JPH0724480B2 - 誘導電動機のベクトル制御方法 - Google Patents
誘導電動機のベクトル制御方法Info
- Publication number
- JPH0724480B2 JPH0724480B2 JP63206866A JP20686688A JPH0724480B2 JP H0724480 B2 JPH0724480 B2 JP H0724480B2 JP 63206866 A JP63206866 A JP 63206866A JP 20686688 A JP20686688 A JP 20686688A JP H0724480 B2 JPH0724480 B2 JP H0724480B2
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- Japan
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- slip frequency
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- magnetic flux
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、すべり周波数形ベクトル制御装置を用い
て、入力電圧が変動しても安定な制御が行える誘導電動
機のベクトル制御方法に関する。
て、入力電圧が変動しても安定な制御が行える誘導電動
機のベクトル制御方法に関する。
誘導電動機のすべり周波数形ベクトル制御は次のように
して行われる。
して行われる。
すなわち、誘導電動機の２次磁束座標上における当該電
動機の１次電流を、相互に直交するトルク電流成分と励
磁電流成分とに分解し、トルク電流成分についてはその
検出値が指令値に一致するように、また励磁電流成分に
ついてもその検出値が指令値に一致するように、各電流
成分を独立に制御するのであるが、その際に必要となる
２次磁束座標と静止座標との相互変換は、２次磁束ベク
トルを検出することなしに行う。
動機の１次電流を、相互に直交するトルク電流成分と励
磁電流成分とに分解し、トルク電流成分についてはその
検出値が指令値に一致するように、また励磁電流成分に
ついてもその検出値が指令値に一致するように、各電流
成分を独立に制御するのであるが、その際に必要となる
２次磁束座標と静止座標との相互変換は、２次磁束ベク
トルを検出することなしに行う。
そこでこの誘導電動機の定数と、上記のトルク電流また
は励磁電流とを用いてすべに周波数を演算し、この演算
結果に当該電動機の回転速度を加算して２次磁束の回転
速度を求める。この２次磁束回転速度を積分することで
２次磁束の推定位置が得られるので、これを座標変換に
用いる。
は励磁電流とを用いてすべに周波数を演算し、この演算
結果に当該電動機の回転速度を加算して２次磁束の回転
速度を求める。この２次磁束回転速度を積分することで
２次磁束の推定位置が得られるので、これを座標変換に
用いる。
誘導電動機の２次抵抗値をR2、２次磁束指令値を
Ψ２ ＊、トルク電流をTiとすると、上述したすべり周波
数ωｓは次の（１）式で演算される。
Ψ２ ＊、トルク電流をTiとすると、上述したすべり周波
数ωｓは次の（１）式で演算される。
前述のようにして求めた２次磁束推定位置を用いること
で、誘導電動機に流れている３相電流実際値を座標変換
してトルク電流検出値と励磁電流検出値とを求めること
ができる。
で、誘導電動機に流れている３相電流実際値を座標変換
してトルク電流検出値と励磁電流検出値とを求めること
ができる。
一方、電動機の速度検出値を磁束演算器を介して２次磁
束指令値とし、この２次磁束指令値を1/M倍することで
励磁電流指令値が得られる。また電動機の速度指令値と
速度検出値との偏差を速度調節器に入力することでトル
ク指令値を求め、このトルク指令値を前述の２次磁速指
令値で割算することでトルク電流指令値が得られる。
束指令値とし、この２次磁束指令値を1/M倍することで
励磁電流指令値が得られる。また電動機の速度指令値と
速度検出値との偏差を速度調節器に入力することでトル
ク指令値を求め、このトルク指令値を前述の２次磁速指
令値で割算することでトルク電流指令値が得られる。
そこで、トルク電流検出値をトルク電流指令値に一致さ
せるフィードバック制御と、励磁電流検出値を励磁電流
指令値に一致させるフィードバック制御を行い、その結
果を３相電圧信号に座標変換し、パルス幅変調（以下で
はPWMと略記する）して、PWMインバータを介し誘導電動
機を制御するのがすべり周波数形ベクトル制御方法であ
る。
せるフィードバック制御と、励磁電流検出値を励磁電流
指令値に一致させるフィードバック制御を行い、その結
果を３相電圧信号に座標変換し、パルス幅変調（以下で
はPWMと略記する）して、PWMインバータを介し誘導電動
機を制御するのがすべり周波数形ベクトル制御方法であ
る。
ところで、前述のすべり周波数ωｓを算出する（１）式
に使用するトルク電流Tiとしては、トルク電流指令値を
用いる方法とトルク電流検出値を用いる方法とがある
が、前者、すなわちトルク電流指令値を用いた演算が一
般に採用されている。これは電動機始動時などの過渡状
態で、トルク電流指令値にまだトルク電流指令値が追従
できないでいる場合には、実際よりも大きなすべり周波
数を出すことから、この電動機が出力することができる
最大のトルクを出させることになるので、加速時間を短
縮できることを、またすべり周波数にノイズ・リップル
の影響が出ないこと、などの利点があるからである。
に使用するトルク電流Tiとしては、トルク電流指令値を
用いる方法とトルク電流検出値を用いる方法とがある
が、前者、すなわちトルク電流指令値を用いた演算が一
般に採用されている。これは電動機始動時などの過渡状
態で、トルク電流指令値にまだトルク電流指令値が追従
できないでいる場合には、実際よりも大きなすべり周波
数を出すことから、この電動機が出力することができる
最大のトルクを出させることになるので、加速時間を短
縮できることを、またすべり周波数にノイズ・リップル
の影響が出ないこと、などの利点があるからである。
しかしながら、このすべり周波数形ベクトル制御装置の
入力電圧が低下した場合には、定常的にトルク電流指令
値どおりの電流が流れなくなるため、この誘導電動機の
２次磁束座標と、制御の２次磁束座標とが一致しなくな
り、その結果、制御系が不安定状態になって当該電動機
を駆動するのに支障を生じる大きな欠を有している。
入力電圧が低下した場合には、定常的にトルク電流指令
値どおりの電流が流れなくなるため、この誘導電動機の
２次磁束座標と、制御の２次磁束座標とが一致しなくな
り、その結果、制御系が不安定状態になって当該電動機
を駆動するのに支障を生じる大きな欠を有している。
そこでこの発明の目的は、すべり周波数数ベクトル制御
装置により誘導電動機を駆動する場合に、この制御装置
の入力電圧が低下した場合でも、当該電動機を安定に駆
動できるようにすることにある。
装置により誘導電動機を駆動する場合に、この制御装置
の入力電圧が低下した場合でも、当該電動機を安定に駆
動できるようにすることにある。
上記の目的を達成するために、この発明はのベクトル制
御方法は、誘導電動機の２次磁束座標上での誘導電動機
１次電流の相互に直交するトルク電流成分と励磁電流成
分とを、それぞれ別個にその検出値を指令値に一致させ
る制御を行い、かつ当該電動機の定数と前記トルク電流
または励磁電流から演算されるすべり周波数に電動機回
転速度を加算・積分して電動機２次磁束位置を推定し、
この推定位置を用いて２次磁束座標と静止座標との変換
を行うすべり周波数形ベクトル制御装置を備えた誘導電
動機のベクトル制御方法において、前記すべり周波数形
ベクトル制御装置の入力電圧が所定値以上のときは、前
記すべり周波数はトルク電流指令値を用いて演算し、入
力電圧が前記所定値を下廻るときはトルク電流検出値を
用いてすべり周波数の演算を行うものとする。
御方法は、誘導電動機の２次磁束座標上での誘導電動機
１次電流の相互に直交するトルク電流成分と励磁電流成
分とを、それぞれ別個にその検出値を指令値に一致させ
る制御を行い、かつ当該電動機の定数と前記トルク電流
または励磁電流から演算されるすべり周波数に電動機回
転速度を加算・積分して電動機２次磁束位置を推定し、
この推定位置を用いて２次磁束座標と静止座標との変換
を行うすべり周波数形ベクトル制御装置を備えた誘導電
動機のベクトル制御方法において、前記すべり周波数形
ベクトル制御装置の入力電圧が所定値以上のときは、前
記すべり周波数はトルク電流指令値を用いて演算し、入
力電圧が前記所定値を下廻るときはトルク電流検出値を
用いてすべり周波数の演算を行うものとする。
この発明は、すべり周波数形ベクトル制御装置のすべり
周波数演算に、通常はトルク電流指令値を用いるのであ
るが、前記装置の入力電圧があらかじめ定めた値よりも
低下したことを検出すれば、トルク電流指令値をトルク
電流検出値に切換えてすべり周波数の演算を行わせるこ
とにより、電圧の変動に起因する当該電動機制御系の不
安定を解消しようとするものである。
周波数演算に、通常はトルク電流指令値を用いるのであ
るが、前記装置の入力電圧があらかじめ定めた値よりも
低下したことを検出すれば、トルク電流指令値をトルク
電流検出値に切換えてすべり周波数の演算を行わせるこ
とにより、電圧の変動に起因する当該電動機制御系の不
安定を解消しようとするものである。
第１図は本発明の実施例をあらわした回路図であり、第
２図は第１図に示す実施例回路を適用した全体回路図で
ある。
２図は第１図に示す実施例回路を適用した全体回路図で
ある。
まず第２図により誘導電動機のベクトル制御の概略を説
明する。この第２図において、交流電源１からの交流電
力はコンバータ２と平滑コンデンサ３とにより平滑な直
流に変換され、次いでこの直流をPWMインバータ４によ
り所望の電圧と周波数の交流に変換して、誘導電動機５
を可変速駆動する。この電動機５の各相電流は変流器６
により検出され、電動機速度は速度発信機７により検出
されてマイクロコンピュータ20に入力し、また速度指令
値が速度設定器11により設定されて、これもマイクロコ
ンピュータ20に入力している。さらに、本発明において
は、平滑コンデンサ３を設置している直流中間回路の電
圧ＶDCを電圧検出器15で検出し、電圧設定器16により設
定している電圧と、この検出電圧との大小関係を比較器
17で判定してマイクロコンピュータ20に入力している。
明する。この第２図において、交流電源１からの交流電
力はコンバータ２と平滑コンデンサ３とにより平滑な直
流に変換され、次いでこの直流をPWMインバータ４によ
り所望の電圧と周波数の交流に変換して、誘導電動機５
を可変速駆動する。この電動機５の各相電流は変流器６
により検出され、電動機速度は速度発信機７により検出
されてマイクロコンピュータ20に入力し、また速度指令
値が速度設定器11により設定されて、これもマイクロコ
ンピュータ20に入力している。さらに、本発明において
は、平滑コンデンサ３を設置している直流中間回路の電
圧ＶDCを電圧検出器15で検出し、電圧設定器16により設
定している電圧と、この検出電圧との大小関係を比較器
17で判定してマイクロコンピュータ20に入力している。
マイクロコンピュータ20はこれらの入力信号を処理して
誘導電動機５に印加すべき３相電圧指令値をパルス幅変
調回路13に出力するが、キヤリヤ発生回路12からの高い
周波数の３角波もパルス幅変調回路13に与えられ、ここ
でPWMインバータ４を制御するための信号を作製してい
るので、誘導電動機５は速度設定器11が出力する速度指
令値に従った値で運転することとなる。
誘導電動機５に印加すべき３相電圧指令値をパルス幅変
調回路13に出力するが、キヤリヤ発生回路12からの高い
周波数の３角波もパルス幅変調回路13に与えられ、ここ
でPWMインバータ４を制御するための信号を作製してい
るので、誘導電動機５は速度設定器11が出力する速度指
令値に従った値で運転することとなる。
この第２図に記載のマイクロコンピュータ20の信号処理
内容を回路図にして示したものが第１図すなわちち本発
明の実施例回路である。
内容を回路図にして示したものが第１図すなわちち本発
明の実施例回路である。
この第１図における速度制御タスクでは、速度設定器11
からの速度指令値Ｎ＊と速度発信機７からの速度検出値
Ｎとの偏差を速度調節器21に与えてトルク指令値τ＊を
得る。このトルク指令値τ＊を２次磁束指令値Ψ＊で割
算することでトルク電流指令値ＩＴ ＊を得るのである
が、この２次磁束指令値Ψ＊は速度検出値Ｎを磁束演算
器22を通過させることで得られる。そしてこの２次磁束
指令値Ψ＊を1/M倍することで励磁電流指令値ＩＭ ＊を
求める。また直流中間回路電圧ＶDCが設定値よりも高い
ことを比較器17が検出すれば、信号切換器30を介してす
べり周波数演算器28にはトルク電流指令値ＩＴ ＊が与え
られ、電圧ＶDCが設定値よりも低ければ比較器17からの
信号により、信号切換器30を介してトルク電流検出値Ｉ
Ｔがすべり周波数演算器28に入力されるので、このすべ
り周波数演算器28は２次磁束指令値Ψ＊と、トルク電流
指令値ＩＴ ＊または検出値ＩＴとによりすべり周波数ω
ｓを演算して出力する。以上で速度制御タスクは完了す
る。
からの速度指令値Ｎ＊と速度発信機７からの速度検出値
Ｎとの偏差を速度調節器21に与えてトルク指令値τ＊を
得る。このトルク指令値τ＊を２次磁束指令値Ψ＊で割
算することでトルク電流指令値ＩＴ ＊を得るのである
が、この２次磁束指令値Ψ＊は速度検出値Ｎを磁束演算
器22を通過させることで得られる。そしてこの２次磁束
指令値Ψ＊を1/M倍することで励磁電流指令値ＩＭ ＊を
求める。また直流中間回路電圧ＶDCが設定値よりも高い
ことを比較器17が検出すれば、信号切換器30を介してす
べり周波数演算器28にはトルク電流指令値ＩＴ ＊が与え
られ、電圧ＶDCが設定値よりも低ければ比較器17からの
信号により、信号切換器30を介してトルク電流検出値Ｉ
Ｔがすべり周波数演算器28に入力されるので、このすべ
り周波数演算器28は２次磁束指令値Ψ＊と、トルク電流
指令値ＩＴ ＊または検出値ＩＴとによりすべり周波数ω
ｓを演算して出力する。以上で速度制御タスクは完了す
る。
次に電流制御タスクでは、すべり周波数ωｓを積分器29
で積分した値と、速度検出値Ｎを積分器27で積分した値
とを加算することで２次磁束推定位置φ２をを求め、こ
のφ２用いて誘導電動機５の３相電流検出値Ia、Ib、Ic
を座標変換器31により座標変換してトルク電流検出値Ｉ
Ｔと励磁電流検出値ＩＭとを求める。このトルク電流検
出値ＩＴと前述のトルク電流指令値ＩＴ ＊との偏差をト
ルク電流調節器25に入力することでトルク電圧指令値Ｖ
Ｔ ＊を、また励磁電流検出値ＩＭと励磁電流指令値ＩＭ
＊との偏差を励磁電流調節器26に与えることで励磁電圧
指令値ＶＭ ＊を得る。そこで座標変換器32において、こ
れらトルク電圧指令値ＶＴ ＊と励磁電指令値ＶＭ ＊とを
前述の２次磁束推定位置φ２を用いて座標変換すること
により、３相電指令値Va＊、Vb＊、Vc＊、を得るのであ
って、以上が電流制御タスクである。
で積分した値と、速度検出値Ｎを積分器27で積分した値
とを加算することで２次磁束推定位置φ２をを求め、こ
のφ２用いて誘導電動機５の３相電流検出値Ia、Ib、Ic
を座標変換器31により座標変換してトルク電流検出値Ｉ
Ｔと励磁電流検出値ＩＭとを求める。このトルク電流検
出値ＩＴと前述のトルク電流指令値ＩＴ ＊との偏差をト
ルク電流調節器25に入力することでトルク電圧指令値Ｖ
Ｔ ＊を、また励磁電流検出値ＩＭと励磁電流指令値ＩＭ
＊との偏差を励磁電流調節器26に与えることで励磁電圧
指令値ＶＭ ＊を得る。そこで座標変換器32において、こ
れらトルク電圧指令値ＶＴ ＊と励磁電指令値ＶＭ ＊とを
前述の２次磁束推定位置φ２を用いて座標変換すること
により、３相電指令値Va＊、Vb＊、Vc＊、を得るのであ
って、以上が電流制御タスクである。
第３図は第１図に示す実施例回路における速度制御タス
クのフローをあらわした図であり、第４図は第１図に示
す実施例回路における電流制御タスクのフローをあらわ
した図である。
クのフローをあらわした図であり、第４図は第１図に示
す実施例回路における電流制御タスクのフローをあらわ
した図である。
なお、すり周波数ωは（１）式に示すように、トルク電
流Tiと２次磁束指令値Ψ＊および電動機２次抵抗値R2と
により演算しているが、２次磁束指令値Ψ＊の代りに励
磁電流Miを用い、下記の（２）式で演算することもでき
る。但しＰは微分演算子であり、α２は電動機の２次時
定数である。
流Tiと２次磁束指令値Ψ＊および電動機２次抵抗値R2と
により演算しているが、２次磁束指令値Ψ＊の代りに励
磁電流Miを用い、下記の（２）式で演算することもでき
る。但しＰは微分演算子であり、α２は電動機の２次時
定数である。
この（２）式において、励磁電流Miとして励磁電流指令
値ＩＭ ＊を用いても、励磁電流検出値ＩＭを用いても、
特性は殆ど変化しない。また、この（２）式におけるト
ルク電流Tiとしてトルク電流指令値ＩＴ ＊、トルク電流
検出値ITのいずれを選択するかは、上述した本発明によ
るものである。
値ＩＭ ＊を用いても、励磁電流検出値ＩＭを用いても、
特性は殆ど変化しない。また、この（２）式におけるト
ルク電流Tiとしてトルク電流指令値ＩＴ ＊、トルク電流
検出値ITのいずれを選択するかは、上述した本発明によ
るものである。
また入力電圧として直流中間回路電圧ＶDCの代りに交流
電源１の電圧を用いても差支えないことは勿論である
し、このように入力電圧を交流電源１において検出する
ことにより、本発明の実施例で説明した電圧形PWMイン
バータの代りにサイクロコンバータや電流形インバータ
にも適用することができる。
電源１の電圧を用いても差支えないことは勿論である
し、このように入力電圧を交流電源１において検出する
ことにより、本発明の実施例で説明した電圧形PWMイン
バータの代りにサイクロコンバータや電流形インバータ
にも適用することができる。
この発明によれば、すべり周波数形ベクトル制御方式に
より誘導電動機を制御する場合に、装置の電流側電圧が
正常のときはトルク電流指令値を用いてすべり周波数を
演算し、電源電圧が所定値以下になった場合にはトルク
電流検出値を用いてすべり周波数を演算するような切換
え手段を設けることにより、電源電圧正常時には、当該
電動機の能力を最大限に発揮できるとともに、電源電圧
が低下した場合でも、この電動機を安定に制御して運転
できる効果が得られる。
より誘導電動機を制御する場合に、装置の電流側電圧が
正常のときはトルク電流指令値を用いてすべり周波数を
演算し、電源電圧が所定値以下になった場合にはトルク
電流検出値を用いてすべり周波数を演算するような切換
え手段を設けることにより、電源電圧正常時には、当該
電動機の能力を最大限に発揮できるとともに、電源電圧
が低下した場合でも、この電動機を安定に制御して運転
できる効果が得られる。
第１図は本発明の実施例をあらわした回路図、第２図は
第１図に示す実施例回路を適用した全体回路図であり、
第３図は第１図に示す実施例回路における速度制御タス
クのフローをあらわした図、第４図は第１図に示す実施
例回路における電流制御タスクのフローをあらわした図
である。 １……交流電源、２……コンバータ、３……平滑コンデ
ンサ、４……PWMインバータ、５……誘導電動機、６…
…変換器、７……速度発信機、11……速度設定器、12…
…キヤリヤ発生回路、13……パルス幅変調回路、15……
電圧検出器、16……電圧設定器、17……比較器、20……
マイクロコンピュータ、21……速度調節器、22……磁束
演算器、23……割算器、24……増幅器、25……トルク電
流調節器、26……励磁電流調節器、27,29……積分器、2
8……すべり周波数演算器、30……信号切換器、31,32…
…座標変換器。
第１図に示す実施例回路を適用した全体回路図であり、
第３図は第１図に示す実施例回路における速度制御タス
クのフローをあらわした図、第４図は第１図に示す実施
例回路における電流制御タスクのフローをあらわした図
である。 １……交流電源、２……コンバータ、３……平滑コンデ
ンサ、４……PWMインバータ、５……誘導電動機、６…
…変換器、７……速度発信機、11……速度設定器、12…
…キヤリヤ発生回路、13……パルス幅変調回路、15……
電圧検出器、16……電圧設定器、17……比較器、20……
マイクロコンピュータ、21……速度調節器、22……磁束
演算器、23……割算器、24……増幅器、25……トルク電
流調節器、26……励磁電流調節器、27,29……積分器、2
8……すべり周波数演算器、30……信号切換器、31,32…
…座標変換器。
Claims (1)
- 【請求項１】誘導電動機の２次磁束座標上での誘導電動
機１次電流の相互に直交するトルク電流成分と励磁電流
成分とを、それぞれ別個にその検出値を指令値に一致さ
せる制御を行い、かつ当該電動機の定数と前記トルク電
流または励磁電流から演算されるすべり周波数に電動機
回転速度を加算・積分して電動機２次磁束位置を推定
し、この推定位置を用いて２次磁束座標と静止座標との
変換を行うすべり周波数形ベクトル制御装置を備えた誘
導電動機のベクトル制御方法において、前記すべり周波
数形ベクトル制御装置の入力電圧が所定値以上のとき
は、前記すべり周波数はトルク電流指令値を用いて演算
し、入力電圧が前記所定値を下廻るときはトルク電流検
出値を用いてすべり周波数の演算を行うことを特徴とす
る誘導電動機のベクトル制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63206866A JPH0724480B2 (ja) | 1988-08-20 | 1988-08-20 | 誘導電動機のベクトル制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63206866A JPH0724480B2 (ja) | 1988-08-20 | 1988-08-20 | 誘導電動機のベクトル制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0255592A JPH0255592A (ja) | 1990-02-23 |
| JPH0724480B2 true JPH0724480B2 (ja) | 1995-03-15 |
Family
ID=16530337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63206866A Expired - Lifetime JPH0724480B2 (ja) | 1988-08-20 | 1988-08-20 | 誘導電動機のベクトル制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0724480B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013132660A1 (ja) * | 2012-03-09 | 2013-09-12 | 三菱電機株式会社 | モータ制御装置 |
| CN113938072B (zh) * | 2021-09-14 | 2025-06-10 | 珠海格力电器股份有限公司 | 直流风机启动控制方法、装置、存储介质及电子设备 |
-
1988
- 1988-08-20 JP JP63206866A patent/JPH0724480B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0255592A (ja) | 1990-02-23 |
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