JP2665125B2 - インバータ装置 - Google Patents
インバータ装置Info
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- JP2665125B2 JP2665125B2 JP5064213A JP6421393A JP2665125B2 JP 2665125 B2 JP2665125 B2 JP 2665125B2 JP 5064213 A JP5064213 A JP 5064213A JP 6421393 A JP6421393 A JP 6421393A JP 2665125 B2 JP2665125 B2 JP 2665125B2
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Description
電動機の回転速度とトルクを制御する装置に関するもの
で、特にその調整を簡単にしたものである。
れた「誘導電動機の瞬時トルク,磁束制御方式」等に電
動機の出力トルクと磁束とを制御する方法が示されてい
るが、インバータ装置により三相誘導電動機の磁束やト
ルクを正確に制御する場合は、該電動機の入力電流や電
圧,速度等を検出し、該誘導電動機の電気的定数である
一次巻線抵抗,二次巻線抵抗,漏れインダクタンス,相
互インダクタンスの高精度な値を必要とする場合がほと
んどである。そのような場合、従来のこれらの電気的定
数を該インバータに設定する方法は手動入力であり、電
気的定数が事前に判っていない時は、該インバータとは
別の装置で該電動機の電気的定数を測定して手動入力し
ていた。
令に追従させる場合、従来は図3に示すように該電動機
の回転速度を検出する速度検出器14の出力の回転速度N
を速度指令N* から減算器15で減じてその出力の誤差を
誤差増幅器16により比例積分増幅してトルク指令T* を
磁束トルク制御手段5に出力していた。
的定数で該電動機を駆動するインバータに入力する際の
従来の問題点を以下に示す。 手動で入力するために、誤って入力する場合があ
る。 電気的定数が判っていない場合、それらを測定する
装置が必要である。 正確に電気的定数が入力できても、それらを用いて
該電動機のトルクを制御するインバータ装置における、
電動機電流や電圧を検出する検出器のゲインに誤差があ
る場合、高精度のトルク制御ができない。
させようとする際、速度指令が急変したとき前記誘導電
動機の回転速度にオーバーシュート等が少なくなるよう
に、図3の誤差増幅器16を調整する必要があるが、これ
は調節者個人の経験や熟練によるものが大きい。更に、
最適な値に調整したとしても、該誘導電動機が回転時に
負荷外乱や機械系の慣性,粘性摩擦係数等の変動による
パラメータ変動外乱がある場合に、オーバーシュート,
インパクトドロップ等の性能劣化が起きる。従って高精
度の速度制御ができない。
ある。
ために、本発明によるインバータ装置は、三相誘導電動
機に電力を供給して、該電動機の電気的定数を用いてそ
の電動機の出力トルクと磁束とを独立に制御するインバ
ータ装置において、該インバータにより該電動機に三相
交流電圧を印加して該電動機を無負荷で回転させ、該電
動機の入力電圧の基本波成分の大きさと位相及び該電動
機の入力電流の基本波成分の大きさと位相を検出し、該
電動機の一次自己インダクタンスを求める無負荷試験手
段と、該インバータにより該電動機に直流電圧を印加し
て該電動機の入力電圧と入力電流を検出し、該電動機の
一次巻線抵抗を求める直流試験手段と、該インバータに
より該電動機に単相交流電圧を印加してその交流電圧の
基本波成分の大きさと位相、及び該電動機の入力電流の
基本波成分の大きさと位相を検出し、該電動機の一次と
二次との漏れインダクタンスの和と、一次と二次との巻
線抵抗の和とを求める単相試験手段と、前記無負荷試験
手段の出力と前記直流試験手段の出力及び前記単相試験
手段の出力を入力し、該電動機の漏れインダクタンスと
相互インダクタンスと一次巻線抵抗及び二次巻線抵抗
を、該インバータに設定する定数設定手段を具備するこ
とを特徴としている。
ため、単相試験手段の単相交流電圧の周波数を30Hz又は
その前後5Hz以内とし、更に、無負荷試験手段中に該電
動機の入力電流と入力電圧から該電動機の負荷トルクを
推定するトルク推定手段と、その出力が所定の値を超え
た場合インバータを停止する信号をインバータに出力す
る無負荷試験中断手段を具備することを特徴としてい
る。
検出手段の出力の回転速度と速度指令との誤差を比例増
幅又は比例積分増幅する誤差増幅手段と、該回転速度と
後記加算手段の出力のトルク指令とを入力して該電動機
の外乱トルクを推定する外乱推定手段と、前記誤差増幅
手段の出力と前記外乱推定手段の出力とを加算して該イ
ンバータのトルク指令として出力する加算手段とからな
る速度制御手段をも具備することを特徴としている。
インダクタンスL1 が得られ、前記直流試験手段により
一次巻線抵抗R1 が得られ、また前記単相試験手段によ
ってl1 +l2 とR1 +R2 が得られる。ここでl1 ,
l2 はそれぞれ一次,二次漏れインダクタンスであり、
R2 は二次巻線抵抗である。l1 =l2 と仮定すること
により、前記3つの手段によって該電動機をトルク制御
する際に用いる電気的定数である一次漏れインダクタン
スl1 (=(l1 +l2 )/2),相互インダクタンス
M(=L1 −l1 ),一次巻線抵抗R1 及び二次巻線抵
抗R2 を測定することができる。
に電気的定数を該インバータに設定することができ、手
動により電気的定数を入力する必要が無くなる。
数が事前に判っている必要も無く、且つ定数を測定する
別の装置も必要で無くなる。また、無負荷試験手段や直
流試験手段及び単相試験手段に用いる電流検出器や電圧
検出器は、該インバータで該電動機をトルク制御する場
合に用いるものと同一なので、該検出器に検出ゲイン誤
差があっても高精度のトルク制御ができる。
高い周波数に設定した時は、相互インダクタンスMのイ
ンピーダンスが漏れインダクタンスl1 ,l2 よりかな
り高いのでMは無視していたが、低い周波数に設定した
時は前記Mとl1 ,l2 のインピーダンスの差が少なく
なるのでMを無視できなくなり、測定値R1 +R2 とl
1 +l2 とは誤差を持つようになる。しかし単相交流電
圧の周波数が高いと、該電動機の回転子側の表皮効果に
より、求められるR1 +R2 は真値よりも高い値で測定
されてしまう。よって、前記単相交流電圧の周波数を30
Hz又はその前後5Hz以内とすることにより、R1 +R2
を真値に近づけることができる。
無負荷であればよいが、試験中に大きい負荷トルクが該
電動機に掛かっていると、該電動機の誤った一次自己イ
ンダクタンスを測定することになる。よって、該電動機
の入力電圧V及び入力電流Iから、該電動機の負荷トル
クTを推定するトルク推定手段と、前記トルク推定手段
の出力のトルクが所定の値を超えた場合にインバータを
停止する信号を出力する無負荷試験中断手段を具備し、
インバータを停止することによって誤った電気的定数を
測定しないようにできる。
させようとする際に速度指令が急変した時、前記誘導電
動機の回転速度のオーバーシュート等の問題が発生し、
また該電動機が回転時に負荷外乱や機械系の慣性,粘性
摩擦係数等の変動によるパラメータ変動外乱がある場合
に、オーバーシュート,インパクトドロップ等の性能劣
化が起きる。
のトルク指令を入力とした該電動機の外乱トルクを推定
する外乱推定手段の出力を、誤差増幅手段の出力に加算
手段を用いて加算すれば、オーバーシュート,インパツ
トドロップ等の外乱を補償し性能劣化を抑制することが
できる。
モーメント値が必要になるが、それは公称値でよい。こ
れは、慣性モーメントの誤差も外乱推定手段で外乱とし
て推定できるからである。
定手段と加算手段とを追加することにより、誤差増幅手
段の調整が簡単に済み、且つ高精度な速度制御ができ
る。
1に示す。
ケンサ19が運転信号をインバータ1に送り、インバータ
1は選択器10の出力のスイッチング信号SU ,SV ,S
W を入力させ、そのスイッチング信号に応じてインバー
タを動作させる。インバータ1の出力は電流検出器3や
電圧検出器4を介して三相誘導電動機2に接続されてお
り、電流検出器3と電圧転出器4は三相誘導電動機2の
入力電流と入力電圧とを検出する。またインバータ1を
停止したい時は、停止スイッチS2 を入れると運転停止
シーケンサ19が停止信号を出力しインバータを停止す
る。
時は選択スイッチS3 をオンにし、磁束とトルクの制御
を行いたい時は選択スイッチS3 をオフにする。
から選択スイッチS3 をオンにし運転スイッチS1 を入
れると、選択器10が無負荷試験器6の出力のスイッチン
グ信号を選択してインバータ1に出力する。すると、三
相誘導電動機2は高速回転する。この状態で、無負荷試
験器6は電流検出器3や電圧検出器4より三相誘導電動
機2の入力電流Iと入力電圧Vとを検出し、それらの基
本波成分の大きさと位相とから一次自己インダクタンス
L1 を測定し、定数設定器9に出力する。
入力電圧Vを積分して求められた磁束と入力電流Iのベ
クトル積から負荷トルクTを推定し、無負荷試験中断出
力器12に前記負荷トルクTを出力する。前記負荷トルク
Tが所定の値を超えた場合のみ、前記無負荷試験中断出
力器12がインバータを停止する信号を運転停止シーケン
サ19に送り、インバータ1に停止信号を出力するように
している。
イッチング信号を選択してインバータ1に出力する。三
相誘導電動機2は停止した状態で三相入力端子のうちの
2個の端子に直流電圧が印加される。直流試験器7は、
電流検出器3と電圧検出器4により検出した電流Iと電
圧Vから一次巻線抵抗R1 を測定し、定数設定器9に出
力する。
イッチング信号を選択してインバータ1に出力する。三
相誘導電動機2は停止した状態で三相入力端子のうちの
2個の端子に30Hz(もしくはその前後5Hz以内)の単相
交流電圧が印加される。単相試験器8は、電流検出器3
と電圧検出器4により検出した電流Iと電圧Vとの基本
波成分の大きさと位相とから、一次と二次との漏れイン
ダクタンスの和l1 +l2 と、一次と二次との巻線抵抗
の和R1 +R2 とを測定し、定数設定器9に出力する。
試験器7及び単相試験器8の出力を入力して、一次漏れ
インダクタンスl1 ,相互インダクタンスM,一次巻線
抵抗R1 及び二次巻線抵抗R2 を求め、磁束トルク制御
器5に出力する。
の電気的定数の設定が終わる。
S1 を入れると、選択器10は磁束トルク制御器5のスイ
ッチング信号を選択して、インバータ1に出力し三相誘
導電動機2の磁束とトルクとの制御を行う。
S1 を入れる。この時磁束及びトルク制御となり、速度
制御器13の出力が磁束トルク制御器5に入力するトルク
指令T* となるので、三相誘導電動機2は速度制御でき
る。
出する速度検出器14の出力である回転速度Nを減算器15
において速度指令N* から減じて、その出力の誤差を誤
差増幅器16で比例増幅(または比例積分増幅)する。
* と回転速度Nを外乱推定器17に入力する。そこでトル
ク指令T* を積分してから、更に回転速度Nを微分し慣
性モーメント値Jn を乗算して減算することにより、外
乱トルクTobs を次式のように推定する。
力を加算器18で加算してトルク指令T* を出力し、磁束
トルク制御器5に入力する。
加算器18とを追加することにより、誤差増幅器16の調整
が簡単に済み、且つ高精度な速度制御ができる。
とにより、 三相誘導電動機の電気的定数が自動的に設定できる
ので、手動による誤入力の危険性が無くなる。 運転するべき三相誘導電動機の電気的定数を、事前
に別途調査測定する必要が無い。 インバータの電流や電圧の検出ゲインの誤差を補っ
た値が設定できるので、前記検査器のゲインを正確に調
整する必要が無くなる。 前記無負荷試験の時、電動機の負荷トルクが大きい
とインバータが停止するようにしたので、誤った一次自
己インダクタンスの値が入力されない。 前記単相試験の時、単相交流電圧の周波数を30Hz又
はその前後5Hz以内とすることにより、測定した電動機
の電気的定数を真値に近づけることができる。 前記誤差増幅器の調整が簡単に済み、高精度な速度
制御ができる。 電動機が回転時に負荷外乱及び機械系の慣性や粘性
係数等の変動によるパラメータ変動外乱が起こっても、
オーバーシュート,インパクトドロップ等の性能劣化が
起きなくなり、再度調整する必要も無くなる。 などの利点がある。
ブロック線図である。
ある。
ある。
Claims (4)
- 【請求項1】 三相誘導電動機に電力を供給して、該電
動機の電気的定数を用いてその電動機の出力トルクと磁
束とを独立に制御するインバータ装置において、 該インバータにより該電動機に三相交流電圧を印加して
該電動機を無負荷で回転させ、該電動機の入力電圧の基
本波成分の大きさと位相及び該電動機の入力電流の基本
波成分の大きさと位相を検出し、該電動機の一次自己イ
ンダクタンスを求める無負荷試験手段と、該インバータ
により該電動機に直流電圧を印加して該電動機の入力電
圧と入力電流とを検出し、該電動機の一次巻線抵抗を求
める直流試験手段と、該インバータにより該電動機に単
相交流を印加してその交流電圧の基本波成分の大きさと
位相及び該電動機の入力電流の基本波成分の大きさと位
相を検出し、該電動機の一次と二次との漏れインダクタ
ンスの和と一次と二次との巻線抵抗の和とを求める単相
試験手段と、前記無負荷試験手段の出力と前期直流試験
手段の出力及び前記単相試験手段の出力を入力し、該電
動機の漏れインダクタンスと相互インダクタンスと一次
巻線抵抗及び二次巻線抵抗を該インバータに設定する設
定手段とからなる定数測定設定手段を具備することを特
徴とするインバータ装置。 - 【請求項2】 前記電動機の回転速度を検出する速度検
出手段の出力の回転速度と速度指令との誤差を求める減
算器と、 減算器の出力の誤差を比例増幅又は比例積分増幅する誤
差増幅手段と、 前記回転速度と後記加算手段の出力のトルク指令とを入
力して該電動機の外乱トルクを推定する外乱推定手段
と、 前記誤差増幅手段の出力と前記外乱推定手段の出力とを
加算して前記インバータのトルク指令として出力する手
段と、 からなる速度制御手段を具備することを特徴とする請求
項1記載のインバータ装置。 - 【請求項3】請求項1記載の定数測定設定手段の単相試
験手段において、 前記電動機に印加する単相交流電圧の周波数を30Hz又は
その前後5Hz以内とすることを特徴とする請求項1又は
2記載のインバータ装置。 - 【請求項4】請求項1記載の定数測定設定手段の無負荷
試験手段において、 前記電動機の入力電圧と入力電流とから該電動機の負荷
トルクを推定するトルク推定手段と、前記トルク推定手
段の出力のトルクが所定の値を超えた場合インバータを
停止する信号をインバータに出力する無負荷試験中断手
段とを具備することを特徴とする請求項1〜3のいずれ
か1項記載のインバータ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5064213A JP2665125B2 (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5064213A JP2665125B2 (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | インバータ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06276777A JPH06276777A (ja) | 1994-09-30 |
JP2665125B2 true JP2665125B2 (ja) | 1997-10-22 |
Family
ID=13251589
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5064213A Expired - Lifetime JP2665125B2 (ja) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | インバータ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2665125B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030073138A (ko) * | 2002-03-08 | 2003-09-19 | 엘지산전 주식회사 | 유도전동기의 누설 인덕턴스 추정장치 및 방법 |
-
1993
- 1993-03-23 JP JP5064213A patent/JP2665125B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06276777A (ja) | 1994-09-30 |
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