JPH0465640B2 - - Google Patents
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- JPH0465640B2 JPH0465640B2 JP1757182A JP1757182A JPH0465640B2 JP H0465640 B2 JPH0465640 B2 JP H0465640B2 JP 1757182 A JP1757182 A JP 1757182A JP 1757182 A JP1757182 A JP 1757182A JP H0465640 B2 JPH0465640 B2 JP H0465640B2
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- Japan
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- speed
- magnetic flux
- current
- induction motor
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Links
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 28
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 27
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は誘導電動機の１次電流を励磁成分とト
ルク成分に分けて制御する誘導電動機の制御方法
に関する。
ルク成分に分けて制御する誘導電動機の制御方法
に関する。
誘導電動機の高応答制御方法であるベクトル制
御によれば、直流電動機と同様に、いわゆる界磁
弱め制御による定出力特性を持たせることが可能
である。界磁弱めを行なう速度領域において、従
来の直流電動機では結果的に界磁は速度に反比例
するように弱められる。誘導電動機でも同様に速
度に反比例して界磁を変えることができる。直流
電動機では速度に反比例して界磁を弱めると直流
電圧をほぼ一定にできる。しかし、誘導電動機に
おいては直流電動機と同様に界磁を速度に反比例
して弱めたのでは電動機の洩れインピーダンスの
影響で端子電圧は速度の増加とともに基定速度の
電圧よりも増加する。端子電圧が増加することに
よつて、誘導電動機を駆動する電力変換器は余分
な電圧容量が必要である。この結果、装置が大形
化するという問題点を有する。
御によれば、直流電動機と同様に、いわゆる界磁
弱め制御による定出力特性を持たせることが可能
である。界磁弱めを行なう速度領域において、従
来の直流電動機では結果的に界磁は速度に反比例
するように弱められる。誘導電動機でも同様に速
度に反比例して界磁を変えることができる。直流
電動機では速度に反比例して界磁を弱めると直流
電圧をほぼ一定にできる。しかし、誘導電動機に
おいては直流電動機と同様に界磁を速度に反比例
して弱めたのでは電動機の洩れインピーダンスの
影響で端子電圧は速度の増加とともに基定速度の
電圧よりも増加する。端子電圧が増加することに
よつて、誘導電動機を駆動する電力変換器は余分
な電圧容量が必要である。この結果、装置が大形
化するという問題点を有する。
本発明は前記欠点に対してなされたもので、そ
の目的とするところは界磁弱めを行なう場合に端
子電圧の上昇を抑えることにできる誘導電動機の
制御方法を提供することにある。
の目的とするところは界磁弱めを行なう場合に端
子電圧の上昇を抑えることにできる誘導電動機の
制御方法を提供することにある。
本発明の特徴は、界磁弱めを行なう速度領域に
おいて、界磁を速度に反比例して弱める値よりも
さらに弱めることにより、電動機の端子電圧の上
昇を抑えるようにしたことにある。
おいて、界磁を速度に反比例して弱める値よりも
さらに弱めることにより、電動機の端子電圧の上
昇を抑えるようにしたことにある。
第１図に本発明の一実施例を示す。
第１図において、１は交流電源、２は可変電
圧、可変周波数電源となる電力変換器、３は電力
変換器２によつて駆動される誘導電動機、５は誘
導電動機３の回転速度を検出する為の速度検出器
である。１０は誘導電動機３の回転速度を指令す
る速度指令回路、１１は速度指令回路１０の速度
指令信号と速度検出器４の速度検出信号との偏差
に応じて働く速度制御回路で、その出力は誘導電
動機３の１次電流の有効成分であるトルク電流を
指令するトルク成分指令信号It *となる。１２は
速度制御回路１１の出力信号It *の大きさを制限
するリミツタで、リミツタ値は後述するリミツタ
指令回路１３によつて決められる。１３はリミツ
タ１２のリミツタ値を速度検出器４の速度検出信
号に応じて決めるリミツタ指令回路、１４は速度
検出器４の信号に応じて誘導電動機３の磁束指令
信号Φ*を出力する磁束指令回路、１５は磁束指
令回路１４の出力Φ*に応じて誘導電動機３の１
次電流の無効成分指令である励磁電流を指令する
励磁成分指令信号In *を出力する励磁電流指令回
路、１６は励磁電流指令回路１５内で得られる磁
束信号Φとトルク電流指令It *とにより誘導電動
機３のすべり周波数指令信号s *を出力する割算
器、１７は加算器で、その出力信号はs *と回転
検出器４の信号を加算することにより得られ、誘
導電動機３の１次周波数指令信号1 *となる。１
８は２相の正弦波信号sin（2π1 *ｔ）、cos（2π1 *
ｔ）を出力する発振器、１９は指令信号It *、In *
および発振器１８の出力信号とにより誘導電動機
３の１次電流瞬時値の指令信号i*を出力するベク
トル演算回路で、誘導電動機３が３相機の場合、
それぞれの相に対応する３つの電流指令がある
が、本実施例ではそのうちの一つを示す。２０は
誘導電動機３の１次電流を検出する電流検出器、
２１はベクトル演算回路１９の電流指令信号i*と
電流検出器２０の電流検出信号ｉの偏差に応じて
働く電流制御回路で、その出力信号に応じて電力
変換器２の出力電圧が制御される。
圧、可変周波数電源となる電力変換器、３は電力
変換器２によつて駆動される誘導電動機、５は誘
導電動機３の回転速度を検出する為の速度検出器
である。１０は誘導電動機３の回転速度を指令す
る速度指令回路、１１は速度指令回路１０の速度
指令信号と速度検出器４の速度検出信号との偏差
に応じて働く速度制御回路で、その出力は誘導電
動機３の１次電流の有効成分であるトルク電流を
指令するトルク成分指令信号It *となる。１２は
速度制御回路１１の出力信号It *の大きさを制限
するリミツタで、リミツタ値は後述するリミツタ
指令回路１３によつて決められる。１３はリミツ
タ１２のリミツタ値を速度検出器４の速度検出信
号に応じて決めるリミツタ指令回路、１４は速度
検出器４の信号に応じて誘導電動機３の磁束指令
信号Φ*を出力する磁束指令回路、１５は磁束指
令回路１４の出力Φ*に応じて誘導電動機３の１
次電流の無効成分指令である励磁電流を指令する
励磁成分指令信号In *を出力する励磁電流指令回
路、１６は励磁電流指令回路１５内で得られる磁
束信号Φとトルク電流指令It *とにより誘導電動
機３のすべり周波数指令信号s *を出力する割算
器、１７は加算器で、その出力信号はs *と回転
検出器４の信号を加算することにより得られ、誘
導電動機３の１次周波数指令信号1 *となる。１
８は２相の正弦波信号sin（2π1 *ｔ）、cos（2π1 *
ｔ）を出力する発振器、１９は指令信号It *、In *
および発振器１８の出力信号とにより誘導電動機
３の１次電流瞬時値の指令信号i*を出力するベク
トル演算回路で、誘導電動機３が３相機の場合、
それぞれの相に対応する３つの電流指令がある
が、本実施例ではそのうちの一つを示す。２０は
誘導電動機３の１次電流を検出する電流検出器、
２１はベクトル演算回路１９の電流指令信号i*と
電流検出器２０の電流検出信号ｉの偏差に応じて
働く電流制御回路で、その出力信号に応じて電力
変換器２の出力電圧が制御される。
次にこの動作について説明する。リミツタ１２
の出力となるトルク電流指令信号It *と、励磁電
流指令回路１５の励磁電流指令信号In *が指令さ
れた後の動作についてはよく知られているので簡
単に説明する。
の出力となるトルク電流指令信号It *と、励磁電
流指令回路１５の励磁電流指令信号In *が指令さ
れた後の動作についてはよく知られているので簡
単に説明する。
割算器１６では
s *＝ln／2πT2（It *／Φ） ……(1)
の演算により、すべり周波数指令信号s *を出力
する。ここで、lnは誘導電動機３の励磁インダク
タンス、T2は２次時定数、Φは励磁電流指令回
路１５の中で演算される磁束である。加算器１７
は速度検出器４の速度検出信号をＮとすると 1 *＝s *＋Ｎ ……(2) の演算を行ない１次周波数指令信号1 *を出力す
る。１次周波数が(2)式のように定められると、ベ
クトル演算回路１９では次の演算によつて１次電
流指令信号i*を出力する。
する。ここで、lnは誘導電動機３の励磁インダク
タンス、T2は２次時定数、Φは励磁電流指令回
路１５の中で演算される磁束である。加算器１７
は速度検出器４の速度検出信号をＮとすると 1 *＝s *＋Ｎ ……(2) の演算を行ない１次周波数指令信号1 *を出力す
る。１次周波数が(2)式のように定められると、ベ
クトル演算回路１９では次の演算によつて１次電
流指令信号i*を出力する。
i*＝It *cos（2π1 *ｔ）＋In *sin（2π1 *ｔ）……(3
) 電流指令信号i*が定められると、電流制御回路
２１の働きによつて、電力変換器２の出力電流は
常に指令信号i*となるように制御される。
) 電流指令信号i*が定められると、電流制御回路
２１の働きによつて、電力変換器２の出力電流は
常に指令信号i*となるように制御される。
ところで、トルク成分指令信号It *と励磁成分
指令信号In *は次のようにして定められる。
指令信号In *は次のようにして定められる。
第２図に磁束指令Φ*が与えられたとき励磁成
分指令In *を出力するための励磁電流指令回路１
５の一例を示す。第２図において１５１は磁束指
令Φ*と磁束Φとの偏差に応じて働く磁束制御回
路で、その出力は例磁電流指令信号In *となる。
１５２は１次遅れ回路で次式の演算によつて誘導
電動機３の磁束Φを演算する。
分指令In *を出力するための励磁電流指令回路１
５の一例を示す。第２図において１５１は磁束指
令Φ*と磁束Φとの偏差に応じて働く磁束制御回
路で、その出力は例磁電流指令信号In *となる。
１５２は１次遅れ回路で次式の演算によつて誘導
電動機３の磁束Φを演算する。
Φ＝ln／１＋T2SIn * ……(4)
Ｓ：ラプラス演算子
このようにして励磁電流指令回路１５からは磁
束Φ、励磁電流指令In *を得ることができる。
束Φ、励磁電流指令In *を得ることができる。
磁束指令回路１４は速度検出器４の出力信号Ｎ
に応じて磁束指令Φ*を出力する。界磁制御をす
る速度領域において、従来は磁束指令Φ*を速度
Ｎに反比例して変えるため、最高速度における誘
導電動機の端子電圧は基定速度における電圧より
増加するようになる。本発明では、磁束指令Φ*
を速度Ｎに反比例するよりさらに弱めるように与
える。誘導電動機３の出力Ｐは Ｐ∝NΦIt ……(5) で与えられる。界磁制御をする定出力領域におい
て、磁束Φを速度Ｎに反比例するより小さくする
と出力Ｐが不足するので、その減少分を補うよう
にトルク電流Itを増加させる。トルク電流Itを増
加させても、励磁電流Inが減少しているので、１
次電流I1の変化はそれ程大きくない。なぜなら
ば、１次電流I1は(3)式から分かるように I1＝√t 2＋n 2 ……(6) で与えられるからである。リミツタ指令回路１３
では出力Ｐの減少を補うため、トルク電流の制限
値を増加させる。
に応じて磁束指令Φ*を出力する。界磁制御をす
る速度領域において、従来は磁束指令Φ*を速度
Ｎに反比例して変えるため、最高速度における誘
導電動機の端子電圧は基定速度における電圧より
増加するようになる。本発明では、磁束指令Φ*
を速度Ｎに反比例するよりさらに弱めるように与
える。誘導電動機３の出力Ｐは Ｐ∝NΦIt ……(5) で与えられる。界磁制御をする定出力領域におい
て、磁束Φを速度Ｎに反比例するより小さくする
と出力Ｐが不足するので、その減少分を補うよう
にトルク電流Itを増加させる。トルク電流Itを増
加させても、励磁電流Inが減少しているので、１
次電流I1の変化はそれ程大きくない。なぜなら
ば、１次電流I1は(3)式から分かるように I1＝√t 2＋n 2 ……(6) で与えられるからである。リミツタ指令回路１３
では出力Ｐの減少を補うため、トルク電流の制限
値を増加させる。
第３図はこのように制御するときの運転特性図
である。第３図において、実線は本発明によるも
ので磁束Φを速度Ｎに反比例して変えるよりもさ
らに弱めた場合を示し、破線は従来例のもので磁
束Φを速度Ｎに反比例して変えた場合を示す。第
３図ａは磁束Φすなわち励磁電流In、ｂはトルク
電流It、ｃは１次電流I1、ｄは端子電圧V1、ｅは
出力Ｐの速度Ｎに対する動作波形である。
である。第３図において、実線は本発明によるも
ので磁束Φを速度Ｎに反比例して変えるよりもさ
らに弱めた場合を示し、破線は従来例のもので磁
束Φを速度Ｎに反比例して変えた場合を示す。第
３図ａは磁束Φすなわち励磁電流In、ｂはトルク
電流It、ｃは１次電流I1、ｄは端子電圧V1、ｅは
出力Ｐの速度Ｎに対する動作波形である。
第３図からわかるように、本発明のように磁束
Φを変えれば電力変換器２の電圧定格を上昇させ
ることなく定出力制御を行なうことができる。
Φを変えれば電力変換器２の電圧定格を上昇させ
ることなく定出力制御を行なうことができる。
第４図は本発明の別の実施例を示す。
第４図において、１〜２１は第１図と同一物を
示す。２２は誘導電動機３の端子電圧を指令する
電圧指令回路、２３は実際の端子電圧を絶縁して
検出するための変圧器、２４は端子電圧の大きさ
を検出するための電圧検出器、２５は電圧指令回
路２２と電圧検出器２４の出力信号偏差に応じて
働く電圧制御回路で、その出力は励磁電流指令In
＊となる。２６は励磁電流指令In *の上限、下限の
さきさを制限するためのリミツタ、２７は励磁電
流指令In *に応じて１次電流が決められた値より
小さくなるようにトルク電流t *を制限値を(6)式の
関係に定めるリミツタ指令回路である。
示す。２２は誘導電動機３の端子電圧を指令する
電圧指令回路、２３は実際の端子電圧を絶縁して
検出するための変圧器、２４は端子電圧の大きさ
を検出するための電圧検出器、２５は電圧指令回
路２２と電圧検出器２４の出力信号偏差に応じて
働く電圧制御回路で、その出力は励磁電流指令In
＊となる。２６は励磁電流指令In *の上限、下限の
さきさを制限するためのリミツタ、２７は励磁電
流指令In *に応じて１次電流が決められた値より
小さくなるようにトルク電流t *を制限値を(6)式の
関係に定めるリミツタ指令回路である。
第４図に示すように、誘導電動機３の端子電圧
が所定値になるように励磁電流Inを制御するとと
もに、トルク電流指令It *の制限値を決めても本
発明の意図するところは実現できる。この場合、
端子電圧の指令値、および１次電流の最大値は一
定値でもよいが、あらかじめ定めた関数、たとえ
ば速度によつて変えてもよい。
が所定値になるように励磁電流Inを制御するとと
もに、トルク電流指令It *の制限値を決めても本
発明の意図するところは実現できる。この場合、
端子電圧の指令値、および１次電流の最大値は一
定値でもよいが、あらかじめ定めた関数、たとえ
ば速度によつて変えてもよい。
次に、本発明は第５図のように界磁制御を行な
つてもその意図するところは実現できる。第５図
において、破線は従来例による界磁制御方法を示
し、実線は本発明例を示す。ａは磁束Φすなわち
励磁電流In、ｂはトルク電流It、ｃは端子電圧
V1、ｄは出力Ｐを示す。図示のように、速度Ａ
から最高速度までの間で速度Ｎにほぼ反比例する
ように磁束を変えても、トルク電流Itの制限値を
制御することにより基定速度と最高速度の間で定
出力運転を行なうことができる。このとき、基定
速度と最高速度の間では磁束Φは速度に反比例し
た値よりも弱められている。第５図のような運転
特性は第１図、第４図のいずれの実施例によつて
も実現できる。
つてもその意図するところは実現できる。第５図
において、破線は従来例による界磁制御方法を示
し、実線は本発明例を示す。ａは磁束Φすなわち
励磁電流In、ｂはトルク電流It、ｃは端子電圧
V1、ｄは出力Ｐを示す。図示のように、速度Ａ
から最高速度までの間で速度Ｎにほぼ反比例する
ように磁束を変えても、トルク電流Itの制限値を
制御することにより基定速度と最高速度の間で定
出力運転を行なうことができる。このとき、基定
速度と最高速度の間では磁束Φは速度に反比例し
た値よりも弱められている。第５図のような運転
特性は第１図、第４図のいずれの実施例によつて
も実現できる。
なお、本発明が適用される電力変換器はPWM
インバータ、電流形インバータなどいずれのもの
でもよく、その出力電流制御方法は第１図に示す
方法だけでなく、それぞれの電力変換器に適用可
能な方法であればよいことはいうまでもない。
インバータ、電流形インバータなどいずれのもの
でもよく、その出力電流制御方法は第１図に示す
方法だけでなく、それぞれの電力変換器に適用可
能な方法であればよいことはいうまでもない。
以上説明したように、本発明によれば電力変換
器の設備容量を増大させることなく界磁制御を行
なえる。
器の設備容量を増大させることなく界磁制御を行
なえる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２
図は第１図に示す部品の詳細回路図、第３図は第
１図の動作説明用波形図、第４図は本発明の他の
実施例を示す構成図、第５図は本発明による他の
動作説明用波形図である。 ２……電力変換器、３……誘導電動機、１２…
…リミツタ、１３……リミツタ指令回路、１４…
…磁束指令回路、１５……励磁電流指令回路、１
６……割算器、１７……加算器、１８……発振
器、１９……ベクトル演算回路。
図は第１図に示す部品の詳細回路図、第３図は第
１図の動作説明用波形図、第４図は本発明の他の
実施例を示す構成図、第５図は本発明による他の
動作説明用波形図である。 ２……電力変換器、３……誘導電動機、１２…
…リミツタ、１３……リミツタ指令回路、１４…
…磁束指令回路、１５……励磁電流指令回路、１
６……割算器、１７……加算器、１８……発振
器、１９……ベクトル演算回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電力変換器によつて駆動される誘導電動機の
１次電流を励磁成分とトルク成分とに分解して制
御する誘導電動機の制御方法において、前記誘導
電動機の基定速度から最高速度までの速度領域で
は電動機磁束が速度に反比例して定まる値よりも
さらに弱まるように前記励磁成分を制御すること
を特徴とする誘導電動機の制御方法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、電動機磁束
を変える速度領域では前記１次電流のトルク成分
の制限値を磁束一定の速度領域における制限値よ
りも増加させることを特徴とする誘導電動機の制
御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57017571A JPS58136288A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | 誘導電動機の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57017571A JPS58136288A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | 誘導電動機の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58136288A JPS58136288A (ja) | 1983-08-13 |
| JPH0465640B2 true JPH0465640B2 (ja) | 1992-10-20 |
Family
ID=11947595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57017571A Granted JPS58136288A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | 誘導電動機の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58136288A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60197182A (ja) * | 1984-03-19 | 1985-10-05 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 電動機のベクトル制御装置 |
| JP2003088194A (ja) * | 2001-09-14 | 2003-03-20 | Toshiba Corp | 電動機駆動システム |
| JP6011844B2 (ja) * | 2012-05-22 | 2016-10-19 | 富士電機株式会社 | 交流電動機の制御装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5622590A (en) * | 1979-07-27 | 1981-03-03 | Toshiba Corp | Controller for induction motor |
-
1982
- 1982-02-08 JP JP57017571A patent/JPS58136288A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5622590A (en) * | 1979-07-27 | 1981-03-03 | Toshiba Corp | Controller for induction motor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58136288A (ja) | 1983-08-13 |
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