JP2006197769A - Control unit of ac rotary machine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control unit of an AC rotary machine capable of surely reducing the speed even if an angular speed instruction value abruptly changes from a high rotational angular speed to around zero speed, and capable of determining that a switch is near the zero speed even if the resistance value of an AC rotary machine changes due to heating or the like. <P>SOLUTION: The control unit includes a speed estimating means 5 which outputs a first estimated angular speed and a first angular frequency for the rotary angular speed of an AC rotary machine 1 based on the current of AC rotary machine 1 which is detected by a current detector 2 and the voltage applied to the AC rotary machine 1 by a power converter 3, and an instruction calculating means 6 which calculates a deviated angular speed from a deviation between the angular speed instruction and the first estimated angular speed and outputs a torque current instruction and power supply angular frequency. The instruction calculating means 6 selects a torque current instruction and power source angular frequency to be outputted based on the value limiting the range of deviation angular speed and the first estimated angular speed. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、交流回転機を可変速制御する交流回転機の制御装置に関するものである。
The present invention relates to an AC rotating machine control device for variable speed control of an AC rotating machine.

交流回転機を可変速制御するための回転角速度検出器は、価格や配線の点で廃したい。この問題を解決するため、従来の交流回転機の制御装置では、誘導電動機の一次電流を検出する電流検出手段と、誘導電動機に供給される一次電圧と一次電流とに基づいて誘導電動機の推定回転角速度を演算する回転角速度推定手段と、誘導電動機の回転角角速度指令を入力し、推定回転角速度が回転角角速度指令に追従するように推定回転角速度に基づいて一次電圧を制御する速度制御手段とを備え、回転角速度推定手段は、一次電流および一次電圧に基づいて誘導電動機の推定二次磁束,推定一次電流および推定回転角速度を演算する適応観測器と、その適応観測器から得られた推定回転角速度に基づいてその適応観測器内のフィードバックゲインを演算するゲイン演算器とから構成し、回転角速度検出器なしで、交流回転機(誘導電動機)を可変速制御している(例えば特許文献1)。   The rotational angular velocity detector for variable speed control of an AC rotating machine is desired to be eliminated in terms of price and wiring. In order to solve this problem, in the conventional control device for an AC rotating machine, the estimated rotation of the induction motor based on the current detection means for detecting the primary current of the induction motor and the primary voltage and the primary current supplied to the induction motor. Rotational angular velocity estimation means for calculating the angular velocity, and speed control means for inputting the rotational angular velocity command of the induction motor and controlling the primary voltage based on the estimated rotational angular velocity so that the estimated rotational angular velocity follows the rotational angular velocity command. The rotational angular velocity estimation means includes an adaptive observer that calculates the estimated secondary magnetic flux, estimated primary current, and estimated rotational angular speed of the induction motor based on the primary current and the primary voltage, and the estimated rotational angular speed obtained from the adaptive observer. And a gain calculator that calculates the feedback gain in the adaptive observer based on the AC rotating machine (induction motor) without a rotational angular velocity detector ) The are variable speed control (for example, Patent Document 1).

また、交流回転機として同期電動機を対象にした従来の交流回転機の可変速制御装置が発明されている。この発明は、交流回転機(同期電動機)の電流を検出する電流検出器と、前記電流検出器により得られた電流を角周波数で回転する回転二軸座標(d−q軸)上の電流へ座標変換する座標変換器と、回転二軸座標(d−q軸)上の電流指令に前記回転二軸座標(d−q軸)上の電流が追従するように回転二軸座標(d−q軸)上の電圧指令を出力する電流制御器と、前記電流制御器から得られた回転二軸座標(d−q軸)上の電圧指令を三相電圧指令へ座標変換する座標変換器と、前記回転二軸座標(d−q軸)上の電流と前記回転二軸座標(d−q軸)上の電圧指令とに基づいて前記角周波数と前記交流回転機(同期電動機)の推定電流と推定回転子磁束と推定回転角速度とを演算する適応オブザーバと、前記電圧指令に基づいて前記交流回転機(同期電動機)に電圧を印加するインバータとを備え、前記適応オブザーバは、推定回転子磁束のq 軸成分が零になるように角周波数を演算することともに、回転角角速度指令から推定回転角速度を減算し、その偏差を速度制御器へ出力し、速度制御器は、回転角角速度指令と推定回転角速度の偏差に基づいてq軸電流指令を出力している(例えば特許文献2)。   Also, a variable speed control device for a conventional AC rotating machine intended for a synchronous motor as an AC rotating machine has been invented. The present invention relates to a current detector for detecting the current of an AC rotating machine (synchronous motor), and a current on a rotating biaxial coordinate (dq axis) that rotates the current obtained by the current detector at an angular frequency. A coordinate converter for coordinate conversion, and a rotation biaxial coordinate (dq) so that the current on the rotation biaxial coordinate (dq axis) follows the current command on the rotation biaxial coordinate (dq axis). A current controller that outputs a voltage command on the axis), a coordinate converter that converts the voltage command on the rotating biaxial coordinates (dq axes) obtained from the current controller into a three-phase voltage command, and Based on the current on the rotating biaxial coordinate (dq axis) and the voltage command on the rotating biaxial coordinate (dq axis), the angular frequency and the estimated current of the AC rotating machine (synchronous motor) An adaptive observer for calculating an estimated rotor magnetic flux and an estimated rotational angular velocity, and the alternating current based on the voltage command And an inverter that applies a voltage to a rotary machine (synchronous motor), and the adaptive observer calculates an angular frequency so that a q-axis component of the estimated rotor magnetic flux becomes zero, and also calculates an estimated rotational angular velocity from a rotational angular angular velocity command. Is output to the speed controller, and the speed controller outputs a q-axis current command based on the deviation between the rotational angular velocity command and the estimated rotational angular velocity (for example, Patent Document 2).

このような交流回転機の制御装置では、零速近辺における回転角速度の推定精度が低下するため、負荷の起動が遅れてしまう問題があった。この問題の解決を目的とした交流回転機の制御装置が発明されている。該交流回転機の可変速制御装置は、誘導電動機の速度推定を基にした速度制御系によってトルク電流指令と励磁電流指令を得、これら指令から電流制御系によってインバータから誘導電動機に供給する電流を制御する速度センサレスベクトル制御装置において、前記角速度指令が誘導電動機の零速度近辺にあるときに前記速度制御系からのトルク電流指令に代えて一定値のトルク電流指令を発生する関数発生器と切換スイッチと、前記角速度指令が誘導電動機の零速度近辺にあるときに前記推定角速度に代えて前記角速度指令を回転角速度検出値とする切換スイッチとを備え、零速度付近での制御遅れを少なくしている(例えば特許文献3)。   In such an AC rotating machine control device, the accuracy of estimation of the rotational angular velocity in the vicinity of zero speed is reduced, and there is a problem that the start of the load is delayed. A control device for an AC rotating machine has been invented for the purpose of solving this problem. The AC rotating machine variable speed control device obtains a torque current command and an excitation current command from a speed control system based on the speed estimation of the induction motor, and based on these commands, supplies a current supplied from the inverter to the induction motor by the current control system. A function generator and a changeover switch for generating a constant torque current command instead of a torque current command from the speed control system when the angular velocity command is in the vicinity of zero speed of the induction motor in the speed sensorless vector control device to be controlled And a changeover switch that uses the angular velocity command as a rotational angular velocity detection value instead of the estimated angular velocity when the angular velocity command is in the vicinity of the zero velocity of the induction motor, thereby reducing a control delay near the zero velocity. (For example, patent document 3).

また、誘導電動機を駆動する電力変換器と、前記誘導電動機に供給する交流電流を検出する電流検出手段と、前記検出された交流電流を回転磁界座標系の磁束軸(d軸)成分の電流(以下、d軸電流)とd軸と直行する成分(以下、q軸電流)に変換する変換手段と、前記q軸電流から速度推定値を生成する第1の速度推定手段と、前記速度推定値に基づいて前記誘導電動機を駆動制御する手段を備えた誘導電動機の駆動制御装置において、d軸電流指令値とq軸電流指令値とから速度推定値を生成する第2の速度推定手段を設け、減速動作中に速度推定値が所定値以下になると、前記第2の速度推定手段に切り替えて前記誘導電動機を制御することにより、低速域まで安定した速度推定を行い、確実に減速する交流回転機の制御装置が発明されている(例えば特許文献4)。   A power converter for driving the induction motor; current detection means for detecting an alternating current supplied to the induction motor; and a current (of a magnetic flux axis (d-axis) component of the rotating magnetic field coordinate system for the detected alternating current ( Hereinafter, conversion means for converting the d-axis current) and a component orthogonal to the d-axis (hereinafter, q-axis current), first speed estimation means for generating a speed estimation value from the q-axis current, and the speed estimation value In the induction motor drive control device comprising means for controlling the drive of the induction motor based on the above, a second speed estimation means for generating a speed estimate value from the d-axis current command value and the q-axis current command value is provided, When the speed estimation value becomes a predetermined value or less during the deceleration operation, the AC rotating machine that performs stable speed estimation to a low speed range and reliably decelerates by switching to the second speed estimation means and controlling the induction motor Control device invented It is (for example, Patent Document 4).

特開平11−4599号公報(7頁、段落0017、図3)Japanese Patent Laid-Open No. 11-4599 (page 7, paragraph 0017, FIG. 3) 再公表特許WO02/91558号公報(2頁3〜14行、16頁43〜47行、図1、図14)Re-published patent WO02 / 91558 (2 pages 3-14 lines, 16 pages 43-47 lines, FIGS. 1 and 14) 特開2002−142499号公報(2頁、段落0009、段落0011、図1)JP 2002-142499 A (2 pages, paragraph 0009, paragraph 0011, FIG. 1) 特開2001−238497号公報(2〜3頁、段落0006、図1)JP 2001-238497 A (2-3 pages, paragraph 0006, FIG. 1)

特許文献3のような交流回転機の制御装置にあっては、零速度近辺にあるか否かを角速度指令で判断していたので、高い回転角速度から、角速度指令値が零速度近辺に急変した場合、実際の回転角速度が零速度近辺に到達していないにもかかわらず、切換スイッチが零速度近辺と判断してしまい、減速できなくなってしまうという問題点があった。   In the control device for an AC rotating machine as in Patent Document 3, since the angular velocity command is used to determine whether or not it is in the vicinity of zero speed, the angular velocity command value suddenly changes from a high rotational angular velocity to near zero speed. In this case, although the actual rotational angular velocity does not reach the vicinity of the zero speed, the changeover switch determines that the rotation speed is in the vicinity of the zero speed, and the vehicle cannot be decelerated.

また、零速度近辺にあるときにトルク電流指令に代えて一定値のトルク電流指令を発生するので、角速度指令が変化する場合や、負荷のイナーシャが大きい場合に、トルク電流値が所望の値に一致せず、零速近傍で角速度指令に追従できないという問題点があった。   In addition, since a constant torque current command is generated instead of the torque current command when near zero speed, the torque current value becomes a desired value when the angular velocity command changes or when the load inertia is large. There was a problem that the angular velocity commands could not be tracked near zero speed.

さらに、零速度近辺にあるときに推定角速度に代えて角速度指令を回転角速度としていたので、角速度指令値が急変し、零速度近辺から脱した時点で、推定角速度が実回転角速度と一致せずに切換ショックが発生するという問題点もあった。   Furthermore, since the angular velocity command was changed to the rotational angular velocity instead of the estimated angular velocity when in the vicinity of the zero velocity, the estimated angular velocity did not match the actual rotational angular velocity when the angular velocity command value changed suddenly and departed from the vicinity of the zero velocity. There was also a problem that switching shock occurred.

特許文献4のような交流回転機の制御装置にあっては、零速度近辺にあるか否かを推定回転角速度で判断していた。発熱等の原因で交流回転機の抵抗値が変化すると、推定回転角速度は実際の値と異なる値になる。抵抗値が変化した場合、実際の回転角速度が零速度近辺に到達しているにもかかわらず切換スイッチが零速度近辺と判断できず、低速域まで安定した速度推定を行えず、確実に減速できないという問題点があった。   In the control apparatus for an AC rotating machine as in Patent Document 4, it is determined based on the estimated rotational angular speed whether or not the speed is near zero speed. When the resistance value of the AC rotating machine changes due to heat generation or the like, the estimated rotational angular velocity becomes a value different from the actual value. If the resistance value changes, the change-over switch cannot be judged to be near zero speed even though the actual rotational angular speed has reached around zero speed, and stable speed estimation cannot be performed up to the low speed range, so it cannot be decelerated reliably. There was a problem.

即ち、特許文献3のように零速度近辺にあるか否かを角速度指令で切換判断したり、特許文献4のように零速度近辺にあるか否かを推定回転角速度で切換判断すると、切換動作に問題が発生することがあった。   That is, when the switching speed is determined by the angular velocity command as in Patent Document 3 or when the switching speed is determined by the estimated rotational angular speed or not as in Patent Document 4, the switching operation is performed. There was a problem.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、第1の目的は、高い回転角速度から、角速度指令値が零速度近辺に急変し、実際の回転角速度が零速度近辺に到達していない場合に減速できなくなってしまう問題の解決と、発熱等の原因で交流回転機の抵抗値が変化した場合に切換スイッチが零速度近辺と判断できない問題の解決を目的とするものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems. The first object is to change the angular velocity command value from a high rotational angular velocity to a value near zero speed, and to change the actual rotational angular velocity to a value near zero speed. The purpose is to solve the problem of being unable to decelerate if not reached, and the problem that the changeover switch cannot be determined to be near zero speed when the resistance value of the AC rotating machine changes due to heat generation, etc. is there.

また、零速度近辺で角速度指令が変化する場合や、負荷のイナーシャが大きい場合の速度応答性の向上を得ることを目的とするものである。   Another object of the present invention is to improve the speed response when the angular velocity command changes near zero speed or when the load inertia is large.

さらに、零速度近辺にあるときに角速度指令値が急変し、零速度近辺から脱した場合でも、推定角速度を実回転角速度に一致させ、切換ショックの解消を目的とするものである。   Furthermore, even if the angular velocity command value changes suddenly when it is in the vicinity of the zero speed and the value deviates from the vicinity of the zero speed, the estimated angular velocity is made to coincide with the actual rotational angular velocity, and the purpose is to eliminate the switching shock.

この発明の交流回転機の制御装置は、交流回転機に電圧を印加する電力変換器と、前記交流回転機の電流を検出する電流検出器と、この電流検出器から検出された電流と前記電力変換器が印加する電圧に基づいて前記交流回転機の回転角速度を第1の推定角速度と第1の角周波数を出力する速度推定手段と、前記角速度指令と前記第1の推定角速度との偏差から偏差角速度を演算するとともに、トルク電流指令と電源角周波数を出力する指令演算手段と、を備え、前記指令演算手段は、前記偏差角速度の範囲を制限した値と前記第1の推定角速度とに基づいて、出力するトルク電流指令と電源角周波数を選択するものである。   The control apparatus for an AC rotating machine according to the present invention includes a power converter that applies a voltage to the AC rotating machine, a current detector that detects a current of the AC rotating machine, a current detected from the current detector, and the power. Based on the voltage applied by the converter, the rotational angular velocity of the AC rotating machine is derived from the deviation between the angular velocity command and the first estimated angular velocity, the velocity estimating means for outputting the first estimated angular velocity and the first angular frequency. Command arithmetic means for calculating a deviation angular velocity and outputting a torque current command and a power source angular frequency, the command arithmetic means based on a value limiting the range of the deviation angular velocity and the first estimated angular velocity. The torque current command to be output and the power source angular frequency are selected.

この発明の交流回転機の制御装置は、指令演算手段が偏差角速度を制限した値を第1の推定角速度に加算して出力するトルク電流指令と電源角周波数を選択するので、高い回転角速度から、角速度指令値が零速度近辺に急変し、実際の回転角速度が零速度近辺に到達していない場合に減速できなくなってしまう問題を解決するとともに、発熱等の原因で交流回転機の抵抗値が変化した場合に切換スイッチが零速度近辺と判断できない問題を解決できる効果がある。   The control device for the AC rotary machine of the present invention selects a torque current command and a power supply angular frequency that are output by adding a value obtained by restricting the deviation angular velocity to the first estimated angular velocity by the command calculation means. This solves the problem that the angular velocity command value suddenly changes to near zero speed and the motor cannot be decelerated when the actual rotational angular speed does not reach near zero speed, and the resistance value of the AC rotating machine changes due to heat generation. In this case, it is possible to solve the problem that the change-over switch cannot be determined to be near zero speed.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る交流回転機の制御装置の構成を示す図である。図1において、交流回転機(誘導機)1に給電される相電流を電流検出器2で検出する。交流回転機(誘導機)1への給電は電力変換器3によって行なう。電流検出器2から得られた相電流を電源角周波数ωで回転する回転二軸座標(d−q軸)上の電流に座標変換器4によって座標変換する。
速度推定手段5は、電源角周波数ωと、座標変換器4から得られた回転二軸座標(d−q軸)上の電流と、後述する回転二軸座標(d−q軸)上の電圧指令とに基づいて、第1の角周波数ω1と第1の推定角速度^ωr1と回転二軸座標(d−q軸)上のd軸推定磁束(推定磁束振幅)^φdrを出力する。ここで、記号 ^ は演算値を意味する。
Embodiment 1 FIG.
1 is a diagram showing a configuration of a control device for an AC rotary machine according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 1, a phase current supplied to an AC rotating machine (induction machine) 1 is detected by a current detector 2. Power is supplied to the AC rotating machine (induction machine) 1 by a power converter 3. The coordinate converter 4 converts the phase current obtained from the current detector 2 into a current on rotating biaxial coordinates (dq axes) rotating at the power source angular frequency ω.
The speed estimator 5 includes a power source angular frequency ω, a current on a rotating biaxial coordinate (dq axis) obtained from the coordinate converter 4, and a voltage on a rotating biaxial coordinate (dq axis) described later. Based on the command, the first angular frequency ω1, the first estimated angular velocity ^ ωr1, and the d-axis estimated magnetic flux (estimated magnetic flux amplitude) ^ φdr on the rotating biaxial coordinates (dq axes) are output. Here, the symbol ^ means an operation value.

指令演算手段6は、交流回転機(誘導機)1の回転角速度が角速度指令ωr*に一致するように、角速度指令ωr*と回転二軸座標(d−q軸)上のd軸磁束指令φdr*と第1の角周波数ω1と第1の推定角速度^ωr1とに基づいて、回転二軸座標(d−q軸)上のq軸電流指令iqs*と電源角周波数ωと第2の推定角速度^ωr2とを出力する。ここで、記号 * は指令値を意味する。
磁束制御器7は、速度推定手段5から得たd軸推定磁束^φdrがd軸磁束指令φdr*に一致するように、回転二軸座標(d−q軸)上のd軸電流指令ids*を出力する。
The command calculation means 6 is configured so that the angular velocity command ωr * and the d-axis magnetic flux command φdr on the rotational biaxial coordinates (dq axes) so that the rotational angular velocity of the AC rotating machine (induction machine) 1 coincides with the angular velocity command ωr *. Based on *, the first angular frequency ω1, and the first estimated angular velocity ^ ωr1, the q-axis current command iqs * on the rotating biaxial coordinates (dq axes), the power source angular frequency ω, and the second estimated angular velocity ^ Ωr2 is output. Here, the symbol * means the command value.
The magnetic flux controller 7 controls the d-axis current command ids * on the rotating biaxial coordinates (dq axes) so that the d-axis estimated magnetic flux ^ φdr obtained from the speed estimating means 5 coincides with the d-axis magnetic flux command φdr *. Is output.

制御手段8は、回転二軸座標(d−q軸)上のd軸電流指令ids*と回転二軸座標(d−q軸)上のq軸電流指令iqs*と電源角周波数ωとに基づいて、電力変換器3へ給電すべき相電圧指令を出力する。制御手段8は、電流制御器9と積分器10と座標変換器11によって構成する。
電流制御器9は、磁束制御器7から得られた回転二軸座標(d−q軸)上のd軸電流指令ids*に座標変換器4から得られた回転二軸座標(d−q軸)上のd軸電流idsが一致し、かつ指令演算手段6から得られた回転二軸座標(d−q軸)上のq軸電流指令iqs*に座標変換器4から得られた回転二軸座標(d−q軸)上のq軸電流iqsが一致するよう、上述した回転二軸座標(d−q軸)上の電圧指令を出力する。
積分器10は、指令演算手段6から得た電源角周波数ωを積分して位相θを演算する。該位相θに基づいて座標変換器11は、回転二軸座標(d−q軸)上の電圧指令を電力変換器3へ給電すべき相電圧指令に座標変換して出力する。
The control means 8 is based on the d-axis current command ids * on the rotating biaxial coordinates (dq axes), the q-axis current command iqs * on the rotating biaxial coordinates (dq axes), and the power source angular frequency ω. Thus, a phase voltage command to be supplied to the power converter 3 is output. The control means 8 includes a current controller 9, an integrator 10, and a coordinate converter 11.
The current controller 9 uses the rotation biaxial coordinates (dq axes) obtained from the coordinate converter 4 to the d axis current command ids * on the rotation biaxial coordinates (dq axes) obtained from the magnetic flux controller 7. ) The two d-axis current ids coincide with each other, and the two rotation axes obtained from the coordinate converter 4 to the q-axis current command iqs * on the rotation two-axis coordinates (dq axes) obtained from the command calculation means 6 The voltage command on the rotating biaxial coordinates (dq axes) described above is output so that the q axis currents iqs on the coordinates (dq axes) match.
The integrator 10 integrates the power supply angular frequency ω obtained from the command calculation means 6 to calculate the phase θ. Based on the phase θ, the coordinate converter 11 converts the voltage command on the rotating biaxial coordinates (dq axes) into a phase voltage command to be supplied to the power converter 3 and outputs the phase voltage command.

図1において、切換信号SW1がFALSEの場合、速度推定手段5は、第1の推定角速度^ωr1を制御手段8から入力された回転二軸上の電圧指令と座標変換器4から入力された回転二軸上の電流と指令演算手段6から入力された電源角周波数ωに基づいて第1の推定角速度^ωr1を演算する。また、切換信号SW1がTRUEの場合、速度推定手段5は、第1の推定角速度^ωr1を指令演算手段6から入力された第2の推定角速度^ωr2に置き換える。   In FIG. 1, when the switching signal SW1 is FALSE, the speed estimation means 5 uses the rotation command input from the coordinate converter 4 and the voltage command on the rotation biaxial input from the control means 8 to the first estimated angular speed ^ ωr1. The first estimated angular velocity {circumflex over (ω)} r1 is calculated based on the current on the two axes and the power supply angular frequency ω input from the command calculation means 6. When the switching signal SW1 is TRUE, the speed estimation means 5 replaces the first estimated angular speed ^ ωr1 with the second estimated angular speed ^ ωr2 input from the command calculation means 6.

図2は、この発明の実施の形態1に係る交流回転機の制御装置における指令演算手段6の構成を示す図である。
図2において、切換信号演算器20は速度推定手段5から得た推定角速度^ωr1と、後述する偏差角速度Δωrと後述する第1のq軸電流指令iqs1*とに基づいて、切換信号SW1を出力する。
速度応答演算器21は、角速度指令ωr*に交流回転機(誘導機)1の回転角速度が追従すべき応答ωsc(rad/s)を予め設計値として準備しておき、該応答ωsc(rad/s)に基づいて第2の推定角速度^ωr2を演算する。後述するように速度制御器26を比例積分制御で与える場合、角速度指令ωr*に交流回転機(誘導機)1の回転角速度が追従すべき応答は二次系となる。速度応答演算器21は、速度制御器26の動作を高い周波数帯域を簡略化して模擬するように、高い周波数帯域を省略した(1)式の一次系で与える。
^ωr2=ωsc÷(s+ωsc)×ωr* ・・・(1)
ただし、s:ラプラス演算子
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of command calculation means 6 in the control device for an AC rotary machine according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 2, the switching signal calculator 20 outputs a switching signal SW1 based on the estimated angular velocity ^ ωr1 obtained from the velocity estimating means 5, the deviation angular velocity Δωr described later, and a first q-axis current command iqs1 * described later. To do.
The speed response calculator 21 prepares in advance a response ωsc (rad / s) that the rotational angular speed of the AC rotating machine (induction machine) 1 should follow the angular speed command ωr * as a design value, and the response ωsc (rad / s) Based on s), the second estimated angular velocity ^ ωr2 is calculated. As will be described later, when the speed controller 26 is given by proportional integral control, the response that the rotational angular velocity of the AC rotating machine (induction machine) 1 should follow the angular velocity command ωr * is a secondary system. The speed response calculator 21 gives the operation of the speed controller 26 as a primary system of the expression (1) in which the high frequency band is omitted so that the high frequency band is simplified.
^ ωr2 = ωsc ÷ (s + ωsc) × ωr * (1)
Where s: Laplace operator

回転角速度ωr(rad/s)と出力トルクτm(Nm)の間には(2)式の関係が成り立つ。
ωr=Pm ÷(Jm×s)×τm ・・・(2)
ただし、Pm:交流回転機(誘導機)1の極対数
Jm:交流回転機(誘導機)1と負荷との総イナーシャ(kgfm2)
s:ラプラス演算子
トルク指令演算器22は、第2の推定角速度^ωr2とイナーシャJm、極対数Pmとに基づき、(2)式の関係を利用した(3)式の演算によってトルク指令τm*を出力する。
τm*=(Jm×s)÷Pm×^ωr2 ・・・(3)
The relationship of equation (2) is established between the rotational angular velocity ωr (rad / s) and the output torque τm (Nm).
ωr = Pm ÷ (Jm × s) × τm (2)
However, Pm: Number of pole pairs of AC rotating machine (induction machine) 1 Jm: Total inertia of AC rotating machine (induction machine) 1 and load (kgfm2)
s: Laplace operator The torque command calculator 22 calculates the torque command τm * by the calculation of the equation (3) using the relationship of the equation (2) based on the second estimated angular velocity ^ ωr2, the inertia Jm, and the number of pole pairs Pm. Is output.
τm * = (Jm × s) ÷ Pm × ^ ωr2 (3)

回転二軸座標(d−q軸)上のq軸電流iqsと出力トルクτmとの間には(4)式の関係が成り立つ。
τm=Pm×M÷Lr×φdr×iqs ・・・(4)
ただし、Lr:交流回転機(誘導機)1の一次インダクタンス
M:交流回転機(誘導機)1の相互インダクタンス
係数演算器23は、d軸磁束指令φdr*とトルク指令τm*に基づき、(4)式の関係を利用した(5)式の演算によって第2のq軸電流指令iqs2*を出力する。
iqs2*=Lr÷(Pm×M×φdr*)×τm* ・・・(5)
The relationship of the formula (4) is established between the q-axis current iqs on the rotating biaxial coordinates (dq axis) and the output torque τm.
τm = Pm × M ÷ Lr × φdr × iqs (4)
However, Lr: primary inductance M of AC rotating machine (induction machine) 1: mutual inductance coefficient calculator 23 of AC rotating machine (induction machine) 1 is based on d-axis magnetic flux command φdr * and torque command τm * (4 ) The second q-axis current command iqs2 * is output by the calculation of the equation (5) using the relationship of the equation (5).
iqs2 * = Lr ÷ (Pm × M × φdr *) × τm * (5)

電源角周波数ω、回転角速度ωr、q軸電流iqsと二次磁束φdrとの間には、(6)式の関係が成り立つ。
ω=ωr+M×Rr÷Lr×iqs÷φdr ・・・(6)
角周波数演算器24は、d軸磁束指令φdr*と第2の推定角速度^ωr2と第2のq軸電流指令iqs2*とに基づいて、(6)式の関係を利用した(7)式の演算によって第2の角周波数ω2を演算する。
ω2=^ωr2+M×Rr÷Lr×iqs*÷φdr* ・・・(7)
減算器25は、角速度指令ωr*から第1の推定角速度^ωr1を減算し、偏差角速度Δωrを出力する。
速度制御器26は、偏差角速度Δωrを増幅して、第1のq軸電流指令iqs1*として出力する。実施の形態1において、速度制御器26は偏差角速度Δωrの増幅を比例積分制御で与える。
The relationship of the formula (6) is established among the power source angular frequency ω, the rotational angular velocity ωr, the q-axis current iqs, and the secondary magnetic flux φdr.
ω = ωr + M × Rr ÷ Lr × iqs ÷ φdr (6)
The angular frequency calculator 24 uses the relationship of Equation (6) based on the d-axis magnetic flux command φdr *, the second estimated angular velocity ^ ωr2, and the second q-axis current command iqs2 *. The second angular frequency ω2 is calculated by calculation.
ω2 = ^ ωr2 + M × Rr ÷ Lr × iqs * ÷ φdr * (7)
The subtracter 25 subtracts the first estimated angular velocity ^ ωr1 from the angular velocity command ωr * and outputs a deviation angular velocity Δωr.
The speed controller 26 amplifies the deviation angular speed Δωr and outputs it as a first q-axis current command iqs1 *. In the first embodiment, the speed controller 26 gives amplification of the deviation angular velocity Δωr by proportional integral control.

切換器27は第1の角周波数ω1、第2の角周波数ω2、第1のq軸電流指令iqs1*、第2のq軸電流指令iqs2*を入力し、切換信号SW1に基づいて、電源角周波数ωとq軸電流指令iqs*を出力する。
具体的には、SW1がFALSEの場合は、電源角周波数ωを第1の角周波数ω1で与えると同時に、q軸電流指令iqs*を第1のq軸電流指令iqs1*で与える。また、SW1がTRUEの場合は、電源角周波数ωを第2の角周波数ω2で与えると同時に、q軸電流指令iqs*を第2のq軸電流指令iqs2*で与える。
The switch 27 receives the first angular frequency ω1, the second angular frequency ω2, the first q-axis current command iqs1 *, and the second q-axis current command iqs2 *, and based on the switching signal SW1, the power supply angle Outputs frequency ω and q-axis current command iqs *.
Specifically, when SW1 is FALSE, the power supply angular frequency ω is given by the first angular frequency ω1, and at the same time, the q-axis current command iqs * is given by the first q-axis current command iqs1 *. When SW1 is TRUE, the power supply angular frequency ω is given by the second angular frequency ω2, and at the same time, the q-axis current command iqs * is given by the second q-axis current command iqs2 *.

図3は、この発明の実施の形態1に係る指令演算手段6における切換信号演算器20の構成を示す図である。図3において、制限器30は、入力された偏差角速度Δωrの振幅を制限する。制限器30の出力と第1の推定角速度^ωr1を加算器31で加算し、その出力をフィルタ32へ入力する。
フィルタ32は、加算器31の出力を入力とし、チャタリング防止を目的に折れ点が角周波数ωFの一次遅れ演算を行ない、判定速度^ωr3として出力する。判定器33は、判定速度^ωr3に基づいて交流回転機(誘導機)1が零速近傍であるか否かを判定する。零速近傍であると判定した場合はTRUEを出力し、零速近傍外であると判定した場合はFALSEを出力する。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the switching signal calculator 20 in the command calculation means 6 according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 3, the limiter 30 limits the amplitude of the input deviation angular velocity Δωr. The output of the limiter 30 and the first estimated angular velocity ^ ωr1 are added by the adder 31, and the output is input to the filter 32.
The filter 32 takes the output of the adder 31 as an input, performs a first-order lag calculation of the break frequency at the angular frequency ωF for the purpose of preventing chattering, and outputs it as a judgment speed ^ ωr3. The determiner 33 determines whether or not the AC rotating machine (induction machine) 1 is near zero speed based on the determination speed ^ ωr3. If it is determined that it is near zero speed, TRUE is output, and if it is determined that it is outside the vicinity of zero speed, FALSE is output.

制限器30の入力と出力が一致する場合、フィルタ32の入力は角速度指令ωr*に一致し、制限器30の入力と出力が一致しない場合、フィルタ32の入力は第1の推定角速度^ωr1に偏差角速度Δωrを加算した値となる。判定速度^ωr3は、フィルタ32の入力に対して一次遅れ演算したものである。
従来の交流回転機の制御装置では、抵抗値が変化した場合、推定回転角速度が誤差を有し、実際の回転角速度が零速度近辺に到達しているにもかかわらず切換スイッチが零速度近辺と判断できない問題があった。実施の形態1では、制限器30の制限範囲を抵抗変化に起因する推定速度誤差より大きく設定しておくことによって、零速度近辺における判定速度^ωr3は角速度指令ωr*にフィルタ32を介した値となるので、推定回転速度の誤差の有無に影響されず確実な切換を行える効果がある。
When the input of the limiter 30 matches the output, the input of the filter 32 matches the angular velocity command ωr *, and when the input of the limiter 30 does not match the output, the input of the filter 32 matches the first estimated angular velocity ^ ωr1. A value obtained by adding the deviation angular velocity Δωr. The determination speed ^ ωr3 is a first-order lag calculation with respect to the input of the filter 32.
In the conventional control device for an AC rotary machine, when the resistance value changes, the estimated rotational angular velocity has an error, and the changeover switch is in the vicinity of the zero velocity even though the actual rotational angular velocity has reached the zero velocity. There was a problem that could not be determined. In the first embodiment, the limit range of the limiter 30 is set to be larger than the estimated speed error caused by the resistance change, so that the judgment speed ^ ωr3 in the vicinity of the zero speed is a value obtained by adding the filter 32 to the angular speed command ωr *. Therefore, there is an effect that reliable switching can be performed without being affected by the presence or absence of an error in the estimated rotational speed.

交流回転機が誘導機である場合、零速近傍であっても負荷が大きければ、すべり周波数も大きくなり、角周波数ωも大きくなる。交流回転機の制御装置では、零速近辺における回転角速度の推定精度が低下するため、負荷の起動が遅れてしまう問題があったが、この現象は電源角周波数ωが小さい場合に顕著である。逆に電源角周波数ωがある程度大きい場合は、回転角速度の推定精度は殆ど低下しない。そこで電源角周波数ωが小さい領域だけ電源角周波数ωを第2の角周波数ω2で与えると同時に、q軸電流指令iqs*を第2のq軸電流指令iqs2*で与えたい。   When the AC rotating machine is an induction machine, the slip frequency increases and the angular frequency ω also increases if the load is large even in the vicinity of zero speed. In the control device for an AC rotating machine, there is a problem that the estimation accuracy of the rotational angular velocity in the vicinity of zero speed is lowered, and thus there is a problem that the start of the load is delayed. This phenomenon is remarkable when the power source angular frequency ω is small. Conversely, when the power supply angular frequency ω is large to some extent, the estimation accuracy of the rotational angular velocity hardly decreases. Therefore, the power supply angular frequency ω is given by the second angular frequency ω2 only in the region where the power supply angular frequency ω is small, and at the same time, the q-axis current command iqs * is given by the second q-axis current command iqs2 *.

判定器34と論理積演算器35を設けることにより、零速近傍であっても電源角周波数ωが小さい領域だけ電源角周波数ωを第2の角周波数ω2で与えると同時に、q軸電流指令iqs*を第2のq軸電流指令iqs2*で与えることができる。判定器34は、第1のq軸電流指令iqs1*が交流回転機(誘導機)1の負荷が軽負荷であるか否かを判定する。軽負荷であると判定した場合はTRUEを出力し、軽負荷でないと判定した場合はFALSEを出力する。
論理積演算器35は、判定器33及び判定器34の出力のAND演算を行う。即ち、判定器33と判定器34が同時にTRUEを出力する場合、論理積演算器35はTRUEを出力し、それ以外の場合、論理積演算器35はFALSEを出力する。
By providing the determination unit 34 and the logical product calculator 35, the power supply angular frequency ω is given by the second angular frequency ω2 only in the region where the power supply angular frequency ω is small even near the zero speed, and at the same time, the q-axis current command iqs * Can be given by the second q-axis current command iqs2 *. The determiner 34 determines whether or not the first q-axis current command iqs1 * is a light load on the AC rotating machine (induction machine) 1. If it is determined that the load is light, TRUE is output. If it is determined that the load is not light, FALSE is output.
The AND operator 35 performs an AND operation on the outputs of the determiner 33 and the determiner 34. That is, when the determiner 33 and the determiner 34 output TRUE at the same time, the AND operator 35 outputs TRUE, and otherwise, the AND operator 35 outputs FALSE.

図4は、この発明の実施の形態1に係る交流回転機の制御装置における内部変数を示す波形である。総イナーシャJmは、交流回転機(誘導機)1のイナーシャの20倍である。図4において、横軸は時刻(秒)、縦軸は回転角速度(r/min)であり、角速度指令ωr*、第1の推定角速度^ωr1、判定速度^ωr3をプロットしたものである。交流回転機(誘導機)1は、時刻1秒まで、200r/minで回転しており、時刻1秒で角速度指令ωr*を200r/minから0r/minにステップ変化させた。
交流回転機(誘導機)1が出力可能なトルクの大きさは有限である。イナーシャが大きい場合、実際の回転角速度をステップ的に零にすることはできない。図中の第1の推定角速度^ωr1は、実際の回転角速度(図示せず)を正しく推定しており、イナーシャが20倍の場合、零速近傍に到達するのは時刻6秒あたりである。判定速度^ωr3は、第1の推定角速度^ωr1に偏差角速度Δωrを制限した値を加算して生成しているので、判定速度^ωr3と第1の推定角速度^ωr1との最大差異は、偏差角速度Δωrの制限値である。実施の形態1では、偏差角速度Δωrの制限値を60r/minとした。角速度指令が0にステップ変化する時刻1秒において、図中の判定速度^ωr3は、第1の推定角速度^ωr1との最大差異が60r/minとなっている。
FIG. 4 is a waveform showing internal variables in the control device for an AC rotary machine according to Embodiment 1 of the present invention. The total inertia Jm is 20 times the inertia of the AC rotating machine (induction machine) 1. In FIG. 4, the horizontal axis represents time (seconds), the vertical axis represents the rotational angular velocity (r / min), and the angular velocity command ωr *, the first estimated angular velocity ^ ωr1, and the determination velocity ^ ωr3 are plotted. The AC rotating machine (induction machine) 1 is rotating at 200 r / min until time 1 second, and the angular velocity command ωr * is stepped from 200 r / min to 0 r / min at time 1 second.
The magnitude of torque that can be output by the AC rotating machine (induction machine) 1 is finite. When the inertia is large, the actual rotational angular velocity cannot be reduced to zero stepwise. The first estimated angular velocity ^ ωr1 in the figure correctly estimates the actual rotational angular velocity (not shown), and when the inertia is 20 times, it reaches the vicinity of zero speed around 6 seconds. The judgment speed ^ ωr3 is generated by adding the value that limits the deviation angular speed Δωr to the first estimated angular speed ^ ωr1, so the maximum difference between the judgment speed ^ ωr3 and the first estimated angular speed ^ ωr1 is the deviation. This is the limit value of the angular velocity Δωr. In the first embodiment, the limit value of the deviation angular velocity Δωr is set to 60 r / min. At the time of 1 second when the angular velocity command changes to 0, the determination speed ^ ωr3 in the figure has a maximum difference of 60 r / min from the first estimated angular velocity ^ ωr1.

従来の交流回転機の制御装置では、回転角角速度指令に基づいて、回転角速度が零速近傍であることを判断していたので、イナーシャが大きい場合(図4ではイナーシャが20倍の場合)、十分減速していないにも係らず、図4の(a)の時点で零速と誤判断してしまうので、減速トルクが出力できない問題があった。
実施の形態1では、判定速度^ωr3に基づいて回転角速度が零速近傍であることを判断する。実施の形態1によれば、切換信号演算器20は、判定速度^ωr3が図4の(b)の時点で零速近傍と判断する。即ち、切換信号演算器20は、イナーシャが大きい場合(図4ではイナーシャが20倍の場合)でも、図4の(a)の時点で零速と誤判断することなく、十分減速してから零速近傍と判断する。これにより、角速度指令がステップ変化で減速する場合にイナーシャが大きいと減速トルクが出力できない問題を解決できる。
In the conventional AC rotating machine control device, since the rotational angular velocity is determined to be near zero based on the rotational angular velocity command, the inertia is large (when the inertia is 20 times in FIG. 4), In spite of not sufficiently decelerating, it is erroneously determined as zero speed at the time of FIG. 4 (a), and there is a problem that deceleration torque cannot be output.
In the first embodiment, it is determined that the rotational angular velocity is near zero based on the determination speed ^ ωr3. According to the first embodiment, the switching signal calculator 20 determines that the determination speed ^ ωr3 is near zero speed at the time of (b) in FIG. That is, even when the inertia is large (in FIG. 4, the inertia is 20 times), the switching signal calculator 20 does not erroneously determine that the speed is zero at the time of FIG. Judged as near the speed. As a result, it is possible to solve the problem that the deceleration torque cannot be output if the inertia is large when the angular velocity command is decelerated by a step change.

以上のように実施の形態1では、切換信号演算器20が偏差角速度Δωrを制限した値を第1の推定角速度^ωr1に加算して判定速度^ωr3を生成しているので、高い回転角速度から、角速度指令値が零速度近辺に急変し、実際の回転角速度が零速度近辺に到達していない場合に減速できなくなってしまう問題を解決できる効果がある。   As described above, in the first embodiment, the switching signal calculator 20 adds the value obtained by limiting the deviation angular velocity Δωr to the first estimated angular velocity ^ ωr1 to generate the determination velocity ^ ωr3. The problem that the angular velocity command value suddenly changes near zero speed and the actual rotational angular velocity does not reach near zero speed cannot be reduced can be solved.

図5は、この発明の実施の形態1に係る交流回転機の制御装置の内部変数と実際の回転角速度を示す波形である。図5は、角速度指令ωr*、第2の推定角速度^ωr2、及び第2のq軸電流指令iqs2*、実際の回転角速度ωrの様子を示したものであり、総イナーシャJmは交流回転機(誘導機)1のイナーシャ単体である。
切換信号演算器20は、回転角速度が60r/minであれば零速近傍と判断し、SW1はTRUEとしている。図において、時刻0.1秒で角速度指令ωr*は0〜60r/minにステップ変化させており、切換信号演算器20は、電源角周波数ωを第2の角周波数ω2で与えると同時に、q軸電流指令iqs*を第2のq軸電流指令iqs2*で与える。
速度応答演算器21は、角速度指令ωr*に交流回転機(誘導機)1の回転角速度が追従すべき応答ωsc(rad/s)を予め設計値として準備する。該応答ωsc(rad/s)は50rad/sに設定し、この応答に基づいて第2の推定角速度^ωr2を演算している。
トルク指令演算器22は、第2の推定角速度^ωr2とイナーシャJm、極対数Pmとに基づき、(3)式の演算によってトルク指令τm*を出力し、係数演算器23は、τm*を(Lr÷Pm×M×φdr*)倍した値を第2のq軸電流指令iqs2*として出力する。
FIG. 5 is a waveform showing internal variables and actual rotational angular velocities of the control apparatus for an AC rotary machine according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 5 shows the state of the angular velocity command ωr *, the second estimated angular velocity ^ ωr2, the second q-axis current command iqs2 *, and the actual rotational angular velocity ωr. The total inertia Jm is an AC rotating machine ( (Induction machine) 1 inertia unit.
The switching signal calculator 20 determines that the speed is near zero if the rotational angular velocity is 60 r / min, and SW1 is set to TRUE. In the figure, the angular velocity command ωr * is stepped from 0 to 60 r / min at a time of 0.1 second, and the switching signal calculator 20 gives the power source angular frequency ω at the second angular frequency ω2 and q The shaft current command iqs * is given by the second q-axis current command iqs2 *.
The speed response calculator 21 prepares in advance as a design value a response ωsc (rad / s) that the rotational angular velocity of the AC rotary machine (induction machine) 1 should follow the angular velocity command ωr *. The response ωsc (rad / s) is set to 50 rad / s, and the second estimated angular velocity ^ ωr2 is calculated based on this response.
The torque command calculator 22 outputs a torque command τm * by the calculation of equation (3) based on the second estimated angular velocity ^ ωr2, the inertia Jm, and the pole pair number Pm, and the coefficient calculator 23 calculates τm * ( A value multiplied by Lr ÷ Pm × M × φdr *) is output as the second q-axis current command iqs2 *.

図5に示すように、零速近傍で角速度指令がステップ変化した場合、第2の推定角速度は交流回転機(誘導機)1の回転角速度が追従すべき応答50(rad/s)で角速度指令に追従する。第2のq軸電流指令iqs2*は、第2の推定角速度の変化率を考慮した(3)式の演算によって、第2の推定角速度が加速中に所望の値を出力する。切換信号演算器20のSW1はTRUEであるので、切換器27はq軸電流指令iqs*を第2のq軸電流指令iqs2*で与える。
交流回転機(誘導機)1の回転角速度が追従すべき応答50(rad/s)で第2の推定角速度が角速度指令に追従し、第2のq軸電流指令iqs2*でq軸電流指令iqs*を与えたので、図5に示すように第2の推定角速度^ωr2と同様に、交流回転機(誘導機)1の実際回転角速度ωrは、追従すべき応答50(rad/s)で角速度指令に追従する。
As shown in FIG. 5, when the angular velocity command changes stepwise near zero speed, the second estimated angular velocity is a response 50 (rad / s) that the rotational angular velocity of the AC rotating machine (induction machine) 1 should follow. Follow. The second q-axis current command iqs2 * outputs a desired value during the acceleration of the second estimated angular velocity by the calculation of equation (3) considering the rate of change of the second estimated angular velocity. Since SW1 of the switching signal calculator 20 is TRUE, the switching unit 27 gives the q-axis current command iqs * by the second q-axis current command iqs2 *.
The second estimated angular velocity follows the angular velocity command with the response 50 (rad / s) that the rotational angular velocity of the AC rotating machine (induction machine) 1 should follow, and the q-axis current command iqs with the second q-axis current command iqs2 *. As shown in FIG. 5, the actual rotational angular velocity ωr of the AC rotating machine (induction machine) 1 is the angular velocity with a response 50 (rad / s) to be followed, as in the second estimated angular velocity ^ ωr2, as shown in FIG. Follow the command.

図6は、この発明の実施の形態1に係る交流回転機の制御装置の内部変数と実際の回転角速度を示す波形である。図6は、総イナーシャJmは交流回転機(誘導機)1のイナーシャ単体の10倍とした時の角速度指令ωr*、第2の推定角速度^ωr2、及び第2のq軸電流指令iqs2*、実際の回転角速度ωrの様子を示したものであり、総イナーシャJm以外は図5と同一条件である。
総イナーシャJmが図5の10倍であるので、トルク指令τm*をトルク指令演算器22が(3)式の演算をする過程で、図5に対して10倍となり、第2のq軸電流指令iqs2*も10倍となる。イナーシャが大きい場合、同じ速度応答を得るためにはq軸電流指令も大きくする必要がある。トルク指令演算器22は、(3)式の演算をする過程で実際回転角速度ωrが追従すべき応答と総イナーシャJmを考慮している。この結果、第2のq軸電流指令iqs2*も実際回転角速度ωrが追従すべき応答と総イナーシャJmを考慮した値となる。
FIG. 6 is a waveform showing internal variables and actual rotational angular velocities of the control apparatus for an AC rotary machine according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 6 shows an angular velocity command ωr *, a second estimated angular velocity ^ ωr2 and a second q-axis current command iqs2 * when the total inertia Jm is 10 times the inertia of the AC rotating machine (induction machine) 1 alone. This shows the actual rotational angular velocity ωr, and the conditions are the same as in FIG. 5 except for the total inertia Jm.
Since the total inertia Jm is 10 times that in FIG. 5, the torque command τm * is 10 times that in FIG. Command iqs2 * is also 10 times. When the inertia is large, it is necessary to increase the q-axis current command in order to obtain the same speed response. The torque command calculator 22 considers the response and the total inertia Jm that the actual rotational angular velocity ωr should follow in the process of calculating the equation (3). As a result, the second q-axis current command iqs2 * is also a value that takes into account the response that the actual rotational angular velocity ωr should follow and the total inertia Jm.

以上のように、実施の形態1では、速度応答演算器21が角速度指令ωr*に交流回転機(誘導機)1の回転角速度が追従すべき応答ωsc(rad/s)に基づいて第2の推定角速度^ωr2を演算し、トルク指令演算器22が実際回転角速度ωrが追従すべき応答と総イナーシャJmを考慮したトルク指令τm*を出力し、係数演算器23がτm*を(Lr÷Pm×M×φdr*)倍した値を第2のq軸電流指令iqs2*として出力するので、零速度近辺で角速度指令が変化する場合や負荷のイナーシャが大きい場合にも回転角速度が追従すべき応答ωsc(rad/s)で角速度指令に追従できる効果がある。   As described above, in the first embodiment, the speed response computing unit 21 uses the second response ωsc (rad / s) based on the response ωsc (rad / s) that the rotational angular velocity of the AC rotating machine (induction machine) 1 should follow the angular velocity command ωr *. The estimated angular velocity ^ ωr2 is calculated, the torque command calculator 22 outputs a torque command τm * considering the response that the actual rotational angular velocity ωr should follow and the total inertia Jm, and the coefficient calculator 23 calculates τm * (Lr ÷ Pm). * M × φdr *) times the value is output as the second q-axis current command iqs2 *, so the response that the rotational angular velocity should follow even when the angular velocity command changes near zero speed or when the load inertia is large This has the effect of following the angular velocity command with ωsc (rad / s).

図7は、この発明の実施の形態1に係る交流回転機の制御装置の内部変数と実際の回転角速度を示す波形である。図7は、角速度指令ωr*、第1及び第2の推定角速度、第1及び第2のq軸電流指令、実際の回転角速度ωrの様子を示したものであり、総イナーシャJmは交流回転機(誘導機)1のイナーシャ単体の5倍である。
図7において、時刻0.12秒前後で切換信号演算器20が出力する切換信号SW1は、TRUEからFALSEに切り換わっている。従って、時刻0.12秒以前、切換器27は、電源角周波数ωを第2の角周波数ω2で与えると同時に、q軸電流指令iqs*を第2のq軸電流指令iqs2*で与える。速度推定手段5は、第1の推定角速度^ωr1を指令演算手段6から入力された第2の推定角速度^ωr2に置き換えている。また、時刻0.12秒以後、切換器27は、電源角周波数ωを第1の角周波数ω1で与えると同時に、q軸電流指令iqs*を第1のq軸電流指令iqs1*で与える。なお、切換直後の第1のq軸電流指令iqs1*は、切換直前の第2のq軸電流指令iqs2*で与えている。
また、速度推定手段5は、第1の推定角速度^ωr1を制御手段8から入力された回転二軸上の電圧指令と座標変換器4から入力された回転二軸上の電流と指令演算手段6から入力された電源角周波数ωに基づいて第1の推定角速度^ωr1を演算する。なお、切換直後の第1の推定角速度^ωr1は、切換直前の第2の推定角速度^ωr2である。
以上の動作により、図7に示す通り、角速度指令値が急変し、零速度近辺から脱した場合でも、実際の回転角速度は、スムーズに加速できる。
FIG. 7 is a waveform showing internal variables and actual rotational angular velocities of the control apparatus for an AC rotary machine according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 7 shows the state of the angular velocity command ωr *, the first and second estimated angular velocities, the first and second q-axis current commands, and the actual rotational angular velocity ωr, and the total inertia Jm is the AC rotating machine. (Induction machine) 5 times the inertia unit of 1
In FIG. 7, the switching signal SW1 output by the switching signal calculator 20 at around 0.12 seconds changes from TRUE to FALSE. Therefore, before the time 0.12 seconds, the switch 27 gives the power source angular frequency ω at the second angular frequency ω 2 and simultaneously gives the q-axis current command iqs * as the second q-axis current command iqs 2 *. The speed estimation means 5 replaces the first estimated angular speed ^ ωr1 with the second estimated angular speed ^ ωr2 input from the command calculation means 6. Further, after the time of 0.12 seconds, the switch 27 gives the power source angular frequency ω at the first angular frequency ω1 and simultaneously gives the q-axis current command iqs * as the first q-axis current command iqs1 *. Note that the first q-axis current command iqs1 * immediately after switching is given by the second q-axis current command iqs2 * immediately before switching.
Further, the speed estimation means 5 is configured to input the first estimated angular velocity ^ ωr1 on the rotation biaxial voltage command input from the control means 8, the rotation biaxial current input from the coordinate converter 4 and the command calculation means 6. The first estimated angular velocity {circumflex over (ω)} r1 is calculated on the basis of the power supply angular frequency ω input from. Note that the first estimated angular velocity ^ ωr1 immediately after switching is the second estimated angular velocity ^ ωr2 immediately before switching.
With the above operation, as shown in FIG. 7, even when the angular velocity command value changes suddenly and deviates from the vicinity of zero velocity, the actual rotational angular velocity can be smoothly accelerated.

以上のように、実施の形態1によれば、零速度近辺の場合、切換信号演算器20はTRUEの切換信号SW1を出力し、速度推定手段5は、第1の推定角速度^ωr1を指令演算手段6から入力された第2の推定角速度^ωr2に置き換えるので、切換信号SW1が切り換わった直後に実際の回転角速度と角速度指令が一致していなくても、実際の回転角速度と第2の推定角速度^ωr2とが一致する。
従って、角速度指令値が急変し、零速度近辺から脱した場合でも、切換ショックなく交流回転機(誘導機)1を駆動できる効果が得られる。
また、制限器30の制限範囲を抵抗変化に起因する推定速度誤差より大きく設定しておくことによって、零速度近辺における判定速度^ωr3は角速度指令ωr*にフィルタ32を介した値となるので、推定回転速度の誤差の有無に影響されず確実な切換を行える効果がある。
As described above, according to the first embodiment, in the vicinity of the zero speed, the switching signal calculator 20 outputs the TRUE switching signal SW1, and the speed estimation means 5 performs the command calculation on the first estimated angular velocity ^ ωr1. Since the second estimated angular velocity ^ ωr2 input from the means 6 is replaced, even if the actual rotational angular velocity and the angular velocity command do not match immediately after the switching signal SW1 is switched, the actual rotational angular velocity and the second estimated angular velocity. The angular velocity ^ ωr2 matches.
Therefore, even when the angular velocity command value changes suddenly and deviates from the vicinity of the zero speed, an effect that the AC rotating machine (induction machine) 1 can be driven without switching shock can be obtained.
Further, by setting the limit range of the limiter 30 to be larger than the estimated speed error caused by the resistance change, the judgment speed ^ ωr3 in the vicinity of the zero speed becomes a value through the filter 32 to the angular speed command ωr *. There is an effect that reliable switching can be performed without being influenced by the presence or absence of an error in the estimated rotational speed.

実施の形態2.
図8は、この発明の実施の形態2に係る交流回転機の制御装置における指令演算手段6aの構成を示す図である。
前記実施の形態1の指令演算手段6は、切換信号演算器20によって速度推定手段から得た前記推定角速度^ωr1と、偏差角速度Δωrと第1のq軸電流指令iqs1*とに基づいて切換信号SW1を出力していたが、構成を簡素化するために、第1のq軸電流指令iqs1*を切換信号SW1の要件から外しても良い。具体的には、図1の指令演算手段6を指令演算手段6aに置き換える(図示せず)。
図8において、21〜27は前記実施の形態1の図2と同様であり、その説明を省略する。切換信号演算器20aは速度推定手段5から得た推定角速度^ωr1と、偏差角速度Δωrとに基づいて、切換信号SW1を出力する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of command calculation means 6a in the control device for an AC rotary machine according to Embodiment 2 of the present invention.
The command calculation means 6 according to the first embodiment uses the switching signal calculator 20 based on the estimated angular velocity ^ ωr1 obtained from the speed estimation means, the deviation angular velocity Δωr, and the first q-axis current command iqs1 *. Although SW1 was output, in order to simplify the configuration, the first q-axis current command iqs1 * may be excluded from the requirements of the switching signal SW1. Specifically, the command calculation means 6 in FIG. 1 is replaced with a command calculation means 6a (not shown).
8, reference numerals 21 to 27 are the same as those in FIG. 2 of the first embodiment, and a description thereof will be omitted. The switching signal calculator 20a outputs a switching signal SW1 based on the estimated angular velocity ^ ωr1 obtained from the velocity estimating means 5 and the deviation angular velocity Δωr.

図9は、この発明の実施の形態2に係る指令演算手段6aにおける切換信号演算器20aの構成を示す図である。図9は、前記実施の形態1の図3で示した切換信号演算器20の構成に対して、判定器34と論理積演算器35を省略し、判定機33の出力信号を切換信号SW1として出力する点が異なる。
即ち、切換信号演算器20aは判定速度^ωr3に基づいて交流回転機(誘導機)1が零速近傍であるか否かを判定する。零速近傍であると判定した場合はTRUEを出力し、零速近傍外であると判定した場合はFALSEを出力する。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of the switching signal calculator 20a in the command calculation means 6a according to Embodiment 2 of the present invention. 9 omits the determiner 34 and the AND operator 35 from the configuration of the switching signal calculator 20 shown in FIG. 3 of the first embodiment, and uses the output signal of the determiner 33 as the switching signal SW1. The point of output is different.
That is, the switching signal calculator 20a determines whether or not the AC rotating machine (induction machine) 1 is near zero speed based on the determination speed ^ ωr3. If it is determined that it is near zero speed, TRUE is output, and if it is determined that it is outside the vicinity of zero speed, FALSE is output.

以上構成でも、実施の形態1と同様に切換信号演算器20aが偏差角速度Δωrを制限した値を第1の推定角速度^ωr1に加算して判定速度^ωr3を生成しているので、高い回転角速度から、角速度指令値が零速度近辺に急変し、実際の回転角速度が零速度近辺に到達していない場合に減速できなくなってしまう問題を解決できる効果がある。   Even in the above configuration, the switching signal calculator 20a adds the value obtained by limiting the deviation angular velocity Δωr to the first estimated angular velocity ^ ωr1 to generate the determination velocity ^ ωr3 as in the first embodiment. Thus, there is an effect that the problem that the angular velocity command value suddenly changes to near zero speed and the vehicle cannot be decelerated when the actual rotational angular velocity does not reach near zero speed can be solved.

実施の形態3.
d軸磁束指令φdr*を一定に保つ場合、d軸電流指令ids*は過渡項を省略した(8)式で与えれば良い。
ids*=φdr*÷M ・・・(8)
(8)式からd軸磁束指令φdr*を一定に保つ場合、d軸電流指令ids*指令も一定となる。
前記実施の形態1、2では、磁束制御器7は速度推定手段5から得たd軸推定磁束^φdrがd軸磁束指令φdr*に一致するように、回転二軸座標(d−q軸)上のd軸電流指令ids*を出力していたが、d軸電流指令ids*を予め設定した所定値で与えても良い。
図10は、この発明の実施の形態3に係る交流回転機の制御装置の構成を示す図である。図10において、1〜5、8〜11は図1と同様であり、その説明を省略する。
指令演算手段6bは、交流回転機(誘導機)1の回転角速度が角速度指令ωr*に一致するように、角速度指令ωr*と予め設定した回転二軸座標(d−q軸)上のd軸電流指令ids*と第1の角周波数ω1と第1の推定角速度^ωr1とに基づいて、回転二軸座標(d−q軸)上のq軸電流指令iqs*と電源角周波数ωと第2の推定角速度^ωr2とを出力する。
Embodiment 3 FIG.
When the d-axis magnetic flux command φdr * is kept constant, the d-axis current command ids * may be given by the equation (8) in which the transient term is omitted.
ids * = φdr * ÷ M (8)
When the d-axis magnetic flux command φdr * is kept constant from the equation (8), the d-axis current command ids * command is also constant.
In the first and second embodiments, the magnetic flux controller 7 rotates the biaxial coordinates (dq axes) so that the d-axis estimated magnetic flux ^ φdr obtained from the speed estimating means 5 coincides with the d-axis magnetic flux command φdr *. Although the upper d-axis current command ids * is output, the d-axis current command ids * may be given as a predetermined value.
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an AC rotary machine control device according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 10, 1 to 5 and 8 to 11 are the same as those in FIG.
The command calculation means 6b is configured so that the angular velocity command ωr * and the d-axis on the rotation biaxial coordinates (dq axes) set in advance so that the rotational angular velocity of the AC rotating machine (induction machine) 1 coincides with the angular velocity command ωr *. Based on the current command ids *, the first angular frequency ω1, and the first estimated angular velocity ^ ωr1, the q-axis current command iqs *, the power supply angular frequency ω, and the second on the rotating biaxial coordinates (dq axes) The estimated angular velocity ^ ωr2 is output.

図11は、この発明の実施の形態3に係る交流回転機の制御装置における指令演算手段6bの構成を示す図である。図11において、20a、21、22、25、26、27は図8と同様であり、その説明を省略する。
d軸電流idsが一定の場合、回転二軸座標(d−q軸)上のq軸電流iqsと出力トルクτmとの間には(9)式の関係が成り立つ。
τm=Pm×M2÷Lr×ids×iqs ・・・(9)
ただし、Lr:交流回転機(誘導機)1の一次インダクタンス
M:交流回転機(誘導機)1の相互インダクタンス
係数演算器23bは、d軸電流指令ids*とトルク指令τm*に基づき、(9)式の関係を利用した(10)式の演算によって第2のq軸電流指令iqs2*を出力する。
iqs2*=Lr÷(Pm×M2×ids*)×τm* ・・・(10)
d軸電流idsが一定の場合、電源角周波数ω、回転角速度ωr、q軸電流iqsとd軸電流idsとの間には、(11)式の関係が成り立つ。
ω=ωr+Rr÷Lr×iqs÷ids ・・・(11)
角周波数演算器24bは、d軸電流指令ids*と第2の推定角速度^ωr2と第2のq軸電流指令iqs2*とに基づいて、(11)式の関係を利用した(12)式の演算によって第2の角周波数ω2を演算する。
ω2=^ωr2+Rr÷Lr×iqs*÷ids* ・・・(12)
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of command calculation means 6b in the control device for an AC rotary machine according to Embodiment 3 of the present invention. 11, 20a, 21, 22, 25, 26, and 27 are the same as those in FIG. 8, and the description thereof is omitted.
When the d-axis current ids is constant, the relationship of the equation (9) is established between the q-axis current iqs on the rotating biaxial coordinates (dq axes) and the output torque τm.
τm = Pm × M2 ÷ Lr × ids × iqs (9)
However, Lr: primary inductance M of AC rotating machine (induction machine) 1: mutual inductance coefficient calculator 23b of AC rotating machine (induction machine) 1 is based on d-axis current command ids * and torque command τm * (9 ) The second q-axis current command iqs2 * is output by the calculation of the equation (10) using the relationship of the equation (10).
iqs2 * = Lr ÷ (Pm × M2 × ids *) × τm * (10)
When the d-axis current ids is constant, the relationship of the formula (11) is established among the power source angular frequency ω, the rotational angular velocity ωr, the q-axis current iqs, and the d-axis current ids.
ω = ωr + Rr ÷ Lr × iqs ÷ ids (11)
The angular frequency calculator 24b uses the relationship of the equation (11) based on the d-axis current command ids *, the second estimated angular velocity ^ ωr2, and the second q-axis current command iqs2 *. The second angular frequency ω2 is calculated by calculation.
ω2 = ^ ωr2 + Rr ÷ Lr × iqs * ÷ ids * (12)

以上構成でも、前記実施の形態1と同様に切換信号演算器20bが偏差角速度Δωrを制限した値を第1の推定角速度^ωr1に加算して判定速度^ωr3を生成しているので、高い回転角速度から、角速度指令値が零速度近辺に急変し、実際の回転角速度が零速度近辺に到達していない場合に減速できなくなってしまう問題を解決できる効果がある。   Even in the above configuration, the switching signal calculator 20b adds the value obtained by limiting the deviation angular velocity Δωr to the first estimated angular velocity ^ ωr1 to generate the determination velocity ^ ωr3 as in the first embodiment. From the angular velocity, the angular velocity command value suddenly changes to near zero speed, and there is an effect that it is possible to solve the problem that it becomes impossible to decelerate when the actual rotational angular velocity does not reach near zero speed.

実施の形態4.
図12は、この発明の実施の形態4に係る交流回転機の制御装置の構成を示す図である。図12において、2〜4、8〜11は図1と同様であり、その説明を省略する。
交流回転機(同期機)1cに給電される相電流を電流検出器2で検出する。交流回転機(同期機)1cへの給電は電力変換器3によって行なう。
速度推定手段5cは、電源角周波数ωと、座標変換器4から得られた回転二軸座標(d−q軸)上の電流と、回転二軸座標(d−q軸)上の電圧指令とに基づいて、交流回転機(同期機)1cの角周波数ω1と第1の推定角速度^ωr1とを出力する。
指令演算手段6cは、交流回転機(同期機)1cの回転角速度が角速度指令ωr*に一致するように、角速度指令ωr*と第1の角周波数ω1と第1の推定角速度^ωr1とに基づいて、回転二軸座標(d−q軸)上のq軸電流指令iqs*と電源角周波数ωと第2の推定角速度^ωr2とを出力する。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a control device for an AC rotary machine according to Embodiment 4 of the present invention. 12, 2 to 4 and 8 to 11 are the same as those in FIG.
The current detector 2 detects the phase current supplied to the AC rotating machine (synchronous machine) 1c. The power converter 3 supplies power to the AC rotating machine (synchronous machine) 1c.
The speed estimation means 5c includes the power supply angular frequency ω, the current on the rotating biaxial coordinates (dq axes) obtained from the coordinate converter 4, the voltage command on the rotating biaxial coordinates (dq axes), Based on the above, the angular frequency ω1 of the AC rotating machine (synchronous machine) 1c and the first estimated angular velocity ^ ωr1 are output.
The command calculation means 6c is based on the angular velocity command ωr *, the first angular frequency ω1, and the first estimated angular velocity ^ ωr1 so that the rotational angular velocity of the AC rotating machine (synchronous machine) 1c matches the angular velocity command ωr *. The q-axis current command iqs * on the rotating biaxial coordinates (dq axes), the power supply angular frequency ω, and the second estimated angular velocity ωr2 are output.

切換信号SW1がFALSEの場合、速度推定手段5cは、第1の推定角速度^ωr1を制御手段8から入力された回転二軸上の電圧指令と座標変換器4から入力された回転二軸上の電流と指令演算手段6から入力された電源角周波数ωに基づいて第1の推定角速度^ωr1を演算する。また、切換信号SW1がTRUEの場合、速度推定手段5cは、第1の推定角速度^ωr1を指令演算手段6cから入力された第2の推定角速度^ωr2に置き換える。   When the switching signal SW1 is FALSE, the speed estimation means 5c uses the first estimated angular speed ^ ωr1 as the voltage command on the rotation biaxial input from the control means 8 and the rotation biaxial input from the coordinate converter 4. The first estimated angular velocity {circumflex over (ω)} r1 is calculated based on the current and the power supply angular frequency ω input from the command calculation means 6. When the switching signal SW1 is TRUE, the speed estimation means 5c replaces the first estimated angular speed ^ ωr1 with the second estimated angular speed ^ ωr2 input from the command calculation means 6c.

図13は、この発明の実施の形態4に係る交流回転機の制御装置における指令演算手段6cの構成を示す図である。図13において、20a、21、22、25、26は図11と同様であり、その説明を省略する。
交流電動機(同期機)1cは同期機であるから、回転二軸座標(d−q軸)上のq軸電流iqsと出力トルクτmとの間には(13)式の関係が成り立つ。
τm=Pm×φf×iqs ・・・(13)
ただし、φf:交流回転機(同期機)1cの回転子磁束振幅
係数演算器23cは、トルク指令τm*に基づき、(13)式の関係を利用した(14)式の演算によって第2のq軸電流指令iqs2*を出力する。
iqs2*=1÷(Pm×φf)×τm* ・・・(14)
交流電動機(同期機)1cは同期機であるから、電源角周波数ωと回転角速度ωrは一致する。これを踏まえ、第2の角周波数ω2は第2の推定角速度ωr2で与える。
切換器27cは第1の角周波数ω1、第2の角周波数ω2、第1のq軸電流指令iqs1*、第2のq軸電流指令iqs2*を入力し、切換信号SW1に基づいて、電源角周波数ωとq軸電流指令iqs*を出力する。
具体的には、SW1がFALSEの場合は、電源角周波数ωを第1の角周波数ω1で与えると同時に、q軸電流指令iqs*を第1のq軸電流指令iqs1*で与える。また、SW1がTRUEの場合は、電源角周波数ωを第2の角周波数ω2で与えると同時に、q軸電流指令iqs*を第2のq軸電流指令iqs2*で与える。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of command calculation means 6c in the control apparatus for an AC rotary machine according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 13, 20a, 21, 22, 25, and 26 are the same as those in FIG.
Since the AC motor (synchronous machine) 1c is a synchronous machine, the relationship of the equation (13) is established between the q-axis current iqs on the rotating biaxial coordinates (dq axes) and the output torque τm.
τm = Pm × φf × iqs (13)
However, φf: the rotor magnetic flux amplitude coefficient calculator 23c of the AC rotating machine (synchronous machine) 1c, based on the torque command τm *, calculates the second q by the calculation of the expression (14) using the relationship of the expression (13). The shaft current command iqs2 * is output.
iqs2 * = 1 ÷ (Pm × φf) × τm * (14)
Since the AC motor (synchronous machine) 1c is a synchronous machine, the power angular frequency ω matches the rotational angular velocity ωr. Based on this, the second angular frequency ω2 is given by the second estimated angular velocity ωr2.
The switch 27c inputs the first angular frequency ω1, the second angular frequency ω2, the first q-axis current command iqs1 *, and the second q-axis current command iqs2 *, and based on the switching signal SW1, the power supply angle Outputs frequency ω and q-axis current command iqs *.
Specifically, when SW1 is FALSE, the power supply angular frequency ω is given by the first angular frequency ω1, and at the same time, the q-axis current command iqs * is given by the first q-axis current command iqs1 *. When SW1 is TRUE, the power supply angular frequency ω is given by the second angular frequency ω2, and at the same time, the q-axis current command iqs * is given by the second q-axis current command iqs2 *.

以上構成により、交流回転機が同期機であっても、前記実施の形態と同様に切換信号演算器20cが偏差角速度Δωrを制限した値を第1の推定角速度^ωr1に加算して判定速度^ωr3を生成しているので、高い回転角速度から、角速度指令値が零速度近辺に急変し、実際の回転角速度が零速度近辺に到達していない場合に減速できなくなってしまう問題を解決できる効果がある。   With the above configuration, even if the AC rotating machine is a synchronous machine, the switching signal calculator 20c adds a value obtained by limiting the deviation angular velocity Δωr to the first estimated angular velocity ^ ωr1 in the same manner as in the above-described embodiment. Since ωr3 is generated, it is possible to solve the problem that the angular velocity command value suddenly changes to near zero speed from a high rotational angular velocity, and it becomes impossible to decelerate when the actual rotational angular velocity does not reach near zero speed. is there.

また、実施の形態4では、交流回転機が同期機であっても、速度応答演算器21が角速度指令ωr*に交流回転機(同期機)1cの回転角速度が追従すべき応答ωsc(rad/s)に基づいて第2の推定角速度^ωr2を演算し、トルク指令演算器22が実際回転角速度ωrが追従すべき応答と総イナーシャJmを考慮したトルク指令τm*を出力し、係数演算器23cがτm*を{1÷(Pm×φf)}倍した値を第2のq軸電流指令iqs2*として出力するので、零速度近辺で角速度指令が変化する場合や負荷のイナーシャが大きい場合にも回転角速度が追従すべき応答ωsc(rad/s)で角速度指令に追従できる効果がある。   In the fourth embodiment, even if the AC rotating machine is a synchronous machine, the speed response computing unit 21 responds to the angular speed command ωr * with the response ωsc (rad / rad) that the rotational angular speed of the AC rotating machine (synchronous machine) 1c should follow. s), the second estimated angular velocity ^ ωr2 is calculated, and the torque command calculator 22 outputs a torque command τm * in consideration of the response that the actual rotational angular velocity ωr should follow and the total inertia Jm, and the coefficient calculator 23c. Τm * multiplied by {1 ÷ (Pm × φf)} is output as the second q-axis current command iqs2 *, so even when the angular velocity command changes near zero speed or when the load inertia is large There is an effect that the angular velocity command can be followed by the response ωsc (rad / s) that the rotational angular velocity should follow.

さらに、実施の形態4では、交流回転機が同期機であっても、零速度近辺の場合、切換信号演算器20cはTRUEの切換信号SW1を出力し前記速度推定手段5cは、第1の推定角速度^ωr1を指令演算手段6cから入力された第2の推定角速度^ωr2に置き換えるので、切換信号SW1が切り換わった直後に実際の回転角速度と角速度指令が一致していなくても、実際の回転角速度と第2の推定角速度^ωr2とが一致する。従って、角速度指令値が急変し、零速度近辺から脱した場合でも、切換ショックなく交流回転機(同期機)1cを駆動できる効果が得られる。   Further, in the fourth embodiment, even when the AC rotating machine is a synchronous machine, when the speed is close to zero speed, the switching signal calculator 20c outputs a TRUE switching signal SW1, and the speed estimation means 5c performs the first estimation. Since the angular velocity ^ ωr1 is replaced with the second estimated angular velocity ^ ωr2 input from the command calculation means 6c, the actual rotation even if the actual rotational angular velocity and the angular velocity command do not coincide immediately after the switching signal SW1 is switched. The angular velocity coincides with the second estimated angular velocity ^ ωr2. Therefore, even when the angular velocity command value changes suddenly and deviates from the vicinity of the zero speed, an effect that the AC rotating machine (synchronous machine) 1c can be driven without switching shock can be obtained.

以上のように、この発明の交流回転機の制御装置は、零速近辺においても安定した速度推定ができるので、低速域で交流回転機の可変速制御を必要とする用途に適している。   As described above, the control device for an AC rotating machine according to the present invention can perform stable speed estimation even in the vicinity of zero speed, and is therefore suitable for applications that require variable speed control of the AC rotating machine in a low speed range.

この発明の実施の形態1に係る交流回転機の制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the control apparatus of the AC rotary machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る交流回転機の制御装置における指令演算手段6の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the command calculating means 6 in the control apparatus of the AC rotary machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る指令演算手段6における切換信号演算器20の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the switching signal calculator 20 in the instruction | command calculating means 6 which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る交流回転機の制御装置における内部変数を示す波形である。It is a waveform which shows the internal variable in the control apparatus of the AC rotary machine which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係る交流回転機の制御装置の内部変数と実際の回転角速度を示す波形である。It is a waveform which shows the internal variable of the control apparatus of the AC rotary machine which concerns on Embodiment 1 of this invention, and actual rotational angular velocity. この発明の実施の形態1に係る交流回転機の制御装置の内部変数と実際の回転角速度を示す波形である。It is a waveform which shows the internal variable of the control apparatus of the AC rotary machine which concerns on Embodiment 1 of this invention, and actual rotational angular velocity. この発明の実施の形態1に係る交流回転機の制御装置の内部変数と実際の回転角速度を示す波形である。It is a waveform which shows the internal variable of the control apparatus of the AC rotary machine which concerns on Embodiment 1 of this invention, and actual rotational angular velocity. この発明の実施の形態2に係る交流回転機の制御装置における指令演算手段6aの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the command calculating means 6a in the control apparatus of the AC rotary machine which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態2に係る指令演算手段6aにおける切換信号演算器20aの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the switching signal calculator 20a in the command calculating means 6a which concerns on Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3に係る交流回転機の制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the control apparatus of the AC rotary machine which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態3に係る交流回転機の制御装置における指令演算手段6bの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the instruction | command calculating means 6b in the control apparatus of the AC rotary machine which concerns on Embodiment 3 of this invention. この発明の実施の形態4に係る交流回転機の制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the control apparatus of the alternating current rotary machine which concerns on Embodiment 4 of this invention. この発明の実施の形態4に係る交流回転機の制御装置における指令演算手段6cの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the command calculating means 6c in the control apparatus of the alternating current rotating machine which concerns on Embodiment 4 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 交流回転機(誘導機)、 1c 交流回転機(同期機)、 2 電流検出器、 3 電力変換器、 4 座標変換器、 5,5c 速度推定手段、 6,6a,6b,6c 指令演算手段、 7 磁束制御器、 8 制御手段、 9 電流制御器、 10 積分器、 11 座標変換器、 20,20a,20c 切換信号演算器、 21 速度応答演算器、 22 トルク指令演算器、 23,23c 係数演算器、 24 角周波数演算器、 25 減算器、 26 速度制御器、 27,27c 切換器、 30 制限器、 31 加算器、 32 フィルタ、 33 判定器、 34 判定器、 35 論理積演算器   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC rotary machine (induction machine), 1c AC rotary machine (synchronous machine), 2 Current detector, 3 Power converter, 4 Coordinate converter, 5, 5c Speed estimation means, 6, 6a, 6b, 6c Command calculation means , 7 Magnetic flux controller, 8 Control means, 9 Current controller, 10 Integrator, 11 Coordinate converter, 20, 20a, 20c Switching signal calculator, 21 Speed response calculator, 22 Torque command calculator, 23, 23c Coefficient Calculator, 24 angular frequency calculator, 25 subtractor, 26 speed controller, 27, 27c switcher, 30 limiter, 31 adder, 32 filter, 33 determiner, 34 determiner, 35 AND operator

Claims (3)

交流回転機に電圧を印加する電力変換器と、
前記交流回転機の電流を検出する電流検出器と、
この電流検出器から検出された電流と前記電力変換器が印加する電圧に基づいて前記交流回転機の回転角速度を第1の推定角速度と第1の角周波数を出力する速度推定手段と、
前記角速度指令と前記第1の推定角速度との偏差から偏差角速度を演算するとともに、トルク電流指令と電源角周波数を出力する指令演算手段と、を備え、
前記指令演算手段は、前記偏差角速度の範囲を制限した値と前記第1の推定角速度とに基づいて、出力するトルク電流指令と電源角周波数を選択することを特徴とする交流回転機の制御装置。
A power converter for applying a voltage to the AC rotating machine;
A current detector for detecting the current of the AC rotating machine;
A speed estimation means for outputting a first angular speed and a first angular frequency as a rotational angular speed of the AC rotating machine based on a current detected from the current detector and a voltage applied by the power converter;
A command calculation means for calculating a deviation angular velocity from a deviation between the angular velocity command and the first estimated angular velocity, and outputting a torque current command and a power supply angular frequency,
The control device for an AC rotating machine, wherein the command calculation means selects a torque current command to be output and a power source angular frequency based on a value limiting the range of the deviation angular velocity and the first estimated angular velocity. .
前記指令演算手段は、前記偏差角速度に基づいて第1のトルク電流指令を演算し、予め設定した速度制御応答値と前記角速度指令とから第2の推定角速度を演算するとともに該第2の推定角速度に基づいて第2のトルク電流指令を演算し、前記偏差角速度の範囲を制限した値と前記第1の推定角速度とに基づいて、出力するトルク電流指令として、第1のトルク電流指令か第2のトルク電流指令のいずれかを選択すると同時に、出力する電源角周波数として、第1の角周波数か第2の角周波数のいずれかを選択することを特徴とする請求項1に記載の交流回転機の制御装置。 The command calculation means calculates a first torque current command based on the deviation angular velocity, calculates a second estimated angular velocity from a preset speed control response value and the angular velocity command, and also calculates the second estimated angular velocity. The second torque current command is calculated on the basis of the value, and the torque current command to be output is determined based on the value obtained by limiting the range of the deviation angular velocity and the first estimated angular velocity. 2. The AC rotating machine according to claim 1, wherein at least one of the torque current commands is selected and at the same time, either the first angular frequency or the second angular frequency is selected as the power supply angular frequency to be output. Control device. 前記指令演算手段は、前記速度推定手段へ第2の推定角速度を出力するともに、前記偏差角速度の範囲を制限した値と前記第1の推定角速度とに基づいて前記速度推定手段へ切換信号を出力し、前記速度推定手段は、該切換信号に基づいて該指令演算手段が第2の角周波数を選択している期間前記第1の推定角速度を指令演算手段から入力された前記第2の推定角速度に置き換えることを特徴とする請求項2に記載の交流回転機の制御装置。 The command calculation means outputs a second estimated angular speed to the speed estimation means and outputs a switching signal to the speed estimation means based on a value obtained by limiting the range of the deviation angular speed and the first estimated angular speed. The speed estimating means is configured to input the first estimated angular speed from the command calculating means while the command calculating means selects the second angular frequency based on the switching signal. The control device for an AC rotating machine according to claim 2, wherein
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015107052A (en) * 2013-11-29 2015-06-08 エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. Apparatus and method for controlling inverter

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0880098A (en) * 1994-09-08 1996-03-22 Meidensha Corp Vector controller of motor
JPH09149667A (en) * 1995-11-24 1997-06-06 Toshiba Corp Driver for induction motor
JPH1042582A (en) * 1996-07-22 1998-02-13 Fuji Electric Co Ltd Servo controller
JPH10201299A (en) * 1997-01-06 1998-07-31 Toshiba Eng Co Ltd Controller of induction motor
JP2001238497A (en) * 2000-02-21 2001-08-31 Hitachi Ltd Drive control unit of induction motor
JP2002142499A (en) * 2000-10-31 2002-05-17 Meidensha Corp Speed sensorless vector controller

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0880098A (en) * 1994-09-08 1996-03-22 Meidensha Corp Vector controller of motor
JPH09149667A (en) * 1995-11-24 1997-06-06 Toshiba Corp Driver for induction motor
JPH1042582A (en) * 1996-07-22 1998-02-13 Fuji Electric Co Ltd Servo controller
JPH10201299A (en) * 1997-01-06 1998-07-31 Toshiba Eng Co Ltd Controller of induction motor
JP2001238497A (en) * 2000-02-21 2001-08-31 Hitachi Ltd Drive control unit of induction motor
JP2002142499A (en) * 2000-10-31 2002-05-17 Meidensha Corp Speed sensorless vector controller

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015107052A (en) * 2013-11-29 2015-06-08 エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. Apparatus and method for controlling inverter
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