DE19951981A1 - Steuersystem für einen Induktionsmotor - Google Patents

Abstract

Eine bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit omegar0 und ein bestimmter Sekundärwiderstand Rr0 werden berechnet unter Verwendung einer ersten Rückkopplungsverstärkung H1, in einem Zustand, in welchem eine erste Zustandsabweichung E1 in Phase mit einer Quadraturkomponente eines bestimmten Sekundärmagnetflusses PHIr01 ist. Ein bestimmter Primärwiderstand Rs0 wird berechnet unter Verwendung einer zweiten Zustandsabweichung H2 in einem Zustand, in welchem eine zweite Zustandsabweichung E2 in Phase mit einem bestimmen Primärstrom ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuersystem zum Steuern der variablen Geschwindigkeit eines Induktionsmotors ohne einen Winkelgeschwindigkeitsdetektor.

Fig. 14 ist ein Schaltbild, welches ein herkömmliches Steuersystem für einen Induktionsmotor zeigt, welches in "The institute of Electric Enginers of Japan Trans., D", Vol. 112, Nr. 9, Seite 901, 1993 (nachstehend als Artikel 1 bezeichnet) beschrieben ist. In der Figur ist mit dem Bezugszeichen 1 eine Erregerstromvorgabe-Berechnungsvorrichtung bezeichnet; 2 bezeichnet einen Induktionsmotor; 3 bezeichnet eine Drehmomentsteuervorrichtung; 4 bezeichnet eine Stromdetektorvorrichtung; und 5 bezeichnet eine Parameterbestimmungsvorrichtung.

Bei dem in Fig. 14 gezeigten, herkömmlichen Induktionsmotorsteuersystem empfängt die Erregerstromvorgabe- Berechnungsvorrichtung 1 einen sekundären Magnetfluß ϕdr*, der von dem Induktionsmotor 2 abgegeben werden soll, führt eine Operation entsprechend der nachstehenden Gleichung (20) durch, wobei ein Wechselspannungssignal einem Gleichspannungssignal proportional zum sekundären Magnetfluß ϕdr* hinzugefügt (überlagert) wird, und gibt eine Erregerstromvorgabe ids* des Induktionsmotors 2 aus.

[Formel 7]

ids* = {1 + k1sing(2πf1t) + k2sing(2πf2t) ϕdr* M (20)

wobei
t: Zeit
k1: Amplitude eines ersten Überlagerungssignals
f1: Frequenz des ersten Überlagerungssignals
k2: Amplitude eines zweiten Überlagerungssignals und
f2: Frequenz des zweiten Überlagerungssignals ist.

Es ist bekannt, daß der Erregerstrom zumindest zwei Frequenzkomponenten enthalten muß, damit gleichzeitig eine Drehwinkelgeschwindigkeit und ein Sekundärwiderstand des Induktionsmotors bestimmt werden können. Der Grund hierfür ist folgender. Ein in Fig. 15 dargestelltes Schaltbild ist als Aquivalenzschaltung des T-Typs bekannt, bei welcher ein Erregerstrom einen festen Wert aufweist. In der Figur bezeichnet ωs eine Schlupfwinkelgeschwindigkeit. Die Bestimmung der Drehwinkelgeschwindigkeit des Induktionsmotors entspricht der Bestimmung der Schlupfwinkelgeschwindigkeit in der Figur, wegen ωr = ω - s.

Die gleichzeitige Bestimmung einer Drehwinkelgeschwindigkeit und eines Sekundärwiderstands des Induktionsmotors aus dem Primärstrom und der Primärspannung des Induktionsmotors, der mit festem Erregerstrom gesteuert wird, entspricht der Bestimmung von Rr/ωs in der Figur. Nach diesem Prinzip ist es daher unmöglich, die beiden Größen voneinander zu trennen.

Wenn der Erregerstrom nicht konstant gehalten wird, weisen ω und ωs keinen festen Wert auf. ω enthält mehrere Komponenten. Die Äquivalenzschaltung des Typs T hält jede der unterschiedlichen Schlupfwinkelgeschwindigkeiten ωs für jede der Komponenten von ω fest. Der Induktionsmotor, bei welchem eine Steuerung vorgesehen ist, die den Erregerstrom nicht konstant hält, kann daher gleichzeitig die Drehwinkelgeschwindigkeit und den Sekundärwiderstand bestimmen. Daher weisen die verwendeten Überlagerungsfrequenzen f1 und f2 einen unterschiedlichen Wert auf, und diese Frequenzen f1 und f2 sind in dem im Artikel 1 beschriebenen, herkömmlichen Steuersystem folgende:
f1 = 1 (Hz)
f2 = 3 (Hz)

In dem Artikel 1 beträgt die Periode des ersten Überlagerungssignals 1/f1, und ist die Nennleistung des Induktionsmotors gleich 3,7 kW. In diesem Sinne ist dieses Signal ein Wechselspannungssignal, welches eine Periode aufweist, die länger ist als eine sekundäre Zeitkonstante (= Lr/Rr) des Induktionsmotors 2.

Wenn eine Drehmomentvorgabe τm*, entsprechend dem von dem Indutkionsmotor 2 abzugebenden Drehmoment, und eine Erregerstromvorgabe ids* von der Erregerstromvorgabe- Berechnungsvorrichtung 1 der Drehmomentsteuervorrichtung 3 zugeführt werden, empfängt die Drehmomentsteuervorrichtung 3 Primärströme ius und ivs in drei Phasen von der Stromdetektorvorrichtung 4, eine bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ω.r0 von der Stromdetektorvorrichtung 4, und einen bestimmten Sekundärwiderstand Rr0 von der Parameterbestimmungsvorrichtung 5, und verarbeitet diese Faktoren so, daß das Ausgangsdrehmoment τm des Induktionsmotors dem Wert τm* folgt, und liefert Primärspannungen vus, vvs und vws in drei Phasen an den Induktionsmotor.

Die Parameterbestimmungsvorrichtung 5 weist eine Meßeinheit 6 auf, eine Verstärkungsberechnungseinheit 7, eine Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit 8, eine Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit 9 und eine Primärwiderstands-Bestimmungseinheit 10.

Die Parameterbestimmungsvorrichtung 5 empfängt die Primärspannungsvorgabe vus* und vvs* von der Drehmomentsteuervorrichtung 3, und die Primärströme ius und ivs von der Stromdetektorvorrichtung 4, und gibt eine bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 und einen bestimmten Sekundärwiderstand Rr0 aus.

Die Meßeinheit 6 empfängt die Primärstromvorgaben vus* und vvs* von der Drehmomentsteuervorrichtung 3, die Primärströme ius und ivs von der Stromdetektorvorrichtung 4, eine Rückkopplungsverstärkung G von der Verstärkungsberechnungseinheit 7, eine bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 von der Drehgeschwindigkeits- Bestimmungseinheit 8, und einen bestimmten Sekundärwiderstand Rr0 von der Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit 9, sowie einen bestimmten Primärwiderstand Rs0 von der Primärwiderstandsbestimmungseinheit 10, und führt Operationen entsprechend den mathematischen Ausdrücken (21), (22) und (23) durch, um so einen bestimmten Primärstrom Is0, einen bestimmten Sekundärstrom Ir0, eine Zustandsabweichung E und einen bestimmten Sekundärmagnetfluß ϕr0 zu erzeugen.

[Formel 8]

Die Verstärkungsberechnungseinheit 7 erzeugt eine Rückkopplungsverstärkung G, die durch die Gleichung (24) vorgegeben wird, welche die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 enthält, die von der Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit 8 empfangen wird.

Die Anzahl an Polen der Meßeinheit 6 ist k mal so groß wie jene des Induktionsmotors 2, wenn die durch Gleichung (24) gegebene Rückkopplungsverstärkung G verwendet wird.

Die Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit 8 empfängt den bestimmten Sekundärmagnetfluß ϕr0 und die Zustandsabweichung E von der Meßeinheit 6, und berechnet ein äußeres Produkt E × ϕr0, korrigiert die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0, die in der Meßeinheit verwendet wird, unter Verwendung einer Gleichung (25), und gibt einen entsprechend korrigierten Wert aus.

[Formel 10]

Die Sekundärwiderstandsbestimmungseinheit 9 empfängt den bestimmten Sekundärstrom ir0 und die Zustandsabweichung E von der Meßeinheit 6, und berechnet ein inneres Produkt E.ir0, korrigiert den bestimmten Sekundärwiderstand Rr0, der in der Meßeinheit 6 verwendet wird, unter Verwendung von Gleichung (26), und gibt einen entsprechend korrigierten Wert aus.

[Formel 11]

Die Primärwiderstands-Bestimmungseinheit 10 empfängt den bestimmten Primärstrom is0 und die Zustandsabweichung E von der Meßeinheit 6, berechnet ein inneres Produkt E.is0, und korrigiert den bestimmten Primärwiderstand Rs0 unter Verwendung einer Gleichung (27), die in der Meßeinheit 6 verwendet wird, und gibt einen entsprechend korrigierten Wert aus.

[Formel 12]

Die Parameterbestimmungsvorrichtung 5, die auf die voranstehend geschilderte Weise aufgebaut ist und arbeitet, gibt eine bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 und einen bestimmten Sekundärwiderstand Rr0 aus.

Fig. 17 zeigt die Einzelheiten der Drehmomentsteuervorrichtung 3. In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 11 eine Drehmomentstromvorgabe- Berechnungseinheit; 12 bezeichnet eine Primärwinkelgeschwindigkeits-Berechnungseinheit; 13 bezeichnet einen Integrierer; 14 bezeichnet eine Koordinatentransformationseinrichtung zum Transformieren eines Primärstroms in ortsfesten Koordinaten in einen entsprechenden Wert in Drehkoordinaten; 15 und 16 bezeichnen Subtrahierer; 17 und 18 bezeichnen Stromsteuerungen; 19 bezeichnet eine Koordinatentransformationseinrichtung zum Transformieren einer Primärspannungsvorgabe in den Drehkoordinaten in einen entsprechenden Wert in ortsfesten Koordinaten; und 20 bezeichnet einen PWM-Wechselrichter.

Folgender mathematischer Ausdruck (28) gilt zwischen einem erzeugten Drehmoment τm, einer Amplitude ϕdr eines sekundären Magnetflusses und einem Drehmomentstrom iqs.

[Formel 13]

iqs ∝ τm/ϕ dr (28)

Die Drehmomentstromvorgabe-Berechnungseinheit 11 teilt daher eine Eingangsdrehmomentvorgabe τm* durch einen Sekundärmagnetflußamplituden-Berechnungswert ϕdr1, der von der Primärwinkelgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 12 empfangen wird, multipliziert das Ergebnis mit einer konstanten Zahl; und gibt dieses Ergebnis als eine Drehmomentstromvorgabe iqs* aus.

Die Primärwinkelgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 12 empfängt die Eingangserregerstromvorgabe ids*, eine Drehmomentstromvorgabe iqs*, einen bestimmten Sekundärwiderstand Rr0, und eine bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0, und berechnet einen Sekundärmagnetflußamplituden-Berechnungswert ϕdr1 und eine Primärwinkelgeschwindigkeit ω unter Verwendung der folgenden Gleichungen (29) und (30).

[Formel 14]

Der Integrierer 13 integriert eine Primärwinkelgeschwindigkeit ω, die von der Primärwinkelgeschwindigkeits-Berechnungseinheit 12 empfangen wird, und gibt einen Phasenwinkel θ aus.

Die Koordinatentransformationseinrichtung 14 führt eine Koordinatentransformation der Primärströme ius und ivs, die von der Stromdetektorvorrichtung 4 stammen, in das Drehkoordinatensystem mit zwei Achsen durch, entsprechend dem Phasenwinkel θ.

Der Subtrahierer 15 subtrahiert den Erregerstrom ids von der Erregerstromvorgabe iqs*, um ein Differenzsignal zu erzeugen. Der Subtrahierer 16 subtrahiert den Drehmomentstrom iqs* von der Drehmomentstromvorgabe iqs*, um ein Differenzsignal zu erzeugen.

Die Stromsteuerung 17 verstärkt das von dem Subtrahierer 15 stammende Differenzsignal, so daß der Erregerstrom ids der Erregerstromvorgabe ids* folgt, und gibt das Ergebnis in Form einer d-Achsen-Spannungsvorgabe vds* aus.

Die Stromsteuerung 18 verstärkt das von dem Subtrahierer 16 stammende Differenzsignal, so daß der Drehmomentstrom iqs der Drehmomentstromvorgabe iqs* folgt, und gibt das Ergebnis in Form einer q-Achsen-Spannungsvorgabe vqs* aus.

Die Koordinatentransformationseinrichtung 19 führt eine Koordinatentransformation der d- und q-Achsen- Spannungsvorgaben vds* und vqs* durch, die von den Stromsteuerungen 17 und 18 stammen, und zwar in die ortsfesten Koordinaten für drei Phasen, entsprechend dem Phasenwinkel θ, und erzeugt 3-phasige Spannungsvorgaben vus*, vvs* und vws*.

Der PWM-Wechselrichter 20 empfängt die 3-phasigen Spannungsvorgaben vus*, vvs* und vws*, und liefert 3-phasige Primärspannungen vus, uvs und vws an den Induktionsmotor 2.

Bei dem wie voranstehend geschildert aufgebauten Steuersystem für einen Induktionsmotor folgt selbst dann, wenn sich der Induktionsmotor 2 erwärmt und sich seine Temperatur ändert, und sich die primären und sekundären Widerstandswerte ändern, der bestimmte primäre und sekundäre Widerstand den primären und sekundären Änderungen. Daher kann das Steuersystem den Induktionsmotor ohne einen Drehwinkelgeschwindigkeitssensor steuern, so daß das Ausgangsdrehmoment τm des Induktionsmotors 2 der Drehmomentvorgabe rm* folgt.

Bei dem herkömmlichen Induktionsmotorsteuersystem treten allerdings folgende Schwierigkeiten auf: 1) Die Bestimmung des Primärwiderstands ist für den regenerativen Bereich unmöglich. 2) Die Genauigkeit der Bestimmung des Sekundärwiderstands hängt wesentlich von der Primärfrequenz ab. 3) Drehmomentbrummen tritt in dem Ausgangsdrehmoment τm auf. 4) Eine Anzahl an Operationen ist dazu erforderlich, mehrere Frequenzen von Wechselspannungskomponenten des Erregerstroms zur Verfügung zu stellen. 5) Es ist relativ schwierig, getrennt den Sekundärwiderstand und die Drehwinkelgeschwindigkeit zu bestimmen.

Die erste Schwierigkeit 1) wird nunmehr erläutert. Ein Vektordiagramm, welches die Beziehung zwischen der Zustandsabweichung E, dem Primärstrom is, und den bestimmten Primärstrom is0 beschreibt, ist in Fig. 16 dargestellt. Die folgende Diskussion erfolgt auf der Grundlage des Vektordiagramms.

Es ist keine vektorielle Übereinstimmung zwischen dem Primärstrom und dem bestimmten Primärstrom is0 vorhanden, wenn eine Abweichung zwischen der Drehwinkelgeschwindigkeit ωr und der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 vorhanden ist, eine Abweichung zwischen dem Sekundärwiderstand Rr und dem bestimmten Sekundärwiderstand Rr0 vorhanden ist, und eine Abweichung zwischen dem Primärstrom rs und dem bestimmten Primärstrom is vorhanden ist.

Falls eine Abweichung zwischen einem bestimmten Wert und dem wahren Wert vorhanden ist, so wird die Beziehung zwischen dem Primärstrom is, dem bestimmten Primärstrom is0, und der Zustandsabweichung mathematisch ausgedrückt als E = (is0 - is), und diese Vektoren ergeben sich so, wie dies in Fig. 16 gezeigt ist.

Die Koordinaten in Fig. 16 sind Koordinaten in der Ebene der d-q-Achsen (statische oder ortsfeste Koordinaten), die sich mit einer Frequenz ω synchron zum bestimmten sekundären Magnetfluß ϕrθ drehen.

Die Primärwiderstandsbestimmungseinheit 10 bestimmt einen bestimmten Primärwiderstand mittels Durchführung der Operation gemäß Gleichung (27). Der integrierte Term (is0.E) in dieser Gleichung stellt das innere Produkt des bestimmten Primärstroms is0 und der Zustandsabweichung (Primärstromfehler) (E) dar.

Wenn die Amplitude |is0| des bestimmten Primärstroms konstant ist, nimmt der integrierte Term einen Wert proportional zu einer Komponente an, die in Phase zum bestimmten Primärstrom is0 der Zustandsabweichung E liegt.

Fig. 18A ist ein Vektordiagramm, welches eine Beziehung zwischen dem bestimmten Primärstrom is0 und der Zustandsabweichung E zeigt, wenn eine Differenz (ein Fehler) zwischen dem Primärwiderstand Rs und dem bestimmten Primärwiderstand Rs0 des Induktionsmotors vorhanden ist.

Es wird angenommen, daß dann, wenn eine Phasendifferenz ϕ zwischen is0 und E vorhanden ist, E = ξα ist, und E gleich Eα ist, und daß dann, wenn eine Phasendifferenz ξ zwischen is0 und E den Wert ξβ aufweist, E = Eβ.

Wenn die Phasendifferenz ξα beträgt, ist der Wert des integrierten Terms E.is0 (=|E||is0|cosξ) kleiner als dann, wenn die Phasendifferenz ξ gleich 0° ist. Daher ist die Operation gemäß Gleichung (27) empfindlich auf Rauschen, und ist eine Verbesserung ihrer Bestimmungsantwort unmöglich.

Wenn die Phasendifferenz ξβ ist, dreht sich das Vorzeichen des integrierten Terms (E.is0) um. Befindet sich die Gleichung (27) in diesem Zustand, so bildet die Gleichung für den bestimmten Primärwiderstand eine positive Rückkopplungsschleife und divergiert.

Zusammenfassend ist, wenn |ξ| < 90° ist, die Bestimmungsoperation (Durchführung der Operation gemäß Gleichung (27)) stabil, und wird der integrierte Term (E.is0) klein, wenn sich |ξ| an 90° annähert. Für |ξ| = 90° weist (E.is0) den Wert 0 auf, und daher ist der Bestimmungsvorgang unmöglich. Für |ξ| < 90° ist die Bestimmungsoperation instabil.

Daher ist es wünschenswert, daß die Zustandsabweichung E in Phase mit dem bestimmten Primärstrom is0 ist (Phasendifferenz ξ = 0°). In diesem Zustand ist die Bestimmungsoperation für den Primärwiderstand stabil und äußerst exakt.

Fig. 19A ist ein Diagramm, welches ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Phasendifferenz ξ und der Primärwinkelgeschwindigkeit ω zeigt, die von der herkömmlichen Parameterbestimmungsvorrichtung 5 stammt (die Drehwinkelgeschwindigkeit ωr ist angegeben in 100 (rad/s)). In der Figur bezeichnet die Abszisse die Winkelgeschwindigkeit (also die Primärwinkelgeschwindigkeit ω) des bestimmten Primärstroms is0, und bezeichnet die Ordinate eine Phasendifferenz ξ zwischen dem bestimmten Primärstrom is0 und der Zustandsabweichung E.

In Fig. 19A ist mit "k" ein Parameter der Verstärkungsberechnungseinheit 7 bezeichnet. Man sieht, daß die ξ-ω-Eigenschaft sich entsprechend dem Parameter "k" ändert. Ist "k" groß, so gilt |ξ| < 90°, und divergiert die Gleichung (27) für den bestimmten Primärwiderstand Rs0.

Weiterhin enthält ein Frequenzbereich, in welchem ωr0 < 100 (rad/s) gilt, einen Bereich, in welchem |ξ| < 90° ist. Diese Tatsache führt dazu, daß die Bestimmungsoperation für den bestimmten Primärwiderstand in einem Bereich divergiert, in welchem die Primärwinkelgeschwindigkeit niedriger als die Drehwinkelgeschwindigkeit ist, also in dem Regenerationsbereich.

Wie sich aus Fig. 19A ergibt, nimmt bei dem herkömmlichen Induktionsmotorsteuersystem die Phasendifferenz ξ nicht einen erwünschten Wert an (0°, konstant), in dem spezifischen Bereich der Primärwinkelgeschwindigkeit ω. Daher ist die Bestimmungsoperation für den bestimmten Primärwiderstand instabil, so daß beispielsweise das Reaktionsvermögen schlecht ist oder die Operation divergiert. Dies führt zu einer Beeinträchtigung der Genauigkeit und des Reaktionsvermögens in bezug auf die Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 und den bestimmten sekundären Widerstand Rr0, und zu einer Divergenz der entsprechenden Operationen.

Bei derartigen Verhältnissen werden die Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 und der bestimmte Sekundärwiderstand Rr0, welche Fehler enthalten, der Drehmomentsteuervorrichtung 3 zugeführt. Dann folgt das Ausgangsdrehmoment τm nicht der Drehmomentvorgabe τm*, oder es tritt ein anderes Instabilitätsphänomen auf.

Das voranstehend erwähnte zweite Problem 2) wird nunmehr beschrieben.

Die Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit 9 führt eine Operation entsprechend Gleichung (26) zur Erzeugung eines bestimmten Sekundärwiderstands durch. In der Gleichung ist der integrierte Term (ir0.E) das innere Produkt des bestimmten Sekundärstroms ir0 und der Zustandsabweichung (Primärstromfehler) E.

Wenn die Amplitude |ir0| des bestimmten Sekundärstroms einen festen Wert aufweist, nimmt der integrierte Term (ir0.E) einen Wert proportional zu einer Komponente an, die in Phase mit dem bestimmten Sekundärstrom ir0 der Zustandsabweichung E liegt.

Fig. 18B ist ein Vektordiagramm, welches eine Beziehung zwischen dem bestimmten Sekundärstrom ir0 und der Zustandsabweichung E zeigt, wenn eine Differenz (ein Fehler) zwischen dem Sekundärwiderstand Rr und dem bestimmten Sekundärwiderstand Rr0 vorhanden ist.

Es wird angenommen, daß E = Eρ ist, wenn die Phasendifferenz ξ zwischen dem bestimmten Sekundärstrom ir0 und der Zustandsabweichung E die Phasendifferenz ξρ aufweist, und daß E gleich Eσ ist, wenn die Phasendifferenz ξ zwischen dem bestimmten Sekundärstrom ir0 und der Zustandsabweichung gleich ξσ ist.

Ist die Phasendifferenz gleich ξρ, so weist der integrierte Term (ir0.E) (= |E||ir0|cosξ) einen kleineren Wert auf als dann, wenn ξ = 0°. In diesem Fall ist die Operation gemäß Gleichung (26) empfindlich für Rauschen, und ist eine Verbesserung ihres Reaktionsvermögens unmöglich.

Weist die Phasendifferenz den Wert ξσ auf, so kehrt sich das Vorzeichen des Wertes des integrierten Terms (ir0.E) um. In diesem Zustand bildet die Gleichung (26) für den bestimmten Sekundärwiderstand eine positive Rückkopplungsschleife und divergiert.

Zusammenfassend ist, wenn |ξ| < 90° ist, die Sekundärwiderstands-Bestimmungsoperation stabil, jedoch wird, wenn |ξ| nahe an 90° gelangt, der integrierte Term (ir0.E) klein. Für |ξ| = 90° ergibt sich (ir0.E) = 0, und wird die Bestimmungsoperation unmöglich. Bei |ξ| < 90° ist die Bestimmungsoperation instabil.

Hieraus wird deutlich, daß es wünschenswert wäre, daß die Zustandsabweichung E in Phase mit dem bestimmten Sekundärstrom ir0 liegt (Phasendifferenz ξ = 0°). Wenn diese Bedingung erfüllt ist, ist die Bestimmungsoperation für die Sekundärwiderstandsbestimmung stabil und äußerst genau.

Fig. 20A ist ein Diagramm, welches ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Phasendifferenz ξ und der Primärwinkelgeschwindigkeit ω zeigt, die von der herkömmlichen Parameterbestimmungsvorrichtung 5 stammen (Drehwinkelgeschwindigkeit ωr = 100(rad/s)). In dem Diagramm bezeichnet die Abszisse die Winkelgeschwindigkeit von ir0 (also die Primärwinkelgeschwindigkeit ω) und gibt die Ordinate die Phasendifferenz ξ zwischen ir0 und E an.

In Fig. 20A ist mit "k" ein Parameter in der Verstärkungsberechnungseinheit 7 bezeichnet. Man sieht, daß sich das Profil der ξ-ω-Eigenschaft ändert, abhängig vom Wert des Parameters "k". Ist "k" klein, so gilt |ξ| < 90°, und divergiert die Gleichung für den bestimmten Sekundärwiderstand Rr0.

Für hohe Frequenzen gilt, daß ξ, annähernd gleich -90° ist, unabhängig vom Wert von "k". Dieser Zustand führt dazu, daß (ir0.E) gleich 0 wird, und daß die Bestimmungsoperation für den Sekundärwiderstand unmöglich wird.

Aus Fig. 20A wird deutlich, daß bei dem herkömmlichen Steuersystem für einen Induktionsmotor die Phasendifferenz ξ nicht einen gewünschten Wert annehmen kann. Daher weist die Operation zur Bestimmung des Sekundärwiderstands ein schlechtes Reaktionsvermögen auf, oder divergiert (ist also instabil). Dies führt dazu, daß die Genauigkeit und das Reaktionsvermögen in bezug auf die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 und den bestimmten Primärwiderstand Rs0 beeinträchtigt wird, oder manchmal der sich ergebende Wert divergiert.

In diesem Zustand werden die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 und der bestimmte Sekundärwiderstand Rr0, welche Fehler enthalten, der Drehmomentsteuervorrichtung 3 zugeführt. Dies führt dazu, daß das Ausgangsdrehmoment τm nicht der Drehmomentvorgabe τm* folgt, oder die Bestimmungsoperation instabil ist.

Das voranstehend erwähnte dritte Problem (3) wird nunmehr beschrieben. Fig. 21 ist ein Diagramm, welches eine Übergangseigenschaft beim Übergang von dem Erregerstrom ids auf (ϕdr/M) und idr zeigt. Der erste und zweite Frequenzkoeffizient des herkömmlichen Steuersystems, in welchem ein Wechselspannungssignal durch Gleichung (20) gegeben ist, enthalten Frequenzkomponenten, die eine ausreichend kürzere Periode als der Kehrwert der sekundären Zeitkonstanten 1/Tr aufweisen.

Wenn sich die Sekundärmagnetflußamplitude Φdr des Induktionsmotors 2 ändert, ändert sich der Wert der Gegeninduktivität M infolge einer magnetischen Sättigung. Daher ist es wünschenswert, daß die Sekundärmagnetflußamplitude Φdr einen festen Wert annimmt, um das gewünschte Drehmoment bei der Steuerung des Induktionsmotors sicherzustellen.

Aus Fig. 21 wird deutlich, daß dann, wenn der Erregerstrom ids Frequenzkomponenten enthält, deren Periode kürzer ist als 1/Tr, die Sekundärmagnetflußamplitude ϕdr ebenfalls diese Frequenzkomponenten enthält. Daher enthält die Gegeninduktivität M diese Frequenzkomponenten ebenfalls. Die Wechselspannungskomponenten tauchen als Drehmomentbrummen in dem Ausgangsdrehmoment τm auf, welches daher nicht mit der Drehmomentvorgabe τm* zusammenfällt.

Als nächstes wird das voranstehend angegebene vierte Problem 4) erläutert.

Bei dem herkömmlichen Induktionsmotorsteuersystem ist es, um "n" Arten von Wechselspannungskomponenten des Erregerstroms bereitzustellen, erforderlich, "n" mal die Operationen "k1sin(2πf1t) + k2sin(2πf2t) + k3sin(2πf3t) + . . . knsin(2πfnt)" durchzuführen, sowie die Operationen der Sinusfunktion. Die Operation der Sinusfunktion ist komplizierter als die Operationen der Addition, Subtraktion und Multiplikation, und nimmt daher eine erhebliche Zeit in Anspruch.

Schließlich wird das voranstehend erwähnte fünfte Problem 5) erläutert.

Das herkömmliche Induktionsmotorsteuersystem bestimmt eine Drehwinkelgeschwindigkeit unter Verwendung der Quadraturkomponente des bestimmten Sekundärmagnetflusses der Zustandsabweichung E {Jϕr0)^TE} (Gleichung (25)). Weiterhin wird ein Sekundärwiderstand unter Verwendung der Komponente (E.ir0) der Zustandsabweichung E bestimmt, die in Phase mit dem bestimmten Sekundärstrom ir0 liegt (Gleichung (26)).

Wenn die Frequenzen der Wechselspannungskomponenten des Erregerstroms ids niedrig sind, oder ihre Amplituden klein sind, ist die d-Achsenkomponente idr des Sekundärstroms klein. Ist die d-Achsenkomponente idr klein, so dominiert die qu-Achsenkomponente. In diesem Fall ist der Sekundärstrom im wesentlichen gleich der Komponente (q-Achsenkomponente) orthogonal zum bestimmten Sekundärmagnetfluß. Daher ist der Wert der Quadraturkomponente {(Jϕr0)^TE} im wesentlichen gleich dem Wert der Komponente E.ir0 in Phase. Die Funktion der Quadraturkomponente des bestimmten Sekundärmagnetflusses wird daher sowohl für die Drehgeschwindigkeitsbestimmung als auch die Sekundärwiderstandsbestimmung verwendet. Dabei ist es unmöglich, getrennt den Sekundärwiderstand und die Drehwinkelgeschwindigkeit zu bestimmen.

Die vorliegende Erfindung wurde zur Lösung der voranstehend geschilderten Schwierigkeiten entwickelt, die bei dem herkömmlichen Steuersystem für einen Induktionsmotor auftreten, und ihr Ziel besteht in der Bereitstellung eines Steuersystems für einen Induktionsmotor, welches den Primärwiderstand, den Sekundärwiderstand und die Drehwinkelgeschwindigkeit stabil und mit hohem Reaktionsvermögen bestimmen kann, unabhängig von den Betriebsbedingungen, beispielsweise dem Ausgangsdrehmoment und der Drehwinkelgeschwindigkeit, und daher die Drehwinkelgeschwindigkeit und das Ausgangsdrehmoment des Induktionsmotors stabil und mit hoher Genauigkeit steuern kann.

Gemäß einer ersten, weitreichenden Zielrichtung stellt die vorliegende Erfindung ein erstes Steuersystem für einen Induktionsmotor zur Verfügung, welches aufweist: eine Stromdetektorvorrichtung zum Detektieren eines Primärstroms des Induktionsmotors; eine Erregerstromvorgabe- Berechnungsvorrichtung zum Empfang einer Sekundärmagnetflußvorgabe, die von dem Induktionsmotor ausgegeben werden soll, und zur Verarbeitung eines Wechselspannungssignals und eines Gleichspannungssignals proportional zur Sekundärmagnetflußvorgabe, um hierdurch eine Erregerstromvorgabe für den Induktionsmotor zu erzeugen;
eine Drehmomentsteuervorrichtung zum Empfang einer Drehmomentvorgabe, für das von dem Induktionsmotor abzugebende Drehmoment, und der Erregerstromvorgabe, und zur Verarbeitung der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, des bestimmten Sekundärwiderstands und des Primärstroms, wobei die Drehmomentsteuervorrichtung eine Primärspannung des Induktionsmotors so steuert, daß das Ausgangsdrehmoment des Induktionsmotors der Drehmomentvorgabe folgt;
eine erste Parameterbestimmungsvorrichtung zur Verarbeitung des bestimmten Primärwiderstands, der Primärspannung und des Primärstroms des Induktionsmotors, um hierdurch die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit und den bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen; und
eine zweite Parameterbestimmungsvorrichtung zur Verarbeitung der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, des bestimmten Sekundärwiderstands, der Primärspannung und des Primärstroms, um hierdurch den bestimmten Primärwiderstand zu erzeugen;
wobei die erste Parameterbestimmungsvorrichtung aufweist

• a) eine erste Meßeinheit zur Verarbeitung des bestimmten Primärwiderstands, des bestimmten Sekundärwiderstands, der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, einer ersten Rückkopplungsverstärkung, der Primärspannung und des Primärstroms, um hierdurch einen bestimmten Sekundärstrom, einen bestimmten sekundären Magnetfluß und eine erste Zustandsabweichung zu erzeugen,
• b) eine Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung der ersten Zustandsabweichung und des bestimmten Sekundärmagnetflusses, die von der ersten Meßeinheit stammen, um hierdurch die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit zu erzeugen,
• c) eine Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung der ersten Zustandsabweichung und des bestimmten Sekundärstroms, die von der ersten Meßeinheit stammen, um hierdurch den bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen, und
• d) eine erste Verstärkungsberechnungseinheit zur Verarbeitung der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, die von der Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit stammt, um hierdurch die erste Rückkopplungsverstärkung zu erzeugen, so daß die erste Zustandsabweichung eine Komponente orthogonal zum bestimmten Sekundärmagnetfluß enthält, und

die zweite Parameterbestimmungseinheit aufweist

• a) eine zweite Meßeinheit zur Verarbeitung des bestimmten Primärwiderstands, des Sekundärwiderstands, der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, einer zweiten Rückkopplungsverstärkung, der Primärspannung und des Primärstroms, um hierdurch einen bestimmten Primärstrom und eine zweite Zustandsabweichung zu erzeugen,
• b) eine Primärwiderstands-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung der zweiten Zustandsabweichung und des bestimmten Primärstroms, um hierdurch den bestimmten Primärwiderstand zu erzeugen, und
• c) eine zweite Verstärkungsberechnungseinheit zur Verarbeitung der Drehwinkelgeschwindigkeit, die von der Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit stammt, um hierdurch die zweite Zustandsabweichung zu erzeugen, so daß die erste Zustandsabweichung eine Komponente in Phase mit dem bestimmten Primärstrom enthält.

Bei dem ersten Steuersystem verarbeitet die Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit die erste Zustandsabweichung, den bestimmten Sekundärmagnetfluß und den bestimmten Sekundärstrom, die von der ersten Meßeinheit stammen, um hierdurch einen bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen.

Weiterhin führt bei dem ersten Induktionsmotorsteuersystem die Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit einen Vorgang aus, unter Verwendung des Produkts einer Komponente, die in Phase mit einem bestimmten Sekundärmagnetfluß ist, der in der ersten Zustandsabweichung enthalten ist, und eine andere Komponente, die in Phase mit dem bestimmten Sekundärmagnetfluß ist, der in dem bestimmten Sekundärstrom enthalten ist, um hierdurch einen bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen.

Bei dem ersten Induktionsmotorsteuersystem führt die Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit eine Operation entsprechend der folgenden Gleichung (1) durch, welche den bestimmten Sekundärwiderstand definiert.

Ein zweiter, breit gefächerter Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein zweites Steuersystem für einen Induktionsmotor zur Verfügung, welches aufweist:
eine Stromdetektorvorrichtung zum Detektieren eines Primärstroms eines Induktionsmotors;
eine Erregerstromvorgabe-Berechnungsvorrichtung zum Empfang einer Sekundärmagnetflußvorgabe, die von dem Induktionsmotor ausgegeben werden soll, und zur Durchführung eines Vorgangs unter Verwendung der Sekundärmagnetflußvorgabe, um hierdurch eine Erregerstromvorgabe des Induktionsmotors zu erzeugen;
eine Drehmomentsteuervorrichtung zum Empfang einer Drehmomentvorgabe, die von dem Induktionsmotor ausgegeben werden soll, und der Erregerstromvorgabe, und zur Verarbeitung der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, des bestimmten Sekundärwiderstands und des Primärstroms, wobei die Drehmomentsteuervorrichtung eine Primärspannung des Induktionsmotors entsprechend dem Ergebnis der Verarbeitung steuert, so daß ein Ausgangsdrehmoment des Induktionsmotors der Drehmomentvorgabe folgt;
eine erste Parameterbestimmungsvorrichtung zur Verarbeitung des bestimmten Primärwiderstands, des bestimmten Sekundärwiderstands, der Primärspannung und des Primärstroms des Induktionsmotors, um hierdurch die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit zu erzeugen; und
eine zweite Parameterbestimmungsvorrichtung zur Verarbeitung der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, der Primärspannung und des Primärstroms, um hierdurch den bestimmten Primärwiderstand und den bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen;
wobei die erste Parameterbestimmungsvorrichtung aufweist

• a) eine erste Meßeinheit zur Verarbeitung des bestimmten Primärwiderstands, des bestimmten Sekundärwiderstands, der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, einer ersten Rückkopplungsverstärkung, der Primärspannung und des Primärstroms, um hierdurch einen bestimmten Sekundärmagnetfluß und eine erste Zustandsabweichung zu erzeugen,
• b) eine Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung der ersten Zustandsabweichung und des bestimmten Sekundärmagnetflusses, die von der ersten Meßeinheit stammen, um hierdurch die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit zu erzeugen,
• c) eine erste Verstärkungsberechnungseinheit zur Verarbeitung der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, die von der Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit stammt, um hierdurch die erste Rückkopplungsverstärkung zu erzeugen, so daß die erste Zustandsabweichung eine Komponente orthogonal zu dem bestimmten Sekundärmagnetfluß enthält, und

die zweite Parameterbestimmungseinheit aufweist

• a) eine zweite Meßeinheit zur Verarbeitung des bestimmten Primärwiderstands, des Sekundärwiderstands, der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, einer zweiten Rückkopplungsverstärkung, der Primärspannung und des Primärstroms, um hierdurch einen bestimmten Primärstrom und eine zweite Zustandsabweichung zu erzeugen,
• b) eine Primärwiderstands-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung der zweiten Zustandsabweichung und des bestimmten Primärstroms, um hierdurch den bestimmten Primärwiderstand zu erzeugen, und
• c) eine Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung des bestimmten Primärwiderstands, der von der Primärwiderstands-Bestimmungseinheit stammt, um hierdurch den bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen,
• d) eine zweite Verstärkungsberechnungseinheit zur Verarbeitung der Drehwinkelgeschwindigkeit, die von der Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit stammt, um hierdurch die zweite Zustandsabweichung zu erzeugen, so daß die erste Zustandsabweichung eine Komponente enthält, die in Phase mit dem bestimmten Primärstrom liegt.

Wenn bei dem ersten oder zweiten Induktionsmotorsteuersystem eine Abweichung zwischen der Drehwinkelgeschwindigkeit und der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit des Induktionsmotors hervorgerufen wird, erzeugt die erste Verstärkungsberechnungseinheit eine erste Rückkopplungsverstärkung, die dazu führt, daß eine Komponente orthogonal zum bestimmten Sekundärfluß in einer ersten Zustandsabweichung enthalten ist, und wenn eine Abweichung zwischen dem Primärwiderstand und dem bestimmten Primärwiderstand des Induktionsmotors erzeugt wird, berechnet die zweite Verstärkungsberechnungseinheit eine zweite Rückkopplungsverstärkung, die dazu führt, daß eine in Phase mit dem bestimmten Primärfluß liegende Komponente in einer zweiten Zustandsabweichung vorhanden ist.

Bei dem ersten oder zweiten Induktionsmotorsteuersystem führt die erste Meßeinheit die Operationen gemäß Gleichungen (2), (3) und (4) durch, führt die erste Verstärkungsberechnungseinheit die Operation von Gleichung (5) durch, welche die erste Rückkopplungsverstärkung festlegt, führt die Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit die Operation gemäß Gleichung (6) durch, welche die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit festlegt, führt die zweite Meßeinheit die Operationen gemäß Gleichungen (7), (8) und (9) durch, führt die zweite Verstärkungsberechnungseinheit die Operation von Gleichung (10) durch, welche die zweite Rückkopplungsverstärkung festlegt, und führt die Primärwiderstandsbestimmungseinheit die Operation gemäß Gleichung (11) durch, welche den Primärwiderstand festlegt.

Weiterhin ist der mathematische Ausdruck, der die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit festlegt, eine Gleichung (6A), die dadurch gebildet wird, daß Gleichung (6) durch den Kehrwert des Quadrats des bestimmten Sekundärflusses geteilt wird, und ist der mathematische Ausdruck, der den bestimmten Primärwiderstand festlegt, eine Gleichung (11A), die dadurch gebildet wird, daß Gleichung (11) durch den Kehrwert des Quadrats des bestimmten Primärstroms geteilt wird.

Eine dritte, weitreichende Zielrichtung der vorliegenden Erfindung stellt ein drittes Steuersystem für einen Induktionsmotor zur Verfügung, welches aufweist:
eine Stromdetektorvorrichtung zum Detektieren eines Primärstroms eines Induktionsmotors;
eine Erregerstromvorgabe-Berechnungsvorrichtung zum Empfang einer Sekundärmagnetflußvorgabe, die von dem Induktionsmotor ausgegeben werden soll, und zur Verarbeitung eines Wechselspannungssignals und eines Gleichspannungssignals proportional zur Sekundärmagnetflußvorgabe, um hierdurch eine Erregerstromvorgabe des Induktionsmotors zu erzeugen;
eine Drehmomentsteuervorrichtung zum Empfang einer Drehmomentvorgabe, die von dem Induktionsmotor ausgegeben werden soll, und der Erregerstromvorgabe, und zur Verarbeitung der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, des bestimmten Sekundärwiderstands und des Primärstroms, wobei die Drehmomentsteuervorrichtung eine Primärspannung des Induktionsmotors so steuert, daß ein Ausgangsdrehmoment des Induktionsmotors der Drehmomentvorgabe folgt; und eine Parameterbestimmungsvorrichtung zur Verarbeitung der Primärspannung und des Primärstroms des Induktionsmotors, um hierdurch die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit und den bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen; wobei
die Parameterbestimmungsvorrichtung aufweist

• a) eine Meßeinheit zur Verarbeitung des bestimmten Primärwiderstands, des bestimmten Sekundärwiderstands, der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, einer Rückkopplungsverstärkung, der Primärspannung und des Primärstroms, um hierdurch einen bestimmten Sekundärstrom, einen bestimmten Sekundärmagnetfluß und eine Zustandsabweichung zu erzeugen,
• b) eine Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung der Zustandsabweichung und des bestimmten Sekundärmagnetflusses, die von der Meßeinheit stammen, um hierdurch die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit zu erzeugen,
• c) eine Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung der Zustandsabweichung, des bestimmten Sekundärmagnetflusses, und des bestimmten Sekundärstroms, die von der Meßeinheit stammen, um hierdurch den bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen, und
• d) eine Primärwiderstands-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung des bestimmten Sekundärwiderstands, der von der Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit stammt, um hierdurch den bestimmten Primärwiderstand zu erzeugen,
• e) eine Verstärkungsberechnungseinheit zur Verarbeitung der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, die von der Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit stammt, um hierdurch die Rückkopplungsverstärkung zu erzeugen, so daß die Zustandsabweichung eine Komponente orthogonal zu dem bestimmten Sekundärmagnetfluß enthält,
• f) wobei dann, wenn eine Abweichung zwischen der Drehwinkelgeschwindigkeit und der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit des Induktionsmotors erzeugt wird, die Verstärkungsberechnungseinheit eine Rückkopplungsverstärkung erzeugt, welche dazu führt, daß eine Komponente orthogonal zu dem bestimmten Sekundärfluß in der Zustandsabweichung enthalten ist; und
• g) die Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit einen Vorgang unter Verwendung des Produkts einer Komponente, die in Phase mit einem bestimmten Sekundärmagnetfluß ist, und in der Zustandsabweichung enthalten ist, und eine andere Komponente durchführt, die in Phase mit dem bestimmten Sekundärmagnetfluß ist, der in dem bestimmten Sekundärstrom enthalten ist, um hierdurch einen bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen.

Bei dem Induktionsmotorsteuersystem führt die Meßeinheit die Operationen gemäß Gleichungen (14), (15) und (16) durch, führt die Verstärkungsberechnungseinheit die Operation gemäß Gleichung (17) durch, welche die Rückkopplungsverstärkung festlegt, führt die Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit die Operation gemäß Gleichung (18) durch, welche die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit (18) festlegt, und führt die Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit die Operation gemäß Gleichung (19) durch, welche den bestimmten Sekundärwiderstand festlegt.

Bei dem ersten, zweiten oder dritten Induktionsmotorsteuersystem empfängt die Erregerstromvorgabe- Berechnungsvorrichtung eine Sekundärmagnetflußvorgabe, die von dem Induktionsmotor ausgegeben werden soll, und verarbeitet ein Wechselspannungssignal, welches keine Wechselspannungskomponenten enthält, deren Perioden länger als eine sekundäre Zeitkonstante des Induktionsmotors sind, sowie ein Gleichspannungssignal proportional zur Sekundärmagnetflußvorgabe, um hierdurch eine Erregerstromvorgabe des Induktionsmotors zu erzeugen.

Bei dem ersten, zweiten oder dritten Induktionsmotorsteuersystem empfängt die Erregerstromvorgabe- Berechnungsvorrichtung eine Sekundärmagnetflußvorgabe, die von dem Induktionsmotor ausgegeben werden soll, und verarbeitet ein Wechselspannungssignal, das durch Frequenzmodulation eines Sinuswellensignals erzeugt wird, sowie ein Gleichspannungssignal proportional zur Sekundärmagnetflußvorgabe, um hierdurch eine Erregerstromvorgabe des Induktionsmotors zu erzeugen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Steuersystems für einen Induktionsmotor gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild von Einzelheiten einer ersten Meßeinheit 6a, die in dem Steuersystem gemäß Fig. 1 verwendet wird;

Fig. 3 ein Blockschaltbild der internen Ausbildung einer ersten Verstärkungsberechnungseinheit 7a in dem Steuersystem gemäß Fig. 1;

Fig. 4 ein Blockschaltbild der internen Ausbildung einer Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit 8a in dem Steuersystem gemäß Fig. 1;

Fig. 5 ein Blockschaltbild des internen Aufbaus einer Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit 9a in dem Steuersystem von Fig. 1;

Fig. 6 ein Blockschaltbild des internen Aufbaus einer zweiten Meßeinheit 6b in dem Steuersystem von Fig. 1;

Fig. 7 ein Blockschaltbild des internen Aufbaus einer Primärwiderstands-Bestimmungseinheit 10b in dem Steuersystem von Fig. 1;

Fig. 8 ein Vektordiagramm, welches eine Operation der ersten Verstärkungsberechnungseinheit 7a erläutert;

Fig. 9 ein Vektordiagramm, welches eine Operation der zweiten Verstärkungsberechnungseinheit 7b erläutert;

Fig. 10 ein Blockschaltbild einer Ausbildung eines Steuersystems für einen Induktionsmotor gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 ein Blockschaltbild der Ausbildung eines Steuersystems für einen Induktionsmotor gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12 ein Blockschaltbild der internen Ausbildung einer Meßeinheit 6e in dem Steuersystem gemäß Fig. 11;

Fig. 13 ein Spektraldiagramm mit einer Darstellung der Frequenzkomponenten eines Wechselspannungssignals, das bei einer Ausführungsform 5 der Erfindung verwendet wird;

Fig. 14 ein Blockschaltbild der Ausbildung eines herkömmlichen Steuersystems für einen Induktionsmotor;

Fig. 15 eine Darstellung einer Äquivalenzschaltung des Typs T eines Induktionsmotors;

Fig. 16 ein Vektordiagramm, welches eine Beziehung zwischen der Zustandsabweichung E und dem Primärstrom is zeigt, wobei der bestimmte Primärstrom gleich 0 ist;

Fig. 17 eine Darstellung von Einzelheiten der Drehmomentsteuervorrichtung;

Fig. 18A ein Vektordiagramm, welches die Beziehung zwischen dem bestimmten Primärstrom Is0 und der Zustandsabweichung E zeigt, wenn eine Differenz (ein Fehler) zwischen dem Primärwiderstand Rs und dem bestimmten Primärwiderstand Rs0 des Induktionsmotors vorhanden ist;

Fig. 18B ein Vektordiagramm, welches die Beziehung zwischen dem bestimmten Sekundärstrom Ir0 und der Zustandsabweichung E zeigt, wenn eine Differenz (ein Fehler) zwischen dem Sekundärwiderstand Rr und dem bestimmten Sekundärwiderstand Rr0 vorhanden ist;

Fig. 19A einen Graphen, der ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Phasendifferenz ξ und der Primärwinkelgeschwindigkeit ω zeigt, die von der herkömmlichen Parameterbestimmungsvorrichtung 5 stammt (Drehwinkelgeschwindigkeit ωr in 100 (rad/s);

Fig. 19B einen Graphen, der ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Phasendifferenz ξ und der Primärwinkelgeschwindigkeit ω zeigt, die von der zweiten Parameterbestimmungseinheit 5b gemäß der vorliegenden Erfindung stammt (Drehwinkelgeschwindigkeit ωr in 100 (rad/s));

Fig. 20A einen Graphen, der ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Phasendifferenz ξ und der Primärwinkelgeschwindigkeit ω zeigt, die von der herkömmlichen Parameterbestimmungsvorrichtung 5 stammen (Drehwinkelgeschwindigkeit ωr = 100 (rad/s));

Fig. 20B eine graphische Darstellung eines Beispiels für die Beziehung zwischen der Phasendifferenz ξ und der Primärwinkelgeschwindigkeit ω (ωr (Drehwinkelgeschwindigkeit) = 100 rad/s), die von der ersten Parameterbestimmungsvorrichtung 5a gemäß der vorliegenden Erfindung stammen; und

Fig. 21 einen Graphen, der eine Übergangscharakteristik von dem Erregerstrom ids auf (ϕdr/M) und idr zeigt.

Nachstehend erfolgt mit weiteren Einzelheiten eine Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.

Ausführungsform 1

Fig. 1 zeigt als Blockschaltbild ein Steuersystem für einen Induktionsmotor gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung. In der Figur entsprechen die Bezugszeichen 1 bis 4 den entsprechenden Bezugszeichen des bereits beschriebenen, herkömmlichen Induktionsmotorsteuersystems; 5a bezeichnet eine erste Parameterbestimmungsvorrichtung; 5b bezeichnet eine zweite Parameterbestimmungseinheit; 6a bezeichnet eine erste Meßeinheit; 6b bezeichnet eine zweite Meßeinheit; 7a bezeichnet eine erste Verstärkungsberechnungseinheit; 7b bezeichnet eine zweite Verstärkungsberechnungseinheit; 8a bezeichnet eine Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit; 9a bezeichnet eine Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit; und 10b bezeichnet eine Primärwiderstands-Bestimmungseinheit.

Wie dargestellt, weist die erste Parameterbestimmungsvorrichtung 5a die erste Meßeinheit 6a auf, die erste Verstärkungsberechnungseinheit 7a, die Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit 8a und die Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit 9a. Die erste Parameterbestimmungsvorrichtung 5a empfängt die Primärspannungsvorgaben vus* und vvs* von der Drehmomentsteuervorrichtung 3, die Primärströme ius und ivs von der Stromdetektorvorrichtung 4, und den bestimmten Primärwiderstand Rs0 von der zweiten Parameterbestimmungseinheit 5b. Die erste Parameterbestimmungsvorrichtung 5a gibt eine bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 und einen bestimmten Sekundärwiderstand Rr0 aus.

Die erste Meßeinheit 6a empfängt die Primärspannungsvorgaben vus* und vvs*, die Primärströme ius und ivs, eine erste Rückkopplungsverstärkung von der ersten Verstärkungsberechnungseinheit 7a, eine bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 von der Drehgeschwindigkeits- Bestimmungseinheit 8a, einen bestimmten Sekundärwiderstand Rr0 von der Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit 9a, und einen bestimmten Primärwiderstand Rs0 von der zweiten Parameterbestimmungseinheit 5b, und berechnet einen bestimmten Sekundärstrom ir01, eine erste Zustandsabweichung E1, und einen bestimmten Sekundärfluß ϕr0 durch Operationen entsprechend den Gleichungen (2), (3) und (4) unter Verwendung dieser empfangenen Faktoren.

Die Ziffer "1", die am Ende der Bezeichnungen des bestimmten Sekundärstroms ir01 und des bestimmten Sekundärflusses ϕr01 angebracht wird, dient zur Bezeichnung derartiger Größen, die das Ergebnis von Operationen der ersten Parameterbestimmungsvorrichtung 5a sind. Derartige Größen werden nachstehend allgemein als "erster bestimmter Sekundärstrom usw." bezeichnet.

Entsprechend wird die Ziffer "2" an den Enden der Größen angebracht, welche Ergebnisse von Operationen der zweiten Parameterbestimmungseinheit 5b darstellen, und derartige Ergebnisse werden allgemein als "zweiter bestimmter Magnetfluß usw." bezeichnet.

[Formel 15]

[Formel 16]

wobei

w_r0: bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeiten des Induktionsmotors
k_sp: Drehwinkelgeschwindigkeit, welche die Proportionalverstärkung festlegt
k_si: Drehwinkelgeschwindigkeit, welche die Integrationsverstärkung festlegt
R_s0: bestimmter primärer Sekundärwiderstand
k_rlp: Primärwiderstand, der die Verstärkung festlegt
k_rli Primärwiderstandsintegrationsverstärkung
V_s: Primärspannung des Induktionsmotors
ν_as: a-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) der Primärspannung des Induktionsmotors
ν_bs: b-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) der Primärspannung des Induktionsmotors
Φ_s01: bestimmter Primärmagnetfluß des Induktionsmotors
ϕ_as1: x-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) des bestimmten Primärmagnetflusses des Induktionsmotors
ϕ_bs1: b-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) des zweiten bestimmten Primärmagnetflusses des Induktionsmotors
Φ_s02: zweiter bestimmter Primärmagnetfluß des Induktionsmotors
ϕ_as2: a-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) des zweiten bestimmten Primärmagnetflusses des Induktionsmotors
ϕ_bs2: b-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) des zweiten bestimmten Primärmagnetflusses des Induktionsmotors
Φ_r02: zweiter bestimmter Sekundärmagnetfluß des Induktionsmotors
ϕ_ar2: a-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) des zweiten bestimmten Sekundärmagnetflusses des Induktionsmotors
ϕ_br2: b-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) des zweiten bestimmten Sekundärmagnetflusses des Induktionsmotors
i_s: Primärstrom des Induktionsmotors
i_as: a-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) des Primärstroms des Induktionsmotors
i_bs: b-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) des Primärstroms des Induktionsmotors
i_s01: erster bestimmter Primärstrom des Induktionsmotors
i_as1: a-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) des ersten bestimmten Primärstroms des Induktionsmotors

[Formel 17]

i_bs1

: b-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) des ersten bestimmten Primärstroms des Induktionsmotors
i_s02

: bestimmter Primärstrom des Induktionsmotors
i_as2

: a-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) des bestimmten Primärstroms des Induktionsmotors
i_bs2

: b-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) des bestimmten Primärstroms des Induktionsmotors
E2: zweite Zustandsabweichung
H1: erste Rückkopplungsverstärkung
H2: zweite Rückkopplungsverstärkung
P1: Lösung der Gleichung (12)
P2: Lösung der Gleichung (13)
L_a

: Primärinduktivität des Induktionsmotors
L_b

: Sekundärinduktivität des Induktionsmotors
M: Gegeninduktivität des Induktionsmotors
ε: frei wählbare positive Zahl

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild, welches Einzelheiten der ersten Meßeinheit 6a zeigt. In dieser Figur bezeichnet das Bezugszeichen 101 einen 3-Phasen-2-Phasen-Transformator; 102 einen weiteren 3-Phasen-2-Phasen-Transformator; 103 einen Verstärker; 104 einen Verstärker; 105 einen Verstärker; 106 einen Verstärker; 107 eine Matrixberechnungseinheit; 108 einen Subtrahierer; 109 einen anderen Subtrahierer; 110 eine Matrixberechnungseinheit; 111 eine Matrixberechnungseinheit; 112 bis 115 Berechnungseinheiten; und 116 bis 119 Integrierer. Der 3-Phasen-2-Phasen-Transformator 101 führt eine Koordinatentransformation der U- und V-Phasenkomponenten ius und ivs eines 3-phasigen Stroms in a-Achsen- und b- Achsen-Komponenten ias und ibs in den a-b-Achsenkoordinaten durch. Der 3-Phasen-2-Phasen-Transformator 102 führt eine Koordinatentransformation der U- und V-Phasenkomponenten vus* und vvs* der 3-phasigen Spannungsvorgabe in a-Achsen- und b- Achsen-Komponenten vas* und vbs* in den a-b-Achsenkoordinaten durch. Der Verstärker 103 verstärkt den bestimmten Primärwiderstand Rs0 zu Rs0.-L/ξ, und gibt das Ergebnis als a11 aus. Der Verstärker 104 verstärkt den bestimmten Primärwiderstand Rs0 zu Rs0.M/ξ, und gibt das Ergebnis als a12 aus. Der Verstärker 105 verstärkt den bestimmten Sekundärwiderstand Rr0 zu Rr0.M/ξ, und gibt das Ergebnis als a21 aus. Der Verstärker 106 verstärkt den bestimmten Sekundärwiderstand Rr0 zu Rr0.-Ls/ξ, und gibt das Ergebnis als a22 aus. Die Matrixberechnungseinheit 107 führt die Gleichung (3) unter Verwendung einer konstanten Matrix C1 aus. Der Subtrahierer 108 wird zum Subtrahieren der a- Achsenkomponenten einer ersten Zustandsabweichung E1 eingesetzt. Der Subtrahierer 109 wird zum Subtrahieren der b- Achsenkomponenten der ersten Zustandsabweichung E1 eingesetzt. Die Matrixberechnungseinheit 110 verarbeitet den ersten Term auf der rechten Seite der Gleichung (2) unter Verwendung einer Matrix A, die aus a11, a12, a21, a22 und ωr0 besteht. Die Matrixberechnungseinheit 111 verarbeitet den dritten Term an der rechten Seite von Gleichung (2) unter Verwendung einer ersten Matrixrückkopplungsverstärkung H1, die aus h11, h12, h21 und h22 besteht. Die Berechnungseinheiten 112 bis 115 führen eine Addition und Subtraktion des ersten, zweiten und dritten Terms auf der rechten Seite von Gleichung (2) durch. Die Integrierer 116 bis 119 integrieren die rechte Seite von Gleichung (2) und erzeugen ϕs0 und ϕr0.

a11, a12, a21 und a22 sind gleich dem Ergebnis der Multiplikation von Rs0 und Rr0 mit Konstanten, und können dadurch erhalten werden, daß der bestimmte Primärwiderstand Rs0 und der bestimmte Sekundärwiderstand Rr0 den Verstärkern 103 bis 106 zugeführt werden.

Die Matrixberechnungseinheit 107 empfängt die bestimmten Primärmagnetflüsse ϕas1 und ϕbs1 sowie die bestimmten Sekundärflüsse ϕar1 und ϕbr1, und verarbeitet die Gleichung (3) (C1 × diesen Flußwerten).

Der Subtrahierer 108 subtrahiert die a-Achsenkomponente las, die von dem 3-Phasen-2-Phasen-Transformator erzeugt wird, von der a-Achsenkomponente ias1 des ersten bestimmten Primärstroms, und erzeugt eine a-Achsenkomponente ea1 der ersten Zustandsabweichung E1.

Auf entsprechende Weise subtrahiert der Subtrahierer 109 die b-Achsenkomponente ibs, die von dem 3-Phasen-2-Phasen- Transformator erzeugt wird, von der b-Achsenkomponente ibs1 des ersten bestimmten Primärstroms, und erzeugt eine b- Achsenkomponene eb1 der ersten Zustandsabweichung E1.

Auf diese Weise wird die erste Zustandsabweichung E1 von den Subtrahierern 108 und 109 erzeugt.

Die Matrixberechnungseinheit 110 empfängt die bestimmten Primärmagnetflüsse ϕas1 und ϕbs1 sowie die bestimmten Sekundärflüsse ϕar1 und ϕbr1, und verarbeitet den ersten Term auf der rechten Seite von Gleichung (2) (A × diesen Flußwerten).

Die Matrixberechnungseinheit 111 empfängt Zustandsabweichungen ea1 und eb1, und verarbeitet den dritten Term auf der rechten Seite von Gleichung (2) (erste Rückkopplungsverstärkung H1, multipliziert mit diesen Abweichungswerten).

Die Berechnungseinheiten 112 bis 115 führen eine Addition und Subtraktion des ersten Terms auf der rechten Seite der Gleichung (82) durch, der von der Matrixberechnungseinheit 110 ausgegeben wird, des zweiten Terms auf der rechten Seite von der Gleichung (2), der von dem 3-Phasen-2-Phasen- Transformator 102 ausgegeben wird, und des dritten Terms auf der rechten Seite der Gleichung (2), der von der Matrixberechnungseinheit 111 ausgegeben wird, und erzeugen die linke Seite der Gleichung (2), also dϕas1/dt, dϕbs1/dt, sowie dϕar1/dt, dϕbr1/dt.

Der Integrierer 116 integriert dϕas1/dt und erzeugt ϕas1. Entsprechend integrieren die Integrierer 117 bis 119 dϕbs1/dt, dϕar1/dt, und dϕbr1/dt, und erzeugen ϕbs1, ϕar1, und ϕbr1.

Die wie voranstehend beschrieben aufgebaute, erste Meßeinheit 6a empfängt den bestimmten Primärwiderstand Rs0, den bestimmten Sekundärwiderstand Rr0, die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0, die erste Rückkopplungsverstärkung H1, die Primärspannungsvorgaben vus* und vvs*, und die Primärströme ius und ivs, und arbeitet gemäß den Gleichungen (2), (3) und (4), und gibt einen bestimmten Sekundärstrom ir01 des Induktionsmotors aus, sowie einen bestimmten Sekundärmagnetfluß ϕr0 und die erste Zustandsabweichung E1 des Induktionsmotors.

Wiederum in Fig. 1 verarbeitet die erste Verstärkungsberechnungseinheit 7a die Gleichung (5) unter Verwendung der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0, die von der Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit 8a empfangen wird, und gibt eine erste Rückkopplungsverstärkung H1 aus.

Fig. 3 ist ein Blockschaltbild, welches den inneren Aufbau der ersten Verstärkungsberechnungseinheit 7a zeigt. In der Figur sind mit den Bezugszeichen 148 bis 151 Verstärkungstabellen bezeichnet. Die Gleichungen (5) und (12) werden vorher unter Verwendung von Konstanten des Motors gelöst. Die erste Rückkopplungsverstärkung H1 ändert sich in Abhängigkeit von der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0. Diese Gleichungen müssen für jede Drehwinkelgeschwindigkeit gelöst werden.

Die erhaltenen Lösungen können als Matrix dargestellt werden, welche Elemente h11 und andere enthält (vgl. die Matrixberechnungseinheit 111 in Fig. 2).

Die Tabelle 148 gibt das Element h11 der ersten Rückkopplungsverstärkung h1 für jede bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 auf der Grundlage der Lösung aus. Entsprechend geben die Tabellen 149 bis 151 die Werte h12, h21 und h22 der ersten Rückkopplungsverstärkung H1 für jede bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 auf der Grundlage der Lösungen aus.

Auf diese Weise gibt die erste Verstärkungsberechnungseinheit 7a eine erste Rückkopplungsverstärkung H1 entsprechend der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 aus, die von der Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit 8a erzeugt wird.

Wiederum in Fig. 1 empfängt die Drehgeschwindigkeits- Bestimmungseinheit 8a den bestimmten Sekundärmagnetfluß ϕr01 und die erste Zustandsabweichung E1 von der ersten Meßeinheit 6a, und berechnet das äußere Produkt von ϕr01 und E1, korrigiert die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0, die in der ersten Meßeinheit 6a verwendet wird, entsprechend Gleichung (6), und erzeugt das Ergebnis als eine bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0.

Fig. 4 ist ein Blockschaltbild, welches den inneren Aufbau der Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit 8a zeigt.

Die Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit 8a verwendet eine Gleichung (6A), in welcher die Gleichung (6) durch |ϕr01|² geteilt wird. Im allgemeinen ist das äußere Produkt E1 × ϕr01 proportional zu |ϕr01|². Durch Einsatz der Gleichung (6A) wird die Verstärkung der Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit 8a unabhängig vom Sekundärmagnetfluß. Dies führt dazu, daß die Drehgeschwindigkeits-Bestimmungsoperation eine festgelegte Reaktion zeigt, und daher stabile Eigenschaften aufweist.

[Formel 18]

In Fig. 4 bezeichnen die Bezugszeichen 120 und 121 Multiplizierer; 122 einen Subtrahierer; 123 und 124 Multiplizierer; 125 einen Addierer; 126 einen Teiler; und 127 eine PI-Steuereinheit.

Die Multiplizierer 120 und 121 und der Subtrahierer 122 arbeiten so zusammen, daß gebildet wird: (Jϕr01)^TE1, oder (ϕar1 × eb1 - ϕbr1 × ea1).

Die Multiplizierer 123 und 124 und der Addierer 125 arbeiten so zusammen, daß erzielt wird: |ϕr01|², oder (ϕar1 × ϕar1 + ϕbr1 × ϕbr1).

Der Teiler 126 arbeitet so, daß erzeugt wird: {(Jϕr01)^TE1}÷ |ϕr01|², und die PI-Steuereinheit 127 erzeugt die rechte Seite von Gleichung (6A), also die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0.

Daher gibt die Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit 8a eine bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 aus, die auf der ersten Zustandsabweichung E1, die von der ersten Meßeinheit 6a ausgegeben wird, und auf dem bestimmten Sekundärmagnetfluß ϕr01 beruht.

Wiederum in Fig. 1 multipliziert die Sekundärwiderstands- Bestimmungseinheit 9a eine Komponente, die in Phase mit dem bestimmten Sekundärmagnetfluß r01 ist, der in der ersten Zustandsabweichung E1 enthalten ist, die von der ersten Meßeinheit 6a stammt, mit einer anderen Komponente, die in Phase mit dem bestimmten Sekundärmagnetfluß ϕr01 ist, der in dem bestimmten Sekundärstrom ir01 enthalten ist, korrigiert den bestimmten Sekundärwiderstand Rr0, der in der ersten Meßeinheit 6a verwendet wird, entsprechend Gleichung (1), auf der Grundlage des Produktes dieser bestimmten Sekundärmagnetflüsse ϕr01, und gibt einen entsprechend korrigierten Wert aus.

[Formel 19]

Hierbei ist
Rr0: bestimmter Sekundärwiderstand
s: Laplace-Operator
kr2p: den Sekundärwiderstand festlegende Proportionalverstärkung
kr2: den Sekundärwiderstand festlegende Integrationsverstärkung
ir01: bestimmter Sekundärstrom des Induktionsmotors
iar1: a-Achsenkomponente des bestimmten Sekundärstroms des Induktionsmotors in den a-b-Achsenkoordinaten
ibr1: b-Achsenkomponente des bestimmten Sekundärstroms des Induktionsmotors in den a-b-Achsenkoordinaten des Induktionsmotors
Φr01: bestimmter Sekundärmagnetfluß des Induktionsmotors
ϕar1: a-Achsenkomponente des bestimmten Sekundärmagnetflusses des Induktionsmotors in den a-b-Achsenkoordinaten
ϕbr1: b-Achsenkomponente des bestimmten Sekundärmagnetflusses des Induktionsmotors in den a-b-Achsenkoordinaten
E1: erste Zustandsabweichung E1
.: Operator, der das innere Produkt von Vektoren festlegt.

Fig. 5 zeigt als Blockschaltbild den internen Aufbau der Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit 9a. In dieser Figur bezeichnen die Bezugszeichen 128 und 129 Multiplizierer; 130 einen Addierer; 131 und 132 Multiplizierer; 133 einen Addierer; 134 bis 136 Multiplizierer; 137 einen Addierer; 138 einen Teiler; und 139 eine PI-Steuereinheit.

Die Multiplizierer 128 und 129 und der Addierer 130 arbeiten so zusammen, daß man erhält: (E1.ϕr0), also (ea1 × ϕar1 + eb1 × ϕbr1). Die Multiplizierer 131 und 132 und der Addierer 133 arbeiten so zusammen, daß man erhält: (ir01 × ϕr0), also (iar1 × ϕar1 + ibr1 × ϕbr1).

Der Multiplizierer 134 erzeugt (E1.ϕr0) (ir01 × ϕr0).

Die Multiplizierer 135 und 136 und der Addierer 137 arbeiten so zusammen, daß man erhält: |ϕr01|², oder (ϕar1 × ϕar1 + ϕbr1 × ϕbr1).

Der Teiler 138 erzeugt {(E1.ϕr0)(ir01.ϕr0)} ÷ |ϕr01|², und die PUI-Steuereinheit 139 erzeugt die rechte Seite von Gleichung (1), also den bestimmten Sekundärwiderstand Rr0.

Die Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit 9a verarbeitet die erste Zustandsabweichung E1, den bestimmten Sekundärmagnetfluß ϕr01 und den bestimmten Sekundärstrom ir01, die von der ersten Meßeinheit 6a ausgegeben werden, und gibt einen bestimmten Sekundärwiderstand Rr0 aus.

Auf diese Weise erzeugt die erste Parameterbestimmungsvorrichtung 5a eine bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 und einen bestimmten Sekundärwiderstand Rr0.

Nachstehend wird die zweite Parameterbestimmungseinheit 5b beschrieben. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, enthält die zweite Parameterbestimmungseinheit 5b die zweite Meßeinheit 6b, die zweite Verstärkungsberechnungseinheit 7b, und die Primärwiderstands-Bestimmungseinheit 10b. Die zweite Parameterbestimmungseinheit 5b empfängt die Primärspannungsvorgaben vus* und vvs* von der Drehmomentsteuervorrichtung 3, die Primärströme ius und ivs von der Stromdetektorvorrichtung 4, sowie die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 und den bestimmten Sekundärwiderstand Rr0 von der ersten Parameterbestimmungsvorrichtung 5a, und gibt einen bestimmten Primärwiderstand Rs0 aus.

Die zweite Meßeinheit 6b empfängt die Primärspannungsvorgaben vus* und vvs*, die Primärströme ius und ivs, sowie die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 und den bestimmten Sekundärwiderstand Rr0, die von der ersten Parameterbestimmungsvorrichtung 5a stammen, eine zweite Rückkopplungsverstärkung H2 von der zweiten Verstärkungsberechnungseinheit 7b, und den bestimmten Primärwiderstand Rs0 von der Primärwiderstands- Bestimmungseinheit 10b, verarbeitet diese Signale unter Einsatz der Gleichungen (7) bis (9), und erzeugt einen bestimmten Primärstrom is0 und eine zweite Zustandsabweichung E2.

Fig. 6 zeigt als Blockschaltbild den inneren Aufbau der zweiten Meßeinheit 6b. Die Eingangs- und Ausgangssignale der zweiten Meßeinheit 6b unterscheiden sich von jenen der ersten Meßeinheit 6a, jedoch ist die Ausbildung dieser Einheiten im wesentlichen gleich, so daß die zweite Meßeinheit 6b hier nicht weiter beschrieben wird.

Die zweite Verstärkungsberechnungseinheit 7b empfängt die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 von der ersten Parameterbestimmungsvorrichtung 5a, verarbeitet sie unter Einsatz der Gleichung (10), und erzeugt eine zweite Rückkopplungsverstärkung H2. Es ist nicht erforderlich, daß eine positive Zahl ε, die in der ersten Verstärkungsberechnungseinheit 7a eingesetzt wird, gleich jener ist, die in der zweiten Verstärkungsberechnungseinheit 7b eingesetzt wird.

Die Primärwiderstandsbestimmungseinheit 10b empfängt den bestimmten Primärstrom is02 und die zweite Zustandsabweichung E2 von der zweiten Meßeinheit 6b, und berechnet deren inneres Produkt, is02.E2, und korrigiert den bestimmten Primärwiderstand Rs0, der in der zweiten Meßeinheit 6b eingesetzt wird, unter Verwendung von Gleichung (11).

Fig. 7 zeigt als Blockschaltbild den inneren Aufbau der Primärwiderstands-Bestimmungseinheit 10b.

Die Primärwiderstands-Bestimmungseinheit 10b verwendet eine Gleichung (11A), in welcher die Gleichung (11) durch |is02|² geteilt wird (das Quadrat des bestimmten Primärstroms is02). Im allgemeinen ist das innere Produkt der zweiten Zustandsabweichung E2 und des bestimmten Primärstroms is02 proportional zu |is|² (dem Quadrat des Primärstroms "is"). Die Verwendung der Gleichung (11A) führt daher dazu, daß die Verstärkung der Primärwiderstands-Bestimmungseinheit 10b konstant wird, unabhängig von dem Wert des Primärstroms. Daher weist die Bestimmungsoperation durch die Primärwiderstands-Bestimmungseinheit 10b eine feste Reaktion auf, und weist immer stabile Eigenschaften auf.

In Fig. 7 bezeichnen die Bezugszeichen 140 und 141 Multiplizierer; 142 einen Addierer; 143 und 144 Multiplizierer; 145 einen Addierer; 146 einen Teiler; und 147 eine PI-Steuereinheit.

Die Multiplizierer 140 und 141 und der Addierer 142 arbeiten so zusammen, daß man erhält: (is02.E2), also (ias2 × ea2 + ibs2 × eb2). Die Multiplizierer 143 und 144 und der Addierer 145 arbeiten so zusammen, daß man erhält: |is02|², also (ias2 × ias2 + ibs2 × ibs2).

Der Teiler 146 erzeugt (is02.E2) ÷ |is02|², und die PI- Steuereinheit 147 erzeugt die rechte Seite von Gleichung (1A), oder den bestimmten Primärwiderstand Rs0.

Die Primärwiderstands-Bestimmungseinheit 10b verarbeitet die zweite Zustandsabweichung E2 und den bestimmten Primärstrom is02, und erzeugt einen bestimmten Primärwiderstand Rs0.

Auf diese Weise erzeugt die zweite Parameterbestimmungseinheit 5b einen bestimmten Primärwiderstand Rs0.

Nunmehr wird der Betriebsablauf des wie voranstehend geschildert aufgebauten Induktionsmotor-Steuersystems beschrieben.

Fig. 20B, auf welche bereits Bezug genommen wurde, stellt graphisch ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Phasendifferenz ξ und der Primärwinkelgeschwindigkeit ω dar (ωr(Drehwinkelgeschwindigkeit) = 100 rad/s), die von der ersten Parameterbestimmungsvorrichtung 5a herstammen.

In dem Diagramm ist auf der Abszisse die Winkelgeschwindigkeit von ir0 aufgetragen (also die Primärwinkelgeschwindigkeit ω), und auf der Ordinate die Phasendifferenz ξ zwischen ir0 und E1.

In Fig. 20B ist ε ein Parameter, der in der ersten Verstärkungsberechnungseinheit 7a eingesetzt wird. Man sieht, daß das Eigenschaftsprofil sich in Abhängigkeit vom Wert des Parameters ε ändert, und daß dann, wenn der Parameter ε kleiner wird, sich das Profil der Eigenschaft an das gewünschte Profil annähert (Phasendifferenz annähernd gleich 0°). Dies bedeutet, daß die Bestimmungsoperation für den bestimmten Sekundärwiderstand zufriedenstellend durchgeführt wird, unabhängig von den Frequenzbändern.

Die erste Verstärkungsberechnungseinheit 7a gibt die erste Rückkopplungsverstärkung H1 so aus, daß dann, wenn eine Differenz zwischen der Drehwinkelgeschwindigkeit ωr des Induktionsmotors und der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 vorhanden ist, eine Komponente orthogonal zum bestimmten Sekundärmagnetfluß, der in der ersten Zustandsabweichung E1 enthalten ist, erzeugt wird (also ξ annähernd gleich 0°).

Die bislang durchgeführte Operation kann in der d-q- Achsenebene dargestellt werden, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist. Wenn die erste Rückkopplungsverstärkung H1 verwendet wird, die man durch Gleichung (5) erhält, wird die erste Zustandsabweichung E1 als Vektor ausgedrückt, der in Phase mit der Komponente orthogonal zum bestimmten Sekundärmagnetfluß ϕr0 liegt, also Jϕr01. Auch der bestimmte Sekundärstrom ir01 ist in Phase mit der ersten Zustandsabweichung E1, wie dargestellt. Daher weist die Phasendifferenz ξ zwischen ir0 und E1is annähernd den Wert Null auf.

Wenn ein Wechselspannungssignal dem Erregerstrom überlagert wird, oszillieren die Spitzen der jeweiligen Vektoren mit vorgegebenen Amplituden und in einer Richtung parallel zur d- Achse.

Auf diese Weise überwindet das Steuersystem gemäß Ausführungsform 1 erfolgreich das voranstehend geschilderte Problem 2.

Nunmehr wird eine Lösung gemäß Ausführungsform 1 für das bereits geschilderte Problem 5) geschildert. Der Bestimmungsvorgang für die Drehgeschwindigkeit ist ähnlich wie im herkömmlichen Fall (Gleichung (6) oder (6A)). Daher verwendet, wie bereits geschildert, der Bestimmungsvorgang die Komponente orthogonal zum bestimmten Sekundärmagnetfluß ϕr01. Der Vorgang zur Bestimmung des Sekundärwiderstands setzt die Gleichung (1) ein, und stellt daher einen Bestimmungsvorgang dar, der die Komponente (ir0.ϕr01) (E1.ϕr01) verwendet, die in Phase mit dem bestimmten Sekundärmagnetfluß ϕr01 liegt. Daher ist der Vorgang zur getrennten Bestimmung der Drehwinkelgeschwindigkeit und des Sekundärwiderstands möglich. In dieser Hinsicht ist die Lösung der Ausführungsform 1 für das Problem 5) korrekt.

Fig. 19B ist ein Diagramm, welches ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Phasendifferenz ξ und der Primärwinkelgeschwindigkeit ω zeigt, die von der zweiten Parameterbestimmungseinheit 5b stammt (wobei die Drehwinkelgeschwindigkeit ωr in 100 (rad/s) aufgetragen ist). In dem Diagramm ist auf der Abszisse die Winkelgeschwindigkeit (also die Primärwinkelgeschwindigkeit ω) des bestimmten Primärstroms is01 aufgetragen, und auf der Ordinate die Phasendifferenz ξ zwischen is01 und E2.

In dem Diagramm gibt ε einen Parameter an, der in der zweiten 38199 00070 552 001000280000000200012000285913808800040 0002019951981 00004 38080Verstärkungsberechnungseinheit 7b eingesetzt wird. Das Profil der Eigenschaften (in der graphischen Darstellung) ändert sich in Abhängigkeit vom Wert dieses Parameters ε. Eine Verringerung des Parameters ε führt dazu, daß sich die Eigenschaft an eine gewünschte Eigenschaft annähert (ξ annähernd 0°), wie gezeigt.

Bei der Ausführungsform 1 erzeugt die zweite Verstärkungsberechnungseinheit 7b eine zweite Rückkopplungsverstärkung H2 so, daß dann, wenn eine Differenz zwischen dem Primärwiderstand Rs des Induktionsmotors 2 und dem bestimmten Primärwiderstand Rs0 vorhanden ist, eine Komponente in Phase mit dem bestimmten Primärstrom erzeugt wird (ξ annähernd 0°).

Die voranstehend geschilderte Operation des Steuersystems kann in der d-q-Achsenebene dargestellt werden, wie dies in Fig. 9 gezeigt ist.

Im einzelnen wird, wenn die zweite Zustandsabweichung H2 verwendet wird, die man durch Gleichung (10) erhält, die zweite Zustandsabweichung E2 zu einem Vektor in Phase mit dem bestimmten Primärstrom is02. Daher wird erzielt, daß ξ annähernd 0° ist. Daher ist die Bestimmungsoperation für den Primärwiderstand nicht nur in dem Regenerativbereich zulässig, sondern auch über einen breiten Frequenzbereich, und daher ist die Lösung gemäß Ausführungsform 1 für das Problem 1) korrekt.

Bei der Festlegung der Rückkopplungsverstärkung G in der herkömmlichen Verstärkungsberechnungseinheit 7 konzentriert sich der Konstrukteur nur auf eine derartige Polanordnung, daß die Anzahl an Polen der Meßeinheit k-mal so groß ist wie jene des Induktionsmotors 2. Daher werden der primäre und der sekundäre Widerstand auf der Grundlage einer Rückkopplungsverstärkung G bestimmt. Dies führt dazu, daß das herkömmliche Steuersystem nicht jene Eigenschaft der Zustandsabweichung E erzeugen kann, die sämtlichen zu bestimmenden Posten genügt.

Andererseits weist die Ausführungsform 1 die erste Verstärkungsberechnungseinheit 7a zur Bestimmung des sekundären Widerstands und der Drehwinkelgeschwindigkeit auf, sowie die zweite Verstärkungsberechnungseinheit 7b zur Bestimmung des Primärwiderstands. Die erste und zweite Rückkopplungsverstärkung H1 bzw. H2 dieser Einheiten werden getrennt eingestellt. Erstere wird so gesteuert, daß die erste Zustandsabweichung E1 in Phase mit der bestimmten Sekundärmagnetfluß-Quadraturkomponente Jϕr0 ist (also ξ gleich ungefähr 0°). Letztere wird so gesteuert, daß die zweite Verstärkungsberechnungseinheit 7b eine zweite Rückkopplungsverstärkung H2 so erzeugt, daß eine Komponente in Phase mit dem bestimmten Primärstrom erzeugt wird (ξ annähernd 0°). Daher kann die Ausführungsform 1 verläßlich sowohl den Primär- als auch Sekundärwiderstand und die Drehwinkelgeschwindigkeit bestimmen.

Bei der Ausführungsform 1 bestimmt die Sekundärwiderstands- Bestimmungseinheit 9a den bestimmten Sekundärwiderstand Rr0 auf der Grundlage der ersten Zustandsabweichung H1, des bestimmten Sekundärmagnetflusses ϕr01, und des bestimmten Sekundärstroms ir01. Wenn das Niveau der Anforderung in bezug auf die Trennung dieser Größe gegenüber der Drehwinkelgeschwindigkeit etwas abgesenkt wird, kann der bestimmte Sekundärwiderstand Rr0 auf der Grundlage der ersten Rückkopplungsverstärkung H1 und des bestimmten Sekundärstroms ir01 bestimmt werden. Auch in diesem Fall sind die erste und zweite Verstärkungsberechnungseinheit 7a und 7b vorgesehen. Daher können die Bestimmungsoperationen für den Sekundärwiderstand, die Drehwinkelgeschwindigkeit und den Primärwiderstand unter den besten Bedingungen durchgeführt werden, wie dies voranstehend geschildert wurde.

Ausführungsform 2

Fig. 10 zeigt als Blockschaltbild ein Steuersystem für einen Induktionsmotor gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung. In der Figur bezeichnen die Bezugszeichen 2 bis 4, 6a, 6b, 7a, 7b, 8a und 10b entsprechende Abschnitte wie bei der Ausführungsform 1, und daher werden diese Abschnitte bei der Beschreibung der Ausführungsform 2 nicht erneut getrennt erläutert.

In Fig. 10 bezeichnet das Bezugszeichen 1a eine Erregerstromvorgabe-Berechnungsvorrichtung; 5c eine erste Parameterbestimmungsvorrichtung; 5d eine zweite Parameterbestimmungsvorrichtung; und 9d eine Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit.

Die Erregerstromvorgabe-Berechnungsvorrichtung 1a empfängt eine Sekundärmagnetflußvorgabe ϕdr*, teilt diese durch M und gibt das Ergebnis als ids* aus.

Die erste Parameterbestimmungsvorrichtung 5c enthält eine erste Meßeinheit 6a, eine erste Verstärkungsberechnungseinheit 7a und eine Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit 8a. Die erste Parameterbestimmungsvorrichtung 5c empfängt die Primärspannungsvorgaben vus* und vvs* von der Drehmomentsteuervorrichtung 3, die Primärströme ius und ivs von der Stromdetektorvorrichtung 4, den bestimmten Primärwiderstand Rs0 und den bestimmten Sekundärwiderstand Rr0 von der zweiten Parameterbestimmungsvorrichtung 5d, und gibt eine bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 aus.

Die zweite Parameterbestimmungsvorrichtung 5d enthält eine zweite Meßeinheit 6b, eine zweite Verstärkungsberechnungseinheit 7b, die Sekundärwiderstands- Bestimmungseinheit 9d und eine Primärwiderstands- Bestimmungseinheit 10b. Die zweite Parameterbestimmungsvorrichtung 5d empfängt die Primärspannungsvorgaben vus* und vvs* von der Drehmomentsteuervorrichtung 3, die Primärströme ius und ivs von der Stromdetektorvorrichtung 4, und die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 von der ersten Parameterbestimmungsvorrichtung 5c, und gibt einen bestimmten Primärwiderstand Rs0 und einen bestimmten Sekundärwiderstand Rr0 aus.

Eine Hauptursache für eine Änderung des elektrischen Widerstands stellt eine Temperaturänderung dar. Wird angenommen, daß die Temperatur des Primärwiderstands des Induktionsmotors im wesentlichen gleich jener des Sekundärwiderstands ist, so kann der bestimmte Primärwiderstand Rs0 proportional zum bestimmten Sekundärwiderstand Rr0 gewählt werden.

Aus diesem Grund ist bei der Ausführungsform 2 die Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit 9d so ausgebildet, daß sie einen bestimmten Sekundärwiderstand Rr0 proportional zu einem bestimmten Primärwiderstand Rs0 ausgibt, der ihr zugeführt wird.

Bei der Ausführungsform 2 stellt die erste Rückkopplungsverstärkung H1 der ersten Verstärkungsberechnungseinheit 7a die Bedingung ein, daß ξ (Phasendifferenz) annähernd 0° ist, so daß die Drehwinkelgeschwindigkeit ωr äußerst exakt bestimmt werden kann. Die Verwendung der zweiten Verstärkungsberechnungseinheit 7b, welche die zweite Zustandsabweichung H2 berechnet, sorgt für eine derartige Eigenschaft, daß die Bedingung ξ annähernd 0° erfüllt ist. Daher kann der bestimmte Primärwiderstand Rs0 im Regenerationsbereich erhalten werden. Aus diesem Grund wird der bestimmte Sekundärwiderstand Rr0 ebenfalls im selben Bereich erhalten.

Mit einer derartigen, einzigartigen Anordnung werden der bestimmte Primärwiderstand Rs0, der bestimmte Sekundärwiderstand Rr0, und die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 äußerst exakt von der ersten Parameterbestimmungsvorrichtung 5c und der zweiten Parameterbestimmungsvorrichtung 5d erzeugt. Daher kann die Drehmomentsteuervorrichtung eine derartige Steuerung durchführen, daß das Ausgangsdrehmoment τm exakt der Drehmomentvorgabe τm* folgt.

Ausführungsform 3

Fig. 11 ist ein Blockschaltbild, welches ein Steuersystem für einen Induktionsmotor gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung zeigt. In dieser Figur bezeichnen die Bezugszeichen 1 bis 4 entsprechende Abschnitte wie im herkömmlichen Fall, und daher wird auf ihre Beschreibung bei der Schilderung der Ausführungsform 3 verzichtet. In Fig. 11 bezeichnet das Bezugszeichen 5e eine Parameterbestimmungsvorrichtung; 6e eine Meßeinheit; 7e eine Verstärkungsberechnungseinheit; 8e eine Drehgeschwindigkeits- Bestimmungseinheit; 9e eine Sekundärwiderstands- Bestimmungseinheit; und 10e eine Primärwiderstands- Bestimmungseinheit.

Die Parameterbestimmungsvorrichtung 5e enthält die Meßeinheit 6e, die Verstärkungsberechnungseinheit 7e, die Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit 8e, die zweite Widerstandsbestimmungseinheit 9e, und die Primärwiderstands- Bestimmungseinheit 10e. Die Parameterbestimmungsvorrichtung 5e empfängt die Primärspannungsvorgaben vus* und vvs* von der Drehmomentsteuervorrichtung 3, und die Primärströme ius und ivs von der Stromdetektorvorrichtung 4, und gibt eine bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 und einen bestimmten Sekundärwiderstand Rr0 aus.

Die Meßeinheit 6e empfängt die Primärspannungsvorgaben vus* und vvs*, die Primärströme ius und ivs, sowie die Rückkopplungsverstärkung H von der Verstärkungsberechnungseinheit 7e, die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 von der Drehgeschwindigkeits- Bestimmungseinheit 8e, den bestimmten Sekundärwiderstand Rr0 von der Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit 9e, und den bestimmten Primärwiderstand Rs0 von der Primärwiderstands- Bestimmungseinheit 10e; führt eine ähnliche Operation durch wie die erste Meßeinheit 6a bei der Ausführungsform 1; und gibt einen bestimmten Sekundärstrom ir0, eine Zustandsabweichung E (Gleichung (16)), und einen bestimmten Sekundärmagnetfluß ϕr0 aus, statt des bestimmten Sekundärstroms Ir01, der ersten Zustandsabweichung E1, und des bestimmten Sekundärmagnetflusses ϕr01.

[Formel 20]

Hierbei ist
E: Zustandsabweichung
H: Rückkopplungsverstärkung

Fig. 12 zeigt als Blockschaltbild den inneren Aufbau der Meßeinheit 6e. Die Ausbildung der Meßeinheit 6e ist im wesentlichen gleich jener der ersten Meßeinheit 6a, die bereits beschrieben wurde. Daher erfolgt keine Erläuterung von Einzelheiten der Meßeinheit 6e.

In Fig. 1 führt die Verstärkungsberechnungseinheit 7e eine ähnliche Operation durch wie die erste Verstärkungsberechnungseinheit 7a bei der Ausführungsform 1, unter Verwendung einer bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0, die von der Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit 8e empfangen wird, und gibt eine Rückkopplungsverstärkung H aus (Gleichung (17)), statt der ersten Rückkopplungsverstärkung H1.

Die Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit 8e empfängt einen bestimmten Sekundärmagnetfluß ϕr0 und eine Zustandsabweichung E von der Meßeinheit 6e, und berechnet ein äußeres Produkt von E × ϕr0; führt eine entsprechende Operation durch wie die Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit 8a bei der Ausführungsform 1; und gibt eine bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 aus (Gleichung (18)).

Die Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit 9e korrigiert den bestimmten Sekundärwiderstand Rr0, der in der Meßeinheit 6e verwendet wird, durch Ausführung einer ähnlichen Operation wie bei der Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit 9a gemäß Ausführungsform 1, auf der Grundlage des Produkts einer Komponente, die in Phase mit dem bestimmten Sekundärmagnetfluß ϕr0 ist, der in der Zustandsabweichung E enthalten ist, die von der Meßeinheit 6e stammt, und einer anderen Komponente, die in Phase mit dem bestimmten Sekundärmagnetfluß ϕr0 ist, der in dem bestimmten Sekundärstrom ir0 enthalten ist (Gleichung (19)).

Einen Hauptgrund für eine Änderung des elektrischen Widerstands stellt eine Temperaturänderung dar. Nimmt man an, daß die Temperatur des Primärwiderstands des Induktionsmotors im wesentlichen gleich jener des Sekundärwiderstands ist, so kann der bestimmte Primärwiderstand Rs0 proportional zum bestimmten Sekundärwiderstand Rr0 ausgebildet werden.

Die Primärwiderstands-Bestimmungseinheit 10e gibt eine Größe, die proportional zum eingegebenen bestimmten Sekundärwiderstand Rr0 ist, als bestimmten Primärwiderstand Rs0 aus.

Bei der Ausführungsform 3 sorgt die Verwendung der Verstärkungsberechnungseinheit 7e zur Berechnung der Rückkopplungsverstärkung H für die Bereitstellung einer derartigen Eigenschaft, daß die Bedingung ξ annähernd 0° erfüllt ist, und daher kann die vorliegende Ausführungsform äußerst exakt einen bestimmten Sekundärwiderstand Rr0 bestimmen. Daher erzeugt sie einen äußerst exakt bestimmten Sekundärwiderstand Rr0.

Der bestimmte Primärwiderstand Rs0, der bestimmte Sekundärwiderstand Rr0 und die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit ωr0 werden daher äußerst exakt von der Parameterbestimmungsvorrichtung 5e erzeugt. Daher kann die Drehmomentsteuervorrichtung 3 eine derartige Steuerung durchführen, daß das Ausgangsdrehmoment τm exakt der Drehmomentvorgabe τm* folgt.

Ausführungsform 4

In der Erregerstromvorgabe-Berechnungsvorrichtung 1 enthält das Wechselspannungssignal, welches der Wechselstromvorgabe ids* überlagert werden soll, Frequenzkomponenten, die eine erheblich kürzere Periode aufweisen als 1/Tr (Kehrwert der sekundären Zeitkonstante).

Wie aus dem Übergangseigenschaftsdiagramm in bezug auf den Übergang des Erregerstroms ids auf (ϕdr/M) und idr hervorgeht, das in Fig. 18 gezeigt ist, und auf welches bereits Bezug genommen wurde, sind dann, wenn ein Wechselspannungssignal, welches keine Frequenzkomponenten enthält, deren Periode erheblich kürzer ist als 1/Tr (Kehrwert der sekundären Zeitkonstante), dem Gleichspannungssignal überlagert wird, welches proportional zum sekundären Magnetfluß ϕdr* ist, derartige Frequenzkomponenten nicht in der Sekundärmagnetflußamplitude ϕdr enthalten.

Eine Erregerstromvorgabe-Berechnungsvorrichtung 1b (nicht gezeigt) kann statt der Erregerstromvorgabe- Berechnungsvorrichtungen 1 und 1a bei den Ausführungsformen 1 bis 3 eingesetzt werden.

In diesem Fall muß die Erregerstromvorgabe- Berechnungsvorrichtung 1b so ausgebildet sein, daß die Frequenzen f1 und f2 des ersten und zweiten Überlagerungssignals in Gleichung (20), welche den Erregerstromvorgabe-Erregerstrom ids* festlegt, durch folgende Gleichungen (31) und (32) definiert sind.

[Formel 21]

f1 < 1/Tr
f2 < 1/Tr

Wenn die Erregerstromvorgabe-Berechnungsvorrichtung 1b verwendet wird, so enthält ein dem Gleichspannungssignal überlagertes Wechselspannungssignal keine Periode, die länger als die sekundäre Zeitkonstante des Induktionsmotors 2 ist. Daher enthält die Sekundärmagnetflußamplitude des Induktionsmotors 2 keine Frequenzkomponenten.

Dies führt dazu, daß es möglich ist, die Sekundärmagnetflußamplitude ϕdr des Induktionsmotors 2 konstant zu halten. Falls dies erfolgt, besteht keine Möglichkeit dafür, daß sich die Gegeninduktivität M in ihrem Wert beispielsweise infolge magnetischer Sättigung ändert. Daher führt die Drehmomentsteuervorrichtung 3 eine derartige Steuerung durch, daß das Ausgangsdrehmoment τm exakt der Drehmomentvorgabe τm* folgt.

Daher kann das Problem 3) erfolgreich gelöst werden.

Ausführungsform 5

Bei der Erregerstromvorgabe-Berechnungsvorrichtung 1 (1b) der voranstehend geschilderten Ausführungsformen enthält das Wechselspannungssignal nur zwei Frequenzkomponenten f1 und f2. Es ist wünschenswert, daß die Anzahl der in dem Wechselspannungssignal enthaltenen Frequenzkomponenten groß ist.

Wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 15 erwähnt wurde, ist die Äquivalenzschaltung des Typs T für die Frequenzkomponente jedes Wertes von ω gültig. Daher ist es einfacher, die Winkelgeschwindigkeit und den Sekundärwiderstand zu bestimmen, wenn die Anzahl an Frequenzkomponenten von ω zunimmt.

Aus diesem Grund kann die (nicht gezeigte) Erregerstromvorgabe-Berechnungsvorrichtung 1c statt der Erregerstromvorgabe-Berechnungsvorrichtung 1 (1a, 1b) verwendet werden, die bei den voranstehend geschilderten Ausführungsformen eingesetzt wird.

Die Erregerstromvorgabe-Berechnungsvorrichtung 1c verwendet folgende Gleichung (33) zur Berechnung des Erregerstromvorgabe-Erregerstroms ids*, anstelle von Gleichung (20).

[Formel 22]

In Gleichung (33) stellt ac cos(2πfct + mfsin2πfmt) einen allgemeinen mathematischen Ausdruck dar, der ein Frequenzmodulationssignal beschreibt, bei welchem ein Signal einer Sinuswelle frequenzmoduliert wird. Darüber hinaus bezeichnet mf das Ausmaß der Phasenvariation der FM-Welle als Winkelmodulationswelle (dieses Ausmaß wird als Modulationsindex bezeichnet).

Es ist eine unbegrenzte Anzahl an Frequenzbändern der FM- Welle vorhanden. Die Anzahl an Seitenbändern, welche 90% oder mehr der erzeugten Spektren enthalten, kann bestimmt werden. Das Seitenband BW der FM-Welle wird mathematisch durch folgende Gleichung (34) ausgedrückt.

BW = 2(mf + 1)fm (Hz) (34)

Eine Spektraldarstellung des Überlagerungs- Wechselspannungssignals, das durch Gleichung (33) gegeben ist, ist in Fig. 13 gezeigt. Hieraus sieht man, daß bei Verwendung der Gleichung (33) das Überlagerungs- Wechselspannungssignal mehrere Frequenzkomponenten innerhalb eines Bereiches der Frequenzbandbreite von 2(mf + 1) enthält.

Ein Wechselspannungssignal, welches zumindest drei unterschiedliche Frequenzkomponenten enthält, kann daher dem Gleichspannungssignal überlagert werden, und wird mittels zweifacher Durchführung einer trigonometrischen Funktion erzielt. Dies führt zu einer einfachen Ausbildung der Operationsschaltung, und zur Verringerung der Operationszeit.

Dies führt zu einer Lösung des Problems 4).

Werden fc, mf und fm so gewählt, daß die Bedingung 1/Tr < fc - (mf + 1)fm erfüllt ist, so kann ein Wechselspannungssignal, welches mehrere Frequenzkomponenten enthält, jedoch keine Wechselspannungskomponenten enthält, deren Perioden länger sind als die sekundäre Zeitkonstante des Induktionsmotors, dem Gleichspannungssignal überlagert werden.

Bei einer ersten, weitreichenden Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird ein erstes Steuersystem für einen Induktionsmotor zur Verfügung gestellt, welches aufweist: eine Stromdetektorvorrichtung zum Detektieren eines Primärstroms eines Induktionsmotors; eine Erregerstromvorgabe-Berechnungsvorrichtung zum Empfang einer Sekundärmagnetflußvorgabe, die von dem Induktionsmotor ausgegeben werden soll, und zur Verarbeitung eines Wechselspannungssignals und eines Gleichspannungssignals proportional zur Sekundärmagnetflußvorgabe, um hierdurch eine Erregerstromvorgabe des Induktionsmotors zu erzeugen; eine Drehmomentsteuervorrichtung zum Empfang einer Drehmomentvorgabe, die von dem Induktionsmotor ausgegeben werden soll, und der Erregerstromvorgabe, und zur Verarbeitung der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, des bestimmten Sekundärwiderstands und des Primärstroms, wobei die Drehmomentsteuervorrichtung eine Primärspannung des Induktionsmotors so steuert, daß das Ausgangsdrehmoment des Induktionsmotors der Drehmomentvorgabe folgt; eine erste Parameterbestimmungsvorrichtung zur Verarbeitung des bestimmten Primärwiderstands, der Primärspannung und des Primärstroms des Induktionsmotors, um hierdurch die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit und den bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen; und eine zweite Parameterbestimmungsvorrichtung zur Verarbeitung der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, des bestimmten Sekundärwiderstands, der Primärspannung und des Primärstroms, um hierdurch den bestimmten Primärwiderstand zu erzeugen.

Bei dem wie voranstehend geschildert aufgebauten Induktionsmotorsteuersystem weist die erste Parameterbestimmungsvorrichtung auf:

• a) eine erste Meßeinheit zur Verarbeitung des bestimmten Primärwiderstands, des bestimmten Sekundärwiderstands, der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, einer ersten Rückkopplungsverstärkung, der Primärspannung und des Primärstroms, um hierdurch einen bestimmten Sekundärstrom, einen bestimmten Sekundärmagnetfluß und eine erste Zustandsabweichung zu erzeugen,
• b) eine Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung der ersten Zustandsabweichung und des bestimmten Sekundärmagnetflusses, die von der ersten Meßeinheit stammen, um hierdurch die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit zu erzeugen,
• c) eine Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung der ersten Zustandsabweichung und des bestimmten Sekundärstroms, die von der ersten Meßeinheit stammen, um hierdurch den bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen, und
• d) eine erste Verstärkungsberechnungseinheit zur Verarbeitung der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, die von der Drehgeschwindigkeitsbestimmungseinheit stammt, um hierdurch die erste Rückkopplungsverstärkung zu erzeugen, so daß die erste Zustandsabweichung eine Komponente orthogonal zum bestimmten Sekundärmagnetfluß enthält.

Weiterhin weist die zweite Parameterbestimmungseinheit auf:

• a) eine zweite Meßeinheit zur Verarbeitung des bestimmten Primärwiderstands, des Sekundärwiderstands, der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, einer zweiten Rückkopplungsverstärkung, der Primärspannung und des Primärstroms, um hierdurch einen bestimmten Primärstrom und eine zweite Zustandsabweichung zu erzeugen,
• b) eine Primärwiderstandsbestimmungseinheit zur Verarbeitung der zweiten Zustandsabweichung des bestimmten Primärstroms, um hierdurch den bestimmten Primärwiderstand zu erzeugen, und
• c) eine zweite Verstärkungsberechnungseinheit zur Verarbeitung der Drehwinkelgeschwindigkeit, die von der Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit stammt, um hierdurch die zweite Zustandsabweichung zu erzeugen, so daß die erste Zustandsabweichung eine Komponente in Phase mit dem bestimmten Primärstrom enthält.

Das erste Induktionsmotorsteuersystem mit dem voranstehend geschilderten Aufbau stellt folgende Vorteile zur Verfügung.

Die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit, der bestimmte Sekundärwiderstand und der bestimmte Primärwiderstand können unter guten Bedingungen erhalten werden. Daher sind die Werte dieser erhaltenen Faktoren stabil und exakt. Die Drehmomentsteuervorrichtung steuert stabil und exakt das Ausgangsdrehmoment.

Bei dem ersten Steuersystem verarbeitet die Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit die erste Zustandsabweichung, den bestimmten Sekundärmagnetfluß und den bestimmten Sekundärstrom, die von der ersten Meßeinheit herstammen, um hierdurch einen bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen. Daher können die Drehwinkelgeschwindigkeit und der Sekundärwiderstand gut voneinander getrennt bestimmt werden.

Weiterhin führt bei dem ersten Induktionsmotorsteuersystem die Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit einen Vorgang unter Verwendung des Produkts einer Komponente, die in Phase mit einem bestimmten Sekundärmagnetfluß ist, der in der ersten Zustandsabweichung enthalten ist, und einer anderen Komponente durch, die in Phase mit dem bestimmten Sekundärmagnetfluß ist, der in dem bestimmten Sekundärstrom enthalten ist, um hierdurch einen bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen. Daher wird eine stabile und exakte Bestimmung des Sekundärwiderstands sichergestellt.

Bei dem ersten Induktionsmotorsteuersystem führt die Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit die Gleichung (1) aus, welche den bestimmten Sekundärwiderstand festlegt. Daher wird sichergestellt, daß der bestimmte Sekundärwiderstand stabil und äußerst exakt erhalten wird.

Gemäß einer zweiten, breiten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird ein zweites Steuersystem für einen Induktionsmotor zur Verfügung gestellt, welches aufweist:
eine Stromdetektorvorrichtung zum Detektieren eines Primärstroms eines Induktionsmotors; eine Erregerstromvorgabe-Berechnungsvorrichtung zum Empfang einer Sekundärmagnetflußvorgabe, die von dem Induktionsmotor ausgegeben werden soll, und zur Durchführung eines Vorgangs unter Verwendung der Sekundärmagnetflußvorgabe, um hierdurch eine Erregerstromvorgabe des Induktionsmotors zu erzeugen;
eine Drehmomentsteuervorrichtung zum Empfang einer Drehmomentvorgabe, die von dem Induktionsmotor ausgegeben werden soll, und der Erregerstromvorgabe, und zur Verarbeitung der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, des bestimmten Sekundärwiderstands und des Primärstroms, wobei die Drehmomentsteuervorrichtung eine Primärspannung des Induktionsmotors entsprechend dem Ergebnis der Verarbeitung steuert, so daß das Ausgangsdrehmoment des Induktionsmotors der Drehmomentvorgabe folgt; eine erste Parameterbestimmungsvorrichtung zur Verarbeitung des bestimmten Primärwiderstands, des bestimmten Sekundärwiderstands, der Primärspannung und des Primärstroms des Induktionsmotors, um hierdurch die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit zu erzeugen; und eine zweite Parameterbestimmungsvorrichtung zur Verarbeitung der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, der Primärspannung und des Primärstroms, um hierdurch den bestimmten Primärwiderstand und den bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen.

Bei dem Induktionsmotorsteuersystem weist die erste Parameterbestimmungsvorrichtung auf:

• a) eine erste Meßeinheit zur Verarbeitung des bestimmten Primärwiderstands, des bestimmten Sekundärwiderstands, der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, einer ersten Rückkopplungsverstärkung, der Primärspannung und des Primärstroms, um hierdurch einen bestimmten Sekundärmagnetfluß und eine erste Zustandsabweichung zu erzeugen,
• b) eine Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung der ersten Zustandsabweichung und des bestimmten Sekundärmagnetflusses, die von der ersten Meßeinheit stammen, um hierdurch die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit zu erzeugen,
• c) eine erste Verstärkungsberechnungseinheit zur Verarbeitung der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, die von der Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit stammt, um hierdurch die erste Rückkopplungsverstärkung zu erzeugen, so daß die erste Zustandsabweichung eine Komponente orthogonal zum bestimmten Sekundärmagnetfluß enthält.

Die zweite Parameterbestimmungseinheit weist auf

• a) eine zweite Meßeinheit zur Verarbeitung des bestimmten Primärwiderstands, des Sekundärwiderstands, der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, einer zweiten Rückkopplungsverstärkung, der Primärspannung und des Primärstroms, um hierdurch einen bestimmten Primärstrom und eine zweite Zustandsabweichung zu erzeugen,
• b) eine Primärwiderstands-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung der zweiten Zustandsabweichung und des bestimmten Primärstroms, um hierdurch den bestimmten Primärwiderstand zu erzeugen, und
• c) eine Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung des bestimmten Primärwiderstands, der von der Primärwiderstands-Bestimmungseinheit stammt, um hierdurch den bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen,
• d) eine zweite Verstärkungsberechnungseinheit zur Verarbeitung der Drehwinkelgeschwindigkeit, die von der Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit stammt, um hierdurch die zweite Zustandsabweichung zu erzeugen, so daß die erste Zustandsabweichung eine Komponente in Phase mit dem bestimmten Primärstrom enthält.

Daher können die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit, der bestimmte Primärwiderstand und der bestimmte Sekundärwiderstand unter guten Bedingungen erzeugt werden, und sind daher diese bestimmten oder ermittelten Werte stabil und exakt. Darüber hinaus kann die Drehmomentsteuervorrichtung das Ausgangsdrehmoment stabil und äußerst genau steuern.

Wenn bei dem ersten oder zweiten Induktionsmotorsteuersystem eine Abweichung zwischen der Drehwinkelgeschwindigkeit und der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit des Induktionsmotors hervorgerufen wird, erzeugt die erste Verstärkungsberechnungseinheit eine erste Rückkopplungsverstärkung, die dazu führt, daß eine Komponente orthogonal zum bestimmten Sekundärfluß in einer ersten Zustandsabweichung enthalten ist, und wenn eine Abweichung zwischen dem Primärwiderstand und dem bestimmten Primärwiderstand des Induktionsmotors hervorgerufen wird, erzeugt die zweite Verstärkungsberechnungseinheit eine zweite Rückkopplungsverstärkung, die dazu führt, daß eine Komponente in Phase mit dem bestimmten Primärfluß in einer zweiten Zustandsabweichung enthalten ist. Die erste und zweite Parameterbestimmungsvorrichtung können daher diese bestimmten oder ermittelten Werte unter stabilen und exakten Bedingungen erzeugen.

Bei dem ersten oder zweiten Induktionsmotorsteuersystem führt die erste Meßeinheit die Operationen gemäß Gleichungen (2), (3) und (4) durch, führt die erste Verstärkungsberechnungseinheit die Operationen gemäß Gleichung (5) durch, welche die erste Rückkopplungsverstärkung festlegt, führt die Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit die Operation gemäß Gleichung (6) durch, welche die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit festlegt, führt die zweite Meßeinheit die Operationen der Gleichungen (7), (8) und (9) durch, führt die zweite Verstärkungsberechnungseinheit die Operation gemäß Gleichung (10) durch, welche die zweite Rückkopplungsverstärkung festlegt, und führt die Primärwiderstands-Bestimmungseinheit die Operation gemäß Gleichung (11) durch, welche den Primärwiderstand festlegt. Daher sind die Operationen in bezug auf die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit und den bestimmten Primärwiderstand stabil und genau.

Weiterhin ist der mathematische Ausdruck, der die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit festlegt, eine Gleichung (6A), die durch Teilen der Gleichung (6) durch den Kehrwert des Quadrats des bestimmten Sekundärflusses gebildet wird, und ist der mathematische Ausdruck, der den bestimmten Primärwiderstand festlegt, eine Gleichung (11A), die durch Teilen von Gleichung (11) durch den Kehrwert des Quadrats des bestimmten Primärstroms gebildet wird.

Die Verstärkungen der Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit und der Primärwiderstands-Bestimmungseinheit bleiben unverändert, so daß stabile dynamische Eigenschaften zur Verfügung gestellt werden.

Gemäß einer dritten weitreichenden Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird ein Steuersystem für einen Induktionsmotor zur Verfügung gestellt, welches aufweist: eine Stromdetektorvorrichtung zum Detektieren eines Primärstroms eines Induktionsmotors; eine Erregerstromvorgabe-Berechnungsvorrichtung zum Empfang einer Sekundärmagnetflußvorgabe, die von dem Induktionsmotor ausgegeben werden soll, und zur Verarbeitung eines Wechselspannungssignals und eines Gleichspannungssignals proportional zur zweiten Magnetflußvorgabe, um hierdurch eine Erregerstromvorgabe des Induktionsmotors zu erzeugen; eine Drehmomentsteuervorrichtung zum Empfang einer Drehmomentvorgabe, die von dem Induktionsmotor ausgegeben werden soll, und der Erregerstromvorgabe, und zur Verarbeitung der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, des bestimmten Sekundärwiderstands und des Primärstroms, wobei die Drehmomentsteuervorrichtung eine Primärspannung des Induktionsmotors so steuert, daß das Ausgangsdrehmoment des Induktionsmotors der Drehmomentvorgabe folgt; und eine Parameterbestimmungsvorrichtung zur Verarbeitung der Primärspannung und des Primärstroms des Induktionsmotors, um hierdurch die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit und den bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen.

Bei dem Induktionsmotorsteuersystem weist die Parameterbestimmungsvorrichtung auf

• a) eine Meßeinheit zur Verarbeitung des bestimmten Primärwiderstands, des bestimmten Sekundärwiderstands, der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, einer Rückkopplungsverstärkung, der Primärspannung und des Primärstroms, um hierdurch einen bestimmten Sekundärstrom, einen bestimmten Sekundärmagnetfluß und eine Zustandsabweichung zu erzeugen,
• b) eine Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung der Zustandsabweichung und des bestimmten Sekundärmagnetflusses, die von der Meßeinheit stammen, um hierdurch die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit zu erzeugen,
• c) eine Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung der Zustandsabweichung, des bestimmten Sekundärmagnetflusses und des bestimmten Sekundärstroms, die von der Meßeinheit stammen, um hierdurch den bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen, und
• d) eine Primärwiderstands-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung des bestimmten Sekundärwiderstands, der von der Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit stammt, um hierdurch den bestimmten Primärwiderstand zu erzeugen,
• e) eine Verstärkungsberechnungseinheit zur Verarbeitung der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, die von der Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit stammt, um hierdurch die Rückkopplungsverstärkung zu erzeugen, so daß die Zustandsabweichung eine Komponente orthogonal zu dem bestimmten Sekundärmagnetfluß enthält,
• f) wobei dann, wenn eine Abweichung zwischen der Drehwinkelgeschwindigkeit und der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit des Induktionsmotors hervorgerufen wird, die Verstärkungsberechnungseinheit eine Rückkopplungsverstärkung erzeugt, die dazu führt, daß eine Komponente orthogonal zum bestimmten Sekundärfluß in der Zustandsabweichung enthalten ist, und
• g) die Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit einen Vorgang unter Verwendung des Produkts einer Komponente, die in Phase mit einem bestimmten Sekundärmagnetfluß ist, der in der Zustandsabweichung enthalten ist, und eine anderen Komponente durchführt, die in Phase mit dem bestimmten Sekundärmagnetfluß ist, der in dem bestimmten Sekundärstrom enthalten ist, um hierdurch einen bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen.

Daher können die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit, der bestimmte Sekundärwiderstand und der bestimmte Primärwiderstand unter guten Bedingungen erzeugt werden, und daher sind ihre bestimmten oder ermittelten Werte stabil und exakt. Die Drehmomentsteuervorrichtung kann das Ausgangsdrehmoment stabil und exakt steuern.

Bei dem Induktionsmotorsteuersystem führt die Meßeinheit die Operationen gemäß Gleichungen (14), (15) und (16) durch, führt die Verstärkungsberechnungseinheit die Operation einer Gleichung (17) durch, welche die Rückkopplungsverstärkung festlegt, führt die Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit die Operation einer Gleichung (18) durch, welche die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit (18) festlegt, und führt die Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit die Operation einer Gleichung (19) durch, welche den bestimmten Sekundärwiderstand festlegt. Es können stabile und äußerst exakte Operationen in bezug auf die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit, den bestimmten Sekundärwiderstand und den bestimmten Primärwiderstand durchgeführt werden.

Bei jeder der ersten bis dritten Induktionsmotorsteuerungssysteme empfängt die Erregerstromvorgabe-Berechnungsvorrichtung eine Sekundärmagnetflußvorgabe, die von dem Induktionsmotor ausgegeben werden soll, und verarbeitet ein Wechselspannungssignal, welches keine Wechselspannungskomponenten enthält, deren Periode länger ist als eine sekundäre Zeitkonstante des Induktionsmotors, und ein Gleichspannungssignal proportional zur Sekundärmagnetflußvorgabe, um hierdurch eine Erregerstromvorgabe des Induktionsmotors zu erzeugen. Daher kann der Sekundärmagnetfluß konstant gehalten werden, und kann ein Pulsieren des Ausgangsdrehmoments unterdrückt werden.

Bei jedem der ersten bis dritten Induktionsmotorsteuersysteme empfängt die Erregerstromvorgabe-Berechnungsvorrichtung eine Sekundärmagnetflußvorgabe, die von dem Induktionsmotor ausgegeben werden soll, und verarbeitet ein Wechselspannungssignal, welches durch Frequenzmodulation eines Sinuswellensignals gebildet wird, sowie ein Gleichspannungssignal proportional zur Sekundärmagnetflußvorgabe, um hierdurch eine Erregerstromvorgabe des Induktionsmotors zu erzeugen. Daher wird die erforderliche Anzahl an trigonometrischen Operationen verringert. Es ist zulässig, daß eine erhöhte Anzahl an Wechselspannungssignalen mit unterschiedlichen Frequenzen dem Gleichspannungssignal überlagert wird. Die Genauigkeit der Bestimmung oder Ermittlung der Drehwinkelgeschwindigkeit und des Sekundärwiderstands wird verbessert.

Claims (13)

1. Steuersystem für einen Induktionsmotor, welches aufweist:
eine Stromdetektorvorrichtung zum Detektieren eines Primärstroms eines Induktionsmotors;
eine Erregerstromvorgabe-Berechnungsvorrichtung zum Empfang einer Sekundärmagnetflußvorgabe, die von dem Induktionsmotor ausgegeben werden soll, und zur Verarbeitung eines Wechselspannungssignals und eines Gleichspannungssignals proportional zur Sekundärmagnetflußvorgabe, um hierdurch eine Erregerstromvorgabe des Induktionsmotors zu erzeugen;
eine Drehmomentsteuervorrichtung zum Empfang einer Drehmomentvorgabe, die von dem Induktionsmotor ausgegeben werden soll, und der Erregerstromvorgabe, und zur Verarbeitung der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, des bestimmten Sekundärwiderstands und des Primärstroms, wobei die Drehmomentsteuervorrichtung eine Primärspannung des Induktionsmotors so steuert, daß das Ausgangsdrehmoment des Induktionsmotors der Drehmomentvorgabe folgt;
eine erste Parameterbestimmungsvorrichtung zur Verarbeitung des bestimmten Primärwiderstands, der Primärspannung und des Primärstroms des Induktionsmotors, um hierdurch die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit und den bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen; und
eine zweite Parameterbestimmungsvorrichtung zur Verarbeitung der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, des bestimmten Sekundärwiderstands, der Primärspannung und des Primärstroms, um hierdurch den bestimmten Primärwiderstand zu erzeugen;
wobei die erste Parameterbestimmungsvorrichtung aufweist:

• a) eine erste Meßeinheit zur Verarbeitung des bestimmten Primärwiderstands, des bestimmten Sekundärwiderstands, der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, einer ersten Rückkopplungsverstärkung, der Primärspannung und des Primärstroms, um hierdurch einen bestimmten Sekundärstrom, einen bestimmten Sekundärmagnetfluß und eine erste Zustandsabweichung zu erzeugen,
• b) eine Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung der ersten Zustandsabweichung und des bestimmten Sekundärmagnetflusses, die von der ersten Meßeinheit stammen, um hierdurch die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit zu erzeugen,
• c) eine Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung der ersten Zustandsabweichung und des bestimmten Sekundärstroms, die von der ersten Meßeinheit stammen, um hierdurch den bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen, und
• d) eine erste Verstärkungsberechnungseinheit zur Verarbeitung der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, die von der Drehgeschwindigkeitsbestimmungseinheit stammt, um hierdurch die erste Rückkopplungsverstärkung zu erzeugen, so daß die erste Zustandsabweichung eine Komponente orthogonal zum bestimmten Sekundärmagnetfluß enthält, und

wobei die zweite Parameterbestimmungseinheit aufweist

• a) eine zweite Meßeinheit zur Verarbeitung des bestimmten Primärwiderstands, des Sekundärwiderstands, der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, einer zweiten Rückkopplungsverstärkung, der Primärspannung und des Primärstroms, um hierdurch einen bestimmten Primärstrom und eine zweite Zustandsabweichung zu erzeugen,
• b) eine Primärwiderstands-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung der zweiten Zustandsabweichung und des bestimmten Primärstroms, um hierdurch den bestimmten Primärwiderstand zu erzeugen, und
• c) eine zweite Verstärkungsberechnungseinheit zur Verarbeitung der Drehwinkelgeschwindigkeit, die von der Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit stammt, um hierdurch die zweite Zustandsabweichung zu erzeugen, so daß die erste Zustandsabweichung eine Komponente in Phase mit dem bestimmten Primärstrom enthält.

2. Induktionsmotorsteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwiderstands- Bestimmungseinheit die erste Zustandsabweichung, den bestimmten Sekundärmagnetfluß und den bestimmten Sekundärstrom verarbeitet, die von der ersten Meßeinheit stammen, um hierdurch einen bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen.

3. Induktionsmotorsteuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwiderstands- Bestimmungseinheit einen Vorgang unter Verwendung des Produkts einer Komponente, die in Phase mit einem bestimmten Sekundärmagnetfluß ist, der in der ersten Zustandsabweichung enthalten ist, und einer anderen Komponente durchführt, die in Phase mit dem bestimmten Sekundärmagnetfluß ist, der in dem bestimmten Sekundärstrom enthalten ist, um hierdurch einen bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen.

4. Induktionsmotorsteuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwiderstands- Bestimmungseinheit die folgende Gleichung (1) ausführt, welche den bestimmten Sekundärwiderstand festlegt:
[Formel 1]
Rr0: bestimmter Sekundärwiderstand
s: Laplace-Operator
kr2p: Sekundärwiderstand, der die Proportionalverstärkung festlegt
kr2I: Sekundärwiderstand, der die Integrationsverstärkung festlegt
ir01: bestimmter Sekundärstrom des Induktionsmotors
iar1: a-Achsenkomponente des bestimmten Sekundärstroms des Induktionsmotors in a-b- Achsenkoordinaten
ibr1: b-Achsenkomponente des bestimmten Sekundärstroms des Induktionsmotors in den a-b-Achsenkoordinaten des Induktionsmotors
Φr01: bestimmter Sekundärmagnetfluß des Induktionsmotors
ϕar1: a-Achsenkomponente des bestimmten Sekundärmagnetflusses des Induktionsmotors in den a-b-Achsenkoordinaten
ϕbr1: b-Achsenkomponente des bestimmten Sekundärmagnetflusses des Induktionsmotors in den a-b-Achsenkoordinaten
E1: erste Zustandsabweichung
.: Operator, der das innere Produkt von Vektoren angibt.

5. Steuersystem für einen Induktionsmotor, welches aufweist:
eine Stromdetektorvorrichtung zum Detektieren eines Primärstroms eines Induktionsmotors;
eine Erregerstromvorgabe-Berechnungsvorrichtung zum Empfang einer Sekundärmagnetflußvorgabe, die von dem Induktionsmotor ausgegeben werden soll, und zur Ausführung eines Vorgangs unter Verwendung der Sekundärmagnetflußvorgabe, um hierdurch eine Erregerstromvorgabe des Induktionsmotors zu erzeugen;
eine Drehmomentsteuervorrichtung zum Empfang einer Drehmomentvorgabe, die von dem Induktionsmotor ausgegeben werden soll, und der Erregerstromvorgabe, und zur Verarbeitung der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, des bestimmten Sekundärwiderstands und des Primärstroms, wobei die Drehmomentsteuervorrichtung die Primärspannung des Induktionsmotors entsprechend dem Ergebnis der Verarbeitung steuert, so daß das Ausgangsdrehmoment des Induktionsmotors der Drehmomentvorgabe folgt;
eine erste Parameterbestimmungsvorrichtung zur Verarbeitung des bestimmten Primärwiderstands, des bestimmten Sekundärwiderstands, der Primärspannung und des Primärstroms des Induktionsmotors, um hierdurch die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit zu erzeugen; und
eine zweite Parameterbestimmungsvorrichtung zur Verarbeitung der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, der Primärspannung und des Primärstroms, um hierdurch den bestimmten Primärwiderstand und den bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen;
wobei die erste Parameterbestimmungsvorrichtung aufweist

• a) eine erste Meßeinheit zur Verarbeitung des bestimmten Primärwiderstands, des bestimmten Sekundärwiderstands, der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, einer ersten Rückkopplungsverstärkung, der Primärspannung und des Primärstroms, um hierdurch einen bestimmten Sekundärmagnetfluß und eine erste Zustandsabweichung zu erzeugen,
• b) eine Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung der ersten Zustandsabweichung und des bestimmten Sekundärmagnetflusses, die von der ersten Meßeinheit stammen, um hierdurch die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit zu erzeugen,
• c) eine erste Verstärkungsberechnungseinheit zur Verarbeitung der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, die von der Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit stammt, um hierdurch die erste Rückkopplungsverstärkung zu erzeugen, so daß die erste Zustandsabweichung eine Komponente orthogonal zum bestimmten Sekundärmagnetfluß enthält, und

wobei die zweite Parameterbestimmungseinheit aufweist

• a) eine zweite Meßeinheit zur Verarbeitung des bestimmten Primärwiderstands, des Sekundärwiderstands, der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, einer zweiten Rückkopplungsverstärkung, der Primärspannung und des Primärstroms, um hierdurch einen bestimmten Primärstrom und eine zweite Zustandsabweichung zu erzeugen,
• b) eine Primärwiderstands-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung der zweiten Zustandsabweichung und des bestimmten Primärstroms, um hierdurch den bestimmten Primärwiderstand zu erzeugen, und
• c) eine Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung des bestimmten Primärwiderstands, der von der Primärwiderstands-Bestimmungseinheit stammt, um hierdurch den bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen,
• d) eine zweite Verstärkungsberechnungseinheit zur Verarbeitung der Drehwinkelgeschwindigkeit, die von der Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit stammt, um hierdurch die zweite Zustandsabweichung zu erzeugen, so daß die erste Zustandsabweichung eine Komponente in Phase mit dem bestimmten Primärstrom enthält.

6. Induktionsmotorsteuersystem nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn eine Abweichung zwischen der Drehwinkelgeschwindigkeit und der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit des Induktionsmotors hervorgerufen wird, die erste Verstärkungsberechnungseinheit eine erste Rückkopplungsverstärkung erzeugt, die dazu führt, daß eine Komponente orthogonal zum bestimmen Sekundärfluß in einer ersten Zustandsabweichung enthalten ist, und dann, wenn eine Abweichung zwischen dem Primärwiderstand und dem bestimmten Primärwiderstand des Induktionsmotors hervorgerufen wird, die zweite Verstärkungsberechnungseinheit eine zweite Rückkopplungsverstärkung erzeugt, die dazu führt, daß eine Komponente in Phase mit dem bestimmten Primärfluß ist, der in einer zweiten Zustandsabweichung enthalten ist.

7. Induktionsmotorsteuersystem nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Meßeinheit die Operationen von Gleichungen (2), (3) und (4) durchführt, die erste Verstärkungsberechnungseinheit die Operation einer Gleichung (5) durchführt, welche die erste Rückkopplungsverstärkung festlegt, die Drehgeschwindigkeitsbestimmungseinheit die Operation einer Gleichung (6) durchführt, welche die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit festlegt, die zweite Meßeinheit die Operationen von Gleichungen (7), (8) und (9) durchführt, die zweite Verstärkungsberechnungseinheit die Operation einer Gleichung (10) durchführt, welche die zweite Rückkopplungsverstärkung festlegt, und die Primärwiderstands-Bestimmungseinheit die Operation einer Gleichung (11) durchführt, welche den Primärwiderstand festlegt:
[Formel 2]

[Formel 3]
wobei
ω_r0: bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeiten des Induktionsmotors
k_sp: Drehwinkelgeschwindigkeit, welche die Proportionalverstärkung festlegt
k_si: Drehwinkelgeschwindigkeit, welche die Integrationsverstärkung festlegt
R_s0: bestimmter primärer Sekundärwiderstand
k_rlp: Primärwiderstand, der die Verstärkung festlegt
k_rli: Primärwiderstands-Integrationsverstärkung
V_s: Primärspannung des Induktionsmotors
ν_as: a-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) der Primärspannung des Induktionsmotors
ν_bs: b-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) der Primärspannung des Induktionsmotors
Φ_s01: bestimmter Primärmagnetfluß des Induktionsmotors
ϕ_as1: a-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) des bestimmten Primärmagnetflusses des Induktionsmotors
ϕ_bs1: b-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) des zweiten bestimmten Primärmagnetflusses des Induktionsmotors
Φ_s02: zweiter bestimmter Primärmagnetfluß des Induktionsmotors
ϕ_as2: a-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) des zweiten bestimmten Primärmagnetflusses des Induktionsmotors
ϕ_bs2: b-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) des zweiten bestimmten Primärmagnetflusses des Induktionsmotors
Φ_r02: zweiter bestimmter Sekundärmagnetfluß des Induktionsmotors
ϕ_ar2: a-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) des zweiten bestimmten Sekundärmagnetflusses des Induktionsmotors
ϕ_br2: b-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) des zweiten bestimmten Sekundärmagnetflusses des Induktionsmotors
i_s: Primärstrom des Induktionsmotors
i_as: a-Achsenkomponente in den a-b-Achsen (statische Koordinaten) des Primärstroms des Induktionsmotors
i_bs: b-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) des Primärstroms des Induktionsmotors
i_s01: erster bestimmter Primärstrom des Induktionsmotors
i_as1: a-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) des ersten bestimmten Primärstroms des Induktionsmotors
[Formel 4]
i_bs1: b-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) des ersten bestimmten Primärstroms des Induktionsmotors
i_s02: bestimmter Primärstrom des Induktionsmotors
i_as2: a-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) des bestimmten Primärstroms des Induktionsmotors
i_bs2: b-Achsenkomponente in der a-b-Achsenebene (statische Koordinaten) des bestimmten Primärstroms des Induktionsmotors
E2: zweite Zustandsabweichung
H1: erste Rückkopplungsverstärkung
H2: zweite Rückkopplungsverstärkung
P1: Lösung von Gleichung (12)
P2: Lösung von Gleichung (13)
L_s: Primärinduktivität des Induktionsmotors
L_r: Sekundärinduktivität des Induktionsmotors
M: Gegeninduktivität des Induktionsmotors
ε: frei wählbare positive Zahl

8. Induktionsmotorsteuersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der mathematische Ausdruck, der die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit festlegt, eine Gleichung (6A) ist, die durch Teilen von Gleichung (6) durch den Kehrwert des Quadrats des bestimmten Sekundärflusses gebildet wird, und der mathematische Ausdruck, der den bestimmten Primärwiderstand festlegt, eine Gleichung (11A) ist, die durch Teilen von Gleichung (1) durch den Kehrwert des Quadrats des bestimmten Primärstroms gebildet wird:
[Formel 5]

9. Steuersystem für einen Induktionsmotor, welches aufweist:
eine Stromdetektorvorrichtung zum Detektieren eines Primärstroms eines Induktionsmotors;
eine Erregerstromvorgabe-Berechnungsvorrichtung zum Empfangen einer Sekundärmagnetflußvorgabe, die von dem Induktionsmotor ausgegeben werden soll, und zur Verarbeitung eines Wechselspannungssignals und eines Gleichspannungssignals proportional zur Sekundärmagnetflußvorgabe, um hierdurch eine Erregerstromvorgabe des Induktionsmotors zu erzeugen;
eine Drehmomentsteuervorrichtung zum Empfang einer Drehmomentvorgabe, die von dem Induktionsmotor ausgegeben werden soll, und der Erregerstromvorgabe, und zur Verarbeitung der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, des bestimmten Sekundärwiderstands und des Primärstroms, wobei die Drehmomentsteuervorrichtung die Primärspannung des Induktionsmotors so steuert, daß das Ausgangsdrehmoment des Induktionsmotors der Drehmomentvorgabe folgt;
eine Parameterbestimmungsvorrichtung zur Verarbeitung der Primärspannung und des Primärstroms des Induktionsmotors, um hierdurch die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit und den bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen;
wobei die Parameterbestimmungsvorrichtung aufweist:

• a) eine Meßeinheit zur Verarbeitung des bestimmten Primärwiderstands, des bestimmten Sekundärwiderstands, der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, einer Rückkopplungsverstärkung, der Primärspannung und des Primärstroms, um hierdurch einen bestimmten Sekundärstrom, einen bestimmten Sekundärmagnetfluß und eine Zustandsabweichung zu erzeugen,
• b) eine Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung der Zustandsabweichung und des bestimmten Sekundärmagnetflusses, die von der Meßeinheit stammen, um hierdurch die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit zu erzeugen,
• c) eine Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung der Zustandsabweichung, des bestimmten Sekundärmagnetflusses, und des bestimmten Sekundärstroms, die von der Meßeinheit stammen, um hierdurch den bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen,
• d) eine Primärwiderstands-Bestimmungseinheit zur Verarbeitung des bestimmten Sekundärwiderstands, der von der Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit stammt, um hierdurch den bestimmten Primärwiderstand zu erzeugen,
• e) eine Verstärkungsberechnungseinheit zur Verarbeitung der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit, die von der Drehgeschwindigkeits-Bestimmungseinheit stammt, um hierdurch die Rückkopplungsverstärkung zu erzeugen, so daß die Zustandsabweichung eine Komponente orthogonal zu dem bestimmten Sekundärmagnetfluß enthält,
• f) wobei dann, wenn eine Abweichung zwischen der Drehwinkelgeschwindigkeit und der bestimmten Drehwinkelgeschwindigkeit des Induktionsmotors hervorgerufen wird, die Verstärkungsberechnungseinheit eine Rückkopplungsverstärkung erzeugt, die dazu führt, daß eine Komponente orthogonal zum bestimmten Sekundärfluß in der Zustandsabweichung enthalten ist, und
• g) die Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit einen Vorgang unter Verwendung des Produkts einer Komponente, die in Phase mit einem bestimmten Sekundärmagnetfluß ist, der in der Zustandsabweichung enthalten ist, und einer anderen Komponente durchführt, die in Phase mit dem bestimmten Sekundärmagnetfluß ist, der in dem bestimmten Sekundärstrom enthalten ist, um hierdurch einen bestimmten Sekundärwiderstand zu erzeugen.

10. Induktionsmotorsteuersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinheit die Operationen von Gleichungen (14), (15) und (16) durchführt, die Verstärkungsberechnungseinheit die Operation einer Gleichung (17) durchführt, welche die Rückkopplungsverstärkung festlegt, die Drehgeschwindigkeitsbestimmungseinheit die Operation einer Gleichung (18) durchführt, welche die bestimmte Drehwinkelgeschwindigkeit festlegt, und die Sekundärwiderstands-Bestimmungseinheit die Operation einer Gleichung (19) durchführt, welche den bestimmten Sekundärwiderstand festlegt:
[Formel 6]
mit
E: Zustandsabweichung
H: Rückkopplungsverstärkung

11. Induktionsmotorsteuersystem nach Anspruch 1, 5 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerstromvorgabe- Berechnungsvorrichtung eine Sekundärmagnetflußvorgabe empfängt, die von dem Induktionsmotor ausgegeben werden soll, und ein Wechselspannungssignal verarbeitet, welches keine Wechselspannungskomponenten enthält, deren Perioden länger sind als eine sekundäre Zeitkonstante des Induktionsmotors, sowie ein Wechselspannungssignal proportional zur Sekundärmagnetflußvorgabe, um hierdurch eine Erregerstromvorgabe des Induktionsmotors zu erzeugen.

12. Induktionsmotorsteuersystem nach Anspruch 1, 5 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erregerstromvorgabe- Berechnungsvorrichtung eine Sekundärmagnetflußvorgabe empfängt, die von dem Induktionsmotor ausgegeben werden soll, und ein Wechselspannungssignal verarbeitet, das durch Frequenzmodulation eines Sinuswellensignals gebildet wird, sowie ein Gleichspannungssignal proportional zur Sekundärmagnetflußvorgabe, um eine Erregerstromvorgabe des Induktionsmotors zu erzeugen.