JP2011250630A - Control device of induction motor, and control method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、誘導電動機の制御装置及び制御方法に関し、特に、速度センサレスでベクトル制御される誘導電動機の制御装置及び制御方法に関するものである。 The present invention relates to an induction motor control device and control method, and more particularly to a control device and control method for an induction motor that is vector-controlled without a speed sensor.
従来、誘導電動機の制御装置としては、誘導電動機に3相の駆動電流を供給するインバータ回路と、このインバータ回路に正弦波のPWM信号を供給するPWM回路とを備え、外部からの速度指令信号と磁束指令信号に基づいてPWM回路に制御信号を出力する誘導電動機の制御装置が種々提案されている。(例えば、特許文献1参照) Conventionally, an induction motor control device includes an inverter circuit that supplies a three-phase drive current to an induction motor, and a PWM circuit that supplies a sinusoidal PWM signal to the inverter circuit. Various induction motor control devices that output a control signal to a PWM circuit based on a magnetic flux command signal have been proposed. (For example, see Patent Document 1)
図8は、従来の誘導電動機の制御装置の構成を示すブロック図である。図8で示す誘導電動機の制御装置100(以下、制御装置100)は、3相交流電源101及び誘導電動機(IM)106に接続され、誘導電動機106を制御する制御装置であり、ダイオード整流回路102、平滑回路103、インバータ回路104、PWMゲート信号生成器105、電流センサ107、3相/2相座標変換器108、2相/dq座標変換器109、磁束推定器110、ハイパスフィルタ(HPF)111、速度推定器112、ローパスフィルタ(LPF)113、すべり演算器114、積分器115、磁束PI制御器116、磁束電流PI制御器117、速度PI制御器118、トルク電流PI制御器119、dq/2相座標変換器120、2相/3相座標変換器121を備えている。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a conventional control device for an induction motor. An induction motor control device 100 (hereinafter, control device 100) shown in FIG. 8 is a control device that is connected to a three-phase
制御装置100は、磁束指令値φd *と、速度指令値ωm *を目標に、インバータ回路104を用いて誘導電動機106を駆動するものである。なお、インバータ回路104の機能は、パワースイッチング素子によって実現されるが、以下で述べる各機能は、CPU(Central Proccesing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等で構成されたコンピュータと、ROM,RAM等に格納されたプログラムとによって実現される。
The
制御装置100は、まず、磁束推定器110によって推定された磁束推定値φd^と磁束指令値φd *との偏差Δφdを、偏差演算部122によって演算し、得られた偏差Δφdは磁束PI制御器116に入力される。磁束PI制御器116は、入力された偏差Δφdに基づいて磁束電流指令値Id *を生成する。次に、磁束電流指令値Id *と2相/dq座標変換器109から出力されるd軸の磁束電流idとの偏差ΔIdを偏差演算部123によって演算し、得られた偏差ΔIdは磁束電流PI制御器117に入力される。磁束電流PI制御器117は、入力された偏差ΔIdに基づいてd軸電圧指令Vd *を生成する。
First, the
一方、制御装置100は、速度推定器112によって推定され、ローパスフィルタ113を通して得られた速度推定値ωm^’と、速度指令値ωm *との偏差Δωmを偏差演算部124によって演算し、得られた偏差Δωmは速度PI制御器118に入力される。速度PI制御器118は、入力された偏差Δωmに基づいてトルク電流指令値Iq *を生成する。次に、トルク電流指令値Iq *と2相/dq座標変換器109から出力されるq軸のトルク電流iqとの偏差ΔIqを偏差演算部125によって演算し、得られた偏差ΔIqはトルク電流PI制御器119に入力される。トルク電流PI制御器119は、入力された偏差ΔIqに基づいてq軸電圧指令Vq *を生成する。
On the other hand, the
磁束電流PI制御器117から出力されるd軸電圧指令Vd *と、トルク電流PI制御器119から出力されるq軸電圧指令Vq *は、dq/2相座標変換器120に入力される。dq/2相座標変換器120は、d軸電圧指令Vd *とq軸電圧指令Vq *と積分器115から出力される位相角θに基づいてα軸、β軸の2相電圧指令Vα *、Vβ *を出力する。2相電圧指令Vα *、Vβ *は、2相/3相座標変換器121に入力される。2相/3相座標変換器121は、入力された2相電圧指令Vα *、Vβ *に基づいてU相、V相、W相の3相電圧指令Vu *、Vv *、Vw *を生成する。生成された3相電圧指令Vu *、Vv *、Vw *は、PWM(Pulse Width Moduration)ゲート信号生成器105に入力される。PWMゲート信号生成器105は、PWM制御によりインバータ104の出力電圧を3相電圧指令Vu *、Vv *、Vw *に従い制御する。
The d-axis voltage command V d * output from the magnetic flux
図8のブロック図において、制御装置100には、3相の誘導電動機106が接続されており、電流センサ107が誘導電動機106のW相の電流iwとU相の電流iuを検出している。なお、この電流センサ107は、3相(U相,V相,W相)の内、2相(W相、U相)の電流iw,iuを検出しているが、3相電流の和はゼロであるから他の1相(V相)の電流ivは一意に定められる。
In the block diagram of FIG. 8, control the
電流センサ107によって検出された電流iw,iuは、3相/2相座標変換器108に入力される。3相/2相座標変換器108は、電流iw,iuに基づいて3相/2相座標変換を行ってα軸、β軸の2相電流iα,iβを生成し、2相/dq座標変換器109に出力する。2相/dq座標変換器109は、2相電流iα,iβと、積分器115から出力される位相角θに基づいてd軸の磁束電流idとq軸のトルク電流iqを出力する。
The currents i w and i u detected by the
一方、磁束推定器110は、dq/2相座標変換器120から出力される2相電圧指令Vα *、Vβ *と、3相/2相座標変換器108から出力される2相電流iα,iβに基づいてα軸、β軸の磁束推定値φα^、φβ^を生成し、それらをハイパスフィルタ111によりハイパスフィルタ処理を行って得られるα軸、β軸の磁束推定値φα^’、φβ^’を速度推定器112に出力する。速度推定器112は、ハイパスフィルタ処理を行って得られるα軸、β軸の磁束推定値φα^’、φβ^’に基づいて速度推定値ωm^を生成し、それをローパスフィルタ113によりローパスフィルタ処理を行って得られる速度推定値ωm^’を出力する。
On the other hand, the magnetic flux estimator 110 includes the two-phase voltage commands V α * and V β * output from the dq / 2-
すべり演算器114は、磁束PI制御器116から出力される磁束電流指令値Id *と、速度PI制御器118から出力されるトルク電流指令値Iq *とに基づいて、誘導電動機106のすべり速度推定値ωsを演算し、演算器126は、ローパスフィルタ処理を行った速度推定値ωm^’と、すべり速度推定値ωsとを入力し、ωe=ωm^’+ωsを演算し、電源角周波数(インバータ出力角周波数)ωeを出力する。このωeは、積分器115によって位相角θに変換され、2相/dq座標変換器109と、dq/2相座標変換器120に入力される。
The
上記のように、従来、誘導電動機(モータ)106を速度センサレスで制御する場合、磁束とトルクを個別に制御する速度センサレスベクトル制御が使用される。トルクは、誘導電動機106の速度をモータパラメータ及び2相電圧指令Vα *、Vβ *と誘導電動機106の電流iw,iuから得られた2相電流iα,iβを用いて推定された磁束推定値φα^、φβ^を基に速度推定値ωm^を演算することにより、誘導電動機106の速度信号(ωm^’)をフィードバックして速度指令値ωm *との偏差ΔωmをPI(比例積分)制御することにより、トルク電流指令値Iq *を生成する。一方磁束は、磁束指令値φd *と磁束推定器110によって推定された磁束推定値φd^との偏差ΔφdをPI制御することで磁束電流指令値Id *を生成する。それぞれの電流指令値Iq *、Id *と誘導電動機106の電流iw,iuを座標変換して得られた回転座標(q軸、d軸)上の電流iq,idとの偏差ΔIq、ΔIdをPI制御することで、電圧指令値Vq *、Vd *を生成し、最終的に3相交流の電圧指令値Vu *、Vv *、Vw *に変換して、PWMゲート信号を生成してインバータ回路104のスイッチングを制御して誘導電動機106を駆動する。
As described above, conventionally, when the induction motor (motor) 106 is controlled without a speed sensor, speed sensorless vector control for individually controlling magnetic flux and torque is used. The torque is estimated by using the motor parameters and the two-phase currents i α and i β obtained from the motor parameters and the two-phase voltage commands V α * and V β * and the currents i w and i u of the induction motor 106. By calculating the estimated speed value ω m ^ based on the estimated magnetic flux values φ α ^ and φ β ^, the speed signal (ω m ^ ') of the
誘導電動機(モータ)106を速度センサレスでベクトル制御する場合、モータ速度(速度推定値ωm^)を推定するために、モータ磁束(磁束推定値φα^、φβ^)を静止座標上の電圧指令値Vα *,Vβ *と電流検出値iα,iβから算出する。この磁束推定値φα^、φβ^にオフセットが生じると速度推定値ωm^に振動成分が現れて、このまま速度制御を行うとモータのトルクに脈動成分が生じ、モータが振動する。この対策としての従来のシステムでは、速度制御ゲインの低減、指令周波数ジャンプによる振動領域の回避といった手法の他、図8に示すように、磁束推定値のオフセット成分を除去するハイパスフィルタ111と速度推定値ωm^の振動成分を除去するローパスフィルタ113を追加することでモータ振動の低減を図っていた。
When the induction motor (motor) 106 is vector-controlled without a speed sensor, in order to estimate the motor speed (speed estimated value ω m ^), the motor magnetic flux (magnetic flux estimated values φ α ^, φ β ^) It is calculated from the voltage command values V α * and V β * and the current detection values i α and i β . If an offset occurs in the estimated magnetic flux values φ α ^ and φ β ^, a vibration component appears in the speed estimated value ω m ^, and if speed control is performed as it is, a pulsating component is generated in the torque of the motor and the motor vibrates. In the conventional system as a countermeasure, in addition to the technique of reducing the speed control gain and avoiding the vibration region by the command frequency jump, as shown in FIG. 8, a high-
しかしながら、従来の誘導電動機の制御装置では、速度推定値ωm^にローパスフィルタ処理を行うため、速度推定値ωm^の振動成分を除去するには低いカットオフ周波数を設定する必要があり、モータの応答が遅くなる問題がある。また、磁束推定値φα^、φβ^のハイパスフィルタ処理は、デジタル処理を行っており、完全に直流オフセット分だけを除去することは困難であり、低周波数でモータを制御する場合に不具合が生じるという問題がある。 However, in the control apparatus for a conventional induction motor, in order to perform low-pass filtering the estimated speed value omega m ^, it is necessary to set a lower cut-off frequency to remove the vibration component of the velocity estimation value omega m ^, There is a problem that the response of the motor becomes slow. In addition, the high-pass filter processing of the estimated flux values φ α ^ and φ β ^ is digitally processed, and it is difficult to completely remove only the DC offset, which is a problem when controlling the motor at a low frequency. There is a problem that occurs.
本発明の目的は、上記の課題に鑑み、振動の原因となっている磁束推定値の直流成分を、ハイパスフィルタを使用しない方法で除去し、常にオフセットのない正弦波状の磁束推定値を使用して速度の推定演算を行うことで、誘導電動機の振動を低減する制御方式を実現した誘導電動機の制御装置又は制御方法を提供することにある。 In view of the above problems, the object of the present invention is to remove the DC component of the estimated magnetic flux that causes vibration by a method that does not use a high-pass filter, and always use a sinusoidal estimated magnetic flux that has no offset. Another object of the present invention is to provide a control device or control method for an induction motor that realizes a control method for reducing vibration of the induction motor by performing speed estimation calculation.
本発明に係る誘導電動機の制御装置又は制御方法は、上記の目的を達成するため、次のように構成される。
第1の誘導電動機の制御装置(請求項1に対応)は、速度センサレスでベクトル制御される誘導電動機の制御装置において、誘導電動機に供給される電流を静止座標上のα相電流及びβ相電流に変換する3相/2相座標変換器と、回転座標上のd軸成分の磁束電圧指令及びq軸成分のトルク電圧指令を、静止座標上のα相電圧指令及びβ相電圧指令に変換するdq/2相座標変換器と、α相電流及びβ相電流と、α相電圧指令及びβ相電圧指令とを入力してα相磁束推定値及びβ相磁束推定値を算出する磁束推定器と、α相磁束推定値及びβ相磁束推定値からオフセットを取り除くオフセット除去処理部と、オフセット除去処理部からのオフセット除去処理後α相磁束推定値及びオフセット除去処理後β相磁束推定値を入力して誘導電動機の速度を推定する速度推定器と、を備えることを特徴とする。
第2の誘導電動機の制御装置(請求項2に対応)は、上記の構成において、好ましくは、オフセット除去処理部は、磁束推定器から入力されるα相磁束推定値の正のピーク及び負のピークと、β相磁束推定値の正のピーク及び負のピークとを検出するピーク検出部と、正のピーク及び負のピークからオフセットを算出するオフセット算出部と、算出されたオフセットを記憶するオフセット記憶部と、磁束推定器から入力されるα相磁束推定値及びβ相磁束推定値からオフセット記憶部に記憶されたオフセットを除去する演算を行い出力するオフセット除去演算部を備えたことを特徴とする。
第3の誘導電動機の制御装置(請求項3に対応)は、上記の構成において、好ましくは、オフセット除去処理部で得られたオフセットは、磁束推定器にフィードバックされ、磁束推定器は、オフセットを用いてα相磁束推定値及びβ相磁束推定値を算出することを特徴とする。
第1の誘導電動機の制御方法(請求項4に対応)は、速度センサレスでベクトル制御される誘導電動機の制御方法において、誘導電動機に供給される電流を静止座標上のα相電流及びβ相電流に変換する3相/2相座標変換ステップと、回転座標上のd軸成分の磁束電圧指令及びq軸成分のトルク電圧指令を、静止座標上のα相電圧指令及びβ相電圧指令に変換するdq/2相座標変換ステップと、α相電流及びβ相電流と、α相電圧指令及びβ相電圧指令とを入力してα相磁束推定値及びβ相磁束推定値を算出する磁束推定ステップと、α相磁束推定値及びβ相磁束推定値からオフセットを取り除くオフセット除去処理ステップと、オフセット除去処理ステップで得られたオフセット除去処理後α相磁束推定値及びオフセット除去処理後β相磁束推定値を入力して誘導電動機の速度を推定する速度推定ステップと、を備えることを特徴とする。
第2の誘導電動機の制御方法(請求項5に対応)は、上記の方法において、好ましくは、オフセット除去処理ステップは、磁束推定ステップで得られたα相磁束推定値の正のピーク及び負のピークと、β相磁束推定値の正のピーク及び負のピークとを検出するピーク検出ステップと、正のピーク及び負のピークからオフセットを算出するオフセット算出ステップと、算出されたオフセットを記憶するオフセット記憶ステップと、磁束推定ステップで得られたα相磁束推定値及びβ相磁束推定値からオフセット記憶ステップで記憶されたオフセットを除去する演算を行い出力するオフセット除去演算ステップを備えたことを特徴とする。
第3の誘導電動機の制御方法(請求項6に対応)は、上記の方法において、好ましくはオフセット除去処理ステップで得られたオフセットは、磁束推定ステップで用いられ、磁束推定ステップは、オフセットを用いてα相磁束推定値及びβ相磁束推定値を算出することを特徴とする。
In order to achieve the above object, an induction motor control apparatus or control method according to the present invention is configured as follows.
A control device for a first induction motor (corresponding to claim 1) is a control device for an induction motor that is vector-controlled without a speed sensor. The current supplied to the induction motor is expressed by an α-phase current and a β-phase current on stationary coordinates. A three-phase / two-phase coordinate converter that converts to a d-axis component magnetic flux voltage command and a q-axis component torque voltage command on rotating coordinates are converted into an α-phase voltage command and a β-phase voltage command on stationary coordinates. a dq / 2 phase coordinate converter, a magnetic flux estimator for calculating an α phase magnetic flux estimated value and a β phase magnetic flux estimated value by inputting an α phase current and a β phase current, an α phase voltage command and a β phase voltage command, and The offset removal processing unit for removing the offset from the α-phase magnetic flux estimation value and the β-phase magnetic flux estimation value, and the post-offset removal α-phase magnetic flux estimation value and the post-offset removal β-phase magnetic flux estimation value from the offset removal processing unit are input. To estimate the speed of the induction motor And a speed estimator.
In the above configuration, the second induction motor control device (corresponding to claim 2) is preferably configured such that the offset removal processing unit has a positive peak and a negative peak of the α-phase magnetic flux estimation value input from the magnetic flux estimator. A peak detection unit that detects a peak, a positive peak and a negative peak of a β-phase magnetic flux estimation value, an offset calculation unit that calculates an offset from the positive peak and the negative peak, and an offset that stores the calculated offset A storage unit and an offset removal calculation unit that performs an operation for removing the offset stored in the offset storage unit from the α-phase magnetic flux estimation value and the β-phase magnetic flux estimation value input from the magnetic flux estimator, and outputs the calculation result. To do.
In the third induction motor control device (corresponding to claim 3), in the above configuration, preferably, the offset obtained by the offset removal processing unit is fed back to the magnetic flux estimator, and the magnetic flux estimator calculates the offset. The α-phase magnetic flux estimated value and the β-phase magnetic flux estimated value are used to calculate.
A first induction motor control method (corresponding to claim 4) is a control method for an induction motor that is vector-controlled without a speed sensor, and the current supplied to the induction motor is expressed by an α-phase current and a β-phase current on stationary coordinates. A three-phase / 2-phase coordinate conversion step for converting to a d-axis component magnetic flux voltage command and a q-axis component torque voltage command on rotation coordinates are converted into an α-phase voltage command and a β-phase voltage command on stationary coordinates. a dq / 2-phase coordinate conversion step, a flux estimation step for calculating an α-phase flux estimated value and a β-phase flux estimated value by inputting an α-phase current and a β-phase current, an α-phase voltage command and a β-phase voltage command, and , The offset removal processing step for removing the offset from the α-phase magnetic flux estimated value and the β-phase magnetic flux estimated value, and the post-offset-removed α-phase magnetic flux estimated value and the β-phase magnetic flux estimated after the offset removal processing obtained in the offset removing processing step. And a speed estimation step of estimating a speed of the induction motor by inputting a value.
In the control method of the second induction motor (corresponding to claim 5), in the above method, preferably, the offset removal processing step includes a positive peak and a negative peak of the α-phase magnetic flux estimated value obtained in the magnetic flux estimating step. Peak detection step for detecting a peak, a positive peak and a negative peak of a β-phase magnetic flux estimated value, an offset calculation step for calculating an offset from the positive peak and the negative peak, and an offset for storing the calculated offset A storage step and an offset removal calculation step of performing an operation for removing the offset stored in the offset storage step from the α-phase magnetic flux estimation value and the β-phase magnetic flux estimation value obtained in the magnetic flux estimation step and outputting them. To do.
In the third induction motor control method (corresponding to claim 6), in the above method, preferably, the offset obtained in the offset removal processing step is used in the magnetic flux estimation step, and the magnetic flux estimation step uses the offset. And calculating an α-phase magnetic flux estimated value and a β-phase magnetic flux estimated value.
本発明によれば、速度センサレスでベクトル制御される誘導電動機の制御装置において、誘導電動機に供給される電流を静止座標上のα相電流及びβ相電流に変換する3相/2相座標変換器と、回転座標上のd軸成分の磁束電圧指令及びq軸成分のトルク電圧指令を、静止座標上のα相電圧指令及びβ相電圧指令に変換するdq/2相座標変換器と、α相電流及びβ相電流と、α相電圧指令及びβ相電圧指令とを入力してα相磁束推定値及びβ相磁束推定値を算出する磁束推定器と、α相磁束推定値及びβ相磁束推定値からオフセットを取り除くオフセット除去処理部と、オフセット除去処理部からのオフセット除去処理後α相磁束推定値及びオフセット除去処理後β相磁束推定値を入力して誘導電動機の速度を推定する速度推定器と、を備えるため、振動の原因となっている推定磁束の直流成分を、ハイパスフィルタを使用しない方法で除去し、常にオフセットのない正弦波状の推定磁束を使用して速度の推定演算を行うので、誘導電動機の振動を低減する制御方式を実現した誘導電動機の制御装置を提供することができる。
また、本発明によれば、速度センサレスでベクトル制御される誘導電動機の制御方法において、誘導電動機に供給される電流を静止座標上のα相電流及びβ相電流に変換する3相/2相座標変換ステップと、回転座標上のd軸成分の磁束電圧指令及びq軸成分のトルク電圧指令を、静止座標上のα相電圧指令及びβ相電圧指令に変換するdq/2相座標変換ステップと、α相電流及びβ相電流と、α相電圧指令及びβ相電圧指令とを入力してα相磁束推定値及びβ相磁束推定値を算出する磁束推定ステップと、α相磁束推定値及びβ相磁束推定値からオフセットを取り除くオフセット除去処理ステップと、オフセット除去処理ステップで得られたオフセット除去処理後α相磁束推定値及びオフセット除去処理後β相磁束推定値を入力して誘導電動機の速度を推定する速度推定ステップと、を備えるため、振動の原因となっている推定磁束の直流成分を、ハイパスフィルタを使用しない方法で除去し、常にオフセットのない正弦波状の推定磁束を使用して速度の推定演算を行うので、誘導電動機の振動を低減する制御方式を実現した誘導電動機の制御方法を提供することができる。
According to the present invention, in a control device for an induction motor that is vector-controlled without a speed sensor, a three-phase / two-phase coordinate converter that converts a current supplied to the induction motor into an α-phase current and a β-phase current on stationary coordinates. A dq / 2-phase coordinate converter for converting the d-axis component magnetic flux voltage command and the q-axis component torque voltage command on the rotation coordinate into an α-phase voltage command and a β-phase voltage command on the stationary coordinate; A magnetic flux estimator that calculates an α-phase flux estimated value and a β-phase flux estimated value by inputting a current and a β-phase current, an α-phase voltage command and a β-phase voltage command, and an α-phase flux estimated value and a β-phase flux estimate An offset removal processing unit that removes an offset from the value, and a speed estimator that estimates the speed of the induction motor by inputting the estimated α-phase magnetic flux estimated value after the offset removal processing and the estimated β-phase magnetic flux estimated value after the offset removal processing from the offset removing processing unit To prepare for The DC component of the estimated magnetic flux that causes vibration is removed by a method that does not use a high-pass filter, and the speed estimation calculation is always performed using a sine wave-shaped estimated magnetic flux without an offset. It is possible to provide a control device for an induction motor that realizes a reduction control method.
Further, according to the present invention, in a control method for an induction motor that is vector-controlled without a speed sensor, a three-phase / 2-phase coordinate that converts a current supplied to the induction motor into an α-phase current and a β-phase current on a stationary coordinate. A conversion step, and a dq / 2-phase coordinate conversion step for converting a d-axis component magnetic flux voltage command and a q-axis component torque voltage command on rotational coordinates into an α-phase voltage command and a β-phase voltage command on stationary coordinates, A flux estimation step for calculating an α-phase flux estimated value and a β-phase flux estimated value by inputting an α-phase current and a β-phase current, an α-phase voltage command and a β-phase voltage command, and an α-phase flux estimated value and a β-phase The offset removal processing step for removing the offset from the magnetic flux estimation value, and the post-offset removal α-phase magnetic flux estimation value and the post-offset removal β-phase magnetic flux estimation value obtained in the offset removal processing step are input to input the speed of the induction motor. A speed estimation step for estimating the degree of vibration, so that the DC component of the estimated magnetic flux causing the vibration is removed by a method that does not use a high-pass filter, and a sine wave-like estimated magnetic flux without an offset is always used. Since the speed estimation calculation is performed, it is possible to provide a control method for an induction motor that realizes a control method for reducing vibration of the induction motor.
以下に、本発明の好適な実施形態(実施例)を添付図面に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Preferred embodiments (examples) of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の本実施形態に係る誘導電動機の制御装置の構成を示すブロック図である。基本のブロック構成は、図8で示した従来の制御装置100と同一の構成要素を有しているが、振動抑制制御を行うためのハイパスフィルタ111が本発明の特徴であるオフセット除去処理を行うためのオフセット除去処理部12に変更されている。そして、オフセット除去処理部12で求めたオフセットの量を磁束推定器11にフィードバックしている。その他、図8で示した従来の制御装置100と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a control device for an induction motor according to this embodiment of the present invention. The basic block configuration has the same components as those of the
図1で示す誘導電動機の制御装置10(以下、制御装置10)は、3相交流電源101及び誘導電動機(IM)106に接続され、誘導電動機106を制御する制御装置であり、ダイオード整流回路102、平滑回路103、インバータ回路104、PWMゲート信号生成器105、電流センサ107、3相/2相座標変換器108、2相/dq座標変換器109、磁束推定器11、オフセット除去処理部12、速度推定器112、ローパスフィルタ13,すべり演算器114、積分器115、磁束PI制御器116、磁束電流PI制御器117、速度PI制御器118、トルク電流PI制御器119、dq/2相座標変換器120、2相/3相座標変換器121を備えている。
An induction motor control device 10 (hereinafter, control device 10) shown in FIG. 1 is a control device that is connected to a three-phase
上記の構成において、3相/2相座標変換器108は、誘導電動機106に供給される電流iu,iw,ivを、αβ直交2軸の静止座標上のα相電流iα及びβ相電流iβに変換する3相/2相座標変換ステップを実行する。dq/2相座標変器120は、dq直交2軸の回転座標上のd軸成分の磁束電圧指令Vd *及びq軸成分のトルク電圧指令Vq *を、αβ直交2軸の静止座標上のα相電圧指令Vα *及びβ相電圧指令Vβ *に変換するdq/2相座標変換ステップを実行する。
In the above configuration, the three-phase / 2-phase coordinate
磁束推定器11は、α相電流iα及びβ相電流iβと、α相電圧指令Vα *及びβ相電圧指令Vβ *とを入力してα相磁束推定値φα^及びβ相磁束推定値φβ^を算出する磁束推定ステップを実行する。
The
オフセット除去処理部12は、α相磁束推定値φα^及びβ相磁束推定値φβ^からオフセットを取り除き、オフセット除去処理後α相磁束推定値φα^’及びオフセット除去処理後β相磁束推定値φβ^’を出力するオフセット除去処理ステップを実行する。
The offset
速度推定器112は、オフセット除去処理部12からのオフセット除去処理後α相磁束推定値φα^’及びオフセット除去処理後β相磁束推定値φβ^’を入力して誘導電動機106の速度ωm^を推定する速度推定ステップを実行する。
The
制御装置10では、オフセット除去処理部12で得られたオフセットφαoffset^,φβoffset^は、磁束推定器11にフィードバックされ、磁束推定器11は、オフセットφαoffset^,φβoffset^を用いてα相磁束推定値φα^とβ相磁束推定値φβ^を算出する。
In the
従来の誘導電動機の制御装置100は、図8に示すように磁束推定器110の後段にハイパスフィルタ111を設けており、磁束推定器110で生じるオフセットは、ハイパスフィルタ111によって取り除かれる。一方、本実施形態では、上記のように磁束推定器11で生じるオフセットは、オフセット除去処理部12によって取り除かれる。また、オフセット除去処理部12で得られたオフセットは、磁束推定器11にフィードバックされ、オフセットは、磁束推定器11でも取り除かれる。
As shown in FIG. 8, the conventional induction
図2は、オフセット除去処理部12のブロック構成図である。オフセット除去処理部12は、オフセット除去処理ステップを実行する、ピーク検出部20とオフセット算出部21とオフセット記憶部22とオフセット除去演算部23を備えている。ピーク検出部20は、磁束推定器11から入力される時間変化する磁束推定値φα^、φβ^のピークとそれらピークの次の逆符号のピークを検出するというピーク検出ステップを行い、それらそれぞれのピーク値と次の逆符号のピーク値をオフセット算出部21に出力する。オフセット算出部21は、ピーク検出部20から出力されたそれぞれのピーク値と次の逆符号のピーク値からそれぞれのオフセット量φαoffset,φβoffsetを算出するというオフセット算出ステップを行い、オフセット記憶部22に出力する。オフセット記憶部22は、オフセット算出部21から出力されたそれぞれのオフセット量φαoffset,φβoffsetを次のオフセット量が入力されるまで記憶するというオフセット記憶ステップを行い、オフセット除去演算部23に出力する。次のオフセット量が入力されたならば、記憶するオフセット量を更新する。オフセット除去演算部23は、磁束推定器11から入力される磁束推定値φα^、φβ^から、オフセット記憶部22から入力されるオフセット量φαoffset,φβoffsetをそれぞれ除去する演算を行うというオフセット除去演算ステップを行い、演算後の磁束推定値φα^’、φβ^’を速度推定器112に出力する。また、オフセット記憶部22は、記憶するオフセットの量φαoffset,φβoffsetを磁束推定器11にフィードバックさせて出力する。
FIG. 2 is a block diagram of the offset
図3は、磁束推定器11のブロック構成図である。磁束推定器11は、後述の式(7)、(8)及び式(7)の添字αをdに置き換えた式によって演算して磁束推定計算値φα0^、φβ0^を求める磁束推定計算部30と、オフセット除去処理部12のオフセット記憶部22からフィードバックされたオフセット量φαoffset,φβoffsetを用いて、磁束推定計算値φα0^、φβ0^からオフセット量φαoffset,φβoffsetをそれぞれ減算して磁束推定値φα^、φβ^を出力するオフセット減算部31を備えている。なお、ここでは、(7)、(8)式の左辺のφα^、φβ^をφα0^、φβ0^と置き換えた。
FIG. 3 is a block configuration diagram of the
次に、制御装置10を図1〜図3の構成とすることで速度センサレスベクトル制御でのモータの振動が抑制できる理由を以下に図6を参照して説明する。
Next, the reason why the vibration of the motor in the speed sensorless vector control can be suppressed by configuring the
回転磁界の位相θと静止座標上で表された二次磁束φαとφβとの関係は、(1)式で表される。 The relationship between the phase θ of the rotating magnetic field and the secondary magnetic fluxes φ α and φ β expressed on the stationary coordinates is expressed by equation (1).
θ=tan−1(φβ/φα)・・・(1) θ = tan −1 (φ β / φ α ) (1)
電源角周波数ωeは、(1)式を時間微分することによって得られる(2)式で演算される。 The power supply angular frequency ωe is calculated by equation (2) obtained by time differentiation of equation (1).
ωe=dθ/dt=((dφβ/dt)・φα−(dφα/dt)・φβ)/(φα 2+φβ 2)・・・・・・・・(2)
ωe = dθ / dt = (( dφ β / dt) · φ α - (dφ α / dt) · φ β) / (
また、すべりωsは、(3)式で演算することができる。 Further, the slip ωs can be calculated by equation (3).
ωs=Rr・(Lm/Lr)・(φαiβ−φβiα)/(φα 2+φβ 2)
・・・・・(3)
ωs = Rr · (Lm / Lr ) · (φ α i β -φ β i α) / (
(3)
そして、モータ角速度(電気角換算)ωmeは(4)式で演算される。 The motor angular velocity (electrical angle conversion) ωme is calculated by equation (4).
ωme=ωe−ωs・・・・・(4) ωme = ωe−ωs (4)
このとき、静止座標上の磁束は、直接測定できないため、静止座標上の電圧と電流から(5)式と(6)式により演算する。 At this time, since the magnetic flux on the stationary coordinate cannot be directly measured, it is calculated from the voltage and current on the stationary coordinate according to the equations (5) and (6).
φα=∫(Vα−Rsiα)dt−lsiα・・・・・・・(5)
φβ=∫(Vβ−Rsiβ)dt−lsiβ・・・・・・・(6)
φ α = ∫ (V α −R s i α ) dt−l s i α (5)
φ β = ∫ (V β −R s i β ) dt−l s i β (6)
(1)式〜(6)式の変数は以下の値を示す。
Vα:α相電圧、Vβ:β相電圧、iα:α相電流、iβ:β相電流、φα:α相磁束、φβ:β相磁束、Rs:一次抵抗、Rr:二次抵抗、ls:一次漏れインダクタンス、Lm:相互インダクタンス、Lr:二次インダクタンス
The variables in the equations (1) to (6) show the following values.
V α : α phase voltage, V β : β phase voltage, i α : α phase current, i β : β phase current, φ α : α phase magnetic flux, φ β : β phase magnetic flux, Rs: primary resistance, Rr: two Secondary resistance, ls: primary leakage inductance, L m : mutual inductance, L r : secondary inductance
従来の磁束推定器110では、α相電圧指令Vα *、β相電圧指令Vβ *、α相電流iα、β相電流iβから(5)式と(6)式を用いて、α相、β相の磁束推定値φα^、φβ^を(7)式、(8)式に従って演算していた。 In the conventional magnetic flux estimator 110, α-phase voltage command V α * , β-phase voltage command V β * , α-phase current i α , and β-phase current i β are used to calculate α using equations (5) and (6). Phase and β-phase estimated magnetic flux values φ α ^ and φ β ^ are calculated according to the equations (7) and (8).
φα^=∫(Vα *−Rsiα)dt−lsiα・・・・・・・(7)
φβ^=∫(Vβ *−Rsiβ)dt−lsiβ・・・・・・・(8)
φ α ^ = ∫ (V α * −R s i α ) dt−l s i α (7)
φ β ^ = ∫ (V β * −R s i β ) dt−l s i β (8)
ここで、(7)式と(8)式は、積分演算となるため、α相電圧指令Vα *、β相電圧指令Vβ *とα相電流iα、β相電流iβにオフセットが生じた場合、そのオフセット量も同時に積算して、出力であるα相、β相磁束推定値φα^、φβ^にもオフセットが現れてしまう。電圧は、α相、β相電圧指令値Vα *、Vβ *を使用することからオフセット量は、ほぼゼロであるが、電流は、検出値iα、iβを使用するため、電流センサ107のオフセットがわずかでも残っていると、ある程度時間が経過したときにα相、β相の磁束推定値φα^、φβ^に大きなオフセット量が現れてしまう。 Here, since the equations (7) and (8) are integral operations, the α phase voltage command V α * , β phase voltage command V β * , α phase current i α , and β phase current i β are offset. When this occurs, the offset amount is also integrated at the same time, and an offset also appears in the α-phase and β-phase magnetic flux estimated values φ α ^ and φ β ^ as outputs. Since the voltage uses the α-phase and β-phase voltage command values V α * and V β * , the offset amount is almost zero, but since the current uses the detected values i α and i β , the current sensor If even a small amount of offset 107 remains, a large amount of offset appears in the α-phase and β-phase magnetic flux estimated values φ α ^ and φ β ^ when a certain amount of time has passed.
上記のようにオフセット量を含んだα相、β相磁束推定値φα^、φβ^を用いると、電源角周波数ωeの推定値ωe^は、回転磁界の位相θの推定値をθ^とすると、(2)式を用いて(9)式から演算される。 When the α-phase and β-phase magnetic flux estimated values φ α ^ and φ β ^ including the offset amount are used as described above, the estimated value ωe ^ of the power supply angular frequency ωe is the estimated value of the phase θ of the rotating magnetic field θ ^ Then, the calculation is performed from the equation (9) using the equation (2).
ωe^=dθ^/dt=((dφβ^/dt)・φα^−(dφα^/dt)・φβ^)/(φα^2+φβ^2)・・・・・・・・(9) ωe ^ = dθ ^ / dt = ((dφ β ^ / dt) · φ α ^ - (dφ α ^ / dt) · φ β ^) / (φ α ^ 2 + φ β ^ 2) ······ (9)
また、すべりωsの推定値ωs^は、(3)式を用いて(10)式から演算される。 The estimated value ωs ^ of the slip ωs is calculated from the equation (10) using the equation (3).
ωs^=Rr・(Lm/Lr)・(φα^iβ−φβ^iα)/(φα^2+φβ^2)
・・・・・(10)
ωs ^ = Rr · (Lm / Lr) · (φ α ^ i β -φ β ^ iα) / (φ α ^ 2 + φ β ^ 2)
(10)
そして、モータ角速度(電気角換算)ωmeの推定値ωme^は(4)式を用いて(11)式から演算される。 The estimated value ωme ^ of the motor angular velocity (electrical angle conversion) ωme is calculated from the equation (11) using the equation (4).
ωme^=ωe^−ωs^・・・・・(11) ωme ^ = ωe ^ -ωs ^ (11)
図4は、磁束推定値φα^、φβ^にオフセットがない場合の(9)式と(11)式から計算された電源角周波数ωeの推定値ωe^とモータ角速度(電気角換算)ωmeの推定値ωme^と推定速度ωmrと回転数Nmの時間変化を示す図である。図4から磁束推定値にオフセットがない場合は、電源角周波数ωeの推定値ωe^とモータ角速度(電気角換算)ωmeの推定値ωme^と推定速度ωmrと回転数Nmの時間変化に振動は見られない。 4, the magnetic flux estimation value phi alpha ^, (9) when there is no offset in the phi beta ^ equation (11) estimates .omega.e ^ and the motor angular velocity (electrical angle equivalent) of the calculated power supply angular frequency .omega.e from equation It is a figure which shows the time change of estimated value (omega) me ^ of omegame, estimated speed (omega) mr, and rotation speed Nm. If there is no offset in the estimated magnetic flux value from FIG. 4, the vibration is caused by the time variation of the estimated value ωe ^ of the power supply angular frequency ωe, the estimated value ωme ^ of the motor angular velocity (electrical angle conversion) ωme, the estimated speed ωmr, and the rotational speed Nm. can not see.
図5は、磁束推定値φα^、φβ^にオフセットが生じた場合の(9)式と(11)式から計算された電源角周波数ωeの推定値ωe^とモータ角速度(電気角換算)ωmeの推定値ωme^と推定速度ωmrと回転数Nmの時間変化を示す図である。図5から磁束推定値にオフセットが生じた場合は、電源角周波数ωeの推定値ωe^とモータ角速度(電気角換算)ωmeの推定値ωme^と推定速度ωmrと回転数Nmの時間変化に振動成分が現れる。 5, the magnetic flux estimation value phi alpha ^, (9) when the offset occurs in the phi beta ^ equation (11) estimates .omega.e ^ and the motor angular velocity (electrical angle Conversion calculated power supply angular frequency .omega.e from equation ) It is a figure showing the time change of the estimated value ωme ^ of ωme, the estimated speed ωmr, and the rotation speed Nm. When an offset occurs in the estimated magnetic flux value from FIG. 5, the estimated value ωe ^ of the power source angular frequency ωe, the estimated value ωme ^ of the motor angular velocity (electrical angle conversion) ωme, the estimated speed ωmr, and the rotational speed Nm vibrate with time. Ingredients appear.
そのため、推定速度ωmrに振動成分が含まれた状態で速度制御を行うと、実際に存在しない速度の振動に対して補償しようと制御系が動作してトルク脈動が発生し、かえってモータを振動させてしまう結果となる。 Therefore, when speed control is performed in a state where the estimated speed ωmr includes a vibration component, the control system operates to compensate for vibration at a speed that does not actually exist, torque pulsation occurs, and the motor is vibrated. Result.
そこで、本実施形態での制御装置10におけるオフセット除去処理部12では、ピーク検出部20とオフセット算出部21を設け、図6に示すように磁束推定値φα^、φβ^のオフセットを磁束推定器11から出力される磁束推定値φα^、φβ^の正と負のピーク値から求める方法を採用した。ここでは、例として、磁束推定値φα^、φβ^をφで代表して示している。磁束推定値φの正弦波形に図6(a)で示すようなオフセットが生じた場合、正弦波形を位相90度ごとに区間n〜n+3に分け、そのときの正のピーク値(絶対値)φmaxn,φmaxn+1,φmaxn+2と負のピーク値(絶対値)φminn,φminn+1を求めておく。そして、オフセット量φoffsetn,φoffsetn+1,φoffsetn+2,φoffsetn+3は、区間ごとに以下の(12)〜(15)式に示す正のピーク値(絶対値)から負のピーク値(絶対値)を引いた差の1/2の値で求めることができる。
Therefore, the offset
区間n:φoffsetn=(φmaxn−φminn−1)/2 (12)
区間n+1:φoffsetn+1=(φmaxn−φminn)/2 (13)
区間n+2:φoffsetn+2=(φmaxn+1−φminn)/2 (14)
区間n+3:φoffsetn+3=(φmaxn+2−φminn+1)/2 (15)
Section n: φoffsetn = ( φmaxn − φminn −1 ) / 2 (12)
Interval n + 1: φ offsetn + 1 = (φ maxn -φ minn) / 2 (13)
Interval n + 2: φ offsetn + 2 = (φ maxn + 1 -φ minn) / 2 (14)
Interval n + 3: φoffsetn + 3 = ( φmaxn + 2−φminn + 1 ) / 2 (15)
具体的には、図2と図6と図7のフローチャートによって示されるように、ピーク検出部20では、φが増加しているときには、フラグをゼロとし、φが減少しているときにはフラグを1とし、フラグがゼロから1に変化する瞬間のφを正のピーク値として検出する(ステップS11)。また、フラグが1からゼロに変化する瞬間のφを負のピーク値として検出する(ステップS12)。オフセット算出部21では、ピーク検出部20から出力される連続したピーク値(絶対値)φmaxnと逆符号のピーク値(絶対値)φminn−1に基づいて(16)式に従ってオフセット量φoffsetnを算出する(ステップS13)。ここでnは整数を示す。 Specifically, as shown in the flowcharts of FIGS. 2, 6, and 7, the peak detector 20 sets the flag to zero when φ is increasing, and sets the flag to 1 when φ is decreasing. And φ at the moment when the flag changes from zero to 1 is detected as a positive peak value (step S11). Further, φ at the moment when the flag changes from 1 to zero is detected as a negative peak value (step S12). In the offset calculation unit 21, the offset amount φ offsetn according to the equation (16) based on the continuous peak value (absolute value) φ maxn output from the peak detection unit 20 and the peak value (absolute value) φ minn −1 of the opposite sign. Is calculated (step S13). Here, n represents an integer.
φoffsetn=(φmaxn−φminn−1)/2 (16) φoffsetn = ( φmaxn − φminn −1 ) / 2 (16)
オフセット記憶部22は、オフセット算出部21で算出されたオフセット量φoffsetnを記憶し(ステップS14)、オフセット除去演算部23に出力する。ステップS15では、次のピークを検出したか否か判断する。もし、ステップS15で次のピークを検出しなければ、オフセット除去演算部23では、磁束推定器11から出力される磁束推定値φ^から(17)式のようにオフセット量φoffsetnを減算してオフセット除去処理後磁束推定値φ^’を出力する(ステップS16)。
The offset storage unit 22 stores the offset amount φ offsetn calculated by the offset calculation unit 21 (step S14), and outputs it to the offset removal calculation unit 23. In step S15, it is determined whether the next peak has been detected. If the next peak is not detected in step S15, the offset removal calculation unit 23 subtracts the offset amount φoffsetn from the estimated magnetic flux φ ^ output from the
φ^’=φ^−φoffsetn (17) φ ^ '= φ ^ -φ offsetn (17)
そして、ステップS17では、オフセット量φoffsetnを磁束推定器11にフィードバックする。ステップS18では、駆動停止されるか否か判断し、駆動が停止されなければ、ステップS15を実行する。駆動が停止されれば、エンドとなる。
In step S17, the offset amount φoffsetn is fed back to the
図6(b)は、オフセット除去演算部23から出力される磁束推定値の時間変化である。 FIG. 6B is a time change of the estimated magnetic flux value output from the offset removal calculating unit 23.
もし、ステップS15において、ピーク検出部20で次のピーク検出されたならば、そのピーク値がオフセット算出部21に入力され、次のオフセットが算出され、オフセット記憶部22に出力される。それにより、オフセット記憶部22は、次のオフセットに更新して記憶し、オフセット除去演算部23に出力する。 If the next peak is detected by the peak detection unit 20 in step S15, the peak value is input to the offset calculation unit 21, and the next offset is calculated and output to the offset storage unit 22. Thereby, the offset storage unit 22 updates and stores the next offset, and outputs it to the offset removal calculation unit 23.
この方式の場合、オフセットは正弦波の位相90度分遅れて検出することになるが、低周波数の正弦波形でも関係なくオフセットを検出ができるメリットがある。また、この処理により検出したオフセットを図2に示すように磁束推定器11にフィードバックし、(7)式、(8)式の磁束推定計算値φα0^、φβ0^の積算処理を行い、その値からオフセット減算部31でオフセット量φαoffset,φβoffsetを減算することで磁束推定器11の出力段階でオフセットが減少し、磁束推定器11でのオフセットの取り残しをオフセット除去処理部12で解消することが可能となる。これにより、オフセットの除去は、オフセット除去演算部23だけでなく、オフセット減算部31においても行われるという二重の構造で行われるため、よりいっそうのオフセット除去の効果をもたらすことができる。その結果、推定速度に含まれる振動成分が減少して、今まで振動していた周波数帯や速度制御ゲインを大きくしてもモータ振動を減少させることが可能となる。
In the case of this method, the offset is detected with a delay of 90 degrees of the phase of the sine wave, but there is a merit that the offset can be detected regardless of a low-frequency sine waveform. Further, the offset detected by this processing is fed back to the
この方式は、磁束推定値のオフセットを除去するだけなので、推定速度のアルゴリズムに関係なく、どのような速度センサレスドライブでもモータ振動低減効果を得ることができる。また、図2のオフセット除去処理部12の処理は単純に周期波形からオフセットを取り除きたい場合の手法として用いることも可能であるため、極低周波数(例えば、0.25Hz)のハイパスフィルタ処理(またはオフセット除去処理)としても応用可能である。
Since this method only removes the offset of the estimated magnetic flux value, the motor vibration reduction effect can be obtained with any speed sensorless drive regardless of the estimated speed algorithm. Further, since the processing of the offset
以上説明したように、二次磁束の推定演算で生じた直流成分のオフセットを周波数に関係なく除去可能な手法と、さらに、磁束推定値の積算演算にてオフセット量の減算処理を組み合わせることで、モータの振動を抑制することが可能となる。 As described above, by combining a method capable of removing the offset of the DC component caused by the estimation calculation of the secondary magnetic flux regardless of the frequency, and further by subtracting the offset amount by the integration calculation of the magnetic flux estimation value, It becomes possible to suppress the vibration of the motor.
なお、本実施形態では、磁束推定値のオフセットの除去を、オフセット除去処理部12のオフセット除去演算部23と磁束推定器11のオフセット減算部31の両方で行うようにしたが、それに限らず、磁束推定値のオフセットの除去を、オフセット除去処理部12のオフセット除去演算部23においてだけ行うようにしたり、または、磁束推定器11のオフセット減算部31においてだけ行うようにすることもできる。
In the present embodiment, the offset removal of the magnetic flux estimation value is performed by both the offset removal calculation unit 23 of the offset
以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また数値および各構成の組成(材質)等については例示にすぎない。従って本発明は、説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。 The configurations, shapes, sizes, and arrangement relationships described in the above embodiments are merely schematically shown to the extent that the present invention can be understood and implemented, and the numerical values and the compositions (materials) of the respective components Is just an example. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments, and can be modified in various forms without departing from the scope of the technical idea shown in the claims.
本発明に係る誘導電動機の制御装置及び制御方法は、誘導電動機の駆動を制御する装置及び方法として利用される。 The control apparatus and control method for an induction motor according to the present invention are used as an apparatus and a method for controlling driving of an induction motor.
10 誘導電動機の制御装置
11 磁束推定器
12 オフセット除去処理部
13 ローパスフィルタ
20 ピーク検出部
21 オフセット算出部
22 オフセット記憶部
23 オフセット除去演算部
101 3相交流電源
102 ダイオード整流回路
103 平滑回路
104 インバータ回路
105 PWMゲート信号生成器
106 誘導電動機
107 電流センサ
108 3相/2相座標変換器
109 2相/dq座標変換器
112 速度推定器
114 すべり演算器
115 積分器
116 磁束PI制御器
117 磁束電流PI制御器
118 速度PI制御器
119 トルク電流PI制御器
120 dq/2相座標変換器
121 2相/3相座標変換器
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記誘導電動機に供給される電流を静止座標上のα相電流及びβ相電流に変換する3相/2相座標変換器と、
回転座標上のd軸成分の磁束電圧指令及びq軸成分のトルク電圧指令を、前記静止座標上のα相電圧指令及びβ相電圧指令に変換するdq/2相座標変換器と、
前記α相電流及びβ相電流と、前記α相電圧指令及びβ相電圧指令とを入力してα相磁束推定値及びβ相磁束推定値を算出する磁束推定器と、
前記α相磁束推定値及びβ相磁束推定値からオフセットを取り除くオフセット除去処理部と、
前記オフセット除去処理部からのオフセット除去処理後α相磁束推定値及びオフセット除去処理後β相磁束推定値を入力して前記誘導電動機の速度を推定する速度推定器と、
を備えることを特徴とする誘導電動機の制御装置。 In a control device for an induction motor that is vector-controlled without a speed sensor,
A three-phase / two-phase coordinate converter for converting the current supplied to the induction motor into an α-phase current and a β-phase current on a stationary coordinate;
A dq / 2-phase coordinate converter for converting a d-axis component magnetic flux voltage command and a q-axis component torque voltage command on rotational coordinates into an α-phase voltage command and a β-phase voltage command on the stationary coordinate;
A magnetic flux estimator that inputs the α-phase current and β-phase current and the α-phase voltage command and β-phase voltage command to calculate an α-phase flux estimated value and a β-phase flux estimated value;
An offset removal processing unit for removing an offset from the α-phase magnetic flux estimated value and the β-phase magnetic flux estimated value;
A speed estimator that estimates the speed of the induction motor by inputting the post-offset removal α-phase magnetic flux estimated value and the post-offset removal β-phase magnetic flux estimated value from the offset removal processing unit;
An induction motor control device comprising:
前記誘導電動機に供給される電流を静止座標上のα相電流及びβ相電流に変換する3相/2相座標変換ステップと、
回転座標上のd軸成分の磁束電圧指令及びq軸成分のトルク電圧指令を、前記静止座標上のα相電圧指令及びβ相電圧指令に変換するdq/2相座標変換ステップと、
前記α相電流及びβ相電流と、前記α相電圧指令及びβ相電圧指令とを入力してα相磁束推定値及びβ相磁束推定値を算出する磁束推定ステップと、
前記α相磁束推定値及びβ相磁束推定値からオフセットを取り除くオフセット除去処理ステップと、
前記オフセット除去処理ステップで得られたオフセット除去処理後α相磁束推定値及びオフセット除去処理後β相磁束推定値を入力して前記誘導電動機の速度を推定する速度推定ステップと、
を備えることを特徴とする誘導電動機の制御方法。 In a control method of an induction motor that is vector-controlled without a speed sensor,
A three-phase / 2-phase coordinate conversion step for converting the current supplied to the induction motor into an α-phase current and a β-phase current on a stationary coordinate;
A dq / 2-phase coordinate conversion step for converting a d-axis component magnetic flux voltage command and a q-axis component torque voltage command on the rotation coordinate into an α-phase voltage command and a β-phase voltage command on the stationary coordinate;
A magnetic flux estimation step for inputting the α-phase current and β-phase current and the α-phase voltage command and β-phase voltage command to calculate an α-phase magnetic flux estimated value and a β-phase magnetic flux estimated value;
An offset removal processing step of removing an offset from the α-phase magnetic flux estimated value and the β-phase magnetic flux estimated value;
A speed estimation step of estimating the speed of the induction motor by inputting the post-offset removal α phase magnetic flux estimated value and the offset removal post processing β phase magnetic flux estimated value obtained in the offset removal processing step;
An induction motor control method comprising:
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