JP3235320B2 - 誘導電動機のベクトル制御装置 - Google Patents
誘導電動機のベクトル制御装置Info
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Description
制御装置に係り、特に電流制御系のリミッタ制御装置に
関する。
す。誘導電動機1の速度制御部2は、速度指令ωr*と
速度検出部3からの速度検出値ωrの偏差から比例積分
演算によってトルク電流指令I1b*を得る。
励磁電流指令I1aA*と誘導電動機1の二次時定数
(τ2)からすべり周波数演算部4にすべり周波数ωSを
求める。
検出値ωrと加算されて一次角速度ωOに変換され、この
角速度ωOは積分演算部5によって積分されて位相角θO
として求められる。
令I1b*及び励磁電流指令I1aA*に対して夫々のトル
ク電流検出値I1a及び励磁電流検出値I1bとの偏差から
比例積分演算による演算を行い、さらに両演算結果に対
して誘導電動機内の干渉分を加減算して回転座標のトル
ク軸のトルク軸電圧V1bと励磁軸電圧V1aを得る。
I1aは誘導電動機1の二相電流検出値から演算で求めら
れる。この演算は、二相電流IU,IWをA/D変換部7
で夫々ディジタル値に変換し、両者の加算によってV相
の電流検出値IVも求め、各電流値IU,IV,IWから三
相/二相変換部8で固定座標の二相交流電流I1d、I1q
に変換し、これを座標変換部9で回転座標のトルク電流
I1bと励磁電流I1aに変換する。
1bは座標変換部10によって極座標の電圧V1と位相角
φに変換され、さらに極座標/三相変換部11によって
固定座標の三相電圧VU,VV,VWに変換され、PWM
インバータ12の出力電圧制御信号にされる。
ックになる。同図中、6aは励磁電流の比例積分制御手
段になり、6bはトルク電流の比例積分制御手段にな
り、6cは励磁分干渉項補償手段になり、6dはトルク
分干渉項補償手段になる。
一次インダクタンス、Lσは等価漏れインダクタンス、
G11,G21は積分ゲイン、G12,G22は比例ゲイン、1
/Zは積分演算項を示し、干渉項6c,6dは電動機内
で励磁電流I1aとトルク電流I1bの互いの干渉分を打消
した制御電流とすることにより非干渉化したベクトル電
流制御を得るためのものである。
力V1aとV1bをそれぞれリミッタ電圧V1aLIMA及び
V1bLIMBに制限する。このリミッタ値は次のように
して決められる。
(2)式
令値 L1:一次インダクタンス Lσ:等価漏れインダ
クタンス R1:一次巻線抵抗 ω0:電源角周波数(=ω
S+ωr) ωS:すべり角周波数 ωr:回転角周波数 に電流指令I1a*、I1b*、電源角周波数ω0の定格値
I1aN*、I1bN*、ω0Nを代入してそのときの電圧V
1aR,V1bRを求める。そして、次式より定格時の電圧に
対する励磁軸電圧とトルク軸電圧の比率A,Bを求め
る。
=1のインバータ出力電圧V1MAXを乗じてリミッタ値V
1aLIMA、V1bLIMBを求める。
に相当する。つまり、電動機1を定トルク運転している
とき及び定出力運転しているときも同じリミッタ値にし
ている。
指令値は、図6に示す定出力範囲においては回転数の上
昇に反比例して低下させている。この演算は次式にな
り、図4の励磁電流演算部13によって行われる。
指令値
置において、定出力範囲のような高い回転数の運転で
は、前記の(1)、(2)式の右辺第1項は第2項に比
して十分小さいため、電圧V1a,V1bの大きさはほぼ各
式の右辺第2項により定まる。また、そのときはωS≪
ωrとなるため、ω0≒ωrとなる。
(1)’(2)’式に近似できる。
小さくなるため、トルク電圧V1bは一定値となる。ま
た、(1)’式についてみると、トルク軸電流指令値I
1b*が定格(I1b*=I1bN:最大値)のときにωrが増
加していくとωrLσI1b*の値が大きくなるため、励
磁軸電圧V1aは負の方向に大きくなる。
のときにωrが大きくなると、まずa軸の電圧V1aが
(5)式によるリミット値により制限されてしまうこと
になる。
V1a,V1b(電流制御系の出力)から電動機の一次電圧
指令値V1が次式で求められる。
力するにはその制御率μは0≦μ≦1でなければならな
い。よって、この制御率の範囲になるよう一次電圧指令
値V1をリミッタによって制限する。この制限値をV
1LIMとする。
圧V1aがリミッタで制限されてもそのときはトルク軸電
圧V1bがまだリミッタで制限されていない状態があり、
一次電圧指令値V1も制限値V1LIMより小さく、まだ余
裕がある。
おけるV1a,V1bの比率でa,b軸のリミット値を決め
るため、先に励磁電流V1aがリミッタで制限されること
から前記(1)’式から次式
高いトルクが得られなくなる。すなわち、トルク電流指
令値I1b*が定格トルク電流I1bNより小さくなり、出
し得るトルクの最大値が低くなる。
ク出力を高めたベクトル制御装置を提供することにあ
る。
決を図るため、誘導電動機のトルク電流指令I1b*と励
磁電流指令I1a*と夫々の検出値I1a,I1bから電流制
御系によって同期回転座標系のトルク軸電圧V1bと励磁
軸電圧V1aを求め、この電圧V1bとV1aにしたがって誘
導電動機をPWM制御し、前記電流制御系はトルク軸電
圧V1bと励磁軸電圧V1aの演算に夫々を制限するリミッ
タ回路を設けたベクトル制御装置において、前記リミッ
タ回路のリミット値は、誘導電動機の定出力制御時に次
式
の定出力制御時に次式のI 1aA *,I 1aB *
特徴とする。
最大電流)I1bNを流そうとするとき、励磁軸電圧のリ
ミット値V1aLIMBをそのときの回転角周波数ωrとト
ルク軸電流指令値I1b*から決めることにより、励磁軸
電圧V1aがリミッタにかからないようにし、より大きな
トルクが出せるようにする。
記(7)式により決められるが、トルク軸電圧リミット
値の値により電流が制限されることから、V1bLIMB
/ωrL1による指令値との比較により低い方の値を用い
る。
そのリミッタのブロック図である。同図が図4と異なる
部分は、電圧リミット値・励磁電流指令値演算部14を
設け、この演算部14の出力で定出力範囲の運転にディ
ジタル電流制御部6の励磁電流指令及びリミッタ値を制
御する点にある。
4による励磁軸電圧リミット値V1aLIMBの演算は、
トルク軸電流指令値が定格値(I1b*=I1bN)で電動
機の回転角周波数ωrが定出力範囲まで大きくなったと
き、励磁軸の電圧だけがリミッタにかかることのないよ
うに、前記(1)式より以下の式によって求める。
(8)及び(9)式より以下の式によって求める。
(9)、(10)式に従ったリミット値に切り替えるこ
とにより励磁軸が先にリミッタ値で制限されるのをを無
くし、より大きなトルク軸電流を流すことができ、より
大きなトルク出力を得ることができる。
記(7)式により決められるが、トルク軸電圧リミット
値の値により次の(11)式以上の電流を流せないた
め、両式の低い方の値を用いる。
値・励磁電流指令値演算部14は、(11)式の演算を
行い、ディジタル電流制御部6に与える。
示すようになり、図5の構成に加えて、励磁軸電流指令
値切り替え部6gを設け、またリミッタ6e,6fに代
えたリミッタ6h,6iを設ける。
機の回転角周波数ωrから定出力制御と定トルク制御を
判別し、励磁電流指令I1aA*と電圧リミット値・励磁
電流指令値演算部14からの励磁電流指令I1aB*を切
り替えて励磁軸電流指令値I1a*とする。
波数ωrから定出力制御と定トルク制御を判別し、定ト
ルク制御では従来と同じのリミッタ値VIaLIMA,V
IbLIMAによるリミット動作をし、定出力制御範囲で
は電圧リミット値・励磁電流指令値演算部14からの前
記(9)、(10)式によるリミッタ値VIaLIMB,
VIbLIMBでリミット動作をする。
励磁電流指令値の切り替え制御をコンピュータソフトウ
エア構成とする場合のフローチャートを示す。
運転範囲において、定格トルク電流(=最大電流)I
1bNを流そうとするとき、励磁軸電圧のリミット値V1a
LIMBをそのときの回転角周波数ωrとトルク軸電流指
令値I1b*から決めるようにしたため、励磁軸電圧V1a
がリミッタにかかることなく、より大きなトルクが出せ
る効果がある。
ート。
Claims (1)
- 【請求項1】 誘導電動機のトルク軸電流指令I1b*と
励磁軸電流指令I1a*と夫々の検出値I1a,I1bから電
流制御系によって同期回転座標系のトルク軸電圧V1bと
励磁軸電圧V1aを求め、この電圧V1bとV1aにしたがっ
て誘導電動機をPWM制御し、前記電流制御系はトルク
軸電圧V1bと励磁軸電圧V1aの演算に夫々を制限するリ
ミッタ回路を設けたベクトル制御装置において、 前記リミッタ回路のリミット値は、誘導電動機の定出力
制御時に次式 【数1】 V1aLIMB:励磁軸電圧のリミット値 V1bLIMB:トルク軸電圧のリミット値 ωr:電動機の回転角周波数 Lσ:等価漏れインダクタンス V1LIM:PWM制御のための一次電圧最大値 V1aLIM:励磁軸電流リミッタ値 にした制御をし、 前記励磁軸電流指令値は、誘導電動機の定出力制御時に
次式のI 1aA *,I 1aB * 【数2】I 1aA *=(ω rN /ω r )I 1aN * I1aB*=V1bLIMB/ωrL1 I 1aN *:定格励磁軸電流指令値 ω rN :定格回転各周波数 L1:一次インダクタンスの比較により、いずれか低い方の値に 切り替えることを
特徴とする誘導電動機のベクトル制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00227694A JP3235320B2 (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP00227694A JP3235320B2 (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07213099A JPH07213099A (ja) | 1995-08-11 |
JP3235320B2 true JP3235320B2 (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=11524852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP00227694A Expired - Fee Related JP3235320B2 (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3235320B2 (ja) |
-
1994
- 1994-01-14 JP JP00227694A patent/JP3235320B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH07213099A (ja) | 1995-08-11 |
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