JP3329673B2 - 誘導電動機制御装置 - Google Patents
誘導電動機制御装置Info
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- JP3329673B2 JP3329673B2 JP33449796A JP33449796A JP3329673B2 JP 3329673 B2 JP3329673 B2 JP 3329673B2 JP 33449796 A JP33449796 A JP 33449796A JP 33449796 A JP33449796 A JP 33449796A JP 3329673 B2 JP3329673 B2 JP 3329673B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，インバータにより
誘導電動機を駆動する装置に関するもので，特に温度変
動による特性変化を抑制する物である。
誘導電動機を駆動する装置に関するもので，特に温度変
動による特性変化を抑制する物である。
【０００２】
【従来の技術】誘導電動機に速度検出器を付けないで該
電動機のトルクと速度を高精度高速に制御する誘導電動
機の制御装置の従来の制御ブロックを図２に示し，以下
図２に従って従来技術を説明する。インバータ１はトル
ク磁束制御器５の出力のスイッチング信号を入力して，
そのスイッチング信号に応じてインバータを動作させ
る。インバータ１の出力は電流検出器２や電圧検出器３
を介して電動機４に接続されており，インバータ１によ
り電動機４に電圧を印加することができる。
電動機のトルクと速度を高精度高速に制御する誘導電動
機の制御装置の従来の制御ブロックを図２に示し，以下
図２に従って従来技術を説明する。インバータ１はトル
ク磁束制御器５の出力のスイッチング信号を入力して，
そのスイッチング信号に応じてインバータを動作させ
る。インバータ１の出力は電流検出器２や電圧検出器３
を介して電動機４に接続されており，インバータ１によ
り電動機４に電圧を印加することができる。
【０００３】電圧系磁束演算器６は検出器２や３からの
電流ベクトルｉ１と電圧ベクトルｖ１を入力し，また電
流系磁束演算器８の出力の電流系磁束ベクトルψ２ｉを
も入力して電圧系磁束ベクトルψ２ｖを（１）式より演
算する。
電流ベクトルｉ１と電圧ベクトルｖ１を入力し，また電
流系磁束演算器８の出力の電流系磁束ベクトルψ２ｉを
も入力して電圧系磁束ベクトルψ２ｖを（１）式より演
算する。
【０００４】
【数１】
【０００５】ここで，Ｌ１は一次自己インダクタンス，
Ｌ２は二次自己インダクタンス，Ｍは相互インダクタン
ス，Ｋはドリフト補償ゲインである。Ｒ１は一次抵抗で
設定固定値のＲ１ｎを用いている。積分内第二項は，積
分ドリフト抑制のために追加されているもので，本来は
不要な項である。速度演算器７は，電圧系磁束ベクトル
ψ２ｖと電流ベクトルｉ１より回転速度ωｍを（２）式
より求める。
Ｌ２は二次自己インダクタンス，Ｍは相互インダクタン
ス，Ｋはドリフト補償ゲインである。Ｒ１は一次抵抗で
設定固定値のＲ１ｎを用いている。積分内第二項は，積
分ドリフト抑制のために追加されているもので，本来は
不要な項である。速度演算器７は，電圧系磁束ベクトル
ψ２ｖと電流ベクトルｉ１より回転速度ωｍを（２）式
より求める。
【０００６】
【数２】
【０００７】ここでωはψ２ｖの回転角速度であり，Ｒ
２は二次抵抗である。電流系磁束演算器８は，（３）式
で電流系磁束ベクトルψ２ｉを演算する。
２は二次抵抗である。電流系磁束演算器８は，（３）式
で電流系磁束ベクトルψ２ｉを演算する。
【０００８】
【数３】
【０００９】トルク演算器９では，電流系磁束ベクトル
ψ２ｉと電流ベクトルｉ１よりトルクＴを演算しトルク
磁束制御器５に出力する。トルク磁束制御器５では，そ
の他にトルク指令Ｔ＊と磁束指令φ＊と磁束ψ２ｉを入
力してトルクと磁束がそれらの指令に追従するようなス
イッチング信号をインバータ１に出力する。速度制御器
１０では，速度指令ωｍ＊と演算速度ωｍを入力して，
速度が指令に追従するようなトルク指令を出力する。
ψ２ｉと電流ベクトルｉ１よりトルクＴを演算しトルク
磁束制御器５に出力する。トルク磁束制御器５では，そ
の他にトルク指令Ｔ＊と磁束指令φ＊と磁束ψ２ｉを入
力してトルクと磁束がそれらの指令に追従するようなス
イッチング信号をインバータ１に出力する。速度制御器
１０では，速度指令ωｍ＊と演算速度ωｍを入力して，
速度が指令に追従するようなトルク指令を出力する。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では，
電圧系磁束ベクトルの演算に一次抵抗Ｒ１を用いてい
る。このＲ１は，電動機の温度によって変動するもの
で，温度変動によりＲ１が変動し，それにより電圧系磁
束ベクトルψ２ｖに誤差が含まれるようになり，それに
よって速度やトルクにも誤差が含まれるようになる。ま
たシステムの安定性も脅かされるようになる。本発明は
上述した点に鑑みて創案されたもので、その目的とする
ところは、これらの欠点を解決した誘導電動機制御装置
を提供することにある。
電圧系磁束ベクトルの演算に一次抵抗Ｒ１を用いてい
る。このＲ１は，電動機の温度によって変動するもの
で，温度変動によりＲ１が変動し，それにより電圧系磁
束ベクトルψ２ｖに誤差が含まれるようになり，それに
よって速度やトルクにも誤差が含まれるようになる。ま
たシステムの安定性も脅かされるようになる。本発明は
上述した点に鑑みて創案されたもので、その目的とする
ところは、これらの欠点を解決した誘導電動機制御装置
を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】つまり、その目的を達成
するための手段は、誘導電動機への供給電圧を検出また
は推定してベクトルに変換する電圧検出手段と，該電動
機の入力電流を検出してベクトルに変換する電流検出手
段と，前記電圧検出手段の出力の電圧ベクトルと前記電
流検出手段の出力の電流ベクトルを入力して該電動機の
磁束ベクトルを演算する電圧系磁束演算手段と，前記電
圧系磁束演算手段の出力の電圧系磁束ベクトルと前記電
流検出手段の出力の電流ベクトルから該電動機の回転速
度を演算する速度演算手段と，前記速度演算手段の出力
の回転速度と前記電流検出手段の出力の電流ベクトルか
ら該電動機の磁束ベクトルを演算する電流系磁束演算手
段と，前記電流系磁束演算手段の出力の電流系磁束ベク
トルと電圧系磁束演算手段の出力の電圧系磁束ベクトル
との差ベクトルを演算する誤差ベクトル演算手段と，前
記電流検出手段のの出力の電流ベクトルと前記誤差ベク
トル演算手段の出力の磁束誤差ベクトルとの外積を演算
する外積演算手段と，前記外積演算手段の出力を増幅す
る誤差増幅手段と，前記誤差増幅手段の出力より前記電
圧系磁束演算手段に用いる該電動機の一次抵抗値を修正
する一次抵抗修正手段から構成されている。
するための手段は、誘導電動機への供給電圧を検出また
は推定してベクトルに変換する電圧検出手段と，該電動
機の入力電流を検出してベクトルに変換する電流検出手
段と，前記電圧検出手段の出力の電圧ベクトルと前記電
流検出手段の出力の電流ベクトルを入力して該電動機の
磁束ベクトルを演算する電圧系磁束演算手段と，前記電
圧系磁束演算手段の出力の電圧系磁束ベクトルと前記電
流検出手段の出力の電流ベクトルから該電動機の回転速
度を演算する速度演算手段と，前記速度演算手段の出力
の回転速度と前記電流検出手段の出力の電流ベクトルか
ら該電動機の磁束ベクトルを演算する電流系磁束演算手
段と，前記電流系磁束演算手段の出力の電流系磁束ベク
トルと電圧系磁束演算手段の出力の電圧系磁束ベクトル
との差ベクトルを演算する誤差ベクトル演算手段と，前
記電流検出手段のの出力の電流ベクトルと前記誤差ベク
トル演算手段の出力の磁束誤差ベクトルとの外積を演算
する外積演算手段と，前記外積演算手段の出力を増幅す
る誤差増幅手段と，前記誤差増幅手段の出力より前記電
圧系磁束演算手段に用いる該電動機の一次抵抗値を修正
する一次抵抗修正手段から構成されている。
【００１２】以下は，前記解決するための手段が前記問
題点を解決できる理由を述べる。電動機が正転で力行ト
ルクを出力している場合の各ベクトルの関係は図３の様
に表される。電流系磁束ベクトルψ２ｉを通り電流ベク
トルｉ１に平行な一点鎖線ａに対して，電圧系磁束ベク
トルψ２ｖが電流ベクトルｉ１と同じ側に存在すると誤
差ベクトル演算手段の出力は（４）式で示され、
題点を解決できる理由を述べる。電動機が正転で力行ト
ルクを出力している場合の各ベクトルの関係は図３の様
に表される。電流系磁束ベクトルψ２ｉを通り電流ベク
トルｉ１に平行な一点鎖線ａに対して，電圧系磁束ベク
トルψ２ｖが電流ベクトルｉ１と同じ側に存在すると誤
差ベクトル演算手段の出力は（４）式で示され、
【００１３】
【数４】
【００１４】電流ベクトルｉ１より位相が遅れているの
で，外積演算手段の出力は（５）式で示され、
で，外積演算手段の出力は（５）式で示され、
【００１５】
【数５】
【００１６】Ｅｒ＜０となる。逆に一点鎖線ａに対して
電圧系磁束ベクトルψ２ｖが電流ベクトルｉ１と反対側
に存在するとＥｒ＞０となる。一次抵抗Ｒ１を変化させ
るとベクトルＥは電圧ベクトルｖ１を通る破線ｂ上を移
動する。一次抵抗Ｒ１による電圧降下を電圧ベクトルｖ
１から引いたベクトルＥの積分である電圧系磁束ベクト
ルψ２ｖは，ベクトルＥと直交しているので，一次抵抗
Ｒ１を変化させると電流ベクトルｉ１と直交した二点鎖
線ｃ上を移動する。電流系磁束ベクトルψ２ｉと電圧系
磁束ベクトルψ２ｖが一致しない理由が一次抵抗Ｒ１の
誤差によるものであれば，Ｅｒ＝０となるように一次抵
抗Ｒ１を調整することによって一点鎖線ａと二点鎖線ｃ
との交点に電圧系磁束ベクトルψ２ｖを移動させること
ができ，この時点で電圧系磁束ベクトルψ２ｖと電流系
磁束ベクトルψ２ｉは一致するはずであり，その時の一
次抵抗Ｒ１が正しい値となる。つまり，Ｅｒ＜０の時は
一次抵抗Ｒ１を小さくし，Ｅｒ＞０の時は一次抵抗Ｒ１
を大きくすることで一次抵抗Ｒ１は正しい値に調整され
電圧系磁束ベクトルψ２ｖと電流系磁束ベクトルψ２ｉ
とは一致するようになる。よって、前記誤差増幅手段
で、例えば、（６）式に示される比例積分要素
電圧系磁束ベクトルψ２ｖが電流ベクトルｉ１と反対側
に存在するとＥｒ＞０となる。一次抵抗Ｒ１を変化させ
るとベクトルＥは電圧ベクトルｖ１を通る破線ｂ上を移
動する。一次抵抗Ｒ１による電圧降下を電圧ベクトルｖ
１から引いたベクトルＥの積分である電圧系磁束ベクト
ルψ２ｖは，ベクトルＥと直交しているので，一次抵抗
Ｒ１を変化させると電流ベクトルｉ１と直交した二点鎖
線ｃ上を移動する。電流系磁束ベクトルψ２ｉと電圧系
磁束ベクトルψ２ｖが一致しない理由が一次抵抗Ｒ１の
誤差によるものであれば，Ｅｒ＝０となるように一次抵
抗Ｒ１を調整することによって一点鎖線ａと二点鎖線ｃ
との交点に電圧系磁束ベクトルψ２ｖを移動させること
ができ，この時点で電圧系磁束ベクトルψ２ｖと電流系
磁束ベクトルψ２ｉは一致するはずであり，その時の一
次抵抗Ｒ１が正しい値となる。つまり，Ｅｒ＜０の時は
一次抵抗Ｒ１を小さくし，Ｅｒ＞０の時は一次抵抗Ｒ１
を大きくすることで一次抵抗Ｒ１は正しい値に調整され
電圧系磁束ベクトルψ２ｖと電流系磁束ベクトルψ２ｉ
とは一致するようになる。よって、前記誤差増幅手段
で、例えば、（６）式に示される比例積分要素
【００１７】
【数６】
【００１８】で誤差Ｅｒを増幅し，一次抵抗修正手段で
（７）式
（７）式
【００１９】
【数７】
【００２０】のようにして一次抵抗を修正できる。これ
によって，外積演算手段の出力Ｅｒはゼロになるように
一次抵抗Ｒ１が調整できる。以下、本発明の一実施例を
図面に基づいて詳述する。
によって，外積演算手段の出力Ｅｒはゼロになるように
一次抵抗Ｒ１が調整できる。以下、本発明の一実施例を
図面に基づいて詳述する。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例を示すブ
ロック図であり、図中、図２と同符号は同じ構成機能を
有する部分である。図１において、電圧系磁束演算手段
としての電圧系磁束演算器６は電流検出手段としての電
流検出器２や電圧検出手段としての電圧検出器３からの
電流ベクトルｉ１と電圧ベクトルｖ１を入力し，また電
流系磁束演算手段としての電流系磁束演算器８の出力の
電流系磁束ベクトルψ２ｉをも入力して電圧系磁束ベク
トルψ２ｖを（１）式より演算する。電圧系磁束演算器
６で用いる一次抵抗値は，一次抵抗修正手段である一次
抵抗修正器１４の出力を用いる。速度演算手段としての
速度演算器７は，電圧系磁束ベクトルψ２ｖと電流ベク
トルｉ１より回転速度ωｍを（２）式より求める。
ロック図であり、図中、図２と同符号は同じ構成機能を
有する部分である。図１において、電圧系磁束演算手段
としての電圧系磁束演算器６は電流検出手段としての電
流検出器２や電圧検出手段としての電圧検出器３からの
電流ベクトルｉ１と電圧ベクトルｖ１を入力し，また電
流系磁束演算手段としての電流系磁束演算器８の出力の
電流系磁束ベクトルψ２ｉをも入力して電圧系磁束ベク
トルψ２ｖを（１）式より演算する。電圧系磁束演算器
６で用いる一次抵抗値は，一次抵抗修正手段である一次
抵抗修正器１４の出力を用いる。速度演算手段としての
速度演算器７は，電圧系磁束ベクトルψ２ｖと電流ベク
トルｉ１より回転速度ωｍを（２）式より求める。
【００２２】電流系磁束演算器８は，（３）式で電流系
磁束ベクトルψ２ｉを演算する。トルク演算器９では，
電流系磁束ベクトルψ２ｉと電流ベクトルｉ１よりトル
クＴを演算しトルク磁束制御器５に出力する。トルク磁
束制御器５では，その他にトルク指令Ｔ＊と磁束指令φ
＊と磁束ψ２ｉを入力してトルクと磁束がそれらの指令
に追従するようなスイッチング信号をインバータ１に出
力する。速度制御器１０では，速度指令ωｍ＊と演算速
度ωｍを入力して，速度が指令に追従するようなトルク
指令を出力する。誤差ベクトル演算手段である誤差ベク
トル演算器１１は（４）式の演算を行いΔψ２を出力す
る。外積演算手段である外積演算器１２は誤差ベクトル
演算器１１の出力の磁束誤差ベクトルΔψ２と電流ベク
トルｉ１との外積を（５）式で演算してＥｒを出力す
る。誤差増幅手段である誤差増幅器１３はＥｒを（６）
式の様に比例積分増幅してＧＲ１を出力する。一次抵抗
修正器１４は，（７）式の様に一次抵抗設定値Ｒ１ｎを
修正したＲ１を電圧系磁束演算器６に出力する。
磁束ベクトルψ２ｉを演算する。トルク演算器９では，
電流系磁束ベクトルψ２ｉと電流ベクトルｉ１よりトル
クＴを演算しトルク磁束制御器５に出力する。トルク磁
束制御器５では，その他にトルク指令Ｔ＊と磁束指令φ
＊と磁束ψ２ｉを入力してトルクと磁束がそれらの指令
に追従するようなスイッチング信号をインバータ１に出
力する。速度制御器１０では，速度指令ωｍ＊と演算速
度ωｍを入力して，速度が指令に追従するようなトルク
指令を出力する。誤差ベクトル演算手段である誤差ベク
トル演算器１１は（４）式の演算を行いΔψ２を出力す
る。外積演算手段である外積演算器１２は誤差ベクトル
演算器１１の出力の磁束誤差ベクトルΔψ２と電流ベク
トルｉ１との外積を（５）式で演算してＥｒを出力す
る。誤差増幅手段である誤差増幅器１３はＥｒを（６）
式の様に比例積分増幅してＧＲ１を出力する。一次抵抗
修正器１４は，（７）式の様に一次抵抗設定値Ｒ１ｎを
修正したＲ１を電圧系磁束演算器６に出力する。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
圧系磁束ベクトルの演算に用いる一次抵抗Ｒ１を正しく
自動的に調整できるので，例えば電動機の温度変動によ
って実際の一次抵抗が変動しても，それに追従して電圧
系磁束ベクトルの演算に用いる一次抵抗Ｒ１を変化させ
ることができる。よって，温度変動によるＲ１の変動で
の速度やトルクの制御誤差がなくなり，またシステムの
安定性も確保される。
圧系磁束ベクトルの演算に用いる一次抵抗Ｒ１を正しく
自動的に調整できるので，例えば電動機の温度変動によ
って実際の一次抵抗が変動しても，それに追従して電圧
系磁束ベクトルの演算に用いる一次抵抗Ｒ１を変化させ
ることができる。よって，温度変動によるＲ１の変動で
の速度やトルクの制御誤差がなくなり，またシステムの
安定性も確保される。
【図１】本発明の誘導電動機制御装置の一実施例を表す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】従来例の誘導電動機制御装置の一実施例を表す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図３】ベクトル関係図である。
１ インバータ ２ 電流検出器 ３ 電圧検出器 ４ 誘導電動機 ５ トルク磁束制御器 ６ 電圧系磁束演算器 ７ 速度演算器 ８ 電流系磁束演算器 ９ トルク演算器 １０ 速度制御器 １１ 誤差ベクトル演算器 １２ 外積演算器 １３ 誤差増幅器 １４ 一次抵抗修正器
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−196100（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−107800（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−94300（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−47098（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−213100（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−163782（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−163800（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 G01R 31/32 - 31/36
Claims (2)
- 【請求項１】 誘導電動機に電力を供給して該電動機の
回転速度や出力トルクを制御する誘導電動機制御装置に
おいて，該誘導電動機への供給電圧を検出または推定し
てベクトルに変換する電圧検出手段と，該電動機の入力
電流を検出してベクトルに変換する電流検出手段と，前
記電圧検出手段の出力の電圧ベクトルと前記電流検出手
段の出力の電流ベクトルを入力して該電動機の磁束ベク
トルを演算する電圧系磁束演算手段と，前記電圧系磁束
演算手段の出力の電圧系磁束ベクトルと前記電流検出手
段の出力の電流ベクトルから該電動機の回転速度を演算
する速度演算手段と，前記速度演算手段の出力の回転速
度と前記電流検出手段の出力の電流ベクトルから該電動
機の磁束ベクトルを演算する電流系磁束演算手段と，前
記電流系磁束演算手段の出力の電流系磁束ベクトルと電
圧系磁束演算手段の出力の電圧系磁束ベクトルとの差ベ
クトルを演算する誤差ベクトル演算手段と，前記電流検
出手段のの出力の電流ベクトルと前記誤差ベクトル演算
手段の出力の磁束誤差ベクトルとの外積を演算する外積
演算手段と，前記外積演算手段の出力を増幅する誤差増
幅手段と，前記誤差増幅手段の出力より前記電圧系磁束
演算手段に用いる該電動機の一次抵抗値を修正する一次
抵抗修正手段を具備することを特徴とする誘導電動機制
御装置。 - 【請求項２】 誤差増幅手段に比例積分増幅器を用いる
請求項１記載の誘導電動機制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33449796A JP3329673B2 (ja) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | 誘導電動機制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33449796A JP3329673B2 (ja) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | 誘導電動機制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10164900A JPH10164900A (ja) | 1998-06-19 |
| JP3329673B2 true JP3329673B2 (ja) | 2002-09-30 |
Family
ID=18278072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33449796A Expired - Fee Related JP3329673B2 (ja) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | 誘導電動機制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3329673B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4592137B2 (ja) * | 2000-01-28 | 2010-12-01 | 東洋電機製造株式会社 | 速度センサレス電動機制御装置 |
| JP4592138B2 (ja) * | 2000-01-28 | 2010-12-01 | 東洋電機製造株式会社 | 速度センサレス電動機制御装置 |
| JP4688653B2 (ja) * | 2005-12-02 | 2011-05-25 | 東洋電機製造株式会社 | 誘導機制御装置 |
-
1996
- 1996-11-29 JP JP33449796A patent/JP3329673B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10164900A (ja) | 1998-06-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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