JPS62272884A - 電動機のベクトル制御演算装置 - 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】 工　発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は、誘導電動機を可変速制御するベクトル制御
演算装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図は、ベクトル制御演算装置を有する誘導電動機の
インバータ駆動装置を示すブロック図で、図において、
（１）は三相ダ流商用電源、（２）は三相交流商用電源
（１）を整流するためのダイオード等を用いたコンバー
タ、（Ｓ）はコンバータ（２）により整流さｆｉた電圧
を平滑するための平滑コンデンサ、（４）は直流電圧を
電動機に与えるための三相交流電圧に変換する、トラン
ジスタ等から成るインバータ。

（６）はインバータ出力により駆動される誘導電動機、
（６）は該電動機（６）Ｋ取付けらｎその速度に見合っ
た信号を出力する速度検出器、（テ）は電動機（６）の
速度を指令する速度指令回路、（８）は電動機（５）の
速度指令信号ω０ｒおよび速度検出器（６）の速度検出
信号ω。

から、ベクトル制御演算を行い電動機に与える一次電流
の振幅１エエ１、角速度ω。、位相角　Δθを出力する
ベクトル制御演算回路、（９）は１工、１．ω。。

ΔθからＵ相の一次電流指令１□８　と、■相の一次電
流指令１７８を作る一次電流基準発生回路、叫は１°ｕ
ｌｉｌ’　”ｖ８　　と電動ａ！に流れる一次電流のフ
ィードバック信号からインバータ（４）のトランジスタ
のＯＮ、ＯＦＦを決定する電流制御回路である。

また、第５図は第４図のベクトル制御演算装置の内部ブ
ロック図を示している。（２）は速度指令信号ω０ｒと
速度検出信号ω１との差を比例および積分制御演算する
ＰＩ制御回路、叫はＰ工制御回路（２）の出力を一定の
飽和値１°ｑ８ｍａｘ　　で制限するリミッタ回路、（
１印は速度検出信号ω１から二次磁束φ２を発生する二
次磁束パターン発生回路、−は二次磁束φ２から二次磁
束指令φ０２を出力する一次遅れ要素、μｓ）はφ９２
から電動機相互リアクタンスＭを発生する相互リアクタ
ンスパターン発生回路、α６）はφ　とＭからトルク分
電流指令１°ｄａ　　を出力するトルク分電流演算回路
、αγ）は１＠　　および１１ｄ８ｑθ から−次電流の振幅　１工□１を演算する振幅演算回路
、（至））は１＠　　および１＠ｄ６　　から−次電流
の位相９日 角　Δθを演算する位相角演算回路、（至）は１°　　
と９日 φ０２からすべり角周波数ω８を演算するすべり角周波
数演算回路である〇 次に動作について説明する。周知のベクトル制御理論に
よれば、電動機の所要発生トルクを　ＴＭ。

極対数をＰｍ１　二次抵抗をＲ２、二次リアクタンスを
Ｒ２、トルク分電流を１　、励磁分電流を’ｄｓ、ｓ 微分演算子を８とすれば、次の関係式が成り立つＯＴＭ
　＝ｐｍ’ｌ　耳’φ２＊　１ｑｅａｓｓｅｓ　（１）
しかして、ベクトル制御では速度指令信号ω□と速度検
出信号　ω１との誤差をｐ工制御回路（ロ）で増幅し、
リミッタ回路■で一定の制限をかけてトルク分電流指令
１１　　　とする。また、トルク分電流ｓ 演算回路但）は式（２）より二次磁束パターン発生回路
相互ｙアクタンスパターン発生回路（至）から得られる
相互リアクタンスＭを乗じてトルク分電流指令１１ｄ８
　　を得る。また、丁べ９角周波数ω６は式（８）−次
電流指令の振＠１エエ１、角周波数ω。、位相角　Δθ
は次の式で求められるＯ ω。＝ωｒ＋ωＳφ・・・・（５ン Δθ；ｔａｎ−”（１＠／　ｉ”ｄ、）　　　　　　＠
１１＋１＠１１　（６）９日 従って振幅演算回路σカでは式（４）の演算を、位相角
演算回路（至）では式（６）の演算を行っている。

このような制御を行うベクトル制御演算回路では、演算
上の電動機定数が真値でないと正確なベクトル制御を行
うことができないのであるが、温度により変化する実際
の電動機の二次抵抗Ｒ２の値は正確に把握できない為、
電動機の使用可能温度の中間温度における　Ｒ２の値に
固定して演算を行なっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の　Ｒ２補正機能を持たない可変速制御装置は以上
のように構成されているので、例えば電動機が上限温度
付近まで温度上昇し、ベクトル制御演算上の　Ｒ２が実
際の　Ｒ２より小さくなった場合、式（８）より　ω８
は　Ｒ２に比例する為、正常なすべりより小さいすべり
で同等のトルクを発生しようとすることになり、即ち同
等のすべりでは等測的にトルクが増大し、電動機の端子
電圧も上昇することになる。

そして、インバータ装置において、減速時には電動機は
発電機として働く為コンバータ電圧は上昇するのである
が、この上昇は電源への回生により抑えられるが、上記
の様に演算上の　Ｒ２が実際の　Ｒ２より小さい為にト
ルクが増大した場合、コンバータ電圧の上昇を回生によ
り抑え切れずコンバータ電圧が過上昇するという問題点
があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになさ１
１［もので、減速時（回生時）の判断ができるとともに
、速度により　Ｒ２補正値を変化させることができる電
動機のベクトル制御演算装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る電動機のベクトル制御演算装置は、電動
機の減速時を検知し、Ｒ２補正値を大きくするとともに
その値を速度により可変にしたものである。

〔作用〕

この発明においては、Ｒ２補正機能に、減速時の速度に
対応したＲ２補正値を用いることにより、トルクの増大
が阻止され、コンバータ電圧の過上昇を防止する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において（１）〜（至）は第５図と同様である。

−は一次遅ｎ要素に）、トルク分電流演算回路α６）、
すべり角周波数演算回路α呻の内部演算で使用する二次
抵抗Ｒ２をωｒＫより補正する二次抵抗値補正パターン
発生回路である。

次に動作について説明する。ベクトル制御演算装置の他
の部分については従来技術と同様であるが、第１図の二
次抵抗値補正速度パターン発生回路−にて速度ωｒＫ対
応し７＋、Ｒ２補正値のパターンを発生させ、二次磁束
出力用−次遅れ要素（２）の演算、トルク分電流演算回
路面）、及びすべり角周波数演算回路（至）で用いるＲ
２の値を補正する。

以下、動作順序について第２図のフローチャートを用い
て説明する。ステップ（２Ｉ）でＲ２補正値をロードし
ておいて、ステップ（財）で減速時の過渡状態かどうか
を判断し、もし、減速時であればその時点の速度　ωｒ
Ｋよプ決まる第３図のような補正倍率をＸにロードする
が、もし減速時でなけｎばＸは１とする０次に、ステッ
プ＠１）でロードした値にＸを乗じ、以降の演算で用い
る　Ｒ２補正値を得る０ 第３図において、ベース速度以上でＲ２を補正する理由
は、高速域程電動機の端子電圧が大となυ　Ｒ２の誤差
によるコンバータ電圧上昇が大となり、またペース速度
以下では逆に影響が小であることより、全体の減速時間
をコンバータ電圧の過上昇を防ぎなからなるべく短縮す
る目的の為である。

なお、上記実施例では、予め計算し次パターンとして求
めているが、加減算器１乗算器などの演算回路でもよく
、上記実施例と同様の効果を奏する０ 〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば％　Ｒ２補正機能を速
度の条件によって働かせることができるように構成した
ので、電動機の温度上昇にかかわらず、減速時のコンバ
ータ電圧の過大を防ぐ効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に用いられるベクトル制御
演算装置のブロック図％第２図はこの発明の一実施例を
示すフローチャート、第５図（ａ）。 ｆｌ）ｌはＲ２補正倍率を示すグラフ、第４図はこの発
明を適用するインバータ駆動装置ブロック図、第５図は
従来のベクトル制御演算装置のブロック図である。 図において、（１）は三相交流商用電源、（２）は整流
回路、（８）は平滑コンデンサ、（４）はインバータ回
路、（６）は交流電動機、（６）は速度検出器、（γ）
は速度指令回路、（８）はベクトル制御演算回路、（９
）は−次電流基準発生回路、Ｒ４は一次遅ｆＬＩ！素、
ｃｉＢ）はトルク分電流演算回路、ａηは振幅演算回路
、（至）はすべり角周波数演算回路、（イ）は二次抵抗
値補正速度パターン発生回路である。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電動機に与える一次電流を、トルク分電流と、励磁分電
   流とに分けて制御するベクトル制御演算装置において、
   速度に対応して２次抵抗を補正する補正手段を備え、減
   速時のコンバータ電圧の上昇を抑えることを特徴とする
   電動機のベクトル制御演算装置。