JP2580101B2 - Method of setting control operation constants for induction motor control system - Google Patents

Method of setting control operation constants for induction motor control system

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JP2580101B2
JP2580101B2 JP3858284A JP3858284A JP2580101B2 JP 2580101 B2 JP2580101 B2 JP 2580101B2 JP 3858284 A JP3858284 A JP 3858284A JP 3858284 A JP3858284 A JP 3858284A JP 2580101 B2 JP2580101 B2 JP 2580101B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、誘導電動機を駆動する制御装置の制御演算
定数を設定する誘導電動機制御システムの制御演算定数
設定方法に関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a control operation constant setting method for an induction motor control system for setting a control operation constant of a control device for driving an induction motor.

〔発明の背景〕[Background of the Invention]

周知のベクトル制御インバータなどの交流電動機制御
装置においては、電動機定数例えば漏れインピーダン
ス、励磁インダクタンス及び回転子2次時定数などに基
づいて制御定数が設定される。従来は電動機定数の設計
値に基づいてその設定を行つているが、使用する電動機
毎に制御定数を変更する必要がありはん雑なこと、また
前述の設計値と実際値の不一致により制御演算誤差を生
じることが問題である。
In a known AC motor control device such as a vector control inverter, a control constant is set based on a motor constant such as a leakage impedance, an exciting inductance, a rotor secondary time constant, and the like. Conventionally, the setting is made based on the design value of the motor constant.However, the control constant must be changed for each motor to be used, which is complicated, and the control calculation is performed because of the mismatch between the design value and the actual value. It is a problem that errors occur.

ところで従来においては、直流電動機などの直流負荷
のインピーダンスを、その電動機に給電する変換装置の
出力電流及び電圧に基づいて計測する方法が周知であ
る。直流機の場合、その等価回路は各々、単一の抵抗、
インダクタンス及び逆起電力で表わされ、その抵抗値
は、電動機に所定の電流を流した際における電動機電圧
と電流の比の値(定常値)に基づいて測定される。また
インダクタンスについては、電動機に所定の電圧をステ
ツプ的に印加した際における電動機電流の立上り時定数
から測定することができる。そしてその測定結果に基づ
いて制御定数の設定が行われる。
In the related art, a method of measuring the impedance of a DC load such as a DC motor based on an output current and a voltage of a converter that supplies power to the motor is well known. In the case of DC machines, their equivalent circuits are each a single resistor,
The resistance value is represented by an inductance and a back electromotive force, and the resistance value is measured based on a value of a ratio of a motor voltage to a current (a steady value) when a predetermined current is applied to the motor. Further, the inductance can be measured from the rising time constant of the motor current when a predetermined voltage is applied to the motor stepwise. Then, a control constant is set based on the measurement result.

一方、誘導電動機の場合は、その等価回路は各各、複
数の抵抗、インダクタンス等で表わされ、それぞれを分
離して測定する必要があること、また誘導電動機は一般
に多相巻線をもつため、測定時に各巻線に流す電流の位
相(直流の場合は電流の極性と大きさ)並びに電流の通
流により誘起される各巻線電圧の位相(直流の場合は電
圧の極性と大きさ)をも考慮する必要があり、前述した
従来の方法によつては応じられない。
On the other hand, in the case of an induction motor, its equivalent circuit is represented by a plurality of resistances, inductances, etc., each of which must be measured separately, and since induction motors generally have multiphase windings The phase of the current flowing through each winding at the time of measurement (polarity and magnitude of current in the case of direct current) and the phase of each winding voltage induced by the flow of current (polarity and magnitude of voltage in the case of direct current) This must be taken into account and cannot be met by the conventional methods described above.

〔発明の目的〕[Object of the invention]

本発明の目的は、前述した問題を解決することにあ
り、ベクトル制御用などの変換装置においては、その出
力電流の大きさ、周波数及び位相を精度よく制御できる
ことに着目し、これを用いて電動機に所定の電流を供給
し、その際に誘起する電動機電圧に基づいて誘導電動機
の電気定数を高精度に測定し、その測定結果に基づいて
誘導電動機制御システムの制御演算定数を設定すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-described problem. In a converter for vector control or the like, attention is paid to the fact that the magnitude, frequency and phase of the output current can be controlled with high accuracy. To supply a predetermined current to the motor, measure the electric constant of the induction motor with high accuracy based on the motor voltage induced at that time, and set a control operation constant of the induction motor control system based on the measurement result. .

〔発明の概要〕[Summary of the Invention]

本発明の特徴とするところは、誘導電動機に可変電圧
可変周波数の交流を出力する変換器と、該変換器の出力
量を制御して前記電動機を駆動する制御装置を備えた誘
導電動機制御システムにおいて、前記制御装置に前記電
動機の電動機定数を測定演算する電動機定数演算手段を
含み、実運転前に、前記演算手段から前記制御装置に前
記電動機の一つの定数の測定条件に応じた指令信号を出
力し、該指令信号に従い前記制御装置により前記変換器
の出力量を制御し、前記電動機に交流あるいは直流を供
給し、その際における前記変換器の出力量を前記演算手
段に入力し、該入力した出力量に基づいて前記演算手段
により前記電動機の電動機定数を測定演算し、この演算
された電動機定数に基づいて前記制御装置の制御演算定
数を設定することにある。
A feature of the present invention resides in an induction motor control system including a converter that outputs an AC having a variable voltage and a variable frequency to an induction motor, and a control device that controls an output amount of the converter to drive the motor. The control device includes a motor constant calculation unit for measuring and calculating a motor constant of the motor, and outputs a command signal according to a measurement condition of one constant of the motor from the calculation unit to the control device before actual operation. The control device controls the output amount of the converter according to the command signal, supplies AC or DC to the motor, and inputs the output amount of the converter at that time to the arithmetic means. Measuring and calculating the motor constant of the motor by the calculating means based on the output amount, and setting a control calculation constant of the control device based on the calculated motor constant. That.

〔発明の実施例〕(Example of the invention)

第1図はPWMインバータ制御誘導電動機システムに本
発明の電動機定数測定方法を適用した場合の一実施例の
回路構成図を示す。1はGTO(Gate Turn−off Thyris
tor)あるいはトランジスタ及びダイオードなどで構成
されるPWMインバータ、2は測定対象である誘導電動
機、3は周波数指令信号ω に比例した周波数の2相
正弦波信号を発生する発振器、4は電流指令信号の励磁
電流成分i 及びこれに直交するトルク電流成分i
と発振器3の出力信号に基づいて、インバータの出力
電流の指令パターン信号i を出力する座標変換器、
5はインバータ出力電流の瞬時値i1を検出する電流検出
器、6はi とi1の偏差に応じてGTOをオン・オフ制
御し、i1をi に比例するように制御する電流調節
器、7はGTOにゲート信号を供給するゲート回路であ
る。なお5〜7については全体で3相分あるが、他の2
相分は図示を省略してある。8は電動機電圧の直交回転
座標系の各軸成分v1 d及びv1 qを検出する電圧成分検出
器、9はi ,i ,ω などの各指令信号を出力
し、インバータの出力電流を所定値に保ち、その際に得
られる検出信号V1 d及びv1 q並びに前述のi ,i
びω に基づいて電動機の電気定数を測定する電動機
定数演算器である。なお1,3〜7はインバータ装置の構
成要素を利用するため、本発明を実施する上で新しく必
要となるものは電圧成分検出器8及び電動機定数演算器
9である。
FIG. 1 is a circuit diagram of an embodiment in which the motor constant measuring method of the present invention is applied to a PWM inverter control induction motor system. 1 is GTO (Gate Turn-off Thyris)
tor) or a PWM inverter composed of a transistor and a diode, 2 is an induction motor to be measured, 3 is an oscillator for generating a two-phase sine wave signal having a frequency proportional to the frequency command signal ω 1 * , and 4 is a current command. signal of the exciting current component i d * and the torque current component i q perpendicular thereto
A coordinate converter that outputs a command pattern signal i 1 * of the output current of the inverter based on * and the output signal of the oscillator 3;
5 is a current detector for detecting an instantaneous value i 1 of the inverter output current, 6 a GTO on and off controlled in accordance with a deviation of i 1 * and i 1, the control to be proportional to i 1 to i 1 * The current controller 7 is a gate circuit for supplying a gate signal to the GTO. Note that 5 to 7 have three phases in total, but the other 2
The phase components are not shown. 8 is a voltage component detector for detecting a respective axial components v 1 d and v 1 q of the orthogonal rotation coordinate system of the motor voltage, 9 i d *, i q *, and outputs the command signals, such as omega 1 *, maintaining the inverter output current to a predetermined value, the motor constant measuring electrical constants of the motor on the basis that when the obtained detection signal V 1 d and v 1 q and the aforementioned i d *, the i q * and omega 1 * It is an arithmetic unit. In addition, since components 1 to 7 use the components of the inverter device, what is newly required for implementing the present invention is a voltage component detector 8 and a motor constant calculator 9.

次に上記装置の動作を説明する。座標変換器4は電流
指令信号i 及びi 並びに発振器3の信号に基づ
いて次式の演算を行い、2相の電流指令パターン信号i
α 及びiβ を出力する。
Next, the operation of the above device will be described. Coordinate converter 4 based on the signal of the current command signal i d * and i q * and the oscillator 3 performs the following calculation, the two-phase current command pattern signals i
Output α * and * .

ここに、 さらに次式に従い3相の電流指令信号i (i ,i
,i )が取り出される。
here, Further, according to the following equation, the three-phase current command signal i 1 * (i U * , i
V *, i W *) is taken out.

このときi 〜i は次式で示される。 This time i U * ~i W * is represented by the following formula.

ここに、 これらi と電流検出信号i1が各相において比較さ
れ、その偏差に応じてインバータのGTOはオンオフ制御
される。その結果インバータ出力電流はi に比例す
るように制御される。
here, These i 1 * and the current detection signal i 1 are compared in each phase, and the GTO of the inverter is turned on / off according to the deviation. As a result, the inverter output current is controlled so as to be proportional to i 1 * .

一方、電圧成分検出器8において、次式に従い電動機
電圧の直交2軸成分v1 d及びv1 qが検出される。
On the other hand, the voltage component detector 8 detects orthogonal two-axis components v 1 d and v 1 q of the motor voltage according to the following equation.

ここに、v α=vU vU〜vW:電動機各相電圧 ここで、電圧のv α,v β,v1,v1 d及びv1 qに対する
関係並びに電流のi α,i β,i1,i1 d及びi1 qに対する
関係を第2図のベクトル図に示す。α軸及びβ軸は直交
固定子座標軸、d軸及びq軸は角周波数ωで回転する
直交回転座標軸である。いま、i 及びi を所定
値に設定すれば前述したように(3)式の関係に従いイ
ンバータ出力電流i1が流れる(第2図はi =0の場
合を示す)。このとき電動機には誘起電圧が発生する。
その電圧ベクトルv1は図示のようにd軸成分v1 dとq軸
成分v1 qに分解して考えることができる。次に本発明の
電動機定数測定法の原理につき述べる。以下、誘導電動
機の1次抵抗r1、2次抵抗r2′、漏れインダクタンスl1
+l2′、励磁インダクタンスL1及び2次時定数T2の測定
法について順に述べる。
Where v 1 α = v U v U to v W : motor phase voltages Here, the relationship between the voltages v 1 α , v 1 β , v 1 , v 1 d and v 1 q and the currents i 1 α , i 1 β , i 1 , i The relationship for 1 d and i 1 q is shown in the vector diagram of FIG. The α-axis and β-axis orthogonal stator coordinate, d-axis and q-axis are orthogonal rotation coordinate axes rotating at an angular frequency omega 1. Now, the i d * and i q * as described above is set to a predetermined value (3) of the inverter output current i 1 flows according to the relationship (Fig. 2 shows a case of i q * = 0). At this time, an induced voltage is generated in the motor.
The voltage vector v 1 can be considered by being decomposed into a d-axis component v 1 d and a q-axis component v 1 q as shown. Next, the principle of the motor constant measuring method of the present invention will be described. Hereinafter, the primary resistance r 1 of the induction motor, the secondary resistance r 2 ′, and the leakage inductance l 1
The measuring method of + l 2 ′, the exciting inductance L 1 and the secondary time constant T 2 will be described in order.

〔r1の測定〕 定常時におけるv1 d及びv1 qは次式で与えられる。[Measurement of r 1 ] The v 1 d and v 1 q in the steady state are given by the following equations.

ここに、i1 d,i1 q:1次電流のd軸及びq軸成分 i2 d,i2 q:2次電流のd軸及びq軸成分 ここで、2次電流i2 d及びi2 qはかご形誘導機の場合は
測定できない量であるため、これらを消去する。定常時
には2次電流と1次電流に関して次式が成立する。
Where i 1 d , i 1 q : d-axis and q-axis components of primary current i 2 d , i 2 q : d-axis and q-axis components of secondary current where secondary currents i 2 d and i 2 Since q is an unmeasurable quantity for a cage induction machine, delete them. In a steady state, the following equation holds for the secondary current and the primary current.

ここに、ωs:すべり角周波数 (6)式を用いて(5)式のi2 d及びi2 qを消去すれ
ば、v1 dは次式で示される。
Here, ω s : slip angular frequency If equation (5) is used to eliminate i 2 d and i 2 q in equation (6), v 1 d is represented by the following equation.

ここで、i1 q=0,ω=0及びω=0(直流励磁、
回転停止)の条件を設定すれば、 v1 d=r1i1 d ……(8) v1 dは前述した電圧成分検出器8を用いて検出でき、ま
たi1 dは前述したように電流指令信号i に比例して
制御されるため既知である。したがつてr1は(8)式に
基づいて測定できる。
Here, i 1 q = 0, ω 1 = 0 and ω s = 0 (DC excitation,
If the condition of (rotation stop) is set, v 1 d = r 1 i 1 d (8) v 1 d can be detected by using the above-described voltage component detector 8, and i 1 d can be detected as described above. It is known because it is controlled in proportion to the current command signal id * . Therefore, r 1 can be measured based on equation (8).

〔r2′の測定〕 次に、i1 q=0,ω=ωすなわち回転停止にて一定
周波数で励磁する条件を設定すれば、 ここで、1次角周波数ωに対してr2 2≪ω1 2(l2
L2である条件を設定すれば、 ここで、r1は前述より既知であるから、2次抵抗の1次
換算値r2′が測定できる。
[Measurement of r 2 ′] Next, by setting i 1 q = 0, ω 1 = ω s, that is, the condition of exciting at a constant frequency when the rotation is stopped, Here, r 2 2 «ω to the primary angular frequency ω 1 1 2 (l 2 +
L 2 ) If we set the condition of 2 , Here, since r 1 is known from the above, the primary conversion value r 2 ′ of the secondary resistance can be measured.

〔l1+l2′の測定〕 (5)(6)式よりv1 qを求めると、 ここで、i1 q=0,ω=ωすなわち回転停止にて一定
周波数で励磁する条件を設定すれば さらに、r2≪ω(l2+L2)がある条件では ここで、v1 qは前述した電圧成分検出器8を用いて検出
でき、またi1 d及びωはそれらの設定信号i 及び
ω に比例して制御されるため既知である。したがつ
て漏れインダクタンスl1+l2′が測定できる。
[Measurement of l 1 + l 2 ′] (5) When v 1 q is obtained from equation (6), Here, if i 1 q = 0, ω 1 = ω s, that is, if the condition of exciting at a constant frequency when the rotation is stopped is set, Furthermore, under the condition that r 2 ≪ω 1 (l 2 + L 2 ), Here, v 1 q can be detected using the voltage component detector 8 described above, and i 1 d and ω 1 are known because they are controlled in proportion to their setting signals id * and ω 1 *. . Therefore, the leakage inductance l 1 + l 2 ′ can be measured.

〔L1の測定〕 i1 q=,ω=0,ω=0かつi1 dをステツプ変化させ
る条件を設定する。なお、インバータ出力電流は電流制
御回路の動作に従い高速応答制御できる。したがつてス
テツプ変化のi を与えることにより、i1 dをステツ
プ的に変化させることができる。上述の条件においては
次式が成立する。
[L measurements 1] i 1 q =, ω 1 = 0, the omega s = 0 and i 1 d to set the conditions for step changes. The inverter output current can be controlled at high speed in accordance with the operation of the current control circuit. Was it by giving i d * in connexion step change, a i 1 d can step to change. Under the above conditions, the following equation is established.

v1 d=(r1+P(l1+L1))i1 d1+PMi2 d ……(14) 0=PMi1 d1+(r2+P(l2+L2))i2 d ……(15) ここで、1はステップ関数である。さらに(15)式を
用いて(14)式のi2 dを消去すれば ここで、r1は前述より既知であるので、r1i1 dを消去し
(16)式の両辺を積分すると、 ここに、T2=(l2+L2)/r2 積分をT2より十分長い期間について行えば、 ∫v1 ddt(l1+L1)i1 d ……(18) ここで、l1は(13)式で求めたl1+l2′に基づいて周知
のように次式にて近似できる。
v 1 d = (r 1 + P (l 1 + L 1)) i 1 d 1 + PMi 2 d ...... (14) 0 = PMi 1 d 1+ (r 2 + P (l 2 + L 2)) i 2 d ...... (15 Here, 1 is a step function. Further, using equation (15) to eliminate i 2 d in equation (14) Here, since r 1 is known from the above, r 1 i 1 d is eliminated, and both sides of equation (16) are integrated. Here, if the integration of T 2 = (l 2 + L 2 ) / r 2 is performed for a period sufficiently longer than T 2 , ∫v 1 dd t (l 1 + L 1 ) i 1 d ... (18) 1 can be approximated by the following equation, as is well known, based on l 1 + l 2 'obtained by the equation (13).

したがつて(18)式に従い、v1 dの積分値をi1 dの設定
信号i で割算してl1+L1を求め、それよりl1を差し
引けばL1が求められる。
According to the but connexion (18), v 1 the integral value of d by dividing by i 1 d of the setting signal i d * seek l 1 + L 1, L 1 is obtained by subtracting a from l 1 it .

〔T2の測定〕 (17)式において、l1≪L1のため、v1 dの積分値はi1 d
のステツプ変化に対して時定数がほぼT2の1次遅れ変化
をする。したがつて積分値がその終期値に対し63%に達
するまでの時間を計測すればそれが求めるT2である。
[Measurement of T 2 ] In equation (17), since l 1 ≪L 1 , the integral value of v 1 d is i 1 d
Constant is nearly first-order lag change in T 2 time against step changes in. The is a T 2 to determine it by measuring the time until connexion integrated value reaches 63% with respect to its end value.

以上が測定原理である。上述した演算はマイクロコン
ピユータ等で構成される電動機定数演算器9により行わ
れる。その演算処理フローチヤートを第3〜8図に示
す。
The above is the measurement principle. The above-described calculation is performed by a motor constant calculator 9 composed of a microcomputer or the like. The operation processing flowchart is shown in FIGS.

第3図は先述の原理に従いr1を測定するフローチヤー
トである。先ず発振器への周波数指令信号ω を零に
設定し(31)、次にi を所定値にi を零に設定
してi1 dを流し直流励磁を行う(32)。そして電圧成分
検出器8により検出したv1 dをフイルタを通し、次にAD
変換器によりデジタル信号に変換してマイクロコンピユ
ータに取り込む(33)、そしてv1 dをi1 dに比例のi
で割算しr1を求める(34)。
FIG. 3 is a flowchart for measuring r 1 according to the principle described above. First, the frequency command signal ω 1 * to the oscillator is set to zero (31), and then id * is set to a predetermined value, iq * is set to zero, and i 1 d is supplied to perform DC excitation (32). Then, v 1 d detected by the voltage component detector 8 is passed through a filter, and then AD 1
The digital signal is converted into a digital signal by the converter and taken into the microcomputer (33), and v 1 d is proportional to i 1 d by id *.
To obtain r 1 (34).

第4図はr1を別方式にて測定するフローチヤートであ
る。上述のようにして直流励磁を行う場合、(1)式に
示すω tを に設定し(第1図の発振器3の出力信号位相をプリセツ
トする)、i を所定値にi を零に設定した場
合、(1)式のiα は零にまた に、さらに(2)式よりi =0, となる。一方、(4)式よりこの場合においては、 したがつてV−W相先電圧vV-Wを検出し、i で割算
すれば抵抗r1が求められる。以上の演算内容を図示した
ものが第4図である。
FIG. 4 is a flow chart for measuring r 1 by another method. When DC excitation is performed as described above, ω 1 * t shown in equation (1) is Set (to Purisetsuto output signal phase of the oscillator 3 of FIG. 1), when the i d * is set to zero i q * to a predetermined value, or the equation (1) i alpha * is zero Further, from equation (2), i U * = 0, Becomes On the other hand, from equation (4), in this case, It was but detected a connexion VW Aisaki voltage v VW, resistance r 1 is obtained if divided by i d *. FIG. 4 illustrates the above calculation contents.

この方式は、電流を常にV相とW相に流す方式のた
め、電圧検出はV相−W相間電圧(一定極性の直流)を
検出すればよく、電圧センサ(フオトカプラ等)が1個
で済み、センサ周辺が前述の方式より簡単なことが特長
である。
In this method, the current always flows through the V-phase and W-phase. Therefore, the voltage detection only needs to detect the voltage between the V-phase and the W-phase (DC of constant polarity), and only one voltage sensor (photocoupler, etc.) is required. The feature is that the area around the sensor is simpler than the above-mentioned method.

第5図は先述の原理に従いr2′を測定するフローチヤ
ートである。先ずω を例えば314rad/s(50Hz)に設
定し(51)、次にi を所定値にi を零に設定し
てi1 dを流し交流励磁を行う(52)、この場合、i1 dは電
動機が回転しない程度の小さな値とし、ω=ωであ
る条件を設定する。前述と同様にv1 dをマイクロコンピ
ユータに取り込み(53)、v1 dをi で割算しr1
r2′を求める(54)、そして先に求めたr1を引算し、
r2′を演算する(55)。
FIG. 5 is a flowchart for measuring r 2 ′ according to the principle described above. First omega 1 * Set the example to 314rad / s (50Hz) (51 ), by alternating current excitation flowing i 1 d and then i d * is set to zero i q * to a predetermined value (52), In this case, i 1 d is set to a small value such that the motor does not rotate, and a condition that ω 1 = ω s is set. Captures the same way as described above v 1 d to microcomputer (53), v dividing the 1 d in i d * r 1 +
Find r 2 ′ (54), and subtract r 1 found earlier,
Compute r 2 '(55).

第6図は先述の原理に従いl1+l2′を測定するフロー
チヤートである。先ず第5図と同様にω を設定し
(61)、交流励磁を行う(62)。v1 qを取り込み(6
3)、v1 qをω 及びi で割算してl1+l2′を求め
る。
FIG. 6 is a flowchart for measuring l 1 + l 2 ′ according to the principle described above. First, ω 1 * is set as in FIG. 5 (61), and AC excitation is performed (62). Capture v 1 q (6
3), v by dividing the 1 q in omega 1 * and i d * Request l 1 + l 2 '.

第7図は先述の原理に従いL1を測定するフローチヤー
トである。先ずω を零に設定し(71)、次にステツ
プ変化のi を座標変換器4に与えi1 dをステツプ的
に流す(72)。このとき発生するv1 dを検出しマイクロ
コンピユータに取り込む(73)。なお、この取込みは後
述の累積加算巾はΔt秒毎に行う。次に今回取り込んだ
v1 dと前回記憶したv1を比較し、その比が1に近い
所定値以上となるまでv1 dをΔt秒毎に取り込み累積加
算を行う(74及び75)。もし上述の比が所定値以上とな
つた際には累積加算を完了し、その加算結果をi
割算してl1+L1を演算する(76)。さらにl1+L1から
(19)式に従いl1を引算しL1を演算する(77)。
FIG. 7 is a flowchart for measuring the L 1 in accordance with the principles described previously. First omega 1 * was set to zero (71), then flow i d * in step changes the given i 1 d to coordinate converter 4 step manner (72). The generated v 1 d is detected and taken into the microcomputer (73). It should be noted that this acquisition is performed every cumulative addition width Δt seconds described later. Next I took in this time
v 1 d is compared with the previously stored v 1d , and v 1 d is taken every Δt seconds until the ratio becomes equal to or greater than a predetermined value close to 1, and cumulative addition is performed (74 and 75). If the above ratio is complete the cumulative addition is when becomes such greater than a predetermined value, calculates the l 1 + L 1 by dividing the addition result by i d * (76). Further, L 1 is subtracted from l 1 + L 1 according to the equation (19) to calculate L 1 (77).

なお第4図の場合と同様に に設定すると、V−W相間電圧vV-Wに基づいてL1を演算
できる。なぜなら の場合、(20)式が成立するからである。当然であるが
この場合はフローチヤートは第7図と同様である。
In addition, as in the case of FIG. If set to, it calculates L 1 on the basis of the VW phase voltage v VW. Because In the case of (1), the expression (20) is satisfied. Naturally, in this case, the flow chart is the same as in FIG.

第8図は先述の原理に従いT2を測定するフローチヤー
トである。先ずω を零に設定し(81)、次に第7図
と同一のi を与える(82)。そしてΔt秒毎にv1 d
を取り込み(83)、v1 dの累積加算Σv1 dΔtを演算する
(84)。加算値が第7図において求めた終期値の63%に
到達するまでΔt秒毎に上述の累積加算を続ける(8
5)。63%に達すれば加算を完了し、それまでのΔtの
累積値ΣΔtよりT2を求める(86)。なおT2は、 であるため、先に測定したL1をr2′で割算して求めるこ
ともできる。
FIG. 8 is a flowchart for measuring T 2 in accordance with the principles described previously. First, ω 1 * is set to zero (81), and then the same id * as in FIG. 7 is given (82). And v 1 d every Δt seconds
(83), and the cumulative addition vv 1 d Δt of v 1 d is calculated (84). The above-described cumulative addition is continued every Δt seconds until the added value reaches 63% of the end value obtained in FIG.
Five). Complete the addition if reaches 63%, obtaining a T 2 than the accumulated value ΣΔt of Δt so far (86). T 2 is Therefore it can also be determined by dividing the L 1 measured earlier in r 2 '.

上述のようにして演算された各電動機定数は、記憶要
素に記憶され、次に述べるインバータ制御装置の制御演
算定数の設定に使用される。
Each motor constant calculated as described above is stored in a storage element and used for setting a control calculation constant of the inverter control device described below.

第9図は誘導機ベクトル制御装置の回路構成図であり
本発明の適用可能例を示す。1〜7は第1図と同一物で
あるので説明を省略する。10は回転速度を指令するため
の速度指令器、11は速度検出器、12はトルク分電流指令
を出力する速度偏差構巾器、13は電動機の磁束指
令φを出力する磁束指令器、14は磁束指令に基づいて
励磁電流指令i を出力する励磁電流指令演算器、15
はi をi で割算しすべり角周波数指令ω
出力するすべり周波数指令演算器、16はω と回転速
度ωを加算しインバータの周波数指令信号ω を出
力する加算器である。
FIG. 9 is a circuit configuration diagram of an induction machine vector control device, showing an applicable example of the present invention. 1 to 7 are the same as those in FIG. 10 the speed command unit for commanding the rotational speed, 11 speed detector 12 is speed deviation構巾outputting a * torque current command i t, 13 the magnetic flux command for outputting a magnetic flux command phi * of the electric motor vessel, 14 excitation current command calculator which outputs an excitation current command i m * based on the magnetic flux command, 15
Slip frequency command calculator for outputting the i t * a i m * divided by to slip angular frequency command ω s *, 16 is omega s * and the added to the rotational speed omega r inverter frequency command signal omega 1 * It is an adder to output.

ベクトル制御の原理は周知であるので詳細な説明は省
略するが、次式に従いインバータの出力電流の大きさ|i
1|と位相θ及び周波数ωを制御することにより高速応
答高精度な制御を行うものである。
Since the principle of the vector control is well known, a detailed description thereof will be omitted.
1 |, the phase θ and the frequency ω 1 are controlled to perform high-speed response and high-precision control.

ここに、ω1:1次角周波数 ωr:回転角周波数 ωs:すべり角周波数 ここで(22)式及び(23)式の関係を満足させる制御
は、前述した座標変換器4及び電流調節器6の動作に従
い行なわれる。また(24)式の関係の制御は演算器15及
び加算器16の動作に従い行われる。
Here, ω 1 : primary angular frequency ω r : rotational angular frequency ω s : slip angular frequency Here, the control satisfying the relationship of the expressions (22) and (23) is performed by the coordinate converter 4 and the current adjustment described above. This is performed in accordance with the operation of the container 6. Further, the control of the relation of the expression (24) is performed in accordance with the operation of the arithmetic unit 15 and the adder 16.

ところで、i は演算器14において次式に従い取り
出される。
Incidentally, i m * is taken in accordance with the following formula calculator 14.

すなわちこのとき前述の測定されたL1が演算定数とし
て用いられる。また演算器15において(24)式の演算を
行う際には前述のT2が用いられる。このような演算定数
の設定は、インバータ制御装置がマイクロコンピユータ
で構成される場合には、前述のように測定記憶された電
動機定数に基づいて演算プログラムの定数設定を行うこ
とにより、また制御装置がアナログ回路で構成される場
合には、割算器あるいは乗算器を用いて(24)式及び
(25)式の演算を行うことにより可能である。
That L 1 measured described above this time is used as a processing constant. The aforementioned T 2 is used when performing a calculation in calculator 15 (24). In the case where the inverter control device is configured by a micro computer, the setting of the operation constants is performed by performing the operation program constant setting based on the motor constants measured and stored as described above, and In the case of being constituted by an analog circuit, it is possible to perform the operations of the equations (24) and (25) using a divider or a multiplier.

第10図は誘導機ベクトル制御装置の回路構成図であ
り、本発明の他の適用可能例を示す。1〜8,10〜12及び
15は、第1図及び第9図と同一物であるので説明を省略
する。16は電圧成分検出信号v1 d及びv1 qから電動機の漏
れインピーダンス降下を差し引き誘導起電力成分ed及び
eqを検出する漏れインピーダンス補償器、17は誘導起電
力eqの指令器、18は励磁電流指令i を出力する誘導
起電力偏差増巾器、19はedに基づいてすべり角周波数の
補正信号Δω を出力する増巾器、20は前述の
ω ,Δω 及びωを加算し周波数指令信号ω
を出力する加算器である。
FIG. 10 is a circuit configuration diagram of an induction machine vector control device, and shows another applicable example of the present invention. 1-8, 10-12 and
15 is the same as FIG. 1 and FIG. 9, and the description is omitted. 16 subtracts the leakage impedance drop of the motor from the voltage component detection signals v 1 d and v 1 q, and induces electromotive force components ed and
leakage impedance compensator for detecting eq, 17 the commander of the induced electromotive force eq, 18 is an excitation current command i m induced electromotive force deviation increase width for outputting a *, 19 correction signal slip angular frequency based on ed An amplifier that outputs Δω s * , 20 adds the aforementioned ω s * , Δω s *, and ω r to add a frequency command signal ω 1
This is an adder that outputs * .

第9図の装置との違いは、2次時定数T2(2次抵抗
r2)の2次巻線温度による変動を補償するためにedに応
じて周波数(すべり周波数)を修正するようにしたこ
と、また磁束弱め制御を行う際の電動機の鉄心飽和によ
る影響を防止するために誘導起電力eqを指令値Eに一
致するように励磁電流imを調節する制御ループを設けた
ところにある。
The difference from the device of FIG. 9 is that the secondary time constant T 2 (secondary resistance
r 2) of the second frequency (slip frequency according to ed to compensate for variations due to winding temperature) it was to correct for, and prevents the influence of the core saturation of the electric motor when performing the flux-weakening control there is to provided a control loop for adjusting the excitation current i m to match the induced electromotive force eq to command value E * for.

漏れインピーダンス補償器16は次式に示す演算を行い
ed及びeqを検出する。
The leakage impedance compensator 16 performs the calculation shown in the following equation.
Detect ed and eq.

すなわちこのとき先に測定されたr1,l1,l2′の各電動
機定数が用いられる。各電動機定数のこれら演算への取
り込みは、第9図の場合と同様に、マイクロコンピユー
タの演算プログラムの定数設定あるいはアナログ回路に
おいては乗算器を用いて行える。
That is, the motor constants of r 1 , l 1 , l 2 ′ measured earlier are used at this time. As in the case of FIG. 9, each motor constant can be taken into these calculations by setting a constant in a calculation program of a microcomputer or by using a multiplier in an analog circuit.

また電流調節器6などで構成される電流制御系の制御
定数設定に際しては、測定したl1+l2′が用いられる
が、その詳細については上述と本発明の範囲において同
様であるので説明を省略する。
When setting the control constants of the current control system constituted by the current regulator 6 and the like, the measured l 1 + l 2 ′ is used. I do.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、電動機定数演算手段から指令信号を
出力し、それにより変換器の出力を制御し、その出力量
を電動機定数演算手段にフィードバックするという閉ル
ープを形成して、電動機定数の測定演算を自動的に実行
するので、複数の電動機定数の測定演算に要する手間
(手動時の)を大幅に削減することができ、かつ、高精
度の測定演算が可能となる。
According to the present invention, a command signal is output from the motor constant calculation means, thereby controlling the output of the converter, and forming a closed loop in which the output amount is fed back to the motor constant calculation means, thereby measuring and calculating the motor constant. Is automatically executed, the labor (manual operation) required for measuring and calculating a plurality of motor constants can be greatly reduced, and highly accurate measurement and calculation can be performed.

また、本発明による電動機定数の測定は、電動機の実
運転前に、電動機定数演算手段から出力する電動機定数
の測定条件に応じた指令信号を用いることによって、電
動機の実運転時に使用する制御システム(変換器、制御
装置)を共用して行なうので、電動機定数測定のための
特別の測定装置を不要とすることができる。
In addition, the measurement of the motor constant according to the present invention is performed by using a command signal according to the measurement condition of the motor constant output from the motor constant calculating means before the actual operation of the motor, thereby controlling the control system ( Converter and control device), so that a special measuring device for measuring the motor constant can be dispensed with.

なお本発明は誘導電動機を対象とするものに限らず、
同期電動機が対象であつても同様に適用できる。また変
換器は前述のようにPWMインバータに限らず他方式のも
のであつてもよい。
Note that the present invention is not limited to an induction motor,
The same applies to a synchronous motor. The converter is not limited to the PWM inverter as described above, but may be of another type.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す電動機定数測定装置の
回路構成図、第2図は本発明の動作原理を説明するため
のベクトル図、第3〜8図は本発明における演算内容の
フローチヤート、第9,10図は本発明の適用可能例を示す
誘導機ベクトル制御装置の回路構成図である。 1……インバータ、2……電動機、3……発振器、6…
…電流調節器、8……電圧成分検出器、9……電動機定
数演算器。
FIG. 1 is a circuit diagram of a motor constant measuring apparatus showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a vector diagram for explaining the operation principle of the present invention, and FIGS. FIGS. 9 and 10 are circuit diagrams of an induction machine vector control device showing an applicable example of the present invention. 1 ... Inverter, 2 ... Electric motor, 3 ... Oscillator, 6 ...
... current regulator, 8 ... voltage component detector, 9 ... motor constant calculator.

フロントページの続き (72)発明者 松井 孝行 日立市幸町3丁目1番1号 株式会社日 立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−72387(JP,A) 特開 昭57−79469(JP,A) 特開 昭57−91684(JP,A) 「電気機器の据付・試験・保全」坪島 茂彦他2名著、昭和47年11月30日、株式 会社電気書院発行、P.174〜184Continuation of front page (72) Inventor Takayuki Matsui 3-1-1, Yachimachi, Hitachi-shi Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-58-72387 (JP, A) JP-A-57- 79469 (JP, A) JP-A-57-91684 (JP, A) "Installation, testing and maintenance of electrical equipment" by Shigehiko Tsuboshima et al., Published by Denki Shoin Co., Ltd. on November 30, 1972 174-184

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】誘導電動機に可変電圧可変周波数の交流を
出力する変換器と、該変換器の出力量を制御して前記電
動機を駆動する制御装置を備えた誘導電動機制御システ
ムにおいて、 前記制御装置に前記電動機の電動機定数を測定演算する
電動機定数演算手段を含み、 実運転前に、前記演算手段から前記制御装置に前記電動
機の一つの定数の測定条件に応じた指令信号を出力し、
該指令信号に従い前記制御装置により前記変換器の出力
量を制御し、前記電動機に交流あるいは直流を供給し、
その際における前記変換器の出力量を前記演算手段に入
力し、該入力した出力量に基づいて前記演算手段により
前記電動機の電動機定数を測定演算し、 この演算された電動機定数に基づいて前記制御装置の制
御演算定数を設定することを特徴とする誘導電動機制御
システムの制御演算定数設定方法。
1. An induction motor control system comprising: a converter for outputting an AC having a variable voltage and a variable frequency to an induction motor; and a control device for controlling an output amount of the converter to drive the motor. Includes a motor constant calculating means for measuring and calculating the motor constant of the motor, before the actual operation, output a command signal according to the measurement condition of one constant of the motor from the calculating means to the control device,
Controlling the output amount of the converter by the control device according to the command signal, supplying AC or DC to the motor,
The output amount of the converter at that time is input to the arithmetic means, and the arithmetic means measures and calculates the motor constant of the electric motor based on the input output amount, and the control is performed based on the calculated motor constant. A control calculation constant setting method for an induction motor control system, wherein a control calculation constant of a device is set.
【請求項2】特許請求の範囲第1項において、 前記電動機定数の測定演算のうち1次抵抗の測定は、前
記電動機定数演算手段からの指令信号に従い、前記変換
器の出力量の周波数を零にすると共にその大きさを所定
値に制御して、前記電動機を直流励磁し、この際の変換
器の出力量に基づいて1次抵抗を測定演算することを特
徴とする誘導電動機制御システムの制御演算定数設定方
法。
2. The method according to claim 1, wherein the primary resistance of the measurement of the motor constant is measured in accordance with a command signal from the motor constant calculation means by setting the frequency of the output amount of the converter to zero. And controlling the magnitude thereof to a predetermined value to excite the motor by direct current, and measuring and calculating the primary resistance based on the output amount of the converter at this time. Calculation constant setting method.
【請求項3】特許請求の範囲第1項において、 前記電動機定数の測定演算のうち2次抵抗の測定は、前
記電動機定数演算手段からの指令信号に従い、前記変換
器の出力量の周波数とその大きさを所定値に制御して前
記電動機を交流励磁し、この際の変換器の出力量に基づ
いて1次抵抗と2次抵抗の合成抵抗を測定演算すること
を特徴とする誘導電動機制御システムの制御演算定数設
定方法。
3. The method according to claim 1, wherein the secondary resistance is measured in the motor constant measurement calculation in accordance with a command signal from the motor constant calculation means and the frequency of the output amount of the converter and its frequency. An induction motor control system characterized in that the magnitude is controlled to a predetermined value to excite the electric motor, and the combined resistance of the primary resistance and the secondary resistance is measured and calculated based on the output amount of the converter at this time. Control operation constant setting method.
【請求項4】特許請求の範囲第1項において、 前記電動機定数の測定演算のうち漏れインダクタンスの
測定は、前記電動機定数演算手段からの指令信号に従
い、前記変換器の出力量の周波数とその大きさを所定値
に制御して前記電動機を交流励磁し、この際の変換器の
出力量に基づいて漏れインダクタンスを測定演算するこ
とを特徴とする誘導電動機制御システムの制御演算定数
設定方法。
4. The method according to claim 1, wherein the measurement of the leakage inductance in the measurement calculation of the motor constant is performed in accordance with a command signal from the motor constant calculation means and the frequency of the output amount of the converter and its magnitude. A method for setting a control calculation constant of an induction motor control system, characterized in that the motor is controlled to a predetermined value to excite the motor, and the leakage inductance is measured and calculated based on the output amount of the converter at this time.
【請求項5】特許請求の範囲第1項において、 前記電動機定数の測定演算のうち励磁インダクタンスの
測定は、前記電動機定数演算手段からの指令信号に従
い、前記変換器の出力量の周波数を零に、またその電流
の大きさをステップ的に変化させ、この際の変換器の出
力電圧の積分値と前記出力電流値に基づいて励磁インダ
クタンスを測定演算することを特徴とする誘導電動機制
御システムの制御演算定数設定方法。
5. The method according to claim 1, wherein in the measurement of the motor constant, the excitation inductance is measured by setting a frequency of an output amount of the converter to zero in accordance with a command signal from the motor constant calculation means. And controlling the induction motor control system by changing the magnitude of the current in a stepwise manner and measuring and calculating the excitation inductance based on the integrated value of the output voltage of the converter and the output current value. Calculation constant setting method.
【請求項6】特許請求の範囲第1項において、 前記電動機定数演算手段からの指令信号に従い、前記変
換器の出力量の周波数を零に、またその電流の大きさを
ステップ的に変化させ、この際の変換器の出力電圧の積
分値が所定値に達するまでの時間を計測することにより
2次時定数を求めることを特徴とする誘導電動機制御シ
ステムの制御演算定数設定方法。
6. The converter according to claim 1, wherein the frequency of the output of the converter is changed to zero and the magnitude of the current is changed stepwise according to a command signal from the motor constant calculating means. A control operation constant setting method for an induction motor control system, wherein a secondary time constant is obtained by measuring a time required for an integrated value of an output voltage of a converter to reach a predetermined value at this time.
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