JPH04308491A - Current limiting method in direct flux control type vector control for induction motor - Google Patents

Current limiting method in direct flux control type vector control for induction motor

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JPH04308491A
JPH04308491A JP3097987A JP9798791A JPH04308491A JP H04308491 A JPH04308491 A JP H04308491A JP 3097987 A JP3097987 A JP 3097987A JP 9798791 A JP9798791 A JP 9798791A JP H04308491 A JPH04308491 A JP H04308491A
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Yasuhiko Okada
岡田 靖彦
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Abstract

PURPOSE:To realize limitation of motor current by employing a value, obtained by multiplying an externally set torque command value for operating a flux command value by a coefficient, as an operational torque command value. CONSTITUTION:An KG operating unit 11 receives a torque command value tau', a limit current value IL and a motor current Ia, and outputs an operational torque command value tau' operated by determining a coefficient KG through an algorithm. Output tau' from an KG operating unit 11 is fed to an operating unit 8 and employed in the determination of a flux command value phi'. Consequently, magnitude of torque current IT is controlled and the value of the motor current Ia can be controlled lower than the limit current value IL.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、誘導電動機のベクトル
制御における電流制限に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to current limiting in vector control of an induction motor.

【0002】0002

【従来の技術】図3に本発明に関連する従来技術のベク
トル制御のブロック線図を示し、これによりベクトル制
御を説明する。詳細な理論展開は昭和63年度電気学会
産業応用部門全国大会講演論文集P361〜364 の
「誘導電動機の二次磁束制御に基づくトルク制御法とそ
の特性」によるとして、ここでは概要のみにとどめるこ
ととする。
2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a block diagram of conventional vector control related to the present invention, and vector control will be explained using this diagram. Detailed theoretical development is based on ``Torque control method based on secondary magnetic flux control of induction motor and its characteristics'' in the Proceedings of the 1986 National Conference of the Institute of Electrical Engineers of Japan, Industrial Applications Division, pp. 361-364, so we will only give an overview here. do.

【0003】三相誘導電動機(以下IMと略称する)3
は、交流入力電圧Vinをダイオードで構成される整流
器1及び平滑コンデンサCO で整流された直流電圧と
、6個のトランジスタから構成されたインバータ部2で
接続され、IMに流れる電流は電流検出器5により電動
機電流Imとして検出されてIMが運転されている。
Three-phase induction motor (hereinafter abbreviated as IM) 3
The AC input voltage Vin is connected to the DC voltage rectified by the rectifier 1 consisting of a diode and the smoothing capacitor CO2, and the inverter section 2 consisting of six transistors, and the current flowing to IM is connected to the current detector 5. IM is operated by being detected as motor current Im.

【0004】今、この状態でのIM内部で発生している
磁束は、演算器6により、電動機電流Im と、電動機
定数記憶器7から与えられる電動機定数とから、電動機
内部磁束Φとして演算(演算式は省略する)し、またI
M内部で発生すべき磁束指令値Φ* は演算器8により
、外部から設定されるトルク指令値τ* と、電動機定
数及びIMの回転数から演算(演算式は省略する)され
る。なお、IMの回転数はIMと直結されたパルスジェ
ネレータ(以下PGと略称する)4の出力パルスを、カ
ウンタ10により一定時間毎のパルス数としてカウント
することによりωm として検出されている。
Now, the magnetic flux generated inside the IM in this state is calculated as the motor internal magnetic flux Φ by the calculator 6 from the motor current Im and the motor constant given from the motor constant memory 7. (formula omitted) and I
The magnetic flux command value Φ* to be generated inside M is calculated by the calculator 8 from the torque command value τ* set from the outside, the motor constant, and the rotational speed of the IM (the calculation formula is omitted). Note that the rotational speed of the IM is detected as ωm by counting the output pulses of a pulse generator (hereinafter abbreviated as PG) 4 directly connected to the IM as the number of pulses every fixed time using a counter 10.

【0005】この磁束指令値Φ* と電動機内部磁束Φ
との差、及び電動機電流Im と電動機定数とにより、
IMに与えるべき磁束ベクトルΔλ* を演算器9によ
り演算し、磁束ベクトルΔλ*を発生するためのインバ
ータ部2の各トランジスタのスイッチングを決定してス
イッチングさせ、IM内部に発生する電動機内部磁束Φ
を磁束指令値Φ* と一致させることにより、IMのベ
クトル制御を行っている。ここに、制御としてはIM内
部の磁束を直接制御することから、磁束直接制御形ベク
トル制御と言われる理由がある。
[0005] This magnetic flux command value Φ* and the motor internal magnetic flux Φ
, and the motor current Im and motor constant,
The magnetic flux vector Δλ* to be given to the IM is calculated by the calculator 9, the switching of each transistor of the inverter section 2 for generating the magnetic flux vector Δλ* is determined and switched, and the motor internal magnetic flux Φ generated inside the IM is
Vector control of the IM is performed by matching the magnetic flux command value Φ*. Here, since the control directly controls the magnetic flux inside the IM, there is a reason why it is called magnetic flux direct control type vector control.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように、磁束直接
制御形ベクトル制御では磁束を直接制御しており、他の
ベクトル制御に見られるような電動機電流Im の制御
は行っていないため、電動機電流Im の値に制限値を
つけることができないと言う欠点を有していた。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, magnetic flux direct control type vector control directly controls the magnetic flux and does not control the motor current Im as seen in other vector controls. This method has the disadvantage that it is not possible to set a limit value on the value of Im.

【0007】一般に他のベクトル制御に見られるように
、電流制御ループを有するものは、電流指令値に電動機
電流が一致するように制御ループを組んでいるため、電
流指令値自体に制限値を設けることにより電流制限をつ
けることができるが、本方式のように磁束直接制御形で
はこのようなことができなかった。本発明は、かかる欠
点を解決するためのものである。
Generally, as seen in other vector controls, those with a current control loop are constructed so that the motor current matches the current command value, so a limit value is set for the current command value itself. This makes it possible to limit the current, but this was not possible with the magnetic flux direct control type as in this method. The present invention is intended to solve these drawbacks.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明による誘導電動機
の磁束直接制御形ベクトル制御における電流制限方法は
、前記磁束指令値演算に使用するトルク指令値としてK
G ×(外部より設定されるトルク指令値)により得ら
れるものを使用し、このKG を決定するに際し、あら
かじめ設定された電動機の制限電流値と、実際に流れて
いる電動機電流とを常に比較し、(制限電流値IL )
≦(電動機電流Im )の時には0を最少値としてKG
 を徐々に小さくし、(制限電流値IL )>(電動機
電流Im )の時には1.0 を最大としてKG を徐
々に大きくすることにより、電動機に流れる電流に制限
をかけることを可能とすることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] A current limiting method in magnetic flux direct control type vector control of an induction motor according to the present invention is such that the torque command value used in the magnetic flux command value calculation is set to K.
G x (torque command value set externally) is used, and when determining this KG, always compare the preset limit current value of the motor with the actual motor current flowing. , (Limited current value IL)
When ≦(motor current Im), KG with 0 as the minimum value
It is possible to limit the current flowing through the motor by gradually decreasing KG and gradually increasing KG with a maximum value of 1.0 when (limited current value IL) > (motor current Im). Features.

【0009】すなわち、前述の磁束指令値Φ* を演算
するために用いる外部から設定されるトルク指令値τ*
 に、KG なる係数を掛け合わせた値τ**を演算ト
ルク指令値として用いる。その関係式は下記の(1)式
となる。     τ**=KG ×τ* (0≦KG ≦1.0
 )                ……(1)ここ
で、KG は電動機電流Im と制限をかけたい制限電
流値IL とで決定されるもので、前記KG 決定のア
ルゴリズムをフローチャト化すると図2となる。このよ
うな手段を用いることにより、磁束直接制御形ベクトル
制御において電流制限をかけることが可能となる。
That is, the torque command value τ* which is set from the outside and is used to calculate the magnetic flux command value Φ* mentioned above.
is multiplied by a coefficient KG, and the value τ** is used as the calculated torque command value. The relational expression is the following equation (1). τ**=KG ×τ* (0≦KG≦1.0
) ... (1) Here, KG is determined by the motor current Im and the limiting current value IL to which a limit is to be applied. The algorithm for determining KG is shown in a flowchart as shown in FIG. 2. By using such a means, it becomes possible to apply current limitation in magnetic flux direct control type vector control.

【0010】0010

【作用】図2に示したように、電動機電流Im と制限
電流値ILとを比較し、 IL ≦Im   の時にはにはKG を徐々に小さく
していき、その最少値を0とする 又、IL >Im   の時にはにはKG を徐々に大
きくしていき、その最大値を1.0とする ようにしてKG を決定し、演算トルク指令値τ**を
用いて磁束指令値Φ* を演算すれば、IMに流れる電
流Im は制限電流値IL 以下に制御することができ
る。
[Operation] As shown in Fig. 2, the motor current Im is compared with the limit current value IL, and when IL≦Im, KG is gradually decreased, and the minimum value is set to 0. >Im, gradually increase KG and set the maximum value to 1.0 to determine KG, and use the calculated torque command value τ** to calculate the magnetic flux command value Φ*. For example, the current Im flowing through IM can be controlled to be below the limit current value IL.

【0011】その理由を以下に説明する。電動機電流I
m は勵磁電流(無負荷電流)IO とトルク電流IT
 とにより次の(2)式のように表せる。     Im =√{IO 2 +IT 2 }   
                     ……(2
)ここで、通常のベクトル制御では磁束を一定に保つよ
うに制御されているために、トルク電流IT はトルク
指令値τ* に比例している。従って、トルク指令値τ
* を調節することにより電動機電流Im を調節でき
ることになり、電動機電流Im を制限することが可能
となる。
The reason for this will be explained below. Motor current I
m is the force current (no-load current) IO and the torque current IT
This can be expressed as the following equation (2). Im =√{IO 2 +IT 2 }
...(2
) Here, in normal vector control, since the magnetic flux is controlled to be kept constant, the torque current IT is proportional to the torque command value τ*. Therefore, torque command value τ
By adjusting *, the motor current Im can be adjusted, and it becomes possible to limit the motor current Im.

【0012】0012

【実施例】本発明の一実施例を示す図1のブロック線図
を用いて本発明を説明する。図1の符号のうち既に説明
した従来方式の図3と同一の符号は同一の構成要素であ
って、全体の動作は基本的には同じであるためそれらの
説明は省略し、ここでは唯一の異なる部分であるKG 
演算器11のみについて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be explained using the block diagram of FIG. 1 showing one embodiment of the present invention. Among the symbols in FIG. 1, the same symbols as those in the conventional system shown in FIG. KG is a different part
Only the arithmetic unit 11 will be explained.

【0013】KG 演算器11の入力はトルク指令値τ
* 及び制限電流値IL と電動機電流Im であり、
その出力である演算トルク指令値τ**は前述の図2に
よるアルゴリズムで係数KG を決定して(1)式によ
り演算される。 KG 演算器11の出力τ**を用いて演算器8により
磁束指令値Φ* を演算決定する。その結果、(2)式
に見られるようにトルク電流IT の大きさが制御され
、電動機電流Im の値を制限電流値IL 以下に制御
することができる。
[0013] The input of the KG calculator 11 is the torque command value τ
* and the limiting current value IL and the motor current Im,
The calculated torque command value τ**, which is the output thereof, is calculated by formula (1) by determining the coefficient KG using the algorithm shown in FIG. 2 described above. Using the output τ** of the KG calculator 11, the calculator 8 calculates and determines the magnetic flux command value Φ*. As a result, the magnitude of the torque current IT is controlled as shown in equation (2), and the value of the motor current Im can be controlled to be equal to or less than the limit current value IL.

【0014】[0014]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば従来の磁
束直接制御形ベクトル制御では実現できなかった電流制
限を実現することができる。しかも、一般的にはベクト
ル制御は中央演算処理装置等によりコントロールされて
いることから、本発明の電流制限方法もソフトウエアの
追加のみでハードウエアの改造等は一切不要であり、制
御装置のコストアップ、信頼性の低下などは生じない。
As described above, according to the present invention, it is possible to realize current limitation that could not be achieved with conventional magnetic flux direct control type vector control. Moreover, since vector control is generally controlled by a central processing unit or the like, the current limiting method of the present invention requires only the addition of software and does not require any modification of hardware, reducing the cost of the control device. No deterioration in reliability will occur.

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

【図1】図1は本発明による電流制限をした磁束直接制
御形ベクトル制御のブロック線図である。
FIG. 1 is a block diagram of a magnetic flux direct control type vector control with current limitation according to the present invention.

【図2】図2は本発明による電流制限を行うための係数
演算器のアルゴリズムを示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing an algorithm of a coefficient calculator for current limiting according to the present invention.

【図3】図3は従来の電流制限をしていない磁束直接制
御形ベクトル制御のブロック線図である。
FIG. 3 is a block diagram of a conventional magnetic flux direct control type vector control without current limitation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  整流器 2  インバータ部 3  三相誘導電動機 4  パルスジェネレータ 5  電流検出器 6,8,9  演算器 7  電動機定数記憶器 10  カウンタ 11  KG 演算器 1 Rectifier 2 Inverter section 3 Three-phase induction motor 4 Pulse generator 5 Current detector 6, 8, 9 Arithmetic unit 7 Motor constant memory 10 Counter 11 KG computing unit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  6個のトランジスタより構成される電
圧形インバータ装置により駆動される誘導電動機のベク
トル制御で、電動機定数と電動機電流より電動機内部に
発生している磁束を演算し、更に電動機定数と外部より
設定されるトルク指令値及び電動機回転数より電動機内
部で発生すべき磁束指令値を演算し、該磁束指令値と前
記発生磁束及び電動機定数と電動機電流より、前記トラ
ンジスタのスイッチングを直接決定し、スイッチングさ
せる方式の磁束直接制御形ベクトル制御において、前記
磁束指令値演算に使用するトルク指令値としてKG ×
(外部より設定されるトルク指令値)により得られるも
のを使用し、このKG を決定するに際し、あらかじめ
設定された電動機の制限電流値と、実際に流れている電
動機電流とを常に比較し、(制限電流)≦(電動機電流
) の時には0を最少値としてKG を徐々に小さくし、(
制限電流)>(電動機電流) の時には1.0 を最大としてKG を徐々に大きくす
ることにより、電動機に流れる電流に制限をかけること
を可能とすることを特徴とする誘導電動機の磁束直接制
御形ベクトル制御における電流制限方法。
Claim 1: In vector control of an induction motor driven by a voltage source inverter device composed of six transistors, the magnetic flux generated inside the motor is calculated from the motor constant and the motor current, and the magnetic flux generated inside the motor is calculated from the motor constant and the motor current. A magnetic flux command value to be generated inside the motor is calculated from a torque command value and motor rotation speed set from the outside, and switching of the transistor is directly determined from the magnetic flux command value, the generated magnetic flux, a motor constant, and a motor current. , in the magnetic flux direct control type vector control of the switching method, KG ×
(torque command value set externally), and when determining this KG, always compare the preset limit current value of the motor with the actually flowing motor current; When (limiting current) ≦ (motor current), gradually decrease KG with 0 as the minimum value, and (
A magnetic flux direct control type of induction motor, characterized in that it is possible to limit the current flowing through the motor by gradually increasing KG with a maximum value of 1.0 when (limited current) > (motor current). Current limiting method in vector control.
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