JP2008011625A - Speed sensorless vector controller of induction motor and its control method - Google Patents

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JP2008011625A JP2006178128A JP2006178128A JP2008011625A JP 2008011625 A JP2008011625 A JP 2008011625A JP 2006178128 A JP2006178128 A JP 2006178128A JP 2006178128 A JP2006178128 A JP 2006178128A JP 2008011625 A JP2008011625 A JP 2008011625A
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Yoichi Yamamoto
陽一 山本
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Yaskawa Electric Corp
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Yaskawa Electric Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a speed sensorless vector controller which can achieve quick and smooth start, and to provide its control method. <P>SOLUTION: The speed sensorless vector controller comprises a current controller 3, a PWM control inverter 2, the same dimension flux observer 4 and speed estimation mechanism 7 for estimating/outputting a first motor flux and a first motor speed, a slip calculator 5, an adder 17 outputting a primary frequency command value, an integrator 11 outputting a motor flux phase, a speed estimator 30 for estimating/outputting a second motor speed, a current model type flux operating unit 31 for estimating/outputting a second motor flux, and adders 36 and 37 for adding two motor flux phase estimates and outputting a new motor flux estimate. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、誘導電動機の速度センサレスベクトル制御装置に係り、始動を素早く、かつ、円滑に開始できるよう工夫したものである。   The present invention relates to a speed sensorless vector control device for an induction motor, and is devised so that start-up can be started quickly and smoothly.

誘導電動機の高性能な速度制御方式として、滑り周波数制御形のベクトル制御方法が普及し、これを速度センサなしで制御する速度センサレスベクトル制御方法が知られている。
同一次元磁束オブザーバと速度適応機構とからなる速度適応2次磁束オブザーバによって誘導電動機の実速度の推定を行なう速度センサレスベクトル制御方式については、「電気学会論文誌D,111巻11号,平成3年」(久保田、尾崎、松瀬、中野:「適応2次磁束オブザーバを用いた誘導電動機の速度センサレス直接形ベクトル制御」)に掲載されている。
まず、誘導電動機の電動機速度の推定について簡単に説明をする。
1次周波数ω1で回転する回転座標系(d−q軸)で表わした誘導電動機の電圧方程式は、次の(1)式で与えられる。
As a high-performance speed control method for induction motors, a vector control method of a slip frequency control type is widespread, and a speed sensorless vector control method for controlling this without a speed sensor is known.
For a speed sensorless vector control method that estimates the actual speed of an induction motor using a speed adaptive secondary magnetic flux observer consisting of a one-dimensional magnetic flux observer and a speed adaptive mechanism, see “The Institute of Electrical Engineers of Japan D, Vol. 111, No. 11, 1991”. (Kubota, Ozaki, Matsuse, Nakano: “Speed sensorless direct vector control of induction motor using adaptive secondary magnetic flux observer”).
First, the estimation of the motor speed of the induction motor will be briefly described.
The voltage equation of the induction motor represented by the rotating coordinate system (dq axes) rotating at the primary frequency ω1 is given by the following equation (1).

但し、
1d,v1q…回転座標系(d−q軸)の1次励磁軸電圧,1次トルク軸電圧
1d,i1q…回転座標系(d−q軸)の1次励磁軸電流,1次トルク軸電流
Φ2d,Φ2q…回転座標系(d−q軸)の2次励磁軸磁束,2次トルク軸磁束
ω1 …………1次周波数
ωr …………電動機速度
ωs …………滑り角周波数
1 ,R2 …1次,2次抵抗
1 ,L2,M …1次,2次,相互(励磁)インダクタンス
l…………漏れインダクタンス (l=(L1 2 −M2 )/L2
p …………微分演算子
However,
v 1d , v 1q ... primary excitation axis voltage of rotating coordinate system (dq axis), primary torque axis voltage i 1d , i 1q ... primary excitation axis current of rotating coordinate system (dq axis), 1 Secondary torque axis current Φ 2d , Φ 2q ... Secondary excitation axis magnetic flux, secondary torque axis magnetic flux ω1 in the rotating coordinate system (dq axis) ………… Primary frequency ωr ………… Motor speed ωs ………… Slip angular frequency R 1 , R 2 ... Primary and secondary resistances L 1 , L 2 , M ... Primary, secondary, mutual (excitation) inductance l ......... Leakage inductance (l = (L 1 L 2 -M 2 ) / L 2 )
p ………… Differential operator

また、1次周波数ω1、電動機速度ωr、滑り角周波数指令値ωs*の関係、及び滑り角周波数指令値ωs*の算出は次の(2)式で表わされる。
ω1=ωr+ωs*、
ωs* =i1d* /i1q*・T2 …………(2)
但し、T2 …………2次回路時定数(T2 =L2 /R2
添字(*)…指令値あるいは設定値を表わす。
いま、
1d*= 一定 ……………(3)
として、上記(1)式において、(2),(3)式の条件のもとに回転座標系(d−q軸)で表した1次電圧指令値(v1d*,v1q*)は、次の(4)式となる。
The relationship between the primary frequency ω1, the motor speed ωr, the slip angular frequency command value ωs *, and the calculation of the slip angular frequency command value ωs * are expressed by the following equation (2).
ω1 = ωr + ωs *,
ωs * = I 1d * / I 1q * ・ T2 (2)
T2 ………… Secondary circuit time constant (T2 = L 2 / R 2)
Subscript (*): Indicates command value or set value.
Now
i 1d * = constant …………… (3)
In the above equation (1), the primary voltage command values (v1d *, v1q *) expressed in the rotating coordinate system (dq axes) under the conditions of the equations (2) and (3) are as follows: (4).

上記(4)式を満足するように制御すると、回転座標系(d−q軸)上の1次電流検出値i1は1次電流指令値i1*(i1d*,i1q*)通りの電流が流れ、2次磁束Φ2(Φ2d,Φ2q)は、
Φ2d=Mi1d(一定),Φ2q=0 …………(5)
に保たれる。
If the control is performed so as to satisfy the above equation (4), the primary current detection value i1 on the rotating coordinate system (dq axis) flows in accordance with the primary current command value i1 * (i1d *, i1q *). The secondary magnetic flux Φ2 (Φ2d, Φ2q) is
Φ 2d = Mi 1d (constant), Φ 2q = 0 (5)
To be kept.

これにより、誘導電動機の発生トルクτは、
τ=M/L2 ・(Φ2d・i1q−Φ2q・i1d)=M2 /L2 ・(i1d・i1q) ………(6)
となり、回転座標系(d−q軸)上で2次磁束Φ2(Φ2d,Φ2q)と2次電流i2(i2d,i2q)に無関係な非干渉化されたベクトル制御が成立する。
Thereby, the generated torque τ of the induction motor is
τ = M / L 2 · (Φ 2d · i 1q −Φ 2q · i 1d ) = M 2 / L 2 · (i 1d · i 1q ) (6)
Thus, non-interfering vector control independent of the secondary magnetic flux Φ2 (Φ2d, Φ2q) and the secondary current i2 (i2d, i2q) is established on the rotating coordinate system (dq axis).

速度センサを用いない場合は速度適応2次磁束オブザーバを用い、上記(5)式を満足するような2次磁束Φ2(Φ2d,Φ2q)を推定し、誘導電動機の1次電流(相電流)iu ,iv ,iw を検出し、変換した静止座標系(a−b軸)上の1次電流検出値i1(i1a,i1b)とする。この1次電流検出値i1と、静止座標系(a−b軸)上の1次電圧指令値v1*(v1a*,v1b*)と、速度推定値ωr^(この場合の^マークは推定値を表す記号である)とを入力として、速度適応2次磁束オブザーバの構成要素である磁束オブザーバにより、2次磁束推定値Φ2^(Φ2a^,Φ2b^)と1次電流推定値i1^(i1a^,i1b^)とを推定し、速度適応2次磁束オブザーバのもう1つの構成要素である速度適応機構で1次電流推定値i1^(i1a^,i1b^)と1次電流検出値i1(i1a,i1b)とを比較した推定誤差信号(i1−i1^)に基づき、次の(7)式で表わされる適応調整則により電動機速度を演算推定する。   When the speed sensor is not used, a secondary magnetic flux observer for speed adaptation is used to estimate a secondary magnetic flux Φ2 (Φ2d, Φ2q) that satisfies the above equation (5), and the primary current (phase current) iu of the induction motor. , Iv, iw are detected and converted to a primary current detection value i1 (i1a, i1b) on the static coordinate system (ab axis). This primary current detection value i1, the primary voltage command value v1 * (v1a *, v1b *) on the stationary coordinate system (ab axis), and the estimated speed value ωr ^ (in this case, the ^ mark is an estimated value) ) And the primary current estimated value i1 ^ (i1a) by the magnetic flux observer, which is a component of the speed adaptive secondary magnetic flux observer, and the primary current estimated value Φ2 ^ (Φ2a ^, Φ2b ^). ^, I1b ^) is estimated, and the primary current estimated value i1 ^ (i1a ^, i1b ^) and the primary current detection value i1 (by the speed adaptive mechanism which is another component of the speed adaptive secondary magnetic flux observer). Based on the estimated error signal (i1-i1 ^) obtained by comparing i1a and i1b), the motor speed is calculated and estimated by the adaptive adjustment law expressed by the following equation (7).

ωr^=Kp (eiaΦ2b^−eibΦ2a^)+KI ∫(eiaΦ2b^−eibΦ2a^)dt …(7)
但し、推定誤差 eia=i1a−i1a^、 ib=i1b−i1b
p :速度推定部比例ゲイン、 KI :速度推定部積分ゲイン
ωr ^ = K p (e ia Φ 2b ^ -e ib Φ 2a ^) + K I ∫ (e ia Φ 2b ^ -e ib Φ 2a ^) dt ... (7)
However, the estimation error e ia = i 1a −i 1a ^ e ib = i 1b −i 1b ^
K p : Speed estimator proportional gain, K I : Speed estimator integral gain

次に、上記速度適応2次磁束オブザーバを使用した従来の速度センサレスベクトル制御方式を、特許文献1により、図5を参照して説明する。
電流制御を行うディジタル電流制御器103において、1次電流指令値i1*(i1d*,i1q*)と1次電流検出値i1(i1d,i1q)が比較され、i1q*=i1q及びi1d*=i1dとなるようにPWM制御インバータ102を制御する1次電圧指令値v1*(v1d*,v1q*)が上記(4)式により演算される。
ディジタル電流制御器103の出力である、1次電圧指令値v1*(v1d*,v1q*)は、座標変換器109により静止座標系(a−b軸)上の1次電圧指令値v1*(v1a*,v1b*)に変換された後、2相−3相変換器115により変換されて、PWM制御インバータ102の、三相各相の1次電圧制御指令電圧vu*,vv*,vw*に変換され、PWM制御インバータ102の出力電圧を制御する。その結果、誘導電動機101は所望のトルク軸電流指令値i1q*に応じてトルク制御される。
Next, a conventional speed sensorless vector control method using the speed adaptive secondary magnetic flux observer will be described with reference to FIG.
In the digital current controller 103 that performs current control, the primary current command value i1 * (i1d *, i1q *) is compared with the primary current detection value i1 (i1d, i1q), and i1q * = i1q and i1d * = i1d. The primary voltage command value v1 * (v1d *, v1q *) for controlling the PWM control inverter 102 is calculated by the above equation (4).
The primary voltage command value v1 * (v1d *, v1q *), which is the output of the digital current controller 103, is converted by the coordinate converter 109 into the primary voltage command value v1 * (on the stationary coordinate system (ab axis). v1a *, v1b *), and then converted by the two-phase to three-phase converter 115, and the primary voltage control command voltage vu *, vv *, vw * of each phase of the PWM control inverter 102. And the output voltage of the PWM control inverter 102 is controlled. As a result, the induction motor 101 is torque-controlled according to a desired torque shaft current command value i1q *.

また、1次周波数ω1で回転する回転座標系(d−q軸)と、誘導電動機101の固定子に固定された静止座標系(a−b軸)との間の変換を行なう座標変換器108,109に使用される単位ベクトル(sinθ0,cosθ0)を作り出すための基本位相角θ0(θ0=ω1・t)は、上記(2)式を基に、滑り算出器105で1次励磁軸電流指令値i1d*、1次トルク軸電流指令値i1q*、及び誘導電動機101の2次回路時定数T2(=L2/R2)より求められる滑り角周波数指令値ωs*と、後述する減算器124出力である修正電動機速度推定値ωr^’を加算器117に送出して、加算器117出力として得た1次周波数ω1を、基本位相角算出用積分器111で積分することによって求める。
(修正電動機速度推定値ωr^’の演算方法の説明は省略している。)
The coordinate converter 108 performs conversion between a rotating coordinate system (dq axes) rotating at the primary frequency ω 1 and a stationary coordinate system (ab axes) fixed to the stator of the induction motor 101. , 109, the basic phase angle θ0 (θ0 = ω1 · t) for generating the unit vectors (sin θ0, cos θ0) is determined by the slip calculator 105 based on the above equation (2). The slip angle frequency command value ωs * obtained from the value i1d *, the primary torque shaft current command value i1q *, and the secondary circuit time constant T2 (= L2 / R2) of the induction motor 101, and the output of the subtractor 124 described later A certain corrected motor speed estimation value ωr ^ ′ is sent to the adder 117, and the primary frequency ω 1 obtained as the output of the adder 117 is integrated by the integrator 111 for calculating the basic phase angle.
(A description of the method of calculating the corrected motor speed estimated value ωr ^ ′ is omitted.)

誘導電動機101の実際の電動機速度ωrは、上述したように、上記(7)式により演算する速度適応機構107と、磁束オブザーバ104からなる速度適応2次磁束オブザーバを使用して推定する。そして、実際の電動機速度ωrを推定する過程における、電動機速度推定値ωr^の「遅れ」によって生じる1次周波数ω1のずれを修正するために、磁束オブザーバ104により推定した静止座標系(a−b軸)上の2次磁束推定値Φ2^(Φ2a^,Φ2b^)を座標変換器110で回転座標系(d−q軸)上の2次磁束Φ2^(Φ2d^,Φ2q^)に座標変換する。このうち、2次励磁軸磁束推定値Φ2d^が減算器123に入力される。   As described above, the actual motor speed ωr of the induction motor 101 is estimated using the speed adaptive mechanism 107 calculated by the above equation (7) and the speed adaptive secondary magnetic flux observer including the magnetic flux observer 104. In order to correct the deviation of the primary frequency ω1 caused by the “delay” of the estimated motor speed ωr ^ in the process of estimating the actual motor speed ωr, the stationary coordinate system (ab) estimated by the magnetic flux observer 104 is used. The coordinate value of the estimated secondary magnetic flux Φ2 ^ (Φ2a ^, Φ2b ^) on the axis) is converted into the secondary magnetic flux Φ2 ^ (Φ2d ^, Φ2q ^) on the rotating coordinate system (dq axis) by the coordinate converter 110. To do. Among these, the secondary excitation axis magnetic flux estimated value Φ2d ^ is input to the subtractor 123.

また、特許文献2には、始動からの時間関数で始動補償用の一次角周波数ω1を与えることによって、正の滑り角周波数を得る方式が、特許文献3には、運転開始後の所定時間だけ磁束指令を修正することで零速度からの運転を円滑に開始できる方式が提案されている。   Patent Document 2 discloses a method of obtaining a positive slip angular frequency by giving a primary angular frequency ω1 for start compensation as a time function from the start, and Patent Document 3 discloses a method for obtaining a positive slip angular frequency only for a predetermined time after the start of operation. A method has been proposed in which the operation from zero speed can be smoothly started by correcting the magnetic flux command.

特開平08−84499号公報(段落番号[0005]〜[0041]及び、図1)Japanese Patent Laid-Open No. 08-84499 (paragraph numbers [0005] to [0041] and FIG. 1) 特開平09−149667号公報(段落番号[0026]〜[0039])JP 09-149667 A (paragraph numbers [0026] to [0039]) 特開2005−12856号公報JP-A-2005-12856

一般に、1次電圧指令値と実際のモータ電圧値との間には誤差があり、特に出力電圧の低い低速度領域ほど誤差の割合が大きくなる。この電圧誤差に起因して2次磁束推定値にその振幅、位相に誤差が生じる。この結果、電動機速度推定値や電動機磁束位相に誤差が生じ、素早く、円滑な始動動作ができにくい。特許文献1では、2次磁束が確立するまでの状態把握が困難なため、誘導電動機を始動した時点から、モータ2次磁束が確立する遅延時間が経過した以降から、推定速度の修正演算を行うように工夫している。このため、始動開始直後には推定速度の修正が行えないため、円滑な始動の対策にはならない。また、特許文献2では、始動時に補償用の1次角周波数を任意の時間関数により与えて始動を補償しているが、始動時に発生する誘導電動機トルクは指令方向と同じという前提としているので、負荷に引っ張られて始動することがある機械には適用できないという問題があった。さらに、特許文献3では、運転開始からの磁束を弱める方向に修正しているので、トルク不足で素早い始動が難しいという問題があった。   In general, there is an error between the primary voltage command value and the actual motor voltage value, and the error rate increases especially in the low speed region where the output voltage is low. Due to this voltage error, an error occurs in the amplitude and phase of the estimated secondary magnetic flux. As a result, an error occurs in the estimated motor speed value and the motor magnetic flux phase, and it is difficult to perform a quick and smooth starting operation. In Patent Document 1, since it is difficult to grasp the state until the secondary magnetic flux is established, the estimated speed is corrected after the delay time for establishing the motor secondary magnetic flux has elapsed since the induction motor was started. It is devised as follows. For this reason, since the estimated speed cannot be corrected immediately after the start of the start, it is not a measure for a smooth start. Moreover, in Patent Document 2, the primary angular frequency for compensation is given by an arbitrary time function at the time of starting to compensate for the starting. However, since the induction motor torque generated at the time of starting is assumed to be the same as the command direction, There is a problem that it cannot be applied to a machine that may be started by being pulled by a load. Furthermore, in patent document 3, since it correct | amended in the direction which weakens the magnetic flux from a driving | operation start, there existed a problem that a quick start was difficult by torque shortage.

そこで、本発明は、上記従来技術に鑑み、低速でも始動を素早く、かつ、円滑に開始できる誘導電動機の速度センサレスベクトル制御装置とその制御方法を提供することを目的としている。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a speed sensorless vector control device for an induction motor and a control method therefor that can be started quickly and smoothly even at a low speed in view of the above prior art.

上記問題を解決するため、請求項1に記載の発明は、1次電流指令値と1次電流検出値と1次周波数指令値を入力し、1次電圧指令値を出力する電流制御器と、前記電流制御器の出力である前記1次電圧指令値を基に誘導電動機に電圧を出力するPWM制御インバータと、前記1次電流検出値と前記1次電圧指令値を入力し、第1の電動機磁束と第1の電動機速度を推定演算して出力する同一次元磁束オブザーバ、速度推定機構と、前記1次電流指令値の励磁軸成分とトルク軸成分を基に該電動機の滑り周波数指令値を演算し出力する滑り算出器と、前記滑り算出器の出力である滑り角周波数指令値に前記第1の電動機速度推定値を加算して前記電流制御器の制御入力である1次周波数指令値を前記電流制御器へ出力する加算器と、前記1次周波数指令値を積分して電動機磁束位相を出力する積分器とを具備する誘導電動機の速度センサレスベクトル制御装置において、トルク指令値あるいは前記1次電流指令値のトルク軸成分値と前記第1の電動機速度推定値を入力とし、第2の電動機速度を推定演算して出力する速度推定器と、第2の電動機速度推定値と前記1次電流検出値を入力し、第2の電動機磁束を推定演算して出力する電流モデル式磁束演算器と、上記2つの電動機磁束推定値を加算して新たな電動機磁束推定値を前記速度推定機構へ出力する加算器を備えたことを特徴とするものである。   In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 inputs a primary current command value, a primary current detection value, and a primary frequency command value, and outputs a primary voltage command value; A PWM control inverter that outputs a voltage to the induction motor based on the primary voltage command value that is the output of the current controller, the primary current detection value and the primary voltage command value are input, and the first motor Calculates the slip frequency command value of the motor based on the excitation axis component and torque axis component of the primary current command value, the same-dimensional magnetic flux observer that estimates and outputs the magnetic flux and the first motor speed, and the output. A slip calculator for output, and a first frequency command value which is a control input of the current controller by adding the first motor speed estimated value to a slip angular frequency command value which is an output of the slip calculator. An adder for outputting to the current controller; In a speed sensorless vector control device for an induction motor comprising an integrator for integrating a wave number command value and outputting a motor magnetic flux phase, a torque command value or a torque axis component value of the primary current command value and the first motor A speed estimator that receives a speed estimation value as an input, estimates and outputs a second motor speed, inputs a second motor speed estimation value and the primary current detection value, and estimates a second motor flux. And a current model type magnetic flux calculator for output, and an adder for adding the two electric motor magnetic flux estimated values and outputting a new electric motor magnetic flux estimated value to the speed estimating mechanism. .

また、請求項2に記載の発明は、1次電流指令値と1次電流検出値と1次周波数指令値を入力し、1次電圧指令値を出力する電流制御器と、前記電流制御器の出力である前記1次電圧指令値を基に誘導電動機に電圧を出力するPWM制御インバータと、前記1次電流検出値と前記1次電圧指令値を入力し、第1の電動機磁束と電動機磁束位相を推定演算して出力する同一次元磁束オブザーバ、速度推定機構と、前記1次電流指令値の励磁軸成分とトルク軸成分を基に該電動機の滑り周波数指令値を演算し出力する滑り算出器と、前記電動機磁束位相の微分情報から前記滑り算出器の出力である滑り角周波数指令値を減算して第1の電動機速度推定値を出力する減算器とを具備する誘導電動機の速度センサレスベクトル制御装置において、トルク指令値あるいは前記1次電流指令値のトルク軸成分値と前記第1の電動機速度推定値を入力とし、第2の電動機速度を推定演算して出力する速度推定器と、第2の電動機速度推定値と前記1次電流検出値を入力し、第2の電動機磁束を推定演算して出力する電流モデル式磁束演算器と、上記2つの電動機磁束推定値を加算して新たな電動機磁束推定値を前記速度推定機構へ出力する加算器を備えたことを特徴としている。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a current controller that inputs a primary current command value, a primary current detection value, and a primary frequency command value and outputs a primary voltage command value; A PWM control inverter that outputs a voltage to the induction motor based on the primary voltage command value that is an output; the primary current detection value and the primary voltage command value are input; and the first motor magnetic flux and the motor magnetic flux phase A one-dimensional magnetic flux observer, a speed estimation mechanism, and a slip calculator that calculates and outputs a slip frequency command value of the motor based on an excitation shaft component and a torque shaft component of the primary current command value; And a subtractor for subtracting a slip angular frequency command value, which is an output of the slip calculator, from the differential information of the motor magnetic flux phase and outputting a first estimated motor speed value, and a speed sensorless vector control device for an induction motor Toru A speed estimator that receives the command value or torque axis component value of the primary current command value and the first motor speed estimated value as input, and estimates and outputs a second motor speed; and a second motor speed estimation A current model type magnetic flux calculator that inputs a value and the detected primary current value, and calculates and outputs a second motor magnetic flux, and adds the two motor magnetic flux estimated values to obtain a new motor magnetic flux estimated value. An adder for outputting to the speed estimation mechanism is provided.

また、請求項3に記載の発明は、1次電流指令値と1次電流検出値と1次周波数指令値を入力し、1次電圧指令値を出力する電流制御器と、前記電流制御器の出力である前記1次電圧指令値を基に誘導電動機に電圧を出力するPWM制御インバータと、前記1次電流検出値と前記1次電圧指令値を入力し、第1の電動機磁束と第1の電動機速度を推定演算して出力する同一次元磁束オブザーバ、速度推定機構と、前記1次電流指令値の励磁軸成分とトルク軸成分を基に該電動機の滑り周波数指令値を演算し出力する滑り算出器と、前記滑り算出器の出力である滑り角周波数指令値に前記第1の電動機速度推定値を加算して前記電流制御器の制御入力である1次周波数指令値を前記電流制御器へ出力する加算器と、前記1次周波数指令値を積分して電動機磁束位相を出力する積分器とを具備する誘導電動機の速度センサレスベクトル制御装置の制御方法において、速度推定器では、トルク指令値あるいは前記1次電流指令値のトルク軸成分値と前記第1の電動機速度推定値を入力とし、第2の電動機速度を推定演算して出力し、電流モデル式磁束演算器では、第2の電動機速度推定値と前記1次電流検出値を入力し、第2の電動機磁束を推定演算して出力し、加算器では、上記2つの電動機磁束推定値を加算して新たな電動機磁束推定値を前記速度推定機構へ出力するという手順をとったのである。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a current controller that inputs a primary current command value, a primary current detection value, and a primary frequency command value and outputs a primary voltage command value; A PWM control inverter that outputs a voltage to the induction motor based on the primary voltage command value that is an output, the primary current detection value and the primary voltage command value are input, and the first motor magnetic flux and the first A one-dimensional magnetic flux observer that estimates and outputs the motor speed, a speed estimation mechanism, and a slip calculation that calculates and outputs the slip frequency command value of the motor based on the excitation shaft component and torque shaft component of the primary current command value And a first frequency command value, which is a control input of the current controller, is output to the current controller by adding the first motor speed estimated value to a slip angular frequency command value, which is an output of the slip calculator. Integrating the primary frequency command value In the control method of a speed sensorless vector control device for an induction motor comprising an integrator that outputs a motor magnetic flux phase, the speed estimator includes a torque command value or a torque axis component value of the primary current command value and the first The second motor speed is estimated and calculated, and the current model type magnetic flux calculator inputs the second motor speed estimated value and the primary current detection value, and inputs the second motor speed estimated value. The electric motor magnetic flux is estimated and calculated and output, and the adder takes the procedure of adding the two electric motor magnetic flux estimated values and outputting a new electric motor magnetic flux estimated value to the speed estimating mechanism.

また、請求項4に記載の発明は、1次電流指令値と1次電流検出値と1次周波数指令値を入力し、1次電圧指令値を出力する電流制御器と、前記電流制御器の出力である前記1次電圧指令値を基に誘導電動機に電圧を出力するPWM制御インバータと、前記1次電流検出値と前記1次電圧指令値を入力し、第1の電動機磁束と電動機磁束位相を推定演算して出力する同一次元磁束オブザーバ、速度推定機構と、前記1次電流指令値の励磁軸成分とトルク軸成分を基に該電動機の滑り周波数指令値を演算し出力する滑り算出器と、前記電動機磁束位相の微分情報から前記滑り算出器の出力である滑り角周波数指令値を減算して第1の電動機速度推定値を出力する減算器とを具備する誘導電動機の速度センサレスベクトル制御装置の制御方法において、速度推定器では、トルク指令値あるいは前記1次電流指令値のトルク軸成分値と前記第1の電動機速度推定値を入力とし、第2の電動機速度を推定演算して出力し、電流モデル式磁束演算器では、第2の電動機速度推定値と前記1次電流検出値を入力し、第2の電動機磁束を推定演算して出力し、加算器では、上記2つの電動機磁束推定値を加算して新たな電動機磁束推定値を前記速度推定機構へ出力するという手順をとったのである。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a current controller that inputs a primary current command value, a primary current detection value, and a primary frequency command value and outputs a primary voltage command value; A PWM control inverter that outputs a voltage to the induction motor based on the primary voltage command value that is an output; the primary current detection value and the primary voltage command value are input; and the first motor magnetic flux and the motor magnetic flux phase A one-dimensional magnetic flux observer, a speed estimation mechanism, and a slip calculator that calculates and outputs a slip frequency command value of the motor based on an excitation shaft component and a torque shaft component of the primary current command value; And a subtractor for subtracting a slip angular frequency command value, which is an output of the slip calculator, from the differential information of the motor magnetic flux phase and outputting a first estimated motor speed value, and a speed sensorless vector control device for an induction motor Control method The speed estimator receives the torque command value or the torque axis component value of the primary current command value and the first motor speed estimated value as inputs, estimates and outputs the second motor speed, and outputs a current model. The equation magnetic flux calculator inputs the second motor speed estimated value and the primary current detection value, estimates and outputs the second motor magnetic flux, and the adder adds the two motor magnetic flux estimated values. Then, the procedure of outputting a new motor magnetic flux estimated value to the speed estimating mechanism was taken.

この誘導電動機の速度センサレスベクトル制御装置によれば、トルク指令値を入力とした速度推定器で第2の電動機速度推定値を演算し、第2の電動機速度推定値、及び、1次電流検出値を用いて電流モデル式磁束演算器により、第2の電動機磁束位相を演算し、同一次元磁束オブザーバ出力である電動機磁束位相とベクトル的に加算(合成)することにより、新たな電動機磁束位相を作成する。電流モデル式磁束演算器は、低速域での安定性が高く、低速でも安定な電動機磁束演算ができるようになるので、誘導電動機の速度センサレスベクトル制御装置での始動を、素早く、かつ、円滑に実現できるようになる。   According to this induction motor speed sensorless vector control device, the second motor speed estimated value is calculated by the speed estimator having the torque command value as an input, and the second motor speed estimated value and the primary current detection value are calculated. A new motor flux phase is created by calculating the second motor flux phase with the current model type flux calculator using the, and adding (synthesizing) the same with the motor flux phase that is the same-dimensional flux observer output. To do. The current model type magnetic flux calculator has high stability in the low speed range and can perform stable motor magnetic flux calculation even at low speeds, so that the speed sensorless vector control device for induction motors can be started quickly and smoothly. Can be realized.

本発明によれば、速度センサレスベクトル制御装置は、トルク指令値を入力とした速度推定器で第2の電動機速度推定値を演算し、第2の電動機速度推定値、及び、1次電流検出値を用いて電流モデル式磁束演算器により、第2の電動機磁束位相を演算し、同一次元磁束オブザーバ出力である電動機磁束位相とベクトル的に加算(合成)することにより、新たな電動機磁束位相を作成する構成にしたので、低速でも安定な電動機磁束演算ができるようになり、素早く、かつ、円滑な始動が実現できるという効果がある。   According to the present invention, the speed sensorless vector control device calculates the second motor speed estimated value by the speed estimator having the torque command value as an input, the second motor speed estimated value, and the primary current detection value. A new motor flux phase is created by calculating the second motor flux phase with the current model type flux calculator using the, and adding (synthesizing) the same with the motor flux phase that is the same-dimensional flux observer output. Since the configuration is such that stable motor magnetic flux calculation can be performed even at a low speed, there is an effect that a quick and smooth start can be realized.

以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本発明の第1の実施形態に係る誘導電動機の速度センサレスベクトル制御装置のブロック図である。図1において、本実施の形態では、図5に示した従来図から、座標変換器110、関数発生器121、係数器122、減算器123、124を削除し、速度適応機構107の出力である電動機速度推定値ωr^を、加算器17の入力とし、第2の電動機速度推定値ωr#を演算する速度推定器30、電流モデル式磁束演算器31、ハイパスフィルタ32,33、ローパスフィルタ34,35、加算器36,37を追加している。図5に示した従来図と同一構成には、同一符号を付して重複する説明は省略する。   FIG. 1 is a block diagram of a speed sensorless vector control device for an induction motor according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, in this embodiment, the coordinate converter 110, function generator 121, coefficient unit 122, and subtractors 123 and 124 are deleted from the conventional diagram shown in FIG. The motor speed estimated value ωr ^ is input to the adder 17, and the speed estimator 30 for calculating the second motor speed estimated value ωr #, the current model type magnetic flux calculator 31, the high-pass filters 32 and 33, the low-pass filter 34, 35 and adders 36 and 37 are added. The same components as those in the conventional diagram shown in FIG.

次に動作について説明する。ただし、同一次元磁束オブザーバ4、速度推定機構7の動作については、図5に示した従来技術と同様であるので重複する説明は省略する。
ディジタル電流制御器3は、励磁軸電流指令値i1d*と、トルク軸電流指令値i1q*からなる1次電流指令値i1*とA/D変換器13で検出され、3相−2相変換器14,座標変換器8で回転座標系(d−q軸)に変換された1次電流検出値i1(i1d,i1q)が一致するように電流制御する。
Next, the operation will be described. However, since the operations of the same-dimensional magnetic flux observer 4 and the speed estimation mechanism 7 are the same as those in the prior art shown in FIG.
The digital current controller 3 is detected by the primary current command value i1 * consisting of the excitation shaft current command value i1d * and the torque shaft current command value i1q * and the A / D converter 13, and is a three-phase to two-phase converter. 14. Current control is performed so that the primary current detection values i1 (i1d, i1q) converted to the rotating coordinate system (dq axes) by the coordinate converter 8 coincide.

ディジタル電流制御器3出力である1次電圧指令値v1*(v1d*,v1q*)は、座標変換器9、2相−3相変換器15により1次電圧制御指令電圧vu*,vv*,vw*に変換され、PWM制御インバータ2の出力電圧を制御する。また、座標変換器8,9で使用される単位ベクトル(sinθ0,cosθ0)用の位相角θ0は、滑り算出器5で作成する滑り角周波数指令値ωs*と、後述する速度推定機構7出力である電動機速度推定値ωr^を加算器17で加算した1次周波数ω1を積分器11で積分することによって求める。   The primary voltage command value v1 * (v1d *, v1q *), which is the output of the digital current controller 3, is converted by the coordinate converter 9 and the two-phase to three-phase converter 15 into the primary voltage control command voltages vu *, vv *, It is converted into vw * and the output voltage of the PWM control inverter 2 is controlled. The phase angle θ0 for the unit vectors (sin θ0, cos θ0) used in the coordinate converters 8 and 9 is a slip angle frequency command value ωs * created by the slip calculator 5 and an output of a speed estimation mechanism 7 described later. A primary frequency ω1 obtained by adding a certain motor speed estimated value ωr ^ by an adder 17 is integrated by an integrator 11.

誘導電動機1の電動機速度ωrは、静止座標系(a−b軸)上の1次電流指令値i1*と1次電圧指令値v1*とから上記(7)式により速度推定機構7で推定演算し、加算器17の入力とする一方、トルク指令値T*とともに速度推定器30へ入力される。なお、トルク指令値T*は図示していないが、トルク軸電流指令値i1q*と電動機磁束指令値の積で求まり、電動機磁束指令値が一定(定格値)であれば、トルク軸電流指令値i1q*で代用できる。   The motor speed ωr of the induction motor 1 is estimated by the speed estimation mechanism 7 from the primary current command value i1 * and the primary voltage command value v1 * on the stationary coordinate system (ab axis) according to the above equation (7). While being input to the adder 17, it is input to the speed estimator 30 together with the torque command value T *. Although the torque command value T * is not shown, it is obtained by the product of the torque shaft current command value i1q * and the motor magnetic flux command value. If the motor magnetic flux command value is constant (rated value), the torque shaft current command value i1q * can be substituted.

速度推定器30は、例えば図3のように構成され、トルク指令値T*は、減算器40出力、つまり、速度推定機構7出力である電動機速度推定値ωr^と後述する第2の電動機速度推定値ωr#の差と係数器41で乗算した値と加算器42で加算され、この加算値を積分器43で積分することで第2の電動機速度推定値ωr#を演算し、電流モデル式磁束演算器31に出力する。なお、積分器43の積分ゲインは、1/J(Jは、図示していない機械と誘導電動機1の電動機軸換算の合計イナーシャ値)としている。 The speed estimator 30 is configured, for example, as shown in FIG. 3, and the torque command value T * is output from the subtractor 40, that is, the motor speed estimated value ωr ^ that is the speed estimation mechanism 7 output and a second motor speed described later. The difference between the estimated value ωr # and the value multiplied by the coefficient unit 41 is added by the adder 42, and this added value is integrated by the integrator 43 to calculate the second motor speed estimated value ωr #. It outputs to the magnetic flux calculator 31. The integral gain of the integrator 43 is 1 / J (J is a total inertia value in terms of the motor shaft of the machine and the induction motor 1 not shown).

誘導電動機の電流方程式に基づく電流モデル式磁束演算器31は、例えば第4図のように構成され、誘導電動機の静止座標系(a−b軸)に変換された1次電流検出値i1(i1a,i1b)と第2の電動機速度推定値ωr#とから、係数器50、51、積分器52、53、帰還用の係数器54,55、加減算器56,57、および乗算器58,59により、静止座標系(a−b軸)上の第2の2次磁束推定値Φ2^(Φ2a^,Φ2b^)を演算する。 The current model type magnetic flux calculator 31 based on the current equation of the induction motor is configured, for example, as shown in FIG. 4, and the primary current detection value i1 (i1a) converted into the stationary coordinate system (ab axis) of the induction motor. , I1b) and the second motor speed estimated value ωr # , the coefficient units 50 and 51, the integrators 52 and 53, the feedback coefficient units 54 and 55, the adder / subtractors 56 and 57, and the multipliers 58 and 59 are used. Then, the second secondary magnetic flux estimated value Φ2 ^ (Φ2a ^, Φ2b ^) on the stationary coordinate system (ab axis) is calculated.

同一次元磁束オブザーバ4出力の2次磁束推定値Φ2^(Φ2a^,Φ2b^)と、電流モデル式磁束演算器31出力の第2の2次磁束推定値Φ2^(Φ2a^,Φ2b^)をハイパスフィルタ32,33、とローパスフィルタ34,35にそれぞれを通したのち、加算器36,37で加算し、新たに静止座標系(a−b軸)上の2次磁束推定値Φ2^(Φ2a^,Φ2b^)を演算し、速度推定機構7に出力する。   Estimated secondary magnetic flux Φ2 ^ (Φ2a ^, Φ2b ^) of the same-dimensional magnetic flux observer 4 output and second secondary magnetic flux estimated value Φ2 ^ (Φ2a ^, Φ2b ^) of the current model type magnetic flux calculator 31 output After passing through the high-pass filters 32 and 33 and the low-pass filters 34 and 35, respectively, addition is performed by the adders 36 and 37, and a new estimated secondary magnetic flux Φ2 ^ (Φ2a) on the stationary coordinate system (ab axis) ^, Φ2b ^) is calculated and output to the speed estimation mechanism 7.

このように構成しているため、本実施の形態によれば、始動時のように電動機停止状態から始動開始状態においては、電流モデル式磁束演算器31出力が2次磁束推定値Φ2^(Φ2a^,Φ2b^)の主成分となり、トルク指令T*が立ち上がれば、速度推定器30の出力である第2の電動機速度推定値ωr#が上昇をはじめる。これに伴い、電流モデル式磁束演算器31出力の第2の2次磁束推定値Φ2^が回転をはじめ、速度推定機構7出力のωr^が立ち上がり、座標変換器8,9で使用される位相角θ0が変化し始める。また、一旦位相角θ0が変化をはじめると、同一次元磁束オブザーバ4出力が、2次磁束推定値Φ2^(Φ2a^,Φ2b^)の主成分となるように円滑に変化する。
このように、始動開始時において、座標変換器8,9で使用される位相角θ0を素早く、かつ、円滑に動作するようにできる。
With this configuration, according to the present embodiment, the output of the current model type magnetic flux calculator 31 is the secondary magnetic flux estimated value Φ2 ^ (Φ2a) when the motor is stopped and started. {Circle around (2)} and the torque command T * rises, the second motor speed estimated value ωr # that is the output of the speed estimator 30 starts to rise. Along with this, the second secondary magnetic flux estimated value Φ2 ^ output from the current model type magnetic flux calculator 31 starts rotating, the ωr ^ output from the speed estimating mechanism 7 rises, and the phase used in the coordinate converters 8 and 9 The angle θ0 begins to change. Further, once the phase angle θ0 starts to change, the output of the same-dimensional magnetic flux observer 4 smoothly changes so as to become the main component of the secondary magnetic flux estimated value Φ2 ^ (Φ2a ^, Φ2b ^).
Thus, at the start of starting, the phase angle θ0 used in the coordinate converters 8 and 9 can be operated quickly and smoothly.

図2は本発明の第2の実施形態に係る誘導電動機の速度センサレスベクトル制御装置のブロック図である。図2において、前実施の形態と異なる点は、速度推定機構7の演算処理を1部変更し速度推定機構7’としたことで、積分器11と加算器17を除去し、替わりに微分器12、減算器18を追加している。その他の図1と同一構成には同一符号を付して重複する説明は省略する。   FIG. 2 is a block diagram of a speed sensorless vector control device for an induction motor according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 2, the difference from the previous embodiment is that a part of the arithmetic processing of the speed estimation mechanism 7 is changed to a speed estimation mechanism 7 ′, so that the integrator 11 and the adder 17 are removed, and a differentiator is used instead. 12. A subtracter 18 is added. The other components that are the same as those in FIG.

つぎに動作について説明する。
速度推定機構7’は、速度推定機構7’で演算される2次磁束推定値Φ2^(Φ2a^,Φ2b^)を用いて、位相角θ0^をtan−1(Φ2a^/Φ2b^)で演算出力し、座標変換器8,9,微分器12に入力する。微分器12は、速度推定機構7’出力である位相角θ0^を微分し1次周波数ω1を出力し、減算器18に入力する。減算器18は、微分器12出力の1次周波数ω1から滑り算出器5出力である滑り角周波数指令値ωs*を減算し、電動機速度推定値ωr^を出力する。演算出力された1次周波数ω1と電動機速度推定値ωr^は、それぞれディジタル電流制御器3と速度推定器30に送出される。
以降の速度推定器30、電流モデル式磁束演算器31、ハイパスフィルタ32,33、ローパスフィルタ34,35、加算器36.37以降の処理は第1の実施形態と同様である。
Next, the operation will be described.
The speed estimation mechanism 7 ′ uses the secondary magnetic flux estimated value Φ2 ^ (Φ2a ^, Φ2b ^) calculated by the speed estimation mechanism 7 ′ to set the phase angle θ0 ^ to tan −1 (Φ2a ^ / Φ2b ^). The calculation is output and input to the coordinate converters 8 and 9 and the differentiator 12. The differentiator 12 differentiates the phase angle θ0 ^ which is the output of the speed estimation mechanism 7 ′, outputs the primary frequency ω1, and inputs it to the subtractor 18. The subtracter 18 subtracts the slip angular frequency command value ωs *, which is the slip calculator 5 output, from the primary frequency ω1 of the differentiator 12 output, and outputs a motor speed estimated value ωr ^. The calculated primary frequency ω1 and motor speed estimated value ωr ^ are sent to the digital current controller 3 and the speed estimator 30, respectively.
Subsequent processes after the speed estimator 30, the current model type magnetic flux calculator 31, the high-pass filters 32 and 33, the low-pass filters 34 and 35, and the adder 36.37 are the same as those in the first embodiment.

このように第2の実施形態による速度センサレスベクトル制御装置でも、速度適応2次磁束オブザーバの使用方法が変わるだけで、基本的考え方は全く変わらないので第1の実施形態と同様な効果が得られる。   As described above, the speed sensorless vector control apparatus according to the second embodiment can obtain the same effect as that of the first embodiment because the basic idea is not changed at all, only the usage method of the speed adaptive secondary magnetic flux observer is changed. .

以上、1次電圧指令値v1*(v1d*,v1q*)は、ディジタル電流制御器3の出力でのみ求めるように記載したが、誘導電動機1の電動機定数等を用いて、フィードフォワード的に1次電圧指令値を演算し、ディジタル電流制御器3の出力に加算するようにしても良い。   The primary voltage command value v1 * (v1d *, v1q *) has been described so as to be obtained only from the output of the digital current controller 3. The next voltage command value may be calculated and added to the output of the digital current controller 3.

本発明の第1の実施形態に係る誘導電動機の速度センサレスベクトル制御装置のブロック図である。It is a block diagram of the speed sensorless vector control apparatus of the induction motor which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る誘導電動機の速度センサレスベクトル制御装置のブロック図である。It is a block diagram of the speed sensorless vector control apparatus of the induction motor which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 図1、図2に示す速度推定器30のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a speed estimator 30 shown in FIGS. 1 and 2. 図1、図2に示す電流モデル式磁束演算器31のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a current model type magnetic flux calculator 31 shown in FIGS. 1 and 2. 従来の誘導電動機の速度センサレスベクトル制御装置のブロック図である。It is a block diagram of the speed sensorless vector control apparatus of the conventional induction motor.

符号の説明Explanation of symbols

1 誘導電動機
2 PWM制御インバータ
3 ディジタル電流制御器
4 同一次元磁束オブザーバ
5 滑り算出器
6、41、50、51、54、55 係数器
7、7’ 速度推定機構
8、9 座標変換器
11、43、52、53 積分器
12 微分器
13 A/D変換器
14 3相−2相変換器
15 2相−3相変換器
17、36、37、42 加算器
18、40 減算器
30 速度推定器
31 電流モデル式磁束演算器
32、33 ハイパスフィルタ
34、35 ローパスフィルタ
56、57 加減算器
58、59 乗算器
101 誘導電動機
102 PWM制御インバータ
103 ディジタル電流制御器
104 磁束オブザーバ
105 滑り算出器
107 速度適応機構
108、109、110 座標変換器
111 積分器
114 3相−2相変換器
115 2相−3相変換器
117 加算器
123、124 減算器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Induction motor 2 PWM control inverter 3 Digital current controller 4 Same-dimensional magnetic flux observer 5 Slip calculator 6, 41, 50, 51, 54, 55 Coefficient unit 7, 7 'Speed estimation mechanism 8, 9 Coordinate converter 11, 43 , 52, 53 Integrator 12 Differentiator 13 A / D converter 14 3-phase-2 phase converter 15 2-phase-3 phase converter 17, 36, 37, 42 Adder 18, 40 Subtractor 30 Speed estimator 31 Current model type magnetic flux calculator 32, 33 High pass filter 34, 35 Low pass filter 56, 57 Adder / Subtractor 58, 59 Multiplier 101 Induction motor 102 PWM control inverter 103 Digital current controller 104 Magnetic flux observer 105 Slip calculator 107 Speed adaptation mechanism 108 , 109, 110 Coordinate converter 111 Integrator 114 Three-phase to two-phase converter 115 Two-phase to three-phase converter 117 Adder 123 and 124 subtracter

Claims (4)

1次電流指令値と1次電流検出値と1次周波数指令値を入力し、1次電圧指令値を出力する電流制御器と、前記電流制御器の出力である前記1次電圧指令値を基に誘導電動機に電圧を出力するPWM制御インバータと、前記1次電流検出値と前記1次電圧指令値を入力し、第1の電動機磁束と第1の電動機速度を推定演算して出力する同一次元磁束オブザーバ、速度推定機構と、前記1次電流指令値の励磁軸成分とトルク軸成分を基に該電動機の滑り周波数指令値を演算し出力する滑り算出器と、前記滑り算出器の出力である滑り角周波数指令値に前記第1の電動機速度推定値を加算して前記電流制御器の制御入力である1次周波数指令値を前記電流制御器へ出力する加算器と、前記1次周波数指令値を積分して電動機磁束位相を出力する積分器とを具備する誘導電動機の速度センサレスベクトル制御装置において、
トルク指令値あるいは前記1次電流指令値のトルク軸成分値と前記第1の電動機速度推定値を入力とし、第2の電動機速度を推定演算して出力する速度推定器と、
第2の電動機速度推定値と前記1次電流検出値を入力し、第2の電動機磁束を推定演算して出力する電流モデル式磁束演算器と、
上記2つの電動機磁束推定値を加算して新たな電動機磁束推定値を前記速度推定機構へ出力する加算器を備えたことを特徴とする誘導電動機の速度センサレスベクトル制御装置。
A primary current command value, a primary current detection value, and a primary frequency command value are input, and a current controller that outputs a primary voltage command value, and the primary voltage command value that is the output of the current controller are A PWM control inverter that outputs a voltage to the induction motor, the primary current detection value and the primary voltage command value are input, the first motor magnetic flux and the first motor speed are estimated and calculated, and output. A magnetic flux observer, a speed estimation mechanism, a slip calculator that calculates and outputs a slip frequency command value of the motor based on an excitation shaft component and a torque shaft component of the primary current command value, and an output of the slip calculator An adder for adding the first motor speed estimated value to the slip angular frequency command value and outputting a primary frequency command value as a control input of the current controller to the current controller; and the primary frequency command value Is the product that outputs the motor magnetic flux phase. In the speed sensorless vector control for an induction motor comprising a vessel,
A speed estimator that receives a torque command value or a torque axis component value of the primary current command value and the first motor speed estimated value as input, and estimates and outputs a second motor speed;
A current model magnetic flux calculator that inputs a second motor speed estimation value and the primary current detection value, estimates and outputs a second motor magnetic flux, and
A speed sensorless vector control device for an induction motor, comprising: an adder that adds the two estimated motor magnetic flux values and outputs a new estimated motor magnetic flux value to the speed estimating mechanism.
1次電流指令値と1次電流検出値と1次周波数指令値を入力し、1次電圧指令値を出力する電流制御器と、前記電流制御器の出力である前記1次電圧指令値を基に誘導電動機に電圧を出力するPWM制御インバータと、前記1次電流検出値と前記1次電圧指令値を入力し、第1の電動機磁束と電動機磁束位相を推定演算して出力する同一次元磁束オブザーバ、速度推定機構と、前記1次電流指令値の励磁軸成分とトルク軸成分を基に該電動機の滑り周波数指令値を演算し出力する滑り算出器と、前記電動機磁束位相の微分情報から前記滑り算出器の出力である滑り角周波数指令値を減算して第1の電動機速度推定値を出力する減算器とを具備する誘導電動機の速度センサレスベクトル制御装置において、
トルク指令値あるいは前記1次電流指令値のトルク軸成分値と前記第1の電動機速度推定値を入力とし、第2の電動機速度を推定演算して出力する速度推定器と、
第2の電動機速度推定値と前記1次電流検出値を入力し、第2の電動機磁束を推定演算して出力する電流モデル式磁束演算器と、
上記2つの電動機磁束推定値を加算して新たな電動機磁束推定値を前記速度推定機構へ出力する加算器を備えたことを特徴とする誘導電動機の速度センサレスベクトル制御装置。
A primary current command value, a primary current detection value, and a primary frequency command value are input and a primary voltage command value is output. Based on the primary voltage command value that is the output of the current controller. A PWM control inverter that outputs a voltage to the induction motor, and a one-dimensional magnetic flux observer that inputs the primary current detection value and the primary voltage command value, and estimates and outputs the first motor magnetic flux and the motor magnetic flux phase. , A speed estimation mechanism, a slip calculator that calculates and outputs a slip frequency command value of the motor based on the excitation shaft component and the torque shaft component of the primary current command value, and the slip information from the differential information of the motor magnetic flux phase. In a speed sensorless vector control device for an induction motor, comprising a subtractor that subtracts a slip angular frequency command value that is an output of a calculator and outputs a first motor speed estimated value,
A speed estimator that receives the torque command component or the torque axis component value of the primary current command value and the first motor speed estimated value as input, and estimates and outputs the second motor speed;
A current model magnetic flux calculator that inputs a second motor speed estimation value and the primary current detection value, estimates and outputs a second motor magnetic flux, and
A speed sensorless vector control device for an induction motor, comprising: an adder that adds the two estimated motor magnetic flux values and outputs a new estimated motor magnetic flux value to the speed estimating mechanism.
1次電流指令値と1次電流検出値と1次周波数指令値を入力し、1次電圧指令値を出力する電流制御器と、前記電流制御器の出力である前記1次電圧指令値を基に誘導電動機に電圧を出力するPWM制御インバータと、前記1次電流検出値と前記1次電圧指令値を入力し、第1の電動機磁束と第1の電動機速度を推定演算して出力する同一次元磁束オブザーバ、速度推定機構と、前記1次電流指令値の励磁軸成分とトルク軸成分を基に該電動機の滑り周波数指令値を演算し出力する滑り算出器と、前記滑り算出器の出力である滑り角周波数指令値に前記第1の電動機速度推定値を加算して前記電流制御器の制御入力である1次周波数指令値を前記電流制御器へ出力する加算器と、前記1次周波数指令値を積分して電動機磁束位相を出力する積分器とを具備する誘導電動機の速度センサレスベクトル制御装置の制御方法において、
速度推定器では、トルク指令値あるいは前記1次電流指令値のトルク軸成分値と前記第1の電動機速度推定値を入力とし、第2の電動機速度を推定演算して出力し、
電流モデル式磁束演算器では、第2の電動機速度推定値と前記1次電流検出値を入力し、第2の電動機磁束を推定演算して出力し、
加算器では、上記2つの電動機磁束推定値を加算して新たな電動機磁束推定値を前記速度推定機構へ出力することを特徴とする誘導電動機の速度センサレスベクトル制御装置の制御方法。
A primary current command value, a primary current detection value, and a primary frequency command value are input and a primary voltage command value is output. Based on the primary voltage command value that is the output of the current controller. A PWM control inverter that outputs a voltage to the induction motor, the primary current detection value and the primary voltage command value are input, the first motor magnetic flux and the first motor speed are estimated and output, and the same dimension. A magnetic flux observer, a speed estimation mechanism, a slip calculator that calculates and outputs a slip frequency command value of the motor based on an excitation shaft component and a torque shaft component of the primary current command value, and an output of the slip calculator An adder that adds the first motor speed estimated value to the slip angular frequency command value and outputs a primary frequency command value that is a control input of the current controller to the current controller; and the primary frequency command value Is the product that outputs the motor magnetic flux phase. A method for controlling a speed sensorless vector control for an induction motor comprising a vessel,
In the speed estimator, the torque command value or the torque axis component value of the primary current command value and the first motor speed estimated value are input, and the second motor speed is estimated and output,
In the current model type magnetic flux calculator, the second motor speed estimation value and the primary current detection value are input, the second motor magnetic flux is estimated and output,
The adder adds the two estimated motor magnetic flux values and outputs a new estimated motor magnetic flux value to the speed estimating mechanism. A control method for a speed sensorless vector control device for an induction motor.
1次電流指令値と1次電流検出値と1次周波数指令値を入力し、1次電圧指令値を出力する電流制御器と、前記電流制御器の出力である前記1次電圧指令値を基に誘導電動機に電圧を出力するPWM制御インバータと、前記1次電流検出値と前記1次電圧指令値を入力し、第1の電動機磁束と電動機磁束位相を推定演算して出力する同一次元磁束オブザーバ、速度推定機構と、前記1次電流指令値の励磁軸成分とトルク軸成分を基に該電動機の滑り周波数指令値を演算し出力する滑り算出器と、前記電動機磁束位相の微分情報から前記滑り算出器の出力である滑り角周波数指令値を減算して第1の電動機速度推定値を出力する減算器とを具備する誘導電動機の速度センサレスベクトル制御装置の制御方法において、
速度推定器では、トルク指令値あるいは前記1次電流指令値のトルク軸成分値と前記第1の電動機速度推定値を入力とし、第2の電動機速度を推定演算して出力し、
電流モデル式磁束演算器では、第2の電動機速度推定値と前記1次電流検出値を入力し、第2の電動機磁束を推定演算して出力し、
加算器では、上記2つの電動機磁束推定値を加算して新たな電動機磁束推定値を前記速度推定機構へ出力することを特徴とする誘導電動機の速度センサレスベクトル制御装置の制御方法。
A primary current command value, a primary current detection value, and a primary frequency command value are input and a primary voltage command value is output. Based on the primary voltage command value that is the output of the current controller. A PWM control inverter that outputs a voltage to the induction motor, and a one-dimensional magnetic flux observer that inputs the primary current detection value and the primary voltage command value, and estimates and outputs the first motor magnetic flux and the motor magnetic flux phase. , A speed estimation mechanism, a slip calculator that calculates and outputs a slip frequency command value of the motor based on the excitation shaft component and the torque shaft component of the primary current command value, and the slip information from the differential information of the motor magnetic flux phase. In a control method of a speed sensorless vector control device for an induction motor, comprising a subtractor that subtracts a slip angular frequency command value that is an output of a calculator and outputs a first motor speed estimated value,
In the speed estimator, the torque command value or the torque axis component value of the primary current command value and the first motor speed estimated value are input, and the second motor speed is estimated and output,
In the current model type magnetic flux calculator, the second motor speed estimation value and the primary current detection value are input, the second motor magnetic flux is estimated and output,
The adder adds the two estimated motor magnetic flux values and outputs a new estimated motor magnetic flux value to the speed estimating mechanism. A control method for a speed sensorless vector control device for an induction motor.
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