JPH07155000A - Current vector controller - Google Patents

Current vector controller

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JPH07155000A
JPH07155000A JP5299201A JP29920193A JPH07155000A JP H07155000 A JPH07155000 A JP H07155000A JP 5299201 A JP5299201 A JP 5299201A JP 29920193 A JP29920193 A JP 29920193A JP H07155000 A JPH07155000 A JP H07155000A
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JP
Japan
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output
current
component
voltage
request
Prior art date
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Application number
JP5299201A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuteru Ono
和輝 小野
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH07155000A publication Critical patent/JPH07155000A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve reliability and operation rate of a control system by enabling operation continuity even when current feedback turns abnormal. CONSTITUTION:A coordinate convertor 10-1 outputs 1d, 1q by making orthogonal rotation coordinate conversion on the basis of 1U, 1W and request position theta*. Comparing operators 1-2A, 2B determines a deviation between direct axis current command 1d* and 1d* and a deviation between 1q* and 1q. Voltage generators 10-3A, 3B output the output of the comparing operators 10-2A, 2B as Vd*, Vq*. Voltage operators 10-8A, 8B output 1d*, 1q* as direct abscissa current calculated value, ordinal axis voltage calculated value according to operations. Bias adders 10-6AL, AU bias the upper and lower sides of the direct abscissa voltage calculated value to set it in a current signal limiter 10-7A, and bias adders 10-6BL, BU those of the ordinal axis voltage calculated value to set it in a current signal limiter 10-7B. A coordinate convertor 10-4 outputs by three-phase conversion with Vd* and Vq*, theta*.

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、回転機の回転制御を行
なうインバ―タを用いた可変周波数電力変換装置の電流
ベクトル制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current vector controller for a variable frequency power converter using an inverter for controlling the rotation of a rotating machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電動機等の回転機の回転制御を行
なうのに、インバ―タ等の可変周波数電力変換装置が使
用される。これら回転機を制御する可変周波数電力変換
装置では、回転機の回転子位置を検出して最適な周波
数、位相の電圧を発生出来るようにベクトル制御が採用
されてきている。
2. Description of the Related Art In recent years, variable frequency power converters such as inverters have been used to control the rotation of rotating machines such as electric motors. In the variable frequency power converters for controlling these rotating machines, vector control has been adopted so that the rotor position of the rotating machine can be detected and a voltage with an optimum frequency and phase can be generated.

【0003】図7は、電流ベクトル制御装置を用いた可
変周波数電力変換装置の1システム構成図を示すもので
ある。本システムは、電源1、インバ―タ2、電動機
3、回転検出器4、速度・位置検出器5、速度トルク制
御装置6、磁束制御装置7、要求ベクトル演算装置8、
電流検出器9A,9C、電流ベクトル制御装置10、パルス制
御装置11から構成されている。
FIG. 7 shows a system configuration diagram of a variable frequency power converter using a current vector controller. This system includes a power supply 1, an inverter 2, an electric motor 3, a rotation detector 4, a speed / position detector 5, a speed / torque control device 6, a magnetic flux control device 7, a request vector calculation device 8,
It is composed of current detectors 9A and 9C, a current vector controller 10, and a pulse controller 11.

【0004】図8は、図7で示されている電流ベクトル
制御装置10の構成図を示すものであり、本図1および図
7を用いて電流ベクトル制御装置10を以下説明する。ま
ず図8の回転検出器4および速度・位置検出装置5によ
り検出し回転子位置から、速度トルク制御装置6により
目標速度に制御するためのトルク要求を演算する。
FIG. 8 is a block diagram of the current vector control device 10 shown in FIG. 7. The current vector control device 10 will be described below with reference to FIGS. 1 and 7. First, the torque request for controlling the target speed by the speed torque control device 6 is calculated from the rotor position detected by the rotation detector 4 and the speed / position detection device 5 in FIG.

【0005】磁束制御装置7は、速度・位置検出装置5
から出力される回転子位置により速度に対応した磁束要
求を演算出力する。要求ベクトル演算装置8は、速度・
位置検出装置5から出力される回転子位置と速度トルク
制御装置6から出力されるトルク要求と磁束制御装置7
から出力される磁束要求に基づき、直軸電流要求Id *
、横軸電流要求Iq * 、要求位置θ* を演算し、電流
ベクトル制御装置10へ出力する。
The magnetic flux controller 7 is a speed / position detector 5
The magnetic flux request corresponding to the speed is calculated and output according to the rotor position output from. The request vector calculation device 8
The rotor position output from the position detection device 5, the torque request output from the speed torque control device 6, and the magnetic flux control device 7
Direct current demand Id * based on the magnetic flux demand output from
, The horizontal axis current request Iq * and the required position θ * are calculated and output to the current vector control device 10.

【0006】電流ベクトル制御装置10は要求ベクトル演
算装置8から出力される直軸電流要求Id * 、横軸電流
要求Iq * 、要求位相θ* および電流検出器9A,9Cで検
出されるU相電流であるIU 、W相電流であるIW に基
づき、U相電圧要求VU * ,V相電圧要求VV * ,W相
電圧要求VW * をインバ―タ2に出力する。
The current vector control device 10 outputs the direct-axis current request Id *, the horizontal-axis current request Iq *, the required phase θ *, and the U-phase current detected by the current detectors 9A and 9C from the request vector calculation device 8. And IW which is the W-phase current, the U-phase voltage request VU *, the V-phase voltage request VV *, and the W-phase voltage request VW * are output to the inverter 2.

【0007】次に、図8を用いて電流ベクトル制御装置
10の演算処理を説明する。座標変換器10-1は、U相電流
であるIU 、W相電流であるIW と要求位相θ*に基づ
き直交座標変換、回転座標変換を行ない、電流ベクトル
成分である直軸電流成分Id および横軸電流成分Iq を
演算出力する。
Next, referring to FIG. 8, a current vector controller
The ten arithmetic processes will be described. The coordinate converter 10-1 performs Cartesian coordinate conversion and rotational coordinate conversion based on IU which is the U-phase current, IW which is the W-phase current, and the required phase θ *, and the vertical axis current component Id which is the current vector component and the horizontal coordinate. The axis current component Iq is calculated and output.

【0008】比較演算器10-2A は、要求ベクトル演算装
置8から出力される直軸電流要求Id * と座標変換器10
-1から出力される直軸電流成分Id の偏差を求める。比
較演算器10-2B は、要求ベクトル演算装置8から出力さ
れる横軸電流要求Iq * と座標変換器10-1から出力され
る横軸電流成分Iq の偏差を求める。
The comparison computing unit 10-2A is a unit for calculating the direct axis current demand Id * output from the demand vector computing unit 8 and the coordinate converter 10.
The deviation of the direct-axis current component Id output from -1 is obtained. The comparison calculator 10-2B obtains a deviation between the horizontal axis current request Iq * output from the request vector calculation device 8 and the horizontal axis current component Iq output from the coordinate converter 10-1.

【0009】電圧演算器10-3A は、比較演算器10-2A か
らの出力を比例積分演算処理を行ない、直軸電圧要求V
d * として出力する。電圧演算器10-3B は、比較演算器
10-2B からの出力を比例積分演算処理を行ない、直軸電
圧要求Vq * として出力する。
The voltage calculator 10-3A performs a proportional-integral calculation process on the output from the comparison calculator 10-2A to obtain the direct-axis voltage request V.
Output as d *. The voltage calculator 10-3B is a comparison calculator.
The output from 10-2B is subjected to proportional-plus-integral calculation processing and output as a direct-axis voltage request Vq *.

【0010】座標変換器10-4は、電圧演算器10-3A から
出力される直軸電圧要求Vd * と電圧演算器10-3B から
出力される横軸電圧要求Vq * 、要求位置θ* を静止座
標変換後さらに3相変換処理した後、3相交流の電圧要
求であるU相電圧要求VU *,V相電圧要求VV * ,W
相電圧要求VW * を出力する。
The coordinate converter 10-4 receives the direct-axis voltage request Vd * output from the voltage calculator 10-3A, the horizontal-axis voltage request Vq * output from the voltage calculator 10-3B, and the requested position θ *. After stationary coordinate conversion and further three-phase conversion processing, U-phase voltage request VU *, V-phase voltage request VV *, W, which is a three-phase AC voltage request
The phase voltage request VW * is output.

【0011】そして、パルス制御器11は、電流ベクトル
制御装置10から出力されるU相電圧要求VU * ,V相電
圧要求VV * ,W相電圧要求VW * に従い、インバ―タ
2を制御するパルスを発生させる。インバ―タ2は、こ
のパルスに基づき所望の交流電力を出力して電動機3の
回転を制御する。
The pulse controller 11 controls the inverter 2 in accordance with the U-phase voltage request VU *, the V-phase voltage request VV *, and the W-phase voltage request VW * output from the current vector controller 10. Generate. The inverter 2 outputs a desired AC power based on this pulse to control the rotation of the electric motor 3.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この様
な電流ベクトル制御装置では、検出電流フィ―ドバック
することにより出力電圧を制御しているため、電流フィ
―ドバック信号が喪失する等の異常になった時に出力電
圧が過大となり、その結果として出力電流が過大にな
り、インバ―タが非常停止するなどの問題があった。
However, in such a current vector control device, since the output voltage is controlled by feeding back the detected current, an abnormality such as loss of the current feedback signal occurs. However, there was a problem that the output voltage became excessively high at the same time, and as a result, the output current became excessively large, causing the inverter to make an emergency stop.

【0013】検出電流信号が喪失した場合の動作を図9
に示す。図9に於いて、イは検出された電流であり、エ
は出力電圧である。A点より左側では、検出された電流
が正常であるので、電流ベクトル制御はイの値で制御さ
れる。
The operation when the detected current signal is lost is shown in FIG.
Shown in. In FIG. 9, B is the detected current and D is the output voltage. On the left side of the point A, the detected current is normal, so the current vector control is controlled by the value of a.

【0014】A点で検出電流が喪失し、イからイ−3の
様になると、エの様であった出力電圧は、エ−2の様に
大きくなり、この結果制御対象に実際に流れる電流は、
イ−2の様に過大となりインバ―タが非常停止する事に
なる。
When the detected current is lost at point A and changes from a to a-3, the output voltage which was like a becomes large like a-2, and as a result, the current actually flowing in the controlled object. Is
It becomes too large like a-2 and the inverter stops.

【0015】また、ベクトルの成分である直軸分と、横
軸分の比例積分ゲインを上げたくても、検出した電流の
リップル成分により、出力電圧波形が乱れる等の問題が
あり、思う様にゲインが上げられない問題があった。こ
のため応答性に問題があった。
Further, even if it is desired to increase the proportional-integral gain for the vertical axis and the horizontal axis, which are vector components, there is a problem that the output voltage waveform is disturbed by the ripple component of the detected current. There was a problem that could not be raised. Therefore, there was a problem in responsiveness.

【0016】本発明は、従来の制御装置に於ける上述の
ごとき課題を解決するためになされた物で、電流フィ―
ドバックが異常となっても運転継続を可能とし、制御シ
ステムの信頼性、稼働率を改善した制御装置を提供する
事を目的とするものである。また、本発明は、従来の制
御装置では得られなかった即応性を有した制御装置を提
供する事を目的とするものである。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems in the conventional control device, and is a current source.
It is an object of the present invention to provide a control device that enables continuous operation even if the feedback becomes abnormal and improves the reliability and operating rate of the control system. Another object of the present invention is to provide a control device having responsiveness that cannot be obtained by the conventional control device.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、制御対象の検出電流と要求位相に基づき、直軸電流
成分と横軸電流成分を変換出力する第1の変換手段と、
直軸電流成分と直軸電流要求成分の偏差分を演算し、所
定の制御特性に従い直軸電圧要求信号を出力する第1の
演算手段と、横軸電流成分と横軸電流要求成分の偏差分
を演算し、所定の制御特性に従い横軸電圧要求信号を出
力する第2の演算手段と、第1と第2の演算手段から出
力される信号、そして要求位相に基づき3相の要求電圧
を出力する第2の変換手段を有する電流ベクトル制御装
置において、[請求項1]記載の発明は、第1の演算手
段から出力される直軸電圧要求信号を電流成分に演算
し、設定バイアスを減算する第1減算手段と、第1の演
算手段から出力される直軸電圧要求信号を電流成分に演
算し、設定バイアスを加算する第1加算手段と、第2の
演算手段から出力される横軸電圧要求信号を電流成分に
演算し、設定バイアスを減算する第2減算手段と、第2
の演算手段から出力される横軸電圧要求信号を電流成分
に演算し、設定バイアスを加算する第2加算手段と、第
1減算手段から出力される信号を下限値そして第1加算
手段から出力される信号を上限値とし、第1の変換手段
から出力される直軸電流成分を制限して第1の演算手段
に出力する第1の制限手段と、第2減算手段から出力さ
れる信号を下限値そして第2加算手段から出力される信
号を上限値とし、第1の変換手段から出力される直軸電
流成分を制限して第2の演算手段に出力する第2の制限
手段とを備える。
In order to achieve the above object, first conversion means for converting and outputting a direct axis current component and a horizontal axis current component based on a detected current of a controlled object and a required phase,
A first calculating means for calculating a deviation amount between the direct-axis current component and the direct-axis current request component and outputting a direct-axis voltage request signal according to a predetermined control characteristic, and a deviation amount between the horizontal-axis current component and the horizontal-axis current request component. To output a horizontal axis voltage request signal according to a predetermined control characteristic, the signals output from the first and second operation means, and the three-phase required voltages based on the required phases. In the current vector control device having the second converting means, the invention described in [claim 1] calculates the direct-axis voltage request signal output from the first calculating means into a current component and subtracts the set bias. A first subtracting means, a first adding means for calculating a direct axis voltage request signal output from the first calculating means into a current component, and adding a set bias, and a horizontal axis voltage output from the second calculating means. Calculate the request signal into current component and set via A second subtracting means for subtracting the second
Of the horizontal axis voltage request signal output from the calculating means of (1) to the current component and adding the set bias, and the signal output from the first subtracting means is output from the lower limit value and the first adding means. Which is the upper limit value, the first limiting means for limiting the direct-axis current component output from the first converting means and outputting it to the first calculating means, and the lower limit for the signal output from the second subtracting means. And a second limiting means for limiting the direct-axis current component output from the first converting means and outputting the value to the second calculating means with the value and the signal output from the second adding means as the upper limit value.

【0018】[請求項2]記載の発明は、直軸電流要求
成分から電圧成分を演算し設定バイアスを減算する第1
減算手段と、直軸電流要求成分から電圧成分を演算し設
定バイアスを加算する第1加算手段と、横軸電流要求成
分から電圧成分を演算し設定バイアスを減算する第2減
算手段と、横軸電流要求成分から電圧成分を演算し設定
バイアスを加算する第2加算手段と、第1減算手段から
出力される信号を下限値そして第1加算手段から出力さ
れる信号を上限値とし、前記第1の変換手段から出力さ
れる直軸電流成分を制限して前記第1の演算手段に出力
する第1の制限手段と、第2減算手段から出力される信
号を下限値そして第2加算手段から出力される信号を上
限値とし、前記第1の変換手段から出力される直軸電流
成分を制限して前記第2の演算手段に出力する第1の制
限手段とを備える。
According to a second aspect of the present invention, a voltage component is calculated from the direct-axis current demand component and the set bias is subtracted.
Subtracting means, first adding means for calculating a voltage component from the direct axis current request component and adding the setting bias, second subtracting means for calculating a voltage component from the horizontal axis current request component and subtracting the setting bias, and the horizontal axis The second addition means for calculating the voltage component from the current request component and adding the set bias, the signal output from the first subtraction means as the lower limit value, and the signal output from the first addition means as the upper limit value, First limiting means for limiting the direct-axis current component output from the converting means to output to the first computing means, and a signal output from the second subtracting means from the lower limit value and the second adding means. And a first limiting means for limiting the direct-axis current component output from the first converting means and outputting the signal to the second computing means.

【0019】[請求項3]記載の発明は、第1と第2の
演算手段から出力される信号そして前記第1の変換手段
から出力される信号と要求位相に基づき求まる要求位相
より進んだ位相に基づき3相の要求電圧を出力する第2
の変換手段を有する。
According to a third aspect of the present invention, the signal output from the first and second calculating means, the signal output from the first converting means, and the phase advanced from the required phase obtained based on the required phase. Second, which outputs the required voltage of three phases based on
It has a conversion means of.

【0020】[請求項4]記載の発明は、[請求項1]
記載の第2の変換手段の代わりに請求項3記載の第2の
変換手段を適用したことを特徴とする電流ベクトル制御
装置。
The invention according to [claim 4] is [claim 1].
A current vector control device, wherein the second conversion means according to claim 3 is applied instead of the second conversion means described.

【0021】[請求項5]記載の発明は、[請求項2]
記載の第2の変換手段の代わりに請求項3記載の第2の
変換手段を適用したことを特徴とする電流ベクトル制御
装置。
The invention as defined in [Claim 5] is [Claim 2].
A current vector control device, wherein the second conversion means according to claim 3 is applied instead of the second conversion means described.

【0022】[0022]

【作用】上記のように構成した、[請求項1]記載の発
明の電流ベクトル制御装置に於いては、フィ―ドバック
電流を回転座標上で静止したベクトルとして処理するの
で、交流電流を制御しているにも係わらず、あたかも直
流の様に扱う事が出来る。この為、交流信号では、ある
範囲の値に制限する事が不可能であったものが、特定の
範囲に制限する事が可能となり、フィ―ドバック電流の
喪失などの異常発生時に、直軸電圧要求から演算した演
算直軸電流で検出直軸電流を制限する事により、直軸電
圧の暴走を防止できる。同様に、横軸電圧要求から演算
した演算横軸電流で検出横軸電流を制限する事により、
横軸電圧の暴走を防止できる。
In the current vector control device of the present invention having the above-mentioned structure, the feedback current is processed as a stationary vector on the rotating coordinates, so that the alternating current is controlled. However, it can be treated as if it were a direct current. Therefore, it was possible to limit the AC signal to a specific range, which was impossible to limit to a certain range, and it became possible to limit it to a specific range. By limiting the detected direct-axis current with the calculated direct-axis current calculated from the request, runaway of the direct-axis voltage can be prevented. Similarly, by limiting the detected horizontal axis current with the calculated horizontal axis current calculated from the horizontal axis voltage request,
It is possible to prevent runaway of the horizontal axis voltage.

【0023】上記のように構成した、[請求項2]記載
の電流ベクトル制御装置に於いては、フィ―ドバック電
流の喪失などの異常発生時に、直軸電流要求から演算し
た直軸電圧要求で、フィ―ドバック制御による直軸電圧
要求を制限するので出力電圧の暴走を防止できる。同様
に、横軸電流要求から演算した横軸電圧要求で、フィ―
ドバック制御による横軸電圧要求を制限するので出力電
圧の暴走を防止できる。
In the current vector control device according to the second aspect of the present invention configured as described above, when the abnormality such as the loss of the feedback current occurs, the direct axis voltage request calculated from the direct axis current request is used. The output voltage runaway can be prevented by limiting the direct-axis voltage requirement by feedback control. Similarly, the horizontal axis voltage request calculated from the horizontal axis current request
Since the horizontal axis voltage request by the feedback control is limited, runaway of the output voltage can be prevented.

【0024】上記のように構成した、[請求項3]記載
の電流ベクトル制御装置に於いては、回転座標上の要求
電圧を元の座標上に戻す時に、電圧の位相を電流よりも
わずかに進める事により、電動機のトルクが出易くなり
即応性を大きく改善できる。
In the current vector controller according to the present invention, which is configured as described above, when the required voltage on the rotating coordinates is returned to the original coordinates, the voltage phase is made slightly smaller than the current. By proceeding, the torque of the electric motor can be easily generated and the responsiveness can be greatly improved.

【0025】上記のように構成した、[請求項4]およ
び[請求項4]記載の電流ベクトル制御装置に於いて
は、フィ―ドバック電流の喪失などの異常発生時に出力
電圧の暴走を防止および、応答性を改善することができ
る。
In the current vector control device of [claim 4] and [claim 4] configured as above, runaway of the output voltage is prevented when an abnormality such as loss of feedback current occurs. , The responsiveness can be improved.

【0026】[0026]

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。[請求項1]記載の発明である電流ベクトル
制御装置の1実施例を図1、図2、図7を参照して説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. An embodiment of the current vector control device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1, 2 and 7.

【0027】図1は、図7で示されている本実施例の電
流ベクトル制御装置10の構成図を示すものであり、本図
および図7を用いて本実施例の電流ベクトル制御装置10
を以下説明する。
FIG. 1 is a block diagram of the current vector control device 10 of this embodiment shown in FIG. 7, and the current vector control device 10 of this embodiment will be described with reference to this drawing and FIG.
Will be described below.

【0028】まず、図7の回転検出器4および速度・位
置検出装置5により検出した回転子位置から、速度トル
ク制御装置6により目標速度に制御するためのトルク要
求を演算する。
First, from the rotor position detected by the rotation detector 4 and the speed / position detection device 5 of FIG. 7, a torque request for controlling the target speed by the speed torque control device 6 is calculated.

【0029】磁束制御装置7は、速度・位置検出装置5
から出力される回転子位置により速度に対応した磁束要
求を演算出力する。要求ベクトル演算装置8は、速度・
位置検出装置5から出力される回転子位置と速度トルク
制御装置6から出力されるトルク要求と磁束制御装置7
から出力される磁束要求に基づき、直軸電流要求Id *
、横軸電流要求Iq * 、要求位置θ* を演算し、電流
ベクトル制御装置10へ出力する。
The magnetic flux controller 7 includes a speed / position detector 5
The magnetic flux request corresponding to the speed is calculated and output according to the rotor position output from. The request vector calculation device 8
The rotor position output from the position detection device 5, the torque request output from the speed torque control device 6, and the magnetic flux control device 7
Direct current demand Id * based on the magnetic flux demand output from
, The horizontal axis current request Iq * and the required position θ * are calculated and output to the current vector control device 10.

【0030】電流ベクトル制御装置10は、要求ベクトル
演算装置8から出力される直軸電流要求Id * 、横軸電
流要求Iq * 、要求位置θ* および電流検出器9A,9Cで
検出されるU相電流であるIU 、W相電流であるIW に
基づき、U相電圧要求VU *,V相電圧要求VV * ,W
相電圧要求VW * をインバ―タ2に出力する。
The current vector control device 10 includes the U-phase detected by the direct-axis current request Id *, the horizontal-axis current request Iq *, the required position θ *, and the current detectors 9A and 9C output from the request vector calculation device 8. Based on the current IU and the W-phase current IW, the U-phase voltage request VU *, the V-phase voltage request VV *, W
The phase voltage request VW * is output to the inverter 2.

【0031】次に、図1を用いて電流ベクトル制御装置
10の演算処理を説明する。座標変換器10-1は、U相電流
であるIU 、W相電流であるIW と要求位置θ*に基づ
き直交座標変換、回転座標変換を行ない、電流ベクトル
成分である直軸電流成分Id および横軸電流成分Iq を
演算出力する。
Next, referring to FIG. 1, a current vector controller
The ten arithmetic processes will be described. The coordinate converter 10-1 performs Cartesian coordinate conversion and rotational coordinate conversion based on IU which is a U-phase current, IW which is a W-phase current and a required position θ *, and a direct-axis current component Id which is a current vector component and a horizontal coordinate. The axis current component Iq is calculated and output.

【0032】電流演算器10-5A は、後述する直軸電圧要
求Vd * を所定の演算に従い直軸電流計算値として出力
する。電流演算器10-5B は、後述する横軸電圧要求Vq
* を所定の演算に従い横軸電流計算値として出力する。
The current calculator 10-5A outputs a direct-axis voltage request Vd *, which will be described later, as a direct-axis current calculation value according to a predetermined calculation. The current calculator 10-5B has a horizontal axis voltage request Vq described later.
Output * as a horizontal axis current calculation value according to a predetermined calculation.

【0033】なお、電流演算器10-5A 、5Bの1演算とし
て比例ゲインを有した1次遅れの時定数演算器(* )を
用いる。この比例ゲインと1次遅れの時定数は、制御対
象の特性に合わせた値を適宜選択する。
It should be noted that a first-order lag time constant calculator (*) having a proportional gain is used as one calculation of the current calculators 10-5A and 5B. As the proportional gain and the time constant of the first-order lag, values that match the characteristics of the controlled object are appropriately selected.

【0034】[0034]

【数1】 バイアス加算器10-6AUは、電流演算器10-5A から出力さ
れるの直軸電流計算値の上側に5%程度のバイアスを掛
ける。
[Equation 1] The bias adder 10-6AU applies a bias of about 5% to the upper side of the calculated direct-axis current value output from the current calculator 10-5A.

【0035】バイアス加算器10-6BUは、電流演算器10-5
B から出力されるの横軸電流計算値の上側に5%程度の
バイアスを掛ける。バイアス加算器10-6ALは、電流演算
器10-5A から出力されるの直軸電流計算値の下側に5%
程度のバイアスを掛ける。
The bias adder 10-6BU is a current calculator 10-5.
A bias of about 5% is applied to the upper side of the horizontal axis current calculation value output from B. The bias adder 10-6AL is 5% below the calculated value of the direct-axis current output from the current calculator 10-5A.
Apply a degree of bias.

【0036】バイアス加算器10-6BLは、電流演算器10-5
B から出力されるの横軸電流計算値の下側に5%程度の
バイアスを掛ける。電流信号制限器10-7A は、バイアス
加算器10-6AUで求めた値を上限値、そしてバイアス加算
器10-6ALで求めた値を下限値として設定してある。座標
変換器10-1から出力される直軸電流成分Id が設定され
た上下限値内、すなわち制御対象から電流が正常に検出
されている場合には制限動作を行なわず、直軸電流成分
Idが設定された上下限値を逸脱した場合には上下限値
に制限された直軸電流成分Id を出力する。
The bias adder 10-6BL is a current calculator 10-5.
A bias of about 5% is applied to the lower side of the horizontal axis current calculation value output from B. In the current signal limiter 10-7A, the value obtained by the bias adder 10-6AU is set as the upper limit value, and the value obtained by the bias adder 10-6AL is set as the lower limit value. When the direct-axis current component Id output from the coordinate converter 10-1 is within the set upper and lower limit values, that is, when the current is normally detected from the controlled object, the limiting operation is not performed, and the direct-axis current component Id is not performed. When the deviation exceeds the set upper and lower limit values, the direct-axis current component Id limited to the upper and lower limit values is output.

【0037】電流信号制限器10-7B は、バイアス加算器
10-6BUで求めた値を上限値、そしてバイアス加算器10-6
BLで求めた値を下限値として設定してある。座標変換器
10-1から出力される横軸電流成分Iq が設定された上下
限値内、すなわち制御対象から電流が正常に検出されて
いる場合には制限動作を行なわず、横軸電流成分Iqが
設定された上下限値を逸脱した場合には上下限値に制限
された横軸電流成分Iq を出力する。
The current signal limiter 10-7B is a bias adder.
10-6 BU upper limit value, and bias adder 10-6
The value calculated by BL is set as the lower limit. Coordinate converter
If the horizontal axis current component Iq output from 10-1 is within the set upper and lower limit values, that is, if the current is normally detected from the control target, the limiting operation is not performed and the horizontal axis current component Iq is set. When the upper and lower limit values are exceeded, the horizontal axis current component Iq limited to the upper and lower limit values is output.

【0038】比較演算器10-2A は、要求ベクトル演算装
置8から出力される直軸電流要求Id * と座標変換器10
-1から出力される直軸電流成分Id の偏差を求める。比
較演算器10-2B は、要求ベクトル演算装置8から出力さ
れる横軸電流要求Iq * と座標変換器10-1から出力され
る横軸電流成分Iq の偏差を求める。
The comparison computing unit 10-2A is a unit for calculating the direct axis current demand Id * output from the demand vector computing unit 8 and the coordinate converter 10.
The deviation of the direct-axis current component Id output from -1 is obtained. The comparison calculator 10-2B obtains a deviation between the horizontal axis current request Iq * output from the request vector calculation device 8 and the horizontal axis current component Iq output from the coordinate converter 10-1.

【0039】電圧演算器10-3A は、比較演算器10-2A か
らの出力を比例積分演算処理を行ない、直軸電圧要求V
d * として出力する。電圧演算器10-3B は、比較演算器
10-2B からの出力を比例積分演算処理を行ない、横軸電
圧要求Vq * として出力する。
The voltage calculator 10-3A performs a proportional-integral calculation process on the output from the comparison calculator 10-2A to obtain the direct-axis voltage request V.
Output as d *. The voltage calculator 10-3B is a comparison calculator.
The output from 10-2B is subjected to proportional-plus-integral calculation processing and output as a horizontal axis voltage request Vq *.

【0040】座標変換器10-4は、電圧演算器10-3A から
出力される直軸電圧要求Vd * と電圧演算器10-3B から
出力される横軸電圧要求Vq * 、要求位相θ* を静止座
標変換後さらに3相変換処理した後、3相交流の電圧要
求であるU相電圧要求VU *,V相電圧要求VV * ,W
相電圧要求VW * を出力する。
The coordinate converter 10-4 receives the direct-axis voltage request Vd * output from the voltage calculator 10-3A, the horizontal-axis voltage request Vq * output from the voltage calculator 10-3B, and the required phase θ *. After stationary coordinate conversion and further three-phase conversion processing, U-phase voltage request VU *, V-phase voltage request VV *, W, which is a three-phase AC voltage request
The phase voltage request VW * is output.

【0041】そして、パルス制御器11は、電流ベクトル
制御装置10から出力されるU相電圧要求VU * ,V相電
圧要求VV * ,W相電圧要求VW * に従い、インバ―タ
2を制御するパルスを発生させる。
The pulse controller 11 controls the inverter 2 according to the U-phase voltage request VU *, the V-phase voltage request VV *, and the W-phase voltage request VW * output from the current vector controller 10. Generate.

【0042】インバ―タ2は、このパルスに基づき所望
の交流電力を出力して電動機3の回転を制御する。次
に、本実施例の動作を図2の動作図にて説明する。
The inverter 2 outputs a desired AC power based on this pulse to control the rotation of the electric motor 3. Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the operation diagram of FIG.

【0043】図2の(A)は検出電流の動作図、図2の
(B)は出力電圧の動作図を示すものである。また、t
=0〜tAは正常時を示し、t=tA〜は異常時を示す
ものである。一点鎖線アは電流信号制限器の上限制限値
を示し、一点鎖線ウは下限制限値を示し、実線イは検出
電流を示す。
FIG. 2A shows an operation diagram of the detected current, and FIG. 2B shows an operation diagram of the output voltage. Also, t
= 0 to tA indicates a normal time, and t = tA to indicates an abnormal time. The alternate long and short dash line a indicates the upper limit value of the current signal limiter, the alternate long and short dash line c indicates the lower limit value, and the solid line a indicates the detected current.

【0044】t=0〜tAでは、検出される検出電流が
正常であるので、検出電流は制限にかかわらず電流ベク
トル制御は実線イで示されている検出電流で制御され、
その結果出力電圧も図2の(B)に示す実線エとして示
される。
At t = 0 to tA, since the detected current detected is normal, the detected current is controlled by the detected current shown by the solid line B in the current vector control regardless of the limitation.
As a result, the output voltage is also shown as a solid line d in FIG.

【0045】t=tAで異常が発生し検出電流が喪失す
ると、実線イから実線イ−3に変化し、それに伴い出力
電圧である実線エは点線エ−2のように変化しようとす
るが図2の(A)に示す一点鎖線ウの下限制限値により
検出電流もそれより下がることは出来ない。
When an abnormality occurs at t = tA and the detected current is lost, the solid line a changes to the solid line a-3, and accordingly, the solid line d, which is the output voltage, changes like a dotted line d-2. Due to the lower limit value of the one-dot chain line c shown in (A) of 2, the detection current cannot be lowered below that.

【0046】しかしながら、一点鎖線ウの下限制限値は
実線イより5%程度低く設定されているため比較演算器
10-2A ,10-2B 、電圧演算器10-3A ,10-3B により出力
電圧が5%程度上昇し実線エ−1の値になり、この結果
電流信号制限器の出力は実線ウ−1のようになる。
However, since the lower limit value of the one-dot chain line c is set to be about 5% lower than the solid line a, the comparison calculator
10-2A, 10-2B and voltage calculators 10-3A, 10-3B increase the output voltage by about 5% to the value of the solid line d-1. As a result, the output of the current signal limiter is shown by the solid line c-1. Like

【0047】この結果、制御対象に実際に流れる電流
は、二点鎖線イ−1のようになり、点線イ−2のように
暴走することはない。以上から、制御対象からの検出電
流が異常発生等により喪失事態になってもインバ―タの
出力電圧、電流が暴走することが無くなることでインバ
―タが過大電流により非常停止を防止でき、更に信頼性
および稼働率が向上する。
As a result, the current actually flowing in the controlled object is as shown by the two-dot chain line a-1 and does not run away like the dotted line a-2. From the above, even if the detected current from the controlled object is lost due to an abnormality or the like, the output voltage and current of the inverter do not run away, so the inverter can prevent an emergency stop due to excessive current. Improves reliability and availability.

【0048】なお、本実施例にて各バイアス加算器に掛
けるバイアスを5%として説明したが、これに限るので
なく通常制御時に電流信号制限器が動作しない値であれ
ば良い。また、本実施例の電流演算器10-5A 、5Bの演算
として、電流を演算できる演算式であれば良く、例えば
1次遅れ/1次進み時定数回路(* )でも良い。
Although the bias applied to each bias adder has been described as 5% in this embodiment, the present invention is not limited to this, and may be any value at which the current signal limiter does not operate during normal control. Further, the current calculators 10-5A and 5B of the present embodiment may be operated by any calculation formula capable of calculating the current, for example, a primary delay / primary advance time constant circuit (*).

【0049】[0049]

【数2】 また、出力周波数は回転数に比例することから、電流演
算器10-5A ,10-5B に速度信号を入力して信号補正して
も良い。
[Equation 2] Further, since the output frequency is proportional to the number of revolutions, the speed signal may be input to the current calculators 10-5A and 10-5B to correct the signal.

【0050】[請求項2]記載の発明である電流ベクト
ル制御装置の1実施例を図3、図4、図7を参照して説
明する。図3は、図7で示されている本実施例の電流ベ
クトル制御装置10の構成図を示すものであり、本図およ
び図7を用いて本実施例の電流ベクトル制御装置10を以
下説明する。図7は、上記[請求項1]記載の発明に基
づく実施例の説明を参照、ここでは説明を省略する。
[Embodiment 2] An embodiment of the current vector control device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3, 4 and 7. FIG. 3 is a block diagram of the current vector control device 10 of the present embodiment shown in FIG. 7, and the current vector control device 10 of the present embodiment will be described below with reference to this drawing and FIG. . FIG. 7 refers to the description of the embodiment based on the invention described in [Claim 1], and the description is omitted here.

【0051】図3を用いて電流ベクトル制御装置10の演
算処理を説明する。座標変換器10-1は、U相電流である
IU 、W相電流であるIW と要求位相θ*に基づき直交
座標変換、回転座標変換を行ない、電流ベクトル成分で
ある直軸電流成分Id および横軸電流成分Iq を演算出
力する。
The calculation process of the current vector control device 10 will be described with reference to FIG. The coordinate converter 10-1 performs Cartesian coordinate conversion and rotational coordinate conversion based on IU which is the U-phase current, IW which is the W-phase current, and the required phase θ *, and the vertical axis current component Id which is the current vector component and the horizontal coordinate. The axis current component Iq is calculated and output.

【0052】比較演算器10-2A は、要求ベクトル演算装
置8から出力される直軸電流要求Id * と座標変換器10
-1から出力される直軸電流成分Id の偏差を求める。比
較演算器10-2B は、要求ベクトル演算装置8から出力さ
れる横軸電流要求Iq * と座標変換器10-1から出力され
る横軸電流成分Iq の偏差を求める。
The comparison computing unit 10-2A is a unit for calculating the direct axis current demand Id * output from the demand vector computing unit 8 and the coordinate converter 10.
The deviation of the direct-axis current component Id output from -1 is obtained. The comparison calculator 10-2B obtains a deviation between the horizontal axis current request Iq * output from the request vector calculation device 8 and the horizontal axis current component Iq output from the coordinate converter 10-1.

【0053】電圧演算器10-3A は、比較演算器10-2A か
らの出力を比例積分演算処理を行ない、直軸電圧要求V
d * として出力する。電圧演算器10-3B は、比較演算器
10-2B からの出力を比例積分演算処理を行ない、横軸電
圧要求Vq * として出力する。
The voltage calculator 10-3A performs a proportional-integral calculation process on the output from the comparison calculator 10-2A to obtain the direct-axis voltage request V.
Output as d *. The voltage calculator 10-3B is a comparison calculator.
The output from 10-2B is subjected to proportional-plus-integral calculation processing and output as a horizontal axis voltage request Vq *.

【0054】電圧演算器10-8A は、直軸電流要求Id *
を所定の演算に従い直軸電圧計算値として出力する。電
圧演算器10-8B は、横軸電流要求Iq * を所定の演算に
従い横軸電圧計算値として出力する。
The voltage calculator 10-8A has a direct-axis current demand Id *.
Is output as a direct-axis voltage calculated value according to a predetermined calculation. The voltage calculator 10-8B outputs the horizontal axis current request Iq * as a horizontal axis voltage calculation value according to a predetermined calculation.

【0055】なお、電圧演算器10-8A ,10-8B の1演算
として比例ゲインと微分ゲインを有した不完全微分を有
した不完全微分器を用いる。この比例ゲインと微分ゲイ
ンを有した不完全微分演算器定数は、制御対象の特性に
合わせ値を適宜選択する。
An incomplete differentiator having an incomplete differential having a proportional gain and a differential gain is used as one operation of the voltage calculators 10-8A and 10-8B. For the incomplete differential calculator constant having the proportional gain and the differential gain, a value is appropriately selected according to the characteristics of the control target.

【0056】バイアス加算器10-9AUは、電圧演算器10-8
A から出力されるの直軸電圧計算値の上側に5%程度の
バイアスを掛ける。バイアス加算器10-9BUは、電流演算
器10-8B から出力されるの横軸電圧計算値の上側に5%
程度のバイアスを掛ける。
The bias adder 10-9AU is a voltage calculator 10-8.
A bias of about 5% is applied to the upper side of the calculated direct-axis voltage output from A. The bias adder 10-9BU is 5% above the horizontal axis voltage calculation value output from the current calculator 10-8B.
Apply a degree of bias.

【0057】バイアス加算器10-9ALは、電圧演算器10-8
A から出力されるの直軸電流計算値の下側に5%程度の
バイアスを掛ける。バイアス加算器10-9BLは、電圧演算
器10-8B から出力されるの横軸電流計算値の下側に5%
程度のバイアスを掛ける。
The bias adder 10-9AL is a voltage calculator 10-8.
A bias of about 5% is applied to the lower side of the calculated direct axis current output from A. The bias adder 10-9BL is 5% below the horizontal axis current calculation value output from the voltage calculator 10-8B.
Apply a degree of bias.

【0058】電圧信号制限器10-10Aは、バイアス加算器
10-8AUで求めた値を上限値、そしてバイアス加算器10-8
ALで求めた値を下限値として設定してある。そして、電
圧演算器10-3A から出力される直軸電圧要求Vd * が設
定された上下限値内、すなわち制御対象から電流が正常
に検出されている場合には制限動作を行なわず、直軸電
圧成分Vd * が設定された上下限値を逸脱した場合には
上下限値に制限された直軸電圧要求Vd * を出力する。
The voltage signal limiter 10-10A is a bias adder.
10-8 AU value is the upper limit value, and bias adder 10-8
The value obtained by AL is set as the lower limit. When the direct axis voltage request Vd * output from the voltage calculator 10-3A is within the set upper and lower limit values, that is, when the current is normally detected from the controlled object, the limiting operation is not performed and the direct axis When the voltage component Vd * deviates from the set upper and lower limit values, the direct-axis voltage request Vd * limited to the upper and lower limit values is output.

【0059】電圧信号制限器10-10Bは、バイアス加算器
10-8BUで求めた値を上限値、そしてバイアス加算器10-6
BLで求めた値を下限値として設定してある。そして、電
圧演算器10-3B から出力される横軸電圧要求Vq * が設
定された上下限値内、すなわち制御対象から電圧が正常
に検出されている場合には制限動作を行なわず、横軸電
圧要求Iq * が設定された上下限値を逸脱した場合には
上下限値に制限された横軸電圧要求Vq * を出力する。
The voltage signal limiter 10-10B is a bias adder.
10-8 BU upper limit value, and bias adder 10-6
The value calculated by BL is set as the lower limit. Then, when the horizontal axis voltage request Vq * output from the voltage calculator 10-3B is within the set upper and lower limit values, that is, when the voltage is normally detected from the control target, the limiting operation is not performed and the horizontal axis is set. When the voltage request Iq * deviates from the set upper and lower limit values, the horizontal axis voltage request Vq * limited to the upper and lower limit values is output.

【0060】座標変換器10-4は、電圧演算器10-3A から
出力される直軸電圧要求Vd * と電圧演算器10-3B から
出力される横軸電圧要求Vq * 、要求位置θ* を静止座
標変換後さらに3相変換処理した後、3相交流の電圧要
求であるU相電圧要求VU *,V相電圧要求VV * ,W
相電圧要求VW * を出力する。
The coordinate converter 10-4 receives the direct-axis voltage request Vd * output from the voltage calculator 10-3A, the horizontal-axis voltage request Vq * output from the voltage calculator 10-3B, and the required position θ *. After stationary coordinate conversion and further three-phase conversion processing, U-phase voltage request VU *, V-phase voltage request VV *, W, which is a three-phase AC voltage request
The phase voltage request VW * is output.

【0061】そして、パルス制御器11は、電流ベクトル
制御装置10から出力されるU相電圧要求VU * ,V相電
圧要求VV * ,W相電圧要求VW * に従い、インバ―タ
2を制御するパルスを発生させる。
The pulse controller 11 controls the inverter 2 in accordance with the U-phase voltage request VU *, the V-phase voltage request VV *, and the W-phase voltage request VW * output from the current vector controller 10. Generate.

【0062】インバ―タ2は、このパルスに基づき所望
の交流電力を出力して電動機3の回転を制御する。次
に、本実施例の動作を図4の動作図にて説明する。
The inverter 2 outputs a desired AC power based on this pulse to control the rotation of the electric motor 3. Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the operation diagram of FIG.

【0063】図4の(A)は検出電流の動作図、図4の
(B)は検出電圧の動作図を示すものである。また、t
=0〜tAは正常時を示し、t=tA〜は異常時を示す
ものである。一点鎖線オは電圧信号制限器の上限制限値
を示し、図4の(B)に示されている一点鎖線カは下限
制限値を示し、実線エは出力電圧を示す。
FIG. 4A shows the operation diagram of the detection current, and FIG. 4B shows the operation diagram of the detection voltage. Also, t
= 0 to tA indicates a normal time, and t = tA to indicates an abnormal time. The alternate long and short dash line E indicates the upper limit value of the voltage signal limiter, the alternate long and short dash line curve C shown in FIG. 4B indicates the lower limit value, and the solid line D indicates the output voltage.

【0064】t=0〜tAでは、検出される出力電圧が
正常であるので、出力電圧は制限にかかわらず電流ベク
トル制御は図4の(A)に示す実線イで制御される。t
=tAで異常が発生し検出電流が喪失すると、実線イか
ら実線イ−3に変化し、それに伴い出力電圧である実線
エは点線エ−2のように変化しようとするが図4の
(A)に示す一点鎖線オの下限制限値により出力電圧も
それより上がることは出来ない。
At t = 0 to tA, the detected output voltage is normal, so the current vector control is controlled by the solid line B shown in FIG. 4A regardless of the limit of the output voltage. t
When an abnormality occurs at t = A and the detected current is lost, the solid line a changes to the solid line a-3, and accordingly, the solid line d, which is the output voltage, tends to change like the dotted line d-2. The output voltage cannot rise higher than that due to the lower limit value of the alternate long and short dash line (e).

【0065】この結果、一点鎖線オの値は実線エの値よ
りも5%程度高いところにあるので制御対象に実際に流
れる電流は、二点鎖線イ−1のようになり、点線イ−2
のように暴走することはない。
As a result, since the value of the one-dot chain line E is about 5% higher than the value of the solid line D, the current actually flowing in the controlled object is as shown by the two-dot chain line A-1 and the dotted line A-2.
There is no runaway like.

【0066】以上から、制御対象からの検出電流が異常
発生等により喪失事態になってもインバ―タの出力電
圧、電流が暴走することが無くなることでインバ―タが
過大電流により非常停止を防止でき、更に信頼性および
稼働率が向上する。
From the above, even if the detected current from the controlled object is lost due to an abnormality or the like, the output voltage and current of the inverter do not run away, so the inverter can prevent an emergency stop due to an excessive current. The reliability and the operating rate are further improved.

【0067】なお、本実施例にて各バイアス加算器に掛
けるバイアスを5%として説明したが、これに限るので
なく通常制御時に電流信号制限器が動作しない値であれ
ば良い。
Although the bias applied to each bias adder has been described as 5% in the present embodiment, the present invention is not limited to this and may be any value at which the current signal limiter does not operate during normal control.

【0068】また、本実施例の電圧演算器10-8A ,10-8
B は電圧を演算できる演算式であれば良く、例えば出力
周波数は回転数に比例することから電圧演算器10-8A ,
10-8B に速度信号を入力して信号補正しても良い。
Further, the voltage calculators 10-8A and 10-8 of this embodiment are also provided.
B may be an arithmetic expression that can calculate the voltage. For example, since the output frequency is proportional to the rotation speed, the voltage calculator 10-8A,
The speed signal may be input to the 10-8B to correct the signal.

【0069】[請求項3]記載の発明である電流ベクト
ル制御装置の1実施例を図5、図6、図7を参照して説
明する。図5は、図7で示されている本実施例の電流ベ
クトル制御装置10の構成図を示すものであり、本図およ
び図7を用いて本実施例の電流ベクトル制御装置10を以
下説明する。図7は、上記[請求項1]記載の発明に基
づく実施例の説明を参照、ここでは説明を省略する。
An embodiment of the current vector control device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 5, 6 and 7. FIG. 5 is a configuration diagram of the current vector control device 10 of the present embodiment shown in FIG. 7, and the current vector control device 10 of the present embodiment will be described below with reference to this drawing and FIG. 7. . FIG. 7 refers to the description of the embodiment based on the invention described in [Claim 1], and the description is omitted here.

【0070】図5を用いて電流ベクトル制御装置10の演
算処理を説明する。座標変換器10-1は、U相電流である
IU 、W相電流であるIW と要求位相θ*に基づき直交
座標変換、回転座標変換を行ない、電流ベクトル成分で
ある直軸電流成分Id および横軸電流成分Iq を演算
出力する。
The arithmetic processing of the current vector control device 10 will be described with reference to FIG. The coordinate converter 10-1 performs Cartesian coordinate conversion and rotational coordinate conversion based on IU which is the U-phase current, IW which is the W-phase current and the required phase θ *, and the direct-axis current component Id which is the current vector component and the horizontal coordinate. The axis current component Iq is calculated and output.

【0071】比較演算器10-2A は、直軸電流要求Id *
と座標変換器10-1から出力される直軸電流成分Id の偏
差を求める。比較演算器10-2B は、横軸電流要求Iq *
と座標変換器10-1から出力される横軸電流成分Iq の偏
差を求める。
The comparison calculator 10-2A determines the direct axis current demand Id *.
And the deviation of the direct-axis current component Id output from the coordinate converter 10-1 is obtained. The comparison calculator 10-2B has a horizontal axis current request Iq *
And the deviation of the horizontal axis current component Iq output from the coordinate converter 10-1 is obtained.

【0072】電圧演算器10-3A は、比較演算器10-2A か
らの出力を比例積分演算処理を行ない、直軸電圧要求V
d * として出力する。電圧演算器10-3B は、比較演算器
10-2B からの出力を比例積分演算処理を行ない、横軸電
圧要求Vq * として出力する。
The voltage calculator 10-3A performs the proportional-integral calculation processing on the output from the comparison calculator 10-2A, and the direct-axis voltage request V
Output as d *. The voltage calculator 10-3B is a comparison calculator.
The output from 10-2B is subjected to proportional-plus-integral calculation processing and output as a horizontal axis voltage request Vq *.

【0073】位相演算部 10-11は、座標変換器10-1から
出力される横軸電流成分Iq と要求位置θ* に基づき、
この要求位相θ* より進んだ位相角を演算し座標変換器
に出力する。以下に、位相演算部 10-11の1演算例(*
)を示す。
The phase calculation unit 10-11 uses the horizontal axis current component Iq output from the coordinate converter 10-1 and the required position θ * to calculate
The phase angle advanced from this required phase θ * is calculated and output to the coordinate converter. The following is an example of one operation (*
) Is shown.

【0074】[0074]

【数3】−K×(dθ/dt)×Iq +θ………(* ) 座標変換器10-4は、電圧演算器10-3A から出力される直
軸電圧要求Vd * と電圧演算器10-3B から出力される横
軸電圧要求Vq * は、位相演算部 10-11から出力される
要求位相θ* に基づき静止座標変換後さらに3相変換処
理した後、3相交流の電圧要求であるU相電圧要求VU
* ,V相電圧要求VV * ,W相電圧要求VW * を出力す
る。
[Formula 3] −K × (dθ / dt) × Iq + θ ... (*) The coordinate converter 10-4 uses the direct-axis voltage request Vd * and the voltage calculator 10 output from the voltage calculator 10-3A. The horizontal axis voltage request Vq * output from -3B is a three-phase AC voltage request after stationary coordinate conversion and further three-phase conversion processing based on the required phase θ * output from the phase calculator 10-11. U-phase voltage demand VU
*, V-phase voltage request VV *, W-phase voltage request VW * are output.

【0075】そして、パルス制御器11は、電流ベクトル
制御装置10から出力されるU相電圧要求VU * ,V相電
圧要求VV * ,W相電圧要求VW * に従い、インバ―タ
2を制御するパルスを発生させる。
The pulse controller 11 controls the inverter 2 according to the U-phase voltage request VU *, the V-phase voltage request VV *, and the W-phase voltage request VW * output from the current vector controller 10. Generate.

【0076】インバ―タ2は、このパルスに基づき所望
の交流電力を出力して電動機3の回転を制御する。図6
を用いて、座標変換器10-4での変換処理を説明する。
The inverter 2 outputs a desired AC power based on this pulse to control the rotation of the electric motor 3. Figure 6
The conversion process in the coordinate converter 10-4 will be described using.

【0077】Iは検出電流のベクトル、V* は電圧要求
ベクトル、V* ′は位相演算部 10-11で位相が前進する
ように変換した3相交流電圧をθ* の座標系に乗せた電
圧要求ベクトルである。
I is a vector of detected current, V * is a voltage request vector, and V * 'is a voltage obtained by applying a three-phase AC voltage converted by the phase calculator 10-11 so that the phase advances in the coordinate system of θ *. It is a request vector.

【0078】制御対象は一般にリアクタンス成分を有し
ているためインバ―タ出力電圧の位相より電流の位相が
遅れるのでV* の電圧ではI′の電流ベクトルとなり必
要な電流ベクトルIよりも遅れてしまうことになる。
Since the controlled object generally has a reactance component, the phase of the current lags the phase of the inverter output voltage, so that the voltage of V * becomes the current vector of I'and it lags behind the necessary current vector I. It will be.

【0079】このため、位相演算部 10-11では位相を前
進させてV* ′のように位相を進めてやると、Iの電圧
ベクトルを得ることができる。以上より、従来の電流ベ
クトル制御では横軸電流成分Iq により電圧ベクトルの
位相を回転させていなかったので、電流フィ―ドバック
の中で、次第に電圧ベクトルの位相が前進側に収束する
のを待たなくてはならず応答が遅かったが、本実施例の
ように回転座標上の要求電圧を元の座標に戻す際に、ト
ルク成分である横軸電流成分Iq により電圧位相を前進
させるため、電圧ベクトルの前進が大幅に早くなり電流
フィ―ドバックの応答性が向上する。
Therefore, in the phase calculator 10-11, the voltage vector of I can be obtained by advancing the phase and advancing the phase like V * '. From the above, in the conventional current vector control, the phase of the voltage vector is not rotated by the horizontal axis current component Iq. Therefore, during the current feedback, it is not necessary to wait for the phase of the voltage vector to gradually converge to the forward side. Although the response is slow, the voltage vector is advanced by the horizontal axis current component Iq, which is a torque component, when the required voltage on the rotating coordinate is returned to the original coordinate as in the present embodiment. The forward speed of the battery is significantly faster, and the response of the current feedback is improved.

【0080】上記実施例では、位相演算部 10-11に入力
される信号を横軸電流成分Iq として説明したが、横軸
電流成分Iq の代わりに直軸電流要求Id * 、または横
軸電流要求Iq * を用いて演算を行なっても良い。更
に、比較演算器10-2B から出力される信号を用い演算を
行っても良い。
In the above embodiment, the signal input to the phase calculator 10-11 has been described as the horizontal axis current component Iq, but instead of the horizontal axis current component Iq, the direct axis current request Id * or the horizontal axis current request Iq. The calculation may be performed using Iq *. Furthermore, the calculation may be performed using the signal output from the comparison calculator 10-2B.

【0081】また、上記実施例では位相変化(dθ/d
t)を位相演算部 10-11で演算した場合を説明したが、
図7で示されている速度・位置検出器5から得られる速
度を用いて演算しても良い。
In the above embodiment, the phase change (dθ / d
The case where t) is calculated by the phase calculator 10-11 has been described.
The calculation may be performed using the speed obtained from the speed / position detector 5 shown in FIG.

【0082】図1、図3、図5では座標変換器10-1に入
力される信号としてU相電流IU 、V相電流IV を用い
て説明したが、W相電流IW を用いても良い。また、図
1、図3で示した電流ベクトル制御装置の構成に図5で
説明した位相演算部を適用した構成にしても良い。
In FIGS. 1, 3 and 5, the U-phase current IU and the V-phase current IV are used as the signals input to the coordinate converter 10-1, but the W-phase current IW may be used. Further, the configuration of the current vector control device shown in FIGS. 1 and 3 may be a configuration in which the phase calculator described in FIG. 5 is applied.

【0083】即ち、図1において直軸電流成分Id およ
び横軸電流成分Iq のうち少なくとも1信号と要求位相
θ* に基づき、この要求位相θ* より進んだ位相角を演
算し座標変換器10-4に与える位相演算部 10-11を設け
る。
That is, in FIG. 1, based on at least one signal of the direct-axis current component Id and the horizontal-axis current component Iq and the required phase θ *, the phase angle advanced from the required phase θ * is calculated to calculate the coordinate converter 10-. The phase calculator 10-11 provided to 4 is provided.

【0084】また、図3にても同様に直軸電流成分Id
および横軸電流成分Iq のうち少なくとも1信号と要求
位相θ* に基づき、この要求位相θ* より進んだ位相角
を演算し座標変換器10-4に与える位相演算部 10-11を設
ける。
Similarly, in FIG. 3, the direct-axis current component Id is similarly generated.
Further, there is provided a phase calculator 10-11 for calculating a phase angle advanced from the required phase θ * on the basis of at least one signal of the horizontal axis current component Iq and the required phase θ * and giving it to the coordinate converter 10-4.

【0085】以上実施例は電動機の場合で説明したが、
発電機の場合には電流の方向が電動機と逆になるだけで
あり発電機システムに適用した場合でも同様の効果を得
ることができる。
Although the above embodiments have been described in the case of the electric motor,
In the case of the generator, the direction of the current is only opposite to that of the electric motor, and the same effect can be obtained even when applied to the generator system.

【0086】また、回転機について説明したがリニアモ
―タなどの直線運動であっても、移動部の位置を検出す
ることにより電流ベクトル制御を行なう場合には同様の
効果を得ることができる。
Although the rotary machine has been described, the same effect can be obtained even if the linear motion of a linear motor or the like is used and the current vector control is performed by detecting the position of the moving part.

【0087】[0087]

【発明の効果】[請求項1]および[請求項2]の発明
によれば、制御対象からの検出電流が異常発生等により
喪失事態になってもインバ―タの出力電圧、電流が暴走
することが無くなることでインバ―タが過大電流により
非常停止を防止でき、更に信頼性および稼働率が向上す
る。また、[請求項3]の発明によれば、トルク成分で
ある横軸電流成分Iq により電圧位相を前進させるた
め、電圧ベクトルの前進が大幅に早くなり電流フィ―ド
バックの応答性が向上する。また、[請求項4]および
[請求項5]の発明によれば、信頼性および稼働率が向
上すると共に、応答性も向上することができる。
According to the inventions of [Claim 1] and [Claim 2], the output voltage and current of the inverter runaway even if the detected current from the controlled object is lost due to an abnormality or the like. By eliminating this, the inverter can be prevented from an emergency stop due to an excessive current, and the reliability and operating rate are further improved. Further, according to the invention of [Claim 3], since the voltage phase is advanced by the horizontal axis current component Iq which is the torque component, the advance of the voltage vector is significantly accelerated, and the responsiveness of the current feedback is improved. Further, according to the inventions of [Claim 4] and [Claim 5], the reliability and the operating rate can be improved, and the responsiveness can also be improved.

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

【図1】請求項1記載発明の実施例の電流ベクトル制御
装置の構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of a current vector control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】請求項1記載発明の実施例の電流ベクトル制御
装置の動作図。
FIG. 2 is an operation diagram of the current vector control device according to the first embodiment of the invention.

【図3】請求項2記載発明の実施例の電流ベクトル制御
装置の構成図。
FIG. 3 is a configuration diagram of a current vector control device according to an embodiment of the present invention.

【図4】請求項2記載発明の実施例の電流ベクトル制御
装置の動作図。
FIG. 4 is an operation diagram of a current vector control device according to an embodiment of the present invention.

【図5】請求項3記載発明の実施例の電流ベクトル制御
装置の構成図。
FIG. 5 is a configuration diagram of a current vector control device according to an embodiment of the present invention.

【図6】請求項3記載発明の実施例の電流ベクトル制御
装置の動作図。
FIG. 6 is an operation diagram of a current vector control device according to an embodiment of the present invention.

【図7】電流ベクトル制御装置を用いた可変周波数電力
変換装置のシステム構成図。
FIG. 7 is a system configuration diagram of a variable frequency power conversion device using a current vector control device.

【図8】従来の電流ベクトル制御装置の構成図。FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional current vector control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電源 2…インバ―タ 3…電動機 4…回転検出器 5…速度・位置検出装置 6…速度トルク制御装置 7…磁束制御装置 8…要求ベクトル演算装
置 9…電流検出器 10…電流ベクトル制御装
置 11…パルス制御装置 10-1…座標変換器 10-2A ,10-2B …比較演算器 10-3A ,10-3B …電圧演
算器 10-4…座標変換器 10-5A ,10-5B …電流演
算器 10-6AU,10-6BU…バイアス加算器 10-6AL,10-6BL…バイアス減算器 10-7A ,10-7B …電流信号制限器 10-8A ,10-8B …電圧演算器 10-9AU,10-9BU…バイア
ス加算器 10-9AL,10-9BL…バイアス減算器 10-10A,10-10B…電圧信号制限器 10-11 …位相演算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power supply 2 ... Inverter 3 ... Electric motor 4 ... Rotation detector 5 ... Speed / position detection device 6 ... Speed torque control device 7 ... Flux control device 8 ... Request vector calculation device 9 ... Current detector 10 ... Current vector control Device 11… Pulse control device 10-1… Coordinate converter 10-2A, 10-2B… Comparison calculator 10-3A, 10-3B… Voltage calculator 10-4… Coordinate converter 10-5A, 10-5B… Current calculator 10-6AU, 10-6BU ... Bias adder 10-6AL, 10-6BL ... Bias subtractor 10-7A, 10-7B ... Current signal limiter 10-8A, 10-8B ... Voltage calculator 10- 9AU, 10-9BU ... Bias adder 10-9AL, 10-9BL ... Bias subtractor 10-10A, 10-10B ... Voltage signal limiter 10-11 ... Phase calculator

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成6年6月9日[Submission date] June 9, 1994

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図9[Correction target item name] Figure 9

【補正方法】追加[Correction method] Added

【補正内容】[Correction content]

【図9】従来の電流ベクトル制御装置の動作図。FIG. 9 is an operation diagram of a conventional current vector control device.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 制御対象の検出電流と要求位相に基づ
き、直軸電流成分と横軸電流成分を変換出力する第1の
変換手段と、 前記直軸電流成分と直軸電流要求成分の偏差分を演算
し、所定の制御特性に従い直軸電圧要求信号を出力する
第1の演算手段と、 前記横軸電流成分と横軸電流要求成分の偏差分を演算
し、所定の制御特性に従い横軸電圧要求信号を出力する
第2の演算手段と、 前記第1と第2の演算手段から出力される信号、そして
要求位相に基づき3相の要求電圧を出力する第2の変換
手段を有する電流ベクトル制御装置において、 前記第1の演算手段から出力される直軸電圧要求信号を
電流成分に演算し、設定バイアスを減算する第1減算手
段と、 前記第1の演算手段から出力される直軸電圧要求信号を
電流成分に演算し、設定バイアスを加算する第1加算手
段と、 前記第2の演算手段から出力される横軸電圧要求信号を
電流成分に演算し、設定バイアスを減算する第2減算手
段と、 前記第2の演算手段から出力される横軸電圧要求信号を
電流成分に演算し、設定バイアスを減算する第2加算手
段と、 前記第1減算手段から出力される信号を下限値そして第
1加算手段から出力される信号を上限値とし、前記第1
の変換手段から出力される直軸電流成分を制限して前記
第1の演算手段に出力する第1の制限手段と、 前記第2減算手段から出力される信号を下限値そして第
2加算手段から出力される信号を上限値とし、前記第1
の変換手段から出力される直軸電流成分を制限して前記
第2の演算手段に出力する第2の制限手段と、 を備えたことを特徴とする電流ベクトル制御装置。
1. A first conversion means for converting and outputting a direct axis current component and a horizontal axis current component based on a detected current to be controlled and a required phase, and a deviation amount between the direct axis current component and the direct axis current request component. For calculating the deviation between the horizontal axis current component and the horizontal axis current request component, and calculating the difference between the horizontal axis current request component and the horizontal axis voltage request signal according to a predetermined control characteristic. A current vector control having a second arithmetic means for outputting a demand signal, a signal outputted from the first and second arithmetic means, and a second conversion means for outputting a demand voltage of three phases based on a demand phase. In the apparatus, a first subtraction unit that calculates a direct-axis voltage request signal output from the first calculation unit into a current component and subtracts a set bias, and a direct-axis voltage request output from the first calculation unit. Calculates the signal as a current component and A first addition means for adding astigmatism, a second subtraction means for calculating a horizontal axis voltage request signal output from the second calculation means into a current component, and subtracting the set bias, and the second calculation means A second adder that calculates the horizontal axis voltage request signal that is output as a current component and subtracts the set bias, a signal that is output from the first subtractor and a lower limit value, and a signal that is output from the first adder The upper limit, the first
First limiting means for limiting the direct-axis current component output from the converting means to output to the first computing means, and a signal output from the second subtracting means from the lower limit value and the second adding means. With the output signal as the upper limit value, the first
Second limiting means for limiting the direct-axis current component output from the converting means to output the current component to the second computing means, the current vector control device.
【請求項2】 制御対象の検出電流と要求位相に基づ
き、直軸電流成分と横軸電流成分を変換出力する第1の
変換手段と、 前記直軸電流成分と直軸電流要求成分の偏差分を演算
し、所定の制御特性に従い直軸電圧要求信号を出力する
第1の演算手段と、 前記横軸電流成分と横軸電流要求成分の偏差分を演算
し、所定の制御特性に従い横軸電圧要求信号を出力する
第2の演算手段と、 前記第1と第2の演算手段から出力される信号、そして
要求位相に基づき3相の要求電圧を出力する第2の変換
手段を有する電流ベクトル制御装置において、 前記直軸要求電流成分から電圧成分を演算し、設定バイ
アスを減算する第1減算手段と、 前記直軸要求電流成分から電圧成分を演算し、設定バイ
アスを加算する第1加算手段と、 前記横軸要求電流成分から電圧成分を演算し、設定バイ
アスを減算する第2減算手段と、 前記横軸要求電流成分から電圧成分を演算し、設定バイ
アスを加算する第2加算手段と、 前記第1減算手段から出力される信号を下限値そして第
1加算手段から出力される信号を上限値とし、前記第1
の演算手段から出力される直軸電圧成分を制限して前記
第2の変換手段に出力する第1の制限手段と、 前記第2減算手段から出力される信号を下限値そして第
2加算手段から出力される信号を上限値とし、前記第1
の変換手段から出力される横軸電圧成分を制限して前記
第2の変換手段に出力する第2の制限手段と、 を備えたことを特徴とする電流ベクトル制御装置。
2. A first conversion means for converting and outputting a direct axis current component and a horizontal axis current component based on a detected current to be controlled and a required phase, and a deviation amount between the direct axis current component and the direct axis current request component. For calculating the deviation between the horizontal axis current component and the horizontal axis current request component, and calculating the difference between the horizontal axis current request component and the horizontal axis voltage request signal according to a predetermined control characteristic. A current vector control having a second arithmetic means for outputting a demand signal, a signal outputted from the first and second arithmetic means, and a second conversion means for outputting a demand voltage of three phases based on a demand phase. In the device, a first subtraction unit that calculates a voltage component from the direct-axis required current component and subtracts a setting bias; and a first addition unit that calculates a voltage component from the direct-axis required current component and add a setting bias. , The horizontal axis demand current component Output from the first subtracting means; second subtracting means for computing a voltage component from the set bias and subtracting the setting bias; second adding means for computing a voltage component from the horizontal axis required current component and adding the set bias; The lower limit value as the lower limit value and the signal output from the first adding means as the upper limit value.
First limiting means for limiting the direct-axis voltage component output from the calculating means to output to the second converting means, and a signal output from the second subtracting means from the lower limit value and the second adding means. With the output signal as the upper limit value, the first
Second limiting means for limiting the horizontal axis voltage component output from the converting means and outputting the voltage component to the second converting means.
【請求項3】 制御対象の検出電流と要求位相に基づ
き、直軸電流成分と横軸電流成分を変換出力する第1の
変換手段と、 前記直軸電流成分と直軸電流要求成分の偏差分を演算
し、所定の制御特性に従い直軸電圧要求信号を出力する
第1の演算手段と、 前記横軸電流成分と横軸電流要求成分の偏差分を演算
し、所定の制御特性に従い横軸電圧要求信号を出力する
第2の演算手段と、 前記第1と第2の演算手段から出力される信号、そして
前記第1の変換手段から出力される信号と前記要求位相
に基づき求まる前記要求位相より進んだ位相に基づき3
相の要求電圧を出力する第2の変換手段を有することを
特徴とする電流ベクトル制御装置。
3. A first conversion means for converting and outputting a direct axis current component and a horizontal axis current component based on a detected current to be controlled and a required phase, and a deviation amount between the direct axis current component and the direct axis current request component. For calculating the deviation between the horizontal axis current component and the horizontal axis current request component, and calculating the difference between the horizontal axis current request component and the horizontal axis voltage request signal according to a predetermined control characteristic. From the request phase obtained based on the request phase, the second operation means outputting a request signal, the signals output from the first and second operation means, and the signal output from the first conversion means. 3 based on advanced phase
A current vector control device comprising a second conversion means for outputting a required voltage of a phase.
【請求項4】[請求項1]記載の第2の変換手段の代わ
りに[請求項3]記載の第2の変換手段を適用したこと
を特徴とする電流ベクトル制御装置。
4. A current vector control device in which the second conversion means according to [claim 3] is applied instead of the second conversion means according to [claim 1].
【請求項5】[請求項2]記載の第2の変換手段の代わ
りに[請求項3]記載の第2の変換手段を適用したこと
を特徴とする電流ベクトル制御装置。
5. A current vector control device, characterized in that the second conversion means according to [claim 3] is applied instead of the second conversion means according to [claim 2].
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0739088A2 (en) * 1995-04-22 1996-10-23 ABBPATENT GmbH Method for according to the direct self-regulation operated induction machine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0739088A2 (en) * 1995-04-22 1996-10-23 ABBPATENT GmbH Method for according to the direct self-regulation operated induction machine

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