JPH03124287A - Equivalent disturbance observer employing no speed sensor - Google Patents

Equivalent disturbance observer employing no speed sensor

Info

Publication number
JPH03124287A
JPH03124287A JP1260247A JP26024789A JPH03124287A JP H03124287 A JPH03124287 A JP H03124287A JP 1260247 A JP1260247 A JP 1260247A JP 26024789 A JP26024789 A JP 26024789A JP H03124287 A JPH03124287 A JP H03124287A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic flux
speed
torque
vector
equivalent disturbance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1260247A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Fujikawa
淳 藤川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Electric Manufacturing Ltd
Original Assignee
Toyo Electric Manufacturing Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Electric Manufacturing Ltd filed Critical Toyo Electric Manufacturing Ltd
Priority to JP1260247A priority Critical patent/JPH03124287A/en
Publication of JPH03124287A publication Critical patent/JPH03124287A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To compensate disturbance by adding an equivalent disturbance including all variation factors causing influence on the operational characteristic of an object to be controlled in a speed control system to a torque command value, i.e., the input amount of the object to be controlled. CONSTITUTION:An equivalent disturbance observer 8 for compensating for all disturbances to affect influence on an object to be controlled is arranged in a speed control system for a 3-phase induction motor 6 employing no speed sensor. An equivalent disturbance compensation output is calculated based on a torque command value T* as an input amount to the object to be controlled and an estimated rotor speed N of the motor 6, and added to the value T* of the input amount to the object to be controlled thus compensating all the disturbances. Thus, all the disturbances to cause influence on a speed control and operating characteristic of the induction motor 6 can be compensated for without requiring a speed sensor.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] 本発明は瞬時空間ベクトル理論を適用した3相誘導電動
機の瞬時トルク、瞬時磁束制御方式において、誘導電動
機の速度センサを使用することなく速度を既知情報より
演算推定しで、誘導電動機の速度制御系を構成し、該速
度制御系に加わるあらゆる外乱を補償するために制御対
象の人力であるトルク指令値T”と状態量である誘導電
動機の推定回転子速度Nとから等価外乱オブザーバを構
成した、速度センサレス等価外乱オブザーバに関するも
のである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Industrial Application] The present invention is an instantaneous torque and instantaneous flux control system for a three-phase induction motor that applies the instantaneous space vector theory, and is capable of controlling the speed without using a speed sensor of the induction motor. The speed control system of the induction motor is constructed by calculation and estimation from known information, and in order to compensate for any disturbances that are applied to the speed control system, the torque command value T", which is the human power of the controlled object, and the state quantity of the induction motor, which is the state quantity, are calculated. The present invention relates to a speed sensorless equivalent disturbance observer in which the equivalent disturbance observer is constructed from the estimated rotor speed N.

尚、本発明に使用する等価外乱オブザーバについての詳
細は、本出願人により平成1第6月22日付で出願され
た特願平1.−159863号「多機能形制御装置」に
記載されている。
Further, details regarding the equivalent disturbance observer used in the present invention can be found in Japanese Patent Application No. 1999, filed by the applicant on June 22, 1999. -159863 "Multifunctional control device".

〔従来の技術〕[Conventional technology]

本発明にかかる誘導電動機の速度制御方式における速度
センサレス等価外乱オブザーバを説明するために、従来
の速度制御方式との比較によって詳述する。
In order to explain the speed sensorless equivalent disturbance observer in the speed control method for an induction motor according to the present invention, a detailed description will be given by comparing it with a conventional speed control method.

空間ベクトルによる誘導電動機の速度制御は、第6図の
ブロック図に示すように、3相誘導電動機6に取り付け
られたPGあるいはTGなどの速度センサ9により誘導
電動機の実速度Nを検出し、速度指令N9との偏差をト
ルク指令値T”として制御回路7に与え、瞬時トルク、
瞬時磁束制御を行うことにより速度制御系を構成してい
た。
In order to control the speed of an induction motor using a space vector, as shown in the block diagram of FIG. The deviation from the command N9 is given to the control circuit 7 as a torque command value T'', and the instantaneous torque,
The speed control system was constructed by performing instantaneous magnetic flux control.

第3図は第6図のブロック図を簡略化したものであり、
図中、Ktはj・ルク定数、Dは粘性係数、Jは慣性を
それぞれ示し、Sは微分演算子であって、指令として速
度指令N4が入力され、状態量として速度Nが出力され
る様子を示すもので、入力量である速度指令N“と状態
量である速度Nとからトルク指令値T”を演算し速度制
御を行っている。
Figure 3 is a simplified block diagram of Figure 6.
In the figure, Kt is the j-lux constant, D is the viscosity coefficient, J is the inertia, S is a differential operator, and the speed command N4 is input as a command, and the speed N is output as a state quantity. The torque command value T'' is calculated from the speed command N'' which is an input quantity and the speed N which is a state quantity to perform speed control.

第4図は従来の等価外乱オブザーバを使用した速度制御
を示す簡略ブロック図であり、従来の等価外乱オブザー
バ8は制御対象の運転特性に影響を与えるあらゆる外乱
Tdisに対して、入力量であるトルク指令値T*と状
a量である速度Nとから等価外乱を算出し、制御対象の
入力量であるトルク指令値T”に加算する、点線で示し
た矩形により囲まれた外乱補償部として構成されている
FIG. 4 is a simplified block diagram showing speed control using a conventional equivalent disturbance observer. It is configured as a disturbance compensator surrounded by a rectangle indicated by a dotted line, which calculates an equivalent disturbance from the command value T* and the speed N, which is the state quantity a, and adds it to the torque command value T'', which is the input quantity of the controlled object. has been done.

この等価外乱オブザーバ8の図中に示した各符号Kt、
 D及びJの上部に付されたへ符号は、それぞれトルク
定数、粘性係数及び慣性のノミナル値を表すためのもの
である。
Each symbol Kt shown in the figure of this equivalent disturbance observer 8,
The symbols above D and J represent the nominal values of the torque constant, viscosity coefficient, and inertia, respectively.

ここで扱う状態量である電動機速度Nは、第3図の場合
と同様に、速度センサとしてのPGあるいはTGの出力
信号を使用しており、3相誘導電動機6に取り付けられ
た速度センサ9は不可欠のものであった。
The motor speed N, which is the state quantity handled here, uses the output signal of PG or TG as a speed sensor, as in the case of FIG. 3, and the speed sensor 9 attached to the three-phase induction motor 6 is It was essential.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

以上説明したように、速度制御系では速度センサが従来
は不可欠のものであり、前述のようにあらゆる外乱に対
して補償する等価外乱オブザーバを構成する場合の状態
量としての誘導電動機の回転速度信号に対しても、速度
センサが不可欠のものであった。
As explained above, a speed sensor has conventionally been indispensable in a speed control system, and as mentioned above, the rotation speed signal of the induction motor is used as a state quantity when configuring an equivalent disturbance observer that compensates for all kinds of disturbances. Speed sensors were also indispensable.

即ち、誘導電動機の速度検出のために高価な速度センサ
を具備しなければ、これらの速度制御及び等価外乱補償
は不可能であり、コスト面で極めて不利であった。また
、速度センサの取り付けのための機構及びスペースの面
から、電動機の軸方向寸法が大きくなる不具合があった
。更に、PGやTGなどの速度センサの検出信号に対し
てノイズ対策などの配線についての配慮も要求され、ま
たこの速度センサの断線時のオーバラン対策が必要であ
るなど、速度センサを具備することによる問題点が多数
残されていた。
That is, unless an expensive speed sensor is provided to detect the speed of the induction motor, speed control and equivalent disturbance compensation are impossible, which is extremely disadvantageous in terms of cost. Furthermore, there is a problem in that the axial dimension of the electric motor becomes large due to the mechanism and space required for mounting the speed sensor. Furthermore, consideration must be given to wiring such as noise countermeasures for the detection signals of speed sensors such as PG and TG, and overrun countermeasures are required in the event of wire breakage of the speed sensor. Many problems remained.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

3相誘導電動機の速度制御の手段として、また運転特性
に影響を与えるあらゆる変動要素を含めた外乱に対する
等価外乱補償の手段として、従来は速度センサが不可欠
のものであったが、速度センサはそれが高価なことや、
取り付はスペースの制約などから、速度センサ無しで速
度センサレス速度制御を行うことが提案されている。
Conventionally, a speed sensor has been indispensable as a means of controlling the speed of a three-phase induction motor and as a means of equivalent disturbance compensation for disturbances including all variable factors that affect the operating characteristics. is expensive,
Due to space constraints, it has been proposed to perform speed sensorless speed control without a speed sensor.

瞬時空間ベクトル法による瞬時トルク、瞬時磁束制御を
基本とした速度制御では、制御途次に演算される値から
2次鎖交磁束ベクトルφ2が算出できることに着目し、
この2次鎖交磁束ベクトル− φ2と瞬時トルクとから回転子角周波数ω。を求め、誘
導電動機の推定回転子速度Nを得ることができる。
In speed control based on instantaneous torque and instantaneous magnetic flux control using the instantaneous space vector method, we focused on the fact that the secondary flux linkage vector φ2 can be calculated from the values calculated during control.
The rotor angular frequency ω is determined from this secondary flux linkage vector −φ2 and the instantaneous torque. , and the estimated rotor speed N of the induction motor can be obtained.

本発明はこの推定回転子速度Nを用いて速度センサレス
速度制御系を構成し、またこの推定回転子速度Nを等価
外乱オブザーバ8の制御量としても用いて、更にあらゆ
る外乱を補償する等価外乱補償制御系をも構成すること
により、高価な速度センサ無しで誘導電動機の高機能な
制御を可能とするものである。
The present invention uses this estimated rotor speed N to construct a speed sensorless speed control system, and also uses this estimated rotor speed N as a control amount for the equivalent disturbance observer 8 to further perform equivalent disturbance compensation that compensates for all disturbances. By also configuring a control system, it is possible to perform highly functional control of the induction motor without an expensive speed sensor.

即ち、本発明による速度センサレス等価外乱オブザーバ
は、3相誘導電動機の電圧および電流をそれぞれ空間ベ
クトル値に換算し゛ζ1次磁末位クトルの瞬時値を演算
する手段と、前記1次磁束ベクトルと電流ベクトルとか
らトルクの瞬時値を演算する手段と、磁束指令値と前記
1次磁束ベクトルの大きさとを比較する磁束比較手段と
、トルク指令値と前記!・ルクの瞬時値とを比較するト
ルク比較手段と、前記1次磁束ベクトルの方向を判別す
る磁束ベクトル方向判別手段とを具え、これら磁束比較
手段、トルク比較手段および磁束ベクトル方向判別手段
の出力から判断して、可変電圧。
That is, the speed sensorless equivalent disturbance observer according to the present invention includes means for converting the voltage and current of the three-phase induction motor into space vector values and calculating the instantaneous value of the primary magnetic flux vector and the current. means for calculating an instantaneous value of torque from the vector; magnetic flux comparison means for comparing the magnetic flux command value and the magnitude of the primary magnetic flux vector; - A torque comparison means for comparing the instantaneous value of the torque and a magnetic flux vector direction determination means for determining the direction of the primary magnetic flux vector, and from the outputs of the magnetic flux comparison means, the torque comparison means and the magnetic flux vector direction determination means. Judge, variable voltage.

可変周波数インバータの最適出力電圧を決定し誘導電動
機の瞬時トルク、瞬時1次磁束を制御する方式において
、前記1次磁束ベクトルと前記1次電流ベクトルとから
2次鎖交磁束ベクトルを演算し、この2次鎖交磁束ベク
トルの演算値から誘導電動機の2次角周波数ω2を演算
し、又前記トルクの演算値と前記2次鎖交磁束ベクトル
と更に2次巻線抵抗とを用いてすべり角周波数ωsを演
算して、誘導電動機の回転子角周波数ωsをωm−ω2
−ωs として演算することにより求め、速度制御系の制御対象
の入力量としてのトルク指令値T*と状態量としての該
電動機の推定回転子速度Nとから、該速度制御系制御対
象の運転特性に影響を与えるあらゆる変動要素を含めた
等価外乱を算出し、該等価外乱を該制御対象の人力量で
ある1−ルク指令値T9に加算するよう構成したことを
特徴とするものである。
In a method of determining the optimum output voltage of a variable frequency inverter and controlling the instantaneous torque and instantaneous primary magnetic flux of an induction motor, a secondary flux linkage vector is calculated from the primary magnetic flux vector and the primary current vector, and this The secondary angular frequency ω2 of the induction motor is calculated from the calculated value of the secondary flux linkage vector, and the slip angular frequency is calculated using the calculated value of the torque, the secondary flux linkage vector, and the secondary winding resistance. By calculating ωs, the rotor angular frequency ωs of the induction motor is ωm−ω2
−ωs, and from the torque command value T* as an input quantity of the controlled object of the speed control system and the estimated rotor speed N of the motor as a state quantity, the operating characteristics of the controlled object of the speed control system The present invention is characterized in that it is configured to calculate an equivalent disturbance including all variable factors that affect the control object, and add the equivalent disturbance to the 1-lux command value T9, which is the amount of human effort of the controlled object.

〔作 用〕[For production]

まず、第2図により、瞬時空間ベクトル法による瞬時ト
ルク7、瞬時磁束制御を基本とした3相誘導電動機の速
度センサレス速度制御系を説明する。
First, a speed sensorless speed control system for a three-phase induction motor based on instantaneous torque 7 and instantaneous magnetic flux control using the instantaneous space vector method will be explained with reference to FIG.

第2図は速度センサ9を取り外し、ブロック714〜7
16を追加した他は、第6図に示した空間ベクトルによ
る誘導電動機の速度制御ブロック図と同じである。
FIG. 2 shows the speed sensor 9 removed and blocks 714 to 7
16 is added, the block diagram is the same as the speed control block diagram of an induction motor using a space vector shown in FIG.

直流電源1より電源スィッチ4を通り正母線1aおよび
負母線1bを経て3相PWMインバータ3を介して3相
誘導電動機6に給電している。制御回路7は指令および
検出された電流、電圧信号を処理し、PWMインバータ
3のスイッチング素子の通電信号を発生する。2は直流
電源lの電圧検出器、5u、 5v、 5−は誘導電動
器6の各相電流の瞬時値JulIV I IWをそれぞ
れ検出する電流検出器であり、Su、 Sv、 S、は
PWMインバータの各相のスイッチング素子をそれぞれ
1個の切換スイッチで代表して示すものである。
Power is supplied from a DC power supply 1 to a three-phase induction motor 6 via a power switch 4, a positive bus 1a and a negative bus 1b, and a three-phase PWM inverter 3. The control circuit 7 processes the command and the detected current and voltage signals, and generates an energization signal for the switching elements of the PWM inverter 3. 2 is a voltage detector of the DC power supply l; 5u, 5v, 5- are current detectors that respectively detect the instantaneous values of the currents of each phase of the induction motor 6; Su, Sv, S are PWM inverters; The switching elements of each phase are represented by one changeover switch.

ブロック701と703bとで、直流電源lの電圧と切
換スイッチSu〜S8の状態とから1次電圧ベクトルV
、を算出し、ブロック702において各相電流i、xi
、から1次電流ベクトル11を算出する。
Blocks 701 and 703b calculate the primary voltage vector V from the voltage of the DC power supply l and the states of the changeover switches Su to S8.
, and in block 702 each phase current i, xi
, the primary current vector 11 is calculated from .

1次電圧ベクトルV+  1次電流ベクトルi+及び1
次抵抗値R1から瞬時1次磁束ベクトルφ1を演算する
Primary voltage vector V+ Primary current vector i+ and 1
An instantaneous primary magnetic flux vector φ1 is calculated from the secondary resistance value R1.

ブロック707において、この1次磁束ベクトルφ1と
1次電流ベクトル11とからトルクの瞬時値Tを演算す
る。
In block 707, an instantaneous torque value T is calculated from the primary magnetic flux vector φ1 and the primary current vector 11.

ブロック706.708及び711において磁束指令値
φ1と1次磁束ベクトルφ1の大きさφ1とを比較し、
ブロック709及び712においてトルク指令値T“と
前記トルクの瞬時値Tとを比較し、ブロック710にお
いて1次磁束ベクトルφ1の方向を判別する。
In blocks 706, 708 and 711, the magnetic flux command value φ1 is compared with the magnitude φ1 of the primary magnetic flux vector φ1,
In blocks 709 and 712, the torque command value T'' is compared with the instantaneous torque value T, and in block 710, the direction of the primary magnetic flux vector φ1 is determined.

これらの磁束比較手段、トルク比較手段及び磁束方向判
別手段の出力から、ブロック713が判断してPWMイ
ンパーク3の最適出力電圧を決定し、一 0 誘導電動機6の瞬時トルク及び瞬時1次磁束を制御する
Based on the outputs of these magnetic flux comparison means, torque comparison means, and magnetic flux direction determination means, a block 713 judges and determines the optimum output voltage of the PWM impark 3, and calculates the instantaneous torque and instantaneous primary magnetic flux of the induction motor 6. Control.

ブロック714において1次磁束ベクトルφ、とから2
次角周波数ω2を演算し、前記トルクの瞬時値Tと2次
鎖交磁束ベクトルφ2とからすべり角周波数ωsを演算
することにより、プロ・ンク715において誘導電動機
の回転子角周波数ωsをωo 8ω2−ωs として演算する。
In block 714, the primary flux vector φ, and from 2
By calculating the secondary angular frequency ω2 and calculating the slip angular frequency ωs from the instantaneous value T of the torque and the secondary flux linkage vector φ2, the rotor angular frequency ωs of the induction motor is set to ωo 8ω2 in the processor 715. Calculate as −ωs.

ブロック716では誘導電動機の推定回転子速度Nを電
動機の極数pとこの回転子角周波数ωsとから N=120 0m / p として求める。
In block 716, the estimated rotor speed N of the induction motor is determined from the number of poles p of the motor and the rotor angular frequency ωs as N=1200 m/p.

この推定回転子速度Nを速度制御系のフィードバックと
して、ブロック717において速度指令N”から減算し
、速度制御系の入力量としてのトルク指令値T9として
、前記トルク比較手段中のブロック709へ出力する。
This estimated rotor speed N is used as feedback to the speed control system, and is subtracted from the speed command N'' in block 717, and output to block 709 in the torque comparison means as a torque command value T9 as an input amount to the speed control system. .

前述のごとき誘導電動機の速度センサレス速度推定方式
は、本願出願人による特願平114094号に詳述され
ている。
The aforementioned speed sensorless speed estimation method for an induction motor is detailed in Japanese Patent Application No. 114094 filed by the applicant of the present invention.

本発明は第5図の簡略制御ブロック図に示すように、こ
の第2図の3相誘導電動機の速度センサレス速度制御系
に、制御対象に影響を及ぼすあらゆる外乱に対してこれ
らの外乱を補償する等価外乱オブザーバ8を構成し、制
御対象の入力量としてのトルク指令値T1と、状態量と
しての3相誘導電動機の推定回転子速度Nとから、等価
外乱補償出力を算出して制御対象の入力量であるトルク
指令値T1に加算することにより、あらゆる外乱を補償
するようにしている。
As shown in the simplified control block diagram of FIG. 5, the present invention compensates for any disturbances that affect the controlled object in the speed sensorless speed control system of the three-phase induction motor shown in FIG. An equivalent disturbance observer 8 is configured, and an equivalent disturbance compensation output is calculated from the torque command value T1 as the input quantity of the controlled object and the estimated rotor speed N of the three-phase induction motor as the state quantity, and the equivalent disturbance compensation output is calculated as the input of the controlled object. By adding it to the torque command value T1, which is a quantity, all disturbances are compensated for.

ここで再び第4図を用いて等価外乱オブザーバの作用に
ついて説明する。
Here, the operation of the equivalent disturbance observer will be explained using FIG. 4 again.

等価外乱オブザーバ8は、速度指令N9と速度Nとの偏
差であって、制御対象の入力量であるトルク指令値T1
と、状態量である速度Nとの情報を活用して等価外乱を
算出し、これをトルク指令1 2 値T9に加算することにより構成される。
The equivalent disturbance observer 8 detects the torque command value T1, which is the deviation between the speed command N9 and the speed N, and is the input amount of the controlled object.
and speed N, which is a state quantity, to calculate an equivalent disturbance, and add this to the torque command 1 2 value T9.

負荷外乱Tdis(S)と電動機の回転速度ω(S)と
の間にはトルク指令値T″′に関して弐■T” (S)
KL −Tdis(S)  =(JS−1−D)ω(S
)   ■が成立する。
There is a relationship between the load disturbance Tdis(S) and the motor rotational speed ω(S) with respect to the torque command value T″(S).
KL −Tdis(S) = (JS−1−D)ω(S
) ■ holds true.

ここで、パラメータの変動を考慮して次のようにおく。Here, taking into account the variation of the parameters, the following is set.

但し、前述の通り一符号はノミナル値を表し、Δは変動
分を示す。
However, as described above, one sign represents a nominal value, and Δ represents a variation.

0式を0式に代入すると等価外乱TE (S)は0式 %式% よって、0式の物理的内容は、等価外乱TE(S)には
負荷外乱Td i 、 (s)や各定数のノミナル値な
る故の誤差分等をすべて含めており、それらを−括して
等価外乱と考えることにより、0式の右辺の如く各定数
のノミナル値のみによって等価外乱オブザーバ8を構成
できることを示している。
Substituting equation 0 into equation 0, the equivalent disturbance TE (S) is equation 0 % equation % Therefore, the physical content of equation 0 is that the equivalent disturbance TE (S) includes the load disturbance Td i , (s) and each constant. It includes all the errors due to the nominal values, and by considering them as equivalent disturbances, it is shown that the equivalent disturbance observer 8 can be constructed using only the nominal values of each constant as shown on the right side of equation 0. There is.

このことから、等価外乱オブザーバ8は、制御対象模擬
演算部81.トルク模擬演算部82.減算部83、トル
ク模擬逆演算部84及び図示してないローパスフィルタ
により構成することによりあらゆる外乱を補償すること
ができる。
For this reason, the equivalent disturbance observer 8 is controlled by the controlled object simulation calculation unit 81 . Torque simulation calculation section 82. By comprising the subtraction section 83, the torque simulation inverse operation section 84, and a low-pass filter (not shown), it is possible to compensate for all kinds of disturbances.

即ち、状態量である速度Nを制御対象模擬演算部81に
入力して(JS+D’lの演算を行い、制御対象の入力
量であるトルク指令値T9をトルク模擬演算部82に入
力して(Kt)の演算を行い、減算部83においてトル
ク模擬演算部82の出力から制御対象模擬演算部81の
出力を減算して図示してないローパスフィルタを通す。
That is, the speed N, which is a state quantity, is input to the controlled object simulation calculation section 81 (JS+D'l is calculated), and the torque command value T9, which is the input amount of the controlled object, is inputted to the torque simulation calculation section 82 ( Kt) is calculated, and in the subtraction unit 83, the output of the controlled object simulation calculation unit 81 is subtracted from the output of the torque simulation calculation unit 82, and the result is passed through a low-pass filter (not shown).

これは減算部83の出力である等価外乱TE (s)か
らノイズを除去するためである。ローパスフィルタ通過
後の減算部83出力をトルク模擬逆演算部84へ入力し
く1/Kt)の演算13 4 を行って、その出力を等価外乱オブザーバ8の出力とし
て制御対象の入力量であるトルク指令値T9に加算し、
真のトルク指令値とすることにより、等価外乱補償が行
われる。
This is to remove noise from the equivalent disturbance TE (s) that is the output of the subtractor 83. The output of the subtraction unit 83 after passing through the low-pass filter is input to the torque simulation inverse calculation unit 84, and the calculation 13 4 of 1/Kt) is performed, and the output is used as the output of the equivalent disturbance observer 8 to command the torque that is the input amount of the controlled object. Add to value T9,
Equivalent disturbance compensation is performed by setting the true torque command value.

第5図は第4図における等価外乱オブザーバ8が状態量
として実測した速度Nを入力していたのを、推定回転子
速度Nを入力した場合のブロック図を示すものであり、
速度センサレスで速度演臭し、その演算による推定回転
子速度により速度制御系及び等価外乱補償部を作用させ
るものである。
FIG. 5 shows a block diagram when the equivalent disturbance observer 8 in FIG. 4 inputs the estimated rotor speed N instead of the actually measured speed N as the state quantity.
Speed performance is performed without a speed sensor, and the speed control system and equivalent disturbance compensator are operated based on the estimated rotor speed calculated by the calculation.

〔実施例〕〔Example〕

以下、誘導電動機の速度センサレス速度制御系に本発明
の速度センサレス等価外乱オブザーバを適用した一実施
例につき説明する。
An example in which the speed sensorless equivalent disturbance observer of the present invention is applied to a speed sensorless speed control system of an induction motor will be described below.

第1図は本発明の速度センサレス等価外乱オブザーバを
適用した、あらゆる外乱に対する補償制御を行う速度制
御系の−・実施例のブロック図であり、第2図と同一の
符号は同一機能部分を示し、第2図に追加した部分は点
線で囲まれた等価外乱オブザーバ8及びその出力をトル
ク指令値T*に加算する加算ブロック718のみである
。よって、本実施例についてはこれらのみを説明する。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a speed control system that performs compensation control for all kinds of disturbances to which the speed sensorless equivalent disturbance observer of the present invention is applied, and the same reference numerals as in FIG. 2 indicate the same functional parts. The only parts added to FIG. 2 are the equivalent disturbance observer 8 surrounded by a dotted line and an addition block 718 that adds its output to the torque command value T*. Therefore, in this embodiment, only these will be explained.

ブロック716から出力される推定回転子速度Nを等価
外乱オブザーバ8の制御対象模擬演算部81へ入力しC
JS+D)の演算を行わしめると共に、ブロック709
へ送られる加算ブロック719の出力である真のトルク
指令値′F”をトルク模擬演算部82へ入力しくKt)
の演算を行わしめる。等価外乱オブザーバ8内の減算部
83においてトルク模擬演算部82の出力から制御対象
模擬演算部81の出力を減算し、等価外乱TE (s)
を得る。この減算部83の出力を図示してないローパス
フィルタを通して後トルク模擬逆演算部84において(
1/Kt)の演算を行い加算ブロック718へ送る。
The estimated rotor speed N output from block 716 is input to the controlled object simulation calculation unit 81 of the equivalent disturbance observer 8.
JS+D) and block 709
The true torque command value 'F'', which is the output of the addition block 719 sent to
The calculation is performed. A subtraction unit 83 in the equivalent disturbance observer 8 subtracts the output of the controlled object simulation calculation unit 81 from the output of the torque simulation calculation unit 82 to obtain an equivalent disturbance TE (s).
get. The output of this subtraction section 83 is passed through a low-pass filter (not shown) and then sent to a torque simulation inverse calculation section 84 (
1/Kt) and sends it to addition block 718.

加算ブロック718ではブロック717からの仮のI・
ルク指令値T1にトルク模擬逆演算部84の出力を加算
して真のトルク指令T′″としてトルク模擬演算部82
へと同時に制御回路7内のブロック709へ送り、速度
センサレス速度制御系を構成する。
Addition block 718 adds the temporary I.
The torque simulation calculation unit 82 adds the output of the torque simulation inverse calculation unit 84 to the torque command value T1 and obtains the true torque command T′″.
At the same time, the signal is sent to block 709 in the control circuit 7 to configure a speed sensorless speed control system.

以上の如く構成することにより、誘導電動機に対して速
度センサレスで、速度制御並びに運転特性に影響を及ぼ
ずあらゆる外乱に対する補償制御が可能となる。
By configuring as described above, it is possible to perform compensation control for all kinds of disturbances without affecting the speed control and driving characteristics of the induction motor without a speed sensor.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

従来は誘導電動機の各種の制御を行う場合に、誘導電動
機の実速度を検出するためにPGやTG等の高価な速度
センサが不可欠であったが、本発明の速度センサレス等
価外乱オブザーバにより、高性能な速度セン・す゛レス
制御方法を提供することができる。
Conventionally, when performing various types of control on induction motors, expensive speed sensors such as PG and TG were indispensable to detect the actual speed of the induction motor, but with the speed sensorless equivalent disturbance observer of the present invention, A high-performance speed sensor-less control method can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の速度センサレス等価外乱オブザーバを
適用した空間ベクトルによる誘導電動機の速度制御系の
一実施例のブロック図、第2図は従来の空間ベクトルに
よる誘導電動機の速度センサレス速度制御系のブロック
図、第3図は従来の速度センサを使用する誘導電動機の
速度制御系の基本形の簡略ブロック図、第4図は速度セ
ンサを使用する誘導電動機の等価外乱オブザーバを使用
した速度制御系の簡略ブロック図、 第5図は本発明の速度センレス等価外乱オブザーバを適
用した誘導電動機の速度制御系の簡略ブロック図、 第6図は速度センサを使用する誘導電動機の空間ベクト
ルによる速度制御系の一例のブロック図である。 ■・・・直流電源     1a・・・正母線1b・・
・負母線      2・・・電圧検出器3・・・電圧
PWMインバータ 4・・・電源スィッチ 5u、 5v、 5匈・・・電流検出器6・・・3相誘
導電動機  7・・・制御回路8・・・等価外乱オブザ
ーバ 9・・・速度センサ 81・・・制御対象模擬演算部 82・・・トルク模擬演算部 83・・・減算部 84・・・トルク模擬逆演算部 718・・・加算ブロック 7
Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of a speed control system for an induction motor using a space vector to which the speed sensorless equivalent disturbance observer of the present invention is applied, and Fig. 2 is a block diagram of an example of a speed control system for an induction motor using a conventional space vector. Block diagram. Figure 3 is a simplified block diagram of the basic speed control system for an induction motor using a conventional speed sensor. Figure 4 is a simplified diagram of the speed control system using an equivalent disturbance observer for an induction motor using a speed sensor. Block diagram: Figure 5 is a simplified block diagram of a speed control system for an induction motor to which the speed sensorless equivalent disturbance observer of the present invention is applied; Figure 6 is an example of a speed control system using a space vector for an induction motor using a speed sensor. It is a block diagram. ■...DC power supply 1a...Positive bus 1b...
- Negative bus 2...Voltage detector 3...Voltage PWM inverter 4...Power switch 5u, 5v, 5cm...Current detector 6...3-phase induction motor 7...Control circuit 8 Equivalent disturbance observer 9 Speed sensor 81 Controlled object simulation calculation section 82 Torque simulation calculation section 83 Subtraction section 84 Torque simulation inverse calculation section 718 Addition block 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、3相誘導電動機の電圧および電流をそれぞれ空間ベ
クトル値に換算して1次磁束ベクトルの瞬時値を演算す
る手段と、前記1次磁束ベクトルと電流ベクトルとから
トルクの瞬時値を演算する手段と、磁束指令値と前記1
次磁束ベクトルの大きさとを比較する磁束比較手段と、
トルク指令値と前記トルクの瞬時値とを比較するトルク
比較手段と、前記1次磁束ベクトルの方向を判別する磁
束ベクトル方向判別手段とを具え、これら磁束比較手段
、トルク比較手段および磁束ベクトル方向判別手段の出
力から判断して、可変電圧、可変周波数インバータの最
適出力電圧を決定し誘導電動機の瞬時トルク、瞬時1次
磁束を制御する方式において、 前記1次磁束ベクトルと前記1次電流ベクトルとから2
次鎖交磁束ベクトルを演算し、この2次鎖交磁束ベクト
ルの演算値から誘導電動機の2次角周波数ω_2を演算
し、又前記トルクの演算値と前記2次鎖交磁束ベクトル
と更に2次巻線抵抗とを用いてすべり角周波数ω_sを
演算して、誘導電動機の回転子角周波数ω_mを ω_m=ω_2−ω_s として演算することにより求め、速度制御系の制御対象
の入力量としてのトルク指令値T^*と状態量としての
該電動機の推定回転子速度■とから、該速度制御系制御
対象の運転特性に影響を与えるあらゆる変動要素を含め
た等価外乱を算出し、該等価外乱を該制御対象の入力量
であるトルク指令値T^*に加算するよう構成したこと
を特徴とする速度センサレス等価外乱オブザーバ。
[Claims] Means for calculating the instantaneous value of the primary magnetic flux vector by converting the voltage and current of the 1- and 3-phase induction motors into space vector values, and calculating the torque from the primary magnetic flux vector and the current vector. A means for calculating an instantaneous value, a magnetic flux command value, and the above-mentioned 1.
magnetic flux comparison means for comparing the magnitude of the next magnetic flux vector;
A torque comparison means for comparing a torque command value and the instantaneous value of the torque, and a magnetic flux vector direction determination means for determining the direction of the primary magnetic flux vector, the magnetic flux comparison means, the torque comparison means, and the magnetic flux vector direction determination means. In a method of determining the optimum output voltage of a variable voltage, variable frequency inverter based on the output of the means and controlling the instantaneous torque and instantaneous primary magnetic flux of an induction motor, 2
A secondary magnetic flux linkage vector is calculated, and a secondary angular frequency ω_2 of the induction motor is calculated from the calculated value of this secondary magnetic flux linkage vector. The slip angular frequency ω_s is calculated using the winding resistance, and the rotor angular frequency ω_m of the induction motor is calculated as ω_m=ω_2−ω_s, and the torque command is obtained as the input quantity of the controlled object of the speed control system. From the value T^* and the estimated rotor speed of the motor as a state quantity, an equivalent disturbance including all variable elements that affect the operating characteristics of the speed control system controlled object is calculated, and the equivalent disturbance is A speed sensorless equivalent disturbance observer characterized in that it is configured to add to a torque command value T^* which is an input amount of a controlled object.
JP1260247A 1989-10-06 1989-10-06 Equivalent disturbance observer employing no speed sensor Pending JPH03124287A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1260247A JPH03124287A (en) 1989-10-06 1989-10-06 Equivalent disturbance observer employing no speed sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1260247A JPH03124287A (en) 1989-10-06 1989-10-06 Equivalent disturbance observer employing no speed sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03124287A true JPH03124287A (en) 1991-05-27

Family

ID=17345398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1260247A Pending JPH03124287A (en) 1989-10-06 1989-10-06 Equivalent disturbance observer employing no speed sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03124287A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08266090A (en) * 1995-03-22 1996-10-11 Nec Corp Driving method of polyphase rotating field motor
WO2009154491A1 (en) * 2008-06-18 2009-12-23 Politechnika Gdanska A method for the estimation of the disturbances in a speed observer of an induction motor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6142286A (en) * 1984-08-02 1986-02-28 Hitachi Ltd Speed controlling method of motor
JPS6166580A (en) * 1984-09-10 1986-04-05 Hitachi Ltd Controller for motor
JPS63167693A (en) * 1986-12-27 1988-07-11 Toyo Electric Mfg Co Ltd Control system for torque and flux of induction motor
JPH01259784A (en) * 1988-04-08 1989-10-17 Toshiba Corp Power converter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6142286A (en) * 1984-08-02 1986-02-28 Hitachi Ltd Speed controlling method of motor
JPS6166580A (en) * 1984-09-10 1986-04-05 Hitachi Ltd Controller for motor
JPS63167693A (en) * 1986-12-27 1988-07-11 Toyo Electric Mfg Co Ltd Control system for torque and flux of induction motor
JPH01259784A (en) * 1988-04-08 1989-10-17 Toshiba Corp Power converter

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08266090A (en) * 1995-03-22 1996-10-11 Nec Corp Driving method of polyphase rotating field motor
WO2009154491A1 (en) * 2008-06-18 2009-12-23 Politechnika Gdanska A method for the estimation of the disturbances in a speed observer of an induction motor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5130031B2 (en) Position sensorless control device for permanent magnet motor
JP2861680B2 (en) Failure detection method for electric vehicles and fail-safe control method using the same
KR100850415B1 (en) Vector controller of induction motor
JP4517793B2 (en) Permanent magnet synchronous motor control device and module
KR20020014506A (en) Vector control system of induction motor
JPH1080188A (en) Control method of rotary magnet type polyphase synchronous motor and its equipment
JP4010195B2 (en) Control device for permanent magnet synchronous motor
CN100369375C (en) Motor and drive control device therefor
JP2001008486A (en) Controller for permanent magnet synchronous motor
JP4111599B2 (en) Control device for permanent magnet synchronous motor
WO2020032260A1 (en) Motor control device
JPH03124287A (en) Equivalent disturbance observer employing no speed sensor
JP5083016B2 (en) Electric motor control device, control method, and elevator device
JP4466082B2 (en) Control device for electric power steering device
JP5106295B2 (en) Rotor position estimation device for synchronous motor
JP2015171302A (en) Control device for electric motor
JP2002165478A (en) Motor controller
JPH1080180A (en) Control method and equipment of synchronous motor
JPH0454890A (en) Apparatus for controlling induction motor and driving method thereof
JPH09140187A (en) Power converter
JP2013059205A (en) Motor control device
JPH1014283A (en) Controller and control method for induction motor
JP2858433B2 (en) Induction motor speed detection method
JP2002247858A (en) Failure detector for servo control system
EP0909015B1 (en) Servo-motor driving method