JPH0630587A - Control apparatus for induction motor - Google Patents
Control apparatus for induction motorInfo
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- JPH0630587A JPH0630587A JP4019674A JP1967492A JPH0630587A JP H0630587 A JPH0630587 A JP H0630587A JP 4019674 A JP4019674 A JP 4019674A JP 1967492 A JP1967492 A JP 1967492A JP H0630587 A JPH0630587 A JP H0630587A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は誘導モータ制御装置に関
し、特に回転する誘導モータのオーバヒートを検出する
誘導モータ制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an induction motor controller, and more particularly to an induction motor controller for detecting overheating of a rotating induction motor.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の誘導モータ制御装置において、誘
導モータは工作機械の主軸を一定速度で回転させて使う
ものや、位置ループを組んで簡単な位置決めを行うもの
など、FA分野で幅広く使われている。また、誘導モー
タは、同期モータに比べると複雑なベクトル制御が必要
なため、これまで高精度の位置決め装置などには使われ
なかったが、近年、マイコンやDSP(ディジタルシグ
ナルプロセッサ)などの発達により高精度のベクトル制
御が実現できるようになり、同期モータが使われていた
分野にまで応用範囲が広がりつつある。2. Description of the Related Art In conventional induction motor control devices, induction motors are widely used in the FA field, such as those in which the spindle of a machine tool is rotated at a constant speed, and those in which a position loop is assembled for simple positioning. ing. In addition, induction motors have not been used in high-precision positioning devices until now because they require more complicated vector control than synchronous motors, but in recent years, due to the development of microcomputers and DSPs (digital signal processors), etc. Now that high-precision vector control can be realized, the range of applications is expanding to the fields where synchronous motors were used.
【0003】図3は従来の誘導モータ制御装置の一例を
示すブロック図である。図3において1は誘導モータ、
2は誘導モータの回転位置を検出するエンコーダ、3は
エンコーダ2より得られるモータ位置情報を微分する微
分手段、4はモータ回転速度制御する速度制御部、5は
モータのトルクをベクトル制御により制御するベクトル
制御部、6は誘導モータ1を冷却するモータ冷却手段、
7は誘導モータの温度を検出する温度検出器である。FIG. 3 is a block diagram showing an example of a conventional induction motor control device. In FIG. 3, 1 is an induction motor,
Reference numeral 2 is an encoder for detecting the rotation position of the induction motor, 3 is differentiating means for differentiating the motor position information obtained from the encoder 2, 4 is a speed control unit for controlling the motor rotation speed, and 5 is vector control for the motor torque. Vector control unit, 6 is a motor cooling means for cooling the induction motor 1,
A temperature detector 7 detects the temperature of the induction motor.
【0004】速度制御部4は上位の制御装置よりモータ
の速度指令ωcを入力し、微分手段3から得られる誘導
モータの回転速度ωmをフィードバックし、トルク電流
指令iqcをベクトル制御部5に出力する。ベクトル制
御部5は、トルク電流指令iqcと励磁電流指令idc
を入力し、モータ回転速度ωmとモータ3相交流電流
(iu,iv,iw)をフィードバックし、ベクトル制
御を行い3相交流電圧指令(Vu,Vv,Vw)を誘導
モータ1に印加する。The speed controller 4 receives the motor speed command ωc from the host controller, feeds back the rotational speed ωm of the induction motor obtained from the differentiator 3, and outputs the torque current command iqc to the vector controller 5. . The vector control unit 5 controls the torque current command iqc and the exciting current command idc.
Is input, the motor rotation speed ωm and the motor three-phase AC currents (iu, iv, iw) are fed back, vector control is performed, and the three-phase AC voltage command (Vu, Vv, Vw) is applied to the induction motor 1.
【0005】ベクトル制御の処理は次のように行う。ま
ず、モータに流れる3相交流電流(iu,iv,iw)
をフィードバックして座標変換によりトルク電流成分i
qと励磁電流成分idに分離する。この座標系はd−q
座標系と呼ばれ、次式(1)のように表せる。The vector control process is performed as follows. First, the three-phase AC current (iu, iv, iw) flowing through the motor
Is fed back and the torque current component i is converted by coordinate transformation.
q and the exciting current component id are separated. This coordinate system is dq
It is called a coordinate system and can be expressed by the following equation (1).
【0006】 [0006]
【0007】つぎに式(1)により得られたモータ電流
id,iqを励磁電流指令idcとトルク電流指令iq
cに一致するよう、励磁電流制御電圧指令Vdcとトル
ク電流制御電圧指令Vqcとからなる電圧指令を制御
し、これを3相交流電圧指令(Vu,Vv,Vw)に式
(5)のように座標変換して、誘導モータに印加する。Next, the motor currents id and iq obtained by the equation (1) are used as the exciting current command idc and the torque current command iq.
A voltage command consisting of an excitation current control voltage command Vdc and a torque current control voltage command Vqc is controlled so as to match c, and this is converted into a three-phase AC voltage command (Vu, Vv, Vw) as shown in equation (5). The coordinates are converted and applied to the induction motor.
【0008】 [0008]
【0009】以上のように誘導モータのベクトル制御で
は、フィードバック制御によりモータの電流id,iq
を電流指令idc、iqcになるよう制御し、また、す
べり周波数を式(3)のように制御している。As described above, in the vector control of the induction motor, the currents id and iq of the motor are controlled by the feedback control.
Is controlled so that the current commands idc and iqc are obtained, and the slip frequency is controlled as in Expression (3).
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上述した誘導モータ制
御装置において、誘導モータでは、磁束を発生させるた
めの励磁電流idを常時流しているため、同期モータに
比べ発熱量が大きく、ファンなどのモータ冷却手段6を
備えて、モータを冷却している。しかし、過負荷運転
や、あるいはモータ冷却手段6が故障した場合などに
は、誘導モータは異常加熱し、モータ巻線焼損などの恐
れがあり、モータのオーバヒートを検出する温度検出器
7を用いてモータのオーバヒートを検出している。一般
に、オーバヒート検出のための温度検出器は、異常温度
に達すると開閉するような簡単なものが多い。このた
め、運転中に突然アラームになるケースが多い。誘導モ
ータを工作機械の主軸として使う場合を考えると、ワー
クの切削加工中にこのようなアラームが発生すると加工
中のワークが不良になることもさることながら、無人化
運転を行う上で大きな支障となる。そこで誘導モータの
温度上昇を観測し、オーパヒートを予測して運転条件を
緩めるなどの方策が考えっられるが、この場合には、誘
導モータの温度を計測するため高価な温度検出器が必要
になってくるという問題点がある。In the induction motor control device described above, the induction motor constantly supplies the exciting current id for generating the magnetic flux. The cooling means 6 is provided to cool the motor. However, in the case of overload operation or failure of the motor cooling means 6, the induction motor may be abnormally heated and the motor winding may be burned. Therefore, the temperature detector 7 for detecting the overheat of the motor is used. Motor overheat is detected. Generally, many temperature detectors for detecting overheat are simple ones that open and close when an abnormal temperature is reached. For this reason, there are many cases where an alarm suddenly occurs during driving. Considering the case where an induction motor is used as the spindle of a machine tool, if an alarm like this occurs during cutting of a workpiece, the workpiece being machined may be defective and a major obstacle to unmanned operation. Becomes Therefore, measures such as observing the temperature rise of the induction motor and predicting the overheat to loosen the operating conditions can be considered, but in this case, an expensive temperature detector is required to measure the temperature of the induction motor. There is a problem that it will come.
【0011】本発明は、誘導モータの温度を特別な温度
検出器を用いずに推定によって求め、オーバヒートの検
出や、また、オーバヒートの予測行う手段を提供するこ
とを目的としている。It is an object of the present invention to provide means for detecting the temperature of an induction motor by estimation without using a special temperature detector, detecting overheat, and predicting overheat.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明の誘導モータ制御
装置は、誘導モータの回転位置を検出し位置情報として
出力するエンコーダと、前記位置情報を微分する微分手
段と、前記誘導モータの回転速度を制御する速度制御部
と、前記誘導モータのトルクをベクトル制御により制御
するベクトル制御部と、前記ベクトル制御部の状態変数
を入力して前記誘導モータの2次抵抗値を推定する2次
抵抗推定手段と、この2次抵抗推定手段で推定した2次
抵抗値に対応するモータ温度を求める2次抵抗/温度変
換手段とを有する。SUMMARY OF THE INVENTION An induction motor control device of the present invention includes an encoder for detecting the rotational position of an induction motor and outputting it as position information, a differentiating means for differentiating the position information, and a rotational speed of the induction motor. , A vector control unit for controlling the torque of the induction motor by vector control, and a secondary resistance estimation for estimating a secondary resistance value of the induction motor by inputting a state variable of the vector control unit. And a secondary resistance / temperature conversion means for obtaining the motor temperature corresponding to the secondary resistance value estimated by the secondary resistance estimation means.
【0013】[0013]
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。The present invention will be described below with reference to the drawings.
【0014】図1は本発明の誘導モータ制御装置の一実
施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an induction motor control device of the present invention.
【0015】図1において、1は誘導モータ、2は誘導
モータの回転位置を検出するエンコーダ、3はエンコー
ダ2より得られるモータ位置情報を微分する微分手段、
4はモータ回転速度制御する速度制御部、5はモータの
トルクをベクトル制御により制御するベクトル制御部、
11はベクトル制御部5の状態変数を入力して誘導モー
タ1の2次抵抗値を推定する2次抵抗推定手段、6は誘
導モータ1を冷却するモータ冷却手段、12は2次抵抗
推定手段11で推定した2次抵抗値より対応するモータ
温度を求める2次抵抗/温度変換手段である。In FIG. 1, 1 is an induction motor, 2 is an encoder for detecting the rotational position of the induction motor, 3 is differentiating means for differentiating the motor position information obtained from the encoder 2,
4 is a speed control unit for controlling the motor rotation speed, 5 is a vector control unit for controlling the motor torque by vector control,
Reference numeral 11 is a secondary resistance estimation means for estimating the secondary resistance value of the induction motor 1 by inputting the state variable of the vector control unit 5, 6 is a motor cooling means for cooling the induction motor 1, and 12 is a secondary resistance estimation means 11 It is a secondary resistance / temperature conversion means for obtaining the corresponding motor temperature from the secondary resistance value estimated in step S4.
【0016】次に、誘導モータ1の2次抵抗値を推定す
る動作について説明する。誘導モータの2次抵抗値R2
は、モータ温度が上昇するに従って大きくなる傾向をも
っている。R2の変動幅は、10〜20%/50℃程度
で図2に示すように単調増加の性質を持っている。Next, the operation of estimating the secondary resistance value of the induction motor 1 will be described. Induction motor secondary resistance R2
Has a tendency to increase as the motor temperature increases. The fluctuation range of R2 is about 10 to 20% / 50 [deg.] C. and has the property of monotonically increasing as shown in FIG.
【0017】誘導モータの2次抵抗値R2がモータ温度
上昇により変動すると誘導モータのベクトル制御の制御
状態は以前の状態とずれ、制御状態から逆に誘導モータ
の2次抵抗値R2を推定することができる。推定の方法
には外部からテスト信号を与えて制御系の応答を観測す
る方法と、テスト信号を与えず通常の運転の最中に推定
を行う方法があるが、ここでは、後者を用い、定常状態
の運転時に推定するものを示す。また、推定のアルブリ
ズムも最小二乗推定など推定誤差を考慮したものがある
がここでは簡単に方程式から直接算出する方法を示す。When the secondary resistance value R2 of the induction motor fluctuates due to a rise in motor temperature, the control state of the vector control of the induction motor deviates from the previous state, and the secondary resistance value R2 of the induction motor is estimated in reverse from the control state. You can There are two methods of estimation: one is to give a test signal from the outside to observe the response of the control system, and the other is to make an estimation during normal operation without giving a test signal. What is estimated when driving the state is shown. In addition, there are some algorithms that take into account the estimation error such as least-squares estimation, but here we will show a simple method of directly calculating from equations.
【0018】 [0018]
【0019】ただし、 Vd、Vq:d軸、q軸モータ1次電圧 id、iq:d軸、q軸モータ1次電流 Φ2d、Φ2q:モータ2次磁束d軸成分、q軸成分 R1、R2:モータの1次、2次抵抗 L1、L2:モータの1次、2次インダクタンス M:相互インダクタンス σ:漏れ係数 ω0:電源周波数(=ωm+ωs) ωm:モータ回転
数 ωs:すべり周波数 P:微分演算子(=d/dt) である。モータの定常回転状態を考えると式(6)は式
(7)となる。However, Vd, Vq: d axis, q axis motor primary voltage id, iq: d axis, q axis motor primary current Φ2d, Φ2q: motor secondary magnetic flux d axis component, q axis component R1, R2: Motor primary and secondary resistances L1 and L2: Motor primary and secondary inductances M: Mutual inductance σ: Leakage coefficient ω0: Power frequency (= ωm + ωs) ωm: Motor speed ωs: Slip frequency P: Differential operator (= D / dt). Considering the steady rotation state of the motor, equation (6) becomes equation (7).
【0020】2次抵抗値R2が変動すると式(4)で与
えられるすべり係数Kが実際の値とずれすべり周波数ω
sが適正でなくなる。ベクトル制御の制御状態量のうち
モータ電流id、iqは、フィードバック制御によって
R2の変動にかかわらず電流指令idc、iqcに制御
されるが、励磁電流制御電圧指令Vdcとトルク電流制
御電圧指令Vqcはずれる。座標変換の誤差がないとす
ると誘導モータに印加される電圧Vd、Vqは電圧指令
Vdc、Vqcと一致すると考えられるので、定常状態
のid、iq、Vd、Vq、ω0、ωsは、すべてベク
トル制御の状態変数であり既知量である。したがって、
式(7)の第1式、第2式から、モータ2次磁束Φ2
d、Φ2qが式(8)のように算出できる。When the secondary resistance value R2 fluctuates, the slip coefficient K given by the equation (4) deviates from the actual value and the slip frequency ω
s becomes incorrect. The motor currents id and iq among the control state quantities of the vector control are controlled to the current commands idc and iqc by the feedback control regardless of the fluctuation of R2, but deviate from the exciting current control voltage command Vdc and the torque current control voltage command Vqc. If there is no coordinate conversion error, it is considered that the voltages Vd and Vq applied to the induction motor match the voltage commands Vdc and Vqc. Therefore, id, iq, Vd, Vq, ω0, and ωs in the steady state are all vector control. Is a state variable and is a known quantity. Therefore,
From the first and second equations of equation (7), the motor secondary magnetic flux Φ2
d and Φ2q can be calculated as in Expression (8).
【0021】 [0021]
【0022】次に、誘導モータの2次抵抗の値がγ倍に
変動しているとすると、式(4)のすべり係数は適正値
の1/γ倍になる。Next, assuming that the value of the secondary resistance of the induction motor fluctuates by γ times, the slip coefficient of the equation (4) becomes 1 / γ times the proper value.
【0023】 [0023]
【0024】式(11)のいずれからでもγが算出で
き、誘導モータの2次抵抗の値がγ×R2と求められ
る。以上のようにして、2次抵抗推定手段11はベクト
ル制御部5よりのベクトル制御の状態変数id、iq、
Vd、Vq、ω0、ωsを入力して式(8)、式(1
1)により誘導モータ1の2次抵抗値をγ×R2と推定
する。Γ can be calculated from any of the equations (11), and the value of the secondary resistance of the induction motor is calculated as γ × R2. As described above, the secondary resistance estimation means 11 causes the vector control unit 5 to perform vector control state variables id, iq,
By inputting Vd, Vq, ω0 and ωs, equation (8) and equation (1
According to 1), the secondary resistance value of the induction motor 1 is estimated as γ × R2.
【0025】2次抵抗/温度変換手段12は2次抵抗推
定手段11で推定した2次抵抗値より対応するモータ温
度を求めるものである。予め実験などにより誘導モータ
の2次抵抗−温度特性を図2のように測定しておき、2
次抵抗/温度変換テーブルを使って、2次抵抗値により
モータ温度を出力する。The secondary resistance / temperature converting means 12 obtains the corresponding motor temperature from the secondary resistance value estimated by the secondary resistance estimating means 11. The secondary resistance-temperature characteristics of the induction motor are measured in advance as shown in FIG.
The motor temperature is output by the secondary resistance value using the secondary resistance / temperature conversion table.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上説明したように本発明の誘導モータ
制御装置では、誘導モータの2次抵抗値がモータ温度に
依存して変動することを利用し、ベクトル制御の状態変
数から誘導モータの2次抵抗値を推定し、推定した2次
抵抗値から誘導モータの温度を求めることにより、特別
に温度検出器を用いることなく誘導モータのオーバヒー
トを検出したり、オーバヒート発生を予測することが可
能となる。As described above, the induction motor control device of the present invention utilizes the fact that the secondary resistance value of the induction motor fluctuates depending on the motor temperature. By estimating the secondary resistance value and obtaining the temperature of the induction motor from the estimated secondary resistance value, it is possible to detect the overheat of the induction motor and to predict the occurrence of overheat without using a special temperature detector. Become.
【図1】本発明の一実施例のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.
【図2】本実施例の誘導モータの2次抵抗−温度の特性
図である。FIG. 2 is a characteristic diagram of secondary resistance-temperature of the induction motor of this embodiment.
【図3】従来の誘導モータ制御装置の一例のブロック図
である。FIG. 3 is a block diagram of an example of a conventional induction motor control device.
1 モータ 2 エンコーダ 3 微分手段 4 速度制御部 5 ベクトル制御部 6 モータ冷却手段 7 温度検出器部 11 2次抵抗推定手段 12 2次抵抗/温度変換手段 1 Motor 2 Encoder 3 Differentiating Means 4 Speed Control Unit 5 Vector Control Unit 6 Motor Cooling Means 7 Temperature Detector Part 11 Secondary Resistance Estimating Means 12 Secondary Resistance / Temperature Converting Means
Claims (1)
として出力するエンコーダと、前記位置情報を微分する
微分手段と、前記誘導モータの回転速度を制御する速度
制御部と、前記誘導モータのトルクをベクトル制御によ
り制御するベクトル制御部と、前記ベクトル制御部の状
態変数を入力して前記誘導モータの2次抵抗値を推定す
る2次抵抗推定手段と、この2次抵抗推定手段で推定し
た2次抵抗値に対応するモータ温度を求める2次抵抗/
温度変換手段とを有することを特徴とする誘導モータ制
御装置。1. An encoder for detecting a rotational position of an induction motor and outputting it as position information, a differentiating means for differentiating the position information, a speed control unit for controlling a rotation speed of the induction motor, and a torque of the induction motor. Is controlled by vector control, a secondary resistance estimating means for estimating a secondary resistance value of the induction motor by inputting a state variable of the vector control portion, and a secondary resistance estimating means for estimating 2 Secondary resistance to find the motor temperature corresponding to the secondary resistance value /
An induction motor control device comprising: a temperature conversion means.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4019674A JPH0630587A (en) | 1992-02-05 | 1992-02-05 | Control apparatus for induction motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4019674A JPH0630587A (en) | 1992-02-05 | 1992-02-05 | Control apparatus for induction motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0630587A true JPH0630587A (en) | 1994-02-04 |
Family
ID=12005786
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4019674A Withdrawn JPH0630587A (en) | 1992-02-05 | 1992-02-05 | Control apparatus for induction motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0630587A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998043347A1 (en) * | 1997-03-24 | 1998-10-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Device and method for controlling induction motor |
KR100326574B1 (en) * | 1998-03-12 | 2002-03-12 | 니시무로 타이죠 | Electric vehicle control device |
JP2005521374A (en) * | 2002-03-22 | 2005-07-14 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Method and apparatus for determining rotor temperature in a PM synchronous machine |
-
1992
- 1992-02-05 JP JP4019674A patent/JPH0630587A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1998043347A1 (en) * | 1997-03-24 | 1998-10-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Device and method for controlling induction motor |
KR100326574B1 (en) * | 1998-03-12 | 2002-03-12 | 니시무로 타이죠 | Electric vehicle control device |
JP2005521374A (en) * | 2002-03-22 | 2005-07-14 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Method and apparatus for determining rotor temperature in a PM synchronous machine |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990518 |