JP3185604B2 - 誘導機の制御装置 - Google Patents
誘導機の制御装置Info
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- JP3185604B2 JP3185604B2 JP12109295A JP12109295A JP3185604B2 JP 3185604 B2 JP3185604 B2 JP 3185604B2 JP 12109295 A JP12109295 A JP 12109295A JP 12109295 A JP12109295 A JP 12109295A JP 3185604 B2 JP3185604 B2 JP 3185604B2
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/36—Arrangements for braking or slowing; Four quadrant control
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は誘導機の制御装置、特に
誘導機を同期速度以上で運転する回生運転時において
も、安定に誘導機を制御できる誘導機の制御装置に関す
る。
誘導機を同期速度以上で運転する回生運転時において
も、安定に誘導機を制御できる誘導機の制御装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】誘導機を可変速制御する誘導機の制御装
置の制御方法としてＶ／ｆ制御（電圧／周波数一定制
御）がある。この制御方法は簡単な構成で誘導機を可変
速制御ができる。しかし、低速では１次抵抗による電圧
降下等の影響で誘導機内部の磁束が小さくなるため出力
できるトルクが低下する。低速でのトルク特性を改善す
る方法として、特開平6−225574 号などがある。
置の制御方法としてＶ／ｆ制御（電圧／周波数一定制
御）がある。この制御方法は簡単な構成で誘導機を可変
速制御ができる。しかし、低速では１次抵抗による電圧
降下等の影響で誘導機内部の磁束が小さくなるため出力
できるトルクが低下する。低速でのトルク特性を改善す
る方法として、特開平6−225574 号などがある。
【０００３】従来技術の一例を図３に示す。図３におけ
る制御装置は電源１，３相の電圧指令Ｖu ，Ｖv ，Ｖw
に基づき電力変換を行う電力変換器２，制御対象である
誘導機３，誘導機３に流れる電流Ｉu ，Ｉv から励磁電
流Ｉd とトルク電流Ｉq を検出する電流成分検出部４，
電流成分検出部４で検出されたトルク電流Ｉq と外部か
ら与えられる指令角速度ωr*から指令角周波数ωを出力
する周波数制御部１６，励磁電流Ｉd とトルク電流Ｉq
と指令角周波数ωからｄ軸電圧指令Ｖd とｑ軸電圧指令
Ｖq を出力する電圧制御部５，指令角周波数ωを積分し
位相θを出力する積分器１１、及び位相θに基づきｄ軸
電圧指令Ｖd とｑ軸電圧指令Ｖq を２相→３相変換し３
相の電圧指令Ｖu ，Ｖv ，Ｖw を出力する２相→３相回
転座標変換１５からなる。
る制御装置は電源１，３相の電圧指令Ｖu ，Ｖv ，Ｖw
に基づき電力変換を行う電力変換器２，制御対象である
誘導機３，誘導機３に流れる電流Ｉu ，Ｉv から励磁電
流Ｉd とトルク電流Ｉq を検出する電流成分検出部４，
電流成分検出部４で検出されたトルク電流Ｉq と外部か
ら与えられる指令角速度ωr*から指令角周波数ωを出力
する周波数制御部１６，励磁電流Ｉd とトルク電流Ｉq
と指令角周波数ωからｄ軸電圧指令Ｖd とｑ軸電圧指令
Ｖq を出力する電圧制御部５，指令角周波数ωを積分し
位相θを出力する積分器１１、及び位相θに基づきｄ軸
電圧指令Ｖd とｑ軸電圧指令Ｖq を２相→３相変換し３
相の電圧指令Ｖu ，Ｖv ，Ｖw を出力する２相→３相回
転座標変換１５からなる。
【０００４】周波数制御部１６は、誘導機のすべりをト
ルク電流から推定し指令角速度ωr*加算して指令角周波
数ωを制御することで指令角速度ωr*に実際の回転角速
度ωr を一致させている。
ルク電流から推定し指令角速度ωr*加算して指令角周波
数ωを制御することで指令角速度ωr*に実際の回転角速
度ωr を一致させている。
【０００５】電圧制御部５は、励磁電流指令Ｉd*と励磁
電流Ｉd の偏差を求める加算器１３，この偏差を０にす
るよう電圧補正量ΔＶを制御する制御器１２、及び数１
に基づき電圧指令を演算しさらに電圧補正量ΔＶを用い
て数２でｄ軸電圧指令Ｖd とｑ軸電圧指令Ｖq を演算し
出力する電圧ベクトル演算部１４から構成される。
電流Ｉd の偏差を求める加算器１３，この偏差を０にす
るよう電圧補正量ΔＶを制御する制御器１２、及び数１
に基づき電圧指令を演算しさらに電圧補正量ΔＶを用い
て数２でｄ軸電圧指令Ｖd とｑ軸電圧指令Ｖq を演算し
出力する電圧ベクトル演算部１４から構成される。
【０００６】
【数１】
【０００７】ここで、Ｒ１は誘導機の１次抵抗、Ｌσは
誘導機の１次換算の漏れインダクタンス（Ｌσ＝(Ｌ１
・Ｌ２−Ｍ・Ｍ)／Ｌ２）、Ｌ１は誘導機の１次自己イ
ンダクタンス、Ｌ２は誘導機の２次自己インダクタン
ス、Ｍは誘導機の相互インダクタンスである。
誘導機の１次換算の漏れインダクタンス（Ｌσ＝(Ｌ１
・Ｌ２−Ｍ・Ｍ)／Ｌ２）、Ｌ１は誘導機の１次自己イ
ンダクタンス、Ｌ２は誘導機の２次自己インダクタン
ス、Ｍは誘導機の相互インダクタンスである。
【０００８】
【数２】
【０００９】ここで、Ｋ２はＶd に対するＶq の補正量
を決めるゲインである。
を決めるゲインである。
【００１０】角周波数ωで回転する座標系での誘導機の
状態方程式は数３で表される。
状態方程式は数３で表される。
【００１１】
【数３】
【００１２】ここで、Ｒ２は誘導機の２次抵抗、ωr は
誘導機の回転角速度、ωs は誘導機のすべり角周波数、
ｓは微分演算子、φd は誘導機のｄ軸磁束、φq は誘導
機のｑ軸磁束である。Ｒ２′は誘導機の１次換算２次抵
抗であり数４で表される。
誘導機の回転角速度、ωs は誘導機のすべり角周波数、
ｓは微分演算子、φd は誘導機のｄ軸磁束、φq は誘導
機のｑ軸磁束である。Ｒ２′は誘導機の１次換算２次抵
抗であり数４で表される。
【００１３】
【数４】 Ｒ２′＝(Ｍ／Ｌ２)2・Ｒ２ …（４） 数３に数１を代入し、定常状態（ｓ＝０）においてｄ軸
磁束φd ，ｑ軸磁束φq について解くと、励磁電流Ｉd
は励磁電流指令Ｉd*に一致する(Ｉd＝Ｉd*)ことから、
数５，数６がそれぞれ導出される。
磁束φd ，ｑ軸磁束φq について解くと、励磁電流Ｉd
は励磁電流指令Ｉd*に一致する(Ｉd＝Ｉd*)ことから、
数５，数６がそれぞれ導出される。
【００１４】
【数５】 φd ＝Ｍ・Ｉd* …（５）
【００１５】
【数６】 φd ＝０ …（６） 数５，数６から角周波数ωや負荷によらず磁束の大きさ
が一定でかつｄ軸に一致することがわかる。このこと
は、低速においても出力するトルクが小さくならないこ
とを示している。さらに、すべりは数７で与えられるの
でトルク電流Ｉqからすべりが推定できることがわか
る。
が一定でかつｄ軸に一致することがわかる。このこと
は、低速においても出力するトルクが小さくならないこ
とを示している。さらに、すべりは数７で与えられるの
でトルク電流Ｉqからすべりが推定できることがわか
る。
【００１６】
【数７】
【００１７】一方、電圧補正量ΔＶは電力変換器２にお
ける電圧誤差や電圧制御部５と誘導機３の定数誤差によ
る影響を励磁電流指令と励磁電流の偏差を０にすること
で補償している。
ける電圧誤差や電圧制御部５と誘導機３の定数誤差によ
る影響を励磁電流指令と励磁電流の偏差を０にすること
で補償している。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】前述の制御方式では、
同期速度以上の回転数で誘導機が回転している状態すな
わち回生運転時に十分なトルクを得ることができない場
合がある。
同期速度以上の回転数で誘導機が回転している状態すな
わち回生運転時に十分なトルクを得ることができない場
合がある。
【００１９】以下の説明では回転角周波数ωr が正の値
すなわち正転時についてのべる。回転角周波数ωr が負
の値すなわち逆転時については、すべり角周波数ωs ，
トルク電流Ｉq ，トルクＴ，ｑ軸磁束φq の符号が反転
するだけである。
すなわち正転時についてのべる。回転角周波数ωr が負
の値すなわち逆転時については、すべり角周波数ωs ，
トルク電流Ｉq ，トルクＴ，ｑ軸磁束φq の符号が反転
するだけである。
【００２０】数３と等価なブロック図を図４に示す。図
中に表すＡ点でループａを切った開ループにおける直流
でのゲインＧは数８である。
中に表すＡ点でループａを切った開ループにおける直流
でのゲインＧは数８である。
【００２１】
【数８】
【００２２】同期速度以下の回転数で誘導機が回転して
いる状態すなわち力行運転時にはすべり角周波数ωs と
回転角速度ωr の符号が一致するため、ゲインＧは負の
値となる。回生運転時にはすべり角周波数ωs と回転角
速度ωr の符号が異なるためゲインＧは正の値となり、
さらにすべり角周波数ωs の絶対値が大きくなるとゲイ
ンＧは大きくなる。一般的知られているように開ループ
でのゲインが１より小さい時にはそのループは収束する
が、ゲインが１より大きい時にはそのループは発散す
る。すなわち、回生運転時にすべり角速度ωs の絶対値
が大きくなるとｑ軸磁束φq が発散してしまう。
いる状態すなわち力行運転時にはすべり角周波数ωs と
回転角速度ωr の符号が一致するため、ゲインＧは負の
値となる。回生運転時にはすべり角周波数ωs と回転角
速度ωr の符号が異なるためゲインＧは正の値となり、
さらにすべり角周波数ωs の絶対値が大きくなるとゲイ
ンＧは大きくなる。一般的知られているように開ループ
でのゲインが１より小さい時にはそのループは収束する
が、ゲインが１より大きい時にはそのループは発散す
る。すなわち、回生運転時にすべり角速度ωs の絶対値
が大きくなるとｑ軸磁束φq が発散してしまう。
【００２３】数３と等価なブロック図の一部を図５に示
す。図５中に示す関係ｂにより、回生運転時にすべり角
速度ωs の絶対値が大きくなると、ｄ軸磁束φd が正の
値であることから本来０であるｑ軸磁束φq は一時的に
正方向に大きくなる。すべりの絶対値が大きい場合前述
したように発散が起こり、ｑ軸磁束φqの絶対値は大き
くなっていく。一方、回生運転時はすべり角周波数ωs
が負であることからｄ軸磁束φd は図５中に示す関係ｃ
により小さくなる。
す。図５中に示す関係ｂにより、回生運転時にすべり角
速度ωs の絶対値が大きくなると、ｄ軸磁束φd が正の
値であることから本来０であるｑ軸磁束φq は一時的に
正方向に大きくなる。すべりの絶対値が大きい場合前述
したように発散が起こり、ｑ軸磁束φqの絶対値は大き
くなっていく。一方、回生運転時はすべり角周波数ωs
が負であることからｄ軸磁束φd は図５中に示す関係ｃ
により小さくなる。
【００２４】また、誘導機のトルクＴは数９で表され
る。
る。
【００２５】
【数９】
【００２６】ここで、Ｐは誘導機の極数である。ｑ軸磁
束φq が大きくなりｄ軸磁束φd が小さくなると、回生
運転時にはｄ軸電流Ｉd が正の値をとり、ｑ軸電流が負
の値であることからトルクの絶対値は小さくなる。この
ときのｄ軸磁束φd とｑ軸磁束φq の時間変化を図６に
示す。
束φq が大きくなりｄ軸磁束φd が小さくなると、回生
運転時にはｄ軸電流Ｉd が正の値をとり、ｑ軸電流が負
の値であることからトルクの絶対値は小さくなる。この
ときのｄ軸磁束φd とｑ軸磁束φq の時間変化を図６に
示す。
【００２７】以上は正転時について述べたが、逆転時に
おいてもトルクの絶対値が小さくなることは明らかであ
る。
おいてもトルクの絶対値が小さくなることは明らかであ
る。
【００２８】本発明は以上述べた回生運転時における誘
導機のトルク不足を抑制し、回生運転時においても十分
なトルクが出力できる誘導機の制御装置を提供すること
を目的とする。
導機のトルク不足を抑制し、回生運転時においても十分
なトルクが出力できる誘導機の制御装置を提供すること
を目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】本発明による第１の誘導
機の制御装置は、周波数指令に基づき出力周波数と出力
電圧を制御することにより誘導機を制御する誘導機の制
御装置において、周波数指令に基づき出力電圧を演算す
る電圧制御部と、誘導機の力行と回生を検出する回生判
断部と、前記回生判断部の出力に基づき周波数指令を補
正し出力周波数を出力する周波数補正部を設けることを
特徴とするものである。
機の制御装置は、周波数指令に基づき出力周波数と出力
電圧を制御することにより誘導機を制御する誘導機の制
御装置において、周波数指令に基づき出力電圧を演算す
る電圧制御部と、誘導機の力行と回生を検出する回生判
断部と、前記回生判断部の出力に基づき周波数指令を補
正し出力周波数を出力する周波数補正部を設けることを
特徴とするものである。
【００３０】本発明による第２の誘導機の制御装置は、
周波数指令と誘導機の電流に基づき出力周波数と出力電
圧を制御することにより電動機を制御する誘導機の制御
装置において、電動機の力行と回生を検出する回生判断
部と、周波数指令に基づき演算した電圧を前記回生判断
部の出力に基づき補正する出力電圧制御部を設けること
を特徴とするものである。
周波数指令と誘導機の電流に基づき出力周波数と出力電
圧を制御することにより電動機を制御する誘導機の制御
装置において、電動機の力行と回生を検出する回生判断
部と、周波数指令に基づき演算した電圧を前記回生判断
部の出力に基づき補正する出力電圧制御部を設けること
を特徴とするものである。
【００３１】
【作用】本発明の誘導機の制御装置によれば、回生運転
時において、周波数と電圧の少なくとも一方を補正する
ことにより、ｑ軸磁束φq が負の値をとるため前述の発
散によりｑ軸磁束は小さくなっていき、ｄ軸磁束φd は
図５中に示す関係ｄにより大きくなるため、数９により
トルクの絶対値が大きくなるため、トルク不足を抑制す
ることができる。
時において、周波数と電圧の少なくとも一方を補正する
ことにより、ｑ軸磁束φq が負の値をとるため前述の発
散によりｑ軸磁束は小さくなっていき、ｄ軸磁束φd は
図５中に示す関係ｄにより大きくなるため、数９により
トルクの絶対値が大きくなるため、トルク不足を抑制す
ることができる。
【００３２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。尚、実施例に示す誘導機の制御装置はブロック図で
記述するがマイクロプロセッサによる演算により行うこ
ともできる。
る。尚、実施例に示す誘導機の制御装置はブロック図で
記述するがマイクロプロセッサによる演算により行うこ
ともできる。
【００３３】図１は本発明の一実施例を示すものであ
る。図１に示す誘導機の制御装置は原理的には従来の技
術の項で述べた図３のものと同一であるが、図１に示す
制御装置は積分器１１の入力が指令角周波数ωではな
く、本発明に従って指令角周波数ωを補正する周波数補
正部１０の出力である第２の指令角周波数ω′となって
いることが図３に示す制御装置と相違する。図１の周波
数補正部１０は指令角周波数ωとトルク電流Ｉq とから
誘導機が回生状態であることを検出する回生判断部６，
トルク電流Ｉq に比例した補正量を出力する補正量出力
部７，回生判断部６の出力に基づき回生時のみ補正量出
力部の出力を出力する切換器９、及び指令角周波数ωか
ら切換器９の出力を減算する減算器８からなる。回生判
断部６の構成の詳細は後述する。
る。図１に示す誘導機の制御装置は原理的には従来の技
術の項で述べた図３のものと同一であるが、図１に示す
制御装置は積分器１１の入力が指令角周波数ωではな
く、本発明に従って指令角周波数ωを補正する周波数補
正部１０の出力である第２の指令角周波数ω′となって
いることが図３に示す制御装置と相違する。図１の周波
数補正部１０は指令角周波数ωとトルク電流Ｉq とから
誘導機が回生状態であることを検出する回生判断部６，
トルク電流Ｉq に比例した補正量を出力する補正量出力
部７，回生判断部６の出力に基づき回生時のみ補正量出
力部の出力を出力する切換器９、及び指令角周波数ωか
ら切換器９の出力を減算する減算器８からなる。回生判
断部６の構成の詳細は後述する。
【００３４】次に、上記の制御装置の動作について説明
する。力行時については従来の技術の項で述べた図３の
ものと同一である。よってここでは回生運転時のみ説明
する。また、以下の説明では回転角周波数ωr が正の値
すなわち正転時についてのべる。回転角周波数ωrが負
の値すなわち逆転時については、すべり角周波数ωs ,
トルク電流Ｉq ，トルクＴ，ｑ軸磁束φq の符号が反転
するだけである。
する。力行時については従来の技術の項で述べた図３の
ものと同一である。よってここでは回生運転時のみ説明
する。また、以下の説明では回転角周波数ωr が正の値
すなわち正転時についてのべる。回転角周波数ωrが負
の値すなわち逆転時については、すべり角周波数ωs ,
トルク電流Ｉq ，トルクＴ，ｑ軸磁束φq の符号が反転
するだけである。
【００３５】図１の制御装置によれば、回生運転時には
トルク電流Ｉq がＩq ＜０であるため電圧制御部５で用
いられる周波数指令ωと積分器１１の入力である第２の
指令角周波数ω′の間にω＜ω′の関係がある。これは
数３の第３行から導出される数１０においてすべり角周
波数ωs が大きくなったことと等価である。
トルク電流Ｉq がＩq ＜０であるため電圧制御部５で用
いられる周波数指令ωと積分器１１の入力である第２の
指令角周波数ω′の間にω＜ω′の関係がある。これは
数３の第３行から導出される数１０においてすべり角周
波数ωs が大きくなったことと等価である。
【００３６】
【数１０】
【００３７】すべり角周波数ωs が大きくなると図３の
制御装置の場合０であったｑ軸磁束φq は負の値となる
ことがわかる。この状態であってもすべりの絶対値が大
きい場合前述したように発散は起こり、ｑ軸磁束φq の
絶対値は大きくなっていく。一方ｄ軸磁束φd は、回生
運転時はすべり角周波数ωs が負であることから前述し
た図５中に示す関係ｃにより、大きくなる。ｑ軸磁束φ
q が小さくなりｄ軸磁束φd が大きくなると、前述した
トルクの算出式である数９、及び回生運転時にはｄ軸電
流Ｉd が正の値をとりｑ軸電流が負の値であることか
ら、トルクの絶対値は大きくなる。よって、トルク不足
を抑制することができる。
制御装置の場合０であったｑ軸磁束φq は負の値となる
ことがわかる。この状態であってもすべりの絶対値が大
きい場合前述したように発散は起こり、ｑ軸磁束φq の
絶対値は大きくなっていく。一方ｄ軸磁束φd は、回生
運転時はすべり角周波数ωs が負であることから前述し
た図５中に示す関係ｃにより、大きくなる。ｑ軸磁束φ
q が小さくなりｄ軸磁束φd が大きくなると、前述した
トルクの算出式である数９、及び回生運転時にはｄ軸電
流Ｉd が正の値をとりｑ軸電流が負の値であることか
ら、トルクの絶対値は大きくなる。よって、トルク不足
を抑制することができる。
【００３８】このときのｄ軸磁束φd とｑ軸磁束φq の
時間変化を図７に示す。
時間変化を図７に示す。
【００３９】以上、正転時について述べたが、逆転時は
すべり角周波数ωs ，トルク電流Ｉq，トルクＴ，ｑ軸
磁束φq の符号が反転するだけで効果は同じである。
すべり角周波数ωs ，トルク電流Ｉq，トルクＴ，ｑ軸
磁束φq の符号が反転するだけで効果は同じである。
【００４０】図２に本発明による別の実施例を示す。図
１に示す誘導機の制御装置は原理的には従来の技術の項
で述べた図３のものと同一であるが、図２に示す制御装
置は電圧ベクトル演算部１４で用いる誘導機の１次抵抗
Ｒ１として、本発明に従って補正された１次抵抗である
補正量演算部２０の出力を用いることが図３に示す制御
装置と相違する。図２の補正量演算部２０は、指令角周
波数ωとトルク電流Ｉq とから誘導機が回生状態である
ことを検出する回生判断部６，回生判断部６の出力に基
づき回生時のみ１次抵抗補正値１７を出力する切換器１
８、及び切換器１８の出力に１次抵抗設定値Ｒ１* を加
算し電圧ベクトル演算部１４で用いる誘導機の１次抵抗
Ｒ１を出力する加算器１９から構成される。回生判断部
６の構成の詳細は後述する。
１に示す誘導機の制御装置は原理的には従来の技術の項
で述べた図３のものと同一であるが、図２に示す制御装
置は電圧ベクトル演算部１４で用いる誘導機の１次抵抗
Ｒ１として、本発明に従って補正された１次抵抗である
補正量演算部２０の出力を用いることが図３に示す制御
装置と相違する。図２の補正量演算部２０は、指令角周
波数ωとトルク電流Ｉq とから誘導機が回生状態である
ことを検出する回生判断部６，回生判断部６の出力に基
づき回生時のみ１次抵抗補正値１７を出力する切換器１
８、及び切換器１８の出力に１次抵抗設定値Ｒ１* を加
算し電圧ベクトル演算部１４で用いる誘導機の１次抵抗
Ｒ１を出力する加算器１９から構成される。回生判断部
６の構成の詳細は後述する。
【００４１】次に、上記の制御装置の動作について説明
する。力行時については従来の技術の項で述べた図３の
ものと同一である。よってここでは回生時運転時のみ説
明する。また、以下の説明では回転角周波数ωr が正の
値すなわち正転時についてのべる。回転角周波数ωr が
負の値すなわち逆転時については、すべり角周波数ωs
，トルク電流Ｉq ，トルクＴ，ｑ軸磁束φq の符号が
反転するだけである。図２の制御装置によれば、回生運
転時には電圧制御部５の１次抵抗Ｒ1は大きくなり、ト
ルク電流Ｉq がＩq ＜０であるため電圧制御部５の出力
であるｑ軸電圧指令Ｖq が小さくなる。よって、トルク
電流Ｉq が小さくなり前述した数１０により図３の制御
装置の場合０であったｑ軸磁束φq は負の値となる。こ
れにより、前述した図１の制御装置と同様の動作とな
り、トルク不足を抑制することができる。
する。力行時については従来の技術の項で述べた図３の
ものと同一である。よってここでは回生時運転時のみ説
明する。また、以下の説明では回転角周波数ωr が正の
値すなわち正転時についてのべる。回転角周波数ωr が
負の値すなわち逆転時については、すべり角周波数ωs
，トルク電流Ｉq ，トルクＴ，ｑ軸磁束φq の符号が
反転するだけである。図２の制御装置によれば、回生運
転時には電圧制御部５の１次抵抗Ｒ1は大きくなり、ト
ルク電流Ｉq がＩq ＜０であるため電圧制御部５の出力
であるｑ軸電圧指令Ｖq が小さくなる。よって、トルク
電流Ｉq が小さくなり前述した数１０により図３の制御
装置の場合０であったｑ軸磁束φq は負の値となる。こ
れにより、前述した図１の制御装置と同様の動作とな
り、トルク不足を抑制することができる。
【００４２】以上、正転時について述べたが、逆転時す
べり角周波数ωs ，トルク電流Ｉq，トルクＴ，ｑ軸磁
束φq の符号が反転するだけで効果は同じである。
べり角周波数ωs ，トルク電流Ｉq，トルクＴ，ｑ軸磁
束φq の符号が反転するだけで効果は同じである。
【００４３】前述した図１及び図２の実施例における回
生判断部６は例えば図８に示す構成で実現できる。図８
に示す回生判断部６は、指令角周波数ωとトルク電流Ｉ
q から数１１に基づき推定した推定回転角速度ωre を
出力する速度推定部１００，推定回転角速度ωreとトル
ク電流Ｉq から回生を判断する回生判定部１０１からな
る。
生判断部６は例えば図８に示す構成で実現できる。図８
に示す回生判断部６は、指令角周波数ωとトルク電流Ｉ
q から数１１に基づき推定した推定回転角速度ωre を
出力する速度推定部１００，推定回転角速度ωreとトル
ク電流Ｉq から回生を判断する回生判定部１０１からな
る。
【００４４】
【数１１】 ωre＝ω−Ｋ３・Ｉq …(１１) ここで、Ｋ３はすべり定数であり、Ｋ３＝Ｒ２／(Ｌ２
・Ｉd*)である。判定部１０１では、図９に示す状態す
なわち推定回転角速度ωreの符号とトルク電流Ｉq の符
号が異なる状態では回生状態であると判断する。
・Ｉd*)である。判定部１０１では、図９に示す状態す
なわち推定回転角速度ωreの符号とトルク電流Ｉq の符
号が異なる状態では回生状態であると判断する。
【００４５】また、回生判断部６の別の構成としては、
図１０に示す状態すなわち指令角周波数ωの符号とトル
ク電流Ｉq の符号が異なる状態では回生状態であると判
断する構成もある。この場合、前述の構成に比べ構成が
簡易である。
図１０に示す状態すなわち指令角周波数ωの符号とトル
ク電流Ｉq の符号が異なる状態では回生状態であると判
断する構成もある。この場合、前述の構成に比べ構成が
簡易である。
【００４６】さらに、誘導機の回転数が検出できる場
合、回生判断部６構成としては、図１１に示す状態すな
わち検出した回転角周波数ωr の符号とトルク電流Ｉq
の符号が異なる状態では回生状態であると判断する構成
とすることもできる。この場合、前述の構成に比べ精度
よく回生状態を検出することができる。
合、回生判断部６構成としては、図１１に示す状態すな
わち検出した回転角周波数ωr の符号とトルク電流Ｉq
の符号が異なる状態では回生状態であると判断する構成
とすることもできる。この場合、前述の構成に比べ精度
よく回生状態を検出することができる。
【００４７】以上で示した実施例では、トルク電流Ｉq
を用いたが、周波数制御部１６が例えば図１２に示す構
成の場合、トルク電流指令Ｉq*にトルク電流Ｉq が一致
するように制御されるため、一部あるいは全部でトルク
電流Ｉq の替わりにトルク電流指令Ｉq*を電圧制御部
５，周波数補正部１０，補正量演算部２０、及び速度推
定部１００で用いることもできる。尚、図１２に示す周
波数制御部１６は、数１１に従い推定角速度ωreを演算
する速度推定部１００，指令角速度ωr*に推定角速度ω
reが一致するように指令角速度ωr*と推定角速度ωreの
偏差に基づきトルク電流指令Ｉq*を制御する速度制御部
１１０、及びトルク電流指令Ｉq*にトルク電流Ｉq が一
致するようにトルク電流指令Ｉq*とトルク電流Ｉq の偏
差に基づき指令角周波数ωを制御する電流制御部１１１
から構成される。
を用いたが、周波数制御部１６が例えば図１２に示す構
成の場合、トルク電流指令Ｉq*にトルク電流Ｉq が一致
するように制御されるため、一部あるいは全部でトルク
電流Ｉq の替わりにトルク電流指令Ｉq*を電圧制御部
５，周波数補正部１０，補正量演算部２０、及び速度推
定部１００で用いることもできる。尚、図１２に示す周
波数制御部１６は、数１１に従い推定角速度ωreを演算
する速度推定部１００，指令角速度ωr*に推定角速度ω
reが一致するように指令角速度ωr*と推定角速度ωreの
偏差に基づきトルク電流指令Ｉq*を制御する速度制御部
１１０、及びトルク電流指令Ｉq*にトルク電流Ｉq が一
致するようにトルク電流指令Ｉq*とトルク電流Ｉq の偏
差に基づき指令角周波数ωを制御する電流制御部１１１
から構成される。
【００４８】また、上記で示した実施例のうち、電圧制
御部５，周波数補正部１０，補正量演算部２０、及び速
度推定部１００でトルク電流Ｉq のみ演算で用いる場合
は周波数指令部１６を省き、指令角速度ωr*の替わりに
指令角周波数ωを与える構成であってもよい。
御部５，周波数補正部１０，補正量演算部２０、及び速
度推定部１００でトルク電流Ｉq のみ演算で用いる場合
は周波数指令部１６を省き、指令角速度ωr*の替わりに
指令角周波数ωを与える構成であってもよい。
【００４９】
【発明の効果】本発明による誘導機の制御装置によれ
ば、回生運転時における誘導機のトルク不足を抑制する
ことできる。
ば、回生運転時における誘導機のトルク不足を抑制する
ことできる。
【図１】本発明の一実施例による誘導機の制御装置のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】本発明の他の実施例による誘導機の制御装置の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図３】従来の誘導機の制御装置のブロック図である。
【図４】誘導機の動作を説明するためのブロック図であ
る。
る。
【図５】誘導機の動作を説明するためのブロック図であ
る。
る。
【図６】誘導機の動作を説明するための磁束波形であ
る。
る。
【図７】誘導機の制御原理を説明するための磁束波形で
ある。
ある。
【図８】回生判断部の構成を示すブロック図である。
【図９】回生判定領域を示すグラフである。
【図１０】回生判定領域を示すグラフである。
【図１１】回生判定領域を示すグラフである。
【図１２】周波数制御部の構成を示すブロック図であ
る。
る。
２…電力変換器、３…誘導機、４…電流成分検出部、５
…電圧制御部、６…回生判断部、１０…周波数補正部、
２０…補正量演算部。
…電圧制御部、６…回生判断部、１０…周波数補正部、
２０…補正量演算部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸張 和明 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株式会社 日立製作所 電力・電機開発 本部内 (72)発明者 大橋 敬典 千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号 株式会社 日立製作所 産業機器事業 部内 (72)発明者 富田 浩之 千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号 株式会社 日立製作所 産業機器事業 部内 (72)発明者 藤井 洋 千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号 株式会社 日立製作所 産業機器事業 部内 (56)参考文献 特開 平５−68398（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02P 5/408 - 5/412 H02P 7/628 - 7/632 H02P 21/00
Claims (7)
- 【請求項１】周波数指令に基づき出力周波数と出力電圧
を制御することにより誘導機を制御する誘導機の制御装
置において、周波数指令に基づき出力電圧を演算する電
圧制御部と、誘導機の電流の検出値から誘導機の磁束と
直交するトルク電流を検出する電流成分検出部と、電動
機の力行と回生を検出する回生判断部と、前記回生判断
部の出力が回生状態を示すときのみ、前記電流成分検出
部の出力であるトルク電流に比例した量を周波数指令に
加算した量を出力周波数として出力する周波数補正部を
設けることを特徴とする誘導機の制御装置。 - 【請求項２】周波数指令と誘導機の電流に基づき出力周
波数と出力電圧を制御することにより電動機を制御する
誘導機の制御装置において、電動機の力行と回生を検出
する回生判断部と、該回生判断部の出力により誘導機の
１次抵抗による電圧降下の補正量を選択する補正量演算
部と、周波数指令と前記補正量演算部の出力に基づき出
力電圧を演算する電圧制御部を設けることを特徴とする
誘導機の制御装置。 - 【請求項３】請求項２において、誘導機の電流の検出値
から誘導機の磁束と直交するトルク電流を検出する電流
成分検出部を設け、さらに回生判断部は周波数指令値の
符号と前記電流成分検出部の出力であるトルク電流の符
号から回生と力行を判断することを特徴とする誘導機の
制御装置。 - 【請求項４】請求項１において、回生判断部は周波数指
令値の符号とトルク電流の符号から回生と力行を判断す
ることを特徴とする誘導機の制御装置。 - 【請求項５】請求項２において、誘導機の電流の検出値
から誘導機の磁束と直交するトルク電流を検出する電流
成分検出部を設け、さらに回生判断部は周波数指令値の
符号及び周波数指令値とトルク電流から推定した推定速
度の符号から回生と力行を判断することを特徴とする誘
導機の制御装置。 - 【請求項６】請求項１において、回生判断部は周波数指
令値の符号及び周波数指令値とトルク電流から推定した
推定速度の符号から回生と力行を判断することを特徴と
する誘導機の制御装置。 - 【請求項７】請求項１，３，４，５，６のいずれか１項
において、トルク電流指令にトルク電流が一致するよう
に周波数指令を制御する電流制御部を設け、全部あるい
は一部のトルク電流に変えてトルク電流指令を演算に用
いることを特徴とする誘導機の制御装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12109295A JP3185604B2 (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | 誘導機の制御装置 |
| KR1019960014854A KR100563225B1 (ko) | 1995-05-19 | 1996-05-07 | 유도전동기의제어장치 |
| DE69629241T DE69629241T2 (de) | 1995-05-19 | 1996-05-14 | Steuereinrichtung für Induktionsmaschine |
| EP96303382A EP0743745B1 (en) | 1995-05-19 | 1996-05-14 | Controlling apparatus for induction motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12109295A JP3185604B2 (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | 誘導機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08317698A JPH08317698A (ja) | 1996-11-29 |
| JP3185604B2 true JP3185604B2 (ja) | 2001-07-11 |
Family
ID=14802686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12109295A Expired - Lifetime JP3185604B2 (ja) | 1995-05-19 | 1995-05-19 | 誘導機の制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0743745B1 (ja) |
| JP (1) | JP3185604B2 (ja) |
| KR (1) | KR100563225B1 (ja) |
| DE (1) | DE69629241T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101981804A (zh) * | 2008-03-31 | 2011-02-23 | 株式会社捷太格特 | 马达控制器和电动助力转向系统 |
| KR101958709B1 (ko) | 2015-03-10 | 2019-03-15 | 가부시키가이샤 히다치 산키시스템 | 클린 에어 장치 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1077527B1 (en) | 1999-08-18 | 2002-05-29 | Holtz, Joachim, Prof. Dr. Ing. | Method of braking a vector controlled induction machine, control device for carrying out the method and storage medium |
| JP3513561B2 (ja) | 2000-02-29 | 2004-03-31 | 株式会社日立製作所 | 誘導電動機の制御装置 |
| JP3867270B2 (ja) | 2002-06-28 | 2007-01-10 | 株式会社日立製作所 | 電気車の制御装置 |
| EP1944862B1 (en) | 2007-01-15 | 2011-08-03 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. | Induction motor controller |
| JP4575483B2 (ja) * | 2008-09-24 | 2010-11-04 | ファナック株式会社 | 消費電力量および回生電力量を計算するサーボモータ駆動制御装置 |
| DE102013209331A1 (de) * | 2013-05-21 | 2014-11-27 | Robert Bosch Gmbh | Feldorientiertes Regeln eines Statorstroms einer Asynchronmaschine |
| DE102013209334A1 (de) * | 2013-05-21 | 2014-11-27 | Robert Bosch Gmbh | Simulieren einer feldorientierten in einem Stator einer Asynchronmaschine induzierten Statorspannung |
| KR101554148B1 (ko) | 2013-11-28 | 2015-09-18 | 현대중공업 주식회사 | 유도전동기 구동장치 및 이의 회생토크 억제 방법 |
| EP3139489B1 (en) * | 2015-09-04 | 2018-06-20 | Gefran S.p.A. | Method for braking an alternating current electric motor |
| JP6847191B2 (ja) * | 2019-12-23 | 2021-03-24 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置の制御方法および電力変換装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4215305A (en) * | 1978-10-02 | 1980-07-29 | General Electric Company | Excitation commanding for current fed motor drives |
| JPS6240083A (ja) * | 1985-08-14 | 1987-02-21 | Fanuc Ltd | 三相誘導電動機の制御方法 |
| JP3257566B2 (ja) * | 1992-06-16 | 2002-02-18 | 株式会社安川電機 | 誘導電動機のｐｇレスベクトル制御装置 |
-
1995
- 1995-05-19 JP JP12109295A patent/JP3185604B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-05-07 KR KR1019960014854A patent/KR100563225B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1996-05-14 DE DE69629241T patent/DE69629241T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-05-14 EP EP96303382A patent/EP0743745B1/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101981804A (zh) * | 2008-03-31 | 2011-02-23 | 株式会社捷太格特 | 马达控制器和电动助力转向系统 |
| US8471504B2 (en) | 2008-03-31 | 2013-06-25 | Jtekt Corporation | Motor controller and electric power steering system |
| CN101981804B (zh) * | 2008-03-31 | 2014-06-18 | 株式会社捷太格特 | 马达控制器和电动助力转向系统 |
| KR101958709B1 (ko) | 2015-03-10 | 2019-03-15 | 가부시키가이샤 히다치 산키시스템 | 클린 에어 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08317698A (ja) | 1996-11-29 |
| DE69629241T2 (de) | 2004-04-15 |
| DE69629241D1 (de) | 2003-09-04 |
| KR100563225B1 (ko) | 2006-06-07 |
| EP0743745A3 (en) | 1997-03-05 |
| KR960043468A (ko) | 1996-12-23 |
| EP0743745A2 (en) | 1996-11-20 |
| EP0743745B1 (en) | 2003-07-30 |
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