JPH07123798A - Speed sensorless vector control system for induction motor - Google Patents

Speed sensorless vector control system for induction motor

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JPH07123798A
JPH07123798A JP5265976A JP26597693A JPH07123798A JP H07123798 A JPH07123798 A JP H07123798A JP 5265976 A JP5265976 A JP 5265976A JP 26597693 A JP26597693 A JP 26597693A JP H07123798 A JPH07123798 A JP H07123798A
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JP
Japan
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value
primary
command value
induction motor
speed
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Application number
JP5265976A
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Japanese (ja)
Inventor
Masato Mori
真人 森
Tadashi Ashikaga
正 足利
Masayoshi Tamura
公良 田村
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07123798A publication Critical patent/JPH07123798A/en
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Abstract

PURPOSE:To vector-control under complete non-interference control by preventing a deviation of a vector control coordinate axis to become a 'delay' of estimating step of an induction motor real speed. CONSTITUTION:In order to correct a deviation of a power source angular frequency omega0 generated by a 'delay' of an estimated value omegar of a motor speed, motor secondary magnetic flux estimated values lambda2d, lambda2q in stator coordinates estimated by the same dimensional magnetic flux observer 4 are coordinate- converted to motor secondary magnetic flux lambda2 in a synchronous rotary coordinate axis of a coordinate converter 10. A torque axis component lambda2b of the flux lambda2 is integrated in terms of a slip angle frequency correcting integrator 16 to obtain a slip angle frequency correction value omegasc, and added to a power source angle frequency command value omegas by an adder 17. Thus, the deviation of a motor real speed estimated value omegar is corrected by the value omegasc thereby to prevent a deviation of a basic phase angle theta0 due to the deviation of the frequency omega0 thereby to prevent the deviation of a coordinate axis, thereby providing a compete vector control.

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、誘導電動機のベクトル
制御方式に係り、特に、速度センサを使用しない誘導電
動機のベクトル制御方式に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an induction motor vector control system, and more particularly to an induction motor vector control system which does not use a speed sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】誘導電動機の高性能な速度制御方式とし
てベクトル制御方式が普及し、これを速度センサ無しで
制御する速度センサレスベクトル制御方式が知られてい
る。
2. Description of the Related Art A vector control method has become popular as a high-performance speed control method for an induction motor, and a speed sensorless vector control method for controlling this without a speed sensor is known.

【0003】図2は、速度適応2次磁束オブザーバを使
用して誘導電動機の実速度を推定する従来の誘導電動機
の速度センサレスベクトル制御方式の制御システムを示
すものである。
FIG. 2 shows a conventional speed sensorless vector control system of an induction motor which estimates the actual speed of the induction motor using a speed adaptive secondary magnetic flux observer.

【0004】まず、図2を用いて、誘導電動機1の実速
度(回転角周波数ωr)の推定について説明をする。
First, the estimation of the actual speed (rotational angular frequency ω r ) of the induction motor 1 will be described with reference to FIG.

【0005】誘導電動機1の電圧方程式は、電源角周波
数(ω0)で回転する同期回転座標系からの諸量を観測
するa−b軸で表わすと、次式(1)で与えられる。
The voltage equation of the induction motor 1 is given by the following equation (1) when it is represented by the ab axis for observing various quantities from the synchronous rotation coordinate system rotating at the power source angular frequency (ω 0 ).

【0006】[0006]

【数1】 [Equation 1]

【0007】但し、 v1a,v1b ‥ 同期回転座標(a-b軸)上の1次励磁軸
電圧,1次トルク軸電圧(V) i1a,i1b ‥ 同期回転座標(a-b軸)上の1次励磁軸
電流,1次トルク軸電流(A) λ2a,λ2b ‥ 同期回転座標(a-b軸)上の2次励磁軸
磁束,2次トルク軸磁束(Wb) ω0 ‥‥‥‥ 電源角周波数(rad/sec) ωr ‥‥‥‥ 電動機速度(回転角周波数,rad/sec) ωs ‥‥‥‥ すべり角周波数(rad/sec) R1,R2 ‥‥ 1次、2次抵抗(Ω) L1,L2 ‥‥ 1次、2次インダクタンス(H) M ‥‥‥‥ 相互(励磁)インダクタンス(H) Lσ ‥‥‥‥ 等価漏れインダクタンス(H)(Lσ=(L
12−M2)/L2) s ‥‥‥‥ 時間微分子(d/dt) そして、電源角周波数(ω0)、電動機速度(ωr)、すべり
角周波数(ωs*)の関係、及びすべり角周波数(ωs*)の算
出は次式(2)で表わされる。 ω0=ωr+ω3* ωs* =i1b* /i1a・τ2 ・・・・・・・・・・・・・(2) 但し、 τ2 ‥‥‥‥‥‥‥2次時定数(τ2 =L2/R2) 添字(*)‥‥‥‥‥指令値あるいは設定値を表わす。
いま、 i1a* = 一定 ‥‥・‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥・‥‥‥(3) とし、上記(1)式において、(2),(3)式の条件
のもとに同期回転座標系(a-b軸)の1次電圧指令値(v1
a*,v2b*)をデジタル電流制御器3の構成式である下
記(4)式で与えると、
However, v 1 a, v 1 b ... primary excitation axis voltage on the synchronous rotation coordinate (ab axis), primary torque axis voltage (V) i 1 a, i 1 b ... synchronous rotation coordinate (ab axis) ) Above primary excitation axis current, primary torque axis current (A) λ 2 a, λ 2 b ... secondary excitation axis magnetic flux on synchronous rotation coordinate (ab axis), secondary torque axis magnetic flux (Wb) ω 0 ‥‥‥‥ Power supply angular frequency (rad / sec) ω r ‥‥‥‥ Motor speed (rotational angular frequency, rad / sec) ω s ‥‥‥‥ Slip angular frequency (rad / sec) R 1 , R 2 ‥‥‥ Primary and secondary resistance (Ω) L 1 , L 2 …… Primary and secondary inductance (H) M ‥‥‥‥ Mutual (excitation) inductance (H) Lσ ‥‥‥ Equivalent leakage inductance (H) ( Lσ = (L
1 L 2 −M 2 ) / L 2 ) s ·········· Time fine molecule (d / dt) and the power source angular frequency (ω 0 ), motor speed (ω r ), slip angular frequency (ω s *) The relationship and the calculation of the slip angular frequency (ω s *) are expressed by the following equation (2). ω 0 = ω r + ω 3 * ω s * = i 1 b * / i 1 a ・ τ 2・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ (2) However, τ 2 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ Secondary time constant (τ 2 = L 2 / R 2 ) Subscript (*) ..... indicates command value or set value.
Now, i 1 a * = constant ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ (3), and in the above equation (1), (2), (3 ), The primary voltage command value (v 1
a *, v 2 b *) is given by the following equation (4) which is a constitutive equation of the digital current controller 3,

【0008】[0008]

【数2】 [Equation 2]

【0009】同期回転座標(a-b軸)上の1次電流i1は
その指令値i1*(i1a*,i1b*)どおりの電流が流れ、
同期回転座標(a-b軸)上の2次磁束λ2(λ2a,λ2b)
は、 λ2a = Mi1a(一定), λ2b = 0 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(5) に保たれる。
[0009] synchronous rotating coordinate primary current i1 on (ab axis) the command value i 1 * (i 1 a * , i 1 b *) as expected current flow,
Secondary magnetic flux λ 22 a, λ 2 b) on synchronous rotation coordinates (ab axis)
Is kept at λ 2 a = Mi 1 a (constant), λ 2 b = 0 .................................. (5).

【0010】これにより、誘導電動機1のトルク(T)
は、 T=M/L2・(λ2a・i1b−λ2b・i1a)=M2/L2・(i1a・i1b)‥(6) となり、同期回転座標(a-b軸)上の2次磁束λ2(λ
2a,λ2b)と2次電流i2(i2a,i2b)には無関係な
非干渉化制御のベクトル制御が成立する。
As a result, the torque (T) of the induction motor 1
Is T = M / L 2 · (λ 2 a · i 1 b−λ 2 b · i 1 a) = M 2 / L 2 · (i 1 a · i 1 b) (6) Secondary magnetic flux λ 2
2 a, λ 2 b) and the secondary current i 2 (i 2 a, i 2 b) are irrelevant, and vector control of decoupling control is established.

【0011】ところで、上記(2)式から明らかなよう
に、速度センサを用いない場合は、すべり角周波数ωs*
が設定されていても電動機速度ωrが未知であるから、
電源角周波数ω0を決定することができないが、該電源
角周波数ω0で回転する同期回転座標(a-b軸)上の2次
磁束λ2(λ2a,λ2b)が上記(5)式を満足するよう
に、該電源角周波数ω0を制御することにより、同様
に、非干渉化制御のベクトル制御を実現することができ
る。すなわち、同一次元磁束オブザーバ4と速度適応機
構7からなる速度適応2次磁束オブザーバを用いて、上
記(5)式を満足するような同期回転座標(a-b軸)上の
2次磁束λ2(λ2a,λ2b)を推定し、その2次磁束推
定値λ2#(λ2a#,λ2b#)に基づき電動機実速度ωr
推定(ωr#)することにより、上記(2)式(ω0
ωr# + ωs*)から電源角周波数ω0を求め、該電源角
周波数ω0によりデジタル電流制御器3を制御すること
によって非干渉化制御のベクトル制御を実現することが
できる。
By the way, as is apparent from the equation (2), when the speed sensor is not used, the slip angular frequency ω s *
Even if is set, the motor speed ω r is unknown,
Although the power source angular frequency ω 0 cannot be determined, the secondary magnetic flux λ 22 a, λ 2 b) on the synchronous rotation coordinate (ab axis) that rotates at the power source angular frequency ω 0 is (5) above. By controlling the power source angular frequency ω 0 so as to satisfy the expression, similarly, vector control of decoupling control can be realized. That is, by using the velocity adaptive secondary magnetic flux observer composed of the same-dimensional magnetic flux observer 4 and the velocity adaptive mechanism 7, the secondary magnetic flux λ 22 a, λ 2 b) is estimated, and the actual motor speed ω r is estimated (ω r #) based on the secondary magnetic flux estimated value λ 2 # (λ 2 a #, λ 2 b #). ) Expression (ω 0 =
By obtaining the power source angular frequency ω 0 from ω r # + ω s *) and controlling the digital current controller 3 with the power source angular frequency ω 0 , vector control of decoupling control can be realized.

【0012】図2に示すベクトル制御システムにおける
従来の誘導電動機の速度センサレスベクトル制御方式に
おいては、誘導電動機1の実速度を速度センサを用いな
いで検出するために、誘導電動機1の1次電流(相電
流)iu,iv,iw を検出し3相−2相相数変換器14に
て相数変換した固定子座標(d-q軸)上の1次電流検出
値i1(i1d,i1q)とし、該1次電流検出値i1とPW
M制御インバータ2への固定子座標(d-q軸)上の電動
機1次電圧指令値v1*(v1d*,v1q*)、及び電動機実
速度推定値ωr#を入力とする同一次元磁束オブザーバ4
により固定子座標(d-q軸)上の電動機2次磁束λ2(λ
2d,λ2q)と電動機1次電流i1(i1d,i1q)とを推
定し、速度適応機構7にて該1次電流推定値i1#(i1d
#,i1q#)と1次電流検出値i1(i1d,i1q)とを比
較した推定誤差信号(i1−i1#)に基づき次式(7)
で表わされる適応調整則により電動機実速度(ωr#)を
演算推定して誘導電動機1の速度検出としている。
In the conventional induction motor speed sensorless vector control system in the vector control system shown in FIG. 2, in order to detect the actual speed of the induction motor 1 without using the speed sensor, the primary current of the induction motor 1 ( Phase current) iu, iv, iw is detected and the number of phases is converted by the three-phase to two-phase converter 14 on the stator coordinate (dq axis) primary current detection value i 1 (i 1 d, i 1 q), and the primary current detection value i 1 and PW
Same as the input of the motor primary voltage command value v 1 * (v 1 d *, v 1 q *) on the stator coordinates (dq axes) to the M control inverter 2 and the motor actual speed estimated value ω r # Dimensional magnetic flux observer 4
Causes the secondary magnetic flux of the motor on the stator coordinates (dq axes) λ 2
2 d, λ 2 q) and the motor primary current i 1 (i 1 d, i 1 q) are estimated, and the speed adaptation mechanism 7 estimates the primary current i 1 # (i 1 d
#, I 1 q #) and the primary current detection value i 1 (i 1 d, i 1 q) are compared based on the estimated error signal (i 1 −i 1 #)
The actual speed (ω r #) of the electric motor is calculated and estimated by the adaptive adjustment rule represented by the following, and the speed of the induction motor 1 is detected.

【0013】 ωr#=Kp(eidλ2q#−eiqλ2d#) +Ki∫(eidλ2q#−eiqλ2d#)dt ‥‥‥(7) 但し、 eid=i1d−i1d# :推定誤差 eiq=i1q−i1q# :推定誤差 Kp :速度推定部比例ゲイン Ki :速度推定部積分ゲイン なお、同一次元2次磁束オブザーバ4と速度適応機構7
とからなる速度適応2次磁束オブザーバによって誘導電
動機の実速度の推定を行なう誘導電動機1の速度センサ
レスベクトル制御方式については、「電気学会論文誌
D,111巻11号,平成3年」(久保田、尾崎、松
瀬、中野:「適応2次磁束オブザーバを用いた誘導電動
機の速度センサレス直接形ベクトル制御」)に掲載され
ている。
Ω r # = K p (e i2 q # −e i2 d #) + K i ∫ (e i2 q # −e i2 d #) dt (7) However, , E i d = i 1 d−i 1 d #: estimation error e i q = i 1 q−i 1 q #: estimation error K p : velocity estimation part proportional gain K i : velocity estimation part integration gain Dimensional secondary magnetic flux observer 4 and speed adaptation mechanism 7
For the speed sensorless vector control method of the induction motor 1 that estimates the actual speed of the induction motor by the speed adaptive secondary magnetic flux observer consisting of and, see "Journal of the Institute of Electrical Engineers of Japan, Volume 11, No. 11, 1991" (Kubota, Ozaki, Matsuse, Nakano: "Velocity sensorless direct vector control of induction motor using adaptive secondary magnetic flux observer").

【0014】以下、上記速度適応2次磁束オブザーバを
使用して誘導電動機の実速度を推定する従来の速度セン
サレスベクトル制御方式について説明する。
A conventional speed sensorless vector control system for estimating the actual speed of the induction motor using the speed adaptive secondary magnetic flux observer will be described below.

【0015】図2(制御システム構成)における動作を
説明すると、いま、電動機速度指令(ωr*)を速度制御
部(ASR)に与えると、前記速度指令値(ωr*)と電
動機実速度推定値(ωr#)とが比較され、その比較誤差
信号が速度制御器6により比例積分(PI)制御され
て、誘導電動機1の同期回転座標(a-b軸)上の1次電流
指令値i1*のトルク軸成分である1次トルク軸電流指令
値(i1b*)に変換される。次に、電流制御部(AC
R)におけるデジタル電流制御器3において、PWM制
御インバータ2を制御する誘導電動機1の同期回転座標
(a-b軸)上の1次電圧指令値v1*(v1a*,v1b*)が、
前記1次電流指令値i1*(i1a*,i1b*)と1次電流検
出値i1(i1a,i1b)が等しく(i1a*=i1a,i1b*
=i1b)なるように、非干渉化制御を可能とする条件式
である上記(4)式により演算される。
Explaining the operation in FIG. 2 (control system configuration), when the motor speed command (ω r *) is given to the speed controller (ASR), the speed command value (ω r *) and the motor actual speed are given. The estimated value (ω r #) is compared, the comparison error signal is proportional-integral (PI) controlled by the speed controller 6, and the primary current command value i on the synchronous rotation coordinate (ab axis) of the induction motor 1 is calculated. is converted to 1 * primary torque axis current command value is the torque axis component of (i 1 b *). Next, the current controller (AC
In the digital current controller 3 in R), the synchronous rotation coordinate of the induction motor 1 that controls the PWM control inverter 2
The primary voltage command value v 1 * (v 1 a *, v 1 b *) on the (ab axis) is
The primary current command value i 1 * (i 1 a *, i 1 b *) and the primary current detection value i 1 (i 1 a, i 1 b) are equal (i 1 a * = i 1 a, i 1 b *
= I 1 b) is calculated by the above-mentioned expression (4) which is a conditional expression that enables decoupling control.

【0016】同期回転座標(a-b軸)上の1次電圧指令値
1*(v1a*,v1b*)は、座標変換器9により固定子座
標(d-q軸)上の1次電圧指令値v1*(v1d*,v1q*)
に変換された後、2相−3相相数変換器15により相数
変換されてPWM制御インバ−タ2の三相各相の出力電
圧制御指令電圧Vu,Vv,Vwに変換され該PWM制御
インバ−タ2の三相各相の出力電圧を制御する。その結
果、誘導電動機1は所望の速度指令値(ωr*)に応じて
速度制御される。 また、電源角周波数ω0で回転する
同期回転座標(a-b軸)と誘導電動機1の固定子に固定
された固定子座標(d-q軸)との間の変換を行なう座標
変換器8,9に使用される単位ベクトル(Sinθ0,Co
0)を作り出すための基本位相角θ0(θ0=ω0t)
は、すべり算出器5により上記(2)式に示すように、
同期回転座標(a-b軸)上の1次励磁軸電流指令値i1a*
、1次トルク軸電流指令値i1b* 、及び誘導電動機1
の2次時定数τ2(=L2/R2)によって求められるす
べり角周波数指令値(ωs*)と、速度適応2次磁束オブ
ザーバ(4,7)により推定される電動機実速度推定値
(ωr#)とから得られる電源角周波数(ω0)を基本位
相角算出用積分器11で積分することによって求めるこ
とができる。
The primary voltage command value v 1 * (v 1 a *, v 1 b *) on the synchronous rotation coordinate (ab axis) is converted by the coordinate converter 9 into the primary voltage on the stator coordinate (dq axis). Command value v 1 * (v 1 d *, v 1 q *)
Is converted to the output voltage control command voltage Vu, Vv, Vw of each phase of the PWM control inverter 2, and the PWM control is performed. The output voltage of each phase of the inverter 2 is controlled. As a result, the induction motor 1 is speed-controlled according to the desired speed command value (ω r *). Also used for coordinate converters 8 and 9 for converting between synchronous rotation coordinates (ab axis) rotating at the power supply angular frequency ω 0 and stator coordinates (dq axes) fixed to the stator of the induction motor 1. Unit vector (Sin θ 0 , Co
basic phase angle θ 00 = ω 0 t) for producing sθ 0 ).
Is calculated by the slip calculator 5 as shown in the above equation (2),
Primary excitation axis current command value i 1 a * on synchronous rotation coordinates (ab axis)
Primary torque axis current command value i 1 b * and induction motor 1
Of the slip angular frequency command value (ω s *) obtained by the secondary time constant τ 2 (= L 2 / R 2 ) of the motor and the estimated value of the actual motor speed estimated by the speed adaptive secondary magnetic flux observer (4,7) ( It can be obtained by integrating the power source angular frequency (ω 0 ) obtained from ω r #) by the basic phase angle calculating integrator 11.

【0017】なお、遅れ補償要素12は、デジタル電流
制御器3内の制御遅れに合わせるため、すべり角周波数
指令値(ωs*)の立上り、立下りを緩やかにするための
ものである。
The delay compensating element 12 is provided to moderate the rising and falling of the slip angular frequency command value (ω s *) in order to match the control delay in the digital current controller 3.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
速度センサレスベクトル制御方式は、電動機実速度値
(ωr)を推定する演算過程において遅れがあるため、
実速度推定値(ωr#)とすべり角周波数推定値(ωs*)
との加算により得られる電源角周波数ω0(ω0=ωr#+
ωs*)が真値からずれてしまい、その結果、デジタル電
流制御器3における電源角周波数ω0に基づいて演算さ
れる非干渉化制御を行なうための電動機1次電圧指令値
1*のずれ、及び座標変換器8,9における座標変換の
ために用いる基本位相角θ0もずれ、結局、座標変換軸
がずれて非干渉化制御のベクトル制御が成り立たなくな
ってしまう虞がある。
As described above, since the conventional speed sensorless vector control system has a delay in the calculation process for estimating the actual motor speed value (ω r ),
Actual velocity estimate (ω r #) and slip angular frequency estimate (ω s *)
Power source angular frequency ω 00 = ω r # +
ω s *) deviates from the true value, and as a result, the motor primary voltage command value v 1 * for decoupling control calculated based on the power supply angular frequency ω 0 in the digital current controller 3 The shift and the basic phase angle θ 0 used for coordinate conversion in the coordinate converters 8 and 9 may also shift, and eventually the coordinate conversion axis may shift and the vector control of the decoupling control may not be established.

【0019】このことは、とりもなおさず誘導電動機1
の速度制御において、トルク指令値どおりのトルクが得
られないという重大な問題を起こすことになる。
This means that the induction motor 1
In the speed control of 1), a serious problem that the torque according to the torque command value cannot be obtained occurs.

【0020】本発明は、上記の点に鑑みなされたもの
で、誘導電動機実速度の推定過程における「遅れ」とな
るベクトル制御座標軸のずれを防止することにより、完
全なベクトル制御を行なうことができる速度センサレス
ベクトル制御方式を得ることを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above points, and complete vector control can be performed by preventing the deviation of the vector control coordinate axis which is a "delay" in the process of estimating the actual speed of the induction motor. The purpose is to obtain a speed sensorless vector control method.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】速度指令値と実速度推定
値とを比較した比較誤差信号の基づき制御されるデジタ
ル電流制御器によって、誘導電動機を非干渉化制御のベ
クトル制御を行なう速度センサレスベクトル制御方式に
おいて、同一次元磁束オブザーバと速度適応機構からな
る速度適応2次磁束オブザ−バにより、誘導電動機の実
速値を推定するとともに、前記同一次元磁束オブザーバ
により推定した誘導電動機の2次磁束推定値に基づきす
べり角周波数修正値を求め、該すべり角周波数修正値に
より誘導電動機の1次電流指令値に基づき算出したすべ
り角周波数指令値を修正して、前記誘導電動機の実速度
推定値に加算することにより前記デジタル制御器及び座
標変換器を制御する電源角周波数とする。
A speed sensorless vector for performing vector control of decoupling control of an induction motor by a digital current controller controlled based on a comparison error signal comparing a speed command value and an actual speed estimated value. In the control method, the actual speed value of the induction motor is estimated by the speed adaptive secondary magnetic flux observer including the same-dimensional magnetic flux observer and the speed adaptive mechanism, and the secondary magnetic flux estimation of the induction motor is estimated by the same-dimensional magnetic flux observer. A slip angular frequency correction value is obtained based on the value, and the slip angular frequency command value calculated based on the primary current command value of the induction motor is corrected by the slip angular frequency correction value and added to the actual speed estimated value of the induction motor. By doing so, a power source angular frequency for controlling the digital controller and the coordinate converter is obtained.

【0022】[0022]

【作用】誘導電動機1の実速度推定値(ωr#)の推定過
程における「遅れ」は、誘導電動機1側からみれば、す
べり算出部5で算出されるすべり角周波数指令値(ω
s*)がずれていることに相当する。
The "delay" in the process of estimating the actual speed estimated value (ω r #) of the induction motor 1 is the slip angular frequency command value (ω) calculated by the slip calculator 5 when viewed from the induction motor 1 side.
s *) is shifted.

【0023】(上記(2)式、ω0=ωr+ωs*,ωs*=i
1b* /i1a* ・τ2参照)。 そこで、ベクトル制御が
成立するときの電源角周波数ω0を決定する要件、すな
わち、同期回転座標(a-b軸)上の2次磁束推定値λ2#
のトルク軸成分(λ2b#)を零(上式(5),(6)式 参
照)にするために、該2次磁束トルク軸成分推定値λ2b
#を積分(ωsc =Kωi∫λ2b#・dt Kωi:積分ゲイ
ン)して得られたすべり角周波数修正値ωscをすべり角
周波数指令値ωs*に加える(ωs*+ωsc)ことにより、
電動機1の速度推定値ωr#の「遅れ」に伴う電源角周波
数ω0のずれΔω0を修正することができ、座標軸のずれ
が防止され、完全なベクトル制御が行なわれる。(次
式、参照) ω0+Δω0=ωr# +ωs* +ωsc Δω0=ωsc
(Equation (2) above, ω 0 = ω r + ω s *, ω s * = i
1 b * / i 1 a * -see τ 2 ). Therefore, the requirement for determining the power supply angular frequency ω 0 when the vector control is established, that is, the secondary magnetic flux estimated value λ 2 # on the synchronous rotation coordinate (ab axis)
Torque axis component of (lambda 2 b #) zero (the above equation (5), (6) see formula) in order to, the secondary magnetic flux torque axis component estimate .lambda.2 b
The slip angular frequency correction value ω sc obtained by integrating # (ω sc = Kω i ∫λ 2 b # · dt Kω i : integral gain) is added to the slip angular frequency command value ω s * (ω s * + ω sc )
The deviation Δω 0 of the power source angular frequency ω 0 due to the “lag” of the estimated speed value ω r # of the electric motor 1 can be corrected, the deviation of the coordinate axes can be prevented, and complete vector control can be performed. (See the following equation) ω 0 + Δω 0 = ω r # + ω s * + ω sc Δω 0 = ω sc

【0024】[0024]

【実施例】図1は、本発明の実施例である制御システム
を示すものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a control system according to an embodiment of the present invention.

【0025】図示制御システムにおいて、いま、速度制
御部(ASR)において、電動機速度指令(ωr*)を与
えると、該速度指令値(ωr*)と負帰還信号である実速
度推定値(ωr#)とが比較され、その比較誤差信号が速
度制御器6において比例積分(PI)制御され、同期回転
座標(a-b軸)上の電動機1次電流指令値i1*のトルク
軸成分(i1b*)に変換される。次に、電流制御部(A
CR)におけるデジタル電流制御器3において、前記電
動機1次電流指令値i1*のトルク軸成分(i1b*)及び
励磁軸成分(i1a*)と、電動機1次電流検出値i1のト
ルク軸成分(i1b)及び励磁軸成分(i1a)とが比較さ
れ、i1b*=i1b,及びi1a*=i1a に制御されるよう
に、PWM制御インバータ2を制御する同期回転座標軸
(a-b軸)上の1次電圧指令値v1*(v1a*,v1b*)が
上記(4)式により演算される。
In the illustrated control system, when the motor speed command (ω r *) is given to the speed controller (ASR), the speed command value (ω r *) and the actual speed estimated value (negative feedback signal) ( ω r #) and the comparison error signal is proportional-integral (PI) controlled by the speed controller 6, and the torque axis component (1) of the motor primary current command value i 1 * on the synchronous rotation coordinate (ab axis) ( i 1 b *). Next, the current controller (A
In the digital current controller 3 in CR), the torque axis component (i 1 b *) and the excitation axis component (i 1 a *) of the motor primary current command value i 1 * and the motor primary current detection value i 1 Of the torque axis component (i 1 b) and the excitation axis component (i 1 a) are compared, and PWM control is performed so that i 1 b * = i 1 b and i 1 a * = i 1 a are controlled. The primary voltage command value v 1 * (v 1 a *, v 1 b *) on the synchronous rotation coordinate axis (ab axis) that controls the inverter 2 is calculated by the above equation (4).

【0026】デジタル電流制御器3の出力である1次電
圧指令値v1*(v1a*,v1b*)は、座標変換器9により
固定子座標(d-q軸)上の電動機1次電圧指令値v1*
(v1d*,v1q*)に変換された後、2相−3相相数変換
器15により相数変換されてPWM制御インバータ2の
三相各相の1次電圧制御指令電圧Vu,Vv,Vw に変換
され、該PWM制御インバータ2の出力電圧を制御する
結果、誘導電動機1は所望の速度指令値(ωr*)に応じ
て速度制御される。
The primary voltage command value v 1 * (v 1 a *, v 1 b *), which is the output of the digital current controller 3, is converted by the coordinate converter 9 into the motor primary on the stator coordinates (dq axes). Voltage command value v 1 *
After being converted into (v 1 d *, v 1 q *), the number of phases is converted by the 2-phase to 3-phase phase converter 15 and the primary voltage control command voltage Vu of each of the three phases of the PWM control inverter 2 is output. , Vv, Vw, and controlling the output voltage of the PWM control inverter 2, the induction motor 1 is speed-controlled according to a desired speed command value (ω r *).

【0027】誘導電動機1の実速度値(ωr)は、誘導
電動機1の固定子座標(d-q軸)上の1次電流検出値i
1(i1d,i1q),1次電圧指令値v1*(v1d*,v1q*)
及び実速度推定値(ωr#)を入力とする同一次元磁束オ
ブザーバ4と、該同一次元磁束オブザーバ4により推定
された1次電流推定値i1#(i1d#,i1q#)と2次磁束
推定値λ2#(λ2d#,λ2q#)及び1次電流検出値i1(i
1d,i1q)に基づく上記(7)式により演算する速度適
応機構7とからなる速度適応2次磁束オブザーバを使用
して、その実速度推定値ωr#を推定する。
The actual speed value (ω r ) of the induction motor 1 is the primary current detection value i on the stator coordinates (dq axes) of the induction motor 1.
1 (i 1 d, i 1 q), primary voltage command value v 1 * (v 1 d *, v 1 q *)
And the same-dimensional magnetic flux observer 4 that receives the actual velocity estimated value (ω r #), and the primary current estimated value i 1 # (i 1 d #, i 1 q #) estimated by the same-dimensional magnetic flux observer 4. Secondary magnetic flux estimated value λ 2 # (λ 2 d #, λ 2 q #) and primary current detection value i 1 (i
The actual speed estimation value ω r # is estimated by using the speed adaptive secondary magnetic flux observer including the speed adaptive mechanism 7 which is calculated by the above equation (7) based on 1 d, i 1 q).

【0028】そして、実際の電動機速度(ωr)を推定
する過程における推定値(ωr#)の「遅れ」によって生
じる電源角周波数ω00=ωr#+ωs*) のずれを修正
するために、同一次元磁束オブザーバ4により推定した
固定子座標(d-q軸)上の電動機2次磁束推定値λ2#(λ2
d#,λ2q#)を座標変換器10で同期回転座標軸(a-b軸)上
の電動機2次磁束λ2#に座標変換し、該電動機2次磁束
推定値λ2#のトルク軸成分(λ2b#)をすべり角周波数
修正用積分器16にて積分しすべり角周波数修正値ω
sc(ωsc=Kωs∫λ2b#・dt)を求め、加算器17にて電
源角周波数指令値ωs*に加算する。
Then, the deviation of the power source angular frequency ω 00 = ω r # + ω s *) caused by the “delay” of the estimated value (ω r #) in the process of estimating the actual motor speed (ω r ). For correction, the motor secondary magnetic flux estimated value λ 2 # (λ 2 on the stator coordinates (dq axes) estimated by the same-dimensional magnetic flux observer 4
d #, λ 2 q #) is coordinate-converted by the coordinate converter 10 into the motor secondary magnetic flux λ 2 # on the synchronous rotation coordinate axis (ab axis), and the torque axis component (λ 2 2 ) of the motor secondary magnetic flux estimated value λ 2 # is calculated. b #) is integrated by the slip angular frequency correction integrator 16 and the slip angular frequency correction value ω
scsc = Kω s ∫λ 2 b # · dt) is obtained and added by the adder 17 to the power supply angular frequency command value ω s *.

【0029】角周波数修正値ωscを電源角周波数指令値
ωs*に加算することは、電動機実速度推定値(ωr#)の
ずれを前記すべり角周波数修正値ωscによって修正する
ことにより、上記(2)式により決定される電源角周波
数(ω0)のずれによる基本位相角(θ0)のずれを防止
し、座標軸のずれを防止して、完全なベクトル制御が成
立することとなる。
The addition of the angular frequency correction value ω sc to the power source angular frequency command value ω s * is performed by correcting the deviation of the motor actual speed estimated value (ω r #) with the slip angular frequency correction value ω sc . , The deviation of the basic phase angle (θ 0 ) due to the deviation of the power source angular frequency (ω 0 ) determined by the equation (2) is prevented, the deviation of the coordinate axis is prevented, and complete vector control is established. Become.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、すべり
角周波数修正用積分器を付加するだけで、誘導電動機の
実速度推定のための「遅れ」による座標変換軸のずれを
防止することができるので、完全な非干渉化制御のベク
トル制御を実現することができる。
As described above, according to the present invention, the slippage of the coordinate conversion axis due to the "lag" for estimating the actual speed of the induction motor can be prevented only by adding the slip angular frequency correcting integrator. Therefore, the vector control of complete decoupling control can be realized.

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

【図1】 本発明の実施例である制御システムの構成図FIG. 1 is a configuration diagram of a control system that is an embodiment of the present invention.

【図2】 従来の制御システムの構成図FIG. 2 is a block diagram of a conventional control system

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 : 誘導電動機 2 : PWM制御インバータ 3 : デジタル電流制御器 4 : 同一次元磁束オブザーバ 5 : すべり算出器 6 : 速度制御器 7 : 速度適応機構 8 : 座標変換器 9 : 座標変換器 10 : 座標変換器 11 : 基本位相角算出用積分器 16 : すべり角周波数修正用積分器 1: Induction motor 2: PWM control inverter 3: Digital current controller 4: Same-dimensional magnetic flux observer 5: Slip calculator 6: Speed controller 7: Speed adaptation mechanism 8: Coordinate converter 9: Coordinate converter 10: Coordinate conversion Device 11: Integrator for calculating basic phase angle 16: Integrator for correcting slip angle frequency

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 誘導電動機(1)の速度指令値(ωr*)と実
速度推定値(ωr#)とを比較した比較誤差信号に基づいて
速度制御を行ない該誘導電動機の同期回転座標上の1次
トルク軸電流指令値(i1b*)を得る速度制御器(6)と、 前記誘導電動機(1)の同期回転座標上の1次励磁軸電流
指令値(i1a*)と前記1次トルク軸電流指令値(i1b*)、
1次励磁軸電流検出値(i1d)と1次トルク軸電流検出値
(i1q)、及び電源角周波数(ω0)を入力し該誘導電動機の
電流非干渉化制御を行ない同期回転座標上の1次励磁軸
電圧指令値(via*)と1次トルク軸電圧指令値(vib*)を
出力するデジタル電流制御器(3)と、 前記デジタル電流制御器(3)の出力である同期回転座標
軸上の1次励磁軸電圧指令値(v1a*)と前記1次トルク
軸電圧指令値(v1b*)を座標変換した誘導電動機(1)の
固定子座標上の1次励磁軸電圧指令値(v1d*)と1次ト
ルク軸電圧指令値(v1q*)により誘導電動機を速度制御
する電力変換器(2)と、 前記誘導電動機(1)の固定子座標上の1次励磁軸電流検
出値(i1d)と1次トルク軸電流検出値(i1q)、前記固定
子座標上の1次励磁軸電圧指令値(v1d*)と1次トルク
軸電圧指令値(v1q*)、及び前記実速度推定値(ωr#)を
それぞれ入力し、 固定子座標上の1次励磁軸電流(i1d)と1次トルク軸電
流(i1q)、及び固定子座標上の2次励磁軸磁束(λ2d)と
2次トルク軸磁束(λ2q)を推定する同一次元磁束オブザ
ーバ(4)と、 前記同一次元磁束オブザーバ(4)の出力である固定子座
標上の1次電流推定値(i1#(i1d#,i1q#))、2次磁束
推定値(λ2#(λ2d#,λ2q#))、及び固定子座標上の一
次励磁軸電流検出値(i1d)と1次トルク軸電流検出値(i
1q)をそれぞれ入力し、前記実速度推定値(ωr#)を出力
する速度適応機構(7)と、 前記同一次元磁束オブバード(4)の出力である固定子座
標上の2次磁束推定値(λ2#(λ2d#,λ2q#))を座標変
換した同期回転座標上の2次トルク軸磁束推定値λ2b#
を積分制御して、すべり角周波数修正値(ωsc)を出力す
る積分器(16)と、 前記誘導電動機(1)の同期回転座標上の1次励磁軸電流
指令値(i1a*)と1次トルク軸電流指令値(i1b*)を入力
して、該電動機のすべり角周波数指令値(ωs*)を演算し
出力するすべり算出器(5)と、 前記すべり算出器(5)の出力であるすべり角周波数指
令値(ωs*)に前記積分器(16)の出力であるすべり角
周波数修正値(ωsc)を加算するとともに、誘導電動機
(1)の前記実速度推定値(ωr#)を加算して前記デジタ
ル電流制御器(3)の制御入力である電源角周波数
0)を出力する加算器(17)と、 を具備することを特徴とした誘導電動機の速度センサレ
スベクトル制御方式。
1. A synchronous rotation coordinate of the induction motor (1), wherein speed control is performed based on a comparison error signal comparing a speed command value (ω r *) of the induction motor (1) and an actual speed estimation value (ω r #). A speed controller (6) for obtaining the above primary torque axis current command value (i 1 b *), and a primary excitation axis current command value (i 1 a *) on the synchronous rotation coordinates of the induction motor (1). And the primary torque axis current command value (i 1 b *),
Primary excitation axis current detection value (i 1 d) and primary torque axis current detection value
(i 1 q) and the power source angular frequency (ω 0 ) are input to perform current decoupling control of the induction motor, and the primary excitation axis voltage command value (via *) and the primary torque axis voltage on the synchronous rotation coordinate are input. A digital current controller (3) that outputs a command value (vib *), and a primary excitation axis voltage command value (v 1 a *) on the synchronous rotation coordinate axis that is the output of the digital current controller (3) and The primary excitation axis voltage command value (v 1 d *) and the primary torque axis voltage command value (v 1 d *) on the stator coordinates of the induction motor (1), which is the coordinate conversion of the primary torque axis voltage command value (v 1 b *). v 1 q *) a power converter (2) that controls the speed of the induction motor, a primary excitation axis current detection value (i 1 d) on the stator coordinates of the induction motor (1), and a primary torque axis current. The detected value (i 1 q), the primary excitation axis voltage command value (v 1 d *) and the primary torque axis voltage command value (v 1 q *) on the stator coordinate, and the actual speed estimated value (ω r #) and enter the stator Primary excitation axis current (i 1 d) and primary torque axis current (i 1 q) on the coordinates, and secondary excitation axis magnetic flux (λ 2 d) and secondary torque axis magnetic flux (λ 2 ) on the stator coordinates. q) the same dimension magnetic flux observer (4) and the primary current estimated value (i 1 # (i 1 d #, i 1 q #) on the stator coordinate which is the output of the same dimension magnetic flux observer (4). ) Secondary magnetic flux estimation value (λ 2 # (λ 2 d #, λ 2 q #)), primary excitation axis current detection value (i 1 d) and primary torque axis current detection value (i
1 q) is input to each of them, and the actual velocity estimation value (ω r #) is output, and the secondary magnetic flux estimation on the stator coordinate which is the output of the same-dimensional magnetic flux obvard (4). The estimated value of the secondary torque axis magnetic flux on the synchronous rotation coordinates, which is the coordinate conversion of the value (λ 2 # (λ 2 d #, λ 2 q #)) λ 2 b #
And an integrator (16) that outputs a slip angular frequency correction value (ω sc ) by integrating control, and a primary excitation axis current command value (i 1 a *) on the synchronous rotation coordinate of the induction motor (1). And a primary torque axis current command value (i 1 b *) are input to calculate and output a slip angular frequency command value (ω s *) of the motor, and a slip calculator (5) 5) The slip angular frequency command value (ω s *) which is the output of 5) is added with the slip angular frequency correction value (ω sc ) which is the output of the integrator (16), and the actual speed of the induction motor (1) is increased. Estimated value (ω r #) is added and the power supply angular frequency which is the control input of the digital current controller (3)
A speed sensorless vector control system for an induction motor, comprising: an adder (17) that outputs (ω 0 ).
【請求項2】 前記加算器(17)の出力である電源角
周波数(ω0)を時間積分して誘導電動機の同期回転座
標と固定子座標との間の座標変換用の基本位相角
(θ0)を得る積分器(11)を具備することを特徴と
した請求項1記載の誘導電動機の速度センサレスベクト
ル制御方式。
2. A basic phase angle (θ) for coordinate conversion between the synchronous rotation coordinate and the stator coordinate of the induction motor by time-integrating the power source angular frequency (ω 0 ) which is the output of the adder (17). The speed sensorless vector control system for an induction motor according to claim 1, further comprising an integrator (11) for obtaining 0 ).
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002050993A1 (en) * 2000-12-18 2002-06-27 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Method for correcting estimate of speed of induction motor and its device
KR100371371B1 (en) * 2000-08-19 2003-02-06 엘지산전 주식회사 Vector control apparatus for induction motor
KR100425090B1 (en) * 2001-04-11 2004-03-30 엘지전자 주식회사 Method and apparatus for sensing rotator situation of Permanent Magnet Synchronous electric Motor
JP2010081726A (en) * 2008-09-26 2010-04-08 Yaskawa Electric Corp Controller of ac motor and control method thereof
JP2018196297A (en) * 2017-05-22 2018-12-06 三菱電機株式会社 Ac motor controller
CN113359741A (en) * 2021-06-18 2021-09-07 青岛农业大学 Automatic row guiding system of corn combine harvester

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100371371B1 (en) * 2000-08-19 2003-02-06 엘지산전 주식회사 Vector control apparatus for induction motor
WO2002050993A1 (en) * 2000-12-18 2002-06-27 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Method for correcting estimate of speed of induction motor and its device
US6909257B2 (en) 2000-12-18 2005-06-21 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Method and device for correcting estimated speed of induction motor and its device
KR100425090B1 (en) * 2001-04-11 2004-03-30 엘지전자 주식회사 Method and apparatus for sensing rotator situation of Permanent Magnet Synchronous electric Motor
JP2010081726A (en) * 2008-09-26 2010-04-08 Yaskawa Electric Corp Controller of ac motor and control method thereof
JP2018196297A (en) * 2017-05-22 2018-12-06 三菱電機株式会社 Ac motor controller
CN113359741A (en) * 2021-06-18 2021-09-07 青岛农业大学 Automatic row guiding system of corn combine harvester
CN113359741B (en) * 2021-06-18 2022-08-12 青岛农业大学 Automatic row guiding system of corn combine harvester

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