JP3421537B2 - 速度センサレス制御装置 - Google Patents
速度センサレス制御装置Info
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- JP3421537B2 JP3421537B2 JP14095197A JP14095197A JP3421537B2 JP 3421537 B2 JP3421537 B2 JP 3421537B2 JP 14095197 A JP14095197 A JP 14095197A JP 14095197 A JP14095197 A JP 14095197A JP 3421537 B2 JP3421537 B2 JP 3421537B2
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- Japan
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- speed
- rotation speed
- switching
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- induction motor
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，速度センサの付い
ていない誘導電動機のトルクや速度を高精度・高速応答
に制御する技術に関するもので，特にゆっくりとした零
周波数通過を可能とするものである。
ていない誘導電動機のトルクや速度を高精度・高速応答
に制御する技術に関するもので，特にゆっくりとした零
周波数通過を可能とするものである。
【０００２】
【従来の技術】図２に従来の速度センサレス制御装置の
ブロック線図を示し，これに基づいて従来の技術を説明
する。図２において，速度制御器１は，誘導電動機４の
回転速度指令ωｍ＊と速度演算器２の出力の演算回転速
度ωｍｃを入力し，回転速度指令ωｍ＊に演算回転速度
ωｍｃが追従するようなトルク指令Ｔ＊を出力する。ト
ルク制御器３は，前記トルク指令と前記演算回転速度と
を入力して誘導電動機４の出力トルクが前記トルク指令
に追従するような電圧を誘導電動機４に印加する。速度
演算器２は，電流検出器５にて検出される誘導電動機４
の入力電流と，電圧検出器６にて検出される誘導電動機
４の入力電圧の情報から誘導電動機４の演算回転速度ω
ｍｃを演算する。
ブロック線図を示し，これに基づいて従来の技術を説明
する。図２において，速度制御器１は，誘導電動機４の
回転速度指令ωｍ＊と速度演算器２の出力の演算回転速
度ωｍｃを入力し，回転速度指令ωｍ＊に演算回転速度
ωｍｃが追従するようなトルク指令Ｔ＊を出力する。ト
ルク制御器３は，前記トルク指令と前記演算回転速度と
を入力して誘導電動機４の出力トルクが前記トルク指令
に追従するような電圧を誘導電動機４に印加する。速度
演算器２は，電流検出器５にて検出される誘導電動機４
の入力電流と，電圧検出器６にて検出される誘導電動機
４の入力電圧の情報から誘導電動機４の演算回転速度ω
ｍｃを演算する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】誘導電動機の等価回路
は図３のように表される。この回路図から解るように，
入力電圧Ｖ１の周波数が零の場合は電源角周波数ωは０
となり一次もれインダクタンスＬ１，二次もれインダク
タンスＬ２，相互インダクタンスＭのインピーダンスは
全て０となるので，入力電流Ｉ１は一次抵抗Ｒ１のみに
依存し，二次側の抵抗Ｒ２や回転速度に比例する回転角
周波数ωｍの影響を全く受けない。つまり周波数が零の
場合には，入力電圧と入力電流からでは，回転角周波数
ωｍを求めることは不可能である。しかし，誘導電動機
を正回転状態から負の回転状態にゆっくりと変化させる
場合は，必ず周波数が零の状態が存在し，上記の理由に
より周波数が零の近傍では速度演算器２の出力である演
算回転速度ωｍｃは正しい値とはならず、速度演算誤差
を生じる。これによってトルク制御器３でもトルク制御
誤差が発生し，当然速度制御誤差も発生する。したがっ
て，負荷トルクがある状態で零周波数をゆっくりと通過
する場合は，前記速度演算誤差によりトルクが出なくな
ることがあり，負荷トルクによって誘導電動機が暴走を
することがある。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，誘導電動機が暴走しない速度センサレス制御装置
を提供するものである。
は図３のように表される。この回路図から解るように，
入力電圧Ｖ１の周波数が零の場合は電源角周波数ωは０
となり一次もれインダクタンスＬ１，二次もれインダク
タンスＬ２，相互インダクタンスＭのインピーダンスは
全て０となるので，入力電流Ｉ１は一次抵抗Ｒ１のみに
依存し，二次側の抵抗Ｒ２や回転速度に比例する回転角
周波数ωｍの影響を全く受けない。つまり周波数が零の
場合には，入力電圧と入力電流からでは，回転角周波数
ωｍを求めることは不可能である。しかし，誘導電動機
を正回転状態から負の回転状態にゆっくりと変化させる
場合は，必ず周波数が零の状態が存在し，上記の理由に
より周波数が零の近傍では速度演算器２の出力である演
算回転速度ωｍｃは正しい値とはならず、速度演算誤差
を生じる。これによってトルク制御器３でもトルク制御
誤差が発生し，当然速度制御誤差も発生する。したがっ
て，負荷トルクがある状態で零周波数をゆっくりと通過
する場合は，前記速度演算誤差によりトルクが出なくな
ることがあり，負荷トルクによって誘導電動機が暴走を
することがある。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，誘導電動機が暴走しない速度センサレス制御装置
を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】つまり、その目的を達成
するための手段は以下に示される。請求項１の発明の速
度センサレス制御装置は，誘導電動機に供給される電圧
または電流または磁束の周波数の絶対値ｆａｂｓを求め
る手段と, このｆａｂｓの大きさと時間の関数により切
換ゲインＧを演算する切換ゲイン演算手段と，前記トル
ク制御器と速度制御器への入力の回転速度を切換ゲイン
により前記速度演算器の出力の演算回転速度と前記回転
速度指令とを切り換える回転速度切換手段を有すること
を特徴とする。また、請求項２の発明の速度センサレス
制御装置は、前記切換ゲイン演算手段は、ｆａｂｓに対
して単調増加で零を横切る関数の出力である切換変数を
演算する切換変数演算器と，前記切換変数を時間積分し
てそれを０から１までの間に制限することで得られる切
換ゲインＧを演算する切換ゲイン演算器から構成し、回
転速度切換手段は前記速度演算器の出力の演算回転速度
をＧ倍したものと前記回転速度指令を（１−Ｇ）倍した
ものとの和を出力する速度切換器にて構成したことを特
長とする。以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
述する。
するための手段は以下に示される。請求項１の発明の速
度センサレス制御装置は，誘導電動機に供給される電圧
または電流または磁束の周波数の絶対値ｆａｂｓを求め
る手段と, このｆａｂｓの大きさと時間の関数により切
換ゲインＧを演算する切換ゲイン演算手段と，前記トル
ク制御器と速度制御器への入力の回転速度を切換ゲイン
により前記速度演算器の出力の演算回転速度と前記回転
速度指令とを切り換える回転速度切換手段を有すること
を特徴とする。また、請求項２の発明の速度センサレス
制御装置は、前記切換ゲイン演算手段は、ｆａｂｓに対
して単調増加で零を横切る関数の出力である切換変数を
演算する切換変数演算器と，前記切換変数を時間積分し
てそれを０から１までの間に制限することで得られる切
換ゲインＧを演算する切換ゲイン演算器から構成し、回
転速度切換手段は前記速度演算器の出力の演算回転速度
をＧ倍したものと前記回転速度指令を（１−Ｇ）倍した
ものとの和を出力する速度切換器にて構成したことを特
長とする。以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
述する。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施例を示すブ
ロック線図であり，図１において，速度制御器１は誘導
電動機４の回転速度指令と速度切換器１０の出力の回転
速度を入力し，回転速度指令に回転速度が追従するよう
なトルク指令を出力する。トルク制御器３は前記トルク
指令と前記回転速度とを入力し，誘導電動機４の出力ト
ルクが前記トルク指令に追従するような電圧を誘導電動
機４に印加する。速度演算器２は誘導電動機４の入力電
流と入力電圧の情報から，誘導電動機４の演算回転速度
ωｍｃと周波数ｆを演算して出力する。絶対値演算器７
は周波数ｆを入力し，その絶対値ｆａｂｓを演算して出
力し，その出力は切換微分値演算器８に入力され，図１
に示されるようなｆａｂｓに対して単調増加で零を横切
る関数の出力Ｓｇを出力する切換ゲイン演算器９は，前
記切換微分値の出力Ｓｇを積分してそれを０から１まで
の間に制限することで得られる切換ゲインＧを演算す
る。速度切換器１０は，切換ゲインＧを入力し，前記速
度演算器の出力の演算回転速度ωｍｃをＧ倍したものと
前記回転速度指令を（１−Ｇ）倍したものとの和ωｍを
出力する。
ロック線図であり，図１において，速度制御器１は誘導
電動機４の回転速度指令と速度切換器１０の出力の回転
速度を入力し，回転速度指令に回転速度が追従するよう
なトルク指令を出力する。トルク制御器３は前記トルク
指令と前記回転速度とを入力し，誘導電動機４の出力ト
ルクが前記トルク指令に追従するような電圧を誘導電動
機４に印加する。速度演算器２は誘導電動機４の入力電
流と入力電圧の情報から，誘導電動機４の演算回転速度
ωｍｃと周波数ｆを演算して出力する。絶対値演算器７
は周波数ｆを入力し，その絶対値ｆａｂｓを演算して出
力し，その出力は切換微分値演算器８に入力され，図１
に示されるようなｆａｂｓに対して単調増加で零を横切
る関数の出力Ｓｇを出力する切換ゲイン演算器９は，前
記切換微分値の出力Ｓｇを積分してそれを０から１まで
の間に制限することで得られる切換ゲインＧを演算す
る。速度切換器１０は，切換ゲインＧを入力し，前記速
度演算器の出力の演算回転速度ωｍｃをＧ倍したものと
前記回転速度指令を（１−Ｇ）倍したものとの和ωｍを
出力する。
【０００６】速度切換器１０により，周波数ｆが零近く
でないときはＳｇは正の値なので，Ｇ＝１となり，速度
制御器１やトルク制御器３に入力される回転速度ωｍ
は，速度演算器２の出力の演算回転速度ωｍｃとなる。
しかし，切換変数演算器８の出力Ｓｇは，周波数ｆが零
近くになると負の値となるので，切換ゲイン演算器９の
出力の切換ゲインＧの値は１から次第に０となり，速度
制御器１やトルク制御器３に入力される回転速度ωｍは
回転速度指令ωｍ＊となり，演算回転演算速度ωｍｃを
用いない制御構成となる。
でないときはＳｇは正の値なので，Ｇ＝１となり，速度
制御器１やトルク制御器３に入力される回転速度ωｍ
は，速度演算器２の出力の演算回転速度ωｍｃとなる。
しかし，切換変数演算器８の出力Ｓｇは，周波数ｆが零
近くになると負の値となるので，切換ゲイン演算器９の
出力の切換ゲインＧの値は１から次第に０となり，速度
制御器１やトルク制御器３に入力される回転速度ωｍは
回転速度指令ωｍ＊となり，演算回転演算速度ωｍｃを
用いない制御構成となる。
【０００７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば，速
度制御やトルク制御の用いる速度を周波数が零の近傍だ
け回転速度指令に切り換えることで，零周波数近傍での
速度演算器２の出力の演算速度の誤差に伴う異常なトル
ク不足を抑制でき，負荷トルクがある場合の誘導電動機
の暴走を抑制することができる。
度制御やトルク制御の用いる速度を周波数が零の近傍だ
け回転速度指令に切り換えることで，零周波数近傍での
速度演算器２の出力の演算速度の誤差に伴う異常なトル
ク不足を抑制でき，負荷トルクがある場合の誘導電動機
の暴走を抑制することができる。
【図１】本発明の一実施例のブロック線図である。
【図２】従来の技術を表す一例のブロック線図である。
【図３】誘導電動機の等価回路である。
１ 速度制御器
２ 速度演算器
３ トルク制御器
４ 誘導電動機
５ 電流検出器
６ 電圧検出器
７ 絶対値演算器
８ 切換変数演算器
９ 切換ゲイン演算器
１０ 速度切換器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(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
B60L 1/00 - 3/12
B60L 7/00 - 13/00
B60L 15/00 - 15/42
Claims (2)
- 【請求項１】 誘導電動機の入力電流と入力電圧から該
誘導電動機の回転速度を推定または演算する速度演算器
と，該誘導電動機の回転速度を指令する回転速度指令と
前記速度演算器の出力の演算回転速度を入力して回転速
度がその指令に追従するようなトルク指令を出力する速
度制御器と，前記速度制御器の出力のトルク指令と前記
速度演算器の出力の演算回転速度を入力して該誘導電動
機の出力トルクが前記トルク指令に追従するような電力
を該誘導電動機に供給するトルク制御器，からなる速度
センサレス制御装置において，該誘導電動機に供給され
る電圧または電流または磁束の周波数の絶対値ｆａｂｓ
を求める手段と, 該ｆａｂｓの大きさと時間の関数によ
り切換ゲインＧを演算する切換ゲイン演算手段と，前記
トルク制御器と速度制御器への入力の回転速度を前記切
換ゲインＧにより前記速度演算器の出力の演算回転速度
と前記回転速度指令とを切り換える回転速度切換手段を
有することを特徴とする速度センサレス制御装置。 - 【請求項２】 前項の切換ゲイン演算手段は、磁束の周
波数の絶対値ｆａｂｓに対して単調増加で零を横切る関
数の出力である切換変数を演算する切換変数演算器と，
前記切換変数を時間積分してそれを０から１までの間に
制限することで得られる切換ゲインＧを演算する切換ゲ
イン演算器から構成し、回転速度切換手段は前記速度演
算器の出力の演算回転速度をＧ倍したものと前記回転速
度指令を（１−Ｇ）倍したものとの和を出力する速度切
換器にて構成した請求項１記載の速度センサレス制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14095197A JP3421537B2 (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 速度センサレス制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14095197A JP3421537B2 (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 速度センサレス制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10323074A JPH10323074A (ja) | 1998-12-04 |
| JP3421537B2 true JP3421537B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=15280613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14095197A Expired - Fee Related JP3421537B2 (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 速度センサレス制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3421537B2 (ja) |
-
1997
- 1997-05-15 JP JP14095197A patent/JP3421537B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10323074A (ja) | 1998-12-04 |
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Legal Events
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