JPH0685637B2 - 誘導電動機のベクトル制御装置 - Google Patents
誘導電動機のベクトル制御装置Info
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- JPH0685637B2 JPH0685637B2 JP62206218A JP20621887A JPH0685637B2 JP H0685637 B2 JPH0685637 B2 JP H0685637B2 JP 62206218 A JP62206218 A JP 62206218A JP 20621887 A JP20621887 A JP 20621887A JP H0685637 B2 JPH0685637 B2 JP H0685637B2
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- saturation
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- induction motor
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、誘導電動機の一次電流ベクトル１（矢印
を付してベクトル量を示す。）を２次磁束軸（Ｍ軸）成
分iMとそれに直交するＴ軸成分iTの各成分に分け、各成
分を制御することにより誘導電動機の制御を行なう、い
わゆるベクトル制御装置に関する。
を付してベクトル量を示す。）を２次磁束軸（Ｍ軸）成
分iMとそれに直交するＴ軸成分iTの各成分に分け、各成
分を制御することにより誘導電動機の制御を行なう、い
わゆるベクトル制御装置に関する。
第３図はトランジスタインバータを使つた誘導電動機制
御装置の構成例である。これは制御回路１によりトラン
ジスタインバータ２から誘導電動機３に供給される電流
ｉ（＝i1）と、誘導電動機３に直結された速度検出器４
からの信号（速度実際値）Ｎとを使つて、速度指令値
（Ｎ＊）通りに誘導電動機３の速度を制御するものであ
る。
御装置の構成例である。これは制御回路１によりトラン
ジスタインバータ２から誘導電動機３に供給される電流
ｉ（＝i1）と、誘導電動機３に直結された速度検出器４
からの信号（速度実際値）Ｎとを使つて、速度指令値
（Ｎ＊）通りに誘導電動機３の速度を制御するものであ
る。
ところで、誘導電動機の制御方式としてはベクトル制御
方式が良く知られている。第４図にベクトル制御の構成
例を示す。なお、同図において、10は速度調節器（AS
R）、11はすべり周波数演算器、12A,12Bは積分器、13は
トルク電流調節器、14は励磁電流調節器、15A,15Bはベ
クトル回転器、16はパルス幅変調（PWM）信号発生器で
ある。
方式が良く知られている。第４図にベクトル制御の構成
例を示す。なお、同図において、10は速度調節器（AS
R）、11はすべり周波数演算器、12A,12Bは積分器、13は
トルク電流調節器、14は励磁電流調節器、15A,15Bはベ
クトル回転器、16はパルス幅変調（PWM）信号発生器で
ある。
速度調節器10は速度指令値Ｎ＊と速度検出値Ｎとからト
ルク指令値τ＊を出力する。今、ここで磁束を一定とす
ると、トルク指令値τ＊はトルク電流指令値iT ＊に比例
する。このため、ここでは速度調節器10の出力はトルク
電流指令値iT ＊となる。トルク電流調節器13は前記トル
ク電流指令値iT ＊にトルク電流実際値iTが一致する様に
動作する。励磁電流調節器14は、励磁電流指令値iM ＊に
励磁電流実際値iMが一致する様に調節動作をする。トル
ク電流調節器13,励磁電流調節器14の各出力は、良く知
られているベクトル回転器15Bを通つて３相の電圧指令
値Va＊,Vb＊,Vc＊となり、PWM信号発生器16を介してイ
ンバータ２をオン，オフすることにより、誘導電動機３
に電圧指令値Va＊,Vb＊,Vc＊相当の電圧を供給する。誘
導電動機３の各相に流れる電流は検出後、ベクトル回転
器15Aにより第６図の如く、誘導電動機３の２次磁束軸
（Ｍ軸）とそれに直交したＴ軸の各成分iM,iTに分解さ
れ、トルク電流調節器13と励磁電流調節器14にフイード
バツクされる。ベクトル回転器15A,15Bには固定子から
の２次磁束位置２が次式により求められ、与えられ
る。これを求めるのが積分器12A,12Bと加算器である。２ ＝∫ω2dt＋∫ωSldt ……（１） なお、すべり周波数ωSlは、次の（２）式によつて求め
られる。
ルク指令値τ＊を出力する。今、ここで磁束を一定とす
ると、トルク指令値τ＊はトルク電流指令値iT ＊に比例
する。このため、ここでは速度調節器10の出力はトルク
電流指令値iT ＊となる。トルク電流調節器13は前記トル
ク電流指令値iT ＊にトルク電流実際値iTが一致する様に
動作する。励磁電流調節器14は、励磁電流指令値iM ＊に
励磁電流実際値iMが一致する様に調節動作をする。トル
ク電流調節器13,励磁電流調節器14の各出力は、良く知
られているベクトル回転器15Bを通つて３相の電圧指令
値Va＊,Vb＊,Vc＊となり、PWM信号発生器16を介してイ
ンバータ２をオン，オフすることにより、誘導電動機３
に電圧指令値Va＊,Vb＊,Vc＊相当の電圧を供給する。誘
導電動機３の各相に流れる電流は検出後、ベクトル回転
器15Aにより第６図の如く、誘導電動機３の２次磁束軸
（Ｍ軸）とそれに直交したＴ軸の各成分iM,iTに分解さ
れ、トルク電流調節器13と励磁電流調節器14にフイード
バツクされる。ベクトル回転器15A,15Bには固定子から
の２次磁束位置２が次式により求められ、与えられ
る。これを求めるのが積分器12A,12Bと加算器である。２ ＝∫ω2dt＋∫ωSldt ……（１） なお、すべり周波数ωSlは、次の（２）式によつて求め
られる。
（R2;電動機２次抵抗、ψ２ ＊；磁束指令値） （１）式のω２としては速度検出器４からの信号が使わ
れる（ω２∝Ｎ）。一方、（２）式によりωSlを演算す
る方式として、２つの方式が行なわれている。すなわ
ち、第４図の如くトルク電流実際値iTを使う方式と、第
５図の如くトルク電流指令値iT ＊を使う方式である。第
４図と第５図の違いは、すべり周波数ωSlをトルク電流
実際値iTから演算するか、トルク電流指令値iT ＊から演
算するかだけであるので、第５図の説明は省略する。
れる（ω２∝Ｎ）。一方、（２）式によりωSlを演算す
る方式として、２つの方式が行なわれている。すなわ
ち、第４図の如くトルク電流実際値iTを使う方式と、第
５図の如くトルク電流指令値iT ＊を使う方式である。第
４図と第５図の違いは、すべり周波数ωSlをトルク電流
実際値iTから演算するか、トルク電流指令値iT ＊から演
算するかだけであるので、第５図の説明は省略する。
ところで、第４図，第５図の如き制御をマイクロコンピ
ュータ（マイコン）を含むデータ処理装置にてソフトウ
エア化する場合、第４図に示した様にトルク電流実際値
iTからωSlを演算しようとすると、実際値iTがPWMのた
めのキヤリア周波数成分のリツプルを持つているため、
その周波数より速いサンプリングを行なうか、或いはリ
ツプルを除去するフイルタを入れなければならない。こ
のため、ソフトウエア化する場合には、上記の様なリツ
プルをもたないトルク電流指令値iT ＊を使う第５図の方
式が望ましい。
ュータ（マイコン）を含むデータ処理装置にてソフトウ
エア化する場合、第４図に示した様にトルク電流実際値
iTからωSlを演算しようとすると、実際値iTがPWMのた
めのキヤリア周波数成分のリツプルを持つているため、
その周波数より速いサンプリングを行なうか、或いはリ
ツプルを除去するフイルタを入れなければならない。こ
のため、ソフトウエア化する場合には、上記の様なリツ
プルをもたないトルク電流指令値iT ＊を使う第５図の方
式が望ましい。
一方、第５図の方式の様に、トルク電流指令値iT ＊を使
つてすべり周波数を演算する場合、トルク電流調節器13
の応答が速く、トルク電流実際値iTが指令値iT ＊に一致
しているという条件が必要である。一般に、飽和がなけ
ればこの条件は成立していると考えて良く、第６図のご
とく１次電流１はiMとiTに正しく分解され、夫々制御
される。従つて、第５図の方式において問題となるのは
調節器13が飽和した場合である。この場合、iT ＊≠i
T（一般にiT ＊＞iT）となり、制御上演算したすべり周
波数と、誘導機内の実際のすべり周波数が合わなくな
る。すなわち、第７図に示す様に、基準となる２次磁束
軸の位置が誘導機内の実際の位置２に対して制御回路
上では進んだ位置２ ＊として演算されることになり、
２ ＊を基準にベクトル回転器15Aによつて分解したト
ルク電流実際値iTと励磁電流実際値iMは誘導機内のそれ
とは異なり、所望するトルクが出ない状態になり得る。
つてすべり周波数を演算する場合、トルク電流調節器13
の応答が速く、トルク電流実際値iTが指令値iT ＊に一致
しているという条件が必要である。一般に、飽和がなけ
ればこの条件は成立していると考えて良く、第６図のご
とく１次電流１はiMとiTに正しく分解され、夫々制御
される。従つて、第５図の方式において問題となるのは
調節器13が飽和した場合である。この場合、iT ＊≠i
T（一般にiT ＊＞iT）となり、制御上演算したすべり周
波数と、誘導機内の実際のすべり周波数が合わなくな
る。すなわち、第７図に示す様に、基準となる２次磁束
軸の位置が誘導機内の実際の位置２に対して制御回路
上では進んだ位置２ ＊として演算されることになり、
２ ＊を基準にベクトル回転器15Aによつて分解したト
ルク電流実際値iTと励磁電流実際値iMは誘導機内のそれ
とは異なり、所望するトルクが出ない状態になり得る。
以上の様に、すべり周波数の演算をソフト化する場合、
単にソフト化に向いているということでトルク電流指令
値iT ＊を使うと、調節器の飽和時に制御回路上の２次磁
束軸が実際の誘導機内の２次磁束軸とずれて、所望する
トルクが発生しなくなると云う問題が生じる。
単にソフト化に向いているということでトルク電流指令
値iT ＊を使うと、調節器の飽和時に制御回路上の２次磁
束軸が実際の誘導機内の２次磁束軸とずれて、所望する
トルクが発生しなくなると云う問題が生じる。
したがつて、この発明は誘導電動機の制御において、ソ
フトウエア化に適し、かつ電流調節器が飽和した場合も
含めて正しく基準となる２次磁束軸の位置を演算し得る
ベクトル制御装置を提供することを目的とする。
フトウエア化に適し、かつ電流調節器が飽和した場合も
含めて正しく基準となる２次磁束軸の位置を演算し得る
ベクトル制御装置を提供することを目的とする。
上記目的達成のため、本発明では、励磁電流調節器と、
トルク電流調節器と、すべり周波数演算器と、を設けて
制御を行う誘導電動機のベクトル制御装置において、ト
ルク電流調節器の飽和、非飽和を検出する検出手段と、
該検出手段が飽和を検出したときは、すべり周波数演算
器に入力するトルク電流値としてトルク電流実際値を、
非飽和を検出したときはトルク電流指令値を、それぞれ
選択して入力する入力選択回路を設けた。
トルク電流調節器と、すべり周波数演算器と、を設けて
制御を行う誘導電動機のベクトル制御装置において、ト
ルク電流調節器の飽和、非飽和を検出する検出手段と、
該検出手段が飽和を検出したときは、すべり周波数演算
器に入力するトルク電流値としてトルク電流実際値を、
非飽和を検出したときはトルク電流指令値を、それぞれ
選択して入力する入力選択回路を設けた。
更に励磁電流調節器の飽和、非飽和を検出する検出手段
と、該検出手段が飽和を検出したときは、すべり周波数
演算器に入力する励磁電流値として励磁電流実際値を、
非飽和を検出したときは励磁電流指令値を、それぞれ選
択して入力する入力選択回路をも設けた。
と、該検出手段が飽和を検出したときは、すべり周波数
演算器に入力する励磁電流値として励磁電流実際値を、
非飽和を検出したときは励磁電流指令値を、それぞれ選
択して入力する入力選択回路をも設けた。
制御の基準となる２次磁束軸位置の演算に必要なすべり
周波数の演算を、常時はトルク電流指令値iT ＊から演算
してソフトウエア化し易くし、トルク電流調節器が飽和
した場合にはトルク電流実際値iTに切り換えて演算する
ことにより、ソフトウエア化を容易にし、かつ調節器が
飽和した場合にも正しく基準軸を演算し得るようにす
る。
周波数の演算を、常時はトルク電流指令値iT ＊から演算
してソフトウエア化し易くし、トルク電流調節器が飽和
した場合にはトルク電流実際値iTに切り換えて演算する
ことにより、ソフトウエア化を容易にし、かつ調節器が
飽和した場合にも正しく基準軸を演算し得るようにす
る。
以上では磁束一定としたが、弱め磁束領域の如く磁束が
変化する場合においても同様のことが可能であり、この
場合には励磁電流調節器の飽和／非飽和を検出し、同様
の処理を行う。
変化する場合においても同様のことが可能であり、この
場合には励磁電流調節器の飽和／非飽和を検出し、同様
の処理を行う。
第１図はこの発明の実施例を示す構成図である。同図に
おいて、17Aは切換スイツチであり、その他は第４図ま
たは第５図と同様である。
おいて、17Aは切換スイツチであり、その他は第４図ま
たは第５図と同様である。
切換スイツチ17Aは、トルク電流調節器13が飽和してい
るか否かを示す信号ａによつて切り換えられ、すべり周
波数演算器11にトルク電流指令値iT ＊、または実際値iT
のいずれかを与える。すなわち、調節器13が非飽和の時
は信号ａにより、切換スイツチ17Aはトルク電流指令値i
T ＊をすべり周波数演算器11の入力として選択し、調節
器13が飽和の時は信号ａにより、切換スイツチ17Aはト
ルク電流実際値iTをすべり周波数演算器11の入力として
選択する。こうすることにより、常時は調節器13は非飽
和状態にあるため、ソフト化に適したトルク電流指令値
iT ＊が使われ、iT ＊＝iTより正しいすべり周波数を演算
し、調節器13が飽和した場合はトルク電流実際値iTを使
つてすべり周波数を演算するため、従来例の欠点として
述べた２次磁束軸のずれが発生せず、実際値として検出
したiT ＊によつて決まるトルクを発生することができ
る。
るか否かを示す信号ａによつて切り換えられ、すべり周
波数演算器11にトルク電流指令値iT ＊、または実際値iT
のいずれかを与える。すなわち、調節器13が非飽和の時
は信号ａにより、切換スイツチ17Aはトルク電流指令値i
T ＊をすべり周波数演算器11の入力として選択し、調節
器13が飽和の時は信号ａにより、切換スイツチ17Aはト
ルク電流実際値iTをすべり周波数演算器11の入力として
選択する。こうすることにより、常時は調節器13は非飽
和状態にあるため、ソフト化に適したトルク電流指令値
iT ＊が使われ、iT ＊＝iTより正しいすべり周波数を演算
し、調節器13が飽和した場合はトルク電流実際値iTを使
つてすべり周波数を演算するため、従来例の欠点として
述べた２次磁束軸のずれが発生せず、実際値として検出
したiT ＊によつて決まるトルクを発生することができ
る。
以上では、磁束一定としたが、弱め磁束領域の如く磁束
が変化する場合においても同様のことが可能であり、こ
の場合には励磁電流調節器14の飽和／非飽和に対し、上
記と同様の考え方が適用できる。第２図はかゝる場合の
実施例を示す構成図である。
が変化する場合においても同様のことが可能であり、こ
の場合には励磁電流調節器14の飽和／非飽和に対し、上
記と同様の考え方が適用できる。第２図はかゝる場合の
実施例を示す構成図である。
これは、第１図に示すものにさらに切換スイツチ17Bを
設け、励磁電流調節器14が非飽和の時にはωSlの演算を
磁束指令値ψ２ ＊を用いて行ない、飽和時には磁束検出
値φ２を使つて行なうものである。こうすることにより
ωSlを正しく演算でき、２次磁束軸にずれが発生しない
ようにすることができる。なお、18は磁束指令値ψ2N＊
から励磁電流指令値ｉＭ＊を演算する演算器、また19は
励磁電流実際値iMから磁束実際値ψ２を演算する演算器
で、ベクトル制御装置では良く用いられるものである。
設け、励磁電流調節器14が非飽和の時にはωSlの演算を
磁束指令値ψ２ ＊を用いて行ない、飽和時には磁束検出
値φ２を使つて行なうものである。こうすることにより
ωSlを正しく演算でき、２次磁束軸にずれが発生しない
ようにすることができる。なお、18は磁束指令値ψ2N＊
から励磁電流指令値ｉＭ＊を演算する演算器、また19は
励磁電流実際値iMから磁束実際値ψ２を演算する演算器
で、ベクトル制御装置では良く用いられるものである。
この発明によれば、トルク電流調節器，励磁電流調節器
の飽和，非飽和に応じてトルク電流，磁束の実際値また
は指令値を切り換えてすべり周波数を演算するようにし
たので、演算される磁束軸と実際の磁束軸とのずれがな
い正確な演算が可能となり、高精度な制御が可能となる
利点がもたらされる。
の飽和，非飽和に応じてトルク電流，磁束の実際値また
は指令値を切り換えてすべり周波数を演算するようにし
たので、演算される磁束軸と実際の磁束軸とのずれがな
い正確な演算が可能となり、高精度な制御が可能となる
利点がもたらされる。
第１図はこの発明の実施例を示す構成図、第２図はこの
発明の他の実施例を示す構成図、第３図は誘導電動機制
御装置の一般的な例を示す構成図、第４図はベクトル制
御装置の従来例を示す構成図、第５図はベクトル制御装
置の他の従来例を示す構成図、第６図は誘導電動機の１
次電流ベクトルを示すベクトル図、第７図は磁束軸のず
れを説明するための説明図である。 符号説明 １……制御回路、２……インバータ、３……誘導電動機
（IM）、４……速度検出器、10……速度調節器（AS
R）、11……すべり周波数演算器、12A,12B…積分器、13
……トルク電流調節器、14……励磁電流調節器、15A,15
B……ベクトル回転器、16……PWM信号発生器、17a,17b
……切換スイツチ、18……励磁電流演算器、19……磁束
演算器。
発明の他の実施例を示す構成図、第３図は誘導電動機制
御装置の一般的な例を示す構成図、第４図はベクトル制
御装置の従来例を示す構成図、第５図はベクトル制御装
置の他の従来例を示す構成図、第６図は誘導電動機の１
次電流ベクトルを示すベクトル図、第７図は磁束軸のず
れを説明するための説明図である。 符号説明 １……制御回路、２……インバータ、３……誘導電動機
（IM）、４……速度検出器、10……速度調節器（AS
R）、11……すべり周波数演算器、12A,12B…積分器、13
……トルク電流調節器、14……励磁電流調節器、15A,15
B……ベクトル回転器、16……PWM信号発生器、17a,17b
……切換スイツチ、18……励磁電流演算器、19……磁束
演算器。
Claims (2)
- 【請求項１】誘導電動機の１次電流べクトルを磁束ベク
トルに平行な励磁電流成分とこれに直交するトルク電流
成分とに分解し、励磁電流成分に対応する励磁電流調節
器と、トルク電流成分に対応するトルク電流調節器と、
トルク電流値と磁束値を入力としてすべり周波数を演算
するすべり周波数演算器と、を設けて制御を行う誘導電
動機のベクトル制御装置において、 前記トルク電流調節器の飽和、非飽和を検出する検出手
段と、前記検出手段が飽和を検出したときは、前記すべ
り周波数演算器に入力するトルク電流値としてトルク電
流実際値を、非飽和を検出したときはトルク電流指令値
を、それぞれ選択して入力する入力選択回路と、を設け
たことを特徴とする誘導電動機のベクトル制御装置。 - 【請求項２】誘導電動機の１次電流ベクトルを磁束ベク
トルに平行な励磁電流成分とこれに直交するトルク電流
成分とに分解し、励磁電流成分に対応する励磁電流調節
器と、トルク電流成分に対応するトルク電流調節器と、
トルク電流値と磁束値を入力としてすべり周波数を演算
するすべり周波数演算器と、を設けて制御を行う誘導電
動機のベクトル制御装置において、 前記トルク電流調節器の飽和、非飽和を検出する第１の
検出手段と、前記第１の検出手段が飽和を検出したとき
は、前記すべり周波数演算器に入力するトルク電流値と
してトルク電流実際値を、非飽和を検出したときはトル
ク電流指令値を、それぞれ選択して入力する第１の入力
選択回路と、前記励磁電流調節器の飽和、非飽和を検出
する第２の検出手段と、前記第２の検出手段が飽和を検
出したときは、前記すべり周波数演算器に入力する励磁
電流値として励磁電流実際値を、非飽和を検出したとき
は励磁電流指令値を、それぞれ選択して入力する第２の
入力選択回路と、を設けたことを特徴とする誘導電動機
のベクトル制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62206218A JPH0685637B2 (ja) | 1987-08-21 | 1987-08-21 | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62206218A JPH0685637B2 (ja) | 1987-08-21 | 1987-08-21 | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6450784A JPS6450784A (en) | 1989-02-27 |
| JPH0685637B2 true JPH0685637B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=16519724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62206218A Expired - Lifetime JPH0685637B2 (ja) | 1987-08-21 | 1987-08-21 | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0685637B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997011525A1 (fr) * | 1995-09-22 | 1997-03-27 | Fanuc Ltd | Procede de commande d'intensite dans un servo-moteur |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4798639B2 (ja) * | 2009-03-16 | 2011-10-19 | 日本輸送機株式会社 | 誘導電動機の制御装置、制御方法および該制御装置を用いた車両 |
-
1987
- 1987-08-21 JP JP62206218A patent/JPH0685637B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997011525A1 (fr) * | 1995-09-22 | 1997-03-27 | Fanuc Ltd | Procede de commande d'intensite dans un servo-moteur |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6450784A (en) | 1989-02-27 |
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