JP2952961B2 - 交流電動機の制御装置 - Google Patents
交流電動機の制御装置Info
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- JP2952961B2 JP2952961B2 JP2133035A JP13303590A JP2952961B2 JP 2952961 B2 JP2952961 B2 JP 2952961B2 JP 2133035 A JP2133035 A JP 2133035A JP 13303590 A JP13303590 A JP 13303590A JP 2952961 B2 JP2952961 B2 JP 2952961B2
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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、いわゆるベクトル制御により交流電動機
を可変速駆動する場合の当該駆動電源を制御する装置に
関するものである。
を可変速駆動する場合の当該駆動電源を制御する装置に
関するものである。
第２図は例えば電気学会論文誌D,107巻２号、昭62,P1
75〜182に掲載の論文「同期電動機の高性能可変速制
御」に開示されたこの種従来の交流電動機の制御装置を
示す制御回路図である。図において、（１）は電動機の
速度基準と実速度（いずれも図示せず）との速度偏差es
により動作する速度コントローラ、（２）は速度コント
ローラ（１）の出力の急激な変化を抑えてトルク分（ｑ
軸）電流基準iq＊を出力するランプ回路、（３）はトル
ク分電流基準iq＊と実トルク分電流iqとのトルク分偏差
eqを演算する演算器、（４）はトルク分偏差eqにより動
作するトルク分電流コントローラで、トルク分制御電圧
Vqを出力する。
75〜182に掲載の論文「同期電動機の高性能可変速制
御」に開示されたこの種従来の交流電動機の制御装置を
示す制御回路図である。図において、（１）は電動機の
速度基準と実速度（いずれも図示せず）との速度偏差es
により動作する速度コントローラ、（２）は速度コント
ローラ（１）の出力の急激な変化を抑えてトルク分（ｑ
軸）電流基準iq＊を出力するランプ回路、（３）はトル
ク分電流基準iq＊と実トルク分電流iqとのトルク分偏差
eqを演算する演算器、（４）はトルク分偏差eqにより動
作するトルク分電流コントローラで、トルク分制御電圧
Vqを出力する。
（５）は磁束分（ｄ軸）電流基準id＊＊と後述する界
磁偏差efとを加算する演算器、（６）は演算器（５）か
ら出力された磁束分電流基準id＊と実磁束分電流idとの
磁束分偏差edを演算する演算器、（７）は磁束分偏差ed
により動作する磁束分電流コントローラで、磁束分制御
電圧Vdを出力する。
磁偏差efとを加算する演算器、（６）は演算器（５）か
ら出力された磁束分電流基準id＊と実磁束分電流idとの
磁束分偏差edを演算する演算器、（７）は磁束分偏差ed
により動作する磁束分電流コントローラで、磁束分制御
電圧Vdを出力する。
（８）は電動機の界磁回路の磁束基準と実磁束（いず
れも図示せず）との磁束偏差ｅφにより動作する磁束コ
ントローラ、（９）は磁束コントローラ（８）の出力の
急激な変化を抑えて界磁電流基準if＊を出力するランプ
回路、（10）は界磁電流基準if＊と実界磁電流ifとの界
磁偏差efを演算する演算器、（11）は界磁偏差efにより
動作する界磁電流コントローラで、界磁制御電圧Vfを出
力する。
れも図示せず）との磁束偏差ｅφにより動作する磁束コ
ントローラ、（９）は磁束コントローラ（８）の出力の
急激な変化を抑えて界磁電流基準if＊を出力するランプ
回路、（10）は界磁電流基準if＊と実界磁電流ifとの界
磁偏差efを演算する演算器、（11）は界磁偏差efにより
動作する界磁電流コントローラで、界磁制御電圧Vfを出
力する。
次に動作について説明する。ベクトル制御は第３図に
示すように、界磁電流if上にｄ軸を、これと直交してｑ
軸をそれぞれ設定し、電機子電流Iaを各軸成分id,iqに
分離して界磁電流Ifとともに制御するもので、その基本
的動作は広く知られているので説明は省略し、以下、界
磁側で不足する磁束を電機子側の磁束分電流で補う理由
およびその動作について詳細に説明する。
示すように、界磁電流if上にｄ軸を、これと直交してｑ
軸をそれぞれ設定し、電機子電流Iaを各軸成分id,iqに
分離して界磁電流Ifとともに制御するもので、その基本
的動作は広く知られているので説明は省略し、以下、界
磁側で不足する磁束を電機子側の磁束分電流で補う理由
およびその動作について詳細に説明する。
第２図に示すように、界磁電流コントローラ（11）か
らの電圧Vfにより所定の界磁磁束が出力されるが、いわ
ゆるフォーシング時等で界磁電圧リミットの状態となっ
た場合、界磁電流ifがその基準値if＊に十分追従せず、
その偏差efが過大となって制御不能となる可能性が生じ
る。そして、一般に同期電動機の界磁リアクタンスは大
きく、このため高いフォーシング電圧が必要で、これを
界磁電流のみで確保しようとするとその電源装置が大き
くなり不経済となる。
らの電圧Vfにより所定の界磁磁束が出力されるが、いわ
ゆるフォーシング時等で界磁電圧リミットの状態となっ
た場合、界磁電流ifがその基準値if＊に十分追従せず、
その偏差efが過大となって制御不能となる可能性が生じ
る。そして、一般に同期電動機の界磁リアクタンスは大
きく、このため高いフォーシング電圧が必要で、これを
界磁電流のみで確保しようとするとその電源装置が大き
くなり不経済となる。
そこで、界磁電流コントローラ（11）へ入力する界磁
偏差efを演算機（５）および（６）を介して磁束分電流
コントローラ（７）へも入力する。従って、磁束分電流
コントローラ（７）は 電流基準（id＊＊＋ef）＝id＊と実電流idとの偏差ed
に応じて動作する。即ち、必要な界磁磁束に対して、界
磁電流ifで不足する分を電機子電流の磁束分電流idで補
う訳である。
偏差efを演算機（５）および（６）を介して磁束分電流
コントローラ（７）へも入力する。従って、磁束分電流
コントローラ（７）は 電流基準（id＊＊＋ef）＝id＊と実電流idとの偏差ed
に応じて動作する。即ち、必要な界磁磁束に対して、界
磁電流ifで不足する分を電機子電流の磁束分電流idで補
う訳である。
〔発明が解決しようとする課題〕 ところで、一般に同期電動機においては、その回路の
リアクタンスの関係から、磁束分電流コントローラ
（７）は界磁電流コントローラ（11）に比較してより高
速の応答が可能である。
リアクタンスの関係から、磁束分電流コントローラ
（７）は界磁電流コントローラ（11）に比較してより高
速の応答が可能である。
しかるに、従来の交流電動機の制御装置では、ランプ
回路（９）を経た界磁偏差efをそのまま同一の形態で界
磁電流コントローラ（11）と磁束分電流コントローラ
（７）とへ入力しているので、磁束分電流コントローラ
（７）の回路の高速応答性が活かされず、結果として界
磁電流コントローラ（11）の回路の応答速度で決まる動
作となって上記した磁束の補正効果が十分得られないと
いう問題点があった。
回路（９）を経た界磁偏差efをそのまま同一の形態で界
磁電流コントローラ（11）と磁束分電流コントローラ
（７）とへ入力しているので、磁束分電流コントローラ
（７）の回路の高速応答性が活かされず、結果として界
磁電流コントローラ（11）の回路の応答速度で決まる動
作となって上記した磁束の補正効果が十分得られないと
いう問題点があった。
この発明は以上のような問題点を解消するためになさ
れたもので、電機子回路の高速応答性を活かして十分な
磁束補正効果が得られる交流電動機の制御装置を実現す
るものである。
れたもので、電機子回路の高速応答性を活かして十分な
磁束補正効果が得られる交流電動機の制御装置を実現す
るものである。
この発明に係る交流電動機の制御装置は、電動機の速
度基準と実速度との速度偏差にもとづいて動作する速度
コントローラと、この速度コントローラの急激な出力変
化を抑えてトルク分電流基準を出力するランプ回路と、
上記トルク分電流基準と実トルク分電流とのトルク分偏
差により動作するトルク分電流コントローラとを有する
トルク分電流制御系及び磁束分電流基準と実磁束分電流
との磁束分偏差により動作する磁束分電流コントローラ
を有する磁束分電流制御系からなる電機子電流制御系並
びに電動機の界磁回路の磁束基準と実磁束との磁束偏差
にもとづいて動作する磁束コントローラと、この磁束コ
ントローラの急激な出力変化を抑えて界磁電流基準を出
力する２つの界磁ランプ回路と、一方の界磁ランプ回路
の界磁電流基準と実界磁電流との界磁偏差により動作す
る界磁電流コントローラと、他方の界磁ランプ回路の界
磁電流基準と上記実界磁電流との界磁偏差を上記磁束分
電流制御系の磁束分電流基準に加算する演算器とを有す
る界磁電流制御系を備え、上記界磁電流制御系における
界磁不足時に上記電機子電流制御系の磁束分電流によっ
て補うようにしたものにおいて、上記他方の界磁ランプ
回路の時定数を小さく設定することにより応答速度を速
くしたものである。
度基準と実速度との速度偏差にもとづいて動作する速度
コントローラと、この速度コントローラの急激な出力変
化を抑えてトルク分電流基準を出力するランプ回路と、
上記トルク分電流基準と実トルク分電流とのトルク分偏
差により動作するトルク分電流コントローラとを有する
トルク分電流制御系及び磁束分電流基準と実磁束分電流
との磁束分偏差により動作する磁束分電流コントローラ
を有する磁束分電流制御系からなる電機子電流制御系並
びに電動機の界磁回路の磁束基準と実磁束との磁束偏差
にもとづいて動作する磁束コントローラと、この磁束コ
ントローラの急激な出力変化を抑えて界磁電流基準を出
力する２つの界磁ランプ回路と、一方の界磁ランプ回路
の界磁電流基準と実界磁電流との界磁偏差により動作す
る界磁電流コントローラと、他方の界磁ランプ回路の界
磁電流基準と上記実界磁電流との界磁偏差を上記磁束分
電流制御系の磁束分電流基準に加算する演算器とを有す
る界磁電流制御系を備え、上記界磁電流制御系における
界磁不足時に上記電機子電流制御系の磁束分電流によっ
て補うようにしたものにおいて、上記他方の界磁ランプ
回路の時定数を小さく設定することにより応答速度を速
くしたものである。
界磁電流のみにより磁束の不足分を補うため、磁束コ
ントローラに２つのランプ回路を接続し、一方のランプ
回路の界磁電流基準と実界磁電流との界磁偏差を界磁電
流コントローラに入力し、他方のランプ回路は時定数を
小さく設定すると共に、その界磁電流基準と実界磁電流
との界磁偏差を磁束分電流制御系の磁束分電流基準に加
算するようにしているため、磁束分電流コントローラの
制御応答が高められ、電機子回路からの補正磁束の供給
が増大する。
ントローラに２つのランプ回路を接続し、一方のランプ
回路の界磁電流基準と実界磁電流との界磁偏差を界磁電
流コントローラに入力し、他方のランプ回路は時定数を
小さく設定すると共に、その界磁電流基準と実界磁電流
との界磁偏差を磁束分電流制御系の磁束分電流基準に加
算するようにしているため、磁束分電流コントローラの
制御応答が高められ、電機子回路からの補正磁束の供給
が増大する。
〔実 施 例〕 第１図はこの発明の一実施例による交流電動機の制御
装置を示す制御回路図であるう。以下、従来の第１図の
場合と異なる部分を中心に説明する。
装置を示す制御回路図であるう。以下、従来の第１図の
場合と異なる部分を中心に説明する。
但し、磁束偏差ｅφを磁束コントローラ（８）および
ランプ回路（９）を経て界磁電流基準if＊とし、更に演
算器（10）により界磁偏差efを求めて界磁電流コントロ
ーラ（11）へ入力する点は従来と同一である。即ち、ラ
ンプ回路（９）の時定数は界磁回路の応答速度に応じた
比較的大きな（遅い）値に設定されている。
ランプ回路（９）を経て界磁電流基準if＊とし、更に演
算器（10）により界磁偏差efを求めて界磁電流コントロ
ーラ（11）へ入力する点は従来と同一である。即ち、ラ
ンプ回路（９）の時定数は界磁回路の応答速度に応じた
比較的大きな（遅い）値に設定されている。
これに対し、磁束分電流コントローラ（７）へ入力す
る偏差信号は新たに設けたランプ回路（12）および演算
器（13）による処理がなされている。即ち、磁束コント
ローラ（８）からの出力はランプ回路（12）によりその
急激な変化が緩和され補正制御用の界磁電流基準if＊＊
として演算器（13）に入力される。演算器（13）はこの
界磁電流基準if＊＊と実界磁電流ifとの界磁偏差efdを
演算する。そして、ランプ回路（12）の時定数は電機子
回路の高速応答性に応じて比較的小さな（速い）値に設
定される。
る偏差信号は新たに設けたランプ回路（12）および演算
器（13）による処理がなされている。即ち、磁束コント
ローラ（８）からの出力はランプ回路（12）によりその
急激な変化が緩和され補正制御用の界磁電流基準if＊＊
として演算器（13）に入力される。演算器（13）はこの
界磁電流基準if＊＊と実界磁電流ifとの界磁偏差efdを
演算する。そして、ランプ回路（12）の時定数は電機子
回路の高速応答性に応じて比較的小さな（速い）値に設
定される。
従って、界磁偏差efに基づく界磁電流コントローラ
（11）の動作は従来と同様の制御応答で行われるが、磁
界偏差efdを加算した新たな磁束分偏差edに基づいた磁
束分電流コントローラ（７）の動作は、その本来の高速
応答性を活かして従来より高速度の制御応答が可能とな
る。この結果、電機子電流の磁束分電流idによる界磁磁
束の補正が広い磁束範囲にわたって確実に行われること
になる。
（11）の動作は従来と同様の制御応答で行われるが、磁
界偏差efdを加算した新たな磁束分偏差edに基づいた磁
束分電流コントローラ（７）の動作は、その本来の高速
応答性を活かして従来より高速度の制御応答が可能とな
る。この結果、電機子電流の磁束分電流idによる界磁磁
束の補正が広い磁束範囲にわたって確実に行われること
になる。
なお、上記実施例ではランプ回路（12）を磁束コント
ローラ（８）と演算器（13）との間に挿入したが、この
部分には挿入せず演算器（５）と演算器（６）との間に
挿入するようにしてもよい。この場合にも、上記したと
同等の結果を奏し得る。
ローラ（８）と演算器（13）との間に挿入したが、この
部分には挿入せず演算器（５）と演算器（６）との間に
挿入するようにしてもよい。この場合にも、上記したと
同等の結果を奏し得る。
この発明は電動機の速度基準と実速度との速度偏差に
もとづいて動作する速度コントローラと、この速度コン
トローラの急激な出力変化を抑えてトルク分電流基準を
出力するランプ回路と、上記トルク分電流基準と実トル
ク分電流とのトルク分偏差により動作するトルク分電流
コントローラとを有するトルク分電流制御系及び磁束分
電流基準と実磁束分電流との磁束分偏差により動作する
磁束分電流コントローラを有する磁束分電流制御系から
なる電機子電流制御系並びに電動機の界磁回路の磁束基
準と実磁束との磁束偏差にもとづいて動作する磁束コン
トローラと、この磁束コントローラの急激な出力変化を
抑えて界磁電流基準を出力する２つの界磁ランプ回路
と、一方の界磁ランプ回路の界磁電流基準と実界磁電流
との界磁偏差により動作する界磁電流コントローラと、
他方の界磁ランプ回路の界磁電流基準と上記実界磁電流
との界磁偏差を上記磁束分電流制御系の磁束分電流基準
に加算する演算器とを有する界磁電流制御系を備え、上
記界磁電流制御系における界磁不足時に上記電機子電流
制御系の磁束分電流によって補うようにしたものにおい
て、上記他方の界磁ランプ回路の時定数を小さく設定す
ることにより応答速度を速くしたものであるため、確実
な磁束補正が達成される。
もとづいて動作する速度コントローラと、この速度コン
トローラの急激な出力変化を抑えてトルク分電流基準を
出力するランプ回路と、上記トルク分電流基準と実トル
ク分電流とのトルク分偏差により動作するトルク分電流
コントローラとを有するトルク分電流制御系及び磁束分
電流基準と実磁束分電流との磁束分偏差により動作する
磁束分電流コントローラを有する磁束分電流制御系から
なる電機子電流制御系並びに電動機の界磁回路の磁束基
準と実磁束との磁束偏差にもとづいて動作する磁束コン
トローラと、この磁束コントローラの急激な出力変化を
抑えて界磁電流基準を出力する２つの界磁ランプ回路
と、一方の界磁ランプ回路の界磁電流基準と実界磁電流
との界磁偏差により動作する界磁電流コントローラと、
他方の界磁ランプ回路の界磁電流基準と上記実界磁電流
との界磁偏差を上記磁束分電流制御系の磁束分電流基準
に加算する演算器とを有する界磁電流制御系を備え、上
記界磁電流制御系における界磁不足時に上記電機子電流
制御系の磁束分電流によって補うようにしたものにおい
て、上記他方の界磁ランプ回路の時定数を小さく設定す
ることにより応答速度を速くしたものであるため、確実
な磁束補正が達成される。
第１図はこの発明の一実施例による交流電動機の制御装
置を示す制御回路図、第２図は従来のものを示す制御回
路図、第３図は各電流成分を示すベクトル図である。 図において、（２）（９）（12）はランプ回路、（３）
（５）（６）（10）（13）は演算器、（４）はトルク分
電流コントローラ、（７）は磁束分電流コントローラ、
（11）は界磁電流コントローラ、iq＊はトルク分電流基
準、igは実トルク分電流、eqはトルク分偏差、id＊は磁
束分電流基準、idは実磁束分電流、edは磁束分偏差、if
＊,if＊＊は界磁電流基準、ifは実界磁電流、ef,efdは
界磁偏差である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
置を示す制御回路図、第２図は従来のものを示す制御回
路図、第３図は各電流成分を示すベクトル図である。 図において、（２）（９）（12）はランプ回路、（３）
（５）（６）（10）（13）は演算器、（４）はトルク分
電流コントローラ、（７）は磁束分電流コントローラ、
（11）は界磁電流コントローラ、iq＊はトルク分電流基
準、igは実トルク分電流、eqはトルク分偏差、id＊は磁
束分電流基準、idは実磁束分電流、edは磁束分偏差、if
＊,if＊＊は界磁電流基準、ifは実界磁電流、ef,efdは
界磁偏差である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】電動機の速度基準と実速度との速度偏差に
もとづいて動作する速度コントローラと、この速度コン
トローラの急激な出力変化を抑えてトルク分電流基準を
出力するランプ回路と、上記トルク分電流基準と実トル
ク分電流とのトルク分偏差により動作するトルク分電流
コントローラとを有するトルク分電流制御系及び磁束分
電流基準と実磁束分電流との磁束分偏差により動作する
磁束分電流コントローラを有する磁束分電流制御系から
なる電機子電流制御系並びに電動機の界磁回路の磁束基
準と実磁束との磁束偏差にもとづいて動作する磁束コン
トローラと、この磁束コントローラの急激な出力変化を
抑えて界磁電流基準を出力する２つの界磁ランプ回路
と、一方の界磁ランプ回路の界磁電流基準と実界磁電流
との界磁偏差により動作する界磁電流コントローラと、
他方の界磁ランプ回路の界磁電流基準と上記実界磁電流
との界磁偏差を上記磁束分電流制御系の磁束分電流基準
に加算する演算器とを有する界磁電流制御系を備え、上
記界磁電流制御系における界磁不足時に上記電機子電流
制御系の磁束分電流によって補うようにしたものにおい
て、上記他方の界磁ランプ回路の時定数を小さく設定す
ることにより応答速度を速くしたことを特徴とする交流
電動機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2133035A JP2952961B2 (ja) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | 交流電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2133035A JP2952961B2 (ja) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | 交流電動機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0429592A JPH0429592A (ja) | 1992-01-31 |
| JP2952961B2 true JP2952961B2 (ja) | 1999-09-27 |
Family
ID=15095291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2133035A Expired - Fee Related JP2952961B2 (ja) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | 交流電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2952961B2 (ja) |
-
1990
- 1990-05-23 JP JP2133035A patent/JP2952961B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0429592A (ja) | 1992-01-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |