JPH07123799A - Speed sensorless vector control system for induction motor - Google Patents

Speed sensorless vector control system for induction motor

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JPH07123799A
JPH07123799A JP5266107A JP26610793A JPH07123799A JP H07123799 A JPH07123799 A JP H07123799A JP 5266107 A JP5266107 A JP 5266107A JP 26610793 A JP26610793 A JP 26610793A JP H07123799 A JPH07123799 A JP H07123799A
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JP
Japan
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value
induction motor
magnetic flux
primary
speed
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Application number
JP5266107A
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Inventor
Masato Mori
真人 森
Tadashi Ashikaga
正 足利
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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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Abstract

PURPOSE:To control an induction motor to a speed coincident with its speed command value by estimating a speed of the motor by using a torque axis component of a secondary magnetic flux estimated value. CONSTITUTION:The speed sensorless vector control system for an induction motor comprises a minimum order magnetic flux observer 4 which inputs primary voltage command values V1d, V1q of stator coordinates of the motor 1, primary current detection values i1d, i1q and motor real speed estimated value omegar. The observer 4 estimates secondary magnetic fluxes lambda2d, lambda2q of stator coordinates, and estimates a motor real speed estimated value omegar by using secondary magnetic flux torque axis component lambda2b in synchronous rotary coordinates after coordinate-converting by a coordinate converter 10. Thus, even if the secondary magnetic flux estimated value has an initial error, the estimated value is converged to a correct value, and hence a real speed estimated value of the motor obtained from the magnetic flux estimated value can always estimate a real speed (true value).

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3は、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の構成を示すもので
ある。
FIG. 3 shows the structure of a conventional induction motor speed sensorless vector control system control system.

【0004】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、誘導電動機の速度を速度センサを
用いないで検出するために、図3に示すように、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により相数変換して固定子座標
(d-q軸)上の1次電流i1(i1d,i1q)とし、磁束演
算器4において該1次電流i1と電動機1次電圧指令値
1*(v1d*,v1q*)とにより誘導電動機1の2次磁束
λ2(λ2d,λ2q)を求め、該2次磁束λ2(λ2d ,λ
2q)を座標変換器10により同期回転座標(a-b軸)上
に座標変換した2次磁束λ2(λ2a,λ2b)のトルク軸成
分λ2bを比例積分器7により演算(下記(7)式、参照)
して回転角周波数ωr#を求め誘導電動機1の速度ωr
検出としている。
In the conventional induction motor speed sensorless vector control system, in order to detect the speed of the induction motor without using the speed sensor, as shown in FIG. 3, the primary current (phase current) iu of the induction motor 1 is increased. , iv, iw are detected, the number of phases is converted by the three-phase to two-phase phase converter 14 to obtain the primary current i 1 (i 1 d, i 1 q) on the stator coordinates (dq axes), and the magnetic flux is calculated. In the transformer 4, the secondary magnetic flux λ 22 d, λ 2 q) of the induction motor 1 is calculated by the primary current i 1 and the motor primary voltage command value v 1 * (v 1 d *, v 1 q *). And the secondary magnetic flux λ 22 d, λ
The torque axis component λ 2 b of the secondary magnetic flux λ 22 a, λ 2 b) obtained by coordinate conversion of 2 q) onto the synchronous rotation coordinate (ab axis) by the coordinate converter 10 is calculated by the proportional integrator 7 ( (See formula (7) below)
Then, the rotational angular frequency ω r # is obtained to detect the speed ω r of the induction motor 1.

【0005】ここで、誘導電動機1の速度(回転角周波
数ωr)の推定について説明をする。 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。
Here, the estimation of the speed (rotational angular frequency ω r ) of the induction motor 1 will be described. The voltage equation of the induction motor 1 is given by the following equation (1) when it is represented by the ab axis that observes various quantities from the synchronous rotation coordinate system that rotates at the power supply angular frequency (ω 0 ).

【0006】[0006]

【数2】 [Equation 2]

【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 =
(L12−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(ω
s*)の算出は次式(2)で表わされる。 ω0 = ωr + ωs* ωs* = i1b*/(i1a*・τ2)‥‥‥‥‥(2) 但し、τ2 ‥‥‥‥‥‥‥2次時定数(τ2 =L2
2) 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
(v1a*,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 and primary torque axis voltage (V) i 1 a, i 1 b on synchronous rotation coordinates (ab axis) Synchronous rotation coordinates ( primary excitation axis current on the ab axis), primary torque axis current (A) λ 2 a, λ 2 b ..... secondary excitation axis magnetic flux on the 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 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ ‥‥‥ Equivalent leakage inductance (H) (Lσ =
(L 1 L 2 −M 2 ) / L 2 ) s ············· Small molecule (d / dt) And power source angular frequency (ω 0 ), motor speed (ω r ), slip angular frequency (ω s *) And slip angular frequency (ω
The calculation of s *) is expressed by the following equation (2). ω 0 = ω r + ω s * ω s * = i 1 b * / (i 1 a * ・ τ 2 ) ‥‥‥‥‥‥ (2) However, τ 2 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ (Τ 2 = L 2 /
R 2 ) Subscript (*) ..................... Indicates a command value or set value.
Now, i 1 a * = constant ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ (3), and in the above equation (1), (2), (3 ), The primary voltage command values (v 1 a *, v 2 b *) of the synchronous rotation coordinate system (ab axis) are the constitutive expressions of the digital current controller 3 below (4). Given by the formula,

【0008】[0008]

【数3】 [Equation 3]

【0009】同期回転座標(a-b軸)上の1次電流i1
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。
As the primary current i 1 on the synchronous rotation coordinate (ab axis), the current according to the command value i 1 * (i 1 a *, i 1 b *) flows,
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、
As a result, the torque (T) of the induction motor 1
Is

【0011】[0011]

【数4】 [Equation 4]

【0012】となり、同期回転座標(a-b軸)上の2次
磁束λ2(λ2a,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。
Therefore, the decoupling irrelevant to the secondary magnetic flux λ 22 a, λ 2 b) and the secondary current i 2 (i 2 a, i 2 b) on the synchronous rotation coordinate (ab axis). Vector control of control is established.

【0013】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、同期回転座標(a-b軸)上の2次磁束λ2
のトルク軸成分(λ2b)を入力とする比例積分器7によ
り下記(7)式に基づき電動機実速度ωrを推定(ω
r#)し、上記(2)式(ω0 = ωr# + ωs*)により
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 velocity 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, the secondary magnetic flux λ 2 on the synchronous rotation coordinate (ab axis)
Estimate the actual motor speed ω r based on the following equation (7) by the proportional integrator 7 that receives the torque axis component (λ 2 b) of
r #), the power source angular frequency ω 0 is obtained by the above equation (ω 0 = ω r # + ω s *), and the digital current controller 3 is controlled by the power source angular frequency ω 0 to cause non-interference. It is possible to realize the vector control of the computerized control.

【0014】 ωr# = Krpλ2b + Kri∫λ2b・dt ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(7) Krp:比例定数 Kri:積分定数 添字 #:推定値
を表わす。そして、電動機実速度(ωr#)を求めるため
の上記(7)式における同期回転座標(a-b軸)上の2
次磁束λ2のトルク軸成分(λ2b)は、まず、電圧方程
式である上記(1)式の1,2行目を変形して次式
(8)とし、
[0014] ω r # = K rp λ 2 b + K ri ∫λ 2 b · dt ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ (7) K rp: proportional constant K ri: integration constant subscript #: Estimated Represents a value. Then, 2 on the synchronous rotation coordinate (ab axis) in the above equation (7) for obtaining the actual motor speed (ω r #)
The torque axis component (λ 2 b) of the next magnetic flux λ 2 is first transformed into the following equation (8) by modifying the first and second lines of the equation (1) which is the voltage equation.

【0015】[0015]

【数5】 [Equation 5]

【0016】次式(9)に示すとおりAs shown in the following equation (9)

【0017】[0017]

【数6】 [Equation 6]

【0018】固定子座標(d-q軸)上の1次電流i1(i
1d,i1q)、及び1次電圧v1(v1d,v1q)から電動機
固定子に固定された固定子座標(d-q軸)の2次磁束λ2
(λ2d,λ2q)を求めることができる。
Primary current i 1 (i on the stator coordinates (dq axes)
1 d, i 1 q) and the secondary voltage λ 2 of the stator coordinates (dq axes) fixed to the motor stator from the primary voltage v 1 (v 1 d, v 1 q)
2 d, λ 2 q) can be obtained.

【0019】以上のように、速度センサを用いない場合
は、電動機実速度ωr#を推定するための固定子座標(d-
q軸)上の2次磁束λ2(λ2d,λ2q)の磁束演算(磁束
演算器4)には、1次電流検出値i1(i1d,i1q)と
1次電圧指令値v1*(v1d*,v1q*)を用い、上記
(9)式に示すよう1次電流検出値(i1d,i1q)のオ
フセット等を考慮して「一次遅れ」を用いて近似させて
いる。
[0019] As described above, if not using the speed sensor, the stator coordinates for estimating the motor actual speed ω r # (d-
For the magnetic flux calculation (magnetic flux calculator 4) of the secondary magnetic flux λ 22 d, λ 2 q) on the q-axis), the primary current detection value i 1 (i 1 d, i 1 q) and the primary By using the voltage command value v 1 * (v 1 d *, v 1 q *) and considering the offset of the primary current detection value (i 1 d, i 1 q) as shown in the above equation (9), “ It is approximated using "first-order delay".

【0020】以下、2次磁束演算器4を上記(9)式で
示すように「1次遅れ」で近似した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ついて説明する。図
3(制御システム構成)において、速度制御部(AS
R)は誘導電動機1の速度指令値ωr*と実速度推定値ω
r#との比較誤差信号を比例積分制御して同期回転座標(a
-b軸)上の1次トルク軸電流指令値i1b#を得る速度制御
器6、及び同期回転座標(a-b軸)上の1次トルク軸電流
指令値i1b#と1次励磁軸電流指令値i1a*とからすべり
角周波数指令値ωs*を得るすべり算出器5から構成さ
れ、また、電流制御部(ACR)はPWM制御インバー
タ2を制御して誘導電動機1の速度指令値ωr*に速度制
御するための同期回転座標(a-b軸)上の1次電圧指令値
1*(v1a*,v1b*)を得るデジタル電流制御器3で構
成されており、それら速度制御部(ASR)と電流制御
部(ACR)はそれぞれ異なる計算周期(サンプリング
周期)をもって制御されている。
A conventional speed sensorless vector control system for an induction motor, in which the secondary magnetic flux calculator 4 is approximated by "first-order lag" as shown in the equation (9), will be described below. In FIG. 3 (control system configuration), the speed control unit (AS
R) is the speed command value ω r * of the induction motor 1 and the estimated actual speed value ω
comparison error signal proportional integral control to synchronous rotating coordinate with r # (a
-The speed controller 6 that obtains the primary torque axis current command value i 1 b # on the (b-axis), and the primary torque axis current command value i 1 b # and the primary excitation axis current command on the synchronous rotation coordinates (ab axis) It is composed of a slip calculator 5 which obtains a slip angular frequency command value ω s * from the value i 1 a *, and the current control unit (ACR) controls the PWM control inverter 2 to control the speed command value ω of the induction motor 1. It is composed of a digital current controller 3 that obtains a primary voltage command value v 1 * (v 1 a *, v 1 b *) on the synchronous rotation coordinates (ab axis) for speed control to r *. The speed control unit (ASR) and the current control unit (ACR) are controlled with different calculation cycles (sampling cycles).

【0021】図4は、電流制御部(ACR)におけるデ
ジタル電流制御器3の内部構成を示すものであって、該
デジタル電流制御器3は誘導電動機1の電流非干渉化制
御を行なうための干渉補償手段(干渉補償項 ω01
0Lσ)を含み、同期回転座標(a-b軸)上の1次励磁軸電
流指令値(i1a*)と同検出値(i1a),電動機1次ト
ルク軸電流指令値(i1b*)と同検出値(i1b)とを比
較制御して、それらが等しく(i1a*=i1a,i1b*=i
1b)なるようにPWM制御インバータ2を制御する同期
回転座標(a-b軸)上の1次電圧指令値v1*(v1a*,v1b
*)を演算するものである。
FIG. 4 shows the internal structure of the digital current controller 3 in the current control unit (ACR). The digital current controller 3 interferes with the induction motor 1 for controlling the current decoupling. Compensation means (interference compensation term ω 0 L 1 , ω
0 Lσ), the same detection value (i 1 a) as the primary excitation axis current command value (i 1 a *) on the synchronous rotation coordinate (ab axis), the motor primary torque axis current command value (i 1 b) *) And the same detection value (i 1 b) are compared and controlled so that they are equal (i 1 a * = i 1 a, i 1 b * = i
1 b) The primary voltage command value v 1 * (v 1 a *, v 1 b on the synchronous rotation coordinate (ab axis) for controlling the PWM control inverter 2
*) Is calculated.

【0022】そこで、図3(制御システム)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、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(図4、参照)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*と1次電流検出
値i1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)
式を基に演算される。そして、該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は所望の上記速度設定値(ωr*)に応
じて速度制御される。
The operation in FIG. 3 (control system) will now be described. Now, when the motor speed command (ω r *) is given to the speed controller (ASR), the speed command value (ω r *) is given.
And the actual motor speed estimated value (ω r #) are compared, the comparison error signal is proportional-integral (PI) controlled by the speed controller 6, and the primary current on the synchronous rotation coordinate (ab axis) of the induction motor 1 is calculated. It is converted to a primary torque axis current command value (i 1 b *) which is a torque axis component of the command value i 1 *. Next, the current controller (AC
In the digital current controller 3 (see FIG. 4) in R), the induction motor 1 that controls the PWM control inverter 2
Primary voltage command value v 1 (v 1 a on the synchronous rotation coordinate (ab axis) of
*, V 1 b *) so that the primary current command value i 1 * and the primary current detection value i 1 are equal (i 1 a * = i 1 a, i 1 b * = i 1 b) , Which is a conditional expression that enables decoupling control (4)
It is calculated based on the formula. Then, the primary voltage command value v 1 *
(V 1 a *, v 1 b *) was converted into the primary voltage command value v 1 * (v 1 d *, v 1 q *) on the stator coordinates (dq axes) by the coordinate converter 9. After that, the number of phases is converted by the two-phase / three-phase converter 15 to be converted into the output voltage control command voltages Vu, Vv, Vw of each phase of the PWM control inverter 2 and the PWM control inverter 2 Controls the output voltage of each phase. As a result, the induction motor 1 is speed-controlled according to the desired speed setting value (ω r *).

【0023】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
8,9,10に使用される単位ベクトル(Sinθ0,Co
0)を作り出すための位相角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次励磁電流i1a、1次トルク
電流i1b及び誘導電動機1の2次時定数τ2(=L2/R
2)によって求められるすべり角周波数指令値(ωs#)
と、「1次遅れ」で近似されている磁束演算器4の演算
出力である2次磁束λ2により上記(7)式により求め
ら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)を積分器11で積分することによって
求めることができる。
Further, the coordinate converter 8 for converting between the synchronous rotation coordinates (ab axis) rotating at the power source angular frequency ω 0 and the stator coordinates (dq axes) fixed to the stator of the induction motor 1. The unit vector (Sin θ 0 , Co used for 9 and 10)
The phase angle θ 00 = ω 0 t) for creating sθ 0 ) is
As shown in the above equation (2), the slip calculator 5 calculates the primary excitation current i 1 a, the primary torque current i 1 b, and the secondary time constant τ 2 of the induction motor 1 on the synchronous rotation coordinate (ab axis). (= L 2 / R
2 ) Slip angular frequency command value (ω s #)
And a motor actual speed estimated value (ω r #) obtained by the above equation (7) by the secondary magnetic flux λ 2 which is the calculation output of the magnetic flux calculator 4 approximated by “first-order delay” It can be obtained by integrating the angular frequency (ω 0 ) by the integrator 11.

【0024】[0024]

【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、磁束演算器4を
「1次遅れ」で近似しているため、誘導電動機1の低速
度域においては磁束演算器4における積分演算を正確に
行なうことができず、同期回転座標(a-b軸)上の2次
磁束λ2(λ2a,λ2b)の推定、すなわち電動機実速度の
推定値(ωr#)に誤差が生じてしまい電動機1をその速
度指令値(ωr*)に一致した速度に制御することができ
ないという問題がある。
As described above, in the conventional speed sensorless vector control system, since the magnetic flux calculator 4 is approximated by "first-order delay", the magnetic flux in the low speed range of the induction motor 1 is reduced. The integral calculation in the calculator 4 cannot be performed accurately, and the secondary magnetic flux λ 22 a, λ 2 b) on the synchronous rotation coordinate (ab axis) is estimated, that is, the estimated value of the actual motor speed (ω there is a problem that r #) to the speed command value of the electric motor 1 will an error occurs (ω r *) to not be able to control the matched speed.

【0025】本発明は、誘導電動機の速度を正確に推定
する推定部を有する速度センサレスベクトル制御方式を
提供するものである。
The present invention provides a speed sensorless vector control system having an estimation unit for accurately estimating the speed of an induction motor.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段、作用】本発明は、上記課
題を解決するために、誘導電動機をベクトル制御する無
センサベクトル制御方式において、前記誘導電動機の速
度(ωr)を推定するための2次磁束を推定するため
に、非干渉化制御のベクトル制御を行なう電流制御部
(ACR)におけるデジタル電流制御器3の出力である
固定子座標(d-q軸)上の二相1次電圧指令値v1*(v1
d*,v1q*)と、1次電流検出値i1(i1d,i1q)、及
び誘導電動機の実速度推定値(ωr#)を入力とする最小
次元磁束オブザーバにより同期回転座標上の2次磁束λ
2(λ2a,λ2b)を推定し、該2次磁束推定値λ2#のト
ルク軸成分(λ2b#)を用いて誘導電動機の速度(ωr
を推定するものである。なお、添字「#」 は推定値を表わ
す。
In order to solve the above problems, the present invention provides a method for estimating the speed (ω r ) of an induction motor in a sensorless vector control system in which the induction motor is vector-controlled. Two-phase primary voltage command value on the stator coordinates (dq axes) which is the output of the digital current controller 3 in the current control unit (ACR) that performs vector control of decoupling control in order to estimate the secondary magnetic flux. v 1 * (v 1
d *, v 1 q *), primary current detection value i 1 (i 1 d, i 1 q), and the actual speed estimated value of the induction motor (ω r #) Secondary magnetic flux λ on rotating coordinates
22 a, λ 2 b) is estimated, and the speed (ω r ) of the induction motor is calculated using the torque axis component (λ 2 b #) of the secondary magnetic flux estimated value λ 2 #.
Is estimated. The subscript “#” represents the estimated value.

【0027】ここで、本発明における最小次元磁束オブ
ザーバについて説明をする。
The minimum dimension magnetic flux observer in the present invention will be described below.

【0028】誘導電動機の状態方程式は、固定子座標
(d-q軸)から諸量を観察すると次式(10)で与えられ
る。
The equation of state of the induction motor is given by the following equation (10) when various quantities are observed from the stator coordinates (dq axes).

【0029】[0029]

【数7】 [Equation 7]

【0030】但し、However,

【0031】[0031]

【数8】 [Equation 8]

【0032】 i1(i1d,i1q):固定子座標(d-q軸)上の1次電流
(A) λ2(λ2d,λ2q):固定子座標(d-q軸)上の2次磁束
(wd) v1(v1d,v1q):固定子座標(d-q軸)上の1次電圧
(v) 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) s :時間微分子(d/dt) また、出力方程式は、次式(11)となる。
I 1 (i 1 d, i 1 q): Primary current on the stator coordinates (dq axes)
(A) λ 22 d, λ 2 q): Secondary magnetic flux on the stator coordinates (dq axes)
(wd) v 1 (v 1 d, v 1 q): Primary voltage on the stator coordinates (dq axes)
(v) R 1, R 2 : 1 , second resistance (Ω) L 1, L 2 : 1 , second inductance (H) M: mutual (energized) inductance (H) Erushiguma: Equivalent leakage inductance (H ) s: Time fine molecule (d / dt) The output equation is the following equation (11).

【0033】[0033]

【数9】 [Equation 9]

【0034】この(11)式により、固定子座標(d-q
軸)上の1次電流i1は直接観測することができるの
で、固定子座標(d-q軸)の2次磁束λ2のみをオブザー
バによって推定すると、該2次磁束λ2の推定値を「λ2
#」として、オブザーバは次式で構成される。
From this equation (11), the stator coordinates (dq
Since the primary current i 1 on the (axis) can be directly observed, if only the secondary magnetic flux λ 2 of the stator coordinates (dq axes) is estimated by the observer, the estimated value of the secondary magnetic flux λ 2 is “λ 2
The observer is composed of the following equation.

【0035】 sλ2#=A211 +A22λ2# +G[si1−(A111+A12λ2#+B11)]‥‥‥(12) 但し、オブザーバゲイン(G)は、誘導電動機の実速度推
定値(ωr#)により調整される。 更に、上式(12)を変
形して次式(13)を得る。
2 # = A 21 i 1 + A 22 λ 2 # + G [si 1 − (A 11 i 1 + A 12 λ 2 # + B 1 v 1 )] (12) However, observer gain (G) Is adjusted by the estimated actual speed (ω r #) of the induction motor. Further, the above equation (12) is modified to obtain the following equation (13).

【0036】 sλ2#=(A22−GA12)λ2# +(A21−GA11)i1 −GB11 +Gsi1 ‥‥‥‥(13) 但し、s:時間微分子(d/dt) そして、(13)式からなる方程式をブロック図で表わす
と図5構成図のとおりとなり、これが最小次元磁束オブ
ザーバの構成となる。
2 # = (A 22 −GA 12 ) λ 2 # + (A 21 −GA 11 ) i 1 −GB 1 v 1 + Gsi 1 (13) However, s: time fine molecule (d / dt) Then, the equation (13) is expressed in a block diagram as shown in the configuration diagram of FIG. 5, and this is the configuration of the minimum-dimensional magnetic flux observer.

【0037】[0037]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明をする。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.

【0038】図1,2は、いずれも本発明の一実施例で
ある制御システムの構成を示すものである。図1,2に
示す制御システムの構成のうち、図3に示す従来の制御
システムの構成と同一部分は、その動作においても同一
であるのでその説明を省略する。
1 and 2 show the configuration of a control system which is an embodiment of the present invention. Of the configuration of the control system shown in FIGS. 1 and 2, the same parts as the configuration of the conventional control system shown in FIG. 3 are the same in the operation, and therefore the description thereof will be omitted.

【0039】[実施例1]‥図1、参照 誘導電動機1をPWM制御インバータ2により制御する
とき、電流非干渉化制御のベクトル制御成立時には、
(5),(6)式から明らかなように、同期回転座標(a
-b軸)上の2次磁束λ2のトルク軸成分(λ2b)は零と
なる。
[Embodiment 1] -See FIG. 1 When the induction motor 1 is controlled by the PWM control inverter 2, when the vector control of the current decoupling control is established,
As is clear from the equations (5) and (6), the synchronous rotation coordinate (a
The torque axis component (λ 2 b) of the secondary magnetic flux λ 2 on the −b axis) becomes zero.

【0040】したがって、電流非干渉化制御のベクトル
制御を成立させるためには、上記(7)式に基づいて同
期回転座標(a-b軸)上の2次磁束トルク軸成分(λ2b)
を演算し、該2次磁束トルク軸成分(λ2b)が零になる
ように電動機実速度値(ωr)を推定すればよいが、上
記(7)式から明らかなように、電動機実速度推定値
(ωr#)は前記2次磁束トルク軸成分(λ2b)を比例積
分(PI)して求めるものであるから、電動機実速度推
定値(ωr#)を実速度値(ωr)と等しくするためには
上記2次磁束トルク軸成分(λ2b)が正確なものでなけ
ればならない。
Therefore, in order to establish the vector control of the current decoupling control, the secondary magnetic flux torque axis component (λ 2 b) on the synchronous rotation coordinate (ab axis) based on the above equation (7).
Is calculated and the actual motor speed value (ω r ) is estimated so that the secondary magnetic flux torque axis component (λ 2 b) becomes zero. However, as is clear from the equation (7), Since the speed estimation value (ω r #) is obtained by proportional integration (PI) of the secondary magnetic flux torque axis component (λ 2 b), the motor actual speed estimation value (ω r #) is calculated as the actual speed value ( In order to make it equal to ω r ), the secondary magnetic flux torque axis component (λ 2 b) must be accurate.

【0041】本実施例においては、図5に示す「最小次
元磁束オブザーバ」、すなわち、誘導電動機1の固定子
座標(d-q軸)上の1次電圧指令値v1*(v1d*,v1q
*)と1次電流検出器i1(i1d,i1q)及び電動機実速
度推定値(ωr#)を入力とする「最小次元磁束オブザー
バ」を用い、該最小次元オブザーバ4により固定子座標
(d-q軸)上の2次磁束λ2#(λ2d#,λ2q#)を推定
し、座標変換(10)をした後の同期回転座標(a-b
軸)上の2次磁束トルク軸成分(λ2b)を上記(7)式
に代入して電動機実速度値(ωr)を推定するものであ
る。
In this embodiment, the "minimum dimension magnetic flux observer" shown in FIG. 5, that is, the primary voltage command value v 1 * (v 1 d *, v) on the stator coordinates (dq axes) of the induction motor 1 is used. 1 q
*), Primary current detector i 1 (i 1 d, i 1 q) and motor actual speed estimated value (ω r #) are used as inputs, and fixed by the minimum dimension observer 4. The secondary magnetic flux λ 2 # (λ 2 d #, λ 2 q #) on the child coordinates (dq axes) is estimated, and the synchronous rotation coordinates (ab
The secondary magnetic flux torque axis component (λ 2 b) on the shaft) is substituted into the above equation (7) to estimate the actual motor speed value (ω r ).

【0042】[実施例2]‥図2、参照 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(a-b軸)から諸量を観測する
と、上記(1)式で与えられる。
[Embodiment 2] -See Fig. 2, The voltage equation of the induction motor 1 is obtained by observing various quantities from the synchronous rotation coordinates (ab axis) rotating at the power supply angular frequency (ω 0 ). Given in.

【0043】また、誘導電動機1のすべり角周波数(ω
s),電源角周波数(ω0)及び誘導電動機1の実速度
(ωr)との関係は、上記(2)式のとおりである。
Further, the slip angular frequency of the induction motor 1 (ω
s ), the power source angular frequency (ω 0 ) and the actual speed (ω r ) of the induction motor 1 are as shown in the above equation (2).

【0044】そして、上記(1)式の下側二式及び上記
(2)式から、すべり角周波数(ωs)を求めると、次式
となる。
The lower two equations of the above equation (1) and the above equation
When the slip angular frequency (ω s ) is obtained from the equation (2), the following equation is obtained.

【0045】[0045]

【数10】 [Equation 10]

【0046】但し、s:時間微分子を表わす。この式
から明らかなように、誘導電動機1の同期回転座標(a-
b軸)上の2次磁束λ2(λ2a,λ2b)と、それらの微分
値(sλ2a,sλ2b)及び同座標(a-b軸)上の1次電流
1(i1a,i1b)が既知であれば、すべり角周波数(ωs)
が求められる。
However, s: represents a time fine molecule. As is clear from this equation, the synchronous rotation coordinate (a-
The secondary magnetic flux λ 22 a, λ 2 b) on the b axis), their differential values (sλ 2 a, sλ 2 b) and the primary current i 1 (i on the same coordinate (ab axis) 1 a, i 1 b) is known, the slip angular frequency (ω s )
Is required.

【0047】そして、すべり角周波数(ωs)が求めら
れれば、上記(2)式に基づき電源角周波数(ω0)か
らすべり角周波数(ωs)を減算することにより誘導電
動機1の実速度値(ωr)を求めることができる。
When the slip angular frequency (ω s ) is obtained, the actual speed of the induction motor 1 is calculated by subtracting the slip angular frequency (ω s ) from the power source angular frequency (ω 0 ) based on the equation (2). The value (ω r ) can be obtained.

【0048】しかしながら、上記式によって、すべり
角周波数(ωs)を求めるためには、検出することができ
ない誘導電動機1の同期回転座標(a-b軸)上の2次磁
束λ2(λ2a,λ2b)を知らなければならない。
However, in order to obtain the slip angular frequency (ω s ) by the above equation, the secondary magnetic flux λ 22 a, on the synchronous rotation coordinate (ab axis) of the induction motor 1 that cannot be detected is detected. We must know λ 2 b).

【0049】本実施例においては、先に説明をした「最
小次元磁束オブザーバ」、すなわち、誘導電動機1の固
定子座標(d-q軸)上の1次電圧指令値v1*(v1d*,v1
q*)と1次電流検出値i1(i1d,i1q)、及び電動機
実速度推定値(ωr#)を入力とする「最小次元磁束オブ
ザーバ4」を用い、該最小次元磁束オブザーバ4により
誘導電動機1の固定子座標(d-q軸)上の2次磁束λ
2(λ2d,λ2q)を推定し、座標変換(10)して同期
回転座標(a-b軸)上の2次磁束λ2(λ2a,λ2b)とそ
の微分値sλ2(sλ2a,sλ2b)を得るものである。
In this embodiment, the "minimum dimension magnetic flux observer" described above, that is, the primary voltage command value v 1 * (v 1 d *, on the stator coordinate (dq axis) of the induction motor 1 is used. v 1
q *), the primary current detection value i 1 (i 1 d, i 1 q), and the actual motor speed estimation value (ω r #) are used as input, and the minimum dimension magnetic flux observer 4 is used. The secondary magnetic flux λ on the stator coordinate (dq axis) of the induction motor 1 by the observer 4.
22 d, λ 2 q) is estimated, coordinate transformation (10) is performed, and the secondary magnetic flux λ 22 a, λ 2 b) on the synchronous rotation coordinate (ab axis) and its differential value sλ 2 (Sλ 2 a, sλ 2 b) is obtained.

【0050】なお、前記2次磁束微分値sλ2(sλ2a ,
2b)は、微分器7において、下記式に示すよう
に、同期回転座標(a-b軸)上の2次磁束推定値λ2#
(λ2a#,λ2b#)の今回値から前回値を減算して電流制
御部(ACR)の計算周期であるサンプリング時間Ts
で除算することによって求めることができる。
The secondary magnetic flux differential value sλ 2 (sλ 2 a,
2 b) is the secondary magnetic flux estimated value λ 2 # on the synchronous rotation coordinate (ab axis) in the differentiator 7, as shown in the following equation.
Sampling time T s which is the calculation cycle of the current control unit (ACR) by subtracting the previous value from the current value of (λ 2 a #, λ 2 b #)
It can be obtained by dividing by.

【0051】 sλ2# = [λ2#(n)−λ2#(n-1)]/Ts ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ これら、推定した同期回転座標(a-b軸)上の2次磁束
推定値(λ2#)とその微分値(sλ2#)、及び同期回転
座標(a-b軸)上の1次電流検出値i1(i1a,i1b)を
すべり算出器16において上記式に示すように、すべ
り角周波数(ωs)の推定値ωs#を算出し、そのときの
電源角周波数ω0からすべり角周波数推定値(ωs#)を
減算して電動機実速度(ωr)を推定するものである。
2 # = [λ 2 # (n) −λ 2 # (n-1)] / T s ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ These estimated synchronous rotation coordinates (ab axis) Slip the above secondary magnetic flux estimation value (λ 2 #) and its differential value (sλ 2 #), and the primary current detection value i 1 (i 1 a, i 1 b) on the synchronous rotation coordinate (ab axis). in calculator 16, as shown in the above equation to calculate the estimated value omega s # slip angular frequency (omega s), slip angular frequency estimate value (ω s #) is subtracted from the power source angular frequency omega 0 of the time To estimate the actual motor speed (ω r ).

【0052】[0052]

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、速度セ
ンサを使用しないで誘導電動機の実速度を推定するため
に、検出ができない誘導電動機の2次磁束を推定する磁
束オブザーバとして、誘導電動機1の固定子座標(d-q
軸)上の1次電圧指令値v1*(v1d*,v1q*)と1次電
流検出値i1(i1d,i1q)、及び電動機実速度推定値
(ωr#)を入力とし、上記(13)式で表わされる「最小
次元磁束オブザーバ」を使用することにより、たとい2
次磁束推定値に初期誤差を有していても2次磁束推定値
は正しい値に収束するので、該2次磁束推定値から得ら
れる誘導電動機の実速度推定値は、常に、実速度(真
値)を推定することができる。
As described above, according to the present invention, the induction motor is used as a magnetic flux observer for estimating the secondary magnetic flux of the induction motor that cannot be detected in order to estimate the actual speed of the induction motor without using the speed sensor. Stator coordinates of 1 (dq
Axis) primary voltage command value v 1 * (v 1 d *, v 1 q *) and primary current detection value i 1 (i 1 d, i 1 q), and estimated motor speed (ω r By inputting #) and using the "minimum dimension magnetic flux observer" expressed by the above equation (13),
Even if the secondary magnetic flux estimated value has an initial error, the secondary magnetic flux estimated value converges to a correct value. Therefore, the actual speed estimated value of the induction motor obtained from the secondary magnetic flux estimated value is always the actual speed (true Value) can be estimated.

【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】 本発明の他の実施例である制御システムの構
成図
FIG. 2 is a configuration diagram of a control system that is another embodiment of the present invention.

【図3】 従来の制御システムの構成図FIG. 3 is a block diagram of a conventional control system

【図4】 制御システムにおけるデジタル電流制御器の
ブロック図
FIG. 4 is a block diagram of a digital current controller in the control system.

【図5】 最小次元磁束オブザーバの構成図[Fig. 5] Configuration diagram of the minimum-dimensional magnetic flux observer

【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 : 磁束演算器,最小次元磁束オブザーバ 5 : すべり算出器 6 : 速度制御器 7 : 比例積分器 ω0: 電源角周波数 ωr: 電動機実速度(回転角速度) ωs: 電動機すべり角周波数1: Induction motor 2: PWM control inverter 3: Digital current controller 4: Magnetic flux calculator, minimum dimension magnetic flux observer 5: Slip calculator 6: Speed controller 7: Proportional integrator ω 0 : Power source angular frequency ω r : Electric motor Actual speed (rotational angular speed) ω s : Motor slip angular frequency

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─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成6年1月6日[Submission date] January 6, 1994

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図2[Name of item to be corrected] Figure 2

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図2】 [Fig. 2]

Claims (3)

【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(v1a*)と前記1次トルク軸電圧指令値(v1b
*)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
上の1次励磁軸電圧指令値(v1a*)と1次トルク軸電圧
指令値(v1b*)を座標変換した誘導電動機の固定子座標
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)、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*)、及び実速度推定値(ωr#)をそれぞれ
入力し誘導電動機(1)の固定子座標上の2次磁束(λ2)
を推定する最小次元磁束オブザーバ(4)と、 前記最小次元磁束オブザーバ(4)の出力である誘導電動
機(1)の固定子座標上の2次磁束推定値(λ2#)を座標変
換した誘導電動機(1)の同期回転座標上の2次トルク軸
磁束推定値(λ2b#)を比例積分制御して前記実速度推定
値(ωr#)を得る比例積分器(7)と、 を備え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 (v 1 a *) on the synchronous rotation coordinate and the primary torque Axis voltage command value (v 1 b
Digital current controller (3) that outputs *), the primary excitation axis voltage command value (v 1 a *) on the synchronous rotation coordinates that is the output of the digital current controller (3), and the primary torque axis voltage The induction motor is converted by the primary excitation axis voltage command value (v 1 d *) and the primary torque axis voltage command value (v 1 q *) on the stator coordinates of the induction motor, which is the coordinate conversion of the command value (v 1 b *). A power converter (2) for controlling the speed of the induction motor, a primary excitation axis current detection value (i 1 d) and a primary torque axis current detection value (i 1 q) on the stator coordinates of the induction motor (1), Input the primary excitation axis voltage command value (v 1 d *) and primary torque axis voltage command value (v 1 q *) on the stator coordinates, and the estimated actual speed value (ω r #) to the induction motor ( Secondary magnetic flux (λ 2 ) on the stator coordinate of 1)
Of the secondary magnetic flux observer (4) for estimating the value of the secondary magnetic flux estimated value (λ 2 #) on the stator coordinate of the induction motor (1), which is the output of the minimum dimension magnetic flux observer (4). A proportional integrator (7) that obtains the actual speed estimated value (ω r #) by proportionally integrating the secondary torque axis magnetic flux estimated value (λ 2 b #) on the synchronous rotation coordinate of the electric motor (1); A speed sensorless vector control method for an induction motor, which is characterized in that
【請求項2】 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1次トルク軸電流指令値(i1b*)、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(v1a*)と1次トルク軸電圧指令値(v1b*)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)の出力である前記同期回転
座標上の1次励磁軸電圧指令値(v1a*)と1次トルク軸
電圧指令値(v1b*)を座標変換した誘導電動機の固定子
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*)により電力制御を行ない誘導電動機
(1)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)、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*)、及び実速度推定値(ωr#)をそれぞれ
入力し誘導電動機(1)の固定子座標上の2次磁束(λ2)
を推定する最小次元磁束オブザーバ(4)と、 前記最小次元磁束オブザーバ(4)の出力である誘導電動
機(1)の固定子座標上の2次磁束推定値(λ2#)を座標変
換した誘導電動機(1)の同期回転座標上の2次磁束(λ2
#)を微分制御して誘導電動機(1)の同期回転座標軸上の
2次磁束推定微分値(sλ2#)を得る微分器(7)と、 前記同期回転座標上の2次磁束推定値(λ2#)と前記微分
器(7)の出力である2次磁束微分推定値(sλ2#)、及び
誘導電動機(1)の同期回転座標上の1次電流検出値
(i1)を入力とし該電動機のすべり角周波数(ωs)を算出
するすべり算出器(16)と、 前記すべり角周波数(ωs)と電源角周波数(ω0)とを加算
して実速度推定値(ωr#)を得る加算器とを備えることを
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。
2. The synchronous rotation coordinates of the induction motor (1) are controlled on the basis of a comparison error signal comparing a speed command value (ω r *) of the induction motor (1) and an actual speed estimation value (ω r #). Top one
Speed controller (6) to obtain the next torque axis current command value (i 1 b *)
And a primary excitation axis current command value (i 1 a *) and a primary torque axis current command value (i 1 b *) on the synchronous rotation coordinate of the induction motor (1), and a power source angular frequency (ω 0 ). To output the primary excitation axis voltage command value (v 1 a *) and the primary torque axis voltage command value (v 1 b *) on the synchronous rotation coordinate by performing current decoupling control of the induction motor. A current controller (3), a primary excitation axis voltage command value (v 1 a *) and a primary torque axis voltage command value (v 1 on the synchronous rotation coordinates which are outputs of the digital current controller (3). (b *) coordinate-converted induction motor on the stator coordinates primary excitation axis voltage command value (v 1 d *) and primary torque axis voltage command value (v 1 q *) to perform electric power control
A power converter (2) for speed control of (1), a primary excitation axis current detection value (i 1 d) and a primary torque axis current detection value (i 1 ) on the stator coordinates of the induction motor (1). q), primary excitation axis voltage command value (v 1 d *) and primary torque axis voltage command value (v 1 q *) on the stator coordinates, and actual speed estimated value (ω r #) are input respectively. Secondary magnetic flux (λ 2 ) on the stator coordinate of the induction motor (1)
Of the secondary magnetic flux observer (4) for estimating the value of the secondary magnetic flux estimated value (λ 2 #) on the stator coordinate of the induction motor (1), which is the output of the minimum dimension magnetic flux observer (4). Secondary magnetic flux (λ 2 on the synchronous rotation coordinate of the motor (1)
Differentiator (7) for differentially controlling #) to obtain a secondary magnetic flux estimation differential value (sλ 2 #) on the synchronous rotation coordinate axis of the induction motor (1), and a secondary magnetic flux estimated value (s) on the synchronous rotation coordinate ( λ 2 #), the secondary magnetic flux differential estimated value (sλ 2 #) output from the differentiator (7), and the primary current detection value on the synchronous rotation coordinate of the induction motor (1).
(i 1 ) as an input, a slip calculator (16) for calculating the slip angular frequency (ω s ) of the motor, and the slip angular frequency (ω s ) and the power supply angular frequency (ω 0 ) are added to obtain the actual value. A speed sensorless vector control system for an induction motor, comprising: an adder that obtains an estimated speed value (ω r #).
【請求項3】 前記最小次元磁束オブザーバ(4)は、実
速度推定値(ωr#)により制御されるオブザーバゲイン
(G)を含む次の構成式からなることを特徴とした請求項
1,2記載の誘導電動機の速度センサレスベクトル制御
方式。 sλ2#=(A22−GA12)λ2# +(A21−GA11)i1 −GB11 +Gsi1 但し、 【数1】 1(i1d,i1q):固定子座標(d-q軸)上の1次電流
(A) λ2(λ2d,λ2q):固定子座標(d-q軸)上の2次磁束
(wd) v1(v1d,v1q):固定子座標(d-q軸)上の1次電圧
(v) 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) s :時間微分子(d/dt) G :オブザ−バゲイン 添字 # :推定値を表わす。
3. The minimum-dimensional magnetic flux observer (4) is an observer gain controlled by an actual speed estimation value (ω r #).
The speed sensorless vector control system for an induction motor according to claim 1 or 2, which comprises the following constitutive equation including (G). sλ 2 # = (A 22 −GA 12 ) λ 2 # + (A 21 −GA 11 ) i 1 −GB 1 v 1 + Gsi 1 where, i 1 (i 1 d, i 1 q): Primary current on the stator coordinates (dq axes)
(A) λ 22 d, λ 2 q): Secondary magnetic flux on the stator coordinates (dq axes)
(wd) v 1 (v 1 d, v 1 q): Primary voltage on the stator coordinates (dq axes)
(v) R 1, R 2 : 1 , second resistance (Ω) L 1, L 2 : 1 , second inductance (H) M: mutual (energized) inductance (H) Erushiguma: Equivalent leakage inductance (H ) s: Time fine molecule (d / dt) G: Observa bagin Subscript #: Represents an estimated value.
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