JPH06335277A - 交流電動機の制御装置 - Google Patents

交流電動機の制御装置

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JPH06335277A
JPH06335277A JP5115709A JP11570993A JPH06335277A JP H06335277 A JPH06335277 A JP H06335277A JP 5115709 A JP5115709 A JP 5115709A JP 11570993 A JP11570993 A JP 11570993A JP H06335277 A JPH06335277 A JP H06335277A
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JP
Japan
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phase
angle
coordinate conversion
rotation angle
converting
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Pending
Application number
JP5115709A
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English (en)
Inventor
Kazuo Shimane
一夫 嶋根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH06335277A publication Critical patent/JPH06335277A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2205/00Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the control loops
    • H02P2205/01Current loop, i.e. comparison of the motor current with a current reference

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、少くとも2相回転軸から3相軸へ
変換する回転座標変換手段を備えサンプリング制御する
電動機の制御装置において、サンプリング時間による遅
れを補償することにある。 【構成】 交流電動機に交流電力を供給する電力変換器
と、この電力変換器を制御するために、所定のサンプリ
ング時間毎に検出される、少くとも前記交流電動機の回
転角を座標変換角とする2相回転軸から3相軸へ変換す
る回転座標変換手段を備えた電動機の制御装置におい
て、所定のサンプリング時間毎に検出される少くとも前
記交流電動機の回転角に、前記サンプリング時間に対応
する回転角を加算する第1の回転角補償手段を設け、こ
の加算された回転角を座標変換角とすることを特徴とす
る交流電動機の制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、交流電動機を回転座標
変換手段を用いてサンプリング制御する交流電動機の制
御装置に係り、特に、サンプリング時間等による遅れを
補償した交流電動機の制御装置関する。
【0002】
【従来の技術】交流電動機を制御するに当って、現在は
マイクロプロセッサによるディジタル制御が多く用いら
れている。また誘導電動機や同期電動機などは、高性能
化のため座標回転を伴なう直流制御が採用されることが
多い。
【0003】図4に、交流電動機として誘導電動機を用
いた従来の交流電動機の制御装置のブロック図を示す。
磁束指令φ* とトルク指令τ* から磁束電流演算器1と
トルク電流演算器2を用いて磁束電流指令id* とトル
ク電流指令iq* を演算する。電流検出器8,9,10
により検出した負荷電流iu,iv,iwを(1)式に
示す変換式を用いた3相軸から2相回転軸へ変換する回
転座標変換手段6で、3相軸から2相回転軸へ変換しi
d,iqを得る。この変換式に用いる座標変換角θ2
は、あるサンプル時間での位相角演算部13で演算され
る値θx (誘導電動機の場合は、θxは滑り角に相当
し、同期電動機の場合はθx は零となる。)と位置検出
器12により検出した交流電動機の回転角θr の和から
求められる。
【0004】
【数1】
【0005】各電流指令id* ,iq* と検出電流i
d,iqを比較しPI制御器で代表される電流制御器
3,4で演算処理を行い2相回転軸電圧指令Vd,Vq
を求める。Vd,Vqは(2)式に示す変換式を用いた
2相回転軸から3相軸へ変換する回転座標変換手段5で
2相回転軸から3相電圧指令Vu,Vv,Vwを求め
る。この変換式に用いる座標変換角θ1 は、θ2 と等し
くあるサンプル時間での位相角演算部13で演算される
値θx と位置検出器12より検出したθr の和から求め
られる。この3相電圧指令はPWM処理や位相制御を行
い電力変換器7の入力とする
【0006】
【数2】 以上のアルゴリズムが一回のサイプリングで演算され
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図4に示す従来の交流
電動機の制御装置では、電圧指令値の演算はディジタル
処理を行っているので例えば1ms毎に更新される離散
値となっている。この処理方式ではあるサンプリング時
間kで取込んで処理した演算結果は次のサンプリング時
間k+1で出力されており、出力周波数の高い条件では
この演算結果の出力遅れが大きな位相遅れになってい
る。また離散値で出力されるために、あるサンプリング
期間では出力値や検出値がサンプリングホ―ルドされて
いるために等価的に位相遅れを増大させている。
【0008】以下、サンプリング時間及びサイプリング
ホ―ルド時間による遅れについて説明する。図5はサン
プリング制御における制御演算の処理方法について示し
たものであり、制御装置は01(T=t)での割込み信
号に対して11で入力値を検出し演算を開始し、この演
算結果はD1にて保持される。02(T=t+Δt)
で、次の割込み信号を受けると前回のサンプリングの結
果D1をO2 で出力する。このため入力値を検出した時
点に対して出力時点が遅れて、図6で示すように連続系
で考えると、等価的にΔtだけ遅れて出力することにな
り、入力信号αに対して出力信号はβとなる。しかし、
ディジタル演算処理では、この出力値は次の出力が確定
する間(サンプリング期間中)一定に保持されるために
図7に示す波形γ(理解し易しくするために誇張してい
る。)のような階段状の出力波形となる。この階段状の
波形γの基本波を等価的にβに対してΔt´の遅れを持
つ波形δと考えることができる。この2つの遅れΔtと
Δt´を加えると図8に示すように、入力値に基づいた
計算結果に対して出力結果δは、Δt+Δt´のサンプ
リング時間及びサンプリングホ―ルド時間による遅れが
存在することになる。
【0009】又、3相軸から2相回転軸へ変換する回転
座標変換手段6では、電流等の検出回路では、サンプリ
ング期間に何回かのデ―タを検出し、それらを平均化し
たデ―タを読込むような場合、等価的なデ―タ読込み遅
れが存在する。
【0010】図9は、3相軸から2相回転軸へ変換する
回転座標変換手段6での電流検出のタイミング及びその
平均値の読込みタイミングを示した図である。割込み信
号の間にN回の電流検出を行ない平均化することで電流
リプルの影響を除去するような場合、P1(k-1)からPn
(k-1)の平均値を演算して読込むものとすれば、P1(k-
1)からPn(k-1)の平均値は等価的にPA(k-1) になる。
このためPA(k-1) におけるデ―タをΔt”だけ遅れて
読込むことと等価になり、これは、デ―タ読込みに等価
的にΔt”の遅れがあると見做なすことができる。
【0011】このため本発明の第1の目的は、2相回転
軸から3相軸へ変換する回転座標変換手段を備えた交流
電動機の制御装置において、サンプリング時間による遅
れを考慮して回転座標角を補償することができる電動機
の制御装置を提供することを目的とする。
【0012】又、本発明の第2の目的は、2相回転軸か
ら3相軸へ変換する回転座標変換手段を備えた交流電動
機の制御装置において、サンプリング時間による遅れ及
びサンプリングホ―ルド時間による遅れを考慮して回転
座標角を補償することができる電動機の制御装置を提供
することを目的とする。
【0013】更に、本発明の第3の目的は、2相回転軸
から3相軸へ変換する回転座標変換手段及び3相軸から
2相回転軸へ変換する回転座標変換手段を備えた交流電
動機の制御装置においてサンプリング時間による遅れを
考慮して回転座標角を補償すると共にデ―タ読込み遅れ
を考慮して回転座標角を補償することができる電動機の
制御装置を提供することを目的とする。
【0014】更に又、本発明の第4の目的は、2相回転
軸から3相軸へ変換する回転座標変換手段及び3相軸か
ら2相回転軸へ変換する回転座標変換手段を備えた交流
電動機の制御装置においてサンプリング時間による遅れ
及びサンプリングホ―ルド時間による遅れをを考慮して
回転座標角を補償すると共にデ―タ読込み遅れを考慮し
て回転座標角を補償することができる電動機の制御装置
を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】前記第1の目的は請求項
1の発明によれば、交流電動機に交流電力を供給する電
力変換器と、この電力変換器を制御するために、所定の
サンプリング時間毎に検出される、少くとも前記交流電
動機の回転角を座標変換角とする2相回転軸から3相軸
へ変換する回転座標変換手段を備えた電動機の制御装置
において、所定のサンプリング時間毎に検出される少く
とも前記交流電動機の回転角に、前記サンプリング時間
に対応して遅れる回転角を加算する第1の回転角補償手
段を設け、この加算された回転角を座標変換角とするこ
とによって達成している。
【0016】又、前記第1の目的は請求項2の発明によ
れば、交流電動機に交流電力を供給する電力変換器と、
この電力変換器を制御するために、所定のサンプリング
時間毎に検出される、少くとも前記交流電動機の回転角
を座標変換角とする2相回転軸から3相軸へ変換する回
転座標変換手段を備えた電動機の制御装置において、所
定のサンプリング時間毎に検出される少くとも前記交流
電動機の今回の回転角に、今回の座標変換角と前回の座
標変換角の差に相当する位相角を加算する第1の回転角
補償手段を設け、この加算された回転角を今回の座標変
換角とすることによって達成している。
【0017】更に、前記第2の目的は請求項3の発明に
よれば、交流電動機に交流電力を供給する電力変換器
と、この電力変換器を制御するために、所定のサンプリ
ング時間毎に検出される、少くとも前記交流電動機の回
転角を座標変換角とする2相回転軸から3相軸へ変換す
る回転座標変換手段を備えた電動機の制御装置におい
て、所定のサンプリング時間毎に検出される少くとも前
記交流電動機の回転角に、前記サンプリング時間に対応
して遅れる回転角及びサンプリングホ―ルド時間に起因
して遅れる回転角を加算する第1の回転角補償手段を設
け、この加算された回転角を座標変換角とすることによ
って達成している。
【0018】又、前記第2の目的は請求項4の発明によ
れば、交流電動機に交流電力を供給する電力変換器と、
この電力変換器を制御するために、所定のサンプリング
時間毎に検出される、少くとも前記交流電動機の回転角
を座標変換角とする2相回転軸から3相軸へ変換する回
転座標変換手段を備えた電動機の制御装置において、所
定のサンプリング時間毎に検出される少くとも前記交流
電動機の今回の回転角に、今回の座標変換角と前回の座
標変換角の差に相当する位相角及びこの位相角にサンプ
リングホ―ルド時間に応じた係数を掛けた位相角を加算
する第1の回転角補償手段を設け、この加算された回転
角を今回の座標変換角とすることによって達成してい
る。
【0019】更に、第3の目的は請求項5の発明によれ
ば、交流電動機に交流電力を供給する電力変換器と、こ
の電力変換器を制御するために、所定のサンプリング時
間毎に検出される、少くとも前記交流電動機の回転角を
座標変換角とする2相回転軸から3相軸へ変換する回転
座標変換手段及び3相軸から2相回転軸へ変換する回転
座標変換手段を備えた電動機の制御装置において、所定
のサンプリング時間毎に検出される少くとも前記交流電
動機の回転角に、前記サンプリング時間に対応して遅れ
る回転角を加算する第1の回転角補償手段及び所定のサ
ンプリング時間毎に検出される少くとも前記交流電動機
の回転角にデ―タ読込み遅れ時間に対応して遅れる回転
角を加算する第2の回転角補償手段を設け、加算された
前者の回転角を前記2相回転軸から3相軸へ変換する回
転座標変換手段の座標変換角とし、加算された後者の回
転角を前記3相軸から2相回転軸へ変換する回転座標変
換手段の座標変換角とすることによって達成している。
【0020】又、前記第3の目的は請求項6の発明によ
れば、交流電動機に交流電力を供給する電力変換器と、
この電力変換器を制御するために、所定のサンプリング
時間毎に検出される、少くとも前記交流電動機の回転角
を座標変換角とする2相回転軸から3相軸へ変換する回
転座標変換手段及び3相軸から2相回転軸へ変換する回
転座標変換手段を備えた電動機の制御装置において、所
定のサンプリング時間毎に検出される少くとも前記交流
電動機の今回の回転角に、前記2相回転軸から3相軸へ
変換する回転座標変換手段の今回の座標変換角と前回の
座標変換角の差に相当する位相角を加算する第1の回転
角補償手段及び所定のサンプリング時間毎に検出される
少くとも前記交流電動機の回転角に、前記3相軸から2
相回転軸へ変換する回転座標変換手段の今回の座標変換
角と前回の座標変換角の差に相当する位相角にサンプリ
ングホ―ルド時間に応じた係数を掛けた位相角を加算す
る第2の回転角補償手段を設け、加算された前者の回転
角を前記2相回転軸から3相軸へ変換する回転座標変換
手段の今回の座標変換角とし、加算された後者の回転角
を前記3相軸から2相回転軸へ変換する回転座標変換手
段の今回の座標変換角とすることによって達成してい
る。
【0021】更に、前記第4の目的は請求項7の発明に
よれば、交流電動機に交流電力を供給する電力変換器
と、この電力変換器を制御するために、所定のサンプリ
ング時間毎に検出される、少くとも前記交流電動機の回
転角を座標変換角とする2相回転軸から3相軸へ変換す
る回転座標変換手段及び3相軸から2相回転軸へ変換す
る回転座標変換手段を備えた電動機の制御装置におい
て、所定のサンプリング時間毎に検出される少くとも前
記交流電動機の回転角に、前記サンプリング時間に対応
して遅れる回転角及びサンプリングホ―ルド時間に起因
して遅れる回転角を加算する第1の回転角補償手段及び
所定のサンプリング時間毎に検出される少くとも前記交
流電動機の回転角にデ―タ読込み遅れ時間に対応して遅
れる回転角を加算する第2の回転角補償手段を設け、加
算された前者の回転角を前記2相回転軸から3相軸へ変
換する回転座標変換手段の座標変換角とし、加算された
後者の回転角を前記3相軸から2相回転軸へ変換する回
転座標変換手段の座標変換角とすることによって達成し
ている。
【0022】又、前記第4の目的は請求項8の発明によ
れば、交流電動機に交流電力を供給する電力変換器と、
この電力変換器を制御するために、所定のサンプリング
時間毎に検出される、少くとも前記交流電動機の回転角
を座標変換角とする2相回転軸から3相軸へ変換する回
転座標変換手段及び3相軸から2相回転軸へ変換する回
転座標変換手段を備えた電動機の制御装置において、所
定のサンプリング時間毎に検出される少くとも前記交流
電動機の今回の回転角に、前記2相回転軸から3相軸へ
変換する回転座標変換手段の今回の座標変換角と前回の
座標変換角の差に相当する位相角と、この位相角にサン
プリングホ―ルド時間に応じた係数を掛けた位相角を加
算する第1の回転角補償手段及び所定のサンプリング時
間毎に検出される少くとも前記交流電動機の今回の回転
角に、前記3相軸から2相回転軸へ変換する回転座標変
換手段の今回の座標変換角と前回の座標変換角の差に相
当する位相角にサンプリングホ―ルド時間に応じた係数
を掛けた位相角を加算する第2の回転角補償手段を設
け、加算された前者の回転角を前記2相回転軸から3相
軸へ変換する回転座標変換手段の今回の座標変換角と
し、加算された後者の回転角を前記3相軸から2相回転
軸へ変換する回転座標変換手段の今回の座標変換角とす
ることによって達成している。
【0023】
【作用】前述のように構成された請求項1の発明によれ
ば、サンプリング時間毎に検出される少くとも交流電動
機の回転角に、サンプリング時間に対応して遅れる回転
角を加算した回転角を、2相回転軸から3相軸へ変換す
る回転座標変換手段の座標変換角とすることにより、座
標変換角は進み方向に補正されるため、サンプリング時
間に対応して遅れる回転角を無くすることができる。
【0024】又、請求項2の発明によれば、所定のサン
プリング時間毎に検出される少くとも交流電動機の今回
の回転角に、今回の座標変換角と前回の座標変換角の差
に相当する位相角を加算して2相回転軸から3相軸へ変
換する回転座標変換手段の座標変換角とすることによ
り、2相回転軸から3相軸へ変換する回転座標変換手段
の座標変換角は、サンプリング時間に対応して遅れる回
転角だけ、進み方向に補正されるため、サンプリング時
間に対応して遅れる回転角を無くすることができる。
【0025】更に、請求項3の発明によれば、サンプリ
ング時間毎に検出される少くとも交流電動機の回転角
に、サンプリング時間に対応して遅れる回転角及びサン
プリングホ―ルド時間に起因して遅れる回転角を加算し
て、2相回転軸から3相軸へ変換する回転座標変換手段
の座標変換角とすることにより、2相回転軸から3相軸
へ変換する回転座標変換手段の座標変換角は、サンプリ
ング時間に対応して遅れる回転角とサンプリングホ―ル
ド時間に起因して遅れる回転角の和だけ進み方向に補正
されるため、サンプリング時間に対応して遅れる回転角
とサンプリングホ―ルド時間に起因して遅れる回転角を
無くすることができる。
【0026】又、請求項4の発明によれば、サンプリン
グ時間毎に検出される少くとも交流電動機の今回の回転
角に、今回の座標変換角と前回の座標変換角の差に相当
する位相角及びこの位相角にサンプリングホ―ルド時間
に応じた係数を掛けた位相角を加算して2相回転軸から
3相軸へ変換する回転座標変換手段の座標変換角とする
ことにより、2相回転軸から3相軸へ変換する回転座標
変換手段の座標変換角は、サンプリング時間に対応して
遅れる回転角及びサンプリングホ―ルド時間に起因して
遅れる回転角だけ進み方向に補正されるためこれらの遅
れ角を無くすることができる。
【0027】更に、請求項5の発明によれば、サンプリ
ング時間毎に検出される交流電動機の回転角に、サンプ
リング時間に対応して遅れる回転角を加算した回転角
を、2相回転軸から3相軸へ変換する回転座標変換手段
の座標変換角とすることにより、座標変換角は進み方向
に補正されるため、サンプリング時間に対応して遅れる
回転角を無くすることができる。又、サンプリング時間
毎に検出される少くとも交流電動機の回転角にデ―タ読
込み遅れ時間に対応して遅れる回転角を加算した回転角
を、3相軸から2相回転軸へ変換する回転座標変換手段
の座標変換角とすることにより、座標変換角は進み方向
に補正されるため、デ―タ読込み遅れ時間に対応して遅
れる回転角も無くすることができる。
【0028】又、請求項6の発明によれば、サンプリン
グ時間毎に検出される少くとも交流電動機の今回の回転
角に、2相回転軸から3相軸へ変換する回転座標変換手
段の今回の座標変換角と前回の座標変換角の差に相当す
る位相角を加算した回転角を、2相回転軸から3相軸へ
変換する回転座標変換手段の座標変換角とすることによ
り、座標変換角は進み方向に補正されるため、サンプリ
ング時間に対応して遅れる回転角を無くすることができ
る。又、サンプリング時間毎に検出される少くとも交流
電動機の回転角に、3相軸から2相回転軸へ変換する回
転座標変換手段の今回の座標変換角と前回の座標変換角
の差に相当する位相角にサンプリングホ―ルド時間に応
じた係数を掛けた位相角を加算した回転角を、3相軸か
ら2相回転軸へ変換する回転座標変換手段の座標変換角
とすることにより、座標変換角は進み方向に補正される
ため、デ―タ読込み遅れ時間に対応して遅れる回転角も
無くすることができる。
【0029】更に、請求項7の発明によれば、サンプリ
ング時間毎に検出される交流電動機の回転角に、サンプ
リング時間に対応して遅れる回転角及びサンプリングホ
―ルド時間に起因して遅れる回転角を加算して2相回転
軸から3相軸へ変換する回転座標変換手段の座標変換角
とすることにより、2相回転軸から3相軸へ変換する回
転座標変換手段の座標変換角は、サンプリング時間に対
応して遅れる回転角とサンプリングホ―ルド時間に起因
して遅れる回転角の和だけ進み方向に補正されるため、
サンプリング時間に対応して遅れる回転角とサンプリン
グホ―ルド時間に起因して遅れる回転角を無くすること
ができる。 又、サンプリング時間毎に検出される少く
とも交流電動機の回転角にデ―タ読込み遅れ時間に対応
して遅れる回転角を加算した回転角を、3相軸から2相
回転軸へ変換する回転座標変換手段の座標変換角とする
ことにより、座標変換角は進み方向に補正されるため、
デ―タ読込み遅れ時間に対応して遅れる回転角も無くす
ることができる。
【0030】又、請求項8の発明によれば、サンプリン
グ時間毎に検出される少くとも交流電動機の今回の回転
角に、2相回転軸から3相軸へ変換する回転座標変換手
段の今回の座標変換角と前回の座標変換角の差に相当す
る位相角を加算した回転角及びこの位相角にサンプリン
グホ―ルド時間に応じた係数を掛けた位相角を加算して
2相回転軸から3相軸へ変換する回転座標変換手段の座
標変換角とすることによって、2相回転軸から3相軸へ
変換する回転座標変換手段の座標変換角は、サンプリン
グ時間に対応して遅れる回転角及びサンプリングホ―ル
ド時間に起因して遅れる回転角だけ進み方向に補正され
るためこれらの遅れ角を無くすることができる。又、サ
ンプリング時間毎に検出される少くとも交流電動機の回
転角に、3相軸から2相回転軸へ変換する回転座標変換
手段の今回の座標変換角と前回の座標変換角の差に相当
する位相角にサンプリングホ―ルド時間に応じた係数を
掛けた位相角を加算した回転角を、3相軸から2相回転
軸へ変換する回転座標変換手段の座標変換角とすること
により、座標変換角は進み方向に補正されるため、デ―
タ読込み遅れ時間に対応して遅れる回転角も無くするこ
とができる。
【0031】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示すブロック図で
あり、図9の従来例の同一符号は同一回路要素ないしは
同一信号を示している。本実施例の電動機の制御装置
は、従来の制御装置に加えて、2相回転軸から3相軸へ
変換する回転座標変換手段5の座標変換角を補償する第
1の回転角補償手段17と、3相軸から2相回転軸へ変
換する回転座標変換手段6の座標変換角を補償する第2
の回転角補償手段18を設けたものである。
【0032】次に、この遅れ時間Δt及びΔt´によっ
て生じる位相遅れ角を補償する第1の回転角補償手段1
7の動作を説明する。2相回転軸から3相軸へ変換する
回転座標変換手段5の或るサンプリング時間k(今回の
サンプリング時間)における座標変換角をθ(k) とし、
この時の出力をV(k) とし、或るサンプリング時間kの
1つ前(前回のサンプリング時間)における座標変換角
をθ(k-1) し、この時の出力をV(k-1) とし、これをベ
クトル図として示せば、図2のようになる。
【0033】前回の出力V(k-1) 発生時点から今回の出
力V(k) 発生時点までの時間はサンプリング時間Δtに
相当しているため、サンプリング演算遅れ分Δtによっ
て遅れる位相角は遅れ分Δtと見做すことができ、又、
(3)式を用いて演算することもできる。
【0034】
【数3】 Δθ11(k) =θ(k) −θ(k-1) ……(3) このΔθ11(k) は、サンプリングΔtに対応した遅れ回
転角である。又、サンプリングホ―ルド時間に起因する
遅れ時間Δt´に対応した遅れ回転位相角Δθ12(k)
は、図7から、サンプルホ―ルド時間Δtが長ければ大
きくなることがわかる。従って、Δθ12(k) はΔt×G
(G:ホ―ルド時間の関数)と見做すことができる。つ
まり、回転位相角Δθ12(k) は、ホ―ルド時間(サンプ
リング時間Δt)に左右される。一方、Δθ11(k) は、
サンプリング時間Δtに対応して遅れる回転角Δθ11
(k) であることから、回転位相角Δθ12(k) は(4)式
を用いて演算することもできる。
【0035】
【数4】 Δθ12(k) =Δθ11(k) ×G ……(4) G:ホ―ルド時間の関数 (3),(4)式により補償すべき位相角は(5)式の
ようになる。
【0036】
【数5】 Δθ1(k)=Δθ11(k) +Δθ12(k) =(1+G)×[θ(k) −θ(k-1) ] ……(5) 或るサンプリング時間kにおいて、2相回転軸電圧指令
Vd(k) ,Vq(k) を3相軸電圧指令に変換する場合に
用いる座標変換角θ1(k)は、(6)式に示すように位相
角演算部13で演算したθx(k)と位置検出器12により
検出したθr(k)の和であるθ(k) に第1の回転角補償手
段17で求めた回転角補償値Δθ1(k)を加えたものにな
り、図2に示すように、V(k) ´を(7)式の座標変換
式に(6)式のθ1(k)を代入し、演算することで、図3
のαとδの波形が示すように遅れのない出力結果が得ら
れるようになる。
【0037】
【数6】 θ1(k)=θx(k)+θr(k)+Δθ1(k) ……(6)
【0038】次に、本発明をデ―タ読込み遅れ時間によ
って遅れる、3相軸から2相回転軸へ変換する回転座標
変換手段の座標変換角を補償する第2の回転角補償手段
18の動作を説明する。サンプリング演算時間Δtによ
って遅れる位相角θ21(k) は(8)式を用いて演算す
る。
【0039】
【数7】 Δθ21(k) =θ(k) −θ(k-1) ……(8) (8)式のθ(k) −θ(k-1) はΔtに相当するものと見
做すことができる。又、読込み遅れ時間Δt”によって
等価的に遅れる位相角Δθ22(k) を(9)式を用いて演
算する。
【0040】
【数8】 Δθ22(k) =Δθ21(k) ×G ……(9) G:ホ―ルド時間の関数 (9)式のΔθ22(k) は読込み遅れ時間Δt”に相当す
るものと見做すことができる。(9)式により補償すべ
き位相角は(10)式のようになる。
【0041】
【数9】 Δθ2(k)=Δθ22(k) =G×[θ(k) −θ(k-1) ] ……(10) あるサンプリング時間kにおいて、3相電流iu(k) ,
iv(k) ,iw(k) を2相回転軸電流に変換する場合に
用いる回転角θ2(k)は、(11)式に示すように、位相
角演算部13で演算したθx(k)と位置検出器12により
検出したθr(k)の和に第2の回転角補償手段18で求め
た回転角補償値Δθ2(k)を加えたものになり、(12)
式の座標変換式に(11)式のθ2(k)を代入し、演算す
ることで、遅れのない入力が得られるようになる。
【0042】
【数10】 θ2(k)=θx(k)+θr(k)+Δθ2(k) ……(11)
【0043】前述説明においては、第1の回転角補償手
段17は、Δθ11(k) +Δθ12(k)を演算しているがΔ
θ11(k) に比較してΔθ12(k) は相当小さいため、Δθ
12(k) を無視することもできる。
【0044】又、前述の説明では、Δθ11(k) をθ(k)
−θ(k-1) として求め、Δθ12(k)をΔθ11(k) ×Gと
して求めているが、Δθ11(k) はΔtと見做すことがで
きるためサンプリング時間及びサンプリング時間に係数
Gを掛けたものを使用しても良い。更に、第2の回転角
補償手段18は、Δθ2(k)としてΔθ22(k) を演算によ
って求めているが、Δθ22(k) は読込み遅れ時間Δt”
に相当するものと見做すことができるためΔθ22(k) の
代りとしてΔt”を用いても良い。
【0045】又、図1の交流電動機として誘導電動機を
例としているが、誘導電動機の代りとして同期電動機を
用いることも出来る。この場合は、すへり角θx に相当
する信号は無視される。
【0046】更に、図1の制御装置は、2相回転軸から
3相軸へ変換する回転座標変換手段5及び3相軸から2
相回転軸へ変換する回転座標変換手段6を設けている
が、3相軸から2相回転軸へ変換する回転座標変換手段
6は、省略することもできる。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1及び請求
項2の発明によれば、2相回転軸から3相軸へ変換する
回転座標変換手段を備えた交流電動機の制御装置におい
て、サンプリング時間による遅れを無くした電動機の制
御装置を提供することが出来る。 又、請求項3及び請
求項4の発明によれば、2相回転軸から3相軸へ変換す
る回転座標変換手段を備えた交流電動機の制御装置にお
いて、サンプリング時間による遅れ及びサンプリングホ
―ルド時間による遅れを無くした電動機の制御装置を提
供することができる。
【0048】更に、請求項5及び請求項6の発明によれ
ば、2相回転軸から3相軸へ変換する回転座標変換手段
及び3相軸から2相回転軸へ変換する回転座標変換手段
を備えた交流電動機の制御装置において、2相回転軸か
ら3相軸へ変換する回転座標変換手段のサンプリング時
間による遅れ及び3相軸から2相回転軸へ変換する回転
座標変換手段のデ―タ読込み遅れを無くした電動機の制
御装置を提供することができる。
【0049】又、請求項7及び請求項8の発明によれ
ば、2相回転軸から3相軸へ変換する回転座標変換手段
及び3相軸から2相回転軸へ変換する回転座標変換手段
を備えた交流電動機の制御装置において、2相回転軸か
ら3相軸へ変換する回転座標変換手段のサンプリング時
間による遅れ及びサンプリングホ―ルド時間による遅れ
を無くすると共に、3相軸から2相回転軸へ変換する回
転座標変換手段のデ―タ読込み遅れを無くした電動機の
制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す交流電動機の制御装置
のブロック図。
【図2】本発明の動作を説明するための回転ベクトル
図。
【図3】本発明によってよって補償された波形図。
【図4】従来の交流電動機の制御装置のブロック図。
【図5】サンプリング制御を説明するための図。
【図6】サンプリング時間による遅れを説明するための
波形図。
【図7】サンプリングホ―ルド時間による遅れを説明す
るための波形図。
【図8】サンプリング制御に起因する遅れを説明するた
めの波形図。
【図9】サンプリング制御による読込み遅れを説明する
ための図。
【符号の説明】
1 …磁束電流演算部 2 …トルク電流演算部 3,4 …電流制御器 5 …2相回転軸から3相軸へ変換する回転座
標変換手段 6 …3相軸から2相回転軸へ変換する回転座
標変換手段 7 …電力変換器 8,9,10…電流検出器 11 …交流電動機 12 …位置検出器 13 …位相角演算部 14〜16 …加算器 17 …第1の回転角補償手段 18 …第2の回転角補償手段 20 …1サンプル計算ブロック

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流電動機に交流電力を供給する電
    力変換器と、この電力変換器を制御するために、所定の
    サンプリング時間毎に検出される、少くとも前記交流電
    動機の回転角を座標変換角とする2相回転軸から3相軸
    へ変換する回転座標変換手段を備えた電動機の制御装置
    において、所定のサンプリング時間毎に検出される少く
    とも前記交流電動機の回転角に、前記サンプリング時間
    に対応して遅れる回転角を加算する第1の回転角補償手
    段を設け、この加算された回転角を座標変換角とするこ
    とを特徴とする交流電動機の制御装置。
  2. 【請求項2】 交流電動機に交流電力を供給する電
    力変換器と、この電力変換器を制御するために、所定の
    サンプリング時間毎に検出される、少くとも前記交流電
    動機の回転角を座標変換角とする2相回転軸から3相軸
    へ変換する回転座標変換手段を備えた電動機の制御装置
    において、所定のサンプリング時間毎に検出される少く
    とも前記交流電動機の今回の回転角に、今回の座標変換
    角と前回の座標変換角の差に相当する位相角を加算する
    第1の回転角補償手段を設け、この加算された回転角を
    今回の座標変換角とすることを特徴とする交流電動機の
    制御装置。
  3. 【請求項3】 交流電動機に交流電力を供給する電
    力変換器と、この電力変換器を制御するために、所定の
    サンプリング時間毎に検出される、少くとも前記交流電
    動機の回転角を座標変換角とする2相回転軸から3相軸
    へ変換する回転座標変換手段を備えた電動機の制御装置
    において、所定のサンプリング時間毎に検出される少く
    とも前記交流電動機の回転角に、前記サンプリング時間
    に対応して遅れる回転角及びサンプリングホ―ルド時間
    に起因して遅れる回転角を加算する第1の回転角補償手
    段を設け、この加算された回転角を座標変換角とするこ
    とを特徴とする交流電動機の制御装置。
  4. 【請求項4】 交流電動機に交流電力を供給する電
    力変換器と、この電力変換器を制御するために、所定の
    サンプリング時間毎に検出される、少くとも前記交流電
    動機の回転角を座標変換角とする2相回転軸から3相軸
    へ変換する回転座標変換手段を備えた電動機の制御装置
    において、所定のサンプリング時間毎に検出される少く
    とも前記交流電動機の今回の回転角に、今回の座標変換
    角と前回の座標変換角の差に相当する位相角及びこの位
    相角にサンプリングホ―ルド時間に応じた係数を掛けた
    位相角を加算する第1の回転角補償手段を設け、この加
    算された回転角を今回の座標変換角とすることを特徴と
    した交流電動機の制御装置。
  5. 【請求項5】 交流電動機に交流電力を供給する電
    力変換器と、この電力変換器を制御するために、所定の
    サンプリング時間毎に検出される、少くとも前記交流電
    動機の回転角を座標変換角とする2相回転軸から3相軸
    へ変換する回転座標変換手段及び3相軸から2相回転軸
    へ変換する回転座標変換手段を備えた電動機の制御装置
    において、所定のサンプリング時間毎に検出される少く
    とも前記交流電動機の回転角に、前記サンプリング時間
    に対応して遅れる回転角を加算する第1の回転角補償手
    段及び所定のサンプリング時間毎に検出される少くとも
    前記交流電動機の回転角にデ―タ読込み遅れ時間に対応
    して遅れる回転角を加算する第2の回転角補償手段を設
    け、加算された前者の回転角を前記2相回転軸から3相
    軸へ変換する回転座標変換手段の座標変換角とし、加算
    された後者の回転角を前記3相軸から2相回転軸へ変換
    する回転座標変換手段の座標変換角とすることを特徴と
    した交流電動機の制御装置。
  6. 【請求項6】 交流電動機に交流電力を供給する電
    力変換器と、この電力変換器を制御するために、所定の
    サンプリング時間毎に検出される、少くとも前記交流電
    動機の回転角を座標変換角とする2相回転軸から3相軸
    へ変換する回転座標変換手段及び3相軸から2相回転軸
    へ変換する回転座標変換手段を備えた電動機の制御装置
    において、所定のサンプリング時間毎に検出される少く
    とも前記交流電動機の今回の回転角に、前記2相回転軸
    から3相軸へ変換する回転座標変換手段の今回の座標変
    換角と前回の座標変換角の差に相当する位相角を加算す
    る第1の回転角補償手段及び所定のサンプリング時間毎
    に検出される少くとも前記交流電動機の回転角に、前記
    3相軸から2相回転軸へ変換する回転座標変換手段の今
    回の座標変換角と前回の座標変換角の差に相当する位相
    角にサンプリングホ―ルド時間に応じた係数を掛けた位
    相角を加算する第2の回転角補償手段を設け、加算され
    た前者の回転角を前記2相回転軸から3相軸へ変換する
    回転座標変換手段の今回の座標変換角とし、加算された
    後者の回転角を前記3相軸から2相回転軸へ変換する回
    転座標変換手段の今回の座標変換角とすることを特徴と
    した交流電動機の制御装置。
  7. 【請求項7】 交流電動機に交流電力を供給する電
    力変換器と、この電力変換器を制御するために、所定の
    サンプリング時間毎に検出される、少くとも前記交流電
    動機の回転角を座標変換角とする2相回転軸から3相軸
    へ変換する回転座標変換手段及び3相軸から2相回転軸
    へ変換する回転座標変換手段を備えた電動機の制御装置
    において、所定のサンプリング時間毎に検出される少く
    とも前記交流電動機の回転角に、前記サンプリング時間
    に対応して遅れる回転角及びサンプリングホ―ルド時間
    に起因して遅れる回転角を加算する第1の回転角補償手
    段及び所定のサンプリング時間毎に検出される少くとも
    前記交流電動機の回転角にデ―タ読込み遅れ時間に対応
    して遅れる回転角を加算する第2の回転角補償手段を設
    け、加算された前者の回転角を前記2相回転軸から3相
    軸へ変換する回転座標変換手段の座標変換角とし、加算
    された後者の回転角を前記3相軸から2相回転軸へ変換
    する回転座標変換手段の座標変換角とすることを特徴と
    した交流電動機の制御装置。
  8. 【請求項8】 交流電動機に交流電力を供給する電
    力変換器と、この電力変換器を制御するために、所定の
    サンプリング時間毎に検出される、少くとも前記交流電
    動機の回転角を座標変換角とする2相回転軸から3相軸
    へ変換する回転座標変換手段及び3相軸から2相回転軸
    へ変換する回転座標変換手段を備えた電動機の制御装置
    において、所定のサンプリング時間毎に検出される少く
    とも前記交流電動機の今回の回転角に、前記2相回転軸
    から3相軸へ変換する回転座標変換手段の今回の座標変
    換角と前回の座標変換角の差に相当する位相角と、この
    位相角にサンプリングホ―ルド時間に応じた係数を掛け
    た位相角を加算する第1の回転角補償手段及び所定のサ
    ンプリング時間毎に検出される少くとも前記交流電動機
    の今回の回転角に、前記3相軸から2相回転軸へ変換す
    る回転座標変換手段の今回の座標変換角と前回の座標変
    換角の差に相当する位相角にサンプリングホ―ルド時間
    に応じた係数を掛けた位相角を加算する第2の回転角補
    償手段を設け、加算された前者の回転角を前記2相回転
    軸から3相軸へ変換する回転座標変換手段の今回の座標
    変換角とし、加算された後者の回転角を前記3相軸から
    2相回転軸へ変換する回転座標変換手段の今回の座標変
    換角とすることを特徴とした交流電動機の制御装置。
JP5115709A 1993-05-18 1993-05-18 交流電動機の制御装置 Pending JPH06335277A (ja)

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