JPH0685638B2 - Induction motor speed sensorless speed estimation device - Google Patents
Induction motor speed sensorless speed estimation deviceInfo
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- JPH0685638B2 JPH0685638B2 JP2018990A JP1899090A JPH0685638B2 JP H0685638 B2 JPH0685638 B2 JP H0685638B2 JP 2018990 A JP2018990 A JP 2018990A JP 1899090 A JP1899090 A JP 1899090A JP H0685638 B2 JPH0685638 B2 JP H0685638B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、速度センサレスで誘導電動機の速度制御ある
いは速度測定に好適な速度推定の一方式に関するもので
ある。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a speed estimation method suitable for speed control or speed measurement of an induction motor without a speed sensor.
(従来の技術) 平成元年電機学会全国大会講演論文集13−15頁の本発明
者等による「瞬時空間ベクトル理論を応用したVVVFによ
る誘導電動機の速度センサレスベクトル制御」なる論文
になる記載されているように、誘導電動機の速度に比例
している回転角速度ωmは、二次鎖交磁束の回転角速度
ω2から出力トルクに比例するすべり角速度ωsを差し
引いたものとして従来推定演算していた。(Prior Art) Described in a paper entitled "VVVF speed sensorless vector control of an induction motor applying the instantaneous space vector theory" by the present inventors, etc., on pages 13-15 of the 1989 annual conference of the Japan Society of Electrical Engineers. As described above, the rotational angular velocity ωm, which is proportional to the speed of the induction motor, has been conventionally estimated and calculated as a value obtained by subtracting the slip angular velocity ωs proportional to the output torque from the rotational angular velocity ω 2 of the secondary interlinkage magnetic flux.
第2図は誘導電動機の可変速システムで一般的な、PWM
インバータ駆動システムに前記推定演算方式を適用した
ブロック図を示している。直流電源1より3相PWMイン
バータ2を介して3相誘導電動機3に給電する。Fig. 2 shows PWM, which is common in variable speed systems of induction motors.
The block diagram which applied the said estimation calculation method to the inverter drive system is shown. Power is supplied to the 3-phase induction motor 3 from the DC power supply 1 via the 3-phase PWM inverter 2.
電圧検出演算部4は誘導電動機3の各相の入力電圧Vu,V
v,Vwを検出し、式 を用いて に変換する。電流検出演算部5はu相電流iuとv相電流
ivとを検出し、式 を用いて に変換する。The voltage detection calculation unit 4 determines the input voltage Vu, V of each phase of the induction motor 3.
Detects v, Vw and formula Using Convert to. The current detection calculation unit 5 calculates the u-phase current iu and the v-phase current
iv and detect the expression Using Convert to.
磁束演算部6は、 を演算する。その演算ブロック図を第3図に示す。定数
乗算部61,減算部62,積分部63では、 式 より演算している。すなわち定数乗算部61において一次
抵抗値R1に を乗算し、その出力を減算部62において から減算し、減算部62の出力を積分部63で積分し、 を演算している。The magnetic flux calculation unit 6 Is calculated. The calculation block diagram is shown in FIG. In the constant multiplication unit 61, the subtraction unit 62, and the integration unit 63, formula Is calculated more. That is, in the constant multiplication unit 61, the primary resistance value R 1 And the output is subtracted by the subtractor 62. And the output of the subtractor 62 is integrated by the integrator 63, Is being calculated.
その後、二次変換乗算部64,漏れ定数乗算部65,減算部66
では、式 により を演算する。ここでLlは漏れインダクタンスであり、
式 Ll=L1L2/M−M … で表され、L1は一次自己インダクタンス、L2は二次自己
インダクタンス、Mは相互インダクタンスである。すな
わち、二次変換乗算部64において にL2/Mを乗算し、漏れ定数乗算部65において にLlを乗算して、減算部66において二次変換乗算部64の
出力から漏れ定数乗算部65の出力を減算し、 を演算している。After that, the secondary conversion multiplication unit 64, the leakage constant multiplication unit 65, the subtraction unit 66
Then the formula By Is calculated. Where Ll is the leakage inductance,
It is expressed by the formula Ll = L 1 L 2 / M−M, where L 1 is the primary self-inductance, L 2 is the secondary self-inductance, and M is the mutual inductance. That is, in the secondary conversion multiplication unit 64 Is multiplied by L 2 / M, and in the leakage constant multiplication unit 65 Is multiplied by Ll, and the subtraction unit 66 subtracts the output of the leakage constant multiplication unit 65 from the output of the quadratic conversion multiplication unit 64, Is being calculated.
第2図の磁束速度演算部7は、磁束演算部6の出力 から、二次鎖交磁束ベクトルの回転角速度ω2を、式 より演算する。ここで、φ2d,φ2qはそれぞれ のd,q各軸成分である。The magnetic flux velocity calculation unit 7 in FIG. Then, the rotational angular velocity ω 2 of the secondary flux linkage vector is given by Calculate more. Where φ 2 d and φ 2 q are respectively D and q axis components of.
すべり演算部8は、二次鎖交磁束に対する誘導電動機の
回転子のすべり角速度ω5を、式 より演算する。ここで、i1d,i1qはそれぞれ のd,q各軸成分であり、R2は二次抵抗値である。The slip calculation unit 8 calculates the slip angular velocity ω 5 of the rotor of the induction motor with respect to the secondary interlinkage magnetic flux by Calculate more. Where i 1 d and i 1 q are D and q axis components of R, and R 2 is a secondary resistance value.
磁束速度演算部7、すべり演算部8の各出力を減算部9
で、式 ωm=ω2−ω5 … の演算をして、回転子の回転角速度ωmを推定演算する
ことができる。Each output of the magnetic flux velocity calculation unit 7 and the slip calculation unit 8 is subtracted by a subtraction unit
Then, the rotational angular velocity ωm of the rotor can be estimated and calculated by calculating the expression ωm = ω 2 −ω 5 .
(発明が解決しようとする課題) 前述の従来技術では、二次鎖交磁束ベクトルを演算する
過程での一次鎖交磁束ベクトルの演算において積分演算
を行っている。その積分器にドリフトがあると、低速度
域では積分器の出力においてそれが大きく増幅されて、
一次鎖交磁束ベクトルの演算誤差を生じ、その一次鎖交
磁束から演算される二次鎖交磁束ベクトルにも大きい誤
差が含まれる。従って、回転角速度ωmも当然低速にお
いては実際の回転角速度と大きく異なってくる。また、
一次鎖交磁束ベクトルの演算には一次抵抗値R1を用いて
おり、電動機の温度変動等によりR1が変動した場合に
も、積分器の入力に微小の誤差が生じることになり、同
様な理由で低速において演算された回転角速度ωmの誤
差が増大する。(Problems to be Solved by the Invention) In the above-mentioned conventional technique, integral calculation is performed in the calculation of the primary interlinkage magnetic flux vector in the process of calculating the secondary interlinkage magnetic flux vector. If there is a drift in the integrator, it will be greatly amplified at the output of the integrator in the low speed range,
A calculation error occurs in the primary interlinkage magnetic flux vector, and the secondary interlinkage magnetic flux vector calculated from the primary interlinkage magnetic flux also includes a large error. Therefore, the rotational angular velocity ωm also obviously differs greatly from the actual rotational angular velocity at low speeds. Also,
The primary resistance value R 1 is used in the calculation of the primary flux linkage vector, and even if R 1 fluctuates due to temperature fluctuations of the electric motor, etc., a small error will occur in the input of the integrator. For this reason, the error of the rotational angular velocity ωm calculated at low speed increases.
つまり、従来の方法では高速度域においてのみしか速度
を正確に推定できないわけであり、この速度推定方式に
よる推定速度を用いて誘導電動機の回転速度を制御しよ
うとすると、低速度域において速度の指令値と実速度と
の誤差が大きくなり、高精度の速度制御範囲を広く取れ
なくなる。また同様の理由によって、誘導電動機を正転
から逆転まで連続的に速度を変化させるような、いわゆ
る4象限運転が不可能である。In other words, the conventional method can only accurately estimate the speed only in the high speed range, and if an attempt is made to control the rotation speed of the induction motor by using the estimated speed by this speed estimation method, the speed command in the low speed range will be used. The error between the value and the actual speed becomes large, and the high-accuracy speed control range cannot be widened. For the same reason, so-called four-quadrant operation in which the speed of the induction motor is continuously changed from normal rotation to reverse rotation is impossible.
本発明は、このような不具合を解決するためになされた
ものである。The present invention has been made to solve such a problem.
(課題を解決するための手段) 磁束演算部6のドリフトに起因する従来技術の問題点を
解決する手段として、従来技術における磁束演算部6の
みによる磁束演算手段の代わりに、第4図に示すよう
な、従来技術と等価な電圧系磁束演算部120と、演算推
定された回転角速度ωmと とより磁束ベクトルを演算する電流系磁束演算部130と
から成る複合磁束演算手段を用いる。(Means for Solving the Problem) As means for solving the problems of the conventional technique due to the drift of the magnetic flux calculation unit 6, instead of the magnetic flux calculation unit using only the magnetic flux calculation unit 6 in the conventional technique, it is shown in FIG. As described above, the voltage-system magnetic flux calculation unit 120 equivalent to the conventional technology, and the calculated rotational angular velocity ωm A composite magnetic flux calculating means including a current magnetic flux calculating unit 130 for calculating a magnetic flux vector is used.
また、一次抵抗値の変動に起因する従来技術の問題点を
解決する手段として、前述の手段と共に、第5図に示す
ように、従来技術にすべり演算部8と等価なすべり演算
部15と、 との内積演算によりすべり角速度を得る第二すべり演算
部10とを具え、それら両者の出力を入力として一次抵抗
値の変動に対して安定なすべり角速度ωsを出力するす
べり補正部11から成るすべり演算手段を用いる。Further, as means for solving the problems of the prior art caused by the fluctuation of the primary resistance value, together with the above-mentioned means, as shown in FIG. 5, a slip calculator 15 equivalent to the slip calculator 8 in the prior art, And a second slip calculation unit (10) for obtaining a slip angular velocity by inner product calculation with, and a slip correction unit (11) which outputs the both of them as inputs and outputs a stable slip angular velocity ωs with respect to fluctuations of the primary resistance value. Use means.
第4図に示した電圧系磁束演算部120は、式 を用いて を演算しており、ここでpは微分演算子である。つま
り、電圧降下演算部121で一次抵抗と漏れインダクタン
スによる電圧降下を演算し、減算部122で からこの電圧降下を減算し、二次変換乗算部123でL2/M
倍した後、積分器125で積分して電圧系の を求めている。ただし、積分器125の前に減算器124を置
き積分器の入力信号から誤差増幅器141の出力を減算し
ている。The voltage-based magnetic flux calculation unit 120 shown in FIG. Using Is calculated, where p is a differential operator. In other words, the voltage drop calculation unit 121 calculates the voltage drop due to the primary resistance and the leakage inductance, and the subtraction unit 122. The voltage drop is subtracted from the secondary conversion multiplying unit 123 L 2 / M
After multiplying, it is integrated by the integrator 125 and Are seeking. However, the subtractor 124 is placed before the integrator 125 to subtract the output of the error amplifier 141 from the input signal of the integrator.
電流系磁束演算部130は、誘導電動機の二次側の特性式
である式 を用いて二次鎖交磁束ベクトルを演算しており、ここで は二次鎖交磁束ベクトルであるが、式で求めたものと
区別するため脚字iを付加してある。つまり、 を定数乗算部134で(M/L2)R2倍し、積分器136の出力で
ある を二次定数乗算器131でR2/L2倍すると共に、この と回転子の角速度ω2(演算値)との積を乗算器133で
演算し、その出力を位相進相器132において90゜位相を
進める。これら定数乗算部134、二次定数乗算器131及び
位相進相器132の各出力が加減算器135で加算又は減算さ
れ、積分器136へ入力される。この積分器136の出力が電
流系磁束演算部130の出力である となる。これと電圧系磁束演算部120の出力 との誤差を減算器142で演算し、この誤差を誤差増幅器1
41でK倍して電圧系磁束演算部120の積分器125へフィー
ドバックしている。The current system magnetic flux calculation unit 130 is an expression that is a characteristic expression on the secondary side of the induction motor. Is used to calculate the secondary flux linkage vector, where Is a secondary interlinkage magnetic flux vector, but a letter i is added to distinguish it from the one obtained by the equation. That is, Is multiplied by (M / L 2 ) R 2 in the constant multiplication unit 134 and is the output of the integrator 136. R 2 / L 2 times with the quadratic constant multiplier 131, And the angular velocity ω 2 of the rotor (calculated value) are calculated by the multiplier 133, and the output thereof is advanced by 90 ° in the phase advancer 132. The outputs of the constant multiplication unit 134, the quadratic constant multiplier 131, and the phase advancer 132 are added or subtracted by the adder / subtractor 135 and input to the integrator 136. The output of the integrator 136 is the output of the current system magnetic flux calculation unit 130. Becomes This and the output of the voltage system magnetic flux calculator 120 And the error is calculated by the subtractor 142, and this error is calculated by the error amplifier 1
It is multiplied by K at 41 and is fed back to the integrator 125 of the voltage system magnetic flux calculation unit 120.
第5図に示したすべり演算手段は、すべり演算部15が とを入力として、従来技術におけるすべり演算部8と同
じ式の演算を行っており、式におけるすべり角速度
ωsをωs1として出力している。第2すべり演算部10は
同じく とを入力とし、これら との内積演算を用いた式 を演算して、第二すべり角速度ωs2として出力してい
る。The slip calculating means shown in FIG. Using as input, the same formula as the slip calculating unit 8 in the conventional technique is calculated, and the slip angular velocity ωs in the formula is output as ωs 1 . The second slip calculation unit 10 is the same And input Expression using inner product operation of and Is calculated and output as the second slip angular velocity ωs 2 .
すべり補正部11では、回転子の回転角速度ωmを演算す
るための出力であるすべり角速度ωsと第二すべり演算
部10の出力である第2すべり角速度ωs2との差を減算部
112で演算し、その出力を積分器111で積分した後、加算
部113ですべり演算部15の出力ωs1との和を演算しすべ
り角速度ωsを出力する。The slip correction unit 11 subtracts the difference between the slip angular velocity ωs which is the output for calculating the rotational angular velocity ωm of the rotor and the second slip angular velocity ωs 2 which is the output of the second slip computing unit 10.
After the calculation is performed by 112 and the output thereof is integrated by the integrator 111, the addition unit 113 calculates the sum with the output ωs 1 of the slip calculation unit 15 and outputs the slip angular velocity ωs.
(作 用) まず、第4図に示した複合磁束演算手段の作用について
述べる。電流系磁束演算部130の出力である は、積分器136の出力であるが、その入力に二次定数乗
算器131を介して が負にフィードバックされているので、従来技術の問題
であった積分器のドリフトによる低周波数域での増幅さ
れた誤差は出力 には含まれない。しかし、この の演算には、変動する定数である二次抵抗値R2を含んで
いるため、完全には信用できない。よって、この の低周波数域における低ドリフトの利点を活かして、従
来技術の問題点であった電圧系磁束演算部120の積分器1
25のドリフトを補正するように用いている。つまり、ド
リフトにより が誤差を含むと、 との間に差を生じ、それが増幅されて積分器125の入力
にフィードバックされることにより、 のドリフトが抑制されるのである。一般に は交番量であり、その周波数が高くなる程ドリフト補正
の遅れが大きくなり、ドリフト補正の効果が少なくなる
が、それは逆に に対する の影響が薄くなることを意味する。すなわち、二次抵抗
値R2の変動に対しては は影響されないと言う従来の利点を損なわないことにな
る。(Operation) First, the operation of the composite magnetic flux calculating means shown in FIG. 4 will be described. It is the output of the current system magnetic flux calculation unit 130. Is the output of the integrator 136, but its input through the quadratic constant multiplier 131 Is fed back negatively, the amplified error in the low frequency range due to the drift of the integrator, which was a problem of the prior art, is output. Not included in. But this Since the calculation of (1) includes the secondary resistance value R 2 which is a fluctuating constant, it cannot be completely trusted. Therefore, this Taking advantage of the low drift in the low frequency range, the integrator 1 of the voltage system magnetic flux computing unit 120, which was a problem of the conventional technology,
It is used to correct the drift of 25. In other words, due to the drift If contains an error, Is generated, which is amplified and fed back to the input of the integrator 125, The drift of is suppressed. In general Is an alternating amount, and the higher the frequency, the longer the delay in drift correction and the lesser the effect of drift correction becomes. Against Means that the effect of will be lessened. That is, for the fluctuation of the secondary resistance value R 2 , Will not compromise the traditional advantage of being unaffected.
次に、第5図に示したすべり演算手段の作用について述
べる。すべり演算部15の出力すべり角速度ωs1は、複合
磁束演算部の一次抵抗値R1の設定が正確ならば、 は正確であり、定常的にも過渡的にも正確なすべり角速
度として演算されるが、一次抵抗値R1が正確でないと、 に誤差を含み、低速度になる程すべり角速度の演算誤差
が大きくなる欠点がある。しかし、第二すべり演算部10
の出力第二のすべり角速度ωs2は、後述する理由で、一
次抵抗値R1の設定に誤差を含みまた に誤差を含んでいても、それによるすべり演算の誤差は
滑り演算部15の出力すべり角速度ωs1よりも小さくな
る。特にある条件を満たせば電動機の拘束状態において
一次抵抗値R1の設定に誤差を含んでも、第二すべり角速
度ωs2の演算値に誤差を生じない利点がある。しかし、
第二すべり演算部10の出力第二すべり角速度ωs2は過渡
状態では不正確なので、すべり補正部11によって、従来
のすべり角速度の演算値であるすべり演算部15の出力す
べり角速度ωs1に、このすべり角速度ωs2との誤差を修
正する積分器111の出力を加えることによって、定常状
態のみ第二すべり角速度ωs2がすべり補正部11の出力す
べり角速度ωsと等しくなるようにしている。このよう
にすることによって、従来技術の問題点であった一次抵
抗値R1の変動による低速度域の速度推定誤差を定常的に
減少することができ、過渡状態においても従来の特性を
損なわないようにすることができる。Next, the operation of the slip calculation means shown in FIG. 5 will be described. The output slip angular velocity ω s 1 of the slip calculation unit 15 can be calculated by setting the primary resistance value R 1 of the composite magnetic flux calculation unit correctly if Is accurate, and is calculated as an accurate slip angular velocity both steadily and transiently, but if the primary resistance value R 1 is not accurate, Has a drawback that the calculation error of the slip angular velocity becomes larger as the velocity becomes lower. However, the second slip calculation unit 10
Slip angular velocity .omega.s 2 outputs the second of the reasons to be described later, includes an error in the setting of the primary resistance value R 1 also , The slip calculation error due to the error is smaller than the output slip angular velocity ω s 1 of the slip calculation unit 15. Particularly, if a certain condition is satisfied, there is an advantage that even if the setting of the primary resistance value R 1 includes an error in the restrained state of the electric motor, no error occurs in the calculated value of the second slip angular velocity ω s 2 . But,
Since the output second slip angular velocity ωs 2 of the second slip calculation unit 10 is inaccurate in the transient state, the slip correction unit 11 outputs the slip angular velocity ωs 1 of the slip calculation unit 15 which is the calculated value of the conventional slip angular velocity to this slip angular velocity ωs 1 . By adding the output of the integrator 111 that corrects the error with the slip angular velocity ωs 2 , the second slip angular velocity ωs 2 becomes equal to the output slip angular velocity ωs of the slip correction unit 11 only in the steady state. By doing so, it is possible to steadily reduce the speed estimation error in the low speed range due to the fluctuation of the primary resistance value R 1 which is a problem of the conventional technology, and does not impair the conventional characteristics even in the transient state. You can
以下に、第二すべり演算部10の出力である第二すべり角
速度ωs2が一次抵抗値R1の誤差によって定常的には影響
され難い理由を説明する。一次抵抗R1の設定誤差による
第二すべり角速度ωs2の発生誤差を知るためには、一次
抵抗設定誤差ΔR1がある場合の実すべり角速度ωsrと第
二すべり角速度ωs2との関係を調べればよい。The reason why the second slip angular velocity ω s 2 which is the output of the second slip calculation unit 10 is not steadily influenced by the error of the primary resistance value R 1 will be described below. In order to know the generation error of the second slip angular velocity ωs 2 due to the setting error of the primary resistance R 1 , the relationship between the actual slip angular velocity ωsr and the second slip angular velocity ωs 2 in the presence of the primary resistance setting error ΔR 1 can be investigated. Good.
第4図における電圧系磁束演算部120の積分器125の入力
は、 で表される。定常状態では、 はすべて角周波数ω(=ω2)の正弦波と仮定できるの
で、式の両辺は積分でき となる。ここで、 は実二次鎖交磁束ベクトルを表し、式の右辺と等し
い。式を について解くと、 となる。また、式の右辺を前記のごとく定常状態の仮
定で演算すると、 となり、ω=ω2としてωm=ω2−ωsを考慮して について解くと、 となる。ここでT2=L2/R2である。同様にして も、ω2rで実すべり角速度を表した場合には、 で書き表わすことができる。,式を式に代入する
と、 となる。The input of the integrator 125 of the voltage system magnetic flux calculation unit 120 in FIG. It is represented by. In steady state, Can be assumed to be sine waves with angular frequency ω (= ω 2 ), so both sides of the equation can be integrated. Becomes here, Represents the real secondary flux linkage vector and is equal to the right side of the equation. Expression Solving for Becomes Also, when the right side of the equation is calculated under the assumption of steady state as described above, Next, by considering the ωm = ω 2 -ωs as ω = ω 2 Solving for Becomes Where T 2 = L 2 / R 2 . In the same way Also, when the actual slip angular velocity is represented by ω 2 r, Can be written in. , By substituting the expression into the expression, Becomes
ここで、 に分解するため演算し整理すると、 となり、ここで A=ωM2(ω+ωsrT2K)(1+ωs2T2 2) −KL2ΔR1(1+ωs2T2 2)(1+ωsr2T2 2) +KM2(K−ωωsT2)(1+ωsr2T2 2) B=ωM2(K−ωωsrT2)(1+ωs2T2 2) +ωL2ΔR1(1+ωs2T2 2)(1+ωsr2+T2 2) −KM2(ω+ωsT2K)(1+ωsr2T2 2) C=M(K2+ω2)(1+ωs2T2 2)(1+ωsr2T2 2) である。すなわち、 であり、これを式の分子部分及び分母部分に代入する
と、 φ2d・i1q−φ2q・i1d ={(A/C)i1d+(B/C)i1q}i1q −{(A/C)i1q+(B/C)i1d}i1d =−(B/A)(i1d2+i1q2)=−(B/A)i1 2 φ2d・i1d+φ2q・i1q ={(A/C)i1d−(B/C)i1q}i1d +{(A/C)i1q+(B/C)i1d}i1q =(A/C)(i1d2+i1q2)=(A/C)i1 2 であるため、式は となる。定常状態ではすべり補正部11によって、ωs=
ωs2となるので、式右辺のωsをωs2として整理する
と、ωs2に関する3次式となるが、この式には(1+ω
s2T2)2の因数を含むため、次の実数の解を一つだけ得
ることができる。here, When it is calculated and arranged to be decomposed into Where A = ωM 2 (ω + ωsr T 2 K) (1 + ωs 2 T 2 2 ) −KL 2 ΔR 1 (1 + ωs 2 T 2 2 ) (1 + ωsr 2 T 2 2 ) + KM 2 (K−ωωs T 2 ) (1 + ωsr 2 T 2 2) B = ωM 2 (K-ωωsrT 2) (1 + ωs 2 T 2 2) + ωL 2 ΔR 1 (1 + ωs 2 T 2 2) (1 + ωsr 2 + T 2 2) -KM 2 (ω + ωsT 2 K) (1 + ωsr 2 T 2 2 ) C = M (K 2 + ω 2 ) (1 + ωs 2 T 2 2 ) (1 + ωsr 2 T 2 2 ) That is, Substituting this into the numerator and denominator parts of the equation, φ 2 d · i 1 q − φ 2 q · i 1 d = {(A / C) i 1 d + (B / C) i 1 q} i 1 q - {(A / C) i 1 q + (B / C) i 1 d} i 1 d = - (B / A) (i 1 d 2 + i 1 q 2) = - (B / A) i 1 2 φ 2 d ・ i 1 d + φ 2 q ・ i 1 q = {(A / C) i 1 d- (B / C) i 1 q} i 1 d + {(A / C) i 1 q + (B / C) i 1 d} i 1 q = (A / C) (i 1 d 2 + i 1 q 2 ) = (A / C) i 1 2 , so the formula is Becomes In the steady state, the slip correction unit 11 causes ωs =
Since ωs 2 is obtained, rearranging ωs on the right side of the equation as ωs 2 , it becomes a cubic equation related to ωs 2. In this equation, (1 + ω
Since it contains a factor of s 2 T 2 ) 2 , we can get only one real solution of
ここで、D,Eはそれぞれ D=M2ωωsrT2(ω+ωsrT2K) −L2ΔR1ω(1+ωsr2T2 2) E=M2ω(ω+ωsrT2K)−L2ΔR1K(1+ωsr2T2 2)で
ある。式は実すべり角速度ωsrと第二すべり演算部10
の出力である第二すべり角速度ωs2との関係を示すもの
で、一次抵抗値設定誤差がなく、ΔR1=0ならば当然な
がらω2s=ωsrとなる。また拘束状態においてもω=ω
sr+ωmは成立するので、拘束状態ではω=ωsrであ
り、もしK=1/T2ならばωs2=ωsrとなる。つまり、誘
導電動機が拘束された状態においては、一次抵抗値に設
定誤差ΔR1があっても第二すべり角速度ωs2の演算値に
は誤差が含まれなくなる。 Here, D and E are respectively D = M 2 ωωsrT 2 (ω + ωsrT 2 K) −L 2 ΔR 1 ω (1 + ωsr 2 T 2 2 ) E = M 2 ω (ω + ωsrT 2 K) −L 2 ΔR 1 K (1 + ωsr 2 T 2 2 ). The formula is the actual slip angular velocity ωsr and the second slip calculation unit 10
It shows the relationship with the second slip angular velocity ωs 2 which is the output of, and there is no primary resistance value setting error, and if ΔR 1 = 0, naturally ω 2 s = ωsr. Also in the restrained state ω = ω
Since sr + ωm holds, ω = ωsr in the restrained state, and ωs 2 = ωsr if K = 1 / T 2 . That is, in the state where the induction motor is restrained, even if there is a setting error ΔR 1 in the primary resistance value, the calculated value of the second slip angular velocity ωs 2 does not include an error.
の回転角速度ω2は定数変動に影響され難いように演算
されているので、それとすべり角速度ωsとの差で演算
される回転子の回転角速度ωmは正確な値を得ることが
できる。 Since the rotational angular velocity ω 2 is calculated so as not to be affected by the constant variation, the rotational angular velocity ωm of the rotor calculated by the difference between the rotational angular velocity ω 2 and the slip angular velocity ωs can obtain an accurate value.
(実施例) 第1図は本発明による誘導電動機の速度センサレス速度
推定方式をインバータ駆動システムに用いた一実施例の
ブロック図であり、第2と同一の符号は同一部分を示
す。従って第2図と同一部分の説明は省略し、第2図と
異なるブロック8′,10,11,15,16についてのみ詳細に説
明する。(Embodiment) FIG. 1 is a block diagram of an embodiment in which a speed sensorless speed estimation method for an induction motor according to the present invention is used in an inverter drive system, and the same symbols as those in the second embodiment indicate the same parts. Therefore, the description of the same parts as those in FIG. 2 will be omitted, and only the blocks 8 ', 10, 11, 15, 16 different from those in FIG. 2 will be described in detail.
ブロック16は第4図で説明した複合系磁束演算部であ
り、電圧検出演算部4の出力である 電流検出演算部5の出力である 及び回転子の回転角速度の演算値ωmとを入力して、 を出力する。A block 16 is the composite magnetic flux calculation unit described in FIG. 4, and is an output of the voltage detection calculation unit 4. It is the output of the current detection calculation unit 5. And the calculated value ωm of the rotational angular velocity of the rotor, Is output.
ブロック8′は第5図で説明したすべり演算部であり、
電流検出演算部5の出力である 複合系磁束演算部16の出力である とを入力して、すべり角速度ωsを演算し出力する。そ
の内容は第5図で説明したように、従来のすべり演算と
同じように式で演算したすべり角速度ωs1を出力する
すべり演算部15と、式の演算を行い第二すべり角速度
ωS2を出力する第二すべり演算部10、及びすべり補正部
11とで構成されている。Block 8'is the slip calculation unit described in FIG.
It is the output of the current detection calculation unit 5. It is the output of the composite magnetic flux calculator 16. Is input to calculate and output the slip angular velocity ωs. As described in FIG. 5, the contents are as follows: The slip calculation unit 15 that outputs the slip angular velocity ω s 1 calculated by the formula as in the conventional slip calculation, and the formula that calculates the second slip angular velocity ω S 2 Second slip calculation unit 10 and slip correction unit
It is composed of 11 and.
回転子の回転角速度ωmは減算部9において、磁束速度
演算部7の出力である磁束の回転角速度ω2から、すべ
り演算部8′の出力であるすべり角速度ωsを差し引い
たものとして演算される。The rotational angular velocity ωm of the rotor is calculated in the subtraction unit 9 as the rotational angular velocity ω 2 of the magnetic flux output from the magnetic flux velocity calculation unit 7 minus the slip angular velocity ωs output from the slip calculation unit 8 ′.
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、誘導電動機の速度センサレ
ス速度推定方式において、従来技術による二次鎖交磁束
ベクトル演算手段では、低速度域で積分器のドリフトに
より二次鎖交磁束ベクトルが正確に演算されず、それに
よって演算される回転子の回転角速度も大きい誤差を含
んでいた。しかし、本発明のように二次鎖交磁束演算手
段に、電圧系磁束演算部の積分ドリフトを抑制するよう
に電流系磁束演算部を追加することによって、低速度域
でも積分ドリフトがなく正確に二次鎖交磁束ベクトルが
演算され、従って回転子の回転角速度の演算も正確とな
る。(Effects of the Invention) As described in detail above, in the speed sensorless speed estimation method for an induction motor, the secondary interlinkage magnetic flux vector calculation means according to the related art uses the secondary interlinkage magnetic flux due to the drift of the integrator in the low speed range. The vector was not accurately calculated, and the rotational angular velocity of the rotor calculated by the vector contained a large error. However, as in the present invention, by adding the current system magnetic flux calculation unit to the secondary linkage magnetic flux calculation unit so as to suppress the integral drift of the voltage system magnetic flux calculation unit, there is no integral drift even in the low speed range and it is accurate. The secondary flux linkage vector is calculated, and therefore the rotational angular velocity of the rotor is also calculated accurately.
また、一次抵抗値の変動又は設定誤差によっても、やは
り低速度域において二次鎖磁束ベクトルが正確に演算さ
れなくなるが、新設した第二すべり演算部におけるすべ
り演算がその影響を従来のすべり演算方式に比べて小さ
くできるので、一次抵抗値変動やその設定誤差に影響さ
れ難い速度演算を実現することができる。それに加え
て、すべり補正部において定常状態と過渡状態とのすべ
り演算方式をなめらかに切り換えることにより、いかな
る状態においても正確なすべり演算を行い、高精度の速
度推定が可能である。Also, the secondary chain magnetic flux vector cannot be accurately calculated in the low speed range due to the fluctuation of the primary resistance value or the setting error, but the slip calculation in the newly installed second slip calculation section has the effect of the conventional slip calculation method. Since it can be made smaller than the above, it is possible to realize a speed calculation that is hardly influenced by the fluctuation of the primary resistance value and its setting error. In addition, by smoothly switching the slip calculation method between the steady state and the transient state in the slip correction unit, accurate slip calculation can be performed in any state and highly accurate speed estimation is possible.
第1図は本発明による誘導電動機の速度センサレス速度
推定方式をインバータ駆動システムに用いた一実施例の
ブロック図、 第2図はPWMインバータ駆動システムにおける従来の誘
導電動機の速度センサレス速度推定方式の一例を示すブ
ロック図、 第3図は第2図の磁束演算部のブロック図、 第4図は本発明における磁束演算部のブロック図、 第5図は本発明におけるすべり演算部のブロック図であ
る。 1……直流電源、2……3相PWMインバータ 3……3相誘導電動機、4……電圧検出演算部 5……電流検出演算部、6……磁束演算部 7……磁束速度演算部、8,8′……すべり演算部 9,62,66,112,122……減算部 10……第二すべり演算部 11……すべり補正部、15……すべり演算部 16……複合系磁束演算部、61,134……定数乗算部 63……積分部 64,123……二次変換乗算部 65……漏れ定数乗算部、111,125,136……積分器 113……加算部、120……電圧系磁束演算部 121……電圧降下演算部、124,142……減算器 130……電流系磁束演算部 131……二次定数乗算器、132……位相進相器 133……乗算器、135……加減算器 141……誤差増幅器FIG. 1 is a block diagram of an embodiment in which a speed sensorless speed estimation method for an induction motor according to the present invention is used in an inverter drive system, and FIG. 2 is an example of a conventional speed sensorless speed estimation method for an induction motor in a PWM inverter drive system. FIG. 3, FIG. 3 is a block diagram of the magnetic flux calculation unit of FIG. 2, FIG. 4 is a block diagram of the magnetic flux calculation unit of the present invention, and FIG. 5 is a block diagram of the slip calculation unit of the present invention. 1 ... DC power supply, 2 ... 3-phase PWM inverter 3 ... 3-phase induction motor, 4 ... Voltage detection calculation unit 5 ... Current detection calculation unit, 6 ... Flux calculation unit 7 ... Flux speed calculation unit, 8,8 '…… Slip calculation unit 9,62,66,112,122 …… Subtraction unit 10 …… Second slip calculation unit 11 …… Slip correction unit, 15 …… Slip calculation unit 16 …… Complex magnetic flux calculation unit, 61,134… … Constant multiplication unit 63 …… Integration unit 64,123 …… Secondary conversion multiplication unit 65 …… Leakage constant multiplication unit, 111,125,136 …… Integrator 113 …… Addition unit, 120 …… Voltage system magnetic flux calculation unit 121 …… Voltage drop calculation Section, 124, 142 …… Subtractor 130 …… Current system magnetic flux calculation section 131 …… Secondary constant multiplier, 132 …… Phase advancer 133 …… Multiplier, 135 …… Adder / subtractor 141 …… Error amplifier
Claims (1)
して を演算する検出演算手段と、その検出演算手段からの一
次電圧ベクトルと一次電流ベクトルより二次鎖交磁束ベ
クトル を演算する第1の磁束演算手段と を演算する第2の磁束演算手段との出力を複合して、 を演算する複合磁束演算手段と、その磁束演算手段から
の二次鎖交磁束ベクトルより二次鎖交磁束ベクトルの回
転角速度ω2を演算する磁束速度演算手段と、前記検出
演算手段からの一次電流ベクトルと前記複合磁束演算手
段からの二次鎖磁束ベクトルとより二次鎖交磁束ベクト
ルの大きさの二乗値を演算してすべり角速度 を演算する第1のすべり演算手段と、一次電流ベクトル
と二次鎖交磁束ベクトルとの内積を演算してすべり角速
度 を演算する第2のすべり演算手段と、これら両演算手段
の出力を入力とし両者を複合演算してすべり角速度ωs
の補正をする補正手段を具え、前記磁束速度演算手段か
らの二次鎖交磁束ベクトルの回転角速度ω2と前記補正
手段からのすべり角速度ωsとの差より回転子の回転角
速度を演算する回転子角速度演算手段により構成される
ことを特徴とする誘導電動機の速度センサレス速度推定
装置。1. A primary voltage and a primary current of an induction motor are detected. And a secondary interlinkage magnetic flux vector from the primary voltage vector and the primary current vector A first magnetic flux calculating means for calculating By combining the output of the second magnetic flux calculating means for calculating And a magnetic flux velocity calculating means for calculating the rotational angular velocity ω 2 of the secondary linkage magnetic flux vector from the secondary linkage magnetic flux vector from the magnetic flux calculation means, and the primary current from the detection calculation means. Slip angular velocity by calculating the squared value of the magnitude of the secondary flux linkage vector from the vector and the secondary flux flux vector from the composite flux computation means. And the slip angular velocity by calculating the inner product of the primary current vector and the secondary interlinkage magnetic flux vector. And a second slip calculating means for calculating the slip angle angular velocity ωs
A rotor for calculating the rotational angular velocity of the rotor from the difference between the rotational angular velocity ω 2 of the secondary interlinkage magnetic flux vector from the magnetic flux velocity computing device and the slip angular velocity ω s from the correcting device. A speed sensorless speed estimation device for an induction motor, comprising an angular speed calculation means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018990A JPH0685638B2 (en) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | Induction motor speed sensorless speed estimation device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018990A JPH0685638B2 (en) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | Induction motor speed sensorless speed estimation device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03226289A JPH03226289A (en) | 1991-10-07 |
| JPH0685638B2 true JPH0685638B2 (en) | 1994-10-26 |
Family
ID=11987013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018990A Expired - Lifetime JPH0685638B2 (en) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | Induction motor speed sensorless speed estimation device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0685638B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4420170B2 (en) * | 2000-03-27 | 2010-02-24 | 三菱電機株式会社 | Synchronous machine rotation state detection device and synchronous machine rotation state detection method |
-
1990
- 1990-01-31 JP JP2018990A patent/JPH0685638B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
| JPH03226289A (en) | 1991-10-07 |
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