JPH02211087A - 誘導電動機の速度演算装置及び速度制御装置 - Google Patents
誘導電動機の速度演算装置及び速度制御装置Info
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- JPH02211087A JPH02211087A JP1031734A JP3173489A JPH02211087A JP H02211087 A JPH02211087 A JP H02211087A JP 1031734 A JP1031734 A JP 1031734A JP 3173489 A JP3173489 A JP 3173489A JP H02211087 A JPH02211087 A JP H02211087A
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- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 9
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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、インバータで駆動される誘導電動機の速度制
御装置に関し、特に速度センサを用いずに精度よく速度
制御する装置に関する。
御装置に関し、特に速度センサを用いずに精度よく速度
制御する装置に関する。
従来より、かご形誘導電動機の特徴である堅牢さを活か
した、耐環境性や構造的自由度の大きい駆動システムが
、すべての産業分野で要望されている。速度センサを用
いない速度制御装置は、このような要望に適合するもの
である。
した、耐環境性や構造的自由度の大きい駆動システムが
、すべての産業分野で要望されている。速度センサを用
いない速度制御装置は、このような要望に適合するもの
である。
従来、速度センサを用いない誘導電動機の速度制御装置
として、誘導電動機の電圧と電流から求めたトルク電流
と磁束および二次抵抗値、すなわち回転子巻線抵抗値か
ら演算したすべり周波数によって、電動機駆動周波数を
補償し、電動機の速度制御を行う装置があった。
として、誘導電動機の電圧と電流から求めたトルク電流
と磁束および二次抵抗値、すなわち回転子巻線抵抗値か
ら演算したすべり周波数によって、電動機駆動周波数を
補償し、電動機の速度制御を行う装置があった。
この場合のすべり周波数の演算方法について説明する。
インバータで駆動される誘導電動機の回転数ｎ（ｒｐｍ
＞ は、一般に駆動周波数ｆ（ｌ（ｚ）と電動機のすべ
り周波数ｒｓ（ｎｚ） によって表される。
＞ は、一般に駆動周波数ｆ（ｌ（ｚ）と電動機のすべ
り周波数ｒｓ（ｎｚ） によって表される。
−」Ｌ・（ｆ−ｆ、）［ｒｐｍ］・・・・（１）
ｐ ここに Ｐ：極数 周波数ｆはインバータから直接に得られるため、すべり
周波数ｆｓ を何らかの手段によって得ることができれ
ば、回転数ｎを知ることができ、これを速度制御に用い
ることが可能となる。
ｐ ここに Ｐ：極数 周波数ｆはインバータから直接に得られるため、すべり
周波数ｆｓ を何らかの手段によって得ることができれ
ば、回転数ｎを知ることができ、これを速度制御に用い
ることが可能となる。
すべり周波数ｆ、は、電動機の磁束φとトルクに相当す
るトルク電流■、および二次抵抗Ｒ２によって次のよう
に表される。
るトルク電流■、および二次抵抗Ｒ２によって次のよう
に表される。
「５＝−１・１１・Ｒ２・・・・（２）２π φ
磁束φ、トルク電流工、は電動機の電圧と電流とから演
算することができるから、二次抵抗値Ｒ２が分かれば、
すべり周波数ｆ、を演算することができる。
算することができるから、二次抵抗値Ｒ２が分かれば、
すべり周波数ｆ、を演算することができる。
ところが、二次抵抗値Ｒ２は回転子の巻線抵抗値である
ため、これを直接固定子側で観測することは困難である
。
ため、これを直接固定子側で観測することは困難である
。
二次抵抗値Ｒ２のある基準温度における値を知ることは
できるが、温度によって変化するために、実際の運転に
おいてｆ、を正しく演算することができない。例えば回
転子の温度が１００℃変われば、回転子導体として用い
られる銅やアルミニウムからなる二次抵抗値は４０％程
度変化し、また、回転子の温度は運転によって通常１０
０〜１５０℃の温度上昇がある。
できるが、温度によって変化するために、実際の運転に
おいてｆ、を正しく演算することができない。例えば回
転子の温度が１００℃変われば、回転子導体として用い
られる銅やアルミニウムからなる二次抵抗値は４０％程
度変化し、また、回転子の温度は運転によって通常１０
０〜１５０℃の温度上昇がある。
このように、従来の装置では、すべり周波数の演算に二
次抵抗の設定値を用いていたため、回転子の温度が変化
すると、実際の二次抵抗値と設定の二次抵抗との差異に
よって、実際のすべり周波数と差異を生じ、速度を精度
よく補償できない欠点があった。
次抵抗の設定値を用いていたため、回転子の温度が変化
すると、実際の二次抵抗値と設定の二次抵抗との差異に
よって、実際のすべり周波数と差異を生じ、速度を精度
よく補償できない欠点があった。
そこで本発明は、速度センサを用いずに精度よく速度制
御を行うことを目的とし、すべり周波数を精度よく演算
しようとするものである。
御を行うことを目的とし、すべり周波数を精度よく演算
しようとするものである。
この目的を達成するため、本発明の誘導電動機の速度演
算装置は、電動機の磁束、トルク電流及び電動機の二次
抵抗値よりすべり周波数を演算し、求められたすべり周
波数と電動機駆動周波数との差に基づいて電動機の回転
速度を演算する回転速度演算装置において、前記二次抵
抗値を、固定子に設けた温度センサによって検出した固
定子温度に応じて補償する手段を設けたことを特徴とす
る。
算装置は、電動機の磁束、トルク電流及び電動機の二次
抵抗値よりすべり周波数を演算し、求められたすべり周
波数と電動機駆動周波数との差に基づいて電動機の回転
速度を演算する回転速度演算装置において、前記二次抵
抗値を、固定子に設けた温度センサによって検出した固
定子温度に応じて補償する手段を設けたことを特徴とす
る。
また本発明の誘導電動機の速度制御装置は、前記の速度
演算装置で得られた回転速度に基づいて誘導電動機の速
度制御を行う速度制御系を備えたことを特徴とする。
演算装置で得られた回転速度に基づいて誘導電動機の速
度制御を行う速度制御系を備えたことを特徴とする。
本発明は、温度変化を補償した二次抵抗値を用いたすべ
り周波数の演算値によって、電動機の速度を精度よく推
定するものである。
り周波数の演算値によって、電動機の速度を精度よく推
定するものである。
前記のように、二次抵抗値Ｒ２は温度によって大きく変
化する。したがって、二次抵抗値Ｒ２の温度による変化
を補正できれば、すべり周波数ｆ。
化する。したがって、二次抵抗値Ｒ２の温度による変化
を補正できれば、すべり周波数ｆ。
を正しく演算でき、速度もまた正しく演算できる。
第１図は本発明の速度演算を示すブロック図である。
駆動周波数ｆ、電動機の電圧、電流から演算されたトル
ク電流の演算値Ｉ Ｑ 、磁束演算値φ、および固定子
の温度検出値θＳを入力信号とし、回転数に相当した周
波数ｆ。−ｆ−ｆ、を出力する。
ク電流の演算値Ｉ Ｑ 、磁束演算値φ、および固定子
の温度検出値θＳを入力信号とし、回転数に相当した周
波数ｆ。−ｆ−ｆ、を出力する。
すべり周波数は、、−ｆ、ｌｘ 、 Ｒ，より２π
φ 演算される。
φ 演算される。
ここで二次抵抗値設定のための回転子の基準温度をθ、
。、このときの二次抵抗値をＲ３゜とすると、任意の温
度における二次抵抗値Ｒ２は一般に、次のように表され
る。
。、このときの二次抵抗値をＲ３゜とすると、任意の温
度における二次抵抗値Ｒ２は一般に、次のように表され
る。
Ｒ２＝Ｒ２゜（１＋に０Δθ、）・・自・・・・・（３
）ただし、Δθ、＝θ、−〇、。
）ただし、Δθ、＝θ、−〇、。
ｋ、＝１／（２２５十〇、。）（二次導体がアルミニウ
ムのとき） さて、本発明は固定子温度の検出値θ、から回転子温度
θ、を推定しようとするものである。回転子の温度上昇
と固定子の温度上昇は、近似的には比例関係にあるから
、θｒ′ｇθ、と置いても、Ｒ２の温度変化をかなり補
償することができる。しかし、通常、運転中は固定子温
度より回転子温度が高くなる場合が多く、この分を補償
すれば、二次抵抗値の推定精度は更に向上する。
ムのとき） さて、本発明は固定子温度の検出値θ、から回転子温度
θ、を推定しようとするものである。回転子の温度上昇
と固定子の温度上昇は、近似的には比例関係にあるから
、θｒ′ｇθ、と置いても、Ｒ２の温度変化をかなり補
償することができる。しかし、通常、運転中は固定子温
度より回転子温度が高くなる場合が多く、この分を補償
すれば、二次抵抗値の推定精度は更に向上する。
第２図は固定子温度と回転子温度の測定例である。固定
子巻線に定格電流を流し、始動より温度上昇特性を測定
したものである。測定の便宜上、回転子は拘束されてい
る。すなわち、固定子温度より、回転子温度がかなり高
いことがわかる。
子巻線に定格電流を流し、始動より温度上昇特性を測定
したものである。測定の便宜上、回転子は拘束されてい
る。すなわち、固定子温度より、回転子温度がかなり高
いことがわかる。
また、第２図より回転子温度と固定子温度の差（θ、−
〇、）は、固定子の温度上昇値（θ１−０１゜）（ここ
でθ、。は固定子の基準温度）にほぼ比例することが分
かる。
〇、）は、固定子の温度上昇値（θ１−０１゜）（ここ
でθ、。は固定子の基準温度）にほぼ比例することが分
かる。
したがって、θ１−〇、＝に、、（θ、−〇、。）とお
いて、Δθ、およびＲ２を次のように推定することがで
きる。
いて、Δθ、およびＲ２を次のように推定することがで
きる。
Δθ、＝ （１＋ ｋ、＠）（θ、−θｓｏ） ・
・・・・・・（４）Ｒ２＝ Ｒ２１１（１＋ ｋｏ
Δθｒ） ＋＋・＋＋＋＋（５）ｋ ｒｓとして
、回転子と固定子の温度差θ、−〇。
・・・・・・（４）Ｒ２＝ Ｒ２１１（１＋ ｋｏ
Δθｒ） ＋＋・＋＋＋＋（５）ｋ ｒｓとして
、回転子と固定子の温度差θ、−〇。
が大きい領域での値をとれば、温度の影響が大きい領域
でのＲ２を効果的に推定することができる。
でのＲ２を効果的に推定することができる。
第２図における破線は、ｋｏとしてΔ点のデータを用い
て回転子温度を推定した場合である。これより、効果的
に回転子温度の推定がなされることが分かる。
て回転子温度を推定した場合である。これより、効果的
に回転子温度の推定がなされることが分かる。
このような固定子温度の検出値を用いた二次抵抗値の温
度変化の補正によって、温度変化の主たる要因である周
囲温度の変化、固定子の温度上昇値を補正し、さらに固
定子と回転子の温度差も配慮されているから、精度よく
二次抵抗値を演算することができる。したがって、これ
を用いた速度推定値も精度よく演算されることは明白で
ある。
度変化の補正によって、温度変化の主たる要因である周
囲温度の変化、固定子の温度上昇値を補正し、さらに固
定子と回転子の温度差も配慮されているから、精度よく
二次抵抗値を演算することができる。したがって、これ
を用いた速度推定値も精度よく演算されることは明白で
ある。
第３図に、本発明をインバータでＶ／ｆ制御される誘導
電動機の速度制御装置に適用した場合を示す。
電動機の速度制御装置に適用した場合を示す。
図において、１はインバータであり、周波数指令信号ｆ
１．より電圧指令器１１を介して周波数に比例した電圧
指令信号Ｖが与えられ、また、周波数指令信号ｆ１ が
与えられている。
１．より電圧指令器１１を介して周波数に比例した電圧
指令信号Ｖが与えられ、また、周波数指令信号ｆ１ が
与えられている。
誘導電動機２には、温度センサ３２が装備されている。
−点鎖線で示される部分３は、本発明の速度演算器３Ｄ
の関連する部分で、トルク電流・磁束演算器３１、固定
子温度を検出する温度センサ３２、電流センサ３３、電
圧センサ３４からなっている。また、電圧センサを省略
して、インバータへの交流電圧指令値を用いることもで
きる。
の関連する部分で、トルク電流・磁束演算器３１、固定
子温度を検出する温度センサ３２、電流センサ３３、電
圧センサ３４からなっている。また、電圧センサを省略
して、インバータへの交流電圧指令値を用いることもで
きる。
−点鎖線で囲まれる４は速度制御部であり、速度設定器
４０、速度偏差演算器４１、速度制御器４２、速度偏差
加算器４３からなっている。
４０、速度偏差演算器４１、速度制御器４２、速度偏差
加算器４３からなっている。
速度演算部３で演算された速度に相当する周波数信号ｆ
。は、速度偏差演算器４１で速度指令信号ｆ０゜と比較
され、速度制御器４２で速度補正信号ｆｓが出力される
。速度補正信号ｆ８ は速度指令信号ｆ□に加算されて
、インバータの実際の周波数指令信号ｆ１ となる。
。は、速度偏差演算器４１で速度指令信号ｆ０゜と比較
され、速度制御器４２で速度補正信号ｆｓが出力される
。速度補正信号ｆ８ は速度指令信号ｆ□に加算されて
、インバータの実際の周波数指令信号ｆ１ となる。
すなわち、速度演算部３で演算された速度信号ｆ、と速
度指令信号ｆ“７の偏差が０になるようにインバータの
周波数指令が調節される。
度指令信号ｆ“７の偏差が０になるようにインバータの
周波数指令が調節される。
第４図は本発明の効果を表す速度特性を実施例について
示したものである。回転数指令を５０％とし、負荷トル
クに対して示した。特性■は本発明を適用した場合の速
度制御特性であり、回転子の温度変化ａ〜１００℃に対
して速度制御特性は、斜線の範囲にあった。特性■は二
次抵抗の温度による変化を補償しない場合で、特性■−
１は回転子温度が基準温度よりほぼ５０℃低い場合、特
性■−２は基準温度よりほぼ５０℃高い場合のそれぞれ
速度制御特性である。
示したものである。回転数指令を５０％とし、負荷トル
クに対して示した。特性■は本発明を適用した場合の速
度制御特性であり、回転子の温度変化ａ〜１００℃に対
して速度制御特性は、斜線の範囲にあった。特性■は二
次抵抗の温度による変化を補償しない場合で、特性■−
１は回転子温度が基準温度よりほぼ５０℃低い場合、特
性■−２は基準温度よりほぼ５０℃高い場合のそれぞれ
速度制御特性である。
本発明の温度補償を行うことにより、従来方法では定格
負荷時で温度変動により±１％の速度変動があったのに
対し、本発明の二次抵抗値の温度補償を行うことにより
、±０．２％以下の速度変動に抑えることができた。
負荷時で温度変動により±１％の速度変動があったのに
対し、本発明の二次抵抗値の温度補償を行うことにより
、±０．２％以下の速度変動に抑えることができた。
本発明は、電動機の電圧、電流から演算される速度信号
に基づいて速度制御する装置において、従来速度演算に
おいて精度上問題であった二次抵抗の温度変化を固定子
温度の検出値によって修正することにより、精度の高い
速度演算値を得て、電動機に速度センサを設けずに、誘
導電動機の堅牢な構造的特徴を活かした精度の高い速度
制御を行うことができる。
に基づいて速度制御する装置において、従来速度演算に
おいて精度上問題であった二次抵抗の温度変化を固定子
温度の検出値によって修正することにより、精度の高い
速度演算値を得て、電動機に速度センサを設けずに、誘
導電動機の堅牢な構造的特徴を活かした精度の高い速度
制御を行うことができる。
第１図は本発明の速度演算を示すブロック図、第２図は
固定子巻線温度と回転子温度の測定例を示すグラフ、第
３図は本発明を適用した誘導電動機の速度制御装置の実
施例を示すブロック図、第４図は本発明の効果を表す速
度制御特性を実施例について示したグラフである。 ｌ：インバータ １１：電圧指令器２：誘導電動
機 ３：速度演算部 ３０：速度演算器３１：トルク
電流・磁束演算器 ３２：温度センサ ３３：電流検出器３４：電圧セ
ンサ ４：速度設定器 ４１：速度偏差演算器４２：速
度制御器 ４３：速度偏差加算器５：電源
固定子巻線温度と回転子温度の測定例を示すグラフ、第
３図は本発明を適用した誘導電動機の速度制御装置の実
施例を示すブロック図、第４図は本発明の効果を表す速
度制御特性を実施例について示したグラフである。 ｌ：インバータ １１：電圧指令器２：誘導電動
機 ３：速度演算部 ３０：速度演算器３１：トルク
電流・磁束演算器 ３２：温度センサ ３３：電流検出器３４：電圧セ
ンサ ４：速度設定器 ４１：速度偏差演算器４２：速
度制御器 ４３：速度偏差加算器５：電源
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、電動機の磁束、トルク電流及び電動機の二次抵抗値
よりすべり周波数を演算し、求められたすべり周波数と
電動機駆動周波数との差に基づいて電動機の回転速度を
演算する回転速度演算装置において、前記二次抵抗値を
、固定子に設けた温度センサによって検出した固定子温
度に応じて補償する手段を設けたことを特徴とする誘導
電動機の速度演算装置。 ２、請求項１記載の速度演算装置で得られた回転速度に
基づいて誘導電動機の速度制御を行う速度制御系を備え
たことを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1031734A JP2707680B2 (ja) | 1989-02-09 | 1989-02-09 | 誘導電動機の速度演算装置及び速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1031734A JP2707680B2 (ja) | 1989-02-09 | 1989-02-09 | 誘導電動機の速度演算装置及び速度制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02211087A true JPH02211087A (ja) | 1990-08-22 |
| JP2707680B2 JP2707680B2 (ja) | 1998-02-04 |
Family
ID=12339269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1031734A Expired - Fee Related JP2707680B2 (ja) | 1989-02-09 | 1989-02-09 | 誘導電動機の速度演算装置及び速度制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2707680B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2111452A1 (es) * | 1994-06-24 | 1998-03-01 | Finmeccanica Spa | Sistema de regulacion de la velocidad de un motor asincrono con compensacion de temperatura. |
| US6879130B2 (en) | 2002-11-20 | 2005-04-12 | Fanuc Ltd | Controller for induction motor |
| CN110557075A (zh) * | 2019-10-08 | 2019-12-10 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电机转矩的确定方法及装置、电机控制系统 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021002897A (ja) * | 2019-06-19 | 2021-01-07 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電動機制御装置、電動機システム、回転子巻線二次抵抗値の演算方法、回転子巻線温度推定方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6036716A (ja) * | 1983-08-08 | 1985-02-25 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用エンジンの過冷却防止装置 |
| JPS60131088A (ja) * | 1983-12-20 | 1985-07-12 | Hitachi Ltd | 誘導電動機の制御装置 |
| JPS60176488A (ja) * | 1984-02-21 | 1985-09-10 | Mitsubishi Electric Corp | 誘導電動機の速度制御装置 |
| JPS6277894A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-10 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 誘導電動機の磁束演算方法 |
-
1989
- 1989-02-09 JP JP1031734A patent/JP2707680B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6036716A (ja) * | 1983-08-08 | 1985-02-25 | Nissan Motor Co Ltd | 車両用エンジンの過冷却防止装置 |
| JPS60131088A (ja) * | 1983-12-20 | 1985-07-12 | Hitachi Ltd | 誘導電動機の制御装置 |
| JPS60176488A (ja) * | 1984-02-21 | 1985-09-10 | Mitsubishi Electric Corp | 誘導電動機の速度制御装置 |
| JPS6277894A (ja) * | 1985-09-30 | 1987-04-10 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 誘導電動機の磁束演算方法 |
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| ES2111452A1 (es) * | 1994-06-24 | 1998-03-01 | Finmeccanica Spa | Sistema de regulacion de la velocidad de un motor asincrono con compensacion de temperatura. |
| US6879130B2 (en) | 2002-11-20 | 2005-04-12 | Fanuc Ltd | Controller for induction motor |
| CN110557075A (zh) * | 2019-10-08 | 2019-12-10 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电机转矩的确定方法及装置、电机控制系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2707680B2 (ja) | 1998-02-04 |
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