JPH02174584A - 誘導電動機のすべり周波数制御方法 - Google Patents

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 本発明は、誘導電動機のベクトル制御方式に関し、特に
、すべり周波数制御方式に関する。

従来の技術 第４図は、誘導電動機のベクトル制御方式の要部ブロッ
ク図で、１は速度指令ＶＣと誘導電動機６に取付Ｇノら
れた速度検出器７で検出された実速度ωｒとの差を増幅
しトルク指令Ｔを出力する増幅器、２は該トルク指令Ｔ
を励磁磁束指令手段８から出力される励磁磁束指令Φで
除し２次電流指令Ｉ２を出力する手段、９は励磁磁束指
令Φを比例定数に１で除し励磁電流成分子ｏを出ノ〕す
る手段、３は２次電流指令Ｉ２と励磁電流成分ＩＯより
１次電流指令Ｉ１を出力する電流演算回路、４は励磁周
波数ωＯと１次電流指令１１より３相の電流指令［＝　
１１　ｘｓｉｎ　ωＯｔ、　　ｌｖ　＝−７１ｘｓｉｎ
（ωａｔ−２ｙｒ　／３　）　、　　Ｉ　ω−１１ｘｓ
ｉｎ（ωｏｔ４π／３）を出力する３相変換器、５は３
相の電流指令１１Ｊ、ＩＶＩωと各相の電流検出器ＣＴ
ｕ　、ＣＴｖ　、ＣＴｗで検出された検出電流によって
電流制御を行う電流制御器、６は誘導電動機、７は速度
検出器である。また、１０は２次電流指令Ｉ２を励磁磁
束指令Φで除し、すべり周波数ｆｓ（ωＳ）を算出する
手段である。なお、Ｋ２は比例定数である。また、すべ
り周波数ωＳと速度検出器７で検出された電動機回転周
波数ωｒに加算器１１で加算されて、励磁周波数ωＯが
作られる。

なお、上記構成は従来から公知な構成であり、詳細な説
明は省略する。

上記構成において、すべり周波数ｆｓ（ωＳ）は、従来
、ハードウェア、即ち分周器を用いで求めている。この
ベクトル制御の時間の基準単位であるクロックをソフト
ウェアで分周比に２１２にセラ１〜された分周器で分周
し、さらに、ソフトウェアで分周比１／Φにセットされ
た分周器で分周し、すべり周波数ｆｓ　＝に２１２　／
Φを求めていた。

発明が解決しようとする課題 上述のように、ずべり周波数ωＳを分周器等のハードウ
ェアで求める従来の方式であると、２次電流指令Ｉ２が
零の揚台でも、ハードウェアの特性上かられずかなすへ
り周波数ｆｓが発生していた。また、ソフトウェアで分
周器に分周比に２１２．１／Φをセラｉ〜してから、ク
ロックを分周しすべり周波数ｆｓを出力するまでに時間
荏れがあるという問題があった。

そこで、本発明の［１的は、すべり周波数ｆｌｉ！Ｉ御
をソフトウェアで行うことにより、上記従来技術の欠点
を改善し、正確で応答性の良いすべり周波数制御方式を
提供することにある。

課題を解決するための手段 誘導電動機のべり１ヘル制御におりるすべり周波数制御
方式において、本発明は、速度制御ルーチン処理で２次
電流指令及び励磁磁束指令よりすべり周波数を算出し、
該すべり周波数から当該速度制御周期中に出力すべきす
べり量を求める。この際、余りが出れば、次の周期の速
度制御ルーチン処理ですべり周波数に該余りを加算して
すべり吊を求める。電流制御ルーチン処理では、速度制
御ルーチン処理で求められた上記すべり伍から電流制御
周期のすべり分配データを算出する。この際、余りが出
れば、次の周期の電流制御ルーチンですへり量に該余り
量を加算してずべり分配データを算出する。そして、当
該すべり分配データと電動機の回転速度を検出する検出
器からの速度データとを加算し、励磁周波数として出力
する。これにより、正確で応答性のよいすべり周波数制
御を得ることができる。

作　　用 ２次電流指令と励磁磁束指令よりすべり周波数を算出し
、このすべり周波数が均一に分配されるように速度制御
ルーチンの周期中に出力すべきすべり嬶を求め、余りが
出れば次の速度制御ルーチン処理のすべり量算出に組込
み、速度制御ルーチンの周期内でのすべり量を求める。

また、電流制御ルーチン処理では、速度制御ルーチンで
求められたすべり量が速度制御ルーチンの周期内で均等
に出力されるように電流制御周期のすべり分配データを
算出する。この際も、余りが出れば次の電流制御ルーチ
ンのすべり分配データ算出処理に組込み、速度制御周期
中に均等にすべり分配データが出力されるようにする。

こうして求められたすべり分配データに、検出器からの
速度データを加算して、励磁周波数どして出力する。

その結果、ベクトル制御における最小の電流制御ルーチ
ンの周期単位ですべり分配データが算出されるから、均
一となり、かつ、遅れは小さくなる。また、２次電流指
令が零になれば直ちにすべり周波数は零となる。

実施例 本発明は、第４図に示す誘導電動機のベクトル制御り式
のブロック図において、従来、ハードウェアで構成され
ていた第４図中破線１２で囲ったすべり周波数ｆｓ（ω
Ｓ）の算出と、励磁周波数ω０の算出を該ムク１ヘル制
御を行うプロセッサによってラフ１〜ウエア制御するこ
とにある。

ベタ１〜ル制御においては、速度制御ルーチンは周期Ｔ
ｖ毎に出力するタイマー出力によって割込み起動され、
電流制御ルーチンは周期Ｔ１毎に出力するタイマー出力
によって割込み起動されている。これら２つの周期の関
係は第３図に示すように、速度制御周期Ｔｖは電流制御
周期Ｔｉのｎ倍で理想的には２つのタイマは同期するよ
うにしている。

そこで、本実施例においては、速度制御ルーチン処理で
２次電流指令Ｉ２と励磁磁束指令Φよりすべり周波数ｆ
ｓを算出し、このすべり周波数ｆｓを分割して速度制御
周期間のすべり量Ａを求める。即ち、１秒間におけるす
べり吊がすべり周波数ｆｓになるように、速度制御ルー
チン起動周波数で分割する。この際、余りαが生ずれば
、次の速度制御ルーチン時にこの余りαを算出されたす
べり周波数ｆｓに加算し、これを起動周波数で分割し、
当該速度制御周期間内のすべりｆｆ１Ａを求め、速度制
御ルーチンでは順次この処理を繰返す。

一方、電流制御ルーチンでは、速度制御ルーチンで算出
されたすべりｆｉＡが速度制御周期間中に均等に出力さ
れるよう速度制御周期間中の電流制御ルーチン起動回数
ｎで割り、すべり分配データωＳを求める。この際、余
りβが生じれば、次の電流制御ルーチンではすべり吊Ａ
に余りβを加算し、加算された値を電流制御ルーチン起
動回数ｎで割り、すべり分配データωＳを求め、速度制
御周期間中に均等にすべりｆｆ１Ａを分配する。

こうして求められたすべり分配データωＳに電動機の速
度検出器から得られた速度データωｒを加算し、励磁周
波数ωＯ（−・ω５−１＝ωｒ）を出力する。

以上が、本発明の一実施例の概略であるが、以下、第１
図に示す速度制御ルーチンでのすべり計算処理、第２図
に示す電流制御ルーチンでのすべり計算処理の各フロー
ヂャートと共に本実施例を詳細に説明する。また、速度
制御ルーチンを起動させるタイマーの周期Ｔｖを２　ｍ
５ｅｃ　（起動周波数Ｃｖ＝５００Ｈｚ）、電流制御を
起動させるタイマの周期ＴＩを１６７μｓｅｃ　　（起
動周波数Ｃ１＝６Ｋｌ−１ｚ）とし、速度制御層ＰＡ　
Ｆ　ｖ（＝　２　ｍ５ｅｃ）内での電流制御ルーチン起
動回数ｎを１２（２ｍｓｅｃ１６７μｓｅｃ　’−＝　
１２　＞とした例をとって、以下説明する。

まず、速度制御ルーチンでは、２次電流指令Ｉ２に比例
定数に２を乗じ、励磁磁束指令Φで除してすべり周波数
ｆｓを求める（ステップ１０１）ｆｓ　　−に２　　ｘ
　　１２　　／Φ　　　　　　　　　　　・・・　（１
）今、この算出されｌｃすベリ周波数が２７５０であっ
たとする。

次に、このすべり周波数ｆ　ｓ（＝　２７５０　）に前
回の速度制御ルーチンで求められた余りαを加算し、こ
の加算された値（ｆｓ＋α）を速度制御ルチンの起動周
波数ＣＶ（＝５００＞で割り、１速度制御周期内でのす
べりｍＡと余りαを求める（ステップ１０２，１０３）
。

（ｆｓ＋α）／ＣＶ　ｍＡ、　新しい余りα・・・（２
） 始めα−〇とすると、ｆｓ　＝２７５０．ＣＶ　−５０
０の例ではすべり１Ａ＝５．新しい余りα−２５０が求
められる。

次に、このすべりｆｆ１Ａ（−５＞、新しい余りα（＝
２５０）をレジスタ内に格納しくステップ１０４）、当
該速度制御ルーチンの処理を終了する。

以下、各速度制御ルーチンの処理毎に十記処理を行い、
レジスタに格納するすべりｆｆ１Ａ、余りαを更新する
。

一方、電流制御ルーチン処理では、速度制御ルーチンで
求められた当該速度制御ルーチンの周期内でのすべり量
△（−５）に前回の電流制御ルーチン処Ｉ」で求められ
た余りβ（始めは○とする）を加算し、この値（Ａ＋β
）を速度制御ルーチンの周期内での電流制御ルーチンの
起動回数ｎ（−１２）で除し、すべり分配デ゛−タωＳ
及び新しい余りβを求める（ステップ２０１，２０２）
。

（Ａ　＋β）／ｎ−ωＳ、新しい余りβ　・・・（３）
すなわち、速度制御ルーチンの周期内でのすべり量Δが
同周期内で均等になるように電流制御ルーチン周期内の
すべり分配データωＳを求めることどなる。

こうして求められた新しい余りβをレジスタ内に格納し
くステップ２０３）、電動機に取付けられた速度検出器
７からの速度データωｒを読み（ステップ２０４．　）
　、すべり分配データωＳに速度データωｒを加算して
励磁磁束周波数ωＯとして３相変換器３へ出力する。

ωＯ−ωＳ」−ωｒ　　　　　　　　　・・・（４）以
下、各電流制御ルーチン毎上記処理を繰返し行う、。

その結果、先の例ですべり周波数ｆｓ　＝２７５０、速
度制御ルーチン起動周波数Ｃｖ−５００Ｈｚ（Ｔｖ　＝
　２ｍ５ｅｃ）　、速度制御周期内での電流制御ルーチ
ン起動回数ｎ＝１２　（Ｔｉ　＝１６７１１ｓｅｃ　、
　ＣＩ　＝６ＫＨ２）とすると、各電流制御ルーチンで
算出されるすべり分配データωＳは次のようになる。

（１）速度制御ルーチン１回目 ずべりｆｆ１Ａ＝２７５０１５００　＝　　５余りα−
２５０ 電流制御 ルーチン １回目 ２回目 ３回目 ４回目 ５回目 ６回目 ７回目 ８回目 すべり分配 データωＳ 余りβ ５／１２− （５＠−５）／１２＝ （５＋１２）　／　１２　＝ （５＋３）／１２− （５＋８）／１２− （５−１−１１／１２＝ （５−１−６）／１２＝ （ｓ＋　１１）／１２− ９回目 １０回目 １１回目 １２回目 ５＋　４）／　１２＝ ５＋９）／１２− ５＋２）／　１２− ５＋　７）／　１２− 合計 （２）速度制御ルーチン２回目 リーベリＨＡ　−（２７５０＋２５０）　１５００　＝
　　６余りα−０ 電流制御　　　すべり分配 ルーチン　　　データωＳ 余りβ １回目 ２回目 ３回目 ４回目 ５回目 ６回目 ７回目 ８回目 ９回目 １０回目 （６＋０）／　１２− （６＋６）／　１２＝ （６十〇）／　１２＝ （６＋６／１２− ６十〇／１２＝ ６−１　６　／１２＝ ６十〇／１２− ６−１−６／１２＝ ６十〇／１２− ６−１−６／１２＝ １１回目　　　　（６十〇）／　１２＝　　０　　　　
６１２１２回目　　（６＋６）／　１２＝　　１　　　
　０合計　　６ （３）速度制御ルーチン３回目 すべり量Ａ＝　（２７５０＋０）１５００　＝　５余り
α−２５０ となり、第１回目の速度制御ルーチンにおける電流制御
ルーチンでのすべり分配データωＳのパターンと同一と
なる。

（４）速度制御ルーチン４回目 ずべり惜Ａ＝　（２７５０＋−２５０）１５００−　　
Ｇ余りα−〇 となり、第２回目の速度制御ルーチンにお（プる電流制
御ルーチンでのすベリ分配データωＳのパターンと同一
となる。

以上の処理を繰返すこととなり、速度制御ルーチン２周
期（４ｍ５ｅｃ）で１１個のパルスがすべり分配データ
ωＳとして均等に出ノＪされることとなり、１秒間、即
ち速度制御ルーチン２５０回（４ｍｓｅｃｘ　２５Ｏ−
１ＳｅＣ）で、１１Ｘ２５０＝２７５０個のパルスが出
力され、すべり周波数ｆｓとなる。

発明の効果 本発明は、すべり周波数制御をソフトウェア制御によっ
て行うことによって、２次電流指令が零になったとぎ、
即ち、電動機停止時にはすべり周波数が直ちに零となり
、電流位相が動かなくなるため電動機の停止時の安定性
が増し、その結果、ゲインを上げることができる。

また、２次電流指令が出力されてすべりが発生ずるまで
の詩間が短縮され（速度制御ルーチン周期分に短縮）、
応答性が上がる。

さらに、すべり周波数制御をソフトウェアで行うことか
ら、分周器等のハードウェアが必要でなくなり、コス［
・を低小させ効率的である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例における速度制御ルーチン
でのすべり削粋処理の）［１−チャート、第２図は、同
実流例における電流制御ルーチンでのずべり甜褥処即の
フローチャート、第３図は、同実施例における速度制御
ルーチン周期ど電流制御ルーチン周期の関係を説明する
図、第４図は、誘導電動機のベクトル制御方式のブロッ
ク図である。 １・・・増幅器、２・・・２次電流指令算出手段、３・
・・電流演算回路、４・・・３相変換器、５・・・電流
制御器、６・・・誘導電動機、７・・・速度検出器、８
・・・励磁磁束指令手段、１０・・・すべり周波数算出
手段、Ｔ・・・トルク指令、■２・・・２次電流指令、
Φ・・・励磁磁束指令、■０・・・励磁電流成分、ωＳ
・・・すべり分配データ、ωｒ・・・速度データ、ωＯ
・・・励磁周波数。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）誘導電動機のベクトル制御におけるすベり周波数
   制御方式において、速度制御ルーチン処理で、２次電流
   指令及び励磁磁束指令よりすベり周波数を算出し、該す
   ベり周波数から当該速度制御周期中に出力すべきすベり
   量を求め、電流制御ルーチン処理では、速度制御ルーチ
   ン処理で求められた上記すベり量から電流制御周期のす
   ベり分配データを算出し、当該すベり分配データと電動
   機の回転速度を検出する検出器からの速度データとを加
   算し、励磁周波数として出力するようにした誘導電動機
   のすベり周波数制御方式。
2. （２）誘導電動機のベクトル制御におけるすベり周波数
   制御方式において、速度制御ルーチン処理で、２次電流
   指令及び励磁磁束指令よりすベり周波数を算出し、該す
   ベり周波数と前回の速度制御ルーチンで算出された余り
   量を加算し、該加算された値を速度制御ルーチン起動周
   波数で除して当該速度制御ルーチンで出力すべきすベり
   量と余り量を求め、電流制御ルーチン処理では速度制御
   ルーチン処理で求められたすベり量と前回の電流制御ル
   ーチン処理で求められた余り量を加算し、該加算された
   値を電流制御ルーチン起動周波数で除して当該電流制御
   周期でのすベり分配データと余り量を求め、該すベり分
   配データに電動機の回転速度を検出する検出器からの速
   度データを加算して励磁周波数として出力するようにし
   た誘導電動機のすベり周波数制御方式。