JP2638801B2 - 誘導電動機システムの制御方法および装置 - Google Patents
誘導電動機システムの制御方法および装置Info
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- JP2638801B2 JP2638801B2 JP62101180A JP10118087A JP2638801B2 JP 2638801 B2 JP2638801 B2 JP 2638801B2 JP 62101180 A JP62101180 A JP 62101180A JP 10118087 A JP10118087 A JP 10118087A JP 2638801 B2 JP2638801 B2 JP 2638801B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、誘導電動機システムの制御装置、特に誘
導電動機のエネルギー効率の改善に関する。
導電動機のエネルギー効率の改善に関する。
［従来の技術］ 従来から誘導電動機の制御方法として、ベクトル制御
が普及している。このベクトル制御では、誘導電動機に
おける供給電流を磁束発生のための励磁電流と、トルク
発生のための電機子側のトルク電流に分解する。そし
て、励磁電流が一定の場合に電動機のトルクがトルク電
流に比例することから、トルク指令値および電動機の回
転数に応じて、励磁電流トルク電流を制御している。
が普及している。このベクトル制御では、誘導電動機に
おける供給電流を磁束発生のための励磁電流と、トルク
発生のための電機子側のトルク電流に分解する。そし
て、励磁電流が一定の場合に電動機のトルクがトルク電
流に比例することから、トルク指令値および電動機の回
転数に応じて、励磁電流トルク電流を制御している。
そこで、このベクトル制御の一例について第４図に基
づいて説明する。
づいて説明する。
ベクトル演算回路10からのインバータ制御指令Iu,Iv,
Iwはパルス幅変調制御を行うPWMインバータ12に供給さ
れる。
Iwはパルス幅変調制御を行うPWMインバータ12に供給さ
れる。
このインバータ12は、インバータ制御指令に基づいて
内蔵するスイッチング素子（図示せず）をスイッチング
し、所定の交流電流を誘導電動機14に供給する。そし
て、誘導電動機14は、所定のトルクで駆動される。ここ
で、誘導電動機14の回転速度ωは回転センサ16によって
検出される。
内蔵するスイッチング素子（図示せず）をスイッチング
し、所定の交流電流を誘導電動機14に供給する。そし
て、誘導電動機14は、所定のトルクで駆動される。ここ
で、誘導電動機14の回転速度ωは回転センサ16によって
検出される。
ベクトル演算回路10には、磁束指令値Φ０およびトル
ク指令値T0が入力される。励磁電流は一定値、あるいは
高出力部での弱め界磁制御が一般的であり、効率のこと
は考えていない。磁束指令値Φ０は定数乗算器18、除算
器20、22に供給され、トルク指令値T0は除算器22に供給
される。
ク指令値T0が入力される。励磁電流は一定値、あるいは
高出力部での弱め界磁制御が一般的であり、効率のこと
は考えていない。磁束指令値Φ０は定数乗算器18、除算
器20、22に供給され、トルク指令値T0は除算器22に供給
される。
ここで、定数乗算器18は誘導電動機14における相互イ
ンダクタンスＭの逆数を磁束指令値Φ０に乗算する。そ
して、この出力値は加算器24に入力されるとともに、定
数乗算器26に供給される。
ンダクタンスＭの逆数を磁束指令値Φ０に乗算する。そ
して、この出力値は加算器24に入力されるとともに、定
数乗算器26に供給される。
定数乗算器26は、入力値に誘導電動機14の２次束リア
クタンスL2を乗算し、２次測抵抗R2を除算する。そし
て、この結果は微分回路28に供給され、ここで時間で微
分され、この結果が加算器24に供給される。
クタンスL2を乗算し、２次測抵抗R2を除算する。そし
て、この結果は微分回路28に供給され、ここで時間で微
分され、この結果が加算器24に供給される。
加算器24では、このようにして入力される信号を加算
し、励磁電流指令値Idを算出する。そして、これを2/3
相変換器30に供給する。供給される励磁電流指令値Idは
次のようになる。
し、励磁電流指令値Idを算出する。そして、これを2/3
相変換器30に供給する。供給される励磁電流指令値Idは
次のようになる。
Id＝Φ０×1/M＋d/dt［Φ０×1/M×L2/R2］ 一方、除算器22は入力されるトルク指令値T0を磁束指
令値Φ０で除算する。そして、この結果は除算器20およ
び定数乗算器32に供給される。定数乗算器32は、入力信
号に誘導電動機14における２次リアクタンスL2を乗算
し、相互インダクタンスＭで除算する。こうして得られ
たトルク電流指令値Iqが2/3相変換器30に供給される。
トルク電流指令値Iqは、次のようになる。
令値Φ０で除算する。そして、この結果は除算器20およ
び定数乗算器32に供給される。定数乗算器32は、入力信
号に誘導電動機14における２次リアクタンスL2を乗算
し、相互インダクタンスＭで除算する。こうして得られ
たトルク電流指令値Iqが2/3相変換器30に供給される。
トルク電流指令値Iqは、次のようになる。
Iq＝（T0/Φ０）×L2/M また、除算器20では、除算器22から供給される信号を
磁束指令値Φ０で除算する。そして、この結果は定数乗
算器34に入力され、ここで誘導電動機14における２次抵
抗R2が乗算され、すべり周波数ωｓが算出される。この
すべり周波数ωｓは加算器36に供給され、ここで回転速
度センサ16で検出された回転速度（角周波数）ωが加算
される。そして、得られた角周波数指令値ω０が2/3相
変換器30に供給される。この角周波数ω０は次のように
なる。
磁束指令値Φ０で除算する。そして、この結果は定数乗
算器34に入力され、ここで誘導電動機14における２次抵
抗R2が乗算され、すべり周波数ωｓが算出される。この
すべり周波数ωｓは加算器36に供給され、ここで回転速
度センサ16で検出された回転速度（角周波数）ωが加算
される。そして、得られた角周波数指令値ω０が2/3相
変換器30に供給される。この角周波数ω０は次のように
なる。
ω０＝ω＋［（Tq/Φ０）／Φ０］×R2 そして、2/3相変換器30は、入力されるこれら指令値
の演算により、ｕ、ｖ、w3相の各相の電流指令Iu、Iv、
Iwを算出し、これをPWMインバータ12に供給する。このP
WMインバータはこのインバータ制御指令に従ってスイッ
チング素子を制御し、所定の交流電流を誘導電動機14に
供給する。
の演算により、ｕ、ｖ、w3相の各相の電流指令Iu、Iv、
Iwを算出し、これをPWMインバータ12に供給する。このP
WMインバータはこのインバータ制御指令に従ってスイッ
チング素子を制御し、所定の交流電流を誘導電動機14に
供給する。
このようにして、トルク指令値T0回転速度ωに応じて
PWMインバータのスイッチングを制御して、所定のトル
クを発生するとともにエネルギー効率を高効率に保って
いる。
PWMインバータのスイッチングを制御して、所定のトル
クを発生するとともにエネルギー効率を高効率に保って
いる。
また、昭和61年電気学会全国大会第760頁および第763
頁には、１次誘導電圧および１次周波数の比（電圧周波
数比）および誘導電動機の入力電流量を利用して制御の
精度を上げることも提案されている。
頁には、１次誘導電圧および１次周波数の比（電圧周波
数比）および誘導電動機の入力電流量を利用して制御の
精度を上げることも提案されている。
［発明が解決しようとする問題点］ 従来の制御方法は、電動機単体の効率を高くすること
目的としており、電源および電動機を含んだシステム全
体のエネルギー効率を考えた場合、これが最適とは言え
ない。また、ベクトル演算にあたって利用する誘導電動
機の特性定数は、誘導電動機の相互インダクタンス
（Ｍ）、リアクタンス（Ｌ）、抵抗（Ｒ）などにより決
定されるものであるが、この特性定数は、温度などの環
境の変化によって変化する。このため、演算によって得
られた条件で運転を行ってもそれが実際に最適のエネル
ギー効率かどうかは分らない。
目的としており、電源および電動機を含んだシステム全
体のエネルギー効率を考えた場合、これが最適とは言え
ない。また、ベクトル演算にあたって利用する誘導電動
機の特性定数は、誘導電動機の相互インダクタンス
（Ｍ）、リアクタンス（Ｌ）、抵抗（Ｒ）などにより決
定されるものであるが、この特性定数は、温度などの環
境の変化によって変化する。このため、演算によって得
られた条件で運転を行ってもそれが実際に最適のエネル
ギー効率かどうかは分らない。
この発明は、誘導電動機の定常運転時に最適運転条件
をさがし、システム全体のエネルギー効率を自動的に最
大とできる誘導電動機システムの制御方法および装置を
提供することを目的とする。
をさがし、システム全体のエネルギー効率を自動的に最
大とできる誘導電動機システムの制御方法および装置を
提供することを目的とする。
［関連技術］ 本出願人は、この技術に関連して、特願昭61−189120
号において誘導電動機の入力電力、出力電力を監視し、
これによって磁束指令値を変更することについて提案し
た。しかし、この出願は、システム全体のエネルギー効
率を高効率に保つものではなく、また励磁電流値の変更
の際にこれを必ず増加および減少させるものではない。
号において誘導電動機の入力電力、出力電力を監視し、
これによって磁束指令値を変更することについて提案し
た。しかし、この出願は、システム全体のエネルギー効
率を高効率に保つものではなく、また励磁電流値の変更
の際にこれを必ず増加および減少させるものではない。
［実施例］ この発明の誘導電動機システムの制御方法および装置
の一実施例について、図面に基づいて説明する。
の一実施例について、図面に基づいて説明する。
第１図は、この発明の誘導電動機システムの回路を示
すブロック図である。ここで、従来例と同一の構成につ
いては、同一の符号を付し説明を省略する。
すブロック図である。ここで、従来例と同一の構成につ
いては、同一の符号を付し説明を省略する。
直流電源であるバッテリー40からの電力は、PWMイン
バータ12に入力され、ここで所定の交流に変換される。
ここで、この入力電流Ibは電流計42で検出され、入力電
圧Vbは電圧計44で検出される。そして、これらの検出値
はIb,Vb入力電力検出回路46に入力され、ここで乗算さ
れ入力電力Pbが算出される。
バータ12に入力され、ここで所定の交流に変換される。
ここで、この入力電流Ibは電流計42で検出され、入力電
圧Vbは電圧計44で検出される。そして、これらの検出値
はIb,Vb入力電力検出回路46に入力され、ここで乗算さ
れ入力電力Pbが算出される。
誘導電動機14には、トルクセンサ48が取付けられ、こ
れによって誘導電動機14のトルクTqが検出される。この
トルクTqは出力電力検出回路50に入力され、ここで回転
センサ16における検出値である回転速度ωに乗算され、
出力電力Paが算出される。
れによって誘導電動機14のトルクTqが検出される。この
トルクTqは出力電力検出回路50に入力され、ここで回転
センサ16における検出値である回転速度ωに乗算され、
出力電力Paが算出される。
入力電力検出回路46における入力電力Pbおよび出力電
力検出回路50における出力電力Paはエネルギー効率演算
回路52に入力され、ここで両者の割算が行なわれ、この
誘導電動機システムのエネルギー効率ηが算出される。
そして、このエネルギー効率ηは比較回路54に入力さ
れ、ここでその変化量が検出される。
力検出回路50における出力電力Paはエネルギー効率演算
回路52に入力され、ここで両者の割算が行なわれ、この
誘導電動機システムのエネルギー効率ηが算出される。
そして、このエネルギー効率ηは比較回路54に入力さ
れ、ここでその変化量が検出される。
また、回転センサ16で検出された回転速度ωは磁束指
令回路56に入力される。磁束指令回路56にはトルク指令
T0も入力され、磁束指令回路56は、その内部にあらかじ
め記憶しているデータとこれら回転速度ω、トルク指令
T0を比較することによって、これに適した磁束指令Φ０
を出力する。そして、この磁束指令値Φ０をベクトル演
算回路10に供給する。
令回路56に入力される。磁束指令回路56にはトルク指令
T0も入力され、磁束指令回路56は、その内部にあらかじ
め記憶しているデータとこれら回転速度ω、トルク指令
T0を比較することによって、これに適した磁束指令Φ０
を出力する。そして、この磁束指令値Φ０をベクトル演
算回路10に供給する。
さらに、この磁束指令回路56では入力されるトルク指
令T0、回転速度ωを監視し、この変化が所定時間以上所
定の微少量以下である場合は、この定常状態であること
の信号STを指令補正回路58に供給する。
令T0、回転速度ωを監視し、この変化が所定時間以上所
定の微少量以下である場合は、この定常状態であること
の信号STを指令補正回路58に供給する。
ベクトル演算回路10では、従来例と同様にトルク電流
指令値Iq、励磁電流指令値Id、角周波数指令値ω０を算
出するが、ここで、ベクトル電流指令値Iqおよび励磁電
流指令値Idは、直接2/3相変換器には入力されず、指令
補正回路58に入力される。
指令値Iq、励磁電流指令値Id、角周波数指令値ω０を算
出するが、ここで、ベクトル電流指令値Iqおよび励磁電
流指令値Idは、直接2/3相変換器には入力されず、指令
補正回路58に入力される。
この電流指令補正回路58は、内部に入出力回路、CP
U、ROM、RAMなどを内蔵するマイクロコンピュータで、
入力されるトルク電流指令Ig、励磁電流指令値Idおよび
エネルギー効率の変化量Δηの演算によって、電流指令
値Iq,Idを補正し、補正後の補正トルク電流指令It、補
正励磁電流指令I0を2/3相変換器30に供給する。
U、ROM、RAMなどを内蔵するマイクロコンピュータで、
入力されるトルク電流指令Ig、励磁電流指令値Idおよび
エネルギー効率の変化量Δηの演算によって、電流指令
値Iq,Idを補正し、補正後の補正トルク電流指令It、補
正励磁電流指令I0を2/3相変換器30に供給する。
なお、指令補正回路58は、トルク指令T0および回転速
度ωの値が一定時間以上変化しない定常運転時であるこ
との信号の磁束指令56から受けたときに、トルク電流指
令値Iqと励磁電流指令値Idの積は一定に保ったまま両者
の値を変更し、システムのエネルギー効率が最大となる
ようにこれらの値を変更するものである。
度ωの値が一定時間以上変化しない定常運転時であるこ
との信号の磁束指令56から受けたときに、トルク電流指
令値Iqと励磁電流指令値Idの積は一定に保ったまま両者
の値を変更し、システムのエネルギー効率が最大となる
ようにこれらの値を変更するものである。
次に、この電流指令補正回路58の動作を中心とする誘
導電動機システムの動作について、第２図のフローチャ
ート図に基づいて説明する。
導電動機システムの動作について、第２図のフローチャ
ート図に基づいて説明する。
スタートすると、最初に磁束指令回路56によって、ト
ルク指令T0および回転速度ωが読込まれる（データ読込
み）。
ルク指令T0および回転速度ωが読込まれる（データ読込
み）。
次に、この磁束指令回路56において、トルク指令T0、
回転速度ωの変化を監視し、一定時間以上変化がないか
どうかを判定する（一定時間変化なし）。
回転速度ωの変化を監視し、一定時間以上変化がないか
どうかを判定する（一定時間変化なし）。
ここで、変化がある場合は、磁束指令回路56は従来ど
うりの磁束指令値Φ０を出力し、指令値補正回路58は入
力された電流指令値Iq,Iqの補正は行なわない（従来の
ベクトル制御）。
うりの磁束指令値Φ０を出力し、指令値補正回路58は入
力された電流指令値Iq,Iqの補正は行なわない（従来の
ベクトル制御）。
一定時間変化がない場合は、磁束指令回路56は内蔵の
マップより最適効率になると考えられる磁束指令値Φ０
を出力する（磁束指令決定）。
マップより最適効率になると考えられる磁束指令値Φ０
を出力する（磁束指令決定）。
ベクトル演算回路10では、供給される磁束指令Φ０お
よびトルク指令T0より、トルク電流指令値Iq、励磁電流
指令値Idを計算する（ベクトル演算）。
よびトルク指令T0より、トルク電流指令値Iq、励磁電流
指令値Idを計算する（ベクトル演算）。
次に、初期値の設定として、判断つまり補正の回数ｎ
および最大エネルギー効率ηｍを０にリセットしてお
く。
および最大エネルギー効率ηｍを０にリセットしてお
く。
そして、エネルギー効率演算回路52によって、その時
に入力される入力電力Pbおよび出力電力Pbの演算により
エネルギー効率が計算される（効率計算）。
に入力される入力電力Pbおよび出力電力Pbの演算により
エネルギー効率が計算される（効率計算）。
次に指令補正回路58において、同一の磁束指令Φ０お
よびトルク指令T0についての判断が何回目かを回数ｎの
値によって行われる。ここで記憶している回数ｎに１を
加算し、これをその回数とする。そして、この判定結果
によって、１、２、３、４回目以降で分岐する（回数判
定）。
よびトルク指令T0についての判断が何回目かを回数ｎの
値によって行われる。ここで記憶している回数ｎに１を
加算し、これをその回数とする。そして、この判定結果
によって、１、２、３、４回目以降で分岐する（回数判
定）。
１回目の場合は、その回の効率計算によって得られた
エネルギー効率ηをη０の値とし、これを電流指令補正
回路58内の記憶装置に記憶する（η０＝η）。そして、
ベクトル演算によって得られた励磁電流指令値Idに所定
の微少量に設定された補正値ΔI0を加算し、補正励磁電
流指令値にI0を算出する（I0＝Id＋ΔI0）。
エネルギー効率ηをη０の値とし、これを電流指令補正
回路58内の記憶装置に記憶する（η０＝η）。そして、
ベクトル演算によって得られた励磁電流指令値Idに所定
の微少量に設定された補正値ΔI0を加算し、補正励磁電
流指令値にI0を算出する（I0＝Id＋ΔI0）。
そして、トルクTqを一定にするため、この新しい補正
励磁電流指令I0を用いて、トルク電流指令Itを補正す
る。つまり、補正励磁電流指令値I0と補正トルク電流指
令値Itの積が励磁電流指令値とトルク電流指令値Iqの積
と同一になるように補正する（It＝Id×Iq/I0）。
励磁電流指令I0を用いて、トルク電流指令Itを補正す
る。つまり、補正励磁電流指令値I0と補正トルク電流指
令値Itの積が励磁電流指令値とトルク電流指令値Iqの積
と同一になるように補正する（It＝Id×Iq/I0）。
次に、今回のηとηｍを比較する（η≧ηｍ）。１回
目の場合、ηｍは０なので必ずηの方が大きくなり、η
ｍの値としてηが入力される（ηｍ＝η）。
目の場合、ηｍは０なので必ずηの方が大きくなり、η
ｍの値としてηが入力される（ηｍ＝η）。
そして、この補正励磁電流指令値I0および補正トルク
電流指令値Itを2/3相変換器に出力し、PWMインバータ12
でのスイッチングの条件を変更する（It、I0出力）。
電流指令値Itを2/3相変換器に出力し、PWMインバータ12
でのスイッチングの条件を変更する（It、I0出力）。
そして、トルク指令値T0、回転速度ωのデータに変化
がないかを確認した上で、２回目の効率計算に戻る（デ
ータに変化なし？）。
がないかを確認した上で、２回目の効率計算に戻る（デ
ータに変化なし？）。
ここで、データに変化がある場合は、エネルギー効率
を用いたこの制御を中止し、スタートへ戻る。
を用いたこの制御を中止し、スタートへ戻る。
２回目の場合も、最初に変更後の電流指令値I0、Itに
基づくエネルギー効率の計算を行う（効率計算）。
基づくエネルギー効率の計算を行う（効率計算）。
そして、この効率計算工程によって得られたエネルギ
ー効率ηを新しいη１の値とし、これを記憶する。ま
た、前回のエネルギー効率η０と今回のエネルギー効率
η１の差を演算し、これらの値を記憶する（η１＝η、
Δη１＝η１−η０）。そして、今度の場合はベクトル
演算によって得られた励磁電流指令Idから所定の補正値
ΔI0を減算する（I0＝Id−ΔI0）。
ー効率ηを新しいη１の値とし、これを記憶する。ま
た、前回のエネルギー効率η０と今回のエネルギー効率
η１の差を演算し、これらの値を記憶する（η１＝η、
Δη１＝η１−η０）。そして、今度の場合はベクトル
演算によって得られた励磁電流指令Idから所定の補正値
ΔI0を減算する（I0＝Id−ΔI0）。
そして、このようにして１回目と同様に補正励磁電流
指令Itを求める。
指令Itを求める。
次に、最大エネルギー効率ηｍと今回のエネルギー効
率ηと比較する（η≧ηｍ）。そして、ηの方が大きい
場合は、ηｍの値を入替える。
率ηと比較する（η≧ηｍ）。そして、ηの方が大きい
場合は、ηｍの値を入替える。
そして、補正後の補正励磁電流指令I0および補正トル
ク電流指令Itを出力した後、データに変化がないことを
確認した上で効率計算に戻る。また、ηがηｍより小さ
い場合、つまり前回のηの方が大きい場合はηｍの値は
変えずに同様の経路で効率計算に戻る。
ク電流指令Itを出力した後、データに変化がないことを
確認した上で効率計算に戻る。また、ηがηｍより小さ
い場合、つまり前回のηの方が大きい場合はηｍの値は
変えずに同様の経路で効率計算に戻る。
そして、３回目の効率計算を行い、このエネルギー効
率ηをη２とする。また、１回目のエネルギー効率η０
と今回のエネルギー効率η２の差を計算する（η２＝
η、Δη２＝η２−η０）。
率ηをη２とする。また、１回目のエネルギー効率η０
と今回のエネルギー効率η２の差を計算する（η２＝
η、Δη２＝η２−η０）。
次に、Δη１の正負を判定する。そして、これが正の
場合は、Δη１とΔη２の大きさを比較する（Δη１＞
Δη2?）。Δη１の方が大きい場合は補正励磁電流指令
I0を更に増加したほうがよいので、補正励磁電流指令I0
として１回目、２回目の変更量ΔI0に判断の回数ｎから
１を減算した係数（ｎ−１）を乗算した値（ｎ−１）Δ
Ｉを加算し、これを新しい補正励磁電流指令I0とする
（I0＝Id＋（ｎ−１）ΔI0）。３回目の場合はこの（ｎ
−１）は２となる。
場合は、Δη１とΔη２の大きさを比較する（Δη１＞
Δη2?）。Δη１の方が大きい場合は補正励磁電流指令
I0を更に増加したほうがよいので、補正励磁電流指令I0
として１回目、２回目の変更量ΔI0に判断の回数ｎから
１を減算した係数（ｎ−１）を乗算した値（ｎ−１）Δ
Ｉを加算し、これを新しい補正励磁電流指令I0とする
（I0＝Id＋（ｎ−１）ΔI0）。３回目の場合はこの（ｎ
−１）は２となる。
また、Δ１が負の場合はΔη２の正負について判定す
る（Δη２＞0?）。そして、これが負の場合は、１回目
のエネルギー効率η０が一番効率が良いのであるから、
励磁電流指令Id、トルク電流指令Itともに補正は不要で
ある。このためηｍ時のI0、It、この場合はη０のとき
つまり補正前のId、Iqに戻し、Tq、ωのデータが変化す
るまでこの制御は行なわない。
る（Δη２＞0?）。そして、これが負の場合は、１回目
のエネルギー効率η０が一番効率が良いのであるから、
励磁電流指令Id、トルク電流指令Itともに補正は不要で
ある。このためηｍ時のI0、It、この場合はη０のとき
つまり補正前のId、Iqに戻し、Tq、ωのデータが変化す
るまでこの制御は行なわない。
Δη１が負でΔη２が正の場合、補正励磁電流指令I0
を減少した時にエネルギー効率が上昇したのであるか
ら、補正励磁電流指令I0をさらに減少すると良いことが
分る。また、Δη１およびΔη２の両方が正であってΔ
η２の方が大きい場合も、I0を減少した方が良いので、
ΔI0を（ｎ−１）倍にした値つまり２ΔI0をIdから減算
する。
を減少した時にエネルギー効率が上昇したのであるか
ら、補正励磁電流指令I0をさらに減少すると良いことが
分る。また、Δη１およびΔη２の両方が正であってΔ
η２の方が大きい場合も、I0を減少した方が良いので、
ΔI0を（ｎ−１）倍にした値つまり２ΔI0をIdから減算
する。
つまり、η０、η１、η２の比較によってI0を減少し
た方が良いが、増加した方が良いかが判定される。そし
て、Δη１またはΔη２のどちらか一方が正の場合はそ
の方向へ、また両者ともに正の場合はその絶対値が大き
い方へI0を更に変更する。
た方が良いが、増加した方が良いかが判定される。そし
て、Δη１またはΔη２のどちらか一方が正の場合はそ
の方向へ、また両者ともに正の場合はその絶対値が大き
い方へI0を更に変更する。
次に、今回のエネルギー効率ηを最大エネルギー効率
ηｍと比較する。最大エネルギー効率ηｍにはη０また
はη１がセットされているが、 Δη１がΔη２より大きい場合にはη１をまた Δη２の方が大きい場合はη２をηにセットする。
ηｍと比較する。最大エネルギー効率ηｍにはη０また
はη１がセットされているが、 Δη１がΔη２より大きい場合にはη１をまた Δη２の方が大きい場合はη２をηにセットする。
そして得られた補正電流指令It、I0を出力する。
４回目以降の場合も、まず効率の計算をする。そし
て、３回目までの結果によってI0を減少するか、増加す
るかは決っていいるので、その方向での減少量または増
減量を大きくする。つまり、ΔＩの係数（ｎ−１）が１
回毎に１ずつ増加するため、I0がΔＩずつ変化する。
て、３回目までの結果によってI0を減少するか、増加す
るかは決っていいるので、その方向での減少量または増
減量を大きくする。つまり、ΔＩの係数（ｎ−１）が１
回毎に１ずつ増加するため、I0がΔＩずつ変化する。
そして、４回目以降の場合はその回のエネルギー効率
ηとηｍの比較し、これが前回までの最大エネルギー効
率ηｍより小さい時は、その方向でのI0の変化量の増加
が大きくなりすぎ、極大点を通りすぎたのであるから、
ηｍ時つまり前回のI0、ItにI0,Itを戻しこの制御を終
了し、データ待ちに入る。
ηとηｍの比較し、これが前回までの最大エネルギー効
率ηｍより小さい時は、その方向でのI0の変化量の増加
が大きくなりすぎ、極大点を通りすぎたのであるから、
ηｍ時つまり前回のI0、ItにI0,Itを戻しこの制御を終
了し、データ待ちに入る。
ηがｍより大きい時は、この値が新しいηｍとされ
る。そして、さらにこの方向でのI0の変更を行った方が
良いので、もう１度同じループへ循環し、係数（ｎ−
１）が１増えた状態つまりI0にΔＩを加算する補正が行
なわれる。
る。そして、さらにこの方向でのI0の変更を行った方が
良いので、もう１度同じループへ循環し、係数（ｎ−
１）が１増えた状態つまりI0にΔＩを加算する補正が行
なわれる。
励磁電流とエネルギー効率の関係は、例えば第３図に
示すように極小点が存在する場合が多い。このような場
合、I0を増加しても減少してもエネルギー効率は上昇す
ることになる。この実施例の装置の場合、I0を必ず増加
および減少させ両方の変更に対するエネルギー効率の変
化を調べるため、このような場合であっても正しい制御
が行える。
示すように極小点が存在する場合が多い。このような場
合、I0を増加しても減少してもエネルギー効率は上昇す
ることになる。この実施例の装置の場合、I0を必ず増加
および減少させ両方の変更に対するエネルギー効率の変
化を調べるため、このような場合であっても正しい制御
が行える。
なお、上記実施例では、ΔI0を常に一定としたが、例
えばエネルギー効率ηの値によって変更可能としてもよ
い。また、一度行った補正の内容をその条件とともに記
憶しておき、磁束指令回路内のデータを書きかえてもよ
い。
えばエネルギー効率ηの値によって変更可能としてもよ
い。また、一度行った補正の内容をその条件とともに記
憶しておき、磁束指令回路内のデータを書きかえてもよ
い。
さらに、I0の増加および減少は１回ずつとしたが、振
幅ΔI0を変更して多数回行い、エネルギー効率を曲線と
して把握するようにしてもよい。
幅ΔI0を変更して多数回行い、エネルギー効率を曲線と
して把握するようにしてもよい。
［発明の効果］ 以上のように、この発明の誘導電動機システムの制御
方法および装置によれば、定常運転時に電流指令値を増
減してエネルギー効率の変化をみるため、システム全体
のエネルギー効率を確実に最高のものとできる。
方法および装置によれば、定常運転時に電流指令値を増
減してエネルギー効率の変化をみるため、システム全体
のエネルギー効率を確実に最高のものとできる。
第１図はこの発明の一実施例の誘導電動機システムの概
要を示すブロック図、 第２図は同実施例の動作を説明するためのフローチャー
ト図、 第３図は励磁電流とシステムのエネルギー効率の関係を
示す特性図、 第４図は従来の誘導電動機システムの一例を示すブロッ
ク図である。 10……ベクトル演算回路、 12……PWMインバータ 14……誘導電動機 16……回転センサ 30……2/3相変換器 40……バッテリー 46……入力電力検出回路 48……トルクセンサ 50……出力電力検出回路 52……エネルギー効率演算回路 58……指令補正回路
要を示すブロック図、 第２図は同実施例の動作を説明するためのフローチャー
ト図、 第３図は励磁電流とシステムのエネルギー効率の関係を
示す特性図、 第４図は従来の誘導電動機システムの一例を示すブロッ
ク図である。 10……ベクトル演算回路、 12……PWMインバータ 14……誘導電動機 16……回転センサ 30……2/3相変換器 40……バッテリー 46……入力電力検出回路 48……トルクセンサ 50……出力電力検出回路 52……エネルギー効率演算回路 58……指令補正回路
Claims (2)
- 【請求項１】直流電力をパルス幅変調インバータに供給
し、これを交流電力に変換し、誘導電動機を駆動するシ
ステムにおいて、 上記パルス幅変調インバータへ供給する入力電力量を検
出する工程と、 上記誘導電動機の出力電力を検出する工程と、 これらの入力電力および出力電力からエネルギー効率を
算出する工程と、 誘導電動機の相互インダクタンス、リアクタンスおよび
抵抗よりなる特性定数、入力されるトルク指令および回
転速度に基づいてベクトル演算し、励磁電流指令値、ト
ルク電流指令値および回転速度指令値を算出する工程
と、 この励磁電流指令値、トルク電流指令値および回転速度
指令値に応じた電力が上記誘導電動機に供給されるよう
に上記パルス幅変調インバータを制御する工程と、 上記エネルギー効率が所定時間以上一定である場合に、
上記励磁電流指令値とトルク電流指令値の積を一定に保
ったまま、上記励磁電流指令値を所定量増加および減少
する工程と、 上記励磁電流指令値の変更前の値による上記エネルギー
効率と、増加したときおよび減少したときの値による上
記エネルギー効率と、を比較し、増加したときも減少し
たときも上記エネルギー効率が上昇した場合はその上昇
量が大きい方に上記励磁電流指令値を変更する工程と、 を有することを特徴とする誘導電動機システムの制御方
法。 - 【請求項２】直流電力を供給するバッテリーと、 このバッテリーからの直流電力を交流電力に変換し、誘
導電動機に供給するパルス幅変調インバータと、 上記パルス幅変調インバータへ供給する入力電力量を検
出する入力電力検出回路と、 上記誘導電動機の回転速度を検出する回転センサと、 上記誘導電動機の出力トルクを検出するトルクセンサ
と、 これら回転速度および出力トルクより上記誘導電動機の
出力電力を算出する出力電力検出回路と、 上記入力電力および出力電力よりエネルギー効率を算出
するエネルギー効率演算回路と、 上記誘導電動機の発生トルクの指令値であるトルク指令
値と上記回転速度の変化を検出する手段と、 誘導電動機の相互インダクタンス、リアクタンスおよび
抵抗よりなる特性定数を記憶しており、入力される上記
トルク指令値および上記回転速度に基づいてベクトル演
算を行い、励磁電流指令値、トルク電流指令値および回
転速度指令値を算出するベクトル演算回路と、 この励磁電流指令値、トルク電流指令値および回転速度
指令値が入力され、これに応じた電力が上記誘導電動機
に供給されるように上記パルス幅変調インバータを制御
するインバータ制御回路と、 上記ベクトル演算回路と上記インバータ制御回路との間
に介在され、上記エネルギー効率の変化に応じて上記励
磁電流指令値を補正する指令補正回路と、 この指令補正回路に設けられ、上記補正の回数によって
上記励磁電流指令値を増加または減少するために上記補
正を行った回数をカウントする手段と、 を有することを特徴とする誘導電動機システムの制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62101180A JP2638801B2 (ja) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | 誘導電動機システムの制御方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62101180A JP2638801B2 (ja) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | 誘導電動機システムの制御方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63268490A JPS63268490A (ja) | 1988-11-07 |
| JP2638801B2 true JP2638801B2 (ja) | 1997-08-06 |
Family
ID=14293794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62101180A Expired - Lifetime JP2638801B2 (ja) | 1987-04-24 | 1987-04-24 | 誘導電動機システムの制御方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2638801B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5944631B2 (ja) * | 2011-07-21 | 2016-07-05 | 住友重機械工業株式会社 | ショベル |
| JP5999416B2 (ja) * | 2012-06-15 | 2016-09-28 | 富士電機株式会社 | 同期電動機の制御装置 |
-
1987
- 1987-04-24 JP JP62101180A patent/JP2638801B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63268490A (ja) | 1988-11-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |