JP2015186346A - induction motor drive system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve control accuracy of output torque by calculating the slip frequency of an induction motor drive system by using the difference between a torque reference and an output torque.SOLUTION: An induction motor drive system 30a includes: a resolver 12 for detecting the rotational frequency of an induction motor 11; an inverter 5 for performing variable speed control of the induction motor 11; a vector control part 21 for controlling the inverter 5 by using vector control; an output torque calculation part 13a for calculating an output torque; a difference torque calculation part 14 for calculating a difference torque between the calculated output torque and a torque reference; a calculation and memory part 16 for storing a difference torque calculated for each operation condition as torque correction data and calculating a correction torque which compensates for shortage of the output torque; and a slip frequency calculation part 10 for calculating a command value of a slip frequency and outputting it to the vector control part 21.

Description

本発明は、誘導電動機の出力補償機能を備える誘導電動機駆動システムに関する。   The present invention relates to an induction motor drive system having an output compensation function of an induction motor.

従来の圧延設備に適用される誘導電動機駆動システムでは、電動機の電動機二次抵抗変化による出力トルクのずれを固定子巻線に設けたRTD(Resistance Temperature Detector:抵抗温度検出器)等の温度から推定し補償していた。   In an induction motor drive system applied to a conventional rolling facility, a deviation in output torque due to a change in motor secondary resistance of the motor is estimated from the temperature of an RTD (Resistance Temperature Detector) provided in the stator winding. And compensated.

なお、誘導電動機の二次抵抗補償方式において、誘導電動機の温度変化に伴って変化する二次抵抗から算出される、すべり角周波数指令値の変化を補償することが知られている(例えば、特許文献1を参照)。   In addition, in the secondary resistance compensation method for induction motors, it is known to compensate for changes in slip angular frequency command values calculated from secondary resistances that change with temperature changes in induction motors (for example, patents). Reference 1).

特開平7−303398号公報JP-A-7-303398

例えば、図6は従来例の誘導電動機駆動システムの構成を示すブロック図である。図6に示す圧延設備などに適用される誘導電動機駆動システム300には、すべり周波数制御が採用されているが、このすべり周波数(すべり角周波数指令値ωs)演算には回転子の時定数が含まれる。この時定数には電動機二次抵抗が含まれ、誘導電動機111の温度変化により電動機二次抵抗値が大きく変動するため、この時定数を補正する手段として誘導電動機111の固定子巻線に温度検出器113等が設けられている。 For example, FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a conventional induction motor drive system. The induction motor drive system 300 applied to the rolling equipment shown in FIG. 6 employs slip frequency control. The slip frequency (slip angular frequency command value ωs * ) is calculated by the time constant of the rotor. included. This time constant includes the secondary resistance of the motor, and since the secondary resistance value of the motor greatly fluctuates due to the temperature change of the induction motor 111, temperature detection is performed on the stator winding of the induction motor 111 as means for correcting this time constant. A vessel 113 and the like are provided.

誘導電動機駆動システム300では、固定子巻線に温度検出器113からの検出温度T_TEMPを用いて、電動機二次抵抗値を推定する。例えば、この検出温度T_TEMPから、二次抵抗補償ゲイン部114、上下限リミット部115および二次抵抗補償演算部116により、電動機二次抵抗値が推定され、さらにこれを基準温度に基づく標準時定数との比較によって補正される。   In the induction motor drive system 300, the secondary resistance value of the motor is estimated using the detected temperature T_TEMP from the temperature detector 113 for the stator winding. For example, the secondary resistance value of the motor is estimated from the detected temperature T_TEMP by the secondary resistance compensation gain unit 114, the upper and lower limit limit unit 115, and the secondary resistance compensation calculation unit 116, and is further converted into a standard time constant based on the reference temperature. It is corrected by comparison.

すべり周波数演算部110は、この補正した二次抵抗値を用いて、すべり周波数演算を行う。しかしながら、検出温度T_TEMPは、回転子側の実際の温度ではなく、また、固定子巻線の温度検出箇所が一点のため、誘導電動機111内の温度を全体で把握できず、二次抵抗補償演算部116等による補正した電動機二次抵抗値に誤差が生じ、実際の出力トルクにも誤差が生じるという課題があった。   The slip frequency calculation unit 110 performs a slip frequency calculation using the corrected secondary resistance value. However, the detected temperature T_TEMP is not the actual temperature on the rotor side, and since the temperature detection point of the stator winding is one point, the temperature inside the induction motor 111 cannot be grasped as a whole, and the secondary resistance compensation calculation There is a problem that an error occurs in the motor secondary resistance value corrected by the unit 116 and the like, and an error also occurs in the actual output torque.

すなわち、電源角周波数ω0を安定にするためには、すべり周波数演算において明らかなように、すべり角周波数指令値ωsの関数であるとする電動機二次時定数が一定でなければならないところ、実際の運転状態においては電動機回転子の温度変化に伴い電動機二次抵抗値が変化してしまう。このため、検出されるトルク基準電流Iq’とすべり角周波数指令値ωsが比例しなくなるために起こるものである。 That is, in order to stabilize the power supply angular frequency ω0, as is apparent in the slip frequency calculation, the motor secondary time constant that is a function of the slip angular frequency command value ωs * must be constant. In this operating state, the secondary resistance value of the motor changes as the temperature of the motor rotor changes. Therefore, the detected torque reference current Iq ′ and the slip angular frequency command value ωs * are not proportional.

すなわち、誘導電動機111の温度変化に伴いその電動機二次抵抗値が変化すると、誘導電動機111の回転速度(角周波数ω)が変化し、実際のすべり角周波数とすべり角周波数指令値ωsとの間にずれが生じてしまう。この結果、トルク軸成分二次磁束が発生して、実際の誘導電動機111の出力トルクが変化してしまい、誘導電動機111において、所望のベクトル制御がなされず、トルク基準(トルク指令値)どおりの出力トルクが得られなくなる状態となる。 That is, when the secondary resistance value of the motor changes as the temperature of the induction motor 111 changes, the rotational speed (angular frequency ω) of the induction motor 111 changes, and the actual slip angular frequency and the slip angular frequency command value ωs * There will be a gap between them. As a result, the torque axis component secondary magnetic flux is generated, and the actual output torque of the induction motor 111 is changed. In the induction motor 111, desired vector control is not performed, and the torque reference (torque command value) is satisfied. The output torque cannot be obtained.

本発明が解決しようとする課題は、トルク基準と出力トルクとの差分を用いて、誘導電動機のすべり周波数を演算することにより、出力トルクの制御精度を向上することができる誘導電動機駆動システムを提供することを目的とする。   The problem to be solved by the present invention is to provide an induction motor drive system capable of improving the control accuracy of the output torque by calculating the slip frequency of the induction motor using the difference between the torque reference and the output torque. The purpose is to do.

上記課題を解決するために、本発明に係る誘導電動機駆動システムは、三相交流により駆動可能な誘導電動機と、前記誘導電動機の回転数を検出するレゾルバと、前記誘導電動機を可変速制御するインバータと、速度指令を入力して前記レゾルバにより検出された回転数から検出速度を求めてそれらの速度偏差を演算し、前記誘導電動機に入力される三相電流を検出して当該検出した三相電流と前記検出速度とすべり周波数の指令値とに基づいて前記誘導電動機に対するトルク基準電流および磁束基準電流を演算して制御するベクトル制御を用いて前記インバータを制御するベクトル制御部と、前記誘導電動機の出力トルクを演算する出力トルク演算部と、演算された前記出力トルクと前記トルク基準電流から求められるトルク基準との差分トルクを演算する差分トルク演算部と、前記誘導電動機の運転条件ごとに、演算された前記差分トルクをトルク補正データとして記憶し、当該トルク補正データを用いて前記誘導電動機の出力トルクの不足を補償するための補正トルクを演算する演算・メモリ部と、演算された前記トルク基準電流および磁束基準電流と前記補正トルクとを用いて前記すべり周波数の指令値を演算し、前記すべり周波数の指令値を前記ベクトル制御部に出力するすべり周波数演算部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, an induction motor drive system according to the present invention includes an induction motor that can be driven by three-phase alternating current, a resolver that detects the number of revolutions of the induction motor, and an inverter that controls the induction motor at a variable speed. And a speed command to obtain a detected speed from the number of rotations detected by the resolver, calculate a speed deviation thereof, detect a three-phase current input to the induction motor, and detect the detected three-phase current And a vector control unit that controls the inverter using a vector control that calculates and controls a torque reference current and a magnetic flux reference current for the induction motor based on the detected speed and a slip frequency command value; and An output torque calculation unit for calculating output torque, and a difference between the calculated output torque and a torque reference obtained from the torque reference current For each operating condition of the induction motor, the calculated differential torque is stored as torque correction data for each operating condition of the induction motor, and the lack of output torque of the induction motor is compensated using the torque correction data A command value for the slip frequency is calculated using a calculation / memory unit for calculating a correction torque for calculating the torque reference current, the magnetic flux reference current and the correction torque, and the command value of the slip frequency is calculated. And a slip frequency calculation unit that outputs to the vector control unit.

本発明に係る誘導電動機駆動システムによれば、トルク基準と出力トルクとの差分を用いて、誘導電動機のすべり周波数を演算することにより、出力トルクの制御精度を向上することができる。   According to the induction motor drive system of the present invention, the control accuracy of the output torque can be improved by calculating the slip frequency of the induction motor using the difference between the torque reference and the output torque.

本発明に係る誘導電動機駆動システムの第1の実施形態の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of 1st Embodiment of the induction motor drive system which concerns on this invention. 図1の誘導電動機駆動システムによる差分トルク演算処理を示す処理動作図。The processing operation figure which shows the differential torque calculation process by the induction motor drive system of FIG. 本発明に係る誘導電動機駆動システムの第2の実施形態の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of 2nd Embodiment of the induction motor drive system which concerns on this invention. インバータ効率の一例を示す図。The figure which shows an example of inverter efficiency. モータ効率の一例を示す図。The figure which shows an example of motor efficiency. 従来例の誘導電動機駆動システムの構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the induction motor drive system of a prior art example.

以下、本発明に係る実施形態の誘導電動機駆動システムについて、図面を参照して具体的に説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。なお、前述した図6についても同様であり、重複説明も省略している。ここで説明する下記の実施形態はいずれも、誘導電動機を制御する誘導電動機駆動システムの一例をとりあげて説明する。   Hereinafter, an induction motor drive system according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. Here, the same or similar parts are denoted by common reference numerals, and redundant description is omitted. Note that the same applies to FIG. 6 described above, and redundant description is omitted. Each of the following embodiments described here will be described by taking an example of an induction motor drive system that controls the induction motor.

[第1の実施形態]
図1は、本発明に係る誘導電動機駆動システムの第1の実施形態の構成を示すブロック図である。また、図2は、図1の誘導電動機駆動システムによる差分トルク演算処理を示す処理動作図である。以下、第1の実施形態の誘導電動機駆動システムについて説明する。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of an induction motor drive system according to the present invention. FIG. 2 is a processing operation diagram showing differential torque calculation processing by the induction motor drive system of FIG. Hereinafter, the induction motor drive system of the first embodiment will be described.

第1の実施形態の誘導電動機駆動システム30aは、圧延時における無負荷加減速時の出力トルクT’を、回転角センサであるレゾルバ12の回転数フィードバックからこの時の誘導電動機11の出力トルクT’を算出し、その算出結果とその時のトルク基準Trefとの差分を求める。そして、この差分を学習することにより、これを一次周波数に変換した信号を用いてすべり周波数演算部10に入力し、この値を三相/二相変換器8にフィードバックすることで、負荷時の出力トルクT’を補償する機能を設けたものである。   In the induction motor drive system 30a of the first embodiment, the output torque T ′ during no-load acceleration / deceleration during rolling is calculated based on the output torque T of the induction motor 11 at this time from the rotational speed feedback of the resolver 12 as a rotation angle sensor. 'Is calculated, and the difference between the calculation result and the torque reference Tref at that time is obtained. Then, by learning this difference, it is input to the slip frequency calculation unit 10 using the signal converted to the primary frequency, and this value is fed back to the three-phase / two-phase converter 8 so that it can be loaded. A function for compensating the output torque T ′ is provided.

このために、第1の実施形態の誘導電動機駆動システム30aは、図1に示すように、インバータ5と、誘導電動機11と、レゾルバ(SS)12と、インバータ制御装置20aと、相電流検出器51と、インバータ出力検出器52とを備えている。   For this purpose, the induction motor drive system 30a of the first embodiment includes an inverter 5, an induction motor 11, a resolver (SS) 12, an inverter controller 20a, and a phase current detector, as shown in FIG. 51 and an inverter output detector 52.

誘導電動機11は、圧延設備などの負荷に接続されて、当該負荷を駆動する交流電動機である。   The induction motor 11 is an AC motor that is connected to a load such as rolling equipment and drives the load.

インバータ5は、誘導電動機11の速度を可変速可能に制御する。インバータ5は、その入力側に直流電力の供給元である直流供給源に接続され、その出力側に交流電力の供給を受ける誘導電動機11が接続されている。   The inverter 5 controls the speed of the induction motor 11 so as to be variable. The inverter 5 is connected to a DC supply source that is a DC power supply source on its input side, and an induction motor 11 that receives supply of AC power is connected to its output side.

レゾルバ12は、トランスの原理を利用したセンサであり、誘導電動機11のロータ角度に応じて出力巻線に偏位する電圧が検出される。この検出された電圧信号が、例えば回転角のアナログ信号、または、A/D変換および演算されてデジタル信号として、レゾルバ12の外部に出力される。例えば、アナログ信号またはデジタル信号として、回転数rotnの信号が出力される。   The resolver 12 is a sensor that uses the principle of a transformer, and detects a voltage that deviates to the output winding in accordance with the rotor angle of the induction motor 11. The detected voltage signal is output to the outside of the resolver 12, for example, as an analog signal of a rotation angle, or A / D conversion and calculation, and a digital signal. For example, a signal having the rotation speed rotn is output as an analog signal or a digital signal.

インバータ制御装置20aは、インバータ5を介して、誘導電動機11の速度を可変速可能に、および、出力トルクを所望の範囲に制御する。   The inverter control device 20a controls the speed of the induction motor 11 via the inverter 5 so that the speed of the induction motor 11 can be changed and the output torque within a desired range.

相電流検出器51は、インバータ5から出力されて誘導電動機11に入力される三相電流I、IおよびIを検出し、その検出信号をインバータ制御装置20aに出力する。 The phase current detector 51 detects the three-phase currents I U , I V and I W output from the inverter 5 and input to the induction motor 11, and outputs the detection signal to the inverter control device 20a.

インバータ出力検出器52は、例えばインバータ5の出力側に設けられ、インバータ出力電流Iacとインバータ出力電圧Vacとを計測する。インバータ出力検出器52は、インバータ出力電流Iacとインバータ出力電圧Vacについての計測値をインバータ制御装置20aに出力する。   The inverter output detector 52 is provided on the output side of the inverter 5, for example, and measures the inverter output current Iac and the inverter output voltage Vac. The inverter output detector 52 outputs measured values for the inverter output current Iac and the inverter output voltage Vac to the inverter control device 20a.

以下、インバータ制御装置20aについて、図1および図2を参照しながら説明する。   Hereinafter, the inverter control device 20a will be described with reference to FIG. 1 and FIG.

インバータ制御装置20aは、図1に示すように、ベクトル制御部21、すべり周波数演算部10、出力トルク演算部13a、差分トルク演算部14、差分トルク制限部15、および演算・メモリ部16を備えている。また、ベクトル制御部21は、速度制御器1、q軸電流制御器2、二相/三相変換器3、制御器4、界磁弱め制御器6、d軸電流制御器7、三相/二相変換器8および速度検出部9を有している。   As shown in FIG. 1, the inverter control device 20 a includes a vector control unit 21, a slip frequency calculation unit 10, an output torque calculation unit 13 a, a differential torque calculation unit 14, a differential torque limiting unit 15, and a calculation / memory unit 16. ing. The vector controller 21 includes a speed controller 1, a q-axis current controller 2, a two-phase / three-phase converter 3, a controller 4, a field weakening controller 6, a d-axis current controller 7, a three-phase / A two-phase converter 8 and a speed detector 9 are provided.

ベクトル制御部21は、インバータ5を介して、誘導電動機11をベクトル制御して所望の速度指令信号ωrに応じた可変速制御を実行する。ベクトル制御部21の構成は、周知な技術であるため、ここではその説明は簡易に行い、以降では主に、すべり周波数演算部10、出力トルク演算部13a、差分トルク演算部14、差分トルク制限部15、および演算・メモリ部16の機能について説明する。   The vector control unit 21 performs vector control of the induction motor 11 via the inverter 5 and executes variable speed control according to a desired speed command signal ωr. Since the configuration of the vector control unit 21 is a well-known technique, the description thereof will be simplified here. The following mainly describes the slip frequency calculation unit 10, the output torque calculation unit 13a, the differential torque calculation unit 14, and the differential torque limit. Functions of the unit 15 and the arithmetic / memory unit 16 will be described.

ベクトル制御部21において、速度検出部9は、レゾルバ12から入力される回転数rotnの検出信号に基づいて、速度検出信号(検出速度と称す)ωに変換する。速度検出部9は、変換した検出速度ωを出力する。その出力先は、速度制御器1、界磁弱め制御器6などである。   In the vector control unit 21, the speed detection unit 9 converts it into a speed detection signal (referred to as a detection speed) ω based on the detection signal of the rotational speed rotn input from the resolver 12. The speed detector 9 outputs the converted detection speed ω. The output destination is the speed controller 1, the field weakening controller 6, and the like.

図1において、入力される速度指令信号(速度指令と称す)ωrと、速度検出部9により検出された検出速度ωとから速度偏差Δω=ωr−ωが算出され、この速度偏差Δωが速度制御器1に入力される。   In FIG. 1, a speed deviation Δω = ωr−ω is calculated from an input speed command signal (referred to as a speed command) ωr and a detected speed ω detected by the speed detector 9, and this speed deviation Δω is used for speed control. Input to the device 1.

速度制御器1は、速度偏差Δωに応じて、q軸成分のトルク基準電流Iqを算出する。また、速度制御器1は、その速度偏差Δωに応じて、トルク基準電流Iqに対応するトルク基準Trefを算出する。   The speed controller 1 calculates a q-axis component torque reference current Iq according to the speed deviation Δω. Further, the speed controller 1 calculates a torque reference Tref corresponding to the torque reference current Iq according to the speed deviation Δω.

界磁弱め制御器6は、検出速度ωに応じて、d軸成分の磁束基準電流Idを算出する。   The field weakening controller 6 calculates the d-axis component magnetic flux reference current Id according to the detection speed ω.

従来、図6に示す誘導電動機駆動システム300では、インバータ5にて駆動される誘導電動機111の二次抵抗値は、RTD/PTなどの温度検出器113にて検出された検出値が演算されて、すべり周波数演算部110にフィードバックされる。すべり周波数演算部110は、演算された二次抵抗値に基づいて、指令値のトルク基準電流Iqおよび磁束基準電流Idにフィードバックすることで、二次抵抗分を補償している。   Conventionally, in the induction motor drive system 300 shown in FIG. 6, the detection value detected by the temperature detector 113 such as RTD / PT is calculated as the secondary resistance value of the induction motor 111 driven by the inverter 5. , And is fed back to the slip frequency calculation unit 110. The slip frequency calculation unit 110 compensates for the secondary resistance by feeding back to the torque reference current Iq and the magnetic flux reference current Id of the command value based on the calculated secondary resistance value.

図1に示す誘導電動機駆動システム30aでは、誘導電動機11の二次抵抗値を求めるための温度監視をせずに、出力トルクT’とトルク基準Trefとから差分トルクΔTを算出し、この差分トルクΔTを用いることにより、すべり周波数(すべり角周波数指令値ωs)を演算する。以下、すべり周波数の演算処理を説明する。 In the induction motor drive system 30a shown in FIG. 1, the differential torque ΔT is calculated from the output torque T ′ and the torque reference Tref without performing temperature monitoring for obtaining the secondary resistance value of the induction motor 11, and this differential torque is calculated. By using ΔT, the slip frequency (slip angular frequency command value ωs * ) is calculated. Hereinafter, the slip frequency calculation process will be described.

また、レゾルバ12の回転数rotn、インバータ5の出力側で検出される出力電圧Vacおよび出力電流Iacに関する計測値が出力トルク演算部13aに入力される。出力トルク演算部13aは、回転数rotn、インバータ5の出力電流Iacおよび出力電圧Vacの計測値を用いて出力トルクT’を算出する。なお、出力電圧Vacおよび出力電流Iacは、交流電圧および交流電流である。   Also, measured values relating to the rotational speed rotn of the resolver 12, the output voltage Vac detected on the output side of the inverter 5, and the output current Iac are input to the output torque calculator 13a. The output torque calculator 13a calculates the output torque T ′ using the measured values of the rotation speed rotn, the output current Iac of the inverter 5 and the output voltage Vac. The output voltage Vac and the output current Iac are an alternating voltage and an alternating current.

なお、出力トルク演算部13aにおいて、出力トルクT’は、以下の(式1)から、
T’=Kg×P/rotn ・・・(式1)
と求められる。なお、Kgは、単位系に応じた定数である。
In the output torque calculator 13a, the output torque T ′ is calculated from the following (Equation 1):
T ′ = Kg × P / rotn (Formula 1)
Is required. Kg is a constant corresponding to the unit system.

また、インバータ5の出力電圧Vacおよび出力電流Iacを用いて、誘導電動機11における電動機出力Pを示すと、
P=(√3)×Vac×Iac ・・・(式2)
となる。
Moreover, when the motor output P in the induction motor 11 is shown using the output voltage Vac and the output current Iac of the inverter 5,
P = (√3) × Vac × Iac (Expression 2)
It becomes.

差分トルク演算部14は、この算出した出力トルクT’とトルク基準Trefとから差分トルクΔTを求める。差分トルクΔTにおける値(演算結果)を温度要因による二次抵抗変化の影響による出力トルクT’の変動分とし、この差分トルクΔTの演算結果を差分トルク演算部14から差分トルク制限部15に出力する。   The differential torque calculator 14 determines a differential torque ΔT from the calculated output torque T ′ and the torque reference Tref. The value (calculation result) in the differential torque ΔT is set as a variation of the output torque T ′ due to the influence of the secondary resistance change due to the temperature factor, and the calculation result of the differential torque ΔT is output from the differential torque calculation unit 14 to the differential torque limiting unit 15. To do.

差分トルク制限部15には、予め差分トルクΔTの閾値が設定されており、これにより差分トルク制限部15に入力された差分トルクΔTの演算結果のうち異常値は除外される。その結果、差分トルク制限部15から正常範囲とされる差分トルクΔTの演算結果のみが出力される。   In the differential torque limiting unit 15, a threshold value for the differential torque ΔT is set in advance, so that an abnormal value is excluded from the calculation result of the differential torque ΔT input to the differential torque limiting unit 15. As a result, only the calculation result of the differential torque ΔT within the normal range is output from the differential torque limiting unit 15.

以上のように検出された差分トルクΔTが、演算・メモリ部16に入力される。演算・メモリ部16は、例えば時系列に検出された複数の差分トルクΔTの演算結果に関するデータを記憶する。   The differential torque ΔT detected as described above is input to the calculation / memory unit 16. The calculation / memory unit 16 stores data related to the calculation results of a plurality of differential torques ΔT detected in time series, for example.

演算・メモリ部16は、差分トルクΔTについて、例えば環境条件、負荷条件などの運転条件で区分して、トルク補正データに関するテーブルデータとして記憶する。   The calculation / memory unit 16 stores the differential torque ΔT as table data related to torque correction data by dividing the differential torque ΔT by operating conditions such as environmental conditions and load conditions, for example.

誘導電動機駆動システム30aにおいて、例えば無負荷時加速運転および無負荷時減速運転に基づいて、差分トルクΔTが演算され、その際のトルク基準Trefと共に演算・メモリ部16に記憶される。演算・メモリ部16は、負荷時運転において、記憶されたその差分トルクΔTを取り出し、現在のトルク基準Trefに差分トルクΔT分を補正して、補正後の出力トルク(補正トルクTx)を求める。演算・メモリ部16は、求めた補正トルクTxの値を、すべり周波数演算部10に出力する。   In the induction motor drive system 30a, for example, based on the no-load acceleration operation and the no-load deceleration operation, the differential torque ΔT is calculated and stored in the calculation / memory unit 16 together with the torque reference Tref at that time. The calculation / memory unit 16 takes out the stored differential torque ΔT in the on-load operation, corrects the differential torque ΔT by the current torque reference Tref, and obtains the corrected output torque (corrected torque Tx). The calculation / memory unit 16 outputs the calculated value of the correction torque Tx to the slip frequency calculation unit 10.

すべり周波数演算部10は、補正トルクTxの他にもトルク基準電流Iq(と対応するトルク基準Tref)および磁束基準電流Idを入力して、これらの入力に基づいてすべり周波数の指令値(すべり角周波数指令値ωs)を演算する。すべり周波数演算部10は、補正トルクTxに応じてトルク基準電流Iqを補正する。これにより、すべり周波数演算部10は、周知の式を用いて、すべり周波数の指令値を演算する。 The slip frequency calculation unit 10 receives the torque reference current Iq (and the corresponding torque reference Tref) and the magnetic flux reference current Id in addition to the correction torque Tx, and based on these inputs, the slip frequency command value (slip angle) The frequency command value ωs * ) is calculated. The slip frequency calculation unit 10 corrects the torque reference current Iq according to the correction torque Tx. Thereby, the slip frequency calculation part 10 calculates the command value of a slip frequency using a well-known formula.

すべり周波数演算部10から出力されるすべり角周波数指令値ωsと、検出速度ωとを加算して得られる電源角周波数ω0=ωs+ωが、三相/二相変換器8に入力される。 The power supply angular frequency ω0 = ωs * + ω obtained by adding the slip angular frequency command value ωs * output from the slip frequency calculation unit 10 and the detection speed ω is input to the three-phase / two-phase converter 8. .

さらに、三相/二相変換器8は、インバータ出力の三相電流I、I、Iに基づいて、電源角周波数ω0に対応する、検出値としての二相電流として座標変換であるd−q軸成分要素(Id’、Iq’)を算出する。三相/二相変換器8は、算出したId’、Iq’をd軸電流制御器7およびq軸電流制御器2の入力にフィードバック(帰還)して、指令値としての磁束基準電流Id、トルク基準電流Iqに加算する。 Further, the three-phase / two-phase converter 8 performs coordinate conversion as a two-phase current as a detection value corresponding to the power supply angular frequency ω0 based on the three-phase currents I U , I V , I W of the inverter output. The dq axis component elements (Id ′, Iq ′) are calculated. The three-phase / two-phase converter 8 feeds back (feeds back) the calculated Id ′ and Iq ′ to the inputs of the d-axis current controller 7 and the q-axis current controller 2, and the magnetic flux reference current Id as a command value, Add to the torque reference current Iq.

d軸電流制御器7は、磁束基準電流Id+Id’に所定のゲインをかけて、二相/三相変換器3に出力する。また、q軸電流制御器2は、トルク基準電流Iq+Iq’に所定のゲインをかけて、二相/三相変換器3に出力する。すなわち、d軸電流制御器7およびq軸電流制御器2は、指令値の二相電流と検出値の二相電流が一致するように電流制御して、その制御出力を二相/三相変換器3に出力する。なお、磁束基準電流Id+Id’およびトルク基準電流Iq+Iq’は、Id’およびIq’を加算表示した例で示しているが、座標の基準のとり方により磁束基準電流Id−Id’およびトルク基準電流Iq−Iq’のように減算表示してもよい。   The d-axis current controller 7 multiplies the magnetic flux reference current Id + Id ′ by a predetermined gain and outputs it to the two-phase / three-phase converter 3. In addition, the q-axis current controller 2 multiplies the torque reference current Iq + Iq ′ by a predetermined gain and outputs it to the two-phase / three-phase converter 3. That is, the d-axis current controller 7 and the q-axis current controller 2 perform current control so that the two-phase current of the command value and the two-phase current of the detection value match, and the control output is converted into a two-phase / three-phase converter. To the device 3. The magnetic flux reference current Id + Id ′ and the torque reference current Iq + Iq ′ are shown in an example in which Id ′ and Iq ′ are added and displayed. However, the magnetic flux reference current Id−Id ′ and the torque reference current Iq− Subtraction display may be performed like Iq ′.

d軸電流制御器7およびq軸電流制御器2から出力される二相電流が二相/三相変換器3に入力され、二相/三相変換器3により三相電流に変換される。二相/三相変換器3は、変換した三相電流の指令値を制御器4に出力する。   Two-phase currents output from the d-axis current controller 7 and the q-axis current controller 2 are input to the two-phase / three-phase converter 3 and converted into three-phase currents by the two-phase / three-phase converter 3. The two-phase / three-phase converter 3 outputs the converted command value of the three-phase current to the controller 4.

制御器4は、三相電流の指令値に応じて、インバータ5を制御する。   The controller 4 controls the inverter 5 according to the command value of the three-phase current.

以下、温度要因による二次抵抗変化の影響による出力トルクT’の変動分を補償する制御処理について説明する。   Hereinafter, a control process for compensating for the variation in the output torque T ′ due to the influence of the secondary resistance change due to the temperature factor will be described.

圧延時の出力トルクT’について、以下の要因による出力トルク低下が挙げられ、
(1)温度要因以外のモータロスによる出力トルク低下:TM_loss
(2)機械ロスによる出力トルク低下:Tmech_loss
(3)温度要因による二次抵抗変動の影響で起きる出力トルク低下:TR2_loss
この(1)から(3)を考慮して、トルク基準Trefであるとき、無負荷時加減速運転の出力トルクT’は、以下の(式3)から求められる。
T’=Tref−TM_loss−Tmech_loss−TR2_loss
・・・(式3)
Regarding the output torque T ′ at the time of rolling, there is a decrease in output torque due to the following factors,
(1) Output torque drop due to motor loss other than temperature factor: TM_loss
(2) Output torque drop due to mechanical loss: T mech_loss
(3) Output torque drop caused by secondary resistance fluctuation due to temperature factor: TR2_loss
Considering these (1) to (3), when the torque reference Tref is satisfied, the output torque T ′ of the acceleration / deceleration operation under no load is obtained from the following (Equation 3).
T ′ = Tref− TM M_loss −T mech_loss −T R2_loss
... (Formula 3)

(式3)において、無負荷であれば(1)温度要因以外のモータロスによる出力トルク低下、(2)機械ロスによる出力トルク低下は運転条件が変わっても一定と考えて問題ないため、変動があるのは、(3)温度要因による二次抵抗変動の影響で起きる出力トルク低下となる。トルク基準Trefからの差は、最終的にこの(3)による出力トルク低下の変動を考慮すれば良い。   In (Equation 3), if there is no load, (1) output torque decrease due to motor loss other than temperature factor, and (2) output torque decrease due to mechanical loss can be considered constant even if the operating conditions change, so there is no fluctuation. There is (3) a decrease in output torque caused by the influence of secondary resistance fluctuation due to temperature factors. As for the difference from the torque reference Tref, it is only necessary to take into consideration the fluctuation of the output torque drop due to (3).

具体的には、誘導電動機駆動システム30aにおいて、負荷運転前に、例えば圧延時の無負荷時加減速運転を利用し、図2に示すようなタイミングで差分トルク演算を行う。ただし、図2のような加速・減速状態において、速度フィードバックは速度基準(速度指令ωr)に追従していること、圧延材は無い(材噛込みや尻抜けはなし)状態で速度基準を満たしているものとする。   Specifically, in the induction motor drive system 30a, before the load operation, for example, a no-load acceleration / deceleration operation at the time of rolling is used, and the differential torque calculation is performed at a timing as shown in FIG. However, in the acceleration / deceleration state as shown in FIG. 2, the speed feedback follows the speed reference (speed command ωr), and the speed reference is satisfied in the state where there is no rolled material (no material biting or slipping out). It shall be.

誘導電動機駆動システム30aでは、図2に示すように、例えば速度指令ωrが無負荷時加速運転(期間I、III)および無負荷時減速運転(期間V、VII)の各々の状態になるように外部から入力される。ここで、この際の出力トルクについて、図2に示すように、無負荷時加速トルクT’acとし、無負荷時減速トルクT’decとして区分して記載する。なお、期間II、IVおよびVIでは、定速度とする。   In the induction motor drive system 30a, as shown in FIG. 2, for example, the speed command ωr is set to each state of acceleration operation during no load (periods I and III) and deceleration operation during no load (periods V and VII). Input from outside. Here, as shown in FIG. 2, the output torque at this time is classified and described as an unloaded acceleration torque T'ac and an unloaded deceleration torque T'dec. In the periods II, IV and VI, the speed is constant.

また、例えば期間IおよびIIIで取得されたトルク基準Trefと無負荷時加速トルクT’acとの差について算術平均し、その結果を差分トルクΔTacとする。同様に、例えば期間VおよびVIIで取得されたトルク基準Trefと無負荷時減速トルクT’decとの差について算術平均し、その結果を差分トルクΔTdecとする。   Further, for example, an arithmetic average is performed on the difference between the torque reference Tref acquired in the periods I and III and the no-load acceleration torque T′ac, and the result is set as a differential torque ΔTac. Similarly, for example, an arithmetic average is performed on the difference between the torque reference Tref acquired in the periods V and VII and the no-load deceleration torque T′dec, and the result is defined as a differential torque ΔTdec.

これらの差分トルクΔTac、差分トルクΔTdecを含む差分トルクΔTを、逐次記憶して学習するために、例えば演算・メモリ部16では、次のような計算を行い、差分トルクΔT(n)を求めて記憶する。ここで、ΔT(n)は、n回目(nは1以上の整数)の計算(例えば算術平均)により求められた差分トルクを表すものとする。定速度状態から1回目の加速、減速、2回目の加速、減速、3回目・・・n回目などの試験状態を繰り返した場合に、n回目までで求められる差分トルクΔT(n)は以下の(式4)または(式5)で求められる。   In order to sequentially store and learn the differential torque ΔT including the differential torque ΔTac and the differential torque ΔTdec, for example, the calculation / memory unit 16 performs the following calculation to obtain the differential torque ΔT (n). Remember. Here, ΔT (n) represents the differential torque obtained by the n-th calculation (n is an integer of 1 or more) (for example, arithmetic average). When the test state such as the first acceleration, deceleration, second acceleration, deceleration, third ... nth, etc. is repeated from the constant speed state, the differential torque ΔT (n) obtained up to the nth is as follows: It is calculated | required by (Formula 4) or (Formula 5).

無負荷時加速n回目までで求められる差分トルクΔT(n)は、ΔT’(n)として、

Figure 2015186346
で示される。 The differential torque ΔT (n) obtained up to the nth acceleration at no load is expressed as ΔT ′ (n),
Figure 2015186346
Indicated by

また、無負荷時減速n回目までで求められる差分トルクΔT(n)は、ΔT’’(n)として、

Figure 2015186346
で示される。 Further, the differential torque ΔT (n) obtained up to the nth deceleration at no load is expressed as ΔT ″ (n),
Figure 2015186346
Indicated by

出力トルク演算部13aは、前述したように、レゾルバ12から得られる回転数rotnと、インバータ5の出力電圧Vacおよび出力電流Iacの計測値とから無負荷時加速トルクT’acや、無負荷時減速トルクT’decなどの出力トルクT’を演算する。   As described above, the output torque calculation unit 13a determines the no-load acceleration torque T'ac and the no-load acceleration torque rotn obtained from the resolver 12 and the measured values of the output voltage Vac and the output current Iac of the inverter 5. An output torque T ′ such as a deceleration torque T′dec is calculated.

差分トルク演算部14は、この算出した出力トルクT’とトルク基準Trefとから差分トルクΔT(差分トルクΔTac、差分トルクΔTdec)を求める。さらに、差分トルク制限部15に入力された差分トルクΔTの演算結果のうち異常値は除外される。その結果、差分トルク制限部15から正常範囲とされる差分トルクΔTの演算結果のみが出力される。   The differential torque calculator 14 obtains a differential torque ΔT (differential torque ΔTac, differential torque ΔTdec) from the calculated output torque T ′ and the torque reference Tref. Further, the abnormal value is excluded from the calculation result of the differential torque ΔT input to the differential torque limiting unit 15. As a result, only the calculation result of the differential torque ΔT within the normal range is output from the differential torque limiting unit 15.

以上のように、演算・メモリ部16には、予め無負荷時に収集された複数の差分トルクΔT(n)の演算結果が入力され、格納される。無負荷時加減運転を繰り返すことによって、差分トルクΔT(n)が収束していき、より精度の高いトルク補正が可能となる。   As described above, the calculation / memory unit 16 receives and stores the calculation results of a plurality of differential torques ΔT (n) collected in advance at no load. By repeating the acceleration / deceleration operation under no load, the differential torque ΔT (n) converges, and more accurate torque correction is possible.

なお、演算・メモリ部16は、差分トルクΔT(n)の収束した結果をトルク補正データとして用いる。   The calculation / memory unit 16 uses the result of convergence of the differential torque ΔT (n) as torque correction data.

演算・メモリ部16は、例えば環境条件(周囲温度、強制空冷などの条件)、負荷条件(軽負荷、重負荷などの負荷レベル)などの運転条件により区分して、トルク補正データに関するテーブルデータとして記憶する。   The calculation / memory unit 16 is classified as operating conditions such as environmental conditions (conditions such as ambient temperature and forced air cooling) and load conditions (load levels such as light load and heavy load), and table data relating to torque correction data. Remember.

これにより、誘導電動機駆動システム30aは、負荷時において、運転条件ごとに演算・メモリ部16から温度要因による二次抵抗変動の影響を補正する補正トルクについてのトルク補正データを抽出する。演算・メモリ部16は、現在のトルク基準Trefについてトルク補正データを用いて補正し、補正トルクTxを求める。演算・メモリ部16は、求めた補正トルクTxの値を、すべり周波数演算部10に出力する。   As a result, the induction motor drive system 30a extracts torque correction data for the correction torque for correcting the influence of the secondary resistance fluctuation due to the temperature factor from the calculation / memory unit 16 for each operating condition at the time of load. The arithmetic / memory unit 16 corrects the current torque reference Tref using the torque correction data to obtain a corrected torque Tx. The calculation / memory unit 16 outputs the calculated value of the correction torque Tx to the slip frequency calculation unit 10.

すべり周波数演算部10は、磁束基準、トルク基準Tref、および補正トルクTxを用いて、補正後のすべり周波数の指令値を演算する。   The slip frequency calculation unit 10 calculates a corrected slip frequency command value using the magnetic flux reference, the torque reference Tref, and the correction torque Tx.

以上説明したような制御方法を用いることにより、誘導電動機11の温度を監視しなくとも、出力トルクT’とトルク基準Trefとから差分トルクΔTを算出し、算出した差分トルクΔTから補正トルクTxを求めてすべり周波数演算に用いる。これにより、温度要因による二次抵抗変化の影響による出力トルクT’の変動分を補償し、安定したトルク出力特性を得ることができる。   By using the control method described above, the differential torque ΔT is calculated from the output torque T ′ and the torque reference Tref without monitoring the temperature of the induction motor 11, and the correction torque Tx is calculated from the calculated differential torque ΔT. Obtained and used for slip frequency calculation. As a result, it is possible to compensate for fluctuations in the output torque T 'due to the influence of the secondary resistance change due to temperature factors, and to obtain a stable torque output characteristic.

換言すれば、誘導電動機駆動システム30aは、差分トルクΔTを用いて、出力トルクT’を補正することにより、誘導電動機11の様々な運転条件の温度変化による二次抵抗変化の影響を軽減し、ベクトル制御の制御不安定やトリップ等を回避することができる。また、どのような運転条件においても精度よく出力トルクT’を制御することができる。   In other words, the induction motor drive system 30a uses the differential torque ΔT to correct the output torque T ′, thereby reducing the influence of changes in secondary resistance due to temperature changes in various operating conditions of the induction motor 11, Control instability, trips, etc. of vector control can be avoided. Further, the output torque T ′ can be accurately controlled under any operating conditions.

第1の実施形態によれば、トルク基準と出力トルクとの差分を用いて、誘導電動機のすべり周波数を演算することにより、出力トルクの制御精度を向上することができる。   According to the first embodiment, the control accuracy of the output torque can be improved by calculating the slip frequency of the induction motor using the difference between the torque reference and the output torque.

[第2の実施形態]
図3は、本発明に係る誘導電動機駆動システムの第2の実施形態の構成を示すブロック図である。図4はインバータ効率の一例を示す図であり、図5はモータ効率の一例を示す図である。以下、第2の実施形態の誘導電動機駆動システムについて説明する。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the induction motor drive system according to the present invention. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of inverter efficiency, and FIG. 5 is a diagram illustrating an example of motor efficiency. Hereinafter, the induction motor drive system according to the second embodiment will be described.

第2の実施形態の誘導電動機駆動システム30bは、図3に示すように、インバータ5と、誘導電動機11と、レゾルバ12と、インバータ制御装置20bと、相電流検出器51と、インバータ入力検出器(CT・VT)53とを備えている。   As shown in FIG. 3, the induction motor drive system 30b according to the second embodiment includes an inverter 5, an induction motor 11, a resolver 12, an inverter control device 20b, a phase current detector 51, and an inverter input detector. (CT · VT) 53.

相電流検出器51は、インバータ5から出力されて誘導電動機11に入力される三相電流I、IおよびIを検出し、その検出信号をインバータ制御装置20bに出力する。 The phase current detector 51 detects the three-phase currents I U , I V and I W output from the inverter 5 and input to the induction motor 11, and outputs the detection signal to the inverter control device 20b.

CT・VT53は、例えばインバータ5の装置内に設けられ、インバータ入力電流Idcとインバータ入力電圧Vdcとを計測する。CT・VT53は、インバータ入力電流Idcとインバータ入力電圧Vdcの計測値をインバータ制御装置20bに出力する。   The CT / VT 53 is provided, for example, in the inverter 5 and measures the inverter input current Idc and the inverter input voltage Vdc. The CT / VT 53 outputs the measured values of the inverter input current Idc and the inverter input voltage Vdc to the inverter control device 20b.

以下、インバータ制御装置20bについて、図3ないし図5を参照しながら説明する。   Hereinafter, the inverter control device 20b will be described with reference to FIGS.

インバータ制御装置20bは、図3に示すように、ベクトル制御部21、すべり周波数演算部10、出力トルク演算部13b、差分トルク演算部14、差分トルク制限部15、および演算・メモリ部16を備えている。なお、ベクトル制御部21の構成については、図1と同様である。   As shown in FIG. 3, the inverter control device 20 b includes a vector control unit 21, a slip frequency calculation unit 10, an output torque calculation unit 13 b, a differential torque calculation unit 14, a differential torque limiting unit 15, and a calculation / memory unit 16. ing. The configuration of the vector control unit 21 is the same as that shown in FIG.

出力トルク演算部13bは、インバータ入力電流Idcと、インバータ入力電圧Vdcと、予め記憶されたインバータ効率ηINVおよび電動機効率ηMOTを用いて、現在の電動機出力Pを演算する。さらに、出力トルク演算部13bは、この電動機出力Pの計算結果と現在の回転数rotnから、現在の出力トルクT’を演算する。 The output torque calculation unit 13b calculates the current motor output P using the inverter input current Idc, the inverter input voltage Vdc, and the previously stored inverter efficiency η INV and motor efficiency η MOT . Further, the output torque calculator 13b calculates the current output torque T ′ from the calculation result of the motor output P and the current rotation speed rotn.

例えば、インバータ入力電流Idc(A)、インバータ入力電圧Vdc(V)、インバータ効率ηINV、電動機効率ηMOT、出力P(W)、回転数rotn(rpm)、出力トルクT’(Nm)の単位系で、以下の(式6)および(式7)を示す。 For example, units of inverter input current Idc (A), inverter input voltage Vdc (V), inverter efficiency η INV , motor efficiency η MOT , output P (W), rotation speed rotn (rpm), output torque T ′ (Nm) In the system, the following (formula 6) and (formula 7) are shown.

P=Idc×Vdc×ηINV×ηMOT ・・・(式6)
T’=Kg×P/rotn ・・・(式7)
によって換算できる。なお、Kgは、単位系に応じた定数である。
P = Idc × Vdc × η INV × η MOT (Expression 6)
T ′ = Kg × P / rotn (Expression 7)
Can be converted. Kg is a constant corresponding to the unit system.

なお、インバータ効率ηINVおよび電動機効率ηMOTは、誘導電動機11の負荷変動により例えばインバータ効率ηINV(図4)、電動機効率ηMOT(図5)のように変化し、また、機種ごとの特性によっても変化する。 The inverter efficiency η INV and the motor efficiency η MOT change to, for example, the inverter efficiency η INV (FIG. 4) and the motor efficiency η MOT (FIG. 5) due to the load fluctuation of the induction motor 11, and the characteristics of each model It also changes depending on.

機種ごととは、インバータ効率ηINVの場合、主に、例えばインバータ5に用いられる電力素子ごとによる効率の相違である。すなわち、このインバータ5に用いられる電力素子ごとに、インバータ効率ηINVが異なる。電力素子(制御素子)は、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、GTO(Gate Turn−Off Thyristor)などである。また、電動機効率ηMOTの場合、電動機効率ηMOTは使用される誘導電動機11の設計仕様などにより異なる。 In the case of the inverter efficiency η INV , the difference between the models is mainly the difference in efficiency depending on the power elements used in the inverter 5, for example. That is, the inverter efficiency η INV differs for each power element used in the inverter 5. The power element (control element) is, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) or a GTO (Gate Turn-Off Thyristor). Further, if the motor efficiency eta MOT, the motor efficiency eta MOT varies due design specifications of the induction motor 11 to be used.

図4の例では、インバータ5の機種ごとの負荷率とインバータ効率(装置効率とも記す)ηINVとの関係を示す。例えば、図4に示す制御素子#1はIGBTを用いた例であり、制御素子#2はGTOを用いた例である。 The example of FIG. 4 shows the relationship between the load factor for each model of the inverter 5 and the inverter efficiency (also referred to as device efficiency) η INV . For example, the control element # 1 shown in FIG. 4 is an example using an IGBT, and the control element # 2 is an example using a GTO.

また、図5の例では、誘導電動機11の機種ごとによる電動機負荷率と電動機効率(装置効率とも記す)ηMOTとの関係を示す。また、誘導電動機11の機種ごととして、機種Aの定格速度や最高速度の例と、機種Bの定格速度や最高速度の例を示す。 5 shows the relationship between the motor load factor and the motor efficiency (also referred to as device efficiency) η MOT for each induction motor 11 model. In addition, as for each model of the induction motor 11, examples of the rated speed and the maximum speed of the model A and examples of the rated speed and the maximum speed of the model B are shown.

ここで、それぞれの効率は、入力電圧(x)、入力電流(y)、回転数(z)、他(・・・)などにより、例えばηINV=F(x,y,z,・・・)、ηMOT=G(x,y,z,・・・)のような関数となる。 Here, each efficiency depends on, for example, η INV = F (x, y, z,...) Depending on the input voltage (x), the input current (y), the rotation speed (z), and others (...). ), Η MOT = G (x, y, z,...)

出力トルク演算部13bには、図4および図5に示すような、インバータ5の機種および誘導電動機11の機種に対応したインバータ効率ηINVおよび電動機効率ηMOTについて予め記憶されている。出力トルク演算部13bは、これらを用いることにより、現在の電動機出力Pの演算が可能となる。インバータ5および誘導電動機11のこれらの機種特性は、主に機器の設計・製作時に決定する要素である。 In the output torque calculator 13b, as shown in FIGS. 4 and 5, the inverter efficiency η INV and the motor efficiency η MOT corresponding to the model of the inverter 5 and the model of the induction motor 11 are stored in advance. By using these, the output torque calculation unit 13b can calculate the current motor output P. These model characteristics of the inverter 5 and the induction motor 11 are factors determined mainly at the time of designing and manufacturing the equipment.

差分トルク演算部14は、この出力トルクT’と速度制御器1から出力されるトルク基準Trefとの差分トルクΔTを求め、この演算結果を差分トルク制限部15にて差分トルクΔTの閾値を設けることで異常値は除外し、正常時の差分のみ検出する。   The differential torque calculation unit 14 obtains a differential torque ΔT between the output torque T ′ and the torque reference Tref output from the speed controller 1, and sets the threshold value of the differential torque ΔT in the differential torque limiting unit 15 based on the calculation result. In this way, abnormal values are excluded, and only normal differences are detected.

演算・メモリ部16は、前述したように、予め無負荷時に収集された複数の差分トルクΔTを記憶する。   As described above, the calculation / memory unit 16 stores a plurality of differential torques ΔT collected in advance at no load.

これにより、誘導電動機駆動システム30bは、負荷時において、運転条件ごとに演算・メモリ部16から温度要因による二次抵抗変動の影響を補正する補正トルクTxについてのトルク補正データを抽出する。演算・メモリ部16は、現在のトルク基準Trefについてトルク補正データを用いて補正し、補正トルクTxを求める。演算・メモリ部16は、求めた補正トルクTxの値を、すべり周波数演算部10に出力する。   Thereby, the induction motor drive system 30b extracts torque correction data for the correction torque Tx for correcting the influence of the secondary resistance fluctuation due to the temperature factor from the calculation / memory unit 16 for each operation condition at the time of load. The arithmetic / memory unit 16 corrects the current torque reference Tref using the torque correction data to obtain a corrected torque Tx. The calculation / memory unit 16 outputs the calculated value of the correction torque Tx to the slip frequency calculation unit 10.

すべり周波数演算部10にて、補正トルクTxを用いてすべり周波数(補償後のすべり角周波数指令値ωs)を求め、三相/二相変換器8がこのすべり周波数および三相電流
を用いて、フィードバック成分の二相電流をd−q軸制御分に変換して算出する。
The slip frequency calculation unit 10 obtains the slip frequency (the slip angular frequency command value ωs * after the compensation) using the correction torque Tx, and the three-phase / two-phase converter 8 uses the slip frequency and the three-phase current. The two-phase current of the feedback component is converted into dq axis control and calculated.

三相/二相変換器8は、これをd軸電流制御器7およびq軸電流制御器2の入力にフィードバックとして加える。このような制御処理を用いることにより、誘導電動機11の温度を監視しなくとも、安定したトルク出力特性を得ることができる。   The three-phase / two-phase converter 8 adds this to the inputs of the d-axis current controller 7 and the q-axis current controller 2 as feedback. By using such a control process, a stable torque output characteristic can be obtained without monitoring the temperature of the induction motor 11.

第2の実施形態によれば、トルク基準と出力トルクとの差分を用いて、誘導電動機のすべり周波数を演算することにより、出力トルクの制御精度を向上することができる。   According to the second embodiment, the control accuracy of the output torque can be improved by calculating the slip frequency of the induction motor using the difference between the torque reference and the output torque.

また、誘導電動機の機種ごとおよびインバータの機種ごとについて、負荷率と効率との関係を用いて出力トルクを推定演算することができるため、多種多様な誘導電動機とインバータの組み合わせに対応することができる。   Further, for each induction motor model and each inverter model, the output torque can be estimated and calculated using the relationship between the load factor and the efficiency, so that it is possible to cope with various combinations of induction motors and inverters. .

[他の実施形態]
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。例えば、交流電動機駆動装置は、多相(二相以上)交流電動機を制御することであってもよい。また、例えば各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。さらに、これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
[Other Embodiments]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. For example, the AC motor driving device may control a multiphase (two or more phases) AC motor. For example, the features of the embodiments may be combined. Furthermore, these embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1…速度制御器、2…q軸電流制御器、3…二相/三相変換器、4…制御器、5…インバータ、6…界磁弱め制御器、7…d軸電流制御器、8…三相/二相変換器、9…速度検出部、10、110…すべり周波数演算部、11、111…誘導電動機、12…レゾルバ(SS)、13a、13b…出力トルク演算部、14…差分トルク演算部、15…差分トルク制限部、16…演算・メモリ部、20a、20b、200…インバータ制御装置、21…ベクトル制御部、30a、30b、300…誘導電動機駆動システム、51…相電流検出器、52…インバータ出力検出器、53…インバータ入力検出器(CT・VT)、113…温度検出器、114…二次抵抗補償ゲイン部、115…上下限リミット部、116…二次抵抗補償演算部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Speed controller, 2 ... q-axis current controller, 3 ... Two-phase / three-phase converter, 4 ... Controller, 5 ... Inverter, 6 ... Field weakening controller, 7 ... d-axis current controller, 8 ... three-phase / two-phase converter, 9 ... speed detector, 10, 110 ... slip frequency calculator, 11, 111 ... induction motor, 12 ... resolver (SS), 13a, 13b ... output torque calculator, 14 ... difference Torque calculation unit, 15 ... differential torque limiting unit, 16 ... calculation / memory unit, 20a, 20b, 200 ... inverter control device, 21 ... vector control unit, 30a, 30b, 300 ... induction motor drive system, 51 ... phase current detection , 52 ... Inverter output detector, 53 ... Inverter input detector (CT / VT), 113 ... Temperature detector, 114 ... Secondary resistance compensation gain section, 115 ... Upper / lower limit section, 116 ... Secondary resistance compensation calculation Part

Claims (5)

三相交流により駆動可能な誘導電動機と、
前記誘導電動機の回転数を検出するレゾルバと、
前記誘導電動機を可変速制御するインバータと、
速度指令を入力して前記レゾルバにより検出された回転数から検出速度を求めてそれらの速度偏差を演算し、前記誘導電動機に入力される三相電流を検出して当該検出した三相電流と前記検出速度とすべり周波数の指令値とに基づいて前記誘導電動機に対するトルク基準電流および磁束基準電流を演算して制御するベクトル制御を用いて前記インバータを制御するベクトル制御部と、
前記誘導電動機の出力トルクを演算する出力トルク演算部と、
演算された前記出力トルクと前記トルク基準電流から求められるトルク基準との差分トルクを演算する差分トルク演算部と、
前記誘導電動機の運転条件ごとに、演算された前記差分トルクをトルク補正データとして記憶し、当該トルク補正データを用いて前記誘導電動機の出力トルクの不足を補償するための補正トルクを演算する演算・メモリ部と、
演算された前記トルク基準電流および磁束基準電流と前記補正トルクとを用いて前記すべり周波数の指令値を演算し、前記すべり周波数の指令値を前記ベクトル制御部に出力するすべり周波数演算部と、を備える
ことを特徴とする誘導電動機駆動システム。
An induction motor that can be driven by three-phase alternating current;
A resolver for detecting the rotational speed of the induction motor;
An inverter for variable speed control of the induction motor;
A speed command is input to obtain a detected speed from the number of rotations detected by the resolver, a speed deviation thereof is calculated, a three-phase current input to the induction motor is detected, and the detected three-phase current and the A vector control unit for controlling the inverter using vector control for calculating and controlling a torque reference current and a magnetic flux reference current for the induction motor based on a detection speed and a command value of a slip frequency;
An output torque calculator for calculating the output torque of the induction motor;
A differential torque calculator for calculating a differential torque between the calculated output torque and a torque reference obtained from the torque reference current;
A calculation for storing the calculated differential torque as torque correction data for each operating condition of the induction motor and calculating a correction torque for compensating for an insufficient output torque of the induction motor using the torque correction data. A memory section;
Calculating a command value of the slip frequency using the calculated torque reference current and magnetic flux reference current and the correction torque, and outputting the command value of the slip frequency to the vector control unit; An induction motor drive system comprising:
前記トルク補正データは、前記誘導電動機の無負荷加速時または無負荷減速時の少なくとも一方における、前記トルク基準と前記出力トルクとの差を算術平均した値である
ことを特徴とする請求項1に記載の誘導電動機駆動システム。
The torque correction data is a value obtained by arithmetically averaging the difference between the torque reference and the output torque when at least one of the induction motor during no-load acceleration or no-load deceleration. The induction motor drive system described.
前記出力トルク演算部は、前記インバータにおける出力側の出力電圧および出力電流について計測値を前記インバータから入力し、当該計測値と検出された前記回転数とを用いて前記出力トルクを演算する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の誘導電動機駆動システム。
The output torque calculation unit inputs measurement values for the output voltage and output current on the output side of the inverter from the inverter, and calculates the output torque using the measurement values and the detected rotation speed. The induction motor drive system according to claim 1 or 2, wherein the induction motor drive system according to claim 1 or 2 is characterized.
前記出力トルク演算部は、前記インバータにおける入力側の入力電圧および入力電流について計測値を前記インバータから入力し、当該計測値と検出された前記回転数と予め定められた効率とを用いて前記出力トルクを演算する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の誘導電動機駆動システム。
The output torque calculation unit inputs measurement values for input voltage and input current on the input side of the inverter from the inverter, and uses the measurement value, the detected rotation speed, and a predetermined efficiency to output the output The induction motor drive system according to claim 1 or 2, wherein a torque is calculated.
前記出力トルク演算部は、前記予め定められた効率を、前記誘導電動機の機種ごと、または、前記インバータの機種ごとの少なくとも一方について、負荷率と効率との関係を予め記憶し、当該負荷率と効率との関係を用いて前記出力トルクを演算する
ことを特徴とする請求項4に記載の誘導電動機駆動システム。
The output torque calculation unit stores the relationship between the load factor and efficiency in advance for the predetermined efficiency for at least one of the induction motor models or the inverter models, and the load factor and The induction motor drive system according to claim 4, wherein the output torque is calculated using a relationship with efficiency.
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