JPH01248985A - 誘導電動機の磁束演算方法 - Google Patents
誘導電動機の磁束演算方法Info
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- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 17
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
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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。
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〕
本発明は、誘導電動機の電圧、電流からトルク電流成分
を検出してベクトル制御を行う際に用いる磁束演算方法
に関する。
を検出してベクトル制御を行う際に用いる磁束演算方法
に関する。
従来、誘導電動機の電圧、電流及び磁束指令値を人力と
して一次遅れ回路を用いて誘導電動機の二次鎖交磁束を
演算する方法があった。
して一次遅れ回路を用いて誘導電動機の二次鎖交磁束を
演算する方法があった。
例えば、本出願人が先に開示した特開昭５７−２０１８
７０号公報においては、誘導電動機の端子電圧から電動
機のインピーダンス電圧を減算した二次誘起電圧を得て
、これに励磁電流指令から演算される励磁指令電流に相
当する電圧を加えた電圧を導出し、この導出した電圧を
一次遅れ積分によって積分し、磁束を演算する方法をと
っている。
７０号公報においては、誘導電動機の端子電圧から電動
機のインピーダンス電圧を減算した二次誘起電圧を得て
、これに励磁電流指令から演算される励磁指令電流に相
当する電圧を加えた電圧を導出し、この導出した電圧を
一次遅れ積分によって積分し、磁束を演算する方法をと
っている。
しかし、このような従来の方法では、電動機パラメータ
、特に温度によって変化する一次抵抗のｔ東演算値に対
する影響が低周波になると大きかった。
、特に温度によって変化する一次抵抗のｔ東演算値に対
する影響が低周波になると大きかった。
本発明は、磁束演算値の特性を、ベクトル制御において
適用されるトルク電流帰還形や磁束オリエンテーション
形のベクトル制御での評価に基づいて再検討し、磁束演
算特性における位相誤差の増大を軽減することを目的と
する。
適用されるトルク電流帰還形や磁束オリエンテーション
形のベクトル制御での評価に基づいて再検討し、磁束演
算特性における位相誤差の増大を軽減することを目的と
する。
この目的を達成するため、本発明の誘導電動機の磁束検
出方法は、誘導電動機に供給する一次電流を励磁電流指
令値及びトルク電流指令値に応じて与え、前記誘導電動
機の電圧と電流とから演算される磁束に基づいて周波数
を制御するベクトル制御装置において、前記誘導電動機
の電圧、電流及び磁束指令信号から一次遅れ回路を用い
て磁束を演算するに際し、当該一次遅れ回路の時定数を
前記誘導電動機の二次回路時定数と等しく設定すること
を特徴とする。
出方法は、誘導電動機に供給する一次電流を励磁電流指
令値及びトルク電流指令値に応じて与え、前記誘導電動
機の電圧と電流とから演算される磁束に基づいて周波数
を制御するベクトル制御装置において、前記誘導電動機
の電圧、電流及び磁束指令信号から一次遅れ回路を用い
て磁束を演算するに際し、当該一次遅れ回路の時定数を
前記誘導電動機の二次回路時定数と等しく設定すること
を特徴とする。
トルク電流帰還形及び磁束オリエンテーション形のベク
トル制御においても、先ず求められる磁束ベクトルの特
性は、実際の二次鎖交磁束とその演算値の位相が一致す
ることが重要で、次に磁束のそれぞれの振幅が一致する
ことである。
トル制御においても、先ず求められる磁束ベクトルの特
性は、実際の二次鎖交磁束とその演算値の位相が一致す
ることが重要で、次に磁束のそれぞれの振幅が一致する
ことである。
そこで本発明においては、低周波における磁束演算値の
位相誤差の低減に務め、特に、低周波の限界である電動
機拘束時の磁束演算値特性に着目した。例えば、トルク
電流帰還形のベクトル制御でのトルク電流■、は次のよ
うに演算される。
位相誤差の低減に務め、特に、低周波の限界である電動
機拘束時の磁束演算値特性に着目した。例えば、トルク
電流帰還形のベクトル制御でのトルク電流■、は次のよ
うに演算される。
ＩＬ＝（１１Ｘφ、）／１φ２Ｉ ・・・・・・
・・（１）ここで、ｉｌ ニー次電流ベクトル φ２ ：二次鎮交磁束ベクトル １φ２１：二次鎖交磁束ベクトルの振幅式（１）から分
かるように、−次電流ｉｌ は、直接検出することがで
き、磁束についてはφ、／ｌφ２１すなわち単位ベクト
ルの位相特性の良好さが必要となる。
・・（１）ここで、ｉｌ ニー次電流ベクトル φ２ ：二次鎮交磁束ベクトル １φ２１：二次鎖交磁束ベクトルの振幅式（１）から分
かるように、−次電流ｉｌ は、直接検出することがで
き、磁束についてはφ、／ｌφ２１すなわち単位ベクト
ルの位相特性の良好さが必要となる。
本発明では、演算磁束ベクトルの特性改善を演算誤差が
増大する低周波において検討し、特に電動機拘束状態で
の位相誤差の軽減を図った。
増大する低周波において検討し、特に電動機拘束状態で
の位相誤差の軽減を図った。
第２図に磁束演算回路のブロック図を示す。図中３１は
インバータ、４２は誘導電動機である。誘導電動機４２
の電流ｉは電流検出器３２で検出され、電圧υ１ は電
圧検出器３３で検出される。３４．３５．３８は定数器
、３６．４１は減算器、３７．３９は加算器、４０は一
次遅れ回路である。この第２図のブロックにおいて、二
次鎮交磁束φ、は、次式で演算されている。
インバータ、４２は誘導電動機である。誘導電動機４２
の電流ｉは電流検出器３２で検出され、電圧υ１ は電
圧検出器３３で検出される。３４．３５．３８は定数器
、３６．４１は減算器、３７．３９は加算器、４０は一
次遅れ回路である。この第２図のブロックにおいて、二
次鎮交磁束φ、は、次式で演算されている。
但し、ｐは微分演算子である。
定常状態では上式の演算誤差はｐ＝Ｊω１ とおいて（
２）式で表せる。
２）式で表せる。
−」ω１Δ１１１）
＋Ｊω１Δ１１１）
・・・・・・・・・・・〔２）
但し、ΔＲ，＝Ｒ，−Ｒ−、Δ１＝１−１゜Ｒ１ニー次
抵抗の実際値 Ｒどニー次抵抗の設定値 ｌ：漏れインダクタンスの実際値 ！”：ｍれインダクタンスの設定値 Ｔｃニー次遅れの時定数 φ２＊：磁束指令（ベクトル量） φ２＝実二次鎖交磁束（ベクトル量） φ２＝二次鎖交磁束演算値（ベクトル量）６２＝内部誘
起電圧の演算値（ベクトル量）ω１：角周波数（＝２π
ｆ、） ｆ、ニー次周波数 ｊ：虚数記号 すなわち、（２）式の第１項の二次磁束の実際値、第２
項の低周波で増大する誤差項、及び第３項の周波数に無
関係な漏れ磁束の誤差項となる。
抵抗の実際値 Ｒどニー次抵抗の設定値 ｌ：漏れインダクタンスの実際値 ！”：ｍれインダクタンスの設定値 Ｔｃニー次遅れの時定数 φ２＊：磁束指令（ベクトル量） φ２＝実二次鎖交磁束（ベクトル量） φ２＝二次鎖交磁束演算値（ベクトル量）６２＝内部誘
起電圧の演算値（ベクトル量）ω１：角周波数（＝２π
ｆ、） ｆ、ニー次周波数 ｊ：虚数記号 すなわち、（２）式の第１項の二次磁束の実際値、第２
項の低周波で増大する誤差項、及び第３項の周波数に無
関係な漏れ磁束の誤差項となる。
本発明では、この従来方式の演算回路において、一次遅
れ回路の時定数Ｔｅの適切な選定によって、（２）大軍
２項の誤差の軽減を図る。
れ回路の時定数Ｔｅの適切な選定によって、（２）大軍
２項の誤差の軽減を図る。
第３図に、（２）式で演算される二次磁束のベクトル図
を示す。ここで、電動機を拘束した状態では、ベクトル
制御の条件を考慮すると、（２）式中の一次心流は励磁
電流とトルク電流で（４）式として表すことができ、励
磁電流とトルク電流の関係は（５）式で表すことができ
る。
を示す。ここで、電動機を拘束した状態では、ベクトル
制御の条件を考慮すると、（２）式中の一次心流は励磁
電流とトルク電流で（４）式として表すことができ、励
磁電流とトルク電流の関係は（５）式で表すことができ
る。
］Ｌ／１．＝ｏｌＴ２ ・・・・・・・・
・・・・（５）ただし、ω１ニー次角周波数 ｉ、：励磁電流（ベクトル） Ｔ２＝電動機二次回路時定数 １つ：励磁電流（振幅） ！Ｌ二トルク電流（振幅） この（４）式、（５）式を（２）式に代入すると（６）
式で表すことができる。
・・・・（５）ただし、ω１ニー次角周波数 ｉ、：励磁電流（ベクトル） Ｔ２＝電動機二次回路時定数 １つ：励磁電流（振幅） ！Ｌ二トルク電流（振幅） この（４）式、（５）式を（２）式に代入すると（６）
式で表すことができる。
ここで、一次遅れ回路の時定数を電動機の二次回路時定
数に等しく、Ｔ、＝Ｔｃとすると、（６）式は（７）式
に変形でき、第２項は実際の二次磁束に対し、位相誤差
は生じない。
数に等しく、Ｔ、＝Ｔｃとすると、（６）式は（７）式
に変形でき、第２項は実際の二次磁束に対し、位相誤差
は生じない。
φ２・φ２”（ＴｏΔＲ１−ΔＩ！’Ｉｉ、＋Δｌｉ１
ここで、φｚ＝Ｍｆｍ この（７）式で求められる二次磁束演算値を用いて（１
）式によってトルク電流を演算すると、（８）、 （
９）式より０Ｑ式が得られる。
ここで、φｚ＝Ｍｆｍ この（７）式で求められる二次磁束演算値を用いて（１
）式によってトルク電流を演算すると、（８）、 （
９）式より０Ｑ式が得られる。
Ｔ ΔＲ−Δｌ
ｉｘφ２−ｔ 、 ｘ （１＋Ｍ）φ２＋ΔＬＩｌ）−
（ｌ＋Ｔ ４１４１＞ Ｉ、Φ２ ・・・・・・・・（
８）１φ２１・ １（１・ １Δ１Δ′ ）φ２・Δｌ
ｉ＋ １・ ［（（１＋１１１．φ２）′・（Δ（２＝
、） ２ ］ １ ／２）Ａ −（１，ＴＡｊｌ ）Φ２ ・・・・・・・・
（９）ここで、（ｌ−３″ｆ′）１φ２１）Δｌｌｉ＊
ｌ：Ｊ Ｔｔ＝ｉ＋Ｘφ２／１φ２１ ここで、Δｆ（（Ｍ＋ＴｃΔＩｔ、） Φ、：二次鎖交磁束（振幅） ＩＬ：）ルク電流の実際値 Ｔ、：トルク電流の演算値 よって、００式よりトルク電流の演算値は真値に近づく
ことが示される。
（ｌ＋Ｔ ４１４１＞ Ｉ、Φ２ ・・・・・・・・（
８）１φ２１・ １（１・ １Δ１Δ′ ）φ２・Δｌ
ｉ＋ １・ ［（（１＋１１１．φ２）′・（Δ（２＝
、） ２ ］ １ ／２）Ａ −（１，ＴＡｊｌ ）Φ２ ・・・・・・・・
（９）ここで、（ｌ−３″ｆ′）１φ２１）Δｌｌｉ＊
ｌ：Ｊ Ｔｔ＝ｉ＋Ｘφ２／１φ２１ ここで、Δｆ（（Ｍ＋ＴｃΔＩｔ、） Φ、：二次鎖交磁束（振幅） ＩＬ：）ルク電流の実際値 Ｔ、：トルク電流の演算値 よって、００式よりトルク電流の演算値は真値に近づく
ことが示される。
以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて具体的に説
明する。第１図は、本発明の磁束演算方法を実施するた
めの構成例を示すブロック図である。同図において、ｌ
ｌは電源、１２はインバータ、１３は誘導電動機、１４
は電流検出器、１５は電圧検出器を示している。
明する。第１図は、本発明の磁束演算方法を実施するた
めの構成例を示すブロック図である。同図において、ｌ
ｌは電源、１２はインバータ、１３は誘導電動機、１４
は電流検出器、１５は電圧検出器を示している。
第１図において、設定された磁束指令値Φ２°に１／Ｍ
の定数器１を乗じて計算される励磁電流指令値ｌＩとト
ルク電流指令値１ 、Ｉに従って、ベクトル演算器２は
０９式、０式の演算を行い、−次電流指令値Ｉｌ＊と位
相Ｔ０を出力している。
の定数器１を乗じて計算される励磁電流指令値ｌＩとト
ルク電流指令値１ 、Ｉに従って、ベクトル演算器２は
０９式、０式の演算を行い、−次電流指令値Ｉｌ＊と位
相Ｔ０を出力している。
■１°＝ＪＪワ王１ ・・・・・・・・ＯＤ
Ｔ″’ ＝ ｔａｎ−’（Ｉｔ”／Ｌ”） ＋
＊＋ｓ＋ｚｔ（１２１乗算器９は、加算器８で出力され
た一次電流措令の位相θ、′と一次電流指令値１１ を
乗算し、一次電流指令ベクトルｉどを出力している。
Ｔ″’ ＝ ｔａｎ−’（Ｉｔ”／Ｌ”） ＋
＊＋ｓ＋ｚｔ（１２１乗算器９は、加算器８で出力され
た一次電流措令の位相θ、′と一次電流指令値１１ を
乗算し、一次電流指令ベクトルｉどを出力している。
電流制御器１０は、−次電流指令ベクトルｉ＋”と電流
検出器１４を介して検出した一次電流ｆＩ との偏差に
応じてインバータ１２を制御し、−次電流指令ベクトル
どおりに電流を電動機に供給している。
検出器１４を介して検出した一次電流ｆＩ との偏差に
応じてインバータ１２を制御し、−次電流指令ベクトル
どおりに電流を電動機に供給している。
周波数制御器５は、トルク電流指令値１ ％とトルク電
流演算値Ｔ、との偏差に応じて周波数ω１を出力してい
る。
流演算値Ｔ、との偏差に応じて周波数ω１を出力してい
る。
情分器７は、加算器６で出力された周波数ω１と、割算
器３及び定数器４を用いて演算されたすべり周波数指令
値ωＳ。の和、すなわち磁束の周波数ω１゜を積分し、
磁束指令の位相θφ０を出力している。
器３及び定数器４を用いて演算されたすべり周波数指令
値ωＳ。の和、すなわち磁束の周波数ω１゜を積分し、
磁束指令の位相θφ０を出力している。
加減算器１８．１９は、電圧検出器１５で検出された電
動機端子電圧υ、に基づいて０１式の演算を行い、誘起
電圧会。を出力している。
動機端子電圧υ、に基づいて０１式の演算を行い、誘起
電圧会。を出力している。
会ｏ ＝Ｔｃ（２７ｌＲ＋” ｉ ＋） ｌＩｉ Ｉ
””””αＪ一次遅れ回路２３は、乗算器２１で出力さ
れる磁束指令ベクトルφ？と誘起電圧会。から、００式
の演算を行い、磁束φ。を出力している。
””””αＪ一次遅れ回路２３は、乗算器２１で出力さ
れる磁束指令ベクトルφ？と誘起電圧会。から、００式
の演算を行い、磁束φ。を出力している。
φ。−−Ｌ−（＠。＋φ２゛） ・・・・・・・
・０４）ｔｏｐＴｃ 演算されたφ。は減算器２４で漏れリアクタンス降下分
が除かれ、二次磁束φ２を出力する。
・０４）ｔｏｐＴｃ 演算されたφ。は減算器２４で漏れリアクタンス降下分
が除かれ、二次磁束φ２を出力する。
二次磁束φ、と一次電流ｉは、ベクトル９器２５゜振幅
演算器２６．除算器２７より（１）式の演算を行い、ト
ルク電流Ｔｔ を演算する。
演算器２６．除算器２７より（１）式の演算を行い、ト
ルク電流Ｔｔ を演算する。
このようにして、トルク電流了、の演算値を真値に近似
することができる。
することができる。
以上に説明したように、本発明においては、電動機の端
子電圧から一次抵抗降下分と、漏れリアクタンス降下分
を差し引いて求めた内部誘起電圧と磁束指令を合成し、
その出力を電動機の二次回路時定数に等しい時定数で一
次遅れ回路を介して二次磁束を演算することにより、二
次磁束演算値に含まれる真の二次磁束に対する位相誤差
を軽減できる。
子電圧から一次抵抗降下分と、漏れリアクタンス降下分
を差し引いて求めた内部誘起電圧と磁束指令を合成し、
その出力を電動機の二次回路時定数に等しい時定数で一
次遅れ回路を介して二次磁束を演算することにより、二
次磁束演算値に含まれる真の二次磁束に対する位相誤差
を軽減できる。
この二次磁束演算値と一次電流とから、トルク電流を演
算することにより、−次抵抗及び漏れリアクタンスの設
定誤差に関係なく精度の良いトルク電流の演算を行うこ
とができる。
算することにより、−次抵抗及び漏れリアクタンスの設
定誤差に関係なく精度の良いトルク電流の演算を行うこ
とができる。
また、前記トルク電流演算値を用いることで、広範囲の
速度でトルク制御特性のよいベクトル制御装置を構成す
ることができる。
速度でトルク制御特性のよいベクトル制御装置を構成す
ることができる。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は磁
束演算回路の例を示すブロック図、第３図は二次磁束の
ベクトル図である。 １、４．１６．１７．２０ ：定数器 ２：ベクトル演
算器３．２７：除算ｇ：ｒ ９．２１：乗算
器６、８．１９．２２：加算器 １８．２４： Ｉ
ａ算器５：周波数制御器 ７：債分器 ｌＯ；電流制御器 １１：電源 １２：インバータ １３：誘導電動機１４：電流
検出器 １５：電圧検出器２３ニー次遅れ回路
２５：ベクトル横暴２６：振幅演算器
束演算回路の例を示すブロック図、第３図は二次磁束の
ベクトル図である。 １、４．１６．１７．２０ ：定数器 ２：ベクトル演
算器３．２７：除算ｇ：ｒ ９．２１：乗算
器６、８．１９．２２：加算器 １８．２４： Ｉ
ａ算器５：周波数制御器 ７：債分器 ｌＯ；電流制御器 １１：電源 １２：インバータ １３：誘導電動機１４：電流
検出器 １５：電圧検出器２３ニー次遅れ回路
２５：ベクトル横暴２６：振幅演算器
Claims (1)
- １、誘導電動機に供給する一次電流を励磁電流指令値及
びトルク電流指令値に応じて与え、前記誘導電動機の電
圧と電流とから演算される磁束に基づいて周波数を制御
するベクトル制御装置において、前記誘導電動機の電圧
、電流及び磁束指令信号から一次遅れ回路を用いて磁束
を演算するに際し、当該一次遅れ回路の時定数を前記誘
導電動機の二次回路時定数と等しく設定することを特徴
とする誘導電動機の磁束演算方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7257288A JP2646633B2 (ja) | 1988-03-26 | 1988-03-26 | 誘導電動機の磁束演算方法 |
| PCT/JP1989/000296 WO1989009512A1 (en) | 1988-03-26 | 1989-03-20 | Method of calculating magnetic flux of an induction motor |
| US07/445,675 US5150029A (en) | 1988-03-26 | 1989-03-20 | Method and apparatus for controlling the magnetic flux of an induction motor |
| EP89105271A EP0335269B1 (en) | 1988-03-26 | 1989-03-23 | Magnetic flux operation method for induction motor |
| DE68918620T DE68918620T2 (de) | 1988-03-26 | 1989-03-23 | Magnetfluss-Betriebsverfahren für einen Induktionsmotor. |
| CA000594882A CA1319949C (en) | 1988-03-26 | 1989-03-28 | Method and apparatus for controlling the magnetic flux of an induction motor |
| KR1019890702119A KR950010345B1 (ko) | 1988-03-26 | 1989-11-14 | 유도전동기의 자속제어장치 |
| FI895637A FI895637A0 (fi) | 1988-03-26 | 1989-11-24 | Foerfarande foer beraekning av det magnetiska foer en induktionsmotor. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7257288A JP2646633B2 (ja) | 1988-03-26 | 1988-03-26 | 誘導電動機の磁束演算方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01248985A true JPH01248985A (ja) | 1989-10-04 |
| JP2646633B2 JP2646633B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=13493223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7257288A Expired - Fee Related JP2646633B2 (ja) | 1988-03-26 | 1988-03-26 | 誘導電動機の磁束演算方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5150029A (ja) |
| EP (1) | EP0335269B1 (ja) |
| JP (1) | JP2646633B2 (ja) |
| KR (1) | KR950010345B1 (ja) |
| CA (1) | CA1319949C (ja) |
| DE (1) | DE68918620T2 (ja) |
| FI (1) | FI895637A0 (ja) |
| WO (1) | WO1989009512A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013132660A1 (ja) * | 2012-03-09 | 2013-09-12 | 三菱電機株式会社 | モータ制御装置 |
Families Citing this family (5)
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