JPH10174500A - 誘導電動機のベクトル制御インバータ装置 - Google Patents
誘導電動機のベクトル制御インバータ装置Info
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- JPH10174500A JPH10174500A JP8332371A JP33237196A JPH10174500A JP H10174500 A JPH10174500 A JP H10174500A JP 8332371 A JP8332371 A JP 8332371A JP 33237196 A JP33237196 A JP 33237196A JP H10174500 A JPH10174500 A JP H10174500A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 モータの定格回転速度付近で出力トルクが脈
動することを回避すること。 【解決手段】 インバータ回路によって駆動される誘導
電動機５の１次電流を電流検出器７によって検出し、電
流検出器７による１次電流検出値をトルク分電流検出値
と励磁分電流検出値とに分割し、１次電流指令値をトル
ク分電流指令値と励磁分電流指令値とに分割して誘導電
動機５を制御するベクトル制御インバータ装置におい
て、回転速度に関係なく出力トルクを一定に制御するた
めに、励磁分電流指令のもとになる磁束指令（Ф2 * )
と、トルク分電流指令（Ｉｑ* ）とをそれぞれ個別に外
部（トルク指令手段３０／磁束指令手段３１）より指令
信号で入力する。
動することを回避すること。 【解決手段】 インバータ回路によって駆動される誘導
電動機５の１次電流を電流検出器７によって検出し、電
流検出器７による１次電流検出値をトルク分電流検出値
と励磁分電流検出値とに分割し、１次電流指令値をトル
ク分電流指令値と励磁分電流指令値とに分割して誘導電
動機５を制御するベクトル制御インバータ装置におい
て、回転速度に関係なく出力トルクを一定に制御するた
めに、励磁分電流指令のもとになる磁束指令（Ф2 * )
と、トルク分電流指令（Ｉｑ* ）とをそれぞれ個別に外
部（トルク指令手段３０／磁束指令手段３１）より指令
信号で入力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、誘導電動機を制
御するベクトル制御インバータ装置に関するものであ
る。
御するベクトル制御インバータ装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図７は、誘導電動機を駆動制御する従来
におけるベクトル制御インバータ装置の概略構成を示し
ている。
におけるベクトル制御インバータ装置の概略構成を示し
ている。
【０００３】このベクトル制御インバータ装置は、三相
交流電源１から直流電圧を得るダイオード等で構成され
た整流回路２と、直流電圧平滑用フィルタ３と、トラン
ジスタ等のスイッチング素子で構成され、負荷の誘導電
動機５（以下、モータと称す）に与える電流を制御する
インバータ回路４と、モータ５の速度基準（指令値）を
与える速度指令回路８と、速度指令回路８の指令値ωｒ
* とモータ５に接続されている位置検出器６により検出
される位置検出値Ｘｒおよび電流検出器７により検出さ
れる各相の電流検出値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを入力してモー
タ５に与える各相の１次電圧指令値Ｖｕ* 、Ｖｖ* 、Ｖ
ｗ* を演算するベクトル制御演算回路９と、１次電圧指
令値Ｖｕ* 、Ｖｖ* 、Ｖｗ* に基づいてインバータ回路
４のスイッチング素子をオン／オフさせるための信号を
発生するパルス幅変調制御回路（以下、ＰＷＭ回路と称
す）１０とを有している。
交流電源１から直流電圧を得るダイオード等で構成され
た整流回路２と、直流電圧平滑用フィルタ３と、トラン
ジスタ等のスイッチング素子で構成され、負荷の誘導電
動機５（以下、モータと称す）に与える電流を制御する
インバータ回路４と、モータ５の速度基準（指令値）を
与える速度指令回路８と、速度指令回路８の指令値ωｒ
* とモータ５に接続されている位置検出器６により検出
される位置検出値Ｘｒおよび電流検出器７により検出さ
れる各相の電流検出値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを入力してモー
タ５に与える各相の１次電圧指令値Ｖｕ* 、Ｖｖ* 、Ｖ
ｗ* を演算するベクトル制御演算回路９と、１次電圧指
令値Ｖｕ* 、Ｖｖ* 、Ｖｗ* に基づいてインバータ回路
４のスイッチング素子をオン／オフさせるための信号を
発生するパルス幅変調制御回路（以下、ＰＷＭ回路と称
す）１０とを有している。
【０００４】なお、トルク分電流検出値に応じた磁束指
令のバイアス値はベクトル制御演算回路９に付属する記
憶装置４０にて記憶している。また、電流検出器７の出
力は必ずしも３相すべてが必要ではなく、いずれか２相
を検出して、Ｉｕ＋Ｉｖ＋Ｉｗ＝０の関係から残りの１
相電流を求めてもよい。
令のバイアス値はベクトル制御演算回路９に付属する記
憶装置４０にて記憶している。また、電流検出器７の出
力は必ずしも３相すべてが必要ではなく、いずれか２相
を検出して、Ｉｕ＋Ｉｖ＋Ｉｗ＝０の関係から残りの１
相電流を求めてもよい。
【０００５】図８は、従来におけるベクトル制御インバ
ータ装置におけるベクトル制御演算回路９の内部構成を
示している。
ータ装置におけるベクトル制御演算回路９の内部構成を
示している。
【０００６】このベクトル制御演算回路９は、位置検出
器６からの位置検出値Ｘｒを微分して回転速度ωｒを演
算する回転速度演算器１１と、速度指令回路８からの指
令値ωｒ* と回転速度演算器１１が出力する回転速度ω
ｒの偏差を増幅してＰＩ制御によるトルク分電流指令値
Ｉｑ* を出力する速度ＰＩ演算器１２と、電流検出器７
からの交流３相検出値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを直流の２相電
流Ｉｑ（トルク分電流検出値）およびＩｄ（励磁分電流
検出値）に変換する電流３相→２相変換器１３と、励磁
分電流検出値Ｉｄからモータ５の２次磁束値Ф2 を演算
する２次磁束演算器１４と、回転速度演算器１１が出力
する回転速度ωｒに応じて磁束指令値Ф 2 * を演算する
磁束指令演算器１５と、磁束指令値Ф2 * と２次磁束検
出値Ф2との偏差を増幅してＰＩ制御による励磁分電流
指令値Ｉｄ* を演算する２次磁束ＰＩ演算器１６と、ト
ルク分電流指令値Ｉｑ* とトルク分電流検出値Ｉｑとの
偏差を増幅してＰＩ制御によるトルク分電圧指令値Ｖｑ
* を演算するトルク分電流ＰＩ演算器１７と、励磁分電
流指令値Ｉｄ* と励磁分電流検出値Ｉｄとの偏差を増幅
してＰＩ制御による励磁分電圧指令値Ｖｄ* を演算する
励磁分電流ＰＩ演算器１８とを有している。
器６からの位置検出値Ｘｒを微分して回転速度ωｒを演
算する回転速度演算器１１と、速度指令回路８からの指
令値ωｒ* と回転速度演算器１１が出力する回転速度ω
ｒの偏差を増幅してＰＩ制御によるトルク分電流指令値
Ｉｑ* を出力する速度ＰＩ演算器１２と、電流検出器７
からの交流３相検出値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを直流の２相電
流Ｉｑ（トルク分電流検出値）およびＩｄ（励磁分電流
検出値）に変換する電流３相→２相変換器１３と、励磁
分電流検出値Ｉｄからモータ５の２次磁束値Ф2 を演算
する２次磁束演算器１４と、回転速度演算器１１が出力
する回転速度ωｒに応じて磁束指令値Ф 2 * を演算する
磁束指令演算器１５と、磁束指令値Ф2 * と２次磁束検
出値Ф2との偏差を増幅してＰＩ制御による励磁分電流
指令値Ｉｄ* を演算する２次磁束ＰＩ演算器１６と、ト
ルク分電流指令値Ｉｑ* とトルク分電流検出値Ｉｑとの
偏差を増幅してＰＩ制御によるトルク分電圧指令値Ｖｑ
* を演算するトルク分電流ＰＩ演算器１７と、励磁分電
流指令値Ｉｄ* と励磁分電流検出値Ｉｄとの偏差を増幅
してＰＩ制御による励磁分電圧指令値Ｖｄ* を演算する
励磁分電流ＰＩ演算器１８とを有している。
【０００７】またベクトル制御演算回路９は、２次磁束
演算器１４が出力する２次磁束値Ф 2 と速度ＰＩ演算器
１２が出力するトルク分電流指令値Ｉｑ* とからすべり
角速度θｓ* を演算するすべり角速度演算器１９と、回
転速度ωｒより回転角速度θｒを計算する回転角速度演
算器２０と、２次磁束演算器１４が出力する２次磁束値
Ф2 と速度ＰＩ演算器１２が出力するトルク分電流指令
値Ｉｑ* とからトルク分電圧の誘起電圧補償値Ｖｑｃと
励磁分電圧の誘起電圧補償値Ｖｄｃとを演算する誘起電
圧補償器２１と、電圧２相→３相変換器２２とを有して
いる。
演算器１４が出力する２次磁束値Ф 2 と速度ＰＩ演算器
１２が出力するトルク分電流指令値Ｉｑ* とからすべり
角速度θｓ* を演算するすべり角速度演算器１９と、回
転速度ωｒより回転角速度θｒを計算する回転角速度演
算器２０と、２次磁束演算器１４が出力する２次磁束値
Ф2 と速度ＰＩ演算器１２が出力するトルク分電流指令
値Ｉｑ* とからトルク分電圧の誘起電圧補償値Ｖｑｃと
励磁分電圧の誘起電圧補償値Ｖｄｃとを演算する誘起電
圧補償器２１と、電圧２相→３相変換器２２とを有して
いる。
【０００８】この電圧２相→３相変換器２２は、誘起電
圧補償値Ｖｑｃ、Ｖｄｃにより補償されたトルク分電圧
指令値Ｖｑ* および励磁分電圧指令値Ｖｄ* と、すべり
角速度演算器１９が出力するすべり角速度θｓ* と回転
角速度演算器２０からの回転角速度θｒとの偏差を入力
し、トルク分電圧指令値Ｖｑ* と励磁分電圧指令値Ｖｄ
* を交流３相の１次電圧指令Ｖｕ* 、Ｖｖ* 、Ｖｗ* に
変換する。
圧補償値Ｖｑｃ、Ｖｄｃにより補償されたトルク分電圧
指令値Ｖｑ* および励磁分電圧指令値Ｖｄ* と、すべり
角速度演算器１９が出力するすべり角速度θｓ* と回転
角速度演算器２０からの回転角速度θｒとの偏差を入力
し、トルク分電圧指令値Ｖｑ* と励磁分電圧指令値Ｖｄ
* を交流３相の１次電圧指令Ｖｕ* 、Ｖｖ* 、Ｖｗ* に
変換する。
【０００９】上述のようなインバータ装置によるベクト
ル制御では、磁束指令値Ф2 * は、図９に示されている
ように、モータの定格回転速度以下では一定で、それ以
上では回転速度の２乗に反比例して変化する。また、励
磁分電流指令値Ｉｄ* は、図１０に示されているよう
に、モータの定格回転速度以下では一定で、それ以上で
は回転速度の２乗に反比例して変化する。トルク分電流
指令値Ｉｑ* は、モータの出力トルクに比例した値にな
り、図７に示されているような構成による速度制御では
固定のパターンは存在しない。
ル制御では、磁束指令値Ф2 * は、図９に示されている
ように、モータの定格回転速度以下では一定で、それ以
上では回転速度の２乗に反比例して変化する。また、励
磁分電流指令値Ｉｄ* は、図１０に示されているよう
に、モータの定格回転速度以下では一定で、それ以上で
は回転速度の２乗に反比例して変化する。トルク分電流
指令値Ｉｑ* は、モータの出力トルクに比例した値にな
り、図７に示されているような構成による速度制御では
固定のパターンは存在しない。
【００１０】モータが発生するトルクは下記式により
表すことができる。
表すことができる。
【００１１】すなわち、 Ｔ＝Ｐｍ・Ｍ・φ2 ・ｉqs／Ｌ2 ・・・ φ2 ＝Ｍ・ｉds／（Ｔ2 ・Ｓ＋１） ・・・ である。ここで、Ｔはモータが発生するトルク、Ｐｍは
モータの極対、Ｍは相互リアクタンス、φ2 は２次巻線
側の磁束、ｉqsはトルク分電流、Ｌ2 は２次巻線のリア
クタンス、ｉdsは励磁分電流、Ｓは微分演算子である。
モータの極対、Ｍは相互リアクタンス、φ2 は２次巻線
側の磁束、ｉqsはトルク分電流、Ｌ2 は２次巻線のリア
クタンス、ｉdsは励磁分電流、Ｓは微分演算子である。
【００１２】上記式よりモータが発生するトルクＴ
は、励磁分電流ｉdsとトルク分電流ｉ qsの積に比例する
ことがわかる。また、式よりモータの２次磁束φ
2 は、励磁分電流ｉdsに比例することがわかる。
は、励磁分電流ｉdsとトルク分電流ｉ qsの積に比例する
ことがわかる。また、式よりモータの２次磁束φ
2 は、励磁分電流ｉdsに比例することがわかる。
【００１３】さらに、定常的には、 φ2 ＝Ｍ・ｉds ・・・ であるため、式と式より、 Ｔ＝Ｐｍ・Ｍ2 ・ｉds・ｉqs／Ｌ2 ・・・ となり、，式からも、モータが発生するトルクＴは、
励磁分電流ｉdsとトルク分電流ｉqsの積に比例すること
がわかる。
励磁分電流ｉdsとトルク分電流ｉqsの積に比例すること
がわかる。
【００１４】従来、上述の式をもとにしてトルク制御を
行う場合には、励磁分電流指令は予めインバータ内部に
図１０に示されているような固定の制御特性パターンを
設定され、トルク分電流指令値Ｉｑ* のみを外部よりの
速度指令ωｒ* によって与えている。この時の励磁分電
流ｉdsの特性パターンは、モータの回転速度により依存
し、トルク分電流のフィードバック値に関しては無関係
であった。
行う場合には、励磁分電流指令は予めインバータ内部に
図１０に示されているような固定の制御特性パターンを
設定され、トルク分電流指令値Ｉｑ* のみを外部よりの
速度指令ωｒ* によって与えている。この時の励磁分電
流ｉdsの特性パターンは、モータの回転速度により依存
し、トルク分電流のフィードバック値に関しては無関係
であった。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】従来のベクトル制御方
式のインバータ装置は、上述のように構成されているた
め、例えば、モータにトルク指令を与えてモータの出力
トルクを直接制御するトルク制御において、０速度から
モータの最高回転速度まで出力トルクをモータ定格の５
０％で一定に制御する場合、励磁分電流指令は図１０に
示されているような特性をもって与えられ、トルク分電
流指令は図１１に示されているような特性をもって与え
られることになる。
式のインバータ装置は、上述のように構成されているた
め、例えば、モータにトルク指令を与えてモータの出力
トルクを直接制御するトルク制御において、０速度から
モータの最高回転速度まで出力トルクをモータ定格の５
０％で一定に制御する場合、励磁分電流指令は図１０に
示されているような特性をもって与えられ、トルク分電
流指令は図１１に示されているような特性をもって与え
られることになる。
【００１６】このため、モータの定格回転速度におい
て、磁束指令が急変し、またインバータ装置内部のソフ
トウェアにより決まる電流制御ループの応答遅れによ
り、定格回転速度において、図１２に例示されているよ
うに、実際の出力トルクＴが脈動してしまうと云う問題
点があった。
て、磁束指令が急変し、またインバータ装置内部のソフ
トウェアにより決まる電流制御ループの応答遅れによ
り、定格回転速度において、図１２に例示されているよ
うに、実際の出力トルクＴが脈動してしまうと云う問題
点があった。
【００１７】このため、例えば、製紙プロセスにおい
て、紙に一定の張力を与えて紙を送るような場合、紙を
巻いたロールの回転速度が、そのローラを駆動するモー
タの定格回転速度を通過する際に、脈動変動し、この脈
動変動に応じて張力が変動し、紙の形状が変化してしま
うと云う問題が生じる。
て、紙に一定の張力を与えて紙を送るような場合、紙を
巻いたロールの回転速度が、そのローラを駆動するモー
タの定格回転速度を通過する際に、脈動変動し、この脈
動変動に応じて張力が変動し、紙の形状が変化してしま
うと云う問題が生じる。
【００１８】また、磁束指令がモータの回転速度にのみ
依存し、トルク分電流のフィードバック値に関しては無
関係であるため、軽負荷時に必要以上の電流が流れ、モ
ータ損失が大きくなり、効率が低下すると云う問題点も
あった。
依存し、トルク分電流のフィードバック値に関しては無
関係であるため、軽負荷時に必要以上の電流が流れ、モ
ータ損失が大きくなり、効率が低下すると云う問題点も
あった。
【００１９】この発明は、上述のような問題点を解決す
るためになされたものであり、モータの定格回転速度付
近で出力トルクが脈動することを回避し、トルク制御に
より駆動されるモータを使用した機械によって生産され
る製品の品質を向上させ、また軽負荷時のモータ効率を
最大限に向上できる誘導電動機のベクトル制御インバー
タ装置を得ることを目的としている。
るためになされたものであり、モータの定格回転速度付
近で出力トルクが脈動することを回避し、トルク制御に
より駆動されるモータを使用した機械によって生産され
る製品の品質を向上させ、また軽負荷時のモータ効率を
最大限に向上できる誘導電動機のベクトル制御インバー
タ装置を得ることを目的としている。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明による誘導電動機のベクトル制御インバ
ータ装置は、インバータ回路によって駆動される誘導電
動機の１次電流を電流検出器によって検出し、前記電流
検出器による１次電流検出値をトルク分電流検出値と励
磁分電流検出値とに分割し、１次電流指令値をトルク分
電流指令値と励磁分電流指令値とに分割して誘導電動機
を制御するベクトル制御インバータ装置において、回転
速度に関係なく出力トルクを一定に制御するために、励
磁分電流指令のもとになる磁束指令と、トルク分電流指
令とをそれぞれ個別に外部より指令信号で入力するもの
である。
めに、この発明による誘導電動機のベクトル制御インバ
ータ装置は、インバータ回路によって駆動される誘導電
動機の１次電流を電流検出器によって検出し、前記電流
検出器による１次電流検出値をトルク分電流検出値と励
磁分電流検出値とに分割し、１次電流指令値をトルク分
電流指令値と励磁分電流指令値とに分割して誘導電動機
を制御するベクトル制御インバータ装置において、回転
速度に関係なく出力トルクを一定に制御するために、励
磁分電流指令のもとになる磁束指令と、トルク分電流指
令とをそれぞれ個別に外部より指令信号で入力するもの
である。
【００２１】この発明による誘導電動機のベクトル制御
インバータ装置では、外部より入力された磁束指令と、
同じく外部より入力されたトルク分電流指令に基づいて
モータが出力するトルクが制御される。
インバータ装置では、外部より入力された磁束指令と、
同じく外部より入力されたトルク分電流指令に基づいて
モータが出力するトルクが制御される。
【００２２】つぎの発明による誘導電動機のベクトル制
御インバータ装置は、トルク分電流検出値に応じた磁束
指令のバイアス値をベクトル演算回路に付属する記憶装
置にて記憶しているものである。
御インバータ装置は、トルク分電流検出値に応じた磁束
指令のバイアス値をベクトル演算回路に付属する記憶装
置にて記憶しているものである。
【００２３】この発明による誘導電動機のベクトル制御
インバータ装置では、トルク分電流検出値に応じて磁束
指令のバイアス値が設定される。
インバータ装置では、トルク分電流検出値に応じて磁束
指令のバイアス値が設定される。
【００２４】つぎの発明による誘導電動機のベクトル制
御インバータ装置は、記憶された磁束指令のバイアス値
を、インバータ内部の制御定数を変更可能なパラメータ
設定装置により変更可能であることを詳細な特徴として
いる。
御インバータ装置は、記憶された磁束指令のバイアス値
を、インバータ内部の制御定数を変更可能なパラメータ
設定装置により変更可能であることを詳細な特徴として
いる。
【００２５】この発明による誘導電動機のベクトル制御
インバータ装置では、記憶された磁束指令のバイアス値
をパラメータ設定装置により変更することができる。
インバータ装置では、記憶された磁束指令のバイアス値
をパラメータ設定装置により変更することができる。
【００２６】つぎの発明による誘導電動機のベクトル制
御インバータ装置は、記憶された磁束指令のバイアス値
を外部よりの設定用信号により変更可能であることを詳
細な特徴としている。
御インバータ装置は、記憶された磁束指令のバイアス値
を外部よりの設定用信号により変更可能であることを詳
細な特徴としている。
【００２７】この発明による誘導電動機のベクトル制御
インバータ装置では、記憶された磁束指令のバイアス値
を外部よりの設定用信号により変更することができる。
インバータ装置では、記憶された磁束指令のバイアス値
を外部よりの設定用信号により変更することができる。
【００２８】つぎの発明による誘導電動機のベクトル制
御インバータ装置は、前記指令信号あるいは前記設定用
信号が、電圧信号、電流信号、パルス信号の何れかであ
ることを詳細な特徴としている。
御インバータ装置は、前記指令信号あるいは前記設定用
信号が、電圧信号、電流信号、パルス信号の何れかであ
ることを詳細な特徴としている。
【００２９】この発明による誘導電動機のベクトル制御
インバータ装置では、外部入力の磁束指令、トルク分電
流指令、あるいは磁束指令のバイアス値の設定が、電圧
信号、電流信号、パルス信号の何れかにより行われる。
インバータ装置では、外部入力の磁束指令、トルク分電
流指令、あるいは磁束指令のバイアス値の設定が、電圧
信号、電流信号、パルス信号の何れかにより行われる。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照してこの発
明に係る誘導電動機のベクトル制御インバータ装置の実
施の形態を詳細に説明する。なお、以下に説明するこの
発明の実施の形態において、上述の従来例と同一構成の
部分は、上述の従来例に付した符号と同一の符号を付し
てその説明を省略する。
明に係る誘導電動機のベクトル制御インバータ装置の実
施の形態を詳細に説明する。なお、以下に説明するこの
発明の実施の形態において、上述の従来例と同一構成の
部分は、上述の従来例に付した符号と同一の符号を付し
てその説明を省略する。
【００３１】図１はこの発明による誘導電動機のベクト
ル制御インバータ装置の全体構成を、図２はベクトル制
御演算回路の内部構成をそれぞれ示している。この発明
によるベクトル制御インバータ装置は、トルク分電流指
令を出力するトルク指令手段３０と、励磁束指令を出力
する磁束指令手段３１とを個別に有し、トルク指令手段
３０と磁束指令手段３１とは、それぞれ外部より個別に
指令可能になっており、回転速度に関係なく出力トルク
を一定に制御するためのトルク分電流指令と磁束指令を
設定する。
ル制御インバータ装置の全体構成を、図２はベクトル制
御演算回路の内部構成をそれぞれ示している。この発明
によるベクトル制御インバータ装置は、トルク分電流指
令を出力するトルク指令手段３０と、励磁束指令を出力
する磁束指令手段３１とを個別に有し、トルク指令手段
３０と磁束指令手段３１とは、それぞれ外部より個別に
指令可能になっており、回転速度に関係なく出力トルク
を一定に制御するためのトルク分電流指令と磁束指令を
設定する。
【００３２】このベクトル制御インバータ装置では、励
磁分電流指令のもととなる磁束指令を、トルク分電流指
令とは別に独立した指令として、磁束指令手段３１より
入力することが重要である。
磁分電流指令のもととなる磁束指令を、トルク分電流指
令とは別に独立した指令として、磁束指令手段３１より
入力することが重要である。
【００３３】これにより、２次磁束ＰＩ演算器１６は、
トルク分電流指令とは別に、磁束指令手段３１が出力す
る磁束指令値Ф2 * と２次磁束検出値Ф2 との偏差を増
幅してＰＩ制御による励磁分電流指令値Ｉｄ* を演算
し、トルク分電流ＰＩ演算器１７は、トルク指令手段３
０が出力するトルク分電流指令値Ｉｑ* とトルク分電流
検出値Ｉｑとの偏差を増幅してＰＩ制御によるトルク分
電圧指令値Ｖｑ* を演算する。
トルク分電流指令とは別に、磁束指令手段３１が出力す
る磁束指令値Ф2 * と２次磁束検出値Ф2 との偏差を増
幅してＰＩ制御による励磁分電流指令値Ｉｄ* を演算
し、トルク分電流ＰＩ演算器１７は、トルク指令手段３
０が出力するトルク分電流指令値Ｉｑ* とトルク分電流
検出値Ｉｑとの偏差を増幅してＰＩ制御によるトルク分
電圧指令値Ｖｑ* を演算する。
【００３４】上述のように構成されたベクトル制御イン
バータ装置において、０速度からモータの最高回転速度
まで出力トルクをモータ定格の５０％で一定に制御する
場合を考える。
バータ装置において、０速度からモータの最高回転速度
まで出力トルクをモータ定格の５０％で一定に制御する
場合を考える。
【００３５】従来におけるインバータ装置では、磁束指
令が図９、トルク分電流指令が図１１、出力トルクが図
１２に表されているのに対して、この発明によるインバ
ータ装置では、磁束指令が図３、トルク分電流指令が図
４、出力トルクが図５のように表される。
令が図９、トルク分電流指令が図１１、出力トルクが図
１２に表されているのに対して、この発明によるインバ
ータ装置では、磁束指令が図３、トルク分電流指令が図
４、出力トルクが図５のように表される。
【００３６】図３に示されているように、磁束指令をモ
ータの回転速度に関係なく５０％一定で外部より電圧信
号で与え、図４に示されているように、トルク分電流指
令をモータの回転速度に関係なく５０％一定で外部より
与えているから、モータの出力トルクは、図５に示され
ているように、有害な脈動を生じることなく、全速度域
で、５０％一定に保たれる。
ータの回転速度に関係なく５０％一定で外部より電圧信
号で与え、図４に示されているように、トルク分電流指
令をモータの回転速度に関係なく５０％一定で外部より
与えているから、モータの出力トルクは、図５に示され
ているように、有害な脈動を生じることなく、全速度域
で、５０％一定に保たれる。
【００３７】磁束指令は、電圧信号以外に、電流信号、
パルス信号によって同様に、外部より与えることが可能
であり、磁束指令の信号形態は電圧信号に限定されるこ
とはない。
パルス信号によって同様に、外部より与えることが可能
であり、磁束指令の信号形態は電圧信号に限定されるこ
とはない。
【００３８】また、図６に示されているように、トルク
電流分のフィードバック値（トルク分電流検出値Ｉｑ）
が、モータ定格の１００％以下の場合には、励磁をモー
タの特性により決まる１００％の値まで上げる必要がな
いから、トルク電流分のフィードバック値に比例して磁
束指令を下げることを行う。
電流分のフィードバック値（トルク分電流検出値Ｉｑ）
が、モータ定格の１００％以下の場合には、励磁をモー
タの特性により決まる１００％の値まで上げる必要がな
いから、トルク電流分のフィードバック値に比例して磁
束指令を下げることを行う。
【００３９】トルク電流分のフィードバック値が０の時
の磁束指令のバイアス値Фｂは、インバータ装置の内部
に記憶されており、インバータ装置に付属したパラメー
タ設定装置５０により変更することが可能である。
の磁束指令のバイアス値Фｂは、インバータ装置の内部
に記憶されており、インバータ装置に付属したパラメー
タ設定装置５０により変更することが可能である。
【００４０】また、バイアス値Фｂは、個々のモータの
特性や制御対象である機械の諸条件に合わせて、外部よ
り電圧信号、電流信号、パルス信号などによる設定用信
号により変更することができる。
特性や制御対象である機械の諸条件に合わせて、外部よ
り電圧信号、電流信号、パルス信号などによる設定用信
号により変更することができる。
【００４１】これによりインバータ装置を各種指令装置
に接続することができ、インバータ装置の汎用性が向上
する。
に接続することができ、インバータ装置の汎用性が向上
する。
【００４２】
【発明の効果】以上の説明から理解される如く、この発
明による誘導電動機のベクトル制御インバータ装置によ
れば、磁束指令を、トルク分電流指令とは別に、外部よ
り指令信号によって与えるから、モータの出力トルクが
回転速度に関係なく安定して制御でき、このインバータ
装置を使用した機械により製造される製品の品質を向上
させることができる。
明による誘導電動機のベクトル制御インバータ装置によ
れば、磁束指令を、トルク分電流指令とは別に、外部よ
り指令信号によって与えるから、モータの出力トルクが
回転速度に関係なく安定して制御でき、このインバータ
装置を使用した機械により製造される製品の品質を向上
させることができる。
【００４３】つぎの発明による誘導電動機のベクトル制
御インバータ装置によれば、トルク分電流検出値に応じ
て磁束指令のバイアス値が設定されるから、軽負荷の場
合にはモータ電流を低減でき、モータ効率を向上させる
ことができる。
御インバータ装置によれば、トルク分電流検出値に応じ
て磁束指令のバイアス値が設定されるから、軽負荷の場
合にはモータ電流を低減でき、モータ効率を向上させる
ことができる。
【００４４】つぎの発明による誘導電動機のベクトル制
御インバータ装置によれば、記憶された磁束指令のバイ
アス値をパラメータ設定装置により変更できるから、モ
ータ電流の低減度合いをモータの特性や機械の諸条件に
合わせることができ、あらゆる機械に対応することが可
能になる。
御インバータ装置によれば、記憶された磁束指令のバイ
アス値をパラメータ設定装置により変更できるから、モ
ータ電流の低減度合いをモータの特性や機械の諸条件に
合わせることができ、あらゆる機械に対応することが可
能になる。
【００４５】つぎの発明による誘導電動機のベクトル制
御インバータ装置によれば、記憶された磁束指令のバイ
アス値を外部よりの設定用信号により変更することがで
きるから、モータ電流の低減度合いをモータの特性や機
械の諸条件に合わせることができ、あらゆる機械に対応
することが可能になる。
御インバータ装置によれば、記憶された磁束指令のバイ
アス値を外部よりの設定用信号により変更することがで
きるから、モータ電流の低減度合いをモータの特性や機
械の諸条件に合わせることができ、あらゆる機械に対応
することが可能になる。
【００４６】つぎの発明による誘導電動機のベクトル制
御インバータ装置によれば、外部入力の磁束指令、トル
ク分電流指令、あるいは磁束指令のバイアス値の設定
が、例えば、安価、汎用性を目的として電圧信号、ノイ
ズ耐量の向上を目的として電流信号、制御精度の向上を
目的としてパルス信号の何れかにより行われるから、イ
ンバータ装置を各種指令装置に接続することができ、イ
ンバータ装置の汎用性が向上する。
御インバータ装置によれば、外部入力の磁束指令、トル
ク分電流指令、あるいは磁束指令のバイアス値の設定
が、例えば、安価、汎用性を目的として電圧信号、ノイ
ズ耐量の向上を目的として電流信号、制御精度の向上を
目的としてパルス信号の何れかにより行われるから、イ
ンバータ装置を各種指令装置に接続することができ、イ
ンバータ装置の汎用性が向上する。
【図１】 この発明による誘導電動機のベクトル制御イ
ンバータ装置の全体構成を示すブロック線図である。
ンバータ装置の全体構成を示すブロック線図である。
【図２】 この発明による誘導電動機のベクトル制御イ
ンバータ装置のベクトル制御演算回路の内部構成の一つ
の実施の形態を示すブロック線図である。
ンバータ装置のベクトル制御演算回路の内部構成の一つ
の実施の形態を示すブロック線図である。
【図３】 この発明による誘導電動機のベクトル制御イ
ンバータ装置における磁束指令の特性パターンの一例を
示すグラフである。
ンバータ装置における磁束指令の特性パターンの一例を
示すグラフである。
【図４】 この発明による誘導電動機のベクトル制御イ
ンバータ装置におけるトルク分電流指令の特性パターン
の一例を示すグラフである。
ンバータ装置におけるトルク分電流指令の特性パターン
の一例を示すグラフである。
【図５】 この発明による誘導電動機のベクトル制御イ
ンバータ装置における出力トルクの特性パターンの一例
を示すグラフである。
ンバータ装置における出力トルクの特性パターンの一例
を示すグラフである。
【図６】 この発明による誘導電動機のベクトル制御イ
ンバータ装置における磁束指令の特性パターンの一例を
示すグラフである。
ンバータ装置における磁束指令の特性パターンの一例を
示すグラフである。
【図７】 従来における誘導電動機のベクトル制御イン
バータ装置の全体構成を示すブロック線図である。
バータ装置の全体構成を示すブロック線図である。
【図８】 従来における誘導電動機のベクトル制御イン
バータ装置のベクトル制御演算回路の内部構成を示すブ
ロック線図である。
バータ装置のベクトル制御演算回路の内部構成を示すブ
ロック線図である。
【図９】 従来の誘導電動機のベクトル制御インバータ
装置における磁束指令の特性パターンの一例を示すグラ
フである。
装置における磁束指令の特性パターンの一例を示すグラ
フである。
【図１０】 従来の誘導電動機のベクトル制御インバー
タ装置における励磁分電流指令の特性パターンの一例を
示すグラフである。
タ装置における励磁分電流指令の特性パターンの一例を
示すグラフである。
【図１１】 従来の誘導電動機のベクトル制御インバー
タ装置におけるトルク分電流指令の特性パターンの一例
を示すグラフである。
タ装置におけるトルク分電流指令の特性パターンの一例
を示すグラフである。
【図１２】 従来の誘導電動機のベクトル制御インバー
タ装置における出力トルクの特性パターンの一例を示す
グラフである。
タ装置における出力トルクの特性パターンの一例を示す
グラフである。
１ 三相交流電源，２ 整流回路，３ 直流電圧平滑用
フィルタ，４ インバータ回路，５ 誘導電動機，６
位置検出器，７ 電流検出器，９ ベクトル制御演算回
路，１０ パルス幅変調制御回路，１１ 回転速度演算
器，１３ 電流３相→２相変換器，１４ ２次磁束演算
器，１６ ２次磁束ＰＩ演算器，１７トルク分電流ＰＩ
演算器，１８ 励磁分電流ＰＩ演算器，１９ すべり角
速度演算器，２０ 回転角速度演算器，２１ 誘起電圧
補償器，２２ 電圧２相→３相変換器，３０ トルク指
令手段，３１ 磁束指令手段，４０ 記憶装置，５０パ
ラメータ設定装置。
フィルタ，４ インバータ回路，５ 誘導電動機，６
位置検出器，７ 電流検出器，９ ベクトル制御演算回
路，１０ パルス幅変調制御回路，１１ 回転速度演算
器，１３ 電流３相→２相変換器，１４ ２次磁束演算
器，１６ ２次磁束ＰＩ演算器，１７トルク分電流ＰＩ
演算器，１８ 励磁分電流ＰＩ演算器，１９ すべり角
速度演算器，２０ 回転角速度演算器，２１ 誘起電圧
補償器，２２ 電圧２相→３相変換器，３０ トルク指
令手段，３１ 磁束指令手段，４０ 記憶装置，５０パ
ラメータ設定装置。
Claims (5)
- 【請求項１】 インバータ回路によって駆動される誘導
電動機の１次電流を電流検出器によって検出し、前記電
流検出器による１次電流検出値をトルク分電流検出値と
励磁分電流検出値とに分割し、１次電流指令値をトルク
分電流指令値と励磁分電流指令値とに分割して誘導電動
機を制御するベクトル制御インバータ装置において、 回転速度に関係なく出力トルクを一定に制御するため
に、励磁分電流指令のもとになる磁束指令と、トルク分
電流指令とをそれぞれ個別に外部より指令信号で入力す
ることを特徴とする誘導電動機のベクトル制御インバー
タ装置。 - 【請求項２】 前記トルク分電流検出値に応じた磁束指
令のバイアス値を記憶していることを特徴とする請求項
１に記載の誘導電動機のベクトル制御インバータ装置。 - 【請求項３】 前記記憶された磁束指令のバイアス値を
パラメータ設定装置により変更可能であることを特徴と
する請求項２に記載の誘導電動機のベクトル制御インバ
ータ装置。 - 【請求項４】 前記記憶された磁束指令のバイアス値を
外部よりの設定用信号により変更可能であることを特徴
とする請求項２に記載の誘導電動機のベクトル制御イン
バータ装置。 - 【請求項５】 前記指令信号あるいは前記設定用信号
は、電圧信号、電流信号、パルス信号の何れかであるこ
とを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の誘
導電動機のベクトル制御インバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8332371A JPH10174500A (ja) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | 誘導電動機のベクトル制御インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8332371A JPH10174500A (ja) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | 誘導電動機のベクトル制御インバータ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10174500A true JPH10174500A (ja) | 1998-06-26 |
Family
ID=18254223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8332371A Pending JPH10174500A (ja) | 1996-12-12 | 1996-12-12 | 誘導電動機のベクトル制御インバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10174500A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010252435A (ja) * | 2009-04-10 | 2010-11-04 | J P Ii Kk | トルク制御装置 |
| KR101192199B1 (ko) * | 2011-01-04 | 2012-10-17 | 엘지전자 주식회사 | 모터 제어 장치와, 이를 포함하는 전기 자동차, 및 이의 모터 제어 방법 |
| KR101530543B1 (ko) * | 2014-02-13 | 2015-06-19 | 경상대학교산학협력단 | 유도 전동기 및 유도 전동기의 동작을 제어하는 제어 장치 |
-
1996
- 1996-12-12 JP JP8332371A patent/JPH10174500A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010252435A (ja) * | 2009-04-10 | 2010-11-04 | J P Ii Kk | トルク制御装置 |
| KR101192199B1 (ko) * | 2011-01-04 | 2012-10-17 | 엘지전자 주식회사 | 모터 제어 장치와, 이를 포함하는 전기 자동차, 및 이의 모터 제어 방법 |
| KR101530543B1 (ko) * | 2014-02-13 | 2015-06-19 | 경상대학교산학협력단 | 유도 전동기 및 유도 전동기의 동작을 제어하는 제어 장치 |
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