JPH1141996A - 誘導電動機制御装置 - Google Patents
誘導電動機制御装置Info
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- JPH1141996A JPH1141996A JP9205386A JP20538697A JPH1141996A JP H1141996 A JPH1141996 A JP H1141996A JP 9205386 A JP9205386 A JP 9205386A JP 20538697 A JP20538697 A JP 20538697A JP H1141996 A JPH1141996 A JP H1141996A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 誘導電動機速度の演算に二次抵抗を用いてい
る。この二次抵抗は電動機の温度によって変動するもの
で，それにより速度演算の誤差が生じるようになるた
め、この点を解決することにある。 【解決手段】 二次側電流の演算器の出力の二次側電流
ベクトルと二次側磁束の演算器の出力の二次側磁束ベク
トルと内積を演算する内積演算手段と，この内積演算手
段の出力の結果がゼロになるかを判断する手段と，この
判断の結果から，上述の内積演算手段の出力がゼロであ
れば，速度推定方式１により電動機の回転速度を推定
し，上述の内積演算手段の出力がゼロでなければ，速度
推定方式１と速度推定方式２から二次抵抗を推定した上
で速度推定方式１及び新たに推定した二次抵抗により電
動機の回転速度を演算する手段を備えることを特徴とす
る。
る。この二次抵抗は電動機の温度によって変動するもの
で，それにより速度演算の誤差が生じるようになるた
め、この点を解決することにある。 【解決手段】 二次側電流の演算器の出力の二次側電流
ベクトルと二次側磁束の演算器の出力の二次側磁束ベク
トルと内積を演算する内積演算手段と，この内積演算手
段の出力の結果がゼロになるかを判断する手段と，この
判断の結果から，上述の内積演算手段の出力がゼロであ
れば，速度推定方式１により電動機の回転速度を推定
し，上述の内積演算手段の出力がゼロでなければ，速度
推定方式１と速度推定方式２から二次抵抗を推定した上
で速度推定方式１及び新たに推定した二次抵抗により電
動機の回転速度を演算する手段を備えることを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電圧形インバータに
より誘導電動機を駆動するもので，特に電動機のパラメ
ータの変動による特性変化を抑制する誘導電動機制御装
置に関するものである。
より誘導電動機を駆動するもので，特に電動機のパラメ
ータの変動による特性変化を抑制する誘導電動機制御装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】誘導電動機の速度検出器を付けないで誘
導電動機のトルクと速度を高精度高速に制御する誘導電
動機の制御装置の従来の制御ブロックを図２に示し，以
下，図２に従って従来の技術を説明する。図２におい
て，１はモータ，２はインバータ，３と４は電圧，電流
検出器である。５は３相固定子座標系（ｕ，ｖ，ｗ）か
ら２相固定子座標系（α，β）への座標変換器である。
６は一次側磁束ベクトル演算器，７は二次側磁束ベクト
ル演算器，８はトルク演算器，９は誘導電動機の回転速
度演算器，１０は速度ＰＩ制御器である。１１は一次側
磁束の目標値に対する偏差を判断するための２値のヒス
テリシスコンパレータ，１２はトルクの目標値に対する
偏差を判断するための３値のヒステリシスコンパレータ
である。１３は磁束ベクトルが存在するベクトル領域を
判断するものである。１４は１１，１２，１３の出力に
より決めるスイッチングテーブルである。
導電動機のトルクと速度を高精度高速に制御する誘導電
動機の制御装置の従来の制御ブロックを図２に示し，以
下，図２に従って従来の技術を説明する。図２におい
て，１はモータ，２はインバータ，３と４は電圧，電流
検出器である。５は３相固定子座標系（ｕ，ｖ，ｗ）か
ら２相固定子座標系（α，β）への座標変換器である。
６は一次側磁束ベクトル演算器，７は二次側磁束ベクト
ル演算器，８はトルク演算器，９は誘導電動機の回転速
度演算器，１０は速度ＰＩ制御器である。１１は一次側
磁束の目標値に対する偏差を判断するための２値のヒス
テリシスコンパレータ，１２はトルクの目標値に対する
偏差を判断するための３値のヒステリシスコンパレータ
である。１３は磁束ベクトルが存在するベクトル領域を
判断するものである。１４は１１，１２，１３の出力に
より決めるスイッチングテーブルである。
【０００３】外部から与えられる磁束指令｜φ＊１｜及
びトルク指令Ｔ＊に対し制御回路内部で演算された磁
束，トルクとの偏差をそれぞれヒステリシスコンパレー
タに加え，この偏差が所定のヒステリシス偏差内に保た
れるようにインバータの出力電圧の瞬時制御を行い，通
電信号を発生させる。
びトルク指令Ｔ＊に対し制御回路内部で演算された磁
束，トルクとの偏差をそれぞれヒステリシスコンパレー
タに加え，この偏差が所定のヒステリシス偏差内に保た
れるようにインバータの出力電圧の瞬時制御を行い，通
電信号を発生させる。
【０００４】座標変換器５の出力の誘導電動機の一次側
電圧Ｖ１，電流ｉ１から誘導電動機の一次側磁束φ１は
（１）式により演算する。ただし，Ｒ１は誘導電動機の
一次側抵抗である。
電圧Ｖ１，電流ｉ１から誘導電動機の一次側磁束φ１は
（１）式により演算する。ただし，Ｒ１は誘導電動機の
一次側抵抗である。
【０００５】
【数１】
【０００６】一次側磁束演算器６の出力の一次側磁束φ
１と５の座標変換器の出力の一次側電流ｉ１から，誘導
電動機の二次側磁束φ２は（２）式により演算する。た
だし，Ｌ１，Ｌ２は誘導電動機の一次側，二次側の自己
インダクタンスであり，Ｍは一次巻き線と二次巻き線間
の相互インダクタンスである。
１と５の座標変換器の出力の一次側電流ｉ１から，誘導
電動機の二次側磁束φ２は（２）式により演算する。た
だし，Ｌ１，Ｌ２は誘導電動機の一次側，二次側の自己
インダクタンスであり，Ｍは一次巻き線と二次巻き線間
の相互インダクタンスである。
【０００７】
【数２】
【０００８】一次側磁束演算器６の出力の一次側磁束φ
１と座標変換器５の出力の一次側電流ｉ１から，誘導電
動機のトルクＴは（３）式により演算する。
１と座標変換器５の出力の一次側電流ｉ１から，誘導電
動機のトルクＴは（３）式により演算する。
【０００９】
【数３】
【００１０】二次側磁束演算器７の出力の二次側磁束φ
２とトルク演算器８の出力の誘導電動機のトルクＴか
ら，誘導電動機の回転速度ωｍは（４）式により演算す
る。ただし，φ２α，φ２βは二相座標変換後のα軸分
量とβ軸分量である。
２とトルク演算器８の出力の誘導電動機のトルクＴか
ら，誘導電動機の回転速度ωｍは（４）式により演算す
る。ただし，φ２α，φ２βは二相座標変換後のα軸分
量とβ軸分量である。
【００１１】
【数４】
【００１２】誘導電動機の回転速度演算器９の出力ωｍ
から速度指令値との偏差をとって，速度制御器１０から
トルクの指令を生成する。更に，一次側磁束指令φ＊１
と一次側磁束演算器６の出力の一次側磁束の演算値φ１
との偏差，速度制御器１０の出力のトルク指令Ｔ＊とト
ルク演算器８の出力のトルクの演算値Ｔとの偏差，及び
出力の一次側磁束６の演算値φ１をそれぞれ１１，１
２，１３に入力する。スイッチングテーブル１４は１
１，１２，１３の出力によって一次電圧ベクトルを決定
してインバータの制御を行う。このように磁束，速度推
定演算などの各ブロックを基本トルク制御システムブロ
ックに追加し速度センサレス速度制御系を構成してい
る。
から速度指令値との偏差をとって，速度制御器１０から
トルクの指令を生成する。更に，一次側磁束指令φ＊１
と一次側磁束演算器６の出力の一次側磁束の演算値φ１
との偏差，速度制御器１０の出力のトルク指令Ｔ＊とト
ルク演算器８の出力のトルクの演算値Ｔとの偏差，及び
出力の一次側磁束６の演算値φ１をそれぞれ１１，１
２，１３に入力する。スイッチングテーブル１４は１
１，１２，１３の出力によって一次電圧ベクトルを決定
してインバータの制御を行う。このように磁束，速度推
定演算などの各ブロックを基本トルク制御システムブロ
ックに追加し速度センサレス速度制御系を構成してい
る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術では，誘導電動機速度の演算に二次抵抗Ｒ２を
用いている。このＲ２は電動機の温度によって変動する
もので，温度変動によりＲ２が変動し，それにより速度
演算の誤差が生じるようになる。本発明は上述した点に
鑑みて創案されたもので、その目的とするところは、こ
れらの欠点を解決する誘導電動機制御装置を提供するこ
とにある。
従来技術では，誘導電動機速度の演算に二次抵抗Ｒ２を
用いている。このＲ２は電動機の温度によって変動する
もので，温度変動によりＲ２が変動し，それにより速度
演算の誤差が生じるようになる。本発明は上述した点に
鑑みて創案されたもので、その目的とするところは、こ
れらの欠点を解決する誘導電動機制御装置を提供するこ
とにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】つまり、その目的を達成
するための手段は、前述の速度推定方式１（演算（４）
式）と下述のＲ２に依存しない速度推定方式２を用い
る。速度推定方式２はＲ２を含めていないので，Ｒ２の
変動に対してロバスト性を持っている。ただし，速度推
定方式２を利用するために，条件がある。即ち，速度推
定方式２に関する速度演算数式の分母がゼロにならない
とき，速度推定方式２を利用できる。本発明の方法は，
二次側電流の演算器の出力の二次側電流ベクトルｉ２と
二次側磁束の演算器の出力の二次側磁束ベクトルφ２と
内積を演算する内積演算手段と，この内積演算手段の出
力の結果がゼロになるかを判断する手段と，この判断の
結果から，上述の内積演算手段の出力がゼロであれば，
速度推定方式１により電動機の回転速度を推定し，上述
の内積演算手段の出力がゼロでなければ，速度推定方式
１と速度推定方式２からＲ２を推定した上で速度推定方
式１及び新たに推定したＲ２により電動機の回転速度を
演算する手段を備えることを特徴とする。
するための手段は、前述の速度推定方式１（演算（４）
式）と下述のＲ２に依存しない速度推定方式２を用い
る。速度推定方式２はＲ２を含めていないので，Ｒ２の
変動に対してロバスト性を持っている。ただし，速度推
定方式２を利用するために，条件がある。即ち，速度推
定方式２に関する速度演算数式の分母がゼロにならない
とき，速度推定方式２を利用できる。本発明の方法は，
二次側電流の演算器の出力の二次側電流ベクトルｉ２と
二次側磁束の演算器の出力の二次側磁束ベクトルφ２と
内積を演算する内積演算手段と，この内積演算手段の出
力の結果がゼロになるかを判断する手段と，この判断の
結果から，上述の内積演算手段の出力がゼロであれば，
速度推定方式１により電動機の回転速度を推定し，上述
の内積演算手段の出力がゼロでなければ，速度推定方式
１と速度推定方式２からＲ２を推定した上で速度推定方
式１及び新たに推定したＲ２により電動機の回転速度を
演算する手段を備えることを特徴とする。
【００１５】以下は，前記解決するための手段が前記問
題点を解決できる理由を述べる。固定子座標における電
動機の電圧・電流基本式から二次側の電圧が次のように
現れる。
題点を解決できる理由を述べる。固定子座標における電
動機の電圧・電流基本式から二次側の電圧が次のように
現れる。
【００１６】
【数５】
【００１７】二次側の電流が次のように現れる。
【００１８】
【数６】
【００１９】二次側に入力する無効電力Ｑは下式にな
る。
る。
【００２０】
【数７】
【００２１】この式から，誘導電動機の回転速度の推定
値は（８）式により演算する。
値は（８）式により演算する。
【００２２】
【数８】
【００２３】（８）式を利用して誘導電動機の回転速度
を推定すれば，推定した誘導電動機の回転速度がＲ２に
依存しない。このとき，（４）式と（８）式によりそれ
ぞれ演算した速度が同一値であるので，この二つの数式
から二次側の抵抗Ｒ２を（９）式により演算する。
を推定すれば，推定した誘導電動機の回転速度がＲ２に
依存しない。このとき，（４）式と（８）式によりそれ
ぞれ演算した速度が同一値であるので，この二つの数式
から二次側の抵抗Ｒ２を（９）式により演算する。
【００２４】
【数９】
【００２５】（８）式において，分母がゼロになるケー
スがある。これを判断して，（８）式の分母がゼロにな
らないとき，（９）式により新たなＲ２を演算し，これ
と（４）式により電動機の回転速度を演算する。（８）
式の分母がゼロになるとき，Ｒ２が急に変化しないと考
えられることから，（４）式と前回推定したＲ２を利用
して電動機の回転速度を演算する。このようにして，前
記問題点を解決できる。以下、本発明の一実施例を図面
に基づいて詳述する。
スがある。これを判断して，（８）式の分母がゼロにな
らないとき，（９）式により新たなＲ２を演算し，これ
と（４）式により電動機の回転速度を演算する。（８）
式の分母がゼロになるとき，Ｒ２が急に変化しないと考
えられることから，（４）式と前回推定したＲ２を利用
して電動機の回転速度を演算する。このようにして，前
記問題点を解決できる。以下、本発明の一実施例を図面
に基づいて詳述する。
【００２６】
【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施例を示す。
従来技術の図２と同一部分の説明は省略する。図１にお
いて，８は二次側電流演算器であり，５の座標変換器の
出力の電流と６の一次側磁束演算器の出力の一次側磁束
から（８）式により演算する。
従来技術の図２と同一部分の説明は省略する。図１にお
いて，８は二次側電流演算器であり，５の座標変換器の
出力の電流と６の一次側磁束演算器の出力の一次側磁束
から（８）式により演算する。
【００２７】１１は７の出力の二次側磁束ベクトルと８
の出力の二次側電流からこの二つ量の内積及び誘導電動
機の回転速度を演算し，更に，１２はこの内積がゼロに
なるかを判断する。１４は（９）式によりＲ２を演算す
る。１３は（８）式により誘導電動機の回転速度を演算
する。１５は（４）式により誘導電動機の回転速度を演
算する。１２の判断結果によって，前述の内積がゼロで
なければ（条件成立），１３を通じて誘導電動機の回転
速度を演算し，前述の内積がゼロであれば（条件成立し
ない），１４を通じて二次側抵抗Ｒ２を演算し，これを
用いて１５により誘導電動機の回転速度を演算する。
の出力の二次側電流からこの二つ量の内積及び誘導電動
機の回転速度を演算し，更に，１２はこの内積がゼロに
なるかを判断する。１４は（９）式によりＲ２を演算す
る。１３は（８）式により誘導電動機の回転速度を演算
する。１５は（４）式により誘導電動機の回転速度を演
算する。１２の判断結果によって，前述の内積がゼロで
なければ（条件成立），１３を通じて誘導電動機の回転
速度を演算し，前述の内積がゼロであれば（条件成立し
ない），１４を通じて二次側抵抗Ｒ２を演算し，これを
用いて１５により誘導電動機の回転速度を演算する。
【００２８】１９は二次側の磁束指令から励磁電流指令
を生成する。１８は二次側の磁束指令とトルク指令から
トルク電流指令を生成する。１７はすべり周波数の演算
器である。１６は回転座標系の回転角度演算器である。
２０は２相座標系から回転座標系への座標変換器２であ
る。２１は電圧指令の演算器である。変換した電流値を
それぞれ１９の出力の励磁電流と１８の出力のトルク電
流と比較して，その偏差からＰＩ演算を通じて電圧指令
を生成する。この電圧指令を用いてインバータを制御す
る。なお，１６〜２１は周知の機能ブロックであるの
で，詳しい説明は省略する。
を生成する。１８は二次側の磁束指令とトルク指令から
トルク電流指令を生成する。１７はすべり周波数の演算
器である。１６は回転座標系の回転角度演算器である。
２０は２相座標系から回転座標系への座標変換器２であ
る。２１は電圧指令の演算器である。変換した電流値を
それぞれ１９の出力の励磁電流と１８の出力のトルク電
流と比較して，その偏差からＰＩ演算を通じて電圧指令
を生成する。この電圧指令を用いてインバータを制御す
る。なお，１６〜２１は周知の機能ブロックであるの
で，詳しい説明は省略する。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
動機の温度変動によって実際の二次側の抵抗Ｒ２が変動
しても，実際のＲ２を演算し，この演算したＲ２を用い
て誘導電動機の回転速度を演算する。よって，温度変動
によるＲ２の変動が生じても速度やトルクの制御誤差が
発生せず，またシステムの安定性も確保される。
動機の温度変動によって実際の二次側の抵抗Ｒ２が変動
しても，実際のＲ２を演算し，この演算したＲ２を用い
て誘導電動機の回転速度を演算する。よって，温度変動
によるＲ２の変動が生じても速度やトルクの制御誤差が
発生せず，またシステムの安定性も確保される。
【図１】本発明の機能ブロック図である。
【図２】従来技術の機能ブロック図である。
１ モータ ２ インバータ ３ 電圧検出器 ４ 電流検出器 ５ 座標変換器 ６ 一次側磁束ベクトル演算器 ７ 二次側磁束ベクトル演算器 ８ トルク演算器 ９ 回転速度演算器 １０ 速度ＰＩ制御器 １１ ヒステリシスコンパレータ １２ ヒステリシスコンパレータ １３ ベクトル領域判断 １４ スイッチングテーブル １５ 回転速度演算器 １６ 回転角度演算器 １７ すべり周波数の演算器 １８ トルク電流指令器 １９ 励磁電流指令器 ２０ 座標変換器 ２１ 電圧指令の演算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮下 一郎 神奈川県大和市上草柳字扇野338番地１ 東洋電機製造株式会社技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 交流電源により駆動される誘導電動機に
おいて，誘導電動機への供給電圧を検出する電圧検出手
段と，誘導電動機の入力電流を検出する電流検出手段
と，前記電圧検出手段の出力の電圧ベクトルと前記電流
検出手段の出力の電流ベクトルにより一次側磁束ベクト
ルを計算する電圧系一次側磁束ベクトル演算手段と，前
記電流検出手段の出力の電流ベクトルと前記一次側磁束
ベクトル演算手段の出力の一次磁束ベクトルから誘導電
動機の二次側磁束ベクトルを計算する二次側磁束ベクト
ル演算手段と， 前記電流検出手段の出力の電流ベクト
ルと前記一次側磁束ベクトル演算手段の出力の一次磁束
ベクトルから誘導電動機の二次側電流ベクトルを計算す
る二次側電流ベクトル演算手段と， 前記電流検出手段
の出力の電流ベクトルと前記一次側磁束ベクトル演算手
段の出力の一次磁束ベクトルから電動機の発生トルクを
計算するトルク演算手段と，前記二次側磁束ベクトル演
算手段の出力の二次磁束ベクトルと前記トルク演算手段
の出力のトルク及び誘導電動機の２次側抵抗Ｒ２から誘
導電動機の回転速度を計算する速度演算手段１からなる
誘導電動機制御装置において，前記二次側磁束ベクトル
演算手段の出力の二次磁束ベクトルと前記二次側電流ベ
クトル演算手段の出力の二次電流ベクトルから電動機の
回転速度を計算する電動機の２次側抵抗Ｒ２に依存しな
い速度演算手段２と，前記電動機の２次側抵抗Ｒ２に依
存する電動機の回転速度演算手段１と前記電動機の２次
側抵抗Ｒ２に依存しない電動機の回転速度演算手段２か
ら電動機２次側抵抗Ｒ２を推定するパラメータ推定手段
から構成されることを特徴とする誘導電動機制御装置。 - 【請求項２】 電動機の２次側抵抗推定手段の出力の２
次側抵抗Ｒ２と前記電動機の回転速度演算手段１を利用
して電動機の回転速度を計算する請求項１記載の誘導電
動機制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20538697A JP3957368B2 (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 誘導電動機制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20538697A JP3957368B2 (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 誘導電動機制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1141996A true JPH1141996A (ja) | 1999-02-12 |
| JP3957368B2 JP3957368B2 (ja) | 2007-08-15 |
Family
ID=16505969
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20538697A Expired - Fee Related JP3957368B2 (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 誘導電動機制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3957368B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008065978A1 (fr) * | 2006-11-28 | 2008-06-05 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Dispositif de commande de moteur à induction et son procédé de commande |
-
1997
- 1997-07-15 JP JP20538697A patent/JP3957368B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008065978A1 (fr) * | 2006-11-28 | 2008-06-05 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Dispositif de commande de moteur à induction et son procédé de commande |
| US7948201B2 (en) | 2006-11-28 | 2011-05-24 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Induction motor control device |
| JP5164025B2 (ja) * | 2006-11-28 | 2013-03-13 | 株式会社安川電機 | 誘導電動機制御装置とその制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3957368B2 (ja) | 2007-08-15 |
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