JP2012157155A - Control device and control method for induction motor - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device or a control method for an induction motor that is able to obtain an equivalent rotational speed-torque characteristic to a torque motor by getting to know the rotational speed of the induction motor, calculating a torque command value from the rotational speed, and then controlling the induction motor with the use of the torque command value.SOLUTION: A control device 10 of an induction motor comprises: a torque command value calculation unit 18 for calculating a torque command value from a basic torque command value and detection speed of an induction motor 106 or an estimated speed by a speed estimation unit 112, and a torque current command value calculation unit 19 for calculating a torque current command value based on the torque command value.

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、トルク制御を行う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 an induction motor control device and control method for torque control.

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)

線材などドラムに巻かれている材料を一旦送り出して何らかの加工を施し、再び巻き取る従来の巻き取り装置は、図4で示す装置構成となる。図4で示す巻き取り装置200は、送り出し側ドラム201と送り出し側トルクモータ202と送り出し側ダンサーロール203と加工ブロック204と巻き取り側ダンサーロール205と巻き取り側ドラム206と巻き取り側トルクモータ207とトルクモータドライバ(モータコントローラ:送り出し側)208とトルクモータドライバ(モータコントローラ:巻き取り側)209とプログラマブルコントローラ(PLC)210を備えている。   A conventional winding device that once feeds a material wound around a drum, such as a wire, performs some processing, and winds the material again, has a device configuration shown in FIG. The winding device 200 shown in FIG. 4 includes a feeding-side drum 201, a feeding-side torque motor 202, a feeding-side dancer roll 203, a processing block 204, a winding-side dancer roll 205, a winding-side drum 206, and a winding-side torque motor 207. And a torque motor driver (motor controller: delivery side) 208, a torque motor driver (motor controller: winding side) 209, and a programmable controller (PLC) 210.

上記の巻き取り装置200では、材料の張力変動を吸収するため、図4で示したダンサーロール203,205を用いるが、電動機にトルクモータ202,207を使用して張力一定で巻き取ることで材料の張力変動を抑制している。トルクモータを用いた巻き取り制御装置として、特許文献2等に開示されている。   In the winding device 200 described above, the dancer rolls 203 and 205 shown in FIG. 4 are used in order to absorb the tension fluctuation of the material. However, the material is obtained by winding the motor at a constant tension using the torque motors 202 and 207. Tension fluctuations are suppressed. A winding control device using a torque motor is disclosed in Patent Document 2 and the like.

特開2001−037300号公報JP 2001-037300 A 特開平11−122982号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-122982

トルクモータは、図5に示すような回転速度−トルク特性を有しているため、トルクモータを駆動するためにモータ印加電圧を可変する必要があり、通常のインバータ(電動機の制御装置)によるV/f制御では駆動できず専用のモータコントローラが必要である。またトルクモータ自体が非常に高価なためシステムコストが高くなるという問題があった。そのため、トルクモータの代わりに汎用誘導電動機(以下、モータと称する)を用い、インバータで駆動されるモータによる巻き取り装置の要求があった。   Since the torque motor has a rotational speed-torque characteristic as shown in FIG. 5, it is necessary to vary the motor applied voltage in order to drive the torque motor, and a V by an ordinary inverter (electric motor control device) is required. The / f control cannot be driven and a dedicated motor controller is required. Further, since the torque motor itself is very expensive, there is a problem that the system cost becomes high. Therefore, there has been a demand for a winding device using a motor driven by an inverter using a general-purpose induction motor (hereinafter referred to as a motor) instead of a torque motor.

本発明の目的は、上記の課題に鑑み、モータの回転速度を把握し、その回転速度よりトルク指令値を演算した後、そのトルク指令値でモータを制御することでトルクモータと同等の回転速度−トルク特性が得られるようにすることができる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, an object of the present invention is to grasp the rotational speed of a motor, calculate a torque command value from the rotational speed, and then control the motor with the torque command value to achieve a rotational speed equivalent to that of the torque motor. An object of the present invention is to provide a control device or control method for an induction motor capable of obtaining torque characteristics.

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、3相電圧指令値に基づいて、直流電力を3相交流電力に変換して誘導電動機に供給するインバータ部と、前記誘導電動機に流れる3相電流を2相電流に変換する3相/2相座標変換部と、前記2相電流をd軸成分の磁束電流及びq軸成分のトルク電流に変換する2相/dq座標変換部と、磁束電流指令値及び前記磁束電流から磁束電圧指令値を生成する磁束電流制御部と、トルク電流指令値及び前記トルク電流からトルク電圧指令値を生成するトルク電流制御部と、前記磁束電圧指令値及び前記トルク電圧指令値から2相電圧指令値に変換するdq/2相座標変換部と、前記2相電圧指令値から前記3相電圧指令値に変換する2相/3相座標変換部と、前記2相電流及び前記2相電圧指令値から前記誘導電動機の磁束を推定する磁束推定部と、磁束指令値及び前記磁束推定部からの推定磁束から前記磁束電流指令値を生成する磁束制御部と、前記磁束推定部からの推定磁束から前記誘導電動機の速度を推定する速度推定部と、前記磁束電流指令値及び前記トルク電流指令値から前記誘導電動機のすべり角周波数を演算するすべり演算部と、前記誘導電動機の検出速度又は前記速度推定部からの推定速度と前記すべり角周波数とから位相角を演算する位相角演算部と、基本トルク指令値と前記誘導電動機の検出速度又は前記速度推定部からの推定速度とからトルク指令値を演算するトルク指令値演算部と、前記トルク指令値に基づいて、前記トルク電流指令値を演算するトルク電流指令値演算部と、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、好ましくは前記トルク指令値演算部は、基本トルク指令値T とトルク指令値T との関係が、回転速度Nの基準回転速度Nに対する大小関係で、N≧Nの場合は、T =T とし、N<Nの場合は、T =T (N/N)となるように演算を行うことを特徴とする。
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、好ましくは前記トルク指令値演算部は、低減率rと基本トルク指令値T とトルク指令値T との関係が、回転速度Nの基準回転速度Nに対する大小関係で、N≧Nの場合は、T =T とし、N<Nの場合は、T =T (r・N/(N+N(r−1)))となるように演算を行うことを特徴とする。
第1の誘導電動機の制御方法(請求項4に対応)は、3相電圧指令値に基づいて、直流電力を3相交流電力に変換して誘導電動機に供給するステップと、前記誘導電動機に流れる3相電流を2相電流に変換する3相/2相座標変換ステップと、前記2相電流をd軸成分の磁束電流及びq軸成分のトルク電流に変換する2相/dq座標変換ステップと、磁束電流指令値及び前記磁束電流から磁束電圧指令値を生成する磁束電流制御ステップと、トルク電流指令値及び前記トルク電流からトルク電圧指令値を生成するトルク電流制御ステップと、前記磁束電圧指令値及び前記トルク電圧指令値から2相電圧指令値に変換するdq/2相座標変換ステップと、前記2相電圧指令値から前記3相電圧指令値に変換する2相/3相座標変換ステップと、前記2相電流及び前記2相電圧指令値から前記誘導電動機の磁束を推定する磁束推定ステップと、磁束指令値及び前記磁束推定ステップからの推定磁束から前記磁束電流指令値を生成する磁束制御ステップと、前記磁束推定ステップからの推定磁束から前記誘導電動機の速度を推定する速度推定ステップと、前記磁束電流指令値及び前記トルク電流指令値から前記誘導電動機のすべり角周波数を演算するすべり演算ステップと、前記誘導電動機の検出速度又は前記速度推定ステップからの推定速度と前記すべり角周波数とから位相角を演算する位相角演算ステップと、基本トルク指令値と前記誘導電動機の検出速度又は前記速度推定ステップからの推定速度とからトルク指令値を演算するトルク指令値演算ステップと、前記トルク指令値に基づいて、前記トルク電流指令値を演算するトルク電流指令値演算ステップと、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、好ましくは前記トルク指令値演算ステップは、基本トルク指令値T とトルク指令値T との関係が、回転速度Nの基準回転速度Nに対する大小関係で、N≧Nの場合は、T =T とし、N<Nの場合は、T =T (N/N)となるように演算を行うことを特徴とする。
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、好ましくは前記トルク指令値演算ステップは、低減率rと基本トルク指令値T とトルク指令値T との関係が、回転速度Nの基準回転速度Nに対する大小関係で、N≧Nの場合は、T =T とし、N<Nの場合は、T =T (r・N/(N+N(r−1)))となるように演算を行うことを特徴とする。
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) includes: an inverter unit that converts DC power into three-phase AC power based on a three-phase voltage command value; and supplies the induction motor to the induction motor; A three-phase / two-phase coordinate conversion unit that converts a flowing three-phase current into a two-phase current; and a two-phase / dq coordinate conversion unit that converts the two-phase current into a d-axis component magnetic flux current and a q-axis component torque current; A magnetic flux current control unit that generates a magnetic flux voltage command value from the magnetic flux current command value and the magnetic flux current; a torque current control unit that generates a torque voltage command value from the torque current command value and the torque current; and the magnetic flux voltage command value A dq / 2-phase coordinate converter for converting the torque voltage command value into a two-phase voltage command value; a two-phase / three-phase coordinate converter for converting the two-phase voltage command value into the three-phase voltage command value; The two-phase current and the two-phase voltage command From the magnetic flux estimator for estimating the magnetic flux of the induction motor from the magnetic flux command value and the magnetic flux controller for generating the magnetic flux current command value from the estimated magnetic flux from the magnetic flux estimator, and the estimated magnetic flux from the magnetic flux estimator A speed estimator for estimating the speed of the induction motor; a slip calculator for calculating a slip angular frequency of the induction motor from the magnetic flux current command value and the torque current command value; and a detection speed of the induction motor or the speed estimator A phase angle calculation unit that calculates a phase angle from the estimated speed from the slip and the slip angular frequency, and a torque command value from the basic torque command value and the detected speed of the induction motor or the estimated speed from the speed estimation unit A torque command value calculation unit and a torque current command value calculation unit that calculates the torque current command value based on the torque command value are provided.
In the control device for the second induction motor (corresponding to claim 2), in the above configuration, the torque command value calculation unit preferably has a relationship between the basic torque command value T 0 * and the torque command value T m *. The relationship between the rotational speed N and the reference rotational speed N 0 is as follows. When N 0 ≧ N, T m * = T 0 * , and when N 0 <N, T m * = T 0 * (N 0 / N), the calculation is performed.
In the third induction motor control apparatus (corresponding to claim 3), in the above configuration, preferably, the torque command value calculation unit includes a reduction rate r, a basic torque command value T 0 *, and a torque command value T m *. relationship with is the magnitude relationship with respect to the reference rotational speed N 0 of the rotational speed N, in the case of N 0N, the T m * = T 0 *, in the case of N 0 <N, T m * = T 0 * The calculation is performed so as to be (r · N 0 / (N + N 0 (r−1))).
The first induction motor control method (corresponding to claim 4) includes a step of converting DC power into three-phase AC power based on a three-phase voltage command value and supplying the three-phase AC power to the induction motor; A three-phase / two-phase coordinate conversion step for converting a three-phase current into a two-phase current; a two-phase / dq coordinate conversion step for converting the two-phase current into a d-axis component magnetic flux current and a q-axis component torque current; A magnetic flux current command value and a magnetic flux current control step for generating a magnetic flux voltage command value from the magnetic flux current; a torque current control step for generating a torque voltage command value from the torque current command value and the torque current; and the magnetic flux voltage command value and A dq / 2-phase coordinate conversion step for converting the torque voltage command value into a two-phase voltage command value; a two-phase / three-phase coordinate conversion step for converting the two-phase voltage command value into the three-phase voltage command value; A magnetic flux estimation step for estimating the magnetic flux of the induction motor from the two-phase current and the two-phase voltage command value, and a magnetic flux control step for generating the magnetic flux current command value from the magnetic flux command value and the estimated magnetic flux from the magnetic flux estimation step; A speed estimation step for estimating the speed of the induction motor from the estimated magnetic flux from the magnetic flux estimation step; a slip calculation step for calculating a slip angular frequency of the induction motor from the magnetic flux current command value and the torque current command value; From the detected speed of the induction motor or the estimated angle from the speed estimation step and the phase angle calculation step of calculating the phase angle from the slip angular frequency, the basic torque command value and the detected speed of the induction motor or the speed estimation step A torque command value calculating step for calculating a torque command value from the estimated speed of the motor, and based on the torque command value. And a torque current command value calculating step for calculating the torque current command value. A second induction motor control method (corresponding to claim 5) is preferably the above method, In the torque command value calculation step, the relationship between the basic torque command value T 0 * and the torque command value T m * is a magnitude relationship between the rotation speed N and the reference rotation speed N 0 , and if N 0 ≧ N, T m When * = T 0 * and N 0 <N, the calculation is performed so that T m * = T 0 * (N 0 / N).
The third induction motor control method (corresponding to claim 6) is the above-described method. Preferably, the torque command value calculation step includes a reduction rate r, a basic torque command value T 0 *, and a torque command value T m *. relationship with is the magnitude relationship with respect to the reference rotational speed N 0 of the rotational speed N, in the case of N 0N, the T m * = T 0 *, in the case of N 0 <N, T m * = T 0 * The calculation is performed so as to be (r · N 0 / (N + N 0 (r−1))).

本発明によれば、モータの回転速度を把握し、その回転速度よりトルク指令値を演算した後、そのトルク指令値でモータを制御することでトルクモータと同等の回転速度−トルク特性が得られるようにすることができる誘導電動機の制御装置又は制御方法を提供することができる。   According to the present invention, a rotational speed-torque characteristic equivalent to that of a torque motor can be obtained by grasping the rotational speed of a motor, calculating a torque command value from the rotational speed, and then controlling the motor with the torque command value. It is possible to provide a control device or control method for an induction motor that can be configured as described above.

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。It is a block diagram which shows the structure of the control apparatus of the induction motor which concerns on this embodiment of this invention. 本発明の本実施形態に係る誘導電動機の制御装置でのトルク指令値演算の特性曲線である。It is a characteristic curve of the torque command value calculation in the control apparatus of the induction motor which concerns on this embodiment of this invention. 本発明の本実施形態に係る誘導電動機の制御装置の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation | movement of the control apparatus of the induction motor which concerns on this embodiment of this invention. 従来の巻き取り装置の構成図である。It is a block diagram of the conventional winding apparatus. トルクモータの回転速度−トルク特性の図である。It is a figure of the rotational speed-torque characteristic of a torque 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。   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.

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及びモータ(IM)106に接続され、モータ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、パルスジェネレータ(PG)センサ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110、磁束推定器111、速度推定器112、フィードバック速度切替器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、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。また、制御装置10は、トルク指令値演算部18とトルク電流指令値演算部19と速度PI制御器20とトルクリミッタ21とトルク指令値切替器22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 AC power source 101 and a motor (IM) 106 and controls the motor 106. Circuit 103, inverter circuit 104, PWM gate signal generator 105, pulse generator (PG) sensor 107, current sensor 108, three-phase / two-phase coordinate converter 109, two-phase / dq coordinate converter 110, magnetic flux estimator 111, Speed estimator 112, feedback speed switch 113, slip calculator 114, integrator 115, magnetic flux PI controller 116, magnetic flux current PI controller 117, torque current PI controller 119, dq / 2 phase coordinate converter 120, 2 A phase / 3-phase coordinate converter 121 is provided. The control device 10 also includes a torque command value calculation unit 18, a torque current command value calculation unit 19, a speed PI controller 20, a torque limiter 21, and a torque command value switch 22.

制御装置10は、磁束指令値φ と、基本トルク指令値T 又は最大速度指令値ωmmax を目標に、インバータ回路104を用いてモータ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 control device 10 drives the motor 106 using the inverter circuit 104 with the target of the magnetic flux command value φ d * and the basic torque command value T 0 * or the maximum speed command value ω mmax * . The function of the inverter circuit 104 is realized by a power switching element. Each function described below is configured by a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like. This is realized by a computer and a program stored in a ROM, a RAM, or the like.

制御装置10は、まず、磁束指令値φ と磁束推定器111によって推定された磁束推定値φ^との偏差Δφを偏差演算部122によって演算し、得られた偏差Δφ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Δφに基づいて磁束電流指令値I を生成する。次に、磁束電流指令値I と2相/dq座標変換器110から出力されるd軸の磁束電流iとの偏差ΔIを偏差演算部123によって演算し、得られた偏差ΔI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ΔIに基づいてd軸電圧指令V を生成する。 First, the control device 10 calculates a deviation Δφ d between the magnetic flux command value φ d * and the estimated magnetic flux value φ d ^ estimated by the magnetic flux estimator 111 by the deviation calculating unit 122, and the obtained deviation Δφ d is the magnetic flux. Input to the PI controller 116. The magnetic flux PI controller 116 generates a magnetic flux current command value I d * based on the input deviation Δφ d . Then, the magnetic flux current command value I d * and the deviation [Delta] d between the magnetic flux current i d of d-axis which is output from the 2-phase / dq coordinate converter 110 calculates the deviation calculation unit 123, the resulting deviation [Delta] I d Is input to the flux current PI controller 117. Flux current PI controller 117 generates a d-axis voltage command V d * on the basis of the input deviation [Delta] I d.

一方、制御装置10は、トルク指令値演算部18において、基本トルク指令値T と速度推定器112によって推定された速度推定値ω^または、パルスジェネレータセンサ107によって検出された速度ωとに基づいてトルク指令値T を演算する。そして、回転速度Nが回転速度制限値Nmaxより小さいときは、トルク指令値切替器22を介して、そのトルク指令値T がトルク電流指令値演算部19に入力され、そのトルク指令値T に基づいてトルク電流指令値演算部19は、トルク電流指令値I を演算する。また、回転速度Nが回転速度制限値Nmaxを超えたときは、回転速度制限値Nmaxから得られる最大速度指令値ωmmax と速度推定器112によって推定された速度推定値ω^または、パルスジェネレータセンサ107によって検出された速度ωとの偏差Δωを偏差演算部124によって演算し、得られた偏差Δωは速度PI制御器20に入力される。その出力はトルクリミッタ21によって制限され、トルク指令値切替器22を介してトルク電流指令値演算部19に入力される。トルク電流指令値演算部19は、入力された信号に基づいてトルク電流指令値I を生成する。次に、トルク電流指令値I と2相/dq座標変換器110から出力されるq軸のトルク電流iとの偏差ΔIを偏差演算部125によって演算し、得られた偏差ΔI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ΔIに基づいてq軸電圧指令V を生成する。 On the other hand, in the torque command value calculation unit 18, the control device 10 uses the basic torque command value T 0 * and the estimated speed value ω m ^ estimated by the speed estimator 112 or the detected speed ω m detected by the pulse generator sensor 107. Based on the above, the torque command value T m * is calculated. When the rotational speed N is smaller than the rotational speed limit value N max , the torque command value T m * is input to the torque current command value calculation unit 19 via the torque command value switch 22, and the torque command value Based on T m * , the torque current command value calculation unit 19 calculates a torque current command value I q * . Further, when the rotational speed N exceeds the rotational speed limit value N max, the rotation speed limit value N maximum speed command value obtained from the max omega mmax * and velocity estimates estimated by the speed estimator 112 omega m ^ or The deviation Δω m from the speed ω m detected by the pulse generator sensor 107 is calculated by the deviation calculation unit 124, and the obtained deviation Δω m is input to the speed PI controller 20. The output is limited by the torque limiter 21 and is input to the torque current command value calculation unit 19 via the torque command value switch 22. The torque current command value calculator 19 generates a torque current command value I q * based on the input signal. Next, the deviation ΔI q between the torque current command value I q * and the q-axis torque current i q output from the two-phase / dq coordinate converter 110 is calculated by the deviation calculation unit 125, and the obtained deviation ΔI q Is input to the torque current PI controller 119. The torque current PI controller 119 generates a q-axis voltage command V q * based on the input deviation ΔI q .

磁束電流PI制御器117から出力されるd軸電圧指令V と、トルク電流PI制御器119から出力されるq軸電圧指令V 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V とq軸電圧指令V 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V 、V 、V を生成する。生成された3相電圧指令V 、V 、V 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回路104の出力電圧を3相電圧指令V 、V 、V に従い制御する。 The d-axis voltage command V d * output from the magnetic flux current PI controller 117 and the q-axis voltage command V q * output from the torque current PI controller 119 are input to the dq / 2-phase coordinate converter 120. . The dq / 2-phase coordinate converter 120 generates a two-phase voltage command V for the α-axis and β-axis based on the d-axis voltage command V d * , the q-axis voltage command V q *, and the phase angle θ output from the integrator 115. α * and * are output. The two-phase voltage commands V α * and V β * are input to the two-phase / 3-phase coordinate converter 121. The two-phase / three-phase coordinate converter 121 uses the U-phase, V-phase, and W-phase three-phase voltage commands V u * , V v * , V based on the input two-phase voltage commands V α * , V β *. Generate w * . The generated three-phase voltage commands V u * , V v * , and V w * are input to a PWM (Pulse Width Moduration) gate signal generator 105. The PWM gate signal generator 105 controls the output voltage of the inverter circuit 104 according to the three-phase voltage commands V u * , V v * , and V w * by PWM control.

図1の構成図において、制御装置10には、3相のモータ106が接続されており、電流センサ108がモータ106のW相の電流iとU相の電流iを検出している。なお、この電流センサ108は、3相(U相,V相,W相)の内、2相(W相、U相)の電流i,i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iは一意に定められる。また、モータ106の速度ωは、パルスジェネレータセンサ107で検出している。 In the configuration diagram of FIG. 1, the control device 10, the 3-phase motor 106 is connected, a current sensor 108 detects the current i w and the U-phase current i u and W-phase of the motor 106. The current sensor 108 detects currents i w and iu of two phases (W phase, U phase) among three phases (U phase, V phase, W phase). sum current i v of from zero other one phase (V-phase) is determined uniquely. The speed ω m of the motor 106 is detected by a pulse generator sensor 107.

電流センサ108によって検出された電流i,iは、3相/2相座標変換器109に入力される。3相/2相座標変換器109は、電流i,i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110に出力する。2相/dq座標変換器110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iとq軸のトルク電流iを出力する。 The currents i w and i u detected by the current sensor 108 are input to the three-phase / two-phase coordinate converter 109. The three-phase / two-phase coordinate converter 109 performs three-phase / two-phase coordinate conversion based on the currents i w and i u to generate α- phase and β-axis two-phase currents i α and i β. / Dq output to the coordinate converter 110. The two-phase / dq coordinate converter 110 outputs a d-axis magnetic flux current i d and a q-axis torque current i q based on the two-phase currents i α and i β and the phase angle θ output from the integrator 115. To do.

一方、磁束推定器111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109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、それらを速度推定器112に出力する。速度推定器112は、磁束推定値φα^、φβ^に基づいて速度推定値ω^を生成する。フィードバック速度切替器113は、フィードバックに用いる速度信号として速度推定値ω^を用いるか、パルスジェネレータセンサ107によって検出された速度ωを用いるかを選択して切り替えることができるスイッチである。 On the other hand, the magnetic flux estimator 111 includes the two-phase voltage commands V α * and V β * output from the dq / 2-phase coordinate converter 120 and the two-phase current i output from the three-phase / 2-phase coordinate converter 109. Based on α and i β , the α axis and β axis magnetic flux estimation values φ α ^ and φ β ^ are generated and output to the speed estimator 112. The speed estimator 112 generates a speed estimated value ω m ^ based on the magnetic flux estimated values φ α ^ and φ β ^. The feedback speed switch 113 is a switch that can select and switch whether to use the estimated speed value ω m ^ or the speed ω m detected by the pulse generator sensor 107 as a speed signal used for feedback.

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I と、トルク電流指令値演算部19から出力されるトルク電流指令値I とに基づいて、モータ106のすべり速度推定値ωを演算し、演算器126は、速度推定値ω^または、速度ωと、すべり速度推定値ωとを入力し、ω=ω^+ωまたはω=ω+ωを演算し、電源角周波数(インバータ出力角周波数)ωを出力する。このω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110と、dq/2相座標変換器120に入力される。 The slip calculator 114 is based on the magnetic flux current command value I d * output from the magnetic flux PI controller 116 and the torque current command value I q * output from the torque current command value calculator 19. The estimated slip speed value ω s is calculated, and the calculator 126 inputs the estimated speed value ω m ^ or the speed ω m and the estimated slip speed value ω s, and ω e = ω m ^ + ω s or ω e. = Ω m + ω s is calculated and the power source angular frequency (inverter output angular frequency) ω e is output. This ω e is converted into a phase angle θ by the integrator 115 and input to the two-phase / dq coordinate converter 110 and the dq / 2-phase coordinate converter 120.

上記のように、モータ106を制御する場合、磁束とトルクを個別に制御するベクトル制御が使用される。トルクはモータ106の速度をパルスジェネレータセンサ107で検出するか、又はモータパラメータ及び2相電圧指令Vα 、Vβ とモータ106の電流i,i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^とともに速度推定値ω^を演算することにより、モータ106の速度信号(ω^またはω)と基本トルク指令値T とに基づいてトルク指令値演算部18において、トルク指令値T を演算する。そして、回転速度Nが回転速度制限値Nmaxより小さいときは、トルク指令値切替器22を介して、そのトルク指令値T がトルク電流指令値演算部19に入力され、そのトルク指令値T に基づいてトルク電流指令値演算部19は、トルク電流指令値I を演算する。また、回転速度Nが回転速度制限値Nmaxを超えたときは、回転速度制限値Nmaxから得られる最大速度指令値ωmmax と速度推定器112によって推定された速度推定値ω^または、パルスジェネレータセンサ107によって検出された速度ωとの偏差Δωを偏差演算部124によって演算し、得られた偏差Δωは速度PI制御器20に入力される。その出力はトルクリミッタ21によって制限され、トルク指令値切替器22を介してトルク電流指令値演算部19に入力される。トルク電流指令値演算部19は、入力された信号に基づいてトルク電流指令値I を生成する。一方磁束は、モータ106の励磁電流から演算された磁束指令値φ と磁束推定値φ^との偏差ΔφからPI制御することで磁束電流指令値I を生成する。それぞれの電流指令値I 、I とモータ106の電流i,iを座標変換して得られた回転座標(q軸、d軸)上の電流i,iとの偏差ΔI、ΔIからPI制御を行い、電圧指令値V 、V を生成し、最終的に3相交流の電圧指令値V 、V 、V 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モータ106を駆動する。 As described above, when the motor 106 is controlled, vector control for individually controlling the magnetic flux and the torque is used. As for the torque, the speed of the motor 106 is detected by the pulse generator sensor 107, or the two-phase current i α obtained from the motor parameters and the two-phase voltage commands V α * and V β * and the motor currents i w and i u. , I β and the estimated magnetic flux values φ α ^, φ β ^ together with the estimated speed value ω m ^, the motor 106 speed signal (ω m ^ or ω m ) and the basic torque command value are calculated. Based on T 0 * , the torque command value calculation unit 18 calculates a torque command value T m * . When the rotational speed N is smaller than the rotational speed limit value N max , the torque command value T m * is input to the torque current command value calculation unit 19 via the torque command value switch 22, and the torque command value Based on T m * , the torque current command value calculation unit 19 calculates a torque current command value I q * . When the rotational speed N exceeds the rotational speed limit value Nmax, the maximum speed command value ω mmax * obtained from the rotational speed limit value Nmax and the estimated speed value ω m ^ estimated by the speed estimator 112 or a pulse A deviation Δω m from the speed ω m detected by the generator sensor 107 is calculated by the deviation calculating unit 124, and the obtained deviation Δω m is input to the speed PI controller 20. The output is limited by the torque limiter 21 and is input to the torque current command value calculation unit 19 via the torque command value switch 22. The torque current command value calculator 19 generates a torque current command value I q * based on the input signal. On the other hand, the magnetic flux generates a magnetic flux current command value I d * by performing PI control from a deviation Δφ d between the magnetic flux command value φ d * calculated from the excitation current of the motor 106 and the magnetic flux estimated value φ d ^. Each of the current instruction value I q *, the deviation between I d * and the current i w of the motor 106, rotating coordinate a i u obtained by coordinate transformation (q-axis, d-axis) current i q on, i d [Delta] I q, performs PI control from [Delta] I d, * voltage command value V q, generates a V d *, voltage command value finally three-phase alternating current V u *, V v *, converted to V w * Then, the PWM gate signal is generated to control the switching of the inverter circuit 104 to drive the motor 106.

次に、図1及び図2に基づき本発明の動作を説明する。図2は、トルク指令値演算部18で行われる演算を説明するためのグラフである。図1の制御ブロックは、ベクトル制御のブロック図となっているが、トルクモータと同等の回転速度−トルク特性を実現するに当たり、トルク指令値演算部18によってトルク指令値T を基本トルク指令値T 及びモータ106の回転速度Nから演算する。また、トルク電流指令値演算部19は、トルク指令値T に基づいてトルク電流指令値i を演算する。さらに、トルク指令値切替器22は、回転速度Nが回転速度制限値Nmax以下のときは、トルク指令値演算部18からの出力をトルク電流指令値演算部19に入力するように切り替え、回転速度Nが回転速度制限値Nmax以上になったときはトルクリミッタ21からの出力をトルク電流指令値演算部19に入力するように切り替える。 Next, the operation of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a graph for explaining the calculation performed by the torque command value calculation unit 18. The control block of FIG. 1 is a block diagram of vector control. In order to realize a rotational speed-torque characteristic equivalent to that of a torque motor, a torque command value T m * is converted to a basic torque command by a torque command value calculation unit 18. Calculation is performed from the value T 0 * and the rotational speed N of the motor 106. Further, the torque current command value calculation unit 19 calculates a torque current command value i q * based on the torque command value T m * . Further, when the rotational speed N is equal to or lower than the rotational speed limit value N max , the torque command value switcher 22 switches so that the output from the torque command value calculation unit 18 is input to the torque current command value calculation unit 19. When the speed N becomes equal to or higher than the rotational speed limit value Nmax , switching is performed so that the output from the torque limiter 21 is input to the torque current command value calculation unit 19.

通常のトルク制御は、外部から任意のトルク指令値を受けて、そのトルク指令値に追従するトルクを出力する。本発明ではトルクモータのように回転速度に応じたトルク特性を得られるよう、モータ106の回転速度(回転角周波数ω又は推定回転角周波数ω^)をフィードバックして、図2に示すようなトルク指令値を自動で生成するようにしている。図2での横軸は、回転速度Nを表し、縦軸は、トルク指令値T を表している。図2では、縦軸のT はトルク指令値T に対する低減率(トルク低減率)で示している。 Normal torque control receives an arbitrary torque command value from the outside, and outputs a torque that follows the torque command value. In the present invention, as shown in FIG. 2, the rotational speed (rotational angular frequency ω m or estimated rotational angular frequency ω m ^) of the motor 106 is fed back so that torque characteristics corresponding to the rotational speed can be obtained like a torque motor. Torque command value is automatically generated. The horizontal axis in FIG. 2 represents the rotational speed N, and the vertical axis represents the torque command value T m * . In FIG. 2, T m * on the vertical axis represents a reduction rate (torque reduction rate) with respect to the torque command value T 0 * .

図2に示すように、トルク指令値演算部18では、モータ106のトルク指令値T を回転速度Nに対して定トルク指令値と低減トルク指令値の領域に分割する。領域を分割するモータ106の基準回転速度Nは任意の値で設定可能である。回転速度Nが基準回転速度Nより小さいときは、トルク指令値T を100%出力する定トルク指令値であり、定トルク指令値については基本となる基本トルク指令値T をそのまま出力するようにしておく。この基本トルク指令値T は任意の値で設定可能である。回転速度Nが基準回転速度N以上のときは図2の基本カーブで示す低減トルク指令値となる。低減トルク指令値については基本トルク指令値T とモータ106の回転速度Nから(1)式で計算されたトルク指令値T を出力する(図2の曲線(基本カーブ))。 As shown in FIG. 2, the torque command value calculation unit 18 divides the torque command value T m * of the motor 106 into regions of a constant torque command value and a reduced torque command value with respect to the rotational speed N. Reference rotational speed N 0 of the motor 106 for dividing the region can be set at any value. When the rotational speed N is smaller than the reference rotational speed N 0 , the torque command value T m * is a constant torque command value that outputs 100%, and the basic torque command value T 0 * that is the basic value is used for the constant torque command value. Make it output. This basic torque command value T 0 * can be set as an arbitrary value. When the rotation speed N is equal to or higher than the reference rotation speed N 0 , the reduced torque command value shown by the basic curve in FIG. 2 is obtained. For the reduced torque command value, the torque command value T m * calculated by the equation (1) is output from the basic torque command value T 0 * and the rotational speed N of the motor 106 (curve (basic curve) in FIG. 2).

=T (N/N)・・・・(1) T m * = T 0 * (N 0 / N) (1)

なお、低減トルク指令値の低減率を任意に設定できるようにするため、別途入力により低減率rを設定しておき、(2)式を用いることで自由にトルク特性を可変することが可能となる(図2の曲線(ゲイン倍カーブ1,ゲイン倍カーブ2))。   In order to be able to arbitrarily set the reduction rate of the reduction torque command value, it is possible to set the reduction rate r separately by input and to vary the torque characteristics freely by using the equation (2). (Curve of FIG. 2 (gain double curve 1, gain double curve 2)).

=T (r・N/(N+N(r−1)))・・・・(2) T m * = T 0 * (r · N 0 / (N + N 0 (r−1))) (2)

図2でのゲイン倍カーブ1は(2)式でのrを1より小さくした場合であり、ゲイン倍カーブ2は(2)式でのrを1より大きくした場合である。   The gain multiplication curve 1 in FIG. 2 is a case where r in the equation (2) is made smaller than 1, and the gain multiplication curve 2 is a case where r in the equation (2) is made larger than 1.

また、回転速度制限値Nmaxを設定しておき、回転速度Nが回転速度制限値Nmaxを超えた場合は回転速度制限値Nmaxによる速度制御に切り替えを行い、回転速度Nの上昇による危険を回避するようにする。すなわち、トルク指令値切替器22を、トルク指令値演算部18との接続からトルクリミッタ21との接続に切り替える。 Alternatively, it is acceptable to set the rotation speed limit value N max, when the rotational speed N exceeds the rotational speed limit value N max is to switch the speed control by the rotational speed limit value N max, danger due to the increase of the rotational speed N To avoid. That is, the torque command value switch 22 is switched from the connection with the torque command value calculation unit 18 to the connection with the torque limiter 21.

図3は、制御装置10のトルク指令値演算部18とトルク指令値切替器22で行われる動作を説明するフローチャートである。
ステップS11:トルク指令値演算部18にトルク指令値T が入力される。
ステップS12:速度推定値ω^又は速度ωが入力される。
ステップS13:速度推定値ω^又は速度ωから回転速度Nが計算される。
ステップS14:回転速度Nが基準回転速度Nより小さい(N<N)か否か判断する。YESのとき、ステップS15を実行し、NOのとき、ステップS16を実行する。
ステップS15:トルク指令値T としてT をそのまま出力する。
ステップS16:回転速度Nが回転速度制限値Nmaxより小さい(N<Nmax)か否か判断する。YESのとき、ステップS17を実行し、NOのとき、ステップS18を実行する。
ステップS17:トルク指令値T としてT (N/N)を出力する。
ステップS18:トルクリミッタ21からの出力をトルク電流指令値演算部19に入力するようにトルク指令値切替器(スイッチ)22を切り替える。
そして、リターンする。
FIG. 3 is a flowchart for explaining operations performed by the torque command value calculation unit 18 and the torque command value switch 22 of the control device 10.
Step S11: The torque command value T 0 * is input to the torque command value calculation unit 18.
Step S12: The estimated speed value ω m ^ or the speed ω m is input.
Step S13: The rotational speed N is calculated from the estimated speed value ω m ^ or the speed ω m .
Step S14: the rotational speed N is the reference rotational speed N 0 is smaller than (N <N 0) it determines whether. When YES, step S15 is executed, and when NO, step S16 is executed.
Step S15: T 0 * is output as it is as the torque command value T m * .
Step S16: It is determined whether or not the rotational speed N is smaller than the rotational speed limit value Nmax (N < Nmax ). When YES, step S17 is executed, and when NO, step S18 is executed.
Step S17: T 0 * (N 0 / N) is output as the torque command value T m * .
Step S18: The torque command value switch (switch) 22 is switched so that the output from the torque limiter 21 is input to the torque current command value calculation unit 19.
Then return.

なお、上記のステップS17は、T としてT (r・N/(N+N(r−1)))を出力するようにすることができる。また、図5で示したトルクモータの回転速度−トルク特性と同様に、出力されるトルク指令値Tm*を回転速度Nの増加で直線的に減少するような一次関数になるように設定することもできる。 Note that step S17 described above, T m * as T 0 * (r · N 0 / (N + N 0 (r-1))) can be made to output. Further, similarly to the rotational speed-torque characteristics of the torque motor shown in FIG. 5, the output torque command value Tm * is set to be a linear function that linearly decreases as the rotational speed N increases. You can also.

以上説明したように、モータの回転速度によりトルク指令値を自動で可変することで、トルクモータと同等の回転速度−トルク特性を得られる。また、基本トルクや低減トルクとなる回転速度やトルク低減率を任意に設定することで、自由に回転速度−トルク特性を設定することが可能となる。この結果、トルクモータを使用していた巻き取り装置に、モータ(汎用誘導電動機)を用いて安価でかつ安定した巻き取り装置を実現することが可能となる。   As described above, by automatically changing the torque command value according to the rotation speed of the motor, a rotation speed-torque characteristic equivalent to that of the torque motor can be obtained. Moreover, it is possible to freely set the rotational speed-torque characteristics by arbitrarily setting the rotational speed and the torque reduction rate as basic torque and reduced torque. As a result, it is possible to realize an inexpensive and stable winding device using a motor (general-purpose induction motor) for the winding device that used the torque motor.

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 variously modified 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
18 トルク指令値演算部
19 トルク電流指令値演算部
20 速度PI制御器
21 トルクリミッタ
22 トルク指令値切替器
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(モータ)
107 パルスジェネレータ(PG)センサ
108 電流センサ
109 3相/2相座標変換器
110 2相/dq座標変換器
111 磁束推定器
112 速度推定器
113 フィードバック速度切替器
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
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
122 偏差演算部
123 偏差演算部
124 偏差演算部
125 偏差演算部
126 偏差演算部
200 巻き取り装置
201 送り出し側ドラム
202 送り出し側トルクモータ
203 送り出し側ダンサーロール
204 加工ブロック
205 巻き取り側ダンサーロール
206 巻き取り側ドラム
207 巻き取り側トルクモータ
208 トルクモータドライバ(モータコントローラ:送り出し側)
209 トルクモータドライバ(モータコントローラ:巻き取り側)
210 プログラマブルコントローラ(PLC)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Control apparatus of induction motor 18 Torque command value calculating part 19 Torque current command value calculating part 20 Speed PI controller 21 Torque limiter 22 Torque command value switching device 101 Three-phase alternating current power supply 102 Diode rectifier circuit 103 Smoothing circuit 104 Inverter circuit 105 PWM Gate signal generator 106 Induction motor (motor)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 107 Pulse generator (PG) sensor 108 Current sensor 109 Three-phase / two-phase coordinate converter 110 Two-phase / dq coordinate converter 111 Magnetic flux estimator 112 Speed estimator 113 Feedback speed switcher 114 Slip calculator 115 Integrator 116 Magnetic flux PI Controller 117 Magnetic flux current PI controller 119 Torque current PI controller 120 dq / 2 phase coordinate converter 121 2 phase / 3 phase coordinate converter 122 Deviation calculation unit 123 Deviation calculation unit 124 Deviation calculation unit 125 Deviation calculation unit 126 Deviation calculation Part 200 Winding device 201 Delivery side drum 202 Delivery side torque motor 203 Delivery side dancer roll 204 Processing block 205 Winding side dancer roll 206 Winding side drum 207 Winding side torque motor 208 Torque motor driver (motor) Controller: Sending side)
209 Torque motor driver (motor controller: winding side)
210 Programmable controller (PLC)

Claims (6)

3相電圧指令値に基づいて、直流電力を3相交流電力に変換して誘導電動機に供給するインバータ部と、
前記誘導電動機に流れる3相電流を2相電流に変換する3相/2相座標変換部と、
前記2相電流をd軸成分の磁束電流及びq軸成分のトルク電流に変換する2相/dq座標変換部と、
磁束電流指令値及び前記磁束電流から磁束電圧指令値を生成する磁束電流制御部と、
トルク電流指令値及び前記トルク電流からトルク電圧指令値を生成するトルク電流制御部と、
前記磁束電圧指令値及び前記トルク電圧指令値から2相電圧指令値に変換するdq/2相座標変換部と、
前記2相電圧指令値から前記3相電圧指令値に変換する2相/3相座標変換部と、
前記2相電流及び前記2相電圧指令値から前記誘導電動機の磁束を推定する磁束推定部と、
磁束指令値及び前記磁束推定部からの推定磁束から前記磁束電流指令値を生成する磁束制御部と、
前記磁束推定部からの推定磁束から前記誘導電動機の速度を推定する速度推定部と、
前記磁束電流指令値及び前記トルク電流指令値から前記誘導電動機のすべり角周波数を演算するすべり演算部と、
前記誘導電動機の検出速度又は前記速度推定部からの推定速度と前記すべり角周波数とから位相角を演算する位相角演算部と、
基本トルク指令値と前記誘導電動機の検出速度又は前記速度推定部からの推定速度とからトルク指令値を演算するトルク指令値演算部と、
前記トルク指令値に基づいて、前記トルク電流指令値を演算するトルク電流指令値演算部と、を備えることを特徴とする誘導電動機の制御装置。
An inverter unit that converts DC power into three-phase AC power and supplies it to the induction motor based on the three-phase voltage command value;
A three-phase / two-phase coordinate converter for converting a three-phase current flowing through the induction motor into a two-phase current;
A two-phase / dq coordinate converter for converting the two-phase current into a d-axis component magnetic flux current and a q-axis component torque current;
A magnetic flux current command value and a magnetic flux current control unit that generates a magnetic flux voltage command value from the magnetic flux current;
A torque current control unit that generates a torque voltage command value from the torque current command value and the torque current;
A dq / 2-phase coordinate converter for converting the magnetic flux voltage command value and the torque voltage command value into a two-phase voltage command value;
A 2-phase / 3-phase coordinate converter for converting the 2-phase voltage command value into the 3-phase voltage command value;
A magnetic flux estimator for estimating the magnetic flux of the induction motor from the two-phase current and the two-phase voltage command value;
A magnetic flux control unit that generates the magnetic flux current command value from a magnetic flux command value and an estimated magnetic flux from the magnetic flux estimation unit;
A speed estimator that estimates the speed of the induction motor from the estimated magnetic flux from the magnetic flux estimator;
A slip calculator for calculating a slip angular frequency of the induction motor from the magnetic flux current command value and the torque current command value;
A phase angle calculator that calculates a phase angle from the detected speed of the induction motor or the estimated speed from the speed estimator and the slip angular frequency;
A torque command value calculation unit that calculates a torque command value from a basic torque command value and a detected speed of the induction motor or an estimated speed from the speed estimation unit;
An induction motor control device comprising: a torque current command value calculation unit that calculates the torque current command value based on the torque command value.
前記トルク指令値演算部は、基本トルク指令値T とトルク指令値T との関係が、回転速度Nの基準回転速度Nに対する大小関係で、
≧Nの場合は、T =T とし、
<Nの場合は、T =T (N/N)
となるように演算を行うことを特徴とする請求項1記載の誘導電動機の制御装置。
In the torque command value calculation unit, the relationship between the basic torque command value T 0 * and the torque command value T m * is a magnitude relationship between the rotation speed N and the reference rotation speed N 0 .
When N 0 ≧ N, T m * = T 0 *
If N 0 <N, then T m * = T 0 * (N 0 / N)
2. The induction motor control device according to claim 1, wherein the calculation is performed so that
前記トルク指令値演算部は、低減率rと基本トルク指令値T とトルク指令値T との関係が、回転速度Nの基準回転速度Nに対する大小関係で、
≧Nの場合は、T =T とし、
<Nの場合は、T =T (r・N/(N+N(r−1)))
となるように演算を行うことを特徴とする請求項1記載の誘導電動機の制御装置。
In the torque command value calculation unit, the relationship between the reduction rate r, the basic torque command value T 0 *, and the torque command value T m * is a magnitude relationship between the rotation speed N and the reference rotation speed N 0 .
When N 0 ≧ N, T m * = T 0 *
When N 0 <N, T m * = T 0 * (r · N 0 / (N + N 0 (r−1)))
2. The induction motor control device according to claim 1, wherein the calculation is performed so that
3相電圧指令値に基づいて、直流電力を3相交流電力に変換して誘導電動機に供給するステップと、
前記誘導電動機に流れる3相電流を2相電流に変換する3相/2相座標変換ステップと、
前記2相電流をd軸成分の磁束電流及びq軸成分のトルク電流に変換する2相/dq座標変換ステップと、
磁束電流指令値及び前記磁束電流から磁束電圧指令値を生成する磁束電流制御ステップと、
トルク電流指令値及び前記トルク電流からトルク電圧指令値を生成するトルク電流制御ステップと、
前記磁束電圧指令値及び前記トルク電圧指令値から2相電圧指令値に変換するdq/2相座標変換ステップと、
前記2相電圧指令値から前記3相電圧指令値に変換する2相/3相座標変換ステップと、
前記2相電流及び前記2相電圧指令値から前記誘導電動機の磁束を推定する磁束推定ステップと、
磁束指令値及び前記磁束推定ステップからの推定磁束から前記磁束電流指令値を生成する磁束制御ステップと、
前記磁束推定ステップからの推定磁束から前記誘導電動機の速度を推定する速度推定ステップと、
前記磁束電流指令値及び前記トルク電流指令値から前記誘導電動機のすべり角周波数を演算するすべり演算ステップと、
前記誘導電動機の検出速度又は前記速度推定ステップからの推定速度と前記すべり角周波数とから位相角を演算する位相角演算ステップと、
基本トルク指令値と前記誘導電動機の検出速度又は前記速度推定ステップからの推定速度とからトルク指令値を演算するトルク指令値演算ステップと、
前記トルク指令値に基づいて、前記トルク電流指令値を演算するトルク電流指令値演算ステップと、を備えることを特徴とする誘導電動機の制御方法。
Converting DC power into three-phase AC power based on the three-phase voltage command value and supplying the converted power to the induction motor;
A three-phase / two-phase coordinate conversion step for converting a three-phase current flowing through the induction motor into a two-phase current;
A two-phase / dq coordinate conversion step for converting the two-phase current into a d-axis component magnetic flux current and a q-axis component torque current;
A magnetic flux current command value and a magnetic flux current control step for generating a magnetic flux voltage command value from the magnetic flux current;
A torque current control step for generating a torque voltage command value from the torque current command value and the torque current; and
A dq / 2-phase coordinate conversion step for converting the magnetic flux voltage command value and the torque voltage command value into a two-phase voltage command value;
A 2-phase / 3-phase coordinate conversion step of converting the 2-phase voltage command value into the 3-phase voltage command value;
A magnetic flux estimation step for estimating the magnetic flux of the induction motor from the two-phase current and the two-phase voltage command value;
A magnetic flux control step for generating the magnetic flux current command value from a magnetic flux command value and an estimated magnetic flux from the magnetic flux estimation step;
A speed estimation step of estimating the speed of the induction motor from the estimated magnetic flux from the magnetic flux estimation step;
A slip calculating step for calculating a slip angular frequency of the induction motor from the magnetic flux current command value and the torque current command value;
A phase angle calculating step for calculating a phase angle from the detected speed of the induction motor or the estimated speed from the speed estimating step and the slip angular frequency;
A torque command value calculating step for calculating a torque command value from a basic torque command value and a detected speed of the induction motor or an estimated speed from the speed estimating step;
And a torque current command value calculating step for calculating the torque current command value based on the torque command value.
前記トルク指令値演算ステップは、基本トルク指令値T とトルク指令値T との関係が、回転速度Nの基準回転速度Nに対する大小関係で、
≧Nの場合は、T =T とし、
<Nの場合は、T =T (N/N)
となるように演算を行うことを特徴とする請求項4記載の誘導電動機の制御方法。
In the torque command value calculating step, the relationship between the basic torque command value T 0 * and the torque command value T m * is a magnitude relationship between the rotation speed N and the reference rotation speed N 0 .
When N 0 ≧ N, T m * = T 0 *
If N 0 <N, then T m * = T 0 * (N 0 / N)
5. The method of controlling an induction motor according to claim 4, wherein the calculation is performed so that
前記トルク指令値演算ステップは、低減率rと基本トルク指令値T とトルク指令値T との関係が、回転速度Nの基準回転速度Nに対する大小関係で、
≧Nの場合は、T =T とし、
<Nの場合は、T =T (r・N/(N+N(r−1)))
となるように演算を行うことを特徴とする請求項4記載の誘導電動機の制御方法。
In the torque command value calculation step, the relationship between the reduction rate r, the basic torque command value T 0 *, and the torque command value T m * is a magnitude relationship between the rotation speed N and the reference rotation speed N 0 .
When N 0 ≧ N, T m * = T 0 *
When N 0 <N, T m * = T 0 * (r · N 0 / (N + N 0 (r−1)))
5. The method of controlling an induction motor according to claim 4, wherein the calculation is performed so that
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