JPH0344510B2 - - Google Patents

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JPH0344510B2
JPH0344510B2 JP57009654A JP965482A JPH0344510B2 JP H0344510 B2 JPH0344510 B2 JP H0344510B2 JP 57009654 A JP57009654 A JP 57009654A JP 965482 A JP965482 A JP 965482A JP H0344510 B2 JPH0344510 B2 JP H0344510B2
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JP
Japan
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vector
primary
induction machine
output
magnetic flux
Prior art date
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JP57009654A
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English (en)
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JPS58127583A (ja
Inventor
Yoshinori Kamya
Toshio Matsumoto
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Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Yaskawa Electric Manufacturing Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/06Rotor flux based control involving the use of rotor position or rotor speed sensors
    • H02P21/08Indirect field-oriented control; Rotor flux feed-forward control
    • H02P21/09Field phase angle calculation based on rotor voltage equation by adding slip frequency and speed proportional frequency
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/14Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
    • H02P21/16Estimation of constants, e.g. the rotor time constant
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2207/00Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
    • H02P2207/01Asynchronous machines

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、すべり周波数を調整して、1次電流
を励磁電流成分と2次電流成分とに分けて制御す
るようにしたベクトル制御装置の改良に係るもの
である。
従来、誘導機のベクトル制御における2次抵抗
の変化補償法につぎのような先例がある。
すなわち、これは電圧の積分より磁束のスカラ
量を求め、このスカラ量を一定にするようにスリ
ツプ周波数を調整している。この手段では1次周
波数が零の時不正確であり、静止トルクを必要と
する場合に問題となる。
しかして、現在実用化されているカゴ形誘導機
のベクトル制御は、フリツプ周波数sfをモータ定
数より sf=R2I2/MI0 (ここに、R2は2次抵抗、I2は2次電流、Mは
1次2次相互インダクタンス、I0は励磁電流であ
る。) としているが、2次抵抗R2は温度変化120℃程度
で50%程度変化する。
したがつて、温度変化による2次抵抗R2の変
化に対応してスリツプ周波数sfを可変にすべきで
ある。
この調整がない場合、励磁電流I0とトルク電流
である2次電流I2との直交関係が保持されず、ト
ルクが25%程度変化する。
ここにおいて、本発明は、従来装置の欠点を除
去し2次抵抗変化を補償する誘導機のベクトル制
御装置を提供することを、その目的とする。
先ず本発明の原理を述べておく。
励磁電流指令ベクトルI〓0sと誘導機の検出演算
した2次鎖交磁束ベクトルφ〓2とを比較し、この
ベクトル誤差を零にするようにスリツプ周波数sf
を調整する。
その手段として、 ○イ ベクトル誤差を零にするPLL(位相ロツクル
ープ回路)を追加して設ける。
○ロ 2次鎖交磁束ベクトルΦ〓2の検出演算器を追
加して備える。
この結果、2次抵抗R2の変化に対応したスリ
ツプ周波数が制御的に与えられ、誘導機は完全な
直流機特性を有することになる。
では、本発明の実施例について説明する。
第1図は本発明の第1の実施例のブロツク図、
第2図は電流電圧ベクトル図、第3図は誘導機の
等価回路図、第4図は一部回路詳細図である。
第1図において、Nsは速度指令、1,4,9,
11,12は減算器、ANは速度アンプ、iτはト
ルク電流指令、2は乗算器、I〓2sは2次電流指令
ベクトル、3,6は加算器、I〓1sは1次電流指令
ベクトル、AIは電流増幅器、COMは比較器、H
はキヤリア周波数、INVはGTRからなるインバ
ータ、COMはダイオードからなるコンバータ、
SOUは交流電源、CTは変流器、I〓1は1次電流ベ
クトル、7は誘導機の2次もれインダクタンスl2
の係数器、8は誘導機の1次インピーダンス係数
器(R1は1次抵抗、l1は1次もれインダクタン
ス、p=d/dtなる微分演算子でtは時間)、10
は定数M/R1+L1Pなる1次おくれフイルタ(L1は 1次インダクタンスL1=l1+M)、Aθは磁束偏差
角増幅器、5はスリツプ周波数s演算器、OSCは
基準2相正弦波発振器、I〓0sは励磁電流指令ベク
トル、13は誘導機、TGはタコゼネ、14は周
波数電圧変換器である。
いま、第2図に示すように、温度上昇につれて
2次抵抗R2が大きくなつたとき(第2図の実線
は指令値相当であり、点線は実際値を示す。)、2
次電圧ベクトルE〓2もそれに従つて大きくなり、
1次電圧ベクトルも大きくなる。
そうすると、2次鎖交磁束ベクトルも大きくな
り、位相が進む。
基準2相正弦波発振器OSCおよび磁束偏差角
増幅器A〓で構成されるPLL回路で、励磁電流指
令ベクトルI〓0sと2次鎖交磁束ベクトルΦ〓2の偏差
Δθが零になるまで磁束偏差角増幅器A〓からすべ
り周波数指令sを大きくするような補正信号が送
出される。
つまり、2次抵抗R2がその増加分ΔR2とした
ときR2+ΔR2になれば、すべり周波数係数器
(s)5からの信号が等価的に I2(R2+ΔR2)/MI0に比例すべく、基準2相正弦波 発振器OSCに入力するので、励磁電流指令ベク
トルI〓0sの周波数も大きくなり、1次電電流指令
ベクトルI〓1sの周波数も大きくなり、1次電圧ベ
クトルE〓1の周波数が増大される。
従つて、E11の比(ここで1は1次周波数で
1=ω1/2π)が小さくなり2次鎖交磁束ベクトルΦ
2 が小さくなるので、2次鎖交磁束ベクトルΦ〓2
位相が遅れるようになる。
そうして、E11の比が一定値になるように制
御される。
つまり、2次抵抗R2の変化に対応して励磁電
流指令ベクトルI〓0sと2次鎖交磁束ベクトルΦ〓2
位相角が零になるようにすべり周波数を調整する
ことになるので、2次抵抗変化分ΔR2が自動的に
補償されることになる。
第3図は本発明の2次鎖交磁束ベクトル演算回
路(係数器7,8、減算器9,11,1次おくれ
フイルタ10からなる)の原理を説明している。
1次電圧E〓1および2次電圧E〓2は、 E〓1=(R1+L1p)I〓0+(R1+l1p)I〓2 E〓2=MPI〓0−l2PI〓2 =MP/R1+L1P〔E〓1 −(R1+l1p)I〓2〕−l2pI〓2 (ここに、I0は励磁電流である) ゆえに、2次鎖交磁束Φ〓2は、 Φ〓2=M/R1+L1P〔E〓1 −(R1+l1p)I〓2〕−l2I〓2 したがつて、第1図のような回路が構成され
る。
本発明により追加して設けられた回路は第1図
で点線で囲つた範囲であり、これを除いた回路が
従来装置である。
また、1次電流指令ベクトルI〓1sの回路の詳細
を第4図に掲げておく。
そして、各量のベクトル表示はつぎのとおりで
ある。
ω1=2π1 Φ〓2=|Φ2|εjω1t E〓1=|E1|εj(ω1t+θ) I〓2s=|I2s|εj(ω1t+π/2) I〓0s=|I0s|εjω1t I〓1s=|I1s|εj(ω1t+tan-1|I2s|/|I0s|) 第5図は、本発明の第2の実施例のブロツク図
である。
図面において同一符号は同一もしくは相当部分
とする。
15は電流開平器、PSは移相器、PCは通電幅
変換器、LDCは直流リアクトルである。なお、コ
ンバータCONとインバータINVはともにSCRで
構成されている。
基本的な動作は第1図の第1の実施例と同じで
あるが、1次電流指令ベクトルI〓1sの絶対値(振
幅)を、2次電流指令I2sと他から設定によつて
与えられる励磁電流指令I0sを電流開平器15で
演算してコンバータCONの電流指令とし、また
1次電流指令ベクトルI〓1sの位相角εj(ω1t+tan-1
I2s/I0s)に相当する信号をインバータINVに指令す るようにしてある。
第6図は、本発明の第3の実施例のブロツク図
である。
Cはコンデンサ、16は磁束開平器、17,1
9は減算器、18は乗算器、20は加算器、A〓
は磁束振幅調整用比例積分増幅器である。
誘導機13の2次抵抗R2が温度上昇とともに
大きくなると、2次電圧ベクトルE〓2が大きくな
つて1次電圧ベクトルE〓1も大となる。
2次鎖交磁束の絶対値|Φ2|が大きくなるの
で、磁束(振幅)指令Φsとの差Φs−|Φ2|が負
になる。したがつて、磁束ベクトル調整用比例積
分増幅器A〓の出力が負になる。つまり、すべり
周波数指令が大きくなつたことになる。
したがつて、基準2相正弦波発振器OSCの出
力周波数が大となり、1次電流指令I1sの周波数
も大となる。
そして、1次電圧E1の周波数が大となり、励
磁電流指令絶対値|I0s|は一定であるので、1
次端子電圧E1と周波数1の比は小さくなる。
つまり、2次鎖交磁束の絶対値|Φ2|が小さ
くなつて、Φs−|Φ2|が零となるように制御さ
れる。
第7図は、本発明の第4の実施例のブロツク図
である。
この実施例はコンバータCON,インバータ
INVを第5図の構成として、そのコンバータ
CONの制御も第5図の態様にし、インバータ
INVを制御する2次鎖交磁束ベクトル演算回路
と位相ロツクループ(PLL)回路は第6図のそ
れを適用している。
第8図は、本発明の第5の実施例のブロツク図
である。
この実施例は第9図に示すように誘導機13の
ステータ130にサーチコイル132を分布巻に
しステータ巻線131の1次もれインダクタンス
を零にするようにして巻回し、誘起電圧ESCをと
り出し、このサーチコイル132の出力電圧を2
次鎖交磁束ベクトル演算器に入力して、2次鎖交
磁束ベクトルΦ〓2を演算するようにしたものであ
る。
なお、8′は1次抵抗R1係数器、10′は1次
おくれフイルター、21は減算器である。
この2次鎖交磁束ベクトル演算器への入力とし
ての誘起電圧ESC、係数器8′、1次おくれフイル
タ10′、およびI〓1−I〓2sの演算をする減算器21
の他は第6図の実施例に等しい。
かくして本発明によれば、負荷誘導機の2次抵
抗の温度上昇による変化に基づく2次鎖交磁束ベ
クトルの増加によつて位相の進みにも適確に対応
でき、誘導機のベクトル制御に一段と進化した装
置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例のブロツク図、
第2図は電流電圧ベクトル図、第3図は誘導機の
等価回路図、第4図は一部回路詳細図、第5図は
本発明の第2の実施例のブロツク図、第6図は本
発明の第3の実施例のブロツク図、第7図は本発
明の第4の実施例のブロツク図、第8図は本発明
の第5の実施例のブロツク図、第9図はその誘導
機のステータに巻回したサーチコイルの状態図で
ある。 1,4,9,11,12,17,19…減算
器、2,18…乗算器、3,6,20…加算器、
5…スリツプ周波数演算器、7…2次漏れインダ
クタンス係数器、8…1次インピーダンス係数
器、8′…1次抵抗係数器、10…定数M/R1+L1P なる1次おくれフイルター、10′…定数
M/R1+MPなる1次おくれフイルター、13…誘 導機、14…周波数電圧変換器、15…電流開平
器、16…磁束開平器、Ns…速度指令、AN…速
度アンプ、AI…電流増幅器、H…キヤリア周波
数、COM…比較器、SOU…交流電源、CON…コ
ンバータ、LDC…直流リアクトル、C…コンデン
サ、INV…インバータ、CT…変流器、OSC…基
準2相正弦波発振器、A〓…磁束偏差角増幅器、
A〓…磁束振幅調整用比例積分増幅器、PS…移相
器、PC…通電幅変換器、TG…タコゼネ、i〓…ト
ルク電流指令、I〓0s…励磁電流指令ベクトル、I〓2s
…2次電流指令ベクトル、I〓1s…1次電流指令ベ
クトル、I〓1…1次電流ベクトル、E〓1…1次電圧ベ
クトル。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 誘導機のすべり周波数を調整してベクトル制
    御を行なうようにした誘導機の制御装置におい
    て、 前記誘導機の1次端子電圧ベクトルE〓1から 1次抵抗R1,1次漏れインダクタンスl1,微分
    演算子pとしたとき(R1+l1p)の係数を2次電
    流指令ベクトルI〓2Sに乗算する1次インピーダン
    ス係数器の出力を減算して 無負荷時誘導機端子電圧を導出し、 これに誘導機1次2次相互インダクタンスM,
    1次自己インダクタンスL1としたとき M/(R1+L1p)を乗算してギヤツプ磁束を求
    め、 そのギヤツプ磁束から、前記2次電流指令ベク
    トルI〓2Sに誘導機2次漏れインダクタンスl2を乗算
    する2次漏れインダクタンス係数器の出力を減算
    して 2次鎖交磁束ベクトルφ〓2を演算導出する2次鎖
    交磁束演算回路を設け、 この2次鎖交磁束ベクトルφ〓2から基準2相正
    弦波発振器の出力の励磁電流指令ベクトルI〓OS
    減算して偏差Δθを磁束偏差角増幅器Aθを介して
    前記基準2相正弦波発振器へ入力する位相ロツク
    ループ回路を構成するとともに、 その基準2相正弦波発振器への入力としてさら
    に前記誘導機の回転数に比例した信号と前記すべ
    り周波数に比例した信号を前記磁束偏差角増幅器
    Aθの出力に加算して与え、 この基準2相正弦波発振器の出力を1次周波数
    とすることを特徴とする誘導機の制御装置。 2 誘導機のすべり周波数を調整してベクトル制
    御を行なうようにした誘導機の制御装置におい
    て、 前記誘導機の1次端子電圧ベクトルE〓1から 1次抵抗R1,1次漏れインダクタンスl1,微分
    演算子pとしたとき(R1+l1p)の係数を2次電
    流指令ベクトルI〓2Sに乗算する1次インピーダン
    ス係数器の出力を減算して 無負荷時誘導機端子電圧を導出し、 これに誘導機1次2次相互インダクタンスM,
    1次自己インダクタンスL1としたとき M/(R1+L1p)を乗算してギヤツプ磁束を求
    め、 そのギヤツプ磁束から、前記2次電流指令ベク
    トルI〓2Sに誘導機2次漏れインダクタンスl2を乗算
    する2次漏れインダクタンス係数器の出力を減算
    して 2次鎖交磁束ベクトルΦ〓2を演算導出する2次鎖
    交磁束演算回路を設け、 前記2次鎖交磁束ベクトルΦ〓2の振幅と磁束指
    令信号との偏差量を入力する比例積分増幅器を備
    え、 この比例積分増幅器の出力とすべり周波数に比
    例した信号とを掛ける乗算器を有し、 前記誘導機の回転周波数に比例した信号から前
    記乗算器の出力信号を減算した信号と前記すべり
    周波数に比例した信号とを加算入力して励磁電流
    指令ベクトルI〓OSを送出する基準2相正弦波発振
    器とを具備したことを特徴とする誘導機の制御装
    置。
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CN109510553B (zh) * 2018-12-13 2021-10-29 青岛海尔空调器有限总公司 控制空调压缩机转速波动的方法
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