JPS631393A - 交流電動機のベクトル制御装置 - Google Patents

交流電動機のベクトル制御装置

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JPS631393A
JPS631393A JP61140180A JP14018086A JPS631393A JP S631393 A JPS631393 A JP S631393A JP 61140180 A JP61140180 A JP 61140180A JP 14018086 A JP14018086 A JP 14018086A JP S631393 A JPS631393 A JP S631393A
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zero
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JP61140180A
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Mikio Takeda
幹男 竹田
Satoshi Kusumoto
敏 楠本
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Fuji Electric Co Ltd
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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〕 この発明は、少なくとも項,逆変換器からなる電流形イ
ンバータを介して駆動される交流電動機の電流ベクトル
を演算器にて演算される電動機磁束ベクトルに平行な磁
化電流成分とこれに直交するトルク電流成分とに分解し
て制御する交流電動機のベクトル制御方式、特にその改
良に関する。
〔従来の技術〕
第4図は電流ベクトルを示すベクトル図でおる。
すなわち、例えば誘導電動機の1次電流(固定子電流)
11は、回転子を中心に回転する空間べ回転子軸を中心
にして回転する空間ベクトルとしてとらえることができ
る。この1次電流ベクトル式のうち、磁束ベクトルjと
同一方向の成分は磁化電流または励磁電流IMと呼ばれ
ており、直流機の界磁電流に相当するものである。また
、これと直角な方向の成分はトルク電流17と呼ばれ、
直流機の電機子電流に相当する。誘導電動機におけるこ
れらの成分を互いに独立に分離して制御することができ
るならば、直流機よりも安価で、しかも堅牢な誘導電動
機において直流機と同等の可変速制御性能を発揮させる
ことができる。かかる原理にもとづいて誘導電動機を制
御するのが、いわゆる誘導電動機のベクトル制御と云わ
れるものである。なお、矢印(→)を付してベクトル量
を表わすが、特に必要のある場合を除いては、その区別
をしないとと〜する。そして、このような誘導電動機の
ベクトル制御を可能にするためには、回転する磁束ベク
トルの軸(磁束軸;M軸)を基準として、互いに直交す
る2つの成分の形で指令値が与えられる電流ベクトルを
、回転しない固定軸(α軸)を基準とするベクトル分に
変換する必要があることから、磁束軸(M軸)の位置ψ
を検出しなければならないことがわかる。彦お、この固
定子軸(α軸)は、固定子の1つの巻線軸にとるのが一
般的である。
第5図はこのようかベクトル制御方式の従来例を示すブ
ロック図である。同図において、1は厘変換器(整流器
)、2は逆変換器、3は誘導電動機、4は速度検出器(
PG)、5は加減速パターン発生器、6は速度調節器(
AS fl)、7は固定子1流(1次電流)演算器、8
は電流調節器(ACR)、9は移相器、10は電流検出
器、11は割算器、12はベクトル演算器、13は角度
演算器、14は角度加算器、15はパルス分配器である
順変換器1、逆変換器2および直流リアクトルDCLに
よって電流形インバータが構成され、該インバータによ
って誘導電動機3が駆動される。
その回転速度N(または回転子角周波数ω2)は速度検
出器(パルスジェネレータ)4を介して検出され、速度
設定値から速度指令値N を発生する加減速パターン発
生器5の出力とともに速度調節器(ASR)(5に入力
される。ASFt6では、両者の偏差が零となるように
調節演算を行ない、その出力はトルク電流指令値IT”
となる。固定子電流演算器7はこのトルクt流指令値I
T“と、ベク?ル演算器12を介して与えられる磁化電
流指令値,M+とKもとづいて固定子電流指令値i,′
、すなわち、 11′″−f百.* )! , ( =.l}了の演算
を行ない電流調節器(ACR)8に与えるので、ACR
8は交流変流器ACCTおよび電流検出器10を介して
得られる固定子電流実際値i,をその指令値iげに一致
させるべく所定の調節演算を行ない、移相器9を介して
順変換器10点弧制御を行なう。
一方、AsFL6の出力であるトルク電流指令値tTI
は割算器11に入力され、こNで別途与えられる磁束指
令値の との除算によってスリップ周波数ω5■が求め
られる。ベクトル演算器12は、このスリップ周波数ω
,tおよび速度検出器4を介して与えられる回転子速度
(角周波数)ω2をそれぞれ積分しその和をとることに
よって磁束軸の固定子軸からの角度ψを求める。角度演
算器13は、ベクトル演算器12からの出力IMIIT
によって電流ベクトルの磁束軸からの角度βを演算し、
角度加算器14は、これらの角度β,?を加算して電流
ベクトルの角度位置を求める。この出力は、パルス分配
器15を介して逆変換器2内の各スイッチング素子に与
えられ、これによって角度(周波数)の制御が行われる
〔発明が屏決しようとする問題点〕
ところで、電動機の動作モードには駆動(力行)モード
と制動(回生)モードがおる。第6図は電動機の動作モ
ードを説明するための説明図で、同図(イ)は駆動モー
ドを、同図(口)は制動モードをそれぞれ示している。
前者の場合、整流器1は順変換動作を、インバータ2は
逆変換動作をそれぞれ行い、パワーの流れは太矢印の如
くなる。
一方、後者の場合、整流器1は逆変換動作を、インバー
タ2は順変換動作をそれぞれ行い、パワーの流れは(イ
)の場合と逆になる。
と一で、負荷トルクが変化し、インバータ2が第6図(
イ)の如き駆動モードから同図(口)の如き制動モード
に変化する場合について考える。
このとき、インバータ側の直流電圧Edは電動機電圧を
vMとすると、 Ed−(3V7/π) VMωSφ  ・・・・・・(
1)の如く表わされる。すなわち、駆動モードから制動
モードへ変化するということは、電動機力率(cosφ
)が遅れから進みK変化することであり、この過程では
電動機力率ωSφ−0を通過することになる。この動き
が比較的緩やかならば、上記ASR6の出力もそれに応
じて変化するため異常とはならないが、この動きが急峻
であったり、これが頻繁に繰り返される場合は、AsR
6の出力信号(iT’)の動きがこれに追従できず、最
悪の場合はこれが(!T′)maxを指令しているとき
に、電動機力軍が零となる場合が生じる。
第7図に誘導電動機の等価回路を示す。同図において、
Lσは1次洩れリアクタンス, R1は1次抵抗、LM
は励磁リアクタンス、R2′は2次抵抗で、電動機力軍
が零の場合は電動機入力電流は励磁電流(−)だけとな
り、これが励磁リアクタンスLMを流れることになる。
この電流は定常的には規定の値となるように制御されて
いるが、上述の如<AsR6が(i7”)maxを指令
しているときに電動機力率が零に々ると、 なる規定のIMの数倍の大きさをもつ電流が励磁リアク
タンスLMを流れることにがり、この電流は電動機電圧
VMt−著しく増大させる。
第8図にトルク切換時の動作を示し、第9図に励磁電流
と電動機電圧との関係を示す。なお、第8図(イ)はイ
ンバータ側直流電圧Ed、同図(口)は直流電流Id,
同図(ノ・)は電動機電圧vM、同図(二)は速度Nの
各波形を示しており、トルク切換時には電動機電圧vM
が同図(ノ・)の如く大きくなることがわかる。また、
励磁電流IMがとなるときの電動機電圧をvM′とする
と、これと規定の励磁電流が流れたときの電動機電圧v
Mとの比 VM’/VM は第9図からも明らかなように2〜5の値となり、定格
電圧の2〜3倍もの大きな電圧が生じることがわかる。
この電圧上昇は電動機の絶縁に悪影響を与えるばかりで
なく、電動機電圧が直接印加される、第10図の如き電
流形インバータの転流ダイオード(D)が過電圧破壊を
引き起こすと云う問題がある。このときダイオードDに
かへる電圧は、転流コンデンサ電圧と電動機電圧との和
で表わされる。なお、以上のような問題は制動モードか
ら駆動モードへの移行時にも、同様に発生するものであ
る。
したがって、この発明は急峻または頻繁なトルク切換が
行われても電動機電圧の上昇を抑止し電動機やインバー
タの故障を防止し得る制御方式を提供することを目的と
する。
〔問題点を解決するだめの手段〕
電流形インバータを介して交流電動機をベクトル制御す
るシステムにおいて、トルク極性の切換わり時点を検出
する検出手段と、この検出々力を所定の時間だけ有効に
する時限手段とを設ける。
〔作用〕
上記検出手段にて検出されるトルク極性の切換わり時点
から、上記時限手段にて決まる所定の時間だけはトルク
電流成分を零、すなわち磁化電流成分のみで運転するこ
とにより、電動機電圧の上昇を抑制し、機器の破壊を防
止する。
〔実施例〕
第1図はこの発明の実施例を示す構成図である。
これは第5図と比較すれば明らかなように、制御回路1
6を設けた点が特徴である。
この制御回路16は具体的には第2図に示されるように
、加算器16a,’+6e, 16f,積分器16b,
ISd,係数器16C,コンパレータISg,ISh,
モノステープルマルチバイブレータ(単K、モノステと
も略称する。)16i,1<SjおよびオアゲートIS
k等より構成される。
こ一で、16a〜16eからなる部分は良く知られてい
る負荷トルク推定回路を構成し、第1図のASR6から
の出力17”を時定数T,の積分器16bK与えること
によって速度模少値N′を取り出し、これが第1図のP
G4を介して与えられる速度実際値Nと一致するように
、係数器16cと積分器ISdを動作させることにより
負荷トルクを推定するものである。なお、K + l 
K 2は係数、TJは電動機および負荷の機械時定数の
和を示し、また負荷トルク推定信号TL′は積分器16
dの出力として得ることができる。
したがって、この出力TL′と負荷トルク相当II! 
lT*とを加算器16fに図示の如き極性で与えて両者
の差をとり、これをコンバレータ16g,1611にて
所定の設定値と比較することにより、トルク極性の変化
点または切換わり点を検出することができる。モノステ
16i,16jはトルク極性の変化点から一定の時間T
1だけ″″H’レベルとなる信号Bを出力する。速度調
節器(ASR)6ではこの信号Bが″′H#レベルの期
間だけそのスイッチSWが閉成され、これによって出力
の零ホールドが行なわれる。なお、モノステの時間T1
は、インバータの動作モードが変化し終るであろう最小
限の値に設定される。
以上の様子を図示すると第3図の如くなる。つまり、駆
動モードから制動モードへの切換わり時点は、例えばコ
ンバレータ16gによって同図(ホ)の如く検出され、
これによってモノステ161の出力Bが同図(へ)の如
く一定期間T1だけ′″H IIとなる。これにより、
As R6の出力がこの期間だけ同図(ト)の如く零ホ
ールド(lT” = 0 )されるため、この期間中は
電動機電流はLMだけ(規定の励磁電流値)となり、し
たがって電動機力率が零になっても、電動機電圧は同図
(ハ)の如く過電圧となることは無く、これは第8図(
ハ)と比較すればその差は明らかである。なお、第3図
(イ)〜(二)については第8図と同様であるので、説
明は省略する。
以上は、電動機が駆動モードから制動モードに移行する
場合について説明したが、制動モードから駆動モードに
移行する場合もコンパレータ16hおよびモノステ16
j等により、上記と同様に行なわれる。また、上記では
誘導電動機について説明したが、同期電動機についても
同様にして適用することができる。
〔発明の効果〕
この発明によれば、交流機をベクトル制御するときに急
峻,頻繁なトルク切換わりが発生しても、その時点を迅
速に検出して速度調節器の出力を零ホールドするように
したので、比.較的簡単に電動機における過渡時の過電
圧を抑制することができ、これによって電動機の絶縁劣
化やインバータ内転流グ・rオードの破損等を防止する
ことが可能となる利点がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例を示す構成図、第2図は第1
図の制御回路の具体例を示す構成図、第3図はW,1図
の動作を説明するためのタイムチャート、第4図はベク
トル制御方式を説明するためのベクトル図、第5図はベ
クトル制御方式の従来例を示す構成図、第6図は電動機
の動作モードを説明するだめの説明図、第7図は誘導電
動機の等価回路を示す回路図、第8図はトルク切換わり
時の動作を説明するだめのタイムチャート、第9図は励
磁電流と電動機電圧との関係を示すグラフ、第10図は
一般的な電流形インバータ主回路の構成を示す構成図で
ある。 符号説明 1・・・・・・頑変換器(整流器)、2・・・・・・逆
変換器(インバータ)、3・・・・・・交流電動機、4
・・・・・・速度検出器(PG)、5・・・・・・加戎
速パターン発生器、6・・・・・・速度調節器(AsR
)、7・・・・・・固定子電流(1次電流)演算器、8
・・・・・・電流調節器(ACR)、9・・・・・・移
相器、10・・・・・・電流検出器、11・・・・・・
割n器、12・・・・・・ベクトル演算器、13・・・
・・・角度演算器、14・・・・・・角度加算器、15
・・・・・・パルス分配器、i 6−−−−−−制御回
路、16a,16e,L6f・・・・・・加算器、16
b,16d・・・・・・積分器、16c・・・・・・係
Fl.器、1 6g, i 6h・・・・・・コンバレ
ータ、16i+i6j・・・・・・モノステ、16k・
・・・・・オアゲ−ト、sw・・・・・・スイッチ。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士松 崎    漬 第1図 速度請足 第2図 16をLSI口語 第3図 第4図 β 第5図 第9図 第10図 ,?.イソバータ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)少なくとも順変換器および逆変換器からなる電流形
    インバータを介して駆動される交流電動機の電流ベクト
    ルを電動機磁束ベクトル軸に平行な磁化電流成分とこれ
    と直角なトルク電流成分とに分解して制御すべく順変換
    器制御系および逆変換器制御系とこれら両制御系に対し
    てトルク電流指令値を与える速度調節器とを備えてなる
    交流電動機のベクトル制御方式において、 トルク極性の切換わり時点を検出する検出手段と、 該検出々力を所定の時間だけ有効にする時限手段と、 を設け、トルク極性の切換わり時点から該時限手段にて
    決まる所定の時間だけ前記速度調節器の出力を零ホール
    ドすることを特徴とする交流電動機のベクトル制御方式
JP61140180A 1986-06-18 1986-06-18 交流電動機のベクトル制御装置 Granted JPS631393A (ja)

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JPH0542233B2 JPH0542233B2 (ja) 1993-06-25

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7607827B2 (en) * 2004-03-19 2009-10-27 Nissan Motor Co., Ltd. Temperature detection device, temperature detection method, and computer-readable computer program product containing temperature detection program
CN105680734A (zh) * 2016-03-29 2016-06-15 无锡市大元广盛电气股份有限公司 一种双电机同步驱动系统和算法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58107083A (ja) * 1981-12-18 1983-06-25 Hitachi Ltd 駆動回生変換電源装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58107083A (ja) * 1981-12-18 1983-06-25 Hitachi Ltd 駆動回生変換電源装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7607827B2 (en) * 2004-03-19 2009-10-27 Nissan Motor Co., Ltd. Temperature detection device, temperature detection method, and computer-readable computer program product containing temperature detection program
CN105680734A (zh) * 2016-03-29 2016-06-15 无锡市大元广盛电气股份有限公司 一种双电机同步驱动系统和算法

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