JP2009273270A - 誘導機制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】演算した誘導機速度を用いた誘導機トルク制御を実施する際、電流検出器の検知誤差があると、電流の各相の極性切り変わり点で、デッドタイム補正電圧の誤差が発生しやすく、低速側で誘導機速度の演算精度が悪化し、誘導機の高精度のトルク制御が期待できない。
【解決手段】誘導機速度と磁束指令基準値を入力し上限磁束指令を出力する制限量演算器と、磁束指令基準値と上限磁束指令を入力し制御磁束指令を出力する磁束指令制限器を追加し、磁束指令基準値の代わりに制御磁束指令を誘導機のトルク制御に用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は、誘導機のトルク制御精度及び安定性に関するもので、特に、低速側の誘導機速度演算精度及びトルク制御精度を改善するものである。

図３は、従来の一例を示すブロック図である。１は誘導機、２は電流検出器、３はＰＷＭインバータ、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。
電流検出器２は、誘導機１に流れる電流ｉを検出する。

磁束演算器５は、電流ｉとＰＷＭインバータ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。

ここで、Ｖｄはデッドタイム補正電圧（ＰＷＭインバータ内のデッドタイム相当電圧降下分）、Ｒ１は誘導機１の一次抵抗、Ｌ１は一次自己インダクタンス、Ｌ２は二次自己インダクタンス、Ｍは相互インダクタンスである。
電流ｉの各相の極性より、デッドタイム補正電圧Ｖｄは、大きさや極性が変化する。

速度演算器６は、電流ｉと誘導機磁束Φから、式（２）〜式（４）を用いて誘導機速度ωｍを演算する。

ここで、Ｒ２は誘導機１の二次抵抗、ＦＡとＦＢは誘導機磁束Φの成分である。

トルク制御手段４は、磁束指令基準値Φ＊とトルク指令τ＊から

にて求めた、磁束分電流指令ｉｄ、トルク分電流指令ｉｑ、すべり周波数指令ωｓ＊に追従するように、誘導機速度ωｍと電流ｉを基に電流の大きさと周波数の制御を行い、電圧指令ｖを出力する。

ＰＷＭインバータ３は、電圧指令ｖを増幅して誘導機1に電力を供給する。
以上の構成とすることにより、誘導機1のトルクをトルク指令τ＊に制御することができる。
特開平１１−０６９８９５号公報

従来技術においては、以下に示す問題点がある。
式（１）〜（４）にて誘導機速度ωｍを推定する際、電流検出器２の検知誤差があると、電流ｉの各相の極性切り変わり点で、デッドタイム補正電圧Ｖｄの誤差が発生しやすい。その結果、式（１）の積分項カッコ内の演算精度が著しく低下し、誘導機速度ωｍの演算誤差が大きくなる。このような現象は、電流ｉの極性切り変わり点である０付近が長時間存在する、周波数が小さい低速域で起こりやすい。

速度演算誤差が発生することにより、誘導機1のトルク制御精度が悪くなる。速度演算誤差が大きくなり過ぎると、脱調の恐れもある。
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。

誘導機速度ωｍと磁束指令基準値Φ＊を入力し上限磁束指令ΦHを出力する制限量演算器８と、磁束指令基準値Φ＊と上限磁束指令ΦＨを入力し制御磁束指令Φｓを出力する磁束指令制限器７を追加し、磁束指令基準値Φ＊の代わりに制御磁束指令Φｓを誘導機１のトルク制御に用いる。

磁束指令Φ＊を制御磁束指令Φｓとすることにより、低速側の誘導機速度演算精度及びトルク制御精度を改善することができる。

低速側の磁束指令を操作することにより、低速側の誘導機速度演算精度及びトルク制御精度を改善することが可能な形態を実現する。

図１は、本発明の一実施例を示すブロック図であり、７は磁束指令制限器、８は制限量演算器である。以下、図１について図３と異なる点のみを説明する。

制限量演算器８は、誘導機速度ωｍと磁束指令基準値Φ＊を入力し上限磁束指令ΦＨを出力する。図２は、制限量演算器８の一演算例を示す図であり、誘導器速度ωｍに対する上限磁束指令ΦＨの特性を現している。ここで、ωｍ１はしきい値、Ｋ１は低速側制限ゲインであり、０≦Ｋ１≦１とする。

磁束指令制限器７は、磁束指令基準値Φ＊と上限磁束指令ΦHを入力し制御磁束指令Φｓを出力する。磁束指令制限器７の出力である制御磁束指令Φｓを磁束指令基準値Φ＊の代わりにトルク制御手段４に入力する。

以上の構成とすることにより、以下の効果が得られる。
誘導機１の磁束の上限値を誘導機速度ωｍで変えることができ、低速側の制御磁束指令Φｓを小さくすることにより、式（５）と式（７）にてすべり周波数指令ωｓ＊が大きくなる。その結果、インバータ周波数が大きくなり、電流ｉの極性切り変わり点でのデッドタイム補正電圧Ｖｄの誤差が緩和され、速度演算精度の改善が図れる。

高速側においては、制御磁束指令Φｓを従来値とすることにより、電流ｉが従来値のままで、トルク制御精度を維持できる。

以上により、低速側においては、制御磁束指令Φｓを小さくすることにより、誘導機速度ωｍの演算精度悪化を防ぐことができ、誘導機１の高精度なトルク制御が期待できる。高速側は従来通りのトルク制御精度を維持できる。

低速側の磁束指令を操作することにより、低速側の誘導機速度演算精度及びトルク制御精度を改善することができる。また、高速側は従来通りのトルク制御精度を維持できる。

図1は、本発明の一実施例を示すブロック図である。 図２は、本発明の制限量演算器の一演算例を示す図である。 図３は、一従来例を示すブロック図である。

符号の説明

１ 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 磁束指令制限器
８ 制限量演算器

ｉ・・・・電流
ｖ・・・・電圧指令
τ＊・・・トルク指令
Φ＊・・・磁束指令基準値
ωｍ・・・誘導機速度
Φ・・・・誘導機磁束
Φｓ・・・制御磁束指令
ΦＨ上・・限磁束指令
Ｋ１・・・低速側制限ゲイン
ωｍ１・・しきい値

Claims (1)

1. 誘導機の電流と電圧から誘導機磁束と誘導機速度を演算し、該電流と該誘導機速度と磁束指令基準値とトルク指令を基に該誘導機のトルクを制御する誘導機制御装置において、
   前記誘導機速度と該磁束指令基準値を入力し上限磁束指令を出力する制限量演算器と、前記磁束指令基準値と該上限磁束指令を入力し制御磁束指令を出力する磁束指令制限器を追加し、前記磁束指令基準値の代わりに該制御磁束指令を前記誘導機のトルク制御に用いることを特徴とする誘導機制御装置。

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