JP2008043112A - Induction machine controller - Google Patents

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JP2008043112A JP2006216318A JP2006216318A JP2008043112A JP 2008043112 A JP2008043112 A JP 2008043112A JP 2006216318 A JP2006216318 A JP 2006216318A JP 2006216318 A JP2006216318 A JP 2006216318A JP 2008043112 A JP2008043112 A JP 2008043112A
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Masashi Takagi
正志 高木
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Toyo Electric Mfg Co Ltd
東洋電機製造株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem that, in a batch control of a plurality of induction machines, errors are caused to occur in the calculation of the speed of the induction machines, actual slipping of the induction machines expands, and the induction machines fall into a step-out state, if speed difference between the induction machines is large. <P>SOLUTION: A magnetic flux amount calculation device, which calculates the magnitude of the magnetic flux of the induction machines from induction machine magnetic flux, a magnetic flux error calculation device, which inputs the magnitude of the induction machine magnetic flux and a magnetic flux reference value and outputs an error rate, an integrator that integrates the error rate and outputs an error period of time, a comparator, which compares a time set value with the error period of time and outputs a detection signal, and an operation logic device, which creates a control command from the operation command and the detection signal, are newly added. The control command instead of the operation command is inputted into a torque control means. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、誘導機のトルク制御に関するもので、特に、複数台誘導機の一括トルク制御時の脱調状態を回避するものである。   The present invention relates to torque control of induction machines, and in particular, avoids a step-out state during collective torque control of a plurality of induction machines.
図2は、一従来例を示すブロック図である。101、102、103、104は誘導機、2は電流検出器、3は電力変換器、4はトルク制御手段、5は磁束演算器、6は速度演算器である。
図2において、誘導機は4台しか示されていないが、複数台であれば、何台であっても良い。以下、誘導機は4台であるとして説明する。
FIG. 2 is a block diagram showing a conventional example. 101, 102, 103 and 104 are induction machines, 2 is a current detector, 3 is a power converter, 4 is torque control means, 5 is a magnetic flux calculator, and 6 is a speed calculator.
In FIG. 2, only four induction machines are shown, but any number of induction machines may be used as long as there are a plurality of induction machines. Hereinafter, description will be made assuming that there are four induction machines.
電流検出器2は、電力変換器3につながる個々の誘導機に流れる電流の相毎の総和である総和電流iを検出する。
電圧系磁束演算器5は、総和電流iと電力変換器3に入力される電圧指令vから、誘導機磁束φを式(1)で演算する。
The current detector 2 detects a total current i that is a sum of currents flowing through the individual induction machines connected to the power converter 3 for each phase.
The voltage system magnetic flux calculator 5 calculates the induction machine magnetic flux φ from the total current i and the voltage command v input to the power converter 3 by the equation (1).
ここで、R1は全誘導機の一次抵抗合成値、L2は二次自己インダクタンス合成値、Mは相互インダクタンス合成値、Lekは漏れインダクタンス合成値である。漏れインダクタンス合成値Lekは、 Here, R1 is a primary resistance composite value of all induction machines, L2 is a secondary self-inductance composite value, M is a mutual inductance composite value, and Lek is a leakage inductance composite value. Leakage inductance composite value Lek is
で与えられる。ここで、L1は全誘導機の一次自己インダクタンス合成値である。 Given in. Here, L1 is a primary self-inductance composite value of all induction machines.
速度演算器6は、総和電流iと誘導機磁束φから、式(3)〜式(5)を用いて誘導機速度ωmを演算する。   The speed calculator 6 calculates the induction machine speed ωm from the total current i and the induction machine magnetic flux φ using the equations (3) to (5).
ここで、R2は全誘導機の二次抵抗合成値、FAとFBは誘導機磁束φの成分である。 Here, R2 is a secondary resistance composite value of all induction machines, and FA and FB are components of induction machine magnetic flux φ.
式(5)で演算される誘導機速度ωmは、個々の誘導機速度の平均値となり、式(6)で示される値となる。
ωm=(ωm1+ωm2+ωm3+ωm4)/4 式(6)
ここで、ωm1は誘導機101の速度、ωm2は誘導機102の速度、ωm3は誘導機103の速度、ωm4は誘導機104の速度である。
The induction machine speed ωm calculated by Expression (5) is an average value of the individual induction machine speeds, and is a value expressed by Expression (6).
ωm = (ωm1 + ωm2 + ωm3 + ωm4) / 4 Formula (6)
Here, ωm1 is the speed of the induction machine 101, ωm2 is the speed of the induction machine 102, ωm3 is the speed of the induction machine 103, and ωm4 is the speed of the induction machine 104.
トルク制御手段4は、運転指令NがONのときは、誘導機速度ωmと総和電流iを基に、全誘導機の磁束とトータルトルクが磁束指令φ*、トルク指令τ*となるような電圧指令vを出力する。運転指令NがOFFのときは、電圧指令vを0として、誘導機を無制御状態とする。
電力変換器3は、電圧指令vを増幅し、負荷である誘導機101〜104に電力を供給する。
When the operation command N is ON, the torque control means 4 is based on the induction machine speed ωm and the total current i so that the magnetic flux and total torque of all induction machines become the flux command φ * and the torque command τ *. Command v is output. When the operation command N is OFF, the voltage command v is set to 0, and the induction machine is brought into an uncontrolled state.
The power converter 3 amplifies the voltage command v and supplies power to the induction machines 101 to 104 that are loads.
運転指令Nは、トルク制御手段4へ入力する代わりに電力変換器3へ入力し、運転指令NがONで電圧指令vに相当する電力を誘導機101〜104に供給し、運転指令NがOFFで電力供給停止としても、同等の機能を得ることができる。   The operation command N is input to the power converter 3 instead of being input to the torque control means 4, and when the operation command N is ON, power corresponding to the voltage command v is supplied to the induction machines 101 to 104, and the operation command N is OFF. Even when the power supply is stopped, the same function can be obtained.
以上の構成とすることにより、運転指令ONのときは、複数台誘導機のトータルトルクをトルク指令τ*に制御することができる。運転指令OFFにすれば、複数台誘導機を無制御状態にすることができる。   With the above configuration, when the operation command is ON, the total torque of the plurality of induction machines can be controlled to the torque command τ *. If the operation command is turned off, the plurality of induction machines can be brought into an uncontrolled state.
車両においては、台車制御、1車両制御が一般的であるため、複数台誘導機の一括トルク制御が多用されている。   In vehicles, since bogie control and vehicle control are common, collective torque control of multiple induction machines is frequently used.
特開平11−069895号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-069895
従来技術においては、以下に示す問題点がある。
車両において一括制御している一部車輪軸が空転し、例えば誘導機103の速度ωm3がωm1とωm2とωm4に比べて大きくなった場合、式(6)によれば、ωm1、ωm2、ωm3、ωm4に対する誘導機速度ωmの演算誤差が発生する。誘導機103の空転が大きく、誘導機速度ωmの演算誤差が大きくなれば、誘導機103が脱調状態となる。さらに、誘導機103の空転が大きくなれば、誘導機103だけでなく、誘導機101や誘導機102や誘導機104も脱調状態となる。
The prior art has the following problems.
When some wheel shafts that are collectively controlled in the vehicle are idle, for example, when the speed ωm3 of the induction machine 103 is larger than ωm1, ωm2, and ωm4, according to equation (6), ωm1, ωm2, ωm3, A calculation error of the induction machine speed ωm with respect to ωm4 occurs. If the idler of the induction machine 103 is large and the calculation error of the induction machine speed ωm is large, the induction machine 103 is out of step. Furthermore, if the idling of the induction machine 103 becomes large, not only the induction machine 103 but also the induction machine 101, the induction machine 102, and the induction machine 104 will be out of step.
また、一部車輪軸の滑走が大きくなった場合も、空転時と同じく、誘導機が脱調状態になる可能性がある。   In addition, when the sliding of some wheel shafts becomes large, the induction machine may be out of step as in the case of idling.
誘導機が脱調状態になると、トルク制御不能となり、最悪の場合、過電流や過電圧により、誘導機破壊、電力変換器素子破壊へとつながる。
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものである。
When the induction machine goes out of step, torque control becomes impossible, and in the worst case, overcurrent and overvoltage lead to destruction of the induction machine and power converter element.
The present invention has been made to solve the above problems.
前述の問題点を解決するために、請求項1においては、誘導機磁束φから誘導機磁束大きさφvolを演算する磁束量演算器7と、誘導機磁束大きさφvolと磁束基準値φnを入力し誤差率dφを出力する磁束誤差演算器8と、誤差率dφを積分し誤差時間Tφを出力する積分器9と、時間設定値Tnと誤差時間Tφを比較し検知信号Kを出力する比較器10と、運転指令Nと検知信号Kから制御指令NNを作成する運転論理器11を新たに追加し、運転指令Nの代わりに制御指令NNをトルク制御手段4に入力する。   In order to solve the above-described problems, in claim 1, a magnetic flux amount calculator 7 for calculating the induction machine magnetic flux magnitude φvol from the induction machine magnetic flux φ, the induction machine magnetic flux magnitude φvol and the magnetic flux reference value φn are input. A magnetic flux error calculator 8 for outputting the error rate dφ, an integrator 9 for integrating the error rate dφ and outputting the error time Tφ, and a comparator for comparing the time set value Tn and the error time Tφ and outputting the detection signal K. 10 and a new operation logic unit 11 for generating a control command NN from the operation command N and the detection signal K is added, and the control command NN is input to the torque control means 4 instead of the operation command N.
請求項2〜4においては、磁束誤差演算器8の演算式を構成する。
請求項5においては、磁束指令φ*を入力とする基準値設定器12により磁束基準値φnを作成する。請求項6においては、磁束基準値φnを、磁束指令φ*と減衰率βとの積とする。
In claims 2 to 4, an arithmetic expression of the magnetic flux error calculator 8 is configured.
According to the fifth aspect of the present invention, the magnetic flux reference value φn is created by the reference value setter 12 which receives the magnetic flux command φ *. In claim 6, the magnetic flux reference value φn is the product of the magnetic flux command φ * and the attenuation factor β.
誘導機が脱調状態となる前に、一部車輪軸の空転、滑走が大きくなったことを検知でき、誘導機のトルク制御を停止させることができる。
一部車輪軸の空転、滑走の度合いにより、検知するまでの時間を変える事ができる。
Before the induction machine is out of step, it can be detected that some of the wheel shafts are idling and sliding, and torque control of the induction machine can be stopped.
Depending on the degree of idling and sliding of some wheel shafts, the time until detection can be changed.
磁束量演算器7と磁束誤差演算器8と積分器9と比較器10を新たに追加することにより、全誘導機中の一部車輪軸に空転あるいは滑走が発生していることが検知できる。また、磁束誤差演算器8の演算内容により、一部車輪軸の空転、滑走の度合いに対して、検知するまでの時間を変える事ができる。検知した信号を運転論理器11にて処理して制御指令を作成し、トルク制御手段4に入力することにより、誘導機のトルク制御を停止させることができる。   By newly adding a magnetic flux amount calculator 7, a magnetic flux error calculator 8, an integrator 9, and a comparator 10, it can be detected that idling or sliding has occurred on some wheel shafts in all induction machines. Further, depending on the calculation contents of the magnetic flux error calculator 8, it is possible to change the time until detection with respect to the degree of idling and sliding of some wheel shafts. The detected logic is processed by the driving logic unit 11 to create a control command and input it to the torque control means 4 to stop the torque control of the induction machine.
図1は、本発明の一実施例を示すブロック図であり、7は磁束量演算器、8は磁束誤差演算器、9は積分器、10は比較器、11は運転論理器である。   FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, wherein 7 is a magnetic flux amount calculator, 8 is a magnetic flux error calculator, 9 is an integrator, 10 is a comparator, and 11 is an operation logic unit.
磁束量演算器7は、誘導機磁束φを入力し、式(7)から誘導機磁束大きさφvolを演算する。   The magnetic flux amount calculator 7 receives the induction machine magnetic flux φ and calculates the induction machine magnetic flux magnitude φvol from the equation (7).
磁束誤差演算器8は、誘導機磁束大きさφvolと磁束基準値φnを入力し、誤差率dφを出力する。磁束誤差演算器8内では、以下の3点を満たすような誤差率dφを誘導機磁束大きさφvolから演算する。
・dφは無次元の単位となるようにする。
・φvol=φnにてdφ=0とする。
・φvol<φnではdφ≧0とする。特に、φvol=0ではdφ>0とする。
The magnetic flux error calculator 8 receives the induction machine magnetic flux magnitude φvol and the magnetic flux reference value φn, and outputs an error rate dφ. In the magnetic flux error calculator 8, an error rate dφ that satisfies the following three points is calculated from the induction machine magnetic flux magnitude φvol.
・ Dφ should be a dimensionless unit.
• dφ = 0 at φvol = φn.
・ If φvol <φn, dφ ≧ 0. In particular, when φvol = 0, dφ> 0.
積分器9は、誤差率dφを積分して、誤差時間Tφとする。ただし、誤差時間Tφは0以上とし、0未満は0とする。比較器10は、誤差時間Tφと時間設定値Tnを入力し、Tφ<Tnでは検知信号KをON、Tφ>Tnでは検知信号KをOFFとする。   The integrator 9 integrates the error rate dφ to obtain an error time Tφ. However, the error time Tφ is 0 or more, and less than 0 is 0. The comparator 10 receives the error time Tφ and the time set value Tn, turns the detection signal K ON when Tφ <Tn, and turns OFF the detection signal K when Tφ> Tn.
磁束誤差演算器8、積分器9、比較器10を組み合わせることにより、磁束大きさφvolが磁束基準値φnより小さくなると、時間設定値Tnに依存した時間経過後、検知信号KがONからOFFへと切り替わる。   When the magnetic flux magnitude φvol becomes smaller than the magnetic flux reference value φn by combining the magnetic flux error calculator 8, the integrator 9, and the comparator 10, the detection signal K changes from ON to OFF after elapse of time depending on the time set value Tn. And switch.
運転論理器11は、運転指令Nと検知信号Kの論理積を行い、制御指令NNを出力する。運転指令Nと検知信号KのどちらかがOFFであれば、制御指令NNはOFFとなる。   The operation logic unit 11 performs an AND operation between the operation command N and the detection signal K, and outputs a control command NN. If either the operation command N or the detection signal K is OFF, the control command NN is OFF.
トルク制御手段4は、制御指令NNがONのときは、誘導機速度ωmと総和電流iを基に、全誘導機の磁束とトータルトルクが磁束指令φ*、トルク指令τ*となるような電圧指令vを出力する。制御指令NNがOFFのときは、電圧指令vを0として、誘導機を無制御状態とする。   When the control command NN is ON, the torque control means 4 is based on the induction machine speed ωm and the total current i so that the magnetic flux and total torque of all induction machines become the flux command φ * and the torque command τ *. Command v is output. When the control command NN is OFF, the voltage command v is set to 0, and the induction machine is brought into a non-control state.
制御指令NNは、トルク制御手段4へ入力する代わりに電力変換器3へ入力し、制御指令NNがONで電圧指令vに相当する電力を誘導機101〜104に供給し、制御指令NNがOFFで電力供給停止としても、同等の機能を得ることができる。   The control command NN is input to the power converter 3 instead of being input to the torque control means 4, and when the control command NN is ON, power corresponding to the voltage command v is supplied to the induction machines 101 to 104, and the control command NN is OFF. Even when the power supply is stopped, the same function can be obtained.
誘導機101〜104の中で誘導機103だけが空転し、ωm1、ωm2、ωm4に対して、ωm3が大きくなったとする。式(6)により、速度演算誤差は、ωm>ωm1、ωm>ωm2、ωm>ωm4、ωm<ωm3となる。その結果、トルク指令τ*、磁束指令φ*から予定されるすべり指令ωsに対して、誘導機101、102、104の実すべりは大きくなり、誘導機103の実すべりは小さくなる。   It is assumed that only the induction machine 103 is idle among the induction machines 101 to 104, and ωm3 becomes larger than ωm1, ωm2, and ωm4. According to Equation (6), the speed calculation errors are ωm> ωm1, ωm> ωm2, ωm> ωm4, and ωm <ωm3. As a result, the actual slips of the induction machines 101, 102, 104 increase and the actual slip of the induction machine 103 decreases with respect to the slip command ωs scheduled from the torque command τ * and the magnetic flux command φ *.
この状態で、総和電流iを一定となるようにトルク制御手段4でトルク制御を実施すると、トータルトルクはトルク指令τ*に一致するが、個々の誘導機磁束大きさは磁束指令φ*と異なる。誘導機101、102、104の磁束大きさは、磁束指令φ*より小さくなる。誘導機103の磁束大きさは、空転の度合いによるが、空転が大きければ、磁束指令φ*より小さくなる。空転が大きければ、磁束大きさφvolは小さくなる。上記経緯で誘導機磁束大きさφvolが磁束指令φ*より小さくなることを利用し、磁束基準値φnと時間設定値Tnを用いて、検知信号Kを作成している。ここでは空転を例としたが、滑走の場合も同様である。   In this state, when torque control is performed by the torque control means 4 so that the total current i is constant, the total torque matches the torque command τ *, but the individual induction machine magnetic flux magnitude is different from the magnetic flux command φ *. . The magnetic flux size of the induction machines 101, 102, 104 is smaller than the magnetic flux command φ *. The magnitude of the magnetic flux of the induction machine 103 depends on the degree of idling, but if idling is large, it becomes smaller than the flux command φ *. If idling is large, the magnetic flux size φvol is small. Using the fact that the induction machine magnetic flux magnitude φvol is smaller than the magnetic flux command φ * in the above circumstances, the detection signal K is created using the magnetic flux reference value φn and the time set value Tn. Here, the idling is taken as an example, but the same applies to the case of sliding.
以上の構成とすることにより、誘導機磁束大きさφvolが磁束基準値φnより小さくなり時間設定値Tnに依存した時間が経過した後、検知信号KがOFFとなる。その結果、誘導機が脱調状態となる前に、一部車軸の空転、滑走が大きくなったことを検知でき、誘導機のトルク制御を停止させることができる。   With the above configuration, the detection signal K is turned OFF after the induction machine magnetic flux magnitude φvol is smaller than the magnetic flux reference value φn and the time dependent on the time set value Tn has elapsed. As a result, it is possible to detect that some of the axles have slipped and slipped before the induction machine is out of step, and torque control of the induction machine can be stopped.
図5は、磁束基準値φnの一作成例を示す図であり、基準値設定器12にて、磁束指令φ*を基に磁束基準値φnを作成する。例えば、磁束基準値φnを、磁束指令φ*と減衰率βとの積として演算する。減衰率βは、0から1の値とする。   FIG. 5 is a diagram showing an example of creating the magnetic flux reference value φn. The reference value setting unit 12 creates the magnetic flux reference value φn based on the magnetic flux command φ *. For example, the magnetic flux reference value φn is calculated as the product of the magnetic flux command φ * and the attenuation rate β. The attenuation rate β is a value from 0 to 1.
図5を構成することにより、誘導機磁束大きさφvolが磁束指令φ*より小さくなり減衰率βと時間設定値Tnに依存した時間が経過した後、検知信号KがOFFとなる。φn=β・φ*ならば、φvol<β・φ*より小さくなり時間設定値Tnに依存した時間が経過した後、検知信号KがOFFとなる。その結果、誘導機が脱調状態となる前に、一部車軸の空転、滑走が大きくなったことを検知でき、誘導機のトルク制御を停止させることができる。   By configuring FIG. 5, after the induction machine magnetic flux magnitude φvol becomes smaller than the magnetic flux command φ * and the time dependent on the attenuation rate β and the time set value Tn has elapsed, the detection signal K is turned OFF. If φn = β · φ *, the detection signal K is turned OFF after φvol <β · φ * and the time dependent on the time set value Tn has elapsed. As a result, it is possible to detect that some of the axles have slipped and slipped before the induction machine is out of step, and torque control of the induction machine can be stopped.
車両制御の一部車輪軸の空転、滑走による速度演算誤差に限らず、トルクの一括制御対象となっている複数台誘導機の一部の軸速度に差ができた場合であっても、本発明は有効である。   This is not limited to the speed calculation error due to idling or sliding of some wheel shafts in vehicle control, but even if there is a difference in the shaft speeds of some induction machines that are subject to collective torque control. The invention is effective.
図3は磁束誤差演算器8の一実施例を示す図であり、φvol>φnで誤差率dφを0、φvol<φnで誤差率dφを1とする。誤差率dφは積分器9に入力される。   FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the magnetic flux error calculator 8. The error rate dφ is 0 when φvol> φn, and the error rate dφ is 1 when φvol <φn. The error rate dφ is input to the integrator 9.
以下、積分器9、比較器10、運転論理器11、トルク制御手段4、電力変換器3については、実施例1と同じ動作となる。   Hereinafter, the integrator 9, the comparator 10, the operation logic unit 11, the torque control means 4, and the power converter 3 are the same as those in the first embodiment.
以上の構成とすることにより、φvol<φnの状態が合計時間でTn存在すると検知信号KがOFFとなる。その結果、誘導機が脱調状態となる前に、一部車軸の空転、滑走が大きくなったことを検知でき、誘導機のトルク制御を停止させることができる。   With the above configuration, when the state of φvol <φn exists for a total time Tn, the detection signal K is turned off. As a result, it is possible to detect that some of the axles have slipped and slipped before the induction machine is out of step, and torque control of the induction machine can be stopped.
ところで、積分器9の出力である誤差時間Tφを誘導機トルク制御停止状態で0にすれば、検知信号KはONとなり、再度のトルク制御開始可能となる。そのとき、同様に一部車軸の空転、滑走が大きくなれば、再度、本発明の検知が初期状態から行われ、条件を満たせば誘導機のトルク制御が停止する。   By the way, if the error time Tφ which is the output of the integrator 9 is set to 0 in the induction machine torque control stop state, the detection signal K is turned ON, and the torque control can be started again. At this time, if the idling and sliding of a part of the axle are similarly increased, the detection of the present invention is performed again from the initial state, and if the condition is satisfied, the torque control of the induction machine is stopped.
また、積分器9の出力である誤差時間Tφをφvol>φnで0にすれば、時間Tn経過以前にφvol>φnとなった時、検知は初期状態に戻る。よって、φvol<φnの状態が時間Tn継続した時に検知信号KがOFFとなる。   If the error time Tφ, which is the output of the integrator 9, is set to 0 when φvol> φn, the detection returns to the initial state when φvol> φn before the time Tn elapses. Therefore, the detection signal K is turned OFF when the state of φvol <φn continues for the time Tn.
図4は磁束誤差演算器8の一実施例を示す図であり、演算ゲインαを用いて、式(8)にて誤差率dφを演算している。
dφ=(φn−φvol)/[(1−α)・φn] 式(8)
演算ゲインαの値により、誘導機磁束大きさφvolに対する誤差率dφのレベルが異なってくる。演算ゲインαは1未満の値とする。特に、α=0の場合、式(9)となり、φvol=0にてdφ=1となる。
dφ=(φn−φvol)/φn 式(9)
誤差率dφは積分器9に入力される。
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the magnetic flux error calculator 8. The error rate dφ is calculated by the equation (8) using the calculation gain α.
dφ = (φn−φvol) / [(1−α) · φn] Equation (8)
The level of the error rate dφ with respect to the induction machine magnetic flux magnitude φvol varies depending on the value of the calculation gain α. The calculation gain α is a value less than 1. In particular, when α = 0, equation (9) is obtained, and dφ = 1 when φvol = 0.
dφ = (φn−φvol) / φn formula (9)
The error rate dφ is input to the integrator 9.
以下、積分器9、比較器10、運転論理器11、トルク制御手段4、電力変換器3については、実施例1と同じ動作となる。   Hereinafter, the integrator 9, the comparator 10, the operation logic unit 11, the torque control means 4, and the power converter 3 are the same as those in the first embodiment.
磁束誤差演算器8、積分器9、比較器10の構成により、φvolに寄与した時間で検知信号KがOFFとなる。例えば、φvol=α・φnの状態が時間Tn継続すると検知信号KがOFFとなる。また別例では、φvol=0の状態が時間Tn/(1−α)継続すると検知信号KがOFFとなる。さらに別例で、φvol≧φnの状態ならば検知信号KはOFFしない。このように、誘導機磁束大きさφvolによって、検知信号KがOFFするまでの時間は変化する。   Due to the configuration of the magnetic flux error calculator 8, the integrator 9, and the comparator 10, the detection signal K is turned OFF in the time that contributes to φvol. For example, when the state of φvol = α · φn continues for a time Tn, the detection signal K is turned OFF. In another example, when the state of φvol = 0 continues for time Tn / (1−α), the detection signal K is turned off. In another example, the detection signal K is not turned off if φvol ≧ φn. Thus, the time until the detection signal K is turned off varies depending on the induction machine magnetic flux magnitude φvol.
実施例1で述べたように、空転、滑走の度合いが大きく、磁束基準値φnより誘導機磁束大きさφvolが極めて少ない状態でほぼ0であるならば、誤差率dφは大きくなり、検知信号Kは早期にOFFすることになる。逆に、空転、滑走の度合いが小さく、磁束基準値φnより誘導機磁束大きさφvolが少々少ない状態ならば、誤差率dφは小さくなり、検知信号KはなかなかOFFしない。空転、滑走の度合いにより、検知信号KがOFFするまでの時間が変化する。   As described in the first embodiment, if the degree of idling and sliding is large and the induction machine magnetic flux magnitude φvol is substantially less than the magnetic flux reference value φn, the error rate dφ becomes large and the detection signal K Will be turned off early. On the contrary, if the degree of idling and sliding is small and the induction machine magnetic flux magnitude φvol is slightly smaller than the magnetic flux reference value φn, the error rate dφ becomes small and the detection signal K does not readily turn off. Depending on the degree of idling and sliding, the time until the detection signal K turns off changes.
以上の構成とすることにより、誘導機が脱調状態となる前に、一部車軸の空転、滑走が大きくなったことを検知でき、誘導機のトルク制御を停止させることができる。誘導機のトルク制御を停止させるまでの時間は、空転、滑走の度合いによって変化させることができる。   By adopting the above configuration, it is possible to detect that the idling and sliding of some axles have increased before the induction machine is in a step-out state, and torque control of the induction machine can be stopped. The time until the torque control of the induction machine is stopped can be changed depending on the degree of idling and sliding.
ところで、積分器9の出力である誤差時間Tφを誘導機トルク制御停止状態で0にすれば、検知信号KはONとなり、再度のトルク制御開始可能となる。そのとき、同様に一部車軸の空転、滑走が大きくなれば、再度、本発明の検知が初期状態から行われ、条件を満たせば誘導機のトルク制御が停止する。   By the way, if the error time Tφ which is the output of the integrator 9 is set to 0 in the induction machine torque control stop state, the detection signal K is turned ON, and the torque control can be started again. At this time, if the idling and sliding of a part of the axle are similarly increased, the detection of the present invention is performed again from the initial state, and if the condition is satisfied, the torque control of the induction machine is stopped.
また、磁束誤差演算器8の式(8)や式(9)の演算結果0以下を0に下限リミットすれば、φvol>φnであっても誤差時間Tφは減少しない。これにより、φvolがφnを境として振動していたとしても、検知信号KはそのうちにOFFとなる。逆に、磁束誤差演算器8の式(8)や式(9)の演算結果0以下を0に下限リミットしなければ、φvolがφnを境として振動しているときは、検知信号KはOFFとなり難くなる。   Further, if the calculation result 0 or less of the equations (8) and (9) of the magnetic flux error calculator 8 is limited to 0 as a lower limit, the error time Tφ is not reduced even if φvol> φn. Thereby, even if φvol oscillates at φn as a boundary, the detection signal K is turned off over time. Conversely, if the calculation result 0 or less of the magnetic flux error calculator 8 is not lower limit to 0, the detection signal K is OFF when φvol oscillates at φn. It becomes difficult to become.
また、積分器9の出力である誤差時間Tφをφvol>φnで0にすれば、φvol<φnの状態が時間設定値Tnに依存した時間継続した時に検知信号KがOFFとなる。   If the error time Tφ, which is the output of the integrator 9, is set to 0 when φvol> φn, the detection signal K is turned OFF when the state of φvol <φn continues for a time depending on the time set value Tn.
車両のような複数台誘導機制御において、一部車輪軸の空転、滑走を検知することができる。さらに、一部車輪軸の空転、滑走が大きくなることにより発生する誘導機脱調状態に至る前に、検知信号Kにより誘導機制御を停止させることができる。   In the control of a plurality of induction machines such as a vehicle, it is possible to detect idling and sliding of some wheel shafts. Furthermore, the induction machine control can be stopped by the detection signal K before reaching the induction machine step-out state caused by the idling and sliding of some wheel shafts.
磁束誤差演算器8の演算の仕方により、一部車輪軸の空転、滑走の度合いで検知するまでの時間を変えることができる。例えば、一部車輪軸の空転、滑走の度合いが少なければ、検知するまでの時間を長くすることができる。一部車輪軸の空転、滑走の度合いが大きければ、検知するまでの時間を短くすることができる。   Depending on how the magnetic flux error calculator 8 calculates, it is possible to change the time required for detection based on the degree of slipping and sliding of some wheel shafts. For example, if the degree of idling and sliding of some wheel shafts is small, the time until detection can be lengthened. If the degree of idling and sliding of some wheel shafts is large, the time until detection can be shortened.
車両制御の一部車輪軸の空転、滑走による速度演算誤差に限らず、トルクの一括制御対象となっている複数台誘導機の一部の軸速度に差ができた場合であっても、誘導機脱調状態に至る前に、検知信号Kにより誘導機制御を停止させることができる。   Not only the speed calculation error due to idling or sliding of some wheel shafts in vehicle control, but also when there is a difference in the shaft speed of some induction machines that are subject to collective torque control. The induction machine control can be stopped by the detection signal K before reaching the machine step-out state.
誘導機制御を停止することにより、誘導機脱調状態が原因である過電流や過電圧による誘導機破壊、電力変換器3の素子破壊を防止することができる。   By stopping the induction machine control, it is possible to prevent the destruction of the induction machine and the element destruction of the power converter 3 due to the overcurrent and overvoltage caused by the induction machine step-out state.
図1は、本発明の一実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. 図2は、一従来例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a conventional example. 図3は、磁束誤差演算器の一実施例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the magnetic flux error calculator. 図4は、磁束誤差演算器の一実施例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the magnetic flux error calculator. 図5は、磁束基準値の一作成例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of creating a magnetic flux reference value.
符号の説明Explanation of symbols
101、102、103、104 誘導機
2 電流検出器
3 電力変換器
4 トルク制御手段
5 磁束演算器
6 速度演算器
7 磁束量演算器
8 磁束誤差演算器
9 積分器
10 比較器
11 運転論理器
12 基準値設定器

i 総和電流
v 電圧指令
τ* トルク指令
φ* 磁束指令
ωm 誘導機速度
φ 誘導機磁束
N 運転指令
Φvol 誘導機磁束大きさ
Φn 磁束基準値
α 演算ゲイン
β 減衰率
dφ 誤差率
Tφ 誤差時間
Tn 時間設定値
K 検知信号
NN 制御指令
101, 102, 103, 104 Induction machine 2 Current detector 3 Power converter 4 Torque control means 5 Magnetic flux calculator 6 Speed calculator 7 Magnetic flux calculator 8 Magnetic flux error calculator 9 Integrator
10 Comparator
11 Operation logic
12 Reference value setter

i Total current v Voltage command τ * Torque command φ * Magnetic flux command ωm Induction machine speed φ Induction machine magnetic flux N Operation command Φvol Induction machine magnetic flux size Φn Magnetic flux reference value α Calculation gain β Decay rate
dφ error rate
Tφ error time
Tn Time set value K Detection signal
NN control command

Claims (6)

  1. 複数台誘導機を持ち、全誘導機の総和電流と電圧から誘導機磁束を演算する磁束演算器と、該誘導機磁束と該総和電流から誘導機速度を演算する速度演算器を有し、前記総和電流と前記誘導機速度と磁束指令とトルク指令と運転指令を基に該複数台誘導機のトルクを一括制御するトルク制御手段を有する誘導機制御装置において、
    該誘導機磁束から誘導機磁束大きさを演算する磁束量演算器と、前記誘導機磁束大きさと磁束基準値を入力し誤差率を出力する磁束誤差演算器と、該誤差率を積分し誤差時間を出力する積分器と、時間設定値と該誤差時間を比較し検知信号を出力する比較器と、該運転指令と該検知信号から制御指令を作成する運転論理器を新たに追加し、前記運転指令の代わりに該制御指令を該トルク制御手段に入力することを特徴とする誘導機制御装置。
    A plurality of induction machines, a magnetic flux calculator that calculates the induction machine magnetic flux from the total current and voltage of all induction machines, and a speed calculator that calculates the induction machine speed from the induction machine magnetic flux and the total current, In the induction machine control device having torque control means for collectively controlling the torque of the induction machines based on the total current, the induction machine speed, the magnetic flux instruction, the torque instruction, and the operation instruction,
    A magnetic flux amount calculator for calculating the induction machine magnetic flux magnitude from the induction machine magnetic flux, a magnetic flux error calculator for inputting the induction machine magnetic flux magnitude and the magnetic flux reference value and outputting an error rate, and integrating the error rate to obtain an error time Are newly added to the integrator that outputs a detection signal by comparing the time set value and the error time, and an operation logic unit that creates a control command from the operation command and the detection signal. An induction machine control device, wherein the control command is input to the torque control means instead of the command.
  2. 前記磁束誤差演算器において、
    前記誘導機磁束大きさφvolと前記磁束基準値φnを比較して、φvol>φnで前記誤差率を0、φvol<φnで前記誤差率を1とすることを特徴とする請求項1記載の誘導機制御装置。
    In the magnetic flux error calculator,
    2. The induction according to claim 1, wherein the induction machine magnetic flux magnitude φvol and the magnetic flux reference value φn are compared, and the error rate is 0 when φvol> φn, and the error rate is 1 when φvol <φn. Machine control device.
  3. 前記磁束誤差演算器において、
    前記誘導機磁束大きさφvolと前記磁束基準値φnから前記誤差率dφを
    dφ=(φn−φvol)/φn
    で演算することを特徴とする請求項1記載の誘導機制御装置。
    In the magnetic flux error calculator,
    The error rate dφ is calculated from the induction machine magnetic flux magnitude φvol and the magnetic flux reference value φn.
    dφ = (φn−φvol) / φn
    The induction machine control device according to claim 1, wherein the calculation is performed by:
  4. 前記磁束誤差演算器において、
    前記誘導機磁束大きさφvolと前記磁束基準値φnと演算ゲインαから前記誤差率dφを
    dφ=(φn−φvol)/[(1−α)・φn]
    で演算することを特徴とする請求項1記載の誘導機制御装置。
    In the magnetic flux error calculator,
    The error rate dφ is calculated from the induction machine magnetic flux magnitude φvol, the magnetic flux reference value φn, and the calculation gain α.
    dφ = (φn−φvol) / [(1-α) · φn]
    The induction machine control device according to claim 1, wherein the calculation is performed by:
  5. 前記磁束指令φ*を入力とする基準値設定器により前記磁束基準値φnを作成することを特徴とする請求1記載の誘導機制御装置。   2. The induction machine control device according to claim 1, wherein the magnetic flux reference value φn is created by a reference value setter that receives the magnetic flux command φ *.
  6. 前記磁束基準値φnを、前記磁束指令φ*と減衰率βとの積とすることを特徴とする請求1記載の誘導機制御装置。

    2. The induction machine control device according to claim 1, wherein the magnetic flux reference value φn is a product of the magnetic flux command φ * and an attenuation factor β.

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