JPH0670571A - インバータ装置の制御装置 - Google Patents
インバータ装置の制御装置Info
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- JPH0670571A JPH0670571A JP4220333A JP22033392A JPH0670571A JP H0670571 A JPH0670571 A JP H0670571A JP 4220333 A JP4220333 A JP 4220333A JP 22033392 A JP22033392 A JP 22033392A JP H0670571 A JPH0670571 A JP H0670571A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 交流電動機の磁束と電流とを、交流電動機の
回転速度の変化範囲の全てに渡って、電流制御により高
精度に制御する。 【構成】 電流制御器８は、電圧指令演算器５からの交
流電動機の磁束を制御するｄ軸電圧指令とトルク電流を
制御するｑ軸電圧指令に、インバータに対する一次角周
波数指令ω1*、すなわち、電動機の回転速度の大きさに
応じて、回転磁界座標系の励磁電流成分を振り分けて加
算する。これは、交流電動機の電圧−電流特性を回転磁
界座標系の励磁成分（ｄ軸）とトルク電流成分（ｑ軸）
で表すと、交流電動機の回転速度の低い運転範囲で、磁
束を作る励磁電流がｄ軸の電圧によって流れるのに対し
て、回転速度の高い運転範囲で、励磁電流がｑ軸の電圧
によって流れるという発見に基づく制御であり、これに
より、インバータの入力電圧の変動、電動機の回転速度
に影響されることなく、交流電動機の磁束と電流とを高
精度に制御することができる。
回転速度の変化範囲の全てに渡って、電流制御により高
精度に制御する。 【構成】 電流制御器８は、電圧指令演算器５からの交
流電動機の磁束を制御するｄ軸電圧指令とトルク電流を
制御するｑ軸電圧指令に、インバータに対する一次角周
波数指令ω1*、すなわち、電動機の回転速度の大きさに
応じて、回転磁界座標系の励磁電流成分を振り分けて加
算する。これは、交流電動機の電圧−電流特性を回転磁
界座標系の励磁成分（ｄ軸）とトルク電流成分（ｑ軸）
で表すと、交流電動機の回転速度の低い運転範囲で、磁
束を作る励磁電流がｄ軸の電圧によって流れるのに対し
て、回転速度の高い運転範囲で、励磁電流がｑ軸の電圧
によって流れるという発見に基づく制御であり、これに
より、インバータの入力電圧の変動、電動機の回転速度
に影響されることなく、交流電動機の磁束と電流とを高
精度に制御することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インバータ装置の制御
装置に係り、特に、交流誘導電動機の磁束と電流とをそ
れぞれ独立に高精度に制御するために使用して好適なイ
ンバータ装置の制御装置に関する。
装置に係り、特に、交流誘導電動機の磁束と電流とをそ
れぞれ独立に高精度に制御するために使用して好適なイ
ンバータ装置の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】交流電動機を高応答高精度にトルク制御
する方法として、交流電動機の磁束と電流とを独立に制
御するベクトル制御が提案されている。ベクトル制御
は、磁束と電流とを独立に制御するために、交流電動機
の磁束を一定に制御するする必要があり、かつ、予めそ
の交流電動機の等価回路定数を知る必要がある。
する方法として、交流電動機の磁束と電流とを独立に制
御するベクトル制御が提案されている。ベクトル制御
は、磁束と電流とを独立に制御するために、交流電動機
の磁束を一定に制御するする必要があり、かつ、予めそ
の交流電動機の等価回路定数を知る必要がある。
【０００３】特に、交流電動機は、２次側の温度上昇に
よる２次抵抗の変化が滑り周波数の変化となり、電動機
の磁束と電流との干渉を発生させるため、その制御を行
う際には、この補償法が重要である。
よる２次抵抗の変化が滑り周波数の変化となり、電動機
の磁束と電流との干渉を発生させるため、その制御を行
う際には、この補償法が重要である。
【０００４】このような制御を行う従来技術として、例
えば、特開昭５９−１５６１８４号公報等に記載された
技術が知られている。
えば、特開昭５９−１５６１８４号公報等に記載された
技術が知られている。
【０００５】この従来技術は、交流電動機を制御してい
るインバータの出力電圧を検出して、この電圧検出信号
に基づいて２次抵抗の設定値を修正し、滑り周波数を補
償するというものである。
るインバータの出力電圧を検出して、この電圧検出信号
に基づいて２次抵抗の設定値を修正し、滑り周波数を補
償するというものである。
【０００６】また、磁束の変化についても、インバータ
の出力電圧を検出して、この電圧検出信号に基づいて励
磁電流指令を修正するという提案がなされている。
の出力電圧を検出して、この電圧検出信号に基づいて励
磁電流指令を修正するという提案がなされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
は、交流電動機の磁束と電流とを制御するために、電流
制御手段を備えているが、この電流制御が、交流電動機
の回転速度の変化範囲の一部でのみ機能し、全ての回転
速度の範囲に渡って充分に機能するものではなく、不安
定な制御となるという問題点を有している。
は、交流電動機の磁束と電流とを制御するために、電流
制御手段を備えているが、この電流制御が、交流電動機
の回転速度の変化範囲の一部でのみ機能し、全ての回転
速度の範囲に渡って充分に機能するものではなく、不安
定な制御となるという問題点を有している。
【０００８】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決し、交流電動機の磁束と電流とを、交流電動機の回
転速度の変化範囲の全てに渡って、電流制御により高精
度に制御することができるインバータ装置の制御装置を
提供することにある。
解決し、交流電動機の磁束と電流とを、交流電動機の回
転速度の変化範囲の全てに渡って、電流制御により高精
度に制御することができるインバータ装置の制御装置を
提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、交流電動機の１次電流を励磁成分（ｄ軸）とトルク
成分（ｑ軸）とに分離して電流制御するベクトル制御に
おいて、インバータの出力周波数が所定値以下の場合、
励磁電流制御の出力をｄ軸の電圧指令に加算し、インバ
ータの出力周波数が所定値以上の場合、励磁電流制御の
出力をｑ軸の電圧指令に加算するようにすることにより
達成される。また、前記目的は、電流の制御を、トルク
成分（ｑ軸）あるいは１次電流の大きさを閉ループ制御
する周波数制御を併用して行うことにより達成される。
は、交流電動機の１次電流を励磁成分（ｄ軸）とトルク
成分（ｑ軸）とに分離して電流制御するベクトル制御に
おいて、インバータの出力周波数が所定値以下の場合、
励磁電流制御の出力をｄ軸の電圧指令に加算し、インバ
ータの出力周波数が所定値以上の場合、励磁電流制御の
出力をｑ軸の電圧指令に加算するようにすることにより
達成される。また、前記目的は、電流の制御を、トルク
成分（ｑ軸）あるいは１次電流の大きさを閉ループ制御
する周波数制御を併用して行うことにより達成される。
【００１０】
【作用】一般に、交流電動機の電圧−電流特性は、その
回転速度に依存して変化する。そして、本発明発明者等
は、交流電動機の電圧−電流特性を回転磁界座標系の励
磁成分（ｄ軸）とトルク電流成分（ｑ軸）で表すと、交
流電動機の回転速度の低い運転範囲で、磁束を作る励磁
電流がｄ軸の電圧によって流れるのに対して、回転速度
の高い運転範囲で、励磁電流がｑ軸の電圧によって流れ
ることを発見した。
回転速度に依存して変化する。そして、本発明発明者等
は、交流電動機の電圧−電流特性を回転磁界座標系の励
磁成分（ｄ軸）とトルク電流成分（ｑ軸）で表すと、交
流電動機の回転速度の低い運転範囲で、磁束を作る励磁
電流がｄ軸の電圧によって流れるのに対して、回転速度
の高い運転範囲で、励磁電流がｑ軸の電圧によって流れ
ることを発見した。
【００１１】そこで、本発明は、前述の発見に基づき、
磁束を制御する電圧成分に着目し、励磁電流を制御する
電流制御の出力を、交流電動機の回転速度あるいはイン
バータ周波数の大きさに応じて、ｄ軸電圧指令とｑ軸電
圧指令とに連続的に切り替えて、あるいは、振り分けて
加算するようにした。
磁束を制御する電圧成分に着目し、励磁電流を制御する
電流制御の出力を、交流電動機の回転速度あるいはイン
バータ周波数の大きさに応じて、ｄ軸電圧指令とｑ軸電
圧指令とに連続的に切り替えて、あるいは、振り分けて
加算するようにした。
【００１２】この結果、本発明は、交流電動機の励磁電
流を励磁電流指令に一致させ、磁束も指令値に一致させ
て一定となるように制御することができる。また、磁束
が一定に制御されている状態では、トルク電流が滑り周
波数に比例して流れるため、トルク成分（ｑ軸）あるい
は１次電流の大きさを閉ループ制御する周波数制御を行
い、１次周波数を制御することにより、２次側の温度上
昇による２次抵抗の変化に伴う滑り周波数の変化を補償
することができる。これにより、本発明は、交流電動機
のトルク電流をトルク電流指令に一致するように制御す
ることができる。
流を励磁電流指令に一致させ、磁束も指令値に一致させ
て一定となるように制御することができる。また、磁束
が一定に制御されている状態では、トルク電流が滑り周
波数に比例して流れるため、トルク成分（ｑ軸）あるい
は１次電流の大きさを閉ループ制御する周波数制御を行
い、１次周波数を制御することにより、２次側の温度上
昇による２次抵抗の変化に伴う滑り周波数の変化を補償
することができる。これにより、本発明は、交流電動機
のトルク電流をトルク電流指令に一致するように制御す
ることができる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明によるインバータ装置の制御装
置の実施例を図面により詳細に説明する。
置の実施例を図面により詳細に説明する。
【００１４】図１は本発明の第１の一実施例の構成を示
すブロック図、図２は電圧指令演算器の構成を示すブロ
ック図、図３は電流制御器の構成を示すブロック図、図
４はインバータの出力周波数と磁束に寄与する電圧成分
との特性を説明する図である。図１〜図３において、１
はＰＷＭインバータ、２は交流電動機、３はＰＷＭ信号
演算器、４、９は座標演算器、５は電圧指令演算器、６
は制御指令演算器、７は速度調節器、８は電流制御器、
１０はスベリ周波数指令演算器、１６は速度検出器、５
００、５０２、５０４、５０７はゲインを与える定数
器、８０１、８０５、８１１は関数発生器、８０４、８
０７、８１０は電流調節器である。
すブロック図、図２は電圧指令演算器の構成を示すブロ
ック図、図３は電流制御器の構成を示すブロック図、図
４はインバータの出力周波数と磁束に寄与する電圧成分
との特性を説明する図である。図１〜図３において、１
はＰＷＭインバータ、２は交流電動機、３はＰＷＭ信号
演算器、４、９は座標演算器、５は電圧指令演算器、６
は制御指令演算器、７は速度調節器、８は電流制御器、
１０はスベリ周波数指令演算器、１６は速度検出器、５
００、５０２、５０４、５０７はゲインを与える定数
器、８０１、８０５、８１１は関数発生器、８０４、８
０７、８１０は電流調節器である。
【００１５】図１に示す本発明の第１の実施例は、イン
バータ１に対する直流電力の供給が、パンタグラフ１
１、直流リアクトル１２及びフイルタコンデンサ１３を
介して架線より行われる電車駆動用インバータとして示
されているが、本発明は、これに限定されるものではな
く、交流電動機を制御するインバータであれば、どのよ
うな用途に使用されるものにも適用することができる。
バータ１に対する直流電力の供給が、パンタグラフ１
１、直流リアクトル１２及びフイルタコンデンサ１３を
介して架線より行われる電車駆動用インバータとして示
されているが、本発明は、これに限定されるものではな
く、交流電動機を制御するインバータであれば、どのよ
うな用途に使用されるものにも適用することができる。
【００１６】図１に示す本発明の一実施例において、Ｐ
ＷＭインバータ１は、直流電圧を可変電圧可変周波数の
交流電圧に変換し、交流電動機２に３相の交流電圧を供
給するものであり、トランジスタ、ＩＧＢＴ、ＧＴＯ等
の自己消弧素子により構成される。そして、このＰＷＭ
インバータ１は、出力電圧指令Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*と
搬送波信号とを比較して作られるＰＷＭ信号演算器３か
らのオン、オフパルスにより制御される。
ＷＭインバータ１は、直流電圧を可変電圧可変周波数の
交流電圧に変換し、交流電動機２に３相の交流電圧を供
給するものであり、トランジスタ、ＩＧＢＴ、ＧＴＯ等
の自己消弧素子により構成される。そして、このＰＷＭ
インバータ１は、出力電圧指令Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*と
搬送波信号とを比較して作られるＰＷＭ信号演算器３か
らのオン、オフパルスにより制御される。
【００１７】座標変換器４は、励磁電流成分、トルク電
流成分に対する出力電圧指令Ｖｄ**、Ｖｑ**と座標基準
信号ｓｉｎω1*ｔ、ｃｏｓω1*ｔとにより、３相交流電
圧指令Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ* を演算し、これらの指令を
ＰＷＭ信号演算器３に与える。速度検出器１６からの速
度信号ωｒは、加算器１７、１８に入力される。また、
電流検出器１５ｕ〜１５ｗは、ＰＷＭインバータ１の出
力電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを検出してその検出値を座標変
換器９に与える。座標変換器９は、座標基準信号ｓｉｎ
ω1*ｔ、ｃｏｓω1*ｔに基づいて、検出されたインバー
タ１の出力電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを回転磁界座標系の励
磁電流成分Ｉｄ、トルク電流成分Ｉｑに変換し、これら
の電流成分Ｉｄ、Ｉｑを電流制御器８に入力する。
流成分に対する出力電圧指令Ｖｄ**、Ｖｑ**と座標基準
信号ｓｉｎω1*ｔ、ｃｏｓω1*ｔとにより、３相交流電
圧指令Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ* を演算し、これらの指令を
ＰＷＭ信号演算器３に与える。速度検出器１６からの速
度信号ωｒは、加算器１７、１８に入力される。また、
電流検出器１５ｕ〜１５ｗは、ＰＷＭインバータ１の出
力電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを検出してその検出値を座標変
換器９に与える。座標変換器９は、座標基準信号ｓｉｎ
ω1*ｔ、ｃｏｓω1*ｔに基づいて、検出されたインバー
タ１の出力電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを回転磁界座標系の励
磁電流成分Ｉｄ、トルク電流成分Ｉｑに変換し、これら
の電流成分Ｉｄ、Ｉｑを電流制御器８に入力する。
【００１８】滑り周波数指令演算器１０は、制御指令発
生器６からの回転磁界座標系の励磁電流指令Ｉｄ*とト
ルク電流指令Ｉｑ*とからすべり周波数ωｓ*を演算し、
加算器１８に入力する。加算器１８は、速度信号ωｒと
滑り周波数指令ωｓ*とを加算して１次角周波数指令ω0
*を演算し、加算器２４に出力する。加算器２４は、与
えられた１次角周波数指令ω0*と電流制御器８からの偏
差Δω1*とを加算して、１次角周波数指令ω1*を演算
し、この結果を積分器２０、制御指令発生器６、出力電
圧指令演算器５、電流制御器８に出力する。
生器６からの回転磁界座標系の励磁電流指令Ｉｄ*とト
ルク電流指令Ｉｑ*とからすべり周波数ωｓ*を演算し、
加算器１８に入力する。加算器１８は、速度信号ωｒと
滑り周波数指令ωｓ*とを加算して１次角周波数指令ω0
*を演算し、加算器２４に出力する。加算器２４は、与
えられた１次角周波数指令ω0*と電流制御器８からの偏
差Δω1*とを加算して、１次角周波数指令ω1*を演算
し、この結果を積分器２０、制御指令発生器６、出力電
圧指令演算器５、電流制御器８に出力する。
【００１９】積分器２０は、１次角周波数指令ω1*から
座標基準信号ω1*ｔを演算し、発振器２１に出力する。
制御指令発生器６は、速度調節器７からのトルク指令Ｔ
*、インバータの直流電源回路のフイルタ・コンデンサ
１３の電圧及び加算器２４からの１次角周波数指令ω1*
により、回転磁界座標系の励磁電流成分指令Ｉｄ*、ト
ルク電流成分指令Ｉｑ*を演算し、すべり周波数指令演
算器１０、出力電圧指令演算器５、及び、電流制御器８
に出力する。
座標基準信号ω1*ｔを演算し、発振器２１に出力する。
制御指令発生器６は、速度調節器７からのトルク指令Ｔ
*、インバータの直流電源回路のフイルタ・コンデンサ
１３の電圧及び加算器２４からの１次角周波数指令ω1*
により、回転磁界座標系の励磁電流成分指令Ｉｄ*、ト
ルク電流成分指令Ｉｑ*を演算し、すべり周波数指令演
算器１０、出力電圧指令演算器５、及び、電流制御器８
に出力する。
【００２０】出力電圧指令演算器５は、１次角周波数指
令ω1*と、制御指令発生器６からの励磁電流成分指令Ｉ
ｄ*、トルク電流成分指令Ｉｑ*と、定数として与えられ
る交流電動機２に対する磁束指令φd*とに基づいてイン
バータ１の励磁出力電圧指令Ｖｄ*、トルク出力電圧指
令Ｖｑ*を演算し、加算器２２、２３に出力する。加算
器２２、２３は、この出力電圧指令演算器５からの出力
電圧指令Ｖｄ*、Ｖｑ*と電流制御器８から出力電圧指令
の偏差ΔＶｄ*、ΔＶｑ*をそれぞれ加算し、励磁電流成
分、トルク電流成分に対する出力電圧指令Ｖｄ**、Ｖｑ
**として座標変換器４に出力する。
令ω1*と、制御指令発生器６からの励磁電流成分指令Ｉ
ｄ*、トルク電流成分指令Ｉｑ*と、定数として与えられ
る交流電動機２に対する磁束指令φd*とに基づいてイン
バータ１の励磁出力電圧指令Ｖｄ*、トルク出力電圧指
令Ｖｑ*を演算し、加算器２２、２３に出力する。加算
器２２、２３は、この出力電圧指令演算器５からの出力
電圧指令Ｖｄ*、Ｖｑ*と電流制御器８から出力電圧指令
の偏差ΔＶｄ*、ΔＶｑ*をそれぞれ加算し、励磁電流成
分、トルク電流成分に対する出力電圧指令Ｖｄ**、Ｖｑ
**として座標変換器４に出力する。
【００２１】加算器１７は、速度指令器１９からの速度
指令ωｒ*と速度検出器１６からの速度信号ωｒとの偏
差を演算し、その結果を速度調節器７に出力する。速度
調節器７は、加算器１７からの速度偏差に基づいてトル
ク指令Ｔ*を演算して、制御指令発生器６に出力する。
指令ωｒ*と速度検出器１６からの速度信号ωｒとの偏
差を演算し、その結果を速度調節器７に出力する。速度
調節器７は、加算器１７からの速度偏差に基づいてトル
ク指令Ｔ*を演算して、制御指令発生器６に出力する。
【００２２】出力電圧指令演算器５は、図２に示すよう
に、入力される信号にゲインを与える定数器５００、５
０２、５０４、５０７と、加算器５０１、５０６、５０
８と、乗算器５０５、５０８とを備えて構成される。
に、入力される信号にゲインを与える定数器５００、５
０２、５０４、５０７と、加算器５０１、５０６、５０
８と、乗算器５０５、５０８とを備えて構成される。
【００２３】図２に示すように、出力電圧指令演算器５
は、励磁電流指令Ｉｄ*、トルク電流指令Ｉｑ*、１次角
周波数指令ω1*、及び、磁束指令φd*が入力され、これ
らから回転励磁座標系の電圧指令Ｖｄ*、Ｖｑ*を出力す
る。励磁電流指令Ｉｄ*は、定数器５００、５０４に入
力され、トルク電流指令Ｉｑ*は、定数器５０２、５０
７に入力され、所定のゲインが与えられる。定数器５０
２の出力は、乗算器５０３に加えられ、１次角周波数指
令ω1*と掛け算され加算器５０１に出力される。また、
定数器５０４の出力は、加算器５０６で磁束指令φｄ*
と加算された後、乗算器５０５で１次角周波数指令ω1*
と掛け算されて加算器５０８に出力される。
は、励磁電流指令Ｉｄ*、トルク電流指令Ｉｑ*、１次角
周波数指令ω1*、及び、磁束指令φd*が入力され、これ
らから回転励磁座標系の電圧指令Ｖｄ*、Ｖｑ*を出力す
る。励磁電流指令Ｉｄ*は、定数器５００、５０４に入
力され、トルク電流指令Ｉｑ*は、定数器５０２、５０
７に入力され、所定のゲインが与えられる。定数器５０
２の出力は、乗算器５０３に加えられ、１次角周波数指
令ω1*と掛け算され加算器５０１に出力される。また、
定数器５０４の出力は、加算器５０６で磁束指令φｄ*
と加算された後、乗算器５０５で１次角周波数指令ω1*
と掛け算されて加算器５０８に出力される。
【００２４】加算器５０１は、定数器５００の出力と乗
算器５０３の出力とを加算して回転磁界座標系の励磁電
圧指令Ｖｄ*を生成し加算器２２へ出力する。また、加
算器５０８は、定数器５０６の出力と乗算器５０５の出
力とを加算して回転磁界座標系のトルク電圧指令Ｖｑ*
を生成し加算器２３へ出力する。
算器５０３の出力とを加算して回転磁界座標系の励磁電
圧指令Ｖｄ*を生成し加算器２２へ出力する。また、加
算器５０８は、定数器５０６の出力と乗算器５０５の出
力とを加算して回転磁界座標系のトルク電圧指令Ｖｑ*
を生成し加算器２３へ出力する。
【００２５】電流制御器８は、図３に示すように、関数
発生器８０１、８０５、８１１と、電流調節器８０４、
８０７、８１０と、乗算器８０３、８０６、８０９と、
加算器８０２、８０８とを備えて構成される。なお、関
数発生器８０１、８０５、８１１は、交流電動機２の
正、逆両方向の制御が可能なように構成されている。
発生器８０１、８０５、８１１と、電流調節器８０４、
８０７、８１０と、乗算器８０３、８０６、８０９と、
加算器８０２、８０８とを備えて構成される。なお、関
数発生器８０１、８０５、８１１は、交流電動機２の
正、逆両方向の制御が可能なように構成されている。
【００２６】そして、この電流制御器８は、励磁電流指
令Ｉｄ*、励磁電流Ｉｄ、トルク電流指令Ｉｑ*、トルク
電流Ｉｑ及び１次角周波数指令ω1*を入力とし、これら
に基づいて、回転磁界座標系の励磁電圧指令の偏差ΔＶ
ｄ*、トルク電圧指令の偏差ΔＶｑ*及び１次角周波数指
令の偏差Δω1*を出力する。
令Ｉｄ*、励磁電流Ｉｄ、トルク電流指令Ｉｑ*、トルク
電流Ｉｑ及び１次角周波数指令ω1*を入力とし、これら
に基づいて、回転磁界座標系の励磁電圧指令の偏差ΔＶ
ｄ*、トルク電圧指令の偏差ΔＶｑ*及び１次角周波数指
令の偏差Δω1*を出力する。
【００２７】１次角周波数指令ω1*は、関数発生器８０
１、８０５、８１１に入力され、励磁電流指令Ｉｄ*、
励磁電流Ｉｄは、加算器８０２に入力される。加算器８
０２は、励磁電流指令Ｉｄ*と励磁電流Ｉｄの偏差を演
算して乗算器８０３、８０６に出力する。乗算器８０３
は、関数発生器８０１の出力信号と励磁電流の偏差とを
掛け算して電流調節器８０４に出力する。電流調節器８
０４は、乗算器８０３の出力をゼロとするように、回転
磁界座標系の励磁電圧指令の偏差ΔＶｄ*を演算して加
算器２２へ出力する。乗算器８０６は、関数発生器８０
５の出力信号と励磁電流の偏差とを掛け算して電流調節
器８０７に出力する。電流調節器８０７は、乗算器８０
６の出力をゼロとするように回転磁界座標系のトルク電
圧指令の偏差ΔＶｑ*を演算して加算器２３へ出力す
る。
１、８０５、８１１に入力され、励磁電流指令Ｉｄ*、
励磁電流Ｉｄは、加算器８０２に入力される。加算器８
０２は、励磁電流指令Ｉｄ*と励磁電流Ｉｄの偏差を演
算して乗算器８０３、８０６に出力する。乗算器８０３
は、関数発生器８０１の出力信号と励磁電流の偏差とを
掛け算して電流調節器８０４に出力する。電流調節器８
０４は、乗算器８０３の出力をゼロとするように、回転
磁界座標系の励磁電圧指令の偏差ΔＶｄ*を演算して加
算器２２へ出力する。乗算器８０６は、関数発生器８０
５の出力信号と励磁電流の偏差とを掛け算して電流調節
器８０７に出力する。電流調節器８０７は、乗算器８０
６の出力をゼロとするように回転磁界座標系のトルク電
圧指令の偏差ΔＶｑ*を演算して加算器２３へ出力す
る。
【００２８】トルク電流指令Ｉｑ*、トルク電流Ｉｑ
は、加算器８０８に入力されて、トルク電流指令Ｉｑ*
とトルク電流Ｉｑとの偏差が演算され、その偏差が乗算
器８０９に入力される。乗算器８０９は、関数発生器８
１１の出力信号とトルク電流の偏差とを掛け算して電流
調節器８１０に出力する。電流調節器８１０は、乗算器
８０９の出力をゼロとするように１次角周波数指令の偏
差Δω1*を演算して加算器２４へ出力する。
は、加算器８０８に入力されて、トルク電流指令Ｉｑ*
とトルク電流Ｉｑとの偏差が演算され、その偏差が乗算
器８０９に入力される。乗算器８０９は、関数発生器８
１１の出力信号とトルク電流の偏差とを掛け算して電流
調節器８１０に出力する。電流調節器８１０は、乗算器
８０９の出力をゼロとするように１次角周波数指令の偏
差Δω1*を演算して加算器２４へ出力する。
【００２９】次に、インバータの出力周波数と磁束に寄
与する電圧成分との特性を説明するための図４を参照し
て、前述のように構成される本発明の一実施例によるイ
ンバータの制御方法を説明する。
与する電圧成分との特性を説明するための図４を参照し
て、前述のように構成される本発明の一実施例によるイ
ンバータの制御方法を説明する。
【００３０】図１に示す本発明の一実施例の構成は、交
流電動機２の磁束とこれに直交するトルク電流成分を独
立に制御するもので、電車駆動用に使用するものであ
る。このため、インバータ１の直流電源は、架線よりパ
ンタグラフ１１、直流リアクトル１２及びフィルタコン
デンサ１３を介して供給されるが、この架線の電圧は、
他の電車の力行、回生の動作のために、その電圧変動が
大きく、図示実施例は、交流電動機２の磁束を所定値に
保つことが、トルク制御を行う上で極めて重要である。
流電動機２の磁束とこれに直交するトルク電流成分を独
立に制御するもので、電車駆動用に使用するものであ
る。このため、インバータ１の直流電源は、架線よりパ
ンタグラフ１１、直流リアクトル１２及びフィルタコン
デンサ１３を介して供給されるが、この架線の電圧は、
他の電車の力行、回生の動作のために、その電圧変動が
大きく、図示実施例は、交流電動機２の磁束を所定値に
保つことが、トルク制御を行う上で極めて重要である。
【００３１】そして、交流電動機の磁束とこれに直交す
るトルク電流成分とを独立に制御するためには、磁束の
大きさを所定の値に保ち、適正なすべり周波数を与えて
トルク電流の大きさを制御する必要がある。
るトルク電流成分とを独立に制御するためには、磁束の
大きさを所定の値に保ち、適正なすべり周波数を与えて
トルク電流の大きさを制御する必要がある。
【００３２】そこで、本発明の第１の実施例は、交流電
動機の磁束の大きさを制御するために、回転磁界座標系
の電圧成分と磁束との関係を交流電動機の回転周波数に
対して求め、磁束の制御に有効な方の電圧成分を制御す
るようにしている。また、この実施例は、磁束の大きさ
の変動によって生じる電流変化が、回転磁界座標系の磁
束に平行な励磁電流成分Ｉｄとして検出されることを利
用し、電流制御器８内に、機能要素８０１〜８０７によ
る電流制御系を構成し、その出力信号ΔＶｄ*、ΔＶｑ*
を回転周波数ωｒあるいはインバータに対する１次角周
波数指令ω1*に応じて演算するようにしている。
動機の磁束の大きさを制御するために、回転磁界座標系
の電圧成分と磁束との関係を交流電動機の回転周波数に
対して求め、磁束の制御に有効な方の電圧成分を制御す
るようにしている。また、この実施例は、磁束の大きさ
の変動によって生じる電流変化が、回転磁界座標系の磁
束に平行な励磁電流成分Ｉｄとして検出されることを利
用し、電流制御器８内に、機能要素８０１〜８０７によ
る電流制御系を構成し、その出力信号ΔＶｄ*、ΔＶｑ*
を回転周波数ωｒあるいはインバータに対する１次角周
波数指令ω1*に応じて演算するようにしている。
【００３３】さらに、交流電動機の磁束が所定の値に制
御される結果、すべり周波数の変化による電流変化は、
回転磁界座標系の磁束に垂直なトルク電流成分Ｉｑとし
て検出される。そこで、本発明の第１の実施例は、この
トルク電流成分Ｉｑに基づく周波数制御系を機能要素８
０８〜８１１により構成し、その出力信号Δω1*をイン
バータの出力周波数に加算するようにしている。
御される結果、すべり周波数の変化による電流変化は、
回転磁界座標系の磁束に垂直なトルク電流成分Ｉｑとし
て検出される。そこで、本発明の第１の実施例は、この
トルク電流成分Ｉｑに基づく周波数制御系を機能要素８
０８〜８１１により構成し、その出力信号Δω1*をイン
バータの出力周波数に加算するようにしている。
【００３４】次に、前述した本発明の一実施例の動作を
数式を用いて説明する。
数式を用いて説明する。
【００３５】交流電動機の回転磁界座標系（ｄ−ｑ軸）
の磁束成分φd、φqと、電圧成分Ｖｄ、Ｖｑ及び電流調
節器８０４、８０７の出力信号ΔＶｄ*、ΔＶｑ*との間
には次式に示すような関係が成立する。電圧成分Ｖｄ、
Ｖｑは、電圧指令演算器５で演算されて出力される電圧
成分指令Ｖｄ*、Ｖｑ*と電流調節器８０４、８０７の出
力信号の和としてインバータ１から供給される。
の磁束成分φd、φqと、電圧成分Ｖｄ、Ｖｑ及び電流調
節器８０４、８０７の出力信号ΔＶｄ*、ΔＶｑ*との間
には次式に示すような関係が成立する。電圧成分Ｖｄ、
Ｖｑは、電圧指令演算器５で演算されて出力される電圧
成分指令Ｖｄ*、Ｖｑ*と電流調節器８０４、８０７の出
力信号の和としてインバータ１から供給される。
【００３６】 φd＝〔Ｍ／Ｚ(ｓ)〕・(Ｖｄ＋ω1・ｌs・Ｉｑ＋ω1・φq) ……（１） φq＝〔Ｍ／Ｚ(ｓ)〕・(Ｖｑ−ω1・ｌs・Ｉｄ−ω1・φd−ｒ1・Ｉｑ) ……（２） Ｖｄ＝Ｖｄ*＋ΔＶｄ* ……（３） Ｖｑ＝Ｖｑ*＋ΔＶｑ* ……（４） Ｚ（ｓ）＝ｒ1・（１＋Ｔ2・ｓ）・（１＋Ｔsa・ｓ） ……（５） ここに、Ｍは励磁インダクタンス、ｌsは漏れインダク
タンス、ωｒは回転周波数、ω1はインバータ出力周波
数、Ｔ2は２次時定数、Ｔsaは漏れ時定数、ｓはラプラ
ス演算子である。
タンス、ωｒは回転周波数、ω1はインバータ出力周波
数、Ｔ2は２次時定数、Ｔsaは漏れ時定数、ｓはラプラ
ス演算子である。
【００３７】また、電圧指令演算器５の出力信号Ｖｄ
*、Ｖｑ*は次式で表わされる。
*、Ｖｑ*は次式で表わされる。
【００３８】 Ｖｄ*＝ｒ1・Ｉｄ*−ω1*・ｌs・Ｉｑ* ……（６） Ｖｑ*＝ｒ1・Ｉｑ*＋ω1*・ｌs・Ｉｄ*＋ω1*・φd* ……（７） 図１に示す実施例において、平衡状態（定常状態）にあ
る場合、電流成分Ｉｄ、Ｉｑは、指令値Ｉｄ*、Ｉｑ*に
一致するように、電圧指令演算器５の出力信号Ｖｄ*、
Ｖｑ*によって制御される。このとき、ΔＶｄ*＝０、Δ
Ｖｑ*＝０であり、交流電動機の磁束成分φd、φqは、
前述の（１）〜（７）式より、次式に示すように求めら
れる。
る場合、電流成分Ｉｄ、Ｉｑは、指令値Ｉｄ*、Ｉｑ*に
一致するように、電圧指令演算器５の出力信号Ｖｄ*、
Ｖｑ*によって制御される。このとき、ΔＶｄ*＝０、Δ
Ｖｑ*＝０であり、交流電動機の磁束成分φd、φqは、
前述の（１）〜（７）式より、次式に示すように求めら
れる。
【００３９】 φd＝〔Ｍ／Ｚ（ｓ）〕・（ｒ1・Ｉｄ*＋ω1*・φq） ……（８） φq＝〔Ｍ／Ｚ（ｓ）〕・〔ω1*・（φd*−φd）〕 ……（９） （８）、（９）式をφdについて整理すると次式を得る
ことができる。
ことができる。
【００４０】 φd＝〔Ｍ・ｒ1・Ｉｄ*／Ｚ（ｓ）〕／〔１＋｛Ｍ・ω1*／Ｚ（ｓ）｝2〕 ＋ 〔｛Ｍ・ω1*／Ｚ（ｓ）｝2・φｄ*〕／〔１＋｛Ｍ・ω1*／Ｚ（ｓ）｝2〕 ……（10） この（１０）式の右辺第１項はｄ軸の電圧成分による磁
束であり、右辺第２項はｑ軸の電圧成分による磁束であ
る。
束であり、右辺第２項はｑ軸の電圧成分による磁束であ
る。
【００４１】図４はインバータの出力周波数指令である
１次角周波数指令ω1*に対する（１０）式の右辺第１
項、第２項及び第１項と第２項の和を示しており、この
図より、磁束に寄与する電圧成分は、インバータの１次
角周波数指令ω1*に応じて変化することがわかる。すな
わち、インバータの１次角周波数指令ω1*が小さい低速
範囲では（１０）式右辺第１項が主であり、中〜高速域
では（１０）式右辺第２項が主である。
１次角周波数指令ω1*に対する（１０）式の右辺第１
項、第２項及び第１項と第２項の和を示しており、この
図より、磁束に寄与する電圧成分は、インバータの１次
角周波数指令ω1*に応じて変化することがわかる。すな
わち、インバータの１次角周波数指令ω1*が小さい低速
範囲では（１０）式右辺第１項が主であり、中〜高速域
では（１０）式右辺第２項が主である。
【００４２】従って、磁束を高精度に制御するために
は、磁束の変動に伴う励磁電流Ｉｄを検出し、Ｉｄがそ
の指令Ｉｄ*に一致するように、電流調節器８０４、８
０７により出力信号ΔＶｄ*、ΔＶｑ*を生成し、この出
力信号ΔＶｄ*、ΔＶｑ*を、回転周波数ωｒあるいはイ
ンバータに対する１次角周波数指令ω1*に応じてｄ軸あ
るいはｑ軸の電圧成分に加算すればよい。この切り換え
を行うのが関数発生器８０１、８０５である。
は、磁束の変動に伴う励磁電流Ｉｄを検出し、Ｉｄがそ
の指令Ｉｄ*に一致するように、電流調節器８０４、８
０７により出力信号ΔＶｄ*、ΔＶｑ*を生成し、この出
力信号ΔＶｄ*、ΔＶｑ*を、回転周波数ωｒあるいはイ
ンバータに対する１次角周波数指令ω1*に応じてｄ軸あ
るいはｑ軸の電圧成分に加算すればよい。この切り換え
を行うのが関数発生器８０１、８０５である。
【００４３】これを式で表わすと次式のようになる。
【００４４】 φd＝〔Ｍ・(ｒ1・Ｉｄ*＋ΔＶｄ*)／Ｚ(ｓ)〕／〔１＋｛Ｍ・ω1*／Ｚ(ｓ)｝2〕 ＋ 〔Ｍ・{ω1*／Ｚ(ｓ)}2・(Ｍ・φｄ*＋ΔＶｑ*)〕／〔１＋{Ｍ・ω1*／Ｚ(ｓ)}2〕 ……（11） 次に、トルク電流の制御動作について説明する。
【００４５】本発明の第１の実施例は、前述のような磁
束制御を行うことにより交流電動機２の磁束を所定の値
φd*に制御することができる。そして、交流電動機２の
温度変化に伴う交流電動機２の２次抵抗の変化、あるい
は、速度検出器１６の検出遅れ等による、すべり周波数
指令の誤差が発生すると、その変化は、磁束に垂直なト
ルク電流成分Ｉｑの変化となる。
束制御を行うことにより交流電動機２の磁束を所定の値
φd*に制御することができる。そして、交流電動機２の
温度変化に伴う交流電動機２の２次抵抗の変化、あるい
は、速度検出器１６の検出遅れ等による、すべり周波数
指令の誤差が発生すると、その変化は、磁束に垂直なト
ルク電流成分Ｉｑの変化となる。
【００４６】そこで、前述の本発明の一実施例は、この
トルク電流の変化を加算器８０８で偏差値として演算
し、この偏差値が０となるように電流調節器８１０で１
次角周波数指令の偏差Δω1*を演算する。加算器２４
は、この１次角周波数指令の偏差Δω1*と、すべり周波
数指令ωｓ*と、回転周波数ωｒとを加算して、１次角
周波数指令ω1*を決定する。
トルク電流の変化を加算器８０８で偏差値として演算
し、この偏差値が０となるように電流調節器８１０で１
次角周波数指令の偏差Δω1*を演算する。加算器２４
は、この１次角周波数指令の偏差Δω1*と、すべり周波
数指令ωｓ*と、回転周波数ωｒとを加算して、１次角
周波数指令ω1*を決定する。
【００４７】本発明の第１の実施例は、これにより、交
流電動機２のすべり周波数の誤差を補正することができ
る。
流電動機２のすべり周波数の誤差を補正することができ
る。
【００４８】前述した本発明の第１の実施例は、前記イ
ンバータの出力周波数である１次角周波数指令が所定値
以下の場合、前記励磁成分を制御する電流制御の出力を
前記励磁成分の電圧指令に加算するとしてが、本発明
は、この場合、前記インバータの出力周波数である１次
角周波数が所定値以下の場合、前記励磁成分を制御する
電流制御を比例と積分とによる制御とし、インバータの
出力周波数が所定値以上の場合、前記励磁成分を制御す
る電流制御を比例制御とするようにすることができる。
ンバータの出力周波数である１次角周波数指令が所定値
以下の場合、前記励磁成分を制御する電流制御の出力を
前記励磁成分の電圧指令に加算するとしてが、本発明
は、この場合、前記インバータの出力周波数である１次
角周波数が所定値以下の場合、前記励磁成分を制御する
電流制御を比例と積分とによる制御とし、インバータの
出力周波数が所定値以上の場合、前記励磁成分を制御す
る電流制御を比例制御とするようにすることができる。
【００４９】図５は本発明の第２の実施例の構成を示す
ブロック図、図６は電圧指令演算器の構成を示すブロッ
ク図、図７は電流制御器の構成を示すブロック図であ
る。図５〜図７において、５ａは電圧指令演算器、８ａ
は電流制御器、５０９は加算器、８０７ａは磁束調節器
であり、他の符号は図１〜図３の場合と同一である。
ブロック図、図６は電圧指令演算器の構成を示すブロッ
ク図、図７は電流制御器の構成を示すブロック図であ
る。図５〜図７において、５ａは電圧指令演算器、８ａ
は電流制御器、５０９は加算器、８０７ａは磁束調節器
であり、他の符号は図１〜図３の場合と同一である。
【００５０】図５に示す本発明の第２の実施例が、図１
に示す第１の実施例と相違する点は、回転磁界座標系の
磁束に平行な励磁電流成分Ｉｄが、その指令Ｉｄ*に一
致するように磁束調節器を設けて、交流電動機の中〜高
速域で、この磁束調節器の出力信号によつて磁束指令φ
d*を修正するようにした点である。
に示す第１の実施例と相違する点は、回転磁界座標系の
磁束に平行な励磁電流成分Ｉｄが、その指令Ｉｄ*に一
致するように磁束調節器を設けて、交流電動機の中〜高
速域で、この磁束調節器の出力信号によつて磁束指令φ
d*を修正するようにした点である。
【００５１】次に、図６、図７を参照して本発明の第２
の実施例の電圧指令演算器５ａ及び電流制御器８ａの構
成を説明する。
の実施例の電圧指令演算器５ａ及び電流制御器８ａの構
成を説明する。
【００５２】図６に示す電圧指令演算器５ａが、図２に
示す第１の実施例の電圧指令演算器５と相違する点は、
加算器５０９を設けて、磁束指令φｄ*と後述する磁束
調節器８０７ａの出力信号Δφd*とを加算し、加算器５
０９の出力信号φd**を加算器５０６に入力するように
した点である。
示す第１の実施例の電圧指令演算器５と相違する点は、
加算器５０９を設けて、磁束指令φｄ*と後述する磁束
調節器８０７ａの出力信号Δφd*とを加算し、加算器５
０９の出力信号φd**を加算器５０６に入力するように
した点である。
【００５３】また、図７に示す電流制御器８ａが、図３
に示す第１の実施例の電流制御器８と相違する点は、電
流調節器８０７の代わりに磁束調節器８０７ａを設け
て、磁束調節器８０７ａの出力信号Δφｄ*によって、
磁束指令φｄ*の修正を行うようにした点である。
に示す第１の実施例の電流制御器８と相違する点は、電
流調節器８０７の代わりに磁束調節器８０７ａを設け
て、磁束調節器８０７ａの出力信号Δφｄ*によって、
磁束指令φｄ*の修正を行うようにした点である。
【００５４】次に、この本発明の第２の実施例の動作を
式数を用いて説明する。
式数を用いて説明する。
【００５５】交流電動機２の磁束成分φdは前述の（１
０）式で表わされ、インバータ出力周波数ω1*に応じ
て、（１０）式の右辺第１項と右辺第２項とが磁束に寄
与する割合が変化する。そこで、本発明の第２の実施例
は、インバータに対する１次角周波数指令ω1*が小さい
低速範囲ではΔＶｄ*によって、また、中〜高速域では
Δφｄ*によって、磁束成分φdを制御するようにしてい
る。すなわち、本発明の第２の実施例によれば、磁束成
分φdは、次式で表わされる。
０）式で表わされ、インバータ出力周波数ω1*に応じ
て、（１０）式の右辺第１項と右辺第２項とが磁束に寄
与する割合が変化する。そこで、本発明の第２の実施例
は、インバータに対する１次角周波数指令ω1*が小さい
低速範囲ではΔＶｄ*によって、また、中〜高速域では
Δφｄ*によって、磁束成分φdを制御するようにしてい
る。すなわち、本発明の第２の実施例によれば、磁束成
分φdは、次式で表わされる。
【００５６】 φd＝〔Ｍ・(ｒ1・Ｉｄ*＋ΔＶｄ*)／Ｚ(ｓ)〕／〔１＋｛Ｍ・ω1*／Ｚ(ｓ)｝2〕 ＋ 〔{Ｍ・ω1*／Ｚ(ｓ)}2・(φd*＋Δφd*)〕／〔１＋{Ｍ・ω1*／Ｚ(ｓ)}2〕 ……（12） 以上が、本発明の第２の実施例による磁束制御の動作で
ある。
ある。
【００５７】図８は本発明の第３の実施例の構成を示す
ブロック図である。図８において、２５は主幹制御器で
あり、他の符号は図１の場合と同一である。
ブロック図である。図８において、２５は主幹制御器で
あり、他の符号は図１の場合と同一である。
【００５８】この本発明の第３の実施例が、図１に示す
本発明の第１の実施例と相違する点は、制御指令発生器
６の入力信号を、主幹制御器２５から与えるようにした
点である。
本発明の第１の実施例と相違する点は、制御指令発生器
６の入力信号を、主幹制御器２５から与えるようにした
点である。
【００５９】主幹制御器２５は、制御指令発生器６にノ
ッチ指令Ｎ*、電車進行方向指令Ｄ*を出力する。制御指
令発生器６は、フィルタコンデンサ電圧を電圧検出器１
４により検出し、このフィルタコンデンサ電圧、インバ
ータ出力周波数ω1*、ノッチ指令Ｎ*及び電車進行方向
指令Ｄ*に基づいて、交流電動機２に対する励磁電流指
令Ｉｄ*、トルク電流指令Ｉｑ*を演算する。
ッチ指令Ｎ*、電車進行方向指令Ｄ*を出力する。制御指
令発生器６は、フィルタコンデンサ電圧を電圧検出器１
４により検出し、このフィルタコンデンサ電圧、インバ
ータ出力周波数ω1*、ノッチ指令Ｎ*及び電車進行方向
指令Ｄ*に基づいて、交流電動機２に対する励磁電流指
令Ｉｄ*、トルク電流指令Ｉｑ*を演算する。
【００６０】この本発明の第３の実施例によれば、速度
調節器を用いない電車の運転装置に対しても本発明を適
用することができる。
調節器を用いない電車の運転装置に対しても本発明を適
用することができる。
【００６１】図９は本発明の第４の実施例の構成を示す
ブロック図である。図９において、２６は速度推定器で
あり、他の符号は図１の場合と同一である。
ブロック図である。図９において、２６は速度推定器で
あり、他の符号は図１の場合と同一である。
【００６２】この本発明の第４の実施例が、図１に示す
本発明の第１の実施例と相違する点は、交流電動機２の
速度を検出する速度検出器１６を用いる代わりに、速度
推定器２６を設け、この速度推定器２６の出力信号ωｒ
に基づいて、インバータ出力周波数である１次角周波数
指令ω1*を演算するようにした点である。
本発明の第１の実施例と相違する点は、交流電動機２の
速度を検出する速度検出器１６を用いる代わりに、速度
推定器２６を設け、この速度推定器２６の出力信号ωｒ
に基づいて、インバータ出力周波数である１次角周波数
指令ω1*を演算するようにした点である。
【００６３】この本発明の第４の実施例は、電流制御器
８の出力信号Δω1*に、交流電動機２の温度変化に伴う
２次抵抗の変化及び速度推定器２６の推定誤差を補償す
る信号が含まれる。そして、電動機に負荷が接続されて
いる場合、その速度は、トルクが与えられても負荷の慣
性に従ってのみ変化する。従って、速度推定器２６は、
簡単な１次遅れ回路により構成することができ、速度指
令器１９からの信号により、電動機速度を推定すること
ができる。
８の出力信号Δω1*に、交流電動機２の温度変化に伴う
２次抵抗の変化及び速度推定器２６の推定誤差を補償す
る信号が含まれる。そして、電動機に負荷が接続されて
いる場合、その速度は、トルクが与えられても負荷の慣
性に従ってのみ変化する。従って、速度推定器２６は、
簡単な１次遅れ回路により構成することができ、速度指
令器１９からの信号により、電動機速度を推定すること
ができる。
【００６４】本発明の第４の実施例は、これにより、速
度検出器１６を使用することなく、交流電動機２の磁束
とトルクとを制御することができる。
度検出器１６を使用することなく、交流電動機２の磁束
とトルクとを制御することができる。
【００６５】前述した本発明の実施例は、インバータの
出力周波数により、励磁成分とトルク成分の電圧指令を
制御するとしたが、本発明は、これらの制御を、交流電
動機の回転速度により行うようにすることもできる。
出力周波数により、励磁成分とトルク成分の電圧指令を
制御するとしたが、本発明は、これらの制御を、交流電
動機の回転速度により行うようにすることもできる。
【００６６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
車制御用のインバータ装置のように直流電源電圧変動が
大きい場合でも、駆動される交流電動機の磁束を指令値
に一致させるように制御することができ、さらに、すべ
り周波数の設定誤差をインバータ出力電流の変化により
補償することができるので、電圧検出器を使用すること
なく、高応答高精度に電動機のトルク制御を行うことが
でき、特に、電車等に適用した場合、加速性能の向上を
図ることができる。
車制御用のインバータ装置のように直流電源電圧変動が
大きい場合でも、駆動される交流電動機の磁束を指令値
に一致させるように制御することができ、さらに、すべ
り周波数の設定誤差をインバータ出力電流の変化により
補償することができるので、電圧検出器を使用すること
なく、高応答高精度に電動機のトルク制御を行うことが
でき、特に、電車等に適用した場合、加速性能の向上を
図ることができる。
【図１】本発明の第１の一実施例の構成を示すブロック
図である。
図である。
【図２】電圧指令演算器の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図３】電流制御器の構成を示すブロック図である。
【図４】インバータの出力周波数と磁束に寄与する電圧
成分との特性を説明する図である。
成分との特性を説明する図である。
【図５】本発明の第２の実施例の構成を示すブロック図
である。
である。
【図６】電圧指令演算器の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図７】電流制御器の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３の実施例の構成を示すブロック図
である。
である。
【図９】本発明の第４の実施例の構成を示すブロック図
である。
である。
１ ＰＷＭインバータ ２ 交流電動機 ３ ＰＷＭ信号演算器 ４、９ 座標変換器 ５ 電圧指令演算器 ６ 制御指令発生器 ７ 速度調節器 ８、８ａ 電流制御器 １０ スベリ周波数指令演算器 １６ 速度検出器 ８０１、８０５、８１１ 関数発生器 ８０４、８０７、８１０ 電流調節器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥山 俊昭 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】 交流電動機の１次電流を回転磁界座標系
の励磁成分とトルク成分とに分離して電流制御し、可変
電圧可変周波数の交流を前記交流電動機に供給するイン
バータ装置の制御装置において、前記励磁成分を制御す
る電流制御の出力を、前記インバータの出力周波数また
は交流電動機の回転速度の大きさに応じた割合で、前記
励磁成分の電圧指令と、前記トルク成分の電圧指令とに
振り分けて加算することを特徴とするインバータ装置の
制御装置。 - 【請求項２】 交流電動機の１次電流を回転磁界座標系
の励磁成分とトルク成分とに分離して電流制御し、可変
電圧可変周波数の交流を前記交流電動機に供給するイン
バータ装置の制御装置において、前記インバータの出力
周波数または交流電動機の回転速度が所定値以下の場
合、前記励磁成分を制御する電流制御の出力を前記励磁
成分の電圧指令に加算し、インバータの出力周波数また
は交流電動機の回転速度が所定値以上の場合、前記励磁
成分を制御する電流制御の出力を前記トルク成分の電圧
指令に加算するようにしたことを特徴とするインバータ
装置の制御装置。 - 【請求項３】 交流電動機の１次電流を回転磁界座標系
の励磁成分とトルク成分とに分離して電流制御し、可変
電圧可変周波数の交流を前記交流電動機に供給するイン
バータ装置の制御装置において、前記インバータの出力
周波数または交流電動機の回転速度が所定値以下の場
合、前記励磁成分を制御する電流制御の出力を前記励磁
成分の電圧指令に加算し、インバータの出力周波数また
は交流電動機の回転速度が所定値以上の場合、磁束指令
を前記トルク成分の電圧指令に加算するようにしたこと
を特徴とするインバータの制御装置。 - 【請求項４】 前記インバータの出力周波数または交流
電動機の回転速度が所定値以下の場合、前記励磁成分を
制御する電流制御を比例と積分とによる制御とし、イン
バータの出力周波数または交流電動機の回転速度が所定
値以上の場合、前記励磁成分を制御する電流制御を比例
制御とすることを特徴とする請求項１、２または３記載
のインバータ装置の制御装置。 - 【請求項５】 インバータを制御する制御指令発生器
に、主幹制御器からのノッチ指令と進行方向指令を入力
するようにしたことを特徴とする請求項１ないし４のう
ち１記載のインバータ装置の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4220333A JPH0670571A (ja) | 1992-08-19 | 1992-08-19 | インバータ装置の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4220333A JPH0670571A (ja) | 1992-08-19 | 1992-08-19 | インバータ装置の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0670571A true JPH0670571A (ja) | 1994-03-11 |
Family
ID=16749508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4220333A Pending JPH0670571A (ja) | 1992-08-19 | 1992-08-19 | インバータ装置の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0670571A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6762581B2 (en) * | 2001-06-14 | 2004-07-13 | Nissan Motor Co., Ltd. | Control system of electric motor |
| KR100486586B1 (ko) * | 2002-10-24 | 2005-05-03 | 엘지전자 주식회사 | 영구 자석형 동기 모터 구동장치의 보호방법 |
| KR100639606B1 (ko) * | 2001-07-19 | 2006-10-27 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | 세탁기 모터 구동 장치 |
| KR20240026659A (ko) * | 2022-08-22 | 2024-02-29 | 주식회사 현태 | 철도차량 비접촉식 주간제어기 |
-
1992
- 1992-08-19 JP JP4220333A patent/JPH0670571A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6762581B2 (en) * | 2001-06-14 | 2004-07-13 | Nissan Motor Co., Ltd. | Control system of electric motor |
| KR100639606B1 (ko) * | 2001-07-19 | 2006-10-27 | 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 | 세탁기 모터 구동 장치 |
| KR100486586B1 (ko) * | 2002-10-24 | 2005-05-03 | 엘지전자 주식회사 | 영구 자석형 동기 모터 구동장치의 보호방법 |
| KR20240026659A (ko) * | 2022-08-22 | 2024-02-29 | 주식회사 현태 | 철도차량 비접촉식 주간제어기 |
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