JPH01117684A - 誘導電動機の制御方法 - Google Patents
誘導電動機の制御方法Info
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- JPH01117684A JPH01117684A JP62273992A JP27399287A JPH01117684A JP H01117684 A JPH01117684 A JP H01117684A JP 62273992 A JP62273992 A JP 62273992A JP 27399287 A JP27399287 A JP 27399287A JP H01117684 A JPH01117684 A JP H01117684A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 22
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- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 57
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Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
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。
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、電気自動車などに用いる誘導電動機の制御
方法、特にそのエネルギー効率の改溌に関する。
方法、特にそのエネルギー効率の改溌に関する。
[従来の技術]
従来から交流電動機のトルク応答制御として、1次電流
を励磁電流とトルク電流に分解して考えるベクトル制御
が広く行なわれている。そして、誘導電動機のベクトル
制御は通常励磁電流を一定値としておき、トルク電流を
変更して出力トルクを制御している。
を励磁電流とトルク電流に分解して考えるベクトル制御
が広く行なわれている。そして、誘導電動機のベクトル
制御は通常励磁電流を一定値としておき、トルク電流を
変更して出力トルクを制御している。
また、特公昭61−59071号公報には誘導電動機の
回転数が所定値まで増加した時には、励磁電流を減少さ
せる界磁弱め制御について示されている。
回転数が所定値まで増加した時には、励磁電流を減少さ
せる界磁弱め制御について示されている。
さらに、特開昭58−49092号公報には、誘導電動
機の低負荷時において、励磁電流をあらかじめ定められ
た一定の比率で減少し、界磁弱め制御を行うことが示さ
れている。
機の低負荷時において、励磁電流をあらかじめ定められ
た一定の比率で減少し、界磁弱め制御を行うことが示さ
れている。
また、各出力トルク毎に最適な励磁電流値、トルク電流
値を実験により求めておき、この実験データに基づいて
、励磁電流値、トルク電流値を制御する方法も知られて
いる。
値を実験により求めておき、この実験データに基づいて
、励磁電流値、トルク電流値を制御する方法も知られて
いる。
[発明が解決しようとする問題点]
このような従来の誘導電動機の制御方法においては、次
のような問題点があった。
のような問題点があった。
(A)励磁電流を一定とする場合は、低負荷時にエネル
ギーの損失が大きいという問題点があった。
ギーの損失が大きいという問題点があった。
つまり、励磁電流を一定値とする場合は必要とされる最
大トルクに対応する値に励磁電流を固定する必要がある
。このため、低負荷領域においては、励磁電流が必要以
上に大きくなり、エネルギー損失が大きくなるという問
題点があった。そして、特に電機自動車の駆動源として
の誘導電動機のような場合、発進時、急加速時、上ぼり
坂走行時など高負荷の場合が多くある。このため、この
ような高トルク時に合わせて励磁電流値を設定すると、
低トルク時のエネルギーロスが非常に大きくなる。
大トルクに対応する値に励磁電流を固定する必要がある
。このため、低負荷領域においては、励磁電流が必要以
上に大きくなり、エネルギー損失が大きくなるという問
題点があった。そして、特に電機自動車の駆動源として
の誘導電動機のような場合、発進時、急加速時、上ぼり
坂走行時など高負荷の場合が多くある。このため、この
ような高トルク時に合わせて励磁電流値を設定すると、
低トルク時のエネルギーロスが非常に大きくなる。
(B)特公昭61−59071号公報記載のように高回
転時に界磁弱め制御を行っても、低負荷時のエネルギー
損失を減少することはできない。
転時に界磁弱め制御を行っても、低負荷時のエネルギー
損失を減少することはできない。
(C)特開昭57−49092号公報記載のように、低
負荷時に界磁弱め制御を行えば、ある程度のエネルギー
効率の改善は図れる。しかし、励磁電流値を最適値にで
きる訳ではなく、十分なエネルギー効率の改善は図れな
かった。また、トルク電流と励磁電流の配分を変更する
と、磁束が励磁電流に対して一次遅れになってい、るこ
とに起因して、過渡的にトルクはこれらの積に比例しな
くなり最適なトルク制御が行えなかった。
負荷時に界磁弱め制御を行えば、ある程度のエネルギー
効率の改善は図れる。しかし、励磁電流値を最適値にで
きる訳ではなく、十分なエネルギー効率の改善は図れな
かった。また、トルク電流と励磁電流の配分を変更する
と、磁束が励磁電流に対して一次遅れになってい、るこ
とに起因して、過渡的にトルクはこれらの積に比例しな
くなり最適なトルク制御が行えなかった。
(D)最適値をあらかじめ求めた実験データによって求
める方法によれば、かなりの場合に適当な励磁電流、ト
ルク電流の設定が行え、エネルギーロスを減少できる。
める方法によれば、かなりの場合に適当な励磁電流、ト
ルク電流の設定が行え、エネルギーロスを減少できる。
しかし、この方法で精度を上げるためには、実験量をそ
れだけ多くしなければならず、また実験条件の設定上の
都合上すべての場合に十分な対応をすることは困難であ
った。
れだけ多くしなければならず、また実験条件の設定上の
都合上すべての場合に十分な対応をすることは困難であ
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、トルク指令値に変化のない時はすべり
角周波数を誘導電動機の特性値から演算算出した銅損を
最小とする最適すべり角周波数に保持するため、この状
態でのエネルギー効率を最適に保つことができトルク指
令値が変化する時はベクトル制御により応答性の良い制
御が行える誘導電動機の制御方法を提供することを目的
とする。
たものであって、トルク指令値に変化のない時はすべり
角周波数を誘導電動機の特性値から演算算出した銅損を
最小とする最適すべり角周波数に保持するため、この状
態でのエネルギー効率を最適に保つことができトルク指
令値が変化する時はベクトル制御により応答性の良い制
御が行える誘導電動機の制御方法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]
この発明の誘導電動機の制御方法は、トルク指令値に基
づいて誘導電動機への電力供給を制御する誘導電動機の
制御方法において、トルク指令値の変化が実質的にある
場合は励磁電流を一定値に保ったまますべり周波数およ
びトルク電流を変更するベクトル制御を行い、誘導電動
機の出力トルクを上記トルク指令値に応じたものとし、
トルク指令値の変化が実質的にない場合は、すべり周波
数を上記誘導電動機の1次側抵抗、2次側抵抗、相互イ
ンダクタンス、2次側リアクタンスの各特性値から演算
算出して得た上記誘導電動機における銅損を最小とする
最適すべり角周波数とするとともに、励磁電流及びトル
ク電流を」−記トルク指令値に応じたものとし、誘導電
動機の出力トルクを上記トルク指令値に応じたものとす
ることを特徴とする。
づいて誘導電動機への電力供給を制御する誘導電動機の
制御方法において、トルク指令値の変化が実質的にある
場合は励磁電流を一定値に保ったまますべり周波数およ
びトルク電流を変更するベクトル制御を行い、誘導電動
機の出力トルクを上記トルク指令値に応じたものとし、
トルク指令値の変化が実質的にない場合は、すべり周波
数を上記誘導電動機の1次側抵抗、2次側抵抗、相互イ
ンダクタンス、2次側リアクタンスの各特性値から演算
算出して得た上記誘導電動機における銅損を最小とする
最適すべり角周波数とするとともに、励磁電流及びトル
ク電流を」−記トルク指令値に応じたものとし、誘導電
動機の出力トルクを上記トルク指令値に応じたものとす
ることを特徴とする。
[作用]
この発明によれば、最初に誘導電動機の1次側抵抗、2
次側抵抗、相互インダクタンス、2次側リアクタンスの
各特性値から該誘導電動機の銅損を最小とする最適すべ
り角周波数を演算算出する。
次側抵抗、相互インダクタンス、2次側リアクタンスの
各特性値から該誘導電動機の銅損を最小とする最適すべ
り角周波数を演算算出する。
そして、トルク指令値が変化しない場合は、すべり周波
数をこの最適すべり角周波数にするとともに、励磁電流
及びトルク電流をトルク指令に対応した所定値にする。
数をこの最適すべり角周波数にするとともに、励磁電流
及びトルク電流をトルク指令に対応した所定値にする。
また、トルク指令値が変化する場合は、励磁電流を一定
に保った状態ですべり周波数およびトルク電流を変更し
出力トルクを制御するベクトル制御を行う。
に保った状態ですべり周波数およびトルク電流を変更し
出力トルクを制御するベクトル制御を行う。
このように、トルク指令値の変化する過渡状態において
は応答性の良いベクトル制御を行い、変化のない場合は
すべり角周波数を最適すべり角周波数にするとともに、
トルク指令値に励磁電流及びトルク電流の両方をトルク
指令値に応じたちのとする。このため、トルク指令値の
変化量が大きい場合には応答性の良い制御が行えるにも
かかわれず、トルク指令値の変化量がない場合には、低
トルク領域及び高トルク領域の両方において、エネルギ
ー効率の最適化制御が行え、エネルギー損失を最小限に
おさえることができる。
は応答性の良いベクトル制御を行い、変化のない場合は
すべり角周波数を最適すべり角周波数にするとともに、
トルク指令値に励磁電流及びトルク電流の両方をトルク
指令値に応じたちのとする。このため、トルク指令値の
変化量が大きい場合には応答性の良い制御が行えるにも
かかわれず、トルク指令値の変化量がない場合には、低
トルク領域及び高トルク領域の両方において、エネルギ
ー効率の最適化制御が行え、エネルギー損失を最小限に
おさえることができる。
[実施例]
この発明に係る誘導電動機の制御方法を適用した電気自
動車の一実施例について図面に基づいて説明する。
動車の一実施例について図面に基づいて説明する。
直流電源10からの直流電力は、PWM(パルス幅変5
!l)制御を行うインバータ主回路12のスイッチング
トランジスタ(図示せず)のスイッチング制御によって
、所定の交流電力に変換され、誘導電動機14に供給さ
れる。そして、誘導電動機14が駆動制御されることに
よって、電気自動車の走行が制御される。
!l)制御を行うインバータ主回路12のスイッチング
トランジスタ(図示せず)のスイッチング制御によって
、所定の交流電力に変換され、誘導電動機14に供給さ
れる。そして、誘導電動機14が駆動制御されることに
よって、電気自動車の走行が制御される。
この誘導電動機14の回転数ω「はタコジェネレータ1
6によって検出される。そして、この回転数ωrは加算
器18に供給される。また、誘導電動機14への供給電
流量は電流センサ20によって計測され、この電流量の
計測値は2−3相変換器22に供給される。
6によって検出される。そして、この回転数ωrは加算
器18に供給される。また、誘導電動機14への供給電
流量は電流センサ20によって計測され、この電流量の
計測値は2−3相変換器22に供給される。
2−3相変換器22は、励磁電流指令値■0およびトル
ク電流指令値ITおよび電源角周波数指令値ω0の供給
を受け、これを3相の電流指令値Iu% Iv、Ivに
変換し、インバータ主回路12のスイッチングを制御す
る。
ク電流指令値ITおよび電源角周波数指令値ω0の供給
を受け、これを3相の電流指令値Iu% Iv、Ivに
変換し、インバータ主回路12のスイッチングを制御す
る。
そして、この2−3相変換器22に供給される励磁電流
指令値IO、トルク電流指令値ITおよび電源角周波数
指令値ω0はベクトル制御演算部100、遷移制御演算
部200、すべり一定最適制御演算部300のいずれか
から供給される。この演算部の選択は、トルク指令値T
qの変化を検出する制御部決定部400からの選択信号
Cによって行われる。
指令値IO、トルク電流指令値ITおよび電源角周波数
指令値ω0はベクトル制御演算部100、遷移制御演算
部200、すべり一定最適制御演算部300のいずれか
から供給される。この演算部の選択は、トルク指令値T
qの変化を検出する制御部決定部400からの選択信号
Cによって行われる。
ここで、第2図に基づいてこの制御全体の流れを説明す
る。
る。
スタートすると、最初にベクトル制御演算部100にお
ける励磁電流指令値■0を最大値10maXに設定する
(10=10max)。これは、スタート時点では最大
トルク指令ITmaxに備えたおいた方が良いからであ
る。
ける励磁電流指令値■0を最大値10maXに設定する
(10=10max)。これは、スタート時点では最大
トルク指令ITmaxに備えたおいた方が良いからであ
る。
次に、トルク指令値Tqを制御部決定部400が取込む
(トルク指令値Tq)。そして、ここでこのTqに変化
があったかどうかをチエツクする(Tq変化あり)。ス
タート直後の場合はトルク指令値Tqに変化があるので
、制御部決定部400は選択信号Cによってベクトル制
御演算部100を選択する(Yes)。
(トルク指令値Tq)。そして、ここでこのTqに変化
があったかどうかをチエツクする(Tq変化あり)。ス
タート直後の場合はトルク指令値Tqに変化があるので
、制御部決定部400は選択信号Cによってベクトル制
御演算部100を選択する(Yes)。
ベクトル制御演算部100は、IOをIOmaxに保持
した状態で入力されるトルク指令値Tqに対応したすべ
り角周波数ωss l’ルク電流指令値ITを演算算出
する(ベクトル制御演算)。そして、この演算によって
得たトルク電流指令値IT。
した状態で入力されるトルク指令値Tqに対応したすべ
り角周波数ωss l’ルク電流指令値ITを演算算出
する(ベクトル制御演算)。そして、この演算によって
得たトルク電流指令値IT。
および上記夏Omaxを励磁電流指令■0として2−3
相変換器22に出力する。また、演算によって得たすべ
り周波数wsを加算器18を開し、2−3相変換器22
に出力する。この出力が終った後、制御部決定部400
におけるカウント時間Tをリセットする(T−0)。
相変換器22に出力する。また、演算によって得たすべ
り周波数wsを加算器18を開し、2−3相変換器22
に出力する。この出力が終った後、制御部決定部400
におけるカウント時間Tをリセットする(T−0)。
2−3相変換器22は供給された励磁電流指令値IO、
トルク電流指令値ITから一次電流指令値11を算出し
、これを加算器18から供給される電源周波数ωOによ
って3相−吹型流値1u。
トルク電流指令値ITから一次電流指令値11を算出し
、これを加算器18から供給される電源周波数ωOによ
って3相−吹型流値1u。
Iv% Iwを決定する。そして、この3Iロ一次電流
指令値に基づいてインバータ主回路12を制御する(I
u、Iv、1w出力)。
指令値に基づいてインバータ主回路12を制御する(I
u、Iv、1w出力)。
そして、次のループのトルク指令Tqの取込みに戻る(
トルク指令値Tq)。ここで、トルク電流指令値Tqの
変化をチエツクし、変化がある場合は、上述の場合と同
じようにベクトル制御を行う。
トルク指令値Tq)。ここで、トルク電流指令値Tqの
変化をチエツクし、変化がある場合は、上述の場合と同
じようにベクトル制御を行う。
次に、トルク指令Tqに変化がない場合はカウント時間
Tに所定値、例えば1を加算する(Tインクリメント)
。ベクトル制御を行った時は上述のカウント時間Tが0
になっているので、このカウント時間Tは、トルク指令
値Tqの変化がない時間をカウントしたものとなる。
Tに所定値、例えば1を加算する(Tインクリメント)
。ベクトル制御を行った時は上述のカウント時間Tが0
になっているので、このカウント時間Tは、トルク指令
値Tqの変化がない時間をカウントしたものとなる。
次に、このカウント時間Tをあらかじめ記憶されている
所定時間ΔTと比較する(T>ΔT)。
所定時間ΔTと比較する(T>ΔT)。
この所定時間ΔTは、ベクトル制御から他の制御に移る
場合の実質的にトルク指令値Tqが一定であることを判
断する時間となっている。そして、このカウント時間T
が所定時間へTより小さい場合(No)は、トルク指令
値Tqが変化していないとの判断は゛できないため、ト
ルク指令値Tqの取込みに戻る。
場合の実質的にトルク指令値Tqが一定であることを判
断する時間となっている。そして、このカウント時間T
が所定時間へTより小さい場合(No)は、トルク指令
値Tqが変化していないとの判断は゛できないため、ト
ルク指令値Tqの取込みに戻る。
このループを繰返しカウント時間Tが所定時間ΔTより
大きくなった場合は、トルク指令値Tqが実質的に一定
とみなせるので、制御部決定部400は選択信号Cの変
更によって他の制御部、つまり遷移制御演算部200ま
たはすべり一定最適制御演算部300を選択する。
大きくなった場合は、トルク指令値Tqが実質的に一定
とみなせるので、制御部決定部400は選択信号Cの変
更によって他の制御部、つまり遷移制御演算部200ま
たはすべり一定最適制御演算部300を選択する。
この選択のため、カウント時間Tと所定時間ΔTの2倍
の値と比較する(T〉2ΔT)。そして、カウント時間
TがΔTと2ΔTの間にある場合は遷移制御演算部20
0を選択し、2ΔT以上の場合は、すべり一定最適制御
演算部300を選択する。つまり、遷移制御演算部20
0は、トルク指令値Tqが所定時間T秒以上一定である
場合にベクトル制御からすベリ一定最適制御に直接切替
えず一度経由する演算部である。なお、ここで、すべり
一定最適制御演算部300に切替えるまでの時間として
ΔTを使用したが、他の適当な値でも良い。
の値と比較する(T〉2ΔT)。そして、カウント時間
TがΔTと2ΔTの間にある場合は遷移制御演算部20
0を選択し、2ΔT以上の場合は、すべり一定最適制御
演算部300を選択する。つまり、遷移制御演算部20
0は、トルク指令値Tqが所定時間T秒以上一定である
場合にベクトル制御からすベリ一定最適制御に直接切替
えず一度経由する演算部である。なお、ここで、すべり
一定最適制御演算部300に切替えるまでの時間として
ΔTを使用したが、他の適当な値でも良い。
遷移制御演算部2001すべり一定最適制御演算部30
0は独自の演算式によって、励磁電流指令値IO、トル
ク電流指令値IT、すべり角周波数ωSを演算算出し、
これを2−3相変換器22および加算器18に出力する
。そして、これらの値に基づいて、2−3相変換器18
がインバータ主囲路12におけるスイッチングを制御し
、誘導電動機14の出力トルク制御を行う。
0は独自の演算式によって、励磁電流指令値IO、トル
ク電流指令値IT、すべり角周波数ωSを演算算出し、
これを2−3相変換器22および加算器18に出力する
。そして、これらの値に基づいて、2−3相変換器18
がインバータ主囲路12におけるスイッチングを制御し
、誘導電動機14の出力トルク制御を行う。
このようにして、トルク指令値Tqの一定な時間がが所
定時間ΔTから2ΔTの時は遷移制御演算部200によ
る制御が行なわれ、一定な時間が2ΔTを越えた場合は
すべり一定最適制御演算部300による制御が行なわれ
る。また、トルク指令値Tsの一定な時間がΔT以下の
場合はベクトル制御演算部100による制御が引き続き
行なわれる。
定時間ΔTから2ΔTの時は遷移制御演算部200によ
る制御が行なわれ、一定な時間が2ΔTを越えた場合は
すべり一定最適制御演算部300による制御が行なわれ
る。また、トルク指令値Tsの一定な時間がΔT以下の
場合はベクトル制御演算部100による制御が引き続き
行なわれる。
次に、ベクトル制御演算部100におけるベクトル制御
、遷移制御演算部200における遷移制御およびすべり
一定最適制御演算部300での演算におけるすべり一定
最適制御について説明する。
、遷移制御演算部200における遷移制御およびすべり
一定最適制御演算部300での演算におけるすべり一定
最適制御について説明する。
まず、ベクトル制御演算部100においては、従来から
周知のように励磁電流を一定値に保持した状態で、出力
トルクTが所定値となるようにすべり角周波数ωSおよ
びトルク電流指令値■0を決定する。すなわち、誘導電
動機14の励磁方向およびトルク方向の2軸に分けた状
態式より、次のように各値を決定する。
周知のように励磁電流を一定値に保持した状態で、出力
トルクTが所定値となるようにすべり角周波数ωSおよ
びトルク電流指令値■0を決定する。すなわち、誘導電
動機14の励磁方向およびトルク方向の2軸に分けた状
態式より、次のように各値を決定する。
lo−1α(一定)
Φ2−MIα(一定)
ω5−R2・Tq/Φ22
IT−(L2+12)ωS・Φ2/M−R2ここで、I
Oは励磁電流指令値、Iuは定数、Φ2は2次磁束、M
は相互インダクタンス、R2は2次抵抗、Tqはトルク
指令値、ωSはすべり角周波数指令値、R2は2次イン
ダクタンス、12は漏れインダクタンス、ITはトルク
電流指令値である。
Oは励磁電流指令値、Iuは定数、Φ2は2次磁束、M
は相互インダクタンス、R2は2次抵抗、Tqはトルク
指令値、ωSはすべり角周波数指令値、R2は2次イン
ダクタンス、12は漏れインダクタンス、ITはトルク
電流指令値である。
このようにして、あらかじめ定められている定数Iα(
スタート当初は上述のように■αとして10maxが採
用される)より2次磁束Φ2を決定し、この2次磁束Φ
2とトルク指令値Tqとよりすべり周波数指令値ωS1
さらにトルク電流指令値ITを算出する。そして、これ
ら励磁電流指令値IO、トルク電流指令値IT、すべり
角周波数指令値ωSに基づいてインバータ主回路におけ
るスイッチングを制御する。
スタート当初は上述のように■αとして10maxが採
用される)より2次磁束Φ2を決定し、この2次磁束Φ
2とトルク指令値Tqとよりすべり周波数指令値ωS1
さらにトルク電流指令値ITを算出する。そして、これ
ら励磁電流指令値IO、トルク電流指令値IT、すべり
角周波数指令値ωSに基づいてインバータ主回路におけ
るスイッチングを制御する。
これによってトルク指令値Isの変化に対する応答性の
よいベクトル制御が行える。
よいベクトル制御が行える。
次に、すべり一定最適制御演算部300における演算に
ついて説明する。このすべり一定最適制御演算部300
は誘導電動機14の特性値より最適すべり角周波数ω5
m1nを算出し、ここに記憶しており、すべり角周波数
をこの最適角周波数ω5IIlinに保持する。
ついて説明する。このすべり一定最適制御演算部300
は誘導電動機14の特性値より最適すべり角周波数ω5
m1nを算出し、ここに記憶しており、すべり角周波数
をこの最適角周波数ω5IIlinに保持する。
そこで、この最適すべり角周波数ω5m1nの算出方法
について以下に説明する。まず、誘導電動機14を2軸
変換した場合の等価回路を第3図に示す。ここで、すべ
り一定最適制御演算部300による・制御を行う場合は
、定常状態のため、次のような関係が成立つことが分る
。
について以下に説明する。まず、誘導電動機14を2軸
変換した場合の等価回路を第3図に示す。ここで、すべ
り一定最適制御演算部300による・制御を行う場合は
、定常状態のため、次のような関係が成立つことが分る
。
lid■Φ2/M
I 1 q −((L2+ 12) /R21・ωS・
Φ2/M 2d−0 12q冨−ωSIIΦ2/R2 ここで、ildは1次側励磁電流でIOに対応するもの
であり、ilqは1次側トルク電流でITに対応するも
のであり、12dは%12Qはそれぞれ2次側の励磁電
流、トルク電流である。また、ωSはすべり角周波数、
R2は2次側インダクタンス、12は2次側漏れインダ
クタンス、R2は2次側抵抗、Φ2は2次側磁束である
。
Φ2/M 2d−0 12q冨−ωSIIΦ2/R2 ここで、ildは1次側励磁電流でIOに対応するもの
であり、ilqは1次側トルク電流でITに対応するも
のであり、12dは%12Qはそれぞれ2次側の励磁電
流、トルク電流である。また、ωSはすべり角周波数、
R2は2次側インダクタンス、12は2次側漏れインダ
クタンス、R2は2次側抵抗、Φ2は2次側磁束である
。
また、出力トルクTは、
T■Φ2 Φ 12q
であり、これをすべり周波数ωSを使って表せば次のよ
うになる。
うになる。
TmωsaΦ22/R2
る。
ここで、この最適すべり角周波数のω5IIIinの算
出は、誘導電動11!114の定常回転時において、特
定のすべり角周波数ωで誘導電動機14の銅損りが最小
となること基本とする。
出は、誘導電動11!114の定常回転時において、特
定のすべり角周波数ωで誘導電動機14の銅損りが最小
となること基本とする。
そして、誘電電動機14における抵抗への電流流通の際
のエネルギー損失である銅損りは、電流の2乗に抵抗を
乗算したものなので、次のように表せることになる。
のエネルギー損失である銅損りは、電流の2乗に抵抗を
乗算したものなので、次のように表せることになる。
L−(lid +11q2)R1
+ (I2d +12q”)R2
−T [[1+ (R2+12) 2/M2XRI/R
21ωs+R1・R27M2×1/ωS] この銅損りを最小にするωs1つまり最適すべり角周波
数ωS■inを求める為には、この銅損りをωSで微分
し、これが0となるωSを求めればよい。このようにし
て、最適すべり角周波数ω5sinが次式のように求め
られる。
21ωs+R1・R27M2×1/ωS] この銅損りを最小にするωs1つまり最適すべり角周波
数ωS■inを求める為には、この銅損りをωSで微分
し、これが0となるωSを求めればよい。このようにし
て、最適すべり角周波数ω5sinが次式のように求め
られる。
05m1n −[R1・R22/ (M2 ・R2
+R1(R2+12> 2) ] 0・5また、すべ
り周波数ωSをこの最適すべり角周波数ω5m1nに固
定すると、励磁電流10はトルク指令値Tqに応じて次
のように表される。ここで、この時の励磁電光工0をI
α′とする。
+R1(R2+12> 2) ] 0・5また、すべ
り周波数ωSをこの最適すべり角周波数ω5m1nに固
定すると、励磁電流10はトルク指令値Tqに応じて次
のように表される。ここで、この時の励磁電光工0をI
α′とする。
IO■Iα′
I a −= (R2・Tq/ωsm[n ) ”5/
Mさらにトルク電流指令値IT、2次磁束Φ2は次のよ
うになる。
Mさらにトルク電流指令値IT、2次磁束Φ2は次のよ
うになる。
IT−((R2+12)/M−R21
・(05m1n −Tq/R2) ’°5Φ2− (
R2・Tq/ω5m1n ) ’°5このようにすべ
り一定最適制御演算部300では、誘導電動機14の特
性値より定常状態における洞損りの最小となる最・適す
ベリ角周波数ωS1n算出する。そして、すべり周波数
ωSを最適周波数ωs minにした状態で励磁電流指
令値IO、トルク電流指令値!Tをトルク電流指令値T
qに応じた値とする。このため、定常状態においてエネ
ルギー効率の非常に良い運転が可能となる。なお、この
最適すべり角周波数ωS、臆inはすべり角周波数指令
値として加算器18にを介し、励磁電流指令値l01I
・ルク電流指令値ITは直接2−3相変換器22に供給
される。
R2・Tq/ω5m1n ) ’°5このようにすべ
り一定最適制御演算部300では、誘導電動機14の特
性値より定常状態における洞損りの最小となる最・適す
ベリ角周波数ωS1n算出する。そして、すべり周波数
ωSを最適周波数ωs minにした状態で励磁電流指
令値IO、トルク電流指令値!Tをトルク電流指令値T
qに応じた値とする。このため、定常状態においてエネ
ルギー効率の非常に良い運転が可能となる。なお、この
最適すべり角周波数ωS、臆inはすべり角周波数指令
値として加算器18にを介し、励磁電流指令値l01I
・ルク電流指令値ITは直接2−3相変換器22に供給
される。
次に、ベクトル制御からすべり一定制御に移行する際の
制御である遷移制御演算部200における遷移制御につ
いて説明する。
制御である遷移制御演算部200における遷移制御につ
いて説明する。
つまり、トルク指令Tqが61秒間変化しない場合は、
次の61秒間は出力トルクを一定として、すべり角周波
数ωSを最適すべり角周波数ω5slnに変化させる。
次の61秒間は出力トルクを一定として、すべり角周波
数ωSを最適すべり角周波数ω5slnに変化させる。
ここで、出力トルクTをトルク指令値Tgに応じたもの
とするためには、励磁電流IOを最適すべり周波数ωs
m1nに対応した励磁電流指令値Iα″とする必要が
ある。
とするためには、励磁電流IOを最適すべり周波数ωs
m1nに対応した励磁電流指令値Iα″とする必要が
ある。
この励磁電流IOの変更を瞬時に行うと、その制御が滑
かでなくなるため、遷移制御演算部200によってこの
接続を滑かにする制御を行う。
かでなくなるため、遷移制御演算部200によってこの
接続を滑かにする制御を行う。
第1の例としては、この励磁電流IOをベクトル制御に
おける一定値Iαからすベリ一定最適制御における励磁
電流1a−に変更する際2次関数とする。
おける一定値Iαからすベリ一定最適制御における励磁
電流1a−に変更する際2次関数とする。
つまり、遷移制御演算部300における制御が61秒間
で完了するとして励磁電流■0が次のように変化させる
。
で完了するとして励磁電流■0が次のように変化させる
。
1O−(Iα−1α′)(t−ΔT)2/ΔT”+1α
′ この式に従えば、励磁電流IOはIαからIα゛に2次
関数で滑かに変化する。
′ この式に従えば、励磁電流IOはIαからIα゛に2次
関数で滑かに変化する。
なお、上式に代えて下式のような直線で変化させても良
い。
い。
1O−(Iα−−1α)1/ΔT+Iαここで、第4図
に励磁電流IOを2次関数で変化させた場合と直線で変
化させた場合の変化の状態を示す。
に励磁電流IOを2次関数で変化させた場合と直線で変
化させた場合の変化の状態を示す。
このように、励磁電流■0を変更した場合の2吹繊束Φ
2は次のようになる。
2は次のようになる。
Φ2=exp (−に/R2)
(jexp (r/K)dr+MφI(Z)そして、こ
のような2吹繊束Φ2に対し、出力トルクをトルク指令
値Tqに対応したものとするため、トルク電流指令値I
T、すべり角周波数ωSは次のようになる。
のような2吹繊束Φ2に対し、出力トルクをトルク指令
値Tqに対応したものとするため、トルク電流指令値I
T、すべり角周波数ωSは次のようになる。
IT−(K−R2−Tq)/MφΦ2
(IJs −M 争 IT/K ・ Φ 2この
ようにして、ベクトル制御からすべり一定最適制御への
切替えが行なわれる。
ようにして、ベクトル制御からすべり一定最適制御への
切替えが行なわれる。
また、遷移制御またはすべり一定最適制御を行っている
時にトルク指令値Tqが変化した場合は第2図のフロー
チャートから明らかなようにベクトル制御に戻る。ここ
で、ベクトル制御の場合励磁電流■0を一定値に保持す
る。そこで、この励磁電流IOは直前の値を保持するこ
ととする。つまり、すべり一定最適制御などにおける励
磁電流値IOをそのままIαとして保持することとなる
。
時にトルク指令値Tqが変化した場合は第2図のフロー
チャートから明らかなようにベクトル制御に戻る。ここ
で、ベクトル制御の場合励磁電流■0を一定値に保持す
る。そこで、この励磁電流IOは直前の値を保持するこ
ととする。つまり、すべり一定最適制御などにおける励
磁電流値IOをそのままIαとして保持することとなる
。
なお、トルク指令値Tqが例えば最大トルク指令値T
Q ff1aXとなった場合には、励磁電流指令値IO
も最大励磁電流指令値IOmaxとする必要がある。こ
のため、励磁電流IOが低いために十分な出力トルクを
得られない場合には、励磁電流指令値IOを変更できる
ようにするとよい。例えば、遷移制御で用いた励磁電流
指令値■0の変更方法をそのまま用いて、励磁電流指令
値IOを最大励磁電流指令値10maxに変更してもよ
い。
Q ff1aXとなった場合には、励磁電流指令値IO
も最大励磁電流指令値IOmaxとする必要がある。こ
のため、励磁電流IOが低いために十分な出力トルクを
得られない場合には、励磁電流指令値IOを変更できる
ようにするとよい。例えば、遷移制御で用いた励磁電流
指令値■0の変更方法をそのまま用いて、励磁電流指令
値IOを最大励磁電流指令値10maxに変更してもよ
い。
以上のように、この実施例の方法によればトルク指令値
Tqが一定の場合には誘導電動機14の特性値から銅損
りを最小とできるすべり周波数ωs a+1nに保持し
、エネルギー効率の非常に良い制御が行える。
Tqが一定の場合には誘導電動機14の特性値から銅損
りを最小とできるすべり周波数ωs a+1nに保持し
、エネルギー効率の非常に良い制御が行える。
(B)トルク指令値Tqが変化する過渡期には、従来と
同様の励磁電流指令値IOを一定に保持するベクトル制
御により応答性の良い制御が行える。
同様の励磁電流指令値IOを一定に保持するベクトル制
御により応答性の良い制御が行える。
(C)さらに、ベクトル制御からすベリ一定最適制御に
移行する際には、励磁電流指令値IOを変更しなければ
ならないが、遷移制御演算部200によりこの移行をス
ムーズに行うことができる。
移行する際には、励磁電流指令値IOを変更しなければ
ならないが、遷移制御演算部200によりこの移行をス
ムーズに行うことができる。
なお、以上の実施例においては、トルク指令値Tqに変
化があるかどうかの判定に、所定の時間61秒間トルク
指令値Tqに変化がないかどうかのチエツクを行ったが
、これに限らず下記のような方法でも良い。
化があるかどうかの判定に、所定の時間61秒間トルク
指令値Tqに変化がないかどうかのチエツクを行ったが
、これに限らず下記のような方法でも良い。
つまり、ある時間TAにおけるトルク指令値をTqAと
し所定の時間Δ後のトルク指令値をTqΔとし、下記の
場合にトルク指令値Tqに変化があると判定することな
どが考えられる。
し所定の時間Δ後のトルク指令値をTqΔとし、下記の
場合にトルク指令値Tqに変化があると判定することな
どが考えられる。
(A)ΔTqlIIIITqΔ−TqA l≠0(B)
トルク指令値Tqの微分値の絶対値が所定の微小値ε以
上の場合。
トルク指令値Tqの微分値の絶対値が所定の微小値ε以
上の場合。
つまり、
+ (TQΔ−TqA)/Δ1〉ε
(C)トルク指令値TqΔが所定の定数αより大きい場
合。
合。
TqΔ〉α
(D)トルク指令値Tqの変化の絶対値が所定の定数β
を越える場合。
を越える場合。
ΔTq>β
[発明の効果]
以上のように、この発明に係る誘導電動機の制御方法に
よれば、トルク指令値が一定の場合にすべり角周波数を
銅損を最小とできる最適角周波数とするので、エネルギ
ー損失の少ない誘導伝動機の運転が行え、トルク指令値
が変化している場合にはベクトル制御を行うので、応答
性の良い制御が行える。
よれば、トルク指令値が一定の場合にすべり角周波数を
銅損を最小とできる最適角周波数とするので、エネルギ
ー損失の少ない誘導伝動機の運転が行え、トルク指令値
が変化している場合にはベクトル制御を行うので、応答
性の良い制御が行える。
第1図はこの発明の一実施例に係る誘導電動機の制御方
法を適用したシステムのブロック図、第2図は同実施例
の動作を示すフローチャート図、 第3図は同実施例の誘導電動機14の等価回路図、 第4図は遷移制御における励磁電流の変化を示す特性図
である。 10 ・・・ 直流電源 12 ・・・ インバータ主回路 14 ・・・ 誘導電動機 100 ・・・ ベクトル制御演算部 200 ・・・ 遷移制御演算部 300 ・・・ すベリ一定最適制御演算部400 ・
・・ 制御部決定部
法を適用したシステムのブロック図、第2図は同実施例
の動作を示すフローチャート図、 第3図は同実施例の誘導電動機14の等価回路図、 第4図は遷移制御における励磁電流の変化を示す特性図
である。 10 ・・・ 直流電源 12 ・・・ インバータ主回路 14 ・・・ 誘導電動機 100 ・・・ ベクトル制御演算部 200 ・・・ 遷移制御演算部 300 ・・・ すベリ一定最適制御演算部400 ・
・・ 制御部決定部
Claims (3)
- (1)トルク指令値に基づいて誘導電動機への電力供給
を制御する誘導電動機の制御方法において、トルク指令
値の変化が実質的にある場合は励磁電流を一定値に保っ
たまますべり周波数およびトルク電流を変更するベクト
ル制御を行い、誘導電動機の出力トルクを上記トルク指
令値に応じたものとし、 トルク指令値の変化が実質的にない場合は、すべり周波
数を上記誘導電動機の1次側抵抗、2次側抵抗、相互イ
ンダクタンス、2次側リアクタンスの各特性値から演算
算出して得た上記誘導電動機における銅損を最小とする
最適すべり角周波数とするとともに、励磁電流及びトル
ク電流を上記トルク指令値に応じたものとし、誘導電動
機の出力トルクを上記トルク指令値に応じたものとする
ことを特徴とする誘導電動機の制御方法。 - (2)特許請求の範囲第1項記載の方法において、上記
最適すべり角周波数は次式によって演算算出することを
特徴とする誘導電動機の制御方法。 ωsmin=[R1・R2^2/ {M^2R2+R1(L2+l2)^2}]^0^.^
5(ここで、ωsminは最適すべり角周波数、R1は
1次側抵抗、R2は2次側抵抗、Mは1次側2次側の相
互インダクタンス、L2は2次側インダクタンス、12
は2次側漏れインダクタンスである) - (3)特許請求の範囲第1項または第2項記載の方法に
おいて、上記ベクトル制御を行う際の励磁電流は、その
ベクトル制御を始める直前の値に保持することを特徴と
する誘導電動機の制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62273992A JP2615688B2 (ja) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | 誘導電動機の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62273992A JP2615688B2 (ja) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | 誘導電動機の制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01117684A true JPH01117684A (ja) | 1989-05-10 |
JP2615688B2 JP2615688B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=17535437
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62273992A Expired - Lifetime JP2615688B2 (ja) | 1987-10-28 | 1987-10-28 | 誘導電動機の制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2615688B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991007008A1 (en) * | 1989-11-02 | 1991-05-16 | Fanuc Ltd | Main shaft motor control method |
EP0831577A3 (en) * | 1996-09-23 | 1998-07-08 | Motorola, Inc. | Method for controlling an electric motor and electric apparatus |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56159984A (en) * | 1980-05-13 | 1981-12-09 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | Inverter controlling device |
JPS6028783A (ja) * | 1983-07-27 | 1985-02-13 | Hitachi Ltd | 誘導機の制御装置 |
-
1987
- 1987-10-28 JP JP62273992A patent/JP2615688B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56159984A (en) * | 1980-05-13 | 1981-12-09 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | Inverter controlling device |
JPS6028783A (ja) * | 1983-07-27 | 1985-02-13 | Hitachi Ltd | 誘導機の制御装置 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1991007008A1 (en) * | 1989-11-02 | 1991-05-16 | Fanuc Ltd | Main shaft motor control method |
EP0831577A3 (en) * | 1996-09-23 | 1998-07-08 | Motorola, Inc. | Method for controlling an electric motor and electric apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2615688B2 (ja) | 1997-06-04 |
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