JPH01110082A - 誘導電動機の制御装置 - Google Patents

誘導電動機の制御装置

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JPH01110082A
JPH01110082A JP62265235A JP26523587A JPH01110082A JP H01110082 A JPH01110082 A JP H01110082A JP 62265235 A JP62265235 A JP 62265235A JP 26523587 A JP26523587 A JP 26523587A JP H01110082 A JPH01110082 A JP H01110082A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は誘導電動機の制御装置に関するものである。
〔従来の技術〕
第2図は従来の循環電流方式サイクロコンバータの制御
装置の回路構成を示すブロック図であり。
図において、1は速度設定器、2は速度調節器、3は磁
束指令演算器、4は磁束調節器であり、これらにより第
2の信号発生回路52を構成している。
7はベクトル回転器、9は演算増幅器よりなる二相/三
相座標変換器であり、この両者により第3の信号発生回
路53を構成している。11は電機子電流用ゲート制御
装置(以下、ゲート制御装置と略称する)、12は交流
電源、13は三相の循環電流方式正弦波サイクロコンバ
ータ(以下。
三相サイクロコンバータと略称する)、22は比例積分
増幅器で構成されるトルク分電流調節器。
23は比例積分増幅器で構成される励磁分電流調節器、
24は一次遅れ演算器、25,27.28は掛算器、5
,26,30.40は固定ゲイン、29は割算器、31
は積分器、33は正弦波および余弦波発生回路である。
34はベクトル回転器。
35は三相/二相変換回路であり、この両者により第1
の信号発生回路51を構成している。36は誘導電動機
、37はレゾルバ、32はロータの速度検出回路である
第3図は上記三相サイクロコンバータ13のゲートを制
御するための一相分のゲート制御装置11を示す回路構
成図であり1図において、41.42は交流電圧設定値
を入力するゲートパルス発生回路、43.44はゲート
アンプ回路、45はインバータであり、これらにより一
相分のゲート制御装置11を構成している。46は三相
サイクロコンバータ13の正群コンバータ、47は三相
サイクロコンバータ13の負群コンバータ、38は循環
電流を制御する循環電流肩部器であり、比例積分増幅器
で構成されている。48は前記正群コンバータ46の電
流ipと前記負群コンバータ47の電流LRの大きさを
比較して、小さい方を循環電流icとして出力する循環
電流検出回路である。
次に動作について説明する。レゾルバ37および速度検
出回路32により検出されたロータの速度フィードバッ
ク量ωrは、速度調節器2および磁束指令演算I13に
入力される。速度調節器2ではロータの速度フィードバ
ック値ωrが目標値ωr8となるような信号をトルク分
電流設定値iqXとして出力する。
そして、誘導電動機36の三相出力電流iQ。
fl、i〒は、第1の信号発生回路51の三相/二相変
換回路35により二相交流電流Ams 14に変換され
た後、ベクトル回転器34により二次磁束回転座標系の
値として、二次磁束に直角な直流量として与えられるト
ルク分電流フィードバック値iqと励磁分電流フィード
バック値idが出力される。そして、トルク分電流調節
器22には上記トルク分電流フィードバック値iqと前
記トルク分電流設定値iqxとの偏差sqが入る。
次いで、トルク分電流調節器22ではゲインKQと時定
数Tqにより、(1)式のように比例積分演算を行なっ
た結果をvq8として出力する。
ここで、Sはラプラス演算子を示す。
一方、第2の信号発生回路52の磁束調節II4には、
磁束指令演算I13の出力Φ8と、前記励磁分電流フィ
ードバックid−に対する一次遅れ演算器24の出力Φ
との偏差が入力し、励磁分電流設定値id8を出力する
前記一次遅れ演算器24は(2)式のように演算したの
ちΦを出力する。
ここでMは前記誘導電動機36の相互インダクタンス、
L2は同じく2次側自己インダクタンス。
R2は同じく2次抵抗を示す。
そして、励磁分電流フィードバック値idと前記励磁分
電流設定値idxとの偏差εdが励磁分電流調節器23
に入る。この励磁分電流調節器23ではゲインKdと時
定数Tdにより、(3)式のように比例積分演算を行な
った結果をVd”として出力する。
既知の如く、励磁分電圧Vdとトルク分電圧Vqはそれ
ぞれ(4)式、(5)式で表わされる。
Vq=(R,+SI4σ)iq+ω、L1σid+ω、
−Φ      ・(5)ここで、R1はステータ側の
抵抗、L、はステータ側インダクタンス、σは磁束の漏
れ率、ω。はステータが作る回転磁界の角周波数であり
、この角周波数は固定ゲイン30の出力であるすベリ角
周波数ωSと速度検出器32の出力であるロータの角周
波数ωrの和で与えられる。Mはステータとロータの相
互インダクタンス、R2はロータ側の抵抗、L8はロー
タ側のインダクタンスを示す。
前記(4)式の第2項および前記(5)式の第2項は干
渉項であり、(5)式の第3項は誘起電圧を示している
。前記励磁分電流調節器23の出力Vd”に前記干渉項
の補償を行ないvd”として出力し、また前記トルク分
電流調節器22の出力vq8に対して、前記干渉項およ
び誘起電圧項の補償を行ないv qNとして出力する。
二次磁束位相θ。は前記回転磁界の角周波数ω。
を積分器31で積分することにより求めることができ、
この二次磁束位相0゜を入力とする正弦波および余弦波
発生回路33により、三相交流電圧設定値を得るために
必要な二次磁束方向信号sinθ。、cosθ。が得ら
れる。この三相交流電圧設定値は前記で求められた各パ
ラメータからゲート信号を得るために必要である。
前記トルク分電流調節器22の出力vqxに干渉項と誘
起電圧項の補償を行なったv qlEおよび励磁分電流
調節器23の出力Vd”に干渉項の補償を行なったvd
”は、前記二次磁束方向信号sinθ。、Cosθ。を
パラメータにして、ベクトル回転器7により二相交流電
圧Vα”l Vβ8に変換される。
二相/三相変換器9は前記二相交流電圧Vα−Vβ8に
より三相交流電圧設定値Vρ”t■5xsV丁”を得る
一方、三相サイクロコンバータ13の前記正群コンバー
タ46の電流ipと前記負群コンバータ47の電流iρ
を循環電流検出回路48が検出し、両型流の大きさを比
較して、小さい方を循環電流フィードバックicとして
出力する。
この循環電流フィードバックicと循環電流設定値ic
8との偏差iaが前記循環電流調節器38に入る。tl
環電流調節器38では、ゲインKcと時定数Tcにより
、(6)式のように比例積分演算を行なった結果を循環
電流制御電圧V c ”を出力する。
前記三相交流電圧設定値VR”# VS”# VT”は
R2S、T各相の前記ゲート制御装置11に供給される
。各相のゲート制御装置11内で交流電圧設定値v8と
循環電流制御電圧Vc”との和を取り、前記正群コンバ
ータ46の出力電圧設定値VF”として前記ゲートパル
ス発生回路41に入力する。また、交流電圧設定値vx
を反転したものから循環電流制御電圧Vc”を引き、前
記負群コンバータ47の出力電圧設定値Vρ8として前
記ゲートパルス発生回路42に入力する。
そして、R,S、T各相がそれぞれ正群コンバータ46
と負群コンバータ47のゲートをONすることにより、
三相サイクロコンバータ13はその出力電圧VR1Vi
e VTが三相交流電圧設定値V♂e Vs”* Vt
”と一致するように動作し、かつ。
各相の循環電流icも循環電流設定値ic”(−定値)
に一致するように動作する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の誘導電動機の制御装置は以上のように構成されて
いるので、制御定数、電動機定数、ゲイン等は設計デー
タを元に調整されているが、電動機温度が上昇した時の
データとは若干具なる。特に、温度上昇によってロータ
抵抗R2が増加した場合、励磁分電流フィードバック値
idから前記(2)式によって求めている二次磁束フィ
ードバック値Φに誤差を生じ、さらにすべり角速度ωS
の演算にも影響を与え、電動機発生トルクの増加。
出力電圧の上昇などの問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、電動機温度上昇時に電動機定数を自動的に補
正し、温度の上昇にかかわらず電動機発生トルク、出力
電圧を設計値と合致させることのできる誘導電動機の制
御装置を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る誘導電動機の制御装置は、トルク分電流
設定値iq1にあるゲインを掛けた結果と、トルク分電
流調節器の出力vq8を比較し、ロータ温度上昇による
ロータ抵抗R3の増加を推定し、補正量I R2を出力
するロータ抵抗補正回路を具備したものである。
〔作用〕
この発明における誘導電動機の制御装置は、ロータ抵抗
補正回路から出力されるAR,を(2)式に代入して、
一次遅れ演算器の二次磁束フィードバック値Φを演算す
ることにより、常に正確な二次磁束フィードバック値Φ
が得られ、また、常に適正なすべり角周波数ωSを出力
するために、電動機発生トルク、出力電圧を設計値に合
致させることを可能とする。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。前記
第3図と同一部分に同一符号を付した第1図において、
39は固定ゲイン、60はロータ抵抗R2の変化を推定
し、補正量d Raを出力するロータ抵抗補正回路であ
る。
次に動作について説明する。全体の動作は前記第2図の
従来装置と同じであるから、第2図にはないロータ抵抗
補正回路60の動作を中心に説明する。まず、ロータ抵
抗補正回路60の補正原理を第2図に示す誘導電動機の
T形等価回路を用いて説明する。第2図において、入力
電流工、は−定に保たれていると仮定する。ここで、ロ
ータ温度上昇によりr2′ が増加した場合を考える。
r2′の増加により工2は減少し、その分工。が増える
。それと同時にvlが大きくなる。これは。
結果として電動機の誘起電圧が大きくなったことと等し
い。r 、 / が増加しても2次側のインピーダンス
を一定に保つためにはすべりSを調整すればよい。
制御系は前記(5)式の第3項で誘起電圧を補償してい
るが、r2′の増加に共なう誘起電圧の上昇は補償しき
れず、不足分をトルク分電流調節器22が出力する。本
来トルク分電流調節器22は(5)式の第1項の(R0
+ S L1σ)iqのみ負担しているので、このトル
ク分電流調節器22の出力が(R1+SL1σ)iqよ
り大きいか、小さいかによって制御系内のロータ抵抗R
2の値を補正する。
すべり角周波数ωSの算出式は(7)式によって示され
る。(7)式のロータ抵抗R2の値を大きくすれば、す
ベリ周波数が大きくなり、2次側インピーダンスを調整
することが可能となる。
第1図において、トルク分電流設定値iqXは固定ゲイ
ン39を掛けられて(5)式の第1項に相当する値にな
り、ロータ抵抗補正回路60に入る。
このロータ抵抗補正回路60は固定ゲイン39の出力と
トルク分電流調節器22の出力を比較し、このトルク分
電流調節器22の出力が大きい場合、(5)式、(7)
式の一ロータ抵抗R2の値を1補正周期に0.024%
増加し、出力が小さい場合。
ロータ抵抗R2の値を0.024%藏少するように補正
量A R2を出力する。
上記のロータ抵抗R2の補正の結果、常に適正なすべり
角周波数ωSの演算が行なわれ、このすべり角周波数ω
Sとロータの角周波数ωrの和として得られる角周波数
ω。も適正に補正されることから、ロータ温度に無関係
に電動機発生トルク。
出力電圧を設計値に保ち続けることができる。
なお、上記実施例では循環電流方式サイクロコンバータ
の場合について説明したが、非循環方式サイクロコンバ
ータであってもよく、さらにベクトル制御を行なうトラ
ンジスタおよびGTOインバータであってもよく、上記
実施例と同様の効果を奏する。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、電動機の温度上昇に
よる定数の変化を、トルク分電流設定値iq1にあるゲ
インを掛けた結果とトルク分電流調節器出力vq8を比
較することで感知するように構成したので、電動機定数
の補正処理は全て制御系の内部で行なわれるため、検出
器の追加および装置の改造を必要とせず、またマイクロ
コンピュータ等を使えば容易に精度の高い補正処理がで
き、温度上昇にかかわらず、電動機発生トルク、出力電
圧を設計値と合致させることができるという効果がある
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による循環電流方式サイク
ロコンバータを適用した誘導電動機の制御装置を示す回
路構成図、第2図は誘導電動機T形等価回路図、第3図
は従来の循環電流方式サイクロコンバータを適用した誘
導電動機の制御装置を示す回路構成図、第4図は第3図
の循環電流方式サイクロコンバータのゲート制御装置の
一相分を示す回路構成図である。 11はゲート制御装置、22はトルク分電流調節器、2
3は励磁分電流調節器、24は一次遅れ演算器、29は
割算器、30はすべり周波数演算回路、31は積分器、
32は速度検出器、33は正弦波、余弦波発生回路、3
6は誘導電動機、38は循環電流調節器、51〜53は
第1〜3の信号発生回路。 なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 特許出願人  三菱電機株式会社 第2図 第4図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)誘導電動機の出力電流よりトルク分電流フィード
    バック値と励磁分電流フィードバック値を得る第1の信
    号発生回路と、前記励磁分電流フィードバック値の一次
    遅れ演算を行う一次遅れ演算器と、前記一次遅れ演算器
    の出力である二次磁束フィードバック値と前記トルク分
    電流フィードバック値とからすべり周波数を得るすべり
    周波数演算回路と、前記すべり周波数と前記誘導電動機
    のロータの速度フィードバック値を加算し積分して二次
    磁束位相を得る積分器と、前記積分器の出力に基づいて
    二次磁束方向信号を出力する正弦波・余弦波発生回路と
    、前記速度フィードバック値に基づいてトルク分電流設
    定値および励磁分電流設定値を出力する第2の信号発生
    回路と、前記トルク分電流設定値と前記トルク分電流フ
    ィードバック値との偏差を入力とするトルク分電流調節
    器と、前記励磁分電流設定値と前記励磁分電流フィード
    バック値との偏差を入力とする励磁分電流調節器と、前
    記二次磁束方向信号をパラメータとして前記トルク分電
    流調節器の出力および前記励磁分電流調節器の出力を制
    御し三相交流電圧設定値を得る第3の信号発生回路と、
    循環電流設定値と循環電流フィードバック値との偏差を
    入力とする循環電流調節器と、前記第3の信号発生回路
    からの三相交流電圧設定値と前記循環電流調節器の出力
    とからゲート信号を得るゲート制御装置と、前記誘導電
    動機のロータ温度上昇によるロータ抵抗の増加を推定補
    正し補正ゲインを前記すべり周波数演算回路に送給して
    該ロータ抵抗の増加による影響をすべり周波数を制御す
    ることで回避するロータ抵抗補正回路とを備えた誘導電
    動機の制御装置。
  2. (2)ロータ抵抗補正回路は、トルク分電流調節器の出
    力とトルク分電流設定値にある固定ゲインを乗算した結
    果とを比較して、ロータ温度上昇によるロータ抵抗の増
    加を推定補正することを特徴とする特許請求の範囲第(
    1)項記載の誘導電動機の制御装置。
JP62265235A 1987-10-22 1987-10-22 誘導電動機の制御装置 Expired - Fee Related JPH0697866B2 (ja)

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