JPS62141990A - 誘導電動機のトルク制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、誘導電動機のｌ・ルク制御において、誘導電
動機の電圧、電流の信号から演算されるトルク電流演算
信号と磁束演算信号とをフィードバック信号とすること
により、電動機パラメータに依存されない高精度、高速
応答のトルク制御を行うための電動機制御装置に関する
ものである。

〔従来の技術〕

従来、誘導電動機のトルク制御方式として、第２図に示
すすべり周波数制御形のベクトル制御方式があった。同
図においてＳＺ＋はトルク電流指令信号、Ｓ２□は磁束
指令信号であり、演算器２１は、入力信号ＳＫ＋を入力
信号Ｓ２□で除したトルク電流指令／磁束指令の比信号
Ｓ２３を出力するものである。二次抵抗値の設定器２２
により、前記信号Ｓ２３は二次抵抗値を乗じたすべり周
波数指令信号Ｓｚａが出力される。２４は電流指令ｌ寅
算器、２５は銹ｌｎ電動機３１の速度検出を行う速度検
出器である。

速度検出器信号を電気角に換算した回転周波数信号３２
５とすべり周波数信号３２４は加′ｆｆ：器２３でｊＪ
＋］算され、周波数信号発生器２６の入力信号となる。

この周波数信号発生器２６により、入力（ε号Ｇへ比例
した周波数の周波数指令信号Ｓ２６が出力される。

定数設定器２７により、磁束指令１３号Ｓ２□は励磁電
流指令信号Ｓｉ、に変換される。

一次電流指令信号演算器２４により、トルク電流指令信
号ＳＺ＋と励磁電流指令信号ｓｚ’＋が演算され、その
演算結果である一次電流指令信号３２Ｍが出力される。

次に、位相演算器２８は、トルク電流指令信号Ｓｚ＋と
励磁電流指令信号Ｓｚ７を入力として一次電流位相信号
ｓｚｅを演算する。２９は周波数指令信号ＳＺａに電流
位相信号３２１１を加算し、−次電流の周波数指令信号
Ｓ１゜を出力する。電流制御形インバータ３０は、−次
電流指令信号５ｔｒｒと一次電流の周波数指令信号Ｓ、
。に相応した電動機電流ＳＫＩを誘導電動機３１に供給
する。３２は電源である。

この従来方式のトルク制御装置において、電動ａ３１の
周波数は、速度検出器２５から得られる回転周波数信号
ＳｚＳとすべり周波数信号３２４の和で与えられており
、すべり周波数によってトルク電流と磁束のぞれぞれの
指令と実際値の関係を結びつけていた。

すなわち、次の式（１）によって表される誘導電動機の
二次回路の電圧、電流の基本式より、式（２）によって
表されるすべり角周波数と磁束、トルク電流の関係を導
き出し、さらに弐（３）に示す指令値に置き換えて演算
していた。

ω、Φ＋ＲｚＩｚ＝０　　　　　・・・・・（１）ここ
に、ω、：すべり角周波数 Φ　二二次回路鎖交磁束 ■２　：二次電流（トルク電流） Ｒ２：二次抵抗値 ωｓ＝　Ｒｚ□ Φ ■２゜ ”’　　Ｒｚ’□　　　・・・・・・（２）Φ ここに、　　■２°　：トルク電流（−次換算値）Ｒ２
゛：二次抵抗値（−次換算値） Φゝ ここに、Ｉ　ｚ’　”＋　　Φ１　は、それぞれ■２′
、Φの指令値、Ｒ２゛はＲ２゛の設定値である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このように、第２図に示す従来の装置では、すベリ周波
数によって指令値と実際値の関係を対応づけていたので
、次のような不具合を生じていた。

すなわち、すべり周波数の演算において二次抵抗値は設
定値と実際値が異なることがあり、特に回転子の温度変
化によって太き（変動するため、トルク電流や磁束の指
令値と実際値の対応関係をくずし、良好なトルク制御が
できない。また、すべり周波薮は回転周波数に比べて通
常、数％以下の小さい値であり、すべり周波数の演算上
、高精度で高価な速度検出器を必要とする欠点があった
。

本発明は、このような従来方式の欠点に鑑み、速度検出
器を必要と甘ず、また、二次抵抗値等の電動品定数に影
響されず、高精度で安定なトルク制御装置を提供するこ
とを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的の達成のため、本発明は、トルク電流指令信号
１磁束指令信号及び周波数信号により制御される電流制
ｆｆｆｌ形インバータで給電される誘導電動機の制御装
置において、 誘導電動機の電圧と電流の信号より演算されるトルク電
流演算信号及び磁束演算信号を用いてトルク電流演算信
号と磁束演算信号の比の信号と、トルク電流指令信号と
磁束指令信号の比の信号とを比較演算し、この比較演算
信号を用いて電動機の周波数を制御することにより、ト
ルク電流指令信号に相応して電動機のトルクを制御する
構成としたことを特徴とする。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を第１図に示すブロック図に基づ
いて説明する。

第１図において、演算ｎ１は、トルク電流１旨令信号Ｓ
１を磁束指令信号Ｓ２で除した比信号Ｓ３を出力するも
のである。

演算器２では、磁束・トルク電流演算器９の出力である
トルク電流演算値Ｓ、を磁束演算信号Ｓ６で除した比信
号Ｓ４を出力する。

また、比較演算器３により、トルク電流指令／磁束指令
の比１３号Ｓ３とトルク電流演算／磁束演算の比信号Ｓ
４が比較されその偏差が増幅器５に入力される。

トルク電流指令信号Ｓ１と励磁電流指令信号Ｓ。

とは電流指令演算器（比例演算器）４によって演算され
、その演算結果である一次電流指令信号Ｓ。

が次の電流型インバータ１０に出力される。

周波数信号発生器６では、周波数制御器（増幅器）５の
出力Ｓ８に比例した周波数の信号Ｓ１゜を発生し、イン
バータ１０に周波数指令信号を与える。

磁束指令値Ｓ２と磁束演算値Ｓ、の偏差信号は磁束制御
器７によって増幅され、励磁電流指令信号Ｓ、となる。

磁束指令値Ｓ２と磁束演算値Ｓ６とは比較演算器８によ
り比較され、その偏差信号が磁束制御器７に入力される
。

磁束・トルク電流演算器９は、電動機１１の電流検出信
号Ｓ１□と電圧検出信号３１３を入力として、トルク電
流演算信号Ｓ、及び磁束演算信号Ｓ、を出力する。１０
は電流制御型インバータで、−次電流措令信号Ｓ９、−
次電流周波数指令信号Ｓ１゜を入力として、これに相応
した電流Ｓｌ＋を誘導電動機１１に供給する。電圧検出
器１３は、電動機１１の交流電圧を検出し、電圧信号５
ｌｆｆを出力する。電流検出器１４は電動機１１の交流
電流を検出し、検出信号ＳＩ４を出力する。１２はイン
バータの電源である。

次に、上記の構成の制御装置の動作について説明する。

本発明と従来方式との基本的な相違は、電動機の周波数
指令の与え方にある。本発明では、トルク電流指令信号
Ｓ、と磁束指令信号Ｓ２の比の信号Ｓ３と、電動機の電
圧、電流の検出信号から演算されたトルク電流演算信号
Ｓ、と磁束演算信号Ｓ、の比の信号Ｓ４の比較演算信号
を周波数制御器５によって増幅した信号Ｓ、を周波数信
号発生器６を介して電動機の周波数を制御している。

すなわち、指令信号Ｓ、と演算信号Ｓ４のフィードバッ
ク制御によって電動機の周波数を定めている。また、磁
束指令信号Ｓ２と磁束演算信号の比較演算信号を磁束制
御器７を介して、磁束のフィードバック制御を行ってい
る。一方、インバータへの電流指令信号Ｓ、はトルク電
流指令信号Ｓ１の二乗と励磁電流指令信号Ｓ、の二乗の
和の開平演算値として与えられている。このように本発
明では、電動機の電圧、電流の検出信号から演算された
磁束演算信号、トルク電流演算信号に基づいて電動機の
周波数と磁束が制御される。

〔発明の効果〕

上達したように本発明によれば、電動機の電圧。

電流の検出信号に基づいてフィードバック制御がなされ
るため、次の効果がある。

＋ｌ）　　電動機のパラメータの変化に影害されること
なく、高精度のトルク制御が可能となる。

（２）電動機に速度検出器を設ける必要がなく、誘導電
動機の堅牢さの特徴を発揮できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は従
来のトルク制御装置の構成を示すブロック図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、トルク電流指令信号、磁束指令信号及び周波数信号
   により制御される電流制御形インバータで給電される誘
   導電動機の制御装置において、誘導電動機の電圧と電流
   の信号より演算されるトルク電流演算信号及び磁束演算
   信号を用いてトルク電流演算信号と磁束演算信号の比の
   信号と、トルク電流指令信号と磁束指令信号の比の信号
   とを比較演算し、この比較演算信号を用いて電動機の周
   波数を制御することにより、トルク電流指令信号に相応
   して電動機のトルクを制御する構成としたことを特徴と
   する誘導電動機のトルク制御装置。