JP2816103B2 - 誘導電動機の制御装置 - Google Patents
誘導電動機の制御装置Info
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- JP2816103B2 JP2816103B2 JP6214726A JP21472694A JP2816103B2 JP 2816103 B2 JP2816103 B2 JP 2816103B2 JP 6214726 A JP6214726 A JP 6214726A JP 21472694 A JP21472694 A JP 21472694A JP 2816103 B2 JP2816103 B2 JP 2816103B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、かご形誘導電動機のト
ルクと磁束とを制御する制御装置に関するものであり、
特に二次抵抗値を補正して温度変化によるトルク変動を
補償するものである。
ルクと磁束とを制御する制御装置に関するものであり、
特に二次抵抗値を補正して温度変化によるトルク変動を
補償するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は、誘導電動機のトルク制御の一例
のブロック線図であり、図２を従来技術として以下に説
明する。
のブロック線図であり、図２を従来技術として以下に説
明する。
【０００３】ＰＷＭインバータ１は電流検出器２を介し
て誘導電動機３に電力を供給する。速度検出器４は、誘
導電動機３の回転速度ωm を検出して磁束演算器５に出
力する。また電流検出器２は誘導電動機の一次電流を検
出し、ｄ−ｑの静止座標上の一次電流ベクトルｉ1 に
て誘導電動機３に電力を供給する。速度検出器４は、誘
導電動機３の回転速度ωm を検出して磁束演算器５に出
力する。また電流検出器２は誘導電動機の一次電流を検
出し、ｄ−ｑの静止座標上の一次電流ベクトルｉ1 に
【数１】 より変換して磁束演算器５に出力する。ここでｉ1u，ｉ
1v，ｉ1wは各相の一次電流であり、ｉ1d，ｉ1qは電流ベ
クトルｉ1 の各成分である。
1v，ｉ1wは各相の一次電流であり、ｉ1d，ｉ1qは電流ベ
クトルｉ1 の各成分である。
【０００４】磁束演算器５は、（２）式により二次鎖交
磁束ベクトルψ2 を求め、それより一次鎖交ベクトルψ
1 を（３）式で求めて出力する。
磁束ベクトルψ2 を求め、それより一次鎖交ベクトルψ
1 を（３）式で求めて出力する。
【数２】 ここで、Ｌ1 は誘導電動機の一次自己インダクタンス、
Ｌ2 は二次自己インダクタンス、Ｍは相互インダクタン
ス、Ｒ2 は二次抵抗値である。なお、（２）式、（３）
式は誘導電動機の特性方程式である
Ｌ2 は二次自己インダクタンス、Ｍは相互インダクタン
ス、Ｒ2 は二次抵抗値である。なお、（２）式、（３）
式は誘導電動機の特性方程式である
【数３】 の２行目と、鎖交磁束ベクトルの定義式である
【数４】 より導かれる。ここでｖ1 は一次電圧ベクトルであり、
Ｒ1 は一次抵抗値であって、ｐ＝ｄ／ｄｔである。
Ｒ1 は一次抵抗値であって、ｐ＝ｄ／ｄｔである。
【０００５】トルク演算器６は、一次鎖交ベクトルψ1
と一次電流ベクトルｉ1 よりの外積演算の（７）式で演
算して算出する。
と一次電流ベクトルｉ1 よりの外積演算の（７）式で演
算して算出する。
【数５】 ここでψ1d，ψ1qとｉ1d，ｉ1qとはそれぞれψ1 とｉ1
との各成分である。
との各成分である。
【０００６】磁束トルク制御器７は、一次鎖交ベクトル
ψ1 の大きさとトルクＴとがそれぞれの指令値φ* とＴ
* とに追従するようなスイッチング信号をＰＷＭインバ
ータ１に出力する。
ψ1 の大きさとトルクＴとがそれぞれの指令値φ* とＴ
* とに追従するようなスイッチング信号をＰＷＭインバ
ータ１に出力する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】一次鎖交磁束ベクトル
ψ1 の演算のため（３）式に用いる二次鎖交磁束ベクト
ルψ2 は（２）式で演算されるが、これには二次抵抗値
Ｒ2 が用いられている。この二次抵抗値Ｒ2 は、誘導電
動機の温度によって変化するものであるが、一般にその
検出が困難なためにある温度で代表される一定値Ｒ2cが
演算に用いられていた。よって誘導電動機の温度変化に
より、演算に用いる二次抵抗値Ｒ2cと実際値とが異なる
と、それを用いて演算する二次鎖交磁束ベクトル、一次
鎖交磁束ベクトル及び（７）式によるトルクの演算に誤
差を生じることになり、それを用いてトルク制御を行う
ためにトルク演算精度が劣化することになる。
ψ1 の演算のため（３）式に用いる二次鎖交磁束ベクト
ルψ2 は（２）式で演算されるが、これには二次抵抗値
Ｒ2 が用いられている。この二次抵抗値Ｒ2 は、誘導電
動機の温度によって変化するものであるが、一般にその
検出が困難なためにある温度で代表される一定値Ｒ2cが
演算に用いられていた。よって誘導電動機の温度変化に
より、演算に用いる二次抵抗値Ｒ2cと実際値とが異なる
と、それを用いて演算する二次鎖交磁束ベクトル、一次
鎖交磁束ベクトル及び（７）式によるトルクの演算に誤
差を生じることになり、それを用いてトルク制御を行う
ためにトルク演算精度が劣化することになる。
【０００８】本発明は、前記の問題点を解決し、トルク
演算精度を向上させることを目的としている。
演算精度を向上させることを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前述の問題点を解決する
ために、誘導電動機の一次電圧を検出または推定してベ
クトル変換する電圧検出手段と、速度検出手段出力の速
度と電流検出手段出力の一次電流ベクトルとより前記電
動機の二次抵抗値を用いて磁束ベクトルを演算する磁束
演算手段と、前記電圧検出手段出力の一次電圧ベクトル
と前記電流検出手段出力の一次電流ベクトルとの外積で
無効電力を演算する第１無効電力演算手段と、前記磁束
演算手段出力の磁束ベクトルの微分値と前記電流検出手
段出力の一次電流ベクトルとの外積で無効電力を演算す
る第２無効電力演算手段と、前記第１および第２無効電
力演算手段の出力の無効電力の差が零となるように調整
された二次抵抗値を前記磁束演算手段に出力する二次抵
抗調整手段とを具備することを特徴とする。
ために、誘導電動機の一次電圧を検出または推定してベ
クトル変換する電圧検出手段と、速度検出手段出力の速
度と電流検出手段出力の一次電流ベクトルとより前記電
動機の二次抵抗値を用いて磁束ベクトルを演算する磁束
演算手段と、前記電圧検出手段出力の一次電圧ベクトル
と前記電流検出手段出力の一次電流ベクトルとの外積で
無効電力を演算する第１無効電力演算手段と、前記磁束
演算手段出力の磁束ベクトルの微分値と前記電流検出手
段出力の一次電流ベクトルとの外積で無効電力を演算す
る第２無効電力演算手段と、前記第１および第２無効電
力演算手段の出力の無効電力の差が零となるように調整
された二次抵抗値を前記磁束演算手段に出力する二次抵
抗調整手段とを具備することを特徴とする。
【００１０】
【作用】第１無効電力演算手段では、一次電圧ベクトル
ｖ1 と一次電流ベクトルｉ1 とから
ｖ1 と一次電流ベクトルｉ1 とから
【数６】 の外積演算で無効電力Ｑ1 を演算する。ここで（４）式
の１行目と（５）式とから
の１行目と（５）式とから
【数７】 であるから、（８）式は
【数８】 となり、（１０）式の演算を第２無効電力演算手段で演
算して無効電力Ｑ2 を出力する。ここでψ1 は磁束演算
手段において（２）式と（３）式とで演算されたもので
ある。よって、ψ1 が正しく演算された場合は（８）式
のＱ1 と（１０）式のＱ2 とは等しくなるが、ψ1 の演
算に用いる二次抵抗値Ｒ2 が実際値と異なると、Ｑ1 ≠
Ｑ2 となる。
算して無効電力Ｑ2 を出力する。ここでψ1 は磁束演算
手段において（２）式と（３）式とで演算されたもので
ある。よって、ψ1 が正しく演算された場合は（８）式
のＱ1 と（１０）式のＱ2 とは等しくなるが、ψ1 の演
算に用いる二次抵抗値Ｒ2 が実際値と異なると、Ｑ1 ≠
Ｑ2 となる。
【００１１】実際の二次抵抗値をＲ2rとし、磁束演算手
段において演算に用いる二次抵抗値をＲ2 として、以下
にＲ2rとＲ2 との大小関係に対するＱ1 とＱ2 との大小
関係について説明する。
段において演算に用いる二次抵抗値をＲ2 として、以下
にＲ2rとＲ2 との大小関係に対するＱ1 とＱ2 との大小
関係について説明する。
【００１２】（２）式を書き直すと
【数９】 となる。電流の角周波数ωで回転するα−β座標に変換
するために
するために
【数１０】 を（１１）式に代入すると
【数１１】 となる。ここでωs はすべり角周波数であってωs ＝ω
−ωm である。定常状態では、
−ωm である。定常状態では、
【外１】 は直流量になるので、ｐ＝０とすることができる。その
結果
結果
【数１２】 となる。
【００１３】（３）式を微分して
【数１３】 ここで定常状態では
【数１４】 なので、（１６）式に（１７）、（１５）、（１３）式
を代入すると
を代入すると
【数１５】 となる。これを（１０）式に代入すると
【数１６】 となる。（８）式による無効電力Ｑ1 は正しく演算され
るので（１９）式のＲ2を実際値であるＲ2rに置き換え
た
るので（１９）式のＲ2を実際値であるＲ2rに置き換え
た
【数１７】 となる。（１９）、（２０）式より、ω＞０の場合は、
Ｒ2 ＞Ｒ2rでＱ2 ＞Ｑ1となり、Ｒ2 ＜Ｒ2rでＱ2 ＜Ｑ
1 となる関係があることがわかる。またω＜０の場合は
逆である。
Ｒ2 ＞Ｒ2rでＱ2 ＞Ｑ1となり、Ｒ2 ＜Ｒ2rでＱ2 ＜Ｑ
1 となる関係があることがわかる。またω＜０の場合は
逆である。
【００１４】以上により二次抵抗調整手段では、
【数１８】 の演算を行い、Ｑ2 ＝Ｑ1 となるように磁束演算手段の
（２）式で用いるＲ2 を調整する。ここでＫは積分ゲイ
ンであり、ω＞０でＫ＞０、ω＜０でＫ＜０とする。ま
たは（２１）式の代わりに
（２）式で用いるＲ2 を調整する。ここでＫは積分ゲイ
ンであり、ω＞０でＫ＞０、ω＜０でＫ＜０とする。ま
たは（２１）式の代わりに
【数１９】 や
【数２０】 でもよい。この場合のＫは正の値のみとなる。
【００１５】以上でＲ2 ＝Ｒ2rとなり、二次抵抗値の変
動による磁束演算誤差やトルク演算誤差がなくなり、高
精度なトルク制御ができる。
動による磁束演算誤差やトルク演算誤差がなくなり、高
精度なトルク制御ができる。
【００１６】また以上の演算には一次抵抗値Ｒ1 を含ん
でいないので、温度変化によるＲ1の変化の影響はな
い。
でいないので、温度変化によるＲ1の変化の影響はな
い。
【００１７】
【実施例】本発明による誘導電動機の制御装置の一実施
例のブロック線図を図１に示す。従来の技術で説明した
図２と同じ部分の説明は省略する。
例のブロック線図を図１に示す。従来の技術で説明した
図２と同じ部分の説明は省略する。
【００１８】電圧検出器１１により各相の一次電圧
ｖ1u，ｖ1v，ｖ1wを検出し、ｄ−ｑの静止座標上の一次
電圧ベクトルｖ1 に
ｖ1u，ｖ1v，ｖ1wを検出し、ｄ−ｑの静止座標上の一次
電圧ベクトルｖ1 に
【数２１】 で変換して第１無効電力演算器９に出力する。第１無効
電力演算器９では、一次電圧ベクトルｖ1 と一次電流ベ
クトルｉ1 とから（８）式を用いて無効電力Ｑ1を演算
する。第２無効電力演算器８では、磁束演算器５′の出
力の一次鎖交磁束ベクトルψ1 と一次電流ベクトルｉ1
とから（１０）式を用いて無効電力Ｑ2 を演算する。二
次抵抗調整器１０は、それぞれの無効電力Ｑ1 とＱ2 と
を入力して（２１）式の演算をした二次抵抗値Ｒ2 を磁
束演算器５′に出力する。磁束演算器５′ではその二次
抵抗値Ｒ2 を用いて一次鎖交磁束ベクトルψ1 を演算す
る。
電力演算器９では、一次電圧ベクトルｖ1 と一次電流ベ
クトルｉ1 とから（８）式を用いて無効電力Ｑ1を演算
する。第２無効電力演算器８では、磁束演算器５′の出
力の一次鎖交磁束ベクトルψ1 と一次電流ベクトルｉ1
とから（１０）式を用いて無効電力Ｑ2 を演算する。二
次抵抗調整器１０は、それぞれの無効電力Ｑ1 とＱ2 と
を入力して（２１）式の演算をした二次抵抗値Ｒ2 を磁
束演算器５′に出力する。磁束演算器５′ではその二次
抵抗値Ｒ2 を用いて一次鎖交磁束ベクトルψ1 を演算す
る。
【００１９】
【発明の効果】誘導電動機の温度変動で二次抵抗値が変
動しても、本発明で二次抵抗値を修正することにより、
正確な磁束やトルクの演算ができ、高精度なトルク制御
が可能となる。
動しても、本発明で二次抵抗値を修正することにより、
正確な磁束やトルクの演算ができ、高精度なトルク制御
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による誘導電動機の制御装置の一実施例
を表したブロック線図である。
を表したブロック線図である。
【図２】従来技術の誘導電動機の制御装置の一例を表し
たブロック線図である。
たブロック線図である。
１ ＰＷＭインバータ ２ 電流検出器 ３ 誘導電動機 ４ 速度検出器 ５，５′磁束演算器 ６ トルク演算器 ７ 磁束トルク制御器 ８ 第２無効電力演算器 ９ 第１無効電力演算器 １０ 二次抵抗調整器 １１ 電圧検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大森 洋一 神奈川県大和市上草柳字扇野338番地１ 東洋電機製造株式会社 技術研究所内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02P 5/408 - 5/412 H02P 7/628 - 7/632 H02P 21/00
Claims (1)
- 【請求項１】 可変周波数・可変電圧の交流を出力する
電力変換器と、該電力変換器によって駆動されるかご形
誘導電動機と、該電動機の速度を検出する速度検出手段
と、前記電動機の一次電流を検出してベクトル変換する
電流検出手段と、前記速度検出手段出力の速度と前記電
流検出手段出力の一次電流ベクトルとを入力して前記電
動機の出力トルクを制御するために前記電力変換器を制
御する信号を出力するトルク制御器とからなる誘導電動
機の制御装置において、 前記誘導電動機の一次電圧を検出または推定してベクト
ル変換する電圧検出手段と、前記速度検出手段出力の速
度と前記電流検出手段出力の一次電流ベクトルとより前
記誘導電動機の二次抵抗値を用いて磁束ベクトルを演算
する磁束演算手段と、前記電圧検出手段出力の一次電圧
ベクトルと前記電流検出手段出力の一次電流ベクトルと
の外積で無効電力を演算する第１無効電力演算手段と、
前記磁束演算手段出力の磁束ベクトルの微分値と前記電
流検出手段出力の一次電流ベクトルとの外積で無効電力
を演算する第２無効電力演算手段と、前記第１および第
２無効電力演算手段の出力の無効電力の差が零となるよ
うに調整された二次抵抗値を前記磁束演算手段に出力す
る二次抵抗調整手段とを具備することを特徴とする誘導
電動機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6214726A JP2816103B2 (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 誘導電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6214726A JP2816103B2 (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 誘導電動機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0880099A JPH0880099A (ja) | 1996-03-22 |
| JP2816103B2 true JP2816103B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=16660607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6214726A Expired - Fee Related JP2816103B2 (ja) | 1994-09-08 | 1994-09-08 | 誘導電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2816103B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3634683B2 (ja) * | 1999-08-18 | 2005-03-30 | 東洋電機製造株式会社 | 電動機の制御装置 |
| FI20001904A0 (fi) * | 2000-08-29 | 2000-08-29 | Kci Kone Cranes Int Oy | Menetelmä ja laitteisto nostimen kuorman mittaamiseksi |
| US6707279B2 (en) * | 2001-01-26 | 2004-03-16 | Ford Global Technologies, Inc. | Induction generator control with minimal sensor requirements |
| US6433506B1 (en) * | 2001-03-29 | 2002-08-13 | Ford Global Technologies, Inc. | Sensorless control system for induction motor employing direct torque and flux regulation |
| DE10297429T5 (de) | 2001-11-12 | 2004-09-16 | International Rectifier Corp., El Segundo | Rotorwinkel-Abschätzeinrichtung für einen Permanentmagnet-Synchronmotorantrieb |
| KR20050003732A (ko) * | 2003-07-04 | 2005-01-12 | 현대자동차주식회사 | 유도 전동기용 벡터 제어형 듀얼 인버터 시스템 |
| JP6520686B2 (ja) * | 2015-12-11 | 2019-05-29 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 回転機制御装置 |
-
1994
- 1994-09-08 JP JP6214726A patent/JP2816103B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0880099A (ja) | 1996-03-22 |
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