JPH09262000A - Induction motor control device - Google Patents

Induction motor control device

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JPH09262000A
JPH09262000A JP8070472A JP7047296A JPH09262000A JP H09262000 A JPH09262000 A JP H09262000A JP 8070472 A JP8070472 A JP 8070472A JP 7047296 A JP7047296 A JP 7047296A JP H09262000 A JPH09262000 A JP H09262000A
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current
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induction motor
primary
axis component
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Masaru Kobayashi
勝 小林
Seiji Anzai
清治 安西
Masato Koyama
正人 小山
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄損が無視できないような誘導電動機を駆動
する場合でも、運転中の温度変化による電動機定数の変
動が起こる場合でも最大効率運転を可能にする。 【解決手段】 鉄損に関係した定数を含む誘導電動機の
定数を係数値とする所定の関数の演算結果を記憶してお
き、上記所定関数にかかわる変数を入力して、トルク電
流指令と励磁電流指令の振幅の比を出力する。電流成分
指令演算手段により、誘導電動機のトルク指令と上記比
とから、励磁電流指令を1次周波数で回転する直交回転
座標軸(d−q軸と呼ぶ)上の1次電流のd軸成分指令
として出力し、且つ誘導電動機のトルク電流指令を1次
電流のq軸成分指令として出力し、それら出力から誘導
電動機のすべり周波数を演算し、上記一次電流と加算し
て1次周波数を求める。上記電流成分指令演算手段の出
力の積の値がトルク指令に比例し、且つ振幅の比が上記
所定の関数値と等しくなる1次電流指令を出力する。
(57) [Abstract] [PROBLEMS] To enable maximum efficiency operation even when driving an induction motor in which iron loss is not negligible or even when the motor constant fluctuates due to temperature changes during operation. SOLUTION: A calculation result of a predetermined function having a constant value of an induction motor including a constant related to iron loss as a coefficient value is stored, and a variable related to the predetermined function is input to input a torque current command and an exciting current. Outputs the command amplitude ratio. From the torque command of the induction motor and the above ratio, the current component command calculating means is used as the d-axis component command of the primary current on the orthogonal rotation coordinate axis (referred to as dq axis) that rotates the exciting current command at the primary frequency. Then, the torque current command of the induction motor is output as the q-axis component command of the primary current, the slip frequency of the induction motor is calculated from these outputs, and the primary frequency is obtained by adding it to the primary current. A primary current command in which the product value of the outputs of the current component command calculation means is proportional to the torque command and the amplitude ratio is equal to the predetermined function value is output.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、誘導電動機のベク
トル制御装置に係り、特に鉄損を無視できない誘導電動
機、また、運転中の温度変化が大きな誘導電動機を駆動
する場合でも良好なベクトル制御性能が実現でき、且つ
最大効率運転が可能な誘導電動機の制御装置、さらに、
出力電圧の飽和を解消しトルク制御特性の低下を防止す
る誘導電動機の制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an induction motor vector control device, and particularly to an induction motor in which iron loss is not negligible, and good vector control performance even when driving an induction motor whose temperature changes greatly during operation. And an induction motor controller that enables maximum efficiency operation, and
The present invention relates to a control device for an induction motor that eliminates saturation of output voltage and prevents deterioration of torque control characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】誘導電動機のベクトル制御方式は、公知
のように、誘導電動機の1次電流を励磁電流成分とトル
ク電流成分とに分離し、発生トルクと2次磁束とをそれ
ぞれ自由に制御できる方式である。ここで、励磁電流成
分をIo、トルク電流成分をItとすると、誘導電動機
の発生トルクTmは次式によって表される。
2. Description of the Related Art As is well known, an induction motor vector control system separates a primary current of an induction motor into an exciting current component and a torque current component, and can freely control a generated torque and a secondary magnetic flux. It is a method. Here, when the exciting current component is Io and the torque current component is It, the torque Tm generated by the induction motor is expressed by the following equation.

【0003】[0003]

【数1】 但し、Pmは極対数であり、Mは誘導電動機の1次2次
相互インダクタンスである。
[Equation 1] Here, Pm is the number of pole pairs, and M is the primary and secondary mutual inductance of the induction motor.

【0004】また、誘導電動機の1次周波数ωは次式に
よって与えられる。
The primary frequency ω of the induction motor is given by the following equation.

【0005】[0005]

【数2】 ここで、ωrは誘導電動機の回転周波数であり、ωsは
すべり周波数で次式によって与えられる。
[Equation 2] Here, ωr is the rotation frequency of the induction motor, and ωs is the slip frequency, which is given by the following equation.

【0006】[0006]

【数3】 (Equation 3)

【0007】上記(1)式から分かるように、ある値の
発生トルクを得るためのIoとItの組み合わせは無数
に存在する。このIoとItの組み合わせを調整するこ
とで誘導電動機を高い効率で運転することが可能とな
る。これに関連した第1の従来技術として、文献[昭和
57年電気学会全国大会講演論文 No.574]に示
された手法が知られている。この手法では、トルク指令
に応じてIoとItがそれぞれ次式を満たすように制御
することで、誘導電動機の効率を最大にして運転でき
る。
As can be seen from the above equation (1), there are innumerable combinations of Io and It for obtaining the generated torque of a certain value. By adjusting the combination of Io and It, it becomes possible to operate the induction motor with high efficiency. As a first conventional technique related to this, as a reference [Showa 57th National Conference of the Institute of Electrical Engineers of Japan, No. 574] is known. In this method, the induction motor can be operated with the maximum efficiency by controlling Io and It so as to satisfy the following expressions in accordance with the torque command.

【0008】[0008]

【数4】 (Equation 4)

【0009】このとき、(3)式から、ωsは次式のよ
うに一定値となることがわかる。
At this time, it can be seen from equation (3) that ωs has a constant value as in the following equation.

【0010】[0010]

【数5】 (Equation 5)

【0011】この第1の従来技術に基づいて誘導電動機
の最大効率運転を行う誘導電動機の制御装置の従来例を
図23に示す。この制御装置は特開平5−38181号
に示されている。この図において、1は誘導電動機であ
り、PWMインバータ10より誘導電動機1に供給され
る各相毎の1次電流Ius、Ivs及びIwsは電流検
出器4によって検出される。誘導電動機1の実回転速
度、即ち回転周波数ωrは速度検出器7にて検出されて
減算器121に入力される。
FIG. 23 shows a conventional example of a control device for an induction motor that performs maximum efficiency operation of the induction motor based on the first conventional technique. This control device is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-38181. In the figure, 1 is an induction motor, and the primary currents Ius, Ivs, and Iws for each phase supplied from the PWM inverter 10 to the induction motor 1 are detected by the current detector 4. The actual rotation speed of the induction motor 1, that is, the rotation frequency ωr is detected by the speed detector 7 and input to the subtractor 121.

【0012】減算器121は回転周波数ωrと、図示し
ていない速度指令発生器から出力された速度指令ωr*
との偏差を求めて増幅器122に入力する。増幅器12
2は偏差結果をトルク電流成分指令It*として出力す
る。乗算器123はトルク電流成分指令It*と後述す
る演算によって求められた励磁電流成分指令Io*とを
乗算し、トルクに比例した信号Tを関数発生器124へ
出力する。
The subtractor 121 outputs a rotation frequency ωr and a speed command ωr * output from a speed command generator (not shown).
And the deviation is obtained and input to the amplifier 122. Amplifier 12
2 outputs the deviation result as the torque current component command It *. The multiplier 123 multiplies the torque current component command It * by the exciting current component command Io * obtained by the calculation described later, and outputs a signal T proportional to the torque to the function generator 124.

【0013】関数発生器124は信号Tを入力すると励
磁電流成分指令Io*を演算し、補償回路125を通し
て出力する。励磁電流成分指令Io*は、トルク電流成
分指令It*が入力される乗算器123、除算器126
及びベクトル演算器129に入力される。
When the function generator 124 receives the signal T, it calculates the exciting current component command Io * and outputs it through the compensation circuit 125. The exciting current component command Io * is a multiplier 123 and a divider 126 to which the torque current component command It * is input.
And the vector calculator 129.

【0014】除算器126は、トルク電流成分指令It
*と励磁電流成分指令Io*とを除算し、除算結果をす
べり周波数ωs演算用の係数器127に入力する。そし
て、加算器128はすべり周波数ωsと回転周波数ωr
とを加算して誘導電動機1の1次周波数ωを演算してベ
クトル演算器129に入力する。更に、ベクトル演算器
129は入力されたトルク電流成分指令It*、励磁電
流成分指令Io*及び1次周波数ωより誘導電動機1に
供給すべき各相毎の1次電流指令Ius*、Ivs*及
びIws*を演算して出力する。
The divider 126 outputs the torque current component command It
* Is divided by the exciting current component command Io *, and the division result is input to the coefficient unit 127 for calculating the slip frequency ωs. Then, the adder 128 determines the slip frequency ωs and the rotation frequency ωr.
Are added to calculate the primary frequency ω of the induction motor 1 and input to the vector calculator 129. Further, the vector calculator 129 inputs the primary current commands Ius *, Ivs * for each phase to be supplied to the induction motor 1 from the input torque current component command It *, exciting current component command Io * and primary frequency ω. Calculate and output Iws *.

【0015】これらの1次電流指令と電流検出器4によ
って検出された1次電流Ius、Ivs及びIwsとの
偏差がそれぞれ減算器130、131及び132によっ
て求められ、これらの偏差を増幅器133、134及び
135で増幅し、誘導電動機1の各相毎の1次電圧指令
Vus*、Vvs*及びVws*としてPWMインバー
タ10に出力する。
Deviations between these primary current commands and the primary currents Ius, Ivs and Iws detected by the current detector 4 are obtained by subtractors 130, 131 and 132, respectively, and these deviations are amplified by amplifiers 133 and 134. And 135, and outputs to the PWM inverter 10 as primary voltage commands Vus *, Vvs * and Vws * for each phase of the induction motor 1.

【0016】従来装置の動作について説明する。まず、
減算器121によって、図示していない速度指令発生器
から出力された速度指令ωr*と速度検出器7から出力
された回転周波数ωrとの偏差が求められ、増幅器12
2に入力される。すると、増幅器122からトルク電流
成分指令It*が出力する。
The operation of the conventional device will be described. First,
The subtracter 121 obtains the deviation between the speed command ωr * output from the speed command generator (not shown) and the rotation frequency ωr output from the speed detector 7, and the amplifier 12
2 is input. Then, the amplifier 122 outputs the torque current component command It *.

【0017】次に、乗算器123によって、このトルク
電流成分指令It*と後述する演算によって求められた
励磁電流成分指令Io*とが乗算され、トルクに比例し
た信号Tが出力される。ここで、(1)式から、信号T
は次式によって表されることがわかる。
Next, the multiplier 123 multiplies the torque current component command It * by the exciting current component command Io * obtained by the calculation described later, and outputs a signal T proportional to the torque. Here, from the equation (1), the signal T
It can be seen that is expressed by the following equation.

【0018】[0018]

【数6】 (Equation 6)

【0019】信号Tを関数発生器124に入力すると次
式に従って励磁電流成分指令Io*が求められる。
When the signal T is input to the function generator 124, the exciting current component command Io * is obtained according to the following equation.

【0020】[0020]

【数7】 (Equation 7)

【0021】但し、Kは定数であり、(1)式から次式
によって与えられる。
However, K is a constant and is given by the following equation from the equation (1).

【0022】[0022]

【数8】 (Equation 8)

【0023】補償回路125は、誘導電動機1の2次磁
束が励磁電流成分に対し1次遅れの応答特性を持つこと
から、これを補正する目的で設けたものであり、この補
償回路125から最終的に励磁電流成分指令Io*が出
力される。
The compensating circuit 125 is provided for the purpose of correcting the secondary magnetic flux of the induction motor 1 because it has a response characteristic of a primary delay with respect to the exciting current component. Then, the exciting current component command Io * is output.

【0024】次に、除算器126にトルク電流成分指令
It*と励磁電流成分指令Io*を入力すると、It*
/Io*の値が求められる。そこで、除算器126の出
力を係数の値がRr/Mに等しい係数器127に入力す
ると、(3)式の演算によってすべり周波数ωsが出力
される。続いて、このすべり周波数ωsと速度検出器7
から出力された回転周波数ωrとを加算器128によっ
て加算すると、(2)式の演算が行われ、1次周波数ω
が求められる。
Next, when the torque current component command It * and the exciting current component command Io * are input to the divider 126, It *
The value of / Io * is determined. Therefore, when the output of the divider 126 is input to the coefficient unit 127 whose coefficient value is equal to Rr / M, the slip frequency ωs is output by the calculation of the equation (3). Then, the slip frequency ωs and the velocity detector 7
When the rotation frequency ωr output from the adder 128 is added by the adder 128, the calculation of Expression (2) is performed, and the primary frequency ωr
Is required.

【0025】更に、上記のトルク電流成分指令It*、
励磁電流成分指令Io*及び1次周波数ωをベクトル演
算器129に入力すると、誘導電動機1に供給すべき各
相毎の1次電流指令Ius*、Ivs*及びIws*が
出力される。続いて、これらの1次電流指令と電流検出
器4によって検出された1次電流Ius、Ivs及びI
wsとの偏差が、それぞれ減算器130、131及び1
32によって求められる。これらの偏差を増幅器13
3、134及び135に入力すると、誘導電動機1の各
相毎の1次電圧指令Vus*、Vvs*及びVws*が
それぞれ出力される。
Further, the above torque current component command It *,
When the exciting current component command Io * and the primary frequency ω are input to the vector calculator 129, the primary current commands Ius *, Ivs * and Iws * for each phase to be supplied to the induction motor 1 are output. Subsequently, these primary current commands and the primary currents Ius, Ivs and I detected by the current detector 4 are detected.
The deviations from ws are subtractors 130, 131 and 1 respectively.
32. These deviations are calculated by the amplifier 13
When input to 3, 134 and 135, the primary voltage commands Vus *, Vvs * and Vws * for each phase of the induction motor 1 are output respectively.

【0026】PWMインバータ10によって、誘導電動
機1の1次電圧Vus、Vvs及びVwsがそれぞれ、
これらの1次電圧指令に追従するように制御される。そ
の結果、誘導電動機1の1次電流Ius、Ivs及びI
wsが、それぞれの指令に追従する。ひいては、誘導電
動機1の励磁電流成分及びトルク電流成分もそれぞれの
指令に追従する。
By the PWM inverter 10, the primary voltages Vus, Vvs and Vws of the induction motor 1 are respectively
It is controlled so as to follow these primary voltage commands. As a result, the primary currents Ius, Ivs and I of the induction motor 1
ws follows each command. As a result, the exciting current component and the torque current component of the induction motor 1 also follow the respective commands.

【0027】また、従来の誘導電動機のベクトル制御法
においては電源側直流電圧の制限により出力電圧が飽和
した場合、インバータの出力波形が乱れて振動やトルク
制御性能の低下を引き起こしてしまう。これに関連した
第2の従来技術として、実開平6−21394号に示さ
れたベクトル制御装置が知られている。この従来技術に
よるベクトル制御装置では、電源側直流電圧から求めた
出力可能な1次電圧の限界値と1次電圧指令とを比較
し、比例積分(PI)演算により磁束指令の補正成分を
求め、電圧飽和が発生した場合に、上記磁束指令補正成
分によって磁束指令の補正を行うことで、電圧飽和を解
消する。
Further, in the conventional vector control method for the induction motor, when the output voltage is saturated due to the limitation of the DC voltage on the power source side, the output waveform of the inverter is disturbed, causing vibration and deterioration of torque control performance. As a second related art related to this, the vector control device shown in Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-21394 is known. In the vector control device according to this conventional technique, the limit value of the primary voltage that can be output obtained from the DC voltage on the power supply side is compared with the primary voltage command, and the correction component of the magnetic flux command is calculated by proportional integral (PI) calculation. When the voltage saturation occurs, the voltage saturation is canceled by correcting the magnetic flux command with the magnetic flux command correction component.

【0028】この従来技術によるベクトル制御装置を図
24に示す。尚、図中、図23と同一符号は同一または
相当部分を示す。図24において、141は三相電源、
142は三相電源141からの三相交流を直流に変換す
るコンバータ、143はコンバータ142により変換さ
れた直流の電圧を検出して出力信号Vdcとして出力す
る直流電圧検出部、149は電流検出器4が検出した三
相電流Ius、Ivs及びIwsを入力して直交回転座
標軸(d−q軸と呼ぶ)上の1次電流のd軸成分Ids
及びq軸成分Iqsを出力する座標変換部(A)、14
8はトルク電流指令に用いる1次電流のq軸成分指令I
qs*として、ASRアンプ(速度指令ωr*と速度ω
rの偏差の増幅器)122の出力または外部設定のトル
ク指令のどちらかを選択する切替部、144は直流電圧
Vdcと後述する座標変換部(B)の出力である1次電
圧指令Vs*とを入力して、電圧飽和時の励磁指令補正
成分ΔIdsを出力する界磁弱め演算部、145は界磁
指令設定値を入力してリミッタ処理を行うリミッタ処理
部、146はリミッタ処理を行った励磁指令から励磁指
令補正成分ΔIdsを減算して励磁電流指令に用いる1
次電流のd軸成分指令Ids*となす減算器、150は
1次電流のq軸成分指令Iqs*とq軸成分Iqsを入
力してその偏差を求める減算器、151は1次電流のd
軸成分指令Ids*とd軸成分Idsとを入力しその偏
差を求める減算器、152及び153はそれぞれ減算器
150、151で求めた偏差を増幅して1次電圧のq軸
補正成分ΔVqs及びd軸補正成分ΔVdsを出力する
ACRアンプ(増幅器)、147は1次電流のd軸成分
指令Ids*とq軸成分指令Iqs*及び速度検出器7
の出力である回転周波数ωrを入力して誘導機1を模擬
したベクトル演算を行い、1次電圧のd軸成分Vdsと
q軸成分Vqsとを出力する誘導機モデル、154は1
次電圧のq軸成分Vqsとq軸補正成分ΔVqsとを加
算して1次電圧のq軸成分指令Vqs*となす加算器、
155は1次電圧のd軸成分Vdsとd軸補正成分ΔV
dsを加算して1次電圧のd軸成分指令Vds*となす
加算器、156は1次電圧のq軸成分指令Vqs*とd
軸成分指令Vds*とを入力し極座標に変換して1次電
圧指令Vs*と位相ψを出力する座標変換部(B)、1
57は1次電圧指令Vs*と位相ψを入力し誘導電動機
1の各相毎の1次電圧指令Vus*、Vvs*及びVw
s*を求めPWM演算を行うPWM演算部、158はP
WM演算部157の出力を入力しPWMインバータ内の
各相のスイッチング信号を生成するベース回路である。
FIG. 24 shows a vector control device according to this conventional technique. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 23 denote the same or corresponding parts. In FIG. 24, 141 is a three-phase power supply,
Reference numeral 142 is a converter for converting the three-phase alternating current from the three-phase power supply 141 into direct current, 143 is a direct current voltage detecting portion for detecting the direct current voltage converted by the converter 142 and outputting it as an output signal Vdc, 149 is the current detector 4 Inputting the three-phase currents Ius, Ivs, and Iws detected by the d-axis component Ids of the primary current on the orthogonal rotation coordinate axes (referred to as dq axes)
And a coordinate transformation unit (A) that outputs the q-axis component Iqs, 14
Reference numeral 8 denotes a primary current q-axis component command I used for the torque current command.
As qs *, ASR amplifier (speed command ωr * and speed ω
The switching unit 144, which selects either the output of the (r deviation amplifier) 122 or the externally set torque command, selects the DC voltage Vdc and the primary voltage command Vs * which is the output of the coordinate conversion unit (B) described later. A field weakening calculation unit that inputs and outputs an excitation command correction component ΔIds at the time of voltage saturation, 145 is a limiter processing unit that inputs a field command setting value and performs limiter processing, and 146 is an excitation command that has been subjected to limiter processing. 1 is used for the excitation current command by subtracting the excitation command correction component ΔIds from
A subtractor that forms the d-axis component command Ids * of the next current, 150 is a subtracter that inputs the q-axis component command Iqs * of the primary current and the q-axis component Iqs, and obtains the deviation thereof. 151 is the d of the primary current.
A subtractor for inputting the axis component command Ids * and the d-axis component Ids to obtain the deviation thereof, 152 and 153 amplify the deviation obtained by the subtractors 150 and 151, respectively, and amplify the q-axis correction components ΔVqs and d of the primary voltage. An ACR amplifier (amplifier) 147 that outputs the axis correction component ΔVds is a d-axis component command Ids * and a q-axis component command Iqs * of the primary current and a speed detector 7.
The input of the rotation frequency ωr, which is the output of the induction machine, performs a vector operation simulating the induction machine 1, and outputs the d-axis component Vds and the q-axis component Vqs of the primary voltage.
An adder that adds the q-axis component Vqs of the next voltage and the q-axis correction component ΔVqs to form a q-axis component command Vqs * of the primary voltage,
155 is the d-axis component Vds of the primary voltage and the d-axis correction component ΔV
An adder for adding ds to form a d-axis component command Vds * of the primary voltage, 156 is a q-axis component command Vqs * of the primary voltage and d
A coordinate conversion unit (B) that inputs the axis component command Vds *, converts it into polar coordinates, and outputs the primary voltage command Vs * and the phase ψ, 1
57 inputs the primary voltage command Vs * and the phase ψ and inputs the primary voltage commands Vus *, Vvs * and Vw for each phase of the induction motor 1.
A PWM calculation unit for obtaining s * and performing PWM calculation, 158 is P
It is a base circuit that receives the output of the WM calculator 157 and generates switching signals for each phase in the PWM inverter.

【0029】図25は上述した界磁弱め演算部144の
詳細な構成を示すブロック図である。界磁弱め演算部1
44は、直流電圧Vdcを入力して、PWMインバータ
10が出力可能な1次電圧の限界Vsmaxを演算して
出力する限界出力演算部161と、1次電圧指令Vs*
を入力しその1次遅れ成分Vs*Fを求め、Vs*F<
Vsmaxの場合には、飽和電圧指令Vs*’=Vsm
ax、また、Vs*F≧Vsmaxの場合には、飽和電
圧指令Vs*’=Vs*FとしてVs*’をそれぞれ出
力する飽和電圧指令発生部162と、出力可能な1次電
圧の限界Vsmaxと飽和電圧指令Vs*’の偏差を求
める減算器163と、この偏差を増幅して励磁指令補正
成分ΔIdsを出力するPI演算部164より構成され
ている。
FIG. 25 is a block diagram showing the detailed structure of the field weakening calculator 144 described above. Field weakening calculator 1
Reference numeral 44 denotes a limit output calculation unit 161 that inputs the DC voltage Vdc, calculates and outputs the limit Vsmax of the primary voltage that can be output by the PWM inverter 10, and the primary voltage command Vs *.
Is input to obtain the first-order lag component Vs * F, and Vs * F <
In the case of Vsmax, the saturation voltage command Vs * '= Vsm
ax, and when Vs * F ≧ Vsmax, a saturation voltage command generator 162 that outputs Vs * ′ as a saturation voltage command Vs * ′ = Vs * F, and a limit Vsmax of the primary voltage that can be output. It is composed of a subtracter 163 for obtaining a deviation of the saturation voltage command Vs * ', and a PI calculator 164 for amplifying the deviation and outputting an excitation command correction component ΔIds.

【0030】この従来装置の動作について説明する。先
ず、切替部148により誘導電動機1を速度制御系で運
転するか、トルク制御系で運転するかの選択がなされ
る。ASRアンプ122側に切り換えた場合には、速度
制御系を、外部設定トルク指令側に切り換えた場合に
は、トルク制御系を選択したことになる。速度制御系を
選択した場合、減算器121によって速度指令ωr*と
速度検出器7から出力された回転周波数ωrとの偏差が
求められ、この偏差を入力したASRアンプ122の出
力がトルク電流指令に用いる1次電流のq軸成分指令I
qs*となる。トルク制御系を選択した場合、外部設定
トルク指令がトルク電流指令に用いる1次電流のq軸成
分指令Iqs*となる。
The operation of this conventional device will be described. First, the switching unit 148 selects whether the induction motor 1 is operated by the speed control system or the torque control system. When the ASR amplifier 122 side is switched, the speed control system is selected, and when the external set torque command side is switched, the torque control system is selected. When the speed control system is selected, the subtractor 121 obtains the deviation between the speed command ωr * and the rotation frequency ωr output from the speed detector 7, and the output of the ASR amplifier 122, which inputs this deviation, becomes the torque current command. Q-axis component command I of primary current to be used
It becomes qs *. When the torque control system is selected, the externally set torque command becomes the q-axis component command Iqs * of the primary current used for the torque current command.

【0031】また、リミッタ処理部145を通過した励
磁指令設定値は、減算器146で後述するPI演算部1
64が出力する電圧飽和時の励磁指令補正成分ΔIds
と突き合わされ、励磁電流指令に用いる1次電流のd軸
成分指令Ids*が出力される。
Further, the excitation command set value that has passed through the limiter processing section 145 is processed by the subtracter 146 in the PI calculation section 1 which will be described later.
Excitation command correction component ΔIds at the time of voltage saturation output by 64
And the d-axis component command Ids * of the primary current used for the excitation current command is output.

【0032】電流検出器4によって検出された1次電流
Ius、Ivs及びIwsを座標変換部(A)149に
入力すると1次電流のd軸成分Ids及びq軸成分Iq
sが出力される。
When the primary currents Ius, Ivs, and Iws detected by the current detector 4 are input to the coordinate conversion unit (A) 149, the d-axis component Ids and the q-axis component Iq of the primary current are input.
s is output.

【0033】次に、減算器150により1次電流のq軸
成分指令Iqs*とq軸成分Iqsとの偏差が求められ
る。この偏差をACRアンプ152に入力すると、1次
電圧のq軸補正成分ΔVqsが出力される。また、減算
器151により1次電流のd軸成分指令Ids*とd軸
成分Idsの偏差が求められる。この偏差をACRアン
プ153に入力すると、1次電圧のd軸補正成分ΔVd
sが出力される。
Next, the subtracter 150 obtains the deviation between the q-axis component command Iqs * of the primary current and the q-axis component Iqs. When this deviation is input to the ACR amplifier 152, the q-axis correction component ΔVqs of the primary voltage is output. Further, the subtracter 151 obtains the deviation between the d-axis component command Ids * of the primary current and the d-axis component Ids. When this deviation is input to the ACR amplifier 153, the d-axis correction component ΔVd of the primary voltage
s is output.

【0034】更に、誘導機モデル147に1次電流のd
軸成分指令Ids*、q軸成分指令Iqs*及び回転周
波数ωrを入力すると、誘導電動機の電圧・電流方程式
に基づいて1次電圧のd軸成分Vdsとq軸成分Vqs
とが求められる。続いて、加算器154により1次電圧
のq軸成分Vqs及びq軸補正成分ΔVqsが加算さ
れ、1次電圧のq軸成分指令Vqs*が出力される。ま
た、加算器155により1次電圧のd軸成分Vds及び
d軸補正成分ΔVdsが加算され、1次電圧のd軸成分
指令Vds*が出力される。
Further, the induction machine model 147 has a d of the primary current.
When the axis component command Ids *, the q axis component command Iqs *, and the rotation frequency ωr are input, the d axis component Vds and the q axis component Vqs of the primary voltage are calculated based on the voltage-current equation of the induction motor.
Is required. Subsequently, the q-axis component Vqs of the primary voltage and the q-axis correction component ΔVqs are added by the adder 154, and the q-axis component command Vqs * of the primary voltage is output. Further, the adder 155 adds the d-axis component Vds of the primary voltage and the d-axis correction component ΔVds, and outputs the d-axis component command Vds * of the primary voltage.

【0035】座標変換部(B)156にこれら1次電圧
のq軸成分指令Vqs*とd軸成分指令Vds*とを入
力すると、次式による極座標への変換がなされ、1次電
圧指令Vs*と位相ψが出力される。
When the q-axis component command Vqs * and the d-axis component command Vds * of the primary voltage are input to the coordinate conversion section (B) 156, conversion into polar coordinates is performed according to the following equation, and the primary voltage command Vs *. And the phase ψ is output.

【0036】[0036]

【数9】 [Equation 9]

【0037】この1次電圧指令Vs*と位相ψとをPW
M演算部157に入力すると、各相毎の1次電圧指令V
us*、Vvs*及びVws*が求められ、PWM演算
が行われる。ベース回路158はPWM演算結果に基づ
いてU、V、Wの各相のスイッチング信号を生成し、P
WMインバータ10を駆動する。従って、誘導電動機1
の1次電圧Vus、Vvs及びVwsはそれぞれこれら
の1次電圧指令に追従するように制御されるので、その
結果、誘導電動機1の1次電流Ius、Ivs及びIw
sがそれぞれの指令に追従する。ひいては、誘導電動機
1の励磁電流成分及びトルク電流成分もそれぞれの指令
に追従する。
PW the primary voltage command Vs * and the phase ψ.
When input to the M calculation unit 157, the primary voltage command V for each phase
Us *, Vvs *, and Vws * are obtained, and the PWM operation is performed. The base circuit 158 generates a switching signal for each phase of U, V, and W based on the PWM calculation result, and P
The WM inverter 10 is driven. Therefore, the induction motor 1
The primary voltages Vus, Vvs, and Vws of the induction motor 1 are controlled so as to follow these primary voltage commands, and as a result, the primary currents Ius, Ivs, and Iw of the induction motor 1 are increased.
s follows each command. As a result, the exciting current component and the torque current component of the induction motor 1 also follow the respective commands.

【0038】ここで、直流電圧検出部143の出力であ
る直流電圧Vdc及び座標変換部(B)156の出力で
ある1次電圧指令Vs*は界磁弱め演算部144に入力
される。界磁弱め演算部144の内部では、限界出力演
算部161が直流電圧Vdcから次式に基づいて出力可
能な1次電圧の限界Vsmaxを演算し、これを出力す
る。
Here, the DC voltage Vdc output from the DC voltage detection unit 143 and the primary voltage command Vs * output from the coordinate conversion unit (B) 156 are input to the field weakening calculation unit 144. In the field weakening calculator 144, the limit output calculator 161 calculates the limit Vsmax of the primary voltage that can be output from the DC voltage Vdc based on the following equation, and outputs it.

【0039】[0039]

【数10】 (Equation 10)

【0040】更に、飽和電圧指令発生部162は1次電
圧指令Vs*の1次遅れ成分Vs*Fを求め、次式に従
って飽和電圧指令Vs*’を出力する。
Further, the saturation voltage command generator 162 obtains the primary delay component Vs * F of the primary voltage command Vs *, and outputs the saturation voltage command Vs * 'according to the following equation.

【0041】[0041]

【数11】 [Equation 11]

【0042】Vs*F<Vsmaxの場合には、電圧飽
和が発生していないことを示し、Vs*F≧Vsmax
の場合は電圧飽和が発生していることを示す。減算器1
63にて出力限界電圧Vsmaxと飽和電圧指令Vs
*’の偏差が求められる。電圧飽和が発生していない場
合には、偏差は零(0)であり、電圧飽和が発生してい
る場合は偏差は飽和の度合いに応じたものとなる。この
偏差はPI演算部164に入力され、出力として上述の
励磁指令補正成分ΔIdsが得られる。即ち、飽和電圧
指令発生部162により電圧飽和の発生の有無が検出さ
れ、電圧飽和が発生している場合には、その度合いに応
じて励磁指令補正成分ΔIdsを調整し、励磁指令であ
る1次電流のd軸成分指令Ids*を抑制することにな
る。1次電流のd軸成分指令Ids*を抑制すること
は、1次電圧指令を抑制することになるので電圧飽和が
解消される。
When Vs * F <Vsmax, it means that voltage saturation has not occurred, and Vs * F ≧ Vsmax.
In the case of, it indicates that voltage saturation has occurred. Subtractor 1
Output limit voltage Vsmax and saturation voltage command Vs at 63
Deviation of * 'is required. When voltage saturation has not occurred, the deviation is zero (0), and when voltage saturation has occurred, the deviation depends on the degree of saturation. This deviation is input to the PI calculation unit 164, and the above-described excitation command correction component ΔIds is obtained as an output. That is, the saturation voltage command generation unit 162 detects whether or not the voltage saturation occurs, and when the voltage saturation occurs, the excitation command correction component ΔIds is adjusted according to the degree, and the primary command which is the excitation command. The d-axis component command Ids * of the current is suppressed. Suppressing the d-axis component command Ids * of the primary current suppresses the primary voltage command, so that voltage saturation is eliminated.

【0043】[0043]

【発明が解決しようとする課題】上記1番目の従来の制
御装置においては、高効率のベクトル制御を行うため
に、(4)式及び(5)式に従って励磁電流成分及びト
ルク電流成分を制御する。ところで、これらの式は誘導
電動機の鉄損を無視して得られた関係式である。そのた
め、(4)式および(5)式に従って励磁電流成分及び
トルク電流成分を制御すると、誘導電動機の銅損、即
ち、1次抵抗及び2次抵抗によって発生する損失は最小
にできるが、鉄損は最小とならない。ここで、誘導電動
機の鉄損は1次周波数の約1.6乗に比例することが、
文献[平成2年電気学会全国大会シンポジウムS.10
−6]等に示されている。そのため、例えば、電気鉄道
や電気自動車などの駆動用として使用される高速回転の
誘導電動機では、鉄損が銅損に対して無視できない。
In the above-mentioned first conventional control device, the exciting current component and the torque current component are controlled according to the equations (4) and (5) in order to perform highly efficient vector control. . By the way, these equations are relational equations obtained by ignoring the iron loss of the induction motor. Therefore, if the exciting current component and the torque current component are controlled according to the equations (4) and (5), the copper loss of the induction motor, that is, the loss caused by the primary resistance and the secondary resistance can be minimized, but the iron loss can be reduced. Is not the minimum. Here, the iron loss of the induction motor is proportional to the 1.6th power of the primary frequency,
Reference [Symposium S. 10
-6] and the like. Therefore, for example, in a high-speed rotating induction motor used for driving an electric railway or an electric vehicle, iron loss cannot be ignored with respect to copper loss.

【0044】その結果、従来の制御装置では、これらの
誘導電動機を駆動する場合には、最大効率運転が不可能
となる。特に、電気自動車の場合には、エネルギー源が
バッテリーであるため、バッテリーの小型軽量化のため
に駆動用誘導電動機の最大効率運転の実現が重要な課題
となっている。
As a result, the conventional control device cannot operate at maximum efficiency when driving these induction motors. In particular, in the case of an electric vehicle, since the energy source is a battery, realization of maximum efficiency operation of the driving induction motor is an important issue for reducing the size and weight of the battery.

【0045】また、こうした用途で用いられる誘導電動
機は、小型化が進められると共に定格を越えて過負荷2
00%以上に達する出力で運転されることが多々あり、
運転中の電動機温度の変化による電動機定数の変動が大
きく、これがもたらすトルク制御性能の低下が問題とな
る。
Further, the induction motor used for such an application is being downsized and the overload 2 is exceeded in excess of the rating.
It is often operated at a power output of more than 00%,
The fluctuation of the motor constant due to the change of the motor temperature during operation is large, and the deterioration of the torque control performance caused by this is a problem.

【0046】上記2番目の従来の制御装置は、電圧飽和
発生時にこれを検出し、電圧飽和の度合いに応じて磁束
指令を補正、低減することで1次電圧指令を抑制し、電
圧飽和状態を解消するものである。しかし、電圧飽和発
生により直ちに磁束指令を操作するため、トルク制御系
として運転する場合、電圧飽和発生時には即、指令トル
クに対して出力トルクが不足するという問題点がある。
The above-mentioned second conventional control device detects this when voltage saturation occurs, corrects and reduces the magnetic flux command according to the degree of voltage saturation, thereby suppressing the primary voltage command and suppressing the voltage saturation state. It will be resolved. However, since the magnetic flux command is immediately operated upon occurrence of voltage saturation, when operating as a torque control system, there is a problem that the output torque becomes insufficient with respect to the command torque immediately when voltage saturation occurs.

【0047】そこで、この発明の第1の目的は、上記第
1の従来技術の問題点を解決し、鉄損が無視できないよ
うな誘導電動機を駆動する場合でも、また、運転中の温
度変化による電動機定数の変動が起こる場合でも最大効
率運転が可能で、且つ高精度高速応答のベクトル制御を
実現することができ、また、このような最大高効率制御
に当たって、高速でない制御演算能力をもっても実現で
きるよう省演算化を図った誘導電動機の制御装置を提供
することにある。この発明の第2の目的は、上記第2の
従来技術の問題点を解決し、電圧飽和発生時にも、可能
な限り指令トルクに対して出力トルクが不足せず、且つ
電圧飽和を解消し得るような誘導電動機の制御装置を提
供することにある。
Therefore, a first object of the present invention is to solve the problems of the first prior art described above, and to drive an induction motor in which iron loss is not negligible, and also due to temperature change during operation. Maximum efficiency operation is possible even when the motor constant fluctuates, and vector control with high-accuracy and high-speed response can be realized. Also, in such maximum high-efficiency control, it is also possible to realize with non-high-speed control calculation capability. Another object of the present invention is to provide a control device for an induction motor that saves computation. A second object of the present invention is to solve the problems of the second prior art described above, and even when voltage saturation occurs, the output torque does not become insufficient with respect to the command torque as much as possible, and the voltage saturation can be eliminated. It is to provide a control device for such an induction motor.

【0048】[0048]

【課題を解決するための手段】上記第1の目的に関連し
た請求項1の発明に係る誘導電動機の制御装置は、誘導
電動機と、上記誘導電動機の回転周波数を検出する速度
(回転周波数)検出器と、鉄損に関係した定数を含む上
記誘導電動機の定数を係数値とする所定の関数の演算結
果をデータとして記憶しておき、上記所定関数にかかわ
る変数を入力しトルク電流指令と励磁電流指令の振幅の
比(電流比と呼ぶ)を出力する電流比記憶演算回路と、
上記誘導電動機のトルク指令と上記電流比を入力し励磁
電流指令を1次周波数で回転する直交回転座標軸(d−
q軸と呼ぶ)上の1次電流のd軸成分指令として出力
し、且つ上記誘導電動機のトルク電流指令を1次電流の
q軸成分指令として出力する電流成分指令演算手段と、
上記誘導電動機の1次電流を検出する電流検出器と、1
次周波数を積分して位相を出力する積分器と、上記電流
検出器の出力と上記位相とを入力して、上記1次電流の
d軸成分及びq軸成分を演算する電流成分演算手段と、
上記1次電流のd軸成分指令及びd軸成分の少なくとも
一つと、上記1次電流のq軸成分指令及びq軸成分の少
なくとも一つとを入力し、上記誘導電動機のすべり周波
数を演算するすべり周波数演算手段と、上記すべり周波
数演算手段から出力された上記すべり周波数と上記回転
周波数検出器の出力とを加算して上記1次周波数となす
加算器と、上記1次電流のd軸成分及びq軸成分がそれ
ぞれ、上記1次電流のd軸成分指令及びq軸成分指令に
追従するように上記誘導電動機の1次電流を制御する電
流成分制御回路とを備え、上記電流成分指令演算手段の
出力の積の値がトルク指令に比例し、且つ振幅の比が鉄
損に関係した定数を含む上記誘導電動機の定数を用いた
所定の関数値と等しくなるような1次電流指令を出力す
るようにしたものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided an induction motor control device for detecting an induction motor and a speed (rotation frequency) for detecting a rotation frequency of the induction motor. The result of the calculation of a predetermined function whose coefficient value is the constant of the induction motor including constants related to iron loss is stored as data, and the variables related to the predetermined function are input to input the torque current command and the excitation current. A current ratio storage arithmetic circuit that outputs a ratio of command amplitudes (referred to as a current ratio);
Orthogonal rotation coordinate axis (d- that rotates the exciting current command at the primary frequency by inputting the torque command of the induction motor and the current ratio
(referred to as the q-axis) as a d-axis component command of the primary current on the above, and a torque current command of the induction motor as a q-axis component command of the primary current, and current component command calculation means.
A current detector for detecting the primary current of the induction motor;
An integrator that integrates the next frequency and outputs a phase; a current component calculation means that inputs the output of the current detector and the phase to calculate the d-axis component and the q-axis component of the primary current;
Slip frequency for calculating the slip frequency of the induction motor by inputting at least one of the d-axis component command and d-axis component of the primary current and at least one of the q-axis component command and q-axis component of the primary current A calculating means, an adder for adding the slip frequency output from the slip frequency calculating means and the output of the rotation frequency detector to form the primary frequency, and a d-axis component and a q-axis of the primary current. And a current component control circuit for controlling the primary current of the induction motor so that the components follow the d-axis component command and the q-axis component command of the primary current, respectively. The primary current command is output such that the product value is proportional to the torque command and the amplitude ratio is equal to a predetermined function value using the constant of the induction motor including the constant related to iron loss. thing A.

【0049】上記第1の目的に関連した請求項2の発明
に係る誘導電動機制御装置は、誘導電動機と、上記誘導
電動機の回転周波数を検出する速度(回転周波数)検出
器と、鉄損に関係した定数を含む上記誘導電動機の定数
を係数値とする所定の関数の演算結果をデータとして記
憶しておき、上記所定関数にかかわる変数を入力しトル
ク電流指令と励磁電流指令の振幅の比(電流比と呼ぶ)
を出力する電流比記憶演算回路と、上記誘導電動機のト
ルク指令と上記電流比を入力し励磁電流指令を1次周波
数で回転する直交回転座標軸(d−q軸と呼ぶ)上の1
次電流のd軸成分指令として出力し、且つ上記誘導電動
機のトルク電流指令を1次電流のq軸成分指令として出
力する電流成分指令演算手段と、上記誘導電動機の1次
電流を検出する電流検出器と、1次周波数を積分して位
相を出力する積分器と、上記電流検出器の出力と上記位
相とを入力して、上記1次電流のd軸成分及びq軸成分
を演算する電流成分演算手段と、上記1次電流のd軸成
分指令及びd軸成分の少なくとも一つと、上記1次電流
のq軸成分指令及びq軸成分の少なくとも一つとを入力
し、上記誘導電動機のすべり周波数を演算するすべり周
波数演算手段と、上記すべり周波数演算手段から出力さ
れた上記すべり周波数(補正前すべり周波数と呼ぶ)と
上記回転周波数とを入力し、鉄損に関係した定数を含む
上記誘導電動機の定数を係数値とする所定の関数演算結
果から得られたすべり周波数と、鉄損に関係しない上記
誘導電動機の定数を係数値とする所定の関数演算結果か
ら得られたすべり周波数の比から近似して得られた所定
の1次関数とにより、上記補正前すべり周波数を補間し
て補正後すべり周波数を出力するすべり周波数鉄損成分
補正手段と、上記すべり周波数鉄損成分補正手段から出
力された上記補正後すべり周波数と上記回転周波数検出
器の出力とを加算して上記1次周波数となす加算器と、
上記1次電流のd軸成分及びq軸成分がそれぞれ、上記
1次電流のd軸成分指令及びq軸成分指令に追従するよ
うに上記誘導電動機の1次電流を制御する電流成分制御
回路とを備え、上記電流成分指令演算手段の出力の積の
値がトルク指令に比例し、且つ振幅の比が鉄損に関係し
た定数を含む上記誘導電動機の定数を用いた所定の関数
値と等しくなるような1次電流指令を出力するようにし
たものである。
The induction motor controller according to the invention of claim 2 relating to the first object relates to an induction motor, a speed (rotation frequency) detector for detecting a rotation frequency of the induction motor, and iron loss. The calculation result of a predetermined function having a constant value of the induction motor including the constant as a coefficient value is stored as data, and a variable related to the predetermined function is input to input the ratio of the amplitude of the torque current command and the excitation current command (current Called ratio)
On the orthogonal rotation coordinate axes (referred to as dq axes) for inputting the torque command of the induction motor and the current ratio and rotating the exciting current command at the primary frequency.
A current component command calculating means for outputting a d-axis component command of the next current and a torque current command of the induction motor as a q-axis component command of the primary current, and a current detection for detecting the primary current of the induction motor. Component, an integrator that integrates a primary frequency and outputs a phase, and an output that outputs the phase of the current detector and the phase that are input to calculate a d-axis component and a q-axis component of the primary current. The operation means, at least one of the d-axis component command and the d-axis component of the primary current, and at least one of the q-axis component command and the q-axis component of the primary current are input to determine the slip frequency of the induction motor. The slip frequency calculating means for calculating, the slip frequency output from the slip frequency calculating means (referred to as slip frequency before correction) and the rotation frequency are input, and the induction motor includes a constant related to iron loss. It is approximated from the ratio of the slip frequency obtained from the result of the predetermined function operation with the number as the coefficient value and the slip frequency obtained from the result of the predetermined function operation with the constant of the induction motor not related to iron loss as the coefficient value. The slip frequency iron loss component correcting means for interpolating the slip frequency before correction and outputting the slip frequency after correction by the predetermined linear function obtained by the above, and the slip frequency iron loss component correcting means for outputting An adder that adds the corrected slip frequency and the output of the rotation frequency detector to form the primary frequency;
And a current component control circuit for controlling the primary current of the induction motor so that the d-axis component and the q-axis component of the primary current follow the d-axis component command and the q-axis component command of the primary current, respectively. The value of the product of the output of the current component command computing means is proportional to the torque command, and the amplitude ratio is equal to a predetermined function value using the constant of the induction motor including the constant related to iron loss. A primary current command is output.

【0050】上記第1の目的に関連した請求項3の発明
に係る誘導電動機の制御装置は、請求項1又は請求項2
において、誘導電動機の固定子巻線の温度を検出する電
動機温度検出器をさらに備え、鉄損に関係した定数を含
む上記誘導電動機の定数を係数値とする所定の関数が少
なくとも電動機の温度の関数であり、電流比記憶演算回
路に入力する上記所定の関数にかかわる変数のうち、少
なくとも一つを上記電動機の温度とすることで、上記誘
導電動機の温度変化にも対応して高効率での運転を維持
するようにしたものである。
The control device for an induction motor according to the invention of claim 3 relating to the above-mentioned first object is claim 1 or claim 2.
In, further comprising a motor temperature detector for detecting the temperature of the stator windings of the induction motor, the predetermined function having a constant value of the induction motor including a constant related to iron loss as a coefficient value is at least a function of the temperature of the motor. In addition, by setting at least one of the variables related to the predetermined function input to the current ratio storage arithmetic circuit to the temperature of the electric motor, high-efficiency operation corresponding to the temperature change of the induction motor is achieved. Is to maintain.

【0051】上記第1の目的に関連した請求項4の発明
に係る誘導電動機の制御装置は、請求項1乃至請求項3
のいずれかにおいて、1次周波数で回転する直交回転座
標軸(d−q軸と呼ぶ)上の1次電流のd軸成分及び回
転周波数を入力し、予め求めておいた励磁電流及び回転
周波数と励磁インダクタンスの対応付けデータより、励
磁インダクタンスを求めて出力するインダクタンス補正
手段をさらに備え、電流成分指令演算手段を、誘導電動
機のトルク指令と電流比記憶演算回路が出力する電流比
と上記インダクタンス補正手段が出力する励磁インダク
タンスを入力し、励磁電流指令を1次電流のd軸成分指
令として出力する励磁電流指令演算回路と、上記1次電
流のd軸成分指令の最大値を磁束が飽和する限界の値に
制限する制限回路と、上記誘導電動機のトルク指令に比
例した成分を上記制限回路の出力で除算し、トルク電流
指令である1次電流のq軸成分指令となす除算器と、よ
り構成することで、磁束が飽和して励磁インダクタンス
が変動する場合にも、これに対応してトルク制御性能の
低下を防止するようにしたものである。
The control device for an induction motor according to the invention of claim 4 relating to the above-mentioned first object, claims 1 to 3.
In any of the above, the d-axis component and the rotation frequency of the primary current on the orthogonal rotation coordinate axes (called dq axes) that rotate at the primary frequency are input, and the excitation current and the rotation frequency and the excitation that are obtained in advance are input. Inductance correction means for obtaining and outputting the exciting inductance from the correspondence data of the inductance is further provided, and the current component command calculation means is a torque command of the induction motor and the current ratio output from the current ratio storage calculation circuit and the inductance correction means. An exciting current command calculation circuit that inputs the exciting inductance to be output and outputs an exciting current command as a d-axis component command of the primary current, and a limit value at which the magnetic flux saturates the maximum value of the d-axis component command of the primary current. And a component proportional to the torque command of the induction motor is divided by the output of the limit circuit to obtain a primary current that is a torque current command. The q-axis component command is used to prevent the torque control performance from degrading even when the magnetic flux is saturated and the exciting inductance fluctuates. .

【0052】上記第1の目的に関連した請求項5の発明
に係る誘導電動機の制御装置は、請求項1乃至請求項4
のいずれかにおいて、電流比記憶演算回路で記憶される
電流比データが少なくとも回転周波数に関する1次関数
となるようにしたものである。
The induction motor control device according to the invention of claim 5 relating to the above-mentioned first object, claims 1 to 4.
In any of the above, the current ratio data stored in the current ratio storage arithmetic circuit is at least a linear function relating to the rotation frequency.

【0053】上記第1の目的に関連した請求項6の発明
に係る誘導電動機の制御装置は、請求項1乃至請求項4
のいずれかにおいて、電流比記憶演算回路で記憶される
電流比データが少なくとも1次周波数に関する1次関数
となるようにしたものである。
The control device for an induction motor according to the invention of claim 6 relating to the above-mentioned first object, claims 1 to 4.
In any one of the above, the current ratio data stored in the current ratio storage arithmetic circuit is at least a linear function relating to the primary frequency.

【0054】上記第1の目的に関連した請求項7の発明
に係る誘導電動機の制御装置は、請求項2において、す
べり周波数鉄損成分補正手段での所定の1次関数が1次
周波数の関数となるようにしたものである。
The control device for an induction motor according to the invention of claim 7 relating to the above-mentioned first object is, in claim 2, characterized in that the predetermined linear function in the slip frequency iron loss component correcting means is a function of the primary frequency. It is designed to be

【0055】上記第2の目的に関連した請求項8の発明
に係る誘導電動機の制御装置は、電圧型インバータを用
いて、トルク電流及び励磁電流を1次周波数で回転する
直交回転座標軸(d−q軸と呼ぶ)上の1次電流のq軸
成分及びd軸成分に分離してそれぞれ制御するベクトル
制御方式により誘導電動機を制御する装置において、上
記電圧型インバータの電源側直流電圧を検出する直流電
圧検出部と、上記誘導電動機のトルク電流指令である1
次電流のq軸成分指令(補正前1次電流q軸成分指令と
呼ぶ)及び励磁電流指令である1次電流のd軸成分指令
(補正前1次電流d軸成分指令と呼ぶ)を入力し、その
振幅の比(電流比FAと呼ぶ)を出力する電流比演算手
段(A)と、上記電源側直流電圧を入力し、出力可能な
最大1次電圧値を演算する最大出力電圧演算回路と、三
相座標軸上もしくはd−q軸上の1次電圧指令と上記出
力可能最大1次電圧値とを入力し、電圧飽和の発生の有
無を検出し電圧飽和の度合いを第1の飽和量成分として
表して出力する電圧飽和検出手段と、上記誘導電動機の
回転周波数その他の変数を入力し、トルク指令通りのト
ルクを出力するために要する1次電圧を最小とする上記
1次電流のq軸成分指令とd軸成分指令の振幅の比(電
流比FBと呼ぶ)を、演算あるいは演算の結果をマップ
データ化したものより算出し出力する電流比演算手段
(B)と、上記第1の飽和量成分、上記電流比FA及び
電流比FBを入力し、飽和の度合いに応じて補正後の1
次電流のq軸成分指令(補正後1次電流q軸成分指令と
呼ぶ)及びd軸成分指令(補正後1次電流d軸成分指令
と呼ぶ)の振幅の比(電流比FCと呼ぶ)を出力する電
流比調整手段と、上記誘導電動機のトルク指令と上記電
流比FCを入力し、上記補正後1次電流q軸成分指令と
上記補正後1次電流d軸成分指令を出力する補正後電流
成分指令演算手段とを備えたものである。
The control device for an induction motor according to the invention of claim 8 relating to the second object uses a voltage type inverter to rotate a torque current and an exciting current at a primary frequency in an orthogonal rotary coordinate axis (d-). In the device for controlling the induction motor by the vector control method in which the q-axis component and the d-axis component of the primary current on the above (q-axis) are separately controlled, a DC for detecting the DC voltage on the power source side of the voltage type inverter is used. 1 which is the torque current command of the voltage detection unit and the induction motor
Input the q-axis component command of the next current (called the uncorrected primary current q-axis component command) and the d-axis component command of the primary current that is the exciting current command (called the uncorrected primary current d-axis component command). A current ratio calculation means (A) for outputting a ratio of the amplitudes (referred to as a current ratio FA), and a maximum output voltage calculation circuit for inputting the power supply side DC voltage and calculating a maximum primary voltage value that can be output. , The primary voltage command on the three-phase coordinate axes or the dq axes and the maximum primary voltage value that can be output are input, and the presence or absence of voltage saturation is detected to determine the degree of voltage saturation as the first saturation amount component. The q-axis component of the primary current that minimizes the primary voltage required to output the torque according to the torque command by inputting the voltage saturation detection means that outputs Amplitude ratio of command and d-axis component command (current ratio FB) , The current ratio calculation means (B) for calculating and outputting the calculation or the result of the calculation from map data, and the first saturation amount component, the current ratio FA and the current ratio FB are input to determine the degree of saturation. 1 after correction accordingly
The amplitude ratio (called current ratio FC) of the q-axis component command of the next current (called the corrected primary current q-axis component command) and the d-axis component command (called the corrected primary current d-axis component command) A current ratio adjusting means for outputting, a torque command for the induction motor, and the current ratio FC are input, and a corrected current for outputting the corrected primary current q-axis component command and the corrected primary current d-axis component command. And a component command calculation means.

【0056】上記第2の目的に関連した請求項9の発明
に係る誘導電動機の制御装置は、請求項8において、上
記電流比調整手段が、電流比FCを調整してもなお、電
圧飽和が発生する場合に、これを検出して飽和の度合い
に応じた第2の飽和量成分をも出力するものであり、上
記第2の飽和量成分とトルク指令とを入力し、トルク指
令を補正するトルク指令補正手段をさらに備えたもので
ある。
In the control device for an induction motor according to the invention of claim 9 related to the above-mentioned second object, in claim 8, even if the current ratio adjusting means adjusts the current ratio FC, the voltage saturation still occurs. When it occurs, the second saturation amount component corresponding to the degree of saturation is detected and output, and the second saturation amount component and the torque command are input to correct the torque command. A torque command correction means is further provided.

【0057】[0057]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態についての詳
細な動作説明に移る前に、先ず、第1の発明の基となる
鉄損を考慮した誘導電動機のベクトル制御方式について
説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Before proceeding to a detailed description of the operation of an embodiment of the present invention, first, a vector control system of an induction motor considering iron loss, which is the basis of the first invention, will be described.

【0058】先ず、1次周波数で回転するd−q座標軸
上の誘導電動機の電圧・電流方程式は次式によって与え
られる。
First, the voltage-current equation of the induction motor on the dq coordinate axes rotating at the primary frequency is given by the following equation.

【0059】[0059]

【数12】 但し、Rs、Rr及びRmはそれぞれ、誘導電動機の1
次抵抗、2次抵抗及び鉄損抵抗である。Ls、Lr及び
Mはそれぞれ、誘導電動機の1次自己インダクタンス、
2次自己インダクタンス及び相互インダクタンスであ
る。また、Vds及びVqsはそれぞれ、1次電圧のd
軸成分及びq軸成分である。Ids及びIqsはそれぞ
れ1次電流のd軸成分及びq軸成分であり、Idr及び
Iqrはそれぞれ2次電流のd軸成分及びq軸成分であ
る。
(Equation 12) However, Rs, Rr, and Rm are 1 of the induction motor, respectively.
Secondary resistance, secondary resistance and iron loss resistance. Ls, Lr and M are the primary self-inductance of the induction motor,
The secondary self-inductance and the mutual inductance. Further, Vds and Vqs are respectively the d of the primary voltage.
The axis component and the q-axis component. Ids and Iqs are the d-axis component and the q-axis component of the primary current, respectively, and Idr and Iqr are the d-axis component and the q-axis component of the secondary current, respectively.

【0060】また、ω及びωsはそれぞれ誘導電動機の
1次周波数及びすべり周波数であり、Pは微分演算子
(=d/dt)である。尚、上式において鉄損抵抗Rm
の値を零とすると、鉄損を無視した場合の誘導電動機の
d−q座標軸上における電圧・電流方程式と一致する。
Ω and ωs are the primary frequency and the slip frequency of the induction motor, respectively, and P is the differential operator (= d / dt). In the above equation, iron loss resistance Rm
When the value of is set to zero, it agrees with the voltage-current equation on the dq coordinate axes of the induction motor when iron loss is ignored.

【0061】次に、鉄損を考慮した場合の誘導電動機の
2次磁束のd軸成分Φdr及びq軸成分Φqrは、次式
によって与えられる。
Next, the d-axis component Φdr and the q-axis component Φqr of the secondary magnetic flux of the induction motor when the iron loss is taken into consideration are given by the following equations.

【0062】[0062]

【数13】 (Equation 13)

【0063】更に、発生トルクTmは次式によって与え
られる。
Further, the generated torque Tm is given by the following equation.

【0064】[0064]

【数14】 [Equation 14]

【0065】尚、(20)式は鉄損の有無によらず成立
する。(18)式及び(19)式から、鉄損抵抗Rmの
存在によって、2次磁束のd軸成分Φdrは1次電流及
び2次電流のq軸成分Iqs及びIqrの影響を受け、
反対に2次磁束のq軸成分Φqrは1次電流及び2次電
流のd軸成分Ids及びIdrの影響を受けることが分
かる。その結果、(20)式から発生トルクTmも鉄損
の影響を受けることが分かる。
The equation (20) is established regardless of the presence or absence of iron loss. From the expressions (18) and (19), the d-axis component Φdr of the secondary magnetic flux is affected by the q-axis components Iqs and Iqr of the primary current and the secondary current due to the presence of the iron loss resistance Rm,
On the contrary, the q-axis component Φqr of the secondary magnetic flux is affected by the d-axis components Ids and Idr of the primary current and the secondary current. As a result, it can be seen from the equation (20) that the generated torque Tm is also affected by the iron loss.

【0066】次に、(18)、(19)式を(16)、
(17)式に代入してIdsとIqsを消去すると次式
が得られる。
Next, the equations (18) and (19) are changed to (16) and
Substituting into equation (17) and eliminating Ids and Iqs, the following equation is obtained.

【0067】[0067]

【数15】 (Equation 15)

【0068】また、(18)、(19)式を変形してI
drおよびIqrを求めると次式が得られる。
Further, by modifying the equations (18) and (19), I
When dr and Iqr are obtained, the following equation is obtained.

【0069】[0069]

【数16】 (Equation 16)

【0070】次に、Φqr=0となる条件を求めると、
(22)式から次式によってすべり周波数ωsを与えれ
ばよいことがわかる。
Next, when the condition for Φqr = 0 is obtained,
From equation (22), it is understood that the slip frequency ωs should be given by the following equation.

【0071】[0071]

【数17】 [Equation 17]

【0072】ここで、Iqrは直接検出することが困難
なので、(24)式を(26)式に代入してIqrを消
去すると次式が得られる。
Since it is difficult to directly detect Iqr, the following formula is obtained by substituting the formula (24) into the formula (26) and erasing the Iqr.

【0073】[0073]

【数18】 (Equation 18)

【0074】更に、(23)式を(21)式に代入して
Idrを消去するとともにΦqr=0とすると次式が得
られる。
Further, by substituting equation (23) into equation (21) to eliminate Idr and set Φqr = 0, the following equation is obtained.

【0075】[0075]

【数19】 [Equation 19]

【0076】従って、(27)式を満足するようなすべ
り周波数ωsで誘導電動機を制御すれば、2次磁束が時
間的に変化するような過渡状態においても、定常状態と
同様にΦqrを零に保つこと、即ち、2次磁束ベクトル
の方向をd軸に一致させることができる。ここで、2次
磁束のd軸成分Φdrは、(28)式の演算によって1
次電流のd軸成分Idsおよびq軸成分Iqsから求め
ることができる。
Therefore, if the induction motor is controlled at the slip frequency ωs that satisfies the expression (27), Φqr is made zero as in the steady state even in the transient state in which the secondary magnetic flux changes with time. It is possible to keep, that is, the direction of the secondary magnetic flux vector can be made to coincide with the d axis. Here, the d-axis component Φdr of the secondary magnetic flux is 1 by the calculation of the equation (28).
It can be obtained from the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the next current.

【0077】1次電流のd軸成分Ids及びq軸成分I
qsを検出すれば、(27)式の演算によって、すべり
周波数ωsを求めることができる。尚、(27)式及び
(28)式において、kの値は(25)式から明らかな
ように1次周波数ωの関数である。更に、公知のよう
に、鉄損抵抗Rmの値も1次周波数ωによって変化す
る。
D-axis component Ids and q-axis component I of the primary current
If qs is detected, the slip frequency ωs can be obtained by the calculation of equation (27). In equations (27) and (28), the value of k is a function of the primary frequency ω, as is apparent from equation (25). Further, as is well known, the value of the iron loss resistance Rm also changes depending on the primary frequency ω.

【0078】そのため、(27)式及び(28)式の演
算を行う場合には、1次周波数ωが必要であるが、ωは
(2)式のように誘導電動機の回転周波数ωrとすべり
周波数ωsとを加算することによって求められる。
For this reason, the primary frequency ω is required when the equations (27) and (28) are calculated. Ω is the rotational frequency ωr and the slip frequency of the induction motor as shown in the equation (2). It is obtained by adding ωs.

【0079】次に、Φqr=0が常に成立するので、
(20)式から次式が定常状態だけでなく過渡状態にお
いても成立することがわかる。
Next, since Φqr = 0 always holds,
From equation (20), it can be seen that the following equation holds true not only in the steady state but also in the transient state.

【0080】[0080]

【数20】 (Equation 20)

【0081】この式を利用して、外部から入力されるト
ルク指令に応じて2次磁束のd軸成分指令Φdr*及び
2次電流のq軸成分指令Iqr*を求めて、誘導電動機
の2次磁束のd軸成分Φdr及び2次電流のq軸成分I
qrが、それぞれこれらの指令値に追従するように制御
すれば、結果として誘導電動機の発生トルクを指令値通
りに制御することができる。
Using this equation, the d-axis component command Φdr * of the secondary magnetic flux and the q-axis component command Iqr * of the secondary current are obtained according to the torque command input from the outside, and the secondary of the induction motor is obtained. D-axis component Φdr of magnetic flux and q-axis component I of secondary current
If qr is controlled so as to follow these command values, respectively, the generated torque of the induction motor can be controlled as a result.

【0082】ところが、誘導電動機の2次磁束のd軸成
分Φdr及び2次電流のq軸成分Iqrは直接制御でき
ないため、ここでは2次磁束のd軸成分指令Φdr*及
び2次電流のq軸成分指令Iqr*から1次電流のd軸
成分指令Ids*及びq軸成分指令Iqs*を求め、誘
導電動機の1次電流のd軸成分Ids及びq軸成分Iq
sが、それぞれの指令値に追従するように制御する。そ
こで、先ず、(18)、(19)式を変形してIdsお
よびIqsを求めると次式が得られる。
However, since the d-axis component Φdr of the secondary magnetic flux and the q-axis component Iqr of the secondary current of the induction motor cannot be directly controlled, here, the d-axis component command Φdr * of the secondary magnetic flux and the q-axis of the secondary current. The d-axis component command Ids * and the q-axis component command Iqs * of the primary current are obtained from the component command Iqr *, and the d-axis component Ids and the q-axis component Iq of the primary current of the induction motor are obtained.
s is controlled so as to follow each command value. Therefore, first, the equations (18) and (19) are modified to obtain Ids and Iqs, and the following equations are obtained.

【0083】[0083]

【数21】 (Equation 21)

【0084】上式に(21)式を代入してIdrを消去
し、更に、
Equation (21) is substituted into the above equation to eliminate Idr, and

【0085】[0085]

【数22】 とおくと、次式が得られる。(Equation 22) Then, the following equation is obtained.

【0086】[0086]

【数23】 (Equation 23)

【0087】従って、(34)、(35)式の演算によ
って、2次磁束のd軸成分指令Φdr*及び2次電流の
q軸成分指令Iqr*から1次電流のd軸成分指令Id
s*及びq軸成分指令Iqs*を求めることができる。
尚、両式において、kの値及びRmの値は、1次周波数
ωの値によって変化するので、演算においてはωの値が
必要である。
Therefore, the d-axis component command Φdr * of the secondary magnetic flux and the q-axis component command Iqr * of the secondary current are converted from the d-axis component command Id of the primary current by the calculation of the equations (34) and (35).
The s * and q-axis component command Iqs * can be obtained.
In both equations, the value of k and the value of Rm change depending on the value of the primary frequency ω, so the value of ω is necessary in the calculation.

【0088】また、(36)式において、(Lr−M)
の値は誘導電動機の2次漏れインダクタンスの値と等し
いので、時定数Tr3の値はTr2の値と比較して非常
に小さい。従って、(35)式の演算において、Tr3
=0としても制御上の違いは殆ど生じない。
In the equation (36), (Lr-M)
Since the value of is equal to the value of the secondary leakage inductance of the induction motor, the value of the time constant Tr3 is much smaller than the value of Tr2. Therefore, in the calculation of equation (35), Tr3
Even if = 0, there is almost no difference in control.

【0089】以上のようにして、1次電流のd軸成分指
令Ids*及びq軸成分指令Iqs*が求められるの
で、誘導電動機の1次電流のd軸成分Ids及びq軸成
分Iqsがこれらの指令値にそれぞれ追従するように制
御すればよい。
Since the d-axis component command Ids * and the q-axis component command Iqs * of the primary current are obtained as described above, the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the primary current of the induction motor are calculated as follows. Control may be performed so as to follow the command values.

【0090】ここで、公知のように、1次電流のd軸成
分Ids及びq軸成分Iqsは、1次電流Ius、Iv
s及びIwsと1次周波数ωとから次式の演算によって
求められる。
Here, as is well known, the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the primary current are the primary currents Ius and Iv.
It is calculated from s and Iws and the primary frequency ω by the following calculation.

【0091】[0091]

【数24】 (Equation 24)

【0092】次に、Next,

【数25】 の関係を利用して、(37)、(38)式からIwsを
消去すると次式が得られる。
(Equation 25) When Iws is eliminated from the equations (37) and (38) using the relationship of, the following equation is obtained.

【0093】[0093]

【数26】 (Equation 26)

【0094】従って、上式の演算によって得られた1次
電流のd軸成分Ids及びq軸成分Iqsが、それぞれ
の指令値に追従するように制御すればよい。
Therefore, the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the primary current obtained by the calculation of the above equation may be controlled so as to follow the respective command values.

【0095】以上が、第1の発明の基となる鉄損を考慮
した誘導電動機のベクトル制御方式であり、誘導電動機
の2次磁束のd軸成分Φdrと2次電流のq軸成分Iq
rを操作することにより、鉄損が無視できないような場
合でも良好なトルク制御性能を実現できる。
The above is the vector control method of the induction motor considering the iron loss which is the basis of the first invention, and the d-axis component Φdr of the secondary magnetic flux of the induction motor and the q-axis component Iq of the secondary current.
By operating r, good torque control performance can be realized even when iron loss cannot be ignored.

【0096】次に、(30)式から、ある値の発生トル
クを得るためのΦdrとIqrの組み合わせは無数に存
在することがわかる。そこで、ΦdrとIqrの値をど
のように選べば誘導電動機の最大効率運転が実現できる
かについて説明する。先ず、(14)〜(17)式にお
いて微分項を無視する。すると、Φqr=0の条件と
(21)式より次式が得られる。
Next, from the equation (30), it is understood that there are innumerable combinations of Φdr and Iqr for obtaining a generated torque of a certain value. Then, how to select the values of Φdr and Iqr to realize the maximum efficiency operation of the induction motor will be described. First, the differential term is ignored in the equations (14) to (17). Then, the following equation is obtained from the condition of Φqr = 0 and the equation (21).

【0097】[0097]

【数27】 [Equation 27]

【0098】(14)、(15)式において微分項を無
視しさらに(43)式を代入する次式が得られる。
The following expressions are obtained by ignoring the differential term in the expressions (14) and (15) and substituting the expression (43).

【0099】[0099]

【数28】 [Equation 28]

【0100】また、(31)、(32)式において、Φ
qr=0、Idr=0とおくと、次式が得られる。
Further, in equations (31) and (32), Φ
When qr = 0 and Idr = 0 are set, the following equation is obtained.

【0101】[0101]

【数29】 (Equation 29)

【0102】さて、誘導電動機に入力される有効電力P
inは、公知のように次式で与えられる。
Now, the active power P input to the induction motor
in is given by the following equation as is known.

【0103】[0103]

【数30】 [Equation 30]

【0104】そこで、(44)〜(47)式を(48)
式に代入すると、次式が得られる。
Therefore, equations (44) to (47) are converted into equation (48).
Substituting into the equation yields the following equation:

【0105】[0105]

【数31】 (Equation 31)

【0106】次に、誘導電動機の機械的出力Pout
は、公知のように次式で与えられる。
Next, the mechanical output Pout of the induction motor
Is given by the following equation as is known.

【0107】[0107]

【数32】 (Equation 32)

【0108】ここで、ωrmは誘導電動機の機械的回転
周波数であり、電気的回転周波数ωrとは次式の関係が
ある。
Here, ωrm is the mechanical rotation frequency of the induction motor, and the electrical rotation frequency ωr has the following relationship.

【0109】[0109]

【数33】 [Equation 33]

【0110】(26)式を(51)式に代入してωsを
消去すると、次式が得られる。
By substituting the equation (26) into the equation (51) and eliminating ωs, the following equation is obtained.

【0111】[0111]

【数34】 (Equation 34)

【0112】従って、(30)式及び(52)式を(5
0)式に代入してTm及びωrmを消去すると、次式が
得られる。
Therefore, the equations (30) and (52) are changed to (5
By substituting into equation (0) and eliminating Tm and ωrm, the following equation is obtained.

【0113】[0113]

【数35】 (Equation 35)

【0114】すると、(49)、(53)式から誘導電
動機で発生する損失Plossは以下の式で与えられ
る。
Then, from equations (49) and (53), the loss Ploss generated in the induction motor is given by the following equation.

【0115】[0115]

【数36】 [Equation 36]

【0116】発生トルクが一定という条件の下で、(5
4)式で示される損失Plossが最小となるようなΦ
drとIqrの組み合わせを求めれば、最大効率運転が
実現できることが分かる。そこで、次に、損失Plos
sが最小となるようなΦdrとIqrの組み合わせを求
める。先ず、発生トルクが一定という条件は(30)式
の関係から次式によって表される。
Under the condition that the generated torque is constant, (5
Φ such that the loss Ploss shown in the equation 4) is minimized
It can be seen that the maximum efficiency operation can be realized by obtaining the combination of dr and Iqr. Therefore, next, the loss Plos
A combination of Φdr and Iqr that minimizes s is found. First, the condition that the generated torque is constant is expressed by the following equation from the relation of the equation (30).

【0117】[0117]

【数37】 (37)

【0118】そこで、(55)式を(54)式に代入し
てΦdrを消去すると、次式が得られる。
Then, by substituting the equation (55) into the equation (54) and eliminating Φdr, the following equation is obtained.

【0119】[0119]

【数38】 (38)

【0120】(56)式より、損失Plossが最小と
なるのは、(56)式の右辺をIqr2で微分した値が
零となる条件が成立する場合であることがわかる。従っ
て、この条件と(55)式から損失Plossが最小と
なる場合のΦdrとIqrの関係は次式によって与えら
れる。
From the equation (56), it can be seen that the loss Ploss becomes the minimum when the condition that the value obtained by differentiating the right side of the equation (56) by Iqr 2 is zero is satisfied. Therefore, the relationship between Φdr and Iqr when the loss Ploss is the minimum is given by the following equation from this condition and the equation (55).

【0121】[0121]

【数39】 [Equation 39]

【0122】即ち、ΦdrとIqrの振幅の比が(5
7)式を満足するように、トルク指令に応じてΦdrと
Iqrとを制御すれば最大効率運転が実現できる。尚、
(57)式は、(14)〜(17)式において微分項を
無視して導出したが、(14)〜(17)式は上述した
ように回転座標軸上の誘導電動機の電圧・電流方程式を
表している。
That is, the ratio of the amplitudes of Φdr and Iqr is (5
Maximum efficiency operation can be realized by controlling Φdr and Iqr according to the torque command so as to satisfy the expression (7). still,
The expression (57) is derived by ignoring the differential term in the expressions (14) to (17), but the expressions (14) to (17) express the voltage / current equation of the induction motor on the rotating coordinate axis as described above. It represents.

【0123】従って、一定トルクで誘導電動機を加減速
運転するような場合は、(14)〜(17)式の微分項
は零となるので、(57)式によって最大効率運転が実
現できる。
Therefore, when the induction motor is accelerated or decelerated with a constant torque, the differential terms of the equations (14) to (17) are zero, and therefore the maximum efficiency operation can be realized by the equation (57).

【0124】以上のように最大効率運転を実現する手順
として、トルク指令に応じて(57)式を満足する2次
磁束のd軸成分指令Φdr*及び2次電流のq軸成分指
令Iqr*を求め、2次磁束のd軸成分Φdr及び2次
電流のq軸成分Iqrがそれぞれの指令に追従するよう
に制御すればよい。しかし、上述のようにΦdr、Iq
rは直接制御できないため、Φdr*及びIqr*から
1次電流のd軸成分指令Ids*及びq軸成分指令Iq
s*を求め、1次電流のd軸成分Ids及びq軸成分I
qsが、それぞれの指令値に追従するように制御するこ
とになる。
As a procedure for realizing the maximum efficiency operation as described above, the d-axis component command Φdr * of the secondary magnetic flux and the q-axis component command Iqr * of the secondary current satisfying the expression (57) according to the torque command are set. It may be determined so that the d-axis component Φdr of the secondary magnetic flux and the q-axis component Iqr of the secondary current follow the respective commands. However, as described above, Φdr, Iq
Since r cannot be directly controlled, the d-axis component command Ids * and the q-axis component command Iq of the primary current are calculated from Φdr * and Iqr *.
s * is calculated, and d-axis component Ids and q-axis component I of the primary current
qs is controlled so as to follow each command value.

【0125】即ち、(30)式及び(57)式を用いて
トルク指令Tm*及び1次周波数ωに応じたΦdr*及
びIqr*を求め、(34)式及び(35)式を用いて
このΦdr*及びIqr*をIds*及びIqs*に変
換し、Ids及びIqsがそれぞれの指令値に追従する
ように制御することになる。
That is, Φdr * and Iqr * corresponding to the torque command Tm * and the primary frequency ω are obtained using the equations (30) and (57), and this is obtained using the equations (34) and (35). Φdr * and Iqr * are converted into Ids * and Iqs *, and Ids and Iqs are controlled so as to follow their respective command values.

【0126】しかしながら、以上の手順に基づいて1次
電流のd軸成分指令Ids*及びq軸成分指令Iqs*
を求めるまでは演算過程が複雑であり、実現するために
高い演算能力を必要とする。そこで、この演算過程を簡
略化し、Ids*及びIqs*生成の省演算化を図る。
However, the d-axis component command Ids * and the q-axis component command Iqs * of the primary current are based on the above procedure.
The calculation process is complicated until the above is obtained, and a high calculation capacity is required to realize it. Therefore, this calculation process is simplified to reduce the calculation of Ids * and Iqs * generation.

【0127】先ず、Iqs*とIds*の振幅の比の絶
対値は(34)式及び(35)式より次式で表される。
First, the absolute value of the ratio of the amplitudes of Iqs * and Ids * is expressed by the following equation from the equations (34) and (35).

【0128】[0128]

【数40】 (Equation 40)

【0129】1次周波数の絶対値|ω|が決まれば(5
7)式が定まり、従って(58)式が定まることにな
る。そこで、|ω|に対応する|Iqs*/Ids*|
を予め求めておきマップデータ化することが可能とな
る。
If the absolute value | ω | of the primary frequency is determined (5
Equation (7) is determined, and therefore equation (58) is determined. Therefore, | Iqs * / Ids * | corresponding to | ω |
Can be obtained in advance and converted into map data.

【0130】また、発生トルクTmは1次電流のd軸成
分Ids及びq軸成分Iqsを用いて次式で表される。
The generated torque Tm is expressed by the following equation using the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the primary current.

【0131】[0131]

【数41】 [Equation 41]

【0132】ここで、Tm*とIqs*の符号が一致す
ることと、|Iqs*/Ids*|及び(59)式を用
いて、Tm=Tm*、Ids=Ids*、Iqs=Iq
s*とおき換えると、次式が得られる。
Here, by using the fact that the signs of Tm * and Iqs * match and using | Iqs * / Ids * | and the equation (59), Tm = Tm *, Ids = Ids *, Iqs = Iq.
Substituting for s *, we get:

【0133】[0133]

【数42】 (Equation 42)

【0134】以上により、1次電流の指令生成に関し
て、1次周波数ωを用いて最大効率条件(57)式を満
足する|Iqs*/Iqs*|をマップデータより算出
し、これとトルク指令Tm*とから(60)、(61)
式を用いてIds*及びIqs*を得るという手順とす
ることで省演算化が図られる。
As described above, with respect to the primary current command generation, | Iqs * / Iqs * | that satisfies the maximum efficiency condition (57) is calculated from the map data using the primary frequency ω, and this and the torque command Tm are calculated. * From to (60), (61)
The calculation can be reduced by using the procedure of obtaining Ids * and Iqs * using the formula.

【0135】次に、すべり周波数ωsについては、2次
磁束のd軸成分Φdr、1次電流のd軸成分Ids及び
q軸成分Iqsを用いて(27)式より算出される。Φ
drはIds及びIqsを用いて(28)式により求め
られる。しかし、これらの鉄損を考慮した場合のすべり
周波数算出過程は、複雑なものとなり高い演算能力を要
す。そこで、限られた演算能力を有効利用する目的で
(27)、(28)式の演算を簡略化し、ωs算出の省
演算化を図る。
Next, the slip frequency ωs is calculated from the equation (27) using the d-axis component Φdr of the secondary magnetic flux, the d-axis component Ids of the primary current and the q-axis component Iqs. Φ
dr is calculated by the equation (28) using Ids and Iqs. However, the process of calculating the slip frequency in consideration of these iron losses becomes complicated and requires a high computing ability. Therefore, for the purpose of effectively utilizing the limited computing power, the computations of the equations (27) and (28) are simplified to reduce the computation of ωs.

【0136】先ず、鉄損を考慮しない場合、Φdrは
(28)式にてk=0とおくことで次式のようになる。
First, when iron loss is not taken into consideration, Φdr is given by the following equation by setting k = 0 in equation (28).

【0137】[0137]

【数43】 [Equation 43]

【0138】従って、鉄損を考慮しない場合のすべり周
波数ωs’(上述の鉄損を考慮したすべり周波数と区別
するためにωs’と表記する)は(27)式にてk=0
とおき(62)式を用いると次式のように表される。
Therefore, the slip frequency ωs 'in the case where the iron loss is not taken into consideration (expressed as ωs' in order to distinguish it from the slip frequency taking the iron loss into consideration) is k = 0 in the equation (27).
When the equation (62) is used, it is expressed as the following equation.

【0139】[0139]

【数44】 [Equation 44]

【0140】ここで、鉄損を考慮した場合のすべり周波
数ωsと鉄損を考慮しない場合のすべり周波数ωs’の
比を求めると、図7で表されるように回転周波数ωrに
対してほぼ1次関数の形を取る。そこでωsとωs’の
比を次式のように1次関数に近似する。
Here, when the ratio of the slip frequency ωs when the iron loss is taken into consideration and the slip frequency ωs ′ when the iron loss is not taken into account is obtained, as shown in FIG. Take the form of the following function. Therefore, the ratio of ωs and ωs ′ is approximated to a linear function as in the following equation.

【0141】[0141]

【数45】 [Equation 45]

【0142】ここで、N及びOは誘導電動機の定数及び
運転条件によって定まる定数である。(64)式を用い
ると、鉄損を考慮したすべり周波数ωsは鉄損を考慮し
ないすべり周波数ωs’と回転周波数ωrから次式によ
り算出される。
Here, N and O are constants of the induction motor and constants determined by operating conditions. Using the equation (64), the slip frequency ωs considering the iron loss is calculated by the following equation from the slip frequency ωs ′ not considering the iron loss and the rotation frequency ωr.

【0143】[0143]

【数46】 [Equation 46]

【0144】以上により、(63)〜(65)式を用い
ることで、すべり周波数ωsの算出に要する演算の省演
算化を図ることができる。
As described above, by using the formulas (63) to (65), it is possible to reduce the calculation required for calculating the slip frequency ωs.

【0145】また、(57)式で示される最大効率制御
の条件式には1次抵抗Rs及び2次抵抗Rrが含まれ
る。公知のようにRs及びRrの値は温度に依存する。
例えば固定子巻線が銅の場合、温度と1次抵抗Rsの値
の関係は次式のようになる。
The conditional expression for the maximum efficiency control expressed by the expression (57) includes the primary resistance Rs and the secondary resistance Rr. As is known, the values of Rs and Rr depend on temperature.
For example, when the stator winding is made of copper, the relationship between the temperature and the value of the primary resistance Rs is as follows.

【0146】[0146]

【数47】 [Equation 47]

【0147】また、Rrについても同様に温度の関数で
表される。従って、電動機の温度変化によりRs及びR
r値が変動し、(57)式の右辺の値が変化する。これ
により、(58)式の右辺も変化することから、最大効
率制御を行う1次電流のd軸成分指令Ids*及びq軸
成分指令Iqs*は電動機の温度に依存する変数といえ
る。
Similarly, Rr is also expressed as a function of temperature. Therefore, Rs and R are changed by the temperature change of the motor.
The r value fluctuates, and the value on the right side of the expression (57) changes. As a result, the right side of the equation (58) also changes, so it can be said that the d-axis component command Ids * and the q-axis component command Iqs * of the primary current for performing maximum efficiency control are variables that depend on the temperature of the electric motor.

【0148】以下、本発明の実施の形態について添付図
面により説明する。 実施の形態1.図1は、本発明の実施の形態1による誘
導電動機制御装置の構成を示すブロック図である。尚、
図中、図23と同一符号は同一または相当部分を示す。
図1において、2aは速度検出器7から入力した回転周
波数ωrに基づいてトルク電流指令である1次周波数で
回転する直交回転座標軸(d−q軸と呼ぶ)上の1次電
流のq軸成分指令Iqs*と励磁電流指令である1次電
流のd軸成分指令Ids*との振幅の比(電流比と呼
ぶ)を出力する電流比記憶演算回路である。3aは誘導
電動機1のトルク指令Tm*と電流比記憶演算回路2a
から入力した電流比とに基づいて、1次電流のd軸成分
指令Ids*及びq軸成分指令Iqs*を出力する電流
成分指令演算手段である。12は電流検出器4の出力I
us、Ivsと後述する1次周波数ωを積分して得られ
た位相θとを入力して、1次電流のd軸成分Ids及び
q軸成分Iqsを演算する電流成分演算手段である。ま
た、8は1次電流のd軸成分Idsとq軸成分Iqsを
入力し、誘導電動機1の鉄損を考慮しない場合のすべり
周波数ωs’を演算するすべり周波数演算回路、9はす
べり周波数演算回路8から出力された鉄損を考慮しない
場合のすべり周波数ωs’と速度検出器7の出力である
回転周波数ωrとを加算して1次周波数ωとなす加算
器、11は1次周波数ωを積分して位相θを電流成分演
算手段12及び後述する電圧指令演算回路6へ出力する
積分器、5は1次電流のd軸成分Ids及びq軸成分I
qsが、それぞれd軸成分指令Ids*及びq軸成分指
令Iqs*に追従するように誘導電動機1の1次電流を
制御し1次電圧のd軸成分指令Vds*及びq軸成分指
令Vqs*を出力する電流成分制御回路、6は電流成分
制御回路5から出力されたVds*とVqs*及び積分
器11より出力された位相θに基づいて1次電圧指令V
us*(U相)、Vvs*(V相)、Vws*(W相)
をPWMインバータ10へ出力する電圧指令演算回路で
ある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Embodiment 1. 1 is a block diagram showing the configuration of an induction motor control device according to a first embodiment of the present invention. still,
23, the same reference numerals as those in FIG. 23 indicate the same or corresponding portions.
In FIG. 1, 2a is a q-axis component of a primary current on an orthogonal rotation coordinate axis (referred to as d-q axes) that rotates at a primary frequency that is a torque current command based on the rotation frequency ωr input from the speed detector 7. It is a current ratio storage arithmetic circuit that outputs the amplitude ratio (referred to as current ratio) between the command Iqs * and the d-axis component command Ids * of the primary current that is the exciting current command. Reference numeral 3a is a torque command Tm * of the induction motor 1 and a current ratio storage arithmetic circuit 2a.
The current component command calculation means outputs the d-axis component command Ids * and the q-axis component command Iqs * of the primary current based on the current ratio input from. 12 is the output I of the current detector 4.
It is a current component calculating means for calculating the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the primary current by inputting us and Ivs and a phase θ obtained by integrating a primary frequency ω described later. Further, 8 is a slip frequency calculating circuit for inputting the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the primary current and calculating a slip frequency ωs ′ when the iron loss of the induction motor 1 is not taken into consideration, and 9 is a slip frequency calculating circuit. An adder that adds the slip frequency ωs ′ when the iron loss output from 8 is not taken into consideration and the rotation frequency ωr that is the output of the speed detector 7 to form a primary frequency ω, and 11 integrates the primary frequency ω Then, the integrator 5 for outputting the phase θ to the current component calculating means 12 and the voltage command calculating circuit 6 to be described later is provided with the d-axis component Ids and the q-axis component I of the primary current.
The primary current of the induction motor 1 is controlled so that qs follows the d-axis component command Ids * and the q-axis component command Iqs *, and the d-axis component command Vds * and the q-axis component command Vqs * of the primary voltage are controlled. An output current component control circuit 6 is a primary voltage command V based on Vds * and Vqs * output from the current component control circuit 5 and the phase θ output from the integrator 11.
us * (U phase), Vvs * (V phase), Vws * (W phase)
Is a voltage command calculation circuit for outputting to the PWM inverter 10.

【0149】図2は電流比記憶演算回路2aの詳細な構
成を示すブロック図である。この図に示すように、電流
比記憶演算回路2aは、回転周波数ωrを入力して、そ
の絶対値|ωr|を求める絶対値回路23と、|ωr|
を入力して、記憶しているマップデータに基づいて1次
電流のq軸成分指令Iqs*及びd軸成分指令Ids*
の振幅の比(電流比|Iqs*/Ids*|)を出力す
るマップデータ部24aとより構成されている。
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed structure of the current ratio storage operation circuit 2a. As shown in this figure, the current ratio storage operation circuit 2a receives the rotation frequency ωr and calculates the absolute value | ωr | of the absolute value circuit 23 and | ωr |
Is input, and the q-axis component command Iqs * and the d-axis component command Ids * of the primary current are input based on the stored map data.
And a map data section 24a for outputting the ratio of the amplitudes (current ratio | Iqs * / Ids * |).

【0150】図3は電流成分指令演算手段3aの詳細な
構成を示すブロック図である。この図に示すように、電
流成分指令演算手段3aは、トルク指令Tm*に所定の
係数をかけて出力する係数器31と、その係数器31の
出力の絶対値を求める絶対値回路32と、その絶対値回
路32の出力を分子とし、上記電流比記憶演算回路2a
の出力である電流比|Iqs*/Ids*|を分母とし
て入力し、除算してIds*2を得る除算器33と、I
ds*2の平方根を演算して1次電流のd軸成分指令I
ds*を出力する平方根演算回路34と、トルク指令T
m*を入力してTm*>0の場合には1、Tm*<0の
場合には−1、Tm*=0の場合には0をそれぞれ出力
する符号判別器35と、その符号判別器35の出力と電
流比|Iqs*/Ids*|を掛け合わせる乗算器36
と、平方根演算回路34の出力であるIds*と乗算器
36の出力とを掛け合わせて1次電流のq軸成分指令I
qs*を出力する乗算器37とより構成されている。
FIG. 3 is a block diagram showing a detailed structure of the current component command calculating means 3a. As shown in this figure, the current component command calculating means 3a includes a coefficient unit 31 that multiplies the torque command Tm * by a predetermined coefficient, and outputs it, and an absolute value circuit 32 that obtains the absolute value of the output of the coefficient unit 31. The output of the absolute value circuit 32 is used as a numerator, and the current ratio storage operation circuit 2a is used.
The current ratio | Iqs * / Ids * |, which is the output of I, is input as a denominator, and a divider 33 that divides to obtain Ids * 2
The square root of ds * 2 is calculated and the d-axis component command I of the primary current is calculated.
The square root calculation circuit 34 that outputs ds * and the torque command T
A code discriminator 35 for inputting m * and outputting 1 when Tm *> 0, −1 when Tm * <0, and 0 when Tm * = 0, and its code discriminator. Multiplier 36 for multiplying the output of 35 by the current ratio | Iqs * / Ids * |
And Ids *, which is the output of the square root calculation circuit 34, and the output of the multiplier 36, are multiplied to obtain the q-axis component command I of the primary current.
It is composed of a multiplier 37 that outputs qs *.

【0151】図4はすべり周波数演算回路8の詳細な構
成を示すブロック図である。この図に示すように、すべ
り周波数演算回路8は、1次電流のq軸成分Iqsに所
定の係数を掛ける係数器41と、1次電流のd軸成分I
dsを入力して時定数をTrとし1次遅れ成分を出力す
る1次遅れ回路42と、その1次遅れ回路42の出力に
所定の係数を掛けて出力する係数器43と、その係数器
41の出力を分子とし、係数器43の出力を分母として
除算し、鉄損を考慮しないすべり周波数ωs’を出力す
る除算器44とより構成されている。
FIG. 4 is a block diagram showing a detailed structure of the slip frequency calculation circuit 8. As shown in this figure, the slip frequency calculation circuit 8 includes a coefficient unit 41 for multiplying the q-axis component Iqs of the primary current by a predetermined coefficient, and the d-axis component I of the primary current I.
A first-order lag circuit 42 that inputs ds and uses Tr as a time constant to output a first-order lag component, a coefficient unit 43 that multiplies the output of the first-order lag circuit 42 by a predetermined coefficient, and outputs the result, and a coefficient unit 41 thereof. Is used as the numerator, the output of the coefficient unit 43 is used as the denominator, and a divider 44 that outputs the slip frequency ωs ′ without considering the iron loss is configured.

【0152】次に、この実施の形態1の動作について説
明する。電流比記憶演算回路2aは、回転周波数ωrを
入力して最大効率制御の条件(57)式を満たす1次電
流のq軸成分指令Iqs*とd軸成分指令Ids*の振
幅の比(電流比|Iqs*/Ids*|)を出力する。
電流比記憶演算回路2aの内部は図2で示される構成で
あり、絶対値回路23で回転周波数ωrの絶対値|ωr
|を求め、マップデータ部24aにて予め記憶された
(57)式を満たす電流比((58)式)のマップデー
タに基づいて対応する電流比を取り出す。
Next, the operation of the first embodiment will be described. The current ratio storage arithmetic circuit 2a inputs the rotation frequency ωr and satisfies the ratio of the amplitude of the q-axis component command Iqs * and the d-axis component command Ids * of the primary current that satisfies the condition (57) for maximum efficiency control (current ratio | Iqs * / Ids * |) is output.
The inside of the current ratio storage operation circuit 2a has the configuration shown in FIG. 2, and the absolute value circuit 23 uses the absolute value | ωr of the rotation frequency ωr.
| Is obtained and the corresponding current ratio is extracted based on the map data of the current ratio (equation (58)) satisfying the expression (57) stored in advance in the map data unit 24a.

【0153】次に、トルク指令Tm*と電流比|Iqs
*/Ids*|を電流成分指令演算手段3aに入力し、
(60)、(61)式の関係を用いて、1次電流のd軸
成分指令Ids*とq軸成分指令Iqs*を出力する。
Next, the torque command Tm * and the current ratio | Iqs
* / Ids * | is input to the current component command calculation means 3a,
The d-axis component command Ids * and the q-axis component command Iqs * of the primary current are output using the relationships of the equations (60) and (61).

【0154】以下、図3を用いて電流成分指令演算手段
3aの具体的動作について説明する。トルク指令Tm*
を係数器31を通して絶対値回路32に入力する。得ら
れた絶対値を分子、電流比|Iqs*/Ids*|を分
母として除算器33に入力すると、Ids*2が得られ
る。そのIds*2を平方根演算回路34に入力する
と、(60)式で示されるIds*が出力される。ま
た、トルク指令Tm*を符号判別器35に入力すると、
Tm*>0の場合には1、Tm*<0の場合には−1、
Tm*=0の場合には0が出力される。符号判別器35
の出力と電流比|Iqs*/Ids*|とを乗算器36
で掛け合わせ、更に、乗算器36の出力と平方根演算回
路34の出力Ids*とを乗算器37で掛け合わせる
と、(61)式で示されるIqs*が得られる。
The specific operation of the current component command calculating means 3a will be described below with reference to FIG. Torque command Tm *
Is input to the absolute value circuit 32 through the coefficient unit 31. Ids * 2 is obtained by inputting the obtained absolute value to the divider 33 with the numerator and the current ratio | Iqs * / Ids * | as the denominator. When the Ids * 2 is input to the square root calculation circuit 34, Ids * represented by the equation (60) is output. When the torque command Tm * is input to the sign discriminator 35,
1 when Tm *> 0, -1 when Tm * <0,
When Tm * = 0, 0 is output. Code discriminator 35
Of the output of the power supply and the current ratio | Iqs * / Ids * |
When the output of the multiplier 36 and the output Ids * of the square root calculation circuit 34 are multiplied by the multiplier 37, Iqs * represented by the equation (61) is obtained.

【0155】次に、電流検出器4によって検出された1
次電流Ius(U相)、Ivs(V相)及び積分器11
によって演算された位相θを電流成分演算手段12に入
力すると、(41)、(42)式の演算が行われ、1次
電流のd軸成分Idsとq軸成分Iqsが出力される。
Next, 1 detected by the current detector 4
Next current Ius (U phase), Ivs (V phase) and integrator 11
When the phase θ calculated by is input to the current component calculation means 12, the calculation of equations (41) and (42) is performed, and the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the primary current are output.

【0156】続いて、電流成分演算手段12より出力さ
れた1次電流のd軸成分Idsとq軸成分Iqsをすべ
り周波数演算回路8に入力すると、(63)式の演算が
なされ鉄損を考慮しないすべり周波数ωs’が出力され
る。具体的には、図4に示すように1次電流のq軸成分
Iqsに係数器41の係数を掛けたものを分子、1次電
流のd軸成分Idsを1次遅れ回路42に通して得られ
た出力に係数器43の係数を掛けたものを分母として除
算器44に入力すると、(63)式の演算がなされω
s’が出力される。
Subsequently, when the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the primary current output from the current component calculating means 12 are input to the slip frequency calculating circuit 8, the equation (63) is calculated and the iron loss is considered. The slip frequency ωs ′ that does not occur is output. Specifically, as shown in FIG. 4, a product obtained by multiplying the q-axis component Iqs of the primary current by the coefficient of the coefficient unit 41 is obtained by passing the d-axis component Ids of the primary current through the primary delay circuit 42. When the output obtained by multiplying the coefficient of the coefficient unit 43 is input to the divider 44 as the denominator, the operation of the equation (63) is performed and ω
s' is output.

【0157】次に、速度検出器7から出力される回転周
波数ωrとすべり周波数演算回路8から出力されるω
s’を加算器9で加算することで1次周波数ωが得られ
る。更に、1次周波数ωを積分器11で積分すると(3
9)式で示されるように位相θが得られる。
Next, the rotation frequency ωr output from the speed detector 7 and ω output from the slip frequency calculation circuit 8
The primary frequency ω is obtained by adding s ′ by the adder 9. Further, when the primary frequency ω is integrated by the integrator 11, (3
The phase θ is obtained as shown in the equation (9).

【0158】続いて、電流成分指令演算手段3aから出
力される1次電流のd軸成分指令Ids*とq軸成分指
令Iqs*、電流成分演算手段12から出力される1次
電流のd軸成分Idsとq軸成分Iqs、及び1次周波
数ωとを電流成分制御回路5に入力して、IdsがId
s*に追従するようIds*とIdsの偏差を増幅(P
I制御)すると、1次電圧のd軸成分指令Vds*が出
力される。また、同様に、IqsがIqs*に追従する
ようIqs*とIqsの偏差を増幅(PI制御)すると
1次電圧のq軸成分指令Vqs*が出力される。
Subsequently, the d-axis component command Ids * and the q-axis component command Iqs * of the primary current output from the current component command calculating means 3a, and the d-axis component of the primary current output from the current component calculating means 12 Ids, the q-axis component Iqs, and the primary frequency ω are input to the current component control circuit 5, and Ids is Id.
Amplify the deviation between Ids * and Ids so as to follow s * (P
(I control), the d-axis component command Vds * of the primary voltage is output. Similarly, when the deviation between Iqs * and Iqs is amplified (PI control) so that Iqs follows Iqs *, the q-axis component command Vqs * of the primary voltage is output.

【0159】次に、電圧指令演算回路6は、電流成分制
御回路5から出力された1次電圧のd軸成分指令Vds
*とq軸成分指令Vqs*とを入力し、次に示す(6
7)、(68)、(69)式によって1次電圧指令Vu
s*(U相)、Vvs*(V相)、Vws*(W相)を
出力する。ここで、(37)、(38)、(40)式は
電圧についても同様に成立するので、これらの式におい
てIus、Ivs、Iws、Ids、Iqsをそれぞれ
Vus*、Vvs*、Vws*、Vds*、Vqs*に
おき換えた後、Vus*、Vvs*、Vws*について
解くと次式が得られる。
Next, the voltage command calculation circuit 6 outputs the d-axis component command Vds of the primary voltage output from the current component control circuit 5.
Input * and the q-axis component command Vqs *, and enter (6
7), (68), (69) according to the primary voltage command Vu
It outputs s * (U phase), Vvs * (V phase), and Vws * (W phase). Here, since the equations (37), (38), and (40) are similarly established for the voltage, Ius, Ivs, Iws, Ids, and Iqs in these equations are Vus *, Vvs *, Vws *, and Vds, respectively. After replacing with *, Vqs * and solving for Vus *, Vvs *, and Vws *, the following equation is obtained.

【数48】 [Equation 48]

【0160】続いて、PWMインバータ10によって、
誘導電動機1に印加される各相毎の1次電圧が、d−q
軸上にて電流成分制御回路5から出力された1次電圧指
令に追従するように制御される。その結果、誘導電動機
1の1次電流のd軸成分Idsとq軸成分Iqsはそれ
ぞれの指令に追従することになり、最大効率条件(5
7)式に基づいて誘導電動機1を運転することが可能と
なる。
Then, by the PWM inverter 10,
The primary voltage applied to the induction motor 1 for each phase is dq
On-axis control is performed so as to follow the primary voltage command output from the current component control circuit 5. As a result, the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the primary current of the induction motor 1 follow the respective commands, and the maximum efficiency condition (5
It becomes possible to operate the induction motor 1 based on the equation (7).

【0161】実施の形態2.図5は、第1の発明に関連
する実施の形態として実施の形態2による誘導電動機制
御装置の構成を示すブロック図である。尚、図中、図1
と同一符号は同一または相当部分を示す。図5におい
て、この実施の形態2は、周波数演算回路8より出力さ
れた鉄損を考慮しないすべり周波数(補正前すべり周波
数)ωs’を鉄損を考慮したすべり周波数(補正後すべ
り周波数)ωsへと補正するすべり周波数鉄損成分補正
手段13を備えること以外は、前記図1の実施の形態1
と同じである。
Embodiment 2. FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an induction motor control device according to a second embodiment as an embodiment related to the first invention. In FIG. 1, FIG.
The same reference numerals indicate the same or corresponding parts. In FIG. 5, in the second embodiment, the slip frequency (pre-correction slip frequency) ωs ′ that does not consider the iron loss output from the frequency calculation circuit 8 is changed to the slip frequency (correction slip frequency) ωs that takes the iron loss into consideration. Embodiment 1 of FIG. 1 except that a slip frequency iron loss component correcting means 13 for correcting
Is the same as

【0162】図6はすべり周波数鉄損成分補正手段13
の詳細な構成を示すブロック図である。この図に示すよ
うに、すべり周波数鉄損成分補正手段13は、回転周波
数ωrを入力してその絶対値|ωr|を求める絶対値回
路51と、|ωr|を入力して誘導電動機1の回転周波
数ωrに対する所定の1次関数の演算結果をすべり周波
数比Jとして出力する1次関数演算器52と、その1次
関数演算器52より出力されたすべり周波数比Jとすべ
り周波数演算回路8から出力された鉄損を考慮しないす
べり周波数ωs’とを掛け合わせて鉄損を考慮したすべ
り周波数ωsを出力する乗算器53とで構成されてい
る。
FIG. 6 shows slip frequency iron loss component correction means 13
FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of FIG. As shown in this figure, the slip frequency iron loss component correction means 13 receives the rotation frequency ωr and calculates an absolute value | ωr | of the absolute value circuit 51, and inputs | ωr | to rotate the induction motor 1. A linear function calculator 52 that outputs the calculation result of a predetermined linear function to the frequency ωr as a slip frequency ratio J, and a slip frequency ratio J output from the linear function calculator 52 and a slip frequency calculation circuit 8 And a multiplier 53 that outputs the slip frequency ωs considering the iron loss by multiplying the slip frequency ωs ′ not considering the iron loss.

【0163】図6を用いてすべり周波数鉄損成分補正手
段13の具体的動作について説明する。回転周波数ωr
を絶対値回路51へ入力して|ωr|を求め、その|ω
r|を1次関数演算器52に入力する。すると、(6
4)式で示される1次関数で近似した、鉄損を考慮しな
いすべり周波数ωs’と鉄損を考慮したすべり周波数ω
sとの比(すべり周波数比)Jが出力される。この1次
関数演算器52の出力Jとすべり周波数演算回路8から
出力された鉄損を考慮しないすべり周波数ωs’とを乗
算器53で掛け合わせると、(65)式に基づいて鉄損
を考慮したすべり周波数ωsが得られる。1次関数で近
似したすべり周波数比Jは図7のように表される。
A specific operation of the slip frequency iron loss component correction means 13 will be described with reference to FIG. Rotation frequency ωr
Is input to the absolute value circuit 51 to obtain | ωr |
The r | is input to the linear function calculator 52. Then, (6
Slip frequency ωs' that does not consider iron loss and slip frequency ω that considers iron loss, which is approximated by a linear function expressed by equation (4).
The ratio J to s (slip frequency ratio) J is output. When the output J of the linear function calculator 52 and the slip frequency ωs ′ output from the slip frequency calculation circuit 8 which does not consider the iron loss are multiplied by the multiplier 53, the iron loss is considered based on the equation (65). The slip frequency ωs is obtained. The slip frequency ratio J approximated by a linear function is expressed as shown in FIG.

【0164】次に、速度検出器7から出力される回転周
波数ωrとすべり周波数鉄損成分補正手段13から出力
される鉄損を考慮したすべり周波数ωsとを加算器9で
加算することにより、1次周波数ωが得られる。
Next, the rotation frequency ωr output from the speed detector 7 and the slip frequency ωs considering the iron loss output from the slip frequency iron loss component correcting means 13 are added by the adder 9 to obtain 1 The next frequency ω is obtained.

【0165】実施の形態3.図8は、第1の発明に関連
する実施の形態として実施の形態3による誘導電動機制
御装置の構成を示すブロック図であり、図中、図1と同
一符号は同一または相当部分を示す。この実施の形態で
は、図8に示すように、誘導電動機1の固定子巻線の温
度を検出する電動機温度検出器14を備え、この電動機
温度検出器14の出力を電流比記憶演算回路2bに入力
して、電流比の演算に反映させたものである。
Embodiment 3 FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an induction motor control device according to a third embodiment as an embodiment related to the first invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding portions. In this embodiment, as shown in FIG. 8, an electric motor temperature detector 14 for detecting the temperature of the stator winding of the induction motor 1 is provided, and the output of the electric motor temperature detector 14 is stored in the current ratio storage arithmetic circuit 2b. It is input and reflected in the calculation of the current ratio.

【0166】即ち、上述のように、1次抵抗Rsは、例
えば固定子巻線が銅の場合、電動機温度の変化により
(66)式に従ってその値が変動する。よって、(5
7)式の右辺の値が温度によって変化するため、(5
8)式の右辺も変化する。このことより、最大効率制御
を実現する1次電流のq軸成分指令Iqs*とd軸成分
指令Ids*の振幅の比(電流比|Iqs*/Ids*
|)は電動機温度の関数となる。
That is, as described above, when the stator winding is copper, the value of the primary resistance Rs fluctuates according to the equation (66) due to changes in the motor temperature. Therefore, (5
Since the value on the right side of equation (7) changes with temperature,
The right side of equation (8) also changes. From this, the ratio of the amplitudes of the q-axis component command Iqs * of the primary current and the d-axis component command Ids * that realize the maximum efficiency control (current ratio | Iqs * / Ids *
| Is a function of motor temperature.

【0167】そこで、電流比記憶演算回路2bのマップ
データ部24bで記憶する電流比|Iqs*/Ids*
|のデータは、温度による変動を考慮し、(57)、
(58)、(66)式に従って演算した結果をマップデ
ータ化したものとする。図9は電流比記憶演算回路2b
の詳細な構成を示すブロック図である。即ち、電流比記
憶演算回路2bは回転周波数ωrと電動機温度検出器1
4の出力である電動機温度とを入力し、各入力の状態に
応じた電流比|Iqs*/Ids*|を出力する。
Therefore, the current ratio | Iqs * / Ids * stored in the map data section 24b of the current ratio storage operation circuit 2b.
The data of │ (57), considering the variation with temperature,
It is assumed that the results calculated according to the equations (58) and (66) are converted into map data. FIG. 9 shows the current ratio storage arithmetic circuit 2b.
FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of FIG. That is, the current ratio storage calculation circuit 2b is configured to detect the rotation frequency ωr and the motor temperature detector 1
The electric motor temperature, which is the output of No. 4, is input, and the current ratio | Iqs * / Ids * | corresponding to the state of each input is output.

【0168】実施の形態4.図10は、第1の発明に関
連する実施の形態として実施の形態4による誘導電動機
制御装置の構成を示すブロック図であり、図中、図1と
同一符号は同一または相当部分を示す。図10におい
て、この実施の形態4は、1次電流のd軸成分Idsと
回転周波数ωrとを入力し、各入力の状態に応じた励磁
インダクタンスM’を出力するインダクタンス補正手段
15を備え、このインダクタンス補正手段15の出力を
電流成分指令演算手段3bに入力して、その演算に反映
させるようにしたものである。即ち、電流成分指令演算
手段3bは、誘導電動機1のトルク指令Tm*、電流比
記憶演算回路2aの出力である電流比、及びインダクタ
ンス補正手段15の出力である励磁インダクタンスM’
を入力して、1次電流のd軸成分指令Ids*及びq軸
成分指令Iqs*を出力する。
Fourth Embodiment FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an induction motor control device according to a fourth embodiment as an embodiment related to the first invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding portions. In FIG. 10, the fourth embodiment is provided with an inductance correction means 15 which inputs the d-axis component Ids of the primary current and the rotation frequency ωr and outputs the exciting inductance M ′ according to the state of each input. The output of the inductance correction means 15 is input to the current component command calculation means 3b and reflected in the calculation. That is, the current component command calculation means 3b has the torque command Tm * of the induction motor 1, the current ratio output from the current ratio storage calculation circuit 2a, and the exciting inductance M ′ output from the inductance correction means 15.
To output the primary current d-axis component command Ids * and the q-axis component command Iqs *.

【0169】図11はインダクタンス補正手段15の詳
細な構成を示すブロック図である。この図に示すよう
に、インダクタンス補正手段15は、回転周波数ωrを
入力してその絶対値|ωr|を求める絶対値回路61
と、|ωr|及び1次電流のd軸成分Idsを入力し
て、マップデータに基づいて励磁インダクタンスM’を
出力するマップデータ部62とで構成されている。
FIG. 11 is a block diagram showing a detailed structure of the inductance correction means 15. As shown in this figure, the inductance correction means 15 receives the rotation frequency ωr and calculates the absolute value | ωr | of the absolute value circuit 61.
And | ωr | and the d-axis component Ids of the primary current are input, and the map data unit 62 that outputs the exciting inductance M ′ based on the map data is configured.

【0170】図12は電流成分指令演算手段3bの詳細
な構成を示すブロック図である。電流成分指令演算手段
3bは、トルク指令Tm*、電流比記憶演算回路2aが
出力する電流比|Iqs*/Ids*|、インダクタン
ス補正手段15が出力する励磁インダクタンスM’とを
入力し、1次電流のd軸成分指令Ids*及び(Tm*
・Lr)/(Pm・M’2)を演算し出力する励磁電流
指令演算回路70と、Ids*を入力して、その最大値
を磁束が飽和する限界の値に制限して出力する制限回路
71と、(Tm*・Lr)/(Pm・M’2)を分子と
し、制限回路71から出力されるIds*を分母として
入力して除算し、1次電流のq軸成分指令Iqs*とな
す除算器72とにより構成される。更に、励磁電流指令
演算回路70は、トルク指令Tm*に所定の係数を掛け
て出力する係数器73と、インダクタンス補正手段15
の出力である励磁インダクタンスM’を自乗して出力す
る乗算器74と、係数器73の出力を分子とし、乗算器
74の出力を分母として入力し、除算して(Tm*・L
r)/(Pm・M’2)となす除算器75と、その除算
器75の出力の絶対値を求める絶対値回路76と、その
絶対値回路76の出力を分子とし、電流比記憶演算回路
2aの出力である電流比|Iqs*/Ids*|を分母
として入力し、除算してIds*2を得る除算器77
と、Ids*2の平方根を演算してd軸成分指令Ids
*を出力する平方根演算回路78とにより構成される。
FIG. 12 is a block diagram showing the detailed structure of the current component command calculating means 3b. The current component command calculation means 3b inputs the torque command Tm *, the current ratio | Iqs * / Ids * | output from the current ratio storage calculation circuit 2a, and the exciting inductance M ′ output from the inductance correction means 15 and receives the primary Current d-axis component command Ids * and (Tm *
-Lr) / (Pm-M'2) -exciting current command calculating circuit 70 and a limiting circuit for inputting Ids * and limiting the maximum value to the limit value at which the magnetic flux is saturated and outputting 71 and (Tm * · Lr) / (Pm · M′2) as the numerator, and the Ids * output from the limiting circuit 71 is input as a denominator and divided to obtain the q-axis component command Iqs * of the primary current. And a divider 72. Further, the exciting current command arithmetic circuit 70 multiplies the torque command Tm * by a predetermined coefficient, and outputs the coefficient unit 73 and the inductance correction means 15.
The output of the multiplier 74, which squares the exciting inductance M ′, which is the output of the above, and the output of the coefficient unit 73 are used as the numerator, the output of the multiplier 74 is input as the denominator, and the division (Tm * · L
r) / (Pm · M′2), a divider 75, an absolute value circuit 76 for obtaining the absolute value of the output of the divider 75, and an output of the absolute value circuit 76 as a numerator The divider 77 which inputs the current ratio | Iqs * / Ids * | which is the output of 2a as a denominator and divides to obtain Ids * 2
And the square root of Ids * 2 is calculated to calculate the d-axis component command Ids
And a square root calculation circuit 78 that outputs *.

【0171】次にこの実施の形態4の動作について説明
する。回転周波数ωrと1次電流のd軸成分Idsとを
インダクタンス補正手段15へ入力すると、インダクタ
ンス補正手段15の内部では、絶対値回路61により回
転周波数の絶対値|ωr|が求められ、この|ωr|及
びIdsに対応づけられた励磁インダクタンスM’がマ
ップデータ部62より出力される。これがインダクタン
ス補正手段15の出力となる。次に、トルク指令Tm
*、励磁インダクタンスM’、及び電流比|Iqs*/
Ids*|を電流成分指令演算手段3bへ入力すると、
その内部でトルク指令Tm*に係数器73の係数を掛け
たものを分子とし、励磁インダクタンスM’を乗算器7
4により自乗したものを分母として除算器75により
(Tm*・Lr)/(Pm・M’2)が得られる。更
に、(Tm*・Lr)/(Pm・M’2)を絶対値回路
76に通して得られた|(Tm*・Lr)/(Pm・
M’2)|を分子とし、電流比|Iqs*/Ids*|
を分母として除算器77によりIds*2が得られ、平
方根演算回路78によりIds*が得られる。以上の演
算過程は(60)式に基づくものである。次に、Ids
*は制限回路71により最大値を磁束が飽和する限界の
値に制限される。更に、(Tm*・Lr)/(Pm・
M’2)を分子とし、制限回路78を通過したIds*
を分母として除算器72により除算すると(59)式に
基づく演算によりIqs*が得られる。
Next, the operation of the fourth embodiment will be described. When the rotation frequency ωr and the d-axis component Ids of the primary current are input to the inductance correction means 15, the absolute value circuit 61 determines the absolute value | ωr | of the rotation frequency inside the inductance correction means 15, and this | ωr The excitation inductance M ′ associated with | and Ids is output from the map data unit 62. This is the output of the inductance correction means 15. Next, the torque command Tm
*, Exciting inductance M ', and current ratio | Iqs * /
When Ids * | is input to the current component command calculation means 3b,
Inside thereof, the torque command Tm * multiplied by the coefficient of the coefficient multiplier 73 is used as a numerator, and the exciting inductance M ′ is multiplied by the multiplier 7
The value obtained by squaring by 4 is used as the denominator, and the divider 75 obtains (Tm * · Lr) / (Pm · M ′ 2 ). Further, (Tm * · Lr) / (Pm · M ′ 2 ) is passed through the absolute value circuit 76 to obtain | (Tm * · Lr) / (Pm ·
M '2) | was used as a molecule, the current ratio | Iqs * / Ids * |
With I as the denominator, Ids * 2 is obtained by the divider 77, and Ids * is obtained by the square root operation circuit 78. The above calculation process is based on the equation (60). Next, Ids
The maximum value of * is limited by the limiting circuit 71 to a limit value at which the magnetic flux is saturated. Furthermore, (Tm * ・ Lr) / (Pm ・
Ids * that has passed through the limiting circuit 78 with M ′ 2 ) as the numerator
When the denominator is used as the denominator, the divider 72 divides it to obtain Iqs * by the operation based on the equation (59).

【0172】実施の形態5.上記実施の形態1乃至4に
おいて、電流比記憶演算回路2aのマップデータ部24
a、または、電流比記憶演算回路2bのマップデータ部
24bで記憶されている電流比のマップデータが、少な
くとも回転周波数ωrに関して1次関数近似されたデー
タであってもよい。この場合の|ωr|に対する電流比
|Iqs*/Ids*|の関係の例は図13に示され
る。
Embodiment 5. In the above-described first to fourth embodiments, the map data unit 24 of the current ratio storage arithmetic circuit 2a.
Alternatively, the current ratio map data stored in the map data unit 24b of the current ratio storage / calculation circuit 2b may be data that is linearly approximated at least with respect to the rotation frequency ωr. An example of the relationship of the current ratio | Iqs * / Ids * | with respect to | ωr | in this case is shown in FIG.

【0173】実施の形態6.上記実施の形態5の電流比
記憶演算回路2aまたは2bにおいて、速度検出器7か
ら出力される回転周波数ωrを入力する代わりに、加算
器9から出力される1次周波数ωを用いてもよい。
Sixth Embodiment In the current ratio storage arithmetic circuit 2a or 2b of the fifth embodiment, the primary frequency ω output from the adder 9 may be used instead of inputting the rotation frequency ωr output from the speed detector 7.

【0174】実施の形態7.上記実施の形態2のすべり
周波数鉄損成分補正手段13において、速度検出器7か
ら出力される回転周波数ωrを入力する代わりに、加算
器9から出力される1次周波数ωを用いてもよい。
Seventh Embodiment In the slip frequency iron loss component correction means 13 of the second embodiment, the primary frequency ω output from the adder 9 may be used instead of inputting the rotation frequency ωr output from the speed detector 7.

【0175】次に、第2の発明の実施の形態について説
明する前に、第2の発明の基となる所定トルクを最小の
1次電圧で発生するベクトル制御法について説明する。
1次周波数で回転するd−q軸上の誘導電動機の電圧・
電流方程式は、鉄損を想定せず定常状態について考えた
場合、公知のように(14)〜(17)式より次式で表
される。
Before describing the embodiment of the second invention, a vector control method for generating a predetermined torque, which is the basis of the second invention, with a minimum primary voltage will be described.
The voltage of the induction motor on the dq axes that rotates at the primary frequency
The current equation is expressed by the following equation from equations (14) to (17) as is well known when the steady state is considered without assuming the iron loss.

【0176】[0176]

【数49】 但し、Rs及びRrはそれぞれ、誘導電動機の1次抵抗
及び2次抵抗である。Ls、Lr及びMはそれぞれ、誘
導電動機の1次自己インダクタンス、2次自己インダク
タンス及び相互インダクタンスである。また、Vds及
びVqsはそれぞれ、1次電圧のd軸成分及びq軸成分
である。Ids及びIqsはそれぞれ1次電流のd軸成
分及びq軸成分であり、Idr及びIqrはそれぞれ2
次電流のd軸成分及びq軸成分である。ω及びωs’は
それぞれ誘導電動機の1次周波数及び鉄損を想定しない
すべり周波数である。
[Equation 49] However, Rs and Rr are the primary resistance and secondary resistance of the induction motor, respectively. Ls, Lr and M are the primary self-inductance, secondary self-inductance and mutual inductance of the induction motor, respectively. Further, Vds and Vqs are the d-axis component and the q-axis component of the primary voltage, respectively. Ids and Iqs are the d-axis component and the q-axis component of the primary current, respectively, and Idr and Iqr are 2 respectively.
These are the d-axis component and the q-axis component of the next current. ω and ωs ′ are the primary frequency of the induction motor and the slip frequency that does not assume iron loss, respectively.

【0177】ここで、2次磁束ベクトルの方向をd軸に
一致させるため2次磁束のd軸成分Φdr及びq軸成分
Φqrのうち、Φqrを零とおき整理すると、公知のベ
クトル制御におけるすべり周波数ωs’は(63)式
で、発生トルクTmは(59)式でそれぞれ表され、2
次磁束のd軸成分Φdr及び電圧・電流方程式はそれぞ
れ次式で表される。
Here, in order to match the direction of the secondary magnetic flux vector with the d-axis, if Φqr is set to zero among the d-axis component Φdr and the q-axis component Φqr of the secondary magnetic flux, the slip frequency in the known vector control is arranged. ωs ′ is expressed by the equation (63), and the generated torque Tm is expressed by the equation (59).
The d-axis component Φdr of the next magnetic flux and the voltage / current equation are respectively expressed by the following equations.

【0178】[0178]

【数50】 [Equation 50]

【0179】(75)、(76)式より、1次電圧Vs
は次式のようになる。
From the equations (75) and (76), the primary voltage Vs
Becomes as follows.

【0180】[0180]

【数51】 (Equation 51)

【0181】ここで、発生トルクTm=TA、1次電圧
Vs=VsAの場合を考える。(59)式よりIds・
Iqsは次式のように表現できる。
Here, consider the case where the generated torque Tm = TA and the primary voltage Vs = VsA. From equation (59), Ids
Iqs can be expressed as the following equation.

【0182】[0182]

【数52】 [Equation 52]

【0183】(78)式を(77)式に代入し、次式の
ように変形する。
The expression (78) is substituted into the expression (77), and the expression is transformed into the following expression.

【0184】[0184]

【数53】 (Equation 53)

【0185】ここで、(79)式で示される楕円と(7
8)式で示される曲線が一点で接する場合、その接点に
おける1次電流のd軸成分Idsとq軸成分Iqsの組
み合わせが、トルクTAを発生し、且つ、1次電圧がV
sAである唯一の組み合わせとなる。この模様を図14
に示す。これ以外の、(78)式を満たすIdsとIq
sの組み合わせでは、トルクTAを発生するために1次
電圧としてVsAより大きな値が必要となる。言い換え
れば、(79)式で示される楕円と(78)式で示され
る曲線が一点で接する場合のIdsとIqsの組み合わ
せを用いれば、所要のトルクを最小の1次電圧で発生す
る、または、所定の1次電圧で最大のトルクを発生する
ことができる。
Here, the ellipse expressed by the equation (79) and (7
When the curve represented by the equation (8) touches at one point, the combination of the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the primary current at the contact point generates the torque TA and the primary voltage is V.
It is the only combination that is sA. This pattern is shown in FIG.
Shown in Other than this, Ids and Iq that satisfy the expression (78)
In the combination of s, a value larger than VsA is required as the primary voltage in order to generate the torque TA. In other words, if the combination of Ids and Iqs in the case where the ellipse represented by the equation (79) and the curve represented by the equation (78) are in contact at one point, the required torque is generated at the minimum primary voltage, or Maximum torque can be generated with a given primary voltage.

【0186】(79)式で示される楕円と(78)式で
示される曲線の接点は以下のようにして求められる。
(78)式よりIqsをIdsを用いて表すと次式とな
る。
The contact point between the ellipse represented by the equation (79) and the curve represented by the equation (78) is obtained as follows.
When Iqs is expressed using Ids from the expression (78), the following expression is obtained.

【0187】[0187]

【数54】 (Equation 54)

【0188】(80)式を(79)式に代入して両辺を
Ids2倍し整理すると、次式のようになる。
Substituting equation (80) into equation (79) and multiplying both sides by Ids 2 and rearranging yields the following equation.

【0189】[0189]

【数55】 [Equation 55]

【0190】ここで、(79)式と(78)式が一点で
接する条件は、
Here, the condition that equations (79) and (78) contact at one point is

【0191】[0191]

【数56】 より、[Equation 56] Than,

【0192】[0192]

【数57】 [Equation 57]

【0193】となり、従って、次式で表される。Therefore, it is expressed by the following equation.

【0194】[0194]

【数58】 [Equation 58]

【0195】このとき、Idsは、At this time, Ids is

【0196】[0196]

【数59】 であるから、IdsとIqsの組み合わせは、Iqsと
Idsの振幅の比で表現すると次式となる。
[Equation 59] Therefore, the combination of Ids and Iqs is represented by the following expression when expressed by the ratio of the amplitudes of Iqs and Ids.

【0197】[0197]

【数60】 [Equation 60]

【0198】以上のことから、(86)式に基づいて1
次電流のd軸成分Idsとq軸成分Iqsとを制御する
ことにより、所要のトルクを最小の1次電圧で発生す
る、または、所定の1次電圧で最大のトルクを発生する
ことができる。以下では、この方式による制御法を最小
1次電圧制御法と呼ぶことにする。
From the above, based on the equation (86), 1
By controlling the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the next current, it is possible to generate a required torque with a minimum primary voltage or generate a maximum torque with a predetermined primary voltage. Hereinafter, the control method based on this method will be referred to as the minimum primary voltage control method.

【0199】実施の形態8.図16は、第2の発明に関
連する実施の形態として実施の形態8による誘導電動機
制御装置の構成を示すブロック図であり、図中、図1と
同一符号は同一または相当部分を示す。図16におい
て、実施の形態の誘導電動機制御装置は、図1の実施の
形態1の構成要素5ー12の他に、電流成分指令演算手
段3a及び電流比記憶演算回路2aに代えて、次の構成
要素を備えるものである。即ち、誘導電動機制御装置
は、交流を順変換したものあるいは直流電圧を供給する
直流電源25と、その直流電源25が供給する直流電圧
の電圧値を検出する直流電圧検出部16と、直流電圧検
出部16から入力した直流電圧値に基づいて出力可能な
1次電圧の最大値Vsmaxを演算して出力する最大出
力電圧演算回路17と、その最大出力電圧演算回路17
から入力した出力可能な最大1次電圧値Vsmax、電
流成分制御回路5から入力した1次電圧のd軸成分指令
Vds*、及びq軸成分指令Vqs*に基づいて電圧飽
和が発生しているかどうかを検出して電圧飽和の度合い
を第1の飽和量成分Vovr1として出力する電圧飽和
検出手段18と、速度検出器7が出力する回転周波数ω
rを基にして最小1次電圧制御時の1次電流のq軸成分
指令IqsB*及びd軸成分指令IdsB*の振幅の比
(電流比)FB=|IqsB*/IdsB*|を出力す
る電流比演算手段(B)19と、図示しない従来装置の
電流指令発生部が出力するトルク電流指令である1次電
流のq軸成分指令Iqs*(補正前1次電流q軸成分指
令と呼ぶ)及び励磁電流指令である1次電流のd軸成分
指令Ids*(補正前1次電流d軸成分指令と呼ぶ)を
入力して、その振幅の比(電流比)FA=|Iqs*/
Ids*|を出力する電流比演算手段(A)20と、電
圧飽和検出手段18が出力する第1の飽和量成分Vov
r1と電流比演算手段(B)が出力する電流比FBと電
流比演算手段(A)が出力する電流比FAとを入力し
て、Vovr1の大きさに応じて補正後の1次電流のq
軸成分指令Iqs*’(補正後1次電流q軸成分指令と
呼ぶ)及びd軸成分指令Ids*’(補正後1次電流d
軸成分指令と呼ぶ)の振幅の比(電流比)FC=|Iq
s*’/Ids*’|を出力する電流比調整手段21a
と、誘導電動機1のトルク指令Tm*と電流比調整手段
21aから入力した電流比FCとに基づいて、補正後1
次電流d軸成分指令Ids*’及び補正後1次電流q軸
成分指令Iqs*’を出力する補正後電流成分指令演算
手段30aとを備える。
[Embodiment 8] FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of an induction motor control device according to an eighth embodiment as an embodiment related to the second invention. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding portions. 16, the induction motor control device according to the embodiment has the following components in place of the component 5-12 of the first embodiment shown in FIG. 1 instead of the current component command calculation means 3a and the current ratio storage calculation circuit 2a. It is provided with components. That is, the induction motor control device includes a direct current power supply 25 that supplies forward-converted alternating current or a direct current voltage, a direct current voltage detector 16 that detects the voltage value of the direct current voltage that the direct current power supply 25 supplies, and a direct current voltage detector. A maximum output voltage calculation circuit 17 that calculates and outputs the maximum value Vsmax of the primary voltage that can be output based on the DC voltage value input from the unit 16, and the maximum output voltage calculation circuit 17
Whether voltage saturation occurs based on the maximum primary voltage value Vsmax that can be output from the current component control circuit 5, the d-axis component command Vds * of the primary voltage input from the current component control circuit 5, and the q-axis component command Vqs * Is detected and the degree of voltage saturation is output as the first saturation amount component Vovr1, and the rotation frequency ω output by the speed detector 7 is detected.
A current that outputs a ratio (current ratio) FB = | IqsB * / IdsB * | of the amplitudes of the q-axis component command IqsB * and the d-axis component command IdsB * of the primary current in the minimum primary voltage control based on r A ratio calculation means (B) 19, a q-axis component command Iqs * of the primary current, which is a torque current command output from a current command generator of a conventional device (not shown) (called a pre-correction primary current q-axis component command), and A d-axis component command Ids * of the primary current, which is an exciting current command (called a pre-correction primary current d-axis component command), is input and the amplitude ratio (current ratio) FA = | Iqs * /
Current ratio calculation means (A) 20 that outputs Ids * | and the first saturation amount component Vov that the voltage saturation detection means 18 outputs
r1 and the current ratio FB output by the current ratio calculating means (B) and the current ratio FA output by the current ratio calculating means (A) are input, and the corrected primary current q is corrected according to the magnitude of Vovr1.
Axis component command Iqs * '(called corrected primary current q-axis component command) and d-axis component command Ids *' (corrected primary current d)
Amplitude ratio (current ratio) FC = | Iq
Current ratio adjusting means 21a for outputting s * '/ Ids *' |
And 1 after correction based on the torque command Tm * of the induction motor 1 and the current ratio FC input from the current ratio adjusting means 21a.
The post-correction current component command calculation means 30a for outputting the next current d-axis component command Ids * 'and the corrected primary current q-axis component command Iqs *'.

【0200】図17は電流比演算手段(A)20の詳細
な構成を示すブロック図である。この図に示すように、
電流比演算手段(A)20は、図示しない従来装置の電
流指令発生部が出力する補正前1次電流q軸成分指令I
qs*を分子とし、補正前1次電流d軸成分指令Ids
*を分母として入力して除算する除算器81と、除算器
81の出力の絶対値FA=|Iqs*/Ids*|を求
めて出力する絶対値回路82とより構成されている。
FIG. 17 is a block diagram showing the detailed structure of the current ratio calculating means (A) 20. As shown in this figure,
The current ratio calculation means (A) 20 is an uncorrected primary current q-axis component command I output from a current command generator of a conventional device (not shown).
With qs * as the numerator, the uncorrected primary current d-axis component command Ids
It is composed of a divider 81 which inputs * as a denominator and performs division, and an absolute value circuit 82 which obtains and outputs an absolute value FA = | Iqs * / Ids * | of the output of the divider 81.

【0201】図18は電圧飽和検出手段18の詳細な構
成を示すブロック図である。この図に示すように、電圧
飽和検出手段18は、1次電圧指令のd軸成分Vds*
の自乗Vds*2を求める乗算器91と、1次電圧指令
のq軸成分Vqs*の自乗Vqs*2を求める乗算器9
2と、Vds*2とVqs*2を加算して出力する加算器
93と、その加算器93の出力の平方根を求める平方根
演算回路94と、出力可能な最大1次電圧値Vsmax
と平方根演算回路94の出力とを突き合わせて比較して
その偏差を求める減算器95と、その減算器95の出力
の最小値を零に制限する制限回路96とより構成されて
いる。
FIG. 18 is a block diagram showing the detailed structure of the voltage saturation detecting means 18. As shown in this figure, the voltage saturation detection means 18 uses the d-axis component Vds * of the primary voltage command.
Multiplier 91 for finding the squared Vds * 2 of Vqs * 2 and multiplier 9 for finding the squared Vqs * 2 of the q-axis component Vqs * of the primary voltage command
2, an adder 93 that adds and outputs Vds * 2 and Vqs * 2 , a square root calculation circuit 94 that obtains a square root of the output of the adder 93, and a maximum primary voltage value Vsmax that can be output.
And the output of the square root calculation circuit 94 are compared and compared to obtain the deviation thereof, and a limiting circuit 96 for limiting the minimum value of the output of the subtractor 95 to zero.

【0202】図19は電流比調整手段21aの詳細な構
成を示すブロック図である。この図に示すように、電流
比調整手段21aは、電圧飽和検出手段18の出力であ
る第1の飽和量成分Vovr1に所定の係数K1を掛け
て出力する係数器101と、その係数器101の出力の
最大値を1.0で制限する制限回路102と、電流比演
算手段(A)の出力である電流比FAと電流比演算手段
(B)の出力である電流比FBとを入力して偏差を求め
る減算器103と、制限回路102の出力と減算器10
3の出力とを掛け合わせて出力する乗算器104と、電
流比FAから乗算器104の出力を減算して電流比FC
を出力する減算器105とより構成されている。
FIG. 19 is a block diagram showing the detailed structure of the current ratio adjusting means 21a. As shown in this figure, the current ratio adjusting means 21 a multiplies the first saturation amount component Vovr 1 which is the output of the voltage saturation detecting means 18 by a predetermined coefficient K 1 and outputs the coefficient element 101. A limit circuit 102 that limits the maximum output value to 1.0, a current ratio FA that is the output of the current ratio calculating means (A), and a current ratio FB that is the output of the current ratio calculating means (B) are input. Subtractor 103 for obtaining deviation, output of limiting circuit 102 and subtractor 10
3 and the output of the multiplier 104, and the output of the multiplier 104 is subtracted from the current ratio FA to obtain the current ratio FC.
And a subtractor 105 that outputs

【0203】次にこの実施の形態8の動作について説明
する。電流比演算手段(A)20に、図示しない従来装
置の電流指令発生部が出力する補正前1次電流q軸成分
指令Iqs*と補正前1次電流d軸成分指令Ids*と
を入力すると、除算器81と絶対値回路82とを通して
電流比FA=|Iqs*/Ids*|が出力される。ま
た、電流比演算手段(B)19に速度検出器7が出力す
る回転周波数ωrを入力すると、(86)式に基づいた
最小1次電圧制御における1次電流のq軸成分指令Iq
sB*とd軸成分指令IdsB*との振幅の比(電流
比)FB=|IqsB*/IdsB*|が、演算あるい
は演算結果をマップデータ化したものより算出して出力
される。
Next, the operation of the eighth embodiment will be described. When the uncorrected primary current q-axis component command Iqs * and the uncorrected primary current d-axis component command Ids * output from the current command generator of the conventional device (not shown) are input to the current ratio calculation means (A) 20, The current ratio FA = | Iqs * / Ids * | is output through the divider 81 and the absolute value circuit 82. Further, when the rotation frequency ωr output from the speed detector 7 is input to the current ratio calculating means (B) 19, the q-axis component command Iq of the primary current in the minimum primary voltage control based on the equation (86).
The amplitude ratio (current ratio) FB = | IqsB * / IdsB * | of sB * and the d-axis component command IdsB * is calculated and output from map data of the calculation result.

【0204】続いて、直流電圧検出部16が直流電源2
5の電圧値Vdcを検出し、最大出力電圧演算回路17
へ出力する。最大出力電圧演算回路17では、(12)
式に基づいて出力可能な最大1次電圧値Vsmaxが演
算され出力される。
Subsequently, the DC voltage detection unit 16 changes the DC power supply 2
The maximum output voltage calculation circuit 17 detects the voltage value Vdc of 5
Output to In the maximum output voltage calculation circuit 17, (12)
The maximum primary voltage value Vsmax that can be output is calculated and output based on the equation.

【0205】次に、電圧飽和検出手段18に出力可能な
最大1次電圧値Vsmax、1次電圧のd軸成分指令V
ds*、及びq軸成分指令Vqs*を入力すると、電圧
飽和の発生の有無を検出して、電圧飽和の度合いを第1
の飽和量成分Vovr1として出力する。以下、図18
を用いて電圧飽和検出手段18の具体的動作について説
明する。
Next, the maximum primary voltage value Vsmax that can be output to the voltage saturation detection means 18 and the primary axis d-axis component command V
When ds * and the q-axis component command Vqs * are input, the presence or absence of voltage saturation is detected, and the degree of voltage saturation is first determined.
Is output as the saturation amount component Vovr1. Below, FIG.
The specific operation of the voltage saturation detection means 18 will be described using.

【0206】1次電圧のd軸成分指令Vds*とq軸成
分指令Vqs*とはそれぞれ乗算器91と乗算器92に
より自乗され、加算器93によりVds*2+Vqs*2
が演算される。続いて、平方根演算回路94により(1
0)式に基づく演算で1次電圧指令Vs*が出力され
る。次に、出力可能な最大1次電圧値VsmaxとVs
*とが減算器95により突き合わされ、その偏差が制限
回路96に入力される。制限回路96では上記偏差の最
小値を0に制限し、第1の飽和量成分Vovr1として
出力する。Vs*<Vsmaxの場合には、電圧飽和は
発生しておらず偏差は負となるため、Vovr1=0が
出力される。Vs*≧Vsmaxの場合には、電圧飽和
が発生しており偏差は正となるため、Vovr1として
偏差に比例した量が出力される。
The d-axis component command Vds * and the q-axis component command Vqs * of the primary voltage are squared by the multiplier 91 and the multiplier 92, respectively, and are added by the adder 93 to Vds * 2 + Vqs * 2
Is calculated. Then, the square root calculation circuit 94 ((1
The primary voltage command Vs * is output by the calculation based on the equation (0). Next, the maximum primary voltage values Vsmax and Vs that can be output
The subtractor 95 matches * and the deviation is input to the limiting circuit 96. The limiting circuit 96 limits the minimum value of the deviation to 0 and outputs it as the first saturation amount component Vovr1. When Vs * <Vsmax, voltage saturation has not occurred and the deviation is negative, so Vovr1 = 0 is output. When Vs * ≧ Vsmax, voltage saturation has occurred and the deviation is positive, so an amount proportional to the deviation is output as Vovr1.

【0207】次に、電流比調整手段21aに第1の飽和
量成分Vovr1と電流比FB及び電流比FAとを入力
すると、電圧飽和が発生している場合には、Vovr1
の大きさに応じて補正前の1次電流指令の電流比FAを
最小1次電圧制御における電流比FBに近づくようシフ
トさせて補正演算し、補正後の電流比FCが出力され
る。以下、図19を用いて電流比調整手段21aの具体
的動作について説明する。
Next, when the first saturation amount component Vovr1 and the current ratio FB and the current ratio FA are input to the current ratio adjusting means 21a, when voltage saturation occurs, Vovr1
The current ratio FA of the uncorrected primary current command is shifted so as to be closer to the current ratio FB in the minimum primary voltage control, and the correction calculation is performed, and the corrected current ratio FC is output. Hereinafter, a specific operation of the current ratio adjusting means 21a will be described with reference to FIG.

【0208】電流比FA及び電流比FBは減算器103
に入力されてその偏差(FA−FB)が求められる。ま
た、第1の飽和量成分Vovr1は係数器101により
K1倍された後、制限回路102にて最大値を1.0に
制限され、乗算器104にて(FA−FB)が掛け合わ
される。その結果、電流比をFAからFBへシフトさせ
る際の調整量ΔF=(FA−FB)・K1・Vovr1
が算出される。減算器105により電流比FAから調整
量ΔFが減算され、補正後の電流比FC(=FA−Δ
F)が出力される。ここで、制限回路102における制
限値1.0は電流比FCを調整してFBへシフトさせて
行き、最終的にFC=FBとなった場合にそれ以上シフ
トしないよう制御することに起因した数値であり、次の
ようにして得られる。FC=FBとおくと次式が得られ
る。
The current ratio FA and the current ratio FB are subtracted by the subtractor 103.
And the deviation (FA-FB) is obtained. Further, the first saturation amount component Vovr1 is multiplied by K1 by the coefficient unit 101, then the maximum value is limited to 1.0 by the limiting circuit 102, and (FA-FB) is multiplied by the multiplier 104. As a result, the adjustment amount ΔF = (FA−FB) · K1 · Vovr1 when the current ratio is shifted from FA to FB.
Is calculated. The adjustment amount ΔF is subtracted from the current ratio FA by the subtractor 105, and the corrected current ratio FC (= FA−Δ
F) is output. Here, the limiting value of 1.0 in the limiting circuit 102 is a value resulting from adjusting the current ratio FC to shift to FB, and finally controlling to prevent further shifting when FC = FB. And is obtained as follows. When FC = FB, the following equation is obtained.

【0209】[0209]

【数61】 [Equation 61]

【0210】上式を電流比FA、電流比FBについて整
理すると次のようになる。
The above equation can be summarized as follows for the current ratio FA and the current ratio FB.

【0211】[0211]

【数62】 (Equation 62)

【0212】従って、FA≠FBの場合にFCとFBが
一致するのは1−K1・Vovr1=0の場合、即ち、
Therefore, when FA ≠ FB, FC and FB coincide with each other when 1−K1 · Vovr1 = 0, that is,

【0213】[0213]

【数63】 の場合となる。従って、K1・Vovr1の最大値を
1.0で制限することにより、FC=FBとなったとこ
ろでFCのシフトを止める。尚、FA=FBの場合には
FA−FB=0よりΔF=0である。
[Equation 63] In the case of. Therefore, by limiting the maximum value of K1 · Vovr1 to 1.0, the FC shift is stopped when FC = FB. When FA = FB, ΔF = 0 is obtained from FA-FB = 0.

【0214】次に、トルク指令Tm*と電流比FCとを
補正後電流成分指令演算手段30aに入力すると、(6
0)、(61)式の関係を用いて補正後1次電流d軸成
分指令Ids*’と補正後1次電流q軸成分指令Iqs
*’とが出力される。この補正後電流成分指令演算手段
30aの構成及び動作は実施の形態1における電流成分
指令演算手段3aと同等である。
Next, when the torque command Tm * and the current ratio FC are input to the corrected current component command calculating means 30a, (6
0), the corrected primary current d-axis component command Ids * 'and the corrected primary current q-axis component command Iqs using the relationship of equations (0) and (61).
* 'Is output. The configuration and operation of the corrected current component command calculation means 30a are the same as those of the current component command calculation means 3a in the first embodiment.

【0215】続いて、公知のベクトル制御法に基づいて
1次電流のd軸成分Ids及びq軸成分Iqsが、補正
後1次電流d軸成分指令Ids*’及び補正後1次電流
q軸成分指令Iqs*’にそれぞれ追従するよう制御さ
れる。
Subsequently, the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the primary current are converted into the corrected primary current d-axis component command Ids * 'and the corrected primary current q-axis component based on the known vector control method. The commands Iqs * 'are controlled so as to follow each.

【0216】以上の手順により、電圧飽和発生の有無を
検出し飽和の度合いに応じて1次電流のd軸成分指令及
びq軸成分指令を最小1次電圧制御における1次電流の
d軸成分指令及びq軸成分指令に近づけることで、電圧
飽和状態を解消しつつ、指令トルク通りの出力トルクを
得ることができる。この模様を図15に示す。尚、電圧
飽和検出手段18にて1次電圧のd軸成分指令Vds*
及びq軸成分指令Vqs*から1次電圧指令Vs*を算
出する代わりに、1次電圧の各相成分指令Vus*(U
相)、Vvs*(V相)、Vws*(W相)からVs*
を算出してもよい。また、電圧飽和検出手段18内部で
突き合わされるVs*及び出力可能な最大1次電圧値V
smaxが、Vs*2及びVsmax2であってもよい。
By the above procedure, the presence / absence of voltage saturation is detected, and the d-axis component command of the primary current and the d-axis component command of the primary current in the minimum primary voltage control are determined according to the degree of saturation. By approaching the q-axis component command and the q-axis component command, the output torque according to the command torque can be obtained while eliminating the voltage saturation state. This pattern is shown in FIG. In addition, the voltage saturation detecting means 18 causes the d-axis component command Vds * of the primary voltage.
Also, instead of calculating the primary voltage command Vs * from the q-axis component command Vqs *, the primary voltage phase command Vus * (U
Phase), Vvs * (V phase), Vws * (W phase) to Vs *
May be calculated. Further, Vs * matched inside the voltage saturation detection means 18 and the maximum primary voltage value V that can be output
smax may be a Vs * 2 and Vsmax 2.

【0217】実施の形態9.図20は、第2の発明に関
連する実施の形態として実施の形態9による誘導電動機
制御装置の構成を示すブロック図であり、図中、図16
と同一符号は同一または相当部分を示す。図20におい
て、この実施の形態9は、電流比調整手段21bとトル
ク指令補正手段22とを備える以外は、図16の前記実
施の形態8と同じである。電流比調整手段21bは、電
圧飽和検出手段18が出力する第1の飽和量成分Vov
r1と電流比演算手段(B)が出力する電流比FBと電
流比演算手段(A)が出力する電流比FAとを入力しV
ovr1の大きさに応じて補正後の1次電流のq軸成分
指令Iqs*’(補正後1次電流q軸成分指令と呼ぶ)
及びd軸成分指令Ids*’(補正後1次電流d軸成分
指令と呼ぶ)の振幅の比(電流比)FC=|Iqs*’
/Ids*’|及び、補正後の1次電流指令を用いても
なお電圧飽和が発生する場合に、電圧飽和の度合いを表
す第2の飽和量成分Vovr2を出力する。トルク指令
補正手段22は、トルク指令Tm*と電流比調整手段2
1bが出力する第2の飽和量成分Vovr2とを入力
し、Vovr2の大きさに応じてトルク指令を補正し補
正後のトルク指令Tm*’として出力する。
Embodiment 9 FIG. FIG. 20 is a block diagram showing a configuration of an induction motor control device according to a ninth embodiment as an embodiment related to the second invention, and FIG.
The same reference numerals indicate the same or corresponding parts. 20, the ninth embodiment is the same as the eighth embodiment of FIG. 16 except that the current ratio adjusting means 21b and the torque command correcting means 22 are provided. The current ratio adjusting means 21b outputs the first saturation amount component Vov output by the voltage saturation detecting means 18.
r1 and the current ratio FB output by the current ratio calculation means (B) and the current ratio FA output by the current ratio calculation means (A) are input and V
A q-axis component command Iqs * ′ of the primary current after correction according to the magnitude of ovr1 (called a corrected primary current q-axis component command)
And the amplitude ratio (current ratio) of the d-axis component command Ids * '(called the corrected primary current d-axis component command) FC = | Iqs *'
/ Ids * '| and the second saturation amount component Vovr2 indicating the degree of voltage saturation when voltage saturation still occurs even after using the corrected primary current command. The torque command correction means 22 includes a torque command Tm * and a current ratio adjustment means 2.
The second saturation amount component Vovr2 output by 1b is input, the torque command is corrected according to the magnitude of Vovr2, and the corrected torque command Tm * ′ is output.

【0218】図21は電流比調整手段21bの詳細な構
成を示すブロック図である。この図に示すように、電流
比調整手段21bは、図19で示される電流比調整手段
21aに対して係数器101の出力が1.0以下の場合
は0を、1.0より大きい場合には1.0を超える量を
第2の飽和量成分Vovr2として出力する飽和量演算
回路106を加えた構成となる。
FIG. 21 is a block diagram showing the detailed structure of the current ratio adjusting means 21b. As shown in this figure, the current ratio adjusting means 21b outputs 0 when the output of the coefficient unit 101 is 1.0 or less with respect to the current ratio adjusting means 21a shown in FIG. Has a configuration in which a saturation amount calculation circuit 106 that outputs an amount exceeding 1.0 as the second saturation amount component Vovr2 is added.

【0219】図22はトルク指令補正手段22の詳細な
構成を示すブロック図である。この図に示すように、ト
ルク指令補正手段22は、トルク指令Tm*を入力して
Tm*>0の場合には1、Tm*<0の場合には−1、
Tm*=0の場合には0を出力する符号判別器111
と、電流比調整手段21bの出力である第2の飽和量成
分Vovr2に所定の係数K2を掛けて出力する係数器
112と、符号判別器111の出力と係数器112の出
力を掛け合わせてトルク指令の補正量ΔTm*となす乗
算器113と、トルク指令Tm*から補正量ΔTm*を
減算して補正後のトルク指令Tm*’を出力する減算器
114とより構成されている。
FIG. 22 is a block diagram showing a detailed structure of the torque command correction means 22. As shown in this figure, the torque command correcting means 22 inputs 1 when the torque command Tm * is input and Tm *> 0, and -1 when Tm * <0.
A code discriminator 111 that outputs 0 when Tm * = 0
And a coefficient unit 112 that outputs the second saturation amount component Vovr2, which is the output of the current ratio adjusting unit 21b, by multiplying it by a predetermined coefficient K2, and the output of the sign discriminator 111 and the output of the coefficient unit 112. It is composed of a multiplier 113 which forms the correction amount ΔTm * of the command, and a subtracter 114 which subtracts the correction amount ΔTm * from the torque command Tm * and outputs the corrected torque command Tm * ′.

【0220】次に、この実施の形態9の動作について説
明する。先ず、電流比調整手段21bに第1の飽和量成
分Vovr1と電流比FB及び電流比FAとを入力する
と、電圧飽和が発生している場合には、Vovr1の大
きさに応じて補正前の1次電流指令の電流比FAを最小
1次電圧制御における電流比FBに近づくようシフトさ
せて補正演算し、補正後の電流比FCを出力する。ま
た、補正後の1次電流指令を用いても電圧飽和が発生す
る場合には、電圧飽和の度合いを第2の飽和量成分Vo
vr2として出力する。Vovr2は、具体的には次の
ようにして生成される。図21における係数器101の
出力K1・Vovr1を飽和量演算回路106に入力す
ると、K1・Vovr1≦1.0の場合にはVovr2
=0.0、K1・Vovr1>1.0の場合にはVov
r2=K1・Vovr1−1.0をそれぞれ出力する。
Vovr2は、電流比FCを調整して最小1次電圧制御
時の電流比FBに一致させてもなお、電圧飽和が発生す
る場合に電圧飽和の度合いを表す成分である。
Next, the operation of the ninth embodiment will be described. First, when the first saturation amount component Vovr1 and the current ratio FB and the current ratio FA are input to the current ratio adjusting means 21b, when voltage saturation occurs, the value of 1 before correction is obtained according to the magnitude of Vovr1. The current ratio FA of the next current command is shifted so as to approach the current ratio FB in the minimum primary voltage control, and correction calculation is performed, and the corrected current ratio FC is output. If voltage saturation occurs even after using the corrected primary current command, the degree of voltage saturation is determined by the second saturation amount component Vo.
Output as vr2. Vovr2 is specifically generated as follows. When the output K1 · Vovr1 of the coefficient unit 101 in FIG. 21 is input to the saturation amount calculation circuit 106, when K1 · Vovr1 ≦ 1.0, Vovr2
= 0.0, V1 if K1 · Vovr1> 1.0
r2 = K1 · Vovr1-1.0 is output respectively.
Vovr2 is a component that represents the degree of voltage saturation when voltage saturation still occurs even if the current ratio FC is adjusted to match the current ratio FB during the minimum primary voltage control.

【0221】続いて、トルク指令Tm*と第2の飽和量
成分Vovr2とをトルク指令補正手段22に入力する
と、Vovr2の大きさに応じて補正された補正後のト
ルク指令Tm*’が出力される。以下、トルク指令補正
手段22の具体的動作について説明する。
Subsequently, when the torque command Tm * and the second saturation amount component Vovr2 are input to the torque command correction means 22, a corrected torque command Tm * 'corrected according to the magnitude of Vovr2 is output. It Hereinafter, a specific operation of the torque command correction means 22 will be described.

【0222】第2の飽和量成分Vovr2は係数器11
2により所定の係数K2倍され、更に、トルク指令Tm
*の符号を判別する符号判別器111の出力と乗算器1
13にて掛け合わされることでトルク指令の補正量ΔT
m*が生成される。次に減算器114にてトルク指令T
m*からトルク指令の補正量ΔTm*が減算され、補正
後のトルク指令Tm*’が出力される。
The second saturation component Vovr2 is calculated by the coefficient unit 11
2 is multiplied by a predetermined coefficient K2, and the torque command Tm
Output of sign discriminator 111 for discriminating the sign of * and multiplier 1
The correction amount ΔT of the torque command is multiplied by 13
m * is generated. Next, the subtracter 114 outputs the torque command T
The torque command correction amount ΔTm * is subtracted from m *, and the corrected torque command Tm * ′ is output.

【0223】次に、補正後のトルク指令Tm*’と電流
比FCを補正後電流成分指令演算手段3aに入力する
と、補正後1次電流d軸成分指令Ids*’と補正後1
次電流q軸成分指令Iqs*’とが出力される。続い
て、公知のベクトル制御法に基づいて1次電流のd軸成
分Ids及びq軸成分Iqsが、それぞれ、補正後1次
電流d軸成分指令Ids*’及び補正後1次電流q軸成
分指令Iqs*’に追従するよう制御される。
Next, when the corrected torque command Tm * 'and the current ratio FC are input to the corrected current component command calculating means 3a, the corrected primary current d-axis component command Ids *' and the corrected 1
The next current q-axis component command Iqs * 'is output. Then, based on a known vector control method, the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the primary current are corrected primary current d-axis component command Ids * ′ and corrected primary current q-axis component command, respectively. It is controlled to follow Iqs * '.

【0224】以上の手順により、実施の形態8におい
て、電圧飽和が発生した場合に1次電流指令のd軸成分
及びq軸成分を最小1次電圧制御における1次電流指令
のd軸成分及びq軸成分に一致させてもなお、電圧飽和
が発生する場合に、トルク指令を低減することで電圧飽
和の発生を防止することができる。
According to the above procedure, in the eighth embodiment, when the voltage saturation occurs, the d-axis component and the q-axis component of the primary current command are changed to the d-axis component and the q-axis component of the primary current command in the minimum primary voltage control. When voltage saturation still occurs even if the voltage components are matched with the axial components, it is possible to prevent the occurrence of voltage saturation by reducing the torque command.

【0225】尚、第1の発明及び第2の発明に関連する
実施の形態で説明した構成は、相互に組み合わせて用い
ることが可能であるのは云うまでもない。また、上記の
実施の形態でハードウェアによって構成したものについ
ては、マイクロコンピュータを用いたソフトウェア処理
によって実現してもよい。
It goes without saying that the configurations described in the embodiments relating to the first invention and the second invention can be used in combination with each other. Further, the hardware configuration in the above embodiment may be realized by software processing using a microcomputer.

【0226】[0226]

【発明の効果】以上のように、第1の発明によれば、鉄
損を含む損失を最小化する条件に基づいて誘導電動機の
1次電流を操作することで、鉄損が無視できないような
誘導電動機を駆動する場合でも、高効率に誘導電動機を
運転できる制御装置が得られる。更に、すべり周波数に
も鉄損を考慮すること、電動機の固定子巻線温度を検出
し温度変動を考慮して1次電流を操作すること、磁束飽
和などの励磁インダクタンスの変動も考慮して1次電流
を操作することにより、トルク制御性能の低下を防止す
る誘導電動機の制御装置が得られる。また、第2の発明
によれば、誘導電動機の運転中に電圧飽和が発生して
も、第一段階として誘導電動機の1次電流を操作するこ
とで、指令どおりの出力トルクを確保しながらも電圧飽
和を解消するよう誘導電動機を動作させ、第一段階でも
電圧飽和が解消しない場合には、第二段階としてトルク
指令を低減することで電圧飽和を解消するよう誘導電動
機を動作させることができる。従って、電圧飽和の発生
により出力電圧、出力電流が歪むことが無く、それらに
起因する誘導電動機の振動やトルク制御精度の低下を防
止することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the iron loss cannot be ignored by operating the primary current of the induction motor under the condition that the loss including the iron loss is minimized. Even when the induction motor is driven, it is possible to obtain a control device capable of operating the induction motor with high efficiency. Furthermore, considering the iron loss also in the slip frequency, detecting the stator winding temperature of the motor and operating the primary current in consideration of the temperature fluctuation, and considering the fluctuation of the exciting inductance such as magnetic flux saturation. By operating the secondary current, a control device for an induction motor that prevents a decrease in torque control performance can be obtained. According to the second aspect of the invention, even if voltage saturation occurs during operation of the induction motor, by operating the primary current of the induction motor as the first step, while maintaining the output torque as instructed, If the induction motor is operated to eliminate the voltage saturation and the voltage saturation is not eliminated even in the first stage, the induction motor can be operated to eliminate the voltage saturation by reducing the torque command in the second stage. . Therefore, the output voltage and the output current are not distorted due to the occurrence of the voltage saturation, and it is possible to prevent the vibration of the induction motor and the deterioration of the torque control accuracy due to them.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1の全体を示すブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an entire first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1の電流比記憶演算回
路の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a current ratio storage arithmetic circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態1の電流成分指令演算
手段の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a current component command calculation means according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態1のすべり周波数演算
回路の構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a slip frequency calculation circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 この発明の実施の形態2の全体を示すブロッ
ク図である。
FIG. 5 is a block diagram showing an entire second embodiment of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態2のすべり周波数鉄損
成分補正手段の構成を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of slip frequency iron loss component correction means according to a second embodiment of the present invention.

【図7】 この発明の実施の形態2の動作原理説明図で
ある。
FIG. 7 is an explanatory diagram of the operating principle of the second embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の実施の形態3の全体を示すブロッ
ク図である。
FIG. 8 is a block diagram showing an entire third embodiment of the present invention.

【図9】 この発明の実施の形態3の電流比記憶演算回
路の構成を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a current ratio storage arithmetic circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図10】 この発明の実施の形態4の全体を示すブロ
ック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing an entire embodiment 4 of the present invention.

【図11】 この発明の実施の形態4のインダクタンス
補正手段の構成を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of an inductance correction unit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図12】 この発明の実施の形態4の電流成分指令演
算手段の構成を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a current component command calculation means according to a fourth embodiment of the present invention.

【図13】 この発明の実施の形態5の動作原理説明図
である。
FIG. 13 is an explanatory diagram of the operating principle of the fifth embodiment of the present invention.

【図14】 この発明の実施の形態8の動作原理説明図
である。
FIG. 14 is an explanatory diagram of the operating principle of the eighth embodiment of the present invention.

【図15】 この発明の実施の形態8の動作原理説明図
である。
FIG. 15 is an explanatory diagram of the operating principle of the eighth embodiment of the present invention.

【図16】 この発明の実施の形態8の全体を示すブロ
ック図である。
FIG. 16 is a block diagram showing an entire embodiment 8 of the present invention.

【図17】 この発明の実施の形態8の電流比演算手段
(A)の構成を示すブロック図である。
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a current ratio calculating means (A) according to an eighth embodiment of the present invention.

【図18】 この発明の実施の形態8の電圧飽和検出手
段の構成を示すブロック図である。
FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of voltage saturation detection means according to an eighth embodiment of the present invention.

【図19】 この発明の実施の形態8の電流比調整手段
の構成を示すブロック図である。
FIG. 19 is a block diagram showing a configuration of a current ratio adjusting means according to an eighth embodiment of the present invention.

【図20】 この発明の実施の形態9の全体を示すブロ
ック図である。
FIG. 20 is a block diagram showing an entire embodiment 9 of the present invention.

【図21】 この発明の実施の形態9の電流比調整手段
の構成を示すブロック図である。
FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of a current ratio adjusting means according to a ninth embodiment of the present invention.

【図22】 この発明の実施の形態9のトルク指令補正
手段の構成を示すブロック図である。
FIG. 22 is a block diagram showing a configuration of torque command correction means according to a ninth embodiment of the present invention.

【図23】 第1の従来技術に基づく誘導電動機の制御
装置の全体を示すブロック図である。
FIG. 23 is a block diagram showing an entire control device for an induction motor based on a first conventional technique.

【図24】 第2の従来技術に基づく誘導電動機の制御
装置の全体を示すブロック図である。
FIG. 24 is a block diagram showing an entire control device for an induction motor based on a second conventional technique.

【図25】 第2の従来技術に基づく誘導電動機の制御
装置の界磁弱め演算部の構成を示すブロック図である。
FIG. 25 is a block diagram showing a configuration of a field weakening calculator of an induction motor controller according to a second conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 誘導電動機、2a,2b 電流比記憶演算回路、3
a,3b 電流成分指令演算手段、4 電流検出器、5
電流成分制御回路、6 電圧指令演算回路、7 速度
(回転周波数)検出器、8 すべり周波数演算回路、
9,93,128,154,155 加算器、10 P
WMインバータ、11 積分器、12 電流成分演算手
段、13 すべり周波数鉄損成分補正手段、14 電動
機温度検出器、15 インダクタンス補正手段、16,
143 直流電圧検出部、17 最大出力電圧演算回
路、18 電圧飽和検出手段、19 電流比演算手段
(B)、20 電流比演算手段(A)、21a,21b
電流比調整手段、22 トルク指令補正手段、23,
32,51,61,76,82 絶対値回路、24a,
24b,62 マップデータ部、25 直流電源、3
1,41,43,73,101,112,127 係数
器、33,44,72,75,77,81,126除算
器、34,78,94 平方根演算回路、35,111
符号判別器、36,37,53,74,91,92,
104,113,123 乗算器、42 1次遅れ回
路、52 1次関数演算器、70 励磁電流指令演算回
路、71,96,102 制限回路、95,103,1
05,114,121,130〜132,146,15
0,151,163 減算器、106 飽和量演算回
路、122,133〜135 増幅器、124 関数発
生器、125 補償回路、129ベクトル演算回路、1
41 三相電源、142 コンバータ、144 界磁弱
め演算部、145 リミッタ処理部、147 誘導機モ
デル、148 切替部、149 座標変換部(A)、1
52,153 ACRアンプ、156 座標変換部
(B)、157 PWM演算部、158 ベース回路、
161 限界出力演算部、162 飽和電圧指令発生
部、164 PI演算部。
1 induction motor, 2a, 2b current ratio storage arithmetic circuit, 3
a, 3b Current component command calculation means, 4 Current detector, 5
Current component control circuit, 6 voltage command calculation circuit, 7 speed (rotation frequency) detector, 8 slip frequency calculation circuit,
9, 93, 128, 154, 155 Adder, 10 P
WM inverter, 11 integrator, 12 current component calculating means, 13 slip frequency iron loss component correcting means, 14 electric motor temperature detector, 15 inductance correcting means, 16,
143 DC voltage detecting section, 17 maximum output voltage calculating circuit, 18 voltage saturation detecting means, 19 current ratio calculating means (B), 20 current ratio calculating means (A), 21a, 21b
Current ratio adjusting means, 22 torque command correcting means, 23,
32, 51, 61, 76, 82 absolute value circuit, 24a,
24b, 62 map data section, 25 DC power supply, 3
1, 41, 43, 73, 101, 112, 127 Coefficient unit, 33, 44, 72, 75, 77, 81, 126 divider, 34, 78, 94 Square root arithmetic circuit, 35, 111
Code discriminator, 36, 37, 53, 74, 91, 92,
104, 113, 123 Multiplier, 42 First-order delay circuit, 52 First-order function calculator, 70 Excitation current command calculation circuit, 71, 96, 102 Limiting circuit, 95, 103, 1
05, 114, 121, 130-132, 146, 15
0, 151, 163 subtractor, 106 saturation amount calculation circuit, 122, 133 to 135 amplifier, 124 function generator, 125 compensation circuit, 129 vector calculation circuit, 1
41 three-phase power supply, 142 converter, 144 field weakening calculation unit, 145 limiter processing unit, 147 induction machine model, 148 switching unit, 149 coordinate conversion unit (A), 1
52,153 ACR amplifier, 156 coordinate conversion unit (B), 157 PWM calculation unit, 158 base circuit,
161 limit output calculation unit, 162 saturation voltage command generation unit, 164 PI calculation unit.

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02P 5/408 H Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display area H02P 5/408 H

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 誘導電動機と、上記誘導電動機の回転周
波数を検出する速度(回転周波数)検出器と、 鉄損に関係した定数を含む上記誘導電動機の定数を係数
値とする所定の関数の演算結果をデータとして記憶して
おき、上記所定関数にかかわる変数を入力しトルク電流
指令と励磁電流指令の振幅の比(電流比と呼ぶ)を出力
する電流比記憶演算回路と、 上記誘導電動機のトルク指令と上記電流比を入力し励磁
電流指令を1次周波数で回転する直交回転座標軸(d−
q軸と呼ぶ)上の1次電流のd軸成分指令として出力
し、かつ上記誘導電動機のトルク電流指令を1次電流の
q軸成分指令として出力する電流成分指令演算手段と、 上記誘導電動機の1次電流を検出する電流検出器と、 1次周波数を積分して位相を出力する積分器と、 上記電流検出器の出力と上記位相とを入力して、上記1
次電流のd軸成分及びq軸成分を演算する電流成分演算
手段と、 上記1次電流のd軸成分指令及びd軸成分の少なくとも
一つと、上記1次電流のq軸成分指令及びq軸成分の少
なくとも一つとを入力し、上記誘導電動機のすべり周波
数を演算するすべり周波数演算手段と、 上記すべり周波数演算手段から出力された上記すべり周
波数と上記回転周波数検出器の出力とを加算して上記1
次周波数となす加算器と、 上記1次電流のd軸成分及びq軸成分がそれぞれ、上記
1次電流のd軸成分指令及びq軸成分指令に追従するよ
うに上記誘導電動機の1次電流を制御する電流成分制御
回路とを備え、 上記電流成分指令演算手段の出力の積の値がトルク指令
に比例し、且つ振幅の比が鉄損に関係した定数を含む上
記誘導電動機の定数を用いた所定の関数値と等しくなる
ような1次電流指令を出力することを特徴とする誘導電
動機の制御装置。
1. An induction motor, a speed (rotation frequency) detector for detecting a rotation frequency of the induction motor, and calculation of a predetermined function having a constant value of the induction motor including a constant related to iron loss as a coefficient value. A current ratio storage arithmetic circuit that stores the result as data and outputs the ratio of the amplitude of the torque current command and the excitation current command (called current ratio) by inputting the variables related to the above-mentioned predetermined function, and the torque of the induction motor. Input the command and the above current ratio, and rotate the exciting current command at the primary frequency in the orthogonal rotation coordinate axis (d-
(referred to as q-axis) as a d-axis component command of the primary current on the above, and a torque current command of the induction motor as a q-axis component command of the primary current, and a current component command calculation means, and the induction motor of the induction motor. A current detector that detects a primary current, an integrator that integrates a primary frequency and outputs a phase, an output of the current detector and the phase are input, and
A current component calculating means for calculating a d-axis component and a q-axis component of the primary current, at least one of the d-axis component command and the d-axis component of the primary current, the q-axis component command and the q-axis component of the primary current The slip frequency of the induction motor, and the slip frequency output from the slip frequency calculating means and the output of the rotation frequency detector are added to each other to obtain the above-mentioned 1
The primary current of the induction motor is adjusted so that the d-axis component and the q-axis component of the primary current follow the d-axis component command and the q-axis component command of the primary current, respectively. And a current component control circuit for controlling, wherein the product value of the output of the current component command computing means is proportional to the torque command, and the amplitude ratio includes a constant of the induction motor including a constant related to iron loss. A control device for an induction motor, which outputs a primary current command that is equal to a predetermined function value.
【請求項2】 誘導電動機と、 上記誘導電動機の回転周波数を検出する速度(回転周波
数)検出器と、鉄損に関係した定数を含む上記誘導電動
機の定数を係数値とする所定の関数の演算結果をデータ
として記憶しておき、上記所定関数にかかわる変数を入
力しトルク電流指令と励磁電流指令の振幅の比(電流比
と呼ぶ)を出力する電流比記憶演算回路と、 上記誘導電動機のトルク指令と上記電流比を入力し励磁
電流指令を1次周波数で回転する直交回転座標軸(d−
q軸と呼ぶ)上の1次電流のd軸成分指令として出力
し、且つ上記誘導電動機のトルク電流指令を1次電流の
q軸成分指令として出力する電流成分指令演算手段と、 上記誘導電動機の1次電流を検出する電流検出器と、 1次周波数を積分して位相を出力する積分器と、 上記電流検出器の出力と上記位相とを入力して、上記1
次電流のd軸成分及びq軸成分を演算する電流成分演算
手段と、 上記1次電流のd軸成分指令及びd軸成分の少なくとも
一つと、上記1次電流のq軸成分指令及びq軸成分の少
なくとも一つとを入力し、上記誘導電動機のすべり周波
数を演算するすべり周波数演算手段と、 上記すべり周波数演算手段から出力された上記すべり周
波数(補正前すべり周波数と呼ぶ)と上記回転周波数と
を入力し、鉄損に関係した定数を含む上記誘導電動機の
定数を係数値とする所定の関数演算結果から得られたす
べり周波数と、鉄損に関係しない上記誘導電動機の定数
を係数値とする所定の関数演算結果から得られたすべり
周波数の比から近似して得られた所定の1次関数とによ
り、上記補正前すべり周波数を補間して補正後すべり周
波数を出力するすべり周波数鉄損成分補正手段と、 上記すべり周波数鉄損成分補正手段から出力された上記
補正後すべり周波数と上記回転周波数検出器の出力とを
加算して上記1次周波数となす加算器と、 上記1次電流のd軸成分及びq軸成分がそれぞれ、上記
1次電流のd軸成分指令及びq軸成分指令に追従するよ
うに上記誘導電動機の1次電流を制御する電流成分制御
回路とを備え、 上記電流成分指令演算手段の出力の積の値がトルク指令
に比例し、且つ振幅の比が鉄損に関係した定数を含む上
記誘導電動機の定数を用いた所定の関数値と等しくなる
ような1次電流指令を出力することを特徴とする誘導電
動機の制御装置。
2. An induction motor, a speed (rotation frequency) detector for detecting a rotation frequency of the induction motor, and calculation of a predetermined function having a constant value of the induction motor including a constant related to iron loss as a coefficient value. A current ratio storage arithmetic circuit that stores the result as data and outputs the ratio of the amplitude of the torque current command and the excitation current command (called current ratio) by inputting the variables related to the above-mentioned predetermined function, and the torque of the induction motor. Input the command and the above current ratio, and rotate the exciting current command at the primary frequency in the orthogonal rotation coordinate axis (d-
(referred to as q-axis) as a d-axis component command of the primary current on the above, and a torque current command of the induction motor as a q-axis component command of the primary current, and current component command calculation means, and the induction motor of the induction motor. A current detector that detects a primary current, an integrator that integrates a primary frequency and outputs a phase, an output of the current detector and the phase are input, and
A current component calculating means for calculating a d-axis component and a q-axis component of the primary current, at least one of the d-axis component command and the d-axis component of the primary current, the q-axis component command and the q-axis component of the primary current And at least one of the slip frequency of the induction motor, a slip frequency calculating means for calculating the slip frequency of the induction motor, the slip frequency output from the slip frequency calculating means (referred to as a slip frequency before correction) and the rotation frequency. However, the slip frequency obtained from a predetermined function calculation result having a constant value of the induction motor including a constant related to iron loss as a coefficient value, and a predetermined value having a constant value of the induction motor not related to iron loss as a coefficient value. A slip that outputs the slip frequency after correction by interpolating the slip frequency before correction by a predetermined linear function obtained by approximating from the slip frequency ratio obtained from the function calculation result A wave number iron loss component correcting means, an adder that adds the corrected slip frequency output from the slip frequency iron loss component correcting means and the output of the rotation frequency detector to form the primary frequency, and And a current component control circuit for controlling the primary current of the induction motor so that the d-axis component and the q-axis component of the next current follow the d-axis component command and the q-axis component command of the primary current, respectively. The value of the product of the output of the current component command calculating means is proportional to the torque command, and the amplitude ratio is equal to a predetermined function value using the constant of the induction motor including the constant related to iron loss. A control device for an induction motor, which outputs a next current command.
【請求項3】 請求項1又は請求項2記載の誘導電動機
の制御装置において、 上記誘導電動機の固定子巻線の温度を検出する電動機温
度検出器をさらに備え、 上記の鉄損に関係した定数を含む上記誘導電動機の定数
を係数値とする所定の関数が少なくとも上記電動機温度
の関数であり、 上記電流比記憶演算回路の入力のうち少なくとも一つが
上記電動機温度であることを特徴とする誘導電動機の制
御装置。
3. The induction motor controller according to claim 1, further comprising a motor temperature detector for detecting a temperature of a stator winding of the induction motor, the constant relating to the iron loss. A predetermined function having a constant value of the induction motor including a coefficient is a function of at least the electric motor temperature, and at least one of the inputs of the current ratio storage arithmetic circuit is the electric motor temperature. Control device.
【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずかに記載の
誘導電動機の制御装置において、 1次周波数で回転する直交回転座標軸(d−q軸と呼
ぶ)上の1次電流のd軸成分及び回転周波数を入力し、
予め求めておいた励磁電流及び回転周波数と励磁インダ
クタンスの対応付けデータより、励磁インダクタンスを
求めて出力するインダクタンス補正手段をさらに備え、 上記電流成分指令演算手段が、 上記誘導電動機のトルク指令と上記電流比記憶演算回路
が出力する電流比と上記インダクタンス補正手段が出力
する励磁インダクタンスを入力し、励磁電流指令を1次
電流のd軸成分指令として出力する励磁電流指令演算回
路と、 上記1次電流のd軸成分指令の最大値を磁束が飽和する
限界の値に制限する制限回路と、 上記誘導電動機のトルク指令に比例した成分を上記制限
回路の出力で除算し、トルク電流指令である1次電流の
q軸成分指令となす除算器と、 より構成されることを特徴とする誘導電動機の制御装
置。
4. The control device for an induction motor according to claim 1, wherein d of the primary current on an orthogonal rotation coordinate axis (called dq axis) that rotates at a primary frequency. Enter the axis component and rotation frequency,
Further, the current component command calculating means is further provided with an inductance correcting means for calculating and outputting the exciting inductance from the correspondence data of the exciting current, the rotation frequency and the exciting inductance which are obtained in advance, and the current component command calculating means is provided with the torque command and the current of the induction motor. An exciting current command calculating circuit for inputting the current ratio output by the ratio memory calculating circuit and the exciting inductance output by the inductance correcting means and outputting an exciting current command as a d-axis component command of the primary current, and the above-mentioned primary current A limiting circuit that limits the maximum value of the d-axis component command to a limit value at which the magnetic flux saturates, and a component proportional to the torque command of the induction motor is divided by the output of the limiting circuit to obtain a primary current that is a torque current command. A control device for an induction motor, comprising: a q-axis component command divider.
【請求項5】 請求項1、請求項2及び請求項4のいず
かに記載の誘導電動機の制御装置において、 上記電流比記憶演算回路において記憶される上記電流比
データが、少なくとも上記回転周波数に関する1次関数
となることを特徴とする誘導電動機の制御装置。
5. The control device for an induction motor according to claim 1, 2, or 4, wherein the current ratio data stored in the current ratio storage arithmetic circuit is at least the rotation frequency. A control device for an induction motor, which is a linear function of
【請求項6】 請求項1、請求項2及び請求項4のいず
かに記載の誘導電動機の制御装置において、 上記電流比記憶演算回路において記憶される上記電流比
データが、少なくとも上記1次周波数に関する1次関数
となることを特徴とする誘導電動機の制御装置。
6. The control device for an induction motor according to claim 1, 2, or 4, wherein the current ratio data stored in the current ratio storage arithmetic circuit is at least the primary order. A control device for an induction motor, which is a linear function of frequency.
【請求項7】 請求項2記載の誘導電動機の制御装置に
おいて、 上記すべり周波数鉄損成分補正手段の上記所定の1次関
数が上記1次周波数の関数となることを特徴とする誘導
電動機の制御装置。
7. The control device for an induction motor according to claim 2, wherein the predetermined linear function of the slip frequency iron loss component correction means is a function of the primary frequency. apparatus.
【請求項8】 電圧型インバータを用いて、トルク電流
及び励磁電流を1次周波数で回転する直交回転座標軸
(d−q軸と呼ぶ)上の1次電流のq軸成分及びd軸成
分に分離してそれぞれ制御するベクトル制御方式により
誘導電動機を制御する装置において、 上記電圧型インバータの電源側直流電圧を検出する直流
電圧検出部と、 上記誘導電動機のトルク電流指令である1次電流のq軸
成分指令(補正前1次電流q軸成分指令と呼ぶ)及び励
磁電流指令である1次電流のd軸成分指令(補正前1次
電流d軸成分指令と呼ぶ)を入力し、その振幅の比(電
流比FAと呼ぶ)を出力する電流比演算手段(A)と、 上記電源側直流電圧を入力し、出力可能な最大1次電圧
値を演算する最大出力電圧演算回路と、 三相座標軸上もしくはd−q軸上の1次電圧指令と上記
出力可能最大1次電圧値とを入力し、電圧飽和の発生の
有無を検出し電圧飽和の度合いを第1の飽和量成分とし
て表して出力する電圧飽和検出手段と、 上記誘導電動機の回転周波数その他の変数を入力し、ト
ルク指令通りのトルクを出力するために要する1次電圧
を最小とする上記1次電流のq軸成分指令とd軸成分指
令の振幅の比(電流比FBと呼ぶ)を、演算あるいは演
算の結果をマップデータ化したものより算出し出力する
電流比演算手段(B)と、 上記第1の飽和量成分、上記電流比FA及び電流比FB
を入力し、飽和の度合いに応じて補正後の1次電流のq
軸成分指令(補正後1次電流q軸成分指令と呼ぶ)及び
d軸成分指令(補正後1次電流d軸成分指令と呼ぶ)の
振幅の比(電流比FCと呼ぶ)を出力する電流比調整手
段と、 上記誘導電動機のトルク指令と上記電流比FCを入力
し、上記補正後1次電流q軸成分指令と上記補正後1次
電流d軸成分指令を出力する補正後電流成分指令演算手
段と、 を備えたことを特徴とする誘導電動機の制御装置。
8. A voltage type inverter is used to separate a torque current and an exciting current into a q-axis component and a d-axis component of a primary current on an orthogonal rotation coordinate axis (referred to as dq axes) that rotates at a primary frequency. In a device for controlling an induction motor by a vector control method for controlling each of them, a DC voltage detection unit for detecting a power supply side DC voltage of the voltage type inverter, and a q-axis of a primary current which is a torque current command of the induction motor. A component command (called the uncorrected primary current q-axis component command) and a d-axis component command of the primary current that is an exciting current command (called the uncorrected primary current d-axis component command) are input, and the amplitude ratio A current ratio calculating means (A) for outputting (current ratio FA), a maximum output voltage calculating circuit for calculating the maximum primary voltage value that can be output by inputting the power supply side DC voltage, and a three-phase coordinate axis Or on dq axis Voltage saturation detection means for inputting the next voltage command and the maximum primary voltage value that can be output, detecting whether or not voltage saturation has occurred, and expressing the degree of voltage saturation as a first saturation amount component and outputting the voltage saturation, The ratio of the amplitude of the q-axis component command and the d-axis component command of the above-mentioned primary current that minimizes the primary voltage required to output the torque according to the torque command by inputting the rotation frequency and other variables of the electric motor (current ratio FB), and a current ratio calculation means (B) for calculating and outputting from the calculation or a map data of the calculation result, and the first saturation amount component, the current ratio FA and the current ratio FB.
Is input, and q of the corrected primary current is adjusted according to the degree of saturation.
A current ratio that outputs the amplitude ratio (called current ratio FC) of the axis component command (called the corrected primary current q-axis component command) and the d-axis component command (called the corrected primary current d-axis component command) Adjusting means, corrected current component command calculating means for inputting the torque command of the induction motor and the current ratio FC, and outputting the corrected primary current q-axis component command and the corrected primary current d-axis component command An induction motor control device comprising:
【請求項9】 請求項8記載の誘導電動機の制御装置に
おいて、 上記電流比調整手段が、電流比FCを調整しても尚、電
圧飽和が発生する場合にこれを検出し、飽和の度合いに
応じた第2の飽和量成分をも出力するものであり、 上記第2の飽和量成分とトルク指令とを入力し、トルク
指令を補正するトルク指令補正手段をさらに備えたこと
を特徴とする誘導電動機の制御装置。
9. The control device for an induction motor according to claim 8, wherein the current ratio adjusting means detects the voltage saturation even when the current ratio FC is adjusted, and detects the voltage saturation to determine the saturation level. A second saturation amount component corresponding thereto is also output, and the second saturation amount component and the torque command are input, and a torque command correction means for correcting the torque command is further provided. Electric motor controller.
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