JP2002051590A - 誘導電動機駆動システムの制御方法 - Google Patents
誘導電動機駆動システムの制御方法Info
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- JP2002051590A JP2002051590A JP2000229541A JP2000229541A JP2002051590A JP 2002051590 A JP2002051590 A JP 2002051590A JP 2000229541 A JP2000229541 A JP 2000229541A JP 2000229541 A JP2000229541 A JP 2000229541A JP 2002051590 A JP2002051590 A JP 2002051590A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】1台のインバータにより給電される複数台の誘
導電動機からなる誘導電動機駆動システムに好適な制御
方法を提供する。 【解決手段】基準回転角周波数演算手段（１）６によ
り、複数（Ｎ）台の誘導電動機それぞれの回転角周波数
検出値ωr1，ωr2，・・，ωrNと、ｑ軸電流指令値ｉ1q
*とから、前記誘導電動機全体として駆動状態と見做せ
るときには、最も低い回転角周波数から一定値以内にあ
る回転角周波数の平均値を基準回転角周波数ωR とし、
また、前記誘導電動機全体として回生状態と見做せると
きには、最も高い回転角周波数から一定値以内にある回
転角周波数の平均値を基準回転角周波数ωR とし、この
基準回転角周波数ωR を検出値として、このシステムの
可変速制御を行う。
導電動機からなる誘導電動機駆動システムに好適な制御
方法を提供する。 【解決手段】基準回転角周波数演算手段（１）６によ
り、複数（Ｎ）台の誘導電動機それぞれの回転角周波数
検出値ωr1，ωr2，・・，ωrNと、ｑ軸電流指令値ｉ1q
*とから、前記誘導電動機全体として駆動状態と見做せ
るときには、最も低い回転角周波数から一定値以内にあ
る回転角周波数の平均値を基準回転角周波数ωR とし、
また、前記誘導電動機全体として回生状態と見做せると
きには、最も高い回転角周波数から一定値以内にある回
転角周波数の平均値を基準回転角周波数ωR とし、この
基準回転角周波数ωR を検出値として、このシステムの
可変速制御を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、1台のインバー
タにより給電される複数台の誘導電動機であって、これ
らの誘導電動機の一次電流ベクトル又は一次電圧ベクト
ルを制御することにより前記誘導電動機全体を可変速制
御する誘導電動機駆動システムの制御方法に関する。
タにより給電される複数台の誘導電動機であって、これ
らの誘導電動機の一次電流ベクトル又は一次電圧ベクト
ルを制御することにより前記誘導電動機全体を可変速制
御する誘導電動機駆動システムの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、この種の誘導電動機駆動システ
ムの制御方法の代表的な従来例を示すブロック構成図で
ある。
ムの制御方法の代表的な従来例を示すブロック構成図で
ある。
【０００３】この誘導電動機駆動システムにはインバー
タ1と、インバータ1の交流出力側に接続された複数
（Ｎ）台の誘導電動機２1 ，２2 ，・・，２N と、イン
バータ1の交流側電流を検出する電流検出器３1 ，
３2 ，33 と、誘導電動機２1 ，２2，・・,２N それぞ
れの速度を検出する回転速度検出器４1 ,４2 ,・・，4
N と、制御装置とを備えている。
タ1と、インバータ1の交流出力側に接続された複数
（Ｎ）台の誘導電動機２1 ，２2 ，・・，２N と、イン
バータ1の交流側電流を検出する電流検出器３1 ，
３2 ，33 と、誘導電動機２1 ，２2，・・,２N それぞ
れの速度を検出する回転速度検出器４1 ,４2 ,・・，4
N と、制御装置とを備えている。
【０００４】また前記制御装置には検出電流ベクトル回
転手段（１）５と、基準回転角周波数演算手段（２）２
０と、積分手段７と、すべり角周波数指令演算手段８
と、磁束位相差演算手段（１）９と、二次無効電流指令
演算手段１０と、磁化電流指令演算手段１１と、ｄ軸電
流調節手段１２と、ｑ軸電流調節手段１３と、指令電圧
ベクトル回転手段１４と、加算手段１５1 ，１５2 ，１
５3 とを備えている。
転手段（１）５と、基準回転角周波数演算手段（２）２
０と、積分手段７と、すべり角周波数指令演算手段８
と、磁束位相差演算手段（１）９と、二次無効電流指令
演算手段１０と、磁化電流指令演算手段１１と、ｄ軸電
流調節手段１２と、ｑ軸電流調節手段１３と、指令電圧
ベクトル回転手段１４と、加算手段１５1 ，１５2 ，１
５3 とを備えている。
【０００５】図６に示した誘導電動機駆動システムの動
作は、以下のとおりである。
作は、以下のとおりである。
【０００６】磁化電流指令演算手段１１は一次磁束指令
値φ1 *を入力とし、下記数１の式に従って磁化電流指令
値ｉM *を演算する。
値φ1 *を入力とし、下記数１の式に従って磁化電流指令
値ｉM *を演算する。
【０００７】
【数１】
【０００８】ここで、Ｌ1 は誘導電動機１台あたりの一
次インダクタンス、Ｎは誘導電動機の台数である。
次インダクタンス、Ｎは誘導電動機の台数である。
【０００９】二次無効電流指令演算手段１０は一次磁束
指令値φ1*とｑ軸電流指令値ｉ1q *とを入力とし、下記
数２の式に従って二次無効電流指令値ｉ2d *を演算す
る。
指令値φ1*とｑ軸電流指令値ｉ1q *とを入力とし、下記
数２の式に従って二次無効電流指令値ｉ2d *を演算す
る。
【００１０】
【数２】
【００１１】ここで、Ls は誘導電動機１台あたりのも
れインダクタンス値である。
れインダクタンス値である。
【００１２】加算手段１５1 は磁化電流指令演算手段１
１からの磁化電流指令値ｉM *と二次無効電流指令演算手
段１０からの二次無効電流指令値ｉ2d *とを加算して、
ｄ軸電流指令値ｉ1d *を出力する。
１からの磁化電流指令値ｉM *と二次無効電流指令演算手
段１０からの二次無効電流指令値ｉ2d *とを加算して、
ｄ軸電流指令値ｉ1d *を出力する。
【００１３】検出電流ベクトル回転手段（１）５は一次
磁束位相角指令値θ1 * と電流検出器３1 ，３2 ，３3
による電流検出値ｉU ，ｉV ，ｉw とから、下記数３の
式に従って３相２相変換を行う。
磁束位相角指令値θ1 * と電流検出器３1 ，３2 ，３3
による電流検出値ｉU ，ｉV ，ｉw とから、下記数３の
式に従って３相２相変換を行う。
【００１４】
【数３】
【００１５】ｄ軸電流調節手段１２はｄ軸電流指令値ｉ
1d *とｄ軸電流検出値ｉ1dとの偏差の比例積分演算によ
り、ｄ軸電流検出値ｉ1dをｄ軸電流指令値ｉ1d *に一致
させる調節動作を行う。
1d *とｄ軸電流検出値ｉ1dとの偏差の比例積分演算によ
り、ｄ軸電流検出値ｉ1dをｄ軸電流指令値ｉ1d *に一致
させる調節動作を行う。
【００１６】ｑ軸電流調節手段１３はｑ軸電流指令値ｉ
1q*とｑ軸電流検出値ｉ1qとの偏差の比例積分演算によ
り、ｑ軸電流検出値ｉ1qをｑ軸電流指令値ｉ1q*に一致
させる調節動作を行う。
1q*とｑ軸電流検出値ｉ1qとの偏差の比例積分演算によ
り、ｑ軸電流検出値ｉ1qをｑ軸電流指令値ｉ1q*に一致
させる調節動作を行う。
【００１７】すべり角周波数指令演算手段8は一次磁束
指令値φ1 *とｑ軸電流指令値ｉ1q *とを入力とし、下記
数４の式に従ってすべり角周波数指令ωs *を演算する。
指令値φ1 *とｑ軸電流指令値ｉ1q *とを入力とし、下記
数４の式に従ってすべり角周波数指令ωs *を演算する。
【００１８】
【数４】
【００１９】ここで、R2は誘導電動機１台あたりの二次
抵抗値である。
抵抗値である。
【００２０】基準回転角周波数演算手段（２）２０はＮ
個の回転速度検出器41 ，42 ，・・，4N による回転角
周波数検出値ωr1，ωr2，・・，ωrNと、前述のｑ軸電
流指令値ｉ1q *とから、誘導電動機２1 ，２2 ，・・,２
N 全体として駆動状態と見做されるときには最も遅く回
転している誘導電動機の回転角周波数、また、前記誘導
電動機全体として回生状態と見做されるときには最も速
く回転している誘導電動機の回転角周波数を基準回転角
周波数ωR として出力する。
個の回転速度検出器41 ，42 ，・・，4N による回転角
周波数検出値ωr1，ωr2，・・，ωrNと、前述のｑ軸電
流指令値ｉ1q *とから、誘導電動機２1 ，２2 ，・・,２
N 全体として駆動状態と見做されるときには最も遅く回
転している誘導電動機の回転角周波数、また、前記誘導
電動機全体として回生状態と見做されるときには最も速
く回転している誘導電動機の回転角周波数を基準回転角
周波数ωR として出力する。
【００２１】加算手段１５2 はすべり角周波数指令演算
手段8からのすべり角周波数指令値ωs *と、基準角周波
数演算手段（２）２０の出力である基準回転角周波数ω
Rとを加算して、インバータ周波数指令値ω1 *を出力す
る。
手段8からのすべり角周波数指令値ωs *と、基準角周波
数演算手段（２）２０の出力である基準回転角周波数ω
Rとを加算して、インバータ周波数指令値ω1 *を出力す
る。
【００２２】積分手段7は加算手段１５2 の出力である
インバータ周波数指令値ω1 *を積分し、二次磁束位相角
指令値θ2 *を算出する。
インバータ周波数指令値ω1 *を積分し、二次磁束位相角
指令値θ2 *を算出する。
【００２３】磁束位相差演算手段（１）１９では一次磁
束指令値φ1*とｑ軸電流指令値ｉ1q*とを入力とし、下
記数５の式に従って磁束位相差Δθを演算する。
束指令値φ1*とｑ軸電流指令値ｉ1q*とを入力とし、下
記数５の式に従って磁束位相差Δθを演算する。
【００２４】
【数５】
【００２５】加算手段１５3 は積分手段５の出力である
二次磁束位相角指令値θ2 *と、磁束位相差演算手段
（１）９の出力である磁束位相差Δθとを加算して、一
次磁束位相角指令値θ1 *を出力する。
二次磁束位相角指令値θ2 *と、磁束位相差演算手段
（１）９の出力である磁束位相差Δθとを加算して、一
次磁束位相角指令値θ1 *を出力する。
【００２６】指令電圧ベクトル回転手段１４は一次磁束
位相指令値θ1 * と、ｄ軸電圧指令値ｖd *と、ｑ軸電圧
指令値ｖq *とから、３相電圧指令値ｖu*，ｖv*，ｖw*を
下記数６の式に従って演算し、インバータ１に伝えてい
る。
位相指令値θ1 * と、ｄ軸電圧指令値ｖd *と、ｑ軸電圧
指令値ｖq *とから、３相電圧指令値ｖu*，ｖv*，ｖw*を
下記数６の式に従って演算し、インバータ１に伝えてい
る。
【００２７】
【数６】
【００２８】以上の構成要素により、この誘導電動機駆
動システムを制御することで、各誘導電動機間の負荷不
平衡が大きい場合でも、負荷の最も重たい誘導電動機の
一次磁束ベクトルと一次磁束指令ベクトルとの向きおよ
び大きさの誤差を低減し、負荷の最も重たい誘導電動機
の出力トルクや回転速度を所望の値となるようにしてい
る。
動システムを制御することで、各誘導電動機間の負荷不
平衡が大きい場合でも、負荷の最も重たい誘導電動機の
一次磁束ベクトルと一次磁束指令ベクトルとの向きおよ
び大きさの誤差を低減し、負荷の最も重たい誘導電動機
の出力トルクや回転速度を所望の値となるようにしてい
る。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の誘導電
動機駆動システムの制御方法では、負荷の最も重たい誘
導電動機の回転角周波数を基準回転角周波数とし、この
誘導電動機の出力トルクを所望の値となるようにしてい
るため、各誘導電動機のトルクの合計値とその指令値と
の誤差が大きくなるという問題があった。
動機駆動システムの制御方法では、負荷の最も重たい誘
導電動機の回転角周波数を基準回転角周波数とし、この
誘導電動機の出力トルクを所望の値となるようにしてい
るため、各誘導電動機のトルクの合計値とその指令値と
の誤差が大きくなるという問題があった。
【００３０】また、一次磁束と二次磁束との位相差をｑ
軸電流指令値より演算しているため、ｑ軸電流指令値変
動時、すなわち、トルク指令変動時に、一次磁束位相角
指令値と一次磁束位相角実際値との偏差が増大し、トル
ク指令変化時のトルク制御性能が劣化するという問題も
あった。
軸電流指令値より演算しているため、ｑ軸電流指令値変
動時、すなわち、トルク指令変動時に、一次磁束位相角
指令値と一次磁束位相角実際値との偏差が増大し、トル
ク指令変化時のトルク制御性能が劣化するという問題も
あった。
【００３１】この発明の目的は、上記問題点を解決する
誘導電動機駆動システムの制御方法を提供することにあ
る。
誘導電動機駆動システムの制御方法を提供することにあ
る。
【００３２】
【課題を解決するための手段】この発明は、1台のイン
バータにより給電される複数台の誘導電動機であって、
これらの誘導電動機の一次電流ベクトル又は一次電圧ベ
クトルを制御することにより前記誘導電動機全体を可変
速制御する誘導電動機駆動システムの制御方法におい
て、前記誘導電動機全体として駆動状態と見做されると
きには該誘導電動機のそれぞれの回転角周波数のうち、
最も小さい値の回転角周波数から所定値以内にある回転
角周波数の平均値を基準回転角周波数とし、前記誘導電
動機全体として回生状態と見做されるときには該誘導電
動機のそれぞれの回転角周波数のうち、最も大きい値の
回転角周波数から所定値以内にある回転角周波数の平均
値を基準回転角周波数とし、前記いずれかの基準回転角
周波数を検出値として前記誘導電動機全体の可変速制御
を行うことを特徴とする。
バータにより給電される複数台の誘導電動機であって、
これらの誘導電動機の一次電流ベクトル又は一次電圧ベ
クトルを制御することにより前記誘導電動機全体を可変
速制御する誘導電動機駆動システムの制御方法におい
て、前記誘導電動機全体として駆動状態と見做されると
きには該誘導電動機のそれぞれの回転角周波数のうち、
最も小さい値の回転角周波数から所定値以内にある回転
角周波数の平均値を基準回転角周波数とし、前記誘導電
動機全体として回生状態と見做されるときには該誘導電
動機のそれぞれの回転角周波数のうち、最も大きい値の
回転角周波数から所定値以内にある回転角周波数の平均
値を基準回転角周波数とし、前記いずれかの基準回転角
周波数を検出値として前記誘導電動機全体の可変速制御
を行うことを特徴とする。
【００３３】この発明は、誘導電動機の一次磁束を基準
としたベクトル制御では、全ての誘導電動機の誘起電圧
がほぼ一定と見做せること、各誘導電動機のトルクは各
誘導電動機のすべりに比例していることとに着目してな
されたものである。
としたベクトル制御では、全ての誘導電動機の誘起電圧
がほぼ一定と見做せること、各誘導電動機のトルクは各
誘導電動機のすべりに比例していることとに着目してな
されたものである。
【００３４】以下に、この発明の誘導電動機駆動システ
ムの作用について説明する。
ムの作用について説明する。
【００３５】図７は、複数台の誘導電動機の等価回路を
示したものである。
示したものである。
【００３６】ここで、R1は一次抵抗、R2は二次抵抗、ｓ
はすべり、L1は一次インダクタンス、Lσはもれインダ
クタンスである。
はすべり、L1は一次インダクタンス、Lσはもれインダ
クタンスである。
【００３７】各誘導電動機の一次抵抗R1での電圧降下分
はほとんど同じなので、各誘起電圧e1，ｅ2，・・，ｅN
は等しいと見なすことができる。従って、各誘導電動機
のｑ軸電流成分ｉqxは下記数７の式で表すことができ
る。
はほとんど同じなので、各誘起電圧e1，ｅ2，・・，ｅN
は等しいと見なすことができる。従って、各誘導電動機
のｑ軸電流成分ｉqxは下記数７の式で表すことができ
る。
【００３８】
【数７】
【００３９】ここで、添え字のｘは誘導電動機の番号、
ｅqは誘起電圧を表している。
ｅqは誘起電圧を表している。
【００４０】一次磁束を基準したベクトル制御では、各
誘導電動機の一次磁束は等しくなるので、誘導電動機ト
ルクτxは下記数８の式で表すことができる。
誘導電動機の一次磁束は等しくなるので、誘導電動機ト
ルクτxは下記数８の式で表すことができる。
【００４１】
【数８】
【００４２】ここで、Ｋは比例係数、ω1はインバータ
角周波数、ωrxは誘導電動機回転角周波数である。
角周波数、ωrxは誘導電動機回転角周波数である。
【００４３】従って、Ｎ台誘導電動機のトルク合計値τ
SUMは下記数９の式で表される。
SUMは下記数９の式で表される。
【００４４】
【数９】
【００４５】一方、Ｎ台分のトルク指令値τSUM*は、下
記数１０の式で表すことができる。
記数１０の式で表すことができる。
【００４６】
【数１０】
【００４７】ここで、ωRは基準回転角周波数である。
【００４８】Ｎ台分のトルク指令値τSUM*とＮ台分のト
ルク合計値τSUMとを等しくするには、前記数９，数１
０の式より、基準回転角周波数ωRを下記数１１の式の
とおりとすれば良い。
ルク合計値τSUMとを等しくするには、前記数９，数１
０の式より、基準回転角周波数ωRを下記数１１の式の
とおりとすれば良い。
【００４９】
【数１１】
【００５０】しかし、基準回転角周波数ωRを常に数１
１に示した式のとおりとすると、駆動時にいずれかの誘
導電動機の負荷が軽くなった場合に、この誘導電動機の
回転角周波数が増加して基準回転角周波数ωRが上昇す
る。その結果として、前記インバータの出力の角周波数
ω1が上昇し、負荷の軽くなった誘導電動機の回転角周
波数がさらに増加してしまう。また、回生時にいずれか
の誘導電動機の負荷が軽くなった場合には、この誘導電
動機の回転角周波数が著しく減少してしまう。
１に示した式のとおりとすると、駆動時にいずれかの誘
導電動機の負荷が軽くなった場合に、この誘導電動機の
回転角周波数が増加して基準回転角周波数ωRが上昇す
る。その結果として、前記インバータの出力の角周波数
ω1が上昇し、負荷の軽くなった誘導電動機の回転角周
波数がさらに増加してしまう。また、回生時にいずれか
の誘導電動機の負荷が軽くなった場合には、この誘導電
動機の回転角周波数が著しく減少してしまう。
【００５１】これらの現象を抑制するには、基準回転角
周波数ωRを負荷の重い誘導電動機のみの平均とするこ
とが有効である。負荷の重い誘導電動機か否かの判定
は、判定する誘導電動機の回転角周波数と、負荷の最も
重たい誘導電動機の回転角周波数と差で行うことができ
る。
周波数ωRを負荷の重い誘導電動機のみの平均とするこ
とが有効である。負荷の重い誘導電動機か否かの判定
は、判定する誘導電動機の回転角周波数と、負荷の最も
重たい誘導電動機の回転角周波数と差で行うことができ
る。
【００５２】従って、駆動時は最も低い回転角周波数か
ら一定値以内にある回転角周波数の誘導電動機の回転角
周波数平均値を基準回転角周波数ωRとし、回生時は最
も高い回転角周波数から一定値以内にある回転角周波数
の誘導電動機の回転角周波数平均値を基準回転角周波数
ωRとすることで、各誘導電動機の負荷が均衡している
際にはＮ台の誘導電動機のトルクの合計値をその指令値
と等しくすることができ、また、いずれかの誘導電動機
の負荷が軽くなった際には、この誘導電動機の急激な回
転速度変動を抑制することができる。
ら一定値以内にある回転角周波数の誘導電動機の回転角
周波数平均値を基準回転角周波数ωRとし、回生時は最
も高い回転角周波数から一定値以内にある回転角周波数
の誘導電動機の回転角周波数平均値を基準回転角周波数
ωRとすることで、各誘導電動機の負荷が均衡している
際にはＮ台の誘導電動機のトルクの合計値をその指令値
と等しくすることができ、また、いずれかの誘導電動機
の負荷が軽くなった際には、この誘導電動機の急激な回
転速度変動を抑制することができる。
【００５３】また、誘導電動機の一次電流に含まれるス
イッチングリプルや歪みの影響を抑え、精度良く一次磁
束位相角を演算するには、電流指令値と電流検出値とを
併用するのが効果的である。スイッチングリプルや電流
歪みは、インバータの動作条件や誘導電動機の特性によ
り異なる。
イッチングリプルや歪みの影響を抑え、精度良く一次磁
束位相角を演算するには、電流指令値と電流検出値とを
併用するのが効果的である。スイッチングリプルや電流
歪みは、インバータの動作条件や誘導電動機の特性によ
り異なる。
【００５４】そのため、下記数１２に示す式のように、
一次磁束位相角演算でのｑ軸電流指令値ｉ1q*とｑ軸電
流検出値ｉ1qとの重み〔Ｋθ〕を調整できるようにし、
任意の複数台の誘導電動駆動システムにおいて、一次磁
束位相角Δθを精度良く演算できるようにする。
一次磁束位相角演算でのｑ軸電流指令値ｉ1q*とｑ軸電
流検出値ｉ1qとの重み〔Ｋθ〕を調整できるようにし、
任意の複数台の誘導電動駆動システムにおいて、一次磁
束位相角Δθを精度良く演算できるようにする。
【００５５】
【数１２】
【００５６】これにより、任意の複数台の誘導電動機か
らなる誘導電動機駆動システムにおいて、トルク指令変
動時でも高精度なトルク制御を実現することができる。
らなる誘導電動機駆動システムにおいて、トルク指令変
動時でも高精度なトルク制御を実現することができる。
【００５７】
【発明の実施の形態】図１は、この発明の第１の実施例
を示す誘導電動機駆動システムのブロック構成図であ
り、図６に示した従来例構成と同一機能を有するものに
は同一符号を付して重複する説明を省略する。
を示す誘導電動機駆動システムのブロック構成図であ
り、図６に示した従来例構成と同一機能を有するものに
は同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００５８】すなわち図１に示した構成が図６に示した
構成と異なる点は、基準回転角周波数演算手段（２）２
０に代えて、基準回転角周波数演算手段（１）６を備え
ていることである。
構成と異なる点は、基準回転角周波数演算手段（２）２
０に代えて、基準回転角周波数演算手段（１）６を備え
ていることである。
【００５９】この基準回転角周波数演算手段（１）６
は、Ｎ個の回転速度検出器41 ，42 ，・・，4N による
回転角周波数検出値ωr1，ωr2，・・，ωrNと、前述の
ｑ軸電流指令値ｉ1q *とから、誘導電動機２1 ，２2 ，
・・,２N 全体として駆動状態と見做されるときには最
も低い回転角周波数から一定値以内にある回転角周波数
の誘導電動機の回転角周波数平均値を演算して基準回転
角周波数ωRとして出力し、前記誘導電動機全体が回生
状態と見做されるときには最も高い回転角周波数から一
定値以内にある回転角周波数の誘導電動機の回転角周波
数平均値を演算して基準回転角周波数ωRとして出力す
る。
は、Ｎ個の回転速度検出器41 ，42 ，・・，4N による
回転角周波数検出値ωr1，ωr2，・・，ωrNと、前述の
ｑ軸電流指令値ｉ1q *とから、誘導電動機２1 ，２2 ，
・・,２N 全体として駆動状態と見做されるときには最
も低い回転角周波数から一定値以内にある回転角周波数
の誘導電動機の回転角周波数平均値を演算して基準回転
角周波数ωRとして出力し、前記誘導電動機全体が回生
状態と見做されるときには最も高い回転角周波数から一
定値以内にある回転角周波数の誘導電動機の回転角周波
数平均値を演算して基準回転角周波数ωRとして出力す
る。
【００６０】すなわち、基準回転角周波数演算手段
（１）６が出力する基準回転角周波数ω Rにより制御演
算を行うことで、先述の如く、各誘導電動機の負荷が均
衡している際には各誘導電動機のトルクの合計値をその
指令値に一致させ、また、いずれかの誘導電動機の負荷
が軽くなった際には、この誘導電動機の急激な回転速度
変動を抑制することができる。
（１）６が出力する基準回転角周波数ω Rにより制御演
算を行うことで、先述の如く、各誘導電動機の負荷が均
衡している際には各誘導電動機のトルクの合計値をその
指令値に一致させ、また、いずれかの誘導電動機の負荷
が軽くなった際には、この誘導電動機の急激な回転速度
変動を抑制することができる。
【００６１】図２は、この発明の第２の実施例を示す誘
導電動機駆動システムのブロック構成図であり、図１に
示した第１の実施例構成と同一機能を有するものには同
一符号を付して重複する説明を省略する。
導電動機駆動システムのブロック構成図であり、図１に
示した第１の実施例構成と同一機能を有するものには同
一符号を付して重複する説明を省略する。
【００６２】すなわち図２に示した構成が図１に示した
構成と異なる点は電流検出器３1 ，３2 ，33 と検出電
流ベクトル回転手段（１）５とが省略され、ｄ電流調節
手段１２，ｑ軸電流調節手段１３に代えてｄ軸電圧指令
演算手段１６，ｑ軸電圧指令演算手段１７とを備えてい
ることである。
構成と異なる点は電流検出器３1 ，３2 ，33 と検出電
流ベクトル回転手段（１）５とが省略され、ｄ電流調節
手段１２，ｑ軸電流調節手段１３に代えてｄ軸電圧指令
演算手段１６，ｑ軸電圧指令演算手段１７とを備えてい
ることである。
【００６３】このｄ軸電圧指令演算手段１６は、下記数
１３に示す式に従った演算処理を行い、ｄ軸電圧指令値
ｖd *を出力する。
１３に示す式に従った演算処理を行い、ｄ軸電圧指令値
ｖd *を出力する。
【００６４】
【数１３】
【００６５】またｑ軸電圧指令演算手段１７は、下記数
１４に示す式に従った演算処理を行い、ｑ軸電圧指令値
ｖq *を出力する。
１４に示す式に従った演算処理を行い、ｑ軸電圧指令値
ｖq *を出力する。
【００６６】
【数１４】
【００６７】すなわち、基準回転角周波数演算手段
（１）６が出力する基準回転角周波数ω Rと、ｄ軸電圧
指令演算手段１６が出力するｄ軸電圧指令値ｖd *と、ｑ
軸電圧指令演算手段１７が出力するｑ軸電圧指令値ｖq *
とにより制御演算を行うことで、先述の如く、各誘導電
動機の負荷が均衡している際には各誘導電動機のトルク
の合計値をその指令値に一致させ、また、いずれかの誘
導電動機の負荷が軽くなった際には、この誘導電動機の
急激な回転速度変動を抑制することができる。
（１）６が出力する基準回転角周波数ω Rと、ｄ軸電圧
指令演算手段１６が出力するｄ軸電圧指令値ｖd *と、ｑ
軸電圧指令演算手段１７が出力するｑ軸電圧指令値ｖq *
とにより制御演算を行うことで、先述の如く、各誘導電
動機の負荷が均衡している際には各誘導電動機のトルク
の合計値をその指令値に一致させ、また、いずれかの誘
導電動機の負荷が軽くなった際には、この誘導電動機の
急激な回転速度変動を抑制することができる。
【００６８】図３は、この発明の第３の実施例を示す誘
導電動機駆動システムのブロック構成図であり、図１に
示した第１の実施例構成と同一機能を有するものには同
一符号を付して重複する説明を省略する。
導電動機駆動システムのブロック構成図であり、図１に
示した第１の実施例構成と同一機能を有するものには同
一符号を付して重複する説明を省略する。
【００６９】すなわち図３に示した構成が図１に示した
構成と異なる点は、磁束位相差演算手段（１）９に代え
て磁束位相差演算手段（２）１８を備えていることであ
る。
構成と異なる点は、磁束位相差演算手段（１）９に代え
て磁束位相差演算手段（２）１８を備えていることであ
る。
【００７０】この磁束位相差演算手段（２）１８は、先
述の数１２に示した式に従って、磁束位相差Δθを演算
する。
述の数１２に示した式に従って、磁束位相差Δθを演算
する。
【００７１】すなわち、基準回転角周波数演算手段
（１）６が出力する基準回転角周波数ω Rと、磁束位相
差演算手段（２）１８が出力する磁束位相差Δθとによ
り制御演算を行うことで、先述の如く、各誘導電動機の
負荷が均衡している際には各誘導電動機のトルクの合計
値をその指令値に一致させ、また、いずれかの誘導電動
機の負荷が軽くなった際には、この誘導電動機の急激な
回転速度変動を抑制することができ、さらに、トルク指
令変動時においても、高精度なトルク制御を実現するこ
とができる。
（１）６が出力する基準回転角周波数ω Rと、磁束位相
差演算手段（２）１８が出力する磁束位相差Δθとによ
り制御演算を行うことで、先述の如く、各誘導電動機の
負荷が均衡している際には各誘導電動機のトルクの合計
値をその指令値に一致させ、また、いずれかの誘導電動
機の負荷が軽くなった際には、この誘導電動機の急激な
回転速度変動を抑制することができ、さらに、トルク指
令変動時においても、高精度なトルク制御を実現するこ
とができる。
【００７２】図４は、この発明の第４の実施例を示す誘
導電動機駆動システムのブロック構成図であり、図３に
示した第３の実施例構成と同一機能を有するものには同
一符号を付して重複する説明を省略する。
導電動機駆動システムのブロック構成図であり、図３に
示した第３の実施例構成と同一機能を有するものには同
一符号を付して重複する説明を省略する。
【００７３】すなわち図４に示した構成が図３に示した
構成と異なる点は、検出電流ベクトル回転手段（１）５
に代えて検出電流ベクトル回転手段（２）１９を備えて
いることである。
構成と異なる点は、検出電流ベクトル回転手段（１）５
に代えて検出電流ベクトル回転手段（２）１９を備えて
いることである。
【００７４】この検出電流ベクトル回転手段（２）１９
は一次磁束位相角指令値θ1*と電流検出器31 ，３2 に
よる電流検出値ｉu ，ｉv とから、下記数１５に示す式
に従って３相２相変換を行う。
は一次磁束位相角指令値θ1*と電流検出器31 ，３2 に
よる電流検出値ｉu ，ｉv とから、下記数１５に示す式
に従って３相２相変換を行う。
【００７５】
【数１５】
【００７６】なお図４に示した構成では、検出電流ベク
トル回転手段（２）１９は、インバータ１の交流出力の
Ｕ，Ｖ相の電流を入力としているが、Ｖ，Ｗ相の電流ま
たはＵ，Ｗ相の電流を入力としても３相２相変換は可能
である。
トル回転手段（２）１９は、インバータ１の交流出力の
Ｕ，Ｖ相の電流を入力としているが、Ｖ，Ｗ相の電流ま
たはＵ，Ｗ相の電流を入力としても３相２相変換は可能
である。
【００７７】この誘導電動機駆動システムの動作は、図
３に示した構成と同じなので、その説明を省略する。
３に示した構成と同じなので、その説明を省略する。
【００７８】図５は、この発明の第５の実施例を示す誘
導電動機駆動システムのブロック構成図であり、図３に
示した第３の実施例構成と同一機能を有するものには同
一符号を付して重複する説明を省略する。
導電動機駆動システムのブロック構成図であり、図３に
示した第３の実施例構成と同一機能を有するものには同
一符号を付して重複する説明を省略する。
【００７９】すなわち図５に示した構成が図３に示した
構成と異なる点は、ｄ電流調節手段１２，ｑ軸電流調節
手段１３に代えてｄ軸電圧指令演算手段１６，ｑ軸電圧
指令演算手段１７とを備えていることである。
構成と異なる点は、ｄ電流調節手段１２，ｑ軸電流調節
手段１３に代えてｄ軸電圧指令演算手段１６，ｑ軸電圧
指令演算手段１７とを備えていることである。
【００８０】この誘導電動機駆動システムの動作は、図
３に示した構成と同じなので、その説明を省略する。
３に示した構成と同じなので、その説明を省略する。
【００８１】
【発明の効果】この発明の誘導電動機駆動システムの制
御方法によれば、各誘導電動機の負荷が均衡していると
きには各誘導電動機のトルクの合計値をその指令値に一
致させることができ、また、いずれかの誘導電動機の負
荷が軽くなったときにはこの誘導電動機の急激な回転速
度変動を抑制でき、さらに、この誘導電動機システムは
トルク指令変化時においても、高精度なトルク制御を行
うことができる。
御方法によれば、各誘導電動機の負荷が均衡していると
きには各誘導電動機のトルクの合計値をその指令値に一
致させることができ、また、いずれかの誘導電動機の負
荷が軽くなったときにはこの誘導電動機の急激な回転速
度変動を抑制でき、さらに、この誘導電動機システムは
トルク指令変化時においても、高精度なトルク制御を行
うことができる。
【００８２】特に、これらの誘導電動機を車輪の駆動源
とした鉄道車両においては、例えば、該車両の力行時
（駆動時）は最も低い回転角周波数から、このときのす
べり角周波数の１／２程度以内にある回転角周波数の誘
導電動機の回転角周波数平均値を基準回転角周波数と
し、該車両の回生時は最も高い回転角周波数から、この
ときのすべり角周波数の１／２程度以内にある回転角周
波数の誘導電動機の回転角周波数平均値を基準回転角周
波数とすることで、車輪・線路間の空転／滑走現象を抑
え、高速かつ高精度なトルク制御を行わせることができ
る。
とした鉄道車両においては、例えば、該車両の力行時
（駆動時）は最も低い回転角周波数から、このときのす
べり角周波数の１／２程度以内にある回転角周波数の誘
導電動機の回転角周波数平均値を基準回転角周波数と
し、該車両の回生時は最も高い回転角周波数から、この
ときのすべり角周波数の１／２程度以内にある回転角周
波数の誘導電動機の回転角周波数平均値を基準回転角周
波数とすることで、車輪・線路間の空転／滑走現象を抑
え、高速かつ高精度なトルク制御を行わせることができ
る。
【図１】この発明の第１の実施例を示すブロック構成図
【図２】この発明の第２の実施例を示すブロック構成図
【図３】この発明の第３の実施例を示すブロック構成図
【図４】この発明の第４の実施例を示すブロック構成図
【図５】この発明の第５の実施例を示すブロック構成図
【図６】従来例を示すブロック構成図
【図７】複数台の誘導電動機等価回路図
１…インバータ、２…誘導電動機、３…電流検出器、４
…回転速度検出器、５…検出電流ベクトル回転手段
（１）、６…基準回転角周波数演算手段（１）、７…積
分手段、８…すべり角周波数指令演算手段、９…磁束位
相差演算手段（１）、１０…二次無効電流指令演算手
段、１１…磁化電流指令演算手段、１２…ｄ軸電流調節
手段、１３…ｑ軸電流調節手段、１４…指令電圧ベクト
ル回転手段、１５…加算手段、１６…ｄ軸電圧指令演算
手段、１７…ｑ軸電流指令演算手段、１８…磁束位相差
演算手段（２）、１９…検出電流ベクトル回転手段
（２）、２０…基準回転角周波数演算手段（２）。
…回転速度検出器、５…検出電流ベクトル回転手段
（１）、６…基準回転角周波数演算手段（１）、７…積
分手段、８…すべり角周波数指令演算手段、９…磁束位
相差演算手段（１）、１０…二次無効電流指令演算手
段、１１…磁化電流指令演算手段、１２…ｄ軸電流調節
手段、１３…ｑ軸電流調節手段、１４…指令電圧ベクト
ル回転手段、１５…加算手段、１６…ｄ軸電圧指令演算
手段、１７…ｑ軸電流指令演算手段、１８…磁束位相差
演算手段（２）、１９…検出電流ベクトル回転手段
（２）、２０…基準回転角周波数演算手段（２）。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H572 AA01 BB06 CC05 DD03 EE06 EE09 FF08 GG02 GG04 HB02 HB08 HC01 JJ03 JJ22 LL22 5H575 DD03 DD05 FF02 FF04 GG02 GG04 HB01 JJ25 LL01 LL22 5H576 AA01 BB06 BB09 DD02 DD04 EE01 EE09 EE18 GG02 GG04 HB01 JJ05 JJ22 JJ24 LL01 LL22 LL30 LL39 MM15
Claims (1)
- 【請求項１】 1台のインバータにより給電される複数
台の誘導電動機であって、これらの誘導電動機の一次電
流ベクトル又は一次電圧ベクトルを制御することにより
前記誘導電動機全体を可変速制御する誘導電動機駆動シ
ステムの制御方法において、 前記誘導電動機全体として駆動状態と見做されるときに
は 該誘導電動機のそれぞれの回転角周波数のうち、最も小
さい値の回転角周波数から所定値以内にある回転角周波
数の平均値を基準回転角周波数とし、 前記誘導電動機全体として回生状態と見做されるときに
は該誘導電動機のそれぞれの回転角周波数のうち、最も
大きい値の回転角周波数から所定値以内にある回転角周
波数の平均値を基準回転角周波数とし、 前記いずれかの基準回転角周波数を検出値として前記誘
導電動機全体の可変速制御を行うことを特徴とする誘導
電動機駆動システムの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000229541A JP4162179B2 (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 誘導電動機駆動システムの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000229541A JP4162179B2 (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 誘導電動機駆動システムの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002051590A true JP2002051590A (ja) | 2002-02-15 |
| JP4162179B2 JP4162179B2 (ja) | 2008-10-08 |
Family
ID=18722640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000229541A Expired - Fee Related JP4162179B2 (ja) | 2000-07-28 | 2000-07-28 | 誘導電動機駆動システムの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4162179B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101049578B1 (ko) | 2008-07-14 | 2011-07-14 | 가부시끼가이샤가미무라고오교오 | 다수의 브러쉬리스 직류모터의 제어방법 |
| CN112740534A (zh) * | 2018-10-01 | 2021-04-30 | 依必安派特穆尔芬根有限两合公司 | 多电机变换器 |
-
2000
- 2000-07-28 JP JP2000229541A patent/JP4162179B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101049578B1 (ko) | 2008-07-14 | 2011-07-14 | 가부시끼가이샤가미무라고오교오 | 다수의 브러쉬리스 직류모터의 제어방법 |
| CN112740534A (zh) * | 2018-10-01 | 2021-04-30 | 依必安派特穆尔芬根有限两合公司 | 多电机变换器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4162179B2 (ja) | 2008-10-08 |
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