JP3770302B2 - 誘導電動機の速度制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ＰＷＭインバータ等によって駆動される誘導電動機の速度制御装置に関し、詳しくは、誘導電動機の速度変動特性の改善手段に特徴を有する速度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
一般に、誘導電動機の速度制御方法には、誘導電動機（以下、必要に応じて誘導機という）の発生トルクもしくは発生トルクに比例する信号からすべりを求めて補償する方法がある。また、速度検出器を持たない誘導機の速度制御方法として、速度以外の情報である誘導機の端子電圧や電流、種々の誘導機定数等を用いて速度あるいはすべりを推定する、いわゆる速度センサレスベクトル制御方法が広く知られている。
しかしながら、これらの速度制御方法では、連続負荷運転に伴う誘導機の温度上昇によって固定子巻線抵抗値や回転子導体抵抗値等の誘導機定数が変動し、制御装置に設定した誘導機定数と実機の誘導機定数との間にズレが生じて誘導機の速度が変動するおそれがあった。
【０００３】
以下、上記の速度変動の要因について、誘導機の電圧・電流方程式を用いながら説明する。まず、ｄ−ｑ回転座標軸を用いた誘導機の電圧方程式を数式１に示す。ここで、ｄ軸とは回転磁界の磁束軸上の座標軸、ｑ軸とは前記ｄ軸に直交する座標軸をいう。
【０００４】
【数１】

【０００５】
数式１において、
ｒ₁：固定子巻線抵抗値、ｒ₂：回転子導体抵抗値
ｌσ：漏れインダクタンス
ω₁：１次角周波数（印加周波数）、ω₂：２次角周波数（回転子回転速度） τ₂＝ｌ_m／ｒ₂ （ｌ_m：励磁インダクタンス）
ｖ_1d：１次電圧ｄ軸成分、ｖ_1q：１次電圧ｑ軸成分
ｉ_1d：１次電流ｄ軸成分（励磁電流成分）、ｉ_1q：１次電流ｑ軸成分（負荷電流成分）
φ_2d：２次磁束ｄ軸成分、φ_2q：２次磁束ｑ軸成分
ｐ：微分演算子
をそれぞれ示す。
【０００６】
数式１において、定常状態で誘導機磁束軸がｄ軸上にあるとすると、φ_2d＝一定、φ_2q＝０、ｐ＝０となり、整理すると以下の数式２〜数式５が得られる。
【０００７】
【数２】
ｖ_1d＝（ｒ₁＋ｒ₂）ｉ_1d−ω₁・ｌσ・ｉ_1q−φ_2d／τ₂
【０００８】
【数３】
ｖ_1q＝ω₁・ｌσ・ｉ_1d＋（ｒ₁＋ｒ₂）ｉ_1q＋ω₂・φ_2d
【０００９】
【数４】
０＝−ｒ₂・ｉ_1d＋φ_2d／τ₂
【００１０】
【数５】
０＝−ｒ₂・ｉ_1q＋（ω₁−ω₂）φ_2d
【００１１】
数式５から数式６を、また、数式４から数式７を得る。
【００１２】
【数６】
ω₁−ω₂＝ω_sl＝ｒ₂・ｉ_1q／φ_2d
【００１３】
【数７】
φ_2d＝ｒ₂・ｉ_1d・τ₂＝ｌ_m・ｉ_1d
【００１４】
なお、数式６において、ω_slはすべり角周波数（以下、すべり量という）である。
また、数式４からφ_2d／τ₂＝ｒ₂・ｉ_1dであるから、数式２は数式８に変形される。
【００１５】
【数８】
ｖ_1d＝ｒ₁・ｉ_1d−ω₁・ｌσ・ｉ_1q
【００１６】
更に、数式５からω₂・φ_2d＝ω₁・φ_2d−ｒ₂・ｉ_1qであるから、数式３は数式９に変形される。
【数９】
ｖ_1q＝ｒ₁・ｉ_1q＋ω₁・ｌσ・ｉ_1d＋ω₁・φ_2d
【００１７】
数式６から、回転子導体抵抗値ｒ₂が変動するとすべり量ω_slが変動する。 また、固定子巻線抵抗値ｒ₁が変動すれば、ｖ_1dを一定とした時に数式８から１次電流ｄ軸成分ｉ_1dが変動し、更には数式７の右辺が変動する。これにより、数式６の右辺の分母が変動してすべり量ω_slが変動する。
つまり、温度変化に伴う固定子巻線抵抗値や回転子導体抵抗値の変化により、制御装置に設定されるすべり量目標値に対して実際のすべり量との間に差が生じてしまい、誘導機の回転速度目標値と実際の回転速度との間に差が生じることとなる。
【００１８】
そこで本発明は、誘導機の連続負荷運転時に、温度上昇に伴って固定子巻線抵抗値や回転子導体抵抗値が変動した場合にこれらを誘導機定数に適切にフィードバックすることにより、回転速度を所定の値に保つようにした誘導電動機の制御装置を提供しようとするものである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
まず、図１（ａ）は数式８を示す誘導機の等価回路であり、図１（ｂ）は数式９を示す誘導機の等価回路である。図１（ａ）に示す誘導機に対し、漏れインダクタンスｌσによる電圧項すなわち数式８の右辺第２項（−ω₁・ｌσ・ｉ_1q）を打ち消すような１次電圧ｄ軸成分（ｖ_1d＋ω₁・ｌσ・ｉ_1q）の指令値ｖ_1d ^*をインバータに与えたとすると、数式８から以下の数式１０が得られ、数式８の右辺第２項は補償されてゼロとなる。
【００２０】
【数１０】
ｖ_1d ^*＝ｖ_1d＋ω₁・ｌσ・ｉ_1q＝ｒ₁・ｉ_1d
【００２１】
この１次電圧ｄ軸成分指令値ｖ_1d ^*は、制御装置に設定された定数としての固定子巻線抵抗値ｒ₁に１次電流ｄ軸成分ｉ_1dを乗じて求められるので、１次電流ｄ軸成分ｉ_1dに変化がない限り一定である。従って、１次電圧ｄ軸成分指令値ｖ_1d ^*が一定の状態で連続負荷運転等に伴う温度上昇により実際の固定子巻線抵抗値ｒ₁が変化すると、１次電流ｄ軸成分ｉ_1dが変化することになる。また、固定子巻線と回転子導体とは同一構造体に収納されているため、温度上昇率が等しいとすると、上述した固定子巻線抵抗値ｒ₁の変化、ひいては１次電流ｄ軸成分ｉ_1dの変化は、回転子導体抵抗値ｒ₂の変化とも見なすことができる。
【００２２】
上述の点を踏まえて、以下に、請求項１に記載した発明の概要を説明する。
１次電圧ｄ軸成分指令値ｖ_1d ^*が一定であるとした場合に、温度変化によって固定子巻線抵抗値がある値ｒ₁(1)（この状態を基準状態としての第１の状態という）から別の値ｒ₁(2)（この状態を第２の状態という）に変化したとき、第１の状態における１次電流ｄ軸成分をｉ_1d(1)、第２の状態における１次電流ｄ軸成分をｉ_1d(2)とすると、前述した数式１０から次の数式１１が成立する。
【００２３】
【数１１】
ｖ_1d ^*＝ｒ₁(1)・ｉ_1d(1)＝ｒ₁(2)・ｉ_1d(2)
【００２４】
この数式１１を変形し、数式１２によってｒ₁(1)とｒ₁(2)との比を求める。すなわち、第１、第２の状態における１次電流ｄ軸成分の比から固定子巻線抵抗値ｒ₁の比がわかる。
【００２５】
【数１２】
ｒ₁(2)／ｒ₁(1)＝ｉ_1d(1)／ｉ_1d(2)
【００２６】
更に、固定子巻線抵抗値ｒ₁と回転子導体抵抗値ｒ₂とが比例して変化する関係にあるとすると、数式１３が成立する。
【００２７】
【数１３】
ｒ₁(2)／ｒ₁(1)＝ｒ₂(2)／ｒ₂(1)＝ｉ_1d(1)／ｉ_1d(2)
【００２８】
ここで、 ｒ₂(1)は第１の状態における回転子導体抵抗値、ｒ₂(2)は第２の状態における回転子導体抵抗値である。
また、すべり量を示す前述の数式６に、数式７及び数式１０を代入して整理し、数式１４を得る。
【００２９】
【数１４】

【００３０】
第１の状態（固定子巻線抵抗値がｒ₁(1)、回転子導体抵抗値がｒ₂(1)）でのすべり量をω_sl(1)、第２の状態（同じくｒ₁(2)、ｒ₂(2)）でのすべり量をω_sl(2)とすると、数式１４から、これらのすべり量ω_sl(1)，ω_sl(2)はそれぞれ数式１５、数式１６のようになる。
【００３１】
【数１５】
ω_sl(1)＝ｒ₁(1)・ｒ₂(1)・｛ｉ_1q／（ｌ_m・ｖ_1d ^*）｝
【００３２】
【数１６】
ω_sl(2)＝ｒ₁(2)・ｒ₂(2)・｛ｉ_1q／（ｌ_m・ｖ_1d ^*）｝
【００３３】
数式１５、数式１６から、第１，第２の状態におけるすべり量の比をとり、前記数式１３を代入して数式１７を得る。
【００３４】
【数１７】

【００３５】
従って、各抵抗値がｒ₁(1)，ｒ₂(1)であった第１の状態における１次電流ｄ軸成分ｉ_1d(1)と、温度変化により各抵抗値がｒ₁(2)，ｒ₂(2)になった第２の状態における１次電流ｄ軸成分ｉ_1d(2)との比｛ｉ_1d(1)／ｉ_1d(2)｝の２乗がすべり量の比ω_sl(2)／ω_sl(1)になるため、第１の状態のすべり量ω_sl(1)に補正量としての｛ｉ_1d(1)／ｉ_1d(2)｝²を乗じて得た値ω_sl(2)を抵抗値変動後のすべり量として使用し、この値ω_sl(2)と２次角周波数指令値ω₂ ^*とを加算して１次角周波数指令値ω₁ ^*を求める。すなわち、各抵抗値の変動を反映させた１次電流ｄ軸成分の変化に応じてすべり量を変化させることにより、温度上昇によって各抵抗値が変動した場合にも誘導電動機の回転速度を所定値に保つことができる。
【００３６】
次に、請求項２に記載した発明の概要を説明する。
前述のように、すべり量ω_slは数式６によって与えられる。この数式６における２次磁束ｄ軸成分φ_2dを、固定子巻線抵抗値がｒ₁(1)からｒ₁(2)に変動した場合にも一定に保つことができれば、固定子巻線抵抗値がｒ₁(2)とｒ₁(1)の場合におけるすべり量ω_slの比は、数式１８のようになる。
【００３７】
【数１８】
ω_sl(2)／ω_sl(1)＝ｒ₂(2)／ｒ₂(1)＝ｉ_1d(1)／ｉ_1d(2)
【００３８】
よって、固定子巻線抵抗値がｒ₁(1)からｒ₁(2)に変動した場合にもφ_2dを一定に保つことができれば、抵抗値がｒ₁(1)であった時の１次電流ｄ軸成分ｉ_1d(1)と抵抗値がｒ₁(2)になった時の１次電流ｄ軸成分ｉ_1d(2)との比｛ｉ_1d(1)／ｉ_1d(2)｝がすべり量の比ω_sl(2)／ω_sl(1)になるため、もとのすべり量ω_sl(1)に補正量としての｛ｉ_1d(1)／ｉ_1d(2)｝を乗じて得た値ω_sl(2)をすべり量として使用し、このすべり量ω_sl(2)と２次角周波数指令値ω₂ ^*とを加算して１次角周波数指令値ω₁ ^*を求めれば良い。これにより、温度上昇によって固定子巻線抵抗値が変化して実際のすべり量が変動した場合にも、誘導電動機の回転速度を所定値に保つことができる。
以下、固定子巻線抵抗値の変動に関わらずφ_2dを一定に保つ手段を述べる。 数式７、数式１０から、φ_2dは数式１９で表される。
【００３９】
【数１９】
φ_2d＝ｌ_m・ｉ_1d＝ｌ_m・（ ｖ_1d ^*／ｒ₁）
【００４０】
各抵抗値がそれぞれｒ₁(1)，ｒ₂(1)であった第１の状態における１次電流ｄ軸成分をｉ_1d(1)、１次電圧ｄ軸成分指令値をｖ_1d ^*(1)とし、一方、各抵抗値がそれぞれｒ₁(2)，ｒ₂(2)になった第２の状態における１次電流ｄ軸成分をｉ_1d(2)、１次電圧ｄ軸成分指令値をｖ_1d ^*(2)として、１次電圧ｄ軸成分指令値ｖ_1d ^*の関係式を求める。
まず、各抵抗値がｒ₁(1)，ｒ₂(1)の時とｒ₁(2)，ｒ₂(2)の時のφ_2d(1)，φ_2d(2)は、数式１９に基づいてそれぞれ数式２０、数式２１となる。
【００４１】
【数２０】
φ_2d(1)＝ｌ_m・ｉ_1d(1)＝ｌ_m・｛ｖ_1d ^*(1)／ｒ₁(1)｝
【００４２】
【数２１】
φ_2d(2)＝ｌ_m・ｉ_1d(2)＝ｌ_m・｛ｖ_1d ^*(2)／ｒ₁(2)｝
【００４３】
固定子巻線抵抗値がｒ₁(1)からｒ₁(2)に変動した時にも２次磁束φ_2d(1)，φ_2d(2)が等しくなる条件は、
ｖ_1d ^*(1)／ｒ₁(1)＝ ｖ_1d ^*(2)／ｒ₁(2)
であり、変形すれば、
ｖ_1d ^*(2)／ｖ_1d ^*(1)＝ｒ₁(2)／ｒ₁(1)
である。この式に前記数式１３を代入して、数式２２を得る。
【００４４】
【数２２】
ｖ_1d ^*(2)／ｖ_1d ^*(1)＝ｒ₁(2)／ｒ₁(1)＝ｉ_1d(1)／ｉ_1d(2)
【００４５】
よって、固定子巻線抵抗値がｒ₁(1)からｒ₁(2)に変動した場合に、補正量として１次電流ｄ軸成分ｉ_1dの比｛ｉ_1d(1)／ｉ_1d(2)｝を固定子巻線抵抗の設定値ｒ₁ ^*に乗じることで固定子巻線抵抗値の変動を補償することができ、２次磁束φ_2dを固定子巻線抵抗値の変動に関わらず一定に保って誘導機の速度変動を防止することができる。
【００４６】
以上のように、請求項１または２記載の発明によれば、固定子巻線抵抗値と回転子導体抵抗値との変動を励磁電流成分（１次電流ｄ軸成分）の変動に基づいて検出し、これをすべり量や固定子巻線抵抗の設定値に反映させることで制御装置に設定した誘導機定数を補償できるので、連続負荷運転等により誘導機の温度が上昇し、固定子巻線抵抗値や回転子導体抵抗値が変動したときにも回転速度を一定に保つことができる。
なお、請求項３または４記載の発明は、基本的には請求項１または２と同一の原理に基づくものであり、異なるのは、後述するようにすべり量の演算手段の機能である。
【００４７】
【発明の実施形態】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。図２は、請求項１に記載した発明に相当する第１実施形態のブロック図である。
図２において、１は制御対象としての、速度センサを持たない３相誘導電動機、２は電流検出器、３は誘導電動機１を駆動するＰＷＭインバータである。
【００４８】
４は電流検出器２による検出電流が加えられる第１の座標変換器であり、この座標変換器４により３相の検出電流から変換された１次電流ｄ軸成分ｉ_1dとｑ軸成分ｉ_1qとは、電圧ベクトル演算器７に入力されている。
この電圧ベクトル演算器７は、固定子巻線抵抗設定値ｒ₁ ^*と、１次角周波数指令値ω₁ ^*と、１次電流ｄ軸成分ｉ_1d及びｑ軸成分ｉ_1qと、定数である漏れインダクタンスｌσとを用いて、前述の数式８、数式９に基づいて１次電圧ｄ軸成分及びｑ軸成分の大きさを演算し、その結果を各指令値ｖ_1d ^*，ｖ_1q ^*として第２の座標変換器５へ送る。
一方、１次角周波数指令値ω₁ ^*は積分器６にも入力されており、積分器６は、１次角周波数指令値ω₁ ^*から基準ベクトル位置を演算し、その演算結果は第１の座標変換器４及び第２の座標変換器５へ入力される。
【００４９】
第２の座標変換器５では、１次電圧ｄ軸成分指令値ｖ_1d ^*及びｑ軸成分指令値ｖ_1q ^*と基準ベクトル位置とからＰＷＭインバータ３の３相出力電圧を演算し、この演算結果をインバータ３に送って交流電圧を発生させる。この交流電圧により誘導電動機１が駆動され、その電流が前記電流検出器２によって検出される。
【００５０】
座標変換器４から出力された１次電流ｄ軸成分ｉ_1dは第１の補正量演算器９に入力され、１次電流ｑ軸成分ｉ_1qはすべり量演算器８に入力されている。
すべり量演算器８は、前述したようにφ_2d＝一定、φ_2q＝０、ｐ＝０の条件のもとで、数式６に基づき、固定子巻線抵抗値ｒ₁及び回転子導体抵抗値ｒ₂が変動する前の第１の状態における回転子導体抵抗値ｒ₂（これをｒ₂(1)とする）と２次磁束φ_2dと１次電流ｑ軸成分ｉ_1qとからすべり量ω_slを演算し、これを第１の状態におけるすべり量ω_sl(1)として保持する。ここで、２次磁束φ_2dは数式３によって求められる。
また、第１の補正量演算器９は、第１の状態において検出し記憶した１次電流ｄ軸成分ｉ_1d(1)と、第２の状態（誘導機の連続負荷運転等により、固定子巻線抵抗値ｒ₁及び回転子導体抵抗値ｒ₂が第１の状態から変動した状態）において検出した１次電流ｄ軸成分ｉ_1d(2)との比の２乗、すなわち｛ｉ_1d(1)／ｉ_1d(2)｝²を演算し、補正量として出力する。
【００５１】
乗算器１０は、すべり量演算器８によって保持された第１の状態におけるすべり量ω_sl(1)と第１の補正量演算器９から出力される｛ｉ_1d(1)／ｉ_1d(2)｝²とを乗算し、数式１７に従って第２の状態におけるすべり量ω_sl(2)を求める。このすべり量ω_sl(2)は加算器１１に入力される。
加算器１１は、２次角周波数指令値ω₂ ^*と第２の状態におけるすべり量ω_sl(2)とを加算して１次角周波数指令値ω₁ ^*を演算し、このω₁ ^*は電圧ベクトル演算器７及び積分器６に入力される。
【００５２】
すなわち、この実施形態では、固定子巻線抵抗値ｒ₁及び回転子導体抵抗値ｒ₂の変動を反映させた１次電流ｄ軸成分ｉ_1dの比に基づいてすべり量ω_slを演算し、このすべり量ω_slを用いて１次角周波数指令値ω₁ ^*を演算しているため、すべり量の目標値を固定する従来技術では不可能であった連続負荷運転時の誘導機の速度変動を防止することができる。
【００５３】
次に、請求項２に記載した発明に相当する第２実施形態を図３に沿って説明する。図２の実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付して説明を省略し、以下では異なる部分を中心に述べる。
【００５４】
図３の実施形態では、１次電流ｄ軸成分ｉ_1dが第２の補正量演算器１２に入力されており、その出力が乗算器１０及び乗算器１３に入力されている。このうち、乗算器１３は補正量演算器１２の出力と固定子巻線抵抗設定値ｒ₁ ^*とを乗算するもので、その結果が電圧ベクトル演算器７に入力される。
【００５５】
第２の補正量演算器１２では、第１の状態において検出し記憶した１次電流ｄ軸成分ｉ_1d(1)と、第２の状態において検出した１次電流ｄ軸成分ｉ_1d(2)との比、すなわち｛ｉ_1d(1)／ｉ_1d(2)｝を演算し、補正量として出力する。
ここで、前述の数式２２により、第１、第２の状態における固定子巻線抵抗値の比｛ｒ₁(2)／ｒ₁(1)｝が上記１次電流ｄ軸成分の比｛ｉ_1d(1)／ｉ_1d(2)｝に等しければ、言い換えると誘導機の連続負荷運転等による変動後の状態（第２の状態）におけるｒ₁(2)を変動前の状態（第１の状態）におけるｒ₁(1)と｛ｉ_1d(1)／ｉ_1d(2)｝との積に等しくすれば、抵抗値の変動前後で２次磁束φ_2d(1)，φ_2d(2)が等しく（２次磁束φ_2dが一定に）なる。
このように２次磁束φ_2dを一定に保てれば、第１、第２の状態におけるすべり量の比｛ω_sl(2)／ω_sl(1)｝は前述の数式１８によって１次電流ｄ軸成分の比｛ｉ_1d(1)／ｉ_1d(2)｝に等しくなる。
【００５６】
従って、乗算器１３は、数式２２に従い固定子巻線抵抗設定値ｒ₁ ^*（この値を第１の状態における固定子巻線抵抗値ｒ₁(1)と考える）と補正量演算器１２の出力である｛ｉ_1d(1)／ｉ_1d(2)｝とを乗算することで、第２の状態における固定子巻線抵抗値ｒ₁(2)を演算し、これを設定値として電圧ベクトル演算器７に送る。一方、乗算器１０は、すべり量演算器８によって保持された第１の状態におけるすべり量ω_sl(1)と補正量演算器１２から出力される｛ｉ_1d(1)／ｉ_1d(2)｝とを乗算し、数式１８に従って第２の状態におけるすべり量ω_sl(2)を求める。このすべり量ω_sl(2)は加算器１１に入力される。
加算器１１では、２次角周波数指令値ω₂ ^*とすべり量ω_sl(2)とが加算されて１次角周波数指令値ω₁ ^*が演算され、このω₁ ^*は電圧ベクトル演算器７及び積分器６に入力される。
【００５７】
従って、この実施形態によれば、各抵抗値ｒ₁，ｒ₂の変動前後にわたり２次磁束φ_2dを一定に保ってすべり量ω_slを補償することにより、誘導機の速度を一定に保つことができる。
【００５８】
次いで、請求項３に記載した発明に相当する第３実施形態を図４に沿って説明する。ここでも、図２、図３の実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付して説明を省略し、以下では異なる部分を中心に述べる。
図４において、１４はトルク演算器であり、１次電圧ｄ軸成分指令値ｖ_1d ^*、同ｑ軸成分指令値ｖ_1q ^*、１次電流ｄ軸成分ｉ_1d、同ｑ軸成分ｉ_1q、固定子巻線抵抗設定値ｒ₁ ^*、１次角周波数指令値ω₁ ^*から誘導機１の発生トルクτを演算する。そして、この発生トルクτをすべり量演算器８に入力し、周知のすべり−トルク特性によりすべり量ω_slを求めて乗算器１０に入力する。
【００５９】
この実施形態におけるすべり量ω_slの補償原理は、図２の実施形態と同様に数式１７に基づくものであり、異なるのは、第１の状態におけるすべり量ω_sl(1)の演算を、すべり量演算器８が誘導機１の発生トルクτを用いて行う点である。この実施形態においても、連続負荷運転時における誘導機の速度変動を防止することができる。
【００６０】
最後に、請求項４に記載した発明に相当する第４実施形態を図５に沿って説明する。ここでも、図２〜図４の実施形態と同一の構成要素には同一の参照符号を付して説明を省略し、以下では異なる部分を中心に述べる。
本実施形態は実質的に、図３の実施形態に図４のトルク演算器１４を付加したものであり、すべり量演算器８におけるすべり量の演算方法は図４の実施形態と同様である。
【００６１】
更に、すべり量（回転子導体抵抗値）及び固定子巻線抵抗値の設定値を補償するための第２の補正量演算器１２における｛ｉ_1d(1)／ｉ_1d(2)｝の演算方法は、図３の実施形態と同様である。
この実施形態によれば、第１の状態におけるすべり量ω_sl(1)の演算を、すべり量演算器８が誘導機１の発生トルクτを用いて行うと共に、第２の補正量演算器１２の出力によってすべり量の補償及び固定子巻線抵抗の設定値の補償を行うことにより、連続負荷運転時における誘導機の速度変動を防止することができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、固定子巻線抵抗値及び回転子導体抵抗値の変動を１次電流ｄ軸成分（励磁電流成分）の変動に反映させてすべり量を補償するようにしたので、速度センサレス誘導機において連続負荷運転等により温度が上昇した場合にも、その回転速度を一定に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】数式８、数式９に対応する誘導機の等価回路図である。
【図２】本発明の第１実施形態を示すブロック図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示すブロック図である。
【図４】本発明の第３実施形態を示すブロック図である。
【図５】本発明の第４実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１……誘導電動機 ２……電流検出器 ３……ＰＷＭインバータ
４……第１の座標変換器 ５……第２の座標変換器 ６……積分器
７……電圧ベクトル演算器 ８……すべり量演算器
９……第１の補正量演算器 １０……乗算器 １１……加算器
１２……第２の補正量演算器
１３……乗算器 １４……トルク演算器

Claims (4)

1. 速度センサを持たない誘導電動機をインバータにより駆動して所定の回転速度に制御する誘導電動機の速度制御装置であって、
   前記インバータに与える誘導電動機の１次電圧ｄ軸成分指令値が誘導電動機の固定子巻線抵抗値と１次電流ｄ軸成分との積によって表される一定値であるものとし、かつ、温度による誘導電動機の固定子巻線抵抗値の変化と回転子導体抵抗値の変化とがほぼ比例関係にあるという条件において、
   前記誘導電動機の１次電流を検出する電流検出手段と、
   この電流検出手段により検出した１次電流をｄ軸成分及びｑ軸成分に分離する手段と、
   基準状態としての第１の状態におけるすべり角周波数を、１次電流ｑ軸成分を用いて演算し保持するすべり量演算手段と、
   第１の状態における１次電流ｄ軸成分と温度変化後の第２の状態における１次電流ｄ軸成分との比の２乗を補正量として演算する補正量演算手段と、
   前記すべり量演算手段によって保持された第１の状態におけるすべり角周波数に前記補正量を乗じて第２の状態におけるすべり角周波数を求める手段と、
   この手段により求めた第２の状態におけるすべり角周波数を誘導電動機の２次角周波数指令値に加算して１次角周波数指令値を演算する手段と、
   この１次角周波数指令値と１次電流ｄ軸成分及びｑ軸成分と電動機定数とを用いて、前記インバータに与える電圧指令値を演算する手段と、
   を備えたことを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。
2. 速度センサを持たない誘導電動機をインバータにより駆動して所定の回転速度に制御する誘導電動機の速度制御装置であって、
   前記インバータに与える誘導電動機の１次電圧ｄ軸成分指令値が誘導電動機の固定子巻線抵抗値と１次電流ｄ軸成分との積によって表される一定値であるものとし、かつ、温度による誘導電動機の固定子巻線抵抗値の変化と回転子導体抵抗値の変化とがほぼ比例関係にあるという条件において、
   前記誘導電動機の１次電流を検出する電流検出手段と、
   この電流検出手段により検出した１次電流をｄ軸成分及びｑ軸成分に分離する手段と、
   基準状態としての第１の状態におけるすべり角周波数を、１次電流ｑ軸成分を用いて演算し保持するすべり量演算手段と、
   第１の状態における１次電流ｄ軸成分と温度変化後の第２の状態における１次電流ｄ軸成分との比を補正量として演算する補正量演算手段と、
   前記すべり量演算手段によって保持された第１の状態におけるすべり角周波数に前記補正量を乗じて第２の状態におけるすべり角周波数を求める手段と、
   この手段により求めた第２の状態におけるすべり角周波数を誘導電動機の２次角周波数指令値に加算して１次角周波数指令値を演算する手段と、
   固定子巻線抵抗値の設定値に前記補正量を乗じて第２の状態における固定子巻線抵抗値を求める手段と、
   前記１次角周波数指令値と１次電流ｄ軸成分及びｑ軸成分と電動機定数とを用いて、前記インバータに与える電圧指令値を演算する手段と、
   を備えたことを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。
3. 速度センサを持たない誘導電動機をインバータにより駆動して所定の回転速度に制御する誘導電動機の速度制御装置であって、
   前記インバータに与える誘導電動機の１次電圧ｄ軸成分指令値が誘導電動機の固定子巻線抵抗値と１次電流ｄ軸成分との積によって表される一定値であるものとし、かつ、温度による誘導電動機の固定子巻線抵抗値の変化と回転子導体抵抗値の変化とがほぼ比例関係にあるという条件において、
   前記誘導電動機の１次電流を検出する電流検出手段と、
   この電流検出手段により検出した１次電流をｄ軸成分及びｑ軸成分に分離する手段と、
   誘導電動機の発生トルクを演算するトルク演算手段と、
   基準状態としての第１の状態におけるすべり角周波数を、前記トルク演算手段により求めた発生トルクを用いて演算し保持するすべり量演算手段と、
   第１の状態における１次電流ｄ軸成分と温度変化後の第２の状態における１次電流ｄ軸成分との比の２乗を補正量として演算する補正量演算手段と、
   前記すべり量演算手段によって保持された第１の状態におけるすべり角周波数に前記補正量を乗じて第２の状態におけるすべり角周波数を求める手段と、
   この手段により求めた第２の状態におけるすべり角周波数を誘導電動機の２次角周波数指令値に加算して１次角周波数指令値を演算する手段と、
   この１次角周波数指令値と１次電流ｄ軸成分及びｑ軸成分と電動機定数とを用いて前記インバータに与える電圧指令値を演算する手段と、
   を備えたことを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。
4. 速度センサを持たない誘導電動機をインバータにより駆動して所定の回転速度に制御する誘導電動機の速度制御装置であって、
   前記インバータに与える誘導電動機の１次電圧ｄ軸成分指令値が誘導電動機の固定子巻線抵抗値と１次電流ｄ軸成分との積によって表される一定値であるものとし、かつ、温度による誘導電動機の固定子巻線抵抗値の変化と回転子導体抵抗値の変化とがほぼ比例関係にあるという条件において、
   前記誘導電動機の１次電流を検出する電流検出手段と、
   この電流検出手段により検出した１次電流をｄ軸成分及びｑ軸成分に分離する手段と、
   誘導電動機の発生トルクを演算するトルク演算手段と、
   基準状態としての第１の状態におけるすべり角周波数を、前記トルク演算手段により求めた発生トルクを用いて演算し保持するすべり量演算手段と、
   第１の状態における１次電流ｄ軸成分と温度変化後の第２の状態における１次電流ｄ軸成分との比を補正量として演算する補正量演算手段と、
   前記すべり量演算手段によって保持された第１の状態におけるすべり角周波数に前記補正量を乗じて第２の状態におけるすべり角周波数を求める手段と、
   この手段により求めた第２の状態におけるすべり角周波数を誘導電動機の２次角周波数指令値に加算して１次角周波数指令値を演算する手段と、
   固定子巻線抵抗値の設定値に前記補正量を乗じて第２の状態における固定子巻線抵抗値を求める手段と、
   前記１次角周波数指令値と１次電流ｄ軸成分及びｑ軸成分と電動機定数とを用いて前記インバータに与える電圧指令値を演算する手段と、
   を備えたことを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。

Images