JP3266790B2 - Induction motor control device - Google Patents

Induction motor control device

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JP3266790B2
JP3266790B2 JP07047296A JP7047296A JP3266790B2 JP 3266790 B2 JP3266790 B2 JP 3266790B2 JP 07047296 A JP07047296 A JP 07047296A JP 7047296 A JP7047296 A JP 7047296A JP 3266790 B2 JP3266790 B2 JP 3266790B2
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current
command
axis component
primary
induction motor
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勝 小林
清治 安西
正人 小山
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、誘導電動機のベク
トル制御装置に係り、特に鉄損を無視できない誘導電動
機、また、運転中の温度変化が大きな誘導電動機を駆動
する場合でも良好なベクトル制御性能が実現でき、且つ
最大効率運転が可能な誘導電動機の制御装置、さらに、
出力電圧の飽和を解消しトルク制御特性の低下を防止す
る誘導電動機の制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vector control device for an induction motor, and more particularly to an induction motor in which iron loss cannot be ignored, and good vector control performance even when driving an induction motor having a large temperature change during operation. And an induction motor control device capable of maximum efficiency operation,
The present invention relates to a control device for an induction motor that eliminates saturation of output voltage and prevents deterioration of torque control characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】誘導電動機のベクトル制御方式は、公知
のように、誘導電動機の1次電流を励磁電流成分とトル
ク電流成分とに分離し、発生トルクと2次磁束とをそれ
ぞれ自由に制御できる方式である。ここで、励磁電流成
分をIo、トルク電流成分をItとすると、誘導電動機
の発生トルクTmは次式によって表される。
2. Description of the Related Art As is well known, a vector control system for an induction motor separates a primary current of the induction motor into an excitation current component and a torque current component, and can freely control a generated torque and a secondary magnetic flux. It is a method. Here, assuming that the exciting current component is Io and the torque current component is It, the generated torque Tm of the induction motor is expressed by the following equation.

【0003】[0003]

【数1】 但し、Pmは極対数であり、Mは誘導電動機の1次2次
相互インダクタンスである。
(Equation 1) Here, Pm is the number of pole pairs, and M is the primary and secondary mutual inductance of the induction motor.

【0004】また、誘導電動機の1次周波数ωは次式に
よって与えられる。
The primary frequency ω of the induction motor is given by the following equation.

【0005】[0005]

【数2】 ここで、ωrは誘導電動機の回転周波数であり、ωsは
すべり周波数で次式によって与えられる。
(Equation 2) Here, ωr is the rotation frequency of the induction motor, and ωs is the slip frequency given by the following equation.

【0006】[0006]

【数3】 [Equation 3]

【0007】上記(1)式から分かるように、ある値の
発生トルクを得るためのIoとItの組み合わせは無数
に存在する。このIoとItの組み合わせを調整するこ
とで誘導電動機を高い効率で運転することが可能とな
る。これに関連した第1の従来技術として、文献[昭和
57年電気学会全国大会講演論文 No.574]に示
された手法が知られている。この手法では、トルク指令
に応じてIoとItがそれぞれ次式を満たすように制御
することで、誘導電動機の効率を最大にして運転でき
る。
As can be seen from the above equation (1), there are countless combinations of Io and It for obtaining a certain value of generated torque. By adjusting the combination of Io and It, the induction motor can be operated with high efficiency. As a first related art related to this, a document [Paper Paper No. 574] is known. According to this method, the operation can be performed with the efficiency of the induction motor maximized by controlling each of Io and It according to the torque command so as to satisfy the following equation.

【0008】[0008]

【数4】 (Equation 4)

【0009】このとき、(3)式から、ωsは次式のよ
うに一定値となることがわかる。
At this time, from equation (3), it can be seen that ωs has a constant value as in the following equation.

【0010】[0010]

【数5】 (Equation 5)

【0011】この第1の従来技術に基づいて誘導電動機
の最大効率運転を行う誘導電動機の制御装置の従来例を
図23に示す。この制御装置は特開平5−38181号
に示されている。この図において、1は誘導電動機であ
り、PWMインバータ10より誘導電動機1に供給され
る各相毎の1次電流Ius、Ivs及びIwsは電流検
出器4によって検出される。誘導電動機1の実回転速
度、即ち回転周波数ωrは速度検出器7にて検出されて
減算器121に入力される。
FIG. 23 shows a conventional example of a control device for an induction motor that performs the maximum efficiency operation of the induction motor based on the first prior art. This control device is disclosed in JP-A-5-38181. In this figure, reference numeral 1 denotes an induction motor, and primary currents Ius, Ivs, and Iws for each phase supplied from the PWM inverter 10 to the induction motor 1 are detected by a current detector 4. The actual rotation speed of the induction motor 1, that is, the rotation frequency ωr, is detected by the speed detector 7 and input to the subtractor 121.

【0012】減算器121は回転周波数ωrと、図示し
ていない速度指令発生器から出力された速度指令ωr*
との偏差を求めて増幅器122に入力する。増幅器12
2は偏差結果をトルク電流成分指令It*として出力す
る。乗算器123はトルク電流成分指令It*と後述す
る演算によって求められた励磁電流成分指令Io*とを
乗算し、トルクに比例した信号Tを関数発生器124へ
出力する。
The subtractor 121 outputs the rotation frequency ωr and the speed command ωr * output from a speed command generator (not shown).
Is obtained and input to the amplifier 122. Amplifier 12
2 outputs the deviation result as a torque current component command It *. The multiplier 123 multiplies the torque current component command It * by the excitation current component command Io * obtained by an operation described later, and outputs a signal T proportional to the torque to the function generator 124.

【0013】関数発生器124は信号Tを入力すると励
磁電流成分指令Io*を演算し、補償回路125を通し
て出力する。励磁電流成分指令Io*は、トルク電流成
分指令It*が入力される乗算器123、除算器126
及びベクトル演算器129に入力される。
When the function generator 124 receives the signal T, the function generator 124 calculates an excitation current component command Io * and outputs it via a compensation circuit 125. The exciting current component command Io * is obtained by a multiplier 123 and a divider 126 to which the torque current component command It * is input.
And to the vector calculator 129.

【0014】除算器126は、トルク電流成分指令It
*と励磁電流成分指令Io*とを除算し、除算結果をす
べり周波数ωs演算用の係数器127に入力する。そし
て、加算器128はすべり周波数ωsと回転周波数ωr
とを加算して誘導電動機1の1次周波数ωを演算してベ
クトル演算器129に入力する。更に、ベクトル演算器
129は入力されたトルク電流成分指令It*、励磁電
流成分指令Io*及び1次周波数ωより誘導電動機1に
供給すべき各相毎の1次電流指令Ius*、Ivs*及
びIws*を演算して出力する。
The divider 126 outputs a torque current component command It.
* And the exciting current component command Io * are divided, and the result of the division is input to the coefficient unit 127 for calculating the slip frequency ωs. The adder 128 calculates the slip frequency ωs and the rotation frequency ωr
And the primary frequency ω of the induction motor 1 is calculated and input to the vector calculator 129. Further, the vector calculator 129 outputs the primary current commands Ius *, Ivs *, and the like for each phase to be supplied to the induction motor 1 from the input torque current component command It *, excitation current component command Io *, and primary frequency ω. Iws * is calculated and output.

【0015】これらの1次電流指令と電流検出器4によ
って検出された1次電流Ius、Ivs及びIwsとの
偏差がそれぞれ減算器130、131及び132によっ
て求められ、これらの偏差を増幅器133、134及び
135で増幅し、誘導電動機1の各相毎の1次電圧指令
Vus*、Vvs*及びVws*としてPWMインバー
タ10に出力する。
Differences between these primary current commands and the primary currents Ius, Ivs and Iws detected by the current detector 4 are obtained by subtracters 130, 131 and 132, respectively, and these deviations are calculated by amplifiers 133 and 134. And 135, and outputs to the PWM inverter 10 as primary voltage commands Vus *, Vvs *, and Vws * for each phase of the induction motor 1.

【0016】従来装置の動作について説明する。まず、
減算器121によって、図示していない速度指令発生器
から出力された速度指令ωr*と速度検出器7から出力
された回転周波数ωrとの偏差が求められ、増幅器12
2に入力される。すると、増幅器122からトルク電流
成分指令It*が出力する。
The operation of the conventional device will be described. First,
The difference between the speed command ωr * output from the speed command generator (not shown) and the rotation frequency ωr output from the speed detector 7 is obtained by the subtractor 121,
2 is input. Then, the torque current component command It * is output from the amplifier 122.

【0017】次に、乗算器123によって、このトルク
電流成分指令It*と後述する演算によって求められた
励磁電流成分指令Io*とが乗算され、トルクに比例し
た信号Tが出力される。ここで、(1)式から、信号T
は次式によって表されることがわかる。
Next, the multiplier 123 multiplies the torque current component command It * by an excitation current component command Io * obtained by a calculation described later, and outputs a signal T proportional to the torque. Here, from equation (1), the signal T
Is represented by the following equation.

【0018】[0018]

【数6】 (Equation 6)

【0019】信号Tを関数発生器124に入力すると次
式に従って励磁電流成分指令Io*が求められる。
When the signal T is input to the function generator 124, an exciting current component command Io * is obtained according to the following equation.

【0020】[0020]

【数7】 (Equation 7)

【0021】但し、Kは定数であり、(1)式から次式
によって与えられる。
Here, K is a constant, and is given by the following equation from equation (1).

【0022】[0022]

【数8】 (Equation 8)

【0023】補償回路125は、誘導電動機1の2次磁
束が励磁電流成分に対し1次遅れの応答特性を持つこと
から、これを補正する目的で設けたものであり、この補
償回路125から最終的に励磁電流成分指令Io*が出
力される。
The compensation circuit 125 is provided for the purpose of correcting the secondary magnetic flux of the induction motor 1 because it has a first-order lag response characteristic to the exciting current component. The excitation current component command Io * is output.

【0024】次に、除算器126にトルク電流成分指令
It*と励磁電流成分指令Io*を入力すると、It*
/Io*の値が求められる。そこで、除算器126の出
力を係数の値がRr/Mに等しい係数器127に入力す
ると、(3)式の演算によってすべり周波数ωsが出力
される。続いて、このすべり周波数ωsと速度検出器7
から出力された回転周波数ωrとを加算器128によっ
て加算すると、(2)式の演算が行われ、1次周波数ω
が求められる。
Next, when the torque current component command It * and the excitation current component command Io * are input to the divider 126, It *
/ Io * is determined. Then, when the output of the divider 126 is input to the coefficient unit 127 whose coefficient value is equal to Rr / M, the slip frequency ωs is output by the calculation of the equation (3). Subsequently, the slip frequency ωs and the speed detector 7
Is added by the adder 128 to the rotation frequency ωr output from the first frequency ωr.
Is required.

【0025】更に、上記のトルク電流成分指令It*、
励磁電流成分指令Io*及び1次周波数ωをベクトル演
算器129に入力すると、誘導電動機1に供給すべき各
相毎の1次電流指令Ius*、Ivs*及びIws*が
出力される。続いて、これらの1次電流指令と電流検出
器4によって検出された1次電流Ius、Ivs及びI
wsとの偏差が、それぞれ減算器130、131及び1
32によって求められる。これらの偏差を増幅器13
3、134及び135に入力すると、誘導電動機1の各
相毎の1次電圧指令Vus*、Vvs*及びVws*が
それぞれ出力される。
Further, the torque current component command It *,
When the excitation current component command Io * and the primary frequency ω are input to the vector calculator 129, the primary current commands Ius *, Ivs *, and Iws * for each phase to be supplied to the induction motor 1 are output. Subsequently, these primary current commands and the primary currents Ius, Ivs, and I
ws are subtracted by subtractors 130, 131 and 1 respectively.
32. These deviations are calculated by the amplifier 13
3, 134 and 135, the primary voltage commands Vus *, Vvs * and Vws * for each phase of the induction motor 1 are output, respectively.

【0026】PWMインバータ10によって、誘導電動
機1の1次電圧Vus、Vvs及びVwsがそれぞれ、
これらの1次電圧指令に追従するように制御される。そ
の結果、誘導電動機1の1次電流Ius、Ivs及びI
wsが、それぞれの指令に追従する。ひいては、誘導電
動機1の励磁電流成分及びトルク電流成分もそれぞれの
指令に追従する。
With the PWM inverter 10, the primary voltages Vus, Vvs and Vws of the induction motor 1 are respectively
Control is performed so as to follow these primary voltage commands. As a result, the primary currents Ius, Ivs and I of the induction motor 1
ws follows each command. Eventually, the exciting current component and the torque current component of the induction motor 1 also follow the respective commands.

【0027】また、従来の誘導電動機のベクトル制御法
においては電源側直流電圧の制限により出力電圧が飽和
した場合、インバータの出力波形が乱れて振動やトルク
制御性能の低下を引き起こしてしまう。これに関連した
第2の従来技術として、実開平6−21394号に示さ
れたベクトル制御装置が知られている。この従来技術に
よるベクトル制御装置では、電源側直流電圧から求めた
出力可能な1次電圧の限界値と1次電圧指令とを比較
し、比例積分(PI)演算により磁束指令の補正成分を
求め、電圧飽和が発生した場合に、上記磁束指令補正成
分によって磁束指令の補正を行うことで、電圧飽和を解
消する。
In the conventional vector control method for an induction motor, when the output voltage is saturated due to the limitation of the DC voltage on the power supply side, the output waveform of the inverter is disturbed, causing vibration and deterioration of torque control performance. As a second related art related to this, a vector control device disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-21394 is known. In the vector control device according to the prior art, a limit value of an outputable primary voltage obtained from a DC voltage on a power supply side is compared with a primary voltage command, and a correction component of a magnetic flux command is obtained by a proportional integral (PI) calculation. When voltage saturation occurs, the magnetic flux command is corrected by the above-described magnetic flux command correction component, thereby eliminating voltage saturation.

【0028】この従来技術によるベクトル制御装置を図
24に示す。尚、図中、図23と同一符号は同一または
相当部分を示す。図24において、141は三相電源、
142は三相電源141からの三相交流を直流に変換す
るコンバータ、143はコンバータ142により変換さ
れた直流の電圧を検出して出力信号Vdcとして出力す
る直流電圧検出部、149は電流検出器4が検出した三
相電流Ius、Ivs及びIwsを入力して直交回転座
標軸(d−q軸と呼ぶ)上の1次電流のd軸成分Ids
及びq軸成分Iqsを出力する座標変換部(A)、14
8はトルク電流指令に用いる1次電流のq軸成分指令I
qs*として、ASRアンプ(速度指令ωr*と速度ω
rの偏差の増幅器)122の出力または外部設定のトル
ク指令のどちらかを選択する切替部、144は直流電圧
Vdcと後述する座標変換部(B)の出力である1次電
圧指令Vs*とを入力して、電圧飽和時の励磁指令補正
成分ΔIdsを出力する界磁弱め演算部、145は界磁
指令設定値を入力してリミッタ処理を行うリミッタ処理
部、146はリミッタ処理を行った励磁指令から励磁指
令補正成分ΔIdsを減算して励磁電流指令に用いる1
次電流のd軸成分指令Ids*となす減算器、150は
1次電流のq軸成分指令Iqs*とq軸成分Iqsを入
力してその偏差を求める減算器、151は1次電流のd
軸成分指令Ids*とd軸成分Idsとを入力しその偏
差を求める減算器、152及び153はそれぞれ減算器
150、151で求めた偏差を増幅して1次電圧のq軸
補正成分ΔVqs及びd軸補正成分ΔVdsを出力する
ACRアンプ(増幅器)、147は1次電流のd軸成分
指令Ids*とq軸成分指令Iqs*及び速度検出器7
の出力である回転周波数ωrを入力して誘導機1を模擬
したベクトル演算を行い、1次電圧のd軸成分Vdsと
q軸成分Vqsとを出力する誘導機モデル、154は1
次電圧のq軸成分Vqsとq軸補正成分ΔVqsとを加
算して1次電圧のq軸成分指令Vqs*となす加算器、
155は1次電圧のd軸成分Vdsとd軸補正成分ΔV
dsを加算して1次電圧のd軸成分指令Vds*となす
加算器、156は1次電圧のq軸成分指令Vqs*とd
軸成分指令Vds*とを入力し極座標に変換して1次電
圧指令Vs*と位相ψを出力する座標変換部(B)、1
57は1次電圧指令Vs*と位相ψを入力し誘導電動機
1の各相毎の1次電圧指令Vus*、Vvs*及びVw
s*を求めPWM演算を行うPWM演算部、158はP
WM演算部157の出力を入力しPWMインバータ内の
各相のスイッチング信号を生成するベース回路である。
FIG. 24 shows a vector control device according to this prior art. In the drawing, the same reference numerals as those in FIG. 23 indicate the same or corresponding parts. In FIG. 24, 141 is a three-phase power supply,
Reference numeral 142 denotes a converter for converting three-phase alternating current from the three-phase power supply 141 into direct current. Reference numeral 143 denotes a direct-current voltage detection unit that detects the direct-current voltage converted by the converter 142 and outputs it as an output signal Vdc. Inputs the detected three-phase currents Ius, Ivs and Iws, and outputs the d-axis component Ids of the primary current on the orthogonal rotation coordinate axis (referred to as dq axis).
And a coordinate transformation unit (A) for outputting a q-axis component Iqs, 14
8 is a primary current q-axis component command I used for the torque current command.
As qs *, an ASR amplifier (speed command ωr * and speed ω
A switching unit 144 for selecting either the output of the amplifier r of deviation of r) or an externally set torque command, the switch 144 converts the DC voltage Vdc and a primary voltage command Vs *, which is an output of a coordinate conversion unit (B) described later. A field weakening calculating unit that inputs and outputs an excitation command correction component ΔIds at the time of voltage saturation. 145 is a limiter processing unit that inputs a field command set value and performs limiter processing. 146 is an excitation command that has performed limiter processing. Is subtracted from the excitation command correction component ΔIds to be used for the excitation current command.
A subtractor 150 for inputting a d-axis component command Ids * of the primary current; 150, a subtractor for inputting the q-axis component command Iqs * of the primary current and the q-axis component Iqs to obtain the deviation; 151, d for the primary current
Subtractors 152 and 153 that input the axis component command Ids * and the d-axis component Ids and obtain the deviation thereof, amplify the deviation obtained by the subtractors 150 and 151, respectively, and amplify the q-axis correction components ΔVqs and d of the primary voltage. An ACR amplifier (amplifier) 147 for outputting the axis correction component ΔVds is a d-axis component command Ids * and a q-axis component command Iqs * of the primary current and a speed detector 7.
An induction machine model that inputs the rotation frequency ωr, which is the output of the above, performs a vector calculation simulating the induction machine 1 and outputs the d-axis component Vds and the q-axis component Vqs of the primary voltage, and 154 is 1
An adder for adding the q-axis component Vqs of the secondary voltage and the q-axis correction component ΔVqs to form a q-axis component command Vqs * of the primary voltage;
155 is a d-axis component Vds of primary voltage and a d-axis correction component ΔV
The adder 156 adds the ds to the primary voltage d-axis component command Vds *, and the adder 156 includes the primary voltage q-axis component command Vqs * and d.
A coordinate conversion unit (B) for inputting the axis component command Vds * and converting it into polar coordinates to output a primary voltage command Vs * and a phase ψ;
Numeral 57 inputs the primary voltage command Vs * and the phase 1, and the primary voltage commands Vus *, Vvs * and Vw for each phase of the induction motor 1.
158 is a PWM operation unit that obtains s * and performs a PWM operation.
This is a base circuit that receives an output of the WM operation unit 157 and generates a switching signal of each phase in the PWM inverter.

【0029】図25は上述した界磁弱め演算部144の
詳細な構成を示すブロック図である。界磁弱め演算部1
44は、直流電圧Vdcを入力して、PWMインバータ
10が出力可能な1次電圧の限界Vsmaxを演算して
出力する限界出力演算部161と、1次電圧指令Vs*
を入力しその1次遅れ成分Vs*Fを求め、Vs*F<
Vsmaxの場合には、飽和電圧指令Vs*’=Vsm
ax、また、Vs*F≧Vsmaxの場合には、飽和電
圧指令Vs*’=Vs*FとしてVs*’をそれぞれ出
力する飽和電圧指令発生部162と、出力可能な1次電
圧の限界Vsmaxと飽和電圧指令Vs*’の偏差を求
める減算器163と、この偏差を増幅して励磁指令補正
成分ΔIdsを出力するPI演算部164より構成され
ている。
FIG. 25 is a block diagram showing a detailed configuration of the field weakening calculating section 144 described above. Field weakening calculation unit 1
Reference numeral 44 denotes a limit output calculator 161 that receives the DC voltage Vdc, calculates and outputs a limit Vsmax of the primary voltage that can be output by the PWM inverter 10, and a primary voltage command Vs *.
To obtain the first order delay component Vs * F, and Vs * F <
In the case of Vsmax, the saturation voltage command Vs * '= Vsm
ax, when Vs * F ≧ Vsmax, a saturation voltage command generator 162 that outputs Vs * ′ as a saturation voltage command Vs * ′ = Vs * F, and a limit Vsmax of the primary voltage that can be output. It comprises a subtractor 163 for obtaining a deviation of the saturation voltage command Vs * ', and a PI operation unit 164 for amplifying the deviation and outputting an excitation command correction component ΔIds.

【0030】この従来装置の動作について説明する。先
ず、切替部148により誘導電動機1を速度制御系で運
転するか、トルク制御系で運転するかの選択がなされ
る。ASRアンプ122側に切り換えた場合には、速度
制御系を、外部設定トルク指令側に切り換えた場合に
は、トルク制御系を選択したことになる。速度制御系を
選択した場合、減算器121によって速度指令ωr*と
速度検出器7から出力された回転周波数ωrとの偏差が
求められ、この偏差を入力したASRアンプ122の出
力がトルク電流指令に用いる1次電流のq軸成分指令I
qs*となる。トルク制御系を選択した場合、外部設定
トルク指令がトルク電流指令に用いる1次電流のq軸成
分指令Iqs*となる。
The operation of the conventional device will be described. First, the switching unit 148 selects whether to operate the induction motor 1 by a speed control system or a torque control system. When switching to the ASR amplifier 122 side, the speed control system is selected, and when switching to the externally set torque command side, the torque control system is selected. When the speed control system is selected, the difference between the speed command ωr * and the rotation frequency ωr output from the speed detector 7 is obtained by the subtractor 121, and the output of the ASR amplifier 122 that receives this difference is used as the torque current command. Q-axis component command I of primary current to be used
qs *. When the torque control system is selected, the externally set torque command becomes the q-axis component command Iqs * of the primary current used for the torque current command.

【0031】また、リミッタ処理部145を通過した励
磁指令設定値は、減算器146で後述するPI演算部1
64が出力する電圧飽和時の励磁指令補正成分ΔIds
と突き合わされ、励磁電流指令に用いる1次電流のd軸
成分指令Ids*が出力される。
The excitation command set value that has passed through the limiter processing unit 145 is subtracted by a subtractor 146 from a PI calculation unit 1 described later.
Excitation command correction component ΔIds at the time of voltage saturation output by 64
And a d-axis component command Ids * of the primary current used for the excitation current command is output.

【0032】電流検出器4によって検出された1次電流
Ius、Ivs及びIwsを座標変換部(A)149に
入力すると1次電流のd軸成分Ids及びq軸成分Iq
sが出力される。
When the primary currents Ius, Ivs, and Iws detected by the current detector 4 are input to the coordinate converter (A) 149, the d-axis component Ids and the q-axis component Iq of the primary current are input.
s is output.

【0033】次に、減算器150により1次電流のq軸
成分指令Iqs*とq軸成分Iqsとの偏差が求められ
る。この偏差をACRアンプ152に入力すると、1次
電圧のq軸補正成分ΔVqsが出力される。また、減算
器151により1次電流のd軸成分指令Ids*とd軸
成分Idsの偏差が求められる。この偏差をACRアン
プ153に入力すると、1次電圧のd軸補正成分ΔVd
sが出力される。
Next, the difference between the q-axis component command Iqs * of the primary current and the q-axis component Iqs is obtained by the subtractor 150. When this deviation is input to the ACR amplifier 152, a q-axis correction component ΔVqs of the primary voltage is output. Further, the difference between the d-axis component command Ids * of the primary current and the d-axis component Ids is obtained by the subtractor 151. When this deviation is input to the ACR amplifier 153, the d-axis correction component ΔVd of the primary voltage
s is output.

【0034】更に、誘導機モデル147に1次電流のd
軸成分指令Ids*、q軸成分指令Iqs*及び回転周
波数ωrを入力すると、誘導電動機の電圧・電流方程式
に基づいて1次電圧のd軸成分Vdsとq軸成分Vqs
とが求められる。続いて、加算器154により1次電圧
のq軸成分Vqs及びq軸補正成分ΔVqsが加算さ
れ、1次電圧のq軸成分指令Vqs*が出力される。ま
た、加算器155により1次電圧のd軸成分Vds及び
d軸補正成分ΔVdsが加算され、1次電圧のd軸成分
指令Vds*が出力される。
Further, the primary current d is added to the induction machine model 147.
When the axis component command Ids *, the q-axis component command Iqs * and the rotation frequency ωr are input, the d-axis component Vds and the q-axis component Vqs of the primary voltage are obtained based on the voltage / current equation of the induction motor.
Is required. Subsequently, the adder 154 adds the q-axis component Vqs of the primary voltage and the q-axis correction component ΔVqs, and outputs a q-axis component command Vqs * of the primary voltage. The adder 155 adds the d-axis component Vds of the primary voltage and the d-axis correction component ΔVds, and outputs a d-axis component command Vds * of the primary voltage.

【0035】座標変換部(B)156にこれら1次電圧
のq軸成分指令Vqs*とd軸成分指令Vds*とを入
力すると、次式による極座標への変換がなされ、1次電
圧指令Vs*と位相ψが出力される。
When the q-axis component command Vqs * and the d-axis component command Vds * of these primary voltages are input to the coordinate conversion section (B) 156, the primary voltage command Vs * is converted by the following equation. And the phase 出力 are output.

【0036】[0036]

【数9】 (Equation 9)

【0037】この1次電圧指令Vs*と位相ψとをPW
M演算部157に入力すると、各相毎の1次電圧指令V
us*、Vvs*及びVws*が求められ、PWM演算
が行われる。ベース回路158はPWM演算結果に基づ
いてU、V、Wの各相のスイッチング信号を生成し、P
WMインバータ10を駆動する。従って、誘導電動機1
の1次電圧Vus、Vvs及びVwsはそれぞれこれら
の1次電圧指令に追従するように制御されるので、その
結果、誘導電動機1の1次電流Ius、Ivs及びIw
sがそれぞれの指令に追従する。ひいては、誘導電動機
1の励磁電流成分及びトルク電流成分もそれぞれの指令
に追従する。
The primary voltage command Vs * and the phase ψ are expressed by PW
When input to the M calculation unit 157, the primary voltage command V
us *, Vvs *, and Vws * are obtained, and a PWM operation is performed. The base circuit 158 generates a switching signal of each phase of U, V, and W based on the PWM operation result,
The WM inverter 10 is driven. Therefore, the induction motor 1
Are controlled so as to follow these primary voltage commands, respectively. As a result, the primary currents Ius, Ivs and Iw of the induction motor 1 are controlled.
s follows each command. Eventually, the exciting current component and the torque current component of the induction motor 1 also follow the respective commands.

【0038】ここで、直流電圧検出部143の出力であ
る直流電圧Vdc及び座標変換部(B)156の出力で
ある1次電圧指令Vs*は界磁弱め演算部144に入力
される。界磁弱め演算部144の内部では、限界出力演
算部161が直流電圧Vdcから次式に基づいて出力可
能な1次電圧の限界Vsmaxを演算し、これを出力す
る。
Here, the DC voltage Vdc output from the DC voltage detection unit 143 and the primary voltage command Vs * output from the coordinate conversion unit (B) 156 are input to the field weakening calculation unit 144. Inside the field weakening calculation unit 144, the limit output calculation unit 161 calculates the limit Vsmax of the primary voltage that can be output from the DC voltage Vdc based on the following equation, and outputs the calculated limit Vsmax.

【0039】[0039]

【数10】 (Equation 10)

【0040】更に、飽和電圧指令発生部162は1次電
圧指令Vs*の1次遅れ成分Vs*Fを求め、次式に従
って飽和電圧指令Vs*’を出力する。
Further, the saturation voltage command generator 162 obtains a primary delay component Vs * F of the primary voltage command Vs *, and outputs a saturation voltage command Vs * 'according to the following equation.

【0041】[0041]

【数11】 (Equation 11)

【0042】Vs*F<Vsmaxの場合には、電圧飽
和が発生していないことを示し、Vs*F≧Vsmax
の場合は電圧飽和が発生していることを示す。減算器1
63にて出力限界電圧Vsmaxと飽和電圧指令Vs
*’の偏差が求められる。電圧飽和が発生していない場
合には、偏差は零(0)であり、電圧飽和が発生してい
る場合は偏差は飽和の度合いに応じたものとなる。この
偏差はPI演算部164に入力され、出力として上述の
励磁指令補正成分ΔIdsが得られる。即ち、飽和電圧
指令発生部162により電圧飽和の発生の有無が検出さ
れ、電圧飽和が発生している場合には、その度合いに応
じて励磁指令補正成分ΔIdsを調整し、励磁指令であ
る1次電流のd軸成分指令Ids*を抑制することにな
る。1次電流のd軸成分指令Ids*を抑制すること
は、1次電圧指令を抑制することになるので電圧飽和が
解消される。
If Vs * F <Vsmax, it indicates that no voltage saturation has occurred, and Vs * F ≧ Vsmax
The case of indicates that voltage saturation has occurred. Subtractor 1
At 63, the output limit voltage Vsmax and the saturation voltage command Vs
* 'Deviation is determined. When voltage saturation has not occurred, the deviation is zero (0), and when voltage saturation has occurred, the deviation depends on the degree of saturation. This deviation is input to the PI calculation unit 164, and the above-described excitation command correction component ΔIds is obtained as an output. That is, the presence / absence of voltage saturation is detected by the saturation voltage command generation unit 162, and if voltage saturation has occurred, the excitation command correction component ΔIds is adjusted according to the degree of the voltage saturation, and the primary This suppresses the d-axis component command Ids * of the current. Suppressing the d-axis component command Ids * of the primary current suppresses the primary voltage command, thereby eliminating voltage saturation.

【0043】[0043]

【発明が解決しようとする課題】上記1番目の従来の制
御装置においては、高効率のベクトル制御を行うため
に、(4)式及び(5)式に従って励磁電流成分及びト
ルク電流成分を制御する。ところで、これらの式は誘導
電動機の鉄損を無視して得られた関係式である。そのた
め、(4)式および(5)式に従って励磁電流成分及び
トルク電流成分を制御すると、誘導電動機の銅損、即
ち、1次抵抗及び2次抵抗によって発生する損失は最小
にできるが、鉄損は最小とならない。ここで、誘導電動
機の鉄損は1次周波数の約1.6乗に比例することが、
文献[平成2年電気学会全国大会シンポジウムS.10
−6]等に示されている。そのため、例えば、電気鉄道
や電気自動車などの駆動用として使用される高速回転の
誘導電動機では、鉄損が銅損に対して無視できない。
In the first conventional control device, the exciting current component and the torque current component are controlled in accordance with the equations (4) and (5) in order to perform high-efficiency vector control. . Incidentally, these equations are relational equations obtained by ignoring iron loss of the induction motor. Therefore, when the exciting current component and the torque current component are controlled according to the equations (4) and (5), the copper loss of the induction motor, that is, the loss generated by the primary resistance and the secondary resistance can be minimized, but the iron loss Is not minimal. Here, the iron loss of the induction motor is proportional to the 1.6th power of the primary frequency.
Reference [Symposium S.I. 10
-6]. Therefore, for example, in a high-speed rotation induction motor used for driving an electric railway or an electric vehicle, iron loss cannot be ignored with respect to copper loss.

【0044】その結果、従来の制御装置では、これらの
誘導電動機を駆動する場合には、最大効率運転が不可能
となる。特に、電気自動車の場合には、エネルギー源が
バッテリーであるため、バッテリーの小型軽量化のため
に駆動用誘導電動機の最大効率運転の実現が重要な課題
となっている。
As a result, the conventional control device cannot operate at maximum efficiency when driving these induction motors. In particular, in the case of an electric vehicle, since the energy source is a battery, realizing maximum efficiency operation of the driving induction motor is an important issue in order to reduce the size and weight of the battery.

【0045】また、こうした用途で用いられる誘導電動
機は、小型化が進められると共に定格を越えて過負荷2
00%以上に達する出力で運転されることが多々あり、
運転中の電動機温度の変化による電動機定数の変動が大
きく、これがもたらすトルク制御性能の低下が問題とな
る。
In addition, the size of the induction motor used in such applications is reduced and the overload 2 exceeds the rating.
It is often operated with an output that reaches 00% or more,
Fluctuations in the motor constant due to changes in the motor temperature during operation are large, and this causes a problem of deterioration in torque control performance.

【0046】上記2番目の従来の制御装置は、電圧飽和
発生時にこれを検出し、電圧飽和の度合いに応じて磁束
指令を補正、低減することで1次電圧指令を抑制し、電
圧飽和状態を解消するものである。しかし、電圧飽和発
生により直ちに磁束指令を操作するため、トルク制御系
として運転する場合、電圧飽和発生時には即、指令トル
クに対して出力トルクが不足するという問題点がある。
The second conventional control device detects the occurrence of voltage saturation, corrects and reduces the magnetic flux command according to the degree of voltage saturation, suppresses the primary voltage command, and reduces the voltage saturation state. It will be resolved. However, since the magnetic flux command is operated immediately upon occurrence of voltage saturation, there is a problem that when operating as a torque control system, the output torque is insufficient against the command torque immediately upon occurrence of voltage saturation.

【0047】そこで、この発明の第1の目的は、上記第
1の従来技術の問題点を解決し、鉄損が無視できないよ
うな誘導電動機を駆動する場合でも、また、運転中の温
度変化による電動機定数の変動が起こる場合でも最大効
率運転が可能で、且つ高精度高速応答のベクトル制御を
実現することができ、また、このような最大高効率制御
に当たって、高速でない制御演算能力をもっても実現で
きるよう省演算化を図った誘導電動機の制御装置を提供
することにある。この発明の第2の目的は、上記第2の
従来技術の問題点を解決し、電圧飽和発生時にも、可能
な限り指令トルクに対して出力トルクが不足せず、且つ
電圧飽和を解消し得るような誘導電動機の制御装置を提
供することにある。
Therefore, a first object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the first prior art, and to drive an induction motor in which iron loss cannot be ignored, and also to reduce the temperature change during operation. Even if the motor constant fluctuates, maximum efficiency operation is possible, and high-precision, high-speed response vector control can be realized. In addition, such maximum high-efficiency control can be realized with a non-high-speed control operation capability. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a control device for an induction motor, which saves computation. A second object of the present invention is to solve the problem of the second prior art, and to eliminate the output torque against the command torque as much as possible and eliminate the voltage saturation even when the voltage saturation occurs. An object of the present invention is to provide a control device for such an induction motor.

【0048】[0048]

【課題を解決するための手段】上記第1の目的に関連し
た請求項1の発明に係る誘導電動機の制御装置は、誘導
電動機と、上記誘導電動機の回転周波数を検出する速度
(回転周波数)検出器と、鉄損に関係した定数を含む上
記誘導電動機の定数を係数値とする所定の関数の演算結
果をデータとして記憶しておき、上記所定関数にかかわ
る変数を入力しトルク電流指令と励磁電流指令の振幅の
比(電流比と呼ぶ)を出力する電流比記憶演算回路と、
上記誘導電動機のトルク指令と上記電流比を入力し励磁
電流指令を1次周波数で回転する直交回転座標軸(d−
q軸と呼ぶ)上の1次電流のd軸成分指令として出力
し、且つ上記誘導電動機のトルク電流指令を1次電流の
q軸成分指令として出力する電流成分指令演算手段と、
上記誘導電動機の1次電流を検出する電流検出器と、1
次周波数を積分して位相を出力する積分器と、上記電流
検出器の出力と上記位相とを入力して、上記1次電流の
d軸成分及びq軸成分を演算する電流成分演算手段と、
上記1次電流のd軸成分指令及びd軸成分の少なくとも
一つと、上記1次電流のq軸成分指令及びq軸成分の少
なくとも一つとを入力し、上記誘導電動機のすべり周波
数を演算するすべり周波数演算手段と、上記すべり周波
数演算手段から出力された上記すべり周波数と上記回転
周波数検出器の出力とを加算して上記1次周波数となす
加算器と、上記1次電流のd軸成分及びq軸成分がそれ
ぞれ、上記1次電流のd軸成分指令及びq軸成分指令に
追従するように上記誘導電動機の1次電流を制御する電
流成分制御回路と、 上記直交回転座標軸上の1次電流の
d軸成分及び回転周波数を入力し、予め求めておいた励
磁電流及び回転周波数と励磁インダクタンスの対応付け
データより、励磁インダクタンスを求めて出力するイン
ダクタンス補正手段とを備え、上記電流成分指令演算手
段が、 上記誘導電動機のトルク指令と上記電流比記憶演
算回路が出力する電流比と上記インダクタンス補正手段
が出力する励磁インダクタンスを入力し、励磁電流指令
を1次電流のd軸成分指令として出力する励磁電流指令
演算回路と、 上記1次電流のd軸成分指令の最大値を磁
束が飽和する限界の値に制限する制限回路と、 上記誘導
電動機のトルク指令に比例した成分を上記制限回路の出
力で除算し、トルク電流指令である1次電流のq軸成分
指令となす除算器とにより構成され、上記電流成分指令
演算手段の出力の積の値がトルク指令に比例し、且つ振
幅の比が鉄損に関係した定数を含む上記誘導電動機の定
数を用いた所定の関数値と等しくなるような1次電流指
令を出力するようにしたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a control apparatus for an induction motor, comprising: an induction motor; and a speed (rotation frequency) detecting a rotation frequency of the induction motor. And a calculation result of a predetermined function using the constant of the induction motor including a constant related to the iron loss as a coefficient value as data, and inputting a variable relating to the predetermined function to input a torque current command and an exciting current. A current ratio storage arithmetic circuit for outputting a ratio of command amplitudes (referred to as a current ratio);
The torque command of the induction motor and the current ratio are input, and the excitation current command is rotated at a primary frequency.
current component command calculating means for outputting the primary current as a d-axis component command on the primary current and outputting the torque current command of the induction motor as a primary current q-axis component command;
A current detector for detecting a primary current of the induction motor;
An integrator that integrates a next frequency to output a phase, an output of the current detector and the phase, and a current component calculation unit that calculates a d-axis component and a q-axis component of the primary current;
A slip frequency for inputting at least one of the d-axis component command and the d-axis component of the primary current and at least one of the q-axis component command and the q-axis component of the primary current and calculating a slip frequency of the induction motor. Calculating means, an adder for adding the slip frequency output from the slip frequency calculating means and the output of the rotation frequency detector to form the primary frequency, a d-axis component and a q-axis of the primary current each component is a current component control circuit for controlling the primary current of said induction motor so as to follow the d-axis component command and a q-axis component command of the primary current, the primary current on the orthogonal rotation coordinate axes
Enter the d-axis component and the rotation frequency, and
Correlation between magnetizing current and rotation frequency and exciting inductance
An output that determines and outputs the excitation inductance from the data
Means for calculating the current component command.
The stage is adapted to store the torque command of the induction motor and the current ratio memory.
Current ratio output by the arithmetic circuit and the above inductance correction means
Input the exciting inductance output by the
Excitation current command that outputs as the primary current d-axis component command
The arithmetic circuit and the maximum value of the primary current d-axis component command
A limiting circuit flux is limited to the value of the limit of saturation, the induced
The component proportional to the motor torque command is output from the above limit circuit.
Q-axis component of primary current as torque current command, divided by force
Is composed of a command and eggplant divider, the value of the product of the output of the current component command calculation means is proportional to the torque command, and the ratio of the amplitudes using the constants of the induction motor comprising a constant related to the iron loss A primary current command that is equal to a predetermined function value is output.

【0049】上記第1の目的に関連した請求項2の発明
に係る誘導電動機制御装置は、誘導電動機と、上記誘導
電動機の回転周波数を検出する速度(回転周波数)検出
器と、鉄損に関係した定数を含む上記誘導電動機の定数
を係数値とする所定の関数の演算結果をデータとして記
憶しておき、上記所定関数にかかわる変数を入力しトル
ク電流指令と励磁電流指令の振幅の比(電流比と呼ぶ)
を出力する電流比記憶演算回路と、上記誘導電動機のト
ルク指令と上記電流比を入力し励磁電流指令を1次周波
数で回転する直交回転座標軸(d−q軸と呼ぶ)上の1
次電流のd軸成分指令として出力し、且つ上記誘導電動
機のトルク電流指令を1次電流のq軸成分指令として出
力する電流成分指令演算手段と、上記誘導電動機の1次
電流を検出する電流検出器と、1次周波数を積分して位
相を出力する積分器と、上記電流検出器の出力と上記位
相とを入力して、上記1次電流のd軸成分及びq軸成分
を演算する電流成分演算手段と、上記1次電流のd軸成
分指令及びd軸成分の少なくとも一つと、上記1次電流
のq軸成分指令及びq軸成分の少なくとも一つとを入力
し、上記誘導電動機のすべり周波数を演算するすべり周
波数演算手段と、上記すべり周波数演算手段から出力さ
れた上記すべり周波数(補正前すべり周波数と呼ぶ)と
上記回転周波数とを入力し、鉄損に関係した定数を含む
上記誘導電動機の定数を係数値とする所定の関数演算結
果から得られたすべり周波数と、鉄損に関係しない上記
誘導電動機の定数を係数値とする所定の関数演算結果か
ら得られたすべり周波数の比から近似して得られた所定
の1次関数とにより、上記補正前すべり周波数を補間し
て補正後すべり周波数を出力するすべり周波数鉄損成分
補正手段と、上記すべり周波数鉄損成分補正手段から出
力された上記補正後すべり周波数と上記回転周波数検出
器の出力とを加算して上記1次周波数となす加算器と、
上記1次電流のd軸成分及びq軸成分がそれぞれ、上記
1次電流のd軸成分指令及びq軸成分指令に追従するよ
うに上記誘導電動機の1次電流を制御する電流成分制御
回路と、 上記直交回転座標軸上の1次電流のd軸成分及
び回転周波数を入力し、予め求めておいた励磁電流及び
回転周波数と励磁インダクタンスの対応付けデータよ
り、励磁インダクタンスを求めて出力するインダクタン
ス補正手段とを備え、上記電流成分指令演算手段が、
記誘導電動機のトルク指令と上記電流比記憶演算回路が
出力する電流比と上記インダクタンス補正手段が出力す
る励磁インダクタンスを入力し、励磁電流指令を1次電
流のd軸成分指令として出力する励磁電流指令演算回路
と、 上記1次電流のd軸成分指令の最大値を磁束が飽和
する限界の値に制限する制限回路と、 上記誘導電動機の
トルク指令に比例した成分を上記制限回路の出力で除算
し、トルク電流指令である1次電流のq軸成分指令とな
す除算器とにより構成され、上記電流成分指令演算手段
の出力の積の値がトルク指令に比例し、且つ振幅の比が
鉄損に関係した定数を含む上記誘導電動機の定数を用い
た所定の関数値と等しくなるような1次電流指令を出力
するようにしたものである。
An induction motor control device according to a second aspect of the present invention, which relates to the first object, relates to an induction motor, a speed (rotation frequency) detector for detecting a rotation frequency of the induction motor, and an iron loss. A calculation result of a predetermined function using the constant of the induction motor including the constant obtained as a coefficient value as a coefficient value is stored as data, and a variable related to the predetermined function is input and the ratio of the amplitude of the torque current command and the excitation current command (current Called ratio)
And a current ratio storage / calculation circuit for outputting the torque command of the induction motor and the current ratio, and the excitation current command on the orthogonal rotation coordinate axis (referred to as dq axis) rotating at a primary frequency.
Current component command calculating means for outputting the d-axis component command of the secondary current and outputting the torque current command of the induction motor as the q-axis component command of the primary current; and current detection for detecting the primary current of the induction motor And an integrator for integrating the primary frequency to output a phase, and a current component for inputting the output of the current detector and the phase to calculate the d-axis component and the q-axis component of the primary current Calculating means for inputting at least one of a d-axis component command and a d-axis component of the primary current and at least one of a q-axis component command and a q-axis component of the primary current, and calculating a slip frequency of the induction motor; The slip frequency calculating means for calculating, the slip frequency (referred to as the pre-correction slip frequency) output from the slip frequency calculating means and the rotation frequency are input, and the induction motor includes a constant related to iron loss. Approximate from the ratio of the slip frequency obtained from the predetermined function calculation result with the coefficient value as the coefficient and the slip frequency obtained from the predetermined function calculation result with the constant of the induction motor not related to iron loss as the coefficient value. The slip frequency iron loss component correction means for interpolating the pre-correction slip frequency and outputting the corrected slip frequency by using the predetermined linear function obtained in the above-described manner, and the slip frequency iron loss component correction means output from the slip frequency iron loss component correction means. An adder for adding the corrected slip frequency and the output of the rotation frequency detector to form the primary frequency,
A current component control circuit for controlling the primary current of the induction motor such that the d-axis component and the q-axis component of the primary current follow the d-axis component command and the q-axis component command of the primary current, respectively ; The d-axis component of the primary current on the orthogonal rotation coordinate axis and
And the rotation frequency.
From the correspondence data between rotation frequency and excitation inductance
Inductor that calculates and outputs the excitation inductance
And a scan compensation means, the current component command calculation means, on
The torque command of the induction motor and the current ratio storage arithmetic circuit are
The output current ratio and the output
Input the excitation current, and set the excitation current command to the primary
Excitation current command calculation circuit that outputs as d-axis component command of current
And the magnetic flux saturates the maximum value of the primary axis d-axis component command.
A limiting circuit that limits the value of the induction motor to
Divide the component proportional to the torque command by the output of the above limiting circuit
And a q-axis component command of the primary current which is a torque current command.
Is constituted by a to divider, the value of the product of the output of the current component command calculation means is proportional to the torque command, and the ratio of the amplitude of the predetermined using constants of the induction motor comprising a constant related to the iron loss A primary current command that is equal to the function value is output.

【0050】上記第1の目的に関連した請求項3の発明
に係る誘導電動機の制御装置は、請求項1又は請求項2
において、誘導電動機の固定子巻線の温度を検出する電
動機温度検出器をさらに備え、鉄損に関係した定数を含
む上記誘導電動機の定数を係数値とする所定の関数が少
なくとも電動機の温度の関数であり、電流比記憶演算回
路に入力する上記所定の関数にかかわる変数のうち、少
なくとも一つを上記電動機の温度とすることで、上記誘
導電動機の温度変化にも対応して高効率での運転を維持
するようにしたものである。
According to the third aspect of the present invention, there is provided a control device for an induction motor according to the first aspect.
In the above, further comprising a motor temperature detector for detecting the temperature of the stator winding of the induction motor, the predetermined function having a constant value of the induction motor including a constant related to iron loss as a coefficient value is at least a function of the temperature of the motor By setting at least one of the variables related to the predetermined function input to the current ratio storage operation circuit to the temperature of the motor, the operation can be performed with high efficiency in response to the temperature change of the induction motor. Is to be maintained.

【0051】[0051]

【0052】上記第1の目的に関連した請求項4の発明
に係る誘導電動機の制御装置は、誘導電動機と、 上記誘
導電動機の回転周波数を検出する速度(回転周波数)検
出器と、 鉄損に関係した定数を含む上記誘導電動機の定
数を係数値とする所定の関数の演算結果をデータとして
記憶しておき、上記所定関数にかかわる変数を入力しト
ルク電流指令と励磁電流指令の振幅の比(電流比と呼
ぶ)を出力する電流比記憶演算回路と、 上記誘導電動機
のトルク指令と上記電流比を入力し励磁電流指令を1次
周波数で回転する直交回転座標軸(d−q軸と呼ぶ)上
の1次電流のd軸成分指令として出力し、かつ上記誘導
電動機のトルク電流指令を1次電流のq軸成分指令とし
て出力する電流成分指令演算手段と、 上記誘導電動機の
1次電流を検出する電流検出器と、 1次周波数を積分し
て位相を出力する積分器と、 上記電流検出器の出力と上
記位相とを入力して、上記1次電流のd軸成分及びq軸
成分を演算する電流成分演算手段と、 上記1次電流のd
軸成分指令及びd軸成分の少なくとも一つと、上記1次
電流のq軸成分指令及びq軸成分の少なくとも一つとを
入力し、上記誘導電動機のすべり周波数を演算するすべ
り周波数演算手段と、 上記すべり周波数演算手段から出
力された上記すべり周波数と上記回転周波数検出器の出
力とを加算して上記1次周波数となす加算器と、 上記1
次電流のd軸成分及びq軸成分がそれぞれ、上記1次電
流のd軸成分指令及びq軸成分指令に追従するように上
記誘導電動機の1次電流を制御する電流成分制御回路と
を備え、 上記電流比記憶演算回路において記憶される上
記電流比データが、少なくとも上記回転周波数に関する
1次関数となり、 上記電流成分指令演算手段の出力の積
の値がトルク指令に比例し、且つ振幅の比が鉄損に関係
した定数を含む上記誘導電動機の定数を用いた所定の関
数値と等しくなるような1次電流指令を出力するように
したものである。
[0052] The first control unit for an induction motor according to the invention of claim 4 associated with the purpose of the induction motor, the induction
Speed (rotation frequency) detection for detecting the rotation frequency of conductive motive
Of the induction motor, including the
Calculation result of a predetermined function that uses numbers as coefficient values as data
Memorize and input variables related to the above-mentioned predetermined function.
The ratio of the amplitude of the current command to the excitation current command (called the current ratio
A current ratio storage operation circuit for outputting a department), the induction motor
Input the torque command and the above current ratio, and set the excitation current command to primary
On the orthogonal rotation coordinate axis (called the dq axis) rotating at the frequency
As the primary current d-axis component command, and
Set the torque current command of the motor as the q-axis component command of the primary current.
A current component command calculation means for outputting Te, of the induction motor
A current detector that detects the primary current, and integrates the primary frequency
And an integrator that outputs the phase of the current detector.
And the d-axis component of the primary current and the q-axis
Current component calculating means for calculating the component , and d of the primary current
At least one of the axis component command and the d-axis component,
The current q-axis component command and at least one of the q-axis components
Input and calculate the slip frequency of the induction motor.
Output from the slip frequency calculating means and the slip frequency calculating means.
The output of the slip frequency and the rotation frequency detector
A primary frequency and makes the adder above by adding the force, the 1
The d-axis component and the q-axis component of the
Up to follow the d-axis component command and q-axis component command of the flow
A current component control circuit for controlling a primary current of the induction motor;
Comprising a, the current ratio data stored in the current ratio storage operation circuit becomes a linear function relating to at least the rotational frequency, the product of the output of the current component command calculation means
Is proportional to the torque command, and the amplitude ratio is related to iron loss.
A predetermined function using the constant of the induction motor including the constant
A primary current command that is equal to a numerical value is output .

【0053】上記第1の目的に関連した請求項5の発明
に係る誘導電動機の制御装置は、誘導電動機と、 上記誘
導電動機の回転周波数を検出する速度(回転周波数)検
出器と、 鉄損に関係した定数を含む上記誘導電動機の定
数を係数値とする所定の関数の演算結果をデータとして
記憶しておき、上記所定関数にかかわる変数を入力しト
ルク電流指令と励磁電流指令の振幅の比(電流比と呼
ぶ)を出力する電流比記憶演算回路と、 上記誘導電動機
のトルク指令と上記電流比を入力し励磁電流指令を1次
周波数で回転する直交回転座標軸(d−q軸と呼ぶ)上
の1次電流のd軸成分指令として出力し、かつ上記誘導
電動機のトルク電流指令を1次電流のq軸成分指令とし
て出力する電流成分指令演算手段と、 上記誘導電動機の
1次電流を検出する電流検出器と、 1次周波数を積分し
て位相を出力する積分器と、 上記電流検出器の出力と上
記位相とを入力して、上記1次電流のd軸成分及びq軸
成分を演算する電流成分演算手段と、 上記1次電流のd
軸成分指令及びd軸成分の少なくとも一つと、上記1次
電流のq軸成分指令及びq軸成分の少なくとも一つとを
入力し、上記誘導電動機のすべり周波数を演算するすべ
り周波数演算手段と、 上記すべり周波数演算手段から出
力された上記すべり周波数と上記回転周波数検出器の出
力とを加算して上記1次周波数となす加算器と、 上記1
次電流のd軸成分及びq軸成分がそれぞれ、上記1次電
流のd軸成分指令及びq軸成分指令に追従するように上
記誘導電動機の1次電流を制御する電流成分制御回路と
を備え、 上記電流比記憶演算回路において記憶される上
記電流比データが、少なくとも上記1次周波数に関する
1次関数となり、 上記電流成分指令演算手段の出力の積
の値がトルク指令に比例し、且つ振幅の比が鉄損に関係
した定数を含む上記誘導電動機の定数を用いた所定の関
数値と等しくなるような1次電流指令を出力するように
したものである。
[0053] The first control unit for an induction motor according to the invention of claim 5 in relation to the purpose of the induction motor, the induction
Speed (rotation frequency) detection for detecting the rotation frequency of conductive motive
Of the induction motor, including the
Calculation result of a predetermined function that uses numbers as coefficient values as data
Memorize and input variables related to the above-mentioned predetermined function.
The ratio of the amplitude of the current command to the excitation current command (called the current ratio
A current ratio storage operation circuit for outputting a department), the induction motor
Input the torque command and the above current ratio, and set the excitation current command to primary
On the orthogonal rotation coordinate axis (called the dq axis) rotating at the frequency
As the primary current d-axis component command, and
Set the torque current command of the motor as the q-axis component command of the primary current.
A current component command calculation means for outputting Te, of the induction motor
A current detector that detects the primary current, and integrates the primary frequency
And an integrator that outputs the phase of the current detector.
And the d-axis component of the primary current and the q-axis
Current component calculating means for calculating the component , and d of the primary current
At least one of the axis component command and the d-axis component,
The current q-axis component command and at least one of the q-axis components
Input and calculate the slip frequency of the induction motor.
Output from the slip frequency calculating means and the slip frequency calculating means.
The output of the slip frequency and the rotation frequency detector
A primary frequency and makes the adder above by adding the force, the 1
The d-axis component and the q-axis component of the
Up to follow the d-axis component command and q-axis component command of the flow
A current component control circuit for controlling a primary current of the induction motor;
Comprising a, the current ratio data stored in the current ratio storage operation circuit becomes a linear function relating to at least said primary frequency, the product of the output of the current component command calculation means
Is proportional to the torque command, and the amplitude ratio is related to iron loss.
A predetermined function using the constant of the induction motor including the constant
A primary current command that is equal to a numerical value is output .

【0054】上記第1の目的に関連した請求項6の発明
に係る誘導電動機の制御装置は、誘導電動機と、 上記誘
導電動機の回転周波数を検出する速度(回転周波数)検
出器と、鉄損に関係した定数を含む上記誘導電動機の定
数を係数値とする所定の関数の演算結果をデータとして
記憶しておき、上記所定関数にかかわる変数を入力しト
ルク電流指令と励磁電流指令の振幅の比(電流比と呼
ぶ)を出力する電流比記憶演算回路と、 上記誘導電動機
のトルク指令と上記電流比を入力し励磁電流指令を1次
周波数で回転する直交回転座標軸(d−q軸と呼ぶ)上
の1次電流のd軸成分指令として出力し、且つ上記誘導
電動機のトルク電流指令を1次電流のq軸成分指令とし
て出力する電流成分指令演算手段と、 上記誘導電動機の
1次電流を検出する電流検出器と、 1次周波数を積分し
て位相を出力する積分器と、 上記電流検出器の出力と上
記位相とを入力して、上記1次電流のd軸成分及びq軸
成分を演算する電流成分演算手段と、 上記1次電流のd
軸成分指令及びd軸成分の少なくとも一つと、上記1次
電流のq軸成分指令及びq軸成分の少なくとも一つとを
入力し、上記誘導電動機のすべり周波数を演算するすべ
り周波数演算手段と、 上記すべり周波数演算手段から出
力された上記すべり周波数(補正前すべり周波数と呼
ぶ)と上記回転周波数とを入力し、鉄損に関係した定数
を含む上記誘導電動機の定数を係数値とする所定の関数
演算結果から得られたすべり周波数と、鉄損に関係しな
い上記誘導電動機の定数を係数値とする所定の関数演算
結果から得られたすべり周波数の比から近似して得られ
た所定の1次関数とにより、上記補正前すべり周波数を
補間して補正後すべり周波数を出力するすべり周波数鉄
損成分補正手段と、 上記すべり周波数鉄損成分補正手段
から出力された上記補正後すべり周波数と上記回転周波
数検出器の出力とを加算して上記1次周波数となす加算
器と、 上記1次電流のd軸成分及びq軸成分がそれぞ
れ、上記1次電流のd軸成分指 令及びq軸成分指令に追
従するように上記誘導電動機の1次電流を制御する電流
成分制御回路とを備え、 上記すべり周波数鉄損成分補正
手段の上記所定の1次関数が上記1次周波数の関数と
り、 上記電流成分指令演算手段の出力の積の値がトルク
指令に比例し、且つ振幅の比が鉄損に関係した定数を含
む上記誘導電動機の定数を用いた所定の関数値と等しく
なるような1次電流指令を出力するようにしたものであ
る。
[0054] The first control unit for an induction motor according to the invention of claim 6 in relation to the purpose of the induction motor, the induction
Speed (rotation frequency) detection for detecting the rotation frequency of conductive motive
Of the induction motor, including the
Calculation result of a predetermined function that uses numbers as coefficient values as data
Memorize and input variables related to the above-mentioned predetermined function.
The ratio of the amplitude of the current command to the excitation current command (called the current ratio
A current ratio storage operation circuit for outputting a department), the induction motor
Input the torque command and the above current ratio, and set the excitation current command to primary
On the orthogonal rotation coordinate axis (called the dq axis) rotating at the frequency
Output as a d-axis component command of the primary current of
Set the torque current command of the motor as the q-axis component command of the primary current.
A current component command calculation means for outputting Te, of the induction motor
A current detector that detects the primary current, and integrates the primary frequency
And an integrator that outputs the phase of the current detector.
And the d-axis component of the primary current and the q-axis
Current component calculating means for calculating the component , and d of the primary current
At least one of the axis component command and the d-axis component,
The current q-axis component command and at least one of the q-axis components
Input and calculate the slip frequency of the induction motor.
Output from the slip frequency calculating means and the slip frequency calculating means.
The applied slip frequency (referred to as the pre-correction slip frequency)
) And the above rotation frequency, and enter a constant related to iron loss.
A predetermined function that uses the constant of the induction motor including the coefficient as a coefficient value
The slip frequency obtained from the calculation results and the
Predetermined function operation using the constant of the induction motor as a coefficient value
It can be obtained by approximating the slip frequency ratio obtained from the result.
By using a predetermined linear function, the slip frequency before correction is calculated as follows.
A slip frequency iron that outputs slip frequency after interpolation and correction
Loss component correction means, and the slip frequency iron loss component correction means
The corrected slip frequency and the rotation frequency output from
Addition of the output of the number detector and the above primary frequency
And the d-axis component and the q-axis component of the primary current are respectively
It is, add to the d-axis component directive and the q-axis component command of the primary current
Current for controlling the primary current of the induction motor to follow
And a component control circuit, the predetermined linear function of the slip frequency iron loss component correction means ne as a function of the primary frequency
Ri, the value of the product of the output of the current component command calculation means torque
Includes constants proportional to the command and whose amplitude ratio is related to iron loss.
Equal to a predetermined function value using the constant of the induction motor
Thus, a primary current command is output .

【0055】上記第2の目的に関連した請求項7の発明
に係る誘導電動機の制御装置は、電圧型インバータを用
いて、トルク電流及び励磁電流を1次周波数で回転する
直交回転座標軸(d−q軸と呼ぶ)上の1次電流のq軸
成分及びd軸成分に分離してそれぞれ制御するベクトル
制御方式により誘導電動機を制御する装置において、上
記電圧型インバータの電源側直流電圧を検出する直流電
圧検出部と、上記誘導電動機のトルク電流指令である1
次電流のq軸成分指令(補正前1次電流q軸成分指令と
呼ぶ)及び励磁電流指令である1次電流のd軸成分指令
(補正前1次電流d軸成分指令と呼ぶ)を入力し、その
振幅の比(電流比FAと呼ぶ)を出力する電流比演算手
段(A)と、上記電源側直流電圧を入力し、出力可能な
最大1次電圧値を演算する最大出力電圧演算回路と、三
相座標軸上もしくはd−q軸上の1次電圧指令と上記出
力可能最大1次電圧値とを入力し、電圧飽和の発生の有
無を検出し電圧飽和の度合いを第1の飽和量成分として
表して出力する電圧飽和検出手段と、上記誘導電動機の
回転周波数その他の変数を入力し、トルク指令通りのト
ルクを出力するために要する1次電圧を最小とする上記
1次電流のq軸成分指令とd軸成分指令の振幅の比(電
流比FBと呼ぶ)を、演算あるいは演算の結果をマップ
データ化したものより算出し出力する電流比演算手段
(B)と、上記第1の飽和量成分、上記電流比FA及び
電流比FBを入力し、飽和の度合いに応じて補正後の1
次電流のq軸成分指令(補正後1次電流q軸成分指令と
呼ぶ)及びd軸成分指令(補正後1次電流d軸成分指令
と呼ぶ)の振幅の比(電流比FCと呼ぶ)を出力する電
流比調整手段と、上記誘導電動機のトルク指令と上記電
流比FCを入力し、上記補正後1次電流q軸成分指令と
上記補正後1次電流d軸成分指令を出力する補正後電流
成分指令演算手段とを備えたものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a control apparatus for an induction motor, wherein a voltage type inverter is used to rotate a torque current and an exciting current at a primary frequency. In a device for controlling an induction motor by a vector control method in which the primary current is divided into a q-axis component and a d-axis component separately and controlled, A voltage detector, and a torque current command 1 for the induction motor.
A q-axis component command of the secondary current (referred to as a pre-correction primary current q-axis component command) and a d-axis component command of the primary current which is an excitation current command (referred to as a pre-correction primary current d-axis component command) are input. A current ratio calculating means (A) for outputting a ratio of the amplitude (referred to as a current ratio FA), a maximum output voltage calculating circuit for inputting the power supply side DC voltage and calculating a maximum output primary voltage value; , The primary voltage command on the three-phase coordinate axis or the dq axis and the outputtable maximum primary voltage value are input, the presence or absence of voltage saturation is detected, and the degree of voltage saturation is determined by a first saturation component. A voltage saturation detecting means, which is expressed and output as follows, and a rotation frequency of the induction motor and other variables are input, and a q-axis component of the primary current which minimizes a primary voltage required to output a torque according to a torque command. Ratio of amplitude of command and d-axis component command (referred to as current ratio FB) A current ratio calculating means (B) for calculating and outputting the result of the calculation or the result of the calculation into map data, and the first saturation component, the current ratio FA and the current ratio FB, and 1 after correction according to
The amplitude ratio (called current ratio FC) between the q-axis component command of the secondary current (referred to as the corrected primary current q-axis component command) and the d-axis component command (referred to as the corrected primary current d-axis component command). A current ratio adjusting means for outputting, a torque command for the induction motor and the current ratio FC, and a corrected current for outputting the corrected primary current q-axis component command and the corrected primary current d-axis component command. And a component command calculating means.

【0056】上記第2の目的に関連した請求項8の発明
に係る誘導電動機の制御装置は、請求項7において、上
記電流比調整手段が、電流比FCを調整してもなお、電
圧飽和が発生する場合に、これを検出して飽和の度合い
に応じた第2の飽和量成分をも出力するものであり、上
記第2の飽和量成分とトルク指令とを入力し、トルク指
令を補正するトルク指令補正手段をさらに備えたもので
ある。
In the control device for an induction motor according to the invention of claim 8 relating to the second object, in claim 7 , the voltage saturation is maintained even if the current ratio adjusting means adjusts the current ratio FC. When this occurs, this is detected and a second saturation component corresponding to the degree of saturation is also output. The second saturation component and the torque command are input to correct the torque command. This is further provided with a torque command correction means.

【0057】[0057]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態についての詳
細な動作説明に移る前に、先ず、第1の発明の基となる
鉄損を考慮した誘導電動機のベクトル制御方式について
説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Before proceeding to a detailed description of the operation of the embodiment of the present invention, first, a vector control method of an induction motor in consideration of iron loss, which is a basis of the first invention, will be described.

【0058】先ず、1次周波数で回転するd−q座標軸
上の誘導電動機の電圧・電流方程式は次式によって与え
られる。
First, the voltage / current equation of the induction motor on the dq coordinate axis rotating at the primary frequency is given by the following equation.

【0059】[0059]

【数12】 但し、Rs、Rr及びRmはそれぞれ、誘導電動機の1
次抵抗、2次抵抗及び鉄損抵抗である。Ls、Lr及び
Mはそれぞれ、誘導電動機の1次自己インダクタンス、
2次自己インダクタンス及び相互インダクタンスであ
る。また、Vds及びVqsはそれぞれ、1次電圧のd
軸成分及びq軸成分である。Ids及びIqsはそれぞ
れ1次電流のd軸成分及びq軸成分であり、Idr及び
Iqrはそれぞれ2次電流のd軸成分及びq軸成分であ
る。
(Equation 12) However, Rs, Rr and Rm are each one of the induction motors.
These are the secondary resistance, the secondary resistance, and the iron loss resistance. Ls, Lr and M are the primary self-inductance of the induction motor, respectively.
Secondary self-inductance and mutual inductance. In addition, Vds and Vqs are respectively the primary voltage d.
The axis component and the q-axis component. Ids and Iqs are the d-axis component and the q-axis component of the primary current, respectively, and Idr and Iqr are the d-axis component and the q-axis component of the secondary current, respectively.

【0060】また、ω及びωsはそれぞれ誘導電動機の
1次周波数及びすべり周波数であり、Pは微分演算子
(=d/dt)である。尚、上式において鉄損抵抗Rm
の値を零とすると、鉄損を無視した場合の誘導電動機の
d−q座標軸上における電圧・電流方程式と一致する。
Ω and ωs are the primary frequency and slip frequency of the induction motor, respectively, and P is the differential operator (= d / dt). In the above equation, the iron loss resistance Rm
Is zero, it matches the voltage / current equation on the dq coordinate axis of the induction motor when iron loss is ignored.

【0061】次に、鉄損を考慮した場合の誘導電動機の
2次磁束のd軸成分Φdr及びq軸成分Φqrは、次式
によって与えられる。
Next, the d-axis component Φdr and the q-axis component Φqr of the secondary magnetic flux of the induction motor in consideration of iron loss are given by the following equations.

【0062】[0062]

【数13】 (Equation 13)

【0063】更に、発生トルクTmは次式によって与え
られる。
Further, the generated torque Tm is given by the following equation.

【0064】[0064]

【数14】 [Equation 14]

【0065】尚、(20)式は鉄損の有無によらず成立
する。(18)式及び(19)式から、鉄損抵抗Rmの
存在によって、2次磁束のd軸成分Φdrは1次電流及
び2次電流のq軸成分Iqs及びIqrの影響を受け、
反対に2次磁束のq軸成分Φqrは1次電流及び2次電
流のd軸成分Ids及びIdrの影響を受けることが分
かる。その結果、(20)式から発生トルクTmも鉄損
の影響を受けることが分かる。
The equation (20) holds regardless of the presence or absence of iron loss. From the equations (18) and (19), the presence of the iron loss resistance Rm affects the d-axis component Φdr of the secondary magnetic flux by the q-axis components Iqs and Iqr of the primary current and the secondary current,
Conversely, it can be seen that the q-axis component Φqr of the secondary magnetic flux is affected by the d-axis components Ids and Idr of the primary current and the secondary current. As a result, it can be seen from Expression (20) that the generated torque Tm is also affected by iron loss.

【0066】次に、(18)、(19)式を(16)、
(17)式に代入してIdsとIqsを消去すると次式
が得られる。
Next, the equations (18) and (19) are converted to the equations (16),
When Ids and Iqs are eliminated by substituting into equation (17), the following equation is obtained.

【0067】[0067]

【数15】 (Equation 15)

【0068】また、(18)、(19)式を変形してI
drおよびIqrを求めると次式が得られる。
The equations (18) and (19) are modified to obtain I
When dr and Iqr are determined, the following equation is obtained.

【0069】[0069]

【数16】 (Equation 16)

【0070】次に、Φqr=0となる条件を求めると、
(22)式から次式によってすべり周波数ωsを与えれ
ばよいことがわかる。
Next, when the condition that Φqr = 0 is obtained,
From equation (22), it can be seen that the slip frequency ωs may be given by the following equation.

【0071】[0071]

【数17】 [Equation 17]

【0072】ここで、Iqrは直接検出することが困難
なので、(24)式を(26)式に代入してIqrを消
去すると次式が得られる。
Here, since it is difficult to directly detect Iqr, substituting equation (24) into equation (26) and eliminating Iqr yields the following equation.

【0073】[0073]

【数18】 (Equation 18)

【0074】更に、(23)式を(21)式に代入して
Idrを消去するとともにΦqr=0とすると次式が得
られる。
Further, if Idr is eliminated by substituting equation (23) into equation (21) and Φqr = 0, the following equation is obtained.

【0075】[0075]

【数19】 [Equation 19]

【0076】従って、(27)式を満足するようなすべ
り周波数ωsで誘導電動機を制御すれば、2次磁束が時
間的に変化するような過渡状態においても、定常状態と
同様にΦqrを零に保つこと、即ち、2次磁束ベクトル
の方向をd軸に一致させることができる。ここで、2次
磁束のd軸成分Φdrは、(28)式の演算によって1
次電流のd軸成分Idsおよびq軸成分Iqsから求め
ることができる。
Therefore, if the induction motor is controlled at the slip frequency ωs that satisfies the expression (27), Φqr is set to zero as in the steady state even in the transient state where the secondary magnetic flux changes with time. That is, the direction of the secondary magnetic flux vector can be made to coincide with the d-axis. Here, the d-axis component Φdr of the secondary magnetic flux is 1 by the calculation of Expression (28).
It can be obtained from the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the secondary current.

【0077】1次電流のd軸成分Ids及びq軸成分I
qsを検出すれば、(27)式の演算によって、すべり
周波数ωsを求めることができる。尚、(27)式及び
(28)式において、kの値は(25)式から明らかな
ように1次周波数ωの関数である。更に、公知のよう
に、鉄損抵抗Rmの値も1次周波数ωによって変化す
る。
The d-axis component Ids and the q-axis component I of the primary current
If qs is detected, the slip frequency ωs can be obtained by the calculation of Expression (27). Note that, in Expressions (27) and (28), the value of k is a function of the primary frequency ω as is apparent from Expression (25). Further, as is well known, the value of the core loss resistance Rm also changes according to the primary frequency ω.

【0078】そのため、(27)式及び(28)式の演
算を行う場合には、1次周波数ωが必要であるが、ωは
(2)式のように誘導電動機の回転周波数ωrとすべり
周波数ωsとを加算することによって求められる。
Therefore, when performing the calculations of the equations (27) and (28), the primary frequency ω is necessary. However, as shown in the equation (2), ω is the rotational frequency ωr of the induction motor and the slip frequency. and ωs.

【0079】次に、Φqr=0が常に成立するので、
(20)式から次式が定常状態だけでなく過渡状態にお
いても成立することがわかる。
Next, since Φqr = 0 always holds,
From equation (20), it can be seen that the following equation holds not only in a steady state but also in a transient state.

【0080】[0080]

【数20】 (Equation 20)

【0081】この式を利用して、外部から入力されるト
ルク指令に応じて2次磁束のd軸成分指令Φdr*及び
2次電流のq軸成分指令Iqr*を求めて、誘導電動機
の2次磁束のd軸成分Φdr及び2次電流のq軸成分I
qrが、それぞれこれらの指令値に追従するように制御
すれば、結果として誘導電動機の発生トルクを指令値通
りに制御することができる。
Using this equation, the d-axis component command Φdr * of the secondary magnetic flux and the q-axis component command Iqr * of the secondary current are obtained according to the torque command input from the outside, and the secondary D-axis component Φdr of magnetic flux and q-axis component I of secondary current
If qr is controlled to follow these command values, the torque generated by the induction motor can be controlled as a result of the command values.

【0082】ところが、誘導電動機の2次磁束のd軸成
分Φdr及び2次電流のq軸成分Iqrは直接制御でき
ないため、ここでは2次磁束のd軸成分指令Φdr*及
び2次電流のq軸成分指令Iqr*から1次電流のd軸
成分指令Ids*及びq軸成分指令Iqs*を求め、誘
導電動機の1次電流のd軸成分Ids及びq軸成分Iq
sが、それぞれの指令値に追従するように制御する。そ
こで、先ず、(18)、(19)式を変形してIdsお
よびIqsを求めると次式が得られる。
However, since the d-axis component Φdr of the secondary magnetic flux of the induction motor and the q-axis component Iqr of the secondary current cannot be directly controlled, the d-axis component command Φdr * of the secondary magnetic flux and the q-axis A d-axis component command Ids * and a q-axis component command Iqs * of the primary current are obtained from the component command Iqr *, and a d-axis component Ids and a q-axis component Iq of the primary current of the induction motor are obtained.
s is controlled so as to follow each command value. Therefore, first, the following equations are obtained by modifying equations (18) and (19) to obtain Ids and Iqs.

【0083】[0083]

【数21】 (Equation 21)

【0084】上式に(21)式を代入してIdrを消去
し、更に、
Substituting equation (21) into the above equation to eliminate Idr,

【0085】[0085]

【数22】 とおくと、次式が得られる。(Equation 22) Then, the following equation is obtained.

【0086】[0086]

【数23】 (Equation 23)

【0087】従って、(34)、(35)式の演算によ
って、2次磁束のd軸成分指令Φdr*及び2次電流の
q軸成分指令Iqr*から1次電流のd軸成分指令Id
s*及びq軸成分指令Iqs*を求めることができる。
尚、両式において、kの値及びRmの値は、1次周波数
ωの値によって変化するので、演算においてはωの値が
必要である。
Therefore, the d-axis component command Id of the primary current is calculated from the d-axis component command Φdr * of the secondary magnetic flux and the q-axis component command Iqr * of the secondary current by the calculations of the equations (34) and (35).
s * and q-axis component command Iqs * can be obtained.
In both formulas, the value of k and the value of Rm change depending on the value of the primary frequency ω, so that the value of ω is required in the calculation.

【0088】また、(36)式において、(Lr−M)
の値は誘導電動機の2次漏れインダクタンスの値と等し
いので、時定数Tr3の値はTr2の値と比較して非常
に小さい。従って、(35)式の演算において、Tr3
=0としても制御上の違いは殆ど生じない。
In the equation (36), (Lr−M)
Is equal to the value of the secondary leakage inductance of the induction motor, the value of the time constant Tr3 is much smaller than the value of Tr2. Therefore, in the calculation of the equation (35), Tr3
Even if = 0, there is almost no difference in control.

【0089】以上のようにして、1次電流のd軸成分指
令Ids*及びq軸成分指令Iqs*が求められるの
で、誘導電動機の1次電流のd軸成分Ids及びq軸成
分Iqsがこれらの指令値にそれぞれ追従するように制
御すればよい。
As described above, the d-axis component command Ids * and the q-axis component command Iqs * of the primary current are obtained, so that the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the primary current of the induction motor are calculated from these. What is necessary is just to control so that each may follow a command value.

【0090】ここで、公知のように、1次電流のd軸成
分Ids及びq軸成分Iqsは、1次電流Ius、Iv
s及びIwsと1次周波数ωとから次式の演算によって
求められる。
Here, as is known, the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the primary current are divided into the primary currents Ius, Iv
It is determined from s and Iws and the primary frequency ω by the following equation.

【0091】[0091]

【数24】 (Equation 24)

【0092】次に、Next,

【数25】 の関係を利用して、(37)、(38)式からIwsを
消去すると次式が得られる。
(Equation 25) By using the relationship to eliminate Iws from equations (37) and (38), the following equation is obtained.

【0093】[0093]

【数26】 (Equation 26)

【0094】従って、上式の演算によって得られた1次
電流のd軸成分Ids及びq軸成分Iqsが、それぞれ
の指令値に追従するように制御すればよい。
Therefore, the control may be performed so that the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the primary current obtained by the calculation of the above equation follow the respective command values.

【0095】以上が、第1の発明の基となる鉄損を考慮
した誘導電動機のベクトル制御方式であり、誘導電動機
の2次磁束のd軸成分Φdrと2次電流のq軸成分Iq
rを操作することにより、鉄損が無視できないような場
合でも良好なトルク制御性能を実現できる。
The above is the vector control method of the induction motor in consideration of the iron loss, which is the basis of the first invention. The d-axis component Φdr of the secondary magnetic flux and the q-axis component Iq of the secondary current of the induction motor are described.
By operating r, good torque control performance can be realized even when iron loss cannot be ignored.

【0096】次に、(30)式から、ある値の発生トル
クを得るためのΦdrとIqrの組み合わせは無数に存
在することがわかる。そこで、ΦdrとIqrの値をど
のように選べば誘導電動機の最大効率運転が実現できる
かについて説明する。先ず、(14)〜(17)式にお
いて微分項を無視する。すると、Φqr=0の条件と
(21)式より次式が得られる。
Next, from equation (30), it can be seen that there are countless combinations of Φdr and Iqr for obtaining a certain value of generated torque. Therefore, how to select the values of Φdr and Iqr to achieve the maximum efficiency operation of the induction motor will be described. First, the differential terms in the equations (14) to (17) are ignored. Then, the following equation is obtained from the condition of Φqr = 0 and the equation (21).

【0097】[0097]

【数27】 [Equation 27]

【0098】(14)、(15)式において微分項を無
視しさらに(43)式を代入する次式が得られる。
The following equations are obtained by ignoring the differential term in equations (14) and (15) and further substituting equation (43).

【0099】[0099]

【数28】 [Equation 28]

【0100】また、(31)、(32)式において、Φ
qr=0、Idr=0とおくと、次式が得られる。
In the equations (31) and (32), Φ
If qr = 0 and Idr = 0, the following equation is obtained.

【0101】[0101]

【数29】 (Equation 29)

【0102】さて、誘導電動機に入力される有効電力P
inは、公知のように次式で与えられる。
Now, the active power P input to the induction motor
in is given by the following equation as is known.

【0103】[0103]

【数30】 [Equation 30]

【0104】そこで、(44)〜(47)式を(48)
式に代入すると、次式が得られる。
Therefore, the equations (44) to (47) are changed to (48)
Substituting into the equation gives:

【0105】[0105]

【数31】 [Equation 31]

【0106】次に、誘導電動機の機械的出力Pout
は、公知のように次式で与えられる。
Next, the mechanical output Pout of the induction motor
Is given by the following equation as is known.

【0107】[0107]

【数32】 (Equation 32)

【0108】ここで、ωrmは誘導電動機の機械的回転
周波数であり、電気的回転周波数ωrとは次式の関係が
ある。
Here, ωrm is the mechanical rotation frequency of the induction motor, and has the following relationship with the electrical rotation frequency ωr.

【0109】[0109]

【数33】 [Equation 33]

【0110】(26)式を(51)式に代入してωsを
消去すると、次式が得られる。
When ωs is eliminated by substituting equation (26) into equation (51), the following equation is obtained.

【0111】[0111]

【数34】 (Equation 34)

【0112】従って、(30)式及び(52)式を(5
0)式に代入してTm及びωrmを消去すると、次式が
得られる。
Therefore, the equations (30) and (52) are replaced by (5)
When Tm and ωrm are eliminated by substituting into equation (0), the following equation is obtained.

【0113】[0113]

【数35】 (Equation 35)

【0114】すると、(49)、(53)式から誘導電
動機で発生する損失Plossは以下の式で与えられ
る。
Then, from the equations (49) and (53), the loss Ploss generated in the induction motor is given by the following equation.

【0115】[0115]

【数36】 [Equation 36]

【0116】発生トルクが一定という条件の下で、(5
4)式で示される損失Plossが最小となるようなΦ
drとIqrの組み合わせを求めれば、最大効率運転が
実現できることが分かる。そこで、次に、損失Plos
sが最小となるようなΦdrとIqrの組み合わせを求
める。先ず、発生トルクが一定という条件は(30)式
の関係から次式によって表される。
Under the condition that the generated torque is constant, (5
Φ such that the loss Ploss represented by the expression 4) is minimized.
It can be seen that maximum efficiency operation can be realized by obtaining a combination of dr and Iqr. Then, next, the loss Plos
A combination of Φdr and Iqr that minimizes s is obtained. First, the condition that the generated torque is constant is expressed by the following equation from the relationship of the equation (30).

【0117】[0117]

【数37】 (37)

【0118】そこで、(55)式を(54)式に代入し
てΦdrを消去すると、次式が得られる。
Therefore, when Φdr is eliminated by substituting equation (55) into equation (54), the following equation is obtained.

【0119】[0119]

【数38】 [Equation 38]

【0120】(56)式より、損失Plossが最小と
なるのは、(56)式の右辺をIqr2で微分した値が
零となる条件が成立する場合であることがわかる。従っ
て、この条件と(55)式から損失Plossが最小と
なる場合のΦdrとIqrの関係は次式によって与えら
れる。
From equation (56), it can be seen that the loss Ploss is minimized when the condition that the value obtained by differentiating the right side of equation (56) with Iqr 2 is zero is satisfied. Therefore, from this condition and equation (55), the relationship between Φdr and Iqr when the loss Ploss is minimized is given by the following equation.

【0121】[0121]

【数39】 [Equation 39]

【0122】即ち、ΦdrとIqrの振幅の比が(5
7)式を満足するように、トルク指令に応じてΦdrと
Iqrとを制御すれば最大効率運転が実現できる。尚、
(57)式は、(14)〜(17)式において微分項を
無視して導出したが、(14)〜(17)式は上述した
ように回転座標軸上の誘導電動機の電圧・電流方程式を
表している。
That is, the ratio of the amplitudes of Φdr and Iqr is (5
Maximum efficiency operation can be realized by controlling Φdr and Iqr according to the torque command so as to satisfy the expression (7). still,
The expression (57) is derived by ignoring the differential term in the expressions (14) to (17). However, the expressions (14) to (17) express the voltage / current equations of the induction motor on the rotating coordinate axis as described above. Represents.

【0123】従って、一定トルクで誘導電動機を加減速
運転するような場合は、(14)〜(17)式の微分項
は零となるので、(57)式によって最大効率運転が実
現できる。
Therefore, when the induction motor is accelerated / decelerated with a constant torque, the differential terms in equations (14) to (17) become zero, so that maximum efficiency operation can be realized by equation (57).

【0124】以上のように最大効率運転を実現する手順
として、トルク指令に応じて(57)式を満足する2次
磁束のd軸成分指令Φdr*及び2次電流のq軸成分指
令Iqr*を求め、2次磁束のd軸成分Φdr及び2次
電流のq軸成分Iqrがそれぞれの指令に追従するよう
に制御すればよい。しかし、上述のようにΦdr、Iq
rは直接制御できないため、Φdr*及びIqr*から
1次電流のd軸成分指令Ids*及びq軸成分指令Iq
s*を求め、1次電流のd軸成分Ids及びq軸成分I
qsが、それぞれの指令値に追従するように制御するこ
とになる。
As described above, as a procedure for realizing the maximum efficiency operation, the d-axis component command Φdr * of the secondary magnetic flux and the q-axis component command Iqr * of the secondary current satisfying the equation (57) according to the torque command. Then, control may be performed so that the d-axis component Φdr of the secondary magnetic flux and the q-axis component Iqr of the secondary current follow the respective commands. However, as described above, Φdr, Iq
Since r cannot be directly controlled, d-axis component command Ids * and q-axis component command Iq of the primary current are obtained from Φdr * and Iqr *.
s * is determined, and the d-axis component Ids and the q-axis component I of the primary current
qs is controlled so as to follow each command value.

【0125】即ち、(30)式及び(57)式を用いて
トルク指令Tm*及び1次周波数ωに応じたΦdr*及
びIqr*を求め、(34)式及び(35)式を用いて
このΦdr*及びIqr*をIds*及びIqs*に変
換し、Ids及びIqsがそれぞれの指令値に追従する
ように制御することになる。
That is, Φdr * and Iqr * corresponding to the torque command Tm * and the primary frequency ω are obtained by using the equations (30) and (57), and are obtained by using the equations (34) and (35). Φdr * and Iqr * are converted into Ids * and Iqs *, and control is performed so that Ids and Iqs follow their respective command values.

【0126】しかしながら、以上の手順に基づいて1次
電流のd軸成分指令Ids*及びq軸成分指令Iqs*
を求めるまでは演算過程が複雑であり、実現するために
高い演算能力を必要とする。そこで、この演算過程を簡
略化し、Ids*及びIqs*生成の省演算化を図る。
However, based on the above procedure, the d-axis component command Ids * and the q-axis component command Iqs * of the primary current are
The computation process is complicated until is obtained, and a high computation capability is required to realize it. Therefore, this calculation process is simplified, and the calculation of Ids * and Iqs * is reduced.

【0127】先ず、Iqs*とIds*の振幅の比の絶
対値は(34)式及び(35)式より次式で表される。
First, the absolute value of the ratio between the amplitudes of Iqs * and Ids * is expressed by the following equation from equations (34) and (35).

【0128】[0128]

【数40】 (Equation 40)

【0129】1次周波数の絶対値|ω|が決まれば(5
7)式が定まり、従って(58)式が定まることにな
る。そこで、|ω|に対応する|Iqs*/Ids*|
を予め求めておきマップデータ化することが可能とな
る。
When the absolute value | ω | of the primary frequency is determined, (5)
Equation (7) is determined, and therefore equation (58) is determined. Therefore, | Iqs * / Ids * | corresponding to | ω |
Can be obtained in advance and converted into map data.

【0130】また、発生トルクTmは1次電流のd軸成
分Ids及びq軸成分Iqsを用いて次式で表される。
The generated torque Tm is expressed by the following equation using the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the primary current.

【0131】[0131]

【数41】 (Equation 41)

【0132】ここで、Tm*とIqs*の符号が一致す
ることと、|Iqs*/Ids*|及び(59)式を用
いて、Tm=Tm*、Ids=Ids*、Iqs=Iq
s*とおき換えると、次式が得られる。
Here, Tm = Tm *, Ids = Ids *, Iqs = Iq using the fact that the signs of Tm * and Iqs * match, and | Iqs * / Ids * | and equation (59).
Substituting s * gives the following equation:

【0133】[0133]

【数42】 (Equation 42)

【0134】以上により、1次電流の指令生成に関し
て、1次周波数ωを用いて最大効率条件(57)式を満
足する|Iqs*/Iqs*|をマップデータより算出
し、これとトルク指令Tm*とから(60)、(61)
式を用いてIds*及びIqs*を得るという手順とす
ることで省演算化が図られる。
As described above, regarding the generation of the primary current command, | Iqs * / Iqs * | that satisfies the maximum efficiency condition (57) is calculated from the map data using the primary frequency ω. * Tokara (60), (61)
By using the formula to obtain Ids * and Iqs *, computation can be saved.

【0135】次に、すべり周波数ωsについては、2次
磁束のd軸成分Φdr、1次電流のd軸成分Ids及び
q軸成分Iqsを用いて(27)式より算出される。Φ
drはIds及びIqsを用いて(28)式により求め
られる。しかし、これらの鉄損を考慮した場合のすべり
周波数算出過程は、複雑なものとなり高い演算能力を要
す。そこで、限られた演算能力を有効利用する目的で
(27)、(28)式の演算を簡略化し、ωs算出の省
演算化を図る。
Next, the slip frequency ωs is calculated from equation (27) using the d-axis component Φdr of the secondary magnetic flux, the d-axis component Ids of the primary current, and the q-axis component Iqs. Φ
dr is obtained by equation (28) using Ids and Iqs. However, the slip frequency calculation process when these iron losses are taken into consideration is complicated and requires a high calculation capability. Therefore, for the purpose of effectively utilizing the limited computing power, the computations of the equations (27) and (28) are simplified, and the computation of ωs is reduced.

【0136】先ず、鉄損を考慮しない場合、Φdrは
(28)式にてk=0とおくことで次式のようになる。
First, when iron loss is not considered, Φdr is given by the following equation by setting k = 0 in equation (28).

【0137】[0137]

【数43】 [Equation 43]

【0138】従って、鉄損を考慮しない場合のすべり周
波数ωs’(上述の鉄損を考慮したすべり周波数と区別
するためにωs’と表記する)は(27)式にてk=0
とおき(62)式を用いると次式のように表される。
Accordingly, the slip frequency ωs ′ when iron loss is not taken into account (expressed as ωs ′ to distinguish it from the above-mentioned slip frequency taking into account iron loss) is k = 0 in equation (27).
Using the equation (62), the following equation can be used.

【0139】[0139]

【数44】 [Equation 44]

【0140】ここで、鉄損を考慮した場合のすべり周波
数ωsと鉄損を考慮しない場合のすべり周波数ωs’の
比を求めると、図7で表されるように回転周波数ωrに
対してほぼ1次関数の形を取る。そこでωsとωs’の
比を次式のように1次関数に近似する。
Here, when the ratio between the slip frequency ωs in which iron loss is taken into consideration and the slip frequency ωs ′ in which iron loss is not taken into account is obtained, as shown in FIG. Takes the form of the following function: Therefore, the ratio between ωs and ωs ′ is approximated to a linear function as in the following equation.

【0141】[0141]

【数45】 [Equation 45]

【0142】ここで、N及びOは誘導電動機の定数及び
運転条件によって定まる定数である。(64)式を用い
ると、鉄損を考慮したすべり周波数ωsは鉄損を考慮し
ないすべり周波数ωs’と回転周波数ωrから次式によ
り算出される。
Here, N and O are constants determined by the constants and operating conditions of the induction motor. Using the equation (64), the slip frequency ωs considering the iron loss is calculated by the following equation from the slip frequency ωs ′ not considering the iron loss and the rotation frequency ωr.

【0143】[0143]

【数46】 [Equation 46]

【0144】以上により、(63)〜(65)式を用い
ることで、すべり周波数ωsの算出に要する演算の省演
算化を図ることができる。
As described above, by using the equations (63) to (65), it is possible to reduce the calculation required for calculating the slip frequency ωs.

【0145】また、(57)式で示される最大効率制御
の条件式には1次抵抗Rs及び2次抵抗Rrが含まれ
る。公知のようにRs及びRrの値は温度に依存する。
例えば固定子巻線が銅の場合、温度と1次抵抗Rsの値
の関係は次式のようになる。
The conditional expression for the maximum efficiency control represented by the expression (57) includes the primary resistance Rs and the secondary resistance Rr. As is known, the values of Rs and Rr depend on the temperature.
For example, when the stator winding is made of copper, the relationship between the temperature and the value of the primary resistance Rs is as follows.

【0146】[0146]

【数47】 [Equation 47]

【0147】また、Rrについても同様に温度の関数で
表される。従って、電動機の温度変化によりRs及びR
r値が変動し、(57)式の右辺の値が変化する。これ
により、(58)式の右辺も変化することから、最大効
率制御を行う1次電流のd軸成分指令Ids*及びq軸
成分指令Iqs*は電動機の温度に依存する変数といえ
る。
Further, Rr is similarly represented by a function of temperature. Therefore, Rs and Rs are changed by the temperature change of the motor.
The r value fluctuates, and the value on the right side of equation (57) changes. As a result, the right side of equation (58) also changes, so that the d-axis component command Ids * and the q-axis component command Iqs * of the primary current for performing the maximum efficiency control can be said to be variables dependent on the temperature of the electric motor.

【0148】以下、本発明の実施の形態について添付図
面により説明する。 実施の形態1.図1は、本発明の実施の形態1による誘
導電動機制御装置の構成を示すブロック図である。尚、
図中、図23と同一符号は同一または相当部分を示す。
図1において、2aは速度検出器7から入力した回転周
波数ωrに基づいてトルク電流指令である1次周波数で
回転する直交回転座標軸(d−q軸と呼ぶ)上の1次電
流のq軸成分指令Iqs*と励磁電流指令である1次電
流のd軸成分指令Ids*との振幅の比(電流比と呼
ぶ)を出力する電流比記憶演算回路である。3aは誘導
電動機1のトルク指令Tm*と電流比記憶演算回路2a
から入力した電流比とに基づいて、1次電流のd軸成分
指令Ids*及びq軸成分指令Iqs*を出力する電流
成分指令演算手段である。12は電流検出器4の出力I
us、Ivsと後述する1次周波数ωを積分して得られ
た位相θとを入力して、1次電流のd軸成分Ids及び
q軸成分Iqsを演算する電流成分演算手段である。ま
た、8は1次電流のd軸成分Idsとq軸成分Iqsを
入力し、誘導電動機1の鉄損を考慮しない場合のすべり
周波数ωs’を演算するすべり周波数演算回路、9はす
べり周波数演算回路8から出力された鉄損を考慮しない
場合のすべり周波数ωs’と速度検出器7の出力である
回転周波数ωrとを加算して1次周波数ωとなす加算
器、11は1次周波数ωを積分して位相θを電流成分演
算手段12及び後述する電圧指令演算回路6へ出力する
積分器、5は1次電流のd軸成分Ids及びq軸成分I
qsが、それぞれd軸成分指令Ids*及びq軸成分指
令Iqs*に追従するように誘導電動機1の1次電流を
制御し1次電圧のd軸成分指令Vds*及びq軸成分指
令Vqs*を出力する電流成分制御回路、6は電流成分
制御回路5から出力されたVds*とVqs*及び積分
器11より出力された位相θに基づいて1次電圧指令V
us*(U相)、Vvs*(V相)、Vws*(W相)
をPWMインバータ10へ出力する電圧指令演算回路で
ある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an induction motor control device according to Embodiment 1 of the present invention. still,
In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 23 indicate the same or corresponding parts.
In FIG. 1, reference numeral 2a denotes a q-axis component of a primary current on an orthogonal rotating coordinate axis (referred to as a dq axis) rotating at a primary frequency which is a torque current command based on a rotation frequency ωr input from a speed detector 7. This is a current ratio storage / arithmetic circuit that outputs an amplitude ratio (referred to as a current ratio) between a command Iqs * and a d-axis component command Ids * of a primary current as an excitation current command. 3a is a torque command Tm * of the induction motor 1 and a current ratio storage arithmetic circuit 2a.
A current component command calculating means for outputting a d-axis component command Ids * and a q-axis component command Iqs * of the primary current based on the current ratio input from. 12 is the output I of the current detector 4
This is a current component calculating unit that inputs us, Ivs, and a phase θ obtained by integrating a primary frequency ω described later, and calculates a d-axis component Ids and a q-axis component Iqs of the primary current. Reference numeral 8 denotes a slip frequency calculation circuit that receives the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the primary current and calculates a slip frequency ωs ′ when the iron loss of the induction motor 1 is not considered, and 9 denotes a slip frequency calculation circuit. 8 is an adder that adds the slip frequency ωs ′ when the iron loss is not taken into consideration and the rotational frequency ωr output from the speed detector 7 to form a primary frequency ω, and 11 integrates the primary frequency ω. The integrator 5 outputs the phase θ to the current component calculation means 12 and a voltage command calculation circuit 6 described later. The integrator 5 includes a d-axis component Ids and a q-axis component I
qs controls the primary current of the induction motor 1 so as to follow the d-axis component command Ids * and the q-axis component command Iqs *, respectively, to obtain the d-axis component command Vds * and the q-axis component command Vqs * of the primary voltage. The output current component control circuit 6 outputs a primary voltage command V based on Vds * and Vqs * output from the current component control circuit 5 and the phase θ output from the integrator 11.
us * (U phase), Vvs * (V phase), Vws * (W phase)
Are output to the PWM inverter 10.

【0149】図2は電流比記憶演算回路2aの詳細な構
成を示すブロック図である。この図に示すように、電流
比記憶演算回路2aは、回転周波数ωrを入力して、そ
の絶対値|ωr|を求める絶対値回路23と、|ωr|
を入力して、記憶しているマップデータに基づいて1次
電流のq軸成分指令Iqs*及びd軸成分指令Ids*
の振幅の比(電流比|Iqs*/Ids*|)を出力す
るマップデータ部24aとより構成されている。
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of the current ratio storage operation circuit 2a. As shown in the figure, the current ratio storage operation circuit 2a receives the rotation frequency ωr, and calculates the absolute value | ωr |
And the q-axis component command Iqs * and the d-axis component command Ids * of the primary current based on the stored map data.
And a map data section 24a that outputs the ratio of the amplitudes of the current (current ratio | Iqs * / Ids * |).

【0150】図3は電流成分指令演算手段3aの詳細な
構成を示すブロック図である。この図に示すように、電
流成分指令演算手段3aは、トルク指令Tm*に所定の
係数をかけて出力する係数器31と、その係数器31の
出力の絶対値を求める絶対値回路32と、その絶対値回
路32の出力を分子とし、上記電流比記憶演算回路2a
の出力である電流比|Iqs*/Ids*|を分母とし
て入力し、除算してIds*2を得る除算器33と、I
ds*2の平方根を演算して1次電流のd軸成分指令I
ds*を出力する平方根演算回路34と、トルク指令T
m*を入力してTm*>0の場合には1、Tm*<0の
場合には−1、Tm*=0の場合には0をそれぞれ出力
する符号判別器35と、その符号判別器35の出力と電
流比|Iqs*/Ids*|を掛け合わせる乗算器36
と、平方根演算回路34の出力であるIds*と乗算器
36の出力とを掛け合わせて1次電流のq軸成分指令I
qs*を出力する乗算器37とより構成されている。
FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of the current component command calculating means 3a. As shown in the figure, the current component command calculating means 3a includes a coefficient unit 31 for multiplying a torque command Tm * by a predetermined coefficient and outputting the result, an absolute value circuit 32 for obtaining an absolute value of the output of the coefficient unit 31, Using the output of the absolute value circuit 32 as a numerator, the current ratio storage operation circuit 2a
The current ratio | Iqs * / Ids * |, which is the output of, as a denominator, and divides to obtain Ids * 2 ;
Calculates the square root of ds * 2 and obtains d-axis component command I of primary current.
ds *, a square root operation circuit 34, and a torque command T
a code discriminator 35 which outputs 1 when m * is input and Tm *> 0, -1 when Tm * <0, and 0 when Tm * = 0, and its sign discriminator 35 multiplied by the current ratio | Iqs * / Ids * |
Is multiplied by Ids *, which is the output of the square root operation circuit 34, and the output of the multiplier 36 to obtain the q-axis component command I of the primary current.
and a multiplier 37 for outputting qs *.

【0151】図4はすべり周波数演算回路8の詳細な構
成を示すブロック図である。この図に示すように、すべ
り周波数演算回路8は、1次電流のq軸成分Iqsに所
定の係数を掛ける係数器41と、1次電流のd軸成分I
dsを入力して時定数をTrとし1次遅れ成分を出力す
る1次遅れ回路42と、その1次遅れ回路42の出力に
所定の係数を掛けて出力する係数器43と、その係数器
41の出力を分子とし、係数器43の出力を分母として
除算し、鉄損を考慮しないすべり周波数ωs’を出力す
る除算器44とより構成されている。
FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration of the slip frequency calculation circuit 8. As shown in FIG. As shown in this figure, the slip frequency calculation circuit 8 includes a coefficient unit 41 for multiplying a q-axis component Iqs of the primary current by a predetermined coefficient, and a d-axis component Iqs of the primary current.
a first-order delay circuit 42 which inputs ds, sets a time constant to Tr, and outputs a first-order delay component, a coefficient unit 43 which multiplies the output of the first-order delay circuit 42 by a predetermined coefficient and outputs the result, and a coefficient unit 41 And a divider 44 that divides the output of the coefficient unit 43 as a denominator using the output of the coefficient unit 43 as a numerator and outputs the slip frequency ωs ′ without considering the iron loss.

【0152】次に、この実施の形態1の動作について説
明する。電流比記憶演算回路2aは、回転周波数ωrを
入力して最大効率制御の条件(57)式を満たす1次電
流のq軸成分指令Iqs*とd軸成分指令Ids*の振
幅の比(電流比|Iqs*/Ids*|)を出力する。
電流比記憶演算回路2aの内部は図2で示される構成で
あり、絶対値回路23で回転周波数ωrの絶対値|ωr
|を求め、マップデータ部24aにて予め記憶された
(57)式を満たす電流比((58)式)のマップデー
タに基づいて対応する電流比を取り出す。
Next, the operation of the first embodiment will be described. The current ratio storage arithmetic circuit 2a receives the rotation frequency ωr, and receives the ratio of the amplitude of the primary current q-axis component command Iqs * and the d-axis component command Ids * that satisfies the condition (57) of the maximum efficiency control (current ratio | Iqs * / Ids * |) is output.
The inside of the current ratio storage arithmetic circuit 2a has the configuration shown in FIG. 2, and the absolute value circuit 23 calculates the absolute value | ωr of the rotation frequency ωr.
Is obtained, and a corresponding current ratio is extracted based on the map data of the current ratio (Expression (58)) satisfying Expression (57) stored in advance in the map data section 24a.

【0153】次に、トルク指令Tm*と電流比|Iqs
*/Ids*|を電流成分指令演算手段3aに入力し、
(60)、(61)式の関係を用いて、1次電流のd軸
成分指令Ids*とq軸成分指令Iqs*を出力する。
Next, the torque command Tm * and the current ratio | Iqs
* / Ids * | to the current component command calculating means 3a,
The d-axis component command Ids * and the q-axis component command Iqs * of the primary current are output using the relations of equations (60) and (61).

【0154】以下、図3を用いて電流成分指令演算手段
3aの具体的動作について説明する。トルク指令Tm*
を係数器31を通して絶対値回路32に入力する。得ら
れた絶対値を分子、電流比|Iqs*/Ids*|を分
母として除算器33に入力すると、Ids*2が得られ
る。そのIds*2を平方根演算回路34に入力する
と、(60)式で示されるIds*が出力される。ま
た、トルク指令Tm*を符号判別器35に入力すると、
Tm*>0の場合には1、Tm*<0の場合には−1、
Tm*=0の場合には0が出力される。符号判別器35
の出力と電流比|Iqs*/Ids*|とを乗算器36
で掛け合わせ、更に、乗算器36の出力と平方根演算回
路34の出力Ids*とを乗算器37で掛け合わせる
と、(61)式で示されるIqs*が得られる。
The specific operation of the current component command calculation means 3a will be described below with reference to FIG. Torque command Tm *
Is input to the absolute value circuit 32 through the coefficient unit 31. When the obtained absolute value is input to the divider 33 using the numerator and the current ratio | Iqs * / Ids * | as the denominator, Ids * 2 is obtained. When the Ids * 2 is input to the square root operation circuit 34, the Ids * represented by the equation (60) is output. When the torque command Tm * is input to the code discriminator 35,
1 if Tm *> 0, -1 if Tm * <0,
When Tm * = 0, 0 is output. Sign discriminator 35
And the current ratio | Iqs * / Ids * |
Further, when the output of the multiplier 36 and the output Ids * of the square root operation circuit 34 are multiplied by the multiplier 37, Iqs * represented by the equation (61) is obtained.

【0155】次に、電流検出器4によって検出された1
次電流Ius(U相)、Ivs(V相)及び積分器11
によって演算された位相θを電流成分演算手段12に入
力すると、(41)、(42)式の演算が行われ、1次
電流のd軸成分Idsとq軸成分Iqsが出力される。
Next, 1 is detected by the current detector 4.
Next current Ius (U phase), Ivs (V phase) and integrator 11
Is input to the current component calculating means 12, the equations (41) and (42) are calculated, and the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the primary current are output.

【0156】続いて、電流成分演算手段12より出力さ
れた1次電流のd軸成分Idsとq軸成分Iqsをすべ
り周波数演算回路8に入力すると、(63)式の演算が
なされ鉄損を考慮しないすべり周波数ωs’が出力され
る。具体的には、図4に示すように1次電流のq軸成分
Iqsに係数器41の係数を掛けたものを分子、1次電
流のd軸成分Idsを1次遅れ回路42に通して得られ
た出力に係数器43の係数を掛けたものを分母として除
算器44に入力すると、(63)式の演算がなされω
s’が出力される。
Subsequently, when the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the primary current output from the current component calculating means 12 are input to the slip frequency calculating circuit 8, the formula (63) is calculated and the iron loss is considered. A slip frequency ωs ′ that is not to be output is output. Specifically, as shown in FIG. 4, a product obtained by multiplying the q-axis component Iqs of the primary current by the coefficient of the coefficient unit 41 is obtained by passing the d-axis component Ids of the primary current through the primary delay circuit 42. When a product obtained by multiplying the obtained output by the coefficient of the coefficient unit 43 is input to the divider 44 as a denominator, the operation of Expression (63) is performed and ω
s' is output.

【0157】次に、速度検出器7から出力される回転周
波数ωrとすべり周波数演算回路8から出力されるω
s’を加算器9で加算することで1次周波数ωが得られ
る。更に、1次周波数ωを積分器11で積分すると(3
9)式で示されるように位相θが得られる。
Next, the rotation frequency ωr output from the speed detector 7 and the rotation frequency ωr output from the slip frequency
The primary frequency ω is obtained by adding s ′ by the adder 9. Further, when the primary frequency ω is integrated by the integrator 11, (3
The phase θ is obtained as shown by the equation 9).

【0158】続いて、電流成分指令演算手段3aから出
力される1次電流のd軸成分指令Ids*とq軸成分指
令Iqs*、電流成分演算手段12から出力される1次
電流のd軸成分Idsとq軸成分Iqs、及び1次周波
数ωとを電流成分制御回路5に入力して、IdsがId
s*に追従するようIds*とIdsの偏差を増幅(P
I制御)すると、1次電圧のd軸成分指令Vds*が出
力される。また、同様に、IqsがIqs*に追従する
ようIqs*とIqsの偏差を増幅(PI制御)すると
1次電圧のq軸成分指令Vqs*が出力される。
Subsequently, the d-axis component command Ids * and the q-axis component command Iqs * of the primary current output from the current component command calculating means 3a, and the d-axis component of the primary current output from the current component calculating means 12 Ids, the q-axis component Iqs, and the primary frequency ω are input to the current component control circuit 5, and Ids is set to Id
The deviation between Ids * and Ids is amplified to follow s * (P
I control), a primary voltage d-axis component command Vds * is output. Similarly, when the difference between Iqs * and Iqs is amplified (PI control) so that Iqs follows Iqs *, q-axis component command Vqs * of the primary voltage is output.

【0159】次に、電圧指令演算回路6は、電流成分制
御回路5から出力された1次電圧のd軸成分指令Vds
*とq軸成分指令Vqs*とを入力し、次に示す(6
7)、(68)、(69)式によって1次電圧指令Vu
s*(U相)、Vvs*(V相)、Vws*(W相)を
出力する。ここで、(37)、(38)、(40)式は
電圧についても同様に成立するので、これらの式におい
てIus、Ivs、Iws、Ids、Iqsをそれぞれ
Vus*、Vvs*、Vws*、Vds*、Vqs*に
おき換えた後、Vus*、Vvs*、Vws*について
解くと次式が得られる。
Next, the voltage command calculation circuit 6 outputs the d-axis component command Vds of the primary voltage output from the current component control circuit 5.
* And q-axis component command Vqs *, and the following (6
7), (68) and (69), the primary voltage command Vu
s * (U phase), Vvs * (V phase), Vws * (W phase) are output. Here, equations (37), (38), and (40) hold in the same manner for voltage, and therefore, in these equations, Ius, Ivs, Iws, Ids, and Iqs are respectively represented by Vus *, Vvs *, Vws *, and Vds. *, Vqs *, and then solving for Vus *, Vvs *, Vws *, the following equation is obtained.

【数48】 [Equation 48]

【0160】続いて、PWMインバータ10によって、
誘導電動機1に印加される各相毎の1次電圧が、d−q
軸上にて電流成分制御回路5から出力された1次電圧指
令に追従するように制御される。その結果、誘導電動機
1の1次電流のd軸成分Idsとq軸成分Iqsはそれ
ぞれの指令に追従することになり、最大効率条件(5
7)式に基づいて誘導電動機1を運転することが可能と
なる。
Subsequently, by the PWM inverter 10,
The primary voltage of each phase applied to the induction motor 1 is dq
The control is performed so as to follow the primary voltage command output from the current component control circuit 5 on the axis. As a result, the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the primary current of the induction motor 1 follow the respective commands, and the maximum efficiency condition (5
The induction motor 1 can be operated based on the equation (7).

【0161】実施の形態2.図5は、第1の発明に関連
する実施の形態として実施の形態2による誘導電動機制
御装置の構成を示すブロック図である。尚、図中、図1
と同一符号は同一または相当部分を示す。図5におい
て、この実施の形態2は、周波数演算回路8より出力さ
れた鉄損を考慮しないすべり周波数(補正前すべり周波
数)ωs’を鉄損を考慮したすべり周波数(補正後すべ
り周波数)ωsへと補正するすべり周波数鉄損成分補正
手段13を備えること以外は、前記図1の実施の形態1
と同じである。
Embodiment 2 FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of an induction motor control device according to Embodiment 2 as an embodiment related to the first invention. Note that in FIG.
The same reference numerals indicate the same or corresponding parts. In FIG. 5, in the second embodiment, the slip frequency (slip frequency before correction) ωs ′ not considering the iron loss output from the frequency calculation circuit 8 is changed to the slip frequency (slip frequency after correction) ωs considering the iron loss. Embodiment 1 of FIG. 1 except that a slip frequency iron loss component correcting means 13 for correcting
Is the same as

【0162】図6はすべり周波数鉄損成分補正手段13
の詳細な構成を示すブロック図である。この図に示すよ
うに、すべり周波数鉄損成分補正手段13は、回転周波
数ωrを入力してその絶対値|ωr|を求める絶対値回
路51と、|ωr|を入力して誘導電動機1の回転周波
数ωrに対する所定の1次関数の演算結果をすべり周波
数比Jとして出力する1次関数演算器52と、その1次
関数演算器52より出力されたすべり周波数比Jとすべ
り周波数演算回路8から出力された鉄損を考慮しないす
べり周波数ωs’とを掛け合わせて鉄損を考慮したすべ
り周波数ωsを出力する乗算器53とで構成されてい
る。
FIG. 6 shows the slip frequency iron loss component correcting means 13.
FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of the embodiment. As shown in the figure, the slip frequency iron loss component correction means 13 receives an absolute value circuit 51 for inputting the rotation frequency ωr to obtain an absolute value | ωr | and a rotation of the induction motor 1 by inputting | ωr | A linear function calculator 52 that outputs a calculation result of a predetermined linear function with respect to the frequency ωr as a slip frequency ratio J, and a slip frequency ratio J output from the linear function calculator 52 and an output from the slip frequency calculator 8 And a multiplier 53 that multiplies the slip frequency ωs ′ that does not consider the iron loss and outputs the slip frequency ωs that takes the iron loss into account.

【0163】図6を用いてすべり周波数鉄損成分補正手
段13の具体的動作について説明する。回転周波数ωr
を絶対値回路51へ入力して|ωr|を求め、その|ω
r|を1次関数演算器52に入力する。すると、(6
4)式で示される1次関数で近似した、鉄損を考慮しな
いすべり周波数ωs’と鉄損を考慮したすべり周波数ω
sとの比(すべり周波数比)Jが出力される。この1次
関数演算器52の出力Jとすべり周波数演算回路8から
出力された鉄損を考慮しないすべり周波数ωs’とを乗
算器53で掛け合わせると、(65)式に基づいて鉄損
を考慮したすべり周波数ωsが得られる。1次関数で近
似したすべり周波数比Jは図7のように表される。
A specific operation of the slip frequency iron loss component correcting means 13 will be described with reference to FIG. Rotation frequency ωr
Is input to the absolute value circuit 51 to obtain | ωr |
r | is input to the linear function calculator 52. Then, (6
4) Slip frequency ωs ′ not considering iron loss and slip frequency ω considering iron loss, approximated by a linear function represented by equation (4)
A ratio (slip frequency ratio) J to s is output. When the output J of the linear function calculator 52 and the slip frequency ωs ′ not considering the iron loss output from the slip frequency calculation circuit 8 are multiplied by the multiplier 53, the iron loss is considered based on the equation (65). The obtained slip frequency ωs is obtained. The slip frequency ratio J approximated by a linear function is expressed as shown in FIG.

【0164】次に、速度検出器7から出力される回転周
波数ωrとすべり周波数鉄損成分補正手段13から出力
される鉄損を考慮したすべり周波数ωsとを加算器9で
加算することにより、1次周波数ωが得られる。
Next, the rotation frequency ωr output from the speed detector 7 and the slip frequency ωs considering the iron loss output from the slip frequency iron loss component correcting means 13 are added by the adder 9 to obtain 1 The next frequency ω is obtained.

【0165】実施の形態3.図8は、第1の発明に関連
する実施の形態として実施の形態3による誘導電動機制
御装置の構成を示すブロック図であり、図中、図1と同
一符号は同一または相当部分を示す。この実施の形態で
は、図8に示すように、誘導電動機1の固定子巻線の温
度を検出する電動機温度検出器14を備え、この電動機
温度検出器14の出力を電流比記憶演算回路2bに入力
して、電流比の演算に反映させたものである。
Embodiment 3 FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an induction motor control device according to Embodiment 3 as an embodiment related to the first invention, in which the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. In this embodiment, as shown in FIG. 8, an electric motor temperature detector 14 for detecting the temperature of the stator winding of the induction motor 1 is provided, and the output of the electric motor temperature detector 14 is supplied to the current ratio storage operation circuit 2b. This is input and reflected in the calculation of the current ratio.

【0166】即ち、上述のように、1次抵抗Rsは、例
えば固定子巻線が銅の場合、電動機温度の変化により
(66)式に従ってその値が変動する。よって、(5
7)式の右辺の値が温度によって変化するため、(5
8)式の右辺も変化する。このことより、最大効率制御
を実現する1次電流のq軸成分指令Iqs*とd軸成分
指令Ids*の振幅の比(電流比|Iqs*/Ids*
|)は電動機温度の関数となる。
That is, as described above, for example, when the stator winding is made of copper, the value of the primary resistance Rs fluctuates according to the equation (66) due to a change in the motor temperature. Therefore, (5
Since the value on the right side of equation (7) changes with temperature, (5)
The right side of equation 8) also changes. Thus, the ratio of the amplitude of the primary current q-axis component command Iqs * and the d-axis component command Ids * for realizing the maximum efficiency control (current ratio | Iqs * / Ids *)
|) Is a function of the motor temperature.

【0167】そこで、電流比記憶演算回路2bのマップ
データ部24bで記憶する電流比|Iqs*/Ids*
|のデータは、温度による変動を考慮し、(57)、
(58)、(66)式に従って演算した結果をマップデ
ータ化したものとする。図9は電流比記憶演算回路2b
の詳細な構成を示すブロック図である。即ち、電流比記
憶演算回路2bは回転周波数ωrと電動機温度検出器1
4の出力である電動機温度とを入力し、各入力の状態に
応じた電流比|Iqs*/Ids*|を出力する。
Therefore, the current ratio | Iqs * / Ids * stored in the map data section 24b of the current ratio storage operation circuit 2b.
| Data is taken into account the variation due to temperature, (57),
It is assumed that the results calculated according to the equations (58) and (66) are converted into map data. FIG. 9 shows a current ratio storage operation circuit 2b.
FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of the embodiment. That is, the current ratio storage arithmetic circuit 2b determines the rotation frequency ωr and the motor temperature detector 1
4 and the motor temperature, and outputs a current ratio | Iqs * / Ids * | according to the state of each input.

【0168】実施の形態4.図10は、第1の発明に関
連する実施の形態として実施の形態4による誘導電動機
制御装置の構成を示すブロック図であり、図中、図1と
同一符号は同一または相当部分を示す。図10におい
て、この実施の形態4は、1次電流のd軸成分Idsと
回転周波数ωrとを入力し、各入力の状態に応じた励磁
インダクタンスM’を出力するインダクタンス補正手段
15を備え、このインダクタンス補正手段15の出力を
電流成分指令演算手段3bに入力して、その演算に反映
させるようにしたものである。即ち、電流成分指令演算
手段3bは、誘導電動機1のトルク指令Tm*、電流比
記憶演算回路2aの出力である電流比、及びインダクタ
ンス補正手段15の出力である励磁インダクタンスM’
を入力して、1次電流のd軸成分指令Ids*及びq軸
成分指令Iqs*を出力する。
Embodiment 4 FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of an induction motor control device according to Embodiment 4 as an embodiment related to the first invention, in which the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. In FIG. 10, the fourth embodiment includes an inductance correction unit 15 that inputs the d-axis component Ids of the primary current and the rotation frequency ωr, and outputs an excitation inductance M ′ according to the state of each input. The output of the inductance correction means 15 is input to the current component command calculation means 3b and reflected in the calculation. That is, the current component command calculation means 3b outputs the torque command Tm * of the induction motor 1, the current ratio output from the current ratio storage calculation circuit 2a, and the excitation inductance M 'output from the inductance correction means 15.
To output a primary current d-axis component command Ids * and a q-axis component command Iqs *.

【0169】図11はインダクタンス補正手段15の詳
細な構成を示すブロック図である。この図に示すよう
に、インダクタンス補正手段15は、回転周波数ωrを
入力してその絶対値|ωr|を求める絶対値回路61
と、|ωr|及び1次電流のd軸成分Idsを入力し
て、マップデータに基づいて励磁インダクタンスM’を
出力するマップデータ部62とで構成されている。
FIG. 11 is a block diagram showing a detailed configuration of the inductance correcting means 15. As shown in this figure, the inductance correction means 15 receives the rotation frequency ωr and obtains the absolute value | ωr |
And a map data unit 62 that receives | ωr | and the d-axis component Ids of the primary current and outputs the excitation inductance M ′ based on the map data.

【0170】図12は電流成分指令演算手段3bの詳細
な構成を示すブロック図である。電流成分指令演算手段
3bは、トルク指令Tm*、電流比記憶演算回路2aが
出力する電流比|Iqs*/Ids*|、インダクタン
ス補正手段15が出力する励磁インダクタンスM’とを
入力し、1次電流のd軸成分指令Ids*及び(Tm*
・Lr)/(Pm・M’2)を演算し出力する励磁電流
指令演算回路70と、Ids*を入力して、その最大値
を磁束が飽和する限界の値に制限して出力する制限回路
71と、(Tm*・Lr)/(Pm・M’2)を分子と
し、制限回路71から出力されるIds*を分母として
入力して除算し、1次電流のq軸成分指令Iqs*とな
す除算器72とにより構成される。更に、励磁電流指令
演算回路70は、トルク指令Tm*に所定の係数を掛け
て出力する係数器73と、インダクタンス補正手段15
の出力である励磁インダクタンスM’を自乗して出力す
る乗算器74と、係数器73の出力を分子とし、乗算器
74の出力を分母として入力し、除算して(Tm*・L
r)/(Pm・M’2)となす除算器75と、その除算
器75の出力の絶対値を求める絶対値回路76と、その
絶対値回路76の出力を分子とし、電流比記憶演算回路
2aの出力である電流比|Iqs*/Ids*|を分母
として入力し、除算してIds*2を得る除算器77
と、Ids*2の平方根を演算してd軸成分指令Ids
*を出力する平方根演算回路78とにより構成される。
FIG. 12 is a block diagram showing a detailed configuration of the current component command calculating means 3b. The current component command calculation means 3b receives the torque command Tm *, the current ratio | Iqs * / Ids * | output from the current ratio storage calculation circuit 2a, and the excitation inductance M 'output from the inductance correction means 15, and Current d-axis component commands Ids * and (Tm *
An excitation current command calculation circuit 70 that calculates and outputs (Lr) / (Pm · M′2); and a limiting circuit that inputs Ids *, limits the maximum value to the limit value at which magnetic flux is saturated, and outputs the limit value. 71 and (Tm * · Lr) / (Pm · M′2) as numerators, and Ids * output from the limiting circuit 71 as a denominator, which is divided by dividing by the q-axis component command Iqs * of the primary current. And a divider 72. Further, the excitation current command calculation circuit 70 includes a coefficient unit 73 that multiplies the torque command Tm * by a predetermined coefficient and outputs the result.
A multiplier 74 which squares the output of the excitation inductance M ′, which is the output of the multiplier 74, and an output of the coefficient unit 73 are used as a numerator, and an output of the multiplier 74 is input as a denominator and divided (Tm * · L
r) / (Pm · M′2), an absolute value circuit 76 for obtaining the absolute value of the output of the divider 75, and a current ratio storage arithmetic circuit using the output of the absolute value circuit 76 as a numerator. The current ratio | Iqs * / Ids * | output from 2a is input as a denominator and divided to obtain Ids * 2 by a divider 77.
And the square root of Ids * 2 to calculate the d-axis component command Ids
And a square root operation circuit 78 for outputting *.

【0171】次にこの実施の形態4の動作について説明
する。回転周波数ωrと1次電流のd軸成分Idsとを
インダクタンス補正手段15へ入力すると、インダクタ
ンス補正手段15の内部では、絶対値回路61により回
転周波数の絶対値|ωr|が求められ、この|ωr|及
びIdsに対応づけられた励磁インダクタンスM’がマ
ップデータ部62より出力される。これがインダクタン
ス補正手段15の出力となる。次に、トルク指令Tm
*、励磁インダクタンスM’、及び電流比|Iqs*/
Ids*|を電流成分指令演算手段3bへ入力すると、
その内部でトルク指令Tm*に係数器73の係数を掛け
たものを分子とし、励磁インダクタンスM’を乗算器7
4により自乗したものを分母として除算器75により
(Tm*・Lr)/(Pm・M’2)が得られる。更
に、(Tm*・Lr)/(Pm・M’2)を絶対値回路
76に通して得られた|(Tm*・Lr)/(Pm・
M’2)|を分子とし、電流比|Iqs*/Ids*|
を分母として除算器77によりIds*2が得られ、平
方根演算回路78によりIds*が得られる。以上の演
算過程は(60)式に基づくものである。次に、Ids
*は制限回路71により最大値を磁束が飽和する限界の
値に制限される。更に、(Tm*・Lr)/(Pm・
M’2)を分子とし、制限回路78を通過したIds*
を分母として除算器72により除算すると(59)式に
基づく演算によりIqs*が得られる。
Next, the operation of the fourth embodiment will be described. When the rotation frequency ωr and the d-axis component Ids of the primary current are input to the inductance correction means 15, the absolute value circuit 61 calculates the absolute value | ωr | of the rotation frequency inside the inductance correction means 15, and this | ωr Excitation inductance M ′ associated with | and Ids is output from map data unit 62. This is the output of the inductance correction means 15. Next, the torque command Tm
*, Excitation inductance M ′, and current ratio | Iqs * /
When Ids * | is input to the current component command calculating means 3b,
Inside the numerator, the torque command Tm * multiplied by the coefficient of the coefficient unit 73 is used as the numerator, and the exciting inductance M ′ is multiplied by the multiplier 7.
(Tm * · Lr) / (Pm · M ′ 2 ) is obtained by the divider 75 using the squared value of 4 as the denominator. Further, | (Tm * · Lr) / (Pm ·) obtained by passing (Tm * · Lr) / (Pm · M ′ 2 ) through the absolute value circuit 76
M ′ 2 ) | is a numerator and the current ratio | Iqs * / Ids * |
Is used as the denominator, Ids * 2 is obtained by the divider 77, and Ids * is obtained by the square root operation circuit 78. The above calculation process is based on equation (60). Next, Ids
* Is limited by the limiting circuit 71 to the maximum value at which the magnetic flux is saturated. Further, (Tm * · Lr) / (Pm ·
Ids * passed through the limiting circuit 78 with M ′ 2 ) as the numerator
Is divided by the divider 72 as a denominator, Iqs * is obtained by the operation based on the expression (59).

【0172】実施の形態5.上記実施の形態1乃至4に
おいて、電流比記憶演算回路2aのマップデータ部24
a、または、電流比記憶演算回路2bのマップデータ部
24bで記憶されている電流比のマップデータが、少な
くとも回転周波数ωrに関して1次関数近似されたデー
タであってもよい。この場合の|ωr|に対する電流比
|Iqs*/Ids*|の関係の例は図13に示され
る。
Embodiment 5 FIG. In the first to fourth embodiments, the map data unit 24 of the current ratio storage operation circuit 2a
a, or the map data of the current ratio stored in the map data section 24b of the current ratio storage operation circuit 2b may be data obtained by linearly approximating at least the rotation frequency ωr. FIG. 13 shows an example of the relationship of the current ratio | Iqs * / Ids * | to | ωr | in this case.

【0173】実施の形態6.上記実施の形態5の電流比
記憶演算回路2aまたは2bにおいて、速度検出器7か
ら出力される回転周波数ωrを入力する代わりに、加算
器9から出力される1次周波数ωを用いてもよい。
Embodiment 6 FIG. In the current ratio storage operation circuit 2a or 2b of the fifth embodiment, the primary frequency ω output from the adder 9 may be used instead of inputting the rotation frequency ωr output from the speed detector 7.

【0174】実施の形態7.上記実施の形態2のすべり
周波数鉄損成分補正手段13において、速度検出器7か
ら出力される回転周波数ωrを入力する代わりに、加算
器9から出力される1次周波数ωを用いてもよい。
Embodiment 7 In the slip frequency iron loss component correcting means 13 of the second embodiment, the primary frequency ω output from the adder 9 may be used instead of inputting the rotation frequency ωr output from the speed detector 7.

【0175】次に、第2の発明の実施の形態について説
明する前に、第2の発明の基となる所定トルクを最小の
1次電圧で発生するベクトル制御法について説明する。
1次周波数で回転するd−q軸上の誘導電動機の電圧・
電流方程式は、鉄損を想定せず定常状態について考えた
場合、公知のように(14)〜(17)式より次式で表
される。
Next, before describing the embodiment of the second invention, a vector control method for generating a predetermined torque with a minimum primary voltage, which is a basis of the second invention, will be described.
The voltage of the induction motor on the dq axes rotating at the primary frequency
When a steady state is considered without assuming iron loss, the current equation is expressed by the following equation from equations (14) to (17) as is known.

【0176】[0176]

【数49】 但し、Rs及びRrはそれぞれ、誘導電動機の1次抵抗
及び2次抵抗である。Ls、Lr及びMはそれぞれ、誘
導電動機の1次自己インダクタンス、2次自己インダク
タンス及び相互インダクタンスである。また、Vds及
びVqsはそれぞれ、1次電圧のd軸成分及びq軸成分
である。Ids及びIqsはそれぞれ1次電流のd軸成
分及びq軸成分であり、Idr及びIqrはそれぞれ2
次電流のd軸成分及びq軸成分である。ω及びωs’は
それぞれ誘導電動機の1次周波数及び鉄損を想定しない
すべり周波数である。
[Equation 49] Here, Rs and Rr are the primary resistance and the secondary resistance of the induction motor, respectively. Ls, Lr, and M are a primary self inductance, a secondary self inductance, and a mutual inductance of the induction motor, respectively. Vds and Vqs are the d-axis component and the q-axis component of the primary voltage, respectively. Ids and Iqs are the d-axis component and the q-axis component of the primary current, respectively, and Idr and Iqr are respectively 2
These are the d-axis component and the q-axis component of the secondary current. ω and ωs ′ are the primary frequency of the induction motor and the slip frequency without assuming iron loss, respectively.

【0177】ここで、2次磁束ベクトルの方向をd軸に
一致させるため2次磁束のd軸成分Φdr及びq軸成分
Φqrのうち、Φqrを零とおき整理すると、公知のベ
クトル制御におけるすべり周波数ωs’は(63)式
で、発生トルクTmは(59)式でそれぞれ表され、2
次磁束のd軸成分Φdr及び電圧・電流方程式はそれぞ
れ次式で表される。
Here, if the Φqr of the d-axis component Φdr and the q-axis component Φqr of the secondary magnetic flux is set to zero in order to make the direction of the secondary magnetic flux vector coincide with the d-axis, the slip frequency in the known vector control is obtained. ωs ′ is expressed by Expression (63), and the generated torque Tm is expressed by Expression (59).
The d-axis component Φdr of the next magnetic flux and the voltage / current equation are expressed by the following equations, respectively.

【0178】[0178]

【数50】 [Equation 50]

【0179】(75)、(76)式より、1次電圧Vs
は次式のようになる。
From equations (75) and (76), the primary voltage Vs
Becomes as follows.

【0180】[0180]

【数51】 (Equation 51)

【0181】ここで、発生トルクTm=TA、1次電圧
Vs=VsAの場合を考える。(59)式よりIds・
Iqsは次式のように表現できる。
Here, the case where the generated torque Tm = TA and the primary voltage Vs = VsA will be considered. From equation (59), Ids
Iqs can be expressed as the following equation.

【0182】[0182]

【数52】 (Equation 52)

【0183】(78)式を(77)式に代入し、次式の
ように変形する。
The equation (78) is substituted into the equation (77), and the following equation is applied.

【0184】[0184]

【数53】 (Equation 53)

【0185】ここで、(79)式で示される楕円と(7
8)式で示される曲線が一点で接する場合、その接点に
おける1次電流のd軸成分Idsとq軸成分Iqsの組
み合わせが、トルクTAを発生し、且つ、1次電圧がV
sAである唯一の組み合わせとなる。この模様を図14
に示す。これ以外の、(78)式を満たすIdsとIq
sの組み合わせでは、トルクTAを発生するために1次
電圧としてVsAより大きな値が必要となる。言い換え
れば、(79)式で示される楕円と(78)式で示され
る曲線が一点で接する場合のIdsとIqsの組み合わ
せを用いれば、所要のトルクを最小の1次電圧で発生す
る、または、所定の1次電圧で最大のトルクを発生する
ことができる。
Here, the ellipse expressed by the equation (79) and (7)
8) When the curve represented by the equation is in contact at one point, the combination of the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the primary current at the contact generates a torque TA, and the primary voltage is V
This is the only combination that is sA. This pattern is shown in FIG.
Shown in Other than this, Ids and Iq satisfying the expression (78)
In the combination of s, a value larger than VsA is required as the primary voltage to generate the torque TA. In other words, by using a combination of Ids and Iqs when the ellipse represented by the equation (79) and the curve represented by the equation (78) meet at one point, a required torque is generated at the minimum primary voltage, or The maximum torque can be generated at a predetermined primary voltage.

【0186】(79)式で示される楕円と(78)式で
示される曲線の接点は以下のようにして求められる。
(78)式よりIqsをIdsを用いて表すと次式とな
る。
The contact point between the ellipse shown by the equation (79) and the curve shown by the equation (78) is obtained as follows.
From Expression (78), Iqs is expressed by using Ids as follows.

【0187】[0187]

【数54】 (Equation 54)

【0188】(80)式を(79)式に代入して両辺を
Ids2倍し整理すると、次式のようになる。
By substituting equation (80) into equation (79) and rearranging both sides by Ids 2 , the following equation is obtained.

【0189】[0189]

【数55】 [Equation 55]

【0190】ここで、(79)式と(78)式が一点で
接する条件は、
Here, the condition where the expressions (79) and (78) meet at one point is as follows:

【0191】[0191]

【数56】 より、[Equation 56] Than,

【0192】[0192]

【数57】 [Equation 57]

【0193】となり、従って、次式で表される。Therefore, it is expressed by the following equation.

【0194】[0194]

【数58】 [Equation 58]

【0195】このとき、Idsは、At this time, Ids is

【0196】[0196]

【数59】 であるから、IdsとIqsの組み合わせは、Iqsと
Idsの振幅の比で表現すると次式となる。
[Equation 59] Therefore, the combination of Ids and Iqs is expressed by the following equation when expressed by the ratio of the amplitudes of Iqs and Ids.

【0197】[0197]

【数60】 [Equation 60]

【0198】以上のことから、(86)式に基づいて1
次電流のd軸成分Idsとq軸成分Iqsとを制御する
ことにより、所要のトルクを最小の1次電圧で発生す
る、または、所定の1次電圧で最大のトルクを発生する
ことができる。以下では、この方式による制御法を最小
1次電圧制御法と呼ぶことにする。
From the above, 1 is obtained based on the equation (86).
By controlling the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the secondary current, a required torque can be generated at a minimum primary voltage, or a maximum torque can be generated at a predetermined primary voltage. Hereinafter, the control method using this method will be referred to as a minimum primary voltage control method.

【0199】実施の形態8.図16は、第2の発明に関
連する実施の形態として実施の形態8による誘導電動機
制御装置の構成を示すブロック図であり、図中、図1と
同一符号は同一または相当部分を示す。図16におい
て、実施の形態の誘導電動機制御装置は、図1の実施の
形態1の構成要素5ー12の他に、電流成分指令演算手
段3a及び電流比記憶演算回路2aに代えて、次の構成
要素を備えるものである。即ち、誘導電動機制御装置
は、交流を順変換したものあるいは直流電圧を供給する
直流電源25と、その直流電源25が供給する直流電圧
の電圧値を検出する直流電圧検出部16と、直流電圧検
出部16から入力した直流電圧値に基づいて出力可能な
1次電圧の最大値Vsmaxを演算して出力する最大出
力電圧演算回路17と、その最大出力電圧演算回路17
から入力した出力可能な最大1次電圧値Vsmax、電
流成分制御回路5から入力した1次電圧のd軸成分指令
Vds*、及びq軸成分指令Vqs*に基づいて電圧飽
和が発生しているかどうかを検出して電圧飽和の度合い
を第1の飽和量成分Vovr1として出力する電圧飽和
検出手段18と、速度検出器7が出力する回転周波数ω
rを基にして最小1次電圧制御時の1次電流のq軸成分
指令IqsB*及びd軸成分指令IdsB*の振幅の比
(電流比)FB=|IqsB*/IdsB*|を出力す
る電流比演算手段(B)19と、図示しない従来装置の
電流指令発生部が出力するトルク電流指令である1次電
流のq軸成分指令Iqs*(補正前1次電流q軸成分指
令と呼ぶ)及び励磁電流指令である1次電流のd軸成分
指令Ids*(補正前1次電流d軸成分指令と呼ぶ)を
入力して、その振幅の比(電流比)FA=|Iqs*/
Ids*|を出力する電流比演算手段(A)20と、電
圧飽和検出手段18が出力する第1の飽和量成分Vov
r1と電流比演算手段(B)が出力する電流比FBと電
流比演算手段(A)が出力する電流比FAとを入力し
て、Vovr1の大きさに応じて補正後の1次電流のq
軸成分指令Iqs*’(補正後1次電流q軸成分指令と
呼ぶ)及びd軸成分指令Ids*’(補正後1次電流d
軸成分指令と呼ぶ)の振幅の比(電流比)FC=|Iq
s*’/Ids*’|を出力する電流比調整手段21a
と、誘導電動機1のトルク指令Tm*と電流比調整手段
21aから入力した電流比FCとに基づいて、補正後1
次電流d軸成分指令Ids*’及び補正後1次電流q軸
成分指令Iqs*’を出力する補正後電流成分指令演算
手段30aとを備える。
Embodiment 8 FIG. FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of an induction motor control device according to Embodiment 8 as an embodiment related to the second invention, in which the same reference numerals as those in FIG. 1 denote the same or corresponding parts. In FIG. 16, the induction motor control device according to the embodiment differs from the component 5-12 of the embodiment 1 in FIG. 1 in that the following components are used instead of the current component command calculation means 3a and the current ratio storage calculation circuit 2a. It has components. In other words, the induction motor control device includes a DC power supply 25 that supplies an AC converted signal or a DC voltage, a DC voltage detection unit 16 that detects a voltage value of the DC voltage supplied by the DC power supply 25, and a DC voltage detection unit. A maximum output voltage calculation circuit 17 that calculates and outputs a maximum value Vsmax of a primary voltage that can be output based on the DC voltage value input from the unit 16;
Whether voltage saturation has occurred based on the maximum primary voltage value Vsmax that can be output and the d-axis component command Vds * and the q-axis component command Vqs * of the primary voltage input from the current component control circuit 5 And a voltage saturation detecting means 18 for outputting the degree of voltage saturation as a first saturation amount component Vovr1, and a rotation frequency ω output from the speed detector 7.
A current that outputs a ratio (current ratio) FB = | IqsB * / IdsB * | of the amplitude of the q-axis component command IqsB * and the d-axis component command IdsB * of the primary current at the time of minimum primary voltage control based on r. A ratio calculation means (B) 19, a q-axis component command Iqs * of a primary current which is a torque current command output by a current command generator of a conventional device (not shown) (referred to as a pre-correction primary current q-axis component command), and A primary current d-axis component command Ids * (referred to as an uncorrected primary current d-axis component command), which is an exciting current command, is input, and the amplitude ratio (current ratio) FA = | Iqs * /
A current ratio calculating means (A) 20 for outputting Ids * | and a first saturation component Vov output from the voltage saturation detecting means 18
r1 and the current ratio FB output by the current ratio calculating means (B) and the current ratio FA output by the current ratio calculating means (A) are input, and q of the corrected primary current is determined according to the magnitude of Vovr1.
The axis component command Iqs * '(referred to as the corrected primary current q-axis component command) and the d-axis component command Ids *' (the corrected primary current d
Ratio (current ratio) FC = | Iq
current ratio adjusting means 21a for outputting s * '/ Ids *' |
Based on the torque command Tm * of the induction motor 1 and the current ratio FC input from the current ratio adjusting means 21a.
And a corrected current component command calculating means 30a for outputting the secondary current d-axis component command Ids * 'and the corrected primary current q-axis component command Iqs *'.

【0200】図17は電流比演算手段(A)20の詳細
な構成を示すブロック図である。この図に示すように、
電流比演算手段(A)20は、図示しない従来装置の電
流指令発生部が出力する補正前1次電流q軸成分指令I
qs*を分子とし、補正前1次電流d軸成分指令Ids
*を分母として入力して除算する除算器81と、除算器
81の出力の絶対値FA=|Iqs*/Ids*|を求
めて出力する絶対値回路82とより構成されている。
FIG. 17 is a block diagram showing a detailed configuration of the current ratio calculating means (A) 20. As shown in this figure,
The current ratio calculating means (A) 20 is a primary current q-axis component command I before correction output from a current command generator of a conventional device (not shown).
qs * is a numerator, primary current before correction d-axis component command Ids
It is composed of a divider 81 for dividing by inputting * as a denominator, and an absolute value circuit 82 for calculating and outputting an absolute value FA = | Iqs * / Ids * | of the output of the divider 81.

【0201】図18は電圧飽和検出手段18の詳細な構
成を示すブロック図である。この図に示すように、電圧
飽和検出手段18は、1次電圧指令のd軸成分Vds*
の自乗Vds*2を求める乗算器91と、1次電圧指令
のq軸成分Vqs*の自乗Vqs*2を求める乗算器9
2と、Vds*2とVqs*2を加算して出力する加算器
93と、その加算器93の出力の平方根を求める平方根
演算回路94と、出力可能な最大1次電圧値Vsmax
と平方根演算回路94の出力とを突き合わせて比較して
その偏差を求める減算器95と、その減算器95の出力
の最小値を零に制限する制限回路96とより構成されて
いる。
FIG. 18 is a block diagram showing a detailed configuration of the voltage saturation detecting means 18. As shown in FIG. As shown in this figure, the voltage saturation detecting means 18 has a d-axis component Vds * of the primary voltage command.
Multiplier 91 for calculating the square Vds * 2 of the primary voltage command and multiplier 9 for calculating the square Vqs * 2 of the q-axis component Vqs * of the primary voltage command
2, an adder 93 for adding and outputting Vds * 2 and Vqs * 2 , a square root operation circuit 94 for obtaining a square root of the output of the adder 93, and a maximum primary voltage value Vsmax that can be output.
A subtractor 95 for comparing and comparing the output of the square root operation circuit 94 with the output of the square root operation circuit 94 to obtain the deviation, and a limiting circuit 96 for limiting the minimum value of the output of the subtracter 95 to zero.

【0202】図19は電流比調整手段21aの詳細な構
成を示すブロック図である。この図に示すように、電流
比調整手段21aは、電圧飽和検出手段18の出力であ
る第1の飽和量成分Vovr1に所定の係数K1を掛け
て出力する係数器101と、その係数器101の出力の
最大値を1.0で制限する制限回路102と、電流比演
算手段(A)の出力である電流比FAと電流比演算手段
(B)の出力である電流比FBとを入力して偏差を求め
る減算器103と、制限回路102の出力と減算器10
3の出力とを掛け合わせて出力する乗算器104と、電
流比FAから乗算器104の出力を減算して電流比FC
を出力する減算器105とより構成されている。
FIG. 19 is a block diagram showing a detailed configuration of the current ratio adjusting means 21a. As shown in the figure, a current ratio adjusting unit 21a includes a coefficient unit 101 that multiplies a first saturation amount component Vovr1 output from the voltage saturation detecting unit 18 by a predetermined coefficient K1 and outputs the result. A limiting circuit 102 for limiting the maximum value of the output by 1.0, a current ratio FA output from the current ratio calculating means (A), and a current ratio FB output from the current ratio calculating means (B) are input. A subtractor 103 for calculating the deviation, an output of the limiting circuit 102 and the subtractor 10
3 is multiplied by the output of the multiplier 104, and the output of the multiplier 104 is subtracted from the current ratio FA.
And a subtractor 105 that outputs

【0203】次にこの実施の形態8の動作について説明
する。電流比演算手段(A)20に、図示しない従来装
置の電流指令発生部が出力する補正前1次電流q軸成分
指令Iqs*と補正前1次電流d軸成分指令Ids*と
を入力すると、除算器81と絶対値回路82とを通して
電流比FA=|Iqs*/Ids*|が出力される。ま
た、電流比演算手段(B)19に速度検出器7が出力す
る回転周波数ωrを入力すると、(86)式に基づいた
最小1次電圧制御における1次電流のq軸成分指令Iq
sB*とd軸成分指令IdsB*との振幅の比(電流
比)FB=|IqsB*/IdsB*|が、演算あるい
は演算結果をマップデータ化したものより算出して出力
される。
Next, the operation of the eighth embodiment will be described. When the uncorrected primary current q-axis component command Iqs * and the uncorrected primary current d-axis component command Ids * output from the current command generator of the conventional device (not shown) are input to the current ratio calculating means (A) 20, The current ratio FA = | Iqs * / Ids * | is output through the divider 81 and the absolute value circuit 82. When the rotation frequency ωr output from the speed detector 7 is input to the current ratio calculating means (B) 19, the q-axis component command Iq of the primary current in the minimum primary voltage control based on the equation (86)
An amplitude ratio (current ratio) FB = | IqsB * / IdsB * | between the sB * and the d-axis component command IdsB * is calculated and output from a calculation or a map of the calculation result.

【0204】続いて、直流電圧検出部16が直流電源2
5の電圧値Vdcを検出し、最大出力電圧演算回路17
へ出力する。最大出力電圧演算回路17では、(12)
式に基づいて出力可能な最大1次電圧値Vsmaxが演
算され出力される。
Subsequently, the DC voltage detection unit 16
5 is detected, and the maximum output voltage operation circuit 17 is detected.
Output to In the maximum output voltage calculation circuit 17, (12)
The maximum primary voltage value Vsmax that can be output is calculated and output based on the equation.

【0205】次に、電圧飽和検出手段18に出力可能な
最大1次電圧値Vsmax、1次電圧のd軸成分指令V
ds*、及びq軸成分指令Vqs*を入力すると、電圧
飽和の発生の有無を検出して、電圧飽和の度合いを第1
の飽和量成分Vovr1として出力する。以下、図18
を用いて電圧飽和検出手段18の具体的動作について説
明する。
Next, the maximum primary voltage value Vsmax that can be output to the voltage saturation detecting means 18 and the primary voltage d-axis component command V
When ds * and the q-axis component command Vqs * are input, the presence / absence of voltage saturation is detected, and the degree of voltage saturation is set to the first level.
Is output as the saturation amount component Vovr1. Hereinafter, FIG.
The specific operation of the voltage saturation detecting means 18 will be described with reference to FIG.

【0206】1次電圧のd軸成分指令Vds*とq軸成
分指令Vqs*とはそれぞれ乗算器91と乗算器92に
より自乗され、加算器93によりVds*2+Vqs*2
が演算される。続いて、平方根演算回路94により(1
0)式に基づく演算で1次電圧指令Vs*が出力され
る。次に、出力可能な最大1次電圧値VsmaxとVs
*とが減算器95により突き合わされ、その偏差が制限
回路96に入力される。制限回路96では上記偏差の最
小値を0に制限し、第1の飽和量成分Vovr1として
出力する。Vs*<Vsmaxの場合には、電圧飽和は
発生しておらず偏差は負となるため、Vovr1=0が
出力される。Vs*≧Vsmaxの場合には、電圧飽和
が発生しており偏差は正となるため、Vovr1として
偏差に比例した量が出力される。
The primary voltage d-axis component command Vds * and the q-axis component command Vqs * are squared by multipliers 91 and 92, respectively, and are added by an adder 93 to Vds * 2 + Vqs * 2.
Is calculated. Subsequently, (1)
The primary voltage command Vs * is output by the calculation based on the equation (0). Next, the maximum output primary voltage values Vsmax and Vs
* Is matched by the subtractor 95, and the deviation is input to the limiting circuit 96. The limiting circuit 96 limits the minimum value of the deviation to 0, and outputs the result as the first saturation amount component Vovr1. When Vs * <Vsmax, voltage saturation has not occurred and the deviation is negative, so that Vovr1 = 0 is output. When Vs * ≧ Vsmax, voltage saturation has occurred and the deviation is positive, so that an amount proportional to the deviation is output as Vovr1.

【0207】次に、電流比調整手段21aに第1の飽和
量成分Vovr1と電流比FB及び電流比FAとを入力
すると、電圧飽和が発生している場合には、Vovr1
の大きさに応じて補正前の1次電流指令の電流比FAを
最小1次電圧制御における電流比FBに近づくようシフ
トさせて補正演算し、補正後の電流比FCが出力され
る。以下、図19を用いて電流比調整手段21aの具体
的動作について説明する。
Next, when the first saturation amount component Vovr1 and the current ratio FB and the current ratio FA are input to the current ratio adjusting means 21a, if voltage saturation occurs, Vovr1
, The current ratio FA of the primary current command before correction is shifted so as to approach the current ratio FB in the minimum primary voltage control, and the correction operation is performed, and the corrected current ratio FC is output. Hereinafter, a specific operation of the current ratio adjusting unit 21a will be described with reference to FIG.

【0208】電流比FA及び電流比FBは減算器103
に入力されてその偏差(FA−FB)が求められる。ま
た、第1の飽和量成分Vovr1は係数器101により
K1倍された後、制限回路102にて最大値を1.0に
制限され、乗算器104にて(FA−FB)が掛け合わ
される。その結果、電流比をFAからFBへシフトさせ
る際の調整量ΔF=(FA−FB)・K1・Vovr1
が算出される。減算器105により電流比FAから調整
量ΔFが減算され、補正後の電流比FC(=FA−Δ
F)が出力される。ここで、制限回路102における制
限値1.0は電流比FCを調整してFBへシフトさせて
行き、最終的にFC=FBとなった場合にそれ以上シフ
トしないよう制御することに起因した数値であり、次の
ようにして得られる。FC=FBとおくと次式が得られ
る。
The current ratio FA and the current ratio FB are subtracted by the subtractor 103.
And the deviation (FA-FB) is obtained. Further, after the first saturation amount component Vovr1 is multiplied by K1 by the coefficient unit 101, the maximum value is limited to 1.0 by the limiting circuit 102, and is multiplied by (FA-FB) by the multiplier 104. As a result, the adjustment amount ΔF when shifting the current ratio from FA to FB = (FA−FB) · K1 · Vovr1
Is calculated. The adjustment amount ΔF is subtracted from the current ratio FA by the subtracter 105, and the corrected current ratio FC (= FA−Δ
F) is output. Here, the limit value 1.0 in the limiting circuit 102 is a numerical value caused by controlling the current ratio FC to shift to FB, and finally controlling the shift to FB when FC = FB. And is obtained as follows. If FC = FB, the following equation is obtained.

【0209】[0209]

【数61】 [Equation 61]

【0210】上式を電流比FA、電流比FBについて整
理すると次のようになる。
The above equations are arranged as follows for the current ratio FA and the current ratio FB.

【0211】[0211]

【数62】 (Equation 62)

【0212】従って、FA≠FBの場合にFCとFBが
一致するのは1−K1・Vovr1=0の場合、即ち、
Therefore, when FA ≠ FB, FC and FB match when 1−K1 · Vovr1 = 0, ie,

【0213】[0213]

【数63】 の場合となる。従って、K1・Vovr1の最大値を
1.0で制限することにより、FC=FBとなったとこ
ろでFCのシフトを止める。尚、FA=FBの場合には
FA−FB=0よりΔF=0である。
[Equation 63] Is the case. Therefore, by limiting the maximum value of K1 · Vovr1 to 1.0, the FC shift is stopped when FC = FB. Note that when FA = FB, ΔF = 0 from FA−FB = 0.

【0214】次に、トルク指令Tm*と電流比FCとを
補正後電流成分指令演算手段30aに入力すると、(6
0)、(61)式の関係を用いて補正後1次電流d軸成
分指令Ids*’と補正後1次電流q軸成分指令Iqs
*’とが出力される。この補正後電流成分指令演算手段
30aの構成及び動作は実施の形態1における電流成分
指令演算手段3aと同等である。
Next, when the torque command Tm * and the current ratio FC are input to the corrected current component command calculating means 30a, (6)
0), the corrected primary current d-axis component command Ids * 'and the corrected primary current q-axis component command Iqs using the relations of equations (61).
* 'Is output. The configuration and operation of the corrected current component command calculation means 30a are the same as those of the current component command calculation means 3a in the first embodiment.

【0215】続いて、公知のベクトル制御法に基づいて
1次電流のd軸成分Ids及びq軸成分Iqsが、補正
後1次電流d軸成分指令Ids*’及び補正後1次電流
q軸成分指令Iqs*’にそれぞれ追従するよう制御さ
れる。
Subsequently, based on a known vector control method, the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the primary current are converted into the corrected primary current d-axis component command Ids * 'and the corrected primary current q-axis component. Control is performed so as to follow the command Iqs * '.

【0216】以上の手順により、電圧飽和発生の有無を
検出し飽和の度合いに応じて1次電流のd軸成分指令及
びq軸成分指令を最小1次電圧制御における1次電流の
d軸成分指令及びq軸成分指令に近づけることで、電圧
飽和状態を解消しつつ、指令トルク通りの出力トルクを
得ることができる。この模様を図15に示す。尚、電圧
飽和検出手段18にて1次電圧のd軸成分指令Vds*
及びq軸成分指令Vqs*から1次電圧指令Vs*を算
出する代わりに、1次電圧の各相成分指令Vus*(U
相)、Vvs*(V相)、Vws*(W相)からVs*
を算出してもよい。また、電圧飽和検出手段18内部で
突き合わされるVs*及び出力可能な最大1次電圧値V
smaxが、Vs*2及びVsmax2であってもよい。
According to the above procedure, the presence or absence of the occurrence of voltage saturation is detected, and the d-axis component command and the q-axis component command of the primary current are changed according to the degree of saturation to the d-axis component command of the primary current in the minimum primary voltage control. And by approaching the q-axis component command, it is possible to obtain an output torque according to the command torque while eliminating the voltage saturation state. This pattern is shown in FIG. The primary voltage d-axis component command Vds * is detected by the voltage saturation detecting means 18.
Instead of calculating the primary voltage command Vs * from the q-axis component command Vqs * and each phase component command Vus * (U
Phase), Vvs * (V phase), Vws * (W phase) to Vs *
May be calculated. Also, Vs * matched inside the voltage saturation detecting means 18 and the maximum primary voltage value V that can be output
smax may be a Vs * 2 and Vsmax 2.

【0217】実施の形態9.図20は、第2の発明に関
連する実施の形態として実施の形態9による誘導電動機
制御装置の構成を示すブロック図であり、図中、図16
と同一符号は同一または相当部分を示す。図20におい
て、この実施の形態9は、電流比調整手段21bとトル
ク指令補正手段22とを備える以外は、図16の前記実
施の形態8と同じである。電流比調整手段21bは、電
圧飽和検出手段18が出力する第1の飽和量成分Vov
r1と電流比演算手段(B)が出力する電流比FBと電
流比演算手段(A)が出力する電流比FAとを入力しV
ovr1の大きさに応じて補正後の1次電流のq軸成分
指令Iqs*’(補正後1次電流q軸成分指令と呼ぶ)
及びd軸成分指令Ids*’(補正後1次電流d軸成分
指令と呼ぶ)の振幅の比(電流比)FC=|Iqs*’
/Ids*’|及び、補正後の1次電流指令を用いても
なお電圧飽和が発生する場合に、電圧飽和の度合いを表
す第2の飽和量成分Vovr2を出力する。トルク指令
補正手段22は、トルク指令Tm*と電流比調整手段2
1bが出力する第2の飽和量成分Vovr2とを入力
し、Vovr2の大きさに応じてトルク指令を補正し補
正後のトルク指令Tm*’として出力する。
[Embodiment 9] FIG. 20 is a block diagram showing a configuration of an induction motor control device according to a ninth embodiment as an embodiment related to the second invention.
The same reference numerals indicate the same or corresponding parts. 20, the ninth embodiment is the same as the eighth embodiment of FIG. 16 except that a current ratio adjusting unit 21b and a torque command correcting unit 22 are provided. The current ratio adjusting unit 21b outputs the first saturation amount component Vov output from the voltage saturation detecting unit 18.
r1, the current ratio FB output by the current ratio calculation means (B) and the current ratio FA output by the current ratio calculation means (A) are input and V
q-axis component command Iqs * 'of the primary current after correction according to the magnitude of ovr1 (referred to as a corrected primary current q-axis component command)
And the amplitude ratio (current ratio) FC = | Iqs * 'of the d-axis component command Ids *' (referred to as the corrected primary current d-axis component command)
/ Ids * '| and the second saturation component Vovr2 representing the degree of voltage saturation when voltage saturation still occurs even after using the corrected primary current command. The torque command correcting means 22 includes a torque command Tm * and a current ratio adjusting means 2.
1b, the second saturation amount component Vovr2 is input, the torque command is corrected according to the magnitude of Vovr2, and the corrected torque command Tm * 'is output.

【0218】図21は電流比調整手段21bの詳細な構
成を示すブロック図である。この図に示すように、電流
比調整手段21bは、図19で示される電流比調整手段
21aに対して係数器101の出力が1.0以下の場合
は0を、1.0より大きい場合には1.0を超える量を
第2の飽和量成分Vovr2として出力する飽和量演算
回路106を加えた構成となる。
FIG. 21 is a block diagram showing a detailed configuration of the current ratio adjusting means 21b. As shown in this figure, the current ratio adjusting means 21b sets 0 when the output of the coefficient unit 101 is 1.0 or less with respect to the current ratio adjusting means 21a shown in FIG. Has a configuration in which a saturation amount calculation circuit 106 that outputs an amount exceeding 1.0 as the second saturation amount component Vovr2 is added.

【0219】図22はトルク指令補正手段22の詳細な
構成を示すブロック図である。この図に示すように、ト
ルク指令補正手段22は、トルク指令Tm*を入力して
Tm*>0の場合には1、Tm*<0の場合には−1、
Tm*=0の場合には0を出力する符号判別器111
と、電流比調整手段21bの出力である第2の飽和量成
分Vovr2に所定の係数K2を掛けて出力する係数器
112と、符号判別器111の出力と係数器112の出
力を掛け合わせてトルク指令の補正量ΔTm*となす乗
算器113と、トルク指令Tm*から補正量ΔTm*を
減算して補正後のトルク指令Tm*’を出力する減算器
114とより構成されている。
FIG. 22 is a block diagram showing a detailed configuration of the torque command correcting means 22. As shown in this figure, the torque command correcting means 22 receives the torque command Tm * and outputs 1 if Tm *> 0, -1 if Tm * <0,
Code discriminator 111 that outputs 0 when Tm * = 0
And a coefficient unit 112 for multiplying the second saturation amount component Vovr2 output from the current ratio adjusting means 21b by a predetermined coefficient K2 and outputting the result, and multiplying the output of the code discriminator 111 and the output of the coefficient unit 112 to obtain a torque It is composed of a multiplier 113 for providing a command correction amount ΔTm *, and a subtractor 114 for subtracting the correction amount ΔTm * from the torque command Tm * and outputting a corrected torque command Tm * ′.

【0220】次に、この実施の形態9の動作について説
明する。先ず、電流比調整手段21bに第1の飽和量成
分Vovr1と電流比FB及び電流比FAとを入力する
と、電圧飽和が発生している場合には、Vovr1の大
きさに応じて補正前の1次電流指令の電流比FAを最小
1次電圧制御における電流比FBに近づくようシフトさ
せて補正演算し、補正後の電流比FCを出力する。ま
た、補正後の1次電流指令を用いても電圧飽和が発生す
る場合には、電圧飽和の度合いを第2の飽和量成分Vo
vr2として出力する。Vovr2は、具体的には次の
ようにして生成される。図21における係数器101の
出力K1・Vovr1を飽和量演算回路106に入力す
ると、K1・Vovr1≦1.0の場合にはVovr2
=0.0、K1・Vovr1>1.0の場合にはVov
r2=K1・Vovr1−1.0をそれぞれ出力する。
Vovr2は、電流比FCを調整して最小1次電圧制御
時の電流比FBに一致させてもなお、電圧飽和が発生す
る場合に電圧飽和の度合いを表す成分である。
Next, the operation of the ninth embodiment will be described. First, when the first saturation amount component Vovr1 and the current ratio FB and the current ratio FA are input to the current ratio adjusting means 21b, if the voltage saturation has occurred, the value of 1 before correction according to the magnitude of Vovr1 is obtained. Correction calculation is performed by shifting the current ratio FA of the next current command so as to approach the current ratio FB in the minimum primary voltage control, and the corrected current ratio FC is output. If voltage saturation occurs even when the corrected primary current command is used, the degree of voltage saturation is determined by the second saturation amount component Vo.
Output as vr2. Vovr2 is specifically generated as follows. When the output K1 · Vovr1 of the coefficient unit 101 in FIG. 21 is input to the saturation operation circuit 106, if K1 · Vovr1 ≦ 1.0, Vovr2 is obtained.
= 0.0, Vov if K1 · Vovr1> 1.0
r2 = K1.Vovr1-1.0 is output.
Vovr2 is a component that indicates the degree of voltage saturation when voltage saturation occurs even when the current ratio FC is adjusted to match the current ratio FB during the minimum primary voltage control.

【0221】続いて、トルク指令Tm*と第2の飽和量
成分Vovr2とをトルク指令補正手段22に入力する
と、Vovr2の大きさに応じて補正された補正後のト
ルク指令Tm*’が出力される。以下、トルク指令補正
手段22の具体的動作について説明する。
Subsequently, when the torque command Tm * and the second saturation amount component Vovr2 are input to the torque command correction means 22, a corrected torque command Tm * 'corrected according to the magnitude of Vovr2 is output. You. Hereinafter, a specific operation of the torque command correction unit 22 will be described.

【0222】第2の飽和量成分Vovr2は係数器11
2により所定の係数K2倍され、更に、トルク指令Tm
*の符号を判別する符号判別器111の出力と乗算器1
13にて掛け合わされることでトルク指令の補正量ΔT
m*が生成される。次に減算器114にてトルク指令T
m*からトルク指令の補正量ΔTm*が減算され、補正
後のトルク指令Tm*’が出力される。
The second saturation amount component Vovr2 is calculated by the coefficient unit 11
2 is multiplied by a predetermined coefficient K2, and the torque command Tm
The output of the code discriminator 111 for discriminating the sign of * and the multiplier 1
13, the correction amount ΔT of the torque command is obtained.
m * is generated. Next, the torque command T is calculated by the subtractor 114.
The correction amount ΔTm * of the torque command is subtracted from m *, and the corrected torque command Tm * ′ is output.

【0223】次に、補正後のトルク指令Tm*’と電流
比FCを補正後電流成分指令演算手段3aに入力する
と、補正後1次電流d軸成分指令Ids*’と補正後1
次電流q軸成分指令Iqs*’とが出力される。続い
て、公知のベクトル制御法に基づいて1次電流のd軸成
分Ids及びq軸成分Iqsが、それぞれ、補正後1次
電流d軸成分指令Ids*’及び補正後1次電流q軸成
分指令Iqs*’に追従するよう制御される。
Next, when the corrected torque command Tm * 'and current ratio FC are input to the corrected current component command calculating means 3a, the corrected primary current d-axis component command Ids *' and the corrected 1
The next current q-axis component command Iqs * 'is output. Subsequently, based on a known vector control method, the d-axis component Ids and the q-axis component Iqs of the primary current are respectively converted into a corrected primary current d-axis component command Ids * 'and a corrected primary current q-axis component command. It is controlled to follow Iqs * '.

【0224】以上の手順により、実施の形態8におい
て、電圧飽和が発生した場合に1次電流指令のd軸成分
及びq軸成分を最小1次電圧制御における1次電流指令
のd軸成分及びq軸成分に一致させてもなお、電圧飽和
が発生する場合に、トルク指令を低減することで電圧飽
和の発生を防止することができる。
According to the above-described procedure, in the eighth embodiment, when voltage saturation occurs, the d-axis component and the q-axis component of the primary current command are replaced with the d-axis component and the q-axis component of the primary current command in the minimum primary voltage control. If voltage saturation still occurs even when the axial component is matched, the occurrence of voltage saturation can be prevented by reducing the torque command.

【0225】尚、第1の発明及び第2の発明に関連する
実施の形態で説明した構成は、相互に組み合わせて用い
ることが可能であるのは云うまでもない。また、上記の
実施の形態でハードウェアによって構成したものについ
ては、マイクロコンピュータを用いたソフトウェア処理
によって実現してもよい。又、上記実施の形態1〜7の
うち、実施の形態1は、実施の形態4〜6のいずれかと
結合して適用され、実施の形態2は、実施の形態4また
は7と結合して適用されるものである。
It is needless to say that the configurations described in the embodiments relating to the first invention and the second invention can be used in combination with each other. Further, the hardware configured in the above embodiment may be realized by software processing using a microcomputer. In addition, in the first to seventh embodiments,
The first embodiment is the same as any one of the fourth to sixth embodiments.
Embodiment 2 is applied in combination with Embodiment 4 or Embodiment 4.
Is applied in combination with 7.

【0226】[0226]

【発明の効果】以上のように、第1の発明によれば、鉄
損を含む損失を最小化する条件に基づいて誘導電動機の
1次電流を操作することで、鉄損が無視できないような
誘導電動機を駆動する場合でも、高効率に誘導電動機を
運転できる制御装置が得られる。更に、すべり周波数に
も鉄損を考慮すること、電動機の固定子巻線温度を検出
し温度変動を考慮して1次電流を操作すること、磁束飽
和などの励磁インダクタンスの変動も考慮して1次電流
を操作することにより、トルク制御性能の低下を防止す
る誘導電動機の制御装置が得られる。また、第2の発明
によれば、誘導電動機の運転中に電圧飽和が発生して
も、第一段階として誘導電動機の1次電流を操作するこ
とで、指令どおりの出力トルクを確保しながらも電圧飽
和を解消するよう誘導電動機を動作させ、第一段階でも
電圧飽和が解消しない場合には、第二段階としてトルク
指令を低減することで電圧飽和を解消するよう誘導電動
機を動作させることができる。従って、電圧飽和の発生
により出力電圧、出力電流が歪むことが無く、それらに
起因する誘導電動機の振動やトルク制御精度の低下を防
止することができる。
As described above, according to the first aspect, by operating the primary current of the induction motor based on the condition for minimizing the loss including the iron loss, the iron loss cannot be ignored. Even when the induction motor is driven, a control device capable of operating the induction motor with high efficiency can be obtained. Further, the iron loss should be taken into account also in the slip frequency, the primary current should be manipulated in consideration of the temperature fluctuation by detecting the stator winding temperature of the electric motor, and the fluctuation in the excitation inductance such as magnetic flux saturation should be taken into consideration. By manipulating the secondary current, a control device for an induction motor that prevents a decrease in torque control performance can be obtained. Further, according to the second aspect, even if voltage saturation occurs during the operation of the induction motor, the primary current of the induction motor is operated as the first step to ensure the output torque as instructed. If the induction motor is operated to eliminate the voltage saturation and the voltage saturation is not eliminated even in the first stage, the induction motor can be operated to eliminate the voltage saturation by reducing the torque command as the second stage. . Therefore, the output voltage and the output current are not distorted by the occurrence of the voltage saturation, and it is possible to prevent the vibration of the induction motor and the decrease in the torque control accuracy due to the output voltage and the output current.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1の全体を示すブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an entire first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1の電流比記憶演算回
路の構成を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of a current ratio storage operation circuit according to the first embodiment of the present invention;

【図3】 この発明の実施の形態1の電流成分指令演算
手段の構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a current component command calculation unit according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態1のすべり周波数演算
回路の構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a slip frequency calculation circuit according to Embodiment 1 of the present invention;

【図5】 この発明の実施の形態2の全体を示すブロッ
ク図である。
FIG. 5 is a block diagram showing an entire embodiment 2 of the present invention.

【図6】 この発明の実施の形態2のすべり周波数鉄損
成分補正手段の構成を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a slip frequency iron loss component correcting means according to Embodiment 2 of the present invention.

【図7】 この発明の実施の形態2の動作原理説明図で
ある。
FIG. 7 is an explanatory diagram of an operation principle according to the second embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の実施の形態3の全体を示すブロッ
ク図である。
FIG. 8 is a block diagram showing the entirety of a third embodiment of the present invention.

【図9】 この発明の実施の形態3の電流比記憶演算回
路の構成を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a current ratio storage arithmetic circuit according to Embodiment 3 of the present invention.

【図10】 この発明の実施の形態4の全体を示すブロ
ック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing the entirety of a fourth embodiment of the present invention.

【図11】 この発明の実施の形態4のインダクタンス
補正手段の構成を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of an inductance correction unit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図12】 この発明の実施の形態4の電流成分指令演
算手段の構成を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a current component command calculating means according to Embodiment 4 of the present invention.

【図13】 この発明の実施の形態5の動作原理説明図
である。
FIG. 13 is an explanatory diagram of an operation principle according to the fifth embodiment of the present invention.

【図14】 この発明の実施の形態8の動作原理説明図
である。
FIG. 14 is an explanatory diagram of an operation principle according to the eighth embodiment of the present invention.

【図15】 この発明の実施の形態8の動作原理説明図
である。
FIG. 15 is an explanatory diagram of an operation principle according to the eighth embodiment of the present invention.

【図16】 この発明の実施の形態8の全体を示すブロ
ック図である。
FIG. 16 is a block diagram showing an entire embodiment 8 of the present invention.

【図17】 この発明の実施の形態8の電流比演算手段
(A)の構成を示すブロック図である。
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a current ratio calculating means (A) according to Embodiment 8 of the present invention.

【図18】 この発明の実施の形態8の電圧飽和検出手
段の構成を示すブロック図である。
FIG. 18 is a block diagram illustrating a configuration of a voltage saturation detecting unit according to an eighth embodiment of the present invention.

【図19】 この発明の実施の形態8の電流比調整手段
の構成を示すブロック図である。
FIG. 19 is a block diagram showing a configuration of a current ratio adjusting unit according to Embodiment 8 of the present invention.

【図20】 この発明の実施の形態9の全体を示すブロ
ック図である。
FIG. 20 is a block diagram showing an entire ninth embodiment of the present invention.

【図21】 この発明の実施の形態9の電流比調整手段
の構成を示すブロック図である。
FIG. 21 is a block diagram showing a configuration of a current ratio adjusting unit according to Embodiment 9 of the present invention.

【図22】 この発明の実施の形態9のトルク指令補正
手段の構成を示すブロック図である。
FIG. 22 is a block diagram showing a configuration of a torque command correction unit according to Embodiment 9 of the present invention.

【図23】 第1の従来技術に基づく誘導電動機の制御
装置の全体を示すブロック図である。
FIG. 23 is a block diagram showing an entire control device for an induction motor based on a first conventional technique.

【図24】 第2の従来技術に基づく誘導電動機の制御
装置の全体を示すブロック図である。
FIG. 24 is a block diagram showing an entire control device for an induction motor based on a second conventional technique.

【図25】 第2の従来技術に基づく誘導電動機の制御
装置の界磁弱め演算部の構成を示すブロック図である。
FIG. 25 is a block diagram showing a configuration of a field weakening calculation unit of a control device for an induction motor based on a second conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 誘導電動機、2a,2b 電流比記憶演算回路、3
a,3b 電流成分指令演算手段、4 電流検出器、5
電流成分制御回路、6 電圧指令演算回路、7 速度
(回転周波数)検出器、8 すべり周波数演算回路、
9,93,128,154,155 加算器、10 P
WMインバータ、11 積分器、12 電流成分演算手
段、13 すべり周波数鉄損成分補正手段、14 電動
機温度検出器、15 インダクタンス補正手段、16,
143 直流電圧検出部、17 最大出力電圧演算回
路、18 電圧飽和検出手段、19 電流比演算手段
(B)、20 電流比演算手段(A)、21a,21b
電流比調整手段、22 トルク指令補正手段、23,
32,51,61,76,82 絶対値回路、24a,
24b,62 マップデータ部、25 直流電源、3
1,41,43,73,101,112,127 係数
器、33,44,72,75,77,81,126除算
器、34,78,94 平方根演算回路、35,111
符号判別器、36,37,53,74,91,92,
104,113,123 乗算器、42 1次遅れ回
路、52 1次関数演算器、70 励磁電流指令演算回
路、71,96,102 制限回路、95,103,1
05,114,121,130〜132,146,15
0,151,163 減算器、106 飽和量演算回
路、122,133〜135 増幅器、124 関数発
生器、125 補償回路、129ベクトル演算回路、1
41 三相電源、142 コンバータ、144 界磁弱
め演算部、145 リミッタ処理部、147 誘導機モ
デル、148 切替部、149 座標変換部(A)、1
52,153 ACRアンプ、156 座標変換部
(B)、157 PWM演算部、158 ベース回路、
161 限界出力演算部、162 飽和電圧指令発生
部、164 PI演算部。
1 Induction motor, 2a, 2b Current ratio storage arithmetic circuit, 3
a, 3b current component command calculating means, 4 current detector, 5
Current component control circuit, 6 voltage command calculation circuit, 7 speed (rotation frequency) detector, 8 slip frequency calculation circuit,
9, 93, 128, 154, 155 Adder, 10 P
WM inverter, 11 integrator, 12 current component calculation means, 13 slip frequency iron loss component correction means, 14 motor temperature detector, 15 inductance correction means, 16,
143 DC voltage detecting section, 17 maximum output voltage calculating circuit, 18 voltage saturation detecting means, 19 current ratio calculating means (B), 20 current ratio calculating means (A), 21a, 21b
Current ratio adjusting means, 22 torque command correcting means, 23,
32, 51, 61, 76, 82 absolute value circuit, 24a,
24b, 62 Map data part, 25 DC power supply, 3
1, 41, 43, 73, 101, 112, 127 coefficient unit, 33, 44, 72, 75, 77, 81, 126 divider, 34, 78, 94 square root operation circuit, 35, 111
Code discriminators, 36, 37, 53, 74, 91, 92,
104, 113, 123 multiplier, 42 first-order delay circuit, 52 first-order function calculator, 70 excitation current command calculation circuit, 71, 96, 102 limiting circuit, 95, 103, 1
05,114,121,130-132,146,15
0, 151, 163 subtractor, 106 saturation amount operation circuit, 122, 133 to 135 amplifier, 124 function generator, 125 compensation circuit, 129 vector operation circuit, 1
41 three-phase power supply, 142 converter, 144 field weakening operation unit, 145 limiter processing unit, 147 induction machine model, 148 switching unit, 149 coordinate conversion unit (A), 1
52, 153 ACR amplifier, 156 coordinate conversion unit (B), 157 PWM operation unit, 158 base circuit,
161 limit output calculation unit, 162 saturation voltage command generation unit, 164 PI calculation unit.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−284772(JP,A) 特開 昭64−81679(JP,A) 特開 平9−233898(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 JICSTファイル(JOIS)Continuation of the front page (56) References JP-A-6-284772 (JP, A) JP-A-64-81679 (JP, A) JP-A-9-233898 (JP, A) (58) Fields investigated (Int .Cl. 7 , DB name) H02P 5/408-5/412 H02P 7/628-7/632 H02P 21/00 JICST file (JOIS)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 誘導電動機と、 上記誘導電動機の回転周波数を検出する速度(回転周波
数)検出器と、 鉄損に関係した定数を含む上記誘導電動機の定数を係数
値とする所定の関数の演算結果をデータとして記憶して
おき、上記所定関数にかかわる変数を入力しトルク電流
指令と励磁電流指令の振幅の比(電流比と呼ぶ)を出力
する電流比記憶演算回路と、 上記誘導電動機のトルク指令と上記電流比を入力し励磁
電流指令を1次周波数で回転する直交回転座標軸(d−
q軸と呼ぶ)上の1次電流のd軸成分指令として出力
し、かつ上記誘導電動機のトルク電流指令を1次電流の
q軸成分指令として出力する電流成分指令演算手段と、 上記誘導電動機の1次電流を検出する電流検出器と、 1次周波数を積分して位相を出力する積分器と、 上記電流検出器の出力と上記位相とを入力して、上記1
次電流のd軸成分及びq軸成分を演算する電流成分演算
手段と、 上記1次電流のd軸成分指令及びd軸成分の少なくとも
一つと、上記1次電流のq軸成分指令及びq軸成分の少
なくとも一つとを入力し、上記誘導電動機のすべり周波
数を演算するすべり周波数演算手段と、 上記すべり周波数演算手段から出力された上記すべり周
波数と上記回転周波数検出器の出力とを加算して上記1
次周波数となす加算器と、 上記1次電流のd軸成分及びq軸成分がそれぞれ、上記
1次電流のd軸成分指令及びq軸成分指令に追従するよ
うに上記誘導電動機の1次電流を制御する電流成分制御
回路と、 上記直交回転座標軸上の1次電流のd軸成分及び回転周
波数を入力し、予め求めておいた励磁電流及び回転周波
数と励磁インダクタンスの対応付けデータより、励磁イ
ンダクタンスを求めて出力するインダクタンス補正手段
を備え、上記電流成分指令演算手段が、 上記誘導電動機のトルク指令と上記電流比記憶演算回路
が出力する電流比と上記インダクタンス補正手段が出力
する励磁インダクタンスを入力し、励磁電流指 令を1次
電流のd軸成分指令として出力する励磁電流指令演算回
路と、 上記1次電流のd軸成分指令の最大値を磁束が飽和する
限界の値に制限する制限回路と、 上記誘導電動機のトルク指令に比例した成分を上記制限
回路の出力で除算し、トルク電流指令である1次電流の
q軸成分指令となす除算器とにより構成され、 上記電流成分指令演算手段の出力の積の値がトルク指令
に比例し、且つ振幅の比が鉄損に関係した定数を含む上
記誘導電動機の定数を用いた所定の関数値と等しくなる
ような1次電流指令を出力することを特徴とする誘導電
動機の制御装置。
An induction motor, a speed (rotation frequency) detector for detecting a rotation frequency of the induction motor, and a calculation of a predetermined function using a constant of the induction motor including a constant related to iron loss as a coefficient value. A current ratio storage operation circuit for storing a result as data, inputting a variable relating to the predetermined function, and outputting a ratio (referred to as a current ratio) of an amplitude of a torque current command and an exciting current command, and a torque of the induction motor; Command and the above-described current ratio, and the exciting current command is rotated at the primary frequency by the orthogonal rotation coordinate axis (d−
current component command calculating means for outputting the primary current as a d-axis component command of the above primary current, and outputting the torque current command of the induction motor as a q-axis component command of the primary current; A current detector for detecting a primary current, an integrator for integrating a primary frequency to output a phase, and an output of the current detector and the phase,
Current component calculating means for calculating a d-axis component and a q-axis component of a secondary current; at least one of a d-axis component command and a d-axis component of the primary current; a q-axis component command and a q-axis component of the primary current And a slip frequency calculating means for calculating a slip frequency of the induction motor; adding the slip frequency output from the slip frequency calculating means to an output of the rotational frequency detector to calculate the slip frequency;
An adder forming a primary frequency; and a primary current of the induction motor so that a d-axis component and a q-axis component of the primary current follow a d-axis component command and a q-axis component command of the primary current, respectively. A current component control circuit for controlling , a d-axis component of a primary current on the orthogonal rotation coordinate axis, and a rotation circumference;
Enter the wave number, and find the excitation current and rotation frequency
From the correspondence data between the number and the exciting inductance,
Inductance correction means for obtaining and outputting conductance
With the door, the current component command calculation means, the torque command and the current ratio stored arithmetic circuit of the induction motor
Output current ratio and the above inductance correction means output
The magnetizing inductance to enter, the primary excitation current directive
Excitation current command calculation cycle output as d-axis component command of current
And the magnetic flux saturates the maximum value of the d-axis component command of the primary current.
A limiting circuit that limits the value of the limit , and a component proportional to the torque command of the induction motor is limited
Divide by the output of the circuit to obtain the primary current
a divider for forming a q-axis component command, wherein the value of the product of the output of the current component command calculation means is proportional to the torque command, and the ratio of the amplitude includes a constant related to iron loss, including the constant of the induction motor. A control device for an induction motor, which outputs a primary current command that is equal to a predetermined function value using the following.
【請求項2】 誘導電動機と、 上記誘導電動機の回転周波数を検出する速度(回転周波
数)検出器と、 鉄損に関係した定数を含む上記誘導電動機の定数を係数
値とする所定の関数の演算結果をデータとして記憶して
おき、上記所定関数にかかわる変数を入力しトルク電流
指令と励磁電流指令の振幅の比(電流比と呼ぶ)を出力
する電流比記憶演算回路と、 上記誘導電動機のトルク指令と上記電流比を入力し励磁
電流指令を1次周波数で回転する直交回転座標軸(d−
q軸と呼ぶ)上の1次電流のd軸成分指令として出力
し、且つ上記誘導電動機のトルク電流指令を1次電流の
q軸成分指令として出力する電流成分指令演算手段と、 上記誘導電動機の1次電流を検出する電流検出器と、 1次周波数を積分して位相を出力する積分器と、 上記電流検出器の出力と上記位相とを入力して、上記1
次電流のd軸成分及びq軸成分を演算する電流成分演算
手段と、 上記1次電流のd軸成分指令及びd軸成分の少なくとも
一つと、上記1次電流のq軸成分指令及びq軸成分の少
なくとも一つとを入力し、上記誘導電動機のすべり周波
数を演算するすべり周波数演算手段と、 上記すべり周波数演算手段から出力された上記すべり周
波数(補正前すべり周波数と呼ぶ)と上記回転周波数と
を入力し、鉄損に関係した定数を含む上記誘導電動機の
定数を係数値とする所定の関数演算結果から得られたす
べり周波数と、鉄損に関係しない上記誘導電動機の定数
を係数値とする所定の関数演算結果から得られたすべり
周波数の比から近似して得られた所定の1次関数とによ
り、上記補正前すべり周波数を補間して補正後すべり周
波数を出力するすべり周波数鉄損成分補正手段と、 上記すべり周波数鉄損成分補正手段から出力された上記
補正後すべり周波数と上記回転周波数検出器の出力とを
加算して上記1次周波数となす加算器と、 上記1次電流のd軸成分及びq軸成分がそれぞれ、上記
1次電流のd軸成分指令及びq軸成分指令に追従するよ
うに上記誘導電動機の1次電流を制御する電流成分制御
回路と、 上記直交回転座標軸上の1次電流のd軸成分及び回転周
波数を入力し、予め求めておいた励磁電流及び回転周波
数と励磁インダクタンスの対応付けデータより、励磁イ
ンダクタンスを求めて出力するインダクタンス補正手段
を備え、上記電流成分指令演算手段が、 上記誘導電動機のトルク指令と上記電流比記憶演算回路
が出力する電流比と上記インダクタンス補正手段が出力
する励磁インダクタンスを入力し、励磁電流指令を1次
電流のd軸成分指令として出力する励磁電流指令演算回
路と、 上記1次電流のd軸成分指令の最大値を磁束が飽和する
限界の値に制限する制限回路と、 上記誘導電動機のトルク指令に比例した成分を上記制限
回路の出力で除算し、トルク電流指令である1次電流の
q軸成分指令となす除算器とにより構成され、 上記電流成分指令演算手段の出力の積の値がトルク指令
に比例し、且つ振幅の比が鉄損に関係した定数を含む上
記誘導電動機の定数を用いた所定の関数値と等しくなる
ような1次電流指令を出力することを特徴とする誘導電
動機の制御装置。
2. An induction motor, a speed (rotation frequency) detector for detecting a rotation frequency of the induction motor, and calculation of a predetermined function using a constant of the induction motor including a constant related to iron loss as a coefficient value. A current ratio storage operation circuit for storing a result as data, inputting a variable relating to the predetermined function, and outputting a ratio (referred to as a current ratio) of an amplitude of a torque current command and an exciting current command, and a torque of the induction motor; Command and the above-described current ratio, and the exciting current command is rotated at the primary frequency by the orthogonal rotation coordinate axis (d−
a current component command calculating means for outputting as a d-axis component command of the primary current above, and outputting a torque current command of the induction motor as a q-axis component command of the primary current; A current detector for detecting a primary current, an integrator for integrating a primary frequency to output a phase, and an output of the current detector and the phase,
Current component calculating means for calculating a d-axis component and a q-axis component of a secondary current; at least one of a d-axis component command and a d-axis component of the primary current; a q-axis component command and a q-axis component of the primary current And a slip frequency calculating means for calculating a slip frequency of the induction motor; inputting the slip frequency (referred to as a pre-correction slip frequency) output from the slip frequency calculating means and the rotation frequency; A slip frequency obtained from a predetermined function operation result having a coefficient value of the constant of the induction motor including a constant related to iron loss, and a predetermined coefficient having a constant of the induction motor not related to iron loss as a coefficient value. A slip which outputs the corrected slip frequency by interpolating the above-mentioned corrected slip frequency by using a predetermined linear function obtained by approximating the slip frequency ratio obtained from the function operation result. A wave number iron loss component correcting means, an adder for adding the corrected slip frequency output from the slip frequency iron loss component correcting means and an output of the rotation frequency detector to form the primary frequency, and each d-axis component and the q-axis component of the following current, and a current component control circuit for controlling the primary current of said induction motor so as to follow the d-axis component command and a q-axis component command of the primary current, the orthogonal D-axis component of primary current on rotating coordinate axis and rotating circumference
Enter the wave number, and find the excitation current and rotation frequency
From the correspondence data between the number and the exciting inductance,
Inductance correction means for obtaining and outputting conductance
With the door, the current component command calculation means, the torque command and the current ratio stored arithmetic circuit of the induction motor
Output current ratio and the above inductance correction means output
Input the excitation inductance, and set the excitation current command to primary
Excitation current command calculation cycle output as d-axis component command of current
And the magnetic flux saturates the maximum value of the d-axis component command of the primary current.
A limiting circuit that limits the value of the limit , and a component proportional to the torque command of the induction motor is limited
Divide by the output of the circuit to obtain the primary current
a divider for forming a q-axis component command, wherein the value of the product of the output of the current component command calculating means is proportional to the torque command, and the ratio of the amplitude includes a constant related to iron loss, including a constant of the induction motor. A control device for an induction motor, which outputs a primary current command that is equal to a predetermined function value using the following.
【請求項3】 請求項1又は請求項2記載の誘導電動機
の制御装置において、 上記誘導電動機の固定子巻線の温度を検出する電動機温
度検出器をさらに備え、 上記の鉄損に関係した定数を含む上記誘導電動機の定数
を係数値とする所定の関数が少なくとも上記電動機温度
の関数であり、 上記電流比記憶演算回路の入力のうち少なくとも一つが
上記電動機温度であることを特徴とする誘導電動機の制
御装置。
3. The control device for an induction motor according to claim 1, further comprising: a motor temperature detector for detecting a temperature of a stator winding of the induction motor, wherein the constant related to the iron loss. A predetermined function that uses a constant of the induction motor as a coefficient value is a function of at least the motor temperature, and at least one of the inputs of the current ratio storage operation circuit is the motor temperature. Control device.
【請求項4】 誘導電動機と、 上記誘導電動機の回転周波数を検出する速度(回転周波
数)検出器と、 鉄損に関係した定数を含む上記誘導電動機の定数を係数
値とする所定の関数の演算結果をデータとして記憶して
おき、上記所定関数にかかわる変数を入力しトルク電流
指令と励磁電流指令の振幅の比(電流比と呼ぶ)を出力
する電流比記憶演算回路と、 上記誘導電動機のトルク指令と上記電流比を入力し励磁
電流指令を1次周波数で回転する直交回転座標軸(d−
q軸と呼ぶ)上の1次電流のd軸成分指令として出力
し、かつ上記誘導電動機のトルク電流指令を1次電流の
q軸成分指令として出力する電流成分指令演算手段と、 上記誘導電動機の1次電流を検出する電流検出器と、 1次周波数を積分して位相を出力する積分器と、 上記電流検出器の出力と上記位相とを入力して、上記1
次電流のd軸成分及びq軸成分を演算する電流成分演算
手段と、 上記1次電流のd軸成分指令及びd軸成分の少なくとも
一つと、上記1次電流のq軸成分指令及びq軸成分の少
なくとも一つとを入力し、上記誘導電動機のすべり周波
数を演算するすべり周波数演算手段と、 上記すべり周波数演算手段から出力された上記すべり周
波数と上記回転周波数検出器の出力とを加算して上記1
次周波数となす加算器と、 上記1次電流のd軸成分及びq軸成分がそれぞれ、上記
1次電流のd軸成分指令及びq軸成分指令に追従するよ
うに上記誘導電動機の1次電流を制御する電流成分制御
回路とを備え、 上記電流比記憶演算回路において記憶される上記電流比
データが、少なくとも上記回転周波数に関する1次関数
となり、 上記電流成分指令演算手段の出力の積の値がトルク指令
に比例し、且つ振幅の比が鉄損に関係した定数を含む上
記誘導電動機の定数を用いた所定の関数値と等 しくなる
ような1次電流指令を出力する ことを特徴とする誘導電
動機の制御装置。
4. An induction motor and a speed (rotation frequency) for detecting a rotation frequency of the induction motor.
Number) Coefficient of detector and constant of induction motor including constant related to iron loss
Store the calculation result of a predetermined function as a value as data
Input the variables related to the above predetermined function
Outputs the ratio of the amplitude of the command and the excitation current command (called the current ratio)
And a current ratio storage operation circuit to input the torque command of the induction motor and the current ratio to excite
An orthogonal rotation coordinate axis (d-
output as the d-axis component command of the primary current
And the torque current command of the induction motor is
current component command calculating means for outputting as a q-axis component command, a current detector for detecting a primary current of the induction motor , an integrator for integrating a primary frequency to output a phase, and an output of the current detector And the phase, and
Current component calculation for calculating d-axis component and q-axis component of next current
Means and at least the d-axis component command and the d-axis component of the primary current.
One is the command of the q-axis component of the primary current and the
At least one, and enter the slip frequency of the induction motor.
Frequency calculating means for calculating the number, and the slip frequency output from the slip frequency calculating means.
The sum of the wave number and the output of the rotation frequency detector is added to the 1
The adder forming the next frequency and the d-axis component and the q-axis component of the primary current are respectively
It follows the d-axis component command and q-axis component command of the primary current.
Current component control for controlling the primary current of the induction motor
And the current ratio stored in the current ratio storage operation circuit.
The data is at least a linear function of the rotation frequency
And the value of the product of the outputs of the current component command calculation means is the torque command.
And the amplitude ratio includes a constant related to iron loss.
It becomes equal properly with a predetermined function value using the constants of the serial induction motor
A control device for an induction motor, which outputs such a primary current command .
【請求項5】 誘導電動機と、 上記誘導電動機の回転周波数を検出する速度(回転周波
数)検出器と、 鉄損に関係した定数を含む上記誘導電動機の定数を係数
値とする所定の関数の演算結果をデータとして記憶して
おき、上記所定関数にかかわる変数を入力しトルク電流
指令と励磁電流指令の振幅の比(電流比と呼ぶ)を出力
する電流比記憶演算回路と、 上記誘導電動機のトルク指令と上記電流比を入力し励磁
電流指令を1次周波数で回転する直交回転座標軸(d−
q軸と呼ぶ)上の1次電流のd軸成分指令として出力
し、かつ上記誘導電動機のトルク電流指令を1次電流の
q軸成分指令として出力する電流成分指令演算手段と、 上記誘導電動機の1次電流を検出する電流検出器と、 1次周波数を積分して位相を出力する積分器と、 上記電流検出器の出力と上記位相とを入力して、上記1
次電流のd軸成分及びq軸成分を演算する電流成分演算
手段と、 上記1次電流のd軸成分指令及びd軸成分の少なくとも
一つと、上記1次電流のq軸成分指令及びq軸成分の少
なくとも一つとを入力し、上記誘導電動機のすべり周波
数を演算するすべり周波数演算手段と、 上記すべり周波数演算手段から出力された上記すべり周
波数と上記回転周波数検出器の出力とを加算して上記1
次周波数となす加算器と、 上記1次電流のd軸成分及びq軸成分がそれぞれ、上記
1次電流のd軸成分指令及びq軸成分指令に追従するよ
うに上記誘導電動機の1次電流を制御する電流成分制御
回路とを備え、 上記電流比記憶演算回路において記憶される上記電流比
データが、少なくとも上記1次周波数に関する1次関数
となり、 上記電流成分指令演算手段の出力の積の値がトルク指令
に比例し、且つ振幅の比が鉄損に関係した定数を含む上
記誘導電動機の定数を用いた所定の関数値と等しくなる
ような1次電流指令を出力する ことを特徴とする誘導電
動機の制御装置。
5. An induction motor and a speed (rotation frequency) for detecting a rotation frequency of the induction motor.
Number) Coefficient of detector and constant of induction motor including constant related to iron loss
Store the calculation result of a predetermined function as a value as data
Input the variables related to the above predetermined function
Outputs the ratio of the amplitude of the command and the excitation current command (called the current ratio)
And a current ratio storage operation circuit to input the torque command of the induction motor and the current ratio to excite
An orthogonal rotation coordinate axis (d-
output as the d-axis component command of the primary current
And the torque current command of the induction motor is
current component command calculating means for outputting as a q-axis component command, a current detector for detecting a primary current of the induction motor , an integrator for integrating a primary frequency to output a phase, and an output of the current detector And the phase, and
Current component calculation for calculating d-axis component and q-axis component of next current
Means and at least the d-axis component command and the d-axis component of the primary current.
One is the command of the q-axis component of the primary current and the
At least one, and enter the slip frequency of the induction motor.
Frequency calculating means for calculating the number, and the slip frequency output from the slip frequency calculating means.
The sum of the wave number and the output of the rotation frequency detector is added to the 1
The adder forming the next frequency and the d-axis component and the q-axis component of the primary current are respectively
It follows the d-axis component command and q-axis component command of the primary current.
Current component control for controlling the primary current of the induction motor
And the current ratio stored in the current ratio storage operation circuit.
The data is at least a linear function of the primary frequency
And the value of the product of the outputs of the current component command calculation means is the torque command.
And the amplitude ratio includes a constant related to iron loss.
It becomes equal to a predetermined function value using the constant of the induction motor
A control device for an induction motor, which outputs such a primary current command .
【請求項6】 誘導電動機と、 上記誘導電動機の回転周波数を検出する速度(回転周波
数)検出器と、 鉄損に関係した定数を含む上記誘導電動機の定数を係数
値とする所定の関数の演算結果をデータとして記憶して
おき、上記所定関数にかかわる変数を入力しトルク電流
指令と励磁電流指令の振幅の比(電流比と呼ぶ)を出力
する電流比記憶演算回路と、 上記誘導電動機のトルク指令と上記電流比を入力し励磁
電流指令を1次周波数で回転する直交回転座標軸(d−
q軸と呼ぶ)上の1次電流のd軸成分指令として出力
し、且つ上記誘導電動機のトルク電流指令を1次電流の
q軸成分指令として出力する電流成分指令演算手段と、 上記誘導電動機の1次電流を検出する電流検出器と、 1次周波数を積分して位相を出力する積分器と、 上記電流検出器の出力と上記位相とを入力して、上記1
次電流のd軸成分及びq軸成分を演算する電流成分演算
手段と、 上記1次電流のd軸成分指令及びd軸成分の少なくとも
一つと、上記1次電流のq軸成分指令及びq軸成分の少
なくとも一つとを入力し、上記誘導電動機のすべり周波
数を演算するすべり周波数演算手段と、 上記すべり周波数演算手段から出力された上記すべり周
波数(補正前すべり周波数と呼ぶ)と上記回転周波数と
を入力し、鉄損に関係した定数を含む上記誘導電動機の
定数を係数値とする所定の関数演算結果から得られたす
べり周波数と、鉄損に関係しない上記誘導電動機の定数
を係数値とする所定の関数演算結果から得られたすべり
周波数の比から近似して得られた所定の1次関数とによ
り、上記補正前すべり周波数を補間して補正後すべり周
波数を出力するすべり周波数鉄損成分補正手段と、 上記すべり周波数鉄損成分補正手段から出力された上記
補正後すべり周波数と上記回転周波数検出器の出力とを
加算して上記1次周波数となす加算器と、 上記1次電流のd軸成分及びq軸成分がそれぞれ、上記
1次電流のd軸成分指令及びq軸成分指令に追従するよ
うに上記誘導電動機の1次電流を制御する電流 成分制御
回路とを備え、 上記すべり周波数鉄損成分補正手段の上記所定の1次関
数が上記1次周波数の関数となり、 上記電流成分指令演算手段の出力の積の値がトルク指令
に比例し、且つ振幅の比が鉄損に関係した定数を含む上
記誘導電動機の定数を用いた所定の関数値と等しくなる
ような1次電流指令を出力する ことを特徴とする誘導電
動機の制御装置。
6. An induction motor and a speed (rotation frequency) for detecting a rotation frequency of the induction motor.
Number) Coefficient of detector and constant of induction motor including constant related to iron loss
Store the calculation result of a predetermined function as a value as data
Input the variables related to the above predetermined function
Outputs the ratio of the amplitude of the command and the excitation current command (called the current ratio)
And a current ratio storage operation circuit to input the torque command of the induction motor and the current ratio to excite
An orthogonal rotation coordinate axis (d-
output as the d-axis component command of the primary current
And the torque current command of the induction motor is
current component command calculating means for outputting as a q-axis component command, a current detector for detecting a primary current of the induction motor , an integrator for integrating a primary frequency to output a phase, and an output of the current detector And the phase, and
Current component calculation for calculating d-axis component and q-axis component of next current
Means and at least the d-axis component command and the d-axis component of the primary current.
One is the command of the q-axis component of the primary current and the
At least one, and enter the slip frequency of the induction motor.
Frequency calculating means for calculating the number, and the slip frequency output from the slip frequency calculating means.
The wave number (called the pre-correction slip frequency) and the rotation frequency
Of the induction motor including the constants related to iron loss.
A function obtained from the result of a predetermined function operation using a constant as a coefficient value
The slip frequency and the constant of the induction motor not related to iron loss
Slip obtained from the result of a given function operation with
A predetermined linear function obtained by approximation from the frequency ratio
The slip frequency before correction by interpolating the slip frequency before correction.
And slip frequency iron loss component correction means for outputting a wave number, the output from the slip frequency iron loss component correction means
The corrected slip frequency and the output of the rotation frequency detector are
The adder that adds the primary frequency to form the primary frequency, and the d-axis component and the q-axis component of the primary current are respectively
It follows the d-axis component command and q-axis component command of the primary current.
Current component control for controlling the primary current of the induction motor
A predetermined primary function of the slip frequency iron loss component correcting means.
The number is a function of the primary frequency, and the product value of the output of the current component command calculating means is the torque command.
And the amplitude ratio includes a constant related to iron loss.
It becomes equal to a predetermined function value using the constant of the induction motor
A control device for an induction motor, which outputs such a primary current command .
【請求項7】 電圧型インバータを用いて、トルク電流
及び励磁電流を1次周波数で回転する直交回転座標軸
(d−q軸と呼ぶ)上の1次電流のq軸成分及びd軸成
分に分離してそれぞれ制御するベクトル制御方式により
誘導電動機を制御する装置において、 上記電圧型インバータの電源側直流電圧を検出する直流
電圧検出部と、 上記誘導電動機のトルク電流指令である1次電流のq軸
成分指令(補正前1次電流q軸成分指令と呼ぶ)及び励
磁電流指令である1次電流のd軸成分指令(補正前1次
電流d軸成分指令と呼ぶ)を入力し、その振幅の比(電
流比FAと呼ぶ)を出力する電流比演算手段(A)と、 上記電源側直流電圧を入力し、出力可能な最大1次電圧
値を演算する最大出力電圧演算回路と、 三相座標軸上もしくはd−q軸上の1次電圧指令と上記
出力可能最大1次電圧値とを入力し、電圧飽和の発生の
有無を検出し電圧飽和の度合いを第1の飽和量成分とし
て表して出力する電圧飽和検出手段と、 上記誘導電動機の回転周波数その他の変数を入力し、ト
ルク指令通りのトルクを出力するために要する1次電圧
を最小とする上記1次電流のq軸成分指令とd軸成分指
令の振幅の比(電流比FBと呼ぶ)を、演算あるいは演
算の結果をマップデータ化したものより算出し出力する
電流比演算手段(B)と、 上記第1の飽和量成分、上記電流比FA及び電流比FB
を入力し、飽和の度合いに応じて補正後の1次電流のq
軸成分指令(補正後1次電流q軸成分指令と呼ぶ)及び
d軸成分指令(補正後1次電流d軸成分指令と呼ぶ)の
振幅の比(電流比FCと呼ぶ)を出力する電流比調整手
段と、 上記誘導電動機のトルク指令と上記電流比FCを入力
し、上記補正後1次電流q軸成分指令と上記補正後1次
電流d軸成分指令を出力する補正後電流成分指令演算手
段と、 を備えた ことを特徴とする誘導電動機の制御装置。
7. A method for controlling a torque current using a voltage type inverter.
And an orthogonal rotating coordinate axis that rotates the exciting current at the primary frequency
Q-axis component and d-axis component of the primary current
Vector control system that separates and controls each
An apparatus for controlling an induction motor, a direct current to detect the power supply side DC voltage of the voltage-type inverter
A voltage detector, and a q-axis of a primary current as a torque current command for the induction motor.
Component command (referred to as primary current q-axis component command before correction) and excitation
D-axis component command of primary current, which is a magnetic current command (primary primary
(Referred to as current d-axis component command), and the amplitude ratio (current
Current ratio calculating means (A) for outputting a current ratio (referred to as a current ratio FA), and the maximum primary voltage which can be outputted by inputting the power source side DC voltage.
A maximum output voltage calculation circuit for calculating a value, a primary voltage command on a three-phase coordinate axis or a dq axis, and
Input the maximum primary voltage that can be output and
The presence / absence is detected and the degree of voltage saturation is used as the first saturation amount component.
Input the voltage saturation detection means to output and output the rotation frequency of the induction motor and other variables.
Primary voltage required to output torque as instructed by Luc
Q-axis component command and d-axis component finger of the primary current to minimize
Of the command amplitude (called the current ratio FB)
Calculate and output the result of calculation from map data
Current ratio calculating means (B), the first saturation component, the current ratio FA and the current ratio FB
And q of the primary current after correction according to the degree of saturation.
Axis component command (referred to as corrected primary current q-axis component command) and
of the d-axis component command (referred to as the corrected primary current d-axis component command)
A current ratio adjuster that outputs the amplitude ratio (called the current ratio FC)
Input and stage, the torque command and the current ratio FC of the induction motor
Then, the corrected primary current q-axis component command and the corrected primary current
A current d-axis component command that outputs a current d-axis component command
Control for an induction motor, characterized in that it comprises a stage, a.
【請求項8】 請求項7記載の誘導電動機の制御装置に
おいて、 上記電流比調整手段が、電流比FCを調整しても尚、電
圧飽和が発生する場合にこれを検出し、飽和の度合いに
応じた第2の飽和量成分をも出力するものであり、 上記第2の飽和量成分とトルク指令とを入力し、トルク
指令を補正するトルク指令補正手段をさらに 備えたこと
を特徴とする誘導電動機の制御装置。
8. The control device for an induction motor according to claim 7, wherein
Even if the current ratio adjusting means adjusts the current ratio FC,
Detects when pressure saturation occurs, and adjusts the degree of saturation.
The second saturation amount component is also output in accordance with the second saturation amount component and the torque command.
A control device for an induction motor , further comprising torque command correction means for correcting a command .
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