JP5786203B2 - Power converter control device, motor characteristic measuring method, and program - Google Patents

Power converter control device, motor characteristic measuring method, and program Download PDF

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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

本発明は、交流電動機に供給する電力を変換する電力変換部を制御して交流電動機の電動機特性を測定する場合に適用できる電力変換部制御装置、電動機特性測定方法及びプログラムに関する。   The present invention relates to a power converter control device, a motor characteristics measuring method, and a program that can be applied when measuring a motor characteristic of an AC motor by controlling a power converter that converts power supplied to the AC motor.

一般に、圧延機に鋼板を移動させる圧延ローラなどを回転駆動する交流電動機は、ベクトル制御を行って駆動することが主流になっている。ここで、ベクトル制御装置を用いて交流電動機のベクトル制御を行うためには、制御対象となる交流電動機に特有の電動機定数に基づいて、ベクトル制御に必要な制御定数を設定する必要がある。このため、オペレータは、予め電動機定数の設計値を取得すると共に、各種の抵抗測定試験、無負荷試験、拘束試験の測定結果によって電動機定数を演算した上で制御定数を設定していた。電動機定数には、例えば、一次側の直流抵抗である一次抵抗(r1)、二次側の直流抵抗である二次抵抗(r2′)、一次と二次の合成抵抗(rσ=r1+r2′)、一次と二次の合成漏れインダクタンス(Lσ=L1+L2′)等がある。また、交流電動機をベクトル制御するために定格トルク電流と定格励磁電流を設定する必要があるため、以下の説明では、電動機定数並びに、後述する定格トルク電流及び励磁電流特性を、総称して「電動機特性」ということにする。 In general, an AC electric motor that rotationally drives a rolling roller that moves a steel plate to a rolling mill is mainly driven by vector control. Here, in order to perform vector control of an AC motor using the vector control device, it is necessary to set control constants necessary for vector control based on motor constants specific to the AC motor to be controlled. For this reason, the operator acquires the design value of the motor constant in advance, and sets the control constant after calculating the motor constant based on the measurement results of various resistance measurement tests, no-load tests, and restraint tests. The motor constant includes, for example, a primary resistance (r 1 ) that is a DC resistance on the primary side, a secondary resistance (r 2 ′) that is a DC resistance on the secondary side, and a combined resistance of primary and secondary (rσ = r 1). + R 2 ′), and primary and secondary combined leakage inductance (Lσ = L 1 + L 2 ′). In addition, since it is necessary to set the rated torque current and the rated excitation current for vector control of the AC motor, in the following description, the motor constant and the rated torque current and excitation current characteristics described later are collectively referred to as “motor”. It will be called "characteristic".

ところで、同一規格の交流電動機であっても製品毎に電動機定数の誤差が生じる場合があるが、1台毎に電動機定数を演算する作業は煩雑であった。このため、自動的に電動機定数を演算し、制御定数を設定できる技術が求められていた。例えば、特許文献1には、電力変換部制御装置に交流電動機を接続した状態で各種の測定条件を与え、交流電圧指令値と電流検出値に従って演算した電動機定数に基づいて制御定数を設定する技術が開示されている。   By the way, even if it is the AC motor of the same standard, the error of a motor constant may arise for every product, However, The operation | work which calculates a motor constant for every 1 unit | set was complicated. For this reason, a technique that can automatically calculate the motor constant and set the control constant has been demanded. For example, in Patent Literature 1, various measurement conditions are given in a state where an AC motor is connected to the power conversion unit control device, and a control constant is set based on the motor constant calculated according to the AC voltage command value and the current detection value. Is disclosed.

また、特許文献2には、電力変換部制御装置を用いて電動機定数を演算する方法が開示されている。この特許文献2に記載される技術は、交流電動機を停止したまま任意の周波数とした電圧を交流電動機に印加し、この印加した電圧の電圧値と、PWMインバータから取り出した電流検出値との関係から電動機定数を演算して制御定数を設定するものである。   Patent Document 2 discloses a method for calculating an electric motor constant using a power converter control device. In the technique described in Patent Document 2, a voltage having an arbitrary frequency is applied to the AC motor while the AC motor is stopped, and the relationship between the voltage value of the applied voltage and the detected current value taken out from the PWM inverter. The control constant is set by calculating the motor constant from

さらに、特許文献3には、電力変換部制御装置に1次角周波数指令値及び1次電圧指令値を与え、定常状態で運転する交流電動機から検出した電流検出値に基づいて交流電動機の相互インダクタンスを演算する技術が開示されている。   Further, Patent Document 3 gives the primary angular frequency command value and the primary voltage command value to the power converter control device, and the mutual inductance of the AC motor based on the detected current value detected from the AC motor operating in a steady state. A technique for computing is disclosed.

特開昭62−262697号公報JP-A-62-262697 特開平7−55899号公報JP 7-55899 A 特開平6−265607号公報JP-A-6-265607

ところで、電動機定数が不明である交流電動機を駆動する際、交流電動機の筐体に貼付けられている銘板に記載された情報(以下、「銘板情報」と呼ぶ)からしか交流電動機の特性を把握できない場合がある。この銘板情報には、定格周波数、定格電圧、定格電流等の特性に限って記載されるのが一般的である。このため、銘板情報から定格トルク電流と定格励磁電流を設定することは難しかった。   By the way, when driving an AC motor whose motor constant is unknown, the characteristics of the AC motor can be grasped only from information (hereinafter referred to as “nameplate information”) written on a nameplate attached to the casing of the AC motor. There is a case. This nameplate information is generally described only for characteristics such as rated frequency, rated voltage, and rated current. For this reason, it has been difficult to set the rated torque current and the rated excitation current from the nameplate information.

また、交流電動機が通常運転される運転範囲において界磁弱めの制御を行う場合がある。この場合、交流電動機が磁気飽和する特性(以下、「飽和特性」と略記する。)を持つので、磁気飽和の影響を考慮して励磁電流を変更し、界磁弱めを行わなければならない。しかし、この界磁弱めの制御において、交流電動機の速度毎に励磁電流を設定することは困難であった。   In addition, field weakening control may be performed in the operating range in which the AC motor is normally operated. In this case, since the AC motor has a magnetic saturation characteristic (hereinafter abbreviated as “saturation characteristic”), it is necessary to change the excitation current in consideration of the influence of magnetic saturation to weaken the field. However, in this field weakening control, it is difficult to set the excitation current for each speed of the AC motor.

本発明の目的は、交流電動機の電動機定数を演算し、交流電動機のベクトル制御に必要な制御定数である定格トルク電流と定格励磁電流を、また、界磁弱めの制御を行う場合の励磁電流を、簡便な手法で限られた情報から設定できるようにすることである。   The object of the present invention is to calculate the motor constant of the AC motor, calculate the rated torque current and the rated excitation current, which are control constants necessary for vector control of the AC motor, and the excitation current when performing field weakening control. It is to be able to set from limited information by a simple method.

上記目的を達成するために、本発明では、第1の座標変換部が1次角周波数指令、d軸電圧指令及びq軸電圧指令を三相交流電圧指令に変換し、パルス生成部が三相交流電圧指令により、交流電源から入力する交流電力の電圧及び周波数を変換し、交流電動機を駆動する電力変換部を制御するためのパルス信号を生成する。次に、第2の座標変換部が電流検出部によって検出された電力変換部が出力する交流電流の検出値を、1次角周波数指令に基づいて、d軸の励磁電流及びq軸のトルク電流に変換する。そして、電動機特性測定部が第1の座標変換部に1次角周波数指令、d軸電圧指令及びq軸電圧指令を出力することにより、電力変換部が交流電動機に出力する電圧及び周波数の比を変える制御を行い、第2の座標変換部から入力する、d軸の励磁電流及びq軸のトルク電流に基づいて、交流電動機の電動機特性を測定する第1の測定モードにおいて、交流電動機の1次抵抗を測定し、第2の測定モードにおいて、交流電動機の合成抵抗及び合成漏れインダクタンスを測定し、第3の測定モードにおいて、交流電動機の励磁インダクタンス、定格トルク電流及び定格励磁電流を演算した結果より、交流電動機の電動機特性を求めるものである。
ここで、本発明の第1の観点によれば、第3の測定モードにおいて、交流電動機のトップ速度を一定にし、交流電動機に印加する電圧及び周波数の比を変更して、第2の座標変換部から入力するd軸の励磁電流及びq軸のトルク電流に基づいて演算したトップ速度における電圧演算値を、判定基準として用いる定格電圧に近づける制御を繰り返し、
電圧演算値が定格電圧に一致する場合に、トップ速度における交流電動機の励磁インダクタンスを確定し、d軸の励磁電流を定格励磁電流と設定し、
定格励磁電流から演算した定格トルク電流を設定して、定格励磁電流及び定格トルク電流をトップ速度における交流電動機の電動機特性として求める。
本発明の第2の観点によれば、第3の測定モードにおいて、交流電動機のベース速度を一定とする周波数を維持し、交流電動機に印加する電圧及び周波数の比を変更して、交流電動機を界磁を変更して駆動させ、
第2の座標変換部から入力するd軸の励磁電流及びq軸のトルク電流に基づいて演算したベース速度における電圧演算値を、判定基準電圧に近づける制御を繰り返し、
電圧演算値が判定基準電圧に一致する場合にベース速度における交流電動機の励磁インダクタンス及び励磁電流を確定し、
励磁インダクタンス及び励磁電流をベース速度における交流電動機の電動機特性として求める。
本発明の第3の観点によれば、第3の測定モードにおいて、交流電動機のベース速度を一定とする周波数を維持し、
交流電動機に印加する電圧及び周波数の比を変更して、交流電動機を界磁を変更して駆動させて演算した磁束演算値を、トップ速度における磁束よりベース速度とトップ速度の比率で演算した判定基準磁束に近づける制御を行い、
磁束演算値が判定基準磁束に一致する場合における交流電動機の励磁インダクタンス及び励磁電流をベース速度における交流電動機の電動機特性として求める。
本発明の第4の観点によれば、第3の測定モードにおいて、交流電動機のベース速度を一定とする周波数を維持し、
交流電動機に印加する電圧及び周波数の比を変更して、交流電動機を界磁を変更して駆動させて演算した磁束演算値を、トップ速度における磁束よりベース速度とトップ速度の比率で演算した判定基準磁束に近づける制御を行う過程で、第2の座標変換部から入力するd軸の励磁電流が励磁電流リミッタを超えた場合には、ベース速度からトップ速度の間で交流電動機の速度を変更し、
磁束演算値が、変更した速度とトップ速度の比率でトップ速度における磁束より演算した判定基準磁束に一致する場合における、変更した速度をベース速度とし、交流電動機の励磁インダクタンス及び励磁電流をベース速度における交流電動機の電動機特性として求める。
In order to achieve the above object, in the present invention, the first coordinate conversion unit converts the primary angular frequency command, the d-axis voltage command, and the q-axis voltage command into a three-phase AC voltage command, and the pulse generation unit includes a three-phase voltage command. According to the AC voltage command, the voltage and frequency of AC power input from the AC power source are converted, and a pulse signal for controlling the power converter that drives the AC motor is generated. Next, based on the primary angular frequency command, the d-axis excitation current and the q-axis torque current are output from the power conversion unit detected by the current detection unit by the second coordinate conversion unit. Convert to Then, the motor characteristic measurement unit outputs the primary angular frequency command, the d-axis voltage command, and the q-axis voltage command to the first coordinate conversion unit, so that the ratio between the voltage and the frequency that the power conversion unit outputs to the AC motor In the first measurement mode in which the motor characteristics of the AC motor are measured based on the d-axis excitation current and the q-axis torque current, which are input from the second coordinate converter, the primary of the AC motor is controlled. From the result of measuring the resistance, measuring the combined resistance and combined leakage inductance of the AC motor in the second measurement mode, and calculating the excitation inductance, rated torque current and rated excitation current of the AC motor in the third measurement mode , and requests the motor characteristics of the ac motor.
Here, according to the first aspect of the present invention, in the third measurement mode, the top speed of the AC motor is made constant, the ratio of the voltage and frequency applied to the AC motor is changed, and the second coordinate transformation is performed. Repeating the control to bring the voltage calculation value at the top speed calculated based on the d-axis excitation current and the q-axis torque current input from the unit close to the rated voltage used as a criterion,
When the voltage calculation value matches the rated voltage, determine the excitation inductance of the AC motor at the top speed, set the d-axis excitation current as the rated excitation current,
A rated torque current calculated from the rated excitation current is set, and the rated excitation current and the rated torque current are obtained as motor characteristics of the AC motor at the top speed.
According to the second aspect of the present invention, in the third measurement mode, the frequency at which the base speed of the AC motor is kept constant is maintained, the ratio of the voltage and frequency applied to the AC motor is changed, and the AC motor is Change the field to drive,
Repeating the control of bringing the voltage calculation value at the base speed calculated based on the d-axis excitation current and the q-axis torque current input from the second coordinate converter close to the determination reference voltage,
When the voltage calculation value matches the judgment reference voltage, determine the excitation inductance and excitation current of the AC motor at the base speed,
The excitation inductance and the excitation current are obtained as the motor characteristics of the AC motor at the base speed.
According to the third aspect of the present invention, in the third measurement mode, a frequency that makes the base speed of the AC motor constant is maintained,
Judging by calculating the magnetic flux calculation value calculated by changing the voltage and frequency ratio applied to the AC motor and driving the AC motor by changing the field at the ratio of the base speed and the top speed from the magnetic flux at the top speed. Control close to the reference magnetic flux,
The excitation inductance and excitation current of the AC motor when the calculated magnetic flux value matches the determination reference magnetic flux are obtained as the motor characteristics of the AC motor at the base speed.
According to the 4th viewpoint of this invention, in the 3rd measurement mode, the frequency which makes the base speed of AC motor constant is maintained,
Judging by calculating the magnetic flux calculation value calculated by changing the voltage and frequency ratio applied to the AC motor and driving the AC motor by changing the field at the ratio of the base speed and the top speed from the magnetic flux at the top speed. If the d-axis excitation current input from the second coordinate converter exceeds the excitation current limiter in the process of making the control close to the reference magnetic flux, the speed of the AC motor is changed between the base speed and the top speed. ,
When the calculated magnetic flux value matches the criterion magnetic flux calculated from the magnetic flux at the top speed at the ratio of the changed speed and the top speed, the changed speed is set as the base speed, and the excitation inductance and excitation current of the AC motor are set at the base speed. Obtained as the motor characteristics of an AC motor.

本発明によれば、電力変換部に対して、交流電動機に出力する電圧及び周波数の比を変える制御を行う。そして、第2の座標変換部から入力する、d軸の励磁電流及びq軸のトルク電流に基づいて、第1〜第3の測定モードにおいて、交流電動機の電動機特性を求めることができる。このため、例えば、銘板情報から得られる限られた情報から定格トルク電流と定格励磁電流を自動的に設定することで、交流電動機を駆動するまでの手間を大幅に軽減し、適切な制御定数により交流電動機のベクトル制御を行うことが可能となる。 According to the present invention, the power conversion unit is controlled to change the ratio of the voltage and frequency output to the AC motor. Then, the input from the second coordinate conversion unit, based on the torque current of the excitation current and q-axis of the d-axis, in the first to third measurement mode, it is possible to determine the motor characteristics of the ac motor. For this reason, for example, by automatically setting the rated torque current and the rated excitation current from the limited information obtained from the nameplate information, the time required to drive the AC motor is greatly reduced, and appropriate control constants are used. It becomes possible to perform vector control of the AC motor.

本発明の第1の実施の形態例における電力変換部制御装置の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the power converter control apparatus in the 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施の形態例における電動機特性測定部の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the electric motor characteristic measurement part in the 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施の形態例における電動機特性測定部が交流電動機の電動機特性を測定する際に切替えられる第1〜第3の測定モード(mode1〜3)の例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the example of the 1st-3rd measurement mode (mode1-3) switched when the motor characteristic measurement part in the 1st Embodiment of this invention measures the motor characteristic of an AC motor. 本発明の第1の実施の形態例における定格周波数fとしたまま、V/f比を変更する例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example which changes V / f ratio, setting it as the rated frequency f1 in the 1st Example of this invention. 本発明の第1の実施の形態例における定格速度(トップ速度)で交流電動機をV/f一定速で運転しながら定格トルク電流IT、励磁電流Id及び励磁インダクタンスLm’を演算する処理の例を示すフローチャートである。Example of processing for calculating rated torque current IT, exciting current Id, and exciting inductance Lm ′ while operating the AC motor at a constant V / f speed at the rated speed (top speed) in the first embodiment of the present invention. It is a flowchart to show. 本発明の第2の実施の形態例におけるベース速度において交流電動機をV/f一定速で運転しながらV/f比を変更して電圧を測定する様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that a V / f ratio is changed and a voltage is measured, operating an alternating current motor at V / f constant speed in the base speed in the 2nd Example of this invention. 本発明の第2の実施の形態例における交流電動機を界磁弱めで運転する時の電圧と磁束と励磁電流の関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the voltage, magnetic flux, and exciting current at the time of drive | operating the alternating current motor in the 2nd Example of this invention by field weakness. 本発明の第2の実施の形態例における交流電動機の飽和特性の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the saturation characteristic of the alternating current motor in the 2nd Example of this invention. 本発明の第2の実施の形態例における交流電動機をV/f一定速運転しながらV/f比を変更した場合に測定する電圧と励磁インダクタンスと励磁電流の関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship of the voltage measured when the AC motor in the 2nd Example of this invention changes V / f ratio, operating V / f constant speed, exciting inductance, and exciting current. 本発明の第2の実施の形態例におけるベース速度において交流電動機をV/f一定速で運転して測定する励磁電流Idと磁束演算値Φの関係を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the relationship between the exciting current Id and magnetic flux calculation value (PHI) measured by operating an alternating current motor by V / f constant speed in the base speed in the 2nd Example of this invention. 本発明の第3の実施の形態例における電動機特性測定部の内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the electric motor characteristic measurement part in the 3rd Example of this invention. 本発明の第3の実施の形態例におけるベース速度において交流電動機をV/f一定速で運転して測定する励磁電流Idと磁束演算値Φの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the exciting current Id and magnetic flux calculation value (PHI) measured by operating an alternating current motor by V / f constant speed in the base speed in the 3rd Example of this invention. 本発明の第3の実施の形態例におけるベース速度において交流電動機のV/f一定速運転を行う場合に、ベース速度における励磁インダクタンスLmB’と励磁電流IdBを決定する処理の例を示すフローチャートである。12 is a flowchart showing an example of processing for determining an excitation inductance LmB ′ and an excitation current IdB at a base speed when the V / f constant speed operation of the AC motor is performed at the base speed in the third embodiment of the present invention. . 本発明の第3の実施の形態例における磁束飽和特性から得られる界磁弱め運転時における磁束Φと励磁電流Idの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between magnetic flux (PHI) and exciting current Id at the time of the field weakening driving | operation obtained from the magnetic flux saturation characteristic in the 3rd Example of this invention. 本発明の第4の実施の形態例におけるベース速度において交流電動機をV/f一定速で運転して測定する励磁電流Idと磁束演算値Φの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the exciting current Id and magnetic flux calculation value (PHI) measured by operating an alternating current motor at V / f constant speed in the base speed in the 4th Example of this invention. 本発明の第4の実施の形態例におけるベース速度とトップ速度の間において交流電動機をV/f一定速で運転して測定する励磁電流Idと磁束演算値Φの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the exciting current Id and magnetic flux calculation value (PHI) measured by operating an alternating current motor by V / f constant speed between the base speed and the top speed in the 4th Example of this invention. 本発明の第4の実施の形態例におけるベース速度とトップ速度の間において交流電動機をV/f一定速で運転して、ベース速度における励磁インダクタンスLmB’と励磁電流IdBを決定する処理の例を示すフローチャートである。An example of processing for determining the excitation inductance LmB ′ and the excitation current IdB at the base speed by operating the AC motor at a constant V / f speed between the base speed and the top speed in the fourth embodiment of the present invention. It is a flowchart to show. 本発明の第4の実施の形態例における交流電動機の飽和特性の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the saturation characteristic of the alternating current motor in the 4th Example of this invention.

[第1の実施の形態例]
以下、本発明の第1の実施の形態例について、図1〜図5を参照して説明する。本実施の形態例では、交流電力によって駆動する交流電動機3の電動機特性に基づいて電動機定数及び制御定数を求められるようにした交流電動機制御システム10について説明する。交流電動機制御システム10は、コンピュータがプログラムを実行することにより、後述する内部ブロックが連携して交流電動機3の電動機定数を演算し、少なくとも定格トルク電流、定格励磁電流を含む電動機特性を測定する電動機特性測定方法を実現する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, an AC motor control system 10 in which the motor constant and the control constant can be obtained based on the motor characteristics of the AC motor 3 driven by AC power will be described. The AC motor control system 10 is a motor that measures a motor characteristic including at least a rated torque current and a rated excitation current by calculating a motor constant of the AC motor 3 in cooperation with internal blocks to be described later when a computer executes a program. Realize characteristic measurement method.

図1は、交流電動機制御システム10の内部構成を示すブロック図である。
交流電動機制御システム10は、交流電力を出力する交流電源1、交流電源1から入力する交流電力を所望の周波数の交流電力及び電圧に変換して出力する電力変換部2と、電力変換部2の動作を制御する電力変換部制御装置4とを備える。また、交流電動機制御システム10は、電力変換部2が出力する交流電流の検出値を出力する電流検出部5と、オペレータが銘板情報を入力する入力部6と、後述する各種のモードを切替えるモード切替部18と、交流電動機3とを備える。電力変換部2は、トランジスタ等のスイッチング素子を備え、パルス幅変調(PWM:pulse width modulation)インバータ等によって構成される。また、オペレータが入力部6から入力する銘板情報には、例えば、交流電動機3の容量P(ワット)、定格周波数f、定格電圧V、定格電流Iがある。
FIG. 1 is a block diagram showing the internal configuration of the AC motor control system 10.
The AC motor control system 10 includes an AC power source 1 that outputs AC power, a power converter 2 that converts AC power input from the AC power source 1 into AC power and voltage of a desired frequency, and outputs the power. And a power converter control device 4 that controls the operation. In addition, the AC motor control system 10 is configured to switch between a current detection unit 5 that outputs a detection value of an alternating current output from the power conversion unit 2, an input unit 6 through which an operator inputs nameplate information, and various modes that will be described later. The switching unit 18 and the AC motor 3 are provided. The power conversion unit 2 includes a switching element such as a transistor, and is configured by a pulse width modulation (PWM) inverter or the like. Furthermore, the name plate information input operator from the input unit 6, for example, the capacity of the AC motor 3 P (Watts), rated frequency f 1, the rated voltage V 1, there is the rated current I 1.

電力変換部制御装置4は、交流電動機3の電動機特性を測定する電動機特性測定部15を備える。電動機特性測定部15は、第1の座標変換部12に1次角周波数指令、d軸電圧指令及びq軸電圧指令を出力することにより、電力変換部2が交流電動機に出力する電圧及び周波数の比を変える制御を行う。そして、電動機特性測定部15は、交流電動機3の電動機定数として、交流電動機3を定格周波数、定格電圧で駆動するための定格トルク電流と定格励磁電流を設定する。   The power conversion unit control device 4 includes a motor characteristic measurement unit 15 that measures the motor characteristics of the AC motor 3. The motor characteristic measurement unit 15 outputs the primary angular frequency command, the d-axis voltage command, and the q-axis voltage command to the first coordinate conversion unit 12, so that the voltage and frequency output from the power conversion unit 2 to the AC motor are output. Control to change the ratio. Then, the motor characteristic measuring unit 15 sets a rated torque current and a rated excitation current for driving the AC motor 3 at a rated frequency and a rated voltage as a motor constant of the AC motor 3.

また、電力変換部制御装置4は、ベクトル制御部11と制御定数演算部16を備える。ベクトル制御部11は、交流電動機3の出力トルクや速度が所望の電動機特性を満たすように交流電動機3に出力する各種の指令を演算し、交流電動機3のベクトル制御を行う。制御定数演算部16は、電動機特性測定部15から入力する電動機定数に基づいて演算した制御定数をベクトル制御部11に出力する。   The power conversion unit control device 4 includes a vector control unit 11 and a control constant calculation unit 16. The vector control unit 11 calculates various commands to be output to the AC motor 3 so that the output torque and speed of the AC motor 3 satisfy desired motor characteristics, and performs vector control of the AC motor 3. The control constant calculation unit 16 outputs a control constant calculated based on the motor constant input from the motor characteristic measurement unit 15 to the vector control unit 11.

また、電力変換部制御装置4は、電動機特性測定部15又はベクトル制御部11からの入力を切替える切替部17と、第1の座標変換部12とを備える。第1の座標変換部12は、切替部17から入力する1次角周波数指令ωrefに基づいて、d軸電圧指令Vdrefとq軸電圧指令Vqrefを三相交流電圧指令に座標変換する。 The power conversion unit control device 4 includes a switching unit 17 that switches the input from the motor characteristic measurement unit 15 or the vector control unit 11 and a first coordinate conversion unit 12. The first coordinate conversion unit 12 performs coordinate conversion of the d-axis voltage command Vdref and the q-axis voltage command Vqref into a three-phase AC voltage command based on the primary angular frequency command ω 1 ref input from the switching unit 17.

また、電力変換部制御装置4は、電力変換部2にパルス信号を出力するパルス生成部13を備える。パルス生成部13は、第1の座標変換部12から入力する三相交流電圧指令によりパルス信号を生成している。そして、このパルス信号によって、電力変換部2を構成するスイッチング素子のオン又はオフを制御し、交流電源1から入力する交流電力の電圧及び周波数を変換し、交流電動機3を駆動する電力変換部2を制御することができる。このパルス信号は、電力変換部2が出力する交流電圧の値が、第1の座標変換部12が出力する三相交流電圧指令の値に一致するように演算される。   In addition, the power conversion unit control device 4 includes a pulse generation unit 13 that outputs a pulse signal to the power conversion unit 2. The pulse generation unit 13 generates a pulse signal according to a three-phase AC voltage command input from the first coordinate conversion unit 12. Then, the power conversion unit 2 that drives the AC motor 3 by controlling the on or off of the switching elements constituting the power conversion unit 2 by converting the voltage and frequency of the AC power input from the AC power source 1 by this pulse signal. Can be controlled. This pulse signal is calculated so that the value of the AC voltage output from the power converter 2 matches the value of the three-phase AC voltage command output from the first coordinate converter 12.

また、電力変換部制御装置4は、第2の座標変換部14を備える。第2の座標変換部14は、切替部17から入力する1次角周波数指令ωrefに基づいて、電流検出部5によって検出された電力変換部2が出力する交流電流の検出値を、d軸の励磁電流Id、q軸のトルク電流Iq(以下、「Id,Iq」とも略記する。)に変換する。そして、第2の座標変換部14は、変換したId,Iqを電動機特性測定部15に出力する。電動機特性測定部15は、第2の座標変換部14から入力する、Id,Iqに基づいて、交流電動機3の電動機特性を求める。 In addition, the power conversion unit control device 4 includes a second coordinate conversion unit 14. Based on the primary angular frequency command ω 1 ref input from the switching unit 17, the second coordinate conversion unit 14 sets the detected value of the alternating current output by the power conversion unit 2 detected by the current detection unit 5 to d The shaft excitation current Id and the q-axis torque current Iq (hereinafter also abbreviated as “Id, Iq”) are converted. Then, the second coordinate conversion unit 14 outputs the converted Id and Iq to the motor characteristic measurement unit 15. The electric motor characteristic measurement unit 15 obtains the electric motor characteristic of the AC motor 3 based on Id and Iq input from the second coordinate conversion unit 14.

次に、各部の具体的な動作例を説明する。
電力変換部制御装置4は、電力変換部2を制御して交流電動機3を駆動する。このとき、電力変換部制御装置4は、交流電動機3の電動機定数を演算して電動機特性を求め、交流電動機3の定格トルク電流及び定格励磁電流を設定している。
Next, a specific operation example of each unit will be described.
The power converter control device 4 drives the AC motor 3 by controlling the power converter 2. At this time, the power converter control device 4 calculates the motor characteristics by calculating the motor constant of the AC motor 3 and sets the rated torque current and the rated excitation current of the AC motor 3.

電力変換部制御装置4は、電力変換部2が出力する交流電圧の値が、第1の座標変換部12が出力する三相交流電圧指令値に一致するように電力変換部2を制御する。そして、電流検出部5は、電力変換部2が出力する交流電力から検出した交流電流の検出値を第2の座標変換部14に出力する。   The power converter control device 4 controls the power converter 2 so that the value of the AC voltage output from the power converter 2 matches the three-phase AC voltage command value output from the first coordinate converter 12. Then, the current detection unit 5 outputs the detected value of the AC current detected from the AC power output from the power conversion unit 2 to the second coordinate conversion unit 14.

ここで、電動機特性測定部15は、交流電動機3の電動機特性を測定する第1〜第3の測定モード(それぞれmode1〜mode3と表記)において、交流電動機3に所定の交流電圧及び交流周波数を印加するように電力変換部2を制御している。第1〜第3の測定モードについては、詳細な処理例を後述する。そして、電動機特性測定部15は、交流電動機3を定格電圧、定格周波数で制御するために必要となる電動機定数、定格トルク電流、定格励磁電流の特性(以下、「励磁電流特性」とも呼ぶ。)を測定する。   Here, the motor characteristic measuring unit 15 applies a predetermined AC voltage and AC frequency to the AC motor 3 in the first to third measurement modes (respectively expressed as mode1 to mode3) for measuring the motor characteristics of the AC motor 3. Thus, the power conversion unit 2 is controlled. Detailed processing examples will be described later for the first to third measurement modes. Then, the motor characteristic measuring unit 15 has characteristics of a motor constant, a rated torque current, and a rated excitation current necessary for controlling the AC motor 3 at a rated voltage and a rated frequency (hereinafter also referred to as “excitation current characteristics”). Measure.

また、電動機特性測定部15は、第1〜第3の測定モードにおいて、電動機特性を測定するための測定信号を出力する。この測定信号には、1次角周波数指令ωref、d軸電圧指令Vdref、q軸電圧指令Vqref等が含まれている。このとき、電動機特性測定部15は、第2の座標変換部14から入力するId,Iqと、第1の座標変換部12に出力する1次角周波数指令ωrefに基づいて、電動機定数、定格トルク電流及び励磁電流特性を求める。 In addition, the motor characteristic measurement unit 15 outputs a measurement signal for measuring the motor characteristics in the first to third measurement modes. This measurement signal includes a primary angular frequency command ω 1 ref, a d-axis voltage command Vdref, a q-axis voltage command Vqref, and the like. At this time, the motor characteristic measurement unit 15 determines the motor constant based on Id and Iq input from the second coordinate conversion unit 14 and the primary angular frequency command ω 1 ref output to the first coordinate conversion unit 12. Obtain the rated torque current and excitation current characteristics.

制御定数演算部16は、交流電動機3をベクトル制御するベクトル制御モードにおいて、電動機特性測定部15で演算された電動機定数、定格トルク電流及び励磁電流特性等の電動機特性から求めた電動機定数によりベクトル制御部11の制御定数を演算する。ベクトル制御部11は、第2の座標変換部14から入力するId,Iq、並びに制御定数演算部16から入力する制御定数に基づいて生成した1次角周波数指令、d軸電圧指令及びq軸電圧指令により、電力変換部2に交流電動機3をベクトル制御させる。   The control constant calculation unit 16 performs vector control based on the motor constant obtained from the motor characteristics such as the motor constant, the rated torque current, and the excitation current characteristic calculated by the motor characteristic measurement unit 15 in the vector control mode in which the AC motor 3 is vector-controlled. The control constant of the unit 11 is calculated. The vector control unit 11 includes a primary angular frequency command, a d-axis voltage command, and a q-axis voltage generated based on Id and Iq input from the second coordinate conversion unit 14 and a control constant input from the control constant calculation unit 16. In response to the command, the power converter 2 is controlled in vector by the AC motor 3.

なお、電動機定数、定格トルク電流及び励磁電流特性を測定する時には、電力変換部制御装置4は、切替部17への入力をベクトル制御部11から電動機特性測定部15に切替える。そして、電動機特性測定部15が第1〜第3の測定モードにおいて様々に測定条件を変えた測定信号を交流電動機3に与える。このとき、電動機特性測定部15は、測定条件に基づいて変えた1次角周波数指令ωref、d軸電圧指令Vdref、q軸電圧指令Vqrefを第1の座標変換部12に出力する。一方、交流電動機3をベクトル制御する時には、電力変換部制御装置4は、切替部17への入力を電動機特性測定部15からベクトル制御部11に切替え、適切な制御定数により交流電動機3をベクトル制御する。 When measuring the motor constant, the rated torque current, and the excitation current characteristic, the power conversion unit control device 4 switches the input to the switching unit 17 from the vector control unit 11 to the motor characteristic measurement unit 15. Then, the motor characteristic measuring unit 15 provides the AC motor 3 with measurement signals in which the measurement conditions are variously changed in the first to third measurement modes. At this time, the motor characteristic measurement unit 15 outputs the primary angular frequency command ω 1 ref, the d-axis voltage command Vdref, and the q-axis voltage command Vqref changed based on the measurement conditions to the first coordinate conversion unit 12. On the other hand, when the AC motor 3 is subjected to vector control, the power conversion unit control device 4 switches the input to the switching unit 17 from the motor characteristic measurement unit 15 to the vector control unit 11 and performs vector control of the AC motor 3 with an appropriate control constant. To do.

そして、切替部17は、第1〜第3の測定モードにおいて電動機特性測定部15から入力する1次角周波数指令、d軸電圧指令及びq軸電圧指令を第1の座標変換部12に出力する。一方、切替部17は、ベクトル制御モードにおいてベクトル制御部11から入力する1次角周波数指令、d軸電圧指令及びq軸電圧指令を第1の座標変換部12に出力するように入力を切替える。   Then, the switching unit 17 outputs the primary angular frequency command, the d-axis voltage command, and the q-axis voltage command input from the motor characteristic measuring unit 15 in the first to third measurement modes to the first coordinate conversion unit 12. . On the other hand, the switching unit 17 switches the input so that the primary angular frequency command, the d-axis voltage command, and the q-axis voltage command input from the vector control unit 11 in the vector control mode are output to the first coordinate conversion unit 12.

図2は、電動機特性測定部15の内部構成を示すブロック図である。図2では、交流電動機制御システム10における電動機特性測定部15以外の構成を簡略化して図示している。   FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the motor characteristic measuring unit 15. In FIG. 2, the configuration other than the motor characteristic measurement unit 15 in the AC motor control system 10 is illustrated in a simplified manner.

電動機特性測定部15は、交流電動機3の電動機定数、定格トルク電流、定格励磁電流特性を測定する時に、1次角周波数指令ωref、d軸電圧指令Vdref、q軸電圧指令Vqrefを切替部17に出力する制御部20を備える。制御部20にはモード切替部18が接続されており、ベクトル制御モード又は第1〜第3の測定モードの切替えにより、制御定数演算部16又は切替部17への各指令が切替えられる。また、制御部20には入力部6から銘板情報が入力される。また、制御部20には、第2の座標変換部14からId,Iqのデータが入力する。 The motor characteristic measuring unit 15 switches the primary angular frequency command ω 1 ref, the d-axis voltage command Vdref, and the q-axis voltage command Vqref when measuring the motor constant, rated torque current, and rated excitation current characteristics of the AC motor 3. The control part 20 output to 17 is provided. A mode switching unit 18 is connected to the control unit 20, and each command to the control constant calculation unit 16 or the switching unit 17 is switched by switching the vector control mode or the first to third measurement modes. In addition, nameplate information is input to the control unit 20 from the input unit 6. In addition, Id and Iq data are input to the control unit 20 from the second coordinate conversion unit 14.

また、電動機特性測定部15は、Id,Iqのデータから励磁電流を測定する励磁電流測定部21と、励磁インダクタンスLm’を測定する励磁インダクタンス測定部22と、定格トルク電流を演算する定格トルク電流演算部23を備える。励磁インダクタンス測定部22は、交流電動機3に印加する電流及び電圧の関係より、励磁インダクタンスLm’を測定する。定格トルク電流演算部23は、後述する演算式を用いて第2の座標変換部14から入力するId,Iqから定格トルク電流を演算する。   In addition, the motor characteristic measurement unit 15 includes an excitation current measurement unit 21 that measures excitation current from Id and Iq data, an excitation inductance measurement unit 22 that measures excitation inductance Lm ′, and a rated torque current that calculates a rated torque current. A calculation unit 23 is provided. The exciting inductance measuring unit 22 measures the exciting inductance Lm ′ from the relationship between the current and voltage applied to the AC motor 3. The rated torque current calculation unit 23 calculates the rated torque current from Id and Iq input from the second coordinate conversion unit 14 using a calculation formula described later.

また、電動機特性測定部15は定格電圧演算部24を備える。定格電圧演算部24は、交流電動機3に印加する電圧及び周波数のV/f比を一定にしたまま、測定電圧を変えて交流電動機3の定格電圧演算値Vを演算する。以下の説明では、交流電動機3に出力する交流電源1の電圧及び周波数の比を「V/f比」と呼ぶ。そして、V/f比を一定にして交流電動機3を運転することを「V/f一定速運転」と呼ぶ。   In addition, the motor characteristic measurement unit 15 includes a rated voltage calculation unit 24. The rated voltage calculation unit 24 calculates the rated voltage calculation value V of the AC motor 3 by changing the measurement voltage while keeping the voltage / frequency V / f ratio applied to the AC motor 3 constant. In the following description, the voltage / frequency ratio of the AC power supply 1 output to the AC motor 3 is referred to as “V / f ratio”. The operation of the AC motor 3 with the V / f ratio kept constant is referred to as “V / f constant speed operation”.

また、電動機特性測定部15は測定条件判定部25を備える。測定条件判定部25は、定格電圧演算値Vが、銘板情報から得た定格電圧Vに一致する時点における交流電動機3の測定条件を判定する。また、定格電圧演算部24は、オペレータが銘板情報から読出し、入力部6から入力する定格電圧Vと、定格トルク電流演算部23から入力するId,Iqとにより、定格電圧演算値Vを演算する。測定条件判定部25は、定格電圧Vが定格電圧演算値Vに一致する場合に、交流電動機3の測定条件を確定し、定格励磁電流及び定格トルク電流を求めることによって交流電動機3の定格運転を実現する。 In addition, the motor characteristic measurement unit 15 includes a measurement condition determination unit 25. Measurement condition determining unit 25 determines the rated voltage calculation value V is, the measurement condition of the AC motor 3 at the time that matches the nominal voltages V 1 obtained from the nameplate information. The rated voltage calculation unit 24 calculates the rated voltage calculation value V based on the rated voltage V 1 input from the nameplate information by the operator and input from the input unit 6 and Id and Iq input from the rated torque current calculation unit 23. To do. The measurement condition determination unit 25 determines the measurement conditions of the AC motor 3 when the rated voltage V 1 matches the rated voltage calculation value V, and obtains the rated excitation current and the rated torque current, thereby determining the rated operation of the AC motor 3. Is realized.

そして、測定条件判定部25は、確定した測定条件における定格励磁電流及び定格トルク電流を制御部20に通知する。制御部20は、交流電動機3の動作を制御する際には、通知された定格励磁電流及び定格トルク電流を制御定数演算部16に出力する。その後、制御定数演算部16が演算した制御定数をベクトル制御部11に出力することにより、ベクトル制御部11が交流電動機3のベクトル制御を行う。   Then, the measurement condition determination unit 25 notifies the control unit 20 of the rated excitation current and the rated torque current under the determined measurement condition. When the operation of the AC motor 3 is controlled, the control unit 20 outputs the notified rated excitation current and rated torque current to the control constant calculation unit 16. Thereafter, the vector control unit 11 performs vector control of the AC motor 3 by outputting the control constant calculated by the control constant calculation unit 16 to the vector control unit 11.

図3は、電動機特性測定部15が交流電動機3の電動機特性を測定する際に切替えられ、交流電動機3の電動機特性を測定する第1〜第3の測定モード(mode1〜3)の例を示すフローチャートである。   FIG. 3 shows an example of first to third measurement modes (modes 1 to 3) that are switched when the motor characteristic measuring unit 15 measures the motor characteristics of the AC motor 3 and that measures the motor characteristics of the AC motor 3. It is a flowchart.

始めに、オペレータは、入力部6を操作して、交流電動機3の銘板情報を電動機特性測定部15の制御部20に予め入力し(ステップS1)、第1〜第3の測定モードで用いる。この銘板情報は、交流電動機3に印加する複数の測定電圧(Vmode1(1)、Vmode1(2)・・・)の設定範囲や、交流電流検出値の基準、定格トルク電流ITの演算基準、測定条件の判定基準等を定める際に用いられる。   First, the operator operates the input unit 6 to input the nameplate information of the AC motor 3 in advance to the control unit 20 of the motor characteristic measuring unit 15 (step S1) and use it in the first to third measurement modes. The nameplate information includes a setting range of a plurality of measurement voltages (Vmode1 (1), Vmode1 (2)...) Applied to the AC motor 3, a reference for the AC current detection value, a calculation reference for the rated torque current IT, and measurement. Used when setting criteria for conditions.

次に、切替部17は、第1の測定モードに切替えて、交流電動機3に単相直流励磁を行い、交流電動機3の1次抵抗rの値を測定する(ステップS2)。第1の測定モードにおいて制御部20は、測定条件として、1次角周波数指令ωref=0、q軸電圧指令Vqref=0、d軸電圧指令Vdrefに複数の測定電圧(Vmode1(1)、Vmode1(2)・・・)を設定し、これらを交流電動機3に与える。そして、制御部20は、第1の座標変換部12にd軸電圧指令Vdrefを出力する。その後、電力変換部2は、d軸電圧指令Vdrefを変換した測定電圧を交流電動機3に印加する。 Then, the switching unit 17 is switched to the first measurement mode, it performs a single-phase DC excitation to the AC motor 3, to measure the value of primary resistance r 1 of the AC motor 3 (step S2). In the first measurement mode, the control unit 20 includes, as measurement conditions, a primary angular frequency command ω 1 ref = 0, a q-axis voltage command Vqref = 0, a d-axis voltage command Vdref, and a plurality of measurement voltages (Vmode1 (1), Vmode1 (2)...) Are set and given to the AC motor 3. Then, the control unit 20 outputs the d-axis voltage command Vdref to the first coordinate conversion unit 12. Thereafter, the power converter 2 applies a measurement voltage obtained by converting the d-axis voltage command Vdref to the AC motor 3.

このとき、第2の座標変換部14は、電流検出部5が検出した交流電流の検出値を、Id,Iqに変換し、電動機特性測定部15に出力する。電動機特性測定部15は、交流電動機3に印加した測定電圧と、この測定電圧に対応して電力変換部2が出力する交流電流を変換したId,Iqとの関係により、交流電動機3の1次抵抗rの値を演算する。 At this time, the second coordinate conversion unit 14 converts the detected value of the alternating current detected by the current detection unit 5 into Id and Iq, and outputs the converted value to the motor characteristic measurement unit 15. The motor characteristic measuring unit 15 is configured to determine the primary voltage of the AC motor 3 based on the relationship between the measurement voltage applied to the AC motor 3 and Id and Iq converted from the AC current output from the power conversion unit 2 corresponding to the measurement voltage. It calculates the value of the resistor r 1.

次に、切替部17は、第2の測定モードに切替えて、交流電動機3に単相交流励磁を行う(ステップS3)。第2の測定モードでは、制御部20は測定条件として、1次角周波数指令ωref=0、q軸電圧指令Vqref=0、単相交流励磁を行うためのd軸電圧指令Vdrefを正弦波の測定電圧(Vmode2×sin(ωmode2×t))として交流電動機3に与える。そして、制御部20は、第1の座標変換部12に正弦波の測定電圧としたd軸電圧指令Vdrefを出力する。その後、電力変換部2は、d軸電圧指令Vdrefを変換した測定電圧を交流電動機3に印加する。 Next, the switching unit 17 switches to the second measurement mode and performs single-phase AC excitation on the AC motor 3 (step S3). In the second measurement mode, the control unit 20 uses, as measurement conditions, a primary angular frequency command ω 1 ref = 0, a q-axis voltage command Vqref = 0, and a d-axis voltage command Vdref for performing single-phase AC excitation as a sine wave. The measured voltage (Vmode2 × sin (ωmode2 × t)) is applied to the AC motor 3. Then, the control unit 20 outputs a d-axis voltage command Vdref as a sine wave measurement voltage to the first coordinate conversion unit 12. Thereafter, the power converter 2 applies a measurement voltage obtained by converting the d-axis voltage command Vdref to the AC motor 3.

電動機特性測定部15は、電力変換部2に印加した電圧と、電力変換部2が出力する交流電流を変換したId,Iqの関係により、交流電動機3の合成抵抗rσ(=r+r’)、合成漏れインダクタンスLσ(=L1+L2’)の値を演算する。 The motor characteristic measurement unit 15 determines the combined resistance rσ (= r 1 + r 2 ′) of the AC motor 3 based on the relationship between the voltage applied to the power conversion unit 2 and Id and Iq converted from the AC current output from the power conversion unit 2. ), The value of the combined leakage inductance Lσ (= L1 + L2 ′) is calculated.

次に、切替部17は、第3の測定モードに切替えて、交流電動機3のトップ速度を一定にし、V/f比を一定に保ちながら交流電動機3を運転する(ステップS4)。第3の測定モードでは、制御部20は測定条件として、d軸電圧指令Vdref=0、1次角周波数指令ωref=ωmode3、q軸電圧指令Vqref=Vmode3として、V/f一定速運転を行う電圧指令を第1の座標変換部12に出力する。そして、制御部20は、第1の座標変換部12に測定電圧を出力する。その後、電力変換部2は、V/f一定速運転を行う電圧指令を変換した測定電圧を交流電動機3に印加する。 Next, the switching unit 17 switches to the third measurement mode, operates the AC motor 3 while keeping the top speed of the AC motor 3 constant and keeping the V / f ratio constant (step S4). In the third measurement mode, the control unit 20 sets the d-axis voltage command Vdref = 0, the primary angular frequency command ω 1 ref = ω 1 mode 3, and the q-axis voltage command Vqref = Vmode 3 as measurement conditions, and V / f constant speed. A voltage command for operation is output to the first coordinate conversion unit 12. Then, the control unit 20 outputs the measurement voltage to the first coordinate conversion unit 12. Thereafter, the power conversion unit 2 applies a measurement voltage obtained by converting a voltage command for performing a V / f constant speed operation to the AC motor 3.

電動機特性測定部15は、電動機定数を演算するために電力変換部2に印加した電圧と、第2の座標変換部14から入力するId,Iqとの関係に基づいてトップ速度における電圧演算値Vを演算する。そして、電圧演算値Vを、判定基準として用いる定格電圧Vに近づける制御を繰り返す。そして、トップ速度における電圧演算値Vが定格電圧Vに一致する場合に、トップ速度における励磁インダクタンスLm’を確定し、d軸の励磁電流Idを定格励磁電流と設定し、定格励磁電流Idから演算した定格トルク電流ITを設定する。そして、交流電動機3の励磁インダクタンスLm’、定格トルク電流、及び定格励磁電流を、トップ速度における交流電動機3の電動機特性として求め、磁束飽和の影響を考慮した励磁電流特性を求める。 The motor characteristic measurement unit 15 calculates the voltage calculation value V at the top speed based on the relationship between the voltage applied to the power conversion unit 2 to calculate the motor constant and Id and Iq input from the second coordinate conversion unit 14. Is calculated. Then, the voltage calculation value V, repeated control closer to the rated voltages V 1 used as a criterion. Then, when the voltage calculation value V in the top speed is equal to the rated voltage V 1, to confirm the exciting inductance Lm 'in the top speed, the exciting current Id in the d-axis is set to the rated exciting current, the rated exciting current Id Set the calculated rated torque current IT. Then, the excitation inductance Lm ′, the rated torque current, and the rated excitation current of the AC motor 3 are obtained as the motor characteristics of the AC motor 3 at the top speed, and the excitation current characteristics considering the influence of magnetic flux saturation are obtained.

最後に、制御定数演算部16は、演算した電動機定数と定格トルク電流、励磁電流特性を用いて制御定数を演算し(ステップS5)、不図示のメモリへ制御定数を書き込む。以上の処理が終了した後、電動機特性測定部15は、第1〜第3の測定モードを終了する。そして、切替部17は測定モードからベクトル制御モードに切替え、ベクトル制御部11は、ベクトル制御によって交流電動機3を可変速駆動する。   Finally, the control constant calculation unit 16 calculates a control constant using the calculated motor constant, rated torque current, and excitation current characteristics (step S5), and writes the control constant in a memory (not shown). After the above process is completed, the electric motor characteristic measurement unit 15 ends the first to third measurement modes. Then, the switching unit 17 switches from the measurement mode to the vector control mode, and the vector control unit 11 drives the AC motor 3 at a variable speed by vector control.

次に、図3のステップS4で実施される第3の測定モードにおける定格トルク電流と励磁電流特性を測定する処理例について説明する。   Next, a processing example for measuring the rated torque current and the excitation current characteristic in the third measurement mode performed in step S4 of FIG. 3 will be described.

交流電動機3をベクトル制御するためには、直交するd軸とq軸で定格トルク電流(q軸電流Iq)と定格励磁電流(d軸電流Id)を確定することが必要となる。しかし、予め交流電動機3の設計値を取得できない場合には、交流電動機3の情報は銘板情報に限られる。このような交流電動機3をベクトル制御するために、上述した図3のフローチャートに従って電動機定数を演算し、ベクトル制御に用いる制御定数を設定する。しかし、従来は定格トルク電流ITや励磁電流Idを適切に設定することが困難であった。   In order to perform vector control of the AC motor 3, it is necessary to determine the rated torque current (q-axis current Iq) and the rated excitation current (d-axis current Id) on the orthogonal d-axis and q-axis. However, when the design value of AC motor 3 cannot be acquired in advance, the information of AC motor 3 is limited to nameplate information. In order to carry out vector control of such an AC motor 3, motor constants are calculated according to the flowchart of FIG. 3 described above, and control constants used for vector control are set. However, conventionally, it has been difficult to appropriately set the rated torque current IT and the excitation current Id.

本実施の形態例では、図3のステップS4に示すように、交流電動機3のV/f一定速運転を行って励磁インダクタンスLm’を測定する。この測定に際して、次のように定格トルク電流ITと定格励磁電流IdTを設定している。ここで、銘板情報から得たトップ速度における定格周波数fを用いて交流電動機3のV/f一定速運転を行うことにより、トップ速度における励磁インダクタンスLmT’とd軸の励磁電流IdTを測定する。以下の説明では、交流電動機3のトップ(Top)速度(「最高回転速度」とも呼ばれる。)で測定される励磁インダクタンスLm’を「LmT’」と表し、d軸の励磁電流Idを「IdT」と表す。また、交流電動機3のベース(Base)速度(「基底回転速度」とも呼ばれる。)で測定される励磁インダクタンスLm’を「LmB’」と表し、d軸の励磁電流Idを「IdB」と表す。 In the present embodiment, as shown in step S4 of FIG. 3, the AC inductance 3 is operated at a constant V / f speed to measure the excitation inductance Lm ′. In this measurement, the rated torque current IT and the rated excitation current IdT are set as follows. Here, the V / f constant speed operation of the AC motor 3 is performed using the rated frequency f 1 at the top speed obtained from the nameplate information, thereby measuring the excitation inductance LmT ′ and the d-axis excitation current IdT at the top speed. . In the following description, the excitation inductance Lm ′ measured at the top speed (also referred to as “maximum rotation speed”) of the AC motor 3 is represented as “LmT ′”, and the d-axis excitation current Id is represented by “IdT”. It expresses. The excitation inductance Lm ′ measured at the base speed (also referred to as “base rotation speed”) of the AC motor 3 is represented as “LmB ′”, and the d-axis excitation current Id is represented as “IdB”.

上述したように、励磁インダクタンスLm’は、励磁インダクタンス測定部22が交流電動機3に印加する電流及び電圧の関係より既に測定している。そして、定格トルク電流演算部23は、銘板情報から読み取った定格電流Iと、測定した励磁電流IdTを用いて、次の(1)式により、定格トルク電流ITを演算する。 As described above, the excitation inductance Lm ′ has already been measured from the relationship between the current and voltage applied to the AC motor 3 by the excitation inductance measurement unit 22. The rated torque current calculation unit 23, the rated current I 1 read from the nameplate information, using the measured excitation current IDT, the following equation (1), calculates the rated torque current IT.

Figure 0005786203
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ここで、交流電動機3のトップ速度における適正な定格トルク電流ITと定格励磁電流IdTを演算するためには、V/f一定速運転を行う際に必要な測定条件を確定する必要がある。本実施の形態例では、測定条件を確定するための判定基準として、銘板情報から読み取った定格電圧Vを用いる。 Here, in order to calculate the appropriate rated torque current IT and rated excitation current IdT at the top speed of the AC motor 3, it is necessary to determine the measurement conditions necessary for performing the V / f constant speed operation. In this embodiment, as a criterion for determining a measurement condition, using the nominal voltages V 1 read from nameplate data.

そこで、定格電圧演算部24は、第1の測定モードで測定したr、第2の測定モードで測定した合成漏れインダクタンスLσ、第3の測定モードで測定したトップ速度における励磁インダクタンスLmT’、定格トルク電流IT、定格励磁電流IdTを用いて、次の(2)式、(3)式、(4)式に示す電圧方程式より定格電圧演算値Vを演算する。この定格電圧演算値Vは、d軸とq軸に対して、それぞれVdとVqとして求めた後、VdとVqの二乗和によって演算される。
Vd=r×IdT−ω×Lσ×IT…(2)
Vq=r×IT+ω×Lσ×IdT+ω×LmT’×IdT
=r×IT+ω×(Lσ+LmT’)×IdT…(3)
Therefore, the rated voltage calculation unit 24 measures r 1 measured in the first measurement mode, the combined leakage inductance Lσ measured in the second measurement mode, the excitation inductance LmT ′ at the top speed measured in the third measurement mode, the rating Using the torque current IT and the rated excitation current IdT, the rated voltage calculation value V is calculated from the voltage equations shown in the following equations (2), (3), and (4). The rated voltage calculation value V is calculated as Vd and Vq for the d-axis and q-axis, respectively, and then calculated by the sum of squares of Vd and Vq.
Vd = r 1 × IdT−ω 1 × Lσ × IT (2)
Vq = r 1 × IT + ω 1 × Lσ × IdT + ω 1 × LmT ′ × IdT
= R 1 × IT + ω 1 × (Lσ + LmT ′) × IdT (3)

Figure 0005786203
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ここで、ω=ωr+ωsである。そして、すべり周波数ωsは、次の(5)式で示すように第1の測定モードで測定した1次抵抗r、第2の測定モードで測定した合成抵抗rσ、第3の測定モードで測定した励磁インダクタンスLmT’より演算される。 Here, ω 1 = ωr + ωs. The slip frequency ωs is measured in the first measurement mode, the primary resistance r 1 measured in the first measurement mode, the combined resistance rσ measured in the second measurement mode, and the third measurement mode. It is calculated from the excitation inductance LmT ′.

Figure 0005786203
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次に、定格周波数fとしたまま、V/f比を変更する例を説明する。
図4は、トップ速度における定格周波数fを一定に保ったまま、電圧Vを変更することによってV/f比を変更する例を示す説明図である。
Next, an example of changing the V / f ratio while maintaining the rated frequency f 1 will be described.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of changing the V / f ratio by changing the voltage V while keeping the rated frequency f 1 at the top speed constant.

電力変換部2が交流電動機3に出力する電力の定格周波数f(ωref=ωmode3=2×π×f)を一定に保ったまま、測定電圧を変えることによりV/f比を変更し、定格電圧演算値Vを演算する。本実施の形態例では、第3の測定モードにおける測定条件であるq軸電圧指令Vqref=Vmode3を変更し、定格電圧演算値Vが、定格電圧Vに一致する測定条件における測定値を選択する。 The V / f ratio is obtained by changing the measurement voltage while keeping the rated frequency f 11 ref = ω 1 mode 3 = 2 × π × f 1 ) of the power output from the power conversion unit 2 to the AC motor 3 constant. And the rated voltage calculation value V is calculated. In this example of the embodiment, the q-axis voltage command Vqref = Vmode3 a measurement condition in the third measurement mode change, the rated voltage calculation value V selects a measured value in the measurement condition that matches the rated voltages V 1 .

次に、図3のステップS4で切替えられる第3の測定モードにおいて実施される演算処理の例を詳述する。
図5は、定格速度(トップ速度)で交流電動機をV/f一定速で運転しながら定格トルク電流IT、励磁電流Id及び励磁インダクタンスLm’を演算する処理の例を示すフローチャートである。
Next, an example of arithmetic processing performed in the third measurement mode switched in step S4 of FIG. 3 will be described in detail.
FIG. 5 is a flowchart showing an example of processing for calculating the rated torque current IT, the exciting current Id, and the exciting inductance Lm ′ while operating the AC motor at a constant speed of V / f at the rated speed (top speed).

始めに、電動機特性測定部15の制御部20は、定格周波数f、定格電圧V、定格電流Iと、第1の測定モードで測定した1次抵抗r、第2の測定モードで測定した合成抵抗rσ、合成漏れインダクタンスLσを取り込む(ステップS11)。 First, the control unit 20 of the motor characteristic measurement unit 15 includes the rated frequency f 1 , the rated voltage V 1 , the rated current I 1 , the primary resistance r 1 measured in the first measurement mode, and the second measurement mode. The measured combined resistance rσ and combined leakage inductance Lσ are taken in (step S11).

次に、制御部20は、第3の測定モードにおける交流電動機3のV/f一定速運転を行う(ステップS12)。このとき、制御部20は、測定条件として、d軸電圧指令Vdref=0、1次角周波数指令ωref=ωmode3(=2×π×f)とし、q軸電圧指令Vqrefを初期値Viniに設定する。初期値Viniには、例えば銘板情報から得た定格電圧Vが設定される。そして、制御部20は、V/f一定速運転を行う電圧指令を電力変換部2に出力する。これにより、電力変換部2は、交流電動機3がV/f一定速運転を行うように、交流電動機3に測定電圧を印加する。 Next, the control unit 20 performs the V / f constant speed operation of the AC motor 3 in the third measurement mode (step S12). At this time, the control unit 20 sets the d-axis voltage command Vdref = 0, the primary angular frequency command ω 1 ref = ω 1 mode 3 (= 2 × π × f 1 ) as the measurement conditions, and the q-axis voltage command Vqref is initialized. Set to the value Vini. The initial value Vini, for example the rated voltages V 1 obtained from the name plate information is set. Then, the control unit 20 outputs a voltage command for performing the V / f constant speed operation to the power conversion unit 2. Thereby, the power converter 2 applies the measurement voltage to the AC motor 3 so that the AC motor 3 performs the V / f constant speed operation.

次に、電流検出部5は、電力変換部2が出力する第3の測定モードにおける交流電流を検出し、第2の座標変換部14は、Id,Iqのデータを出力する。そして、励磁電流測定部21は、第2の座標変換部14からのId,Iqのデータを取り込む(ステップS13)。   Next, the current detection unit 5 detects an alternating current in the third measurement mode output from the power conversion unit 2, and the second coordinate conversion unit 14 outputs Id and Iq data. Then, the exciting current measuring unit 21 takes in the data of Id and Iq from the second coordinate conversion unit 14 (step S13).

次に、励磁インダクタンス測定部22は、励磁インダクタンスLmT’を求めるための関数Fに各パラメータを入力し、交流電動機3の励磁インダクタンスLmT’の値を演算する(ステップS14)。このパラメータには、ステップS11で取り込んだ1次抵抗r、合成漏れインダクタンスLσと、1次角周波数指令ωref、q軸電圧指令Vqrefと、ステップS13で取り込んだId,Iqがある。 Next, the excitation inductance measuring unit 22 inputs each parameter to the function F for obtaining the excitation inductance LmT ′, and calculates the value of the excitation inductance LmT ′ of the AC motor 3 (step S14). These parameters include the primary resistance r 1 , the combined leakage inductance Lσ, the primary angular frequency command ω 1 ref, the q-axis voltage command Vqref captured at step S11, and Id and Iq captured at step S13.

次に、定格トルク電流演算部23は、ステップS13で取り込んだデータIdと、ステップS11で取り込んだ定格電流Iから(1)式に従って、定格トルク電流ITを演算する。また、ステップS11で取り込んだ1次抵抗r、合成抵抗rσと、ステップS14で演算した励磁インダクタンスLm’と励磁電流Idと定格トルク電流ITから上述した(5)式に従って、すべり周波数ωsを演算する。さらに、電動機特性測定部15は、定格周波数ω=2×π×f+ωsを演算する(ステップS15)。 Then, the rated torque current calculation unit 23, a data Id fetched in step S13, in accordance with (1) the rated current I 1 acquired at step S11, calculates the rated torque current IT. Further, the slip frequency ωs is calculated from the primary resistance r 1 and the combined resistance rσ captured in step S11, the excitation inductance Lm ′ calculated in step S14, the excitation current Id, and the rated torque current IT according to the above-described equation (5). To do. Furthermore, the motor characteristic measuring unit 15 calculates the rated frequency ω 1 = 2 × π × f 1 + ωs (step S15).

次に、定格電圧演算部24は、(2)式、(3)式、(4)式に基づいて、定格電圧演算値Vを演算する(ステップS16)。次に、測定条件判定部25は、定格電圧演算値VとステップS11で取り込んだ銘板情報の定格電圧V(線間電圧の場合はV/√3)を比較する(ステップS17)。 Next, the rated voltage calculation unit 24 calculates the rated voltage calculation value V based on the expressions (2), (3), and (4) (step S16). Next, the measurement condition determination unit 25 compares the rated voltage calculation value V with the rated voltage V 1 (V 1 / √3 in the case of line voltage) of the nameplate information captured in step S11 (step S17).

ここで定格電圧演算値Vが定格電圧Vより大きい場合は、ステップS12にて設定したq軸電圧指令Vqref(例えば、385V)から減少電圧Vstep(例えば、5V)を差し引き(ステップS18)、ステップS12に処理を戻す。そして、定格電圧演算値Vが定格電圧Vに一致するまでステップS12〜S18の処理を繰り返す。 In the case where the rated voltage calculation value V is larger than the nominal voltages V 1 is, q-axis voltage command Vqref set in step S12 (e.g., 385V) decreases voltage Vstep (eg, 5V) from subtracted (step S18), and step The process returns to S12. Then repeats steps S12~S18 to the rated voltage calculation value V is equal to the rated voltage V 1.

一方、定格電圧演算値Vが定格電圧Vに一致すると、測定条件判定部25は、電動機特性の測定を終了する。このとき、測定条件判定部25は、定格電圧演算値Vが定格電圧Vに一致した測定条件における励磁インダクタンスLm’を定格励磁インダクタンスLmT’とし、励磁電流Idを定格励磁電流IdTとする。さらに、定格励磁電流IdTから演算したトルク電流を定格トルク電流ITとして確定し(ステップS19)、不図示のメモリへ確定した値を書き込む。この値は、ベクトル制御モードにおいて、制御定数演算部16から読み出され、制御定数の演算に用いられる。 On the other hand, when the rated voltage calculation value V is equal to the rated voltage V 1, the measurement condition determining unit 25 ends the measurement of the motor characteristics. In this case, the measurement condition determining unit 25 'rated magnetizing inductance LMT' excitation inductance Lm of the measurement conditions rated voltage calculation value V coincides with the nominal voltages V 1 and the exciting current Id and the rated excitation current IDT. Further, the torque current calculated from the rated excitation current IdT is determined as the rated torque current IT (step S19), and the determined value is written in a memory (not shown). This value is read from the control constant calculation unit 16 in the vector control mode and used for calculation of the control constant.

以上説明した第1の実施の形態例における電動機特性測定部15によれば、第1〜第3の測定モードにおいて、銘板情報から得た定格電圧Vと定格電流Iで交流電動機3を定格運転するために、電動機定数及び定格励磁電流IdT、定格トルク電流ITを自動的に選定する。このため、ベクトル制御モードにおいて、制御定数演算部16は、演算した電動機特性から制御定数を設定し、ベクトル制御に切替えて運転する場合に、銘板情報に記されたように交流電動機3の定格運転を行うことが可能となる。 According to the motor characteristic measuring unit 15 in the first embodiment described above, the AC motor 3 is rated with the rated voltage V 1 and the rated current I 1 obtained from the nameplate information in the first to third measurement modes. In order to operate, the motor constant, the rated excitation current IdT, and the rated torque current IT are automatically selected. For this reason, in the vector control mode, the control constant calculation unit 16 sets the control constant based on the calculated electric motor characteristics and switches to vector control to operate the AC motor 3 at the rated operation as described in the nameplate information. Can be performed.

また、電動機特性測定部15は、トップ速度における電圧演算値Vが、定格電圧Vに一致するまで、交流電動機3に印加する電圧を定格電圧Vより低い値から増加させ、又は、定格電圧Vから減少させる制御を繰り返し行う。これにより、定格電圧Vに近づけた電圧演算値Vを求めることができる。 Further, the motor characteristic measuring section 15, the voltage calculation value V in the top speed, until it matches the rated voltage V 1, the voltage applied to the AC motor 3 is increased from a value lower than the rated voltage V 1, or, the rated voltage repeatedly performing control to decrease from V 1. This makes it possible to obtain a voltage calculation value V close to the rated voltage V 1.

ここで、図5において定格電圧Vより高い電圧から定格電圧演算値Vの判定を開始し、定格電圧演算値Vが定格電圧Vに一致するまで、測定電圧を減少させている。これとは逆に、例えばV/f比の設定を定格電圧Vの半分の電圧から開始し、定格電圧演算値Vが定格電圧Vに一致するまで、測定電圧を増加させても同様に測定条件を判定することができる。 Here, it starts to determine the rated voltage calculation value V from a voltage higher than the rated voltages V 1 in FIG. 5, to the rated voltage calculation value V is equal to the nominal voltages V 1, and decreasing the measured voltage. Conversely, for example, the setting of the V / f ratio starting from a half of the rated voltage V 1, to the rated voltage calculation value V is equal to the rated voltage V 1, as well increasing the measured voltage Measurement conditions can be determined.

また、常温で測定した数値に対して通常運転時の温度上昇分を考慮して、(2)式、(3)式、(5)式の演算に用いる1次抵抗の値を設定する。このため、交流電動機3の温度が上昇することによって変化する1次抵抗の値を、トップ速度における電圧演算値Vの演算に取り込む。これにより、通常運転時に定格運転を行って演算する定格電圧演算値Vと電流の値が、銘板情報から得られる定格電圧Vと定格電流Iに一致するように、トップ速度における電動機定数及び定格励磁電流IdT、定格トルク電流ITを選定できる。 In addition, the value of the primary resistance used for the calculations of Equations (2), (3), and (5) is set in consideration of the temperature rise during normal operation with respect to the numerical values measured at room temperature. For this reason, the value of the primary resistance that changes as the temperature of the AC motor 3 rises is taken into the calculation of the voltage calculation value V at the top speed. Thus, the motor constant at the top speed and the rated voltage V 1 and the current value calculated from the rated operation during the normal operation match the rated voltage V 1 and the rated current I 1 obtained from the nameplate information. The rated excitation current IdT and the rated torque current IT can be selected.

[第2の実施の形態例]
次に、本発明の第2の実施の形態例について図6〜図10を参照して説明する。
図6は、ベース速度において交流電動機3をV/f一定速で運転しながらV/f比を変更して測定する様子を示す説明図である。このV/f一定速運転をベース速度で実施する処理は、図3のステップS4で示す処理を変形したものである。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a state in which measurement is performed by changing the V / f ratio while operating the AC motor 3 at a constant V / f speed at the base speed. The process of performing the V / f constant speed operation at the base speed is a modification of the process shown in step S4 of FIG.

交流電動機3を界磁弱め付きで駆動する場合は、図5で確定したトップ速度時における励磁電流IdTの値に基づいて、ベース速度とトップ速度の間で励磁電流Idを変えて、ベース速度における励磁電流IdBを求める。   When the AC motor 3 is driven with field weakening, the excitation current Id is changed between the base speed and the top speed on the basis of the value of the excitation current IdT at the top speed determined in FIG. An excitation current IdB is obtained.

図7は、交流電動機3を界磁弱めで運転する時の、トップ速度及びベース速度と、電圧、磁束、及び励磁電流の関係を示す説明図である。図7Aは速度起電力と言われる電圧Vemf(=ωre×Φ)の例、図7Bは界磁弱めにおける磁束Φの例、図7Cはベース速度における励磁電流IdBと、トップ速度における励磁電流IdTの例をそれぞれ示している。   FIG. 7 is an explanatory diagram showing the relationship between the top speed and base speed, voltage, magnetic flux, and excitation current when the AC motor 3 is operated with field weakening. FIG. 7A shows an example of a voltage Vemf (= ωre × Φ) called a speed electromotive force, FIG. 7B shows an example of a magnetic flux Φ in field weakening, and FIG. 7C shows an excitation current IdB at a base speed and an excitation current IdT at a top speed. Each example is shown.

図7Bに示すように、ベース速度までは、磁束Φを強めた状態(界磁強め)で一定としているため、電圧Vemfは速度に比例して増加する(図7A)。また、図7Bに示すように、ベース速度からトップ速度にかけては速度に反比例するように磁束Φを減少(界磁弱め)させている。このように界磁弱めを行うと、電圧Vemfは一定となり、ベース速度からトップ速度の間では、交流電動機3が定出力特性となる(図7A)。   As shown in FIG. 7B, the voltage Vemf increases in proportion to the speed (FIG. 7A) because the magnetic flux Φ is constant until the base speed is increased (field strengthening). Further, as shown in FIG. 7B, the magnetic flux Φ is decreased (field weakening) so as to be inversely proportional to the speed from the base speed to the top speed. When field weakening is performed in this way, the voltage Vemf becomes constant, and the AC motor 3 has constant output characteristics between the base speed and the top speed (FIG. 7A).

なお、このとき、磁束Φは「Φ=Lm’×Id」として求められる。このため、励磁インダクタンスLm’が一定である場合には、図7Cの実線に示すように磁束Φの変化に合わせて、励磁電流Idは速度に反比例して変化する。そして、上述した第1の実施の形態例で決定したトップ速度における定格励磁電流IdTに基づいて、図7Cの実線に示すベース速度からトップ速度までの励磁電流特性を確定することが可能となる。   At this time, the magnetic flux Φ is obtained as “Φ = Lm ′ × Id”. Therefore, when the excitation inductance Lm ′ is constant, the excitation current Id changes in inverse proportion to the speed in accordance with the change of the magnetic flux Φ as shown by the solid line in FIG. 7C. Then, based on the rated excitation current IdT at the top speed determined in the first embodiment described above, the excitation current characteristics from the base speed to the top speed shown by the solid line in FIG. 7C can be determined.

図8は、交流電動機3の飽和特性の例を示す説明図である。
交流電動機3の磁束Φに飽和特性がある場合は、界磁弱め域(非飽和点)における磁束Φは、トップ速度での磁束ΦT=LmT’×IdTとなり、界磁強め域(飽和点)における磁束Φは、ベース速度での磁束ΦB=LmB’×IdBとなる。ここで、励磁インダクタンスは、LmB’<LmT’である。このため、磁束Φに飽和特性があると、図7Cの破線に示すように、ベース速度からトップ速度までの励磁電流特性を、実線の励磁電流Idよりも大きめに設定する必要がある。また、磁束Φが飽和するため、適正な値の励磁電流Idを設定し、無駄な励磁電流Idを交流電動機3に流さないようにする必要がある。
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an example of saturation characteristics of the AC motor 3.
When the magnetic flux Φ of the AC motor 3 has a saturation characteristic, the magnetic flux Φ in the field weakening region (unsaturation point) becomes the magnetic flux ΦT = LmT ′ × IdT at the top speed, and in the field strengthening region (saturation point). The magnetic flux Φ becomes magnetic flux ΦB = LmB ′ × IdB at the base speed. Here, the excitation inductance is LmB ′ <LmT ′. Therefore, if the magnetic flux Φ has a saturation characteristic, the excitation current characteristic from the base speed to the top speed needs to be set larger than the solid line excitation current Id, as shown by the broken line in FIG. 7C. Further, since the magnetic flux Φ is saturated, it is necessary to set an appropriate value of the excitation current Id so that the useless excitation current Id does not flow to the AC motor 3.

そこで、本実施の形態例では、図6で示すように第3の測定モードにおける交流電動機3のV/f一定速運転をベース速度で実施することによって、磁束Φの飽和による励磁電流特性の変化を測定している。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the change in the excitation current characteristic due to the saturation of the magnetic flux Φ is performed by performing the V / f constant speed operation of the AC motor 3 in the third measurement mode at the base speed. Is measuring.

図9は、交流電動機3をV/f一定速運転しながらV/f比を変更した場合に、トップ速度及びベース速度に対する、電圧、励磁インダクタンス、及び励磁電流の関係を示す説明図である。図9Aは、速度に対する電圧Vの関係を示し、図9Bは、速度に対する励磁インダクタンスLm’の関係を示し、図9Cは、速度に対する励磁電流Idの関係を示す。   FIG. 9 is an explanatory diagram showing the relationship of the voltage, excitation inductance, and excitation current with respect to the top speed and the base speed when the AC motor 3 is operated at a constant V / f speed and the V / f ratio is changed. 9A shows the relationship of the voltage V with respect to the speed, FIG. 9B shows the relationship of the excitation inductance Lm ′ with respect to the speed, and FIG. 9C shows the relationship of the excitation current Id with respect to the speed.

図9Aに示すように、電動機特性測定部15の制御部20は、トップ速度における低いV/f比から、ベース速度における高いV/f比になるまで交流電動機3に印加する電圧を上げている。ベース速度とトップ速度の間で磁束Φが非飽和点(界磁弱め)となる場合は、図9Bに実線で示すように励磁インダクタンスLm’がほぼ一定となる。このため、図9Cに実線で示すようにベース速度とトップ速度の間における励磁電流特性は速度に反比例する関係となる。なお、トップ速度で測定した定格励磁電流IdTからベース速度で測定した定格励磁電流IdBを演算で求めて設定することも可能である。   As shown in FIG. 9A, the control unit 20 of the motor characteristic measuring unit 15 increases the voltage applied to the AC motor 3 from the low V / f ratio at the top speed until the high V / f ratio at the base speed. . When the magnetic flux Φ becomes a non-saturation point (field weakening) between the base speed and the top speed, the excitation inductance Lm ′ becomes substantially constant as shown by the solid line in FIG. 9B. For this reason, as shown by a solid line in FIG. 9C, the excitation current characteristic between the base speed and the top speed has a relationship inversely proportional to the speed. It is also possible to calculate and set the rated excitation current IdB measured at the base speed from the rated excitation current IdT measured at the top speed.

一方、交流電動機3に磁束Φの飽和がある場合には、図9Bの破線に示すように励磁インダクタンスLm’が変化する。このとき、V/f比が高い界磁強め域になるに従って励磁インダクタンスLm’が小さくなり、図9Cの破線に示すように過大な励磁電流IdBが交流電動機3に流れてしまう。このため、交流電動機3をベース速度で運転する時に適正な値となる励磁電流IdB及び励磁インダクタンスLmB’を測定する必要がある。そこで、第2の実施の形態例における電動機特性測定部15は、図6で示す第3の測定モードのV/f一定速運転をベース速度で実施することによって、磁束Φの飽和による励磁電流特性の変化を測定している。   On the other hand, when the AC motor 3 is saturated with the magnetic flux Φ, the excitation inductance Lm ′ changes as shown by the broken line in FIG. 9B. At this time, the excitation inductance Lm ′ decreases as the V / f ratio becomes higher in the field strengthening region, and an excessive excitation current IdB flows to the AC motor 3 as shown by the broken line in FIG. 9C. For this reason, it is necessary to measure the excitation current IdB and the excitation inductance LmB ′ that are appropriate values when the AC motor 3 is operated at the base speed. Therefore, the motor characteristic measuring unit 15 in the second embodiment performs the V / f constant speed operation in the third measurement mode shown in FIG. 6 at the base speed, thereby exciting current characteristics due to saturation of the magnetic flux Φ. Is measuring the change.

励磁電流特性を測定する際には、上述した第1の実施の形態例で示したように、制御部20は、トップ速度の定格点で交流電動機3のV/f一定速運転を行う。そして、トップ速度における定格トルク電流ITと励磁電流IdTを演算した後に、V/f比を変更して励磁電流特性を測定する。V/f比が同じ条件では、励磁電流Idや励磁インダクタンスLm’の測定値はほぼ同じ値となる。このため、ベース速度においては、V/f比が低くなる電圧より測定を開始する。   When measuring the exciting current characteristics, as shown in the first embodiment, the control unit 20 performs the V / f constant speed operation of the AC motor 3 at the rated point of the top speed. Then, after calculating the rated torque current IT and the excitation current IdT at the top speed, the V / f ratio is changed and the excitation current characteristic is measured. Under the same V / f ratio, the measured values of the excitation current Id and the excitation inductance Lm ′ are almost the same value. For this reason, at the base speed, measurement is started from a voltage at which the V / f ratio is lowered.

ベース速度においてV/f比が低い電圧とは、例えばトップ速度で決定した測定条件におけるV/f比から得られる電圧である。このようにV/f比が低い電圧より励磁電流特性の測定を開始するのは、交流電動機3の磁気飽和の影響で励磁電流Idが過大となることを防ぐためである。このため、V/f比を低くした状態、言い換えれば低い測定電圧を交流電動機3に印加しながら励磁電流特性の測定を始める。   The voltage having a low V / f ratio at the base speed is, for example, a voltage obtained from the V / f ratio under measurement conditions determined by the top speed. The reason why the measurement of the excitation current characteristic is started from a voltage with a low V / f ratio is to prevent the excitation current Id from becoming excessive due to the influence of magnetic saturation of the AC motor 3. For this reason, the measurement of the excitation current characteristic is started while applying a low measurement voltage to the AC motor 3 in a state where the V / f ratio is low.

図10は、ベース速度において交流電動機3をV/f一定速で運転して測定する励磁電流Idと磁束演算値Φの関係を示すフローチャートである。このベース速度でV/f一定速運転を行う処理は、図3のステップS4に示す第3の測定モードにおいて実施される処理を変形したものである。   FIG. 10 is a flowchart showing the relationship between the excitation current Id and the magnetic flux calculation value Φ measured by operating the AC motor 3 at a constant V / f speed at the base speed. The process of performing V / f constant speed operation at this base speed is a modification of the process performed in the third measurement mode shown in step S4 of FIG.

第2の実施の形態における電動機特性測定部15は、第3の測定モードにおいて、交流電動機3のベース速度を一定とする周波数を維持し、交流電動機3に印加する電圧及び周波数の比を変更して、交流電動機3を界磁弱めで駆動させる。そして、第2の座標変換部14から入力するId,Iqに基づいて演算したベース速度における電圧演算値Vを、判定基準として用いる定格電圧に近づける制御を繰り返す。その後、電圧演算値Vが定格電圧に一致する場合に電動機特性測定部15は、ベース速度における励磁インダクタンス及び励磁電流を確定し、励磁インダクタンス及び励磁電流をベース速度における交流電動機3の電動機特性として求める。   In the third measurement mode, the motor characteristic measurement unit 15 in the second embodiment maintains a frequency that keeps the base speed of the AC motor 3 constant, and changes the ratio of the voltage and frequency applied to the AC motor 3. Then, the AC motor 3 is driven with a weak field. And the control which makes the voltage calculation value V in the base speed calculated based on Id and Iq input from the 2nd coordinate transformation part 14 close to the rated voltage used as a criterion is repeated. Thereafter, when the voltage calculation value V matches the rated voltage, the motor characteristic measurement unit 15 determines the excitation inductance and the excitation current at the base speed, and obtains the excitation inductance and the excitation current as the motor characteristics of the AC motor 3 at the base speed. .

始めに、制御部20は、銘板情報の定格電圧V、トップ速度にて確定した定格トルク電流IT、第1の測定モードで測定した1次抵抗r、第2の測定モードで測定した合成抵抗rσ、合成漏れインダクタンスLσを、演算に使用するために取り込む(ステップS21)。 First, the control unit 20 includes the rated voltage V 1 of the nameplate information, the rated torque current IT determined at the top speed, the primary resistance r 1 measured in the first measurement mode, and the synthesis measured in the second measurement mode. The resistance rσ and the combined leakage inductance Lσ are taken in for use in the calculation (step S21).

次に、制御部20は、第3の測定モードにおける測定条件として、d軸電圧指令Vdref=0、1次角周波数指令ωref=ωmode3(=2×π×fB)、及びベース速度を設定し、q軸電圧指令Vqrefを初期値Viniに設定する。ここでfBはベース速度の周波数である。初期値Viniには、トップ速度での測定によって確定した測定条件におけるV/f比となる電圧を設定してもよい。そして、制御部20は、V/f一定速運転を行う電圧指令を出力し、交流電動機3に測定電圧を印加する(ステップS22)。 Next, the control unit 20 sets the d-axis voltage command Vdref = 0, the primary angular frequency command ω 1 ref = ω 1 mode 3 (= 2 × π × fB), and the base speed as measurement conditions in the third measurement mode. And the q-axis voltage command Vqref is set to the initial value Vini. Here, fB is the frequency of the base speed. The initial value Vini may be set to a voltage that becomes a V / f ratio under measurement conditions determined by measurement at the top speed. And the control part 20 outputs the voltage command which performs a V / f constant speed operation, and applies a measurement voltage to the AC motor 3 (step S22).

次に、制御部20は、電力変換部2を制御して交流電動機3に測定電圧を印加する。そして、電流検出部5が交流電流の検出値を検出すると、励磁電流測定部21は、第2の座標変換部14からId,Iqのデータを取り込む(ステップS23)。   Next, the control unit 20 controls the power conversion unit 2 to apply a measurement voltage to the AC motor 3. When the current detection unit 5 detects the detection value of the alternating current, the excitation current measurement unit 21 takes in the data of Id and Iq from the second coordinate conversion unit 14 (step S23).

続いて、励磁インダクタンス測定部22は、ステップS21で取り込んだ1次抵抗r、合成漏れインダクタンスLσ、1次角周波数指令ωref、q軸電圧指令Vqref、及びId,Iqのデータを関数Fに入れて、ベース速度における交流電動機3の励磁インダクタンスLm’の値を演算する(ステップS24)。 Subsequently, the excitation inductance measuring unit 22 uses the data of the primary resistance r 1 , the combined leakage inductance Lσ, the primary angular frequency command ω 1 ref, the q-axis voltage command Vqref, and Id and Iq captured in step S21 as a function F. Then, the value of the excitation inductance Lm ′ of the AC motor 3 at the base speed is calculated (step S24).

次に、定格トルク電流演算部23は、ステップS21で取り込んだ定格トルク電流ITと、ステップS23で取り込んだ励磁電流Idと、ステップS21で取り込んだ1次抵抗r、合成抵抗rσと、ステップS24で演算した励磁インダクタンスLm’から(5)式に従って、すべり周波数ωsを演算し、ω=2×π×fB+ωsとする(ステップS25)。 Next, the rated torque current calculator 23 receives the rated torque current IT acquired in step S21, the excitation current Id acquired in step S23, the primary resistance r 1 and the combined resistance rσ acquired in step S21, and step S24. According to the equation (5), the slip frequency ωs is calculated from the excitation inductance Lm ′ calculated in (1) to obtain ω 1 = 2 × π × fB + ωs (step S25).

そして、定格電圧演算部24は、(2)式、(3)式、(4)式に基づき、定格電圧演算値Vを演算する(ステップS26)。次に、測定条件判定部25は、定格電圧演算値Vと、ステップS21で取り込んだ銘板情報から得られた定格電圧V(線間電圧の場合はV/√3)を比較する(ステップS27)。ベース速度においては1次角周波数ωが小さくなるので、ω×Lσ×ITやω×Lσ×IdBの成分が小さくなる。このため、測定条件判定部25は、定格電圧Vの代わりに、速度比分だけ小さくなるように低めに設定した判定基準電圧Vαを定格電圧演算値Vとの比較に用いる。 Then, the rated voltage calculation unit 24 calculates the rated voltage calculation value V based on the equations (2), (3), and (4) (step S26). Next, the measurement condition determination unit 25 compares the rated voltage calculation value V with the rated voltage V 1 (V 1 / √3 in the case of line voltage) obtained from the nameplate information captured in step S21 (step S21). S27). Since the primary angular frequency ω 1 is small at the base speed, the components of ω 1 × Lσ × IT and ω 1 × Lσ × IdB are small. For this reason, the measurement condition determination unit 25 uses a determination reference voltage Vα that is set so as to decrease by the speed ratio instead of the rated voltage V 1 for comparison with the rated voltage calculation value V.

定格電圧演算値Vが判定基準電圧Vαより小さい場合は、ステップS22にて設定したq軸電圧指令Vqrefに増加分Vstepを加えて、ステップS22に戻る(ステップS28)。そして、定格電圧演算値Vが判定基準電圧Vαに一致するまでステップS22〜S27の処理を繰り返す。一方、ステップS27で、定格電圧演算値Vが判定基準電圧Vαに一致したと判定された場合には、測定を終了する。そして、測定条件判定部25は、判定基準電圧Vαに一致した測定条件におけるLm’をベース速度における励磁インダクタンスLmB’、Idをベース速度における励磁電流IdBとして決定する(ステップS29)。   When the rated voltage calculation value V is smaller than the determination reference voltage Vα, the increment Vstep is added to the q-axis voltage command Vqref set in step S22, and the process returns to step S22 (step S28). Then, the processes in steps S22 to S27 are repeated until the rated voltage calculation value V matches the determination reference voltage Vα. On the other hand, if it is determined in step S27 that the rated voltage calculation value V matches the determination reference voltage Vα, the measurement ends. Then, the measurement condition determination unit 25 determines Lm ′ under the measurement condition that matches the determination reference voltage Vα as the excitation inductance LmB ′ at the base speed, and Id as the excitation current IdB at the base speed (step S29).

以上説明した第2の実施の形態例における電動機特性測定部15によれば、交流電動機3をベース速度で定格運転する時に交流電動機3に出力する交流電圧と交流電流の値が、少なくとも銘板情報から得られる値より小さくなるように、電動機定数及びベース速度における励磁電流IdBを選定する。このため、得られた電動機特性に基づいて、制御定数演算部16が交流電動機3の界磁弱めを考慮した制御定数を設定することができる。また、電動機特性測定部15がベクトル制御モードに切替えて交流電動機3を運転した場合においても、励磁電流及び電圧を過大にせずに交流電動機3の定格運転を行うことが可能となる。   According to the motor characteristic measuring unit 15 in the second embodiment described above, the values of the AC voltage and the AC current output to the AC motor 3 when the AC motor 3 is rated at the base speed are at least from the nameplate information. The excitation current IdB at the motor constant and base speed is selected so as to be smaller than the obtained value. For this reason, based on the obtained motor characteristics, the control constant calculation unit 16 can set a control constant in consideration of field weakening of the AC motor 3. Further, even when the motor characteristic measurement unit 15 switches to the vector control mode and operates the AC motor 3, it is possible to perform the rated operation of the AC motor 3 without excessively increasing the excitation current and voltage.

また、電動機特性測定部15は、ベース速度における電圧演算値Vが、定格電圧Vに一致するまで、交流電動機3に印加する電圧を定格電圧Vより低い値から増加させ、又は、定格電圧Vから減少させる制御を繰り返し行う。これにより、定格電圧Vに近づけた電圧演算値Vを求めることができる。 Further, the motor characteristic measuring section 15, the voltage calculation value V in the base rate, until it matches the rated voltage V 1, the voltage applied to the AC motor 3 is increased from a value lower than the rated voltage V 1, or, the rated voltage repeatedly performing control to decrease from V 1. This makes it possible to obtain a voltage calculation value V close to the rated voltage V 1.

第2の実施の形態例においても、常温で測定した数値に対して交流電動機3を通常運転する時に温度上昇によって抵抗値が上がることを考慮して、(2)式、(3)式、(5)式の演算に用いる抵抗値を設定する。このため、交流電動機3の温度が上昇することによって変化する1次抵抗の値を、ベース速度における電圧演算値Vの演算に取り込む。これにより、通常運転時の定格運転における電圧と電流が銘板情報から得られる定格電圧Vを超えないようにしながら、電動機定数と、ベース速度における励磁電流IdBを選定できる。 Also in the second embodiment, considering that the resistance value increases due to the temperature rise when the AC motor 3 is normally operated with respect to the values measured at room temperature, the equations (2), (3), ( 5) The resistance value used for the calculation of the equation is set. For this reason, the value of the primary resistance that changes as the temperature of the AC motor 3 rises is taken into the calculation of the voltage calculation value V at the base speed. Accordingly, the voltage and current at the rated operation in the normal operation while not exceed the rated voltages V 1 obtained from the nameplate information, it can be selected and motor constants, the exciting current IdB at the base rate.

[第3の実施の形態例]
次に、本発明の第3の実施の形態例における電力変換部制御装置4の動作例について図11〜図14を参照して説明する。
第3の実施の形態例では、磁束を判定基準とした点で、電圧を判定基準とした第1及び第2の実施の形態例とは異なっている。以下の説明において、既に第1の実施の形態で説明した部分には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。
[Third embodiment]
Next, an operation example of the power conversion unit control device 4 according to the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The third embodiment is different from the first and second embodiments in which the voltage is used as a determination reference in that the magnetic flux is used as a determination reference. In the following description, parts already described in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図11は、第3の実施の形態例における電動機特性測定部30の内部構成を示すブロック図である。
電動機特性測定部30の内部構成は、上述した第1の実施の形態例における電動機特性測定部15とほとんど同じ構成を採用している。ただし、図11の電動機特性測定部30では、図2の電動機特性測定部15の定格電圧演算部24の代わりに、交流電動機3の磁束を演算する磁束演算部26を用いている点が異なる。この磁束演算部26は、交流電動機3をV/f一定速運転する際に、測定した励磁電流Idと励磁インダクタンスLm’から磁束Φを演算するものである。
FIG. 11 is a block diagram showing an internal configuration of the motor characteristic measuring unit 30 in the third embodiment.
The internal configuration of the electric motor characteristic measuring unit 30 employs almost the same configuration as the electric motor characteristic measuring unit 15 in the first embodiment described above. However, the motor characteristic measuring unit 30 in FIG. 11 is different in that a magnetic flux calculating unit 26 for calculating the magnetic flux of the AC motor 3 is used instead of the rated voltage calculating unit 24 of the motor characteristic measuring unit 15 in FIG. The magnetic flux calculation unit 26 calculates a magnetic flux Φ from the measured excitation current Id and excitation inductance Lm ′ when the AC motor 3 is operated at a constant V / f speed.

図12は、ベース速度において交流電動機3をV/f一定速で運転して測定する励磁電流Idと磁束演算値Φの関係の例を示す説明図である。図12Aは、ベース速度を一定としたまま、V/f比が高い状態で測定電圧を上げる例を示し、図12Bは、励磁電流Idによって変化する磁束Φの特性の例を示す。   FIG. 12 is an explanatory diagram showing an example of the relationship between the excitation current Id measured by operating the AC motor 3 at a constant V / f speed at the base speed and the magnetic flux calculation value Φ. FIG. 12A shows an example in which the measurement voltage is raised while the base speed is kept constant while the V / f ratio is high, and FIG. 12B shows an example of the characteristic of the magnetic flux Φ that varies with the excitation current Id.

図12Aに示すように、磁束演算部26は、(α)、(β)、(γ)が示す各V/f比で測定した励磁電流Idと、励磁インダクタンスLm’から、(6)式に従って磁束Φを演算する。
Φ=Lm’×Id…(6)
このとき、図12Bに示す(α)、(β)、(γ)のように磁束Φの飽和特性が得られる。
As shown in FIG. 12A, the magnetic flux calculator 26 calculates the excitation current Id measured at each V / f ratio indicated by (α), (β), and (γ) and the excitation inductance Lm ′ according to the equation (6). Calculate the magnetic flux Φ.
Φ = Lm ′ × Id (6)
At this time, saturation characteristics of the magnetic flux Φ are obtained as (α), (β), and (γ) shown in FIG. 12B.

ここで、図7に示すように界磁弱めを行う場合における磁束Φは、ベース速度からトップ速度にかけて速度に反比例となる関係にある。このため、第1の実施の形態例において決定したトップ速度における励磁電流IdTと励磁インダクタンスLmT’から得たトップ速度時における磁束ΦT=LmT’×IdTを予め演算する。そして、次の(7)式を用いて、磁束ΦTにトップ速度ωreTとベース速度ωreBの比率を掛け合わせたベース速度における磁束ΦBの値を判定基準磁束ΦBとして演算する。
判定基準磁束ΦB=ΦT×ωreT/ωreB…(7)
Here, as shown in FIG. 7, when the field weakening is performed, the magnetic flux Φ has a relationship that is inversely proportional to the speed from the base speed to the top speed. Therefore, the magnetic flux ΦT = LmT ′ × IdT at the top speed obtained from the excitation current IdT at the top speed and the excitation inductance LmT ′ determined in the first embodiment is calculated in advance. Then, using the following equation (7), the value of the magnetic flux ΦB at the base speed obtained by multiplying the magnetic flux ΦT by the ratio of the top speed ωreT and the base speed ωreB is calculated as the determination reference magnetic flux ΦB.
Judgment reference magnetic flux ΦB = ΦT × ωreT / ωreB (7)

そして、電動機特性測定部30は、測定電圧を増加してV/f比を変更しながら励磁電流特性を測定する。このとき、電動機特性測定部30は、各V/f比において測定した励磁電流及び励磁インダクタンスより磁束Φを演算し、この磁束Φが(7)式で演算した判定基準磁束ΦBに一致した時に測定を終了する。そして、測定の終了時点における測定条件で測定した励磁電流Idをベース速度における励磁電流IdBとし、励磁インダクタンスLm’をベース速度における励磁インダクタンスLmB’とする。   Then, the motor characteristic measuring unit 30 measures the excitation current characteristic while increasing the measurement voltage and changing the V / f ratio. At this time, the motor characteristic measurement unit 30 calculates the magnetic flux Φ from the excitation current and the excitation inductance measured at each V / f ratio, and is measured when the magnetic flux Φ matches the determination reference magnetic flux ΦB calculated by the equation (7). Exit. Then, the excitation current Id measured under the measurement conditions at the end of measurement is the excitation current IdB at the base speed, and the excitation inductance Lm ′ is the excitation inductance LmB ′ at the base speed.

次に、図3のステップS4に示す第3の測定モードにおいて実施される演算処理について説明する。
図13は、ベース速度において交流電動機3のV/f一定速運転を行う場合に、ベース速度における励磁インダクタンスLmB’と励磁電流IdBを決定する処理の例を示すフローチャートである。
Next, calculation processing performed in the third measurement mode shown in step S4 of FIG. 3 will be described.
FIG. 13 is a flowchart showing an example of processing for determining the excitation inductance LmB ′ and the excitation current IdB at the base speed when the AC motor 3 is operated at a constant V / f speed at the base speed.

第3の実施の形態における電動機特性測定部30は、第3の測定モードにおいて、交流電動機3のベース速度を一定とする周波数を維持する。そして、交流電動機3に印加する電圧及び周波数の比を変更して、交流電動機3を界磁弱めで駆動させて演算した磁束演算値Φを、トップ速度における磁束よりベース速度とトップ速度の比率で演算した判定基準磁束ΦBに近づける制御を行う。その後、磁束演算値Φが判定基準磁束ΦBに一致する場合における、励磁インダクタンスLm’及び励磁電流Idをベース速度における交流電動機3の電動機特性として求める。   The motor characteristic measurement unit 30 in the third embodiment maintains a frequency that makes the base speed of the AC motor 3 constant in the third measurement mode. Then, the ratio of the voltage and frequency applied to the AC motor 3 is changed, and the magnetic flux calculation value Φ calculated by driving the AC motor 3 with field weakening is set to a ratio between the base speed and the top speed from the magnetic flux at the top speed. Control to bring it closer to the calculated determination reference magnetic flux ΦB is performed. Thereafter, the excitation inductance Lm ′ and the excitation current Id when the calculated magnetic flux value Φ matches the determination reference magnetic flux ΦB are obtained as the motor characteristics of the AC motor 3 at the base speed.

始めに、電動機特性測定部30の制御部20は、第1の測定モードで測定した1次抵抗rと、第2の測定モードで測定した合成抵抗rσと、合成漏れインダクタンスLσを演算に使用するために取り込む。また、トップ速度における磁束ΦTから(7)式に従って演算したベース速度における磁束ΦBを、判定基準磁束ΦBとして取り込む(ステップS31)。 First, the control unit 20 of the motor characteristic measurement unit 30 uses the primary resistance r 1 measured in the first measurement mode, the combined resistance rσ measured in the second measurement mode, and the combined leakage inductance Lσ for calculation. To capture. Further, the magnetic flux ΦB at the base speed calculated from the magnetic flux ΦT at the top speed according to the equation (7) is taken in as the determination reference magnetic flux ΦB (step S31).

次に、制御部20は、第3の測定モードにおける測定条件として、d軸電圧指令Vdref=0、1次角周波数指令ωref=ωmode3(=2×π×fB)とベース速度を設定し、q軸電圧指令Vqrefを初期値Viniに設定する。初期値Viniには、トップ速度での測定にて確定した測定条件におけるV/f比となる電圧を設定してもよい。 Next, the control unit 20 sets the d-axis voltage command Vdref = 0, the primary angular frequency command ω 1 ref = ω 1 mode 3 (= 2 × π × fB) and the base speed as measurement conditions in the third measurement mode. The q-axis voltage command Vqref is set to the initial value Vini. As the initial value Vini, a voltage that becomes a V / f ratio under the measurement conditions determined by the measurement at the top speed may be set.

次に、制御部20は、V/f一定速運転を行う電圧指令を出力し、交流電動機3に測定電圧を印加する(ステップS32)。そして、電流検出部5が交流電流の検出値を検出すると、励磁電流測定部21は、第2の座標変換部14からId,Iqのデータを取り込む(ステップS33)。   Next, the control part 20 outputs the voltage command which performs a V / f constant speed operation, and applies a measurement voltage to the AC motor 3 (step S32). When the current detection unit 5 detects the detection value of the alternating current, the excitation current measurement unit 21 takes in the data of Id and Iq from the second coordinate conversion unit 14 (step S33).

続いて、励磁インダクタンス測定部22は、ステップS31で取り込んだ1次抵抗r、合成漏れインダクタンスLσと、1次角周波数指令ωref、q軸電圧指令Vqref、Id,Iqのデータを関数Fに入れて、ベース速度における交流電動機3の励磁インダクタンスLm’の値を演算する(ステップS34)。 Subsequently, the excitation inductance measuring unit 22 uses the data of the primary resistance r 1 , the combined leakage inductance Lσ, the primary angular frequency command ω 1 ref, and the q-axis voltage commands Vqref, Id, and Iq captured in step S31 as a function F. And the value of the excitation inductance Lm ′ of the AC motor 3 at the base speed is calculated (step S34).

そして、磁束演算部26は、ステップS33で取り込んだ励磁電流Idと、ステップS34で演算した励磁インダクタンスLm’より、(6)式に従って磁束Φを演算する(ステップS35)。   Then, the magnetic flux calculator 26 calculates the magnetic flux Φ according to the equation (6) from the exciting current Id acquired in step S33 and the exciting inductance Lm ′ calculated in step S34 (step S35).

次に、測定条件判定部25は、演算磁束ΦとステップS31で取り込んだベース速度時における判定基準磁束ΦBを比較する(ステップS36)。演算磁束Φが判定基準磁束ΦBより小さい場合は、ステップS32にて設定したq軸電圧指令Vqrefに増加分Vstepを加えて(ステップS37)、ステップS32に戻る。そして、演算磁束Φが判定基準磁束ΦBに一致するまでステップS32〜S35の処理を繰り返す。   Next, the measurement condition determination unit 25 compares the calculated magnetic flux Φ with the determination reference magnetic flux ΦB at the base speed captured in step S31 (step S36). If the calculated magnetic flux Φ is smaller than the determination reference magnetic flux ΦB, the increment Vstep is added to the q-axis voltage command Vqref set in step S32 (step S37), and the process returns to step S32. Then, the processes in steps S32 to S35 are repeated until the calculated magnetic flux Φ matches the determination reference magnetic flux ΦB.

ステップS36で、演算磁束Φが判定基準磁束ΦBに一致したと判定された場合は測定を終了する。そして、判定基準磁束ΦBに一致した測定条件における励磁インダクタンスLm’をベース速度における励磁インダクタンスLmB’として決定し、励磁電流Idをベース速度における励磁電流IdBとして決定する(ステップS38)。   If it is determined in step S36 that the calculated magnetic flux Φ matches the determination reference magnetic flux ΦB, the measurement is terminated. Then, the excitation inductance Lm ′ under the measurement condition that matches the determination reference magnetic flux ΦB is determined as the excitation inductance LmB ′ at the base speed, and the excitation current Id is determined as the excitation current IdB at the base speed (step S38).

図14は、磁束飽和特性から得られる界磁弱め運転時における磁束Φと励磁電流Idの関係を示す説明図である。図14Aは励磁電流Idと磁束Φの関係、図14Bは速度と磁束Φの関係、及び図14Cは速度と励磁電流IdB,IdTの関係をそれぞれ示している。   FIG. 14 is an explanatory diagram showing the relationship between the magnetic flux Φ and the excitation current Id during field weakening operation obtained from the magnetic flux saturation characteristics. 14A shows the relationship between the excitation current Id and the magnetic flux Φ, FIG. 14B shows the relationship between the speed and the magnetic flux Φ, and FIG. 14C shows the relationship between the speed and the excitation currents IdB and IdT.

図14Aに示すように、トップ速度の励磁電流IdTにおける磁束ΦTより、ベース速度の励磁電流IdBにおける磁束ΦBが高いことが分かる。
また、図14Bより、ベース速度とトップ速度の間において、速度に対する磁束Φは反比例の関係にあることが分かる。また、図14Cより、ベース速度とトップ速度の間において、速度に対する励磁電流Idは磁束飽和の影響を考慮した関係にあることが分かる。
このため、電動機定数の測定過程によって得られる磁束飽和特性に基づいて、ベース速度からトップ速度の間における励磁電流特性を決定できる。
As shown in FIG. 14A, it can be seen that the magnetic flux ΦB at the base speed exciting current IdB is higher than the magnetic flux ΦT at the top speed exciting current IdT.
14B shows that the magnetic flux Φ with respect to the speed is in an inversely proportional relationship between the base speed and the top speed. Further, FIG. 14C shows that between the base speed and the top speed, the excitation current Id with respect to the speed has a relationship in consideration of the effect of magnetic flux saturation.
For this reason, the excitation current characteristic between the base speed and the top speed can be determined based on the magnetic flux saturation characteristic obtained by the process of measuring the motor constant.

以上説明した第3の実施の形態例に係る電動機特性測定部30によれば、界磁弱め付きで交流電動機3を運転し、また交流電動機3に飽和特性がある場合においても、ベース速度にてV/f比を変更する。このとき、電動機特性測定部30は、磁束演算値Φが、判定基準磁束ΦBに一致するまで、交流電動機3に印加する電圧を定格電圧Vより低い値から増加させる制御を繰り返し行い、磁束演算値Φが判定基準磁束ΦBを超えない範囲で磁束を測定する。これにより、測定時の過電流を防止し、ベース速度における適正な励磁電流IdBを決定できる。 According to the electric motor characteristic measuring unit 30 according to the third embodiment described above, even when the AC electric motor 3 is operated with field weakening and the AC electric motor 3 has a saturation characteristic, at the base speed. Change the V / f ratio. At this time, the motor characteristic measurement unit 30 repeatedly performs control to increase the voltage applied to the AC motor 3 from a value lower than the rated voltage V 1 until the magnetic flux calculation value Φ matches the determination reference magnetic flux ΦB, thereby calculating the magnetic flux. The magnetic flux is measured in a range where the value Φ does not exceed the judgment reference magnetic flux ΦB. Thereby, an overcurrent at the time of measurement can be prevented, and an appropriate excitation current IdB at the base speed can be determined.

また、電動機特性測定部15は、磁束演算値Φが、判定基準磁束ΦBに一致するまで、交流電動機3に印加する電圧を定格電圧Vより低い値から増加させる制御を繰り返し行う。この過程において、磁束演算値Φの飽和特性より、ベース速度からトップ速度の間における励磁電流特性を演算する。このため、測定の過程で得られる磁束飽和特性からベース速度からトップ速度にかけての励磁電流Idの励磁電流特性を設定することができる。さらに界磁弱め付きで交流電動機3を運転する場合においても、磁束Φの飽和特性を考慮して各速度における励磁電流Idを設定することができる。このため、電動機定数が不明な交流電動機3であっても界磁弱め付きで容易にベクトル制御することができる。 Further, the motor characteristic measuring unit 15 repeatedly performs control to increase the voltage applied to the AC motor 3 from a value lower than the rated voltage V 1 until the magnetic flux calculation value Φ matches the determination reference magnetic flux ΦB. In this process, the excitation current characteristic between the base speed and the top speed is calculated from the saturation characteristic of the magnetic flux calculation value Φ. For this reason, it is possible to set the exciting current characteristic of the exciting current Id from the magnetic flux saturation characteristic obtained in the measurement process to the base speed to the top speed. Further, even when the AC motor 3 is operated with field weakening, the excitation current Id at each speed can be set in consideration of the saturation characteristic of the magnetic flux Φ. For this reason, even if it is the AC motor 3 whose motor constant is unknown, the vector control can be easily performed with the field weakening.

[第4の実施の形態例]
次に、本発明の第4の実施の形態例における電力変換部制御装置4の動作例について図15〜図18を参照して説明する。
本実施の形態例における電力変換部制御装置4は、第3の実施形態例に示した磁束による判定を行う場合において、励磁電流リミッタIdlimによる保護機能を持たせたものである。つまり、第4の実施の形態例では、励磁電流リミッタIdlimにより測定が制限された場合に、測定する速度を変更して最適なベース速度を決定する点が第3の実施の形態例と異なっている。
[Fourth Embodiment]
Next, an operation example of the power conversion unit control device 4 according to the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 15 to 18.
The power conversion unit control device 4 in the present embodiment is provided with a protection function by the excitation current limiter Idlim when performing the determination by the magnetic flux shown in the third embodiment. In other words, the fourth embodiment differs from the third embodiment in that when the measurement is limited by the excitation current limiter Idlim, the optimum base speed is determined by changing the measurement speed. Yes.

図15は、ベース速度において交流電動機3をV/f一定速で運転して測定する励磁電流Idと磁束演算値Φの関係の例を示す説明図である。図15Aは、ベース速度を一定のまま、V/f比が高い状態で電圧Vを高める状態の例を示し、図15Bは、励磁電流Idによって変化する磁束Φの特性の例を示す。   FIG. 15 is an explanatory diagram showing an example of the relationship between the excitation current Id measured by operating the AC motor 3 at a constant V / f speed and the magnetic flux calculation value Φ at the base speed. FIG. 15A shows an example of a state in which the voltage V is increased while the base speed is constant and the V / f ratio is high, and FIG. 15B shows an example of the characteristic of the magnetic flux Φ that varies with the excitation current Id.

交流電動機3の磁束Φの飽和特性によっては、図12Bに示すような判定基準磁束ΦBに磁束Φが一致する条件がなく、交流電動機3に過電流が流入する場合がある。このとき、図15Bに示すように磁束Φが判定基準磁束ΦBとなる前に励磁電流Idが過大となり、ベース速度における励磁電流IdBを特定できない。ここで、測定した励磁電流Idが過大にならないようにし、電動機特性測定部30が電力変換部2の許容電流の範囲内で励磁電流特性の測定を行えるように、励磁電流Idを一定の値に抑える保護機能としての励磁電流リミッタIdlimを設定する。ここで、励磁電流リミッタIdlimは、電力変換部2の許容電流Iinvに安全率αを乗じ、定格トルク電流ITに過負荷率OLを乗じた値を考慮して、次の(8)式により演算する。   Depending on the saturation characteristic of the magnetic flux Φ of the AC motor 3, there is no condition for the magnetic flux Φ to coincide with the determination reference magnetic flux ΦB as shown in FIG. 12B, and an overcurrent may flow into the AC motor 3. At this time, as shown in FIG. 15B, the excitation current Id becomes excessive before the magnetic flux Φ becomes the determination reference magnetic flux ΦB, and the excitation current IdB at the base speed cannot be specified. Here, the excitation current Id is set to a constant value so that the measured excitation current Id does not become excessive and the motor characteristic measurement unit 30 can measure the excitation current characteristic within the allowable current range of the power conversion unit 2. An exciting current limiter Idlim is set as a protective function to be suppressed. Here, the excitation current limiter Idlim is calculated by the following equation (8) in consideration of a value obtained by multiplying the allowable current Iinv of the power converter 2 by the safety factor α and multiplying the rated torque current IT by the overload factor OL. To do.

Figure 0005786203
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しかし、励磁電流リミッタIdlimにより励磁電流特性の測定が制限されると、交流電動機3の飽和特性によりベース速度において必要な磁束Φを生じさせることができない。このことは、図7に示したような界磁弱め運転時における電圧Vemf、磁束Φ及び励磁電流Idの関係が成立せず、ベース速度とトップ速度の間において定出力特性にならないことを意味する。従って、交流電動機3の飽和特性に応じて最適なベース速度と、ベース速度における励磁電流IdBを設定する必要がある。   However, if the measurement of the excitation current characteristic is limited by the excitation current limiter Idlim, the necessary magnetic flux Φ cannot be generated at the base speed due to the saturation characteristic of the AC motor 3. This means that the relationship between the voltage Vemf, the magnetic flux Φ, and the exciting current Id during the field weakening operation as shown in FIG. 7 is not established, and the constant output characteristic is not obtained between the base speed and the top speed. . Therefore, it is necessary to set the optimum base speed and the excitation current IdB at the base speed according to the saturation characteristics of the AC motor 3.

図16は、ベース速度とトップ速度の間において交流電動機3をV/f一定速で運転して測定する励磁電流Idと磁束演算値Φの関係の例を示す説明図である。図16Aは、ベース速度とトップ速度の間で交流電動機3の速度を変える例、図16Bは、判定基準磁束ΦBに基づいてベース速度の励磁電流IdBを確定する例を示す。   FIG. 16 is an explanatory diagram showing an example of the relationship between the excitation current Id and the magnetic flux calculation value Φ measured by operating the AC motor 3 at a constant V / f speed between the base speed and the top speed. FIG. 16A shows an example in which the speed of the AC motor 3 is changed between the base speed and the top speed, and FIG. 16B shows an example in which the base speed excitation current IdB is determined based on the determination reference magnetic flux ΦB.

図16Aに示すように、第4の実施の形態例における電動機特性測定部30は、励磁電流リミッタIdlimにより励磁電流特性の測定が制限されると、当初設定したベース速度とトップ速度の中間速度である第1中間速度(ωre1c)に交流電動機3の速度を変更する。そして、トップ速度で確定した測定条件におけるV/f比と同じになる点に測定電圧の初期値を設定する。その後、電動機特性測定部30は、測定電圧を徐々に増加させて測定を行い、(7)式を用いて演算される速度比から得た判定基準磁束Φ1cに一致するか、又は励磁電流リミッタIdlimにより測定が制限されるかを判定する。   As shown in FIG. 16A, when the measurement of the excitation current characteristic is restricted by the excitation current limiter Idlim, the motor characteristic measurement unit 30 in the fourth embodiment is an intermediate speed between the initially set base speed and top speed. The speed of the AC motor 3 is changed to a certain first intermediate speed (ωre1c). Then, the initial value of the measurement voltage is set at a point that is the same as the V / f ratio under the measurement conditions determined at the top speed. Thereafter, the motor characteristic measurement unit 30 performs measurement by gradually increasing the measurement voltage, and it matches the determination reference magnetic flux Φ1c obtained from the speed ratio calculated using the equation (7), or the excitation current limiter Idlim. To determine if the measurement is limited.

励磁電流リミッタIdlimにより励磁電流特性の測定が制限された場合は、さらに、図16Aに示す第1中間速度(ωre1c)とトップ速度の中間速度である第2中間速度で測定を繰り返す。逆に、測定した磁束Φが判定基準磁束Φ1cに一致する場合は、当初設定したベース速度と第1中間速度の中間速度である第3中間速度で再び測定を実施する。このように速度を変える処理を繰り返していき、この過程で得たデータから示される磁束の飽和特性により、最適なベース速度と励磁電流IdBを設定することが可能となる。   When the excitation current characteristic measurement is limited by the excitation current limiter Idlim, the measurement is further repeated at the second intermediate speed that is the intermediate speed between the first intermediate speed (ωre1c) and the top speed shown in FIG. 16A. Conversely, when the measured magnetic flux Φ matches the determination reference magnetic flux Φ1c, the measurement is performed again at the third intermediate speed that is the intermediate speed between the initially set base speed and the first intermediate speed. Thus, the process of changing the speed is repeated, and the optimum base speed and exciting current IdB can be set by the saturation characteristics of the magnetic flux shown from the data obtained in this process.

次に、図3のステップS4に示す第3の測定モードにおいて実施される演算処理について、図17のフローチャートを参照して説明する。
図17は、ベース速度とトップ速度の間において交流電動機3をV/f一定速で運転して、ベース速度における励磁インダクタンスLmB’と励磁電流IdBを決定する処理の例を示すフローチャートである。
Next, the arithmetic processing performed in the third measurement mode shown in step S4 of FIG. 3 will be described with reference to the flowchart of FIG.
FIG. 17 is a flowchart showing an example of processing for determining the excitation inductance LmB ′ and the excitation current IdB at the base speed by operating the AC motor 3 at a constant V / f speed between the base speed and the top speed.

電動機特性測定部30は、第3の測定モードにおいて、交流電動機3のベース速度を一定とする周波数を維持する。そして、交流電動機3に印加する電圧及び周波数の比を変更して、交流電動機3を界磁弱めで駆動させて演算した磁束演算値Φを、トップ速度における磁束よりベース速度とトップ速度の比率で演算した判定基準磁束ΦBに近づける制御を行う。この過程で、第2の座標変換部14から入力するd軸の励磁電流が励磁電流リミッタを超えた場合には、ベース速度からトップ速度の間で交流電動機3の速度を変更する。そして、磁束演算値Φが変更した速度とトップ速度の比率でトップ速度における磁束より演算した判定基準磁束に一致する場合における、変更した速度をベース速度とし、励磁インダクタンス及び励磁電流をベース速度における交流電動機3の電動機特性として求める。   The electric motor characteristic measurement unit 30 maintains a frequency that makes the base speed of the AC electric motor 3 constant in the third measurement mode. Then, the ratio of the voltage and frequency applied to the AC motor 3 is changed, and the magnetic flux calculation value Φ calculated by driving the AC motor 3 with field weakening is set to a ratio between the base speed and the top speed from the magnetic flux at the top speed. Control to bring it closer to the calculated determination reference magnetic flux ΦB is performed. In this process, when the d-axis excitation current input from the second coordinate converter 14 exceeds the excitation current limiter, the speed of the AC motor 3 is changed between the base speed and the top speed. When the magnetic flux calculation value Φ matches the criterion magnetic flux calculated from the magnetic flux at the top speed by the ratio of the changed speed and the top speed, the changed speed is set as the base speed, and the excitation inductance and the excitation current are AC at the base speed. Obtained as the motor characteristics of the motor 3.

始めに、電動機特性測定部30の制御部20は、第1の測定モードで測定した一次抵抗rとモード2で測定した合成抵抗rσと合成漏れインダクタンスLσを演算に使用するために取り込む(ステップS41)。 First, the control unit 20 of the motor characteristic measuring section 30 takes in order to use the combined resistance rσ measured in primary resistance r 1 and mode 2 as measured in the first measurement mode synthesis leakage inductance Lσ to operation (step S41).

次に、制御部20は、第3の測定モードにおける測定条件として、周波数指令の初期値finiにベース速度における周波数fBを設定し、一次角周波数指令ωref=ωmode3(=2×π×fini)とする。そして、トップ速度における磁束ΦT、トップ周波数ωreTと、設定した一次角周波数指令ωrefを用いて、(7)式に従って、判定基準磁束Φrを演算する(ステップS42)。 Next, as a measurement condition in the third measurement mode, the control unit 20 sets the frequency fB at the base speed to the initial value fini of the frequency command, and the primary angular frequency command ω 1 ref = ω 1 mode 3 (= 2 × π Xfini). Then, using the magnetic flux ΦT at the top speed, the top frequency ωreT, and the set primary angular frequency command ω 1 ref, the determination reference magnetic flux Φr is calculated according to the equation (7) (step S42).

そして、制御部20は、d軸電圧指令Vdref=0、q軸電圧指令Vqrefを初期値Viniに設定する。初期値Viniには、トップ速度での測定にて確定した測定条件において、V/f比となる電圧を設定してもよい。続いて、制御部20は、V/f一定速運転を行うd軸電圧指令Vdref,q軸電圧指令Vqrefを出力し、交流電動機3に測定電圧を印加する(ステップS43)。   Then, the control unit 20 sets the d-axis voltage command Vdref = 0 and the q-axis voltage command Vqref to the initial value Vini. The initial value Vini may be set to a voltage having a V / f ratio under measurement conditions determined by measurement at the top speed. Subsequently, the control unit 20 outputs the d-axis voltage command Vdref and the q-axis voltage command Vqref for performing the V / f constant speed operation, and applies the measurement voltage to the AC motor 3 (step S43).

次に、電流検出部5が交流電流を検出すると、励磁電流測定部21は、第2の座標変換部14からId,Iqのデータを取り込む(ステップS44)。そして、測定条件判定部25は、ステップS44で取り込んだ励磁電流Idと、(8)式で演算した励磁電流リミッタIdlimを比較する(ステップS45)。   Next, when the current detection unit 5 detects an alternating current, the excitation current measurement unit 21 captures Id and Iq data from the second coordinate conversion unit 14 (step S44). Then, the measurement condition determination unit 25 compares the excitation current Id acquired in step S44 with the excitation current limiter Idlim calculated by the equation (8) (step S45).

励磁電流Idが励磁電流リミッタIdlimより大きい場合は、電動機特性測定部30が測定条件である周波数指令を変更し、交流電動機3を増速する(ステップS46)。このとき、例えば、トップ速度と前回設定値の中間値を演算した後、ステップS42に戻りステップS42〜S45の処理を繰り返す。以下の説明では、前ステップS42〜S45までの処理を行って前回設定した速度の値を、「前回設定値」と呼び、ステップS42〜S45までの処理を行って今回設定した速度を、「今回設定値」と呼ぶ。このため、ステップS46の処理を繰り返すと、徐々に中間値がトップ速度に近づいていく。   When the exciting current Id is larger than the exciting current limiter Idlim, the motor characteristic measuring unit 30 changes the frequency command that is the measurement condition, and accelerates the AC motor 3 (step S46). At this time, for example, after calculating the intermediate value between the top speed and the previous set value, the process returns to step S42 and the processes of steps S42 to S45 are repeated. In the following description, the speed value set last time by performing the processes from the previous steps S42 to S45 is referred to as “previous set value”, and the speed set this time by performing the processes from step S42 to S45 is referred to as “current time”. This is called “set value”. For this reason, when the process of step S46 is repeated, the intermediate value gradually approaches the top speed.

次に、ステップS44で取り込んだ励磁電流Idが励磁電流リミッタIdlim以下である場合、ステップS41で取り込んだ一次抵抗r、合成漏れインダクタンスLσと、測定条件として設定した1次角周波数指令ωref、q軸電圧指令Vqrefと、測定のため印加した各電圧に対応して流れるId,Iqのデータを用いて、交流電動機3の励磁インダクタンスLm’の値を演算する(ステップS47)。 Next, when the excitation current Id captured in step S44 is less than or equal to the excitation current limiter Idlim, the primary resistance r 1 , the combined leakage inductance Lσ captured in step S41, and the primary angular frequency command ω 1 ref set as the measurement condition. The value of the excitation inductance Lm ′ of the AC motor 3 is calculated using the q-axis voltage command Vqref and the data of Id and Iq flowing corresponding to each voltage applied for measurement (step S47).

次に、電動機特性測定部30は、ステップS44で取り込んだデータIdと、ステップS47で演算した励磁インダクタンスLm’より、(6)式に従って磁束演算値Φを演算する(ステップS48)。そして、磁束演算値ΦとステップS42で演算した判定基準磁束Φrを比較する(ステップS49)。   Next, the motor characteristic measuring unit 30 calculates the magnetic flux calculation value Φ according to the equation (6) from the data Id acquired in step S44 and the excitation inductance Lm ′ calculated in step S47 (step S48). Then, the magnetic flux calculation value Φ is compared with the determination reference magnetic flux Φr calculated in step S42 (step S49).

磁束演算値Φが判定基準磁束Φrより小さい場合は、ステップS43にて設定したq軸電圧指令Vqrefに増加分Vstepを追加する(ステップS50)。その後、ステップS43に戻り、磁束演算値Φが判定基準磁束Φrに一致するまでステップS42〜S49の処理を繰り返す。   If the magnetic flux calculation value Φ is smaller than the determination reference magnetic flux Φr, the increment Vstep is added to the q-axis voltage command Vqref set in step S43 (step S50). Thereafter, the process returns to step S43, and the processes of steps S42 to S49 are repeated until the magnetic flux calculation value Φ matches the determination reference magnetic flux Φr.

一方、ステップS49で、磁束演算値Φが判定基準磁束Φrに一致したと判定された場合、励磁インダクタンスLm’と励磁電流Idを、設定した測定周波数(速度)における励磁インダクタンスLmc’、励磁電流Idcとして決定する(ステップS51)。   On the other hand, when it is determined in step S49 that the magnetic flux calculation value Φ matches the determination reference magnetic flux Φr, the excitation inductance Lm ′ and the excitation current Id are converted into the excitation inductance Lmc ′ and the excitation current Idc at the set measurement frequency (speed). (Step S51).

次に、前回測定と今回測定における磁束演算値Φの変化量に対する励磁電流Idの変化量を示す飽和度判定基準値ΔΦ/ΔIdを飽和度判定基準値として用いて、基準値dΦと比較する(ステップS52)。この飽和度判定基準値ΔΦ/ΔIdは、トップ速度における励磁電流の変化に対する磁束変化を示す値からベース速度における励磁電流の変化に対する磁束変化を示す値である。そして、電動機特性測定部30は、交流電動機3の速度を変更して測定したd軸の励磁電流の変化に対する磁束の変化の値が飽和度判定基準値に一致した場合における交流電動機3の速度をベース速度として確定し、励磁電流をベース速度における励磁電流と確定する。   Next, the saturation determination reference value ΔΦ / ΔId indicating the change amount of the excitation current Id with respect to the change amount of the magnetic flux calculation value Φ in the previous measurement and the current measurement is used as the saturation determination reference value and compared with the reference value dΦ ( Step S52). The saturation determination reference value ΔΦ / ΔId is a value indicating a change in magnetic flux with respect to a change in excitation current at a base speed from a value indicating a change in magnetic flux with respect to a change in excitation current at the top speed. Then, the motor characteristic measuring unit 30 changes the speed of the AC motor 3 when the value of the change in the magnetic flux with respect to the change in the d-axis excitation current measured by changing the speed of the AC motor 3 matches the saturation determination reference value. The base speed is determined, and the excitation current is determined as the excitation current at the base speed.

ここで、界磁弱め範囲を広くとり、無駄に励磁電流を流さないようにする必要がある。ここで、交流電動機3の飽和特性における励磁電流Idと磁束Φの関係について図18を参照して説明する。   Here, it is necessary to widen the field weakening range so that the exciting current does not flow unnecessarily. Here, the relationship between the excitation current Id and the magnetic flux Φ in the saturation characteristic of the AC motor 3 will be described with reference to FIG.

図18は、交流電動機3の飽和特性の例を示す説明図である。
リミッタ励磁電流Idlimより小さな励磁電流IdBが最適点であるとする。ここで、非飽和点である界磁弱め域では、飽和度判定基準値ΔΦ/ΔId≒LmT’となるため、トップ速度における磁束ΦTは、LmT’×IdTとして求めることができる。
FIG. 18 is an explanatory diagram illustrating an example of saturation characteristics of the AC motor 3.
It is assumed that an excitation current IdB smaller than the limiter excitation current Idlim is the optimum point. Here, in the field weakening region that is the non-saturation point, the saturation determination reference value ΔΦ / ΔId≈LmT ′, and therefore the magnetic flux ΦT at the top speed can be obtained as LmT ′ × IdT.

一方、磁束Φが飽和するに従って、界磁弱め範囲を広くし、無駄な励磁電流を流さないように励磁電流Idを小さくし、飽和度判定基準値ΔΦ/ΔId<基準値dΦの範囲で励磁電流Idに制限をかける(0<dΦ<LmT’)。このとき、ベース速度における最適点となる励磁電流IdBにより、ベース速度における磁束ΦBが、LmB’×IdBとして求めることができる。   On the other hand, as the magnetic flux Φ is saturated, the field weakening range is widened, the excitation current Id is reduced so as not to pass unnecessary excitation current, and the excitation current is within the range of the saturation determination reference value ΔΦ / ΔId <reference value dΦ. Limit Id (0 <dΦ <LmT ′). At this time, the magnetic flux ΦB at the base speed can be obtained as LmB ′ × IdB by the excitation current IdB which is the optimum point at the base speed.

このように交流電動機3の飽和特性における飽和度合いを示す励磁電流Idの変化に対する磁束の変化量が基準値dΦより小さくならないように励磁電流Idの制限をかける。こうすることで、磁束の変化量が規定の判定基準磁束ΦBより小さくなった時点において、ベース速度における最適な励磁電流IdBを設定することができる。   In this way, the excitation current Id is limited so that the change amount of the magnetic flux with respect to the change of the excitation current Id indicating the degree of saturation in the saturation characteristics of the AC motor 3 does not become smaller than the reference value dΦ. By doing so, it is possible to set an optimum exciting current IdB at the base speed at the time when the amount of change in the magnetic flux becomes smaller than the predetermined determination reference magnetic flux ΦB.

図17のフローチャートの説明に戻る。図17のステップS52で飽和度判定基準値ΔΦ/ΔIdが基準値dΦよりも大きいと判定された場合は、測定条件である周波数指令を変更する(ステップS53)。例えば、ベース速度と前回設定値の中間値を演算した後、ステップS42に戻りステップS43以降の処理を繰り返す。   Returning to the flowchart of FIG. If it is determined in step S52 of FIG. 17 that the saturation determination reference value ΔΦ / ΔId is larger than the reference value dΦ, the frequency command that is the measurement condition is changed (step S53). For example, after calculating the intermediate value between the base speed and the previous set value, the process returns to step S42 to repeat the processes after step S43.

電動機特性測定部30は、ステップS52で飽和度判定基準値ΔΦ/ΔIdが基準値dΦに一致したと判定された場合は、測定を終了する。そして、ステップS54にて、条件成立時の速度をベース速度とし、励磁インダクタンスLm’をベース速度における励磁インダクタンスLmB’とし、励磁電流Idをベース速度における励磁電流IdBとして決定する。このとき、測定過程によって得られる各速度における磁束飽和特性から、図14に示すようなベース速度からトップ速度における励磁電流特性を決定できる。   If it is determined in step S52 that the saturation determination reference value ΔΦ / ΔId matches the reference value dΦ, the electric motor characteristic measurement unit 30 ends the measurement. In step S54, the speed when the condition is satisfied is set as the base speed, the excitation inductance Lm 'is determined as the excitation inductance LmB' at the base speed, and the excitation current Id is determined as the excitation current IdB at the base speed. At this time, the excitation current characteristic at the top speed can be determined from the base speed as shown in FIG. 14 from the magnetic flux saturation characteristic at each speed obtained by the measurement process.

以上説明した第4の実施の形態例に係る電動機特性測定部30によれば、交流電動機3を界磁弱め付きで運転する際に、磁束Φの飽和特性によって当初のベース速度で励磁電流IdBを特定できない場合においても、速度条件とV/f比を変更して励磁電流特性を測定することが可能となる。これにより測定時に交流電動機3へ過電流が流入することを防止しながら、適正なベース速度とベース励磁電流IdBの値を決定できる。また、測定の過程で得られる磁束飽和特性からベース速度からトップ速度にかけての励磁電流特性を設定することができる。   According to the motor characteristic measuring unit 30 according to the fourth embodiment described above, when the AC motor 3 is operated with field weakening, the excitation current IdB is set at the initial base speed by the saturation characteristic of the magnetic flux Φ. Even when it cannot be specified, the excitation current characteristic can be measured by changing the speed condition and the V / f ratio. As a result, it is possible to determine appropriate base speed and base excitation current IdB values while preventing overcurrent from flowing into the AC motor 3 during measurement. Further, it is possible to set the exciting current characteristic from the base speed to the top speed from the magnetic flux saturation characteristic obtained in the measurement process.

また、電動機特性測定部30は、交流電動機3の速度を変更してd軸の励磁電流及び磁束演算値Φを繰り返し求める過程において、演算した磁束の飽和特性より、ベース速度からトップ速度におけるd軸の励磁電流の励磁電流特性を求めることができる。   Further, the motor characteristic measuring unit 30 changes the speed of the AC motor 3 and repeatedly obtains the d-axis excitation current and the magnetic flux calculation value Φ, based on the calculated saturation characteristics of the magnetic flux and the d-axis from the base speed to the top speed. The excitation current characteristics of the excitation current can be obtained.

なお、上述した第1〜第4の実施の形態例では、V/f比を変更して測定を行うときに周波数をトップ速度又はベース速度に固定して、電圧を変更している。しかし、電圧を固定して周波数を変更したり、任意の組み合わせでV/f比を変更したりして測定を行ってもよい。   In the first to fourth embodiments described above, when the measurement is performed with the V / f ratio changed, the voltage is changed by fixing the frequency to the top speed or the base speed. However, the measurement may be performed by changing the frequency while fixing the voltage or changing the V / f ratio in any combination.

また、上述した実施の形態例における一連の処理は、ハードウェアにより実行することができるが、ソフトウェアにより実行させることもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行させる場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ、又は各種の機能を実行するためのプログラムをインストールしたコンピュータにより、実行可能である。例えば汎用のパーソナルコンピュータ等に所望のソフトウェアを構成するプログラムをインストールして実行させればよい。   The series of processes in the above-described embodiment can be executed by hardware, but can also be executed by software. When a series of processing is executed by software, it can be executed by a computer in which a program constituting the software is incorporated in dedicated hardware or a computer in which programs for executing various functions are installed. . For example, a program constituting desired software may be installed and executed on a general-purpose personal computer or the like.

また、上述した実施の形態例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体を、システムあるいは装置に供給してもよい。また、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(又はCPU等の制御装置)が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、機能が実現されることは言うまでもない。   Further, a recording medium that records a program code of software that realizes the functions of the above-described embodiments may be supplied to the system or apparatus. It goes without saying that the function is also realized by reading and executing the program code stored in the recording medium by a computer (or a control device such as a CPU) of the system or apparatus.

この場合のプログラムコードを供給するための記録媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。   As a recording medium for supplying the program code in this case, for example, a flexible disk, hard disk, optical disk, magneto-optical disk, CD-ROM, CD-R, magnetic tape, nonvolatile memory card, ROM, etc. are used. Can do.

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上述した実施の形態例の機能が実現される。加えて、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOS等が実際の処理の一部又は全部を行う。その処理によって上述した実施の形態例の機能が実現される場合も含まれる。   Further, the functions of the above-described embodiment are realized by executing the program code read by the computer. In addition, an OS or the like running on the computer performs part or all of the actual processing based on the instruction of the program code. The case where the function of the above-described embodiment is realized by the processing is also included.

また、本発明は上述した実施の形態例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。   Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various other application examples and modifications can be taken without departing from the gist of the present invention described in the claims.

1…交流電源、2…電力変換部、3…交流電動機、4…電力変換部制御装置、5…電流検出部、6…入力部、10…交流電動機制御システム、11…ベクトル制御部、12…第1の座標変換部、13…パルス生成部、14…第2の座標変換部、15…電動機特性測定部、16…制御定数演算部、17…切替部、18…モード切替部、20…制御部、21…励磁電流測定部、22…励磁インダクタンス測定部、23…定格トルク電流演算部、24…定格電圧演算部、25…測定条件判定部   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... AC power supply, 2 ... Power conversion part, 3 ... AC motor, 4 ... Power conversion part control apparatus, 5 ... Current detection part, 6 ... Input part, 10 ... AC motor control system, 11 ... Vector control part, 12 ... 1st coordinate conversion part, 13 ... Pulse generation part, 14 ... 2nd coordinate conversion part, 15 ... Electric motor characteristic measurement part, 16 ... Control constant calculation part, 17 ... Switching part, 18 ... Mode switching part, 20 ... Control , 21 ... excitation current measurement unit, 22 ... excitation inductance measurement unit, 23 ... rated torque current calculation unit, 24 ... rated voltage calculation unit, 25 ... measurement condition determination unit

Claims (21)

1次角周波数指令、d軸電圧指令及びq軸電圧指令を三相交流電圧指令に座標変換する第1の座標変換部と、
前記三相交流電圧指令により、交流電源から入力する交流電力の電圧及び周波数を変換し、交流電動機を駆動する電力変換部を制御するためのパルス信号を生成するパルス生成部と、
電流検出部によって検出された前記電力変換部が出力する交流電流の検出値を、前記1次角周波数指令に基づいて、d軸の励磁電流及びq軸のトルク電流に変換する第2の座標変換部と、
前記第1の座標変換部に前記1次角周波数指令、前記d軸電圧指令及び前記q軸電圧指令を出力することにより、前記電力変換部が前記交流電動機に出力する電圧及び周波数の比を変える制御を行い、前記第2の座標変換部から入力する、前記d軸の励磁電流及び前記q軸のトルク電流に基づいて、前記交流電動機の電動機特性を求める電動機特性測定部と、を備え、
前記電動機特性測定部は、
前記交流電動機の電動機特性を測定する第1の測定モードにおいて、前記交流電動機の1次抵抗を測定し、
前記交流電動機の電動機特性を測定する第2の測定モードにおいて、前記交流電動機の合成抵抗及び合成漏れインダクタンスを測定し、
前記交流電動機の電動機特性を測定する第3の測定モードにおいて、
前記交流電動機のトップ速度を一定にし、前記交流電動機に印加する電圧及び周波数の比を変更して、前記第2の座標変換部から入力する前記d軸の励磁電流及び前記q軸のトルク電流に基づいて演算したトップ速度における電圧演算値を、判定基準として用いる定格電圧に近づける制御を繰り返し、
前記電圧演算値が前記定格電圧に一致する場合に、トップ速度における前記交流電動機の励磁インダクタンスを確定し、前記d軸の励磁電流を定格励磁電流と設定し、
前記定格励磁電流から演算した定格トルク電流を設定して、前記定格励磁電流及び前記定格トルク電流をトップ速度における前記交流電動機の電動機特性として求める
電力変換部制御装置。
A first coordinate conversion unit that converts a primary angular frequency command, a d-axis voltage command, and a q-axis voltage command into a three-phase AC voltage command;
According to the three-phase AC voltage command, a pulse generation unit that converts a voltage and frequency of AC power input from an AC power source and generates a pulse signal for controlling a power conversion unit that drives the AC motor;
Second coordinate conversion for converting the detected value of the alternating current output by the power conversion unit detected by the current detection unit into a d-axis excitation current and a q-axis torque current based on the primary angular frequency command And
By outputting the primary angular frequency command, the d-axis voltage command, and the q-axis voltage command to the first coordinate conversion unit, the ratio of the voltage and frequency that the power conversion unit outputs to the AC motor is changed. performs control, input from said second coordinate transformation unit, on the basis of the excitation current and torque current of the q axis of the d-axis, comprising a motor characteristic measuring section for determining the motor characteristics before Symbol AC motor, a,
The motor characteristic measuring unit is
In the first measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor, the primary resistance of the AC motor is measured,
In a second measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor, the combined resistance and combined leakage inductance of the AC motor are measured,
In a third measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor,
The top speed of the AC motor is made constant, the ratio of the voltage and frequency applied to the AC motor is changed, and the excitation current of the d-axis and the torque current of the q-axis input from the second coordinate conversion unit are changed. Repeat the control to make the voltage calculation value at the top speed calculated based on the rated voltage used as the criterion,
When the calculated voltage value matches the rated voltage, the exciting inductance of the AC motor at the top speed is determined, and the d-axis exciting current is set as the rated exciting current,
A power converter control device that sets a rated torque current calculated from the rated excitation current and obtains the rated excitation current and the rated torque current as motor characteristics of the AC motor at a top speed .
前記電動機特性測定部は、トップ速度における前記電圧演算値が、前記定格電圧に一致するまで、前記交流電動機に印加する電圧を前記定格電圧より低い値から増加させ、又は、前記定格電圧から減少させる制御を繰り返し行う
請求項記載の電力変換部制御装置。
The motor characteristic measurement unit increases or decreases the voltage applied to the AC motor from a value lower than the rated voltage until the voltage calculation value at the top speed matches the rated voltage. power converting unit control apparatus according to claim 1, wherein repeating the control.
前記電動機特性測定部は、前記交流電動機の温度が上昇することによって変化する前記1次抵抗の値を、トップ速度における前記電圧演算値の演算に取り込む
請求項記載の電力変換部制御装置。
The power converter control device according to claim 2, wherein the motor characteristic measurement unit takes in the value of the primary resistance that changes as the temperature of the AC motor rises into the calculation of the voltage calculation value at a top speed.
さらに、前記交流電動機をベクトル制御するベクトル制御モードにおいて、前記電動機特性から求めた電動機定数により前記交流電動機の動作を制御するベクトル制御部の制御定数を演算する制御定数演算部と、
前記第2の座標変換部から入力するd軸の励磁電流及びq軸のトルク電流、並びに前記制御定数演算部から入力する前記制御定数に基づいて生成した前記1次角周波数指令、前記d軸電圧指令及び前記q軸電圧指令により、前記電力変換部に前記交流電動機をベクトル制御させるベクトル制御部と、
前記第1〜第3の測定モードにおいて前記電動機特性測定部から入力する前記1次角周波数指令、前記d軸電圧指令及び前記q軸電圧指令を前記第1の座標変換部に出力し、前記ベクトル制御モードにおいて前記ベクトル制御部から入力する前記1次角周波数指令、前記d軸電圧指令及び前記q軸電圧指令を前記第1の座標変換部に出力するように入力を切替える切替部と、を備える
請求項1〜3のいずれか1項に記載の電力変換部制御装置。
Further, in a vector control mode for vector control of the AC motor, a control constant calculation unit that calculates a control constant of a vector control unit that controls the operation of the AC motor based on the motor constant obtained from the motor characteristics;
The primary angular frequency command generated based on the d-axis excitation current and the q-axis torque current input from the second coordinate conversion unit, and the control constant input from the control constant calculation unit, the d-axis voltage A vector control unit that causes the power conversion unit to perform vector control of the AC motor according to a command and the q-axis voltage command;
In the first to third measurement modes, the primary angular frequency command, the d-axis voltage command, and the q-axis voltage command input from the motor characteristic measurement unit are output to the first coordinate conversion unit, and the vector A switching unit that switches inputs so as to output the primary angular frequency command, the d-axis voltage command, and the q-axis voltage command that are input from the vector control unit in the control mode to the first coordinate conversion unit. The power converter control device according to any one of claims 1 to 3 .
1次角周波数指令、d軸電圧指令及びq軸電圧指令を三相交流電圧指令に座標変換する第1の座標変換部と、
前記三相交流電圧指令により、交流電源から入力する交流電力の電圧及び周波数を変換し、交流電動機を駆動する電力変換部を制御するためのパルス信号を生成するパルス生成部と、
電流検出部によって検出された前記電力変換部が出力する交流電流の検出値を、前記1次角周波数指令に基づいて、d軸の励磁電流及びq軸のトルク電流に変換する第2の座標変換部と、
前記第1の座標変換部に前記1次角周波数指令、前記d軸電圧指令及び前記q軸電圧指令を出力することにより、前記電力変換部が前記交流電動機に出力する電圧及び周波数の比を変える制御を行い、前記第2の座標変換部から入力する、前記d軸の励磁電流及び前記q軸のトルク電流に基づいて、前記交流電動機の電動機特性を求める電動機特性測定部と、を備え、
前記電動機特性測定部は、
前記交流電動機の電動機特性を測定する第1の測定モードにおいて、前記交流電動機の1次抵抗を測定し、
前記交流電動機の電動機特性を測定する第2の測定モードにおいて、前記交流電動機の合成抵抗及び合成漏れインダクタンスを測定し、
前記交流電動機の電動機特性を測定する第3の測定モードにおいて、
前記交流電動機のベース速度を一定とする周波数を維持し、前記交流電動機に印加する電圧及び周波数の比を変更して、前記交流電動機を界磁を変更して駆動させ、
前記第2の座標変換部から入力する前記d軸の励磁電流及び前記q軸のトルク電流に基づいて演算したベース速度における電圧演算値を、判定基準電圧に近づける制御を繰り返し、
前記電圧演算値が前記判定基準電圧に一致する場合にベース速度における前記交流電動機の励磁インダクタンス及び励磁電流を確定し、
前記励磁インダクタンス及び前記励磁電流をベース速度における前記交流電動機の電動機特性として求める
力変換部制御装置。
A first coordinate conversion unit that converts a primary angular frequency command, a d-axis voltage command, and a q-axis voltage command into a three-phase AC voltage command;
According to the three-phase AC voltage command, a pulse generation unit that converts a voltage and frequency of AC power input from an AC power source and generates a pulse signal for controlling a power conversion unit that drives the AC motor;
Second coordinate conversion for converting the detected value of the alternating current output by the power conversion unit detected by the current detection unit into a d-axis excitation current and a q-axis torque current based on the primary angular frequency command And
By outputting the primary angular frequency command, the d-axis voltage command, and the q-axis voltage command to the first coordinate conversion unit, the ratio of the voltage and frequency that the power conversion unit outputs to the AC motor is changed. A motor characteristic measuring unit that performs control and obtains the motor characteristic of the AC motor based on the d-axis excitation current and the q-axis torque current that are input from the second coordinate conversion unit,
The motor characteristic measuring unit is
In the first measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor, the primary resistance of the AC motor is measured,
In a second measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor, the combined resistance and combined leakage inductance of the AC motor are measured,
In a third measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor,
Maintaining a frequency that makes the base speed of the AC motor constant, changing the ratio of voltage and frequency applied to the AC motor , driving the AC motor by changing the field,
A voltage calculation value in the excitation current and the base speed which is calculated based on the torque current of the q axis of the d-axis input from the second coordinate conversion unit repeats the control to approximate to the decision criteria voltage,
When the voltage calculation value matches the determination reference voltage, the excitation inductance and excitation current of the AC motor at a base speed are determined,
The excitation inductance and the excitation current are obtained as motor characteristics of the AC motor at a base speed.
Power conversion unit controller.
前記電動機特性測定部は、前記電圧演算値が、前記判定基準電圧に一致するまで、前記交流電動機に印加する電圧を前記判定基準電圧より低い値から増加させ、又は、前記判定基準電圧から減少させる制御を繰り返し行う
請求項記載の電力変換部制御装置。
The motor characteristic measurement unit, the voltage calculation value, until said match the criteria voltage increases the voltage applied to the AC motor from a value lower than the determination reference voltage, or decrease from the criterion voltage The power converter control device according to claim 5, wherein the control is repeatedly performed.
前記電動機特性測定部は、前記交流電動機の温度が上昇することによって変化する前記1次抵抗の値を、前記判定基準電圧の演算に取り込む
請求項記載の電力変換部制御装置。
The power converter control device according to claim 6, wherein the motor characteristic measurement unit takes in the value of the primary resistance that changes as the temperature of the AC motor rises into the calculation of the determination reference voltage.
1次角周波数指令、d軸電圧指令及びq軸電圧指令を三相交流電圧指令に座標変換する第1の座標変換部と、
前記三相交流電圧指令により、交流電源から入力する交流電力の電圧及び周波数を変換し、交流電動機を駆動する電力変換部を制御するためのパルス信号を生成するパルス生成部と、
電流検出部によって検出された前記電力変換部が出力する交流電流の検出値を、前記1次角周波数指令に基づいて、d軸の励磁電流及びq軸のトルク電流に変換する第2の座標変換部と、
前記第1の座標変換部に前記1次角周波数指令、前記d軸電圧指令及び前記q軸電圧指令を出力することにより、前記電力変換部が前記交流電動機に出力する電圧及び周波数の比を変える制御を行い、前記第2の座標変換部から入力する、前記d軸の励磁電流及び前記q軸のトルク電流に基づいて、前記交流電動機の電動機特性を求める電動機特性測定部と、を備え、
前記電動機特性測定部は、
前記交流電動機の電動機特性を測定する第1の測定モードにおいて、前記交流電動機の1次抵抗を測定し、
前記交流電動機の電動機特性を測定する第2の測定モードにおいて、前記交流電動機の合成抵抗及び合成漏れインダクタンスを測定し、
前記交流電動機の電動機特性を測定する第3の測定モードにおいて、
前記交流電動機のベース速度を一定とする周波数を維持し、
前記交流電動機に印加する電圧及び周波数の比を変更して、前記交流電動機を界磁を変更して駆動させて演算した磁束演算値を、トップ速度における磁束よりベース速度とトップ速度の比率で演算した判定基準磁束に近づける制御を行い、
前記磁束演算値が前記判定基準磁束に一致する場合における前記交流電動機の励磁インダクタンス及び励磁電流をベース速度における前記交流電動機の電動機特性として求める
力変換部制御装置。
A first coordinate conversion unit that converts a primary angular frequency command, a d-axis voltage command, and a q-axis voltage command into a three-phase AC voltage command;
According to the three-phase AC voltage command, a pulse generation unit that converts a voltage and frequency of AC power input from an AC power source and generates a pulse signal for controlling a power conversion unit that drives the AC motor;
Second coordinate conversion for converting the detected value of the alternating current output by the power conversion unit detected by the current detection unit into a d-axis excitation current and a q-axis torque current based on the primary angular frequency command And
By outputting the primary angular frequency command, the d-axis voltage command, and the q-axis voltage command to the first coordinate conversion unit, the ratio of the voltage and frequency that the power conversion unit outputs to the AC motor is changed. A motor characteristic measuring unit that performs control and obtains the motor characteristic of the AC motor based on the d-axis excitation current and the q-axis torque current that are input from the second coordinate conversion unit,
The motor characteristic measuring unit is
In the first measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor, the primary resistance of the AC motor is measured,
In a second measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor, the combined resistance and combined leakage inductance of the AC motor are measured,
In a third measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor,
Maintaining a frequency that makes the base speed of the AC motor constant,
The magnetic flux calculation value calculated by changing the voltage and frequency ratio applied to the AC motor and driving the AC motor by changing the field is calculated by the ratio of the base speed and the top speed from the magnetic flux at the top speed. Control close to the determined reference magnetic flux,
Request exciting inductance及beauty magnetizing current of the AC motor in a case where the magnetic flux calculation value coincides with the criterion flux as a motor characteristic of the AC motor in the base speed
Power conversion unit controller.
前記電動機特性測定部は、前記磁束演算値が、前記判定基準磁束に一致するまで、前記交流電動機に印加する電圧を定格電圧より低い値から増加させる制御を繰り返し行う
請求項記載の電力変換部制御装置。
The motor characteristic measuring section, the magnetic flux calculation value, the criterion to match the flux, the power conversion of the AC motor a voltage applied to the repeated control to increase from a value lower than the rated voltage according to claim 8, wherein Control unit.
前記電動機特性測定部は、前記磁束演算値が、前記判定基準磁束に一致するまで、前記交流電動機に印加する電圧を前記定格電圧より低い値から増加させる制御を繰り返し行う過程において、前記磁束演算値の飽和特性より、ベース速度からトップ速度の間における励磁電流特性を演算する
請求項記載の電力変換部制御装置。
In the process of repeatedly performing the control to increase the voltage applied to the AC motor from a value lower than the rated voltage until the magnetic flux calculation value matches the determination reference magnetic flux, the electric motor characteristic measurement unit performs the magnetic flux calculation value. The power converter control device according to claim 9, wherein an excitation current characteristic between the base speed and the top speed is calculated from the saturation characteristic of the power conversion unit.
1次角周波数指令、d軸電圧指令及びq軸電圧指令を三相交流電圧指令に座標変換する第1の座標変換部と、
前記三相交流電圧指令により、交流電源から入力する交流電力の電圧及び周波数を変換し、交流電動機を駆動する電力変換部を制御するためのパルス信号を生成するパルス生成部と、
電流検出部によって検出された前記電力変換部が出力する交流電流の検出値を、前記1次角周波数指令に基づいて、d軸の励磁電流及びq軸のトルク電流に変換する第2の座標変換部と、
前記第1の座標変換部に前記1次角周波数指令、前記d軸電圧指令及び前記q軸電圧指令を出力することにより、前記電力変換部が前記交流電動機に出力する電圧及び周波数の比を変える制御を行い、前記第2の座標変換部から入力する、前記d軸の励磁電流及び前記q軸のトルク電流に基づいて、前記交流電動機の電動機特性を求める電動機特性測定部と、を備え、
前記電動機特性測定部は、
前記交流電動機の電動機特性を測定する第1の測定モードにおいて、前記交流電動機の1次抵抗を測定し、
前記交流電動機の電動機特性を測定する第2の測定モードにおいて、前記交流電動機の合成抵抗及び合成漏れインダクタンスを測定し、
前記交流電動機の電動機特性を測定する第3の測定モードにおいて、
前記交流電動機のベース速度を一定とする周波数を維持し、
前記交流電動機に印加する電圧及び周波数の比を変更して、前記交流電動機を界磁を変更して駆動させて演算した磁束演算値を、トップ速度における磁束よりベース速度とトップ速度の比率で演算した判定基準磁束に近づける制御を行う過程で、前記第2の座標変換部から入力する前記d軸の励磁電流が励磁電流リミッタを超えた場合には、前記ベース速度から前記トップ速度の間で前記交流電動機の速度を変更し、
前記磁束演算値が、変更した速度とトップ速度の比率でトップ速度における磁束より演算した判定基準磁束に一致する場合における、変更した速度をベース速度とし、前記交流電動機の励磁インダクタンス及び励磁電流をベース速度における前記交流電動機の電動機特性として求める
力変換部制御装置。
A first coordinate conversion unit that converts a primary angular frequency command, a d-axis voltage command, and a q-axis voltage command into a three-phase AC voltage command;
According to the three-phase AC voltage command, a pulse generation unit that converts a voltage and frequency of AC power input from an AC power source and generates a pulse signal for controlling a power conversion unit that drives the AC motor;
Second coordinate conversion for converting the detected value of the alternating current output by the power conversion unit detected by the current detection unit into a d-axis excitation current and a q-axis torque current based on the primary angular frequency command And
By outputting the primary angular frequency command, the d-axis voltage command, and the q-axis voltage command to the first coordinate conversion unit, the ratio of the voltage and frequency that the power conversion unit outputs to the AC motor is changed. A motor characteristic measuring unit that performs control and obtains the motor characteristic of the AC motor based on the d-axis excitation current and the q-axis torque current that are input from the second coordinate conversion unit,
The motor characteristic measuring unit is
In the first measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor, the primary resistance of the AC motor is measured,
In a second measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor, the combined resistance and combined leakage inductance of the AC motor are measured,
In a third measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor,
Maintaining a frequency that makes the base speed of the AC motor constant,
The magnetic flux calculation value calculated by changing the voltage and frequency ratio applied to the AC motor and driving the AC motor by changing the field is calculated by the ratio of the base speed and the top speed from the magnetic flux at the top speed. When the d-axis excitation current input from the second coordinate converter exceeds the excitation current limiter in the process of performing the control to approach the determination reference magnetic flux, the base speed to the top speed is Change the speed of the AC motor,
The magnetic flux operation value is, in a case that matches the criteria magnetic flux calculated from the magnetic flux in the top speed at a ratio of modified speed and top speed, the speed change based speed, the excitation inductance及beauty magnetizing current of said AC motor As the motor characteristics of the AC motor at the base speed
Power conversion unit controller.
前記電動機特性測定部は、
トップ速度における前記励磁電流の変化に対する磁束変化を示す値からベース速度における励磁電流の変化に対する磁束変化を示す飽和度判定基準値を設定し、
前記交流電動機の速度を変更して測定した前記d軸の励磁電流の変化に対する磁束の変化の値が前記飽和度判定基準値に一致した場合における前記交流電動機の速度をベース速度として確定し、
前記励磁電流をベース速度における励磁電流と確定する
請求項1記載の電力変換部制御装置。
The motor characteristic measuring unit is
From the value indicating the magnetic flux change with respect to the change in the excitation current at the top speed, the saturation criterion value indicating the magnetic flux change with respect to the change in the excitation current at the base speed is set.
The speed of the AC motor when the value of the change in magnetic flux with respect to the change in the excitation current of the d-axis measured by changing the speed of the AC motor matches the saturation determination reference value is determined as a base speed,
Power converting unit control apparatus according to claim 1 1, wherein determining the excitation current of the excitation current in the base speed.
前記電動機特性測定部は、前記交流電動機の速度を変更して前記d軸の励磁電流及び磁束演算値を繰り返し求める過程において、演算した磁束の飽和特性より、ベース速度からトップ速度における前記d軸の励磁電流の励磁電流特性を求める
請求項1記載の電力変換部制御装置。
In the process of repeatedly obtaining the excitation current and magnetic flux calculation value of the d-axis by changing the speed of the AC motor, the motor characteristic measurement unit determines the d-axis of the d-axis from the base speed to the top speed based on the calculated saturation characteristics of the magnetic flux. power converting unit control apparatus according to claim 1 wherein obtaining the exciting current characteristics of the excitation current.
第1の座標変換部が1次角周波数指令、d軸電圧指令及びq軸電圧指令を三相交流電圧指令に座標変換するステップと、
パルス生成部が前記三相交流電圧指令により、交流電源から入力する交流電力の電圧及び周波数を変換し、交流電動機を駆動する電力変換部を制御するためのパルス信号を生成するステップと、
第2の座標変換部が電流検出部によって検出された前記電力変換部が出力する交流電流の交流電流の検出値を、前記1次角周波数指令に基づいて、d軸の励磁電流及びq軸のトルク電流に変換するステップと、
電動機特性測定部が前記第1の座標変換部に前記1次角周波数指令、前記d軸電圧指令及び前記q軸電圧指令を出力することにより、前記電力変換部が前記交流電動機に出力する電圧及び周波数の比を変える制御を行い、前記第2の座標変換部から入力する、前記d軸の励磁電流及び前記q軸のトルク電流に基づいて
前記交流電動機の電動機特性を測定する第1の測定モードにおいて、前記交流電動機の1次抵抗を測定するステップと
前記交流電動機の電動機特性を測定する第2の測定モードにおいて、前記交流電動機の合成抵抗及び合成漏れインダクタンスを測定するステップと
前記交流電動機の電動機特性を測定する第3の測定モードにおいて、
前記交流電動機のトップ速度を一定にし、前記交流電動機に印加する電圧及び周波数の比を変更して、前記第2の座標変換部から入力する前記d軸の励磁電流及び前記q軸のトルク電流に基づいて演算したトップ速度における電圧演算値を、判定基準として用いる定格電圧に近づける制御を繰り返し、
前記電圧演算値が前記定格電圧に一致する場合に、トップ速度における前記交流電動機の励磁インダクタンスを確定し、前記d軸の励磁電流を定格励磁電流と設定し、
前記定格励磁電流から演算した定格トルク電流を設定して、前記定格励磁電流及び前記定格トルク電流をトップ速度における前記交流電動機の電動機特性として求めるステップと、を含む
電動機特性測定方法。
A step in which a first coordinate conversion unit converts a primary angular frequency command, a d-axis voltage command, and a q-axis voltage command into a three-phase AC voltage command;
A step of generating a pulse signal for controlling the power converter that drives the AC motor by converting the voltage and frequency of the AC power input from the AC power source by the pulse generator according to the three-phase AC voltage command;
Based on the primary angular frequency command, the d-axis excitation current and the q-axis excitation current are detected based on the primary angular frequency command, with the second coordinate conversion unit detected by the current detection unit. Converting to torque current;
When the motor characteristic measuring unit outputs the primary angular frequency command, the d-axis voltage command, and the q-axis voltage command to the first coordinate conversion unit, the voltage output by the power conversion unit to the AC motor and Based on the excitation current of the d-axis and the torque current of the q-axis that are input from the second coordinate conversion unit, the control to change the frequency ratio ,
In the first measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor, and measuring the primary resistance of said AC motor,
In the second measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor, and measuring the combined resistance and synthetic leakage inductance of the AC motor,
In a third measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor,
The top speed of the AC motor is made constant, the ratio of the voltage and frequency applied to the AC motor is changed, and the excitation current of the d-axis and the torque current of the q-axis input from the second coordinate conversion unit are changed. Repeat the control to make the voltage calculation value at the top speed calculated based on the rated voltage used as the criterion,
When the calculated voltage value matches the rated voltage, the exciting inductance of the AC motor at the top speed is determined, and the d-axis exciting current is set as the rated exciting current,
Setting a rated torque current calculated from the rated excitation current, and obtaining the rated excitation current and the rated torque current as motor characteristics of the AC motor at a top speed .
第1の座標変換部が1次角周波数指令、d軸電圧指令及びq軸電圧指令を三相交流電圧指令に座標変換するステップと、A step in which a first coordinate conversion unit converts a primary angular frequency command, a d-axis voltage command, and a q-axis voltage command into a three-phase AC voltage command;
パルス生成部が前記三相交流電圧指令により、交流電源から入力する交流電力の電圧及び周波数を変換し、交流電動機を駆動する電力変換部を制御するためのパルス信号を生成するステップと、A step of generating a pulse signal for controlling the power converter that drives the AC motor by converting the voltage and frequency of the AC power input from the AC power source by the pulse generator according to the three-phase AC voltage command;
第2の座標変換部が電流検出部によって検出された前記電力変換部が出力する交流電流の検出値を、前記1次角周波数指令に基づいて、d軸の励磁電流及びq軸のトルク電流に変換するステップと、Based on the primary angular frequency command, the detected value of the alternating current output by the power conversion unit detected by the current detection unit by the second coordinate conversion unit is converted into the d-axis excitation current and the q-axis torque current. Converting, and
電動機特性測定部が前記第1の座標変換部に前記1次角周波数指令、前記d軸電圧指令及び前記q軸電圧指令を出力することにより、前記電力変換部が前記交流電動機に出力する電圧及び周波数の比を変える制御を行い、前記第2の座標変換部から入力する、前記d軸の励磁電流及び前記q軸のトルク電流に基づいて、When the motor characteristic measuring unit outputs the primary angular frequency command, the d-axis voltage command, and the q-axis voltage command to the first coordinate conversion unit, the voltage output by the power conversion unit to the AC motor and Based on the excitation current of the d-axis and the torque current of the q-axis that are input from the second coordinate conversion unit, the control to change the frequency ratio,
前記交流電動機の電動機特性を測定する第1の測定モードにおいて、前記交流電動機の1次抵抗を測定するステップと、Measuring a primary resistance of the AC motor in a first measurement mode for measuring a motor characteristic of the AC motor;
前記交流電動機の電動機特性を測定する第2の測定モードにおいて、前記交流電動機の合成抵抗及び合成漏れインダクタンスを測定するステップと、Measuring the combined resistance and combined leakage inductance of the AC motor in a second measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor;
前記交流電動機の電動機特性を測定する第3の測定モードにおいて、In a third measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor,
前記交流電動機のベース速度を一定とする周波数を維持し、前記交流電動機に印加する電圧及び周波数の比を変更して、前記交流電動機を界磁を変更して駆動させ、Maintaining a frequency that makes the base speed of the AC motor constant, changing the ratio of voltage and frequency applied to the AC motor, driving the AC motor by changing the field,
前記第2の座標変換部から入力する前記d軸の励磁電流及び前記q軸のトルク電流に基づいて演算したベース速度における電圧演算値を、判定基準電圧に近づける制御を繰り返し、Repeating the control of bringing the voltage calculation value at the base speed calculated based on the d-axis excitation current and the q-axis torque current input from the second coordinate converter close to the determination reference voltage,
前記電圧演算値が前記判定基準電圧に一致する場合にベース速度における前記交流電動機の励磁インダクタンス及び励磁電流を確定し、When the voltage calculation value matches the determination reference voltage, the excitation inductance and excitation current of the AC motor at a base speed are determined,
前記励磁インダクタンス及び前記励磁電流をベース速度における前記交流電動機の電動機特性として求めるステップと、を含むObtaining the excitation inductance and the excitation current as motor characteristics of the AC motor at a base speed.
電動機特性測定方法。Method for measuring motor characteristics.
第1の座標変換部が1次角周波数指令、d軸電圧指令及びq軸電圧指令を三相交流電圧指令に座標変換するステップと、
パルス生成部が前記三相交流電圧指令により、交流電源から入力する交流電力の電圧及び周波数を変換し、交流電動機を駆動する電力変換部を制御するためのパルス信号を生成するステップと、
第2の座標変換部が電流検出部によって検出された前記電力変換部が出力する交流電流の検出値を、前記1次角周波数指令に基づいて、d軸の励磁電流及びq軸のトルク電流に変換するステップと、
電動機特性測定部が前記第1の座標変換部に前記1次角周波数指令、前記d軸電圧指令及び前記q軸電圧指令を出力することにより、前記電力変換部が前記交流電動機に出力する電圧及び周波数の比を変える制御を行い、前記第2の座標変換部から入力する、前記d軸の励磁電流及び前記q軸のトルク電流に基づいて、
前記交流電動機の電動機特性を測定する第1の測定モードにおいて、前記交流電動機の1次抵抗を測定するステップと、
前記交流電動機の電動機特性を測定する第2の測定モードにおいて、前記交流電動機の合成抵抗及び合成漏れインダクタンスを測定するステップと、
前記交流電動機の電動機特性を測定する第3の測定モードにおいて、
前記交流電動機のベース速度を一定とする周波数を維持し、
前記交流電動機に印加する電圧及び周波数の比を変更して、前記交流電動機を界磁を変更して駆動させて演算した磁束演算値を、トップ速度における磁束よりベース速度とトップ速度の比率で演算した判定基準磁束に近づける制御を行い、
前記磁束演算値が前記判定基準磁束に一致する場合における前記交流電動機の励磁インダクタンス及び励磁電流をベース速度における前記交流電動機の電動機特性として求めるステップと、を含む
電動機特性測定方法
A step in which a first coordinate conversion unit converts a primary angular frequency command, a d-axis voltage command, and a q-axis voltage command into a three-phase AC voltage command;
A step of generating a pulse signal for controlling the power converter that drives the AC motor by converting the voltage and frequency of the AC power input from the AC power source by the pulse generator according to the three-phase AC voltage command;
Based on the primary angular frequency command, the detected value of the alternating current output by the power conversion unit detected by the current detection unit by the second coordinate conversion unit is converted into the d-axis excitation current and the q-axis torque current. Converting, and
When the motor characteristic measuring unit outputs the primary angular frequency command, the d-axis voltage command, and the q-axis voltage command to the first coordinate conversion unit, the voltage output by the power conversion unit to the AC motor and Based on the excitation current of the d-axis and the torque current of the q-axis that are input from the second coordinate conversion unit, the control to change the frequency ratio,
Measuring a primary resistance of the AC motor in a first measurement mode for measuring a motor characteristic of the AC motor;
Measuring the combined resistance and combined leakage inductance of the AC motor in a second measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor;
In a third measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor,
Maintaining a frequency that makes the base speed of the AC motor constant,
The magnetic flux calculation value calculated by changing the voltage and frequency ratio applied to the AC motor and driving the AC motor by changing the field is calculated by the ratio of the base speed and the top speed from the magnetic flux at the top speed. Control close to the determined reference magnetic flux,
Obtaining the excitation inductance and excitation current of the AC motor as the motor characteristics of the AC motor at a base speed when the calculated magnetic flux value matches the determination reference magnetic flux.
Method for measuring motor characteristics .
第1の座標変換部が1次角周波数指令、d軸電圧指令及びq軸電圧指令を三相交流電圧指令に座標変換するステップと、
パルス生成部が前記三相交流電圧指令により、交流電源から入力する交流電力の電圧及び周波数を変換し、交流電動機を駆動する電力変換部を制御するためのパルス信号を生成するステップと、
第2の座標変換部が電流検出部によって検出された前記電力変換部が出力する交流電流の検出値を、前記1次角周波数指令に基づいて、d軸の励磁電流及びq軸のトルク電流に変換するステップと、
電動機特性測定部が前記第1の座標変換部に前記1次角周波数指令、前記d軸電圧指令及び前記q軸電圧指令を出力することにより、前記電力変換部が前記交流電動機に出力する電圧及び周波数の比を変える制御を行い、前記第2の座標変換部から入力する、前記d軸の励磁電流及び前記q軸のトルク電流に基づいて、
前記交流電動機の電動機特性を測定する第1の測定モードにおいて、前記交流電動機の1次抵抗を測定するステップと、
前記交流電動機の電動機特性を測定する第2の測定モードにおいて、前記交流電動機の合成抵抗及び合成漏れインダクタンスを測定するステップと、
前記交流電動機の電動機特性を測定する第3の測定モードにおいて、
前記交流電動機のベース速度を一定とする周波数を維持し、
前記交流電動機に印加する電圧及び周波数の比を変更して、前記交流電動機を界磁を変更して駆動させて演算した磁束演算値を、トップ速度における磁束よりベース速度とトップ速度の比率で演算した判定基準磁束に近づける制御を行う過程で、前記第2の座標変換部から入力する前記d軸の励磁電流が励磁電流リミッタを超えた場合には、前記ベース速度から前記トップ速度の間で前記交流電動機の速度を変更し、
前記磁束演算値が、変更した速度とトップ速度の比率でトップ速度における磁束より演算した判定基準磁束に一致する場合における、変更した速度をベース速度とし、前記交流電動機の励磁インダクタンス及び励磁電流をベース速度における前記交流電動機の電動機特性として求めるステップと、を含む
電動機特性測定方法
A step in which a first coordinate conversion unit converts a primary angular frequency command, a d-axis voltage command, and a q-axis voltage command into a three-phase AC voltage command;
A step of generating a pulse signal for controlling the power converter that drives the AC motor by converting the voltage and frequency of the AC power input from the AC power source by the pulse generator according to the three-phase AC voltage command;
Based on the primary angular frequency command, the detected value of the alternating current output by the power conversion unit detected by the current detection unit by the second coordinate conversion unit is converted into the d-axis excitation current and the q-axis torque current. Converting, and
When the motor characteristic measuring unit outputs the primary angular frequency command, the d-axis voltage command, and the q-axis voltage command to the first coordinate conversion unit, the voltage output by the power conversion unit to the AC motor and Based on the excitation current of the d-axis and the torque current of the q-axis that are input from the second coordinate conversion unit, the control to change the frequency ratio,
Measuring a primary resistance of the AC motor in a first measurement mode for measuring a motor characteristic of the AC motor;
Measuring the combined resistance and combined leakage inductance of the AC motor in a second measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor;
In a third measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor,
Maintaining a frequency that makes the base speed of the AC motor constant,
The magnetic flux calculation value calculated by changing the voltage and frequency ratio applied to the AC motor and driving the AC motor by changing the field is calculated by the ratio of the base speed and the top speed from the magnetic flux at the top speed. When the d-axis excitation current input from the second coordinate converter exceeds the excitation current limiter in the process of performing the control to approach the determination reference magnetic flux, the base speed to the top speed is Change the speed of the AC motor,
When the calculated magnetic flux value matches the criterion magnetic flux calculated from the magnetic flux at the top speed at the ratio of the changed speed and the top speed, the changed speed is set as the base speed, and the excitation inductance and the excitation current of the AC motor are used as the base speed. Determining as a motor characteristic of the AC motor at a speed,
Method for measuring motor characteristics .
第1の座標変換部が1次角周波数指令、d軸電圧指令及びq軸電圧指令を三相交流電圧指令に座標変換する手順、
パルス生成部が前記三相交流電圧指令により、交流電源から入力する交流電力の電圧及び周波数を変換し、交流電動機を駆動する電力変換部を制御するためのパルス信号を生成する手順、
第2の座標変換部が電流検出部によって検出された前記電力変換部が出力する交流電流の交流電流の検出値を、前記1次角周波数指令に基づいて、d軸の励磁電流及びq軸のトルク電流に変換する手順、
電動機特性測定部が前記第1の座標変換部に前記1次角周波数指令、前記d軸電圧指令及び前記q軸電圧指令を出力することにより、前記電力変換部が前記交流電動機に出力する電圧及び周波数の比を変える制御を行い、前記第2の座標変換部から入力する、前記d軸の励磁電流及び前記q軸のトルク電流に基づいて、
前記交流電動機の電動機特性を測定する第1の測定モードにおいて、前記交流電動機の1次抵抗を測定する手順、
前記交流電動機の電動機特性を測定する第2の測定モードにおいて、前記交流電動機の合成抵抗及び合成漏れインダクタンスを測定する手順、
前記交流電動機の電動機特性を測定する第3の測定モードにおいて、
前記交流電動機のトップ速度を一定にし、前記交流電動機に印加する電圧及び周波数の比を変更して、前記第2の座標変換部から入力する前記d軸の励磁電流及び前記q軸のトルク電流に基づいて演算したトップ速度における電圧演算値を、判定基準として用いる定格電圧に近づける制御を繰り返し、
前記電圧演算値が前記定格電圧に一致する場合に、トップ速度における前記交流電動機の励磁インダクタンスを確定し、前記d軸の励磁電流を定格励磁電流と設定し、
前記定格励磁電流から演算した定格トルク電流を設定して、前記定格励磁電流及び前記定格トルク電流をトップ速度における前記交流電動機の電動機特性として求める手順、
をコンピュータで実行することにより、前記交流電動機の電動機特性を求めるためのプログラム。
A procedure in which the first coordinate conversion unit converts the primary angular frequency command, the d-axis voltage command, and the q-axis voltage command into a three-phase AC voltage command;
A procedure for generating a pulse signal for controlling the power conversion unit that drives the AC motor by converting the voltage and frequency of the AC power input from the AC power source according to the three-phase AC voltage command by the pulse generation unit,
Based on the primary angular frequency command, the d-axis excitation current and the q-axis excitation current are detected based on the primary angular frequency command, with the second coordinate conversion unit detected by the current detection unit. Procedure to convert to torque current,
When the motor characteristic measuring unit outputs the primary angular frequency command, the d-axis voltage command, and the q-axis voltage command to the first coordinate conversion unit, the voltage output by the power conversion unit to the AC motor and Based on the excitation current of the d-axis and the torque current of the q-axis that are input from the second coordinate conversion unit, the control to change the frequency ratio,
In a first measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor, a procedure for measuring a primary resistance of the AC motor;
In a second measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor, a procedure for measuring a combined resistance and a combined leakage inductance of the AC motor;
In a third measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor,
The top speed of the AC motor is made constant, the ratio of the voltage and frequency applied to the AC motor is changed, and the excitation current of the d-axis and the torque current of the q-axis input from the second coordinate conversion unit are changed. Repeat the control to make the voltage calculation value at the top speed calculated based on the rated voltage used as the criterion,
When the calculated voltage value matches the rated voltage, the exciting inductance of the AC motor at the top speed is determined, and the d-axis exciting current is set as the rated exciting current,
Setting a rated torque current calculated from the rated excitation current, and obtaining the rated excitation current and the rated torque current as motor characteristics of the AC motor at top speed,
By executing a computer program for determining the motor characteristics before Symbol AC motor.
第1の座標変換部が1次角周波数指令、d軸電圧指令及びq軸電圧指令を三相交流電圧指令に座標変換する手順、A procedure in which the first coordinate conversion unit converts the primary angular frequency command, the d-axis voltage command, and the q-axis voltage command into a three-phase AC voltage command
パルス生成部が前記三相交流電圧指令により、交流電源から入力する交流電力の電圧及び周波数を変換し、交流電動機を駆動する電力変換部を制御するためのパルス信号を生成する手順、A procedure for generating a pulse signal for controlling the power conversion unit that drives the AC motor by converting the voltage and frequency of the AC power input from the AC power source according to the three-phase AC voltage command by the pulse generation unit,
第2の座標変換部が電流検出部によって検出された前記電力変換部が出力する交流電流の交流電流の検出値を、前記1次角周波数指令に基づいて、d軸の励磁電流及びq軸のトルク電流に変換する手順、Based on the primary angular frequency command, the d-axis excitation current and the q-axis excitation current are detected based on the primary angular frequency command, with the second coordinate conversion unit detected by the current detection unit. Procedure to convert to torque current,
電動機特性測定部が前記第1の座標変換部に前記1次角周波数指令、前記d軸電圧指令及び前記q軸電圧指令を出力することにより、前記電力変換部が前記交流電動機に出力する電圧及び周波数の比を変える制御を行い、前記第2の座標変換部から入力する、前記d軸の励磁電流及び前記q軸のトルク電流に基づいて、When the motor characteristic measuring unit outputs the primary angular frequency command, the d-axis voltage command, and the q-axis voltage command to the first coordinate conversion unit, the voltage output by the power conversion unit to the AC motor and Based on the excitation current of the d-axis and the torque current of the q-axis that are input from the second coordinate conversion unit, the control to change the frequency ratio,
前記交流電動機の電動機特性を測定する第1の測定モードにおいて、前記交流電動機の1次抵抗を測定する手順、In a first measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor, a procedure for measuring a primary resistance of the AC motor;
前記交流電動機の電動機特性を測定する第2の測定モードにおいて、前記交流電動機の合成抵抗及び合成漏れインダクタンスを測定する手順、In a second measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor, a procedure for measuring a combined resistance and a combined leakage inductance of the AC motor;
前記交流電動機の電動機特性を測定する第3の測定モードにおいて、In a third measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor,
前記交流電動機のベース速度を一定とする周波数を維持し、前記交流電動機に印加する電圧及び周波数の比を変更して、前記交流電動機を界磁を変更して駆動させ、Maintaining a frequency that makes the base speed of the AC motor constant, changing the ratio of voltage and frequency applied to the AC motor, driving the AC motor by changing the field,
前記第2の座標変換部から入力する前記d軸の励磁電流及び前記q軸のトルク電流に基づいて演算したベース速度における電圧演算値を、判定基準電圧に近づける制御を繰り返し、Repeating the control of bringing the voltage calculation value at the base speed calculated based on the d-axis excitation current and the q-axis torque current input from the second coordinate converter close to the determination reference voltage,
前記電圧演算値が前記判定基準電圧に一致する場合にベース速度における前記交流電動機の励磁インダクタンス及び励磁電流を確定し、When the voltage calculation value matches the determination reference voltage, the excitation inductance and excitation current of the AC motor at a base speed are determined,
前記励磁インダクタンス及び前記励磁電流をベース速度における前記交流電動機の電動機特性として求める手順、A procedure for determining the excitation inductance and the excitation current as motor characteristics of the AC motor at a base speed;
をコンピュータで実行することにより、前記交流電動機の電動機特性を求めるためのプログラム。A program for obtaining the electric motor characteristics of the AC electric motor by executing the above in a computer.
第1の座標変換部が1次角周波数指令、d軸電圧指令及びq軸電圧指令を三相交流電圧指令に座標変換する手順、A procedure in which the first coordinate conversion unit converts the primary angular frequency command, the d-axis voltage command, and the q-axis voltage command into a three-phase AC voltage command;
パルス生成部が前記三相交流電圧指令により、交流電源から入力する交流電力の電圧及び周波数を変換し、交流電動機を駆動する電力変換部を制御するためのパルス信号を生成する手順、A procedure for generating a pulse signal for controlling the power conversion unit that drives the AC motor by converting the voltage and frequency of the AC power input from the AC power source according to the three-phase AC voltage command by the pulse generation unit,
第2の座標変換部が電流検出部によって検出された前記電力変換部が出力する交流電流の交流電流の検出値を、前記1次角周波数指令に基づいて、d軸の励磁電流及びq軸のトルク電流に変換する手順、Based on the primary angular frequency command, the d-axis excitation current and the q-axis excitation current are detected based on the primary angular frequency command, with the second coordinate conversion unit detected by the current detection unit. Procedure to convert to torque current,
電動機特性測定部が前記第1の座標変換部に前記1次角周波数指令、前記d軸電圧指令及び前記q軸電圧指令を出力することにより、前記電力変換部が前記交流電動機に出力する電圧及び周波数の比を変える制御を行い、前記第2の座標変換部から入力する、前記d軸の励磁電流及び前記q軸のトルク電流に基づいて、When the motor characteristic measuring unit outputs the primary angular frequency command, the d-axis voltage command, and the q-axis voltage command to the first coordinate conversion unit, the voltage output by the power conversion unit to the AC motor and Based on the excitation current of the d-axis and the torque current of the q-axis that are input from the second coordinate conversion unit, the control to change the frequency ratio,
前記交流電動機の電動機特性を測定する第1の測定モードにおいて、前記交流電動機の1次抵抗を測定する手順、In a first measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor, a procedure for measuring a primary resistance of the AC motor;
前記交流電動機の電動機特性を測定する第2の測定モードにおいて、前記交流電動機の合成抵抗及び合成漏れインダクタンスを測定する手順、In a second measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor, a procedure for measuring a combined resistance and a combined leakage inductance of the AC motor;
前記交流電動機の電動機特性を測定する第3の測定モードにおいて、In a third measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor,
前記交流電動機のベース速度を一定とする周波数を維持し、Maintaining a frequency that makes the base speed of the AC motor constant,
前記交流電動機に印加する電圧及び周波数の比を変更して、前記交流電動機を界磁を変更して駆動させて演算した磁束演算値を、トップ速度における磁束よりベース速度とトップ速度の比率で演算した判定基準磁束に近づける制御を行い、The magnetic flux calculation value calculated by changing the voltage and frequency ratio applied to the AC motor and driving the AC motor by changing the field is calculated by the ratio of the base speed and the top speed from the magnetic flux at the top speed. Control close to the determined reference magnetic flux,
前記磁束演算値が前記判定基準磁束に一致する場合における前記交流電動機の励磁インダクタンス及び励磁電流をベース速度における前記交流電動機の電動機特性として求める手順、A procedure for obtaining the excitation inductance and excitation current of the AC motor as the motor characteristics of the AC motor at a base speed when the calculated magnetic flux value matches the determination reference magnetic flux,
をコンピュータで実行することにより、前記交流電動機の電動機特性を求めるためのプログラム。A program for obtaining the electric motor characteristics of the AC electric motor by executing the above in a computer.
第1の座標変換部が1次角周波数指令、d軸電圧指令及びq軸電圧指令を三相交流電圧指令に座標変換する手順、A procedure in which the first coordinate conversion unit converts the primary angular frequency command, the d-axis voltage command, and the q-axis voltage command into a three-phase AC voltage command;
パルス生成部が前記三相交流電圧指令により、交流電源から入力する交流電力の電圧及び周波数を変換し、交流電動機を駆動する電力変換部を制御するためのパルス信号を生成する手順、A procedure for generating a pulse signal for controlling the power conversion unit that drives the AC motor by converting the voltage and frequency of the AC power input from the AC power source according to the three-phase AC voltage command by the pulse generation unit,
第2の座標変換部が電流検出部によって検出された前記電力変換部が出力する交流電流の交流電流の検出値を、前記1次角周波数指令に基づいて、d軸の励磁電流及びq軸のトルク電流に変換する手順、Based on the primary angular frequency command, the d-axis excitation current and the q-axis excitation current are detected based on the primary angular frequency command, with the second coordinate conversion unit detected by the current detection unit. Procedure to convert to torque current,
電動機特性測定部が前記第1の座標変換部に前記1次角周波数指令、前記d軸電圧指令及び前記q軸電圧指令を出力することにより、前記電力変換部が前記交流電動機に出力する電圧及び周波数の比を変える制御を行い、前記第2の座標変換部から入力する、前記d軸の励磁電流及び前記q軸のトルク電流に基づいて、When the motor characteristic measuring unit outputs the primary angular frequency command, the d-axis voltage command, and the q-axis voltage command to the first coordinate conversion unit, the voltage output by the power conversion unit to the AC motor and Based on the excitation current of the d-axis and the torque current of the q-axis that are input from the second coordinate conversion unit, the control to change the frequency ratio,
前記交流電動機の電動機特性を測定する第1の測定モードにおいて、前記交流電動機の1次抵抗を測定する手順、In a first measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor, a procedure for measuring a primary resistance of the AC motor;
前記交流電動機の電動機特性を測定する第2の測定モードにおいて、前記交流電動機の合成抵抗及び合成漏れインダクタンスを測定する手順、In a second measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor, a procedure for measuring a combined resistance and a combined leakage inductance of the AC motor;
前記交流電動機の電動機特性を測定する第3の測定モードにおいて、In a third measurement mode for measuring the motor characteristics of the AC motor,
前記交流電動機のベース速度を一定とする周波数を維持し、Maintaining a frequency that makes the base speed of the AC motor constant,
前記交流電動機に印加する電圧及び周波数の比を変更して、前記交流電動機を界磁を変更して駆動させて演算した磁束演算値を、トップ速度における磁束よりベース速度とトップ速度の比率で演算した判定基準磁束に近づける制御を行う過程で、前記第2の座標変換部から入力する前記d軸の励磁電流が励磁電流リミッタを超えた場合には、前記ベース速度から前記トップ速度の間で前記交流電動機の速度を変更し、The magnetic flux calculation value calculated by changing the voltage and frequency ratio applied to the AC motor and driving the AC motor by changing the field is calculated by the ratio of the base speed and the top speed from the magnetic flux at the top speed. When the d-axis excitation current input from the second coordinate converter exceeds the excitation current limiter in the process of performing the control to approach the determination reference magnetic flux, the base speed to the top speed is Change the speed of the AC motor,
前記磁束演算値が、変更した速度とトップ速度の比率でトップ速度における磁束より演算した判定基準磁束に一致する場合における、変更した速度をベース速度とし、前記交流電動機の励磁インダクタンス及び励磁電流を励磁インダクタンス及び励磁電流をベース速度における前記交流電動機の電動機特性として求める手順、When the calculated magnetic flux value matches the criterion magnetic flux calculated from the magnetic flux at the top speed at the ratio between the changed speed and the top speed, the changed speed is set as the base speed, and the excitation inductance and excitation current of the AC motor are excited. A procedure for determining inductance and excitation current as motor characteristics of the AC motor at base speed;
をコンピュータで実行することにより、前記交流電動機の電動機特性を求めるためのプログラム。A program for obtaining the electric motor characteristics of the AC electric motor by executing the above in a computer.
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