JPH02276489A

JPH02276489A - 誘導電動機の制御回路

Info

Publication number: JPH02276489A
Application number: JP1095209A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Miura; 三浦　和敏; Toshiaki Yamada; 敏明山田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-04-17
Filing date: 1989-04-17
Publication date: 1990-11-13

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）（従来の技術）第３図に従来のベクトル制御ブロック図を示す。

このベクトル制御はすべり周波数形ベクトル制御（ＦＦ
形ベクトル制御）と誘導電動機の端子電圧電流に基いて
求めた実トルク電流値のフィードバック制御で構成され
、誘導電動機の２次抵抗値の変動を補償するベクトル制
御である（ＦＦ／ＦＢ形ベクトル制御）。

次に制御部の回路構成と制御動作を説明する。

１は励磁電流演算回路で、外部設定値より与えられる２
次磁束指令値φ２京に基いて０式で示めされる演算を行
い、励磁電流指令値１ｄｘ−を出力する。

れる演算を行い、すベリ周波数ω３゜京を求める。

２はトルク電流演算回路で、入力される２次磁束指令値
φｔとトルク指令値１束に基いて０式で示めされる演算
を行い、トルク電流指令値１ｑｉｏ”を出力する。

３はベクトル変換回路で、励磁電流指令値１ｄｘａ”と
トルク電流指令値１ｑｚｏ”から０式とに）式で示めさ
れる演算を行い、−次電流指令値ｉ−とｄ軸との位相角
０京を求める。

ｉ１京＝Ｊ１−「；；ン’）”＋（ｉｑ、、ン）７　　
　　　　　　　・・・　■５は磁束演算回路で、誘導電
動機ＩＭの入力端に接続された電圧検出器Ｐ　Ｔａ、　
Ｐ　Ｔｂ、　Ｐ　Ｔｃと電流検出器ＣＴａ、　ＣＴｂ、
　ＣＴｃによって検出された３相の相電圧Ｖａ、Ｖｂ、
Ｖｃと一次電流ｉａ。

ｉｂ、ｉｃを与えられ、ｅ式から（１３）式に基いて演
算を行い、実トルク電流値ｉｑ□を求める。

０と０式は固定子座標系のα軸とβ軸の２相電圧電流に
変換する。

４はすべり周波数演算回路で、２次磁束指令値φｔとト
ルク電流指令値ｉｑ□−から０式で示めさ（ハ）と０式
は逆起電力を積分し、２相の磁束φα１゜φβ、を求め
る。

（ｌＯ）式は２次磁束の絶対値１φ２１を求める。

１φ２１＝Ｊ’Ｕｉ１ロ耳石７ｙ・・・（ｌＯ）（１１）と（１２）式は２次磁束の位置角ｓｉｎδ、　
ｃｏｓδを求める。

６は２次抵抗値Ｒ２を補正する補償回路で、すベリ周波
数演算回路４において、　２次抵抗値Ｒ２の変動によっ
て発生するすべり周波数ω８゜東の変化を補正する回路
である。入力トルク電流指令値ｘｑｚ。本と実トルク電
流値ｉｑ□で、比較器Ｓ１で比較される。その偏差は増
幅器７を介し、その値はすべり周波数の補正値６０８京
として加算器Ａ１で、すベリ周波数演算回路４の出力ω
５゜京に加算される。

次にその加算値ωｓｍｌよ加算器Ａ３で、誘導電動機１
２の実回転速度ω罠と加算され、積分回路８に入力され
る。この場合積分回路８は（１４）式に基いて積分を行
い、二次磁束の位相角６本を求める。

（１３）式は固定子座標系の励磁電流とトルク電流を求
める。

Ａ、は加算器で、　１次電流演算回路３と積分回路８で
求めた位相角０京と位相角６京を加算し、−次電流ｉユ
京の位相角０１束（＝０８＋δ町を求める。

９は二相／三相変換回路で、−次電流指令値ｉ−と一次
電流１１東の位相角θ、東から３相電流指令値ｉａ”、
　ｉｂ’、　ｉｃ”を求め、誘導電動機１２の電流指令
値として与えられ、電流制御によって誘導電動機１２の
電流ｉａ、ｉｂ、ｉｃを制御する。　この場合、Ｓ２．
Ｓ３．Ｓ４は比較器で、１０は電力変換器である。

上式■こおいて、Ｍは励磁インダクタンス、Ｌ。

は二次インダクタンス、Ｒ２は二次抵抗、Ｒ工は一次抵
抗、１１は漏れインダクタンスである。

以上のような制御によると、誘導電動機１２の２次抵抗
の補償は誘導電動機の電圧及び電流より実トルク電流ｉ
ｑを演算によって求め、その電流ｉｑを電流フィードバ
ックを行なうことで、特に温度上昇による２次抵抗の変
動に対する影響の少ないベクトル制御ができる。

（発明が解決しようとする課題）以上のように構成される従来のＦＦ／ＦＢ形制御ベクト
ル制御方式の制御装置には次のような不都合が生じる。

誘導電動機の始動時は速度が零となるため逆起電力を発
生しない。そのために式（へ）、■を使って磁束を求め
ることができない。また、低速領域では発生する逆起電
力が非常に小さいために演算誤差が大きくなる。

電力変換器の性能や電圧電流の検出精度にもよるが、検
出信号に直流分が存在すると、積分演算結果に誤差が生
じる。この現象は低速領域はど制御信号に与える影響が
大きい、そのため、直流分をカットする何れかの手段が
必要１例えば低周波カットフィルターを付加する必要が
ある。

これらの問題を無視して求めたトルク電流ｉｑをフィー
ドバックされると、本来の目的を達成するために設置し
た補償回路６は誤ったすべり周波数の補正値で補償する
ために誘導電動機の始動特性が悪くなる。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明の誘導電動機の制御装置は、速度の低速領域にお
いて、すベリ周波数演算回路で使用される２次抵抗値Ｒ
２を保持する制御手段と、　フィードバックループの補
償回路６の制御動作を停止させる制御手段を設けたこと
を特徴とする。

（作用）補償回路が出力するすべり周波数の補正値Δω−を監視
しなからすベリ周波数演算回路で使用される２次抵抗Ｒ
１の定数を自由に可変が可能で、速度ω１の低速領域で
はその２次抵抗Ｒ２を保持できる２次抵抗演算回路を設
け、同様に低速領域では補償回路の動作を停止させ制御
手段を設けることによって、速度の全領域でＦＦ／ＦＢ
形ベクトル制御を行なうことができる。

（実施例）第１図は本発明の一実施例を示すもので、図は本発明に
係る制御回路のみ表わしている。その他の制御回路及び
制御動作は従来の第３図の制御構成を基本としである。

制御回路は２次磁束指令値φ−とトルク電流指令値Ｉｑ
ｌ−を入力し、前記■に基いてすべり周波数ω３１１＊
を演算する可変すベリ周波数演算回路４′と、補償回路
６の可変増幅器７′と、可変増幅器７′の出力Δω−と
速度ω、を入力し、前記可変すべり周波数演算回路４′
で使用する２次抵抗値Ｒ３を自由に可変できる機能とそ
の抵抗値Ｒユを一定に保持する２次抵抗演算回路１３と
、前記増幅器７′のゲインに１を自由に調整できる機能
を有した補償停止回路１４から構成されている。

次に第２図を用いて制御動作を詳細に説明する。

（２−１）図は２次抵抗演算回路１３の制御動作を現わ
し、（２−２）図は補償停止回路の制御動作を現わす。

２次抵抗演算回路１３は速度の低速領域（−ωｒｈ〜＋
ωｒｈ、零速度も含む）では可変すベリ周波数演算回路
４′の２次抵抗値Ｒ２を一定に保持する。

この場合、補償停止回路１４は増幅器７のゲインに１を
零にしてフィードバックループの動作を停止させる。

速度が−ω、く−ωｒｈとωｒｈ＜ω、の領域において
、　２次抵抗演算回路１３は可変増幅器７′が出力する
すべり周波数の補正値Δωｓｘが零になるように可変す
べり周波数演算回路４′の２次抵抗値Ｒ２を自動的に調
整する。この場合補償停止回路１４は増幅器７′のゲイ
ンを零からに１にもどし、　フィードバックループを作
動させる。

以上のような制御動作をする２次抵抗補償回路を付加し
たＦＦ／ＦＢ形ベクトル制御の運転は次のように行なわ
れる。

誘導電動機の始動時、２次抵抗演算回路１３は外部より
与えられた２次抵抗値Ｒ２’を保持する。

その結果可変すべり周波数演算回路４′は与えられた２
次抵抗値Ｒ２’を使用し、前記０式に従ってすべり周波
数Δω３゜京を演算する。　この場合。

補償停止回路１４によって可変増幅器７′のゲインに１
＝０が設定されるため、フィードバックループの動作は
停止されている。

次に速度ω、がωｒｈ以上になると、補償停止回路１４
′は可変増幅器７′のゲインに１が所定のゲインを設定
され、補償回路６のフィードバックループが動作し、す
べり周波数の補正値Δω−を出力する。同様に２次抵抗
演算回路１３も動作を開始し。

可変すべり周波数演算回路４′の２次抵抗値Ｒ３をすべ
り周波数の補正値Δω−が零になるように与えられ、２
次抵抗値Ｒ２が連続的に補償される。

次に誘導電動機を可逆運転した場合の制御動作について
説明する。

速度ωｒ（正転）から−ωｒ（逆転）まで運転される場
合、速度制御によって速度ω、がωｒ”ωｒｈまで下が
ると、２次抵抗演算回路１３は速度ωｒｈの時点の２次
抵抗値Ｒ２を保持し、　その値を可変すベリ周波数演算
回路４′へ与えられる。この場合補償停止回路１４によ
って可変増幅器７′のゲインに１＝０が設定されるため
、フィードバックループの動作は停止する。この状態は
速度−ωｒｈまで維持されて運転される。即ち速度のω
ｒｈから−ωｒｈまではＳＦ形ベクトル制御によって駆
動運転される。　また速度が−ω１く−ωｒｈの領域で
は正転側と同様に２次抵抗演算回路１３と補償停止回路
１４が動作し、２次抵抗値Ｒ２を補償する。

上記説明において、２次抵抗演算回路１３で得られた２
次抵抗値Ｒ２を連続的に与えて補償する方式を述べたが
誘導電動機の２次抵抗値Ｒ８は急激に変わるものではな
いので断続的に与えてもその効果は変わるものではない
、また補償回路６のフィードバックループの停止に可変
増幅器７′のゲインに１を零にして行なっているが可変
増幅器７′と加算器Ａ１の間にスイッチ等を設置して制
御してもかまわない。

〔発明の効果〕

本発明は、誘導電動機の２次抵抗補償有するＦ　Ｆ／Ｆ
　Ｂ形ベクトル制御では、速度の低速領域においては、
２次抵抗の補償として設けられたフィードバックループ
の動作を停止させ、補償後の２次抵抗値をその期間だけ
一定に維持するような制御動作をさせることによって、
始動時を含む全速度領域において２次抵抗補償を実現で
きるベクトル制御装置。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本発明の動作を詳細に説明するための図、第３図は従来
のＦ　Ｆ／Ｆ　Ｂ形ベクトル制御を示すブロック図であ
る。１・・・励磁電流演算回路２・・・トルク電流演算回路３・・・ベクトル変換回路４・・・すべり周波数演算回路５・・・磁束演算回路　　６・・・演算回路７・・・増
幅器　　　　　８・・・積分回路９・・・二相／三相変
換回路　１０・・・電力変換器１１・・・速度検出器　
　　１２・・・誘導電動機１３・・・２次抵抗演算回路
　１４・・・補償停止回路ＣＴａ、　ＣＴｂ、　ＣＴｃ
・＝電流検出器Ｐ　Ｔａ、　Ｐ　Ｔｂ、　Ｐ　Ｔｃ−電
圧検出器Ａｌ、Ａ２・・・加算器Ｓｌ、Ｓ２．Ｓ３．Ｓ４・・・比較回路代理人　弁理士
　則　近　憲　佑同　　第子丸　健べＨ

Claims

【特許請求の範囲】

誘導電動機の定数に基いて、２次磁束指令値から磁化電
流指令値を算出する磁化電流演算回路と、トルク指令値
に基いてトルク電流指令値を算出するトルク電流演算回
路と、前記２次磁束指令値とトルク電流指令値に基いて
すべり周波数指令値を算出するすべり周波数演算回路と
、前記磁化電流指令値とトルク電流指令値およびすべり
周波数指令値に基いて１次電流の大きさとその位相を算
出する１次電流演算回路と、前記誘導電動機の端子の電
圧および電流に基いて実トルク電流値を算出して検出す
る磁束演算回路と、この検出値と、前記演算で算出した
トルク電流指令値を比較し、トルク電流指令値を補正す
る補償回路と、前記１次電流に従って誘導電動機の１次
電流を制御する電流制御回路を備え、更に、前記トルク
電流指令値と、前記誘導電動機の速度値によって前記す
べり周波数演算回路の２次抵抗値と補償回路のゲインを
制御する手段を具備したことを特徴とする誘導電動機の
制御回路。