JP2536994B2 - 誘導電動機のトルク制御装置 - Google Patents

誘導電動機のトルク制御装置

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JP2536994B2
JP2536994B2 JP4095406A JP9540692A JP2536994B2 JP 2536994 B2 JP2536994 B2 JP 2536994B2 JP 4095406 A JP4095406 A JP 4095406A JP 9540692 A JP9540692 A JP 9540692A JP 2536994 B2 JP2536994 B2 JP 2536994B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インバータにより誘導
電動機のトルクを制御する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の誘導電動機のトルク制御装置の一
例を図２に示す。電流検出器４は、誘導電動機３の一次
の電流ベクトルｉを検出する。また、速度検出器５は前
記誘導電動機の回転子の速度を検出する。電流検出器
４，速度検出器５により検出された電流ベクトルｉと速
度ωm を入力して、演算手段６でトルクＴと磁束ベクト
ルの大きさφとその位相角θを演算する。トルクＴとそ
の指令値Ｔ* との誤差を誤差演算手段71で演算し、トル
ク誤差増幅手段81で増幅されて、トルク分電圧指令ＶT
となる。演算手段６の出力の磁束ベクトルの大きさφと
その指令値φ* との誤差を、磁束誤差演算手段72で求
め、磁束誤差増幅手段82で増幅されて磁束分電圧指令Ｖ
φとなる。ＶT ，Ｖφは、座標変換手段９において
【数１】 Ｖ* ＝（Ｖφ＋ｊＶT ）exp(ｊθ） (1) の演算式で表せる観点座標変換をする。ここでθは演算
手段６で求められた磁束ベクトルの位相角であり、ｊは
−１の平方根で虚数部を表す。また、式(1) で演算され
て座標変換手段から出力されるＶ* は電圧指令ベクトル
であり、電圧制御インバータ２に入力される。そこでは
電圧指令ベクトルＶ* に応じた三相の電圧を誘導電動機
３に印加して、直流電源１から電力を誘導電動機３に供
給する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来方式にお
いて、トルク誤差増幅手段81は一般的に比例積分増幅器
で構成されており、トルク誤差がなくてもその出力ＶT
は誘導電動機３の回転速度にほぼ比例した値となる。つ
まり、比例積分増幅器の中の積分器によってこの出力が
保たれていることになる。よって、例えば誘導電動機３
が高速で回転しているときに従来方式のトルク制御を開
始した場合、トルク誤差増幅器手段81の積分器の初期値
は零となっているので、速度に合った値にＶT が落ち着
くには時間が掛かり、その間はトルク指令値通りのトル
クを誘導電動機が出力することはできなくなる。
【０００４】以下は、トルク誤差増幅手段の出力ＶT が
速度にほぼ比例する理由を述べる。電圧ベクトルＶと磁
束ベクトルψとの関係は、
【数２】 Ｖ＝ d／dt（ψ） (2) で表すことができる。ここで、ψ＝φexp(ｊθ) とする
と、式(2) は
【数３】 Ｖ＝ d／dt（φ）exp(ｊθ) ＋ｊωφexp(ｊθ) (3) となる。ここで、ω＝ d／dt（θ）である。前述した従
来方式において、電圧制御インバータ２が忠実に指令通
りの電圧ベクトルＶを誘導電動機に印加するならば、式
(1) のＶ* ＝式(3) のＶ とすることができるので、実
数部と虚数部とでまとめると、
【数４】 Ｖφ＝ d／dt（φ） (4) ＶT ＝ωφ (5) となる。磁束の回転角速度ωは、ほぼ誘導電動機の回転
速度ωm に等しいので、式(5) よりＶT が速度にほぼ比
例することがわかる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】以上の従来技術の問題点
を解決するために、誘導電動機の回転速度と演算手段の
出力の磁束の大きさとの積をトルク誤差増幅手段の出力
に加算して座標変換手段に入力する。
【０００６】
【作用】前記問題点を解決する手段により、ＶT はトル
ク誤差増幅手段の出力と式(5)の項との和で表せるの
で、トルク誤差増幅手段はほとんど零の値を出力し、微
小なトルク誤差のみを補償するために動作する。よっ
て、誘導電動機が高速で回転しているときに制御を開始
しても、トルク誤差増幅手段の積分器は速度に比例した
大きい値を出力する必要がないので、指令通りのトルク
を誘導電動機は出力することができる。
【０００７】
【実施例】図１に本発明の一実施例を示す。図２の従来
技術と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、
異なる部分のみを説明する。乗算器10は演算手段６の出
力の磁束ベクトルの大きさφと速度検出器５の出力の速
度ωm との積を演算して、加算器11でトルク誤差増幅手
段81の出力ＶT'との和ＶT を求め、ＶT は座標変換手段
９に入力される。
【０００８】
【発明の効果】従来は前述の問題点を目立たないように
するために、トルク誤差増幅手段の積分器のゲインを大
きくしていたが、それによりトルク制御系が不安定にな
ることがあり、トルク誤差増幅手段の設計が困難であっ
た。本発明により、トルク誤差増幅手段は微小なトルク
誤差のみを補償するだけでいいので、その設計が容易で
あり、系が不安定になり難い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の誘導電動機のトルク制御装置の一実施
例をブロック線図で示す。
【図２】従来の誘導電動機のトルク制御装置の一例をブ
ロックで示す。
【符号の説明】
１ 直流電源 ２ 電圧制御インバータ ３ 誘導電動機 ４ 電流検出器 ５ 速度検出器 ６ 演算手段 71 トルク誤差演算手段 72 磁束誤差演算手段 81 トルク誤差増幅手段 82 磁束誤差増幅手段 ９ 座標変換手段 10 乗算器 11 加算器

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】三相誘導電動機の磁束ベクトルとトルクと
    を演算する手段と、その出力のトルクと磁束ベクトルの
    大きさとをそれぞれの指令値と比較するトルク誤差演算
    手段及び磁束誤差演算手段と、それぞれの誤差演算手段
    の出力を増幅するトルク誤差増幅手段及び磁束誤差増幅
    手段と、それぞれの誤差増幅手段の出力を前記演算手段
    の出力の磁束ベクトルの位相角で回転座標変換する座標
    変換手段と、前記座標変換手段の出力を電圧指令として
    入力して三相の電圧を前記誘導電動機に印加する電圧制
    御インバータとで構成される誘導電動機のトルク制御装
    置において、 前記誘導電動機の回転速度と前記磁束指令又は前記演算
    手段の出力の磁束の大きさとの積を前記トルク誤差増幅
    手段の出力に加算して前記座標変換手段に入力すること
    を特徴とする誘導電動機のトルク制御装置。
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