JPH07123764A - Induction motor control method and apparatus - Google Patents
Induction motor control method and apparatusInfo
- Publication number
- JPH07123764A JPH07123764A JP5267223A JP26722393A JPH07123764A JP H07123764 A JPH07123764 A JP H07123764A JP 5267223 A JP5267223 A JP 5267223A JP 26722393 A JP26722393 A JP 26722393A JP H07123764 A JPH07123764 A JP H07123764A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- induction motor
- magnetic flux
- flux density
- slip frequency
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 誘導電動機の1次抵抗や2次抵抗等の変化に
かかわらず、常に所定の起動加速度が得られるようにす
る。
【構成】 誘導電動機1の内部磁束密度Bs ′はホール
素子16により検出され、ゲイン定数回路17,ローパ
スフィルタ18を通って内部磁束密度Bs として加算器
19に与えられる。加算器19は、設定器20からの磁
束密度設定値Boと、このBs との偏差△Bを出力す
る。ゲイン定数回路21は、この偏差△Bに基き、すべ
り周波数補正量△fsBを出力する。加算器14は、この
△fsBを、すべり周波数基準値fsoから減算してすべり
周波数fs を出力する。そして、加算器10は、インバ
ータ周波数fを、力行時には、f=fr+fsとして出
力し、回生時には、f=fr−fsとして出力する。
(57) [Summary] [Purpose] To always obtain a prescribed starting acceleration regardless of changes in the primary resistance and secondary resistance of the induction motor. The internal magnetic flux density B s ′ of the induction motor 1 is detected by the Hall element 16, passes through the gain constant circuit 17 and the low pass filter 18, and is given to the adder 19 as the internal magnetic flux density B s. The adder 19 outputs the deviation ΔB between the magnetic flux density set value B o from the setter 20 and this B s . The gain constant circuit 21 outputs the slip frequency correction amount Δf sB based on this deviation ΔB . The adder 14 subtracts this Δf sB from the slip frequency reference value f so and outputs the slip frequency f s . The adder 10, the inverter frequency f, the power running, and outputs it as f = f r + f s, during regenerative outputs as f = f r -f s.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、電気車など
に使用される誘導電動機の制御方法及び制御装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control method and control device for an induction motor used in, for example, an electric vehicle.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、例えば、電気車に使用される可変
電圧可変周波数インバータ電源により駆動される誘導電
動機の起動時におけるPWM制御は、主に、次の2つの
モードに分けられる。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, PWM control at the time of starting an induction motor driven by a variable voltage variable frequency inverter power source used in an electric vehicle is mainly divided into the following two modes.
【0003】その一つは、0Hz起動を含む極低周波に
おけるキャリア周波数を一定とした可変電圧可変周波数
を発生する非同期モードと呼ばれる図5に示すモードで
ある。One of them is a mode shown in FIG. 5, which is called an asynchronous mode for generating a variable voltage variable frequency in which the carrier frequency at an extremely low frequency including 0 Hz starting is constant.
【0004】図5において、誘導電動機1はPWMイン
バータ2からの可変電圧可変周波数の交流電力の入力に
より駆動される。そして、誘導電動機1の回転数は速度
検出器3により検出され、インバータ2の出力電流は電
流検出器4により検出される。In FIG. 5, the induction motor 1 is driven by the input of AC power of variable voltage and variable frequency from the PWM inverter 2. The speed of the induction motor 1 is detected by the speed detector 3, and the output current of the inverter 2 is detected by the current detector 4.
【0005】設定器5,6,7は、それぞれインバータ
2に対する変調率基準値γo ,電流指令値Is,すべり
周波数基準値fsoを出力するものである。また、8,
9,10は加算器、11,12,13はゲイン定数K
γ,KI,Krを与えるゲイン定数回路である。The setters 5, 6 and 7 output the modulation rate reference value γ o , the current command value Is and the slip frequency reference value f so for the inverter 2, respectively. Also,
9 and 10 are adders, 11 and 12 and 13 are gain constants K
It is a gain constant circuit that gives γ, KI, and Kr.
【0006】この非同期モードでは、通常、図7に示す
ように、0〜10Hz前後の周波数領域までが使用され
る。そして、すべり周波数fsが固定され、誘導電動機
1の回転数を検出するための速度検出器2の出力から算
出されたロータ周波数frに対して、所定の起動電流I
sとなるような周波数fと電圧Vがインバータ3から出
力される。In this asynchronous mode, as shown in FIG. 7, a frequency range of about 0 to 10 Hz is usually used. Then, the slip frequency fs is fixed, and a predetermined starting current I is applied to the rotor frequency fr calculated from the output of the speed detector 2 for detecting the rotation speed of the induction motor 1.
The inverter 3 outputs the frequency f and the voltage V that are s.
【0007】すなわち、図5の動作を簡単に説明する
と、速度検出器3により検出された誘導電動機1の回転
数は、ゲイン定数回路13によりロータ回転数frとし
て与えられる。加算器10は、このロータ回転数fr
と、設定器7からのすべり周波数基準値fsoから、力
行時はf=fr +fso、回生時はf=fr −fsoで与え
られるインバータ周波数fを出力する。設定器fは、こ
のインバータ周波数fの入力に基き変調率基準値γo を
出力する。That is, to briefly explain the operation of FIG. 5, the rotation speed of the induction motor 1 detected by the speed detector 3 is given by the gain constant circuit 13 as the rotor rotation speed fr. The adder 10 uses the rotor rotation frequency fr.
If, from the slip frequency reference value fso from the setting device 7, the power running time is f = f r + f so, during regeneration outputs the inverter frequency f given by f = f r -f so. The setter f outputs the modulation rate reference value γ o based on the input of the inverter frequency f.
【0008】電流検出器4により与えられたインバータ
2の出力電流Im´は、ゲイン定数回路12により出力
電流Imとして与えられる。加算器9は、この出力電流
Imと、設定器6からの電流指令値Isとの偏差△Iを
出力する。ゲイン定数回路11は、この偏差△I基いて
変調率補正量△γを出力する。加算器8は、この補正量
△γに基いて、設定器5からの変調率基準値γo を補正
した値γをインバータ2に出力する。The output current Im 'of the inverter 2 given by the current detector 4 is given as the output current Im by the gain constant circuit 12. The adder 9 outputs the deviation ΔI between this output current Im and the current command value Is from the setter 6. The gain constant circuit 11 outputs the modulation rate correction amount Δγ based on this deviation ΔI. The adder 8 outputs to the inverter 2 a value γ obtained by correcting the modulation rate reference value γ o from the setting device 5 based on the correction amount Δγ.
【0009】一方、非同期モードよりも高い周波数領域
においては、図7に示すように、PWM制御を行なう最
大周波数までの間をいくつかの領域に分割し、その一つ
のブロックの周波数領域においては、出力波形の1周期
におけるパルス数を固定し、キャリア周波数と出力周波
数を一定の比率で変化させる同期モードと呼ばれる図6
に示すモードが使用される。この同期モードでは、出力
周波数fに対する出力電圧Vを固定し、すべり周波数f
s を変化させることにより所定の起動電流Isとなるよ
うに制御を行う。On the other hand, in the frequency region higher than the asynchronous mode, as shown in FIG. 7, the region up to the maximum frequency for PWM control is divided into several regions, and in the frequency region of one block, FIG. 6 called a synchronous mode in which the number of pulses in one cycle of the output waveform is fixed and the carrier frequency and the output frequency are changed at a constant ratio.
The mode shown in is used. In this synchronous mode, the output voltage V with respect to the output frequency f is fixed, and the slip frequency f
By changing s , control is performed so that a predetermined starting current Is is obtained.
【0010】すなわち、図5の非同期モードにおいて
は、加算器8及びゲイン定数回路11により、変調率γ
を可変していたが、図6の同期モードにおいては、加算
器14及びゲイン定数回路15により、すべり周波数f
を可変するようにしている。なお、上記の説明では、わ
かりやすくするために、非同期モード及び同期モードの
各制御ブロック図を、図5及び図6の2つの図面により
別個に図示したが、実際には、図示を省略してある切換
手段により、図5の状態から図6の状態に切換わるよう
になっている。That is, in the asynchronous mode of FIG. 5, the modulation factor γ is set by the adder 8 and the gain constant circuit 11.
However, in the synchronous mode of FIG. 6, the slip frequency f is changed by the adder 14 and the gain constant circuit 15.
Is made variable. In the above description, the control block diagrams of the asynchronous mode and the synchronous mode are separately shown in the two drawings of FIGS. 5 and 6 for the sake of clarity, but in reality, the illustration is omitted. By a certain switching means, the state of FIG. 5 is switched to the state of FIG.
【0011】ところで、上記のように2つのモードに別
けて制御を行なうのは、次の理由による。まず、誘導電
動機1のトルクは、励磁分を無視した図8の等価回路か
ら、By the way, the reason why the control is performed separately in the two modes as described above is as follows. First, the torque of the induction motor 1 is calculated from the equivalent circuit of FIG.
【0012】[0012]
【数1】 で表わされる。ここで、r1 は1次抵抗、r2 ´は2次
抵抗、x1 は1次インダクタンス、x′2 は2次インダ
クタンス、Pは極数、sはすべりである。[Equation 1] It is represented by. Here, r 1 is a primary resistance, r 2 ′ is a secondary resistance, x 1 is a primary inductance, x ′ 2 is a secondary inductance, P is the number of poles, and s is a slip.
【0013】そして、同期モードなどのfの大きい、従
って、sの小さい領域は、(1)式において、Then, the area of large f, and thus small s, such as the synchronization mode, is expressed by the following equation (1):
【0014】[0014]
【数2】 したがって、起動時に一定のトルクを得ようとする場合
には、(3)式においてV1/fを一定にし、f・s、
すなわち、すべり周波数fs を一定とすればよいことに
なる。[Equation 2] Therefore, when trying to obtain a constant torque at the time of starting, V1 / f is made constant in the equation (3), and f · s,
That is, the slip frequency f s should be constant.
【0015】しかしながら、誘導電動機1の使用条件に
より温度が変化すれば、2次抵抗r2´が温度係数分だ
け変化するために(4)式のKが変化し、このために、
すべり周波数fsもそれに応じて変化させる必要があ
る。このとき、電流についても(2)式の条件を当ては
める場合、However, if the temperature changes depending on the use conditions of the induction motor 1, the secondary resistance r2 'changes by the temperature coefficient, and therefore K in the equation (4) changes, and for this reason,
The slip frequency fs also needs to be changed accordingly. At this time, if the condition of equation (2) is applied to the current as well,
【0016】[0016]
【数3】 となるため、I1を一定となるようにsを制御すれば
(3)式についてもr2′の温度変化による特性変化を
補正することができるようになる。[Equation 3] Therefore, if s is controlled so that I1 becomes constant, it is possible to correct the characteristic change of r2 ′ due to the temperature change in the equation (3).
【0017】しかし、(2)式の条件が成立しない極低
周波数の領域では、1次抵抗r1によるドロップが大き
くなるため、この分を補正する必要がある。そして、こ
のためには、あらかじめ設定されたすべり周波数基準値
fsに対して、所定の起動電流Isとなる電圧Vを出力
すれば、所定のトルクが得られることになるが、このよ
うな場合、あらかじめ決められたパターンの電圧を出力
することができないため、非同期モードにして電圧の自
由なコントロールを行なう必要があるのである。However, in the extremely low frequency region where the condition of the expression (2) is not satisfied, the drop due to the primary resistance r1 becomes large, and it is necessary to correct this. For this purpose, a predetermined torque can be obtained by outputting a voltage V that is a predetermined starting current Is with respect to a preset slip frequency reference value fs. In such a case, Since it is not possible to output a voltage in a predetermined pattern, it is necessary to freely control the voltage in the asynchronous mode.
【0018】[0018]
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の制御方法は図8に示す等価回路をベースとしてい
るが、実際には、図9に示す様なT形等価回路となる。
ここで、γm は励磁抵抗、xm は励磁インダクタンスで
ある。励磁電圧はr1 及びx1 の影響を受け、V/fが
一定であっても誘導電動機内部磁束量は一定とはなら
ず、更に起動電流Is の大きさによって変動するため、
所定の起動電流を通電しても所定のトルクが得られず起
動加速度が不足したり、逆にトルクが出すぎてスリップ
したりする問題があった。However, although such a conventional control method is based on the equivalent circuit shown in FIG. 8, it is actually a T-type equivalent circuit as shown in FIG.
Here, γ m is an exciting resistance and x m is an exciting inductance. The exciting voltage is affected by r 1 and x 1 , and even if V / f is constant, the amount of magnetic flux inside the induction motor is not constant, and further varies depending on the magnitude of the starting current I s .
There is a problem that a predetermined torque is not obtained even if a predetermined starting current is applied and the starting acceleration is insufficient, or conversely, the torque is too large and the vehicle slips.
【0019】また、非同期モードにおいても1次抵抗ド
ロップの補正は行なわれるが、すべり周波数fs 固定の
ために2次抵抗変化による誘導電圧の変化に対する補正
が行なわれず、この結果ロータ温度が高温の時には、励
磁回路への電流電入が増え誘起電圧が所定の値よりも増
大し誘導電動機内部磁束量が増えて起動トルクが大とな
り、スリップを起こしやすくなり、逆にロータ温度が低
い時には所定のトルクが得られなくなる問題点があっ
た。In the asynchronous mode, the primary resistance drop is also corrected, but since the slip frequency f s is fixed, the change in the induced voltage due to the secondary resistance change is not corrected. As a result, the rotor temperature is high. At times, the current input to the excitation circuit increases, the induced voltage increases above a predetermined value, the amount of magnetic flux inside the induction motor increases, the starting torque becomes large, and slippage easily occurs. Conversely, when the rotor temperature is low, There was a problem that torque could not be obtained.
【0020】さらに、非同期モートから同期モードへの
切り替え点において、起動電流やロータ温度によって発
生トルクが急激に変化するために、電気車の乗り心地が
悪くなる問題点があった。Further, at the point of switching from the asynchronous mote to the synchronous mode, the generated torque changes abruptly depending on the starting current and the rotor temperature, which causes a problem that the riding comfort of the electric vehicle becomes poor.
【0021】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
常に所定の起動加速度が得られ、スリップを発生しにく
く、乗り心地の悪化を招くことの無い制御を行なうこと
がでくきる誘導電動機の制御方法及び制御装置を提供す
ることを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances.
An object of the present invention is to provide a control method and a control device for an induction motor that can always obtain a predetermined starting acceleration, hardly generate slip, and perform control without causing deterioration of riding comfort.
【0022】[0022]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するための手段として、PWMインバータの出力により
誘導電動機を駆動する際に、非同期モードでは変調率を
可変してすべり周波数を固定し、同期モードでは変調率
を固定してすべり周波数を可変する誘導電動機制御にお
いて、前記誘導電動機の所定個所の磁束密度を検出し、
この検出に基いて、前記非同期モードでのすべり周波数
基準値、及び前記同期モードでの変調率基準値を補正す
ること、を特徴とするものである。As a means for solving the above problems, the present invention, when driving an induction motor with the output of a PWM inverter, changes the modulation factor in the asynchronous mode to fix the slip frequency, In the induction motor control in which the modulation rate is fixed and the slip frequency is varied in the synchronous mode, the magnetic flux density at a predetermined location of the induction motor is detected,
On the basis of this detection, the slip frequency reference value in the asynchronous mode and the modulation rate reference value in the synchronous mode are corrected.
【0023】[0023]
【作用】上記構成では、誘導電動機の内部磁束密度を直
接測定し、この磁束密度の測定値と磁束密度設定値との
差から、非同期モード時はすべり周波数の基準値を補正
し、同期モード時は変調率の基準値を補正している。In the above structure, the internal magnetic flux density of the induction motor is directly measured, the reference value of the slip frequency is corrected in the asynchronous mode from the difference between the measured value of the magnetic flux density and the set value of the magnetic flux density, and in the synchronous mode. Corrects the reference value of the modulation rate.
【0024】したがって、誘導電動機の1次抵抗や2次
抵抗の影響より、内部磁束密度が変動したとしても、こ
の変動に対応してインバータの出力を可変することがで
き、所望のトルクを得ることができる。Therefore, even if the internal magnetic flux density fluctuates due to the influence of the primary resistance and the secondary resistance of the induction motor, the output of the inverter can be changed corresponding to this fluctuation, and a desired torque can be obtained. You can
【0025】[0025]
【実施例】以下、本発明の実施例を図1乃至図4に基き
説明する。但し、図5及び図6と同様の構成要素には同
一符号を付し、重複した説明を省略する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. However, the same components as those in FIG. 5 and FIG. 6 are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted.
【0026】図1は、非同期モードにおける本発明の実
施例に係る制御ブロック図である。図1が図5と異なる
点は、磁束密度センサーとしてのホール素子16,ゲイ
ン定数回路17,ローパスフィルタ18,加算器19,
磁束密度設定値Bo を設定する設定器20,ゲイン定数
回路21が追加されている点である。そして、ホール素
子16,ゲイン定数回路17,ローパスフィルタ18に
より磁束密度検出手段が構成されている。FIG. 1 is a control block diagram according to an embodiment of the present invention in the asynchronous mode. 1 is different from FIG. 5 in that a Hall element 16 as a magnetic flux density sensor, a gain constant circuit 17, a low pass filter 18, an adder 19,
The point is that a setter 20 for setting the magnetic flux density set value B o and a gain constant circuit 21 are added. The Hall element 16, the gain constant circuit 17, and the low pass filter 18 constitute a magnetic flux density detecting means.
【0027】次に、図1の動作につき説明する。非同期
モードにおける電流指令値をIs 、すべり周波数順値を
fso、磁束密度設定値をBo とする。そこで、変調率γ
と周波数fで運転中のインバータ2の出力により、誘導
電動機1の内部磁束密度Bs′が磁束密度センサーとし
てのホール素子16により測定される。そして、所定の
変換比KB を有するゲイン定数回路17とローパスフィ
ルタ18とにより過渡変動による揺らぎが無くなった磁
束密度Bs が得られる。Next, the operation of FIG. 1 will be described. In the asynchronous mode, the current command value is I s , the slip frequency forward value is f so , and the magnetic flux density set value is B o . Therefore, the modulation rate γ
And the output of the inverter 2 operating at the frequency f, the internal magnetic flux density B s ′ of the induction motor 1 is measured by the Hall element 16 as a magnetic flux density sensor. Then, the gain constant circuit 17 having the predetermined conversion ratio K B and the low-pass filter 18 can obtain the magnetic flux density B s in which the fluctuation due to the transient fluctuation is eliminated.
【0028】加算器19はこのBs と磁束密度設定値B
o との偏差△Bを出力する。ゲイン定数回路21は、こ
の偏差△Bから所定の変換比KfBにより、すべり周波数
補正量△fsBを算出する。加算器14は、このすべり周
波数補正量△fsBを、すべり周波数基準値fsoから減算
してすべり周波数設定値fs を求める。そして、加算器
10は、ロータ回転周波数fr に対して、すべり周波数
設定値fs を力行時は加算、回生時は減算し、 f=fr ±(fso−△fsB) …(6) (但し、±は 力行時:+ 回生時:−) によりインバータ2の基準周波数fを出力する。The adder 19 uses this B s and the magnetic flux density set value B
The deviation ΔB from o is output. The gain constant circuit 21 calculates the slip frequency correction amount Δf sB from the deviation ΔB according to a predetermined conversion ratio K fB . The adder 14 subtracts this slip frequency correction amount Δf sB from the slip frequency reference value f so to obtain the slip frequency set value f s . The adder 10, the rotor rotational frequency f r, adding the slip frequency setting value f s during power running, regeneration time is subtracted, f = f r ± (f so - △ f sB) ... (6 ) (However, ± is output at the time of power running: + at the time of regenerative operation :-) and outputs the reference frequency f of the inverter 2.
【0029】これにより、例えば、ロータ温度が計画値
よりも高くなり、2次抵抗の増加により励磁回路側に流
れる電流が増加し、誘起電圧が高くなって誘導電動機内
部磁束密度が増加しても、すべり周波数補正量△fsBに
よりすべり周波数fs が減少し、等価的に2次抵抗
r2 ′/sが減少する。したがって、誘起電圧が下が
り、所定の磁束密度設定値Bo となり、トルクが過大と
なってスリップを起こすことも無くなる。Thus, for example, even if the rotor temperature becomes higher than the planned value, the secondary resistance increases, the current flowing to the exciting circuit side increases, the induced voltage increases, and the magnetic flux density inside the induction motor increases. , The slip frequency f s is reduced by the slip frequency correction amount Δf sB , and the secondary resistance r 2 ′ / s is equivalently reduced. Therefore, the induced voltage is lowered to the predetermined magnetic flux density set value B o , and the torque is not excessive and the slip does not occur.
【0030】また逆に、ロータ温度が計画値よりも低く
なり2次抵抗の減少により励磁回路側に流れる電流が減
少し、誘起電圧が低くなって誘導電動機内部磁束密度が
減少しても、すべり周波数補正量△fsBが負の値となっ
てすべり周波数fs が増加し、等価的に2次抵抗r2 ′
/sが増大する。したがって、誘起電圧が増大し、所定
の磁束密度設定値Bo となり、トルクが不足して加速度
が出ないということも無くなる。On the contrary, even if the rotor temperature becomes lower than the planned value and the secondary resistance decreases, the current flowing to the exciting circuit side decreases, the induced voltage decreases, and the magnetic flux density inside the induction motor decreases, the slip The frequency correction amount Δf sB becomes a negative value, the slip frequency f s increases, and the secondary resistance r 2 ′ is equivalently increased.
/ S increases. Therefore, the induced voltage is increased to the predetermined magnetic flux density set value B o , and the torque is not insufficient and the acceleration is not generated.
【0031】図2は、同期モードにおける本発明の実施
例に係る制御ブロック図である。図2が図6と異なる点
は、磁束密度センサーとしてのホール素子16,ゲイン
定数回路17,ローパスフィルタ18,加算器19,磁
束密度設定値Bo を設定する設定器20,ゲイン定数回
路22が追加されている点である。FIG. 2 is a control block diagram according to the embodiment of the present invention in the synchronous mode. Point 2 is different from FIG. 6, a Hall element 16 serving as a magnetic flux density sensor, the gain constant circuit 17, a low pass filter 18, an adder 19, setter 20 for setting the magnetic flux density setting value B o, the gain constant circuit 22 is This is an added point.
【0032】次に、図2の動作につき説明する。図1の
場合と同様の過程を経て、加算器19は偏差△Bを出力
する。ゲイン定数回路22は、この偏差△Bから所定の
変換比KγB により変調率補正量△γB を算出する。こ
の変調率補正量△γB に加算し、これにより得られる値
γを変調率としてインバータ3に出力する。Next, the operation of FIG. 2 will be described. The adder 19 outputs the deviation ΔB through the same process as in the case of FIG. Gain constant circuit 22 calculates the modulation factor correction amount △ gamma B from the deviation △ B by a predetermined conversion ratio Kγ B. It is added to this modulation rate correction amount Δγ B , and the value γ obtained thereby is output to the inverter 3 as the modulation rate.
【0033】このような制御により、例えば、1次巻線
温度が計画値よりも低くなり、電流指令値が計画値より
も低い様な場合、1次巻線抵抗ドロップが計画値に比べ
て低くなり、見かけ上励磁回路の電圧が高くなって誘導
電動機内部磁束密度が増加しても、変調率補正量△γB
が負の値となり、変量率γが減少して電圧が減少する。
したがって、時速密度Bs を所定の磁束密度設定値Bo
と等しくすることができるので、トルクが過大となって
スリップを起こすことも無くなる。By such control, for example, when the primary winding temperature becomes lower than the planned value and the current command value is lower than the planned value, the primary winding resistance drop becomes lower than the planned value. Therefore, even if the voltage of the excitation circuit rises and the magnetic flux density inside the induction motor increases, the modulation factor correction amount Δγ B
Becomes a negative value, the random rate γ decreases, and the voltage decreases.
Therefore, the velocity density B s is set to the predetermined magnetic flux density set value B o.
Since it can be made equal to, the torque will not become excessive and slip will not occur.
【0034】また逆に、1次巻線温度が計画値よりも高
くなり、電流指令値が計画値よりも高い様な場合、1次
巻線抵抗ドロップが計画値に比べて高くなり、見かけ上
励磁回路側の電圧が低くなって誘導電動機内部磁束密度
が減少しても、変調率補正量△γB が正の値となり、変
調率γが増加して電圧が増加する。したがって、この場
合も時速密度Bs を所定の磁束密度設定値Bo と等しく
することができるので、トルクが不足して速度が出ない
ことも無くなる。On the contrary, when the primary winding temperature is higher than the planned value and the current command value is higher than the planned value, the primary winding resistance drop becomes higher than the planned value, and apparently Even if the voltage on the side of the excitation circuit decreases and the magnetic flux density inside the induction motor decreases, the modulation rate correction amount Δγ B becomes a positive value, the modulation rate γ increases, and the voltage increases. Therefore, in this case as well, the hourly speed density B s can be made equal to the predetermined magnetic flux density set value B o , so that the torque does not become insufficient and the speed does not occur.
【0035】図3は、誘導電動機1の固定子鉄心歯部の
断面を表わした説明図である。この図において、23は
固定子鉄心スロットに挿入されている固定子コイル、2
4は固定子鉄心歯部、16a,16bはギャップ磁束密
度を検出するセンサーとしての一対のホール素子であ
る。FIG. 3 is an explanatory view showing a cross section of the stator core tooth portion of the induction motor 1. In this figure, 23 is a stator coil inserted in the stator core slot, 2
Reference numeral 4 is a stator core tooth portion, and 16a and 16b are a pair of Hall elements as sensors for detecting the gap magnetic flux density.
【0036】そして、それぞれのホール素子は固定子巻
線の極性を考慮して和動に接続されており、ロータスロ
ットによるリップルをキャンセルするようになってい
る。例えば、車両用誘導電動機によく使用される固定子
とロータのスロット数の組合せとして、4極、固定子3
6スロット、ロータ46スロットの場合で考える。ある
時刻においてホール素子16aを装着した固定子歯No.
1と逆極性で同一位相関係にあるホール素子16bを装
着した固定子歯No.10にはロータ歯No.12,No.1
3の中心が位置している。従って、ロータスロットによ
る磁束脈動としては、ちょうど逆位相の関係にあるた
め、ホール素子16a,16bの出力を和動に接続すれ
ば、ロータスロットによる磁束脈動分をほぼキャンセル
することが可能となる。The Hall elements are connected in a harmony manner in consideration of the polarities of the stator windings so as to cancel the ripple due to the rotor slot. For example, as a combination of the number of slots of a stator and a rotor often used in an induction motor for a vehicle, four poles and three stators are used.
Consider the case of 6 slots and rotor 46 slots. At a certain time, the stator tooth No. with the Hall element 16a attached was
No. 1 of the stator tooth mounted with the Hall element 16b having a polarity opposite to that of No. No. 10 is the rotor tooth No. 12, No. 1
The center of 3 is located. Therefore, since the magnetic flux pulsation due to the rotor slot is in the opposite phase relationship, if the outputs of the Hall elements 16a and 16b are connected to the summation, it is possible to substantially cancel the magnetic flux pulsation due to the rotor slot.
【0037】このようにして得られた磁束密度の測定値
を用いて、上記した非同期モードまたは、同期モードの
制御を行なうことにより、トルクの過不足を生じること
なく、所定の加速度で運転可能となり、スリップの発生
や乗り心地が悪くなることを無くすことができる。By controlling the above-mentioned asynchronous mode or synchronous mode using the measured value of the magnetic flux density obtained in this way, it becomes possible to operate at a predetermined acceleration without excess or deficiency of torque. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of slip and the deterioration of riding comfort.
【0038】図4は、磁束密度を検出するセンサーとし
て、ホール素子の変わりにサーチコイルを使用した場合
における、サーチコイル25の装着位置を示す説明図で
ある。図示のように、固定子コイル23の更に奥の位置
にサーチコイル25が巻回されている。そして、図示は
省略されているが、このサーチコイル25の出力を受け
るバッファアンプ、及びこのバッファフンプにより受け
たサーチコイル出力を積分する積分器が所定個所に設け
られている。FIG. 4 is an explanatory view showing the mounting position of the search coil 25 when the search coil is used instead of the Hall element as the sensor for detecting the magnetic flux density. As shown in the figure, the search coil 25 is wound further inside the stator coil 23. Although not shown, a buffer amplifier that receives the output of the search coil 25 and an integrator that integrates the output of the search coil received by the buffer bump are provided at predetermined positions.
【0039】鉄心背部には誘導電動機ギャップ面の磁束
密度にほぼ比例した磁束密度が発生しているため、この
磁束密度をBc とすると、サーチコイル出力ebはSince a magnetic flux density almost proportional to the magnetic flux density on the gap surface of the induction motor is generated in the back of the iron core, if this magnetic flux density is B c , the search coil output eb is
【0040】[0040]
【数4】 となる。この出力をバッファアンプで受け、積分器で積
分することにより、積分器出力電圧eiは[Equation 4] Becomes This output is received by the buffer amplifier and integrated by the integrator, so that the integrator output voltage ei is
【0041】[0041]
【数5】 となり、磁束密度に比例した出力電圧が得られる。この
ようにして得られた磁束密度の測定値を用いて、非同期
モード及び同期モードの制御を行なうことにより、ホー
ル素子を用いた場合と同様、トルクの過不足なく、所定
の加速度により運転可能となり、スリップの発生や乗り
心地が悪くなることを無くすことができる。[Equation 5] Thus, an output voltage proportional to the magnetic flux density can be obtained. By controlling the asynchronous mode and the synchronous mode by using the measured value of the magnetic flux density obtained in this way, it becomes possible to operate at the prescribed acceleration without excess or deficiency of torque, as in the case of using the Hall element. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of slip and the deterioration of riding comfort.
【0042】[0042]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、誘導電動
機の実際の磁束密度を測定し、設定磁束密度との差によ
りすべり周波数及び変調率の補正量を算出し、すべり周
波数基準値及び変調率基準値を補正して最適なすべり周
波数設定値及び変調率設定値を求めながら非同期モード
及び同期モードの制御を行なう構成としたので、非同期
モード及び同期モードにおけるトルクの不足による加速
不良やトルクオーバーによるスリップを防止することが
できる。また、非同期モードから同期モードへの切り替
え時における、従来避けられなかったトルクショックを
抑えることもできるので、電気車の乗り心地の改善を図
ることができる。As described above, according to the present invention, the actual magnetic flux density of the induction motor is measured, the slip frequency and the correction amount of the modulation rate are calculated from the difference between the set magnetic flux density, and the slip frequency reference value and Since the asynchronous mode and the synchronous mode are controlled by correcting the modulation rate reference value and obtaining the optimum slip frequency setting value and modulation rate setting value, acceleration failure and torque due to insufficient torque in the asynchronous mode and synchronous mode It is possible to prevent slip due to overrun. Further, since it is possible to suppress the torque shock that has been inevitable in the past when switching from the asynchronous mode to the synchronous mode, it is possible to improve the riding comfort of the electric vehicle.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】本発明の実施例に係る装置の非同期モードにお
ける構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an apparatus according to an embodiment of the present invention in an asynchronous mode.
【図2】本発明の実施例に係る装置の同期モードにおけ
る構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a device according to an embodiment of the present invention in a synchronization mode.
【図3】図1又は図2の誘導電動機内におけるホール素
子の取付状態を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory view showing a mounting state of Hall elements in the induction motor of FIG. 1 or FIG.
【図4】図3におけるホール素子に代えてサーチコイル
を用いた場合の、サーチコイル取付状態を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a mounted state of the search coil when a search coil is used instead of the hall element in FIG.
【図5】従来装置の非同期モードにおける構成を示すブ
ロック図。FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a conventional device in an asynchronous mode.
【図6】従来装置の同期モードにおける構成を示すブロ
ック図。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a conventional device in a synchronization mode.
【図7】図5又は図6における誘導電動機の一般的な運
転パターンを示す説明図。7 is an explanatory diagram showing a general operation pattern of the induction motor shown in FIG. 5 or FIG.
【図8】図5又は図6における誘導電動機の簡略化され
た等価回路図。8 is a simplified equivalent circuit diagram of the induction motor shown in FIG. 5 or FIG.
【図9】図5又は図6における誘導電動機の正確な等価
回路図。9 is an accurate equivalent circuit diagram of the induction motor shown in FIG. 5 or FIG.
1 誘導電動機 2 PWMインバータ 16 ホール素子(磁束密度検出手段) 1 induction motor 2 PWM inverter 16 Hall element (magnetic flux density detection means)
Claims (6)
を駆動する際に、非同期モードでは変調率を可変してす
べり周波数を固定し、同期モードでは変調率を固定して
すべり周波数を可変する誘導電動機制御方法において、 前記誘導電動機の所定個所の磁束密度を検出し、この検
出に基いて、前記非同期モードでのすべり周波数基準
値、及び前記同期モードでの変調率基準値を補正するこ
と、 を特徴とする誘導電動機制御方法。1. An induction motor control in which, when an induction motor is driven by the output of a PWM inverter, the modulation rate is varied to fix the slip frequency in the asynchronous mode, and the modulation rate is fixed to vary the slip frequency in the synchronous mode. In the method, the magnetic flux density at a predetermined location of the induction motor is detected, and based on this detection, the slip frequency reference value in the asynchronous mode and the modulation rate reference value in the synchronous mode are corrected. Induction motor control method.
を駆動する際に、非同期モードでは変調率を可変してす
べり周波数を固定し、同期モードでは変調率を固定して
すべり周波数を可変する誘導電動機制御装置において、 前記誘導電動機の所定個所の磁束密度を検出する磁束密
度検出手段と、 予め与えられた磁束密度設定値と、前記磁束密度検出手
段からの検出値との偏差を出力する偏差出力手段と、 前記偏差出力手段からの出力に基いて、前記非同期モー
ドでのすべり周波数基準値の補正を行うすべり周波数基
準値補正手段と、 を備えたことを特徴とする誘導電動機制御装置。2. An induction motor control in which, when the induction motor is driven by the output of a PWM inverter, the modulation rate is varied to fix the slip frequency in the asynchronous mode, and the modulation rate is fixed to vary the slip frequency in the synchronous mode. In the device, a magnetic flux density detecting means for detecting a magnetic flux density at a predetermined portion of the induction motor, a deviation output means for outputting a deviation between a preset magnetic flux density set value and a detected value from the magnetic flux density detecting means. An induction motor control device comprising: a slip frequency reference value correction unit that corrects a slip frequency reference value in the asynchronous mode based on an output from the deviation output unit.
を駆動する際に、非同期モードでは変調率を可変してす
べり周波数を固定し、同期モードでは変調率を固定して
すべ り周波数を可変する誘導電動機制御装置において、前記
誘導電動機の所定個所の磁束密度を検出する磁束密度検
出手段と、 予め与えられた磁束密度設定値と、前記磁束密度検出手
段からの検出値との偏差を出力する偏差出力手段と、 前記偏差出力手段からの出力に基いて、前記同期モード
での変調率基準値の補正を行う変調率基準値補正手段
と、 を備えたことを特徴とする誘導電動機制御装置。3. An induction motor in which, when the induction motor is driven by the output of a PWM inverter, the modulation rate is varied to fix the slip frequency in the asynchronous mode, and the modulation rate is fixed to vary the slip frequency in the synchronous mode. In the control device, a magnetic flux density detecting means for detecting a magnetic flux density at a predetermined portion of the induction motor, a deviation output means for outputting a deviation between a preset magnetic flux density set value and a detected value from the magnetic flux density detecting means. And a modulation factor reference value correcting unit that corrects the modulation factor reference value in the synchronous mode based on the output from the deviation output unit, the induction motor control device.
において、前記誘導電動機の所定個所の磁束密度は、誘
導電動機のギャップ磁束密度、又は、このギャップ磁束
密度とほぼ比例関係にある値を有する部分の磁束密度で
あることを特徴とする誘導電動機制御装置。4. The induction motor controller according to claim 2 or 3, wherein the magnetic flux density at a predetermined portion of the induction motor is a gap magnetic flux density of the induction motor or a value which is substantially proportional to the gap magnetic flux density. An induction motor control device characterized in that it has a magnetic flux density of a portion thereof.
機制御装置において、前記磁束密度検出手段はホール素
子を含んでいることを特徴とする誘導電動機制御装置。5. The induction motor control device according to claim 2, wherein the magnetic flux density detecting means includes a Hall element.
機制御装置において、前記磁束密度検出手段はサーチコ
イルを含んでいることを特徴とする誘導電動機制御装
置。6. The induction motor control device according to claim 2, wherein the magnetic flux density detecting means includes a search coil.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5267223A JPH07123764A (en) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | Induction motor control method and apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5267223A JPH07123764A (en) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | Induction motor control method and apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07123764A true JPH07123764A (en) | 1995-05-12 |
Family
ID=17441852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5267223A Pending JPH07123764A (en) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | Induction motor control method and apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07123764A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007259538A (en) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Aisin Aw Co Ltd | Electric drive control device and electric drive control method |
-
1993
- 1993-10-26 JP JP5267223A patent/JPH07123764A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007259538A (en) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Aisin Aw Co Ltd | Electric drive control device and electric drive control method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100679360B1 (en) | Phase diagram angle optimization system for brushless motor control | |
| US10469013B2 (en) | Motor control device, and method for correcting torque constant in such motor control device | |
| JPH1127999A (en) | Method for estimating induction electromotive force of induction motor, method for estimating speed, method for correcting shaft misalignment, and induction motor control device | |
| JPH08331900A (en) | Controller for electric rotating machine | |
| KR0134984B1 (en) | Motor control apparatus | |
| JPH08275599A (en) | Control method for permanent magnet synchronous motor | |
| EP0526915B1 (en) | Control system for controlling revolution speed of electric motor | |
| US6075337A (en) | Speed control apparatus for induction motor | |
| JPH0410319B2 (en) | ||
| JPH07123764A (en) | Induction motor control method and apparatus | |
| JPH06121570A (en) | Ac motor control system | |
| JPH05336789A (en) | Controlling system of motor | |
| JP4404193B2 (en) | Control device for synchronous motor | |
| JP2008148402A (en) | Power converter | |
| JPH06225576A (en) | Method and apparatus for compensating induction machine slip | |
| JPH09272663A (en) | Elevator drive controller | |
| JP3323900B2 (en) | Control device for linear motor electric vehicle | |
| JPH0344509B2 (en) | ||
| JPS63316687A (en) | Vector controlling arithmetic device for induction motor | |
| JP2527161B2 (en) | Vector control arithmetic unit for electric motor | |
| JP2821127B2 (en) | Control method of induction motor | |
| JP3124019B2 (en) | Induction motor control device | |
| JP2881957B2 (en) | Induction motor control device | |
| JP4147970B2 (en) | Induction motor control method | |
| JPS5825037B2 (en) | Armature reaction compensation method for commutatorless motor |