JP2018019476A - 電動機の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御装置30は、速度検出器12により検出された速度フィードバック実測値SP_F1に基づくセンサ付ベクトル制御手段と、電流検出器13の出力から推定された速度フィードバック推定値SP_F2に基づくセンサレスベクトル制御手段を備える。メモリ24は、制御装置30は、SP_F1とSP_F2との差である推定誤差ΔVを記憶する。信号選択器21は、SP_F1の異常を検出する。さらに信号選択器21は、SP_F1の異常を検出した場合に、センサ付ベクトル制御手段による制御からセンサレスベクトル制御手段による制御へ切り替えると共に、異常検出前にメモリ24に記憶された推定誤差ΔVを、制御切り替え後の交流電動機11の制御量に加味する。
【選択図】図2
Description
電動機の回転軸の回転速度を検出する速度検出器と、
前記速度検出器により検出された速度実測値をフィードバックして、前記速度実測値が速度目標値に近づくように、前記電動機の制御量を調整するセンサ付ベクトル制御手段と、
前記電動機に供給される電流の大きさを検出する電流検出器と、
前記電流検出器により検出された電流実測値に基づいて推定した前記電動機の速度推定値をフィードバックして、前記速度推定値が前記速度目標値に近づくように、前記電動機の制御量を調整するセンサレスベクトル制御手段と、
前記速度実測値と前記速度推定値との差をフィードバック制御の推定誤差として記憶する推定誤差記憶手段と、
前記速度実測値の異常を検出する異常検出手段と、
前記速度実測値の異常を検出した場合に、前記センサ付ベクトル制御手段による制御から前記センサレスベクトル制御手段による制御へ切り替えると共に、異常検出前に前記推定誤差記憶手段に記憶された前記推定誤差を、制御切り替え後の前記電動機の制御量に加味するフィードバック制御切替手段と、を備えることを特徴とする。
<全体構成>
図1は、本発明の実施の形態1に係る交流電動機制御システムの模式図である。交流電動機制御システムは、交流電動機11と、交流電動機11を駆動する制御装置30とを備える。交流電動機制御システムは、センサ付ベクトル制御とセンサレスベクトル制御とを切り替えてインバータ主回路10(交流電動機11)を制御可能なシステムである。以下、制御装置30の構成について説明する。
図1に示す制御装置30は、特徴的構成として速度フィードバック選択器20を備える。速度フィードバック選択器20は、制御周期毎に、速度フィードバック実測値SP_F1および速度フィードバック推定値SP_F2を入力し、現在選択されているベクトル制御に応じた速度フィードバック値SP_Fを出力する。
SP_F=SP_F1 ・・・(1)
図2では、演算器22、時間遅れ23(Td)、およびメモリ24により推定誤差記憶手段が実現されている。推定誤差記憶手段は、速度フィードバック実測値SP_F1と速度フィードバック推定値SP_F2との差をフィードバック制御の推定誤差ΔVとして周期的に記憶する。
速度フィードバック選択器20が備える信号選択器21は、異常検出手段およびフィードバック制御切替手段としての機能を有する。
フィードバック制御切替手段は、速度フィードバック実測値SP_F1の異常を検出した場合に、センサ付ベクトル制御手段による制御からセンサレスベクトル制御手段による制御へ切り替えると共に、異常検出前にメモリ24に記憶された推定誤差ΔVを、制御切り替え後の交流電動機11の制御量に加味する。
ΔV(t2)=SP_F1(t1)−SP_F2(t1) ・・・(2)
ただし、時間遅れTdは次の通りである。
Td=t2−t1
そして、切り替え後の速度フィードバック値SP_Fは次式(3)で表わされる。
SP_F(t2)=SP_F2(t2)+ΔV(t2) ・・・(3)
図4は、上述の動作を実現するために、速度フィードバック選択器20が実行する制御ルーチンのフローチャートである。本制御ルーチンは、制御周期毎に繰り返し実行される。また、初期状態として、図2のA接点SW(A)は開、B接点SW(B)は閉であり、センサ付ベクトル制御が実行されているものとする。
ところで、上述した実施の形態1のシステムにおいては、交流電動機11を、誘導電動機としているが、交流電動機11はこれに限定されるものではない。例えば、同期電動機としても良い。なお、この点は以下の実施の形態でも同様である。
<全体構成>
次に、図5を参照して本発明の実施の形態2について説明する。本実施形態のシステムは、図1に示す構成に、図5に示す速度フィードバック選択器20を適用することで実現することができる。図5は、本発明の実施の形態2に係る速度フィードバック選択器20の模式図である。
上述した実施の形態1では、信号選択器21は、速度フィードバック実測値SP_F1を入力して常時監視する。これに対し、実施の形態2では、信号選択器21は、速度フィードバック実測値SP_F1と速度フィードバック推定値SP_F2との差である推定誤差ΔVを入力して常時監視することとした。どちらを選択するかは使用する速度センサと付随するアンプ等の性質に基づいて、速度センサの故障ができるだけ早く検出できる方を選択することが望ましい。
2 トルク制御器
3 磁束制御器
4 q軸電流制御器
5 d軸電流制御器
6 一次周波数演算器
7a、7b 座標変換回路
8 パルス発生回路
9 速度演算器
10 インバータ主回路
11 交流電動機
12 速度検出器
13 電流検出器
20 速度フィードバック選択器
21 信号選択器
22 演算器
23 時間遅れ(設定時間)
24 メモリ
30 制御装置
Id d軸電流基準
Id_F d軸電流
Iq q軸電流基準
Iq_F q軸電流
SP_F 速度フィードバック値
SP_F1 速度フィードバック実測値
SP_F2 速度フィードバック推定値
SW(A) A接点
SW(B) B接点
T トルク指令
Vd d軸電圧指令
Vq q軸電圧指令
ΔV 推定誤差
Claims (4)
- 電動機の回転軸の回転速度を検出する速度検出器と、
前記速度検出器により検出された速度実測値をフィードバックして、前記速度実測値が速度目標値に近づくように、前記電動機の制御量を調整するセンサ付ベクトル制御手段と、
前記電動機に供給される電流の大きさを検出する電流検出器と、
前記電流検出器により検出された電流実測値に基づいて推定した前記電動機の速度推定値をフィードバックして、前記速度推定値が前記速度目標値に近づくように、前記電動機の制御量を調整するセンサレスベクトル制御手段と、
前記速度実測値と前記速度推定値との差をフィードバック制御の推定誤差として記憶する推定誤差記憶手段と、
前記速度実測値の異常を検出する異常検出手段と、
前記速度実測値の異常を検出した場合に、前記センサ付ベクトル制御手段による制御から前記センサレスベクトル制御手段による制御へ切り替えると共に、異常検出前に前記推定誤差記憶手段に記憶された前記推定誤差を、制御切り替え後の前記電動機の制御量に加味するフィードバック制御切替手段と、
を備えることを特徴とする電動機の制御装置。 - 前記推定誤差記憶手段は、算出した前記推定誤差を設定時間の経過後に記憶すること、
を特徴とする請求項1に記載の電動機の制御装置。 - 前記異常検出手段は、制御周期毎に検出される前記速度実測値の変化量が所定値以上の場合に、または、前記速度実測値の変化量が所定回数連続して変化しない場合に異常と判定すること、
を特徴とする請求項1又は2に記載の電動機の制御装置。 - 前記電動機は、誘導電動機であること、
を特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電動機の制御装置。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108390611A (zh) * | 2018-03-06 | 2018-08-10 | 合肥工业大学 | 基于旋转高频注入的永磁同步电机无传感器控制方法 |
JP2021065015A (ja) * | 2019-10-11 | 2021-04-22 | 富士電機株式会社 | モータ駆動装置およびモータ駆動方法 |
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