JP3231553B2 - Inverter control device control parameter setting method - Google Patents

Inverter control device control parameter setting method

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JP3231553B2
JP3231553B2 JP17226994A JP17226994A JP3231553B2 JP 3231553 B2 JP3231553 B2 JP 3231553B2 JP 17226994 A JP17226994 A JP 17226994A JP 17226994 A JP17226994 A JP 17226994A JP 3231553 B2 JP3231553 B2 JP 3231553B2
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control device
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登 藤本
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、インバータ制御装置の
制御定数設定方法に係り、特に誘導電動機の電動機定数
を演算し、演算された電動機定数に基づいて制御装置の
制御定数を設定するインバータ制御装置の制御定数設定
方法に関する。 【0002】 【従来の技術】一般にベクトル制御装置においては、電
動機定数、例えば励磁インダンタンス及び2次時定数な
どに基づいて各制御定数が設定される。 【0003】例えば、特願昭59−173713号及び特願昭58
−39434 号に示されるベクトル制御装置においては、電
圧指令信号を演算する際の制御定数は、電動機定数の1
次抵抗,漏れインダクタンス,1次インダクタンス及び
2次抵抗に応じて設定する必要がある。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】従来は、電動機定数の
設定値に基づいてそれらをマニュアル設定している。そ
のため、使用する電動機毎に制御定数を変更する必要が
あり、煩雑となり、また、電動機定数の設計値と実際値
の不一致により、制御演算誤差を生じトルクが変動する
などの問題がある。 【0005】一方、上記問題に対処するものとしては特
願昭59−212543号がある。これはインバータ装置を用い
て、その電流指令に基づいてインバータより電動機に電
圧を印加し、そのときの電圧を検出し、該検出電圧値と
電流指令値との関係より電動機定数を測定し、その結果
に基づき制御定数を設定するものである。しかし、この
特願昭59−212543号に示される例では定数測定用として
専用に電圧検出器を設ける必要があり、また、電圧波形
が歪波形であることから、検出精度が低く、すなわち、
定数測定精度が低いという問題がある。 【0006】本発明の目的は、制御装置の制御定数の精
度を向上できるインバータ制御装置の制御定数設定方法
を提供することにある。 【0007】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成する第1
の発明の特徴は、誘導電動機に電力を供給するインバー
タを電圧指令に基づいて制御する制御装置の制御定数
を、前記制御装置の前記電圧指令を出力するコンピュー
タにより設定する方法において、次のステップを有する
ことにある。 (a)前記電圧指令および前記誘導電動機の周波数指令
所定値に設定するステップ、 (b)前記所定値に基づいて前記インバータから出力さ
れる交流電圧を前記誘導電動機に印加することにより、
前記誘導電動機を回転させるステップ、 (c)前記回転している誘導電動機に流れる電流を検出
するステップ、 (d)検出された前記電流に基づいて、前記コンピュー
タにより、前記誘導電動機の1次インダクタンスと関係
する、前記制御装置の制御定数を設定するステップ。上
記目的を達成する第2の発明の特徴は、誘導電動機に電
力を供給するインバータを直交するベクトルの電圧指令
(V1d*,V1q*)に基づいて制御する制御装置の制御定
数を、前記制御装置の前記電圧指令を出力するコンピュ
ータにより設定する方法において、次のステップを有す
ることにある。 (a)前記電圧指令および前記誘導電動機の周波数指令
所定値に設定するステップ、 (b)前記所定値に基づいて前記インバータから出力さ
れる交流電圧を前記誘導電動機に印加することにより、
前記誘導電動機を回転させるステップ、 (c)前記回転している誘導電動機に流れる電流の、前
記電圧指令の1つのベクトル成分に対応するベクトル成
分を検出するステップ、 (d)前記電圧指令,前記周波数指令、および検出され
た前記電流のベクトル成分に基づいて、前記コンピュー
タを用い前記誘導電動機の1次インダクタンスを演算す
るステップ、 (e)得られた前記1次インダクタンスに基づき前記コ
ンピュータにより前記制御装置の制御定数を演算し、こ
の制御定数を設定するステップ。 【0008】 【作用】第1の発明では、制御装置の制御定数の設定に
用いる電流を、誘導電動機を回転させた状態で検出して
いる。誘導電動機を回転させる、すなわち周波数指令を
与えると、回転停止状態に比べて、誘導電動機内で発生
する誘導起電力が大きくなる。このため、電圧指令値と
誘導起電力との誤差が小さくなり、検出電流に対する前
記誤差の影響が少なくなる。従って、検出された電流に
基づいて設定される、1次インダクタンスと関係する制
御定数の精度が向上する。第2の発明では、誘導電動機
を回転させた状態で検出した電流の、電圧指令の1つの
ベクトル成分に対応したベクトル成分を用いて1次イン
ダクタンスを演算するため、1次インダクタンスの精度
が向上し、1次インダクタンスに基づいて演算される制
御定数の精度も向上する。更に、誘導電動機を回転させ
た状態で検出した電流の、電圧指令の1つのベクトル成
分に対応したベクトル成分を用いて1次インダクタン
演算するため、この演算に要する時間が短縮され、イ
ンバータを制御するコンピュータの負荷率が低減され
る。好ましくは、周波数指令および電圧指令を徐々に増
加させて、誘導電動機を回転させる。周波数指令および
電圧指令を徐々に増加させることにより、始動時に発生
する突入電流を防止できる。 【0009】 【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 【0010】図1には、本発明の一実施例が示されてい
る。 【0011】図において、2は誘導電動機1に可変周波
数の交流を供給するインバータでPWM制御により1次
電圧を制御する。座標変換器4は電圧指令設定器3から
の電圧指令v1d*,v1q*(回転磁界座標)及び電圧位相
基準信号sinw1*t ,cosw1*t から3相電圧指令信号
u*,vv*,vw*を演算する。比較器6では該電圧指令
信号と三角波発生器5からの搬送波とを比較しPWM信
号を出力する。これによりインバータの出力電圧は該P
WM信号によりパルス幅変調制御され、その基本波瞬時
値量は電圧指令信号に比例して制御される。 【0012】一方、電動機1の3相電流iu,iv,iw
が電流検出器7より検出され、座標変換器8において2
軸成分の電流信号i1d,i1q(回転磁界座標)が検出さ
れる。 【0013】また、9は定数演算器で検出電流信号
1d,i1qと電圧指令信号v1d*,v1q*と周波数指令信
号w1*及び電動機に速度検出器が取り付けられている場
合には、それからの速度信号wr を取り込み電動機定数
を演算する。 【0014】ここで、電圧指令設定器3や定数演算器9
の処理にはマイクロプロセッサやその周辺LSIを用
い、データの入出力は自動化している。 【0015】先ず、該インバータ装置を用いた電動機定
数の測定法の原理について述べる。それは運転に先立
ち、インバータ装置を用いて所定の電圧を電動機に印加
し、その結果発生する電動機電流に基づいて電動機定数
を演算するものである。ところで、電動機電圧はv
1d*,v1q*及びw1*に応じて以下に述べるようにして制
御される。座標変換器4はv1d*,v1q*及び電圧位相基
準信号cosw1*t 及びsinw1*t に基づいて次式に従い
3相交流の電圧指令v1*(vu*,vv*,vw*)を作る。 【0016】 【数1】 【0017】 【数2】 【0018】 【数3】 【0019】そして、インバータの出力電圧V1 をv1*
に比例して制御する。 【0020】一方、電動機電流i1d,i1q(回転磁界座
標)は図1に示す電流検出器7及び座標変換器8を用い
て次式に従い検出される。 【0021】 【数4】【0022】iu〜iw:電動機各相電流 図1のPWM電圧制御方式の場合においては、電動機相
電流の歪は小さく正弦波に近い。そして、この電流を
(4)式に従ってd軸成分i1dとq軸成分i1qに分けて
検出する本方式は、基本波成分(w1)が直流信号で検出
でき、その検出精度は高い。 【0023】ところで、定常時における誘導電動機の電
圧方程式をd,qの2軸理論に基づいて表わすと次式で
与えられる。 【0024】 【数5】 v1d=r1id−w1(l1+L1)i1q−w1Mi2q …(5) 【0025】 【数6】 v1q=w1(l1+L1)i1d+r1iq+w1Mi2d …(6) ここに、i2d,i2q:2次電流のd軸及びq軸成分 r1:1次抵抗 l1:1次漏れインダクタンス L1:1次有効インダクタンス M:相互インダクタンス ここで、2次電流はかご形誘導機の場合測定できないの
でこれを以下のようにして消去する。2次電流と1次電
流の関係は回転子2次回路に関する電圧方程式に基づい
て次式で示される。 【0026】 【数7】 ws・Mi1q=r22d−ws(l2+L2)i2q …(7) 【0027】 【数8】 −ws・Mi1d=ws(l2+L2)i2d+r22d …(8) ここに、ws:すべり角周波数 r2:2次抵抗 l2:2次漏れインダクタンス L2:2次有効インダクタンス (7),(8)式を用いて(5),(6)式のi2d,i
2qを消去すれば 【0028】 【数9】 【0029】 【数10】【0030】となる。この関係式を基にして、次に個々
の電動機定数の測定原理について述べる。 【0031】〔r1+r2′,l1+l2′の測定〕v1d
1d*,v1q=v1q*=0,w1=w1*,w1=ws、すな
わち、v1d*を所定値に設定し、略回転停止にて一定周
波数で励磁する条件を設定すれば、(9),(10)式
は次式で与えられる。 【0032】 【数11】 【0033】 【数12】 0≒w1(l1+l2′)i1d+(r1+r2′)i1q …(12) ここにr2 2≪w1 2(l2+L2)22′:1次換算の2次抵抗 l2′:1次換算の2次漏れインダクタンス さらに両式(11),(12)を連立させると、電動機
抵抗及び漏れインダクタンスは次式で測定演算できる。 【0034】 【数13】 【0035】 【数14】 【0036】しかし、本測定法で求まる定数の大きさ
は、1次と2次の合成値であり、特に抵抗に関しては分
離した値が要求される。分離は次のようにして行う。 【0037】〔r1の測定法〕v1d=v1d*,v1q=v1q
*=0,w1*=0、すなわち、v1d* を所定値に設定
し、直流電圧を印加する条件を設定すれば、(1)〜
(3)式から各相電圧は次式に比例した電圧となる。 【0038】 【数15】 vu*=v1d*,vv*=vw=−v1d*/2 …(15) これにより、電動機に直流電流が流れ、その時検出され
d,q成分の電流は(4)式より求まり、 【0039】 【数16】 i1d=iu,i1q=0 …(16) となる。したがって、d軸成分の電圧指令値v1d* と電
流検出値i1dから、1相当りの1次抵抗r1 が次式より
測定演算できる。 【0040】 【数17】 【0041】なお、2次抵抗r2 は前測定法で求めた
(13)式の演算結果より(17)式の演算結果を差し
引けば演算できる。 【0042】〔l1+L1の測定法〕 v1d=v1d=0,v1q=v1q*αw1*,w1=w1*,ws≒0 すなわち、無負荷状態においてv1q*とw1*を所定値に
設定し、いわゆるV/F一定制御運転(磁束一定条件)
を行う。ここで、(10)式において無負荷条件である
故i1q≒0となり、したがって(l1+L1)は次式より
測定演算できる。 【0043】 【数18】 【0044】〔T2 の測定法〕2次時定数T2 は次式で
与えられる。 【0045】 【数19】 【0046】ここで、r2′ は前述の測定演算の(1
3)と(17)式より求めることができ、また、1次換
算値のl2′+L2′は概略次式で表わすことができる。 【0047】 【数20】 【0048】ここで、l2′≒11とする。 【0049】したがって、T2 は前記(18)式の結果
(l1+L1)をr2′ で除算して求めることができる。 【0050】以上述べた電動機定数の演算は定数演算器
9において行われ、その演算結果に基づいて電圧指令設
定器3内のベクトル制御の制御定数が設定される。な
お、これらの演算や設定処理にはマイクロプロセッサを
用いて自動的に行うため、次にそのプログラムの内容を
図2〜図6のフローチャートより説明する。 【0051】いま、始動スイッチが投入されると、図2
に示すフローが開始され、ブロック21にて電動機定数
の自動測定を行うかどうかの判別を行う。すでに測定済
みで再度行う必要がない場合には、ブロック24にジャ
ンプされ、記憶要素に書込まれた電動機定数を用いてベ
クトル制御に必要な演算、すなわち、後述するように電
流指令i1d* ,i1q及び周波数指令w1*に基づいてv1d
*,v1q*を演算する。一方、測定を実施する場合は、ブ
ロック22において図3に示す順序に従い、電動機定数
を測定,演算し、その結果を記憶要素に記憶し、次にブ
ロック23にて上記結果を基にブロック24において用
いられるベクトル制御の制御定数を演算し記憶要素に記
憶する。次に、ブロック24においてベクトル制御の演
算を上述の制御定数を用いて行い電動機を速度制御す
る。 【0052】電動機定数の測定は、図3に示すようにブ
ロック31〜33まで3つのモードがあり、順に、r1
+r2′及びl1+l2′,r1 ,l1+L1の各測定を行
う。各測定については前述したので、以下では各測定法
の手順について図4〜図6のフローチャートを用いて説
明する。 【0053】図4では、先ずブロック41にてv1q*=
0,v1d*,w1*を所定値に設定する。このとき、v1d
が小さく、トルクが小さいことから電動機は回転停止の
ままであり前述したws=w1の条件が成立する。次にブ
ロック42にてi1d,i1qの信号を取込み、ブロック4
3にて(13)式よりr1+r2′を演算、またブロック
44にて(14)式に従いl1+l2′を演算する。 【0054】図5では、先ずブロック51にてv1q*=
0,w1*=0,v1d*を所定値に設定する。次にブロッ
ク52にてi1dの信号を取込みブロック53にて(1
7)式よりr1 を演算する。さらにブロック54にてこ
のr1 をブロック43にて演算されたr1+r2′より差
し引きr2′ を演算する。 【0055】図6では、先ず、ブロック61にて、w1*
とviqを電動機定数値に設定し運転する。なお始動時の
突入電流を避けるため、w1*とviq* は一定レートにて
立上げ加速終了後、ブロック62にてi1d,i1qの信号
取込み、ブロック63にて(18)式よりl1+L1を演
算する。さらにこの結果を基にブロック64にてT2 を T2=l1+L1/r2′ より演算する。 【0056】以上の測定結果に基づいて、制御定数を設
定し、その後、ベクトル制御による速度制御を行う。 【0057】次に、電圧形ベクトル制御装置(例えば特
開昭58−39434 号記載)に本発明を適用した場合におい
て、図7を参照して説明する。図において1〜10は図
1と同一であるので説明は省略する。本制御方式は速度
指令wr*と速度検出信号wrの偏差に応じたトルク電流
指令i1q* 及び励磁電流指令i1d* 及び周波数指令w1*
に応じて次式に従い電圧指令v1d*,v1q*を演算する。 【0058】 【数21】 v1d*=r11d*−(l1+l2′)w1*i1q* …(21) 【0059】 【数22】 v1q*=(l1+L1)w1*i1q*+r1*i1q* …(22) ここで制御定数(r1,l1+l2′,l1+L1)は定数
演算器9の演算結果より設定する。 【0060】また、励磁電流指令i1q* は電動機磁束が
所定値(φ=L11d*)になるよう励磁電流指令器32
により設定される。 【0061】一方、i1q* は速度指令wr*と実速度wr
の偏差に応じて速度調節器(ASR)33の出力より得ら
れる。なおASRのゲインは機械系の慣性モーメントJ
に応じて決定されるが、Jは例えば特願昭59−212543号
記載の方法にて測定できる。次に、w1*は速度検出器1
0よりの実速度信号wr とすべり周波数演算器34の信
号ws*の和より求め、発振器35より2相信号sinw1
* ,cosw1t* を出力する。ここで演算器34は次式に
従い、i1d*,i1q*及びT2 よりすべり角周波数ws*を
演算する。 【0062】 【数23】 【0063】ここでのT2 も定数演算器9の測定結果を
用いて自動設定する。 【0064】以上述べたように、ベクトル制御装置内の
電動機定数に関係する制御定数の設定に関し、本発明を
用いれば、実運転前において、ベクトル制御装置の電圧
制御信号及び電流検出信号により電動機定数を簡便に測
定し、その結果に基づいて制御定数を自動調整するた
め、調整の手間が大幅に削減され、取扱い容易なベクト
ル制御装置を提供できる。 【0065】図8は、本発明を応用した他の実施例であ
り、速度センサを用いないベクトル制御装置への適用例
を示す。同装置の動作の詳細は特願昭59−173713号に述
べているので、ここでは簡単に述べる。図において1,
2,4〜9,31〜34は図7と同一物であるので説明
は省略する。図7と異とするところは速度検出器を用い
ずにベクトル制御する。それにはインバータ出力電流i
1 と電圧位相基準信号sinw1t,cosw1*t を基にトル
ク成分電流i1qを検出し、その指令値i1q* との偏差に
応じて周波数調節器(AFR)35で1次周波数w1*を
制御する。さらにすべり周波数演算器34において、i
1qからすべり角周波数ws*を演算し、w1*からそれを差
し引き回転速度の推定値wr を求め速度制御する。 【0066】本制御装置においても電動機定数は電圧指
令信号及び電流検出信号より定数演算器9で演算し、こ
れをもとに各制御部の制御定数を決定することができ
る。 【0067】 【発明の効果】第1の発明によれば、検出された電流に
基づいて設定される、1次インダクタンスと関係する制
御定数の精度が向上する。第2の発明によれば、1次イ
ンダクタンスの精度が向上し、1次インダクタンスに
づいて演算される制御定数の精度も向上する。更に、1
次インダクタンスの演算に要する時間が短縮され、イン
バータを制御するコンピュータの負荷率が低減される。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an inverter control device.
Regarding the control constant setting method, especially the motor constant of the induction motor
Is calculated, and based on the calculated motor constant,
Control constant setting of inverter control device to set control constant
About the method . 2. Description of the Related Art Generally, in a vector control device, each control constant is set based on a motor constant, for example, an excitation inductance and a secondary time constant. For example, Japanese Patent Application No. 59-173713 and Japanese Patent Application No. 58-173713
In the vector control device shown in JP-A-39434, the control constant for calculating the voltage command signal is one of the motor constants.
Secondary resistance, leakage inductance, primary inductance and
It is necessary to set according to the secondary resistance . [0004] Conventionally, the motor constants are manually set based on the set values of the motor constants. Therefore, it is necessary to change the control constant for each motor to be used, which is complicated, and there is a problem that a control calculation error occurs due to a mismatch between the design value and the actual value of the motor constant, and the torque fluctuates. On the other hand, Japanese Patent Application No. 59-212543 addresses this problem. This uses an inverter device to apply a voltage to the motor from the inverter based on the current command, detect the voltage at that time, and measure the motor constant from the relationship between the detected voltage value and the current command value. The control constant is set based on the result. However, in the example shown in Japanese Patent Application No. 59-212543, it is necessary to provide a voltage detector exclusively for constant measurement, and since the voltage waveform is a distorted waveform, the detection accuracy is low, that is,
There is a problem that constant measurement accuracy is low. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for controlling a control constant of a control device.
It is an object of the present invention to provide a method for setting a control constant of an inverter control device which can improve the degree . [0007] The first object of the present invention to achieve the above object is as follows.
A feature of the invention is a method of setting a control constant of a control device that controls an inverter that supplies power to an induction motor based on a voltage command by a computer that outputs the voltage command of the control device, comprising the following steps: Is to have. (A) setting the voltage command and the frequency command of the induction motor to predetermined values , (b) applying an AC voltage output from the inverter to the induction motor based on the predetermined value ,
Rotating the induction motor; (c) detecting a current flowing through the rotating induction motor; and (d) determining, by the computer, a primary inductance of the induction motor based on the detected current. Setting related control constants of the control device. A feature of a second invention for achieving the above object is that a control constant of a control device for controlling an inverter for supplying electric power to an induction motor based on a voltage command (V 1d *, V 1q *) of an orthogonal vector is set as described above. A method of setting by a computer that outputs the voltage command of the control device includes the following steps. (A) setting the voltage command and the frequency command of the induction motor to predetermined values , (b) applying an AC voltage output from the inverter to the induction motor based on the predetermined value ,
Rotating the induction motor; (c) detecting a vector component corresponding to one vector component of the voltage command of the current flowing through the rotating induction motor; (d) the voltage command and the frequency command, and based on the vector component of said detected current, the step of calculating the primary inductance of the induction motor using the computer, causing the computer on the basis of the primary inductance obtained (e) Calculating a control constant of the control device and setting the control constant. In the first invention, the current used for setting the control constant of the control device is detected while the induction motor is rotating. When the induction motor is rotated, that is, when a frequency command is given, the induced electromotive force generated in the induction motor becomes larger than in the rotation stopped state. Therefore, the error between the voltage command value and the induced electromotive force is reduced, and the influence of the error on the detected current is reduced. Therefore, the accuracy of the control constant related to the primary inductance, which is set based on the detected current, is improved. In the second aspect of the invention, the detected current while rotating the induction motor, for calculating the primary-in <br/> Dakutan scan using a vector component corresponding to one vector component of the voltage command, the primary inductance improved scan accuracy is also improved accuracy of control constant is calculated on the basis of the primary inductance. Further, the detected current while rotating the induction motor, the primary inductance using vector components corresponding to one vector component of the voltage command
For computing, reduces the time required for this operation, the load factor of the computer that controls the inverter is reduced. Preferably, the frequency command and the voltage command are gradually increased to rotate the induction motor. By gradually increasing the frequency command and the voltage command, an inrush current generated at the time of starting can be prevented. An embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 2 denotes an inverter for supplying a variable frequency alternating current to the induction motor 1 for controlling a primary voltage by PWM control. The coordinate converter 4 converts the voltage commands v 1d *, v 1q * (rotating magnetic field coordinates) from the voltage command setting device 3 and the voltage phase reference signals sinw 1 * t, cosw 1 * t into three-phase voltage command signals v u *, Calculate v v *, v w *. The comparator 6 compares the voltage command signal with the carrier from the triangular wave generator 5 and outputs a PWM signal. As a result, the output voltage of the inverter becomes P
The pulse width modulation is controlled by the WM signal, and the instantaneous value of the fundamental wave is controlled in proportion to the voltage command signal. On the other hand, the three-phase currents i u , i v , i w of the motor 1
Is detected by the current detector 7, and 2
Axis component current signals i 1d and i 1q (rotating magnetic field coordinates) are detected. Numeral 9 denotes a constant calculator for detecting detected current signals i 1d , i 1q , voltage command signals v 1d *, v 1q *, frequency command signal w 1 *, and when a speed detector is attached to the motor. Takes the speed signal wr therefrom and calculates the motor constant. Here, the voltage command setter 3 and the constant calculator 9
Is performed using a microprocessor and its peripheral LSI, and data input / output is automated. First, the principle of a method for measuring a motor constant using the inverter device will be described. Prior to operation, a predetermined voltage is applied to a motor using an inverter device, and a motor constant is calculated based on the resulting motor current. By the way, the motor voltage is v
Control is performed as described below according to 1d *, v 1q *, and w 1 *. Based on v 1d *, v 1q * and the voltage phase reference signals cosw 1 * t and sinw 1 * t, the coordinate converter 4 calculates a three-phase AC voltage command v 1 * (v u *, v v *, v w *). ## EQU1 ## [Equation 2] [Equation 3] Then, the output voltage V 1 of the inverter is calculated as v 1 *
Control in proportion to On the other hand, the motor currents i 1d , i 1q (rotating magnetic field coordinates) are detected using the current detector 7 and the coordinate converter 8 shown in FIG. [Equation 4] I u to i w : motor phase currents In the case of the PWM voltage control method shown in FIG. 1, the distortion of the motor phase current is small and is close to a sine wave. In this method of detecting the current by dividing the current into the d-axis component i 1d and the q-axis component i 1q according to the equation (4), the fundamental component (w 1 ) can be detected by a DC signal, and the detection accuracy is high. The voltage equation of the induction motor in the steady state is given by the following equation based on the biaxial theory of d and q. [0024] [number 5] v 1d = r 1 i i d -w 1 (l 1 + L 1) i 1q -w 1 Mi 2q ... (5) [0025] [6] v 1q = w 1 (l 1 + L 1 ) i 1d + r 1 i iq + w 1 Mi 2d (6) where i 2d , i 2q : d-axis and q-axis components of the secondary current r 1 : primary resistance l 1 : primary leakage inductance L 1 : Primary effective inductance M: Mutual inductance Here, since the secondary current cannot be measured in the case of a squirrel-cage induction machine, this is eliminated as follows. The relationship between the secondary current and the primary current is expressed by the following equation based on the voltage equation for the rotor secondary circuit. W s · Mi 1q = r 2 i 2 d -w s (l 2 + L 2 ) i 2q (7) -w s · Mi 1d = w s ( l 2 + L 2 ) i 2d + r 2 i 2d (8) where, w s : slip angular frequency r 2 : secondary resistance l 2 : secondary leakage inductance L 2 : secondary effective inductance (7), (8) ), I 2d , i in equations (5) and (6)
Eliminating 2q gives: [Equation 10] ## EQU1 ## Next, based on this relational expression, the principle of measuring the individual motor constants will be described. [Measurement of r 1 + r 2 ', l 1 + l 2 '] v 1d =
v 1d *, v 1q = v 1q * = 0, w 1 = w 1 *, w 1 = w s , that is, v 1d * is set to a predetermined value, and the conditions for exciting at a constant frequency when the rotation is substantially stopped are as follows. If set, the equations (9) and (10) are given by the following equations. [Mathematical formula-see original document] [0033] [number 12] 0 ≒ w 1 (l 1 + l 2 ') i 1d + (r 1 + r 2') i 1q ... (12) here r 2 2 «w 1 2 (l 2 + L 2) 2 r 2 ′: primary conversion secondary resistance l 2 ′: primary conversion secondary leakage inductance Further, when both equations (11) and (12) are combined, the motor resistance and the leakage inductance can be measured and calculated by the following equations. . [Equation 13] [Equation 14] However, the magnitude of the constant determined by the present measuring method is a combined value of the first and second orders, and a separated value is particularly required for the resistance. Separation is performed as follows. [Measurement method of r 1 ] v 1d = v 1d *, v 1q = v 1q
* = 0, w 1 * = 0, that is, if v 1d * is set to a predetermined value and the conditions for applying a DC voltage are set, (1) to
From equation (3), each phase voltage is a voltage proportional to the following equation. V u * = v 1d *, v v * = v w = −v 1d * / 2 (15) As a result, a DC current flows through the motor, and the d and q components of the d and q components are detected at that time. The current is obtained from the equation (4), and the following equation is obtained: i 1d = i u , i 1q = 0 (16) Therefore, from the voltage command value v 1d * of the d-axis component and the current detection value i 1d , one equivalent primary resistance r 1 can be measured and calculated by the following equation. [Mathematical formula-see original document] The secondary resistance r 2 can be calculated by subtracting the calculation result of equation (17) from the calculation result of equation (13) obtained by the previous measurement method. [Measurement method of l 1 + L 1 ] v 1d = v 1d = 0, v 1q = v 1q * αw 1 *, w 1 = w 1 *, w s ≒ 0 In other words, v 1q * under no load condition And w 1 * are set to predetermined values, so-called V / F constant control operation (magnetic flux constant condition)
I do. Here, since there is no load in the equation (10), i 1q ≒ 0, and therefore (l 1 + L 1 ) can be measured and calculated by the following equation. (Equation 18) [Method of measuring T 2 ] The second-order time constant T 2 is given by the following equation. (Equation 19) Here, r 2 ′ is (1) in the above-described measurement operation.
It can be obtained from equations 3) and (17), and the primary conversion value l 2 ′ + L 2 ′ can be roughly expressed by the following equation. [Mathematical formula-see original document] [0048] Here, it is assumed that the l 2 '≒ 1 1. Therefore, T 2 can be obtained by dividing the result (l 1 + L 1 ) of equation (18) by r 2 ′. The above-described calculation of the motor constant is performed in the constant calculator 9, and the control constant of the vector control in the voltage command setting device 3 is set based on the calculation result. Since these calculations and setting processes are automatically performed using a microprocessor, the contents of the program will be described below with reference to the flowcharts of FIGS. When the start switch is turned on, FIG.
Is started, and it is determined in block 21 whether or not the automatic measurement of the motor constant is performed. If the measurement has already been performed and it is not necessary to perform the measurement again, the process jumps to block 24, and the operation required for the vector control using the motor constant written in the storage element, that is, the current command i 1d *, v 1d based on i 1q and frequency command w 1 *
*, V 1q * are calculated. On the other hand, when performing the measurement, the motor constants are measured and calculated according to the order shown in FIG. 3 in block 22, and the results are stored in the storage element. The control constant of the used vector control is calculated and stored in the storage element. Next, in block 24, the vector control calculation is performed using the above-mentioned control constants to control the speed of the electric motor. [0052] Measurements of the electric motor constant, there are three modes to block 31-33 as shown in FIG. 3, in turn, r 1
+ R 2 'and l 1 + l 2 ', r 1 , l 1 + L 1 are measured. Since each measurement has been described above, the procedure of each measurement method will be described below with reference to the flowcharts of FIGS. In FIG. 4, first, at block 41, v 1q * =
0, v 1d *, w 1 * are set to predetermined values. At this time, v 1d
Is small and the torque is small, so that the motor remains stopped and the above-mentioned condition of w s = w 1 is satisfied. Next, in block 42, the signals of i 1d and i 1q are fetched, and block 4
In step 3, r 1 + r 2 'is calculated from equation (13), and in block 44, l 1 + l 2 ' is calculated in accordance with equation (14). In FIG. 5, first, at block 51, v 1q * =
0, w 1 * = 0, v 1d * are set to predetermined values. Next, at block 52, the signal of i 1d is fetched and at block 53 (1
7) Calculate r 1 from the equation. Further, in block 54, r 1 is subtracted from r 1 + r 2 ′ calculated in block 43 to calculate r 2 ′. In FIG. 6, first, at block 61, w 1 *
And v iq are set to the motor constant value for operation. In order to avoid an inrush current at the time of starting, w 1 * and v iq * are set at a constant rate, and after completion of acceleration, signals of i 1d and i 1q are taken in block 62, and signals are obtained in block 63 from equation (18). Calculate l 1 + L 1 . Further, based on this result, T 2 is calculated in block 64 from T 2 = l 1 + L 1 / r 2 ′. Based on the above measurement results, control constants are set, and thereafter, speed control by vector control is performed. Next, the case where the present invention is applied to a voltage source vector control device (for example, described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-39434) will be described with reference to FIG. 1 to 10 are the same as those in FIG. This control method is the speed command w r * and the speed detection signal w r torque current command corresponding to the deviation of i 1q * and the excitation current command i 1d * and the frequency command w 1 *
, The voltage commands v 1d *, v 1q * are calculated according to the following equations. V 1d * = r 1 i 1d * − (l 1 + l 2 ′) w 1 * i 1q * (21) v 1q * = (l 1 + L 1) ) W 1 * i 1q * + r 1 * i 1q * (22) Here, the control constants (r 1 , l 1 + l 2 ′, l 1 + L 1 ) are set from the calculation result of the constant calculator 9. The exciting current command i 1q * is supplied to the exciting current command device 32 so that the motor magnetic flux becomes a predetermined value (φ = L 1 i 1d *).
Is set by On the other hand, i 1q * is the speed command w r * and the actual speed w r
Is obtained from the output of the speed controller (ASR) 33 according to the deviation of. The gain of the ASR is the moment of inertia J of the mechanical system.
J can be measured, for example, by the method described in Japanese Patent Application No. 59-212543. Next, w 1 * is the speed detector 1
Obtained from the signal w s * sum of the actual speed signal w r and a slip frequency calculator 34 than 0, the two-phase signal from the oscillator 35 sin w 1 t
*, Cosw 1 t * are output. Here, the calculator 34 calculates the slip angular frequency w s * from i 1d *, i 1q * and T 2 according to the following equation. [Mathematical formula-see original document] T 2 here is also automatically set using the measurement result of the constant calculator 9. As described above, with respect to the setting of the control constant related to the motor constant in the vector control device, according to the present invention, before the actual operation, the motor control is performed by the voltage control signal and the current detection signal of the vector control device. Is simply measured, and the control constant is automatically adjusted based on the result. Therefore, the labor for adjustment is greatly reduced, and a vector control device which is easy to handle can be provided. FIG. 8 shows another embodiment to which the present invention is applied, and shows an application example to a vector control device not using a speed sensor. The details of the operation of this apparatus are described in Japanese Patent Application No. 59-173713, and will be briefly described here. In the figure,
2, 4 to 9, 31 to 34 are the same as those in FIG. The difference from FIG. 7 is that vector control is performed without using a speed detector. Inverter output current i
1 and a voltage phase reference signal sinw 1 t, cosw 1 * t, a torque component current i 1q is detected, and a primary frequency w is determined by a frequency controller (AFR) 35 in accordance with a deviation from the command value i 1q *. 1 * control. Further, in the slip frequency calculator 34, i
Calculates the slip angular frequency w s * from 1q, to speed control obtains the estimated value w r of the rotation speed subtracted then w 1 *. Also in this control device, the motor constant is calculated by the constant calculator 9 from the voltage command signal and the current detection signal, and the control constant of each control unit can be determined based on this. According to the first aspect, the accuracy of the control constant related to the primary inductance, which is set based on the detected current, is improved. According to the second invention, 1 Tsugii <br/> improves Ndakutan scan accuracy is also improved accuracy of control constant is calculated based <br/> the primary inductance. Furthermore, 1
It reduces the time required for the calculation of the next inductance, the load factor of the computer that controls the inverter is reduced.

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施例を示すインバータ装置の構成
図。 【図2】本発明における演算内容のフローチャート。 【図3】本発明における演算内容のフローチャート。 【図4】本発明における演算内容のフローチャート。 【図5】本発明における演算内容のフローチャート。 【図6】本発明における演算内容のフローチャート。 【図7】本発明を適用した制御装置の構成図。 【図8】本発明の他の実施例を示すベクトル制御装置の
構成図。 【符号の説明】 1…誘導電動機、2…インバータ、3…指令設定器、
4,8…座標変換器、7…電流検出器、9…電動機定数
演算器。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of an inverter device showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart of a calculation content in the present invention. FIG. 3 is a flowchart of a calculation content according to the present invention. FIG. 4 is a flowchart of a calculation content according to the present invention. FIG. 5 is a flowchart of a calculation content according to the present invention. FIG. 6 is a flowchart of a calculation content according to the present invention. FIG. 7 is a configuration diagram of a control device to which the present invention is applied. FIG. 8 is a configuration diagram of a vector control device showing another embodiment of the present invention. [Description of Signs] 1. Induction motor, 2. Inverter, 3. Command setting device,
4, 8 coordinate converter, 7 current detector, 9 motor constant calculator.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−183953(JP,A) 特開 昭61−10983(JP,A)   ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page       (56) References JP-A-60-183953 (JP, A)                 JP-A-61-10983 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.誘導電動機に電力を供給するインバータを電圧指令
に基づいて制御する制御装置の制御定数を、前記制御装
置の前記電圧指令を出力するコンピュータにより設定す
る方法において、次のステップを有することを特徴とす
るインバータ制御装置の制御定数設定方法。 (a)前記電圧指令および前記誘導電動機の周波数指令
を所定値に設定するステップ、 (b)前記所定値に基づいて前記インバータから出力さ
れる交流電圧を前記誘導電動機に印加することにより、
前記誘導電動機を回転させるステップ、 (c)前記回転している誘導電動機に流れる電流を検出
するステップ、 (d)検出された前記電流に基づいて、前記コンピュー
タにより、前記誘導電動機の1次インダクタンスと関係
する、前記制御装置の制御定数を設定するステップ。(e)前記周波数指令および前記電圧指令を徐々に増加
させて、前記誘導電動機を回転させるステップ。 2.誘導電動機に電力を供給するインバータを直交する
ベクトルの電圧指令(V1d*・V1q*)に基づいて
制御する制御装置の制御定数を、前記制御装置の前記電
圧指令を出力するコンピュータにより設定する方法にお
いて、次のステップを有することを特徴とするインバー
タ制御装置の制御定数設定方法。 (a)前記電圧指令および前記誘導電動機の周波数指令
を所定値に設定するステップ、 (b)前記所定値に基づいて前記インバータから出力さ
れる交流電圧を前記誘導電動機に印加することにより、
前記誘導電動機を回転させるステップ、 (c)前記回転している誘導電動機に流れる電流の、前
記電圧指令の1つのベクトル成分に対応するベクトル成
分を検出するステップ、 (d)前記電圧指令,前記周波数指令、および検出され
た前記電流のベクトル成分に基づいて、前記コンピュー
タを用い前記誘導電動機の1次インダクタンスを演算す
るステップ、 (e)得られた前記1次インダクタンスに基づき前記コ
ンピュータにより前記制御装置の制御定数を演算し、こ
の制御定数を設定するステップ。(f)前記周波数指令および前記電圧指令を徐々に増加
させて、前記誘導電動機を回転させるステップ。
(57) [Claims] A method for setting a control constant of a control device that controls an inverter that supplies power to an induction motor based on a voltage command by a computer that outputs the voltage command of the control device, comprising the following steps: How to set control constants for inverter control device. (A) setting the voltage command and the frequency command of the induction motor to predetermined values, (b) applying an AC voltage output from the inverter to the induction motor based on the predetermined value,
Rotating the induction motor; (c) detecting a current flowing through the rotating induction motor; and (d) determining, by the computer, a primary inductance of the induction motor based on the detected current. Setting related control constants of the control device. (E) The frequency command and the voltage command are gradually increased
Rotating the induction motor. 2. A method of setting a control constant of a control device that controls an inverter that supplies power to an induction motor based on a voltage command (V1d * · V1q *) of an orthogonal vector by a computer that outputs the voltage command of the control device. And a control constant setting method for an inverter control device, the method comprising: (A) setting the voltage command and the frequency command of the induction motor to predetermined values, (b) applying an AC voltage output from the inverter to the induction motor based on the predetermined value,
Rotating the induction motor; (c) detecting a vector component corresponding to one vector component of the voltage command of the current flowing through the rotating induction motor; (d) the voltage command and the frequency Calculating the primary inductance of the induction motor using the computer based on the command and the detected vector component of the current; and (e) calculating the primary inductance of the control device by the computer based on the obtained primary inductance. Calculating a control constant and setting the control constant; (F) The frequency command and the voltage command are gradually increased
Rotating the induction motor.
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