JP2004173422A - 誘導電動機の制御装置 - Google Patents

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隆洋 秋山
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Abstract

【課題】簡単に2次抵抗値を求めてすべり周波数を求め誘導電動機をベクトル制御する制御装置を提供する。
【解決手段】固定子温度Tを検出する温度センサを設ける。固定子温度Tと2次抵抗値Rの関係を予め測定してテーブル43に記憶しておく。誘導電動機の駆動時には、温度センサで検出した固定子温度Tに対応する2次抵抗値Rをテーブル43より読み出す。除算器41でトルク電流指令I2を指令磁束φで除算し、その商に2次抵抗値Rを乗算器42で乗じてすべり周波数ωを求める。このすべり周波数ωに基づいてベクトル制御する。2次抵抗値Rをテーブル43から読み出すだけでよいから、2次抵抗値Rが簡単に求まり、すべり周波数ωを簡単に求めることができる。記憶する2次抵抗値Rは実測値であるから、より正確なすべり周波数ωが求まり、より的確にベクトル制御ができる。
【選択図】 図2

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導電動機をベクトル制御する制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
誘導電動機の2次抵抗値を求め、該2次抵抗値を用いて誘導電動機をベクトル制御する方法が知られている。しかし、この2次抵抗値は温度によって変化することから、温度変化に対応して補償する必要があるが、2次抵抗は、回転子の巻線抵抗であることから、この2次抵抗値を直接検出することも、又2次抵抗の温度を検出することもできない。そのため、この2次抵抗値を求めるために、例えば、トルク分電流の現在値又は前歴値と予め設定されている熱時定数などの熱定数から2次抵抗の温度を推定し、該推定温度から2次抵抗値を推定する方法が知られている(特許文献1参照)。
【0003】
又、1次側(ステータ)の温度を検出し、該1次側の温度から、1次側と2次側間の熱伝導モデルから熱伝導量を求め、この熱伝導量と2次側の損失より2次側の温度を求め、該温度から2次抵抗の抵抗値を求める方法も提案されている(特許文献2参照)。さらに、1次巻線温度と、その周囲温度を検出し、この1次巻線温度と周囲温度から2次側の温度を演算し、この演算で求めた2次側温度を演算してすべり周波数を補正する方法も公知である(特許文献3参照)。さらに、温度センサで検出した固定子の温度と固定子の基準温度とに基づいて、温度補償分を求め、該温度補償分と基準温度における2次抵抗値から温度補償後の2次抵抗値を算して、該算出した2次抵抗に基づいてすべり周波数を求めるようにしたものも公知である(特許文献4参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平7−67400号公報(請求項1,2及び図1,図2参照)
【特許文献2】
特開平10−23799号公報(請求項1,図1参照)
【特許文献3】
特開平1−174286号公報(第2頁右下欄3〜10行参照)
【特許文献4】
特許第2707680号公報(請求項1,第1図参照)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来の誘導電動機のベクトル制御においては、推定値やモデルを用いて誘導電動機の2次抵抗値を演算によって推定している。演算で2次抵抗値を求める分、すべり周波数を求める処理が複雑になる。
そこで、本発明の目的は、簡単に2次抵抗値を求めてすべり周波数を求めることができる誘導電動機をベクトル制御する制御装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、誘導電動機の2次抵抗の抵抗値を用いて誘導電動機をベクトル制御する制御装置において、固定子温度を検出する温度センサを設けると共に、固定子温度と2次抵抗値の関係を予め測定してテーブルに記憶しておく。そして、温度センサで検出した固定子温度に対応する2次抵抗値を前記テーブルより求めて、該求めた2次抵抗値に基づいてすべり周波数を算出し、算出されたすべり周波数により誘導電動機をベクトル制御するようにした。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の一実施形態の誘導電動機をベクトル制御する制御装置の要部ブロック図である。
上位制御装置等から出力される速度指令から、誘導電動機7に取り付けられ該電動機7の回転速度を検出する速度検出器8で検出した速度を減じて、速度偏差を求める。速度制御器1は、該速度偏差に対してPI(比例・積分)制御等を行ってトルク電流指令(2次電流指令)Iを求める。すべり計算処理部4は、このトルク電流指令と電動機7の回転速度に応じて決まる予め設定されている磁束(2次磁束)指令φを入力すると共に、本発明の特徴として、電動機7の固定子に設けられた温度センサ9により検出される固定子温度Tを入力し、後述する処理を行ってすべり周波数ωを求める。すべり周波数ωに電動機の速度を加算して励磁周波数を求め該周波数を電流制御器2に出力する。
【0008】
さらに、励磁周波数を積分器6で積分して位相を求める。電流変換処理部5は、電流検出器10u,10v,10wで検出した3相の駆動電流と、積分器6で求めた位相に基づいてd−q変換してq相のトルク電流を求める。
速度制御器1から出力されたトルク電流指令Iから電流変換処理部5で求めたトルク電流を減じて電流偏差を求め電流制御器2に入力する。電流制御器2は、この入力された電流偏差と励磁周波数及び図示していないが、励磁電流指令に基づいて、ベクトル制御を行い電圧指令を求め3相に変換してインバータ3に出力し、誘導電動機7を駆動制御する。
【0009】
上述した誘導電動機のベクトル制御を行う制御装置と従来の誘導電動機のベクトル制御を行う制御装置との相違する点は、固定子温度を検出する温度センサ9を設けたこと、及びこの固定子温度をすべり計算処理部4に入力することであり、他は従来の制御装置と同一である。
【0010】
図2は、すべり計算処理部4の詳細ブロック図である。除算器41と乗算器42及び固定子温度に対応して2次抵抗値を記憶するテーブル43で構成され、速度制御器1から出力されたトルク電流指令のトルク電流(2次電流)Iを指令された磁束φで割り、その商に固定子温度Tに対応してテーブル43から読み出された2次抵抗値Rを乗算器42で乗じてすべり周波数ωを出力する。すなわち次の(1)式の演算を行って、すべり周波数ωを求め出力するものである。
【0011】
ω=(I/φ)×R …(1)
固定子温度に対応する2次抵抗値Rを記憶するテーブル43は、誘導電動機7を駆動し該誘導電動機7の固定子温度Tを温度センサ9で検出し、そのときの2次抵抗値を測定して記憶させるものである。図3はこの固定子温度Tと2次抵抗値Rを測定しグラフに表したものであり、この固定子温度Tに対する2次測定値Rをテーブル43に記憶させておくものである。
【0012】
2次抵抗値Rは、温度センサ9で検出された固定子温度Tに基づいてテーブル43から読み出されるだけであるから、2次抵抗値Rが簡単に求まりすべり周波数ωを簡単に求めることができる。
【0013】
上述した処理は、ハードウエアで構成することもできるが、通常プロセッサでソフトウェアで実行される。制御装置のプロセッサがソフトウェアで実行する場合のすべり周波数ωを求める処理を図4に示す。
【0014】
まず、速度制御処理によって求められたトルク電流Iを読み取ると共に(ステップ100)、指令された磁束φを読み取る(ステップ101)。さらに温度センサ9から固定子温度Tを読み取り(ステップ102)、予め固定子温度に対する2次抵抗値Rを記憶するテーブルから読み取った固定子温度Tに対する2次抵抗値Rを読み取る(ステップ103)。この読み取った、トルク電流I、磁束φ、2次抵抗値Rより、(1)式の演算を行いすべり周波数ωを求め(ステップ104)、該すべり周波数ωを各処理へ出力してすべり周波数算出処理は終了する。
【0015】
【発明の効果】
本発明は、固定子温度に対応する2次抵抗値を実側して記憶したテーブルから、温度センサで検出される固定子温度に対応する2次抵抗値を読み出すようにしたから、簡単に2次抵抗値を求めることができすべり周波数を容易に素早く求めることができる。又2次抵抗値は実測値に基づくものであるから、より的確なすべり周波数が求まり、より正確なベクトル制御ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の誘導電動機をベクトル制御する制御装置の要部ブロック図である。
【図2】同実施形態におけるすべり計算処理部の詳細ブロック図である。
【図3】同実施形態におけるテーブルに記憶する固定子温度に対する2次抵抗値の実測をグラフ化した図である。
【図4】すべり周波数算出をプロセッサで行うときの処理フローチャートである。
【符号の説明】
7 誘導電動機
8 速度検出器
9 温度センサ

Claims (1)

  1. 誘導電動機の2次抵抗の抵抗値を用いて誘導電動機をベクトル制御する制御装置において、
    固定子温度を検出する温度センサを設けると共に、固定子温度と2次抵抗値の関係を予め測定してテーブルに記憶しておき、
    前記温度センサで検出した固定子温度に対応する2次抵抗値を前記テーブルより求めて、該求めた2次抵抗値に基づいて算出されたすべり周波数により誘導電動機をベクトル制御することを特徴とする誘導電動機の制御装置。
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