JPWO1998011663A1 - Induction motor control device and control method thereof - Google Patents
Induction motor control device and control method thereofInfo
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Abstract
(57)【要約】 直流制動時でもトリップレスで停止時の振動の少ない直流制動機能を有するベクトル制御装置を提供することにある。直流制御演算器1とそれにより制御されるスイッチS1,S3,S4を備え、ベクトル制御時には直流制御演算器1がS1,S3,S4は全てa側とし,ベクトル制御される。この状態から直流制御状態にする場合電圧ベクトルの位相を計算し,S1,S3をb側とし,iqの絶対値を基準値αに比較して,iqの絶対値が小さいときはS4をb側に切り換え,d軸ACRのみとする。本発明によれば,トリップレスの直流制動機能を有するベクトル制御装置が提供可能であり,停止時の振動も小さくできるので非常時での直流制動などの停止位置精度を上げることができ、また低騒音なシステムを供給できる。 (57) [Abstract] The present invention provides a vector control device with a DC braking function that is trip-less and produces little vibration during stopping, even during DC braking. The device includes a DC control calculator (1) and switches (S1, S3, and S4) controlled thereby. During vector control, the DC control calculator (1) sets all of S1, S3, and S4 to side a, performing vector control. To switch from this state to DC control mode, the phase of the voltage vector is calculated, S1 and S3 are set to side b, and the absolute values of i and q are compared with a reference value (α). If the absolute values of i and q are small, S4 is switched to side b, and only the d-axis ACR is used. This invention provides a vector control device with a trip-less DC braking function and minimizes vibration during stopping, thereby improving the stopping position accuracy of DC braking in emergencies and providing a low-noise system.
Description
【発明の詳細な説明】 誘導モータ制御装置およびその制御方法 技術分野 本発明は回転座標上で電流制御を行い,直流制動機能を有する誘導モータ制御 装置に関する。[Detailed Description of the Invention] Induction Motor Control Device and Control Method Technical Field The present invention relates to an induction motor control device that performs current control on a rotating coordinate system and has a DC braking function.
背景技術 誘導モータを制御する場合,モータ印加電圧Vと周波数fを一定の比率で変化 せさてモータの回転数を制御するV/f制御やモータの電流を磁束分(d軸)と トルク分(q軸)に分解して直流機と同じように制御するベクトル制御がある。BACKGROUND ART Induction motors can be controlled using V/f control, which varies the motor's applied voltage (V) and frequency (f) at a fixed ratio to control the motor's rotation speed, or vector control, which decomposes the motor's current into a magnetic flux component (d-axis) and a torque component (q-axis) and controls them in the same way as DC motors.
前記のV/f制御は制御方式が簡単なため,従来から良く用いられている。また ,後者はマイクロコンピュータの発達により,リアルタイムでの制御演算が可能 となり,従来の直流サーボの置き換えとして,用いられようになってきた。The V/f control method has been widely used for a long time due to its simple control method. However, advances in microcomputers have made real-time control calculations possible, and this method has come to be used as a replacement for conventional DC servos.
前者のV/f制御では電機子抵抗の電圧降下などのため,低速度域でトルクが 出ず,かつ,位置決めがV/f制御では困難なため,誘導モータに直流電流を流 して制動を掛ける直流制動が用いられてきた。The former V/f control does not produce torque at low speeds due to factors such as a voltage drop across the armature resistance, and positioning is difficult with V/f control, so DC braking, which applies braking by passing a DC current through the induction motor, has been used.
後者のベクトル制御では低速度域で十分なトルクを確保でき,位置決めも行う ことができる。しかし,ベクトル制御では速度(位置)情報が必要なため,誘導 モータにエンコーダなどの位置センサを付け速度検出したり,電流,電圧から速 度を推定する速度推定器が必要となる。これらの速度検出手段が故障した場合, 非常停止などのため,前述した直流制動が用いられる場合が多い。The latter type of vector control can ensure sufficient torque at low speeds and can also perform positioning. However, because vector control requires speed (position) information, the induction motor needs a position sensor such as an encoder to detect speed, or a speed estimator to estimate speed from current and voltage. If these speed detection methods fail, the aforementioned DC braking is often used for emergency stops and other purposes.
後者のベクトル制御装置でも,この直流制動時はV/f制御の誘導 モータ制御装置と同様な使われ方をするので従来と同一な制御手法が用いられる ことが多い。この直流制動の手法は所望の直流制動力に応じた直流電圧を誘導モ ータに加えるだけのものである。The latter vector control device also uses the same control method as a V/f-controlled induction motor control device during DC braking, so the same control method as before is often used. This DC braking method simply applies a DC voltage to the induction motor corresponding to the desired DC braking force.
第4図に従来の直流制動機能を有したベクトル制御装置のブロック図を示す。FIG. 4 shows a block diagram of a conventional vector control device having a DC braking function.
従来のベクトル制御装置では直流制動機能を設けるため,第4図に示すように本 来のベクトル制御制御用の演算部2〜11に加えて,直流制動制御演算部1とス イッチS1,S2を設けている。ベクトル制御状態ではS1,2はa側で,直流 制動時にはS1,2はb側とする。S2をb側にすることで、d−qACR4の 出力は効かなくなり,一方の電圧(v d*)に制動力に応じた値が入力され,他方 (v q*)を0とし,誘導モータ13には直流電圧が加わる。また,切り換えショ ックを少なくするため,S1は電圧位相θ vを直流制動制御演算部1で演算し, 電圧位相にd軸を一致させる。To implement DC braking functionality, conventional vector control devices include DC braking control calculation unit 1 and switches S1 and S2 in addition to the vector control calculation units 2-11, as shown in Figure 4. During vector control, S1 and S2 are on side a, and during DC braking, S1 and S2 are on side b. By switching S2 to side b, the output of d-q ACR 4 becomes ineffective, a value corresponding to the braking force is input to one voltage (vd*), and the other (vq*) is set to zero, applying DC voltage to induction motor 13. To minimize switching shock, S1 calculates the voltage phase θv in DC braking control calculation unit 1, aligning the d-axis with the voltage phase.
ベクトル制御装置は前述のように位置決めなどのサーボとして使われる場合が あり,過電流などで停止することは許されない。これは,ベクトル制御装置が非 常用に直流制動モードに入った場合でも同様である。ベクトル制御装置では十分 に低速トルクが確保でき,位置決めなども行えるため,直流制動は不必要である が,前述のように位置(速度)センサの故障時などを考えると不可欠な制御モー ドと言える。As mentioned above, vector control devices are sometimes used as servos for positioning, and stopping due to overcurrent or other factors is unacceptable. This also applies when the vector control device enters DC braking mode for emergency situations. DC braking is unnecessary because vector control devices can ensure sufficient low-speed torque and perform positioning, but as mentioned above, it is an essential control mode when considering situations such as position (speed) sensor failure.
ここで,従来通りの直流制動の手法を用いるとベクトル制御状態から直流制動 に切り換えた後,過電流保護などによりトリップする場合がある。これは従来の 直流制動のように直流電圧を加えるだけでは電流を十分に制御できないため,電 流が成長しやすい回転数が高い場合や負荷が重い場合に起こりやすい。ベクトル 制御装置では上記のように直流制動が故障時に用いられことになるため,使用条 件をトリップしにくい負荷状態に限ることはできず,どんな状態でもトリップし な い直流制動の手法が必要である。However, if conventional DC braking techniques are used, after switching from vector control to DC braking, tripping may occur due to overcurrent protection or other reasons. This is likely to occur at high rotation speeds or under heavy loads, where current tends to grow, because applying DC voltage alone, as with conventional DC braking, does not adequately control the current. Because DC braking is used in the event of a fault, as described above, vector control devices cannot be limited to load conditions that are less likely to trip; a DC braking technique that will not trip under any conditions is required.
本発明の目的は,高性能なベクトル制御装置に内蔵されるトリップしない直流 制動の手法を提供することにある。また,第2の目的は停止時に振動の少ない直 流制動の手法を提供することにある。The primary objective of this invention is to provide a DC braking method that does not trip and is incorporated into a high-performance vector control device. A second objective is to provide a DC braking method that minimizes vibration during stopping.
発明の開示 第1の目的を達成するため,ベクトル制御装置にあるd,qの電流制御装置( ACR)を用い,ACRのd軸電流指令とq軸電流指令のうちいずれか一方の電 流指令を0,他方の電流指令を直流制動力に応じた電流指令として入力して直流 制動モードを実現する,また,第2の目的のため,電流指令を0にした一方の電 流値の絶対値を見て,あるいは誘導モータの回転数を見て、予め定めた基準値以 下ならこの軸のACRを0(vq*=0)として,残り他方だけで電流を制御す るように切り換える手段を設けた。Disclosure of the Invention To achieve the first objective, a d-axis and q-axis current control device (ACR) in a vector control device is used. DC braking mode is realized by setting either the d-axis or q-axis current command of the ACR to zero and inputting the other current command as a current command corresponding to the DC braking force. Furthermore, to achieve the second objective, a means is provided to monitor the absolute value of one of the currents with the current command set to zero, or to monitor the induction motor rotation speed. If the absolute value is below a predetermined reference value, the ACR for that axis is set to zero (vq* = 0) and the remaining axis controls the current solely through the other axis.
これにより、直流制動時でもベクトル制御装置のACRを用いるため,どんな 負荷状態であっても電流を制御できるので,過電流でトリップすることはない。This means that even during DC braking, the ACR of the vector control device is used, so the current can be controlled regardless of the load condition, and there is no risk of tripping due to overcurrent.
また,直流制動に切り換えるときにはACRの指令電流を操作するだけなので, 切り換え前後で電力変換器の電圧が変に不連続にならないため,切り換えショッ クが少なく,切り換え時のトリップも起きにくい。Furthermore, because switching to DC braking simply involves manipulating the ACR command current, there is no strange discontinuity in the power converter voltage before and after switching, which minimizes switching shock and makes switching trips less likely.
また,d軸,q軸両方のACRで直流制動を行うとモータの全位相角360° 方向に電圧ベクトルが出力可能なため,停止寸前にロータ回転位置が微振動する 。そのため,0に絞った方の軸の電流、あるいは誘導モータの回転数を見て基準 値以下になったら,他方の軸のACRだけで制御するようにしているので、電圧 出力方向はこのACR制御している他方の軸方向だけとなり,停止時にロータは 振動しないよ うになる。Furthermore, when DC braking is performed on both the d-axis and q-axis ACRs, voltage vectors can be output in the full 360° phase direction of the motor, causing the rotor rotational position to vibrate slightly just before coming to a stop. For this reason, when the current on the axis that is set to zero or the induction motor's RPM falls below a reference value, control is performed solely by the ACR on the other axis. This ensures that the voltage output direction is limited to the other axis controlled by this ACR, preventing the rotor from vibrating when stopped.
図面の簡単な説明 第1図は、本発明による具体的一実施例の制御ブロック図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a control block diagram of one specific embodiment of the present invention.
第2図は、本発明による具体的一実施例の直流制動演算器の動作を示したフロ ーチャートである。FIG. 2 is a flow chart showing the operation of a DC braking calculator according to a specific embodiment of the present invention.
第3図は、d,q軸での電圧,電流のベクトル図である。FIG. 3 is a vector diagram of voltage and current on the d and q axes.
第4図は、従来の制御装置の制御ブロック図である 発明を実施するための最良の形態 以下,本発明の一実施例を第1図により説明する。第1図は誘導モータ13を 電力変換回路7により制御する誘導モータのベクトル制御装置である。本実施例 を、理解し易いように,速度制御系に基づいて説明する。Figure 4 is a control block diagram of a conventional control device. Best Mode for Carrying Out the Invention One embodiment of the present invention will be described below with reference to Figure 1. Figure 1 shows a vector control device for an induction motor that controls an induction motor 13 using a power conversion circuit 7. For ease of understanding, this embodiment will be described based on a speed control system.
第1図の本実施例のベクトル制御装置は良く知られている速度センサ付きのベ クトル制御と同一で,d軸,q軸は誘導モータの回転磁界に同期して回転する座 標系である。速度制御演算部2では、このベクトル制御装置の外部のシステムか ら入力された速度指令ω*と速度検出演算部10から入力された速度検出値ωr に基づいてトルク電流(トルク相当)指令i q*が演算される。速度検出演算部1 0はエンコーダなどの位置検出器12からの信号で速度を演算したり,位置検出 レスの場合は電流などから速度推定演算を行う。このiq*が磁束演算部3に入 力され,良く知られているようにベクトル制御条件を満足するような磁束分電流 指令i d*とすべり周波数ωsを演算し、i d*,i q*、ωsが出力される。これら のi d*,i d*に回転座標d−q変換部11からの電流検出値id,iqを追随さ せるような電圧指令v d*、 v q*をd−q軸ACR4で演算する。The vector controller of this embodiment, shown in Figure 1, is identical to a well-known vector controller equipped with a speed sensor, with the d-axis and q-axis coordinate systems rotating in synchronization with the rotating magnetic field of the induction motor. Speed control calculation unit 2 calculates a torque current (torque equivalent) command iq* based on a speed command ω* input from a system external to the vector controller and a detected speed value ωr input from speed detection calculation unit 10. Speed detection calculation unit 10 calculates speed using a signal from a position detector 12, such as an encoder, or estimates speed from current or other sources in the case of a position-detection-less system. This iq* is input to magnetic flux calculation unit 3, which calculates a magnetic flux current command id* and slip frequency ωs that satisfy the vector control conditions, as is well known, and outputs id*, iq*, and ωs. The d-q axis ACR 4 calculates voltage commands vd* and vq* that cause the detected current values id and iq from the rotating coordinate d-q transformation unit 11 to follow these id* and id*.
これらのv q*、v q*は回転座標d−q軸から3相への逆d−q変換器5により ,3相の電圧指令にし,PWM演算部6で電力変換器7のスイッチング素子をON /OFFする点弧パタンを演算する。また,磁束演算部3の出力のωsはすべり補償 演算部8に入力され,誘導モータの1次周波数ωlを演算し,これを積分器9で 積分してd軸の位相θlを計算し,d−q変換部11,逆d−q変換部5に出力 する。These vq* and vq* are converted into three-phase voltage commands by an inverse d-q converter 5, which converts the rotating coordinate d-q axes into three phases. The PWM calculation unit 6 then calculates the firing pattern for turning on/off the switching elements of the power converter 7. Additionally, the ωs output from the magnetic flux calculation unit 3 is input to a slip compensation calculation unit 8, which calculates the induction motor's primary frequency ωl. This is then integrated by an integrator 9 to calculate the d-axis phase θl, which is then output to the d-q transformation unit 11 and the inverse d-q transformation unit 5.
本発明は直流制動制御演算器1とそれにより制御されるスイッチS1,S3, S4から構成される。直流制動制御演算部1には直流制動の制動力目標値と直流 制動運転に移行する際の直流制動指令(図示せず)が与えられる。ベクトル制御 時には直流制動制御演算器1によりS1,S3,S4は全てa側となるように切 り換えられており,前記のようにベクトル制御が行われる。この状態から直流制 動制御状態にする場合の直流制動制御演算器1の動作を第2図に示すフローで説 明する。The present invention comprises a DC braking control calculator 1 and switches S1, S3, and S4 controlled thereby. The DC braking control calculator 1 receives a DC braking force target value and a DC braking command (not shown) for transitioning to DC braking operation. During vector control, the DC braking control calculator 1 switches S1, S3, and S4 to side a, and vector control is performed as described above. The operation of the DC braking control calculator 1 when switching from this state to the DC braking control state is explained using the flow chart shown in Figure 2.
直流制動制御演算器1は電圧ベクトルθ vの位相を算出する(ステップ 101) 。このステップ 101はベクトル制御から直流制動に切り換える瞬間のみの演算だ けで良い。誘導モータの3相巻線u,v,w相、d−q軸電圧ベクトルV1,電 流ベクトルI1の関係は第3図に示すとおりで,図よりθ vは θ v=θ l+tan-1(Vq/Vd) ………… (1) より,演算できる。Vq,Vdは切り換え直前で演算していたd,q軸の電圧値 を用いる。次にスイッチS1をb側に切り換え,θdqにθ vを入力する(ステッ プ 102)。これにより,第3図にあるように電圧ベクトルV1の位相にd軸を合 わせ,d’軸とすることで電圧ベクトルV1を直流制動切り換え時に不連続にな らないようにする。これ により,切り換え時のショックが小さくなり,トリップしにくくなる。この例で は電圧ベクトルV1を連続にしたが,電流ベクトルI1を連続的に切り換えても 良く,その場合は(1)式のVをiに読み変えれば良い。また,これらの切り換 えはACRの応答が早い場合には自動的に連続になるように働くので不要とする こともできるが,ACRの応答が遅い場合にはこの切り換えが特に有効となる。 The DC braking control calculator 1 calculates the phase of the voltage vector θv (step 101). This step 101 only needs to be calculated at the moment of switching from vector control to DC braking. The relationship between the induction motor's three-phase windings (u, v, w phases), the d-q axis voltage vector V1, and the current vector I1 is as shown in Figure 3. From the diagram, θv can be calculated using the following formula: θv = θl + tan -1 (Vq/Vd) ... (1). Vq and Vd use the d- and q-axis voltage values calculated immediately before switching. Next, switch S1 is switched to the b side, and θv is input to θdq (step 102). This aligns the d-axis with the phase of the voltage vector V1, as shown in Figure 3, and makes it the d'-axis, preventing discontinuity in the voltage vector V1 when switching to DC braking. This reduces the shock during switching, making it less likely to trip. In this example, the voltage vector V1 is made continuous, but the current vector I1 may also be switched continuously, in which case V in equation (1) should be replaced with i. Furthermore, these switches may be unnecessary if the ACR response is fast because they will automatically function to make it continuous, but this switching is particularly effective if the ACR response is slow.
この後,S3をb側に切り換え,d軸のACRの指令i d*を直流制動制御演算 器1に入力された制動力に応じた値をd−q軸ACR4に入力し,q軸のACR の指令i q*を0にする(ステップ 103)。このように従来とは異なり,d軸,q 軸のACRを直流制動時でも効かしているので,交流モータの負荷状態で電流が 成長し,過電流ではトリップすることはない。After this, S3 is switched to side b, the d-axis ACR command i d* is input to the d-q-axis ACR 4 at a value corresponding to the braking force input to DC braking control calculator 1, and the q-axis ACR command i q* is set to 0 (step 103). Unlike conventional systems, the d-axis and q-axis ACRs are active even during DC braking, so the current grows under load in the AC motor, and tripping due to overcurrent is not possible.
そして,iqの絶対値と予め定めた基準値αと比較し(ステップ 104),これ よりも大きい場合はS4をa側に切り換え,前述のようにd−qMACR4の出 力をPWM演算部6に渡す(ステップ 105a)。逆に基準値αに比して小さい場 合はS4をb側に切り換え,d軸のACR出力を生かし,q軸の電圧指令Vq* =0、即ちq軸のACRを無効にして,PWM演算部6に電圧指令を出力する( ステップ 105b)。このステップ 104,105により交流モータのロータ位置決め停 止時の振動を防止できる。この位置決め停止時に振動する理由は、d,q2軸の 両方のACRを掛け放しの状態にすると第3図の電圧ベクトルから理解されるよ うにd,q軸成分が360°全ての方向に出力され,q軸の電圧分でACRの出 力が振動的になってしまい、ロータが振れてしまうからである。The absolute values of i and q are then compared with a predetermined reference value α (step 104). If they are greater than this, S4 is switched to side a, and the output of d-q MAC R4 is sent to PWM calculation unit 6 as described above (step 105a). Conversely, if they are less than reference value α, S4 is switched to side b, the d-axis ACR output is activated, and the q-axis voltage command Vq* = 0 is set, i.e., the q-axis ACR is disabled, and a voltage command is output to PWM calculation unit 6 (step 105b). These steps 104 and 105 prevent vibration during rotor positioning and stopping of the AC motor. The reason for this vibration during positioning and stopping is that if both d- and q2-axis ACRs are left open, the d- and q-axis components are output in all 360° directions, as can be seen from the voltage vectors in Figure 3. This causes the ACR output to oscillate due to the q-axis voltage, resulting in rotor wobble.
また,基準値αをS4切り換えのしきい値としたが,場合により電流が振動的 になったり,ノイズが乗ってしまい,切り換えがバタツク 時がある。この場合には基準値αに対して数〜数十%のヒステリシスを付けるこ とで防止できる。さらに制動力に応じて基準値αを変えることで停止時の振動を 小さくできる。例えば,制動力が誘導モータの定格電流の40%の時と80%の 時ではd軸電流指令がこれに伴い,40%、80%となり,同じ回転数でのd軸 電流の干渉電圧が異なるため,40%に比べ80%の場合の方が早めにd軸のみ に切り換わるように基準値αを大きくした方が,停止時の振動を小さくできる。Furthermore, while the reference value α is used as the threshold for S4 switching, in some cases the current may become oscillatory or noise may be introduced, causing the switching to be jerky. This can be prevented by adding a hysteresis of several to several tens of percent to the reference value α. Furthermore, vibration during stopping can be reduced by varying the reference value α depending on the braking force. For example, when the braking force is 40% and 80% of the induction motor's rated current, the d-axis current command will be 40% and 80%, respectively. Since the interference voltage of the d-axis current at the same rotation speed is different, increasing the reference value α so that switching to only the d-axis occurs earlier when the braking force is 80% compared to 40%, can reduce vibration during stopping.
さらに基準値αは過電流検出レベルより当然小さくするべきで,過電流検出レベ ルの80%以下にするとトリップしにくく,停止時の振動も小さくできる。Furthermore, the reference value α should naturally be smaller than the overcurrent detection level. If it is set to 80% or less of the overcurrent detection level, it is less likely to trip and vibration when stopped can be reduced.
ここで,説明の都合上q軸のACRの指令i q*を0にしたが,これはd軸のA CRの指令i d*でも同様なことが実現できる。この場合には第3図のd’軸をV 1に合わせるのではなくq’軸をV1に合わせるようにθ vを次式のように演算 し,第2図のフローではd,qのサフィックスを読み変えれば良いことは明らか である。Here, for convenience of explanation, the q-axis ACR command iq* is set to 0, but the same can be achieved with the d-axis ACR command id*. In this case, instead of aligning the d'-axis with V1 in Figure 3, calculate θv as follows to align the q'-axis with V1, and it is clear that the d and q suffixes in the flow chart in Figure 2 should be changed accordingly.
θ v=θ l+tan-1(Vq/Vd)−π/2 ……………(2) また,前記のように電流ベクトルI1を連続にする場合は前記と同様に(2)式 のVをiに読み変えれば良い。 θ v = θ l + tan −1 ( Vq / Vd ) − π/2 ...................................(2) Also, when making the current vector I1 continuous as described above, V in equation (2) can be replaced with i, as described above.
また,d,q軸でACRを掛ける場合,d,q軸干渉電圧を演算し,これをA CR出力にフィードフォワードとして加算し,d,q軸干渉電圧を相殺すると言 った非干渉制御を行うと良い。本発明では直流制動時でもd,q軸のACRを掛 けるため,この非干渉制御は有効でこの非干渉により,d,q軸の電流の振動を 小さくできるため,停止時の振動を抑制できる。この場合には干渉電圧としては 1次周波数ωl=0として干渉電圧を演算すれば良い。色々な干渉電圧演算式が 考えられるが,一例として次式のような干渉電圧Vzdqを非干渉化してい るとする。Furthermore, when applying an ACR on the d- and q-axes, it is advisable to calculate the d- and q-axis interference voltages and add this to the ACR output as a feedforward, thereby canceling out the d- and q-axis interference voltages through decoupling control. In this invention, since the ACR is applied on the d- and q-axes even during DC braking, this decoupling control is effective. This decoupling reduces the oscillations in the d- and q-axis currents, thereby suppressing vibrations during braking. In this case, the interference voltage can be calculated with the primary frequency ωl = 0. Various equations for calculating the interference voltage are possible, but as an example, let's assume that the interference voltage Vzdq is decoupling as shown in the following equation:
ただし, lσ:もれインダクタンス,M:相互インダクタンス,L2: 2次自己インダクタンス,T2:2次時定数,ωr:ロータの電気角周波数,φ *:2次磁束指令とした。 where lσ is leakage inductance, M is mutual inductance, L2 is secondary self-inductance, T2 is secondary time constant, ωr is rotor electrical angular frequency, and φ* is secondary magnetic flux command.
上式において ω1=0 ………………(4) として として非干渉化すれば良い。In the above equation, ω 1 = 0 ………………(4) This can be achieved by decoupling.
以上,説明は速度センサ付きベクトル制御で行ったが,全てのベクトル制御装 置に本発明は適用可能であり,速度センサなしのベクトル制御装置にも適用可能 である。Although the above explanation focuses on vector control with a speed sensor, the present invention can be applied to all vector control systems, including those without a speed sensor.
また、以上の実施例では、誘導モータを直流制動する際、まず電流指令の位相 を固定し、次いでこの固定された電流指令位相に対し直交する実電流成分が所定 値以下になったら電圧指令の位相を固定するようにしたが、電流が成長しやすい のは回転数が高い場合に起こりやすいから、誘導モータを直流制動する際、まず 電流指令の位相を固定し、次いで誘導モータの回転数が所定値以下になったら電 圧指令の位相を固定するようにS4をb側に切り換えるようにしても同様に過電 流や振動を防止できる。この場合も誘導モータが所定回転数以下の状態から負荷 によって回されるなどして再び所定回転数を越えるようになったらS4をa側に 戻すようにする。この実施例の場合は速度検出演算部10の速度検出値ωrを直 流制動制御演算部1に入力して 所定回転数以下になったことを判断しS4を切り換える信号を出力するようにす ればよい。Furthermore, in the above embodiment, when DC braking the induction motor, the phase of the current command is first fixed, and then the phase of the voltage command is fixed when the actual current component orthogonal to this fixed current command phase falls below a predetermined value. However, because current growth is more likely at high rotational speeds, overcurrent and vibration can be similarly prevented by first fixing the phase of the current command when DC braking the induction motor, and then switching S4 to side b to fix the phase of the voltage command when the induction motor's rotational speed falls below a predetermined value. In this case, too, when the induction motor is rotated by a load from a state below the predetermined rotational speed and again exceeds the predetermined rotational speed, S4 is returned to side a. In this embodiment, the speed detection value ωr from speed detection calculation unit 10 is input to DC braking control calculation unit 1, which determines when the rotational speed has fallen below the predetermined speed and outputs a signal to switch S4.
本発明を用いたシステムとしてはクレーンなどの昇降機が挙げられる。クレー ンなどのシステムでは荷物を上げ,下げする駆動部に大容量のため誘導モータを 使うことが多い。このようなシステムでは位置センサなどの故障時に荷物が落ち ないように直流制動が用いられる。この場合,モータには常に重力方向に負荷が かかり,切り換え瞬間にトリップしたり,制動時でも常にトリップはさせられな い。本発明はこの場合に有効で2軸のACRのため,成長する電流をACRで抑 制でき,非常時でもトリップレスで,抑えが効くようになり,荷落ちなどが無く なる効果がある。また,定常的に制動状態になり,荷物の横揺れで負荷変動する ような場合でもq軸の電流が大きくなれば2軸のACRで抑えが効くため,直流 制動も効果的に効く。また,このようなシステムではギヤなど使われる場合が多 いが,停止時の振動を小さくできるので,騒音も小さくなる。Systems that utilize this invention include elevators such as cranes. Cranes and other systems often use induction motors for the drive units that raise and lower loads due to their high capacity. In these systems, DC braking is used to prevent loads from falling in the event of a position sensor or other failure. In this case, the motor is always loaded in the direction of gravity, preventing tripping at switching times or tripping constantly, even during braking. The present invention is effective in these cases, as the two-axis ACR allows the ACR to suppress growing currents, enabling trip-free suppression even in emergencies, preventing loads from falling. Furthermore, even when the system is in a steady-state braking state and load fluctuations occur due to lateral load sway, DC braking is effective because the two-axis ACR suppresses current growth. Furthermore, while gears are often used in these systems, this reduces vibration during stopping, thereby reducing noise.
産業上の利用可能性 本発明によれば,トリップレスの直流制動機能を有するベクトル制御装置が提 供可能できる。また、停止時の振動も小さくできるので非常時での直流制動など の停止位置精度を上げることができると共に低騒音なシステムを供給できる。Industrial Applicability This invention provides a vector control device with tripless DC braking. It also minimizes vibration during stopping, improving the stopping position accuracy of DC braking in emergencies and providing a low-noise system.
───────────────────────────────────────────────────── (注)この公表は、国際事務局(WIPO)により国際公開された公報を基に作 成したものである。 なおこの公表に係る日本語特許出願(日本語実用新案登録出願)の国際公開の 効果は、特許法第184条の10第1項(実用新案法第48条の13第2項)に より生ずるものであり、本掲載とは関係ありません。───────────────────────────────────────────────────── (Note) This publication is based on the publication published internationally by the International Bureau of Patents (WIPO). The effect of the international publication of the Japanese patent application (Japanese utility model registration application) related to this publication arises pursuant to Article 184-10, Paragraph 1 of the Patent Act (Article 48-13, Paragraph 2 of the Utility Model Act) and is unrelated to this publication.
Claims (12)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO1998011663A1 true JPWO1998011663A1 (en) | 1999-11-30 |
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