JPH01117683A

JPH01117683A - 誘導電動機の運転制御装置

Info

Publication number: JPH01117683A
Application number: JP62276545A
Authority: JP
Inventors: Tokukazu Endo; 遠藤　徳和
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1987-10-30
Filing date: 1987-10-30
Publication date: 1989-05-10

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、ベクトル制御による誘導電動機の運転制御
装置、特に誘導電動機の２次抵抗値の温度変化に対する
制御性の改善に関する。

［従来の技術］従来から、誘導電動機のベクトル制御においては、誘導
電動機の２次抵抗値が温度によって変化するため、トル
ク制御が不安定となることが知られている。そこで、こ
の２次抵抗値の変動を補正するために、各種の方法が提
案されている。

例えば、特開昭５７−２０１８９号公報には、誘導電動
機の磁束と磁束電流の位相のずれから２次抵抗の変化分
を予測する装置が示されている。

また、特開昭５８−７２３８７号公報には、誘導電動機
を４端子網に変換せしめた電動機変換回路とし、そのイ
ンダクタンス、抵抗、すべり角周波数から２次抵抗の値
を算出することが示されている。さらに、特開昭５９−
１５６１８号公報には、励磁電流の指令値と実電流を電
機子電圧から算出した励磁電流成分と比較し、励磁電流
の指令値を補正して２次抵抗の変化分の補正を行うこと
が示されている。

［発明が解決しようとする問題点１以上のような、従来の方法によれば、誘導電動機の２次
抵抗が変化したことを検出でき、これに応じた制御を行
うことができる。しかし、演算によって２次抵抗値を予
測するので、複雑な演算を必要とし、このため、応答に
時間がかかり高応答性が保てないという問題点があった
。さらに、開発コストや演算用のブロッセッサーなどの
製作コストも上昇し、小型で安価なシステムを得ること
ができないという問題点もあった。

この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たものであって、誘導電動機の運転条件に応じた２次抵
抗の変化をあらかじめ求め、これをマツプとして記憶し
ておき、ベクトル制御において、このマツプより求めた
２次抵抗値を利用することによって、制御に当たっての
演算量を節約でき、かつ信頼性が高く安価な誘導電動機
の運転制御装置を提供す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運転制御装置は、誘導電動
機と、この誘導電動機への電力供給を制御する可変電源と、誘導電動機の回転数を検出する回転計と、誘導電動機の
温度を検出する温度計と、トルク指令値及び上記回転数
が入力され、あらかじめ記憶している誘導電動機の相互
インダクタンス、２次リアクタンス、２次抵抗に応じて
上記可変電源を制御するベクトル制御回路と、上記誘導
電動機の出力トルクを検出し、これを上記トルク指令値
と比較し、出力トルクがトルク指令値に一致するように
上記ベクトル制御回路にお４する誘導電動機の２次抵抗
の値を変更し、トルク゛指令値、回転数及び温度に対す
る２次抵抗の値をあらかじめ実験により調べ、この結果
を３次元マツプとして記憶している２次“抵抗マツプ記
憶回路と、を有し、上記トルク指令値及び回転周波数を上記２次抵抗マツプ
記憶回路に入力し、対応した２次抵抗値を算出し、この
２次抵抗値を上記ベクトル制御回路における２次抵抗値
として用い、制御を行うことを特徴とする。

［作用］このような誘導電動機の運転制御装置においては、可変
電源から供給される交流電力によって誘導電動機が運転
される。

ここで、トルク指令値、誘導電動機の回転数、温度は２
次抵抗マツプ記憶回路に供給される。この２次抵抗マツ
プ記憶回路には、実験によって求められた運転条件と２
次抵抗の関係が記憶されている。つまり、各種トルク指
令値、回転数、温度における誘導電動機の出力トルクが
トルク指令値に一致するように可変電源を制御するベク
トル制御回路における２次抵抗値を変化させ、この２次
抵抗値を３次元マツプとして記憶している。

このため、２次抵抗マツプ記憶回路は、供給されるトル
ク指令値、回転数、温度より対応する２次抵抗値を算出
する。そして、この２次抵抗値をベクトル制御回路に出
力し、このベクトル制御回路における２次抵抗値を変更
する。

このようにして、この誘導電動機の運転制御装置によれ
ば、マツプより２次抵抗値を算出するため、演算が簡単
になるにも拘らず、常に最適な２次抵抗値を用いた最適
な制御が行える。

［実施例］この発明の誘導電動機の運転制御装置の一実施例につい
て、図面に基づいて説明する。

第１図にこの制御装置を適用したシステムの概要を示す
。バッテリー０からの直流電力は、パルス幅制御方式の
電源変換装置１２によって所定の交流に変換され、誘導
電動機１４に供給される。

そして、これによって誘導電動機１４の運転が行なわれ
る。

この誘導電動機１４の回転数Ｎは回転計１６によって検
出され、回転角周波数ωとしてベクトル制御回路２０に
供給される。ベクトル制御回路２＊　　　　　　　　　
＊０は、トルク指令値τ　及び磁束指令値Φ０　に１１４
、電源角周波数指令値ω　１を算出するも＊のであり、これら算出値を電源変換装置１２に供給する
。

また、磁束指令値Φ　＊は磁束指令回路３０によって算
出する。つまり、磁束指令値Φθ＊は入力されるトルク
指令値１本及び回転角周波数ωより所定の演算式により
磁束指令値Φ　１を算出する。

ここで、ベクトル制御回路について説明すると、トルク
指令値１本は割算器３２に人力され、ここで磁束指令回
路３０から供給される磁束指令値Φ　＊との割算が行な
われる。そして、この結果は係数演算器３４に供給され
、ここで誘導電動機１４の特性値である５２７Ｍが乗算
される。ここで、Ｌ２は２次側リアクタンス、Ｍは相互
インダクタンスである（以下、同様の意味に用いる）。

そして、このようにして得られた次の式のトルク電流指
令値！　零が電源変換装置１２に供給されｔｑる。

１　　−（τ＊／Φ　＊）・（Ｌ　　／Ｍ）＊割算器３２の演算結果は割算器３６にも供給される。そ
して、ここで再度磁束指令回路３０から供給される磁束
指令Φ　＊による割算が行なわれる。そして、この演算
結果は係数乗算器３８に供給され、誘導電動機１４の２
次抵抗Ｒ２が乗算され、すべり角周波数指令値ω　＊が
算出される。

ω　＊−□　、、＊／、　　＊２ｓ　　　　　　２　　　　　　　　０このすべり角周波数ω　本は加算器４０に供給され、こ
こで回転計１６から供給された回転角層＊波数ωが加算され、電源角周波数指令値ω０　として、
電源変換装置１２に供給される。

さらに、磁束指令回路３０からの磁束指令値Φ０＊は係
数乗算機４２に供栢される。ここで係数１／Ｍが乗算さ
れた後、加算器４４及び係数乗算器４６に供給される。

係数乗算器４６は係数Ｌ２／Ｒ２を乗算する。そしてこ
の結果は微分器４８に供給されここで時間微分される。

この結果は、加算器４４に供給され、係数乗算器４２か
ら供給される演算結果と加算されれ次の励磁電流指令値
■　＊が算出され、これが電源変換装置１２ｄに供給される。

１’−ｄ／ｄｔ（Ｌ　　・Φ　”／Ｍ−Ｒ）なお、電源
変換装置１２はこれら供給されるトルク電流指令値Ｉ　
　、励磁電流指令値■　＊、＊ｔｑ　　　　　　　　　　　　　　　ｌｄ電源角周波数
指令値ω　＊に応じて、３相の一次電流１１を誘導電動
機１４に供給する。

ここで、この実施例においては、ＲＯＭからなる２次抵
抗マツプ記憶回路６０及び誘導電動機１４の温度を検出
する温度計６２が設けられている。

そして、この２次抵抗マツプ記憶回路６０は供給される
トルク指令値１本、回転数Ｎ及び温度ｔより対応する２次抵抗値Ｒ２をあらかじめ記憶しており、この対応
する２次抵抗値Ｒ２を出力する。そして、上記ベクトル
演算回路２０における２次抵抗値Ｒ２はこの２次抵抗マ
ツプ記憶回路６０から出力される２次抵抗値に変更され
るようになっている。

つまり、係数乗算器３８．４６及び磁束指令回路３０に
おける２次抵抗値Ｒ２が２次抵抗マツプ記憶回路６０か
らの出力値に変更される。このため、２次抵抗値は常に
最適の値に保持される。

次に、この２次抵抗マツプ記憶回路におけるマツプの作
成方法について説明する。

このマツプを作成する時には、誘導電動機１４のトルク
をａｌｌｌ定するためのトルク計７０を設ける。

そして、このトルク計によって誘導電動機１４のトルク
τを検出し、このトルクτを別に設けたＲ２決定回路７
２に入力する２二のＲ２決定回路７２にはトルク指令値
１本、回転計１６からの回転数Ｎ及び温度計６２からの
温度ｔが入力されている。

そして、Ｒ２決定回路７２は実験により２次抵抗マツプ
記憶回路６０におけるマツプを次のようにして作成する
。つまり、使用回転域、トルク域の中で、回転数Ｎ及び
トルク指令値１本を順次変更し、データをサンプリング
する。

まず、所定の回転数Ｎ、トルク指令値τ＊を決定する（
モータ回転数Ｎ、トルク指令値τ１決定）。次に、温度
計６２により誘導電動機１４の温度を検出しく温度を検
出）、出力トルクτをトルク計７０で検出する（実トル
クτを読む）。

そして、トルク指令値τ＊とトルク計７０で得られた実
トルクτを比較す・る（τ＊−で）。この比較の結果実
トルクτの方がトルク指令値より大きい場合は、２次抵
抗Ｒ２の値を所定地Δだけ減少し、すべり周波数指令値
ω　の値を減少させ、出力トルクτを減少させる（　Ｒ
２をΔ減少）。また、トルク指令値１本の方が実トルク
指令値τより小さいならば、２次抵抗値Ｒ２を反対に大
きくし、出力トルクτを小さく変更する（Ｒ２をΔ増加
）。

このようにして、Ｒ２決定回路７０によってベクトル制
御回路２０における２次抵抗値Ｒ２の値を順次変更し、
誘導電動機１４の回転数Ｎ及びトルク指令値１本とに応
じた値を求め、これを２次抵抗マツプ記憶回路６０に出
力する（Ｒ２出力）。

つまり、実トルクτがトルク指令値τ＊と一致するＲ　
の値をトルク指令値τ１、回転数Ｎ、温度ｔに対応して
求めていく。そして、これらの関係を２次抵抗マツプ記
憶回路６０に記憶していく。

このようにして、使用回転数及びトルク域における２次
抵抗値Ｒ２と運転条件の関係が、３次元マツプとして２
次抵抗マツプ記憶回路６ｏに記憶される。

そして、実際に運転する場合はトルク計７０及びＲ２決
定回路７２は取去り、２次抵抗マツプ記憶回路６０に記
憶されているマツプによって２次抵抗値Ｒ２を決定して
制御を行う。このため、運転条件に応じて常に最適の２
次抵抗値によってベクトル制御が行える。また、２次抵
抗値Ｒ２以外の誘導電動機１４の特性値が変化しても、
これらの変化は比較的小さいため、２次抵抗値の変化が
これらの変化を吸収してしまうため、常に正確なトルク
制御が行える。

［発明の効果］以上のように、この発明に係る誘導電動機の運転制御方
法によれば、既存のベクトル制御システムのシステム立
ち上げ時に２次抵抗マツプ記憶回路に２次抵抗値につい
てのマツプを記憶させれば、以後の運転においては２次
抵抗値の変化の予測など複雑な演算を行なわなくても良
い。このため、高応答性が確保出来るとともに、装置全
体が簡略化され、安価と出来るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る誘導電動機の運転制
御装置を適用した誘導電動機制御システムの全体構成を
示したブロック図、第２図は同実施例におけるＲ２決定回路７２における動
作を示すフローチャート図である。１２　・・・　電源変換装置１４　・・・　誘導電動機１６　・・・　回転計２０　・・・　ベクトル制御回路６０　・・・　２次抵抗マツプ記憶回路７０　・・・　
トルク計７２　・・・　Ｒ２決定回路

Claims

【特許請求の範囲】

（１）誘導電動機と、この誘導電動機への電力供給を制御する可変電源と、誘導電動機の回転数を検出する回転計と、誘導電動機の温度を検出する温度計と、トルク指令値及び上記回転数が入力され、あらかじめ記
憶している誘導電動機の相互インダクタンス、２次リア
クタンス、２次抵抗に応じて上記可変電源を制御するベ
クトル制御回路と、上記誘導電動機の出力トルクを検出し、これを上記トル
ク指令値と比較し、出力トルクがトルク指令値に一致す
るように上記ベクトル制御回路における誘導電動機の２
次抵抗の値を変更し、トルク指令値、回転数及び温度に
対する２次抵抗の値をあらかじめ実験により調べ、この
結果を３次元マップとして記憶している２次抵抗マップ
記憶回路と、を有し、上記トルク指令値及び回転周波数を上記２次抵抗マップ
記憶回路に入力し、対応した２次抵抗値を算出し、この
２次抵抗値を上記ベクトル制御回路における２次抵抗値
として用い、制御を行うことを特徴とする誘導電動機の
制御装置。