JPH05168274A - 誘導電動機の速度検出装置 - Google Patents
誘導電動機の速度検出装置Info
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- JPH05168274A JPH05168274A JP3332395A JP33239591A JPH05168274A JP H05168274 A JPH05168274 A JP H05168274A JP 3332395 A JP3332395 A JP 3332395A JP 33239591 A JP33239591 A JP 33239591A JP H05168274 A JPH05168274 A JP H05168274A
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- torque
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 誘導電動機に供給される一次電圧と一次電流
とを検出して回転角周波数を演算により求める速度検出
装置は、定常状態において誘導電動機の一次角速度が零
の時速度を演算できないと言う欠点を改善し、速度セン
サレスベクトル制御の問題点を改善する。 【構成】 誘導電動機の一次電圧と一次電流情報より、
トルクと速度を演算する手段を具え、トルクと速度の制
御を行う速度センサレスベクトル制御において、一次角
周波数が零とならないように磁束指令を調整することに
より、トルクと速度とに影響なく、常に速度演算を可能
とする。
とを検出して回転角周波数を演算により求める速度検出
装置は、定常状態において誘導電動機の一次角速度が零
の時速度を演算できないと言う欠点を改善し、速度セン
サレスベクトル制御の問題点を改善する。 【構成】 誘導電動機の一次電圧と一次電流情報より、
トルクと速度を演算する手段を具え、トルクと速度の制
御を行う速度センサレスベクトル制御において、一次角
周波数が零とならないように磁束指令を調整することに
より、トルクと速度とに影響なく、常に速度演算を可能
とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は誘導電動機に供給される
電圧と電流とから誘導電動機の回転角周波数を演算する
誘導電動機の速度検出装置に関するものである。
電圧と電流とから誘導電動機の回転角周波数を演算する
誘導電動機の速度検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に誘導電動機の速度を、検出された
一次電圧と一次電流とから演算する場合、誘導電動機の
定常状態の特性方程式(1), (2)によって以下のように説
明できる。これらの式中の、一次電圧Ｖ1 ，一次電流Ｉ
1 ，二次電流Ｉ2 はすべてベクトルである。
一次電圧と一次電流とから演算する場合、誘導電動機の
定常状態の特性方程式(1), (2)によって以下のように説
明できる。これらの式中の、一次電圧Ｖ1 ，一次電流Ｉ
1 ，二次電流Ｉ2 はすべてベクトルである。
【数１】 Ｖ1 ＝ (Ｒ1 ＋ｊωＬ1)Ｉ1 ＋ｊωＭＩ2 ……(1)
【数２】 ０＝ｊωs ＭＩ1 ＋ (Ｒ2 ＋ｊωs Ｌ2)Ｉ2 ……(2) ここで、Ｒ1 ：一次抵抗 Ｒ2 ：二次抵抗 Ｌ1 ：一次インダクタンス Ｌ2 ：二次インダクタンス Ｍ ：相互インダクタンス である。
【０００３】一次電圧Ｖ1 、一次電流Ｉ1 、一次角周波
数ωが得られれば、(1) 式より二次電流Ｉ2 が決まり、
(2) 式よりすべり角周波数ωs が求められる。よって誘
導電動機の回転角周波数ωm は次式(3) によって求める
ことができる。
数ωが得られれば、(1) 式より二次電流Ｉ2 が決まり、
(2) 式よりすべり角周波数ωs が求められる。よって誘
導電動機の回転角周波数ωm は次式(3) によって求める
ことができる。
【数３】 ωm ＝ω−ωs ……(3)
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように誘導電動機
に供給される一次電圧と一次電流とを検出して誘導電動
機の回転速度を検出するとき、一次角周波数ωがω＝０
のとき(1) 式より二次電流Ｉ2 を求めることができな
くなり、(2) 式よりすべり角周波数ωs も求められず、
また(3) 式より回転角周波数ωm が求められないと言う
欠点がある。
に供給される一次電圧と一次電流とを検出して誘導電動
機の回転速度を検出するとき、一次角周波数ωがω＝０
のとき(1) 式より二次電流Ｉ2 を求めることができな
くなり、(2) 式よりすべり角周波数ωs も求められず、
また(3) 式より回転角周波数ωm が求められないと言う
欠点がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めに本発明は、一次角周波数ωが零にならないようにし
た上、なおかつトルクＴ、回転角周波数ωm に影響を与
えないようにすべり角周波数ωs を変化させるべく、磁
束指令を調整する磁束調整手段を設けたものである。
めに本発明は、一次角周波数ωが零にならないようにし
た上、なおかつトルクＴ、回転角周波数ωm に影響を与
えないようにすべり角周波数ωs を変化させるべく、磁
束指令を調整する磁束調整手段を設けたものである。
【０００６】
【作用】すべり角周波数ωs とトルクＴとの関係は、二
次システム側の磁束の大きさをφ2 、二次抵抗をＲ2 と
すると
次システム側の磁束の大きさをφ2 、二次抵抗をＲ2 と
すると
【数４】 ωs ＝｛Ｒ2 ／ (φ2)2 ｝Ｔ ……(4) の関係があり、φ2 を変えることにより、トルクＴを変
えることなくすべり角周波数ωs を変えることができ
る。本発明はこの原理を利用したもので、前記磁束調整
手段により磁束φを調整し、すべり角周波数ωs を変化
させることにより、(3) 式で表される一次角周波数ωを
零としないことによって、前記問題点を解決するもので
ある。ただし、ここでは定常状態を仮定しているため、
回転角周波数ωm は直ちには変化しないものとしてい
る。もし回転角周波数ωm が外的要因で変化するときに
は、一次角周波数ωが零付近に留まることはなくなり、
本問題には該当しなくなる。
えることなくすべり角周波数ωs を変えることができ
る。本発明はこの原理を利用したもので、前記磁束調整
手段により磁束φを調整し、すべり角周波数ωs を変化
させることにより、(3) 式で表される一次角周波数ωを
零としないことによって、前記問題点を解決するもので
ある。ただし、ここでは定常状態を仮定しているため、
回転角周波数ωm は直ちには変化しないものとしてい
る。もし回転角周波数ωm が外的要因で変化するときに
は、一次角周波数ωが零付近に留まることはなくなり、
本問題には該当しなくなる。
【０００７】
【実施例】図１は本発明をＰＷＭインバータで駆動され
る誘導電動機のベクトル制御に適用した一実施例であ
り、11はＰＷＭインバータ制御部、12はＰＷＭインバー
タ、13は誘導電動機、14は速度とトルクの演算部、15は
磁束調整部であり、ＰＷＭインバータ制御部11はトルク
指令Ｔ* 、二次磁束指令φ2 * 、誘導電動機の回転角周
波数ωm 、一次電流Ｉ1 を入力とし、ＰＷＭインバータ
12へ制御信号を出力する。速度とトルクの演算部14では
一次電圧Ｖ1 と一次電流Ｉ1 とを入力し、回転角周波数
ωm とすべり角周波数ωs を出力する。磁束調整部15で
は、回転角周波数ωm とトルクＴ及び二次磁束指令候補
値φ21 * , φ22 * を入力して、回転角周波数ωm とすべ
り角周波数ωs とに応じて、二次磁束指令候補値
φ21 * , φ22 * のどちらか一方を選択して二次磁束指令
φ2 * を出力する。
る誘導電動機のベクトル制御に適用した一実施例であ
り、11はＰＷＭインバータ制御部、12はＰＷＭインバー
タ、13は誘導電動機、14は速度とトルクの演算部、15は
磁束調整部であり、ＰＷＭインバータ制御部11はトルク
指令Ｔ* 、二次磁束指令φ2 * 、誘導電動機の回転角周
波数ωm 、一次電流Ｉ1 を入力とし、ＰＷＭインバータ
12へ制御信号を出力する。速度とトルクの演算部14では
一次電圧Ｖ1 と一次電流Ｉ1 とを入力し、回転角周波数
ωm とすべり角周波数ωs を出力する。磁束調整部15で
は、回転角周波数ωm とトルクＴ及び二次磁束指令候補
値φ21 * , φ22 * を入力して、回転角周波数ωm とすべ
り角周波数ωs とに応じて、二次磁束指令候補値
φ21 * , φ22 * のどちらか一方を選択して二次磁束指令
φ2 * を出力する。
【０００８】図２は図１の磁束調整部15を表している。
乗算器21, 22によってトルクＴに定数Ｋ1 ，Ｋ2 を掛
け、それぞれ加減器23, 24によって ωm −Ｋ1 Ｔおよ
びωm −Ｋ2 Ｔ を出力する。コンパレータ25では ０
≦ωm −Ｋ1 Ｔ の時には１が、０＞ωm −Ｋ1 Ｔ の
時には０が出力され、またコンパレータ26でも同様に
０≦ωm −Ｋ2 Ｔ の時には１が、０＞ωm −Ｋ2 Ｔ
の時には０が出力される。否定回路27, 28でそれぞれコ
ンパレータ26, 25の出力が反転し、AND 回路29において
は Ｋ1 Ｔ≦ωm ＜Ｋ2 Ｔ の時には１が、その他の時
には０が出力される。同様にAND 回路210 においても
Ｋ2 Ｔ≦ωm ＜Ｋ1 Ｔ の時には１が出力され、その他
の時には０が出力される。
乗算器21, 22によってトルクＴに定数Ｋ1 ，Ｋ2 を掛
け、それぞれ加減器23, 24によって ωm −Ｋ1 Ｔおよ
びωm −Ｋ2 Ｔ を出力する。コンパレータ25では ０
≦ωm −Ｋ1 Ｔ の時には１が、０＞ωm −Ｋ1 Ｔ の
時には０が出力され、またコンパレータ26でも同様に
０≦ωm −Ｋ2 Ｔ の時には１が、０＞ωm −Ｋ2 Ｔ
の時には０が出力される。否定回路27, 28でそれぞれコ
ンパレータ26, 25の出力が反転し、AND 回路29において
は Ｋ1 Ｔ≦ωm ＜Ｋ2 Ｔ の時には１が、その他の時
には０が出力される。同様にAND 回路210 においても
Ｋ2 Ｔ≦ωm ＜Ｋ1 Ｔ の時には１が出力され、その他
の時には０が出力される。
【０００９】OR回路211 によって Ｋ1 Ｔ≦ωm ＜Ｋ2
Ｔ または Ｋ2 Ｔ≦ωm ＜Ｋ1 Ｔの時には１が出力さ
れ、その他の時には０が出力される。二次磁束選択スイ
ッチ212 によって、OR回路211 からの信号が１の時には
二次磁束指令候補値φ22 * を選択し、０の時には二次磁
束指令候補値φ21 * を選択して、二次磁束指令φ2 * と
して出力する。
Ｔ または Ｋ2 Ｔ≦ωm ＜Ｋ1 Ｔの時には１が出力さ
れ、その他の時には０が出力される。二次磁束選択スイ
ッチ212 によって、OR回路211 からの信号が１の時には
二次磁束指令候補値φ22 * を選択し、０の時には二次磁
束指令候補値φ21 * を選択して、二次磁束指令φ2 * と
して出力する。
【００１０】この様にして出力される二次磁束指令φ2
* は、図３のトルクＴ〜回転角周波数座標において、一
点鎖線と（０，０）を除く斜線部分では二次磁束指令候
補値φ22 * を選択し、その他の領域では二次磁束指令候
補値φ21 * を選択することになる。ここで直線ｎ1 ，ｎ
2 ，ｌ，ｍは次式で表される。
* は、図３のトルクＴ〜回転角周波数座標において、一
点鎖線と（０，０）を除く斜線部分では二次磁束指令候
補値φ22 * を選択し、その他の領域では二次磁束指令候
補値φ21 * を選択することになる。ここで直線ｎ1 ，ｎ
2 ，ｌ，ｍは次式で表される。
【数５】 ｎ1 ： ωm ＝Ｋ1 Ｔ ……(5)
【数６】 ｎ2 ： ωm ＝Ｋ2 Ｔ ……(6)
【数７】 ｌ ： ωm ＝−｛Ｒ2 ／（φ21 * ）2 ｝Ｔ ……(7)
【数８】 ｍ ： ωm ＝−｛Ｒ2 ／（φ22 * ）2 ｝Ｔ ……(8)
【００１１】前述の通りＫ1 ，Ｋ2 は定数であり、図３
のように直線ｎ1 ，ｎ2 で挟まれる領域内に直線ｌを含
み、直線ｍを含まなけれはよい。また、式(7), (8)で表
される直線ｌ，ｍは磁束の大きさがそれぞれφ21 * ，φ
22 * である時の、一次角周波数ωが零となるトルクＴと
回転角周波数ωm との関係を示すものであり、(3) 式に
(4) 式のすべり角周波数ωs と、ω＝０を代入すること
によって求めることができる。ちなみに、本実施例では
Ｋ1 ，Ｋ2 ，φ22 * をφ21 * に対して次のように定め、
前記した条件を満たしている。
のように直線ｎ1 ，ｎ2 で挟まれる領域内に直線ｌを含
み、直線ｍを含まなけれはよい。また、式(7), (8)で表
される直線ｌ，ｍは磁束の大きさがそれぞれφ21 * ，φ
22 * である時の、一次角周波数ωが零となるトルクＴと
回転角周波数ωm との関係を示すものであり、(3) 式に
(4) 式のすべり角周波数ωs と、ω＝０を代入すること
によって求めることができる。ちなみに、本実施例では
Ｋ1 ，Ｋ2 ，φ22 * をφ21 * に対して次のように定め、
前記した条件を満たしている。
【数９】 Ｋ1 ＝−Ｒ2 ／（φ21 * −α）2 Ｋ2 ＝−Ｒ2 ／（φ21 * ＋α）2 α＝（φ21 * −φ22 * ）／２ φ22 * ＝φ21 * ／２
【００１２】本実施例は基本的に二次磁束の大きさはφ
21 * で制御するのであるが、誘導電動機が直線ｌ近辺
（図３で示す斜線部）で運転する時、つまり一次角周波
数ωが零に近い時は、二次磁束の大きさをφ21 * からφ
22 * に弱めることによって、トルクと回転角周波数とを
変えることなく一次角周波数を変化させることができ、
回転角周波数ωm の演算を可能とする。
21 * で制御するのであるが、誘導電動機が直線ｌ近辺
（図３で示す斜線部）で運転する時、つまり一次角周波
数ωが零に近い時は、二次磁束の大きさをφ21 * からφ
22 * に弱めることによって、トルクと回転角周波数とを
変えることなく一次角周波数を変化させることができ、
回転角周波数ωm の演算を可能とする。
【００１３】本実施例では二次磁束指令を２値から選択
したが、一次角周波数を零に近づけず、トルクと回転角
周波数に影響を与えない程度に磁束を調整する手段の一
例に過ぎない。
したが、一次角周波数を零に近づけず、トルクと回転角
周波数に影響を与えない程度に磁束を調整する手段の一
例に過ぎない。
【００１４】
【発明の効果】以上述べてきたように、誘導電動機の一
次電圧と一次電流とから誘導電動機の回転角周波数を演
算する場合に、従来の技術では速度演算不可能な場合が
あったが、本発明によりそれを改善できる。
次電圧と一次電流とから誘導電動機の回転角周波数を演
算する場合に、従来の技術では速度演算不可能な場合が
あったが、本発明によりそれを改善できる。
【図１】本発明の一実施例のＰＷＭインバータと誘導電
動機の制御回路のブロック線図である。
動機の制御回路のブロック線図である。
【図２】本発明の一実施例の図１に含まれる磁束調整部
のブロック線図である。
のブロック線図である。
【図３】本発明の一実施例の磁束調整部による、トルク
Ｔ〜誘導電動機の回転角周波数ωm 座標における二次磁
束選択の領域を表す図である。
Ｔ〜誘導電動機の回転角周波数ωm 座標における二次磁
束選択の領域を表す図である。
11 ＰＷＭインバータ制御部 12 ＰＷＭインバータ 13 誘導電動機 14 速度とトルクの演算部 15 磁束調整部 21, 22 乗算器 23, 24 加減器 25, 26 コンパレータ 27, 28 否定回路 29, 210 AND 回路 211 OR回路 212 二次磁束選択スイッチ
Claims (1)
- 【請求項１】 誘導電動機に供給される電圧と電流を検
出し、誘導電動機の回転角周波数を演算し推定する速度
検出手段において、前記速度検出手段で推定される速度
情報が零付近の範囲に存在することを検出する手段を具
え、速度情報が所定の範囲内にあるときは、速度情報に
応じて誘導電動機の磁束指令を調整する磁束調整手段を
具えたことを特徴とする速度検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3332395A JP2817123B2 (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 誘導電動機の磁束調整方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3332395A JP2817123B2 (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 誘導電動機の磁束調整方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05168274A true JPH05168274A (ja) | 1993-07-02 |
| JP2817123B2 JP2817123B2 (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=18254495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3332395A Expired - Lifetime JP2817123B2 (ja) | 1991-12-17 | 1991-12-17 | 誘導電動機の磁束調整方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2817123B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2040371A1 (en) * | 2006-07-06 | 2009-03-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Vector control apparatus for induction motor, vector control method for induction motor, and drive control apparatus for induction motor |
| CN105432014A (zh) * | 2013-06-25 | 2016-03-23 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于运行异步电机的方法和设备、异步电机 |
| JP2017103903A (ja) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | 東洋電機製造株式会社 | 電気車制御装置 |
| CN109713970A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-05-03 | 南京工程学院 | 一种基于预测控制的电动汽车用永磁同步电机控制方法 |
-
1991
- 1991-12-17 JP JP3332395A patent/JP2817123B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2040371A1 (en) * | 2006-07-06 | 2009-03-25 | Mitsubishi Electric Corporation | Vector control apparatus for induction motor, vector control method for induction motor, and drive control apparatus for induction motor |
| EP2040371A4 (en) * | 2006-07-06 | 2012-04-25 | Mitsubishi Electric Corp | VECTOR CONTROL DEVICE FOR AN INDUCTION MOTOR, VECTOR CONTROL PROCESS FOR AN INDUCTION MOTOR, AND DRIVE CONTROL DEVICE FOR AN INDUCTION MOTOR |
| CN105432014A (zh) * | 2013-06-25 | 2016-03-23 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于运行异步电机的方法和设备、异步电机 |
| JP2016523506A (ja) * | 2013-06-25 | 2016-08-08 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | 非同期機を作動するための方法および装置ならびに非同期機 |
| JP2017103903A (ja) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | 東洋電機製造株式会社 | 電気車制御装置 |
| CN109713970A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-05-03 | 南京工程学院 | 一种基于预测控制的电动汽车用永磁同步电机控制方法 |
| CN109713970B (zh) * | 2018-12-21 | 2023-04-11 | 南京工程学院 | 一种基于预测控制的电动汽车用永磁同步电机控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2817123B2 (ja) | 1998-10-27 |
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Legal Events
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