JPH01202191A - Control system for induction motor - Google Patents

Control system for induction motor

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JPH01202191A
JPH01202191A JP63025662A JP2566288A JPH01202191A JP H01202191 A JPH01202191 A JP H01202191A JP 63025662 A JP63025662 A JP 63025662A JP 2566288 A JP2566288 A JP 2566288A JP H01202191 A JPH01202191 A JP H01202191A
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JP
Japan
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vector
primary
command
current
induction motor
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Application number
JP63025662A
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Japanese (ja)
Inventor
Keijiro Sakai
慶次郎 酒井
Nobuyoshi Muto
信義 武藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the instruction value error of a primary current vector due to the influence of an iron loss angle by obtaining the iron loss angle respon sive to a primary frequency from a memory. CONSTITUTION:An iron loss angle delta responsive to a primary angular frequency command omega1' is stored in an iron loss angle memory 10. A primary current vector calculator 11 obtains the value of the iron loss angle delta responsive to a primary frequency f1 from the memory 10, and obtains the magnitude ¦I1'¦ of a momentary primary current command and a phase command theta' by consider ing the angle delta. As a result, since the instruction value error of the primary current vector due to the influence of the angle delta can be prevented, an accurate vector control is performed even in a high speed range.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は誘導電動機の速度やトルクを高応答に制御する
ベクトル制御装置に係り、特に高速(高周波領域)まで
駆動する可変速装置に好適なベクトル制御方式に関する
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention relates to a vector control device that controls the speed and torque of an induction motor with high response, and is particularly suitable for a variable speed device that drives up to high speed (high frequency region). Regarding vector control methods.

[従来の技術〕 従来の鉄損抵抗を考慮した誘導機のベクトル制御方式に
ついては、電気学会の産業電力電気応用研究会資料IE
A−87−10のp27〜p36において論じられてい
る。この方式は鉄損抵抗r1と相互インダクタンスMが
直列に接続された誘導機のT型等価回路で解析されてお
り、すベリ角周波数指令とトルク分電流指令を鉄損抵抗
rヨの関数として制御する方式となっている。
[Prior art] Regarding the conventional vector control method for induction machines that takes iron loss resistance into consideration, please refer to IEE of Japan's Industrial Power and Electrical Application Study Group Material IE.
Discussed on pages 27-36 of A-87-10. This method is analyzed using a T-type equivalent circuit of an induction machine in which iron loss resistance r1 and mutual inductance M are connected in series, and the full angular frequency command and torque component current command are controlled as a function of iron loss resistance r y. The method is to do so.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来技術は、鉄損抵抗r、を関数としてすべり角周
波数指令03本とトルク分電流指令I−を制御する方式
のため、常に鉄損抵抗値r、がわかつていないと制御で
きない。また、鉄損抵抗r。
The above-mentioned prior art is a method of controlling the slip angular frequency commands 03 and the torque component current command I- as a function of the iron loss resistance r, and cannot be controlled unless the iron loss resistance value r is always known. Also, iron loss resistance r.

は1次周波数により変化するため、実際のベクトル制御
に応用した場合、r、を測定する必要があり制御方式が
複雑になると言う問題が考えられる。
Since r changes depending on the primary frequency, when applied to actual vector control, it is necessary to measure r, which poses a problem in that the control method becomes complicated.

そこで本発明の目的は、1次周波数が高い高速領域にお
いても鉄損を考慮した比較的簡単な方式で正確なトルク
制御(ベクトル制御)を行うことにある。
Therefore, an object of the present invention is to perform accurate torque control (vector control) using a relatively simple method that takes iron loss into consideration even in a high-speed region where the primary frequency is high.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は鉄損抵抗rヨと相互インダクタンスMが並列
に接続された誘導機のT型等価回路で解析して1次層波
数f1に応じた鉄損角δのパターンをまえもってメモリ
に記憶しておき鉄損角δを考慮して1次電流ベクトルI
fを決めることによす達成される。具体的には、励磁分
電流演算器、4とトルク分電流指令It”が与えられる
と1次電流の大きさ1■11* と、1次電流ベクトル
If と励磁分電流ベクトルエ、との位相差指令O*、
とすへり角周波数指令ω3*を(1)〜(3)式の関係
で与えることにより達成される。
The above purpose is to analyze a T-type equivalent circuit of an induction machine in which an iron loss resistance r and a mutual inductance M are connected in parallel, and to store in advance a pattern of an iron loss angle δ corresponding to the first layer wave number f1 in a memory. Considering the iron loss angle δ, the primary current vector I
This is accomplished by determining f. Specifically, when the excitation component current calculator 4 and the torque component current command It'' are given, the magnitude of the primary current 1■11* and the phase difference between the primary current vector If and the excitation component current vector E. Directive O*,
This is achieved by giving the edge angular frequency command ω3* according to the relationships of equations (1) to (3).

・・・(1) なお、鉄損角δはすべり周波数が零となる無負荷時の1
次電流ベクトル11と相互インダクタンスに流れる電流
ベクトル■moとの位相差である。
...(1) Note that the iron loss angle δ is 1 at no load when the slip frequency is zero.
This is the phase difference between the next current vector 11 and the current vector ■mo flowing through the mutual inductance.

このように1水力式は、すベリ角周波数指令ω5本は従
来のベクトル制御と同等に制御し、1次電流の大きさ1
111傘 と位相指令O寧を鉄損角δの関数として制御
するようにした。
In this way, the 1-hydraulic type controls the angular frequency command ω5 in the same way as conventional vector control, and the magnitude of the primary current 1
111 and the phase command O are controlled as a function of the iron loss angle δ.

〔作用〕[Effect]

誘導電動機の場合、電動機の1次層波数f1がこの結果
、鉄損角δが比較的大きくなる。そこで、1次層波数f
1に対応した鉄損角δの値をメモリから求めて、δを考
慮して(1)、 (2)式から1次電流指令ベクトルを
決めることになる。この結果、鉄損角δの影響による1
次電流ベクトルの指令値誤差を防止することができるの
で高速領域でも正確なベクトル制御が実現できる。
In the case of an induction motor, the primary layer wave number f1 of the motor results in a relatively large iron loss angle δ. Therefore, the first layer wave number f
The value of the iron loss angle δ corresponding to 1 is obtained from the memory, and the primary current command vector is determined from equations (1) and (2), taking δ into account. As a result, due to the influence of iron loss angle δ, 1
Since command value errors in the next current vector can be prevented, accurate vector control can be achieved even in high-speed regions.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。イン
バータ等のパワー変換器1により誘導電動機2の可変速
制御を行うものである。速度制御器3は速度指令ω−に
速度検出器4で検出した速度ω、が一致するように補償
を行11トルク指令で傘を出力する。また、磁束指令発
生器5は速度に応じて磁束指令Φ2傘を出力しており低
速領域ではΦ2傘一定で定トルク制御、高速領域では弱
め界磁を行い定出力制御を行うものである。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. Variable speed control of an induction motor 2 is performed by a power converter 1 such as an inverter. The speed controller 3 performs compensation so that the speed ω detected by the speed detector 4 matches the speed command ω-, and outputs the umbrella with a torque command 11. Further, the magnetic flux command generator 5 outputs a magnetic flux command Φ2 according to the speed, and in a low speed range, Φ2 is constant and constant torque control is performed, and in a high speed range, field weakening is performed to perform constant output control.

また、トルク電流演算器6は(4)式の演算を行いトル
ク分電流指令■−を出力する。
Further, the torque current calculator 6 calculates the equation (4) and outputs a torque component current command -.

ここでMは相互インダクタンス、L2は2次自己インダ
クタンスである。次に励磁分電流演算器7は例えば(5
)式の演算を行い励磁分電流指令In”を出力する。
Here, M is mutual inductance and L2 is secondary self-inductance. Next, the excitation component current calculator 7, for example, (5
) and outputs the excitation current command In''.

ここで、r2は電動機の2次抵抗である。Here, r2 is the secondary resistance of the motor.

次に、すべり角周波数演算器8では(3)式の演算を用
い、すベリ角周波数指令ωs1を出力する。
Next, the slip angular frequency calculator 8 uses the calculation of equation (3) to output a slip angular frequency command ωs1.

また、加算器9はすべり角周波数指令ωS*と回転速度
ω、を加算して1次角周波数指令ω1*を出力するもの
である。次に、鉄損角メモリ10は1次角周波数指令ω
1寧に対応した鉄損角δが記憶されたメモリである。次
に1次電流ベクトル演算器11は(1)、 (2)式の
演算を行うもので瞬時1次電流指令の大きさl I 1
1*と、位相(1次電流ベクトルと2次鎖交磁束指令Φ
2*との位相差)指令θ傘を出力する。
Further, the adder 9 adds the slip angular frequency command ωS* and the rotational speed ω, and outputs the primary angular frequency command ω1*. Next, the iron loss angle memory 10 stores the primary angular frequency command ω
This is a memory in which the iron loss angle δ corresponding to 1 N is stored. Next, the primary current vector calculator 11 calculates equations (1) and (2), and the magnitude of the instantaneous primary current command l I 1
1*, phase (primary current vector and secondary flux linkage command Φ
2*) Outputs the command θ umbrella.

次に、電流指令発生器12は(6)、 (7)、(8)
式を行い瞬時の3相電流指令i us、 ivy、 i
w”を出力する。
Next, the current command generator 12 performs (6), (7), (8)
Perform the formula to obtain the instantaneous three-phase current command i us, ivy, i
w” is output.

iu*==lItl*5in(ωを本l t  + θ
−)         ・・ (6)iv*=l  I
d*5in(ωを傘・ t  +  0 申−2/ 3
  π)・・・(7) iw*=lId傘sin (ω1*・t+θ−−4/3
π)・・・(8) また、電流制御回路13は電流指令に電流検出器14で
検出した実際の電流が追従するように3相のPWM信号
をパワー変換器1に与えるものである。
iu*==lItl*5in(ω is the book l t + θ
−) ... (6) iv*=l I
d*5in (Umbrella ω・t + 0 Shin-2/3
π)...(7) iw*=lId umbrella sin (ω1*・t+θ−−4/3
(π)...(8) Furthermore, the current control circuit 13 provides a three-phase PWM signal to the power converter 1 so that the actual current detected by the current detector 14 follows the current command.

以上、述べたすベリ周波数制御形ベクトル制御において
本発明の主要部分は瞬時の1次電流ベクトルを(LL 
(2)式から求めすべり周波数指令を(3)式から決定
している点であり、これらについて以下詳細に述べる。
In the frequency-controlled vector control described above, the main part of the present invention is to control the instantaneous primary current vector (LL
The point is that the slip frequency command obtained from equation (2) is determined from equation (3), and these will be described in detail below.

鉄損を考慮した一般的な誘導電動機の等価回路は第2図
で表わされ、電圧、電流のベクトル図は第3図となる。
The equivalent circuit of a general induction motor considering iron loss is shown in FIG. 2, and the vector diagram of voltage and current is shown in FIG.

2次電流I2と2次鎖交磁束Φ2及び励磁分電流■1は
直交する。また、鉄損電流ベクトルIrmと相互インダ
クタンス電流ベクトル■moはI o= I rm +
 I whoで表わされる。更に、I++Oどの位相差
である。なお、OLは、2次もれI2どの位相差である
。ここで、励磁分電流■。
The secondary current I2, the secondary interlinkage magnetic flux Φ2, and the excitation component current ■1 are orthogonal to each other. In addition, the iron loss current vector Irm and the mutual inductance current vector ■mo are I o= I rm +
It is expressed as I who. Furthermore, the phase difference of I++O. Note that OL is the phase difference of the secondary leakage I2. Here, the excitation component current ■.

は(9)式となる。is the formula (9).

Im=■mo−cosθt           ”’
 (9)つぎに、第3図に示すΔ■9をI wro ’
 sin 01とすると、第3図から(10)式が成り
立つので、Δ■。
Im=■mo−cosθt”’
(9) Next, Δ■9 shown in Fig. 3 is I wro '
If sin is 01, equation (10) holds true from FIG. 3, so Δ■.

は(11)式となる。is the formula (11).

■mo:ΔIt= ■mo・ωt・M : ωlQz・
I2−(10)Δ■慮= −I z         
    ・・・(11)なお、ΔN、はI2の方向によ
り正負の値となる。
■mo: ΔIt= ■mo・ωt・M: ωlQz・
I2-(10)Δ■ consideration=-I z
(11) Note that ΔN takes a positive or negative value depending on the direction of I2.

次にトルク分電流It=Iz+ΔIt とすると、(1
1)式から1.は(12)式となる。
Next, if the torque component current It=Iz+ΔIt, then (1
1) From equation 1. is the formula (12).

また、第3図のΔ■δは■ヨ6−tanδ・cosθえ
なので、(9)式を代入すると(13)式が得られる。
Also, since Δ■δ in FIG. 3 is 6−tanδ·cosθ, equation (13) is obtained by substituting equation (9).

ΔIA=1.・tanδ          −(13
)この結果、1次電流ベクトルエ1のI2方向成分を1
9とすると(14)式となる。
ΔIA=1.・tanδ −(13
) As a result, the I2 direction component of the primary current vector E1 becomes 1
If it is 9, then equation (14) is obtained.

Iq=It+I−・tanδ         ・・・
(14)次に工1の励磁分電流ベクトル方向成分工、を
考える。1.+は第3図から(15)式となる。
Iq=It+I-・tanδ...
(14) Next, consider the excitation component current vector direction component of work 1. 1. From FIG. 3, + becomes equation (15).

Id= Is −Two tanδ・sin e t=
L+−Im−tanδ・tan Otz この結果、本発明では1次電流の大きさ指令IItl・
は−r−7呈]二T となり、(1)式で制御する。
Id= Is −Two tan δ・sin et=
L+-Im-tanδ・tan Otz As a result, in the present invention, the magnitude command of the primary current IItl・
is -r-7present]2T, and is controlled by equation (1).

また、位相指令θ*はtan−1−なので(2)式で■
d 制御する。
Also, since the phase command θ* is tan-1-, in equation (2), ■
d control.

次に、すべり角周波数指令ωS*を説明する。第3図の
等価回路から(16)式が成り立つ。
Next, the slip angular frequency command ωS* will be explained. Equation (16) holds true from the equivalent circuit shown in FIG.

E so j CO5θt=   I2       
 −(16)左辺は111o・ωl−M−cosθt=
Ill・ω工・Mとなる。
E so j CO5θt= I2
−(16) The left side is 111o・ωl−M−cosθt=
It becomes Ill・ω工・M.

ω2     I2 なり、両者が等しくΦ2=■、・Mとして整理する。ω2 I2 Therefore, both are equal and can be rearranged as Φ2=■,·M.

この結果、すべり角周波数指令ω3率は(3)式で制御
すれば良いことがわかる。次に、第1図に示す鉄損角メ
モリー0の内容である鉄損角δの設定値(パターン)に
ついて第4図のベクトル図を用いて説明する。まず、第
1図の制御ブロックでδ=Oとした従来のベクトル制御
方式により、無負荷状態(すベリS=Oの状態)で運転
すると第2図第4図の電圧、電流ベクトル図となる。そ
こで、1次電圧v1の大きさと1次電流工1の大きさと
、力率角ψを測定する。この結果、第4図に示すように
1次インピーダンス電圧降下を考慮して誘起差を求め鉄
損角δとする。このような方法により1次角周波数ω1
を変えてδを実測したパターンが鉄損角メモリ10に記
憶されている。次に、1次層波数flが変化したときの
鉄損角δの変化の比例することが知られており、第2図
の等価回路からW、は(17)式となる。
As a result, it can be seen that the slip angular frequency command ω3 rate can be controlled using equation (3). Next, the set value (pattern) of the iron loss angle δ, which is the content of the iron loss angle memory 0 shown in FIG. 1, will be explained using the vector diagram shown in FIG. 4. First, when operating in a no-load state (smooth S=O state) using the conventional vector control method with δ=O in the control block shown in Fig. 1, the voltage and current vector diagrams shown in Figs. 2 and 4 will be obtained. . Therefore, the magnitude of the primary voltage v1, the magnitude of the primary current generator 1, and the power factor angle ψ are measured. As a result, as shown in FIG. 4, the induced difference is determined in consideration of the primary impedance voltage drop and is taken as the iron loss angle δ. By this method, the primary angular frequency ω1
The iron loss angle memory 10 stores a pattern in which δ is actually measured by changing δ. Next, it is known that the change in the iron loss angle δ is proportional to the change in the primary layer wave number fl, and from the equivalent circuit shown in FIG. 2, W becomes the equation (17).

r議 また、ベクトル制御は磁束Φ2一定制御であり。r discussion Further, vector control is magnetic flux Φ2 constant control.

E−o/fx=一定に制御することからE so ” 
f 1鉄損抵抗rヨと並列に接続されている相互インダ
クタンスMのインピーダンスはflに比例して変化し、
Emo”ftなのでI+moは一定となる。一方。
Since E-o/fx is controlled to be constant, E so ”
The impedance of mutual inductance M connected in parallel with f 1 iron loss resistance r yo changes in proportion to fl,
Since Emo"ft, I+mo is constant. On the other hand.

鉄損抵抗r1側を流れる電流I−は となり、1次層波数J1が大きくなると第4図に示す工
、が大きくなり、鉄損角δが大きくなる。
The current I- flowing through the iron loss resistor r1 side becomes, and as the primary layer wave number J1 increases, the curve shown in FIG. 4 increases, and the iron loss angle δ increases.

例えば、高速スピンドル等3万rpm(ft=500H
z )駆動時等δが15°〜206になる場合があり、
比較的大きくなる。
For example, high speed spindle etc. 30,000 rpm (ft=500H)
z) When driving, etc., δ may be 15° to 206°,
Becomes relatively large.

以上述べた本実施例によれば、高速(高周波数)領域に
おいても鉄損角δを考慮して、(1)、 (2)。
According to the present embodiment described above, the iron loss angle δ is taken into account even in the high speed (high frequency) region, and (1) and (2) are achieved.

(3)式を基にベクトル制御しており、正確なトルク制
御(ベクトル制御)ができると言う効果がある。 なお
、本実施例では第1図において、解かりやすいように1
次角周波数指令ω1申に応じた鉄損角δが記憶されたメ
モリ1oで説明したが、ω1*に応じたtanδ の値
をメモリに記憶しておけば、(1)、 (2)式の演算
を更に高速にできると言う効果がある。また、ω1傘と
速度ω、は、はぼ同じであるのでω1*の仮りに、速度
ω、に対応したδまたはtanδ を記憶しておいても
良い。
Vector control is performed based on equation (3), which has the effect of allowing accurate torque control (vector control). In this example, 1 is shown in FIG. 1 for ease of understanding.
The explanation has been made with the memory 1o storing the iron loss angle δ corresponding to the next angular frequency command ω1*, but if the value of tan δ corresponding to ω1* is stored in the memory, equations (1) and (2) can be This has the effect of making calculations even faster. Furthermore, since the ω1 umbrella and the speed ω are almost the same, δ or tanδ corresponding to the speed ω may be stored instead of ω1*.

次に電圧制御タイプのべ゛クトル制御装置に応用した他
の実施例を第5図に示す。第1図と異なる部分は1次電
流ベクトル演算器11の仮りに1次電圧ベクトル演算器
15となり、電流指令発生器12の仮りに電圧指令発生
器16となり、電流制御回路13と電流検出器14の仮
りにゲート信号発生器17から構成した点である。他の
部分は第1図と同じ動作を行うものである。電圧指令発
生器16と1次電圧ベクトル演算器15の詳細を第6図
に示し、電圧、電流のベクトル図を第7図に示す。ニー
ーIq*演算器18では(15)、 (14)式により
、■、”yIt”を基に1次電流ベクトル11指令のd
軸成分Ialと9構成分Iq*を求める。次に、1次電
圧ベクトルv1のd軸成分vd*とq軸成分Vq”は第
7図のベクトル図から(18)、 (19)式となす、
この処理をVd’  Vq”演算器で行うものである。
Next, another embodiment applied to a voltage control type vector control device is shown in FIG. 1 is a primary voltage vector calculator 15 instead of the primary current vector calculator 11, a voltage command generator 16 instead of the current command generator 12, a current control circuit 13, and a current detector 14. This is a point in which the gate signal generator 17 is constructed as shown in FIG. The other parts perform the same operations as in FIG. Details of the voltage command generator 16 and the primary voltage vector calculator 15 are shown in FIG. 6, and a vector diagram of voltage and current is shown in FIG. The knee Iq* calculator 18 calculates d of the primary current vector 11 command based on ``yIt'' using equations (15) and (14).
The axis component Ial and the nine components Iq* are determined. Next, the d-axis component vd* and the q-axis component Vq'' of the primary voltage vector v1 are expressed as equations (18) and (19) from the vector diagram in FIG.
This process is performed by a Vd'Vq'' computing unit.

Vdt: −ωtl′Q2 I z傘+I d*′ r
t   Iq申”ω1傘−QL=−ω1傘・Q 2・ 
   It*+Ia*−rt   Iq*・ωx申・Q
I・・・(18) Vq傘”Im傘・ωt*’M+Iq傘j r1+ω1*
・*・Qx’Iq”・・・(19) 次に、電圧指令発生器16は(20)、 (21)、 
(22)式に示す演算を行い3相の電圧指令を出力する
Vdt: -ωtl'Q2 I z umbrella +I d*' r
t Iq “ω1 umbrella-QL=-ω1 umbrella・Q 2・
It*+Ia*-rt Iq*・ωxshin・Q
I...(18) Vq umbrella "Im umbrella・ωt*'M+Iq umbrella j r1+ω1*
・*・Qx'Iq"...(19) Next, the voltage command generator 16 performs (20), (21),
The calculation shown in equation (22) is performed and three-phase voltage commands are output.

vu傘=    Vdt”+Vq*”  ・sin ω
 1傘・ t     ・=(20)vv傘=J玉す’
dl12+−\ン’、*”  −5in(ω 1傘・ 
t−2/3  π)・・・(21) vw””9す’q*”  ・5in(ω1傘・ t  
−4/  3  π)・・・(22) 以上述べた電圧制御タイプのベクトル制御においても鉄
損角δを考慮して、(14)、 (15)、 (18)
vu umbrella = Vdt"+Vq*" ・sin ω
1 umbrella・t・=(20)vvumbrella=J ball'
dl12+-\n', *"-5in (ω 1 umbrella・
t-2/3 π)...(21) vw""9s'q*" ・5in(ω1 umbrella・t
-4/ 3 π)...(22) Also in the voltage control type vector control described above, considering the iron loss angle δ, (14), (15), (18)
.

(19)式から1次電圧ベクトル■1を決めており、高
速領域でも正確なトルク制御ができると言う効果がある
The primary voltage vector (1) is determined from equation (19), which has the effect of enabling accurate torque control even in the high-speed region.

次に、他の実施例で励磁分電流指令ニーに励磁分電流検
出値■、が一致し、1−ルク分電流指令I−にトルク分
電流検出値工、が一致するように1次組圧ベクトルv1
または1次電流ベクトルエ1を制御するベクトル制御装
置への応用例について、−例として1次電圧ベクトルを
制御する方式を第8図に示す。第5図と異なる部分は電
圧ベクトル演算器15の仮りに、実際の電流iυ、iv
Next, in another embodiment, the primary assembly pressure is set such that the excitation current command I matches the excitation current detected value, and the torque current detection value matches the 1 torque current command I. vector v1
As an example of application to a vector control device for controlling the primary current vector E1, FIG. 8 shows a method for controlling the primary voltage vector. The different parts from FIG. 5 are the actual currents iυ, iv
.

iwを検出し、励磁電流、トルク電流検出器20で、実
際のI−、It を検出し、これらの値を減算器21a
、21bで指令値I −、I t*とそれぞれ比較し、
偏差が零になるように、比例+積分補償器22a、22
bで補償を行って、1次組圧ベクトルv1のd−q軸成
分V a ” * V q ”を出力する。
iw is detected, the excitation current and torque current detector 20 detects the actual I-, It, and these values are subtracted by the subtractor 21a.
, 21b with the command values I-, It*, respectively,
Proportional + integral compensators 22a, 22 so that the deviation becomes zero
Compensation is performed in step b, and the d-q axis component Va '' * V q '' of the primary assembly pressure vector v1 is output.

このようにして1次電圧を制御している点である。This is how the primary voltage is controlled.

この実施例の特徴を次に述べる。従来方式は■。The features of this embodiment will be described below. The conventional method is ■.

=Id、It=Iq として検出していたが、鉄損角δ
が大きくなると工、とIaまた、ItとIqは一致しな
くなる。そこで本方式は、鉄損角δの補正を行い、I−
、It を正確に検出し、これを基にベクトル制御して
いる点である。次に励磁電流、トルク電流検出器20の
詳細ブロック図を第9図に示す。従来のId Iq演算
器23により、(23) 。
=Id, It=Iq, but the iron loss angle δ
When becomes larger, Ia becomes larger, and It and Iq no longer match. Therefore, this method corrects the iron loss angle δ and
, It is accurately detected and vector control is performed based on this. Next, a detailed block diagram of the exciting current and torque current detector 20 is shown in FIG. By the conventional Id Iq calculator 23, (23).

(24)式の演算を行ない1次電流検出値のd−q軸成
分を検出する。
(24) is performed to detect the d-q axis components of the primary current detection value.

I 、1:  i a・cosωを寧1 t  +  
i  βl5inω1傘・ し  ・ (23)Iq=
−iI−sinωi*・t+iβ’CO8(11t*”
し・=(24)ただし、im=iu、iβ= (i u
 −i w)/ JTjである。
I, 1: i a・cosω 1 t +
i βl5inω1 umbrella・shi・(23)Iq=
-iI-sinωi*・t+iβ'CO8(11t*”
=(24) However, im=iu, iβ= (i u
-i w)/ JTj.

次に、(14)、 (15)式から1.、It を求め
ると(25)、 (26)式 となり、I−It演算器24ではIa 、Iqから鉄損
角δを考慮して正確な励磁分電施工、とトルク分電流I
t を検出している。
Next, from equations (14) and (15), 1. , It becomes equations (25) and (26), and the I-It calculator 24 calculates accurate excitation current distribution construction and torque component current I by considering the iron loss angle δ from Ia and Iq.
t is detected.

また、δは最大20°位なのでjan”δ は小さいと
考えるとI−、Irは(27)、 (28)式で近似さ
れる。
Further, since δ is about 20° at most, considering that jan''δ is small, I− and Ir can be approximated by equations (27) and (28).

It4Iq  Ia・tanδ−−−・(28)以上述
べたように第8図に示す他の実施例においては高速領域
においても鉄損角δを考慮して正確なI−、Ii検出を
行い、これを基に1次電圧ベクトルを決めており正確な
トルク制御(ベクトル制御)ができると言う効果がある
It4Iq Ia・tan δ --- (28) As mentioned above, in the other embodiment shown in FIG. The primary voltage vector is determined based on this, which has the effect of allowing accurate torque control (vector control).

次に、速度センサがない汎用インバータに応用した他の
実施例を第10図に示す。第9図で示した励磁電流、ト
ルク電流検出器20により、実際のトルク分電流Itを
検出している。また、工。
Next, FIG. 10 shows another embodiment applied to a general-purpose inverter without a speed sensor. The excitation current/torque current detector 20 shown in FIG. 9 detects the actual torque current It. Also, engineering.

検出値に比例ゲイン25を乗じてすべり角周波数推定値
二を求めている。次にこと速度指令値ω−を加算器26
で加算して1次角周波数指令ω1*とし、1■11傘/
ω111パターンメモリ27を介してωIIに対応した
1次電圧の大きさ1V11傘を決めている。このように
第10図の実施例では、電動機電流から鉄損角δを考慮
して正確なすべり角周波数ωSを補正でおり、高速領域
においても正確なトルク制御ができると言う効果がある
The estimated slip angle frequency value 2 is obtained by multiplying the detected value by a proportional gain 25. Next, the speed command value ω- is added to the adder 26
and add it up to get the primary angular frequency command ω1*, which is 1■11umbrella/
The magnitude of the primary voltage corresponding to ωII is determined to be 1V11 via the ω111 pattern memory 27. As described above, in the embodiment shown in FIG. 10, the slip angular frequency ωS can be accurately corrected by considering the iron loss angle δ from the motor current, and there is an effect that accurate torque control can be performed even in a high-speed region.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば鉄損角δを考慮して電流制御タイプのベ
クトル制御においては、瞬時の1次電流ベクトルを(1
)、 (2)式から正確に決めている。また、電圧制御
タイプのベクトル制御では1次電圧ベクトルを(18)
、 (19)式から正確に決めており1次周波数増大と
共に大きくなる鉄損角δによる磁束軸の軸ずれを防止で
きるので、高速領域においても正確なトルク制御(ベク
トル制御)ができると言う効果がある。更に、1次周波
数に応じた鉄損角δは、まえもってメモリに記憶してあ
り、1次周波数に応じてδを直接メモリから求めること
ができるので非常に簡単な制御方式となり実用的である
と言う効果がある。
According to the present invention, in consideration of the iron loss angle δ, in the current control type vector control, the instantaneous primary current vector is
), is determined accurately from equation (2). In addition, in voltage control type vector control, the primary voltage vector is (18)
, is accurately determined from equation (19), and it is possible to prevent the axis misalignment of the magnetic flux axis due to the iron loss angle δ, which increases as the primary frequency increases, so accurate torque control (vector control) is possible even in the high-speed region. There is. Furthermore, the iron loss angle δ corresponding to the primary frequency is stored in the memory in advance, and δ can be directly obtained from the memory according to the primary frequency, which makes it a very simple control method and is very practical. It has the effect of saying.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を示す制御ブロック図、第2
図は誘導電動機の一般的なT型等価回路図、第3図は第
2図における電動機電圧、電流のベクトル図、第4図は
鉄損角δを求める手段の説明図、第5図は電圧制御タイ
プへ応用した他の実施例を示す全体ブロック図、第6図
は、第5図の電圧ベクトル演算器の詳細ブロック図、第
7図は1次電圧ベクトルの詳細説明図、第8図は1.−
■、閉ループ制御を用いた他の実施例の全体ブロック図
、第9図は第8図の励磁電流、トルク電流検出器の詳細
ブロック図、第10図は、汎用インバータに応用した他
の実施例のブロック図である。 1・・・パワー変換器、2・・・誘導電動機、3・・・
速度制御器、5・・・磁束指令発生器、6・・・トルク
分電流演算器、7・・・励磁分電流演算器、8・・・す
べり角周波数演算器、10・・・鉄損角メモリ、11・
・・1次電流ベクトル演算器、12・・・電流指令発生
器、13・・・電流制御回路、15・・・1次電圧ベク
トル演算器、16・・・電圧指令発生器、18・・・I
d”  Iq”演算器、19・・・Vd”−Vq”演算
器、20・・・励磁電流、トルク電流検出器、24・・
I−It演算器、27・・・第2 の 茶30 (υノカイ↑+                  
 (b)rEJ□吟t7゜ 久史、 第9図
FIG. 1 is a control block diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a general T-type equivalent circuit diagram of an induction motor, Figure 3 is a vector diagram of the motor voltage and current in Figure 2, Figure 4 is an explanatory diagram of the means for determining the iron loss angle δ, and Figure 5 is a voltage FIG. 6 is a detailed block diagram of the voltage vector calculator in FIG. 5, FIG. 7 is a detailed explanatory diagram of the primary voltage vector, and FIG. 8 is a general block diagram showing another embodiment applied to a control type. 1. −
■, Overall block diagram of another embodiment using closed loop control, Figure 9 is a detailed block diagram of the excitation current and torque current detector in Figure 8, Figure 10 is another embodiment applied to a general-purpose inverter. FIG. 1...Power converter, 2...Induction motor, 3...
Speed controller, 5... Magnetic flux command generator, 6... Torque component current calculator, 7... Excitation component current calculator, 8... Slip angle frequency calculator, 10... Iron loss angle Memory, 11.
...Primary current vector calculator, 12...Current command generator, 13...Current control circuit, 15...Primary voltage vector calculator, 16...Voltage command generator, 18... I
d"Iq" computing unit, 19...Vd"-Vq" computing unit, 20...exciting current, torque current detector, 24...
I-It operator, 27...second tea 30 (υnokai↑+
(b) rEJ□Gint7゜Hisashi, Figure 9

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、誘導電動機を可変速制御する制御装置において、前
記誘導電動機のすべり周波数が零における1次電流ベク
トル■_1と相互インダクタンスMに流れる電流ベクト
ル■_moとの位相差を鉄損角δとすると、鉄損角δを
考慮して1次電流ベクトルまたは、1次電圧ベクトルの
大きさと位相を制御することを特徴とした誘導電動機の
ベクトル制御方式。 2、特許請求範囲第1項記載のベクトル制御方式におい
て、1次電流の2次鎖交磁束方向(d軸方向)である励
磁分電流指令I_m*と、これに直交する(q軸方向)
トルク分電流指令I_t*に鉄損角δに応じたそれぞれ
の補正量を加えた出力を基に、1次電流ベクトル指令ま
たは1次電圧ベクトル指令のd・q軸成分を求め、これ
を基に1次電流ベクトルまたは1次電圧ベクトルの大き
さと位相を制御することを特徴とした誘導電動機のベク
トル制御方式。 3、特許請求範囲第1項又は第2項記載の1次電流ベク
トル■_1の大きさ|I_1|*と、1次電流ベクトル
■_1と励磁分電流ベクトル■_mとの位相差指令θ*
と、誘導電動機のすべり角周波数指令ωs*を ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ωs*=(r_2/L_2)・(M/Φ_2*)・I_
t*[L_2は2次自己インダクタンス、l_2は2次
もれインダクタンス、Mは相互インダク タンス、r_2は2次抵抗、Φ_2*は2次鎖交磁束指
令] なる関係で与えることを特徴とした電流制御タイプの誘
導電動機のベクトル制御方式。 4、特許請求範囲第3項記載の鉄損角δを考慮した誘導
電動機のベクトル制御装置において、2次もれインダク
タンスを零として近似し、1次電流ベクトル■_1の大
きさ|I_1|*、位相指令θ*、すべり角周波数指令
ωs*を |I_1|*=■[I_m*+(I_t*+I_m*・
tanδ)^2]θ*=tan^−^1[(I_t*+
I_m*・tanδ)/I_m]ω_s*=(r_2/
L_2)・(M/Φ_2*)・I_t*なる関係で与え
ることを特徴とした電流制御タイプの誘導電動機のベク
トル制御方式。 5、特許請求範囲第1項又は第2項記載の鉄損角δを考
慮したすべり周波数制御形ベクトル制御装置において誘
導電動機の1次電圧ベクトル指令の2次鎖交磁束方向成
分をV_d*とし、これと直交する方向成分をV_q*
とすると、 V_d*=I_d*・r_1−ω_1*・l_2・(M
/L_2)・I_t*−I_q*・ω_1*・l_1V
_q*=I_q*・r_1+ω_1*・l_1・I_d
*+ω_1*、M・I_m*[ただし、I_d*=I_
m*−tanδ・I_t*・(l_2/L_2)、I_
q*=I_t*+I_m*・tanδでω_1*は1次
角周波数指令である。] なる関係で与え1次電圧ベクトルを制御することを特徴
とした電圧制御タイプの誘導電動機のベクトル制御方式
。 6、特許請求範囲第1項又は第2項記載の鉄損角δを考
慮したすべり周波数制御形ベクトル制御装置において誘
導電動機の1次電流ベクトルの2次鎖交磁束方向成分を
1_dとし、これと直交する成分をI_qとすると、励
磁分電流I_mと、トルク分電流I_tを ▲数式、化学式、表等があります▼ (近似式 I_m≒I_d−tanδ・(l_2/L_2)・I_
q)I_t=[I_q−I_d・tanδ]/[1+t
an^2δ・(l_2)/(L_2)]近似式 I_t≒I_q−I_d・tanδ なる関係で検出し、励磁分電流指令I_m*に励磁分電
流検出値I_mが一致し、トルク分電流指令I_t*に
トルク分電流I_tが一致するように、誘導電動機の1
次電圧ベクトルまたは1次電流ベクトルを制御すること
を特徴とした誘導電動機のベクトル制御方式。 7、特許請求範囲第6項において、トルク分電流検出方
式で求めたトルク分電流検出値I_tに比例した値をす
べり角周波数推定値▲数式、化学式、表等があります▼
とし、▲数式、化学式、表等があります▼と速度指令ω
_r*を加算した1次角周波数指令ω_1*に対応して
誘導電動機の1次電圧を制御することを特徴とした誘導
電動機の制御方式。 8、特許請求範囲第1項から第6項までの何れかに記載
の鉄損角δは、誘導電動機の1次角周波数指令ω_1*
の関数としてまえもつてメモリに記憶しておき、1次角
周波数指令ω_1*に応じて鉄損角δを求めることを特
徴とした誘導電動機の制御方式。
[Claims] 1. In a control device for variable speed control of an induction motor, the phase difference between the primary current vector ■_1 and the current vector ■_mo flowing through the mutual inductance M when the slip frequency of the induction motor is zero is expressed as A vector control method for an induction motor characterized in that the magnitude and phase of a primary current vector or a primary voltage vector are controlled in consideration of an iron loss angle δ, where the loss angle is δ. 2. In the vector control method described in claim 1, an excitation component current command I_m* which is the secondary flux linkage direction of the primary current (d-axis direction) and an excitation component current command I_m* which is perpendicular to this (q-axis direction)
Based on the output obtained by adding each correction amount according to the iron loss angle δ to the torque component current command I_t*, calculate the d/q axis components of the primary current vector command or primary voltage vector command, and based on this, A vector control method for an induction motor characterized by controlling the magnitude and phase of a primary current vector or a primary voltage vector. 3. The magnitude of the primary current vector ■_1 according to claim 1 or 2 |I_1|* and the phase difference command θ* between the primary current vector ■_1 and the excitation component current vector ■_m
and the slip angular frequency command ωs* of the induction motor. ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ ωs * = (r_2/L_2)・(M/Φ_2*)・I_
t* [L_2 is secondary self-inductance, l_2 is secondary leakage inductance, M is mutual inductance, r_2 is secondary resistance, Φ_2* is secondary flux linkage command] Current control characterized by being given by the following relationship. Vector control method for type induction motors. 4. In the vector control device for an induction motor considering the iron loss angle δ as described in claim 3, the secondary leakage inductance is approximated as zero, and the magnitude of the primary current vector ■_1 |I_1|*, Phase command θ* and slip angle frequency command ωs* are |I_1|*=■[I_m*+(I_t*+I_m*・
tan δ)^2] θ*=tan^-^1 [(I_t*+
I_m*・tanδ)/I_m]ω_s*=(r_2/
A vector control method for a current control type induction motor characterized by applying the following relationship: L_2)・(M/Φ_2*)・I_t*. 5. In the slip frequency control type vector control device that takes into account the iron loss angle δ as set forth in claim 1 or 2, the secondary linkage magnetic flux direction component of the primary voltage vector command of the induction motor is V_d*, The direction component perpendicular to this is V_q*
Then, V_d*=I_d*・r_1−ω_1*・l_2・(M
/L_2)・I_t*−I_q*・ω_1*・l_1V
_q*=I_q*・r_1+ω_1*・l_1・I_d
*+ω_1*, M・I_m* [However, I_d*=I_
m*-tanδ・I_t*・(l_2/L_2), I_
q*=I_t*+I_m*·tan δ, and ω_1* is the primary angular frequency command. ] A vector control method for a voltage control type induction motor characterized by controlling a primary voltage vector given in the following relationship. 6. In the slip frequency control type vector control device considering the iron loss angle δ as described in claim 1 or 2, the secondary flux linkage component of the primary current vector of the induction motor is 1_d, and this and If the orthogonal component is I_q, then the excitation component current I_m and the torque component current I_t are ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ (Approximate formula I_m≒I_d-tanδ・(l_2/L_2)・I_
q) I_t=[I_q-I_d・tanδ]/[1+t
an^2δ・(l_2)/(L_2)] Approximate formula I_t≒I_q−I_d・tanδ It is detected by the following relationship, and the excitation current command I_m* matches the excitation current detection value I_m, and the torque component current command I_t* 1 of the induction motor so that the torque component current I_t matches
A vector control method for an induction motor characterized by controlling a primary voltage vector or a primary current vector. 7. In claim 6, a value proportional to the torque component current detection value I_t obtained by the torque component current detection method is used as the estimated slip angle frequency ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼
▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ and the speed command ω
A control method for an induction motor, characterized in that a primary voltage of the induction motor is controlled in response to a primary angular frequency command ω_1* obtained by adding _r*. 8. The iron loss angle δ described in any one of claims 1 to 6 is the primary angular frequency command ω_1* of the induction motor.
A control method for an induction motor, characterized in that an iron loss angle δ is stored in a memory in advance as a function of ω_1*, and an iron loss angle δ is determined according to a primary angular frequency command ω_1*.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102866304A (en) * 2012-09-18 2013-01-09 云南电力试验研究院(集团)有限公司电力研究院 Current phasor group-based online insulation monitoring method for high-voltage power capacitive equipment

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102866304A (en) * 2012-09-18 2013-01-09 云南电力试验研究院(集团)有限公司电力研究院 Current phasor group-based online insulation monitoring method for high-voltage power capacitive equipment

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