JPH0512155A - 誘導電動機の制御装置 - Google Patents
誘導電動機の制御装置Info
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- JPH0512155A JPH0512155A JP3164508A JP16450891A JPH0512155A JP H0512155 A JPH0512155 A JP H0512155A JP 3164508 A JP3164508 A JP 3164508A JP 16450891 A JP16450891 A JP 16450891A JP H0512155 A JPH0512155 A JP H0512155A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】負荷変動に伴う磁気飽和、回転速度の変動、あ
るいは温度変化に伴う２次抵抗の変化に強く、所定のト
ルクを得ることができる装置を提供するもの。 【構成】誘導電動機２の電圧、電流のいずれか、あるい
は、これらと等価な信号により誘導電動機２の実際の磁
束、実際のトルク電流のいずれか、あるいは実際の磁束
と二次磁束指令の変化率を求める演算器４９，４３，４
４と、二次磁束指令と前記実際の磁束、トルク指令と実
際のトルク電流、あるいは、実際の磁束の変化率と二次
磁束指令の変化率をそれぞれ比較し（４５，４６，４
７）、各偏差が十分小さくなるように、磁化電流演算器
２８、すべり周波数演算器３６に予めプリセットされて
いる相互インダクタンスおよび二次抵抗を、ファジイロ
ック４８を通して修正するようにしたもの。
るいは温度変化に伴う２次抵抗の変化に強く、所定のト
ルクを得ることができる装置を提供するもの。 【構成】誘導電動機２の電圧、電流のいずれか、あるい
は、これらと等価な信号により誘導電動機２の実際の磁
束、実際のトルク電流のいずれか、あるいは実際の磁束
と二次磁束指令の変化率を求める演算器４９，４３，４
４と、二次磁束指令と前記実際の磁束、トルク指令と実
際のトルク電流、あるいは、実際の磁束の変化率と二次
磁束指令の変化率をそれぞれ比較し（４５，４６，４
７）、各偏差が十分小さくなるように、磁化電流演算器
２８、すべり周波数演算器３６に予めプリセットされて
いる相互インダクタンスおよび二次抵抗を、ファジイロ
ック４８を通して修正するようにしたもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は誘導電動機をベクトル制
御により可変速制御するための誘導機の制御装置に関す
る。
御により可変速制御するための誘導機の制御装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】誘導電動機は、従来、定速度電動機とし
て使用されることが多かったが、近年電力半導体素子の
進歩によってインバータやサイクロコンバータ等の電力
変換器が容易に構成できるようになったことに伴い、可
変速電動機としての用途が著しく拡大してきた。
て使用されることが多かったが、近年電力半導体素子の
進歩によってインバータやサイクロコンバータ等の電力
変換器が容易に構成できるようになったことに伴い、可
変速電動機としての用途が著しく拡大してきた。
【０００３】誘導電動機の可変速制御方式としては優れ
た応答特性が得られることから、ベクトル制御方式が採
用されることが多い。このベクトル制御方式としては、
二次磁束をベクトル量として検出し一次電流の制御信号
に用いる磁束検出型ベクトル制御方式と、磁束ベクトル
を電動機定数に基づいて演算制御するすべり周波数型ベ
クトル制御方式とが知られている。
た応答特性が得られることから、ベクトル制御方式が採
用されることが多い。このベクトル制御方式としては、
二次磁束をベクトル量として検出し一次電流の制御信号
に用いる磁束検出型ベクトル制御方式と、磁束ベクトル
を電動機定数に基づいて演算制御するすべり周波数型ベ
クトル制御方式とが知られている。
【０００４】従来のすべり周波数形ベクトル制御装置
は、誘導電動機２を所定の速度およびトルクで運転する
ために、図４に例示するように、二次磁束指令Φ2 * と
発生するトルク指令をτ* を入力して一次電流指令Ｉ1
* を出力するベクトル制御指令演算回路１０と、このベ
クトル制御指令演算回路１０によって演算された一次電
流指令Ｉ1 * に基づいて誘導電動機２の一次電流Ｉ1を
制御する電力変換器３と、誘導電動機２の回転周波数ω
r を検出する速度検出器４とを備えている。
は、誘導電動機２を所定の速度およびトルクで運転する
ために、図４に例示するように、二次磁束指令Φ2 * と
発生するトルク指令をτ* を入力して一次電流指令Ｉ1
* を出力するベクトル制御指令演算回路１０と、このベ
クトル制御指令演算回路１０によって演算された一次電
流指令Ｉ1 * に基づいて誘導電動機２の一次電流Ｉ1を
制御する電力変換器３と、誘導電動機２の回転周波数ω
r を検出する速度検出器４とを備えている。
【０００５】ベクトル制御指令演算回路１０は、二次磁
束指令Φ2 * とトルク指令τ* とを誘導電動機２の伝達
特性に応じて所定の演算を行い、 一次電流の実数成分
指令ｉ1R * と虚数成分指令ｉ1I * およびすべり周波数指
令ωS * を算出するために定数要素１１，１２，１３，
１４、除算要素１５，１６、微分要素１７、加算器１８
を備えている。定数要素１１には誘導電動機２の相互イ
ンダクタンスＭ* の逆数１／Ｍ* が事前に設定され、同
様に定数要素１２には二次側自己インダクタンスＬ2 *
と二次抵抗値Ｒ2 * との比Ｌ2 * ／Ｒ2 * が設定され、
定数要素１３には二次側自己インダクタンスＬ2 * と
相互インダクタンスＭ* との比Ｌ2 * ／Ｍ* が設定さ
れ、定数要素１４には二次抵抗値Ｒ2 * が設定されてい
る。
束指令Φ2 * とトルク指令τ* とを誘導電動機２の伝達
特性に応じて所定の演算を行い、 一次電流の実数成分
指令ｉ1R * と虚数成分指令ｉ1I * およびすべり周波数指
令ωS * を算出するために定数要素１１，１２，１３，
１４、除算要素１５，１６、微分要素１７、加算器１８
を備えている。定数要素１１には誘導電動機２の相互イ
ンダクタンスＭ* の逆数１／Ｍ* が事前に設定され、同
様に定数要素１２には二次側自己インダクタンスＬ2 *
と二次抵抗値Ｒ2 * との比Ｌ2 * ／Ｒ2 * が設定され、
定数要素１３には二次側自己インダクタンスＬ2 * と
相互インダクタンスＭ* との比Ｌ2 * ／Ｍ* が設定さ
れ、定数要素１４には二次抵抗値Ｒ2 * が設定されてい
る。
【０００６】以上の回路要素によって求められた一次電
流の実数成分指令ｉ1R * と虚数成分指令ｉ1I * とがベク
トル加算器１９によりベクトル加算されて一次電流指令
絶対値ｉi * が求められる。一方、すべり周波数指令ω
S * は速度検出器４から回転周波数ωr とともに加算器
２０に導かれて加算されて一次周波数指令ω1 * に変換
された後、ベクトルジェネレータ２１によって二次磁束
の予測位置を示す単位ベクトルに変換される。この単位
ベクトルと、一次電流指令絶対値ｉ1 * とを乗算器２２
により乗算して得られた一次電流指令Ｉ1 * に従って電
力変換器３が制御される。
流の実数成分指令ｉ1R * と虚数成分指令ｉ1I * とがベク
トル加算器１９によりベクトル加算されて一次電流指令
絶対値ｉi * が求められる。一方、すべり周波数指令ω
S * は速度検出器４から回転周波数ωr とともに加算器
２０に導かれて加算されて一次周波数指令ω1 * に変換
された後、ベクトルジェネレータ２１によって二次磁束
の予測位置を示す単位ベクトルに変換される。この単位
ベクトルと、一次電流指令絶対値ｉ1 * とを乗算器２２
により乗算して得られた一次電流指令Ｉ1 * に従って電
力変換器３が制御される。
【０００７】一次電流の各成分指令ｉ1R * ，ｉ1I * およ
びすべり周波数指令ωS * を演算する場合には、二次抵
抗Ｒ2 * および相互インダクタンスＭ* が直接関与する
が、従来のすべり周波数型ベクトル制御装置では、この
二次抵抗Ｒ2 * および相互インダクタンスＭ* を一定と
みなして制御を行っている。
びすべり周波数指令ωS * を演算する場合には、二次抵
抗Ｒ2 * および相互インダクタンスＭ* が直接関与する
が、従来のすべり周波数型ベクトル制御装置では、この
二次抵抗Ｒ2 * および相互インダクタンスＭ* を一定と
みなして制御を行っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図４に示すすべり周波
数型ベクトル制御装置においては、温度によって二次抵
抗が変化するとすべり周波数指令ωS * の計算に大きな
誤差を生じる。 また、すべり周波数指令ωS * の影響
は励磁電流にも影響を与え、相互インダクタンスＭ* も
変化することになる。その結果として所定のトルクが得
られないことになる。
数型ベクトル制御装置においては、温度によって二次抵
抗が変化するとすべり周波数指令ωS * の計算に大きな
誤差を生じる。 また、すべり周波数指令ωS * の影響
は励磁電流にも影響を与え、相互インダクタンスＭ* も
変化することになる。その結果として所定のトルクが得
られないことになる。
【０００９】本発明は負荷変動に伴う磁気飽和、回転速
度の変動、あるいは温度変化に伴う２次抵抗の変化に強
く、所定のトルクを得ることができる誘導電動機の制御
装置を提供することを目的としている。
度の変動、あるいは温度変化に伴う２次抵抗の変化に強
く、所定のトルクを得ることができる誘導電動機の制御
装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、誘導電動機に交流電力が供給される電力変換
器と、二次磁束指令およびトルク指令ならびに少くとも
予めプリセットされる二次抵抗および相互インダクタン
スに基づいてすべり周波数を演算するすべり周波数演算
手段と、このすべり周波数演算手段によって演算された
すべり周波数および実際の回転周波数の和として求めら
れる一次周波数指令を積分して一次電流位相角を演算す
る位相角演算手段と、前記二次磁束指令、ならびに、少
くとも予めプリセットされる二次抵抗および相互インダ
クタンスに基づいて求められる磁化電流と前記トルク指
令を入力して一次電流指令絶対値ならびにその位相角を
演算する電流指令演算手段と、前記一次電流指令絶対値
ならびにその位相角および一次周波数指令に基づいて前
記電力変換器から前記誘導電動機に供給される一次電流
を制御する一次電流制御手段からなる誘導電動機の駆動
システムにおいて、前記誘導電動機の電圧、電流のいず
れか、あるいは、これらと等価な信号により誘導電動機
の実際の磁束、実際のトルク電流のいずれか、あるいは
前記実際の磁束と前記二次磁束指令の変化率を求める演
算器と、前記二次磁束指令と前記実際の磁束、前記トル
ク指令と前記実際のトルク電流、あるいは、前記実際の
磁束の変化率と前記二次磁束指令の変化率をそれぞれ比
較し、各偏差が十分小さくなるように前記相互インダク
タンスおよび二次抵抗を修正する修正手段とを具備した
ものである。
するため、誘導電動機に交流電力が供給される電力変換
器と、二次磁束指令およびトルク指令ならびに少くとも
予めプリセットされる二次抵抗および相互インダクタン
スに基づいてすべり周波数を演算するすべり周波数演算
手段と、このすべり周波数演算手段によって演算された
すべり周波数および実際の回転周波数の和として求めら
れる一次周波数指令を積分して一次電流位相角を演算す
る位相角演算手段と、前記二次磁束指令、ならびに、少
くとも予めプリセットされる二次抵抗および相互インダ
クタンスに基づいて求められる磁化電流と前記トルク指
令を入力して一次電流指令絶対値ならびにその位相角を
演算する電流指令演算手段と、前記一次電流指令絶対値
ならびにその位相角および一次周波数指令に基づいて前
記電力変換器から前記誘導電動機に供給される一次電流
を制御する一次電流制御手段からなる誘導電動機の駆動
システムにおいて、前記誘導電動機の電圧、電流のいず
れか、あるいは、これらと等価な信号により誘導電動機
の実際の磁束、実際のトルク電流のいずれか、あるいは
前記実際の磁束と前記二次磁束指令の変化率を求める演
算器と、前記二次磁束指令と前記実際の磁束、前記トル
ク指令と前記実際のトルク電流、あるいは、前記実際の
磁束の変化率と前記二次磁束指令の変化率をそれぞれ比
較し、各偏差が十分小さくなるように前記相互インダク
タンスおよび二次抵抗を修正する修正手段とを具備した
ものである。
【００１１】
【作用】本制御装置によれば、基本は稼動前に測定され
た諸定数を用いて誘導電動機に与える電流と周波数を決
定するが、稼動中に温度上昇等により最も影響を受ける
２次抵抗Ｒ2 * と相互インダクタンスＭ* については、
状態量をフィードバックして適宜修正を加える。このこ
とから特徴は次のように言える。 （１）稼動前に測定された諸定数が多少正確さを欠いて
いても稼動状態に修正される。
た諸定数を用いて誘導電動機に与える電流と周波数を決
定するが、稼動中に温度上昇等により最も影響を受ける
２次抵抗Ｒ2 * と相互インダクタンスＭ* については、
状態量をフィードバックして適宜修正を加える。このこ
とから特徴は次のように言える。 （１）稼動前に測定された諸定数が多少正確さを欠いて
いても稼動状態に修正される。
【００１２】（２）補正を必要とするパラメータが複雑
に絡み合い修正量を解析的に導出する事はできないが、
ルール形の制御を用いると人間の経験を加味しながら修
正することができる。
に絡み合い修正量を解析的に導出する事はできないが、
ルール形の制御を用いると人間の経験を加味しながら修
正することができる。
【００１３】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示すものである。
ここで、図４と同一の符号は同一の回路要素ないし同一
信号を示している。
ここで、図４と同一の符号は同一の回路要素ないし同一
信号を示している。
【００１４】本発明の制御装置は、すべり周波数型ベク
トル制御を基本とし、磁束指令およびその変化率の指令
値、トルク電流指令を別に設置された観測器に於いて求
めた動作状態量、すなわち磁束およびその変化率、トル
ク電流と比較し、相互インダクタンスＭ* とすべり周波
数指令ωS * に大きな影響を与える２次抵抗Ｒ2 * の誤
差を推定し、プリセットされたそれらの値を修正しよう
とするものである。ただし、状態量を導出する過程に於
いては、磁束であれ電流であれＭ* やＲ2 * などが複雑
に関係しており、簡単な制御法則が見いだせないのが問
題である。このような場合プラントの調整員は経験と感
も活用しやり遂げるのが常であり、実際の制御装置にも
人間的な判断能力が期待される。従って、Ｍ* やＲ2 *
の修正量を決めるにあたっては数理的制御ではなくルー
ル形制御を導入している。
トル制御を基本とし、磁束指令およびその変化率の指令
値、トルク電流指令を別に設置された観測器に於いて求
めた動作状態量、すなわち磁束およびその変化率、トル
ク電流と比較し、相互インダクタンスＭ* とすべり周波
数指令ωS * に大きな影響を与える２次抵抗Ｒ2 * の誤
差を推定し、プリセットされたそれらの値を修正しよう
とするものである。ただし、状態量を導出する過程に於
いては、磁束であれ電流であれＭ* やＲ2 * などが複雑
に関係しており、簡単な制御法則が見いだせないのが問
題である。このような場合プラントの調整員は経験と感
も活用しやり遂げるのが常であり、実際の制御装置にも
人間的な判断能力が期待される。従って、Ｍ* やＲ2 *
の修正量を決めるにあたっては数理的制御ではなくルー
ル形制御を導入している。
【００１５】この実施例に於けるベクトル制御指令演算
回路１０へ導入される二次磁束指令Φ2 * は磁化電流演
算器２８において磁化電流指令ｉd1 * に変換され、また
トルク指令τ* は磁束指令Φ2 * の助けをかりてトルク
電流演算器２９においてトルク電流指令ｉq1 * へ変換さ
れる。磁化電流指令ｉd1 * とトルク電流指令ｉq1 * ベク
トル変換器３５によって回転磁束座標軸（ｄ，ｑ軸）上
での一次電流ｉ1 * および位相角θ* に変換される。
回路１０へ導入される二次磁束指令Φ2 * は磁化電流演
算器２８において磁化電流指令ｉd1 * に変換され、また
トルク指令τ* は磁束指令Φ2 * の助けをかりてトルク
電流演算器２９においてトルク電流指令ｉq1 * へ変換さ
れる。磁化電流指令ｉd1 * とトルク電流指令ｉq1 * ベク
トル変換器３５によって回転磁束座標軸（ｄ，ｑ軸）上
での一次電流ｉ1 * および位相角θ* に変換される。
【００１６】一方、トルク電流指令ｉq1 * と二次磁束指
令Φ2 * を用いすべり周波数演算器３６においてすべり
周波数指令ωS * を作り、加算器３７により回転周波数
ωrとω Ｓ ＊ の和すなわち一次周波数指令ω1 * を作
る。 さらに、一次周波数指令ω1 * を積分器３８によ
って積分し、回転座標軸の位相角φを求め前記ｄｑ軸上
での位相角θ* との和、即ちθ1 * ＝θ* ＋φを求める
と、このθ1 * は静止軸上で見た電流の位相である。
令Φ2 * を用いすべり周波数演算器３６においてすべり
周波数指令ωS * を作り、加算器３７により回転周波数
ωrとω Ｓ ＊ の和すなわち一次周波数指令ω1 * を作
る。 さらに、一次周波数指令ω1 * を積分器３８によ
って積分し、回転座標軸の位相角φを求め前記ｄｑ軸上
での位相角θ* との和、即ちθ1 * ＝θ* ＋φを求める
と、このθ1 * は静止軸上で見た電流の位相である。
【００１７】一次電流の絶対値ｉ1 * は磁化電流指令ｉ
d1 * とトルク電流指令ｉq1 * の合成電流であり、位相角
θ1 * はその静止２軸上での位相角を示す。従って、こ
の絶対値ｉ1 * と位相角θ1 * を２−３相変換器３９に
より２相−３相変換して３相電流ｉa1 * ，ｉb1 * ，ｉc1
* を作り、偏差演算器３２，３３，３４において電力変
換器３の出力電力、 すなわち、 誘導電動機２の一次
電流ｉa1 * ，ｉb1 * ，ｉc1 * と各相別に比較し、その偏
差を零とするように電流制御が行われる。基本的には以
上述べたすべり周波数型制御方式によりベクトル制御が
可能であるが、すべり周波数指令ωS * を演算すると
き、 ωS * ＝（Ｍ* Ｒ2 * ／Ｌ2 ）×ｉq1 * ／φ2 * (1) に従って計算する。
d1 * とトルク電流指令ｉq1 * の合成電流であり、位相角
θ1 * はその静止２軸上での位相角を示す。従って、こ
の絶対値ｉ1 * と位相角θ1 * を２−３相変換器３９に
より２相−３相変換して３相電流ｉa1 * ，ｉb1 * ，ｉc1
* を作り、偏差演算器３２，３３，３４において電力変
換器３の出力電力、 すなわち、 誘導電動機２の一次
電流ｉa1 * ，ｉb1 * ，ｉc1 * と各相別に比較し、その偏
差を零とするように電流制御が行われる。基本的には以
上述べたすべり周波数型制御方式によりベクトル制御が
可能であるが、すべり周波数指令ωS * を演算すると
き、 ωS * ＝（Ｍ* Ｒ2 * ／Ｌ2 ）×ｉq1 * ／φ2 * (1) に従って計算する。
【００１８】但し、Ｒ2 は二次抵抗、Ｌ2 は二次自己イ
ンダクタンス、Ｍ* は一次二次間相互インダクタンスで
ある。ここで二次抵抗Ｒ2 * が温度によって変化する
と、すべり周波数指令に誤差が含まれることになる。
その結果として、 一次周波数ω1 * も誤差を含み、一
次電流の位相角θ1 * も誤差を含むことになる。したが
って、磁化電流とトルク電流の直交関係も維持できなく
なり、ベクトル制御特性が低下する。一方、磁化電流演
算器２８において次の計算が行われる。
ンダクタンス、Ｍ* は一次二次間相互インダクタンスで
ある。ここで二次抵抗Ｒ2 * が温度によって変化する
と、すべり周波数指令に誤差が含まれることになる。
その結果として、 一次周波数ω1 * も誤差を含み、一
次電流の位相角θ1 * も誤差を含むことになる。したが
って、磁化電流とトルク電流の直交関係も維持できなく
なり、ベクトル制御特性が低下する。一方、磁化電流演
算器２８において次の計算が行われる。
【００１９】
ｉd1 * ＝（Φ2 * ／Ｍ* ）＋（Ｌ2 ／Ｍ* Ｒ2 * ）×（ｄΦ2 * ／ｄｔ） (2)
(2) 式の右辺第１項は定常の磁束を得るための磁化電
流を与え、第２項は磁束を変更する速さをきめる磁化電
流である。この演算において特性も最も影響を与えるも
のは、磁気飽和による相互インダクタンスＭの減少であ
る。周知のように誘導電動機２においては、すべり周波
数が大きくなると磁化電流ｉd1 * が大きくなり、飽和が
進行し、相互インダクタンスＭ* が小さくなる。磁化電
流演算器２８において、使われる相互インダクタンスＭ
* の大きさがプリセットされたものと違ってくると、演
算器２８の出力すなわち、磁化電流指令値ｉd1 * は当然
のことながら誤差を含むことになる。正しい磁化電流ｉ
d1 * があたえられなければ、必要な二次磁束Φ2 を得る
ことはできない。(2) 式の第２項を見れば、ＭやＲ2は
磁束を変更するときには影響を与えるが、変化率が同じ
であるか違っているかは、定常時の適用する対象によっ
て許容されることがある。しかし、定常時の磁化電流と
すべり周波数が正しいか、否かは、トルク電流対発生ト
ルクの直線性に大きな影響を与える。従って、稼動状態
においては状態変化を適宜推定し、プリセットされたＭ
やＲ2 をできる限り真値に修正していくことが必要であ
る。このようなことから、本発明は状態変化の推定およ
び修正法を以下のように行う。
流を与え、第２項は磁束を変更する速さをきめる磁化電
流である。この演算において特性も最も影響を与えるも
のは、磁気飽和による相互インダクタンスＭの減少であ
る。周知のように誘導電動機２においては、すべり周波
数が大きくなると磁化電流ｉd1 * が大きくなり、飽和が
進行し、相互インダクタンスＭ* が小さくなる。磁化電
流演算器２８において、使われる相互インダクタンスＭ
* の大きさがプリセットされたものと違ってくると、演
算器２８の出力すなわち、磁化電流指令値ｉd1 * は当然
のことながら誤差を含むことになる。正しい磁化電流ｉ
d1 * があたえられなければ、必要な二次磁束Φ2 を得る
ことはできない。(2) 式の第２項を見れば、ＭやＲ2は
磁束を変更するときには影響を与えるが、変化率が同じ
であるか違っているかは、定常時の適用する対象によっ
て許容されることがある。しかし、定常時の磁化電流と
すべり周波数が正しいか、否かは、トルク電流対発生ト
ルクの直線性に大きな影響を与える。従って、稼動状態
においては状態変化を適宜推定し、プリセットされたＭ
やＲ2 をできる限り真値に修正していくことが必要であ
る。このようなことから、本発明は状態変化の推定およ
び修正法を以下のように行う。
【００２０】状態変化を推定する最も簡単な方法は、図
１の実施例に示すように誘導電動機２の等価回路４９に
よる方法である。この一相分の等価回路４９は具体的に
は、図２に示すように２次回路にインダクタンス成分を
含まないように作られており、変換係数αは次のように
表わされる。 α＝Ｘm ÷（Ｘ2 ＋Ｘm ） (3) （３）式はリアクタンス表示であり、Ｘm はωＭ、Ｘ2
はωｌ2 （ｌ2 は２次もれインダクタンス）に相当して
いる。
１の実施例に示すように誘導電動機２の等価回路４９に
よる方法である。この一相分の等価回路４９は具体的に
は、図２に示すように２次回路にインダクタンス成分を
含まないように作られており、変換係数αは次のように
表わされる。 α＝Ｘm ÷（Ｘ2 ＋Ｘm ） (3) （３）式はリアクタンス表示であり、Ｘm はωＭ、Ｘ2
はωｌ2 （ｌ2 は２次もれインダクタンス）に相当して
いる。
【００２１】等価回路４９に与える相電圧ｖ1 と線電流
ｉ1 は誘導電動機２の相電圧と線電流を意味する。これ
らは実測値を使うこともできるが、図１に実施例におい
てはその指令値を用いている。
ｉ1 は誘導電動機２の相電圧と線電流を意味する。これ
らは実測値を使うこともできるが、図１に実施例におい
てはその指令値を用いている。
【００２２】電流指令ｉa1 * ，ｉb1 * ，ｉc1 * を受けて
偏差演算器３２，３３，３４において電流検出器２３，
２４，２５により検出された実電流ｉa1 * ，ｉb1 * ，ｉ
c1 * と比較し、増幅器５０，５１，５２によって電圧指
令に変換され、その電圧指令に基づいて電力変換器３は
誘導電動機２の電流を制御する。等価回路４９には必要
に応じて回転角周波数ωr 、すべり周波数指令ωS * も
導かれる。従って、実際の電圧、電流を取り込んでもそ
の指令値をとりこんでも実質上同じ事である。
偏差演算器３２，３３，３４において電流検出器２３，
２４，２５により検出された実電流ｉa1 * ，ｉb1 * ，ｉ
c1 * と比較し、増幅器５０，５１，５２によって電圧指
令に変換され、その電圧指令に基づいて電力変換器３は
誘導電動機２の電流を制御する。等価回路４９には必要
に応じて回転角周波数ωr 、すべり周波数指令ωS * も
導かれる。従って、実際の電圧、電流を取り込んでもそ
の指令値をとりこんでも実質上同じ事である。
【００２３】等価回路４９の動作は図３に示される。図
２の相電圧ｖ1 より１次の抵抗、インダクタンスによる
電圧降下を減算した電圧ｅは内部誘起電圧であり、内部
誘起電圧ｅの積分値が磁束φを与える。励磁電流ｉ0 は
励磁損失がないとすればφと同相である。また、２次電
流ｉ2 ′は誘導電動機２に有効電力を与える電流であ
る。
２の相電圧ｖ1 より１次の抵抗、インダクタンスによる
電圧降下を減算した電圧ｅは内部誘起電圧であり、内部
誘起電圧ｅの積分値が磁束φを与える。励磁電流ｉ0 は
励磁損失がないとすればφと同相である。また、２次電
流ｉ2 ′は誘導電動機２に有効電力を与える電流であ
る。
【００２４】図１の実施例におけるトルク指令τ* と２
次磁束指令φ2 * は等価直流機としての大きさであり、
等価回路４９は一相分に対する交流量で、両者は電力関
係から換算される。
次磁束指令φ2 * は等価直流機としての大きさであり、
等価回路４９は一相分に対する交流量で、両者は電力関
係から換算される。
【００２５】既に述べたように励磁電流ｉ0 により磁束
を発生するが一相分の磁束はｅの積分値であるが、三相
で励磁されると合成磁束Φ′の大きさはその３／２倍と
して観測され、これが前記Φ2 * に対応する。また、２
次入力は３ｅｉ2 ′であり２次銅損を減じてそれを回転
周波数ωr で割り算すればトルクが得られる。これがト
ルク指令τ* と対比される。一般には、２次銅損は非常
に小さいのでほぼトルクはｉ2 ′に比例する。
を発生するが一相分の磁束はｅの積分値であるが、三相
で励磁されると合成磁束Φ′の大きさはその３／２倍と
して観測され、これが前記Φ2 * に対応する。また、２
次入力は３ｅｉ2 ′であり２次銅損を減じてそれを回転
周波数ωr で割り算すればトルクが得られる。これがト
ルク指令τ* と対比される。一般には、２次銅損は非常
に小さいのでほぼトルクはｉ2 ′に比例する。
【００２６】図１の実施例においては、これらの換算を
経て比較器４５，４６，４７へ導かれる。比較器４５に
おいてはΦ2 * とΦ′の偏差ε1 、 比較器４７におい
てはｉq1 * とｉ2 ′の偏差ε2 、 比較器４６におい
ては微分器４３により求めたΦ2 * の変化率と微分器４
４により求めたΦ′の変化率の偏差ε3 を求め、ファジ
イロジック４８へ送る。
経て比較器４５，４６，４７へ導かれる。比較器４５に
おいてはΦ2 * とΦ′の偏差ε1 、 比較器４７におい
てはｉq1 * とｉ2 ′の偏差ε2 、 比較器４６におい
ては微分器４３により求めたΦ2 * の変化率と微分器４
４により求めたΦ′の変化率の偏差ε3 を求め、ファジ
イロジック４８へ送る。
【００２７】ε1 ，ε2 ，ε3 が指令値どおりにあって
いるとすれば、磁化電流演算、トルク電流演算、すべり
周波数演算に用いられた誘導電動機２の定数が誘導電動
機２のそれと一致していることを意味する。逆に、誘導
電動機２の電圧電流より逆算された磁束やトルク電流が
指令値と異なるということは、指令値の演算回路にプリ
セットされた誘導電動機２の定数とくに２次抵抗Ｒ2 *
と相互インダクタンスＭ* が実際値と異るために起こ
る。
いるとすれば、磁化電流演算、トルク電流演算、すべり
周波数演算に用いられた誘導電動機２の定数が誘導電動
機２のそれと一致していることを意味する。逆に、誘導
電動機２の電圧電流より逆算された磁束やトルク電流が
指令値と異なるということは、指令値の演算回路にプリ
セットされた誘導電動機２の定数とくに２次抵抗Ｒ2 *
と相互インダクタンスＭ* が実際値と異るために起こ
る。
【００２８】従って、偏差ε1 ，ε2 ，ε3 が、十分小
さくなるように、２次抵抗Ｒ2 * と相互インダクタンス
Ｍ* を修正するが、パラメータの修正量は解析的に求め
られるものではなく、多分に調整員の経験によるところ
が多い。その意味で本発明においてはファジイロック４
８を使用している。このロジック４８の作り方は概略次
のようになるう。 １）等価回路４６においてｖ1 ，ｉ1 を与えて電圧ｅを
計算する。 ２）磁束をｅの積分により求め、磁束指令と比較する。 ３）ε1 の大きさを見ながらプリセットされた相互イン
ダクタンスＭ* を修正する。
さくなるように、２次抵抗Ｒ2 * と相互インダクタンス
Ｍ* を修正するが、パラメータの修正量は解析的に求め
られるものではなく、多分に調整員の経験によるところ
が多い。その意味で本発明においてはファジイロック４
８を使用している。このロジック４８の作り方は概略次
のようになるう。 １）等価回路４６においてｖ1 ，ｉ1 を与えて電圧ｅを
計算する。 ２）磁束をｅの積分により求め、磁束指令と比較する。 ３）ε1 の大きさを見ながらプリセットされた相互イン
ダクタンスＭ* を修正する。
【００２９】４）等価回路４９において、２次電流を求
めトルク電流指令ｉq1に等価になるようにＲ2 ／ｓを調
整する。この場合、Ｒ2 とｓは独立ではないので、
（２）式の関係を考慮する。 ５）ｉ0 とｉ2 ′の合成電流がｉ1 に等しいかどうかを
確認する。概略以上の論理の繰り返しでＲ2 とＭを真値
に追い込む。なお、磁束の変化率を求める微分器４３，
４４は、界磁を調整するときなどに必要であるが、常に
必要になるものではない。
めトルク電流指令ｉq1に等価になるようにＲ2 ／ｓを調
整する。この場合、Ｒ2 とｓは独立ではないので、
（２）式の関係を考慮する。 ５）ｉ0 とｉ2 ′の合成電流がｉ1 に等しいかどうかを
確認する。概略以上の論理の繰り返しでＲ2 とＭを真値
に追い込む。なお、磁束の変化率を求める微分器４３，
４４は、界磁を調整するときなどに必要であるが、常に
必要になるものではない。
【００３０】以上述べた実施例によれば、磁化電流演算
器２８において、磁化電流を演算する過程やすべり周波
数演算器３６における演算過程に含まれるパラメータ変
動の影響を、等価回路４９のような状態量観測器によっ
て推定し、演算器２８，３６にそれぞれプリセットされ
た２次抵抗Ｒ2 * および相互インダクタンスＭ* を修正
し、指令値通りの２次磁束及びトルクを発生させること
ができる。従って、負荷変動に伴う磁気飽和、回転速度
の変動、あるいは温度変化に伴う２次抵抗の変化に強い
制御システムを実現することができる。前述の実施例で
は、誘導電動機２の稼動状態を一相分の等価回路で求め
たが、これに限らず磁束演算器、磁束観測器などを使用
してもよい。
器２８において、磁化電流を演算する過程やすべり周波
数演算器３６における演算過程に含まれるパラメータ変
動の影響を、等価回路４９のような状態量観測器によっ
て推定し、演算器２８，３６にそれぞれプリセットされ
た２次抵抗Ｒ2 * および相互インダクタンスＭ* を修正
し、指令値通りの２次磁束及びトルクを発生させること
ができる。従って、負荷変動に伴う磁気飽和、回転速度
の変動、あるいは温度変化に伴う２次抵抗の変化に強い
制御システムを実現することができる。前述の実施例で
は、誘導電動機２の稼動状態を一相分の等価回路で求め
たが、これに限らず磁束演算器、磁束観測器などを使用
してもよい。
【００３１】
【発明の効果】以上述べた本発明の誘導電動機の制御装
置によれば、負荷変動に伴う磁気飽和、回転速度の変
動、あるいは温度変化に伴う２次抵抗の変化に強く、所
定のトルクを得ることができる。
置によれば、負荷変動に伴う磁気飽和、回転速度の変
動、あるいは温度変化に伴う２次抵抗の変化に強く、所
定のトルクを得ることができる。
【図１】本発明の誘導電動機の制御装置の一実施例を示
すブロック図。
すブロック図。
【図２】図１の等価回路を示す図。
【図３】図１の動作を説明するための波形図。
【図４】従来の誘導電動機の制御装置の一例を示すブロ
ック図。
ック図。
２…誘導電動機、３…電力変換器、４…速度検出器、１
０…ベクトル制御指令演算回路、２８…磁化電流演算
器、２９…トルク電流演算器、３５…ベクトル変換器、
３６…すべり周波数制御回路、３８…積分器、３９…２
相−３相変換器、４３，４４…微分器、４８…ファジイ
ロジック、４９…等価回路、２３，２４，２５…電流検
出器、３７，４１…加算器、３２，３３，３４，４５，
４６，４７…比較器、５０，５１，５２…増幅器。
０…ベクトル制御指令演算回路、２８…磁化電流演算
器、２９…トルク電流演算器、３５…ベクトル変換器、
３６…すべり周波数制御回路、３８…積分器、３９…２
相−３相変換器、４３，４４…微分器、４８…ファジイ
ロジック、４９…等価回路、２３，２４，２５…電流検
出器、３７，４１…加算器、３２，３３，３４，４５，
４６，４７…比較器、５０，５１，５２…増幅器。
Claims (2)
- 【請求項１】 誘導電動機に交流電力が供給される電力
変換器と、 二次磁束指令およびトルク指令ならびに少くとも予めプ
リセットされる二次抵抗および相互インダクタンスに基
づいてすべり周波数を演算するすべり周波数演算手段
と、 このすべり周波数演算手段によって演算されたすべり周
波数および実際の回転周波数の和として求められる一次
周波数指令を積分して一次電流位相角を演算する位相角
演算手段と、 前記二次磁束指令、ならびに、少くとも予めプリセット
される二次抵抗および相互インダクタンスに基づいて求
められる磁化電流と前記トルク指令を入力して一次電流
指令絶対値ならびにその位相角を演算する電流指令演算
手段と、 前記一次電流指令絶対値ならびにその位相角および一次
周波数指令に基づいて前記電力変換器から前記誘導電動
機に供給される一次電流を制御する一次電流制御手段か
らなる誘導電動機の駆動システムにおいて、 前記誘導電動機の電圧、電流のいずれか、あるいは、こ
れらと等価な信号により誘導電動機の実際の磁束、実際
のトルク電流のいずれか、あるいは前記実際の磁束と前
記二次磁束指令の変化率を求める演算器と、 前記二次磁束指令と前記実際の磁束、前記トルク指令と
前記実際のトルク電流、あるいは、前記実際の磁束の変
化率と前記二次磁束指令の変化率をそれぞれ比較し、各
偏差が十分小さくなるように前記相互インダクタンスお
よび二次抵抗を修正する修正手段と、 を具備した誘導電動機の制御装置。 - 【請求項２】 修正手段は、誘導電動機の稼動状態を一
相分の等価回路によって求め、回転座標系と静止座標系
の等価性を考慮して相互インダクタンスおよび二次抵抗
が修正されるように構成した請求項１記載の誘導電動機
の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3164508A JPH0512155A (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | 誘導電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3164508A JPH0512155A (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | 誘導電動機の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0512155A true JPH0512155A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=15794496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3164508A Pending JPH0512155A (ja) | 1991-07-04 | 1991-07-04 | 誘導電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0512155A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0833138A1 (fr) * | 1996-09-27 | 1998-04-01 | Jouan | Dispositif de détermination du couple résistant d'un équipement en rotation, système de surveillance d'un moteur électrique et système de régulation de paramètres d'un centrifugeur associé |
| CN113939993A (zh) * | 2019-12-13 | 2022-01-14 | 株式会社日立产机系统 | 电力转换装置 |
-
1991
- 1991-07-04 JP JP3164508A patent/JPH0512155A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0833138A1 (fr) * | 1996-09-27 | 1998-04-01 | Jouan | Dispositif de détermination du couple résistant d'un équipement en rotation, système de surveillance d'un moteur électrique et système de régulation de paramètres d'un centrifugeur associé |
| CN113939993A (zh) * | 2019-12-13 | 2022-01-14 | 株式会社日立产机系统 | 电力转换装置 |
| CN113939993B (zh) * | 2019-12-13 | 2023-10-27 | 株式会社日立产机系统 | 电力转换装置 |
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