JPH04105594A - Ac motor controller - Google Patents

Ac motor controller

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JPH04105594A
JPH04105594A JP2219069A JP21906990A JPH04105594A JP H04105594 A JPH04105594 A JP H04105594A JP 2219069 A JP2219069 A JP 2219069A JP 21906990 A JP21906990 A JP 21906990A JP H04105594 A JPH04105594 A JP H04105594A
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JP
Japan
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current
power factor
inverter
phase
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP2219069A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Mochikawa
宏 餅川
Yoshinobu Nakamura
嘉伸 中村
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH04105594A publication Critical patent/JPH04105594A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To realize stabilized inverter driving of an AC motor even under low speed operation by controlling the power factor based on a current flowing through the DC bus of inverter, i.e., the current flowing into the motor. CONSTITUTION:When a current flows through each phase of a three-phase induction motor 28, a current idc flows through the DC bus 25 of an inverter 27. The current idc is detected through a current detector 29 and a current I corresponding to the current idc is fed to a power factor operating circuit 30. Since the current idc flows into the DC bus 25 when one of three-phase currents of the three-phase induction motor 28 is selected according to the switching state of the inverter main circuit 26, one phase current of the three- phase induction motor 28 can be detected when the current idc is extracted through sampling with the timing of a specific switching state determined by a PWM output voltage waveform.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、電圧形PWM方式のインバータにより駆動さ
れる交流電動機の制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a control device for an AC motor driven by a voltage source PWM type inverter.

(従来の技術) 従来より、多相交流電動機の中でも最も一般的な三相誘
導電動機の制御装置としては、特開昭62−10019
2号公報に開示されたようなものがあり、これを第5図
に示す。即ち、電圧形PWM方式のインバータ1は、三
相交流電源2の三相交流電圧を整流する整流回路3.そ
の整流電圧を平滑する平滑用コンデンサ4及びその平滑
された直流電圧が与えられるインバータ主回路5から構
成されている。そして、インバータ主回路5からの交流
出力電圧は三相誘導電動機6に与えられる。インバータ
1の直流母線に流れる電流tdcは電流検出器7により
検出されて検出電流Iとしてロウバスフィルタ(L、P
、F)8に与えられ、ロウバスフィルタ8は検出電流I
の基本波を抽出して周波数補正値Δfとして出力する。
(Prior Art) Conventionally, as a control device for a three-phase induction motor, which is the most common among polyphase AC motors, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-10019
There is something like the one disclosed in Publication No. 2, which is shown in FIG. That is, the voltage source PWM type inverter 1 includes a rectifier circuit 3. It is comprised of a smoothing capacitor 4 for smoothing the rectified voltage and an inverter main circuit 5 to which the smoothed DC voltage is applied. The AC output voltage from the inverter main circuit 5 is then applied to a three-phase induction motor 6. The current tdc flowing through the DC bus of the inverter 1 is detected by the current detector 7, and the detected current I is detected by the low bus filter (L, P).
, F) 8, and the low-pass filter 8 receives the detection current I
The fundamental wave is extracted and output as a frequency correction value Δf.

この周波数補正値Δfは減算器9において周波数指令値
f本と減算されて周波数指令値f (−f本−Δf)と
して出力されてパルス幅変調(PWM)制御回路10に
与えられる。このパルス幅変調制御回路10には周波数
指令値f本を周波数−電圧(f/V)変換回路11によ
り変換して得られた電圧指令値V本が与えられる。この
結果、パルス幅変調制御回路10は周波数指令値fと電
圧指令値V*とに基づいてインバータ主回路5のパワー
トランジスタにベース信号を与えてパルス幅変調制御を
行なう。
This frequency correction value Δf is subtracted from f frequency command values in a subtracter 9 and output as a frequency command value f (−f −Δf), which is applied to a pulse width modulation (PWM) control circuit 10. This pulse width modulation control circuit 10 is given V voltage command values obtained by converting f frequency command values by a frequency-voltage (f/V) conversion circuit 11. As a result, the pulse width modulation control circuit 10 provides a base signal to the power transistor of the inverter main circuit 5 based on the frequency command value f and the voltage command value V* to perform pulse width modulation control.

而して、電圧形PWM方式のインバータ1においては、
直流電圧が一定であるので、インバータ1の直流母線に
流れる電流の平均値は三相誘導電動機6への供給電力に
比例する。この場合、三相誘導電動機6の回転数が充分
に高く且つ回転数の変化の比率が非常に小さいとすると
、トルクの変動は電力の変動に比例することになり、従
って、インバータ1の直流母線の平均電流を制御すれば
、三相誘導電動機6のトルク制御を行なうことになり、
振動の発生を防止することができる。
Therefore, in the voltage source PWM type inverter 1,
Since the DC voltage is constant, the average value of the current flowing through the DC bus of the inverter 1 is proportional to the power supplied to the three-phase induction motor 6. In this case, if the rotational speed of the three-phase induction motor 6 is sufficiently high and the rate of change in rotational speed is very small, then the torque fluctuation will be proportional to the power fluctuation, and therefore the DC bus of the inverter 1 will be If the average current of is controlled, the torque of the three-phase induction motor 6 will be controlled.
The generation of vibration can be prevented.

(発明が解決しようとする課題) 従来の構成のものは、三相誘導電動機6の回転数が充分
に高く且つ回転数の変化の比率が非常に小さい時には有
効であるが、回転数が低い低速度運転時には、トルクの
変化に対する電力の変化量が低下するので、これを回転
数或いは回転数推定値で除して運転速度に依存しないよ
うに補償したとしても、S/N比が低下して充分な精度
が得られなくなり、従って、低速度運転時には安定にイ
ンバータ駆動することが困難になる。
(Problems to be Solved by the Invention) The conventional configuration is effective when the rotation speed of the three-phase induction motor 6 is sufficiently high and the ratio of change in rotation speed is very small, but when the rotation speed is low and the During speed operation, the amount of change in electric power in response to changes in torque decreases, so even if this is divided by the rotational speed or the estimated rotational speed and compensated so that it does not depend on the operating speed, the S/N ratio will decrease. Sufficient accuracy cannot be obtained, and therefore, it becomes difficult to stably drive the inverter during low-speed operation.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、低速度運転時にも交流電動機を安定にインバータ駆動
することができる交流電動機の制御装置を提供するにあ
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a control device for an AC motor that can stably drive the AC motor using an inverter even during low-speed operation.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、多相交流電動機を電圧形PWM方式のインバ
ータで駆動するようにしたものにおいて、前記インバー
タの直流母線に流れる電流を検出する電流検出手段を設
け、この電流検出手段により検出した電流波形に生ずる
相切換え点の前後の電流値から交流電動機の力率を演算
する力率演算手段を設け、この力率演算手段により演算
した力率から前記インバータの出力電圧若しくは出力周
波数を決定するインバータ制御手段を設ける構成に特徴
を有する。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention provides a multi-phase AC motor driven by a voltage source PWM type inverter, in which a current for detecting a current flowing through a DC bus of the inverter is provided. A detection means is provided, and a power factor calculation means is provided for calculating the power factor of the AC motor from the current values before and after the phase switching point generated in the current waveform detected by the current detection means, and the power factor calculated by the power factor calculation means is provided. The present invention is characterized in that it includes an inverter control means that determines the output voltage or output frequency of the inverter.

(作用) 本発明の交流電動機の制御装置によれば、インバータの
直流母線に流れる電流即ち交流電動機に流れる電流を基
に力率を制御するようにしたので、従来の電力の変化量
に基づくものとは異なり運転速度に依存する要素が含ま
れなくなり、従って、低速度運転時でも充分な精度が得
られるようになって、交流電動機を安定してインバータ
駆動することができる。
(Function) According to the control device for an AC motor of the present invention, the power factor is controlled based on the current flowing through the DC bus of the inverter, that is, the current flowing through the AC motor. Unlike the conventional method, an element that depends on the operating speed is not included, so that sufficient accuracy can be obtained even during low-speed operation, and the AC motor can be stably driven by an inverter.

(実施例) 以下、本発明の第1の実施例につき第1図及び第2図を
参照しながら説明する。
(Example) Hereinafter, a first example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

先ず、第1図に従って全体の構成について述べる。21
は三相交流電源、22はこの三相交流電源21からの三
相交流電圧を全波整流する全波整流回路、23はこの全
波整流回路22からの整流電圧を平滑して直流電圧とし
て直流母線24,25間に印加する平滑用コンデンサ、
26はこの直流母線24.25間の直流電圧が入力端子
に与えられるインバータ主回路であり、これらによって
電圧形PWM方式のインバータ27が構成される。
First, the overall configuration will be described according to FIG. 21
is a three-phase AC power supply, 22 is a full-wave rectifier circuit that full-wave rectifies the three-phase AC voltage from this three-phase AC power supply 21, and 23 is a DC voltage that smoothes the rectified voltage from this full-wave rectifier circuit 22. a smoothing capacitor applied between bus bars 24 and 25;
Reference numeral 26 denotes an inverter main circuit to which the DC voltage between the DC buses 24 and 25 is applied to an input terminal, and these constitute an inverter 27 of the voltage type PWM system.

この場合、インバータ主回路26は、複数個のスイッチ
ング素子例えば6個のパワートランジスタ26aを三相
ブリッジ接続するとともに、これらの各パワートランジ
スタ26aに逆並列にダイオード26bを接続して構成
され、その出力端子からの三相交流電圧は多相交流電動
機としての多相誘導電動機例えば最も一般的な三相誘導
電動機28に供給されるようになっている。29は電流
検出手段としてのホールCTからなる電流検出器であり
、これはインバータ27の直流母線25に流れる電流L
dCを検出してこれに応じた検出電流Iを出力するよう
になっている。30は力率演算手段たる力率演算回路で
あり、これは、その入力端子に電流検出器29からの検
出電流Iが与えられて後述するように演算を行なって、
出力端子から力率角φの正接成分tanφを出力する。
In this case, the inverter main circuit 26 is configured by connecting a plurality of switching elements, for example, six power transistors 26a in a three-phase bridge, and connecting a diode 26b in antiparallel to each of these power transistors 26a, so that the output thereof The three-phase AC voltage from the terminals is supplied to a polyphase induction motor, such as the most common three-phase induction motor 28, as a polyphase AC motor. Reference numeral 29 denotes a current detector consisting of a Hall CT as current detection means, which detects the current L flowing through the DC bus 25 of the inverter 27.
It detects dC and outputs a detection current I in accordance with this. Reference numeral 30 denotes a power factor calculation circuit serving as a power factor calculation means, which receives the detected current I from the current detector 29 at its input terminal and performs calculations as will be described later.
The tangent component tanφ of the power factor angle φ is output from the output terminal.

31は減算器であり、これは、その負(−)入力端子に
力率演算回路30からの正接成分tanφが与えられ、
正(+)入力端子に力率角指令値4本の正接成分jan
φ本が与えられて、出力端子からこれらの差Δtanφ
を出力するようになっている。32は比例積分(PI)
制御回路であり、これは、入力端子に減算器31からの
差Δtanφが与えられて、出力端子から電圧補正値Δ
Vを出力するようになっている。32は加算器であり、
これは、その一方の正(+)入力端子に比例積分制御回
路32からの電圧補正値ΔVが与えられ、他方の正(十
)入力端子に周波数−電圧(f/V)変換回路34から
の電圧指令値V京が与えられるようになっていて、出力
端子から電圧指令値Vを出力するようになっている。こ
の場合、周波数−電圧変換回路34は、その入力端子に
周波数指令値f京が与えられるようになっていて、出力
端子から周波数指令値1本に相応した電圧指令値7本を
出力するようになっている。35はパルス幅変調(PW
M)制御回路であり、これは、その一方の入力端子に加
算器33からの電圧指令値Vが与えられ、他方の入力端
子に周波数指令値f寡が与えられるようになっていて、
出力端子から電圧指令値V及び周波数指令値f8に応じ
たパルス幅変調信号を発生して、これをインバータ主回
路26のパワートランジスタ26aのベースにベース信
号として与えるようになっている。そして、以上の減算
器31.比例積分制御回路32.加算器33、周波数−
電圧変換回路34及びパルス幅変調制御回路35はイン
バータ制御手段36を構成する。
31 is a subtracter, to which the tangent component tanφ from the power factor calculation circuit 30 is given to its negative (-) input terminal;
The tangential component of the four power factor angle command values is input to the positive (+) input terminal.
φ is given, and the difference between them Δtanφ is calculated from the output terminal.
It is designed to output . 32 is proportional integral (PI)
This is a control circuit in which the difference Δtanφ from the subtracter 31 is given to the input terminal, and the voltage correction value Δtanφ is output from the output terminal.
It is designed to output V. 32 is an adder;
This means that the voltage correction value ΔV from the proportional-integral control circuit 32 is given to one positive (+) input terminal, and the voltage correction value ΔV from the frequency-voltage (f/V) conversion circuit 34 is given to the other positive (10) input terminal. A voltage command value V kyō is given to it, and the voltage command value V is output from the output terminal. In this case, the frequency-voltage conversion circuit 34 is configured such that the frequency command value f is given to its input terminal, and seven voltage command values corresponding to one frequency command value are output from the output terminal. It has become. 35 is pulse width modulation (PW
M) A control circuit which is configured such that the voltage command value V from the adder 33 is given to one input terminal, and the frequency command value f is given to the other input terminal,
A pulse width modulation signal corresponding to the voltage command value V and frequency command value f8 is generated from the output terminal, and this is applied to the base of the power transistor 26a of the inverter main circuit 26 as a base signal. And the above subtractor 31. Proportional-integral control circuit 32. Adder 33, frequency -
The voltage conversion circuit 34 and the pulse width modulation control circuit 35 constitute an inverter control means 36.

次に、作用につき第2図をも参照しながら説明する。Next, the operation will be explained with reference to FIG. 2.

三相誘導電動機28の起動当初においては、周波数指令
値fIKがパルス幅変調制御回路35に与えられるとと
もに、周波数指令値f*が周波数−電圧変換回路34に
より電圧指令値V束に変換されて、この電圧指令値7本
が加算器33を経て電圧指令値Vとしてパルス幅変調制
御回路35に与えられる。これにより、パルス幅変調制
御回路35は、電圧指令値V(VX)と周波数指令値f
lKとに応じたパルス幅変調信号をゲート信号とじて出
力してインバータ主回路26のパワートランジスタ26
aのベースに与えるようになり、これにより、インバー
タ主回路26はスイッチング動作して前述の電圧指令値
V及び周波数指令値fl=に応じた出力電圧及び出力周
波数の三相交流電圧を出力して三相誘導電動機28に供
給する。従って、三相誘導電動機28の各相に電流が流
れることになって、インバータ27の直流母線25には
、第2図(a)で示すように電流Ldcが流れる。そし
て、この電流Ldcは電流検出器29により検出されて
これに応じた検出電流!として力率演算回路30に与え
られる。
At the beginning of the startup of the three-phase induction motor 28, the frequency command value fIK is given to the pulse width modulation control circuit 35, and the frequency command value f* is converted to the voltage command value V flux by the frequency-voltage conversion circuit 34. These seven voltage command values are given to the pulse width modulation control circuit 35 as the voltage command value V via the adder 33. As a result, the pulse width modulation control circuit 35 outputs the voltage command value V (VX) and the frequency command value f.
The power transistor 26 of the inverter main circuit 26 outputs a pulse width modulation signal corresponding to lK as a gate signal.
As a result, the inverter main circuit 26 performs a switching operation and outputs a three-phase AC voltage with an output voltage and an output frequency according to the voltage command value V and frequency command value fl= mentioned above. It is supplied to a three-phase induction motor 28. Therefore, a current flows through each phase of the three-phase induction motor 28, and a current Ldc flows through the DC bus 25 of the inverter 27 as shown in FIG. 2(a). This current Ldc is detected by the current detector 29, and a detection current corresponding to this is detected! It is given to the power factor calculation circuit 30 as follows.

ここで、電流Ldcは、三相誘導電動機28に流れる三
相電流の内の一つがインバータ主回路26のスイッチン
グ状態によって選択されて直流母線25に流れるもので
あるから、これを出力パルス幅変調電圧波形から得られ
る特定のスイッチング状態のタイミングでサンプリング
して抽出すれば、三相誘導電動機28に流れる一つの相
の電流を検出することができる。又、電流Ldcをサン
プリングする場合に、そのサンプリングする相を電圧位
相のピークの60°の期間のみとして順次切換えるよう
にすると、第2図(b)で示すようなサンプリング波形
工、となる。このように、サンプリングするタイミング
は出力パルス幅変調電圧に同期して行なわれるので、も
し、力率が1の状態の場合には、サンプリング波形Is
は三相誘導電動機28に流れる三相電流を余波整流した
時の波形となって、連続した波形となるものである。
Here, since one of the three-phase currents flowing through the three-phase induction motor 28 is selected by the switching state of the inverter main circuit 26 and flows to the DC bus 25, the current Ldc is the output pulse width modulated voltage. By sampling and extracting at the timing of a specific switching state obtained from the waveform, it is possible to detect the current of one phase flowing through the three-phase induction motor 28. Furthermore, when sampling the current Ldc, if the sampling phase is sequentially switched only during the 60° period of the voltage phase peak, a sampling waveform as shown in FIG. 2(b) will be obtained. In this way, the sampling timing is synchronized with the output pulse width modulation voltage, so if the power factor is 1, the sampling waveform Is
is a waveform obtained by rectifying the three-phase current flowing through the three-phase induction motor 28, and is a continuous waveform.

しかしながら、通常の遅れ力率の場合には、サンプリン
グ波形■5は、第2図(b)に示すように相切換え時点
において不連続な波形となる。この相切換え時点の前後
における電流値は力率と密接な関係にあり、三相誘導電
動機28に流れる三相電流を対称な正熔波であると仮定
して、以下のように定式化する。
However, in the case of a normal lagging power factor, the sampling waveform 5 becomes a discontinuous waveform at the time of phase switching, as shown in FIG. 2(b). The current values before and after this phase switching point are closely related to the power factor, and assuming that the three-phase current flowing through the three-phase induction motor 28 is a symmetrical positive wave, it is formulated as follows.

即ち、相切換え時点の直前の電流値をI^とし。That is, let the current value immediately before the phase change be I^.

且つ直後の電流値をI、とし、φを力率角(遅れを正と
する)、IMを三相誘導電動機28に流れる電流のピー
ク値とすると、 I A −I、  ・cos  (φ−30° )  
   −・−・−(1)IB−1y −cos  (φ
+30°)   −−−−−・(2)となる。この(1
)及び(2)式から、(IAI B ) / (I A
 + I n )の演算を行なうと、tanφ−f丁”
  (IA −18) / (IA + IB )・・
・・・・(3) が得られる。即ち、三相誘導電動機28の電流1Mに依
存せずに独立に力率を決定することができる。力率演算
回路30は、前述のサンプリング波形15を得た上で、
(3)式の演算を行なうのである。但し、力率角φが9
0°になると、(3)式の(IA+IB)が零となって
演算不能になるし、又、力率角φが90°にならないに
しても、これが大きくなると、電流検出の誤差が力率演
算結果に大きく影響するようになるので、本実施例では
、力率角指令値φ束の設定範囲を60°以下(例えば4
5°)に設定して、力率角φが大きくならないように制
限している。
In addition, if the current value immediately after is I, φ is the power factor angle (delay is positive), and IM is the peak value of the current flowing through the three-phase induction motor 28, I A −I, ・cos (φ−30 ° )
−・−・−(1) IB−1y −cos (φ
+30°) −−−−−・(2). This (1
) and (2), (IAI B ) / (I A
+ I n ), tanφ−f d”
(IA -18) / (IA + IB)...
...(3) is obtained. That is, the power factor can be determined independently without depending on the current 1M of the three-phase induction motor 28. After obtaining the above-mentioned sampling waveform 15, the power factor calculation circuit 30 calculates
(3) is calculated. However, if the power factor angle φ is 9
When it reaches 0°, (IA + IB) in equation (3) becomes zero and cannot be calculated, and even if the power factor angle φ does not reach 90°, if it becomes large, the error in current detection becomes the power factor. In this embodiment, the setting range of the power factor angle command value φ flux is set to 60 degrees or less (for example, 4
5°) to limit the power factor angle φ from becoming large.

而して、力率演算回路30によって演算された力率角φ
の正接成分tanφは減算器31に与えられるので、そ
の減算器31はtanφ”−tanφ−Δtanφの減
算を行なって差Δtanφを出力する。比例積分制御回
路32は、減算器31から差Δtanφが与えられると
、差Δtanφか後述するように零に漸近するように電
圧補正値ΔVを出力するようになり、これは加算器33
で電圧指令値V京に加算されて補正後の電圧指令値V(
−V寧十ΔV)として出力される。ここで、三相誘導電
動機28の場合、周波数に対する電圧の比率を高めると
、励磁電流が増大して、電圧に対する電流の位相遅れは
大きくなり、以て、力率角φが増大する。従って、比例
積分制御回路32においては、力率角φの正接成分ta
nφが力率角指令値φ束の正接成分tanφ末より大き
くなり過ぎた時には電圧補正値ΔVを小さくし、逆に、
正接成分tanφが正接成分tanφ京より小さくなり
過ぎた時には電圧補正値ΔVを大きくするように制御す
る。これにより、インバータ主回路26においては、正
接成分tanφが正接成分tanφ本に等しくなるよう
に即ち力率角φが力率角指令値φ本に等しくなるように
、出力電圧がパルス幅変調により制御される。
Therefore, the power factor angle φ calculated by the power factor calculation circuit 30
Since the tangent component tanφ of When the difference Δtanφ approaches zero as will be described later, a voltage correction value ΔV is outputted, and this is outputted by the adder 33.
is added to the voltage command value Vkyo to obtain the corrected voltage command value V(
−V ΔV). Here, in the case of the three-phase induction motor 28, when the ratio of voltage to frequency is increased, the excitation current increases, the phase delay of the current with respect to the voltage increases, and the power factor angle φ increases. Therefore, in the proportional-integral control circuit 32, the tangential component ta of the power factor angle φ
When nφ becomes too large than the end of the tangent component tanφ of the power factor angle command value φ bundle, the voltage correction value ΔV is decreased, and conversely,
When the tangent component tanφ becomes too small than the tangent component tanφky, the voltage correction value ΔV is controlled to be large. As a result, in the inverter main circuit 26, the output voltage is controlled by pulse width modulation so that the tangent component tanφ becomes equal to the tangent component tanφ, that is, the power factor angle φ becomes equal to the power factor angle command value φ. be done.

このような本実施例によれば、次のような効果を得るこ
とができる。即ち、インバータ27の直流母線25に流
れる電流Ldcを電流検出器29により検出して、その
検出電流Iに基づき力率演算回路30により力率角φの
正接成分tanφを演算し、そして、インバータ制御手
段36により正接成分tanφが力率角指令値φ本の正
接成分janφ本に等しくなるようにインバータ主回路
26の出力電圧を制御するようにした。従って、従来と
は異なり、電力の変化量に基づかずに三相誘導電動機2
8に流れる電流を基に力率制御を行なうので、三相誘導
電動機28の運転速度に依存する要素は含まれなくなり
、これにより、低速度運転時にも充分な精度が得られ、
三相誘導電動機28を低速度運転時でもインバータ27
により安定して駆動し制御することができる。特に、一
般に用いられている誘導電動機(28)の場合、力率角
φが45°付近でトルク効率が最大になることはよく知
られており、従って、インバータ制御手段36によって
、力率角φが60°以下の力率角指令値φ本 (例えば
45°)に等しくなるように制御すれば、高トルク効率
運転が可能になる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained. That is, the current Ldc flowing through the DC bus 25 of the inverter 27 is detected by the current detector 29, and the tangential component tanφ of the power factor angle φ is calculated by the power factor calculation circuit 30 based on the detected current I, and the inverter is controlled. The output voltage of the inverter main circuit 26 is controlled by the means 36 so that the tangential component tanφ becomes equal to the tangential component janφ of the power factor angle command value φ. Therefore, unlike conventional methods, the three-phase induction motor 2
Since power factor control is performed based on the current flowing through the three-phase induction motor 8, elements that depend on the operating speed of the three-phase induction motor 28 are no longer included, and as a result, sufficient accuracy can be obtained even during low-speed operation.
Even when the three-phase induction motor 28 is operated at low speed, the inverter 27
This enables stable driving and control. Particularly, in the case of a commonly used induction motor (28), it is well known that the torque efficiency is maximized when the power factor angle φ is around 45°. If it is controlled so that it is equal to the power factor angle command value φ of 60 degrees or less (for example, 45 degrees), high torque efficiency operation becomes possible.

しかも、このような力率角φの制御を行なうに際しては
、その力率角φが所定の値より小さくならないように力
率角指令値φ零を設定することは容易であり、従って、
重負荷時等において三相誘導電動機28のすべりが最大
トルク点以上に高くなり過ぎる高すべり状態への移行を
防止することも可能で、過電流による失速を防止するこ
とができるものである。
Moreover, when performing such control of the power factor angle φ, it is easy to set the power factor angle command value φ0 so that the power factor angle φ does not become smaller than a predetermined value.
It is also possible to prevent the three-phase induction motor 28 from shifting to a high slip state in which the slip becomes too high above the maximum torque point under heavy loads, and stalling due to overcurrent can be prevented.

第3図は本発明の第2の実施例であり、第1図と同一部
分には同一符号を付して示し、以下具なる部分について
のみ説明する。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention, and the same parts as those in FIG.

即ち、37は逆正接(tan””)演算回路であり、そ
の入力端子には力率演算回路30からの正接成分tan
φが与えられるようになっている。
That is, 37 is an arctangent (tan"") calculation circuit, and its input terminal receives the tangent component tan from the power factor calculation circuit 30.
φ is given.

従って、この逆正接演算回路37は入力された正接成分
tanφを力率角φに変換して出力端子から出力するよ
うになり、この力率角φは減算器31の負(−)入力端
子に与えられる。減算器31の正(+)入力端子には正
接成分janφ束の代りに力率角指令値φ本が与えられ
るようになっており、従って、減算器31はこれらの差
Δφ(=φ本−φ)を出力端子から出力して比例積分制
御回路32に与えるようになる。そして、比例積分制御
回路32は、差Δφが零に漸近するように電圧補正値Δ
Vを出力する。
Therefore, the arctangent calculation circuit 37 converts the input tangent component tanφ into a power factor angle φ and outputs it from the output terminal, and this power factor angle φ is input to the negative (-) input terminal of the subtractor 31. Given. The positive (+) input terminal of the subtracter 31 is supplied with power factor angle command values φ instead of the tangent component janφ flux, and therefore the subtracter 31 calculates the difference Δφ (=φ branches − φ) is outputted from the output terminal and given to the proportional-integral control circuit 32. Then, the proportional-integral control circuit 32 adjusts the voltage correction value Δ so that the difference Δφ approaches zero.
Outputs V.

従って、この第2の実施例によっても前記実施例同様の
効果が得られる。
Therefore, this second embodiment also provides the same effects as the previous embodiment.

第4図は本発明の第3の実施例であり、第1図と同一部
分には同一符号を付して示し、以下具なる部分について
のみ説明する。
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention, and the same parts as in FIG.

即ち、38は比例積分制御回路32に代わる比例積分制
御回路であり、これは、その入力端子に減算器31から
の差Δtanφが与えられるようになっていて、周波数
補正値Δfを出力するようになっている。39は減算器
であり、これは、その負(−)入力端子に周波数補正値
Δfが与えられ、正(+)入力端子に周波数指令値fX
が与えられるようになっていて、出力端子から周波数指
令値f C−f”−Δf)を出力するようになっている
。そして、パルス幅変調制御回路35においては、一方
の入力端子に周波数指令値fが与えられ、他方の入力端
子に周波数−電圧変換回路34からの電圧指令値7本が
直接与えられるようになっている。
That is, 38 is a proportional-integral control circuit replacing the proportional-integral control circuit 32, and this is configured so that the difference Δtanφ from the subtracter 31 is given to its input terminal, and it outputs a frequency correction value Δf. It has become. 39 is a subtracter, to which a frequency correction value Δf is given to its negative (-) input terminal, and a frequency command value fX is given to its positive (+) input terminal.
The frequency command value fC-f''-Δf) is output from the output terminal.The pulse width modulation control circuit 35 outputs the frequency command value fC-f"-Δf) to one input terminal. A value f is given, and seven voltage command values from the frequency-voltage conversion circuit 34 are directly given to the other input terminal.

而して、パルス幅変調制御回路35は、インバータ主回
路26を、電圧指令値v京及び周波数指令値fに基づい
てこれらに応じた出力電圧及び出力周波数の三相交流電
圧を出力するように制御するようになっている。そして
、比例積分制御回路38は、差Δtanφが零に漸近す
るような周波数補正値Δfを出力するようになっている
The pulse width modulation control circuit 35 controls the inverter main circuit 26 to output a three-phase AC voltage with an output voltage and an output frequency based on the voltage command value v and the frequency command value f. It is meant to be controlled. Then, the proportional-integral control circuit 38 outputs a frequency correction value Δf such that the difference Δtanφ approaches zero.

従って、この実施例では、力率角φが力率角指令値φ寡
と等しくなるようにインバータ主回路26の出力周波数
を制御することになり、これによっても第1の実施例同
様の効果が得られる。
Therefore, in this embodiment, the output frequency of the inverter main circuit 26 is controlled so that the power factor angle φ becomes equal to the power factor angle command value φ, and this also provides the same effect as the first embodiment. can get.

尚、第3の実施例のものは、特に、出力電圧が最大値と
なった時に力率角φを増加させる必要がある場合に有効
であり、従って、例えば第1の実施例のものと併用して
、基低速度以下の場合に第1の実施例のものを使用し、
基低速度を超える定出力運転状態の場合に第3の実施例
のものを使用するように切換える構成としてもよい。
The third embodiment is particularly effective when it is necessary to increase the power factor angle φ when the output voltage reaches its maximum value, and therefore it can be used in combination with, for example, the first embodiment. and use the first embodiment when the speed is below the base low speed,
A configuration may also be adopted in which the third embodiment is switched to be used in a constant output operating state exceeding the base low speed.

[発明の効果] 本発明の交流電動機の制御装置は以上説明したように、
インバータの直流母線に流れる電流に基づいて力率を演
算して、この演算した力率から前記インバータの出力電
圧若しくは出力周波数を決定するようにしたので、交流
電動機を低速度運転時にも安定してインバータ駆動する
ことができ、しかも、高トルク効率運転が可能であると
ともに、高すべり状態への移行を防止し得る運転も可能
となるという優れた効果を奏するものである。
[Effects of the Invention] As explained above, the AC motor control device of the present invention has the following features:
The power factor is calculated based on the current flowing through the DC bus of the inverter, and the output voltage or output frequency of the inverter is determined from the calculated power factor, so the AC motor can be operated stably even during low speed operation. It can be driven by an inverter, and has excellent effects such as high torque efficiency operation and operation that can prevent transition to a high slip state.

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

第1図は本発明の第1の実施例を示すブロック線図、第
2図は作用説明用の電流波形図であり、第3図及び第4
図は本発明の第2及び第3の実施例を示す第1図相当図
であり、そして、第5図は従来例を示す第1図相当図で
ある。 図面中、24及び25は直流母線、26はインバータ主
回路、27はインバータ、28は三相誘導電動機(多相
交流電動機)、29は電流検出器(電流検出手段)、3
0は力率演算回路(力率演算手段)、32は比例積分制
御回路、35はパルス幅変調制御回路、36はインバー
タ制御手段、37は逆正接演算回路、38は比例積分制
御回路を示す。
FIG. 1 is a block diagram showing the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a current waveform diagram for explaining the operation, and FIGS.
The figures are views corresponding to FIG. 1 showing second and third embodiments of the present invention, and FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 1 showing a conventional example. In the drawing, 24 and 25 are DC buses, 26 is an inverter main circuit, 27 is an inverter, 28 is a three-phase induction motor (polyphase AC motor), 29 is a current detector (current detection means), 3
0 is a power factor calculation circuit (power factor calculation means), 32 is a proportional-integral control circuit, 35 is a pulse width modulation control circuit, 36 is an inverter control means, 37 is an arctangent calculation circuit, and 38 is a proportional-integral control circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、多相交流電動機を電圧形PWM方式のインバータで
駆動するようにしたものにおいて、前記インバータの直
流母線に流れる電流を検出する電流検出手段と、この電
流検出手段により検出した電流波形に生ずる相切換え点
の前後の電流値から交流電動機の力率を演算する力率演
算手段と、この力率演算手段により演算した力率から前
記インバータの出力電圧若しくは出力周波数を決定する
インバータ制御手段とを具備してなる交流電動機の制御
装置。
1. In a multi-phase AC motor driven by a voltage source PWM inverter, a current detection means for detecting the current flowing in the DC bus of the inverter, and a phase detection means that occurs in the current waveform detected by the current detection means. It is equipped with a power factor calculation means for calculating the power factor of the AC motor from the current values before and after the switching point, and an inverter control means for determining the output voltage or output frequency of the inverter from the power factor calculated by the power factor calculation means. AC motor control device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010148199A (en) * 2008-12-17 2010-07-01 Fujitsu General Ltd Motor drive device

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