JP3339275B2 - インバータ装置のトルク制御装置 - Google Patents
インバータ装置のトルク制御装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電動機を駆動するイ
ンバータ装置のトルク制御装置に関する。
ンバータ装置のトルク制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は従来インバータ装置で電動機をト
ルク制御する場合の制御系を示すもので、５はトルク設
定（指令）値τとトルクフィードバック信号との偏差を
検出する偏差検出部、６はこのトルク偏差をＰＩ演算す
るＰＩアンプからなるトルク制御系、８はトルク制御系
からの電流指令値を増幅する電流制御アンプからなる電
流制御系、９はトルクフィードバック信号を出力するト
ルク検出器（例えばロードセル等）からなるトルク検出
系、Ｍはトルク検出器９を有する電動機（ダイナモメー
タ）で、１１は電動機の電流入力に対するトルク出力の
伝達関数系、１２はこのトルク出力と負荷トルクの差で
ある実トルクを出力する電動機の実トルク出力部、１３
はこの実トルクで回転される電動機の慣性モーメントを
示す。
ルク制御する場合の制御系を示すもので、５はトルク設
定（指令）値τとトルクフィードバック信号との偏差を
検出する偏差検出部、６はこのトルク偏差をＰＩ演算す
るＰＩアンプからなるトルク制御系、８はトルク制御系
からの電流指令値を増幅する電流制御アンプからなる電
流制御系、９はトルクフィードバック信号を出力するト
ルク検出器（例えばロードセル等）からなるトルク検出
系、Ｍはトルク検出器９を有する電動機（ダイナモメー
タ）で、１１は電動機の電流入力に対するトルク出力の
伝達関数系、１２はこのトルク出力と負荷トルクの差で
ある実トルクを出力する電動機の実トルク出力部、１３
はこの実トルクで回転される電動機の慣性モーメントを
示す。
【０００３】図中の各記号は以下のとおりである。
【０００４】Ｇ１（Ｓ）：電流制御系の伝達関数 Ｇ２（Ｓ）：電動機の電流入力に対するトルク出力の伝
達関数 τ：電動機のトルク設定値 ＴD ：トルク検出系の時定数 Ｔ1 ：トルク制御系の時定数 Ｓ：ラプラス演算子 Ｊ１：電動機の慣性モーメント Ｋ１：トルク制御系のゲイン 上記制御系において、電動機Ｍをトルク制御する場合に
は、トルク設定値τを与えて、そのトルク設定値とトル
ク検出系９からのトルク検出値との偏差をトルク制御系
６でＰＩ制御することにより電流制御系８の電流指令値
としている。
達関数 τ：電動機のトルク設定値 ＴD ：トルク検出系の時定数 Ｔ1 ：トルク制御系の時定数 Ｓ：ラプラス演算子 Ｊ１：電動機の慣性モーメント Ｋ１：トルク制御系のゲイン 上記制御系において、電動機Ｍをトルク制御する場合に
は、トルク設定値τを与えて、そのトルク設定値とトル
ク検出系９からのトルク検出値との偏差をトルク制御系
６でＰＩ制御することにより電流制御系８の電流指令値
としている。
【０００５】電流制御系８ではこの電流指令値により電
動機Ｍに流入させる電流を制御する。電動機Ｍは電流入
力に対するトルク出力の伝達関数系１１を持ち、トルク
を発生する。このトルクはトルク検出系９で検出されト
ルク制御系６のフィードバック信号となる。
動機Ｍに流入させる電流を制御する。電動機Ｍは電流入
力に対するトルク出力の伝達関数系１１を持ち、トルク
を発生する。このトルクはトルク検出系９で検出されト
ルク制御系６のフィードバック信号となる。
【０００６】このようにトルク設定値τとトルク検出値
の偏差についてＰＩ制御を行うことにより設定値と一致
したトルクが電動機Ｍに発生するように制御する。
の偏差についてＰＩ制御を行うことにより設定値と一致
したトルクが電動機Ｍに発生するように制御する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の制御系は、
トルク検出系に検出遅れがあるために、応答速度をある
程度以上に上げることができない。トルク制御系のＰＩ
の定数を調整して応答を上げようとすると、オーバーシ
ュート等が大きくなり系が不安定になる問題がある。
トルク検出系に検出遅れがあるために、応答速度をある
程度以上に上げることができない。トルク制御系のＰＩ
の定数を調整して応答を上げようとすると、オーバーシ
ュート等が大きくなり系が不安定になる問題がある。
【０００８】本発明は、従来のこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、応答
が早くかつオーバーシュートの小さいインバータ装置の
トルク制御装置を提供することにある。
てなされたものであり、その目的とするところは、応答
が早くかつオーバーシュートの小さいインバータ装置の
トルク制御装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、マイナールー
プに電流制御系を有するトルク制御系により、トルク制
御系へのフィードバック信号を出力するトルク検出器を
有する電動機をトルク制御するインバータ装置のトルク
制御装置において、前記電動機の電流−トルク特性の逆
伝達関数を持ち、前記トルク制御系のトルク指令を電流
指令に変換し、前記トルク制御系の出力に加えて前記電
流制御系の電流指令とするトルク−電流変換部と、トル
ク指令に対し、電動機の発生トルクからトルク制御系の
フィードバック入力部までのトルク伝達関数の補正、又
は電流制御系の伝達関数と、電動機の発生トルクからト
ルク制御系のフィードバック入力部までのトルク伝達関
数の補正を施し、トルク制御系のＰＩ演算の指令値とす
るトルク指令補正部を設けてなるものである。
プに電流制御系を有するトルク制御系により、トルク制
御系へのフィードバック信号を出力するトルク検出器を
有する電動機をトルク制御するインバータ装置のトルク
制御装置において、前記電動機の電流−トルク特性の逆
伝達関数を持ち、前記トルク制御系のトルク指令を電流
指令に変換し、前記トルク制御系の出力に加えて前記電
流制御系の電流指令とするトルク−電流変換部と、トル
ク指令に対し、電動機の発生トルクからトルク制御系の
フィードバック入力部までのトルク伝達関数の補正、又
は電流制御系の伝達関数と、電動機の発生トルクからト
ルク制御系のフィードバック入力部までのトルク伝達関
数の補正を施し、トルク制御系のＰＩ演算の指令値とす
るトルク指令補正部を設けてなるものである。
【００１０】
実施の形態１ 図１の電動機をトルク制御するインバータ装置の制御系
を示す。なお、前記従来図４に示したものと同一構成部
分は、同一符号を付してその重複する説明を省略する。
を示す。なお、前記従来図４に示したものと同一構成部
分は、同一符号を付してその重複する説明を省略する。
【００１１】図１において、１はトルク設定（指令）値
τを電流−トルク特性の逆伝達関数によってトルク設定
値τと同等のトルクが発生するであろう電流指令値に変
換するトルク−電流変換部、２は電動機Ｍからトルク制
御系６のフィードバック入力までのトルク伝達関数（ト
ルクの検出遅れ等）ＧＳ（３）を持ち、トルク設定値τ
を補正してトルク制御系６のＰＩ演算の指令値τ’に変
換するトルク指令補正部。
τを電流−トルク特性の逆伝達関数によってトルク設定
値τと同等のトルクが発生するであろう電流指令値に変
換するトルク−電流変換部、２は電動機Ｍからトルク制
御系６のフィードバック入力までのトルク伝達関数（ト
ルクの検出遅れ等）ＧＳ（３）を持ち、トルク設定値τ
を補正してトルク制御系６のＰＩ演算の指令値τ’に変
換するトルク指令補正部。
【００１２】５はこの補正されたトルク指令値τ’とト
ルク検出系９からのトルクフィードバック信号との偏差
を検出する偏差検出部、７はこの偏差をトルク制御系６
からの電流指令値とトルク−電流変換部１からの電流指
令値とを加算する演算部、８はこの加算された電流指令
値で電動機を制御する電流制御系である。その他の構成
は従来図４のものと変わりがない。
ルク検出系９からのトルクフィードバック信号との偏差
を検出する偏差検出部、７はこの偏差をトルク制御系６
からの電流指令値とトルク−電流変換部１からの電流指
令値とを加算する演算部、８はこの加算された電流指令
値で電動機を制御する電流制御系である。その他の構成
は従来図４のものと変わりがない。
【００１３】上記制御系の動作について説明する。トル
ク設定値τが与えられると、トルク−電流変換部１は電
流−トルク特性の逆伝達関数によってトルク設定値と同
等のトルクを発生させる電流指令値を出力する。一方ト
ルク指令補正部２はトルク設定値τを電動機Ｍからトル
ク制御系６のフィードバック入力部（偏差検出器５）ま
でのトルク伝達関数Ｇ３（Ｓ）によりトルク指令値τを
補正した補正トルク指令値τ’を出力する。トルク制御
系６はこのトルク指令値τ’とトルクフィードバック信
号との偏差をＰＩ演算して電流指令値を出力する。この
トルク−電流変換部１とトルク制御系６からの電流指令
値は加算されて電流制御系８の電流指令値となる。
ク設定値τが与えられると、トルク−電流変換部１は電
流−トルク特性の逆伝達関数によってトルク設定値と同
等のトルクを発生させる電流指令値を出力する。一方ト
ルク指令補正部２はトルク設定値τを電動機Ｍからトル
ク制御系６のフィードバック入力部（偏差検出器５）ま
でのトルク伝達関数Ｇ３（Ｓ）によりトルク指令値τを
補正した補正トルク指令値τ’を出力する。トルク制御
系６はこのトルク指令値τ’とトルクフィードバック信
号との偏差をＰＩ演算して電流指令値を出力する。この
トルク−電流変換部１とトルク制御系６からの電流指令
値は加算されて電流制御系８の電流指令値となる。
【００１４】しかして、トルク設定値τが変化した場
合、トルク指令補正部２からのトルク指令値τ’は遅れ
て変化するので、トルク制御系６からの電流指令の変化
が遅れるのに対し、トルク−電流変換部１からの電流指
令は直ちに変化するので、電動機Ｍは早い応答でトルク
制御される。
合、トルク指令補正部２からのトルク指令値τ’は遅れ
て変化するので、トルク制御系６からの電流指令の変化
が遅れるのに対し、トルク−電流変換部１からの電流指
令は直ちに変化するので、電動機Ｍは早い応答でトルク
制御される。
【００１５】トルク検出系９により電動機の発生トルク
が電動機Ｍからトルク制御系６のフィードバック入力部
までのトルク伝達関数を持って検出される。一方トルク
制御系６のトルク設定側にも同等の伝達関数Ｇ３（Ｓ）
を持っているため、トルク制御系に入力するトルク指令
値の変化とトルク検出値との変化はほぼ一致し、その差
分に対してのみトルク制御系６でＰＩ制御が行われる。
即ち、トルク制御系（ＰＩアンプ）６はトルク−電流変
換部１からの指令値と実際の発生トルクの差分をＰＩ制
御することになるので、オーバーシュートは小さくな
る。
が電動機Ｍからトルク制御系６のフィードバック入力部
までのトルク伝達関数を持って検出される。一方トルク
制御系６のトルク設定側にも同等の伝達関数Ｇ３（Ｓ）
を持っているため、トルク制御系に入力するトルク指令
値の変化とトルク検出値との変化はほぼ一致し、その差
分に対してのみトルク制御系６でＰＩ制御が行われる。
即ち、トルク制御系（ＰＩアンプ）６はトルク−電流変
換部１からの指令値と実際の発生トルクの差分をＰＩ制
御することになるので、オーバーシュートは小さくな
る。
【００１６】なお、トルク指令値が変化しない場合は、
トルク−電流変換部１からの電流指令は一定で、トルク
偏差をＰＩ演算するトルク制御系６からの電流指令が発
生トルク一定となるように変化する。
トルク−電流変換部１からの電流指令は一定で、トルク
偏差をＰＩ演算するトルク制御系６からの電流指令が発
生トルク一定となるように変化する。
【００１７】実施の形態２ 図２について、この制御系は、図１の制御系におけるト
ルク指令補正部２に代えて、電流制御系８の伝達関数と
同じ伝達関数を有する第１のトルク設定補正部３と、ト
ルク検出系９の伝達関数と同じ伝達関数を有する第２の
トルク設定補正部４とを直列に用いたもので、その他の
構成は図１のものと変わりがない。
ルク指令補正部２に代えて、電流制御系８の伝達関数と
同じ伝達関数を有する第１のトルク設定補正部３と、ト
ルク検出系９の伝達関数と同じ伝達関数を有する第２の
トルク設定補正部４とを直列に用いたもので、その他の
構成は図１のものと変わりがない。
【００１８】この実施の形態によれば、第１，第２のト
ルク設定補正部３，４により、電流制御系の伝達関数と
電動機の発生トルクからトルク制御系６のフィードバッ
ク入力までのトルク伝達関数でトルク設定値τを補正す
ることができる。したがって、図１と同様の制御がより
正確にできる。
ルク設定補正部３，４により、電流制御系の伝達関数と
電動機の発生トルクからトルク制御系６のフィードバッ
ク入力までのトルク伝達関数でトルク設定値τを補正す
ることができる。したがって、図１と同様の制御がより
正確にできる。
【００１９】実施の形態３ 図３について、この制御系は、図２の制御系における第
１のトルク設定補正部３を省略し、第２のトルク指令補
正部４のみでトルク設定（指令）値τを補正するもの
で、その他の構成は図２のものと変わりがない。
１のトルク設定補正部３を省略し、第２のトルク指令補
正部４のみでトルク設定（指令）値τを補正するもの
で、その他の構成は図２のものと変わりがない。
【００２０】この実施の形態によれば、トルク指令補正
の関数が電動機の発生したトルクからトルク制御系のフ
ィードバックまでのトルク伝達関数となるが、検出トル
クの遅れ分が考慮されているので、第１の実施の形態と
ほぼ同等の制御が可能で、かつ系が簡素化する利点があ
る。
の関数が電動機の発生したトルクからトルク制御系のフ
ィードバックまでのトルク伝達関数となるが、検出トル
クの遅れ分が考慮されているので、第１の実施の形態と
ほぼ同等の制御が可能で、かつ系が簡素化する利点があ
る。
【００２１】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。
ので、次に記載する効果を奏する。
【００２２】（１）トルク設定値が変化した場合、電流
制御系はトルク設定値をトルク−電流変換した電流指令
により制御されるので、応答が早く、またトルク制御系
のトルク設定値には電動機からトルク制御系のフィード
バック入力までのトルク伝達関数により補正がかかり、
フィードバック系の伝達関数と一致しているので、オー
バーシュートが小さくなる。
制御系はトルク設定値をトルク−電流変換した電流指令
により制御されるので、応答が早く、またトルク制御系
のトルク設定値には電動機からトルク制御系のフィード
バック入力までのトルク伝達関数により補正がかかり、
フィードバック系の伝達関数と一致しているので、オー
バーシュートが小さくなる。
【図１】実施の形態１にかかる制御装置の制御系を示す
ブロック図。
ブロック図。
【図２】実施の形態２にかかる制御装置の制御系を示す
ブロック図。
ブロック図。
【図３】実施の形態３にかかる制御装置の制御系を示す
ブロック図。
ブロック図。
【図４】従来例にかかる制御装置の制御系を示すブロッ
ク図。
ク図。
１…トルク−電流変換部 ２〜４…トルク指令補正部 ６…トルク制御系（ＰＩアンプ） ８…電流制御系（電流制御アンプ） ９…トルク検出系（トルク検出器） １１…電動機の電流入力に対するトルク出力の伝達関数
系 １３…電動機の慣数モーメント Ｍ…電動機（１１〜１３）
系 １３…電動機の慣数モーメント Ｍ…電動機（１１〜１３）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−30593（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−289903（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−107693（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−136408（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02P 5/00
Claims (2)
- 【請求項１】 マイナーループに電流制御系を有するト
ルク制御系により、トルク制御系へのフィードバック信
号を出力するトルク検出器を有する電動機をトルク制御
するインバータ装置のトルク制御装置において、 前記電動機の電流−トルク特性の逆伝達関数を持ち、前
記トルク制御系のトルク指令を電流指令に変換し、前記
トルク制御系の出力に加えて前記電流制御系の電流指令
とするトルク−電流変換部と、 トルク指令に対し、電流制御系の伝達関数と、電動機の
発生トルクからトルク制御系のフィードバック入力部ま
でのトルク伝達関数の補正を施し、トルク制御系のＰＩ
演算の指令値とするトルク指令補正部を設けたことを特
徴とするインバータの制御装置。 - 【請求項２】 マイナーループに電流制御系を有するト
ルク制御系により、トルク制御系へのフィードバック信
号を出力するトルク検出器を有する電動機をトルク制御
するインバータ装置のトルク制御装置において、 前記電動機の電流−トルク特性の逆伝達関数を持ち、前
記トルク制御系のトルク指令を電流指令に変換し、前記
トルク制御系の出力に加えて前記電流制御系の電流指令
とするトルク−電流変換部と、 トルク指令に対し、電動機の発生トルクからトルク制御
系のフィードバック入力部までのトルク伝達関数の補正
を施し、トルク制御系のＰＩ演算の指令値とするトルク
指令補正部を設けたことを特徴とするインバータ装置の
トルク制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28279195A JP3339275B2 (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | インバータ装置のトルク制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28279195A JP3339275B2 (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | インバータ装置のトルク制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09131084A JPH09131084A (ja) | 1997-05-16 |
| JP3339275B2 true JP3339275B2 (ja) | 2002-10-28 |
Family
ID=17657142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28279195A Expired - Fee Related JP3339275B2 (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | インバータ装置のトルク制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3339275B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109756166B (zh) * | 2019-03-22 | 2020-10-16 | 大连海事大学 | 永磁同步电机双闭环矢量控制pi调节器参数整定方法 |
-
1995
- 1995-10-31 JP JP28279195A patent/JP3339275B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09131084A (ja) | 1997-05-16 |
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