JPH0686596A - Ac variable-speed driving apparatus - Google Patents
Ac variable-speed driving apparatusInfo
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- JPH0686596A JPH0686596A JP5195429A JP19542993A JPH0686596A JP H0686596 A JPH0686596 A JP H0686596A JP 5195429 A JP5195429 A JP 5195429A JP 19542993 A JP19542993 A JP 19542993A JP H0686596 A JPH0686596 A JP H0686596A
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- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、永久磁石形同期電動機
及び誘導電動機が一体的に形成された交流電動機と、イ
ンバータとを用いた交流可変速駆動装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an AC variable speed drive device using an AC motor in which a permanent magnet type synchronous motor and an induction motor are integrally formed, and an inverter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３は、永久磁石形同期電動機と誘導電
動機とが一体的に形成された交流電動機の構造を示して
いる。図において、モータのフレーム１０及び回転子軸
１１を共通とし、その回転子軸１１には第１の回転子と
しての永久磁石２２を有する回転子２１と、第２の回転
子としてのかご形回転子のごとき回転子３１とが同軸上
に取り付けられている。第１及び第２の回転子２１，３
１の周囲には、磁気的に互いに干渉しないような構造の
第１及び第２の固定子巻線２３，３３がそれぞれ配置さ
れており、これらの固定子巻線２３，３３は引出線２
４，３４を介して外部のインバータに接続されている。2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a structure of an AC motor in which a permanent magnet type synchronous motor and an induction motor are integrally formed. In the figure, a motor frame 10 and a rotor shaft 11 are common, and the rotor shaft 11 has a rotor 21 having a permanent magnet 22 as a first rotor and a squirrel cage rotation as a second rotor. A rotor 31 such as a child is coaxially attached. First and second rotors 21,3
1, first and second stator windings 23 and 33 having structures that do not magnetically interfere with each other are arranged, and these stator windings 23 and 33 are connected to the lead wire 2
It is connected to an external inverter via 4, 34.
【０００３】上記第１の回転子２１及び第１の固定子巻
線２３により永久磁石形同期電動機が、また、第２の回
転子３１及び第２の固定子巻線３３により誘導電動機が
それぞれ構成されており、これらの電動機は一体となっ
て一つの交流電動機１００´が形成されている。図４に
示すように、上記回転子軸１１には、回転子の回転速度
及び磁極位置を検出するための速度センサ１２及び位置
センサ１２′が取り付けられており、これらの検出信号
により各電動機２０，３０の速度や発生トルクを制御す
るようになっている。The first rotor 21 and the first stator winding 23 constitute a permanent magnet type synchronous motor, and the second rotor 31 and the second stator winding 33 constitute an induction motor. These electric motors are integrated to form one AC electric motor 100 '. As shown in FIG. 4, a speed sensor 12 and a position sensor 12 'for detecting the rotation speed and the magnetic pole position of the rotor are attached to the rotor shaft 11, and each motor 20 is detected by these detection signals. , 30 and the generated torque are controlled.
【０００４】図４は交流電動機及びインバータを用いた
従来の交流可変速駆動装置の構成例である。図におい
て、主回路は交流電源１０１、インバータ１０２、交流
電動機Ｍ、センサ１２，１２′から構成されている。な
お、インバータ１０２は、交流／直流変換を行うコンバ
ータ部と、直流／交流変換を行うインバータ部とからな
っている。一方、制御回路はセンサ１２の出力である速
度実際値ｎと速度指令値ｎ*とから速度偏差Δｎを演算
する加算器１０３と、その偏差を零にするようにトルク
指令値τ*を出力する比例・積分調節器１０４と、セン
サ１２′の出力である磁極位置及びトルク指令値τ*か
ら例えば交流電動機Ｍの固定子巻線に印加する電圧また
は電流をインバータ１０２に指令値として与える電圧・
電流演算回路１０５から構成されている。図４では、イ
ンバータ１０２に電流指令値ｉ*を出力する場合を示し
てある。FIG. 4 shows an example of the configuration of a conventional AC variable speed drive device using an AC motor and an inverter. In the figure, the main circuit comprises an AC power supply 101, an inverter 102, an AC electric motor M, and sensors 12, 12 '. The inverter 102 includes a converter unit that performs AC / DC conversion and an inverter unit that performs DC / AC conversion. On the other hand, the control circuit outputs the speed deviation Δn from the actual speed value n output from the sensor 12 and the speed command value n *, and the torque command value τ * so that the deviation becomes zero. From the proportional / integral adjuster 104 and the magnetic pole position and torque command value τ * output from the sensor 12 ′, for example, a voltage or current applied to the stator winding of the AC motor M as a command value to the inverter 102
It is composed of a current calculation circuit 105. FIG. 4 shows a case where the current command value i * is output to the inverter 102.
【０００５】電圧・電流演算回路１０５の作用は交流電
動機Ｍの種類及び電動機制御方式によって異なり、交流
電動機Ｍが永久磁石形同期電動機であり、その制御方式
としてＡＣサーボモータに適用されるようなベクトル制
御を用いる場合には、トルク指令値に比例した振幅の電
流が永久磁石の磁極と直交する位相となるように、イン
バータ１０２を制御する。また、交流電動機Ｍが誘導電
動機である場合の制御方法としては、図５に示すような
ベクトル制御方式が広く使用されており、その詳細は同
図が記載されている文献「ＡＣサーボモータとマイコン
制御」（電子総合出版社）等により公知となっている。The operation of the voltage / current calculation circuit 105 differs depending on the type of the AC electric motor M and the electric motor control system. The AC electric motor M is a permanent magnet type synchronous electric motor, and a vector such as that applied to an AC servo motor as its control system. When the control is used, the inverter 102 is controlled so that the current having an amplitude proportional to the torque command value has a phase orthogonal to the magnetic pole of the permanent magnet. Further, as a control method when the AC electric motor M is an induction motor, a vector control method as shown in FIG. 5 is widely used, and the details are described in the document “AC Servo Motor and Microcomputer”. Control ”(electronic general publishing company) and the like.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】一般に交流可変速駆動
を行う場合、従来では、上述したように交流電動機Ｍの
回転子の回転速度や磁極位置を検出するセンサ１２，１
２′を必要とするため、これがしばしばシステムの故障
の原因となったり、コスト上昇を招くという問題があっ
た。この点に鑑み、同期電動機及び誘導電動機をそれぞ
れセンサレスにて駆動する方式はこれまでにもいくつか
提案されているが、それらを実現するには各々複雑な制
御回路や演算回路を必要としていた。Generally, when AC variable speed driving is performed, conventionally, as described above, the sensors 12, 1 for detecting the rotational speed and magnetic pole position of the rotor of the AC electric motor M are used.
Since 2'is required, there is a problem that this often causes a system failure or causes an increase in cost. In view of this point, several methods of driving the synchronous motor and the induction motor respectively without sensors have been proposed so far, but each of them requires complicated control circuits and arithmetic circuits.
【０００７】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、永久磁石形同期
電動機及び誘導電動機を一体に形成した交流電動機とそ
の駆動用インバータとを備えた交流可変速駆動装置にお
いて、回転子の磁極位置及び回転速度のセンサレス駆動
を従来よりも簡単な回路構成により行えるようにした交
流可変速駆動装置を提供することにある。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide an AC electric motor in which a permanent magnet synchronous motor and an induction motor are integrally formed, and an inverter for driving the AC electric motor. It is an object of the present invention to provide an AC variable speed drive device capable of performing sensorless driving of a magnetic pole position and a rotation speed of a rotor in an AC variable speed drive device with a circuit configuration simpler than conventional ones.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明は、永久磁石形同期電動機及び誘導電動
機が一体的に形成された交流電動機と、各電動機の固定
子巻線に交流電力をそれぞれ供給するインバータと、こ
れらのインバータの制御回路とを備えた交流可変速駆動
装置において、前記同期電動機の電圧・電流実際値また
は電圧・電流指令値に基づき、同期電動機の回転子の回
転速度を演算する速度演算回路を備え、この速度演算回
路により演算した回転速度を誘導電動機の速度指令値に
対する速度帰還値として誘導電動機の速度制御ループを
構成する。In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is to provide an AC motor integrally formed with a permanent magnet type synchronous motor and an induction motor, and an AC in a stator winding of each motor. In an AC variable speed drive device including inverters that respectively supply electric power and control circuits for these inverters, the rotation of the rotor of the synchronous motor is based on the actual voltage / current value or the voltage / current command value of the synchronous motor. A speed calculation circuit for calculating the speed is provided, and the rotation speed calculated by this speed calculation circuit is used as a speed feedback value for the speed command value of the induction motor to configure a speed control loop of the induction motor.
【０００９】第２の発明は、同期電動機の電圧・電流実
際値または電圧・電流指令値に基づき、同期電動機の回
転子の磁極位置または回転速度を演算する位置・速度演
算回路と、誘導電動機の二次磁束指令値、トルク指令値
及び電気定数を用いて誘導電動機の固定子巻線に印加す
る電圧または電流指令値を出力する電圧・電流演算回路
とを備え、前記位置・速度演算回路から出力される磁極
位置または回転速度を前記電圧・電流演算回路における
誘導電動機の回転子の位置または速度信号として使用す
る。According to a second aspect of the invention, a position / speed calculation circuit for calculating the magnetic pole position or rotation speed of the rotor of the synchronous motor based on the voltage / current actual value or the voltage / current command value of the synchronous motor, and the induction motor. The secondary magnetic flux command value, the torque command value and the electric constant are used to output a voltage / current calculation circuit that outputs a voltage or current command value to be applied to the stator winding of the induction motor, and output from the position / speed calculation circuit. The magnetic pole position or rotation speed is used as the position or speed signal of the rotor of the induction motor in the voltage / current calculation circuit.
【００１０】第３の発明は、上記第１または第２の発明
において、誘導電動機に対し予め設定された電圧／周波
数比となる電圧指令値を出力する指令回路を備え、電動
機の始動時には上記電圧指令値により誘導電動機のみを
駆動し、一定時間経過後または一定速度に到達した後に
上記電圧指令値をトルク指令値から演算した電圧指令値
または電流指令値に切り換える手段を備える。According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the induction motor is provided with a command circuit for outputting a voltage command value having a preset voltage / frequency ratio. Means for driving only the induction motor by the command value and switching the voltage command value to a voltage command value or a current command value calculated from the torque command value after a lapse of a certain time or a certain speed is reached.
【００１１】[0011]
【作用】第１の発明では、同期電動機の電圧・電流実際
値または電圧・電流指令値に基づき回転子の回転速度を
演算し、この回転速度を誘導電動機の速度制御ループに
おける速度帰還値として使用する。第２の発明では、同
期電動機の電圧・電流実際値または電圧・電流指令値に
基づき回転子の磁極位置または回転速度を演算する。ま
た、誘導電動機の二次磁束指令値、トルク指令値及び電
気定数を用いて誘導電動機の固定子巻線に印加する電圧
または電流指令値を演算し、出力する。この電圧または
電流指令値の演算にあたり、前記回転子の磁極位置また
は回転速度を、誘導電動機の回転子の位置または速度信
号として使用する。According to the first aspect of the invention, the rotational speed of the rotor is calculated based on the voltage / current actual value or the voltage / current command value of the synchronous motor, and this rotational speed is used as the speed feedback value in the speed control loop of the induction motor. To do. In the second invention, the magnetic pole position or rotation speed of the rotor is calculated based on the voltage / current actual value or the voltage / current command value of the synchronous motor. Further, the secondary magnetic flux command value, torque command value and electric constant of the induction motor are used to calculate and output a voltage or current command value to be applied to the stator winding of the induction motor. In calculating the voltage or current command value, the magnetic pole position or rotation speed of the rotor is used as the position or speed signal of the rotor of the induction motor.
【００１２】第３の発明では、誘導電動機の始動時に電
動機特性に合わせた所定の電圧／周波数比の電圧指令値
に従って誘導電動機を駆動し、オープンループでの運転
を可能にする。そして、その後、トルク指令値から演算
した電圧指令値または電流指令値に切り換えて運転す
る。According to the third aspect of the invention, when the induction motor is started, the induction motor is driven in accordance with a voltage command value of a predetermined voltage / frequency ratio matched to the characteristics of the motor to enable open-loop operation. Then, after that, the operation is switched to the voltage command value or the current command value calculated from the torque command value.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、図に沿って本発明の実施例を説明す
る。図１は第１及び第２の発明の一実施例を示してお
り、図３、図４と同一の構成要素には同一の番号を付し
てある。図１において、永久磁石形同期電動機２０と誘
導電動機３０とが一体的に構成された交流電動機１００
には、同期電動機２０を駆動するためのインバータ１１
２と誘導電動機３０を駆動するためのインバータ１２２
とが各々接続されており、これらのインバータ１１２，
１２２は交流電源（商用電源）１０１に接続されてい
る。ここで、交流電動機１００の構成は先の図３とほぼ
同一であるが、図３に示したセンサ１２，１２′は設け
られていない。インバータ１１２，１２２は、前記同様
に交流／直流変換を行うコンバータ部と、直流／交流変
換を行うインバータ部とから構成されており、インバー
タ１１２，１２２が直流受電すなわち直流／交流変換の
みを行う場合には、交流電源１０１の代わりに直流電源
が個別または共通に接続される。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the first and second inventions, and the same components as those in FIGS. 3 and 4 are designated by the same reference numerals. In FIG. 1, an AC motor 100 in which a permanent magnet type synchronous motor 20 and an induction motor 30 are integrally configured.
Includes an inverter 11 for driving the synchronous motor 20.
2 and an inverter 122 for driving the induction motor 30
Are connected to each other, and these inverters 112,
122 is connected to the AC power supply (commercial power supply) 101. Here, the configuration of the AC motor 100 is almost the same as that shown in FIG. 3, but the sensors 12 and 12 'shown in FIG. 3 are not provided. The inverters 112 and 122 are composed of a converter unit that performs AC / DC conversion and an inverter unit that performs DC / AC conversion as in the above. When the inverters 112 and 122 perform only DC power reception, that is, DC / AC conversion. A DC power supply is connected individually or commonly to the AC power supply 101 instead of the AC power supply 101.
【００１４】両電動機２０，３０の制御回路としては、
速度指令値ｎ*と速度実際値ｎとの偏差を得るための加
算器１１３，１２３、速度偏差を零にするようにトルク
指令値を出力するためのＰＩ調節器１１４，１２４、ト
ルク指令値に基づき各電動機２０，３０に対する電圧指
令値もしくは電流指令値を出力するための電圧・電流演
算回路１１５，１２５、トルク指令値を制限するための
リミッタ回路１１６，１２６を有している。この構成で
は、トルク指令値を出力するＰＩ調節器１１４，１２４
を各電動機２０，３０ごとに備えているが、これはどち
らかの電動機の応答に差をつけたい場合等の自由度を増
やすためで、これらの調節器を共通として出力した全体
のトルク指令値を各電動機に分配しても本発明の本質に
は無関係である。As a control circuit for both electric motors 20 and 30,
Adders 113 and 123 for obtaining a deviation between the speed command value n * and the actual speed value n, PI adjusters 114 and 124 for outputting a torque command value so that the speed deviation is zero, and a torque command value. It has voltage / current calculation circuits 115 and 125 for outputting a voltage command value or a current command value to each of the electric motors 20 and 30, and limiter circuits 116 and 126 for limiting the torque command value. In this configuration, the PI adjusters 114 and 124 that output the torque command value are output.
Is provided for each of the electric motors 20 and 30, but this is to increase the degree of freedom when it is desired to make a difference in the response of one of the electric motors, and the overall torque command value output with these regulators in common. Is distributed to each electric motor and is not related to the essence of the present invention.
【００１５】各電動機２０，３０の速度制御における速
度実際値（回転速度）ｎ及び永久磁石の駆動に必要とな
る磁極位置ψは、位置・速度演算回路２００から得られ
る。この演算回路２００は永久磁石形同期電動機２０を
センサレス駆動するために必要なものであり、例えば文
献「永久磁石界磁同期電動機の回転子位置と速度のセン
サレス検出の一方法」（電気学会論文誌Ｄ分冊１１０巻
１１号ｐ．１１９３〜ｐ．１２００）等により公知であ
る。その詳細については説明を省略するが、演算原理と
しては、同期電動機の各巻線相電圧、電流の瞬時値をイ
ンバータ側で検出し、これらの検出値からＤＳＰ（ディ
ジタル・シグナル・プロセッサ）等により回転子位置角
及び回転速度の値を演算するものである。The actual speed value (rotational speed) n in the speed control of each electric motor 20, 30 and the magnetic pole position ψ required for driving the permanent magnet are obtained from the position / speed arithmetic circuit 200. This arithmetic circuit 200 is necessary to drive the permanent magnet type synchronous motor 20 in a sensorless manner. For example, a document "One Method for Sensorless Detection of Rotor Position and Speed of Permanent Magnet Field Synchronous Motor" is published. D Volume 110, No. 11, p. 1193 to p. 1200) and the like. Although the detailed description is omitted, the principle of calculation is that the instantaneous value of each winding phase voltage and current of the synchronous motor is detected on the inverter side, and the detected value is used for rotation by a DSP (digital signal processor) or the like. The values of the child position angle and the rotation speed are calculated.
【００１６】すなわち、この演算回路２００では、同期
電動機２０に印加される電圧と電流から、ディジタル演
算により磁極位置ψ及び回転速度ｎを検出することがで
きる。また、同期電動機２０に印加される電圧及び電流
の実際値の代わりに、電圧・電流演算回路１１５からイ
ンバータ１１２に与えられる電圧及び電流の指令値を用
いても良い。周知のように、永久磁石形同期電動機２０
を制御するには、磁極位置に応じて印加電流の位相を制
御する必要があるが、本実施例によれば、演算回路２０
０の演算処理によりセンサレスにて回転子の絶対位置ψ
及び速度制御ループにおける回転速度ｎを検出すること
ができる。That is, in the arithmetic circuit 200, the magnetic pole position ψ and the rotational speed n can be detected by digital calculation from the voltage and the current applied to the synchronous motor 20. Further, instead of the actual values of the voltage and current applied to the synchronous motor 20, the command values of the voltage and current given from the voltage / current calculation circuit 115 to the inverter 112 may be used. As is well known, a permanent magnet type synchronous motor 20
In order to control the current, it is necessary to control the phase of the applied current according to the magnetic pole position. According to the present embodiment, the arithmetic circuit 20
Absolute position of rotor ψ
And the rotational speed n in the speed control loop can be detected.
【００１７】また、誘導電動機３０についても、演算回
路２００により求めた回転速度ｎを速度制御ループの帰
還値とし、ＰＩ調節器１２４によりトルク指令値を出力
する。更に、これとは別に、図５に示すベクトル制御の
ように座標変換を行う際に必要となる回転子の相対的な
角度情報として回転速度ｎを用いる。Also for the induction motor 30, the rotational speed n determined by the arithmetic circuit 200 is used as the feedback value of the speed control loop, and the PI controller 124 outputs the torque command value. Further, separately from this, the rotation speed n is used as relative angle information of the rotor, which is necessary when performing coordinate conversion as in the vector control shown in FIG.
【００１８】すなわち、位置・速度演算回路２００を少
なくとも速度演算回路として用い、これにより演算され
た回転速度ｎを誘導電動機３０の速度指令値に対する速
度帰還値として誘導電動機３０の速度制御ループを構成
することが第１の発明に相当する。更に、誘導電動機３
０の二次磁束指令値、トルク指令値及び電気定数を用い
て固定子巻線に印加する電圧または電流指令値を出力す
る電圧・電流演算回路１２５を備え、位置・速度演算回
路２００から出力される磁極位置ψまたは回転速度ｎを
電圧・電流演算回路１２５における誘導電動機３０の回
転子位置または速度信号として使用することが第２の発
明に相当する。このため、図１の実施例では演算回路１
２５に回転速度ｎが入力されているが、演算回路２００
により演算された磁極位置ψを用いても良い。That is, the position / speed calculation circuit 200 is used as at least a speed calculation circuit, and the rotation speed n calculated by this is used as a speed feedback value for the speed command value of the induction motor 30 to form a speed control loop of the induction motor 30. This corresponds to the first invention. Furthermore, the induction motor 3
The secondary magnetic flux command value of 0, the torque command value, and the electric constant are used to output a voltage / current operation circuit 125 that outputs a voltage or current command value to be applied to the stator winding. The use of the magnetic pole position ψ or the rotation speed n as the rotor position or speed signal of the induction motor 30 in the voltage / current calculation circuit 125 corresponds to the second invention. Therefore, in the embodiment shown in FIG.
Although the rotational speed n is input to 25, the arithmetic circuit 200
It is also possible to use the magnetic pole position ψ calculated by
【００１９】このように本実施例によれば、永久磁石形
同期電動機２０をセンサレス駆動する際に演算により検
出される磁極位置や回転速度を用いて、同期電動機２０
と一体に形成されている誘導電動機３０の速度制御及び
トルク制御を行うことができ、簡単な制御回路のみで各
電動機２０，３０共にセンサレス駆動を行うことが可能
になる。As described above, according to the present embodiment, the synchronous motor 20 is calculated by using the magnetic pole position and the rotational speed detected by calculation when the permanent magnet type synchronous motor 20 is driven without a sensor.
It is possible to perform speed control and torque control of the induction motor 30 that is integrally formed with the motor, and it is possible to perform sensorless drive for both the motors 20 and 30 with only a simple control circuit.
【００２０】次に、図２は第３の発明の一実施例を示し
ている。この実施例が図１の実施例と異なるのは、イン
バータ１２２に与えられる電圧または電流指令値とし
て、指令回路１２７からの指令値（ここでは電圧指令値
としてｖ1 *）とトルク指令値に基づき演算回路１２５に
よって演算される指令値（電流指令値としてｉ2 *）とを
スイッチ１２８により切り換えている点である。Next, FIG. 2 shows an embodiment of the third invention. This embodiment differs from the embodiment shown in FIG. 1 in that the voltage or current command value given to the inverter 122 is based on the command value from the command circuit 127 (here, v 1 * as the voltage command value) and the torque command value. This is that the command value calculated by the calculation circuit 125 (i 2 * as the current command value) is switched by the switch 128.
【００２１】本実施例によれば、例えば、汎用インバー
タのように、電動機の特性に合わせた一定のＶ／Ｆ比に
よる周波数の電圧指令値ｖ1 *を、電動機の始動時に指令
回路１２７から印加することで誘導電動機３０をオープ
ンループで運転することができる。そして、一定時間経
過した後、または誘導電動機３０が一定速度に到達し、
同期電動機２０の速度及び磁極位置を十分正確に検出で
きる程度の大きさの同期電動機２０の逆起電力が得られ
るようになったら、スイッチ１２８を切り換えて演算回
路１２５による電流指令値ｉ2 *に切り換え、運転をベク
トル制御による運転に移行する。上述のように指令回路
１２７及びスイッチ１２８を追加することにより、永久
磁石形同期電動機２０の位置・速度演算回路２００の演
算方式として、電動機の逆起電圧を利用する方式を用い
ることができる。According to this embodiment, for example, as in a general-purpose inverter, a voltage command value v 1 * of a frequency according to a constant V / F ratio according to the characteristics of the motor is applied from the command circuit 127 at the time of starting the motor. By doing so, the induction motor 30 can be operated in an open loop. Then, after a certain period of time elapses, or the induction motor 30 reaches a certain speed,
When the counter electromotive force of the synchronous motor 20 is large enough to detect the speed and magnetic pole position of the synchronous motor 20 sufficiently accurately, the switch 128 is switched to set the current command value i 2 * by the arithmetic circuit 125. The operation is switched and the operation is changed to the operation by vector control. By adding the command circuit 127 and the switch 128 as described above, as a calculation method of the position / speed calculation circuit 200 of the permanent magnet type synchronous motor 20, a method of using the back electromotive force of the motor can be used.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上のように、第１ないし第３の発明に
よれば、永久磁石形同期電動機をセンサレス駆動する際
に演算により検出される磁極位置や回転速度を用いて、
同期電動機と一体に形成されている誘導電動機の速度制
御及びトルク制御を行うことができ、簡単な構成の演算
回路や制御回路によって両電動機をセンサレス駆動する
ことができる。As described above, according to the first to third aspects of the invention, the magnetic pole position and the rotation speed detected by the calculation when the permanent magnet type synchronous motor is driven without a sensor are used.
It is possible to perform speed control and torque control of the induction motor integrally formed with the synchronous motor, and it is possible to drive both motors with a simple configuration of the arithmetic circuit and control circuit.
【図１】第１の発明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 a first invention.
【図２】第３の発明の一実施例を示すブロック図であ
る。FIG. 2 is a block diagram showing an embodiment of the third invention.
【図３】誘導電動機と永久磁石形同期電動機とを一体に
形成した交流電動機の構造を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a structure of an AC motor in which an induction motor and a permanent magnet type synchronous motor are integrally formed.
【図４】従来の交流可変速駆動装置の全体構成図であ
る。FIG. 4 is an overall configuration diagram of a conventional AC variable speed drive device.
【図５】誘導電動機のベクトル制御方式を示すブロック
図である。FIG. 5 is a block diagram showing a vector control system of an induction motor.
２０ 永久磁石形同期電動機 ２１，３１ 回転子 ２３，３３ 固定子巻線 ３０ 誘導電動機 １００ 交流電動機 １０１ 交流電源 １１２，１２２ インバータ １１３，１２３ 加算器 １１４，１２４ ＰＩ調節器 １１５，１２５ 電圧・電流演算回路 １１６，１２６ リミッタ回路 １２７ 指令回路 １２８ スイッチ ２００ 位置・速度演算回路 20 Permanent magnet type synchronous motor 21, 31 Rotor 23, 33 Stator winding 30 Induction motor 100 AC motor 101 AC power supply 112, 122 Inverter 113, 123 Adder 114, 124 PI regulator 115, 125 Voltage / current arithmetic circuit 116, 126 Limiter circuit 127 Command circuit 128 switch 200 Position / speed calculation circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 元吉 攻 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 伊藤 善夫 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hajime Motoyoshi 1-1 Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Fuji Electric Co., Ltd. (72) Yoshio Ito 1 Nitta Tanabe, Kawasaki-ku, Kawasaki, Kanagawa No. 1 inside Fuji Electric Co., Ltd.
Claims (3)
回転子とが同一回転子軸上に形成され、前記各回転子に
それぞれ対応して互いに磁気的に干渉しないような構造
に形成された第１及び第２の固定子巻線を備え、第１の
回転子及び第１の固定子巻線により構成される永久磁石
形同期電動機と、第２の回転子及び第２の固定子巻線に
より構成される誘導電動機とが一体的に形成された交流
電動機と、 前記第１及び第２の固定子巻線に交流電力をそれぞれ供
給するインバータと、 これらのインバータの制御回路とを備えた交流可変速駆
動装置において、 前記同期電動機の電圧・電流実際値または電圧・電流指
令値に基づき、第１の回転子の回転速度を演算する速度
演算回路を備え、この速度演算回路により演算した回転
速度を誘導電動機の速度指令値に対する速度帰還値とし
て誘導電動機の速度制御ループを構成したことを特徴と
する交流可変速駆動装置。1. A structure in which a second rotor and a first rotor having a permanent magnet are formed on the same rotor shaft so as not to magnetically interfere with each other corresponding to each rotor. A permanent magnet type synchronous motor including the formed first and second stator windings and including the first rotor and the first stator winding; and the second rotor and the second fixed An AC motor integrally formed with an induction motor configured by a child winding, an inverter that supplies AC power to each of the first and second stator windings, and a control circuit for these inverters. An AC variable speed drive device comprising: a speed calculation circuit for calculating a rotation speed of the first rotor based on a voltage / current actual value or a voltage / current command value of the synchronous motor, and calculation by this speed calculation circuit The rotation speed of the induction motor An AC variable speed drive device characterized in that a speed control loop of an induction motor is configured as a speed feedback value for a speed command value.
回転子とが同一回転子軸上に形成され、前記各回転子に
それぞれ対応して互いに磁気的に干渉しないような構造
に形成された第１及び第２の固定子巻線を備え、第１の
回転子及び第１の固定子巻線により構成される永久磁石
形同期電動機と、第２の回転子及び第２の固定子巻線に
より構成される誘導電動機とが一体的に形成された交流
電動機と、 前記第１及び第２の固定子巻線に交流電力をそれぞれ供
給するインバータと、 これらのインバータの制御回路とを備えた交流可変速駆
動装置において、 前記同期電動機の電圧・電流実際値または電圧・電流指
令値に基づき、第１の回転子の磁極位置または回転速度
を演算する位置・速度演算回路と、 誘導電動機の二次磁束指令値、トルク指令値及び電気定
数を用いて第２の固定子巻線に印加する電圧または電流
指令値を出力する電圧・電流演算回路とを備え、 前記位置・速度演算回路から出力される磁極位置または
回転速度を前記電圧・電流演算回路における誘導電動機
の回転子の位置または速度信号として使用することを特
徴とする交流可変速駆動装置。2. A structure in which the second rotor and the first rotor having a permanent magnet are formed on the same rotor shaft so as not to magnetically interfere with each other corresponding to each rotor. A permanent magnet type synchronous motor including the formed first and second stator windings and including the first rotor and the first stator winding; and the second rotor and the second fixed An AC motor integrally formed with an induction motor configured by a child winding, an inverter that supplies AC power to each of the first and second stator windings, and a control circuit for these inverters. An AC variable speed drive device comprising: a position / speed calculation circuit for calculating the magnetic pole position or rotation speed of the first rotor based on the voltage / current actual value or voltage / current command value of the synchronous motor; and an induction motor. Secondary magnetic flux command value, torque finger A voltage / current operation circuit that outputs a voltage or current command value to be applied to the second stator winding using the value and the electric constant, and the magnetic pole position or rotation speed output from the position / speed operation circuit An AC variable speed drive device used as a position or speed signal of a rotor of an induction motor in the voltage / current calculation circuit.
装置において、 誘導電動機に対し予め設定された電圧／周波数比となる
電圧指令値を出力する指令回路を備え、電動機の始動時
には上記電圧指令値により誘導電動機のみを駆動し、一
定時間経過後または一定速度に到達した後に上記電圧指
令値をトルク指令値から演算した電圧指令値または電流
指令値に切り換える手段を備えたことを特徴とする交流
可変速駆動装置。3. The AC variable speed drive device according to claim 1 or 2, further comprising a command circuit for outputting a voltage command value having a preset voltage / frequency ratio to the induction motor, and the voltage when starting the motor. A means for driving only the induction motor by the command value and switching the voltage command value to a voltage command value or a current command value calculated from the torque command value after a lapse of a certain time or a certain speed is reached. AC variable speed drive.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5195429A JPH0686596A (en) | 1992-07-17 | 1993-07-13 | Ac variable-speed driving apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21346492 | 1992-07-17 | ||
| JP4-213464 | 1992-07-17 | ||
| JP5195429A JPH0686596A (en) | 1992-07-17 | 1993-07-13 | Ac variable-speed driving apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0686596A true JPH0686596A (en) | 1994-03-25 |
Family
ID=26509108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5195429A Pending JPH0686596A (en) | 1992-07-17 | 1993-07-13 | Ac variable-speed driving apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0686596A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005528074A (en) * | 2002-05-24 | 2005-09-15 | バージニア テック インテレクチュアル プロパティーズ インコーポレーテッド | Radial-axial magnetic flux electric motor, coaxial magnetic flux electric motor and rotor thereof |
| WO2007139045A1 (en) * | 2006-05-30 | 2007-12-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power output device and vehicle with the same |
| WO2009008049A1 (en) * | 2007-07-09 | 2009-01-15 | Mitsubishi Electric Corporation | Elevator |
| WO2016084219A1 (en) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | 株式会社日立製作所 | Permanent magnet type rotating electrical machine, and drive system and compressor system using same |
-
1993
- 1993-07-13 JP JP5195429A patent/JPH0686596A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2005528074A (en) * | 2002-05-24 | 2005-09-15 | バージニア テック インテレクチュアル プロパティーズ インコーポレーテッド | Radial-axial magnetic flux electric motor, coaxial magnetic flux electric motor and rotor thereof |
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