Φ2 *が与え
られると、ベクトル演算回路12はΦ2 *に見合った励磁電
流指令値▲ｉ* 1d▼を出力する。
られると、ベクトル演算回路12はΦ2 *に見合った励磁電
流指令値▲ｉ* 1d▼を出力する。
この励磁電流指令値▲ｉ* 1d▼は二次磁束演算回路18に
入力されて交流電動機14に発生する二次磁束Φ２が演算
される。この時、交流電動機14の温度は電動機14内に設
けられた第３図構成の温度検出器15で検出され、二次時
定数補償回路17により二次抵抗R2の変化に対応する補償
値ｔ2 *に変換された後、上記二次磁束演算回路18に入力
される。
入力されて交流電動機14に発生する二次磁束Φ２が演算
される。この時、交流電動機14の温度は電動機14内に設
けられた第３図構成の温度検出器15で検出され、二次時
定数補償回路17により二次抵抗R2の変化に対応する補償
値ｔ2 *に変換された後、上記二次磁束演算回路18に入力
される。
すると二次磁束演算回路18は補償値ｔ2 *に対応した二次
時定数R2／L2に修正し、この修正した二次時定数R2／L2
を用いて前記（14）式を演算し、二次磁束Φ２を求め
る。
時定数R2／L2に修正し、この修正した二次時定数R2／L2
を用いて前記（14）式を演算し、二次磁束Φ２を求め
る。
これはその時の電動機温度T1に見合った二次磁束演算出
力Φ２（T1）として二次磁束演算回路18より出力され、
二次磁束比較回路19に与えられる。
力Φ２（T1）として二次磁束演算回路18より出力され、
二次磁束比較回路19に与えられる。
二次磁束比較回路19はこれと二次磁束指令回路20の可変
抵抗器20aにより設定された二次磁束指令値Φ2 *とを比
較し、Φ２（T1）がΦ2 *より大きくなると出力を発生し
て励磁電流フォーシング完了指令出力回路21のNPN形ト
ランジスタ21bに与える。そのため、該トランジスタ21b
はフォーシング期間中はオフとなり、リレーRY21はオフ
となってその常開接点RY21−ａはオフとなることから、
二次磁束指令回路20の演算増幅器20bは増幅率を高く保
たれ、フォーシングが成されることになる。
抵抗器20aにより設定された二次磁束指令値Φ2 *とを比
較し、Φ２（T1）がΦ2 *より大きくなると出力を発生し
て励磁電流フォーシング完了指令出力回路21のNPN形ト
ランジスタ21bに与える。そのため、該トランジスタ21b
はフォーシング期間中はオフとなり、リレーRY21はオフ
となってその常開接点RY21−ａはオフとなることから、
二次磁束指令回路20の演算増幅器20bは増幅率を高く保
たれ、フォーシングが成されることになる。
二次時定数R2／L2の要実により二次磁束演算回路18の求
める二次磁束の演算出力Φ２（T1）は漸次大きくなり、
やがてΦ２（T1）がΦ2 *に達すると、二次磁束比較回路
19の出力は負に反転するので、励磁電流フォーシング完
了指令出力回路21のトランジスタ21bはオンとなり、こ
れによってリレーRY21は付勢する。そしてこれによりリ
レーRYの常開接点RY21−ａは閉じるので、可変抵抗器20
cは短絡され、従って、二次磁束指令回路20の演算増幅
器20bはその増幅率は小さくなり、該二次磁束指令回路2
0よりベクトル演算回路12に送られる二次磁束指令値Φ2
*は可変抵抗器20aの設定レベルを通常の増幅率により増
幅して得たレベルになる。すなわち、リレーRY21の励磁
により該リレーRY21の常開接点RY21−ａの接点がフォー
シング完了指令として機能し、フォーシングを完了する
ことになる。
める二次磁束の演算出力Φ２（T1）は漸次大きくなり、
やがてΦ２（T1）がΦ2 *に達すると、二次磁束比較回路
19の出力は負に反転するので、励磁電流フォーシング完
了指令出力回路21のトランジスタ21bはオンとなり、こ
れによってリレーRY21は付勢する。そしてこれによりリ
レーRYの常開接点RY21−ａは閉じるので、可変抵抗器20
cは短絡され、従って、二次磁束指令回路20の演算増幅
器20bはその増幅率は小さくなり、該二次磁束指令回路2
0よりベクトル演算回路12に送られる二次磁束指令値Φ2
*は可変抵抗器20aの設定レベルを通常の増幅率により増
幅して得たレベルになる。すなわち、リレーRY21の励磁
により該リレーRY21の常開接点RY21−ａの接点がフォー
シング完了指令として機能し、フォーシングを完了する
ことになる。
フォーシングが完了したことにより二次磁束指令回路20
からベクトル演算回路12に送られる二次磁束指令値Φ2 *
のレベルが小さくなると該ベクトル演算回路12の出力も
小さくなり、この出力を受けた励磁電流演算回路22aの
出力するi1dは励磁電流基準出力回路22bの出力▲ｉ* 1d
▼よりも小さくなるため、比較出力は正となって、トラ
ンジスタ22dをオンさせる。そのため、リレーRY22は励
磁されて、その常開接点RY22−ａはオンとなり、従っ
て、二次磁束確立検出回路23のリレーRY23は励磁される
ので、速度制御開始指令Scは出力されることになる。そ
して、これにより速度制御演算増幅器11が動作開始す
る。
からベクトル演算回路12に送られる二次磁束指令値Φ2 *
のレベルが小さくなると該ベクトル演算回路12の出力も
小さくなり、この出力を受けた励磁電流演算回路22aの
出力するi1dは励磁電流基準出力回路22bの出力▲ｉ* 1d
▼よりも小さくなるため、比較出力は正となって、トラ
ンジスタ22dをオンさせる。そのため、リレーRY22は励
磁されて、その常開接点RY22−ａはオンとなり、従っ
て、二次磁束確立検出回路23のリレーRY23は励磁される
ので、速度制御開始指令Scは出力されることになる。そ
して、これにより速度制御演算増幅器11が動作開始す
る。
するとこの増幅器11は速度指令値▲ω* r▼及びパルスジ
ェネレータの出力する電動機速度に対応したパルスレー
トの速度帰還信号ωｒとの差分値を受けてこれを増幅し
てトルク電流成分信号指令値▲ｉ* 1q▼として出力して
ベクトル演算回路12に与える。するとベクトル演算回路
12は上述のトルク電流成分信号指令値▲ｉ* 1q▼と二次
磁束指令回路20の出力する二次磁束指令値Φ2 *及び誘導
電動機14の回転数に対応したパルスを発生するパルスジ
ェネレータ16からのパルスすなわち、速度帰還信号ωｒ
と、そして、交流電動機14の電動機温度を検出する電動
機温度検出器15の検出温度をもとに二次時定数補償回路
17にて求めた二次時定数補償値ｔ2 *を受けてこれらより
ベクトル演算を行い、u,v,w各相の三相制御電流基準ｕ
＊,v＊,w＊及び励磁電流指令値▲ｉ* 1d▼を出力する。
ェネレータの出力する電動機速度に対応したパルスレー
トの速度帰還信号ωｒとの差分値を受けてこれを増幅し
てトルク電流成分信号指令値▲ｉ* 1q▼として出力して
ベクトル演算回路12に与える。するとベクトル演算回路
12は上述のトルク電流成分信号指令値▲ｉ* 1q▼と二次
磁束指令回路20の出力する二次磁束指令値Φ2 *及び誘導
電動機14の回転数に対応したパルスを発生するパルスジ
ェネレータ16からのパルスすなわち、速度帰還信号ωｒ
と、そして、交流電動機14の電動機温度を検出する電動
機温度検出器15の検出温度をもとに二次時定数補償回路
17にて求めた二次時定数補償値ｔ2 *を受けてこれらより
ベクトル演算を行い、u,v,w各相の三相制御電流基準ｕ
＊,v＊,w＊及び励磁電流指令値▲ｉ* 1d▼を出力する。
三相制御電流基準ｕ＊,v＊,w＊は電力変換回路13に与え
られ、この電力変換回路13はこれら三相制御電流基準ｕ
＊,v＊,w＊をもとにu,v,w相各相の電流値が該基準値対
応の値となるように制御する。
られ、この電力変換回路13はこれら三相制御電流基準ｕ
＊,v＊,w＊をもとにu,v,w相各相の電流値が該基準値対
応の値となるように制御する。
この電力変換回路13の出力は交流電動機14に与えられ、
この交流電動機14はこの電力変換回路13により制御され
た電流値対応のトルクで回転駆動され、速度制御される
ことになる。
この交流電動機14はこの電力変換回路13により制御され
た電流値対応のトルクで回転駆動され、速度制御される
ことになる。
すなわち、本装置では二次磁束指令回路20により設定値
に対応した二次磁束指令値Φ2 *を与えると共に初期時に
はフォーシングのため、この二次磁束指令値Φ2 *を設定
値の対応値より大きくし、これを基準とすると共に、ま
た、交流電動機14の温度を検出して電動機の二次時定数
を温度に対応した補償値を得てこの補償値分修正を加え
て上記基準とよりベクトル演算し、励磁電流指令値▲ｉ
* 1d▼と三相制御電流基準ｕ＊,v＊,w＊を得、このｕ＊,
v＊,w＊により交流電動機14の電流値制御し、二次磁束
Φ２を確立する。同時に前記励磁電流指令値▲ｉ* 1d▼
と前記補償値をもとに二次磁束Φ２の演算を二次磁束演
算回路18で行う。そして、二次磁束指令回路20の出力す
る可変抵抗器20aにて設定された設定値対応の二次磁束
指令値と二次磁束演算回路18の求めた二次磁束Φ２の値
とを比較し、該指令値をこの求めた二次磁束Φ２の値が
上廻るまではフォーシングを続けるべく二次磁束指令回
路20の二次磁束指令値を設定値の対応値より大きく保
つ。
に対応した二次磁束指令値Φ2 *を与えると共に初期時に
はフォーシングのため、この二次磁束指令値Φ2 *を設定
値の対応値より大きくし、これを基準とすると共に、ま
た、交流電動機14の温度を検出して電動機の二次時定数
を温度に対応した補償値を得てこの補償値分修正を加え
て上記基準とよりベクトル演算し、励磁電流指令値▲ｉ
* 1d▼と三相制御電流基準ｕ＊,v＊,w＊を得、このｕ＊,
v＊,w＊により交流電動機14の電流値制御し、二次磁束
Φ２を確立する。同時に前記励磁電流指令値▲ｉ* 1d▼
と前記補償値をもとに二次磁束Φ２の演算を二次磁束演
算回路18で行う。そして、二次磁束指令回路20の出力す
る可変抵抗器20aにて設定された設定値対応の二次磁束
指令値と二次磁束演算回路18の求めた二次磁束Φ２の値
とを比較し、該指令値をこの求めた二次磁束Φ２の値が
上廻るまではフォーシングを続けるべく二次磁束指令回
路20の二次磁束指令値を設定値の対応値より大きく保
つ。
一方、ベクトル演算回路12により求めた励磁電流指令値
▲ｉ* 1d▼対応の励磁電流値を求め、この励磁電流値と
前記設定値対応の二次磁束指令値Φ2 *を比較して励磁電
流収束の検出を行い、収束されたことをこの比較により
検出した後、二次磁束演算回路18の求めた電動機14の二
次磁束Φ２と前記設定値対応の二次磁束指令値Φ2 *の差
が設定値εより小さくなった時点で速度制御開始指令Sc
を発生し、交流電動機14の速度制御を開始するようにす
る。
▲ｉ* 1d▼対応の励磁電流値を求め、この励磁電流値と
前記設定値対応の二次磁束指令値Φ2 *を比較して励磁電
流収束の検出を行い、収束されたことをこの比較により
検出した後、二次磁束演算回路18の求めた電動機14の二
次磁束Φ２と前記設定値対応の二次磁束指令値Φ2 *の差
が設定値εより小さくなった時点で速度制御開始指令Sc
を発生し、交流電動機14の速度制御を開始するようにす
る。
従って、フォーシングが行われ、且つ励磁電流収束が成
されて二次磁束が確立された時、はじめて速度制御開始
可能となり、しかも、これらの検出に利用される二次磁
束の演算には温度により変化する交流電動機の二次抵抗
に基づく二次時定数を電動機温度の検出値をもとに修正
して利用するようにしたことから、磁束の収束を精度良
く検出することができる。従って、円滑な速度制御を行
うことができるようになる。
されて二次磁束が確立された時、はじめて速度制御開始
可能となり、しかも、これらの検出に利用される二次磁
束の演算には温度により変化する交流電動機の二次抵抗
に基づく二次時定数を電動機温度の検出値をもとに修正
して利用するようにしたことから、磁束の収束を精度良
く検出することができる。従って、円滑な速度制御を行
うことができるようになる。
また、本装置ではフォーシング完了後も二次磁束演算は
常にその時の交流電動機の温度を加味して行うので、｜
Φ２（T1）−Φ2 *｜＜εの条件（二次磁束確立）を精度
良く検出できることからフォーシングが未完了の状態で
フォーシングを終了したりすることもなくなる。
常にその時の交流電動機の温度を加味して行うので、｜
Φ２（T1）−Φ2 *｜＜εの条件（二次磁束確立）を精度
良く検出できることからフォーシングが未完了の状態で
フォーシングを終了したりすることもなくなる。
尚、本発明は上記し、且つ図面に示す実施例に限定する
ことなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して
実施し得る。
ことなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して
実施し得る。
以上詳述したように本発明によれば、直接、磁束を検出
しないすべり周波数制御形ベクトル制御を用いた電動機
制御において、円滑な回転制御が可能となる電動機制御
装置を提供することができる。
しないすべり周波数制御形ベクトル制御を用いた電動機
制御において、円滑な回転制御が可能となる電動機制御
装置を提供することができる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
その要部詳細図、第３図は温度検出部の構成を示す図、
第４図，第５図はベクトル制御の説明をするための図、
第６図は従来装置の構成を示すブロック図、第７図はフ
ォーシングと励磁電流及び二次磁束との関係を説明する
ための図である。 11……速度制御演算増幅器、12……ベクトル演算回路、
13……電力変換回路、14……誘導電動機、15……温度検
出回路、16……パルスジェネレータ、17……二次時定数
補償回路、18……二次磁束演算回路、19……二次磁束比
較回路、20……二次磁束指令回路、21……励磁電流フォ
ーシング完了指令出力回路、22……励磁電流収束検出回
路、23……二次磁束確立検出回路。
その要部詳細図、第３図は温度検出部の構成を示す図、
第４図，第５図はベクトル制御の説明をするための図、
第６図は従来装置の構成を示すブロック図、第７図はフ
ォーシングと励磁電流及び二次磁束との関係を説明する
ための図である。 11……速度制御演算増幅器、12……ベクトル演算回路、
13……電力変換回路、14……誘導電動機、15……温度検
出回路、16……パルスジェネレータ、17……二次時定数
補償回路、18……二次磁束演算回路、19……二次磁束比
較回路、20……二次磁束指令回路、21……励磁電流フォ
ーシング完了指令出力回路、22……励磁電流収束検出回
路、23……二次磁束確立検出回路。
Claims (1)
- 【請求項１】速度指令値と交流電動機の回転速度検出値
とからトルク電流指令値を得、このトルク電流指令値と
二次磁束指令値と前記回転速度検出値および電動機二次
時定数とからベクトル演算により三相制御電流基準およ
び励磁電流指令値を求めると共に、前記三相制御電流基
準に従って電力変換装置により三相各相の電流値が当該
三相制御電流基準に対応するように出力電力を変換制御
して、前記交流電動機に与えることにより交流電動機を
制御する装置において、 二次磁束設定値を与える二次磁束設定手段と、 この二次磁束設定手段による二次磁束設定値に応じた二
次磁束指令値を発生するものであって、フォーシング期
間中は前記二次磁束指令値を大きくし、フォーシング完
了後は元の値に戻す二次磁束指令手段と、 前記ベクトル演算により求められた前記励磁電流指令値
と電動機二次時定数指令値とから前記交流電動機に発生
する二次磁束の値を演算により求める二次磁束演算手段
と、 前記二次磁束設定手段の出力する二次磁束設定値に対す
る前記二次磁束演算手段により求められた二次磁束の値
の関係からフォーシング完了を検知するフォーシング完
了検知手段と、 前記交流電動機の温度を検出する温度検出手段と、 設定した交流電動機の電動機二次時定数を、前記温度検
出手段の検出温度に応じて修正し、前記電動機二次時定
数とする温度補償手段と、 前記ベクトル演算により求められた励磁電流指令値から
実際に電動機に流れる励磁電流を演算する励磁電流演算
手段と、 二次磁束設定値から励磁電流設定値を求める励磁電流基
準出力手段と、 励磁電流演算手段出力が前記励磁電流基準出力手段の出
力に収束したか否かを検出する励磁電流収束検出手段
と、 前記二次磁束演算手段の求めた二次磁束の値と前記二次
磁束指令手段の出力する二次磁束指令値との関係から励
磁電流収束検出手段による励磁電流の収束が検出された
段階で前記トルク電流指令値の前記ベクトル演算への付
与を開始させる手段と、 を備えたことを特徴とする電動機制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60039299A JPH0667253B2 (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 電動機制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60039299A JPH0667253B2 (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 電動機制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61199487A JPS61199487A (ja) | 1986-09-03 |
| JPH0667253B2 true JPH0667253B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=12549248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60039299A Expired - Lifetime JPH0667253B2 (ja) | 1985-02-28 | 1985-02-28 | 電動機制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0667253B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2001122A2 (en) | 2007-06-05 | 2008-12-10 | Fanuc Ltd | Electric motor control device |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63206183A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-25 | Toshiba Corp | 交流電動機制御装置 |
| JPH07114560B2 (ja) * | 1988-08-04 | 1995-12-06 | 東洋電機製造株式会社 | 誘導電動機の瞬時トルク，磁束制御方式 |
| JP4852977B2 (ja) * | 2005-10-31 | 2012-01-11 | トヨタ自動車株式会社 | 車両後部構造 |
-
1985
- 1985-02-28 JP JP60039299A patent/JPH0667253B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2001122A2 (en) | 2007-06-05 | 2008-12-10 | Fanuc Ltd | Electric motor control device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61199487A (ja) | 1986-09-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |