JPH01217279A - 誘導電動機の2次磁束,励磁インダクタンスおよび2次時定数の演算回路 - Google Patents

誘導電動機の2次磁束,励磁インダクタンスおよび2次時定数の演算回路

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JPH01217279A
JPH01217279A JP63042095A JP4209588A JPH01217279A JP H01217279 A JPH01217279 A JP H01217279A JP 63042095 A JP63042095 A JP 63042095A JP 4209588 A JP4209588 A JP 4209588A JP H01217279 A JPH01217279 A JP H01217279A
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Hidetoshi Kaida
英俊 海田
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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(以下、単に誘導機とも云う。
)の1次電圧、1次電流および速度から2次磁束、励磁
インタリタンスおよび2次時ff1l(を演算するため
の演算回路に関する。
〔従来の技術〕
従来、2次磁束演算回路としては例えば第4図のように
、誘導機の電圧方程式にもとづく1次電圧降下演算回路
11および積分回路12により誘導機の1次電圧V1,
1次電流1、がら2次磁束φ2に変換した値を示す。ま
た「′」を付して1次候算値、「→」印を付してベクト
ル値をそれぞれ示す。)を演算する、いわゆる電圧モデ
ル式磁束演算回路(以下、単に電圧モデルともいう)と
呼ばれるものが知られている。
また、第5図のように、誘導機の電流方程式にもとづく
増幅回路21.&分回路22および帰還回路23により
、誘導機の1次電流1□と軸角速電流モデル式磁束演算
回路(以下、単に電流モデ    ′ルともいう)と呼
ばれるものも知られている。
一方、励磁インダクタンスおよび2次時定数演算方式と
しては例えば第6図(イ)のように、誘導機7を駆動す
る交流電源6から供給される励磁電流を制御し、励磁電
流一定時の電圧、電流から励磁インダクタンスを求め、
次に同図(ハ)の如く励磁電流を貧化させ、そのときの
応答から同図(ロ)に点線で示す如き2次時定数を求め
るものが知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、第4図に示すものは誘導機の内部誘起電
圧を積分して2次磁束を求めているため、影響が大きく
、特に低速時には正確な演算ができないと云う難点があ
る。
また、第5図に示すものは高速時はど安定性が低下し、
さらに誘導機等価回路定数から決定される演算回路パラ
メータの誤差が演算精度に与える影響が大きくなると云
う問題がある。
一方、第6図の方式は磁束飽和領域では正確な演算がで
きないと云う問題がある。
したがって、この発明は誘導機の2次磁束、励磁インダ
クタンスおよび2次時定数を精度良く求めることが可能
な演算回路を提供することを目的とする。
叡、 〔園題点を解決するための手段〕 誘導電動機の主として固定子電流から電動機の2次磁束
を求める第1の磁束演算手段と、主として電動機端子電
圧を積分することにより電動機の2次磁束を求める第2
の磁束演算手段と、前記第1、第2磁束演算手段の出力
偏差をその各々にそれぞれ帰還する第1.第2の補償手
段と、前記出力偏差が零となるように前記第1磁束演算
手段のパラメータを調節する調節手段とを設け、前記第
1または第2磁束演算手段の出力から2次磁束値を得、
前記調節手段の出力から励磁インダクタンスおよび2次
時定数値を得る。
〔作用〕
電圧モデル式磁束演算回路(電圧モデル)は高速域で演
算精度が高く、電流モデル式磁束演算回路(電流モデル
)は低速域での安定性が高いこと囲で安定な演算ができ
るようにし、また励磁インダクタンスおよび2次時定数
の誤差は電流モデルで演算した2次磁束の振幅および位
相の偏差となることに着目し、両モデルの出力差から励
磁インダクタンスおよび2次時定数を演算して電流モデ
ルのパラメータを設定するパラメータ調節手段を設け、
2次磁束、励磁インダクタンスおよび2次時定数の高精
度な演算を可能にする。
〔実施例〕
第1図はこの発明の実施例を示す構成図で、1次電圧降
下演算回路11および積分回路12からなる電圧モデル
1と、増幅回路21A、21Bおよび積分回路22なら
びに帰還回路23からなる電流モデル2と、補償回路3
A、3Bと、増幅回路4と、パラメータ調整回路5とか
ら構成される。
こ−で、電圧モデルは誘導機の次の基本式から求まる。
たyし、A = R1+pσL1、B=pコ→l トル、iは固定子軸上の1次電流ベクトル、φ2は固定
子細上の2次磁束ベクトル、pは微分演算子(d/dt
)、Ll、L2’、Mは1次、2次、相互インダクタン
ス、Ri 、 R2’は1次、2次抵抗、ω2′は軸角
速度である。
これを基本波等価回路で示すと第2図のようにのSはす
べりを表わす。したがって、2次磁束φ2′は(1)式
の第1,2行から、 とおくと、 =ftマ、 (R1+pσL1)了、)di・・・・・
・ (3) となる。一方、電流モデルで演算される2次磁束72′
は、(1)式の第3,4行から、・・・・・・ (4) ・・・・・・ (5) となる。なお、M2/L2′を励磁インダクタンス、R
2’ / L2’を2次時定数と呼ぶことにする。この
ように、2つのモデルから求まる磁束φ2V’およ→ 
t びφ2工は等しくならねばならないが、入力信号または
各演算回路のオフセットや、パラメータの設定誤差のた
め必ずしも一致しないので、こ−では補償回路3A、3
Bとパラメータ調整回路5とを設けて対処する。
以下、その動作について説明する。
補償回路3Aは電圧モデル1と電流モデル202次磁束
演算結果の差(φ2v−φ2□ )を、電圧モデル1に
帰還する。パラメータ誤差がないとすレバ・φ2vトφ
2I’の減算結果には電圧モデルのオフセット分が現わ
れることから、補償回路3Aを介して帰還を掛けると、
2次磁束演算結果φ2V’のオフセット分を抑制するこ
とができる。補償回路の例としては比例増幅、PL(比
例・積分)114節器などがあり、特に後着は積分要素
を含みオフセットの影響を0”にすることができる。さ
らに、速度゛0”付近で1次電圧が略”0”になって積
分回路12での積分が困難な場合でも、低連時での安定
性が高い電流モール2との差が0”になるように動作し
て、2次磁束を安定に演算することができる。
補償回路3Bは電圧モデル1と電流モデル2の串力の差
を、電流モデル2に帰還する。電圧モデル1によりオフ
セットが抑制されているため、中。
高速領域で高精度の演算が可能であり、補償回路3Bに
よって電圧モデルとの差を帰還すれば、電流モデルの演
算誤差を抑制することができる。この補償回路としては
、比例増幅器、進み補償器などが用いられる。
次に、パラメータ調整回路の動作について説明する。
を圧ゝテA 1o ltl 力φ2V’は(3)式から
明らかなように、励磁インダクタンスおよび2次時定数
の影響を受けないが、電流モデル2では(5)式からも
明らかなように、これらの影響を受ける。こ−で、ると
、1次局波数ω1が一定の場合は、これらの影響は次の
ように彦る。なお、簡単のため補償回路3A、3Bによ
る帰還を無視する。(3) 、 (5)式において、 角周波数である。この(6)式から、励磁インダクタ7
2v′の減算結果の振幅および位相偏差が“0”となる
ように、電流モデル2の増幅回路21A。
21Bのゲインおよび帰還回路23のゲインを調A、5
2Bおよび極性判別回路53からなる)<ラメータ調整
回路の具体例を示す。
得られるので、PI調節器52Aはこれが0”度方向成
分出力から得られる。この位相誤差はω。
の極性によってその極性が変わるため、極性判別51の
出力を反転させてPI調節器52Bに与え、2次時定数
を調整する。振幅2位相の偏差が0”で、電流モデルの
出力φ2.と電圧モデルの出カフ2V’ ト’;ICE
 一致すると、パラメータ調整回路5からの励磁インダ
クタンスおよびzeK時足数は誘導機の実際値に一致し
、2次磁束も正確に得ることができる。
なお、以上では2次磁束φ2を電圧モデル1より得るよ
うにしたが、これを電流モデル2より得ることもできる
。この場合も、電圧モデル1の出力を増幅回路4にてL
2’ / M倍したように、電流モデル2の出力φ2□
をL2./M倍するための増幅回路が同様に必要となる
〔発明の効果〕
両モデルの出力偏差をその各々にそれぞれ帰還する補償
回路を付加することにより、安定性および精度が改善さ
れ、その結果、低速から高速までの広い速度範囲で、高
精度に2次磁束を演算することが可能になる。
また、パラメータ調整回路によって誘導機等価回路定数
変化の検出とパラメータの自動調整が可能なので、磁束
飽和時にも2次磁束、励磁インダクタンスおよび2次時
定数を高精度に演算することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例を示す構成図、第2図は誘導
機の基本波等価回路図、第3図はパラメータ調整回路の
具体例を示す回路図、第4図は電圧モデル式磁束演算回
路の一般的な例を示す回路図、第5図は電流モデル式磁
束演算回路の一般的な例を示す回路図、第6図は励磁イ
ンダクタンスおよび2次時定数を演算する演算方式の従
来例を説明するための説明図である。 符号説明 1・・・・・・電圧モデル式磁束演算回路、2・・・・
・・電流モデル式磁束演算回路、3A、3B・・・・・
・補償回路、4.21.21A、21B・・・・・・増
幅回路、訃・・・・・パラメータ調整回路、6・・・・
・・交流電源、7・・・・・・誘導電動機、11・・・
・・・1次電圧降下演算回路、12゜22・・・・・・
積分回路、23・・・・・・帰還回路、51・・・・・
・−14= ベクトル分解器、52A、52B・・・・・・PI調節
器、53・・・・・・極性判別回路。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎    清 第2図 第3図 互 第4図 1電圧モテル 第5図 2電互モデル + +1−、            丁dt      
     +’[暑06 p′。 1  ]嵐則−1

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 誘導電動機の主として固定子電流から電動機の2次磁束
    を求める第1の磁束演算手段と、主として電動機端子電
    圧を積分することにより電動機の2次磁束を求める第2
    の磁束演算手段と、前記第1、第2磁束演算手段の出力
    偏差をその各々にそれぞれ帰還する第1、第2の補償手
    段と、前記出力偏差が零となるように前記第1磁束演算
    手段のパラメータを調節する調節手段と、を設け、前記
    第1または第2磁束演算手段の出力から2次磁束値を得
    、前記調節手段の出力から励磁インダクタンスおよび2
    次時定数値を得ることを特徴とする誘導電動機の2次磁
    束、励磁インダクタンスおよび2次時定数の演算回路。
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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5202620A (en) * 1991-04-12 1993-04-13 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Apparatus for measuring the time constant of the direct-axis damper of a synchronous machine
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