JPH0670571A - Controller for inverter device - Google Patents

Controller for inverter device

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JPH0670571A
JPH0670571A JP4220333A JP22033392A JPH0670571A JP H0670571 A JPH0670571 A JP H0670571A JP 4220333 A JP4220333 A JP 4220333A JP 22033392 A JP22033392 A JP 22033392A JP H0670571 A JPH0670571 A JP H0670571A
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JP
Japan
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command
current
inverter
component
motor
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Pending
Application number
JP4220333A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Matsui
孝行 松井
Satoru Horie
堀江  哲
Hideji Saito
秀治 斉藤
Toshiaki Okuyama
俊昭 奥山
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make high-responce and high-accuracy torque control possible by a method wherein the output of current control, which controls an exciting component, is divided into the voltage command of the exciting component and the voltage command of a torque component to add them, in an AC induction motor, in which flux and current are controlled separately. CONSTITUTION:An AC induction motor, in which a DC power collected from a line through a pantograph 11 is converted into an AC voltage having a variable voltage and variable frequency by a PWM inverter 1 and is impressed on an AC motor 2 for driving an electric car, is equipped with a current controller 8, inputting an exciting current command Id*, an exciting current Id, a torque current Iq and a primary angular frequency command omega1*. The exciting current component of a rotary feild coordinate system is divided into a (d) axis voltage command and a (q) axis voltage command from a voltage command operator 5 in accordance with the primary angular frequency command omega1* or the rotating speed of the motor 2 to add them. In this case, when the output frequency of the inverter 1 is lower than a predetermined value, the exciting current component is added to the (d) axis voltage command but when the same is lower than the predetermined value, the exciting current component is added to the (q) axis voltage command.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、インバータ装置の制御
装置に係り、特に、交流誘導電動機の磁束と電流とをそ
れぞれ独立に高精度に制御するために使用して好適なイ
ンバータ装置の制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for an inverter device, and more particularly to a control device for an inverter device which is suitable for independently controlling magnetic flux and current of an AC induction motor with high accuracy. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】交流電動機を高応答高精度にトルク制御
する方法として、交流電動機の磁束と電流とを独立に制
御するベクトル制御が提案されている。ベクトル制御
は、磁束と電流とを独立に制御するために、交流電動機
の磁束を一定に制御するする必要があり、かつ、予めそ
の交流電動機の等価回路定数を知る必要がある。
2. Description of the Related Art As a method of controlling torque of an AC motor with high response and high accuracy, vector control has been proposed which independently controls a magnetic flux and an electric current of the AC motor. In the vector control, since the magnetic flux and the current are controlled independently, it is necessary to control the magnetic flux of the AC motor to be constant and it is necessary to know the equivalent circuit constant of the AC motor in advance.

【0003】特に、交流電動機は、2次側の温度上昇に
よる2次抵抗の変化が滑り周波数の変化となり、電動機
の磁束と電流との干渉を発生させるため、その制御を行
う際には、この補償法が重要である。
Particularly, in the AC motor, a change in the secondary resistance due to a temperature rise on the secondary side causes a change in the slip frequency, which causes an interference between the magnetic flux of the motor and the current. Compensation law is important.

【0004】このような制御を行う従来技術として、例
えば、特開昭59−156184号公報等に記載された
技術が知られている。
As a conventional technique for performing such control, for example, a technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 59-156184 is known.

【0005】この従来技術は、交流電動機を制御してい
るインバータの出力電圧を検出して、この電圧検出信号
に基づいて2次抵抗の設定値を修正し、滑り周波数を補
償するというものである。
This prior art is to detect the output voltage of the inverter controlling the AC motor, correct the set value of the secondary resistance based on this voltage detection signal, and compensate the slip frequency. .

【0006】また、磁束の変化についても、インバータ
の出力電圧を検出して、この電圧検出信号に基づいて励
磁電流指令を修正するという提案がなされている。
Regarding the change in magnetic flux, it has also been proposed to detect the output voltage of the inverter and correct the exciting current command based on this voltage detection signal.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来技術
は、交流電動機の磁束と電流とを制御するために、電流
制御手段を備えているが、この電流制御が、交流電動機
の回転速度の変化範囲の一部でのみ機能し、全ての回転
速度の範囲に渡って充分に機能するものではなく、不安
定な制御となるという問題点を有している。
However, the above-mentioned prior art is provided with the current control means for controlling the magnetic flux and the current of the AC motor. This current control is performed by changing the rotational speed of the AC motor. It functions only in a part of the range, does not fully function over the entire range of rotation speed, and has a problem of unstable control.

【0008】本発明の目的は、前記従来技術の問題点を
解決し、交流電動機の磁束と電流とを、交流電動機の回
転速度の変化範囲の全てに渡って、電流制御により高精
度に制御することができるインバータ装置の制御装置を
提供することにある。
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to control the magnetic flux and current of an AC motor with high accuracy by current control over the entire range of change in the rotational speed of the AC motor. An object of the present invention is to provide a control device for an inverter device that can perform the operation.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明によれば前記目的
は、交流電動機の1次電流を励磁成分(d軸)とトルク
成分(q軸)とに分離して電流制御するベクトル制御に
おいて、インバータの出力周波数が所定値以下の場合、
励磁電流制御の出力をd軸の電圧指令に加算し、インバ
ータの出力周波数が所定値以上の場合、励磁電流制御の
出力をq軸の電圧指令に加算するようにすることにより
達成される。また、前記目的は、電流の制御を、トルク
成分(q軸)あるいは1次電流の大きさを閉ループ制御
する周波数制御を併用して行うことにより達成される。
According to the present invention, the above object is achieved in vector control in which the primary current of an AC motor is separated into an excitation component (d-axis) and a torque component (q-axis) for current control. If the output frequency of the inverter is less than the specified value,
This is achieved by adding the output of the excitation current control to the voltage command of the d-axis and adding the output of the excitation current control to the voltage command of the q-axis when the output frequency of the inverter is equal to or higher than a predetermined value. Further, the above-mentioned object can be achieved by controlling the current in combination with frequency control for performing closed loop control of the torque component (q axis) or the magnitude of the primary current.

【0010】[0010]

【作用】一般に、交流電動機の電圧−電流特性は、その
回転速度に依存して変化する。そして、本発明発明者等
は、交流電動機の電圧−電流特性を回転磁界座標系の励
磁成分(d軸)とトルク電流成分(q軸)で表すと、交
流電動機の回転速度の低い運転範囲で、磁束を作る励磁
電流がd軸の電圧によって流れるのに対して、回転速度
の高い運転範囲で、励磁電流がq軸の電圧によって流れ
ることを発見した。
In general, the voltage-current characteristic of an AC motor changes depending on its rotation speed. When the voltage-current characteristics of the AC motor are represented by the excitation component (d axis) and the torque current component (q axis) of the rotating magnetic field coordinate system, the inventors of the present invention can operate in the low operating speed range of the AC motor. It was discovered that the exciting current that creates a magnetic flux flows by the voltage of the d-axis, whereas the exciting current flows by the voltage of the q-axis in an operating range where the rotation speed is high.

【0011】そこで、本発明は、前述の発見に基づき、
磁束を制御する電圧成分に着目し、励磁電流を制御する
電流制御の出力を、交流電動機の回転速度あるいはイン
バータ周波数の大きさに応じて、d軸電圧指令とq軸電
圧指令とに連続的に切り替えて、あるいは、振り分けて
加算するようにした。
Therefore, the present invention is based on the above findings.
Focusing on the voltage component that controls the magnetic flux, the output of the current control that controls the exciting current is continuously output to the d-axis voltage command and the q-axis voltage command according to the rotation speed of the AC motor or the magnitude of the inverter frequency. It was switched or added and distributed.

【0012】この結果、本発明は、交流電動機の励磁電
流を励磁電流指令に一致させ、磁束も指令値に一致させ
て一定となるように制御することができる。また、磁束
が一定に制御されている状態では、トルク電流が滑り周
波数に比例して流れるため、トルク成分(q軸)あるい
は1次電流の大きさを閉ループ制御する周波数制御を行
い、1次周波数を制御することにより、2次側の温度上
昇による2次抵抗の変化に伴う滑り周波数の変化を補償
することができる。これにより、本発明は、交流電動機
のトルク電流をトルク電流指令に一致するように制御す
ることができる。
As a result, according to the present invention, the exciting current of the AC electric motor can be controlled so that it matches the exciting current command and the magnetic flux also matches the command value and becomes constant. Further, when the magnetic flux is controlled to be constant, the torque current flows in proportion to the slip frequency, so frequency control is performed by closed-loop control of the torque component (q-axis) or the magnitude of the primary current. It is possible to compensate for the change in the slip frequency due to the change in the secondary resistance due to the temperature rise on the secondary side. Accordingly, the present invention can control the torque current of the AC electric motor so as to match the torque current command.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明によるインバータ装置の制御装
置の実施例を図面により詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a control device for an inverter device according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0014】図1は本発明の第1の一実施例の構成を示
すブロック図、図2は電圧指令演算器の構成を示すブロ
ック図、図3は電流制御器の構成を示すブロック図、図
4はインバータの出力周波数と磁束に寄与する電圧成分
との特性を説明する図である。図1〜図3において、1
はPWMインバータ、2は交流電動機、3はPWM信号
演算器、4、9は座標演算器、5は電圧指令演算器、6
は制御指令演算器、7は速度調節器、8は電流制御器、
10はスベリ周波数指令演算器、16は速度検出器、5
00、502、504、507はゲインを与える定数
器、801、805、811は関数発生器、804、8
07、810は電流調節器である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a voltage command calculator, and FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a current controller. FIG. 4 is a diagram for explaining the characteristics of the output frequency of the inverter and the voltage component that contributes to the magnetic flux. 1 to 3, 1
Is a PWM inverter, 2 is an AC motor, 3 is a PWM signal calculator, 4 and 9 are coordinate calculators, 5 is a voltage command calculator, 6
Is a control command calculator, 7 is a speed controller, 8 is a current controller,
10 is a slip frequency command calculator, 16 is a speed detector, 5
00, 502, 504, and 507 are constant units that give a gain, 801, 805, and 811 are function generators, 804 and 8
Reference numerals 07 and 810 are current regulators.

【0015】図1に示す本発明の第1の実施例は、イン
バータ1に対する直流電力の供給が、パンタグラフ1
1、直流リアクトル12及びフイルタコンデンサ13を
介して架線より行われる電車駆動用インバータとして示
されているが、本発明は、これに限定されるものではな
く、交流電動機を制御するインバータであれば、どのよ
うな用途に使用されるものにも適用することができる。
In the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the pantograph 1 supplies DC power to the inverter 1.
1, an electric train driving inverter that is performed from an overhead wire via a DC reactor 12 and a filter capacitor 13, but the present invention is not limited to this, and any inverter that controls an AC motor can be used. It can be applied to anything used for any purpose.

【0016】図1に示す本発明の一実施例において、P
WMインバータ1は、直流電圧を可変電圧可変周波数の
交流電圧に変換し、交流電動機2に3相の交流電圧を供
給するものであり、トランジスタ、IGBT、GTO等
の自己消弧素子により構成される。そして、このPWM
インバータ1は、出力電圧指令Vu*、Vv*、Vw*と
搬送波信号とを比較して作られるPWM信号演算器3か
らのオン、オフパルスにより制御される。
In one embodiment of the invention shown in FIG. 1, P
The WM inverter 1 converts a DC voltage into an AC voltage having a variable voltage and a variable frequency, and supplies a three-phase AC voltage to the AC motor 2, and is composed of a self-extinguishing element such as a transistor, an IGBT, and a GTO. . And this PWM
The inverter 1 is controlled by ON / OFF pulses from the PWM signal calculator 3 which is created by comparing the output voltage commands Vu *, Vv *, Vw * with the carrier signal.

【0017】座標変換器4は、励磁電流成分、トルク電
流成分に対する出力電圧指令Vd**、Vq**と座標基準
信号sinω1*t、cosω1*tとにより、3相交流電
圧指令Vu*、Vv*、Vw* を演算し、これらの指令を
PWM信号演算器3に与える。速度検出器16からの速
度信号ωrは、加算器17、18に入力される。また、
電流検出器15u〜15wは、PWMインバータ1の出
力電流iu、iv、iwを検出してその検出値を座標変
換器9に与える。座標変換器9は、座標基準信号sin
ω1*t、cosω1*tに基づいて、検出されたインバー
タ1の出力電流iu、iv、iwを回転磁界座標系の励
磁電流成分Id、トルク電流成分Iqに変換し、これら
の電流成分Id、Iqを電流制御器8に入力する。
The coordinate converter 4, an exciting current component, the output voltage command Vd ** for the torque current component, Vq ** coordinate reference signal sin .omega 1 * t, a and cosω 1 * t, 3-phase AC voltage command Vu * , Vv *, Vw * are calculated, and these commands are given to the PWM signal calculator 3. The speed signal ωr from the speed detector 16 is input to the adders 17 and 18. Also,
The current detectors 15 u to 15 w detect the output currents iu, iv, iw of the PWM inverter 1 and give the detected values to the coordinate converter 9. The coordinate converter 9 uses the coordinate reference signal sin.
omega 1 * t, based on cos .omega 1 * t, the detected inverter 1 output currents iu, converts iv, exciting current component Id of the iw rotating field coordinate system, the torque current component Iq, these current components Id , Iq are input to the current controller 8.

【0018】滑り周波数指令演算器10は、制御指令発
生器6からの回転磁界座標系の励磁電流指令Id*とト
ルク電流指令Iq*とからすべり周波数ωs*を演算し、
加算器18に入力する。加算器18は、速度信号ωrと
滑り周波数指令ωs*とを加算して1次角周波数指令ω0
*を演算し、加算器24に出力する。加算器24は、与
えられた1次角周波数指令ω0*と電流制御器8からの偏
差Δω1*とを加算して、1次角周波数指令ω1*を演算
し、この結果を積分器20、制御指令発生器6、出力電
圧指令演算器5、電流制御器8に出力する。
The slip frequency command calculator 10 calculates the slip frequency ωs * from the exciting current command Id * and the torque current command Iq * of the rotating magnetic field coordinate system from the control command generator 6,
Input to the adder 18. The adder 18 adds the velocity signal ωr and the slip frequency command ωs * to add the primary angular frequency command ω 0.
* Is calculated and output to the adder 24. The adder 24 adds the given primary angular frequency command ω 0 * and the deviation Δω 1 * from the current controller 8 to calculate the primary angular frequency command ω 1 *, and the result is an integrator. 20, the control command generator 6, the output voltage command calculator 5, and the current controller 8.

【0019】積分器20は、1次角周波数指令ω1*から
座標基準信号ω1*tを演算し、発振器21に出力する。
制御指令発生器6は、速度調節器7からのトルク指令T
*、インバータの直流電源回路のフイルタ・コンデンサ
13の電圧及び加算器24からの1次角周波数指令ω1*
により、回転磁界座標系の励磁電流成分指令Id*、ト
ルク電流成分指令Iq*を演算し、すべり周波数指令演
算器10、出力電圧指令演算器5、及び、電流制御器8
に出力する。
The integrator 20 calculates the coordinate reference signal ω 1 * t from the primary angular frequency command ω 1 * and outputs it to the oscillator 21.
The control command generator 6 uses the torque command T from the speed controller 7.
*, The voltage of the filter capacitor 13 of the DC power supply circuit of the inverter and the primary angular frequency command ω 1 * from the adder 24
With this, the exciting current component command Id * and the torque current component command Iq * of the rotating magnetic field coordinate system are calculated, and the slip frequency command calculator 10, the output voltage command calculator 5, and the current controller 8 are calculated.
Output to.

【0020】出力電圧指令演算器5は、1次角周波数指
令ω1*と、制御指令発生器6からの励磁電流成分指令I
d*、トルク電流成分指令Iq*と、定数として与えられ
る交流電動機2に対する磁束指令φd*とに基づいてイン
バータ1の励磁出力電圧指令Vd*、トルク出力電圧指
令Vq*を演算し、加算器22、23に出力する。加算
器22、23は、この出力電圧指令演算器5からの出力
電圧指令Vd*、Vq*と電流制御器8から出力電圧指令
の偏差ΔVd*、ΔVq*をそれぞれ加算し、励磁電流成
分、トルク電流成分に対する出力電圧指令Vd**、Vq
**として座標変換器4に出力する。
The output voltage command calculator 5 includes a primary angular frequency command ω 1 * and an exciting current component command I from the control command generator 6.
d *, the torque current component command Iq *, and the magnetic flux command φ d * for the AC motor 2 given as a constant, the excitation output voltage command Vd * and the torque output voltage command Vq * of the inverter 1 are calculated, and the adder is calculated. It outputs to 22 and 23. The adders 22 and 23 add the output voltage commands Vd * and Vq * from the output voltage command calculator 5 and the deviations ΔVd * and ΔVq * of the output voltage command from the current controller 8, respectively, to generate an exciting current component and a torque. Output voltage commands Vd **, Vq for current components
Output as ** to the coordinate converter 4.

【0021】加算器17は、速度指令器19からの速度
指令ωr*と速度検出器16からの速度信号ωrとの偏
差を演算し、その結果を速度調節器7に出力する。速度
調節器7は、加算器17からの速度偏差に基づいてトル
ク指令T*を演算して、制御指令発生器6に出力する。
The adder 17 calculates the deviation between the speed command ωr * from the speed commander 19 and the speed signal ωr from the speed detector 16, and outputs the result to the speed adjuster 7. The speed controller 7 calculates the torque command T * based on the speed deviation from the adder 17, and outputs it to the control command generator 6.

【0022】出力電圧指令演算器5は、図2に示すよう
に、入力される信号にゲインを与える定数器500、5
02、504、507と、加算器501、506、50
8と、乗算器505、508とを備えて構成される。
The output voltage command calculator 5 is, as shown in FIG. 2, a constant device 500, 5 for giving a gain to an input signal.
02, 504, 507 and adders 501, 506, 50
8 and multipliers 505 and 508.

【0023】図2に示すように、出力電圧指令演算器5
は、励磁電流指令Id*、トルク電流指令Iq*、1次角
周波数指令ω1*、及び、磁束指令φd*が入力され、これ
らから回転励磁座標系の電圧指令Vd*、Vq*を出力す
る。励磁電流指令Id*は、定数器500、504に入
力され、トルク電流指令Iq*は、定数器502、50
7に入力され、所定のゲインが与えられる。定数器50
2の出力は、乗算器503に加えられ、1次角周波数指
令ω1*と掛け算され加算器501に出力される。また、
定数器504の出力は、加算器506で磁束指令φd*
と加算された後、乗算器505で1次角周波数指令ω1*
と掛け算されて加算器508に出力される。
As shown in FIG. 2, the output voltage command calculator 5
Is input with the excitation current command Id *, the torque current command Iq *, the primary angular frequency command ω 1 *, and the magnetic flux command φ d *, and outputs the voltage commands Vd * and Vq * of the rotary excitation coordinate system from them. To do. The excitation current command Id * is input to the constant devices 500 and 504, and the torque current command Iq * is input to the constant devices 502 and 50.
7 is input and a predetermined gain is given. Constant number 50
The output of 2 is added to the multiplier 503, multiplied by the primary angular frequency command ω 1 *, and output to the adder 501. Also,
The output of the constant device 504 is the magnetic flux command φd * at the adder 506.
After being added, the primary angular frequency command ω 1 *
It is multiplied by and output to the adder 508.

【0024】加算器501は、定数器500の出力と乗
算器503の出力とを加算して回転磁界座標系の励磁電
圧指令Vd*を生成し加算器22へ出力する。また、加
算器508は、定数器506の出力と乗算器505の出
力とを加算して回転磁界座標系のトルク電圧指令Vq*
を生成し加算器23へ出力する。
The adder 501 adds the output of the constant unit 500 and the output of the multiplier 503 to generate an exciting voltage command Vd * for the rotating magnetic field coordinate system, and outputs it to the adder 22. Further, the adder 508 adds the output of the constant unit 506 and the output of the multiplier 505 to add the torque voltage command Vq * of the rotating magnetic field coordinate system.
Is generated and output to the adder 23.

【0025】電流制御器8は、図3に示すように、関数
発生器801、805、811と、電流調節器804、
807、810と、乗算器803、806、809と、
加算器802、808とを備えて構成される。なお、関
数発生器801、805、811は、交流電動機2の
正、逆両方向の制御が可能なように構成されている。
As shown in FIG. 3, the current controller 8 includes function generators 801, 805, 811 and a current regulator 804,
807 and 810, multipliers 803, 806 and 809,
It is configured to include adders 802 and 808. The function generators 801, 805, 811 are configured so that the AC motor 2 can be controlled in both forward and reverse directions.

【0026】そして、この電流制御器8は、励磁電流指
令Id*、励磁電流Id、トルク電流指令Iq*、トルク
電流Iq及び1次角周波数指令ω1*を入力とし、これら
に基づいて、回転磁界座標系の励磁電圧指令の偏差ΔV
d*、トルク電圧指令の偏差ΔVq*及び1次角周波数指
令の偏差Δω1*を出力する。
The current controller 8 receives the exciting current command Id *, the exciting current Id, the torque current command Iq *, the torque current Iq, and the primary angular frequency command ω 1 * as inputs, and rotates based on these. Deviation ΔV of excitation voltage command in magnetic field coordinate system
d *, the deviation ΔVq * of the torque voltage command, and the deviation Δω 1 * of the primary angular frequency command are output.

【0027】1次角周波数指令ω1*は、関数発生器80
1、805、811に入力され、励磁電流指令Id*、
励磁電流Idは、加算器802に入力される。加算器8
02は、励磁電流指令Id*と励磁電流Idの偏差を演
算して乗算器803、806に出力する。乗算器803
は、関数発生器801の出力信号と励磁電流の偏差とを
掛け算して電流調節器804に出力する。電流調節器8
04は、乗算器803の出力をゼロとするように、回転
磁界座標系の励磁電圧指令の偏差ΔVd*を演算して加
算器22へ出力する。乗算器806は、関数発生器80
5の出力信号と励磁電流の偏差とを掛け算して電流調節
器807に出力する。電流調節器807は、乗算器80
6の出力をゼロとするように回転磁界座標系のトルク電
圧指令の偏差ΔVq*を演算して加算器23へ出力す
る。
The primary angular frequency command ω 1 * is calculated by the function generator 80.
1, 805, 811, the exciting current command Id *,
The exciting current Id is input to the adder 802. Adder 8
02 calculates the deviation between the exciting current command Id * and the exciting current Id and outputs it to the multipliers 803 and 806. Multiplier 803
Outputs the output signal of the function generator 801 and the deviation of the exciting current to the current regulator 804. Current regulator 8
04 calculates the deviation ΔVd * of the excitation voltage command of the rotating magnetic field coordinate system so as to make the output of the multiplier 803 zero, and outputs it to the adder 22. The multiplier 806 is a function generator 80.
The output signal of No. 5 and the deviation of the exciting current are multiplied and output to the current controller 807. The current regulator 807 is a multiplier 80.
The deviation ΔVq * of the torque voltage command in the rotating magnetic field coordinate system is calculated so that the output of 6 becomes zero, and the difference is output to the adder 23.

【0028】トルク電流指令Iq*、トルク電流Iq
は、加算器808に入力されて、トルク電流指令Iq*
とトルク電流Iqとの偏差が演算され、その偏差が乗算
器809に入力される。乗算器809は、関数発生器8
11の出力信号とトルク電流の偏差とを掛け算して電流
調節器810に出力する。電流調節器810は、乗算器
809の出力をゼロとするように1次角周波数指令の偏
差Δω1*を演算して加算器24へ出力する。
Torque current command Iq *, torque current Iq
Is input to the adder 808 and the torque current command Iq * is input.
And the torque current Iq are calculated, and the difference is input to the multiplier 809. The multiplier 809 is the function generator 8
The output signal of 11 and the deviation of the torque current are multiplied and output to the current regulator 810. The current controller 810 calculates the deviation Δω 1 * of the primary angular frequency command so that the output of the multiplier 809 becomes zero and outputs it to the adder 24.

【0029】次に、インバータの出力周波数と磁束に寄
与する電圧成分との特性を説明するための図4を参照し
て、前述のように構成される本発明の一実施例によるイ
ンバータの制御方法を説明する。
Next, referring to FIG. 4 for explaining the characteristics of the output frequency of the inverter and the voltage component contributing to the magnetic flux, the method of controlling the inverter according to the embodiment of the present invention configured as described above. Will be explained.

【0030】図1に示す本発明の一実施例の構成は、交
流電動機2の磁束とこれに直交するトルク電流成分を独
立に制御するもので、電車駆動用に使用するものであ
る。このため、インバータ1の直流電源は、架線よりパ
ンタグラフ11、直流リアクトル12及びフィルタコン
デンサ13を介して供給されるが、この架線の電圧は、
他の電車の力行、回生の動作のために、その電圧変動が
大きく、図示実施例は、交流電動機2の磁束を所定値に
保つことが、トルク制御を行う上で極めて重要である。
The configuration of one embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is for controlling the magnetic flux of the AC motor 2 and the torque current component orthogonal thereto, and is used for driving a train. Therefore, the DC power supply of the inverter 1 is supplied from the overhead wire via the pantograph 11, the DC reactor 12, and the filter capacitor 13, but the voltage of this overhead wire is
Due to the power running and regeneration operations of other trains, the voltage fluctuations are large, and in the illustrated embodiment, maintaining the magnetic flux of the AC motor 2 at a predetermined value is extremely important for torque control.

【0031】そして、交流電動機の磁束とこれに直交す
るトルク電流成分とを独立に制御するためには、磁束の
大きさを所定の値に保ち、適正なすべり周波数を与えて
トルク電流の大きさを制御する必要がある。
In order to independently control the magnetic flux of the AC motor and the torque current component orthogonal to the magnetic flux, the magnitude of the magnetic flux is maintained at a predetermined value and an appropriate slip frequency is given to control the magnitude of the torque current. Need to control.

【0032】そこで、本発明の第1の実施例は、交流電
動機の磁束の大きさを制御するために、回転磁界座標系
の電圧成分と磁束との関係を交流電動機の回転周波数に
対して求め、磁束の制御に有効な方の電圧成分を制御す
るようにしている。また、この実施例は、磁束の大きさ
の変動によって生じる電流変化が、回転磁界座標系の磁
束に平行な励磁電流成分Idとして検出されることを利
用し、電流制御器8内に、機能要素801〜807によ
る電流制御系を構成し、その出力信号ΔVd*、ΔVq*
を回転周波数ωrあるいはインバータに対する1次角周
波数指令ω1*に応じて演算するようにしている。
Therefore, in the first embodiment of the present invention, in order to control the magnitude of the magnetic flux of the AC electric motor, the relationship between the voltage component of the rotating magnetic field coordinate system and the magnetic flux is obtained with respect to the rotational frequency of the AC electric motor. The voltage component that is more effective in controlling the magnetic flux is controlled. In addition, this embodiment utilizes the fact that a change in current caused by a change in the magnitude of the magnetic flux is detected as an exciting current component Id parallel to the magnetic flux in the rotating magnetic field coordinate system. 801 to 807 constitute a current control system, and its output signals ΔVd * and ΔVq *
Is calculated according to the rotation frequency ωr or the primary angular frequency command ω 1 * for the inverter.

【0033】さらに、交流電動機の磁束が所定の値に制
御される結果、すべり周波数の変化による電流変化は、
回転磁界座標系の磁束に垂直なトルク電流成分Iqとし
て検出される。そこで、本発明の第1の実施例は、この
トルク電流成分Iqに基づく周波数制御系を機能要素8
08〜811により構成し、その出力信号Δω1*をイン
バータの出力周波数に加算するようにしている。
Further, as a result of controlling the magnetic flux of the AC motor to a predetermined value, the change in current due to the change in slip frequency is
It is detected as a torque current component Iq perpendicular to the magnetic flux in the rotating magnetic field coordinate system. Therefore, in the first embodiment of the present invention, the frequency control system based on the torque current component Iq is used as the functional element 8.
The output signal Δω 1 * is added to the output frequency of the inverter.

【0034】次に、前述した本発明の一実施例の動作を
数式を用いて説明する。
Next, the operation of the above-described embodiment of the present invention will be described using mathematical expressions.

【0035】交流電動機の回転磁界座標系(d−q軸)
の磁束成分φd、φqと、電圧成分Vd、Vq及び電流調
節器804、807の出力信号ΔVd*、ΔVq*との間
には次式に示すような関係が成立する。電圧成分Vd、
Vqは、電圧指令演算器5で演算されて出力される電圧
成分指令Vd*、Vq*と電流調節器804、807の出
力信号の和としてインバータ1から供給される。
Rotating magnetic field coordinate system of the AC motor (dq axes)
The following magnetic flux components φ d and φ q , the voltage components Vd and Vq, and the output signals ΔVd * and ΔVq * of the current regulators 804 and 807 have the following relationship. Voltage component Vd,
Vq is supplied from the inverter 1 as the sum of the voltage component commands Vd *, Vq * calculated and output by the voltage command calculator 5 and the output signals of the current regulators 804, 807.

【0036】 φd=〔M/Z(s)〕・(Vd+ω1・ls・Iq+ω1・φq) ……(1) φq=〔M/Z(s)〕・(Vq−ω1・ls・Id−ω1・φd−r1・Iq) ……(2) Vd=Vd*+ΔVd* ……(3) Vq=Vq*+ΔVq* ……(4) Z(s)=r1・(1+T2・s)・(1+Tsa・s) ……(5) ここに、Mは励磁インダクタンス、lsは漏れインダク
タンス、ωrは回転周波数、ω1はインバータ出力周波
数、T2は2次時定数、Tsaは漏れ時定数、sはラプラ
ス演算子である。
Φ d = [M / Z (s)] · (Vd + ω 1 · ls · Iq + ω 1 · φ q ) (1) φ q = [M / Z (s)] · (Vq−ω 1 · ls · Id-ω 1 · φ d -r 1 · Iq) ...... (2) Vd = Vd * + ΔVd * ...... (3) Vq = Vq * + ΔVq * ...... (4) Z (s) = r 1 · (1 + T 2 · s) · (1 + T sa · s) (5) where M is the excitation inductance, ls is the leakage inductance, ωr is the rotation frequency, ω 1 is the inverter output frequency, and T 2 is the secondary time constant. , T sa is a leak time constant, and s is a Laplace operator.

【0037】また、電圧指令演算器5の出力信号Vd
*、Vq*は次式で表わされる。
Further, the output signal Vd of the voltage command calculator 5
* And Vq * are expressed by the following equations.

【0038】 Vd*=r1・Id*−ω1*・ls・Iq* ……(6) Vq*=r1・Iq*+ω1*・ls・Id*+ω1*・φd* ……(7) 図1に示す実施例において、平衡状態(定常状態)にあ
る場合、電流成分Id、Iqは、指令値Id*、Iq*に
一致するように、電圧指令演算器5の出力信号Vd*、
Vq*によって制御される。このとき、ΔVd*=0、Δ
Vq*=0であり、交流電動機の磁束成分φd、φqは、
前述の(1)〜(7)式より、次式に示すように求めら
れる。
Vd * = r 1 · Id * −ω 1 * · ls · Iq * (6) Vq * = r 1 · Iq * + ω 1 * · ls · Id * + ω 1 * · φ d * (7) In the embodiment shown in FIG. 1, in the equilibrium state (steady state), the output signals Vd of the voltage command calculator 5 are set so that the current components Id and Iq match the command values Id * and Iq *. *,
Controlled by Vq *. At this time, ΔVd * = 0, Δ
Vq * = 0, and the magnetic flux components φ d and φ q of the AC motor are
From the above equations (1) to (7), it is obtained as shown in the following equation.

【0039】 φd=〔M/Z(s)〕・(r1・Id*+ω1*・φq) ……(8) φq=〔M/Z(s)〕・〔ω1*・(φd*−φd)〕 ……(9) (8)、(9)式をφdについて整理すると次式を得る
ことができる。
Φ d = [M / Z (s)] ・ (r 1・ Id * + ω 1 * ・ φ q ) ... (8) φ q = [M / Z (s)] ・ [ω 1 * ・(Φ d * −φ d )] (9) When the equations (8) and (9) are arranged with respect to φ d , the following equation can be obtained.

【0040】 φd=〔M・r1・Id*/Z(s)〕/〔1+{M・ω1*/Z(s)}2〕 + 〔{M・ω1*/Z(s)}2・φd*〕/〔1+{M・ω1*/Z(s)}2〕 ……(10) この(10)式の右辺第1項はd軸の電圧成分による磁
束であり、右辺第2項はq軸の電圧成分による磁束であ
る。
Φ d = [M · r 1 · Id * / Z (s)] / [1+ {M · ω 1 * / Z (s)} 2 ] + [{M · ω 1 * / Z (s)] } 2 · φd *] / [1+ {M · ω 1 * / Z (s)} 2 ] ... (10) this equation (10) the first term on the right side is the magnetic flux due to the voltage component of the d-axis, right side The second term is the magnetic flux due to the q-axis voltage component.

【0041】図4はインバータの出力周波数指令である
1次角周波数指令ω1*に対する(10)式の右辺第1
項、第2項及び第1項と第2項の和を示しており、この
図より、磁束に寄与する電圧成分は、インバータの1次
角周波数指令ω1*に応じて変化することがわかる。すな
わち、インバータの1次角周波数指令ω1*が小さい低速
範囲では(10)式右辺第1項が主であり、中〜高速域
では(10)式右辺第2項が主である。
FIG. 4 shows the first right side of the equation (10) for the primary angular frequency command ω 1 * which is the output frequency command of the inverter.
The term, the second term, and the sum of the first and second terms are shown. From this figure, it is understood that the voltage component contributing to the magnetic flux changes according to the primary angular frequency command ω 1 * of the inverter. . That is, in the low speed range where the primary angular frequency command ω 1 * of the inverter is small, the first term on the right side of formula (10) is dominant, and in the middle to high speed regions, the second term on the right side of formula (10) is dominant.

【0042】従って、磁束を高精度に制御するために
は、磁束の変動に伴う励磁電流Idを検出し、Idがそ
の指令Id*に一致するように、電流調節器804、8
07により出力信号ΔVd*、ΔVq*を生成し、この出
力信号ΔVd*、ΔVq*を、回転周波数ωrあるいはイ
ンバータに対する1次角周波数指令ω1*に応じてd軸あ
るいはq軸の電圧成分に加算すればよい。この切り換え
を行うのが関数発生器801、805である。
Therefore, in order to control the magnetic flux with high accuracy, the exciting current Id accompanying the fluctuation of the magnetic flux is detected, and the current regulators 804 and 8 are adjusted so that Id coincides with the command Id *.
07, output signals ΔVd *, ΔVq * are generated, and these output signals ΔVd *, ΔVq * are added to the d-axis or q-axis voltage component according to the rotation frequency ωr or the primary angular frequency command ω 1 * to the inverter. do it. The function generators 801 and 805 perform this switching.

【0043】これを式で表わすと次式のようになる。This can be expressed by the following equation.

【0044】 φd=〔M・(r1・Id*+ΔVd*)/Z(s)〕/〔1+{M・ω1*/Z(s)}2〕 + 〔M・{ω1*/Z(s)}2・(M・φd*+ΔVq*)〕/〔1+{M・ω1*/Z(s)}2〕 ……(11) 次に、トルク電流の制御動作について説明する。Φ d = [M · (r 1 · Id * + ΔVd *) / Z (s)] / [1+ {M · ω 1 * / Z (s)} 2 ] + [M · {ω 1 * / Z (s)} 2 · (M · φd * + ΔVq *)] / [1+ {M · ω 1 * / Z (s)} 2 ] (11) Next, the torque current control operation will be described.

【0045】本発明の第1の実施例は、前述のような磁
束制御を行うことにより交流電動機2の磁束を所定の値
φd*に制御することができる。そして、交流電動機2の
温度変化に伴う交流電動機2の2次抵抗の変化、あるい
は、速度検出器16の検出遅れ等による、すべり周波数
指令の誤差が発生すると、その変化は、磁束に垂直なト
ルク電流成分Iqの変化となる。
In the first embodiment of the present invention, the magnetic flux of the AC motor 2 can be controlled to a predetermined value φ d * by performing the magnetic flux control as described above. When an error in the slip frequency command occurs due to a change in the secondary resistance of the AC motor 2 due to a temperature change in the AC motor 2 or a detection delay of the speed detector 16, the change is caused by a torque perpendicular to the magnetic flux. The current component Iq changes.

【0046】そこで、前述の本発明の一実施例は、この
トルク電流の変化を加算器808で偏差値として演算
し、この偏差値が0となるように電流調節器810で1
次角周波数指令の偏差Δω1*を演算する。加算器24
は、この1次角周波数指令の偏差Δω1*と、すべり周波
数指令ωs*と、回転周波数ωrとを加算して、1次角
周波数指令ω1*を決定する。
Therefore, in the above-described embodiment of the present invention, the change in the torque current is calculated by the adder 808 as a deviation value, and the current controller 810 sets the deviation value to 1 so that the deviation value becomes zero.
The deviation Δω 1 * of the next angular frequency command is calculated. Adder 24
Determines the primary angular frequency command ω 1 * by adding the deviation Δω 1 * of the primary angular frequency command, the slip frequency command ωs *, and the rotation frequency ωr.

【0047】本発明の第1の実施例は、これにより、交
流電動機2のすべり周波数の誤差を補正することができ
る。
As a result, the first embodiment of the present invention can correct the slip frequency error of the AC motor 2.

【0048】前述した本発明の第1の実施例は、前記イ
ンバータの出力周波数である1次角周波数指令が所定値
以下の場合、前記励磁成分を制御する電流制御の出力を
前記励磁成分の電圧指令に加算するとしてが、本発明
は、この場合、前記インバータの出力周波数である1次
角周波数が所定値以下の場合、前記励磁成分を制御する
電流制御を比例と積分とによる制御とし、インバータの
出力周波数が所定値以上の場合、前記励磁成分を制御す
る電流制御を比例制御とするようにすることができる。
In the first embodiment of the present invention described above, when the primary angular frequency command, which is the output frequency of the inverter, is less than or equal to a predetermined value, the output of the current control for controlling the excitation component is changed to the voltage of the excitation component. In this case, in the present invention, when the primary angular frequency, which is the output frequency of the inverter, is less than or equal to a predetermined value, the current control for controlling the excitation component is controlled by proportionality and integration. When the output frequency of is above a predetermined value, the current control for controlling the excitation component can be proportional control.

【0049】図5は本発明の第2の実施例の構成を示す
ブロック図、図6は電圧指令演算器の構成を示すブロッ
ク図、図7は電流制御器の構成を示すブロック図であ
る。図5〜図7において、5aは電圧指令演算器、8a
は電流制御器、509は加算器、807aは磁束調節器
であり、他の符号は図1〜図3の場合と同一である。
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the voltage command calculator, and FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the current controller. 5 to 7, 5a is a voltage command calculator, 8a
Is a current controller, 509 is an adder, 807a is a magnetic flux controller, and other reference numerals are the same as those in FIGS.

【0050】図5に示す本発明の第2の実施例が、図1
に示す第1の実施例と相違する点は、回転磁界座標系の
磁束に平行な励磁電流成分Idが、その指令Id*に一
致するように磁束調節器を設けて、交流電動機の中〜高
速域で、この磁束調節器の出力信号によつて磁束指令φ
d*を修正するようにした点である。
A second embodiment of the present invention shown in FIG. 5 is shown in FIG.
The difference from the first embodiment shown in FIG. 3 is that a magnetic flux controller is provided so that the exciting current component Id parallel to the magnetic flux of the rotating magnetic field coordinate system matches the command Id *, and the medium to high speed AC motor is provided. In the region, the magnetic flux command φ
The point is that d * is modified.

【0051】次に、図6、図7を参照して本発明の第2
の実施例の電圧指令演算器5a及び電流制御器8aの構
成を説明する。
Next, referring to FIGS. 6 and 7, the second embodiment of the present invention will be described.
The configurations of the voltage command calculator 5a and the current controller 8a of this embodiment will be described.

【0052】図6に示す電圧指令演算器5aが、図2に
示す第1の実施例の電圧指令演算器5と相違する点は、
加算器509を設けて、磁束指令φd*と後述する磁束
調節器807aの出力信号Δφd*とを加算し、加算器5
09の出力信号φd**を加算器506に入力するように
した点である。
The voltage command calculator 5a shown in FIG. 6 is different from the voltage command calculator 5 of the first embodiment shown in FIG.
An adder 509 is provided to add a magnetic flux command φd * and an output signal Δφ d * of a magnetic flux adjuster 807a described later, and adder 5
The output signal φ d ** of 09 is input to the adder 506.

【0053】また、図7に示す電流制御器8aが、図3
に示す第1の実施例の電流制御器8と相違する点は、電
流調節器807の代わりに磁束調節器807aを設け
て、磁束調節器807aの出力信号Δφd*によって、
磁束指令φd*の修正を行うようにした点である。
In addition, the current controller 8a shown in FIG.
The difference from the current controller 8 of the first embodiment shown in (1) is that a magnetic flux controller 807a is provided instead of the current controller 807, and the output signal Δφd * of the magnetic flux controller 807a
The point is that the magnetic flux command φd * is corrected.

【0054】次に、この本発明の第2の実施例の動作を
式数を用いて説明する。
Next, the operation of the second embodiment of the present invention will be described using equations.

【0055】交流電動機2の磁束成分φdは前述の(1
0)式で表わされ、インバータ出力周波数ω1*に応じ
て、(10)式の右辺第1項と右辺第2項とが磁束に寄
与する割合が変化する。そこで、本発明の第2の実施例
は、インバータに対する1次角周波数指令ω1*が小さい
低速範囲ではΔVd*によって、また、中〜高速域では
Δφd*によって、磁束成分φdを制御するようにしてい
る。すなわち、本発明の第2の実施例によれば、磁束成
分φdは、次式で表わされる。
The magnetic flux component φ d of the AC electric motor 2 is the above-mentioned (1
The ratio of the first term on the right side and the second term on the right side of the equation (10) contributing to the magnetic flux changes according to the inverter output frequency ω 1 *. Therefore, the second embodiment of the present invention, by .DELTA.Vd * in the low-speed range the primary angular frequency command omega 1 * is small for the inverter and by Derutafaid * at medium to high speed range, to control the magnetic flux component phi d I have to. That is, according to the second embodiment of the present invention, the magnetic flux component φ d is represented by the following equation.

【0056】 φd=〔M・(r1・Id*+ΔVd*)/Z(s)〕/〔1+{M・ω1*/Z(s)}2〕 + 〔{M・ω1*/Z(s)}2・(φd*+Δφd*)〕/〔1+{M・ω1*/Z(s)}2〕 ……(12) 以上が、本発明の第2の実施例による磁束制御の動作で
ある。
Φ d = [M · (r 1 · Id * + ΔVd *) / Z (s)] / [1+ {M · ω 1 * / Z (s)} 2 ] + [{M · ω 1 * / Z (s)} 2 · (φ d * + Δφ d *)] / [1+ {M · ω 1 * / Z (s)} 2 ] (12) The above is according to the second embodiment of the present invention. This is a magnetic flux control operation.

【0057】図8は本発明の第3の実施例の構成を示す
ブロック図である。図8において、25は主幹制御器で
あり、他の符号は図1の場合と同一である。
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the third embodiment of the present invention. In FIG. 8, reference numeral 25 is a master controller, and other reference numerals are the same as those in FIG.

【0058】この本発明の第3の実施例が、図1に示す
本発明の第1の実施例と相違する点は、制御指令発生器
6の入力信号を、主幹制御器25から与えるようにした
点である。
The third embodiment of the present invention is different from the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 in that the input signal of the control command generator 6 is supplied from the master controller 25. That is the point.

【0059】主幹制御器25は、制御指令発生器6にノ
ッチ指令N*、電車進行方向指令D*を出力する。制御指
令発生器6は、フィルタコンデンサ電圧を電圧検出器1
4により検出し、このフィルタコンデンサ電圧、インバ
ータ出力周波数ω1*、ノッチ指令N*及び電車進行方向
指令D*に基づいて、交流電動機2に対する励磁電流指
令Id*、トルク電流指令Iq*を演算する。
The master controller 25 outputs a notch command N * and a train traveling direction command D * to the control command generator 6. The control command generator 6 outputs the filter capacitor voltage to the voltage detector 1
4, the excitation current command Id * and the torque current command Iq * for the AC motor 2 are calculated based on the filter capacitor voltage, the inverter output frequency ω 1 *, the notch command N *, and the train traveling direction command D *. .

【0060】この本発明の第3の実施例によれば、速度
調節器を用いない電車の運転装置に対しても本発明を適
用することができる。
According to the third embodiment of the present invention, the present invention can be applied to a train driving device which does not use a speed controller.

【0061】図9は本発明の第4の実施例の構成を示す
ブロック図である。図9において、26は速度推定器で
あり、他の符号は図1の場合と同一である。
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 9, reference numeral 26 is a speed estimator, and other symbols are the same as those in FIG.

【0062】この本発明の第4の実施例が、図1に示す
本発明の第1の実施例と相違する点は、交流電動機2の
速度を検出する速度検出器16を用いる代わりに、速度
推定器26を設け、この速度推定器26の出力信号ωr
に基づいて、インバータ出力周波数である1次角周波数
指令ω1*を演算するようにした点である。
The difference of the fourth embodiment of the present invention from the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is that instead of using the speed detector 16 for detecting the speed of the AC motor 2, An estimator 26 is provided, and an output signal ωr of this speed estimator 26
Based on the above, the primary angular frequency command ω 1 * which is the inverter output frequency is calculated.

【0063】この本発明の第4の実施例は、電流制御器
8の出力信号Δω1*に、交流電動機2の温度変化に伴う
2次抵抗の変化及び速度推定器26の推定誤差を補償す
る信号が含まれる。そして、電動機に負荷が接続されて
いる場合、その速度は、トルクが与えられても負荷の慣
性に従ってのみ変化する。従って、速度推定器26は、
簡単な1次遅れ回路により構成することができ、速度指
令器19からの信号により、電動機速度を推定すること
ができる。
In the fourth embodiment of the present invention, the output signal Δω 1 * of the current controller 8 is compensated for the change of the secondary resistance due to the temperature change of the AC motor 2 and the estimation error of the speed estimator 26. Signal is included. When a load is connected to the electric motor, its speed changes only according to the inertia of the load even if torque is applied. Therefore, the speed estimator 26
It can be configured by a simple first-order delay circuit, and the motor speed can be estimated by the signal from the speed commander 19.

【0064】本発明の第4の実施例は、これにより、速
度検出器16を使用することなく、交流電動機2の磁束
とトルクとを制御することができる。
In the fourth embodiment of the present invention, therefore, the magnetic flux and torque of the AC motor 2 can be controlled without using the speed detector 16.

【0065】前述した本発明の実施例は、インバータの
出力周波数により、励磁成分とトルク成分の電圧指令を
制御するとしたが、本発明は、これらの制御を、交流電
動機の回転速度により行うようにすることもできる。
In the above-described embodiment of the present invention, the voltage command of the excitation component and the torque component is controlled by the output frequency of the inverter, but the present invention controls these by the rotation speed of the AC motor. You can also do it.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
車制御用のインバータ装置のように直流電源電圧変動が
大きい場合でも、駆動される交流電動機の磁束を指令値
に一致させるように制御することができ、さらに、すべ
り周波数の設定誤差をインバータ出力電流の変化により
補償することができるので、電圧検出器を使用すること
なく、高応答高精度に電動機のトルク制御を行うことが
でき、特に、電車等に適用した場合、加速性能の向上を
図ることができる。
As described above, according to the present invention, the magnetic flux of the driven AC electric motor is controlled so as to match the command value even when the DC power source voltage fluctuation is large like the inverter device for electric train control. Furthermore, since the setting error of the slip frequency can be compensated by the change of the inverter output current, the torque control of the electric motor can be performed with high response and high accuracy without using a voltage detector. In particular, when applied to a train or the like, the acceleration performance can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の一実施例の構成を示すブロック
図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.

【図2】電圧指令演算器の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a voltage command calculator.

【図3】電流制御器の構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a current controller.

【図4】インバータの出力周波数と磁束に寄与する電圧
成分との特性を説明する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating characteristics of an output frequency of an inverter and a voltage component contributing to magnetic flux.

【図5】本発明の第2の実施例の構成を示すブロック図
である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.

【図6】電圧指令演算器の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a voltage command calculator.

【図7】電流制御器の構成を示すブロック図である。FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a current controller.

【図8】本発明の第3の実施例の構成を示すブロック図
である。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第4の実施例の構成を示すブロック図
である。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a fourth exemplary embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 PWMインバータ 2 交流電動機 3 PWM信号演算器 4、9 座標変換器 5 電圧指令演算器 6 制御指令発生器 7 速度調節器 8、8a 電流制御器 10 スベリ周波数指令演算器 16 速度検出器 801、805、811 関数発生器 804、807、810 電流調節器 1 PWM Inverter 2 AC Motor 3 PWM Signal Calculator 4, 9 Coordinate Converter 5 Voltage Command Calculator 6 Control Command Generator 7 Speed Controller 8, 8a Current Controller 10 Slave Frequency Command Calculator 16 Speed Detector 801, 805 , 811 Function generator 804, 807, 810 Current regulator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥山 俊昭 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshiaki Okuyama 4026 Kujimachi, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 交流電動機の1次電流を回転磁界座標系
の励磁成分とトルク成分とに分離して電流制御し、可変
電圧可変周波数の交流を前記交流電動機に供給するイン
バータ装置の制御装置において、前記励磁成分を制御す
る電流制御の出力を、前記インバータの出力周波数また
は交流電動機の回転速度の大きさに応じた割合で、前記
励磁成分の電圧指令と、前記トルク成分の電圧指令とに
振り分けて加算することを特徴とするインバータ装置の
制御装置。
1. A control device for an inverter device, wherein a primary current of an AC electric motor is separated into an excitation component and a torque component of a rotating magnetic field coordinate system for current control, and an AC having a variable voltage and a variable frequency is supplied to the AC electric motor. , The output of the current control for controlling the excitation component is distributed to the voltage command of the excitation component and the voltage command of the torque component at a ratio according to the output frequency of the inverter or the rotation speed of the AC motor. A control device for an inverter device, characterized by adding and adding.
【請求項2】 交流電動機の1次電流を回転磁界座標系
の励磁成分とトルク成分とに分離して電流制御し、可変
電圧可変周波数の交流を前記交流電動機に供給するイン
バータ装置の制御装置において、前記インバータの出力
周波数または交流電動機の回転速度が所定値以下の場
合、前記励磁成分を制御する電流制御の出力を前記励磁
成分の電圧指令に加算し、インバータの出力周波数また
は交流電動機の回転速度が所定値以上の場合、前記励磁
成分を制御する電流制御の出力を前記トルク成分の電圧
指令に加算するようにしたことを特徴とするインバータ
装置の制御装置。
2. A control device for an inverter device, wherein a primary current of an AC electric motor is separated into an excitation component and a torque component of a rotating magnetic field coordinate system for current control, and an AC having a variable voltage and a variable frequency is supplied to the AC electric motor. If the output frequency of the inverter or the rotation speed of the AC motor is less than or equal to a predetermined value, the output of the current control for controlling the excitation component is added to the voltage command of the excitation component, and the output frequency of the inverter or the rotation speed of the AC motor. Is greater than or equal to a predetermined value, the output of the current control for controlling the excitation component is added to the voltage command of the torque component.
【請求項3】 交流電動機の1次電流を回転磁界座標系
の励磁成分とトルク成分とに分離して電流制御し、可変
電圧可変周波数の交流を前記交流電動機に供給するイン
バータ装置の制御装置において、前記インバータの出力
周波数または交流電動機の回転速度が所定値以下の場
合、前記励磁成分を制御する電流制御の出力を前記励磁
成分の電圧指令に加算し、インバータの出力周波数また
は交流電動機の回転速度が所定値以上の場合、磁束指令
を前記トルク成分の電圧指令に加算するようにしたこと
を特徴とするインバータの制御装置。
3. A control device for an inverter device, which separates a primary current of an AC electric motor into an excitation component and a torque component of a rotating magnetic field coordinate system for current control and supplies an AC of a variable voltage variable frequency to the AC electric motor. If the output frequency of the inverter or the rotation speed of the AC motor is less than or equal to a predetermined value, the output of the current control for controlling the excitation component is added to the voltage command of the excitation component, and the output frequency of the inverter or the rotation speed of the AC motor. Is greater than or equal to a predetermined value, the magnetic flux command is added to the voltage command of the torque component.
【請求項4】 前記インバータの出力周波数または交流
電動機の回転速度が所定値以下の場合、前記励磁成分を
制御する電流制御を比例と積分とによる制御とし、イン
バータの出力周波数または交流電動機の回転速度が所定
値以上の場合、前記励磁成分を制御する電流制御を比例
制御とすることを特徴とする請求項1、2または3記載
のインバータ装置の制御装置。
4. When the output frequency of the inverter or the rotation speed of the AC motor is less than or equal to a predetermined value, the current control for controlling the excitation component is controlled by proportional and integral, and the output frequency of the inverter or the rotation speed of the AC motor. The control device for an inverter device according to claim 1, 2 or 3, wherein the current control for controlling the excitation component is proportional control when is greater than or equal to a predetermined value.
【請求項5】 インバータを制御する制御指令発生器
に、主幹制御器からのノッチ指令と進行方向指令を入力
するようにしたことを特徴とする請求項1ないし4のう
ち1記載のインバータ装置の制御装置。
5. The inverter device according to claim 1, wherein a notch command and a traveling direction command from the master controller are input to a control command generator for controlling the inverter. Control device.
JP4220333A 1992-08-19 1992-08-19 Controller for inverter device Pending JPH0670571A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6762581B2 (en) * 2001-06-14 2004-07-13 Nissan Motor Co., Ltd. Control system of electric motor
KR100486586B1 (en) * 2002-10-24 2005-05-03 엘지전자 주식회사 Protection method for permarnant magnet synchronous motor driving apparatus
KR100639606B1 (en) * 2001-07-19 2006-10-27 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 Washing machine motor drive device

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