JPH07118954B2 - 誘導電動機のベクトル制御装置 - Google Patents
誘導電動機のベクトル制御装置Info
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- JPH07118954B2 JPH07118954B2 JP62016855A JP1685587A JPH07118954B2 JP H07118954 B2 JPH07118954 B2 JP H07118954B2 JP 62016855 A JP62016855 A JP 62016855A JP 1685587 A JP1685587 A JP 1685587A JP H07118954 B2 JPH07118954 B2 JP H07118954B2
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- induction motor
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Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、誘導電動機のベクトル制御装置に係り、特に
二次時定数設定回路に関する。
二次時定数設定回路に関する。
B.発明の概要 本発明は、電動機の二次時定数を使ってすべり角周波数
を求め、これから電源角周波数を決定するベクトル制御
装置において、 電動機の一次電圧，電流の検出値又は指令値を使って二
次時定数を求めることにより、 簡単な演算処理による精度良いベクトル制御ができるよ
うにしたものである。
を求め、これから電源角周波数を決定するベクトル制御
装置において、 電動機の一次電圧，電流の検出値又は指令値を使って二
次時定数を求めることにより、 簡単な演算処理による精度良いベクトル制御ができるよ
うにしたものである。
C.従来の技術 近年、誘導電動機の速応性を向上する制御方式として、
電動機の一次電流を励磁電流と二次電流とに分けて制御
し、二次磁束と二次電流ベクトルを常に直交させること
で直流機と同等の応答性を得ようとするベクトル制御方
式が提案されている。
電動機の一次電流を励磁電流と二次電流とに分けて制御
し、二次磁束と二次電流ベクトルを常に直交させること
で直流機と同等の応答性を得ようとするベクトル制御方
式が提案されている。
このベクトル制御方式においては、電動機の二次時定数
を使ってすべり角周波数を求めるが、二次時定数のうち
の二次抵抗が温度等によって変動する問題がある。そこ
で、従来から、二次抵抗の変化を適応制御の考え方に基
づいて同定する等の方法が提案されている。
を使ってすべり角周波数を求めるが、二次時定数のうち
の二次抵抗が温度等によって変動する問題がある。そこ
で、従来から、二次抵抗の変化を適応制御の考え方に基
づいて同定する等の方法が提案されている。
D.発明が解決しようとする問題点 従来方式では二次抵抗の変化を同定するための演算が複
雑になるし、演算時間が長くなる等の問題があった。
雑になるし、演算時間が長くなる等の問題があった。
E.問題点を解決するための手段と作用 本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、誘導電
動機の励磁電流指令値ｉ１α＊とトルク電流指令値ｉ
１β＊及び二次抵抗R2と二次インダクタンスL2の比にな
る二次時定数τ２の逆数からすべり角周波数を求めて誘
導電動機をベクトル制御する装置において、誘導電動機
の一次電圧と電流の検出値又は指令値から励磁電流ｉ
１α，トルク電流ｉ１β，励磁電圧ｅ１α，トルク電圧
ｅ１βを求め、これら値と電動機の一次抵抗R1,電源角
周波数ω0,等価漏れインダクタンスＬσ，初期設定二次
時定数τ２＊から次式 但し、Ｘ＝|e１αｉ１β−ｅ１βｉ１α｜ Ｙ＝|e１αｉ１α＋ｅ１βｉ１β｜ に従って二次時定数τ２の逆数を求め、ベクトル制御状
態での一次電圧と電流を利用して二次時定数τ２の逆数
を求める。
動機の励磁電流指令値ｉ１α＊とトルク電流指令値ｉ
１β＊及び二次抵抗R2と二次インダクタンスL2の比にな
る二次時定数τ２の逆数からすべり角周波数を求めて誘
導電動機をベクトル制御する装置において、誘導電動機
の一次電圧と電流の検出値又は指令値から励磁電流ｉ
１α，トルク電流ｉ１β，励磁電圧ｅ１α，トルク電圧
ｅ１βを求め、これら値と電動機の一次抵抗R1,電源角
周波数ω0,等価漏れインダクタンスＬσ，初期設定二次
時定数τ２＊から次式 但し、Ｘ＝|e１αｉ１β−ｅ１βｉ１α｜ Ｙ＝|e１αｉ１α＋ｅ１βｉ１β｜ に従って二次時定数τ２の逆数を求め、ベクトル制御状
態での一次電圧と電流を利用して二次時定数τ２の逆数
を求める。
F.実施例 第１図は本発明の一実施例を示す装置構成図である。誘
導電動機１はインバータ２によって一次電流が供給さ
れ、その回転速度ωｒが速度検出器３によって検出され
る。速度検出値ωｒは速度設定値ωｒ＊と比較され、速
度制御増幅器４によるPI演算がなされてトルク電流指令
値ｉ１β＊が取出される。ベクトル演算部５は、トルク
電流指令値ｉ１β＊と固定の励磁電流指令値ｉ１α＊か
ら一次電圧ｅ１α＊,e１β＊を求め、さらに二次時定数
τ２の逆数とからすべり角周波数ωｓを求め、このωｓ
に速度検出値ωｒとの加算でインバータ角周波数ω０を
求め、これらからインバータの周波数及び電圧を制御す
る。
導電動機１はインバータ２によって一次電流が供給さ
れ、その回転速度ωｒが速度検出器３によって検出され
る。速度検出値ωｒは速度設定値ωｒ＊と比較され、速
度制御増幅器４によるPI演算がなされてトルク電流指令
値ｉ１β＊が取出される。ベクトル演算部５は、トルク
電流指令値ｉ１β＊と固定の励磁電流指令値ｉ１α＊か
ら一次電圧ｅ１α＊,e１β＊を求め、さらに二次時定数
τ２の逆数とからすべり角周波数ωｓを求め、このωｓ
に速度検出値ωｒとの加算でインバータ角周波数ω０を
求め、これらからインバータの周波数及び電圧を制御す
る。
ここで、二次時定数τ２は二次時定数演算部６によって
インバータ電圧V,電流Ｉとから求める。この演算部６に
よる演算を以下に詳細に説明する。
インバータ電圧V,電流Ｉとから求める。この演算部６に
よる演算を以下に詳細に説明する。
誘導電動機を電源（インバータ２）と同期した座標系で
マトリクス記号で表示すると次式のようになる。
マトリクス記号で表示すると次式のようになる。
ωo:インバータ周波数 L1:一次インダクタンス L2:二次インダクタンス ωr:回転速度 M:相互インダクタンス P:微分演算子 ここで、定常状態での電圧，電流，磁束を夫々 として表すと、（１），（２）式は となり、ベクトル制御状態では から、（４）式は次の（６）式になる。
但し、τ2:実際の二次時定数 τ２＊：設定した二次時定数 k:τ2/τ２＊ I:i１β/i１α 上述の（６）式と（３）式から、次の（７）式となる。
ここで、 Ｘ＝|e１αｉ１β−ｅ１βｉ１α｜ ……（８） Ｙ＝|e１αｉ１α＋ｅ１βｉ１β｜ ……（９） を求めると、（７）式から次のようになる。
従って、二次時定数τ２の逆数1/τ２は、 として求めることができる。
以上までのことから、二次時定数演算部６は、電圧ｅ
１α,e１βと電流ｉ１α,i１βとから（８），（９）式
に従ってX,Yを求め、これと一次抵抗R1,インバータ周波
数ω0,等価漏れインダクタンスＬσ及び初期設定した二
次時定数τ２＊と一次電流 の関係から二次時定数τ２の逆数を求め、この値をベク
トル演算部５の演算に供すると共に次回の設定二次時定
数τ２＊とした演算の繰り返しで設定二次時定数τ２＊
を真の二次時定数τ２に近づける。
１α,e１βと電流ｉ１α,i１βとから（８），（９）式
に従ってX,Yを求め、これと一次抵抗R1,インバータ周波
数ω0,等価漏れインダクタンスＬσ及び初期設定した二
次時定数τ２＊と一次電流 の関係から二次時定数τ２の逆数を求め、この値をベク
トル演算部５の演算に供すると共に次回の設定二次時定
数τ２＊とした演算の繰り返しで設定二次時定数τ２＊
を真の二次時定数τ２に近づける。
ここで、演算部６の演算に使用する電圧ｅ１α,e１βと
電流ｉ１α,i１βは、第２図に示すようにインバータ出
力電圧Ｖと電流Ｉの各相検出電圧ea,eb,ecと電流ia,ib,
icから座標変換器6V,6Iによって三相−二相変換するこ
とでも求める。そして、これら電圧，電流から演算回路
６τによって二次時定数τ２の逆数を求める。これら演
算はアナログ演算又はデイジタル演算手段によって実現
される。
電流ｉ１α,i１βは、第２図に示すようにインバータ出
力電圧Ｖと電流Ｉの各相検出電圧ea,eb,ecと電流ia,ib,
icから座標変換器6V,6Iによって三相−二相変換するこ
とでも求める。そして、これら電圧，電流から演算回路
６τによって二次時定数τ２の逆数を求める。これら演
算はアナログ演算又はデイジタル演算手段によって実現
される。
第３図は本発明の具体的なブロック図を示し、電圧型ベ
クトル制御装置で示す。ベクトル演算部５は電流指令値
ｉ１α＊,i１β＊に対して非干渉演算回路51による互い
の電流ｉ１α,i１βによる干渉分を除く非干渉演算（例
えば特開昭59−165982号公報）を行うと共に電圧指令値
ｅ１α＊,e１β＊に変換し、この電圧指令値ｅ１α＊,i
１β＊から座標変換回路52によって絶対値と位相角を求
め、PWM信号発生回路53によって各相電圧指令ea＊,e
b＊,ec＊のPWM信号を得る。このPWM信号発生に、すべり
角周波数演算回路54は二次時定数τ２＊と電流指令ｉ
１α＊,i１β＊からすべり角周波数ωｓを求め、これに
速度検出値ωｒを加算したインバータ角周波数ω０から
三角関数発生器55によって正弦波sinω0t、余弦波cosω
0tを発生させ、これら信号をPWM信号発生回路53が絶対
値 で振幅調整し、位相角tan-1（ｅ１α/e１β）で位相調
整する。電動機１の速度検出は、エンコーダ3Aと速度信
号変換器3Bによって行われる。
クトル制御装置で示す。ベクトル演算部５は電流指令値
ｉ１α＊,i１β＊に対して非干渉演算回路51による互い
の電流ｉ１α,i１βによる干渉分を除く非干渉演算（例
えば特開昭59−165982号公報）を行うと共に電圧指令値
ｅ１α＊,e１β＊に変換し、この電圧指令値ｅ１α＊,i
１β＊から座標変換回路52によって絶対値と位相角を求
め、PWM信号発生回路53によって各相電圧指令ea＊,e
b＊,ec＊のPWM信号を得る。このPWM信号発生に、すべり
角周波数演算回路54は二次時定数τ２＊と電流指令ｉ
１α＊,i１β＊からすべり角周波数ωｓを求め、これに
速度検出値ωｒを加算したインバータ角周波数ω０から
三角関数発生器55によって正弦波sinω0t、余弦波cosω
0tを発生させ、これら信号をPWM信号発生回路53が絶対
値 で振幅調整し、位相角tan-1（ｅ１α/e１β）で位相調
整する。電動機１の速度検出は、エンコーダ3Aと速度信
号変換器3Bによって行われる。
二次時定数演算部６は、インバータ出力電流検出値ia,i
b,icと三角関数発生器55の正弦波，余弦波から３相−２
相変換器61で２相の電流信号からｉ１α,i１βを得、電
圧信号ｅ１α,e１βは電圧型ベクトル制御であるため非
干渉演算回路51の出力を利用し、これら電流信号と電圧
信号から乗算器62〜65と加減算器66,67に前述（８），
（９）式の信号X,Yを得、二乗演算器68,69と加算器610
から一次電流 の絶対値|i1|2を得、係数器611で一次抵抗係数R1を乗算
及び係数器612で等価漏れインダクタンスＬσを乗算と
乗算器613でのインバータ角周波数ω０の乗算によって
電流|i1|2の係数を求め、これらとX,Y信号から加減算器
614,615と除算器616,乗算器617によって二次時定数τ２
の逆数を求める。
b,icと三角関数発生器55の正弦波，余弦波から３相−２
相変換器61で２相の電流信号からｉ１α,i１βを得、電
圧信号ｅ１α,e１βは電圧型ベクトル制御であるため非
干渉演算回路51の出力を利用し、これら電流信号と電圧
信号から乗算器62〜65と加減算器66,67に前述（８），
（９）式の信号X,Yを得、二乗演算器68,69と加算器610
から一次電流 の絶対値|i1|2を得、係数器611で一次抵抗係数R1を乗算
及び係数器612で等価漏れインダクタンスＬσを乗算と
乗算器613でのインバータ角周波数ω０の乗算によって
電流|i1|2の係数を求め、これらとX,Y信号から加減算器
614,615と除算器616,乗算器617によって二次時定数τ２
の逆数を求める。
なお、電流型ベクトル制御装置では、電流検出に代えて
電流指令値ｉ１α,i１βを使用し、電圧検出値ia,ib,ic
とから二次時定数τ２の逆数を求める構成になる。
電流指令値ｉ１α,i１βを使用し、電圧検出値ia,ib,ic
とから二次時定数τ２の逆数を求める構成になる。
また、二次時定数演算に使用する一次抵抗R1は、温度に
よって変化するため、高精度制御には該抵抗R1の変化を
温度検出値と対応づけて補正することができる。
よって変化するため、高精度制御には該抵抗R1の変化を
温度検出値と対応づけて補正することができる。
G.発明の効果 以上のとおり、本発明によれば、誘導電動機の一次電
圧，電流の検出値又は指令値を使って二次時定数を求
め、これによって、ベクトル演算を行うようにしたた
め、二次抵抗R2の変動による精度の低下を補償した制御
ができ、また二次時定数の演算は比較的簡単な演算回路
又は処理装置によって得ることができる効果がある。
圧，電流の検出値又は指令値を使って二次時定数を求
め、これによって、ベクトル演算を行うようにしたた
め、二次抵抗R2の変動による精度の低下を補償した制御
ができ、また二次時定数の演算は比較的簡単な演算回路
又は処理装置によって得ることができる効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す装置構成図、第２図は
第１図における二次時定数演算部６の演算回路図、第３
図は本発明を電圧型ベクトル制御装置に適用した場合の
具体的ブロック図である。 １……誘導電動機、２……インバータ、５……ベクトル
演算部、６……二次時定数演算部、51……非干渉演算回
路、52……座標変換回路、53……PWM信号発生回路、54
……すべり角周波数演算回路、55……三角関数発生器、
61……３相−２相変換器。
第１図における二次時定数演算部６の演算回路図、第３
図は本発明を電圧型ベクトル制御装置に適用した場合の
具体的ブロック図である。 １……誘導電動機、２……インバータ、５……ベクトル
演算部、６……二次時定数演算部、51……非干渉演算回
路、52……座標変換回路、53……PWM信号発生回路、54
……すべり角周波数演算回路、55……三角関数発生器、
61……３相−２相変換器。
Claims (1)
- 【請求項１】誘導電動機の励磁電流指令値ｉ１α＊とト
ルク電流指令値ｉ１β＊及び二次抵抗R2と二次インダク
タンスL2の比になる二次時定数τ２の逆数からすべり角
周波数を求めて誘導電動機をベクトル制御する装置にお
いて、誘導電動機の一次電圧と電流の検出値又は指令値
から励磁電流ｉ１α，トルク電流ｉ１β，励磁電圧ｅ
１α，トルク電圧ｅ１βを求め、これら値と電動機の一
次抵抗R1,電源角周波数ω0,等価漏れインダクタンスＬ
σ，初期設定二次時定数τ２＊から次式 但し、Ｘ＝|e１αｉ１β−ｅ１βｉ１α｜ Ｙ＝|e１αｉ１α＋ｅ１βｉ１β｜ に従って二次時定数τ２の逆数を求めることを特徴とす
る誘導電動機のベクトル制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62016855A JPH07118954B2 (ja) | 1987-01-27 | 1987-01-27 | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62016855A JPH07118954B2 (ja) | 1987-01-27 | 1987-01-27 | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63277489A JPS63277489A (ja) | 1988-11-15 |
| JPH07118954B2 true JPH07118954B2 (ja) | 1995-12-18 |
Family
ID=11927831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62016855A Expired - Fee Related JPH07118954B2 (ja) | 1987-01-27 | 1987-01-27 | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07118954B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0340786A (ja) * | 1989-07-04 | 1991-02-21 | Nippon Otis Elevator Co | 誘導電動機のベクトル制御方法 |
| JPH0755080B2 (ja) * | 1989-09-29 | 1995-06-07 | 譲 常広 | インバータの制御装置 |
-
1987
- 1987-01-27 JP JP62016855A patent/JPH07118954B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63277489A (ja) | 1988-11-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |