JPH0767319B2 - 誘導電動機の可変速制御装置 - Google Patents
誘導電動機の可変速制御装置Info
- Publication number
- JPH0767319B2 JPH0767319B2 JP63050607A JP5060788A JPH0767319B2 JP H0767319 B2 JPH0767319 B2 JP H0767319B2 JP 63050607 A JP63050607 A JP 63050607A JP 5060788 A JP5060788 A JP 5060788A JP H0767319 B2 JPH0767319 B2 JP H0767319B2
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- Japan
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- torque
- iron loss
- induction motor
- motor
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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、ベクトル制御を基礎技術とした誘導電動機の
高精度な可変速制御装置に関する。
高精度な可変速制御装置に関する。
第６図は、かかるベクトル制御による誘導電動機の可変
速制御装置の従来例を示すブロック図である。
速制御装置の従来例を示すブロック図である。
同図において、１は直流電源PNを３相電源に変換するイ
ンバータ、２は制御対象である誘導電動機、３は速度検
出器であり例えばパルス発振器を用いる。制御装置は、
速度設定器４、速度調節器５、磁化電流設定器８、すべ
り演算器９、積分器10、３相/2相変換器11、座標回転器
（VD）12,15、電流調節器13,14、点弧パルス発生器16、
で構成される。
ンバータ、２は制御対象である誘導電動機、３は速度検
出器であり例えばパルス発振器を用いる。制御装置は、
速度設定器４、速度調節器５、磁化電流設定器８、すべ
り演算器９、積分器10、３相/2相変換器11、座標回転器
（VD）12,15、電流調節器13,14、点弧パルス発生器16、
で構成される。
速度設定器４で設定された速度設定値ω2 *は速度調節器
５に入力される。速度調節器５は速度設定値ω２ ＊と速
度検出器３の出力から求まる速度実際値ω２との偏差を
増幅し、その出力はトルク電流の目標値iT *となる。８
はすでに述べたように、磁化電流の目標値iM *を与える
磁化電流設定器であり、９は磁化電流目標値iM *とトル
ク電流目標値iT *とから下記（１）式に従い、電動機の
磁束ベクトルの角速度ωＳを演算するすべり演算器であ
る。
５に入力される。速度調節器５は速度設定値ω２ ＊と速
度検出器３の出力から求まる速度実際値ω２との偏差を
増幅し、その出力はトルク電流の目標値iT *となる。８
はすでに述べたように、磁化電流の目標値iM *を与える
磁化電流設定器であり、９は磁化電流目標値iM *とトル
ク電流目標値iT *とから下記（１）式に従い、電動機の
磁束ベクトルの角速度ωＳを演算するすべり演算器であ
る。
なお磁束ベクトルの角速度ωＳは定常状態では誘導電動
機のすべり周波数に相当する。
機のすべり周波数に相当する。
ただし Ｋは比例定数 r2′は誘導電動機の２次抵抗 lmは誘導電動機の励磁インダクタンス ｐは微分演算子 T2＝（l2′＋lm）／r2′ l2′は誘導電動機の２次のもれインダクタンス 磁束ベクトルの角速度ωＳと電動機の速度実際値ω２は
積分器10で加算したのち積分し、回転子に対する磁束ベ
クトルの位相角を得る。11は、すでに述べたように電
動機電流を直交した２相電流ｉα,iβに変換する３相/2
相変換器で、その値を座標回転器12で座標軸をだけ回
転することにより磁化電流iMとトルク電流iTを得る。磁
化電流iM，トルク電流iTはそれぞれ電流調節器13と14に
入力され、該電流調節器13と14はそれぞれiM *とiM，iT *
とiTの偏差を増幅する。それぞれの出力は電動機の２軸
電圧目標値vM *とvT *に相当し、vM *，vT *は座標変換器15
で２相の電圧目標値ｖα *,vβ *に変換される。ｖα *,v
β *より点弧パルス発生器16によりインバータのスイツ
チングが行われる。
積分器10で加算したのち積分し、回転子に対する磁束ベ
クトルの位相角を得る。11は、すでに述べたように電
動機電流を直交した２相電流ｉα,iβに変換する３相/2
相変換器で、その値を座標回転器12で座標軸をだけ回
転することにより磁化電流iMとトルク電流iTを得る。磁
化電流iM，トルク電流iTはそれぞれ電流調節器13と14に
入力され、該電流調節器13と14はそれぞれiM *とiM，iT *
とiTの偏差を増幅する。それぞれの出力は電動機の２軸
電圧目標値vM *とvT *に相当し、vM *，vT *は座標変換器15
で２相の電圧目標値ｖα *,vβ *に変換される。ｖα *,v
β *より点弧パルス発生器16によりインバータのスイツ
チングが行われる。
なお主制御対象がトルクの場合には速度設定器４、速度
調節器５は不要であり、トルクの所望値に対応してiT *
を与えればよい。
調節器５は不要であり、トルクの所望値に対応してiT *
を与えればよい。
以上が交流電動機の高性能なトルク制御技術として知ら
れるベクトル制御の概要である。
れるベクトル制御の概要である。
ベクトル制御は、すでに述べたように、交流電動機の磁
束や電流等をベクトル量として取り扱い、磁束ベクトル
に平行して磁束発生に寄与する電流成分（磁化電流）
と、同ベクトルに直交しトルク発生に寄与する電流成分
（トルク電流）を独立に制御することにより、交流電動
機の高性能なトルク制御を可能とする。しかるに、これ
までのベクトル制御においては、交流電動機の鉄損に関
しては言及されておらず、鉄損は微少であるとの仮定の
もとに無視されている。
束や電流等をベクトル量として取り扱い、磁束ベクトル
に平行して磁束発生に寄与する電流成分（磁化電流）
と、同ベクトルに直交しトルク発生に寄与する電流成分
（トルク電流）を独立に制御することにより、交流電動
機の高性能なトルク制御を可能とする。しかるに、これ
までのベクトル制御においては、交流電動機の鉄損に関
しては言及されておらず、鉄損は微少であるとの仮定の
もとに無視されている。
鉄損を無視する影響は、所望トルクに対し、実際に発生
するトルクに誤差を生じる。特に張力制御を行う用途で
は、良好なトルク制御精度が必要とされるが、鉄損に起
因するトルク制御誤差は数％に達することもあり、鉄損
は無視できるとは云い難い。
するトルクに誤差を生じる。特に張力制御を行う用途で
は、良好なトルク制御精度が必要とされるが、鉄損に起
因するトルク制御誤差は数％に達することもあり、鉄損
は無視できるとは云い難い。
本発明の目的は、誘導電動機の鉄損を考慮し、鉄損分を
予め見込んだトルク電流目標値を設定することにより、
誘導電動機の高応答，高精度なトルク制御を実現する誘
導電動機の可変速制御装置を提供することにある。
予め見込んだトルク電流目標値を設定することにより、
誘導電動機の高応答，高精度なトルク制御を実現する誘
導電動機の可変速制御装置を提供することにある。
上記目的達成のため、本発明では、ベクトル制御による
誘導電動機の可変速制御装置において、電動機特性で決
まり熱損失となり発生に寄与しない鉄損電流分を設定す
る鉄損電流設定手段と、前記電動機トルクを所望トルク
に対応させるべくトルク電流値を設定するトルク電流設
定手段と、前記鉄損電流設定手段とトルク電流設定手段
との出力の和を求める加算手段とからなり、前記加算手
段の出力を前記トルク電流の調整のためのトルク電流目
標値として設定するトルク電流目標値設定手段を具備し
た。
誘導電動機の可変速制御装置において、電動機特性で決
まり熱損失となり発生に寄与しない鉄損電流分を設定す
る鉄損電流設定手段と、前記電動機トルクを所望トルク
に対応させるべくトルク電流値を設定するトルク電流設
定手段と、前記鉄損電流設定手段とトルク電流設定手段
との出力の和を求める加算手段とからなり、前記加算手
段の出力を前記トルク電流の調整のためのトルク電流目
標値として設定するトルク電流目標値設定手段を具備し
た。
誘導電動機の鉄損を考慮するならば、磁束ベクトルに直
交する電流成分は、本来のトルク発生に寄与するトルク
電流と熱損失となりトルク発生に寄与しない鉄損電流に
分類される。なおトルク電流の概念を明確にするため、
以後、従来のトルク電流を第１のトルク電流、本発明に
従い本来のトルク発生に寄与するトルク電流を第２のト
ルク電流とよぶことにする。各電流は次式の関係とな
る。
交する電流成分は、本来のトルク発生に寄与するトルク
電流と熱損失となりトルク発生に寄与しない鉄損電流に
分類される。なおトルク電流の概念を明確にするため、
以後、従来のトルク電流を第１のトルク電流、本発明に
従い本来のトルク発生に寄与するトルク電流を第２のト
ルク電流とよぶことにする。各電流は次式の関係とな
る。
第１のトルク電流＝第２のトルク電流＋鉄損電流 ……
（２） 本発明では、その原理に従い、所望トルクに対応して第
２のトルク電流を制御し、鉄損電流は電動機特性で決ま
る所定値を供給し、よつて高精度なトルク制御を実現す
る。また誘導電動機の２次磁束が一定のとき、トルクと
すべり周波数は比例するため、すべり周波数は所望トル
クに対応した第２のトルク電流に比例して制御する。
（２） 本発明では、その原理に従い、所望トルクに対応して第
２のトルク電流を制御し、鉄損電流は電動機特性で決ま
る所定値を供給し、よつて高精度なトルク制御を実現す
る。また誘導電動機の２次磁束が一定のとき、トルクと
すべり周波数は比例するため、すべり周波数は所望トル
クに対応した第２のトルク電流に比例して制御する。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。第
１図を従来の技術を示した第６図と比較すると、鉄損電
流設定器６と加算器７が図示の如く追加された点で相違
するだけで、他は変わらないことが分かる。
１図を従来の技術を示した第６図と比較すると、鉄損電
流設定器６と加算器７が図示の如く追加された点で相違
するだけで、他は変わらないことが分かる。
第１図において、速度調節器５は、速度設定値ω２ ＊と
速度検出器３の出力から求まる速度実際値ω２との偏差
を増幅し、その出力は所望トルクに対応した第２のトル
ク電流の目標値iT′＊となる。６は電動機特性で決まる
鉄損電流値を与える鉄損電流設定器で、その設定値i0 *
とiT′＊は加算器７に入力され、第１のトルク電流の目
標値iT *を得る。これ以後の回路動作は第６図を参照し
て既に述べた所と全く同じであるので、ここに繰り返す
必要はないであろう。
速度検出器３の出力から求まる速度実際値ω２との偏差
を増幅し、その出力は所望トルクに対応した第２のトル
ク電流の目標値iT′＊となる。６は電動機特性で決まる
鉄損電流値を与える鉄損電流設定器で、その設定値i0 *
とiT′＊は加算器７に入力され、第１のトルク電流の目
標値iT *を得る。これ以後の回路動作は第６図を参照し
て既に述べた所と全く同じであるので、ここに繰り返す
必要はないであろう。
次に鉄損電流設定器の具体例について説明する。一般
に、鉄損は磁束Ψの変化に起因して生じ、その値はｄΨ
/dtに依存する。いま一相の磁束を とするとｄΨ/dtは次の（３）式となる。
に、鉄損は磁束Ψの変化に起因して生じ、その値はｄΨ
/dtに依存する。いま一相の磁束を とするとｄΨ/dtは次の（３）式となる。
すなわち磁束の回転が双方向の場合（ω１が両極性の場
合）、回転方向によつて鉄損電流の極性は変化する。第
２図はω１が両極性の場合の鉄損電流設定器の構成例を
示すブロツク図である。
合）、回転方向によつて鉄損電流の極性は変化する。第
２図はω１が両極性の場合の鉄損電流設定器の構成例を
示すブロツク図である。
第２図において、６は鉄損電流設定器、6Aはω１の極性
を判定する比較器、6Bは極性を反転する反転器、6Cは比
較器6Aの出力によつてそのオン／オフを行う切換器であ
る。すなわちω１＞０のときは鉄損電流i0 *は設定器６
の設定値に、ω１＞０のときはi0 *は設定器６の設定値
の逆極性となる。
を判定する比較器、6Bは極性を反転する反転器、6Cは比
較器6Aの出力によつてそのオン／オフを行う切換器であ
る。すなわちω１＞０のときは鉄損電流i0 *は設定器６
の設定値に、ω１＞０のときはi0 *は設定器６の設定値
の逆極性となる。
第３図は鉄損電流設定器の別の構成例を示すブロック図
である。第３図において、ω１は、鉄損電流のω１に対
する関数が記憶された関数発生器6Dに入力される。磁束
の大きさ は、鉄損電流の に対する関数が記憶された関数発生器6Eに入力される。
各関数発生器の出力は乗算器6Fで乗算され、磁化電流i0
*を得る。
である。第３図において、ω１は、鉄損電流のω１に対
する関数が記憶された関数発生器6Dに入力される。磁束
の大きさ は、鉄損電流の に対する関数が記憶された関数発生器6Eに入力される。
各関数発生器の出力は乗算器6Fで乗算され、磁化電流i0
*を得る。
第４図は関数発生器6Dに記憶された関数の例を示すグラ
フである。第５図は関数発生器6Eに記憶された関数の例
を示すグラフである。なお は次式で求まる。
フである。第５図は関数発生器6Eに記憶された関数の例
を示すグラフである。なお は次式で求まる。
〔発明の効果〕 この発明によれば、ベクトル制御による誘導電動機の可
変速制御装置において、誘導電動機の鉄損を考慮して各
種制御量を求めるため、トルクの制御精度が向上すると
いう利点がある。
変速制御装置において、誘導電動機の鉄損を考慮して各
種制御量を求めるため、トルクの制御精度が向上すると
いう利点がある。
第１図は本発明の一実施例としての誘導電動機の可変速
制御装置を示すブロツク図、第２図，第３図はそれぞれ
本発明の実施例において用いる鉄損電流設定器の構成例
を示すブロック図、第４図は第３図における関数発生器
6Dの関数例を示すグラフ、第５図は第３図における関数
発生器6Eの関数例を示すグラフ、第６図は誘導電動機の
ベクトル制御による可変制御装置の従来例を示すブロッ
ク図、である。 符号の説明 １……インバータ、２……誘導電動機、３……速度検出
器、４……速度設定器、５……速度調節器、６……鉄損
電流設定器、７……加算器、13,14……電流調節器、12,
15……座標回転器、16……点弧パルス発生器
制御装置を示すブロツク図、第２図，第３図はそれぞれ
本発明の実施例において用いる鉄損電流設定器の構成例
を示すブロック図、第４図は第３図における関数発生器
6Dの関数例を示すグラフ、第５図は第３図における関数
発生器6Eの関数例を示すグラフ、第６図は誘導電動機の
ベクトル制御による可変制御装置の従来例を示すブロッ
ク図、である。 符号の説明 １……インバータ、２……誘導電動機、３……速度検出
器、４……速度設定器、５……速度調節器、６……鉄損
電流設定器、７……加算器、13,14……電流調節器、12,
15……座標回転器、16……点弧パルス発生器
Claims (1)
- 【請求項１】出力電圧の大きさ，周波数および位相の制
御が可能な電力変換器を介して給電される誘導電動機の
一次電流を該電動機の磁束と平行な成分（磁化電流）と
これに直交する成分（トルク電流）とに分離し、各々を
独立に調整して少なくとも電動機トルクを制御する誘導
電動機の可変速制御装置において、 電動機特性で決まり熱損失となりトルク発生に寄与しな
い鉄損電流分を設定する鉄損電流設定手段と、 前記電動機トルクを所望トルクに対応させるべくトルク
電流値を設定するトルク電流設定手段と、 前記鉄損電流設定手段とトルク電流設定手段との出力の
和を求める加算手段とからなり、 前記加算手段の出力を前記トルク電流の調整のためのト
ルク電流目標値として設定するトルク電流目標値設定手
段を具備したことを特徴とする誘導電動機の可変速制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63050607A JPH0767319B2 (ja) | 1988-03-05 | 1988-03-05 | 誘導電動機の可変速制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63050607A JPH0767319B2 (ja) | 1988-03-05 | 1988-03-05 | 誘導電動機の可変速制御装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8166512A Division JP2625663B2 (ja) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | 誘導電動機の可変速制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01227681A JPH01227681A (ja) | 1989-09-11 |
| JPH0767319B2 true JPH0767319B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=12863654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63050607A Expired - Lifetime JPH0767319B2 (ja) | 1988-03-05 | 1988-03-05 | 誘導電動機の可変速制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0767319B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101535036B1 (ko) * | 2014-08-25 | 2015-07-24 | 현대자동차주식회사 | 구동모터의 전류지령에 대한 토크 보상장치 및 방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2712632B2 (ja) * | 1989-09-25 | 1998-02-16 | 富士電機株式会社 | 誘導電動機の可変速制御装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS576585A (en) * | 1980-06-13 | 1982-01-13 | Nippon Yusoki Co Ltd | Controller for commutatorless motor |
| JPS6248198U (ja) * | 1985-08-22 | 1987-03-25 |
-
1988
- 1988-03-05 JP JP63050607A patent/JPH0767319B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101535036B1 (ko) * | 2014-08-25 | 2015-07-24 | 현대자동차주식회사 | 구동모터의 전류지령에 대한 토크 보상장치 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01227681A (ja) | 1989-09-11 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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