JPS6036715B2 - 誘導電動機のベクトル制御装置 - Google Patents
誘導電動機のベクトル制御装置Info
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- JPS6036715B2 JPS6036715B2 JP55164722A JP16472280A JPS6036715B2 JP S6036715 B2 JPS6036715 B2 JP S6036715B2 JP 55164722 A JP55164722 A JP 55164722A JP 16472280 A JP16472280 A JP 16472280A JP S6036715 B2 JPS6036715 B2 JP S6036715B2
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- Japan
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/0003—Control strategies in general, e.g. linear type, e.g. P, PI, PID, using robust control
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/06—Rotor flux based control involving the use of rotor position or rotor speed sensors
- H02P21/08—Indirect field-oriented control; Rotor flux feed-forward control
- H02P21/09—Field phase angle calculation based on rotor voltage equation by adding slip frequency and speed proportional frequency
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P2207/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
- H02P2207/01—Asynchronous machines
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、誘導電動機の一次電流の大きさと、一次電流
の磁束に対する位相を制御する所謂ベクトル制御装置に
関する。
の磁束に対する位相を制御する所謂ベクトル制御装置に
関する。
このようなベクトル制御の一つに一次電流の大きさと、
一次電流の大きさに関連してすべり角周波数を設定する
ことにより、所定の電流位相を得る方法があり、このす
べり角周波数は電流の大きさに関連した定常的なすべり
角周波数と、電流位相の時間変化に関連した過渡すべり
角周波数からなる。
一次電流の大きさに関連してすべり角周波数を設定する
ことにより、所定の電流位相を得る方法があり、このす
べり角周波数は電流の大きさに関連した定常的なすべり
角周波数と、電流位相の時間変化に関連した過渡すべり
角周波数からなる。
従来、この過渡すべり角周波数は電流位相の時間微分値
に相当する電圧信号を、出力周波数が入力電圧に比例す
るような発振器に加えることによって得ていたが、この
方法によると、電流位相が急変するさし、、微分値が過
大になり、微分器の出力が飽和したり、あるいは発振器
の出力が飽和し所定の電流位相に達し得ない場合があり
、ベクトル制御の本来の目的の一つである電動機発生ト
ルクの応答を著しく阻害していた。
に相当する電圧信号を、出力周波数が入力電圧に比例す
るような発振器に加えることによって得ていたが、この
方法によると、電流位相が急変するさし、、微分値が過
大になり、微分器の出力が飽和したり、あるいは発振器
の出力が飽和し所定の電流位相に達し得ない場合があり
、ベクトル制御の本来の目的の一つである電動機発生ト
ルクの応答を著しく阻害していた。
本発明は、このような従来方式の欠点に鑑み、電流位相
の時間微分信号を発振器に与えるのに代って、位相信号
そのものを与え、発振器の出力周波数から位相を検出し
、検出位相と指令位相のフィードバック制御によって、
このフィードバックループ内に含まれる構成要素の飽和
が、温度変化などの誤差要素を補償し、常に所定の電流
位相を得ることを特徴とする電動機制御装置を提供しよ
うとするものである。
の時間微分信号を発振器に与えるのに代って、位相信号
そのものを与え、発振器の出力周波数から位相を検出し
、検出位相と指令位相のフィードバック制御によって、
このフィードバックループ内に含まれる構成要素の飽和
が、温度変化などの誤差要素を補償し、常に所定の電流
位相を得ることを特徴とする電動機制御装置を提供しよ
うとするものである。
第１図は、本発明を３相電流制御形ィンバータで駆動さ
せる誘導電動機に適用した一実施例のブロック線図であ
る。
せる誘導電動機に適用した一実施例のブロック線図であ
る。
第１図によって説明すると、３相電流形ィンバー外ま、
電流指令信号に相応した電流を交流電源ＳＯＵからィン
バータ部ＩＮＶに供給するコンバータ部ＣＯＮＶと、入
力周波数信号に相応した周波数の電流を電動機Ｍに供給
するィンバータ罰鼠ＮＶからなる。
電流指令信号に相応した電流を交流電源ＳＯＵからィン
バータ部ＩＮＶに供給するコンバータ部ＣＯＮＶと、入
力周波数信号に相応した周波数の電流を電動機Ｍに供給
するィンバータ罰鼠ＮＶからなる。
誘導電動機Ｍは、その回転子軸に回転数に相応した回転
周波数を検出する回転周波数検出器ＰＯＳが取付けられ
ている。
周波数を検出する回転周波数検出器ＰＯＳが取付けられ
ている。
さて、本発明の関連するベクトル制御装置は、電動機一
次電流ｉ．を励磁電流成分ｉｍとトルク電流成分ｉ７に
分離して考え、それぞれに相応する電流指令値を１，，
１肌 １７とすると、磁束およびトルク電流指令値１ｍ
， １７がベクトル制御装置の入力となり、一次電流指
令値１，は電流演算器『Ｇによって次のように演算され
る。
次電流ｉ．を励磁電流成分ｉｍとトルク電流成分ｉ７に
分離して考え、それぞれに相応する電流指令値を１，，
１肌 １７とすると、磁束およびトルク電流指令値１ｍ
， １７がベクトル制御装置の入力となり、一次電流指
令値１，は電流演算器『Ｇによって次のように演算され
る。
１，＝ノｌｍ２十１７２ ……（１式）ィンバー
タへの周波数指令は、電流指令の大きさに関連したすべ
り角周波数のｓと、電流位相の時間擬比関連した過渡す
べり角周波数ふの和と、回転角周波数叫が与えられる。
タへの周波数指令は、電流指令の大きさに関連したすべ
り角周波数のｓと、電流位相の時間擬比関連した過渡す
べり角周波数ふの和と、回転角周波数叫が与えられる。
すべり角間波数ｗｓの演算は、電流指令値１７，ｌｍを
割算器ＤＩＶで１７／ｌｍに演算し、更に定数設定器Ｃ
Ｓで電動機定数Ｒ２／Ｌ２を案じてすべり角周波数叫に
相当する値を得る。似＝ｆ‐登 ‐‐‐‐‐‐（２式
） ただし、Ｒ２は電動機二次回路抵抗、しは電動機二次回
路の自己ィンダクタンスである。
割算器ＤＩＶで１７／ｌｍに演算し、更に定数設定器Ｃ
Ｓで電動機定数Ｒ２／Ｌ２を案じてすべり角周波数叫に
相当する値を得る。似＝ｆ‐登 ‐‐‐‐‐‐（２式
） ただし、Ｒ２は電動機二次回路抵抗、しは電動機二次回
路の自己ィンダクタンスである。
この信号はすべり周波数発振器ＳＧＥに与えられて、す
べり角周波数叫の角周波数をもつ周波数信号に変換され
る。
べり角周波数叫の角周波数をもつ周波数信号に変換され
る。
さて次に、本発明の対象である過渡すべり角周波数小の
演算は、先ず電流角度演算器１帆こよって電流位相角↓
に比例する電圧信号しＪを得る。
演算は、先ず電流角度演算器１帆こよって電流位相角↓
に比例する電圧信号しＪを得る。
例えば、電流角度演算器ＩＪは次のような函数発生器で
ある。
ある。
１７
しＪ：ＫＪＳｉｎ‐１（ゾここＴ了）……（３式）演算
出力し心は利得Ｋａの演算増幅器ＡＭＰを経て角度発振
器小ＯＥに与えられる。
出力し心は利得Ｋａの演算増幅器ＡＭＰを経て角度発振
器小ＯＥに与えられる。
角度発振器心ＧＥは出力角周波数が入力電圧に比例する
ような発振器で、そのゲインはＫｇである。
ような発振器で、そのゲインはＫｇである。
角度発振器心ＧＥの出力心から角度検出器心ＤＥによっ
て角度に比例する電圧信号し′小が険出され、演算増幅
器ＡＭ円の入力側に負帰還される。位相指令し心と検出
値し′心との関係は、構成要素に飽和がない場合１
．．．．．．（４式） し′小＝・十Ｓ′ＫａＫ心Ｋｇ・し心 ここに、Ｋ少，Ｋｇは検出器小ＤＥおよび角度発振器レ
ＯＥの利得であるが、演算増幅器ＡＭＰの利得Ｋａを充
分大きくとれば、演出値し′心は瞬時に位相指令し心に
応答することが分かる。
て角度に比例する電圧信号し′小が険出され、演算増幅
器ＡＭ円の入力側に負帰還される。位相指令し心と検出
値し′心との関係は、構成要素に飽和がない場合１
．．．．．．（４式） し′小＝・十Ｓ′ＫａＫ心Ｋｇ・し心 ここに、Ｋ少，Ｋｇは検出器小ＤＥおよび角度発振器レ
ＯＥの利得であるが、演算増幅器ＡＭＰの利得Ｋａを充
分大きくとれば、演出値し′心は瞬時に位相指令し心に
応答することが分かる。
また、この関係が成立っように過渡すべり角周波数心が
出力される。ヱ＝，十ｓ／考他Ｋｇ・え ・・・・・・
（５式）すなわち、第２図の点線の枠内は過渡すべり角
周波数発振器といえる。
出力される。ヱ＝，十ｓ／考他Ｋｇ・え ・・・・・・
（５式）すなわち、第２図の点線の枠内は過渡すべり角
周波数発振器といえる。
また、構成要素に飽和などの非直線性がある場合は、（
４式）は部分的には成立しないが、最終的にはし′少≦
し心に制御されるため、非直線性を補償した過度すべり
角周波数心が出力される。
４式）は部分的には成立しないが、最終的にはし′少≦
し心に制御されるため、非直線性を補償した過度すべり
角周波数心が出力される。
過度すべり角周波数心は先のすべり角周波数のｓと加算
されて、さらに周波数加算器ＦＡＤに入力される。
されて、さらに周波数加算器ＦＡＤに入力される。
周波数可算器ＦＡＤでは回転角周波数検出器ＰＯＳから
の回転角周波信号により回転角間波数ｗｒが加え合わさ
れて、ィンバータ電流の角間波数似の信号がつくられる
。
の回転角周波信号により回転角間波数ｗｒが加え合わさ
れて、ィンバータ電流の角間波数似の信号がつくられる
。
■ｉ＝■Ｓ十Ｊ十のｒ ……（６式）第２図は、
本発明の他の実施例の要部のブロック図である。
本発明の他の実施例の要部のブロック図である。
実際に角度発振器ＪＧＥの直線性は必要精度が得られ、
出力の飽和だけが問題となる場合が多く、また、角度発
振器心ＧＥの周波数出力Ｊから位相信号を検出するには
、ベクトルフィルター等の複雑な検出器を必要とする。
出力の飽和だけが問題となる場合が多く、また、角度発
振器心ＧＥの周波数出力Ｊから位相信号を検出するには
、ベクトルフィルター等の複雑な検出器を必要とする。
この他の実施例は、上記のような場合角度発振器ＪＧＥ
の入出力に直線性が成立っ範囲に入力を制限し、その入
力電圧の積分フィードバックによって出力位相の検出を
代行するため、極めて簡単な回路構成となり、より実用
性を高めるものである。第２図は位相指令しＪから過渡
すべり角周波数心の出力までの部分のみを記している。
の入出力に直線性が成立っ範囲に入力を制限し、その入
力電圧の積分フィードバックによって出力位相の検出を
代行するため、極めて簡単な回路構成となり、より実用
性を高めるものである。第２図は位相指令しＪから過渡
すべり角周波数心の出力までの部分のみを記している。
その他の部分は第１図の実施例に準じている。第２図に
おいて、演算増幅器ＡＭＰの出力電圧は角度発振器心Ｇ
Ｅの飽和入力電圧ＶｇＬより低い値Ｖ，Ｌに制限されて
、角度発振器ＪＣＥを直線領域で使用するよう配慮され
ている。
おいて、演算増幅器ＡＭＰの出力電圧は角度発振器心Ｇ
Ｅの飽和入力電圧ＶｇＬより低い値Ｖ，Ｌに制限されて
、角度発振器ＪＣＥを直線領域で使用するよう配慮され
ている。
位相指令信号し小は演算増幅器ＡＭＰ‘こ与えられ、そ
の出力は積分器ＩＮＴによって積分されて、検出位相に
比例する露圧し′心となり、演算増幅器ＡＭＰの入力端
に負帰還される。
の出力は積分器ＩＮＴによって積分されて、検出位相に
比例する露圧し′心となり、演算増幅器ＡＭＰの入力端
に負帰還される。
一方、演算増幅器ＡＭＰの出力電圧レ″心は角度発振器
山ＧＥに入力され、角度発振器山ＧＥより過渡すべり角
周波数心が得られる。
山ＧＥに入力され、角度発振器山ＧＥより過渡すべり角
周波数心が得られる。
検出位相電圧〃′少は
１ ．．．．．．（７式）
し′心＝・十Ｓ／ＫａＫ小Ｋｇ‐レ山
演算増幅器ＡＭＰの出力電圧レ″Ｊは
Ｓ ．し↓ ……（８式）
し〃Ｊニ・十Ｓ′ＫａＫＪＫｇ ＫＪＫｇ（７式）、（
８式）は（４式）、（５式）と同様に構成要素に直酸性
の成立っ範囲の式であるが、飽和がある場合も、最終的
にはひ′心三レＪになるように、演算増幅器の出力電圧
レ″でも補償されている。
８式）は（４式）、（５式）と同様に構成要素に直酸性
の成立っ範囲の式であるが、飽和がある場合も、最終的
にはひ′心三レＪになるように、演算増幅器の出力電圧
レ″でも補償されている。
したがって、過渡すべり角周波数Ｊ‘ま角度発振器心Ｇ
Ｅが直線範囲で用いられるよう配慮されているから・
Ｓ ｝：１十ｓ／ＫａＫ肺・瀞 となり（５式）と同様の特性を示す。
Ｅが直線範囲で用いられるよう配慮されているから・
Ｓ ｝：１十ｓ／ＫａＫ肺・瀞 となり（５式）と同様の特性を示す。
従釆のこの方式では電動機の電流位相の補償を、位相の
時間微分値をすべり周波数発振器に与えて行なっていた
が、それでは微分器や発振器の出力の飽和によって所定
の位相に制御できない。
時間微分値をすべり周波数発振器に与えて行なっていた
が、それでは微分器や発振器の出力の飽和によって所定
の位相に制御できない。
本発明によれば、これまでの説明で明らかなように、位
相の時間微分に代えて、位相そのものを指令し発振器か
ら位相を検出してフィードバック制御することにより構
成機器の飽和などに影響されない位相制御を行なう議導
電動機のベクトル制御装置が得られる。
相の時間微分に代えて、位相そのものを指令し発振器か
ら位相を検出してフィードバック制御することにより構
成機器の飽和などに影響されない位相制御を行なう議導
電動機のベクトル制御装置が得られる。
第１図は本発明の一実施例のブロック線図、第２図は本
発明の他の実施例のブロック線図である。 ＳＯＵ・・・・・・交流電源、ＣＯＮＶ・・・・・・コ
ンバータ部、ＩＮＶ・・・・・・ィンバータ部、Ｍ・・
・・・・誘導電動機、『Ｇ・・・…電流演算器、ＤＩＶ
・・・・・・割算器、ＣＳ・・・・・・定数設定器、Ｓ
ＧＥ・・・・・・周波数発振器、１心・・・・・・電流
角度演算動器でその出力し心、Ａｈ仲…・・・演算増幅
器でその利得Ｋ心 しＧＥ・・・・・・角度発振器でそ
の利得Ｋｇ、ＪＤＥ……角度検出器でその利得ＫＪ、出
力し′心、ＦＡＤ・・・・・・周波数加算器、ＰＯＳ…
・・・回転角周波数検出器、ＩＮＴ・・・・・・積分器
、１７・・・・・・トルク電流成分ｉ７の電流指令値、
ｌｍ・・・・・・励磁電流成分ｌｍの電流指令値、１，
・・…・電動帰一次電流ｉ，の電流指令値、Ｑｓ……す
べり角周波数、心……過渡すべり角周波数、のｒ……回
転角周波数、山ｉ・・…・ィンバータ電流の角周波数。 第２図第１図
発明の他の実施例のブロック線図である。 ＳＯＵ・・・・・・交流電源、ＣＯＮＶ・・・・・・コ
ンバータ部、ＩＮＶ・・・・・・ィンバータ部、Ｍ・・
・・・・誘導電動機、『Ｇ・・・…電流演算器、ＤＩＶ
・・・・・・割算器、ＣＳ・・・・・・定数設定器、Ｓ
ＧＥ・・・・・・周波数発振器、１心・・・・・・電流
角度演算動器でその出力し心、Ａｈ仲…・・・演算増幅
器でその利得Ｋ心 しＧＥ・・・・・・角度発振器でそ
の利得Ｋｇ、ＪＤＥ……角度検出器でその利得ＫＪ、出
力し′心、ＦＡＤ・・・・・・周波数加算器、ＰＯＳ…
・・・回転角周波数検出器、ＩＮＴ・・・・・・積分器
、１７・・・・・・トルク電流成分ｉ７の電流指令値、
ｌｍ・・・・・・励磁電流成分ｌｍの電流指令値、１，
・・…・電動帰一次電流ｉ，の電流指令値、Ｑｓ……す
べり角周波数、心……過渡すべり角周波数、のｒ……回
転角周波数、山ｉ・・…・ィンバータ電流の角周波数。 第２図第１図
Claims (1)
- １ 電流指令値に対してすべり角周波数をフイードバツ
クし供給電流の周波数を調整し得る電源装置を備えた誘
導電動機の内部磁束に対する供給電流位相を制御する装
置において、前記電流指令値に関連して三角函数の演算
動作による電流位相角に比例して電圧を発生する電流角
度演算器と、この出力を増幅する演算増幅器と、この出
力に比例した周波数を発生する角度発振器と、この発振
器又は前記増幅器の出力を検出し前記電流角度演算器の
出力側に負帰還する制御系とから成る過渡すべり角周波
数発振器を設け、この出力により前記電源装置の出力周
波数を制御することを特徴とする誘導電動機のベクトル
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55164722A JPS6036715B2 (ja) | 1980-11-25 | 1980-11-25 | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55164722A JPS6036715B2 (ja) | 1980-11-25 | 1980-11-25 | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5791688A JPS5791688A (en) | 1982-06-07 |
| JPS6036715B2 true JPS6036715B2 (ja) | 1985-08-22 |
Family
ID=15798644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55164722A Expired JPS6036715B2 (ja) | 1980-11-25 | 1980-11-25 | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6036715B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS596789A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-13 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 誘導電動機駆動装置 |
-
1980
- 1980-11-25 JP JP55164722A patent/JPS6036715B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5791688A (en) | 1982-06-07 |
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