JP2000333500A - 誘導電動機の可変速制御装置 - Google Patents
誘導電動機の可変速制御装置Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
Abstract
(57)【要約】
【課題】 制御装置と誘導電動機間の座標軸のずれを零
にしてトルクを指令値どおりに発生させ、電動機効率を
向上させる。 【解決手段】 電圧指令値演算回路４と、一次角周波数
指令値から位相角指令値を演算する積分器５と、交流電
圧指令値と位相角指令値とに基づく交流電圧指令値ベク
トルに従って電力変換を行う電力変換回路１とを有する
可変速制御装置に関する。電流検出器６と、誘導電動機
の誘起電圧ベクトルのｄ軸成分を演算する誘起電圧演算
回路１０と、その演算結果から、誘導電動機の二次磁束
の座標軸と二次磁束指令値の座標軸との間の軸ずれを、
一次角周波数の補償量である位置ずれ量として演算する
位置ずれ量演算回路１１と、第１の一次角周波数指令値
へ前記位置ずれ量を補償することにより、第２の一次角
周波数指令値を生成する補償器１２とを備える。
にしてトルクを指令値どおりに発生させ、電動機効率を
向上させる。 【解決手段】 電圧指令値演算回路４と、一次角周波数
指令値から位相角指令値を演算する積分器５と、交流電
圧指令値と位相角指令値とに基づく交流電圧指令値ベク
トルに従って電力変換を行う電力変換回路１とを有する
可変速制御装置に関する。電流検出器６と、誘導電動機
の誘起電圧ベクトルのｄ軸成分を演算する誘起電圧演算
回路１０と、その演算結果から、誘導電動機の二次磁束
の座標軸と二次磁束指令値の座標軸との間の軸ずれを、
一次角周波数の補償量である位置ずれ量として演算する
位置ずれ量演算回路１１と、第１の一次角周波数指令値
へ前記位置ずれ量を補償することにより、第２の一次角
周波数指令値を生成する補償器１２とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一次角周波数指令
値と二次磁束指令値とを用いて交流電圧指令値を演算
し、この電圧指令値をインバータ等の電力変換回路に与
えて誘導電動機を駆動する可変速制御装置に関する。
値と二次磁束指令値とを用いて交流電圧指令値を演算
し、この電圧指令値をインバータ等の電力変換回路に与
えて誘導電動機を駆動する可変速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６に従来の誘導電動機の可変速制御装
置の全体ブロック図を示す。同図において、指令値発生
回路３から出力される一次角周波数指令値ω1 *と二次磁
束指令値φ2 *とに基づいて、電圧指令値演算回路４が回
転座標系（ｄ−ｑ軸）における電圧指令値ｖ1d *，ｖ1q *
を演算する。次に、ω1 *を入力とする積分器５により、
位相角指令値θ*を演算する。ここで、前記回転座標系
は一次角周波数指令値ω1 *と等しい角速度で回転するも
のとし、そのｄ軸は位相角指令値θ*の方向に一致する
座標軸、ｑ軸はｄ軸に直交する座標軸である。
置の全体ブロック図を示す。同図において、指令値発生
回路３から出力される一次角周波数指令値ω1 *と二次磁
束指令値φ2 *とに基づいて、電圧指令値演算回路４が回
転座標系（ｄ−ｑ軸）における電圧指令値ｖ1d *，ｖ1q *
を演算する。次に、ω1 *を入力とする積分器５により、
位相角指令値θ*を演算する。ここで、前記回転座標系
は一次角周波数指令値ω1 *と等しい角速度で回転するも
のとし、そのｄ軸は位相角指令値θ*の方向に一致する
座標軸、ｑ軸はｄ軸に直交する座標軸である。
【０００３】座標変換回路７は、前記ｖ1d *，ｖ1q *を入
力として前記位相角指令値θ*による回転座標変換を行
い、交流電圧指令値ベクトルｖ1 *を出力する。インバー
タ等の電力変換回路１は前記交流電圧指令値ベクトルｖ
1 *に従って各相の交流電圧を出力し、誘導電動機２を駆
動する。
力として前記位相角指令値θ*による回転座標変換を行
い、交流電圧指令値ベクトルｖ1 *を出力する。インバー
タ等の電力変換回路１は前記交流電圧指令値ベクトルｖ
1 *に従って各相の交流電圧を出力し、誘導電動機２を駆
動する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の可変速
制御装置において、電圧指令値演算回路４における演算
誤差や電力変換回路１が出力する交流電圧の指令値と実
際値との誤差等により、位相角指令値θ*の方向によっ
て決まる二次磁束指令値φ2 *と誘導電動機２に発生する
二次磁束との間にずれを生じることがある。このため、
指令値通りの磁束を発生できなくなり、発生トルクが減
少する、あるいは電動機効率が低下する等の問題を生じ
ていた。
制御装置において、電圧指令値演算回路４における演算
誤差や電力変換回路１が出力する交流電圧の指令値と実
際値との誤差等により、位相角指令値θ*の方向によっ
て決まる二次磁束指令値φ2 *と誘導電動機２に発生する
二次磁束との間にずれを生じることがある。このため、
指令値通りの磁束を発生できなくなり、発生トルクが減
少する、あるいは電動機効率が低下する等の問題を生じ
ていた。
【０００５】そこで本発明は、二次磁束指令値と誘導電
動機に実際に発生する二次磁束との間のずれを補償する
手段を備え、指令値通りの二次磁束を発生させて良好な
制御を実現し、所望のトルクの発生や電動機効率の向上
を可能にした誘導電動機の可変速制御装置を提供しよう
とするものである。
動機に実際に発生する二次磁束との間のずれを補償する
手段を備え、指令値通りの二次磁束を発生させて良好な
制御を実現し、所望のトルクの発生や電動機効率の向上
を可能にした誘導電動機の可変速制御装置を提供しよう
とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】まず、ｄ−ｑ軸回転座標
系から観測した誘導電動機の電圧方程式は、次の数式１
によって表される。
系から観測した誘導電動機の電圧方程式は、次の数式１
によって表される。
【０００７】
【数１】
【０００８】なお、数式１において、ｖ1dは一次電圧ｄ
軸成分、ｖ1qは一次電圧ｑ軸成分、ｉ1dは一次電流ｄ軸
成分、ｉ1qは一次電流ｑ軸成分、φ2dは二次磁束ｄ軸成
分、φ2qは二次磁束ｑ軸成分、Ｒ1は一次（固定子）巻
線抵抗、Ｒ2は二次（回転子）導体抵抗、Ｌσは漏れイ
ンダクタンス、ω1は一次角周波数、ω2は二次（回転
子）角周波数、τ2は二次時定数、ｐは微分演算子（＝
ｄ／ｄｔ）である。
軸成分、ｖ1qは一次電圧ｑ軸成分、ｉ1dは一次電流ｄ軸
成分、ｉ1qは一次電流ｑ軸成分、φ2dは二次磁束ｄ軸成
分、φ2qは二次磁束ｑ軸成分、Ｒ1は一次（固定子）巻
線抵抗、Ｒ2は二次（回転子）導体抵抗、Ｌσは漏れイ
ンダクタンス、ω1は一次角周波数、ω2は二次（回転
子）角周波数、τ2は二次時定数、ｐは微分演算子（＝
ｄ／ｄｔ）である。
【０００９】ここで、制御装置において数式１の演算に
使用する電圧、電流、電動機定数が、制御している誘導
電動機のそれらと誤差がない場合を考える。このとき、
誘導電動機の二次磁束φ2の向きと制御装置の二次磁束
指令値φ2 *との間にはずれが生じていない。一次角周波
数指令値ω1 *及び二次磁束指令値φ2 *が与えられると、
数式１においてφ2d＝φ2 *，φ2q＝０，ω1＝ω1 *とお
くことができ、一次電圧指令値のｄ軸成分ｖ1d *、ｑ軸
成分ｖ1q *は数式２のようになる。
使用する電圧、電流、電動機定数が、制御している誘導
電動機のそれらと誤差がない場合を考える。このとき、
誘導電動機の二次磁束φ2の向きと制御装置の二次磁束
指令値φ2 *との間にはずれが生じていない。一次角周波
数指令値ω1 *及び二次磁束指令値φ2 *が与えられると、
数式１においてφ2d＝φ2 *，φ2q＝０，ω1＝ω1 *とお
くことができ、一次電圧指令値のｄ軸成分ｖ1d *、ｑ軸
成分ｖ1q *は数式２のようになる。
【００１０】
【数２】ｖ1d *＝（Ｒ1＋ｐＬσ）ｉ1d−ω1 *Ｌσｉ1q ｖ1q *＝ω1 *φ2 *＋（Ｒ1＋ｐＬσ）ｉ1q＋ω1 *Ｌσｉ1d
【００１１】次に、誘導電動機の二次回路の誘起電圧ベ
クトルｅ2＝（ｅ2d，ｅ2q）T（以下、誘起電圧という。
（ ）T：行列（ ）の転置行列を表す）について考え
る。前述した数式１の第１行、第２行を変形することに
より、誘起電圧のｄ軸成分ｅ2d、ｑ軸成分ｅ2qは、次の
数式３によって表される。ここで、数式３における
ｖ1d，ｖ1qは、電力変換回路に入力される交流電圧指令
値ベクトルｖ1 *または誘導電動機の端子電圧検出値から
求めることができる。
クトルｅ2＝（ｅ2d，ｅ2q）T（以下、誘起電圧という。
（ ）T：行列（ ）の転置行列を表す）について考え
る。前述した数式１の第１行、第２行を変形することに
より、誘起電圧のｄ軸成分ｅ2d、ｑ軸成分ｅ2qは、次の
数式３によって表される。ここで、数式３における
ｖ1d，ｖ1qは、電力変換回路に入力される交流電圧指令
値ベクトルｖ1 *または誘導電動機の端子電圧検出値から
求めることができる。
【００１２】
【数３】ｅ2d＝ｐφ2d−ω1φ2q＝ｖ1d−（Ｒ1＋ｐＬ
σ）ｉ1d＋ω1Ｌσｉ1q ｅ2q＝ω1φ2d＋ｐφ2q＝ｖ1q−（Ｒ1＋ｐＬσ）ｉ1q＋
ω1Ｌσｉ1d
σ）ｉ1d＋ω1Ｌσｉ1q ｅ2q＝ω1φ2d＋ｐφ2q＝ｖ1q−（Ｒ1＋ｐＬσ）ｉ1q＋
ω1Ｌσｉ1d
【００１３】次に、前述した如く、交流電圧指令値の演
算誤差等に起因して、誘導電動機の二次磁束φ2の向き
と制御装置の二次磁束指令値φ2 *との間にずれが発生し
た場合を考える。図５は、誘起電圧ｅ2と二次磁束φ2と
の関係を表したベクトル図である。ｄ−ｑ軸は制御装置
の内部演算で使用される座標軸、ｄm−ｑm軸は誘導電動
機の二次磁束φ2に基づく座標軸である。
算誤差等に起因して、誘導電動機の二次磁束φ2の向き
と制御装置の二次磁束指令値φ2 *との間にずれが発生し
た場合を考える。図５は、誘起電圧ｅ2と二次磁束φ2と
の関係を表したベクトル図である。ｄ−ｑ軸は制御装置
の内部演算で使用される座標軸、ｄm−ｑm軸は誘導電動
機の二次磁束φ2に基づく座標軸である。
【００１４】誘起電圧ｅ2は二次磁束φ2と直交するた
め、制御装置の座標軸（ｄ−ｑ軸）と誘導電動機の座標
軸（ｄm−ｑm）との間にずれ（以下、軸ずれという）が
ない場合には、誘起電圧ｅ2のｄ軸成分ｅ2dは零である
が、軸ずれがある場合はｅ2d≠０となる。また、図５に
示すように軸ずれ角を△θとすると、一次角周波数指令
値ω1 *の符号（正負）に応じて、△θとｅ2dの符号には
数式４の関係がある。
め、制御装置の座標軸（ｄ−ｑ軸）と誘導電動機の座標
軸（ｄm−ｑm）との間にずれ（以下、軸ずれという）が
ない場合には、誘起電圧ｅ2のｄ軸成分ｅ2dは零である
が、軸ずれがある場合はｅ2d≠０となる。また、図５に
示すように軸ずれ角を△θとすると、一次角周波数指令
値ω1 *の符号（正負）に応じて、△θとｅ2dの符号には
数式４の関係がある。
【００１５】
【数４】 ω1 *≧０のとき、 △θ＞０のとき、ｅ2d＞０ △θ＜０のとき、ｅ2d＜０ ω1 *＜０のとき、 △θ＞０のとき、ｅ2d＜０ △θ＜０のとき、ｅ2d＞０
【００１６】従って、誘起電圧ｅ2のｄ軸成分ｅ2dを入
力とする比例演算または比例積分演算を行い、その演算
結果に第１の（もとの）一次角周波数指令値ω1 *の符号
データを付加した信号（位置ずれ量）△ω1を第１の一
次角周波数指令値ω1 *へ補償し、その結果を第２の一次
角周波数指令値ω1 **として電圧指令値演算、位相角指
令値演算の入力として用いれば、軸ずれ角△θを零とす
る動作を実現することができる。
力とする比例演算または比例積分演算を行い、その演算
結果に第１の（もとの）一次角周波数指令値ω1 *の符号
データを付加した信号（位置ずれ量）△ω1を第１の一
次角周波数指令値ω1 *へ補償し、その結果を第２の一次
角周波数指令値ω1 **として電圧指令値演算、位相角指
令値演算の入力として用いれば、軸ずれ角△θを零とす
る動作を実現することができる。
【００１７】数式５及び数式６に、信号△ω1及び第２
の一次角周波数指令値ω1 **の演算式を示す。この例
は、ｅ2dを入力として比例積分演算を行う例である。な
お、数式５において、sgn（ω1 *）はω1 *の符号データ
であり、ω1 *≧０のときsgn（ω1 *）＝１、ω1 *＜０の
ときsgn（ω1 *）＝−１である。また、Ｋpは比例ゲイ
ン、Ｔ Iは積分時定数である。
の一次角周波数指令値ω1 **の演算式を示す。この例
は、ｅ2dを入力として比例積分演算を行う例である。な
お、数式５において、sgn（ω1 *）はω1 *の符号データ
であり、ω1 *≧０のときsgn（ω1 *）＝１、ω1 *＜０の
ときsgn（ω1 *）＝−１である。また、Ｋpは比例ゲイ
ン、Ｔ Iは積分時定数である。
【００１８】
【数５】△ω1＝sgn（ω1 *）・ＫP｛ｅ2d＋（１／ＴI）
∫ｅ2dｄｔ｝
∫ｅ2dｄｔ｝
【００１９】
【数６】ω1 **＝ω1 *−Δω1
【００２０】このように、本発明では、制御装置の座標
軸と誘導電動機の座標軸との間に軸ずれがあり、誘導電
動機の二次磁束φ2の向きと制御装置の二次磁束指令値
φ2 *との間にずれが生じている場合には誘起電圧ｅ2の
ｄ軸成分ｅ2dが零にならないことに着目したもので、前
記軸ずれ角を零にするように一次角周波数指令値を調節
することを要旨とする。
軸と誘導電動機の座標軸との間に軸ずれがあり、誘導電
動機の二次磁束φ2の向きと制御装置の二次磁束指令値
φ2 *との間にずれが生じている場合には誘起電圧ｅ2の
ｄ軸成分ｅ2dが零にならないことに着目したもので、前
記軸ずれ角を零にするように一次角周波数指令値を調節
することを要旨とする。
【００２１】すなわち、請求項１記載の発明は、一次角
周波数指令値と二次磁束指令値とを用いて一次角周波数
指令値と等しい角速度で回転するｄ−ｑ軸回転座標上の
交流電圧指令値を演算する電圧指令値演算手段と、一次
角周波数指令値を積分して位相角指令値を演算する積分
手段と、前記交流電圧指令値と前記位相角指令値とから
求められた交流電圧指令値ベクトルに従って電力変換を
行い、誘導電動機に交流電圧を供給する電力変換回路と
を有する誘導電動機の可変速制御装置において、誘導電
動機の電流を検出する電流検出手段と、誘導電動機の誘
起電圧ベクトルのｄ軸成分（前記位相角指令値と同方向
の軸成分）を、前記交流電圧指令値ベクトルと前記電流
検出手段の出力と第１の一次角周波数指令値と電動機定
数とから演算する誘起電圧演算手段と、この誘起電圧演
算手段の演算結果から、誘導電動機の二次磁束の座標軸
と二次磁束指令値の座標軸との間の軸ずれを、一次角周
波数の補償量である位置ずれ量として演算する位置ずれ
量演算手段と、第１の一次角周波数指令値へ前記位置ず
れ量を補償することにより、前記電圧指令値演算手段及
び積分手段に与える第２の一次角周波数指令値を生成す
る補償手段と、を備えたものである。
周波数指令値と二次磁束指令値とを用いて一次角周波数
指令値と等しい角速度で回転するｄ−ｑ軸回転座標上の
交流電圧指令値を演算する電圧指令値演算手段と、一次
角周波数指令値を積分して位相角指令値を演算する積分
手段と、前記交流電圧指令値と前記位相角指令値とから
求められた交流電圧指令値ベクトルに従って電力変換を
行い、誘導電動機に交流電圧を供給する電力変換回路と
を有する誘導電動機の可変速制御装置において、誘導電
動機の電流を検出する電流検出手段と、誘導電動機の誘
起電圧ベクトルのｄ軸成分（前記位相角指令値と同方向
の軸成分）を、前記交流電圧指令値ベクトルと前記電流
検出手段の出力と第１の一次角周波数指令値と電動機定
数とから演算する誘起電圧演算手段と、この誘起電圧演
算手段の演算結果から、誘導電動機の二次磁束の座標軸
と二次磁束指令値の座標軸との間の軸ずれを、一次角周
波数の補償量である位置ずれ量として演算する位置ずれ
量演算手段と、第１の一次角周波数指令値へ前記位置ず
れ量を補償することにより、前記電圧指令値演算手段及
び積分手段に与える第２の一次角周波数指令値を生成す
る補償手段と、を備えたものである。
【００２２】請求項２記載の発明は、上記誘起電圧演算
手段が、誘導電動機の端子電圧検出手段の出力と前記電
流検出手段の出力と第１の一次角周波数指令値と電動機
定数とから誘起電圧ベクトルのｄ軸成分を演算するもの
である。
手段が、誘導電動機の端子電圧検出手段の出力と前記電
流検出手段の出力と第１の一次角周波数指令値と電動機
定数とから誘起電圧ベクトルのｄ軸成分を演算するもの
である。
【００２３】請求項３記載の発明は、請求項１または２
に記載した可変速制御装置において、前記位置ずれ量演
算手段が、前記誘起電圧ベクトルのｄ軸成分を入力とし
て比例演算または比例積分演算を行い、その演算結果と
第１の一次角周波数指令値の符号データとを乗算して位
置ずれ量を演算するものである。
に記載した可変速制御装置において、前記位置ずれ量演
算手段が、前記誘起電圧ベクトルのｄ軸成分を入力とし
て比例演算または比例積分演算を行い、その演算結果と
第１の一次角周波数指令値の符号データとを乗算して位
置ずれ量を演算するものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。まず、図１は請求項１に記載した発明の
実施形態である。なお、図６と同一の構成要素には同一
の参照符号を付してあり、以下では異なる部分を中心に
説明する。
態を説明する。まず、図１は請求項１に記載した発明の
実施形態である。なお、図６と同一の構成要素には同一
の参照符号を付してあり、以下では異なる部分を中心に
説明する。
【００２５】図１において、図６と同様に、指令値発生
回路３は一次角周波数指令値ω1 *（第１の一次角周波数
指令値ω1 *）及び二次磁束指令値φ2 *を出力する。一次
角周波数指令値ω1 *は加算器からなる補償器１２に入力
されており、後述する位置ずれ量演算回路１１からの位
置ずれ量△ω1を減算して第２の一次角周波数指令値ω1
**を出力する。電圧指令値演算回路４は前記φ2 *，ω1
**を入力としてｄ−ｑ軸上の電圧指令値ｖ1d *，ｖ1q *を
演算する。積分器５はω1 **を積分して位相角指令値θ*
を演算する。座標変換回路７は前記ｖ1d *，ｖ1q *に対し
て前記θ*による座標変換を行い、交流電圧指令値ベク
トルｖ1 *を演算する。インバータ等の電力変換回路１
は、このベクトルｖ1 *に基づく各相の交流電圧を発生
し、誘導電動機２を駆動する。
回路３は一次角周波数指令値ω1 *（第１の一次角周波数
指令値ω1 *）及び二次磁束指令値φ2 *を出力する。一次
角周波数指令値ω1 *は加算器からなる補償器１２に入力
されており、後述する位置ずれ量演算回路１１からの位
置ずれ量△ω1を減算して第２の一次角周波数指令値ω1
**を出力する。電圧指令値演算回路４は前記φ2 *，ω1
**を入力としてｄ−ｑ軸上の電圧指令値ｖ1d *，ｖ1q *を
演算する。積分器５はω1 **を積分して位相角指令値θ*
を演算する。座標変換回路７は前記ｖ1d *，ｖ1q *に対し
て前記θ*による座標変換を行い、交流電圧指令値ベク
トルｖ1 *を演算する。インバータ等の電力変換回路１
は、このベクトルｖ1 *に基づく各相の交流電圧を発生
し、誘導電動機２を駆動する。
【００２６】誘起電圧演算回路１０は、前記交流電圧指
令値ｖ1 *と電流検出器６により得られる電流検出値ｉ1
とを入力として、誘導電動機２の誘起電圧ｅ2のｄ軸成
分ｅ2dを前記数式３に基づいて演算する。位置ずれ量演
算回路１１には、このｄ軸成分ｅ2dと第１の一次角周波
数指令値ω1 *とが入力されており、前述の数式５を用い
て位置ずれ量△ω1を演算する。そして、この位置ずれ
量△ω1は補償器１２に図示の符号で入力されて第１の
一次角周波数指令値ω1 *から減じられ、第２の一次角周
波数指令値ω1 **が演算される。これにより、数式４に
示したように、誘起電圧ｅ2のｄ軸成分ｅ2dと第１の一
次角周波数指令値ω1 *の符号とに応じた軸ずれ角Δθを
零とする制御が可能になり、制御装置の座標軸（ｄ−ｑ
軸）と誘導電動機の座標軸（ｄm−ｑm）とを一致させる
ことができる。
令値ｖ1 *と電流検出器６により得られる電流検出値ｉ1
とを入力として、誘導電動機２の誘起電圧ｅ2のｄ軸成
分ｅ2dを前記数式３に基づいて演算する。位置ずれ量演
算回路１１には、このｄ軸成分ｅ2dと第１の一次角周波
数指令値ω1 *とが入力されており、前述の数式５を用い
て位置ずれ量△ω1を演算する。そして、この位置ずれ
量△ω1は補償器１２に図示の符号で入力されて第１の
一次角周波数指令値ω1 *から減じられ、第２の一次角周
波数指令値ω1 **が演算される。これにより、数式４に
示したように、誘起電圧ｅ2のｄ軸成分ｅ2dと第１の一
次角周波数指令値ω1 *の符号とに応じた軸ずれ角Δθを
零とする制御が可能になり、制御装置の座標軸（ｄ−ｑ
軸）と誘導電動機の座標軸（ｄm−ｑm）とを一致させる
ことができる。
【００２７】次に、図２は、請求項２に記載した発明の
実施形態を示している。この実施形態は、誘起電圧演算
回路１０における誘起電圧ｅ2のｄ軸成分ｅ2dの演算
に、図１の交流電圧指令値ベクトルｖ1 *に代えて電圧検
出器９による端子電圧検出値ｖ1を用いるようにしたも
のであり、その他の構成は図１と同様である。本実施形
態の基本的な動作は図１と同一であるので、重複を避け
るために説明を省略する。
実施形態を示している。この実施形態は、誘起電圧演算
回路１０における誘起電圧ｅ2のｄ軸成分ｅ2dの演算
に、図１の交流電圧指令値ベクトルｖ1 *に代えて電圧検
出器９による端子電圧検出値ｖ1を用いるようにしたも
のであり、その他の構成は図１と同様である。本実施形
態の基本的な動作は図１と同一であるので、重複を避け
るために説明を省略する。
【００２８】図３は、請求項３に記載した発明の実施形
態の主要部であり、図１または図２における位置ずれ量
演算回路１１の構成を示している。この演算回路１１
は、誘起電圧ｅ2のｄ軸成分ｅ2dが入力されるＰ（比
例）調節器２０と、第１の一次角周波数指令値ω1 *が入
力される符号演算回路２２と、ＰＩ調節器２０及び符号
演算回路２２の出力を乗算する乗算器２１とから構成さ
れている。既に述べたように、符号演算回路２２はω1 *
≧０のときに１、ω1 *＜０のときに−１の符号データsg
n（ω1 *）を出力する。乗算器２１では、以下の数式７
の演算により位置ずれ量△ω1を演算し、この位置ずれ
量△ω1を第１の一次角周波数指令値ω1 *の補償に用い
る。
態の主要部であり、図１または図２における位置ずれ量
演算回路１１の構成を示している。この演算回路１１
は、誘起電圧ｅ2のｄ軸成分ｅ2dが入力されるＰ（比
例）調節器２０と、第１の一次角周波数指令値ω1 *が入
力される符号演算回路２２と、ＰＩ調節器２０及び符号
演算回路２２の出力を乗算する乗算器２１とから構成さ
れている。既に述べたように、符号演算回路２２はω1 *
≧０のときに１、ω1 *＜０のときに−１の符号データsg
n（ω1 *）を出力する。乗算器２１では、以下の数式７
の演算により位置ずれ量△ω1を演算し、この位置ずれ
量△ω1を第１の一次角周波数指令値ω1 *の補償に用い
る。
【００２９】
【数７】△ω1＝sgn（ω1 *）・ＫP・ｅ2d
【００３０】更に、図４は、請求項３に記載した発明の
他の実施形態の主要部であり、位置ずれ量演算回路１１
ＡがＰＩ（比例積分）調節器２０Ａを備えている構成で
ある。この実施形態における位置ずれ量△ω1の演算は
数式５に示したとおりであり、乗算器２１からは数式５
により演算された位置ずれ量△ω1が出力される。
他の実施形態の主要部であり、位置ずれ量演算回路１１
ＡがＰＩ（比例積分）調節器２０Ａを備えている構成で
ある。この実施形態における位置ずれ量△ω1の演算は
数式５に示したとおりであり、乗算器２１からは数式５
により演算された位置ずれ量△ω1が出力される。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、軸ず
れがある場合の誘起電圧ベクトルのｄ軸成分に着目し、
このｄ軸成分及び第１の一次角周波数指令値の符号を使
用して比例演算や比例積分演算により求めた位置ずれ量
により第１の一次角周波数指令値を補償して第２の一次
角周波数指令値を生成するため、制御装置と誘導電動機
との間の軸ずれ角を零にすることができ、指令値通りの
磁束やトルクを発生させて誘導電動機を高効率で可変速
制御することができる。
れがある場合の誘起電圧ベクトルのｄ軸成分に着目し、
このｄ軸成分及び第１の一次角周波数指令値の符号を使
用して比例演算や比例積分演算により求めた位置ずれ量
により第１の一次角周波数指令値を補償して第２の一次
角周波数指令値を生成するため、制御装置と誘導電動機
との間の軸ずれ角を零にすることができ、指令値通りの
磁束やトルクを発生させて誘導電動機を高効率で可変速
制御することができる。
【図１】請求項１に記載した発明の実施形態を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】請求項２に記載した発明の実施形態を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図３】請求項３に記載した発明の実施形態の主要部を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図４】請求項３に記載した発明の他の実施形態の主要
部を示すブロック図である。
部を示すブロック図である。
【図５】誘起電圧と磁束との関係を表すベクトル図であ
る。
る。
【図６】従来技術を示す全体のブロック図である。
１ 電力変換回路 ２ 誘導電動機（ＩＭ） ３ 指令値発生回路 ４ 電圧指令値演算回路 ５ 積分器 ６ 電流検出器 ７ 座標変換回路 ９ 電圧検出器 １０ 誘起電圧演算回路 １１，１１Ａ 位置ずれ量演算回路 １２ 補償器（加算器） ２０ Ｐ調節器 ２０Ａ ＰＩ調節器 ２１ 乗算器 ２２ 符号演算回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 海田 英俊 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H576 BB02 DD02 DD04 EE01 HB01 JJ11 JJ22 JJ24 JJ25 JJ30 LL22 LL24
Claims (3)
- 【請求項１】 一次角周波数指令値と二次磁束指令値と
を用いて一次角周波数指令値と等しい角速度で回転する
ｄ−ｑ軸回転座標上の交流電圧指令値を演算する電圧指
令値演算手段と、 一次角周波数指令値を積分して位相角指令値を演算する
積分手段と、 前記交流電圧指令値と前記位相角指令値とから求められ
た交流電圧指令値ベクトルに従って電力変換を行い、誘
導電動機に交流電圧を供給する電力変換回路とを有する
誘導電動機の可変速制御装置において、 誘導電動機の電流を検出する電流検出手段と、 誘導電動機の誘起電圧ベクトルのｄ軸成分を、前記交流
電圧指令値ベクトルと前記電流検出手段の出力と第１の
一次角周波数指令値と電動機定数とから演算する誘起電
圧演算手段と、 この誘起電圧演算手段の演算結果から、誘導電動機の二
次磁束の座標軸と二次磁束指令値の座標軸との間の軸ず
れを、一次角周波数の補償量である位置ずれ量として演
算する位置ずれ量演算手段と、 第１の一次角周波数指令値へ前記位置ずれ量を補償する
ことにより、前記電圧指令値演算手段及び積分手段に与
える第２の一次角周波数指令値を生成する補償手段と、 を備えたことを特徴とする誘導電動機の可変速制御装
置。 - 【請求項２】 一次角周波数指令値と二次磁束指令値と
を用いて一次角周波数指令値と等しい角速度で回転する
ｄ−ｑ軸回転座標上の交流電圧指令値を演算する電圧指
令値演算手段と、 一次角周波数指令値を積分して位相角指令値を演算する
積分手段と、 前記交流電圧指令値と前記位相角指令値とから求められ
た交流電圧指令値ベクトルに従って電力変換を行い、誘
導電動機に交流電圧を供給する電力変換回路とを有する
誘導電動機の可変速制御装置において、 誘導電動機の電流を検出する電流検出手段と、 誘導電動機の端子電圧を検出する電圧検出手段と、 誘導電動機の誘起電圧ベクトルのｄ軸成分を、前記電圧
検出手段の出力と前記電流検出手段の出力と第１の一次
角周波数指令値と電動機定数とから演算する誘起電圧演
算手段と、 この誘起電圧演算手段の演算結果から、誘導電動機の二
次磁束の座標軸と二次磁束指令値の座標軸との間の軸ず
れを、一次角周波数の補償量である位置ずれ量として演
算する位置ずれ量演算手段と、 第１の一次角周波数指令値へ前記位置ずれ量を補償する
ことにより、前記電圧指令値演算手段及び積分手段に与
える第２の一次角周波数指令値を生成する補償手段と、 を備えたことを特徴とする誘導電動機の可変速制御装
置。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載した誘導電動機
の可変速制御装置において、 前記位置ずれ量演算手段が、前記ｄ軸成分を入力として
比例演算または比例積分演算を行い、その演算結果と第
１の一次角周波数指令値の符号データとを乗算して前記
位置ずれ量を演算することを特徴とする誘導電動機の可
変速制御装置。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP14140899A JP3827052B2 (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 誘導電動機の可変速制御装置 |
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009213331A (ja) * | 2008-03-06 | 2009-09-17 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 誘導電動機の制御装置 |
| CN100583620C (zh) * | 2004-03-12 | 2010-01-20 | 富士通将军股份有限公司 | 转子位置推定方法及装置、电动机控制方法及压缩机 |
| US8922146B2 (en) | 2011-10-27 | 2014-12-30 | Lsis Co., Ltd. | Apparatus for estimating rotor time constant of induction motor |
| CN104852656A (zh) * | 2015-04-28 | 2015-08-19 | 卧龙电气集团股份有限公司 | 基于mcu矢量控制的空调用无刷直流电机控制方法 |
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| FR2884658B1 (fr) * | 2005-04-13 | 2007-05-18 | Schneider Toshiba Inverter | Procede d'ajustement de parametres d'un moteur electrique et variateur de vitesse utilisant un tel procede |
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| CN111162716A (zh) * | 2018-11-08 | 2020-05-15 | 中车永济电机有限公司 | 直驱永磁同步电机的电压控制方法及设备 |
| TWI747126B (zh) * | 2020-01-03 | 2021-11-21 | 國立勤益科技大學 | 電動滑板之管理系統 |
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| JPH0771400B2 (ja) | 1986-09-11 | 1995-07-31 | 富士電機株式会社 | 誘導電動機の可変速制御装置 |
| JPH0773439B2 (ja) | 1987-10-22 | 1995-08-02 | 富士電機株式会社 | 誘導電動機の可変速制御装置 |
| JPH0773440B2 (ja) | 1987-10-22 | 1995-08-02 | 富士電機株式会社 | 誘導電動機の可変速制御装置 |
| CA2101796C (en) * | 1992-07-21 | 1996-10-01 | Tetsuo Yamada | Vector control apparatus for induction motor |
| DE69317642T2 (de) * | 1993-01-11 | 1998-07-09 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | Vektorkontrollsystem für Induktionsmotor |
| JP3152058B2 (ja) * | 1994-03-18 | 2001-04-03 | 富士電機株式会社 | 誘導電動機の可変速制御装置 |
| JPH09304489A (ja) * | 1996-05-09 | 1997-11-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 誘導電動機のモータ定数測定方法 |
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| JP3111898B2 (ja) * | 1996-06-10 | 2000-11-27 | 富士電機株式会社 | 交流電動機の可変速制御装置 |
| JP3116831B2 (ja) * | 1996-08-08 | 2000-12-11 | 富士電機株式会社 | 誘導電動機の可変速制御装置 |
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-
1999
- 1999-05-21 JP JP14140899A patent/JP3827052B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-05-04 US US09/565,002 patent/US6404162B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-05-18 CN CNB001085956A patent/CN1192477C/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN1274987A (zh) | 2000-11-29 |
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