JPH07322700A - 誘導電動機の最大効率制御方法 - Google Patents
誘導電動機の最大効率制御方法Info
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- JPH07322700A JPH07322700A JP6113219A JP11321994A JPH07322700A JP H07322700 A JPH07322700 A JP H07322700A JP 6113219 A JP6113219 A JP 6113219A JP 11321994 A JP11321994 A JP 11321994A JP H07322700 A JPH07322700 A JP H07322700A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 最大効率条件をトルク指令とモータ定数だけ
の関係で算出可能とする。 【構成】 適応二次磁束オブサーバ３と磁束レベル有限
整定応答制御部４を用いた誘導電動機ＩＭのベクトル制
御系において、最大効率制御部２の演算部２1でトルク
指令値Ｔｅ＊に対する磁束指令値φr’を次式により算
出する。 φr’＝4√〔１／９・（ＲS＋Ｒr’）／ＲS＋Ｒm’〕・
√（Ｍ’／３Ｐ）・√Ｔｅ＊ ただし、ＲSは１次抵抗，Ｒr’は２次抵抗，Ｒm’は等
価鉄損抵抗，Ｍ’は励磁インピーダンス，Ｐは極対数。
の関係で算出可能とする。 【構成】 適応二次磁束オブサーバ３と磁束レベル有限
整定応答制御部４を用いた誘導電動機ＩＭのベクトル制
御系において、最大効率制御部２の演算部２1でトルク
指令値Ｔｅ＊に対する磁束指令値φr’を次式により算
出する。 φr’＝4√〔１／９・（ＲS＋Ｒr’）／ＲS＋Ｒm’〕・
√（Ｍ’／３Ｐ）・√Ｔｅ＊ ただし、ＲSは１次抵抗，Ｒr’は２次抵抗，Ｒm’は等
価鉄損抵抗，Ｍ’は励磁インピーダンス，Ｐは極対数。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、誘導電動機を最大効率
でベクトル制御する誘導電動機の最大効率制御法に関す
る。
でベクトル制御する誘導電動機の最大効率制御法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】誘導電動機のベクトル制御における最大
効率制御法に関しては、電気学会研究会資料ＳＰＣ−９
３−８８に「ベクトル制御インバータによる誘導電動機
最大効率制御の一方法」として提案されている。以下に
その内容を説明する。
効率制御法に関しては、電気学会研究会資料ＳＰＣ−９
３−８８に「ベクトル制御インバータによる誘導電動機
最大効率制御の一方法」として提案されている。以下に
その内容を説明する。
【０００３】ＩＭの制御方式としてベクトル制御を採用
すると、その等価回路は、図３のように表すことができ
る。ただし、各部の定数は、通常のＴ形等価回路の定数
を、ＬS：一次自己インダクタンス，Ｌr：二次自己イン
ダクタンス，Ｒm：等価鉄損抵抗，Ｍ：相互インダクタ
ンス，Ｒr：二次抵抗とすると、以下のような関係にあ
る。
すると、その等価回路は、図３のように表すことができ
る。ただし、各部の定数は、通常のＴ形等価回路の定数
を、ＬS：一次自己インダクタンス，Ｌr：二次自己イン
ダクタンス，Ｒm：等価鉄損抵抗，Ｍ：相互インダクタ
ンス，Ｒr：二次抵抗とすると、以下のような関係にあ
る。
【０００４】
【数５】
【０００５】図３を基に、励磁分電流をＩ0’，トルク
分電流をＩTとして、鉄損を考慮したベクトル制御を行
うものとすると、一次電流Ｉ1は（６）式，滑り角周波
数は（７）式となる。
分電流をＩTとして、鉄損を考慮したベクトル制御を行
うものとすると、一次電流Ｉ1は（６）式，滑り角周波
数は（７）式となる。
【０００６】
【数６】
【０００７】
【数７】
【０００８】ただし、ＩCは鉄損分電流であり、
【０００９】
【数８】 ＩC＝ωＭ’Ｉ0’／ＲC＝ＲmＩ0’／（ωＭ） …（８） また、発生トルクは（９）式となる。
【００１０】
【数９】Ｔ＝３ｐＭ’Ｉ0’ＩT …（９） ここに、ω：電源角周波数，ｐ：極対数である。
【００１１】励磁電流Ｉ0’は、定出力運転も考慮して
基底速度ω0以下では一定の値Ｉ0maxに、それ以上の速
度では、モータ端子電圧をほぼ一定とするように、
基底速度ω0以下では一定の値Ｉ0maxに、それ以上の速
度では、モータ端子電圧をほぼ一定とするように、
【００１２】
【数１０】Ｉ0’＝Ｉ0max×ω0／ωr …（１０） として弱め界磁制御を行うものとする。ただし、ωr：
回転角速度である。
回転角速度である。
【００１３】また、この場合のＩＭ全損失は、図３およ
び（６）式，（１０）式より（１１）式のようになる。
び（６）式，（１０）式より（１１）式のようになる。
【００１４】
【数１１】 Ｗtotal＝３ＲSＩS 2＋３Ｒr’ＩT 2＋３ＲCＩC 2＋Ｗm ＝３〔（ＲS＋Ｒr’）ＩT 2＋（ＲS＋Ｒm’）Ｉ0’2 ＋２｛Ｒm／（ωＭ）｝ＲSＩ0’ＩT〕＋Ｗm …（１１） ただし、Ｗm：機械損，Ｒm’＝αＲmであり、Ｒm 2＜＜
（ωＭ）2としている。
（ωＭ）2としている。
【００１５】なお、等価鉄損抵抗Ｒmは周波数により変
化するが、（７）式の仮定により周波数の１．６乗に比
例するものとし、
化するが、（７）式の仮定により周波数の１．６乗に比
例するものとし、
【００１６】
【数１２】Ｒm＝ＲmO×（ｆ／ｆ0）1・6 …（１２） として表すことにする。ただし、ＲmO：基準周波数ｆ0
における鉄損抵抗である。
における鉄損抵抗である。
【００１７】また、機械損は、（１３）式のように速度
の２乗に比例するものとする。
の２乗に比例するものとする。
【００１８】
【数１３】Ｗm＝Ｋm×ωr 2 …（１３） これらの関係を考慮すると、前述の等価回路から任意の
速度及び負荷トルクに対して、モータ損失を容易に求め
ることができる。一方、軸出力Ｐoutは
速度及び負荷トルクに対して、モータ損失を容易に求め
ることができる。一方、軸出力Ｐoutは
【００１９】
【数１４】Ｐout＝ωr×Ｔ−Ｗm …（１４） であるので、モータの効率は（１５）式となる。
【００２０】
【数１５】 η＝１００×Ｐout／（Ｐout＋Ｗtotal）（％） …（１５） また、ｄｑ軸上の鉄損を考慮した電圧方程式は（１６）
式となり、この式を状態方程式に展開することによって
過渡現象を含むシミュレーションが可能となる。
式となり、この式を状態方程式に展開することによって
過渡現象を含むシミュレーションが可能となる。
【００２１】
【数１６】
【００２２】ただし、ｓ：滑り，Ｐ：微分パラメータで
あり、ベクトル制御が成立している状態での等価回路上
の電源と、ｄｑ軸上の電流との関係は以下のようであ
る。
あり、ベクトル制御が成立している状態での等価回路上
の電源と、ｄｑ軸上の電流との関係は以下のようであ
る。
【００２３】
【数１７】
【００２４】ここで、トルク電流と励磁電流の比を
【００２５】
【数１８】Ａ＝ＩT／Ｉ0’ …（１８） とおくと、トルクの式より
【００２６】
【数１９】
【００２７】が得られ、これらを（１１）式に代入する
とＩＭ損失をトルク電流と励磁電流の比Ａの関数として
表すことができる。
とＩＭ損失をトルク電流と励磁電流の比Ａの関数として
表すことができる。
【００２８】
【数２０】 Ｗtotal＝（ＲS＋Ｒr’）（Ｔ／ｐＭ’）Ａ＋（ＲS＋Ｒm’）Ｔ／（ｐＭ’Ａ ） ＋２｛Ｒm／ωＭ）｝ＲSＴ／（ｐＭ’）＋Ｗm …（２０） 任意の負荷状態において効率を最大とするためには、そ
の運転状態における損失を最小とすれば良い。従って、
ｄＷtotal／ｄＡ＝０としてトルク電流と励磁電流の比
Ａについて解くことにより、効率を最大とする条件を求
めることができ、結果のみ示せば（２１）式となる。
の運転状態における損失を最小とすれば良い。従って、
ｄＷtotal／ｄＡ＝０としてトルク電流と励磁電流の比
Ａについて解くことにより、効率を最大とする条件を求
めることができ、結果のみ示せば（２１）式となる。
【００２９】
【数２１】
【００３０】ただし、（２１）式の導出において、厳密
にはωおよびＲmもＡの関数となり、微分の影響を受け
るが、回転数を固定した場合、これらの値はほぼ一定の
値であるとしている。
にはωおよびＲmもＡの関数となり、微分の影響を受け
るが、回転数を固定した場合、これらの値はほぼ一定の
値であるとしている。
【００３１】なお、Ｒmが周波数により変化するため、
Ａの値は運転周波数に対してその都度計算する必要があ
る。モータ各部の抵抗値は温度により、インダクタンス
は磁気的飽和の程度により変化する。これに伴って効率
を最大とするための電流比Ａの値も変化することになる
が、（２１）式は図３の等価回路が成立する限り不変の
関係である。従って、各部の定数が正確に把握できれ
ば、温度および飽和の影響を受けない最大効率制御も可
能となる。
Ａの値は運転周波数に対してその都度計算する必要があ
る。モータ各部の抵抗値は温度により、インダクタンス
は磁気的飽和の程度により変化する。これに伴って効率
を最大とするための電流比Ａの値も変化することになる
が、（２１）式は図３の等価回路が成立する限り不変の
関係である。従って、各部の定数が正確に把握できれ
ば、温度および飽和の影響を受けない最大効率制御も可
能となる。
【００３２】トルク分電流と励磁分電流との比Ａが（２
１）式で決定できるので、与えられたトルク指令Ｔ＊に
対して、各々の電流は（２２）式のように求められる。
１）式で決定できるので、与えられたトルク指令Ｔ＊に
対して、各々の電流は（２２）式のように求められる。
【００３３】
【数２２】
【００３４】また、これらの電流値を基に、（６）式，
（７）式に従って一次電流，滑り角周波数などが決定で
きるので、任意の負荷状態において効率を最大とする制
御が可能となる。ただし、実際には磁気飽和および制御
の安定性の問題により、励磁電流の制御範囲に制限をつ
けることになる。この方式に従った最大効率制御の制御
系及びシステム構成は図６，図７となる。
（７）式に従って一次電流，滑り角周波数などが決定で
きるので、任意の負荷状態において効率を最大とする制
御が可能となる。ただし、実際には磁気飽和および制御
の安定性の問題により、励磁電流の制御範囲に制限をつ
けることになる。この方式に従った最大効率制御の制御
系及びシステム構成は図６，図７となる。
【００３５】このシステムは、一般的な制御電流源電圧
形ベクトル制御にこの最大効率制御法を適用し、速度制
御系を構成したものである。最大効率制御部では、速度
制御部からのトルク指令に対して、励磁分電流指令、ト
ルク分電流指令および滑り周波数指令を出力する。励磁
分電流指令はリミッタにより制限され、同一速度におけ
る通常のベクトル制御時の励磁電流を上限値Ｉ0’と
し、０．２Ｉ0max〜Ｉ0’の間で最大効率制御を行うも
のとする。励磁電流の計算値がこの範囲を越える場合に
は、励磁電流の上限値、あるいは下限値を励磁分電流指
令として出力する。これらの電流指令値から、滑り周波
数，一次電流などを演算し、電流制御系へ伝える構成と
なっている。
形ベクトル制御にこの最大効率制御法を適用し、速度制
御系を構成したものである。最大効率制御部では、速度
制御部からのトルク指令に対して、励磁分電流指令、ト
ルク分電流指令および滑り周波数指令を出力する。励磁
分電流指令はリミッタにより制限され、同一速度におけ
る通常のベクトル制御時の励磁電流を上限値Ｉ0’と
し、０．２Ｉ0max〜Ｉ0’の間で最大効率制御を行うも
のとする。励磁電流の計算値がこの範囲を越える場合に
は、励磁電流の上限値、あるいは下限値を励磁分電流指
令として出力する。これらの電流指令値から、滑り周波
数，一次電流などを演算し、電流制御系へ伝える構成と
なっている。
【００３６】この最大効率制御によれば、トルクと効率
の関係は図８に示すようになる。
の関係は図８に示すようになる。
【００３７】
【発明が解決しようとする課題】上記最大効率制御法
は、最大効率条件Ａ＝ＩT／Ｉ0’（ＩT：トルク電流，
Ｉ0’：励磁電流）が、（２３）式のようにＲS，
Ｒr’，Ｒm’で簡単に求められるというものである。
は、最大効率条件Ａ＝ＩT／Ｉ0’（ＩT：トルク電流，
Ｉ0’：励磁電流）が、（２３）式のようにＲS，
Ｒr’，Ｒm’で簡単に求められるというものである。
【００３８】
【数２３】
【００３９】しかし、最大効率条件ＡがＩTとＩ0’との
比となっているため、図６に示されるように、トルク指
令Ｔ＊からトルク分電流指令値ＩT＊及び励磁分電流指
令値Ｉ0＊を求めることが複雑となっている。
比となっているため、図６に示されるように、トルク指
令Ｔ＊からトルク分電流指令値ＩT＊及び励磁分電流指
令値Ｉ0＊を求めることが複雑となっている。
【００４０】また、最大効率を得るために励磁電流を変
化させることになるが、励磁電流を変化させても二次磁
束は一次遅れ応答でしか追従できないので、いかに速く
二次磁束を変化させるかが問題となる。
化させることになるが、励磁電流を変化させても二次磁
束は一次遅れ応答でしか追従できないので、いかに速く
二次磁束を変化させるかが問題となる。
【００４１】また、上記提案の文献には二次磁束制御に
関して明確な制御法が示されていない。
関して明確な制御法が示されていない。
【００４２】本発明は、上記提案のこのような問題点に
鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、
最大効率条件がトルク指令とモータ定数だけで算出でき
るようにすると共に、磁束制御の高速応答化が可能とな
り、磁束制御時のベクトル制御系の特性改善される誘導
電動機の最大効率制御法を提供することにある。
鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、
最大効率条件がトルク指令とモータ定数だけで算出でき
るようにすると共に、磁束制御の高速応答化が可能とな
り、磁束制御時のベクトル制御系の特性改善される誘導
電動機の最大効率制御法を提供することにある。
【００４３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における誘導電動機の最大効率制御方法は、
適応二次磁束オブザーバと磁束レベル有限整定応答制御
を用いた誘導電動機のベクトル制御系、又は、すべり周
波数形ベクトル制御回路において、トルク指令に対する
磁束指令値を下記の（Ａ）〜（Ｄ）により算出すること
を特徴とする。
に、本発明における誘導電動機の最大効率制御方法は、
適応二次磁束オブザーバと磁束レベル有限整定応答制御
を用いた誘導電動機のベクトル制御系、又は、すべり周
波数形ベクトル制御回路において、トルク指令に対する
磁束指令値を下記の（Ａ）〜（Ｄ）により算出すること
を特徴とする。
【００４４】
【数２４】
【００４５】
【作用】（Ａ）〜（Ｄ）式によれば最高効率になる磁束
指令値を得ることができる。しかして、（Ａ）〜（Ｄ）
式により磁束指令値を算出して磁束制御すれば、最大効
率制御ができる。（Ａ）〜（Ｄ）式はトルク指令値と電
動機定数のみを用いているので、最高効率の磁束指令値
を算出する回路が簡単になる。
指令値を得ることができる。しかして、（Ａ）〜（Ｄ）
式により磁束指令値を算出して磁束制御すれば、最大効
率制御ができる。（Ａ）〜（Ｄ）式はトルク指令値と電
動機定数のみを用いているので、最高効率の磁束指令値
を算出する回路が簡単になる。
【００４６】
（１）誘導電動機の各損失は、高調波成分については考
慮せず、一次銅損、二次銅損、および等価一次鉄損抵抗
に生じる鉄損においてのみ生じると仮定する。この時、
誘導電動機の等価回路は図３のように示され、損失の和
Ｗは（２５）式のように示される。
慮せず、一次銅損、二次銅損、および等価一次鉄損抵抗
に生じる鉄損においてのみ生じると仮定する。この時、
誘導電動機の等価回路は図３のように示され、損失の和
Ｗは（２５）式のように示される。
【００４７】
【数２５】 Ｗ＝３〔ＲSＩS 2＋Ｒr’ＩT 2＋ＲCＩC 2〕…（２５） ＳＰＣ−９３−８８の文献に示されるような公知の鉄損
を考慮したベクトル制御システムでは次の関係がある。
ただし、φr：磁束
を考慮したベクトル制御システムでは次の関係がある。
ただし、φr：磁束
【００４８】
【数２６】
【００４９】以上の関係を用いて（２５）式を変形す
る。ただし、Ｗ：損失
る。ただし、Ｗ：損失
【００５０】
【数２７】
【００５１】（２７）式をトルクＴ及び磁束φrの関係
式に変形する。まず次の関係がある。
式に変形する。まず次の関係がある。
【００５２】
【数２８】
【００５３】
【数２９】
【００５４】任意の負荷状態において効率を最大とする
ためには、その運転状態における損失を最小にすれば良
い。したがって、ｄＷ／ｄφr＝０としてφr’条件を求
めれば、最大効率条件が求まる。
ためには、その運転状態における損失を最小にすれば良
い。したがって、ｄＷ／ｄφr＝０としてφr’条件を求
めれば、最大効率条件が求まる。
【００５５】
【数３０】
【００５６】よって最大効率条件は次の（Ａ）又は
（Ｂ）式で求められる。ただし、Ｔｅ＊：トルク指令値
（Ｂ）式で求められる。ただし、Ｔｅ＊：トルク指令値
【００５７】
【数３１】
【００５８】φr’の条件は次の（Ｃ）又は（Ｄ）式の
ようにも変形できる。
ようにも変形できる。
【００５９】
【数３２】
【００６０】（Ａ）〜（Ｄ）式によれば最大効率条件の
磁束指令値φr’をトルク指令Ｔｅ＊とモータ定数だけ
で簡単に算出できる。
磁束指令値φr’をトルク指令Ｔｅ＊とモータ定数だけ
で簡単に算出できる。
【００６１】（２）実施例１ 図１は誘導電動機の磁束レベル有限整定応答制御システ
ム構成を示すもので、２は最大効率制御部で、前記トル
ク指令値Ｔｅ＊から前記最大効率条件（Ａ）〜（Ｄ）式
を演算して最大効率条件の磁束指令値φr'Aを出力する
演算回路２1と、この磁束指令値φr'Aから最大効率磁束
指令値φr Aを算出する演算回路２2で構成されている。
ム構成を示すもので、２は最大効率制御部で、前記トル
ク指令値Ｔｅ＊から前記最大効率条件（Ａ）〜（Ｄ）式
を演算して最大効率条件の磁束指令値φr'Aを出力する
演算回路２1と、この磁束指令値φr'Aから最大効率磁束
指令値φr Aを算出する演算回路２2で構成されている。
【００６２】３は誘導電動機ＩＭの１次電圧ＶSと１次
電流ｉS及び角速度ωrから２次磁束推定値∧φr，一次
角速度ω，位相推定値∧θを出力するＴ．ＩＥＥＪａｐ
ａｎ，ＶｏＬ．１１１−Ｄ，Ｎｏ．３，’９１，Ｐ１８
８に示されているような適応２次磁束オブザーバ、４は
最大効率磁束指令値φr Aと２次磁束推定値∧φrから磁
束の有限整定を行い励磁電流指令ｉm＊を出力する平成
２年電気学会産業応用全国大会Ｎｏ．１３０に示すよう
なデッドビート制御器、５はトルク指令Ｔｅ＊と２次磁
束推定値∧φr及び１次角速度ωからトルク電流指令
ｉt'＊を出力するトルク電流指令演算部、６は励磁電流
指令ｉm＊とトルク電流指令ｉt＊及び位相推定値∧θか
ら一次電流指令値ｉS＊を出力するベクトル回転変換
部、３４は一次電流指令値ｉS＊により制御される電流
制御形ＰＷＭインバータである。
電流ｉS及び角速度ωrから２次磁束推定値∧φr，一次
角速度ω，位相推定値∧θを出力するＴ．ＩＥＥＪａｐ
ａｎ，ＶｏＬ．１１１−Ｄ，Ｎｏ．３，’９１，Ｐ１８
８に示されているような適応２次磁束オブザーバ、４は
最大効率磁束指令値φr Aと２次磁束推定値∧φrから磁
束の有限整定を行い励磁電流指令ｉm＊を出力する平成
２年電気学会産業応用全国大会Ｎｏ．１３０に示すよう
なデッドビート制御器、５はトルク指令Ｔｅ＊と２次磁
束推定値∧φr及び１次角速度ωからトルク電流指令
ｉt'＊を出力するトルク電流指令演算部、６は励磁電流
指令ｉm＊とトルク電流指令ｉt＊及び位相推定値∧θか
ら一次電流指令値ｉS＊を出力するベクトル回転変換
部、３４は一次電流指令値ｉS＊により制御される電流
制御形ＰＷＭインバータである。
【００６３】しかして、この実施例によれば、最大効率
磁束演算回路２により最大効率磁束指令値φr Aを求め、
この磁束指令値とオブザーバ３からの磁束推定値∧φr
を用いて磁束の有限整定制御を行っているので、過渡状
態を低下させずに最大効率制御を行うことができる。
磁束演算回路２により最大効率磁束指令値φr Aを求め、
この磁束指令値とオブザーバ３からの磁束推定値∧φr
を用いて磁束の有限整定制御を行っているので、過渡状
態を低下させずに最大効率制御を行うことができる。
【００６４】実施例２ 図２は誘導電動機のすべり周波数ベクトル制御システム
構成を示すもので、１０はトルク指令値Ｔｅ＊と２次角
速度ωrからトルク電流指令値ｉt＊と励磁電流指令値ｉ
m＊及び１次角速度を出力する最大効率制御部で、トル
ク指令値Ｔｅ＊から一相分のトルク値を算出する演算器
１１と、トルク指令値Ｔｅ＊から前記最大効率条件
（Ａ）〜（Ｄ）式の演算を行い最大効率条件の励磁指令
値φr'Aを算出する演算回路１２と、演算器１１からの
トルクと最大効率条件値φr'Aから電流指令ｉt'＊を算
出する演算器１３と、励磁指令値φr'Aから励磁電流指
令値ｉm＊を算出する演算器１４と、電流指令値ｉt'＊
とｉm＊からすべり周波数ωSを算出する演算器１５と、
すべり周波数ωSと回転角周波数ωrから１次角周波数ω
を算出する加算器１７と、１次角周波数ωから等価鉄損
抵抗Ｒmを算出する演算器１８と、励磁電流指令値ｉm＊
を励磁インダクタンスＭで割る演算器１９と、この出力
と等価鉄損抵抗Ｒmを掛ける演算器１９と、この出力を
１次角速度ωから鉄損補償電流ＩCを算出する演算器２
１と、トルク指令値ｉt'＊を鉄損補償電流ＩCとをつき
合わせて補償されたトルク電流指令値を出力するつき合
わせ器２２で構成されている。なお、すべり周波数演算
器１５は、すべり周波数を、ωS＝（Ｒr／Ｌr）・
（ｉt'＊／ｉm＊）として求める。
構成を示すもので、１０はトルク指令値Ｔｅ＊と２次角
速度ωrからトルク電流指令値ｉt＊と励磁電流指令値ｉ
m＊及び１次角速度を出力する最大効率制御部で、トル
ク指令値Ｔｅ＊から一相分のトルク値を算出する演算器
１１と、トルク指令値Ｔｅ＊から前記最大効率条件
（Ａ）〜（Ｄ）式の演算を行い最大効率条件の励磁指令
値φr'Aを算出する演算回路１２と、演算器１１からの
トルクと最大効率条件値φr'Aから電流指令ｉt'＊を算
出する演算器１３と、励磁指令値φr'Aから励磁電流指
令値ｉm＊を算出する演算器１４と、電流指令値ｉt'＊
とｉm＊からすべり周波数ωSを算出する演算器１５と、
すべり周波数ωSと回転角周波数ωrから１次角周波数ω
を算出する加算器１７と、１次角周波数ωから等価鉄損
抵抗Ｒmを算出する演算器１８と、励磁電流指令値ｉm＊
を励磁インダクタンスＭで割る演算器１９と、この出力
と等価鉄損抵抗Ｒmを掛ける演算器１９と、この出力を
１次角速度ωから鉄損補償電流ＩCを算出する演算器２
１と、トルク指令値ｉt'＊を鉄損補償電流ＩCとをつき
合わせて補償されたトルク電流指令値を出力するつき合
わせ器２２で構成されている。なお、すべり周波数演算
器１５は、すべり周波数を、ωS＝（Ｒr／Ｌr）・
（ｉt'＊／ｉm＊）として求める。
【００６５】３１は誘導電動機ＩＭの３相入力電流ｉ
ｕ，ｉｖ，ｉｗから電源角周波数ωに同期した回転座標
系（ｄｑ軸）の電流ｉt，ｉｍを出力する３相２相同期
回転座標変換回路、３２は電流指令値ｉt＊とｉm＊及び
１次角速度ωと電流ｉt，ｉmから電圧指令値ｖｄ＊，ｖ
ｑ＊を出力する電流制御回路、３３は電圧指令値Ｖｄ
＊，Ｖｑ＊が入力するＰＷＭ回路、３４はＰＷＭ回路に
制御されるＰＷＭインバータである。
ｕ，ｉｖ，ｉｗから電源角周波数ωに同期した回転座標
系（ｄｑ軸）の電流ｉt，ｉｍを出力する３相２相同期
回転座標変換回路、３２は電流指令値ｉt＊とｉm＊及び
１次角速度ωと電流ｉt，ｉmから電圧指令値ｖｄ＊，ｖ
ｑ＊を出力する電流制御回路、３３は電圧指令値Ｖｄ
＊，Ｖｑ＊が入力するＰＷＭ回路、３４はＰＷＭ回路に
制御されるＰＷＭインバータである。
【００６６】しかして、この実施例によれば、演算回路
１２により最大効率条件の磁束指令値φr'Aを求め、こ
れから励磁電流指令値ｉm＊を得てすべり周波数形ベク
トル制御をしているので、すべり周波数形ベクトル制御
において最大効率制御ができる。
１２により最大効率条件の磁束指令値φr'Aを求め、こ
れから励磁電流指令値ｉm＊を得てすべり周波数形ベク
トル制御をしているので、すべり周波数形ベクトル制御
において最大効率制御ができる。
【００６７】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。
ので、次に記載する効果を奏する。
【００６８】（１）最大効率条件がトルク指令とモータ
定数だけの関係で簡単に算出することができる。
定数だけの関係で簡単に算出することができる。
【００６９】（２）適応二次磁束オブザーバと磁束レベ
ル有限整定応答制御を用いることにより、磁束制御の高
速化が可能となり、磁束制御時のベクトル制御系の特性
改善を行うことができる。
ル有限整定応答制御を用いることにより、磁束制御の高
速化が可能となり、磁束制御時のベクトル制御系の特性
改善を行うことができる。
【図１】本発明の実施例１にかかる制御システム構成
図。
図。
【図２】実施例２にかかる制御システム構成図。
【図３】誘導電動機の等価回路図。
【図４】従来例にかかる制御システム構成図。
【図５】従来例にかかる制御システム構成図。
【図６】従来例にかかる制御系を示すブロック図。
【図７】従来例にかかる制御システム構成図。
【図８】最大効率制御による励磁電流と効率の関係を示
す効率特性曲線図。
す効率特性曲線図。
Ｔｅ＊…トルク指令値 φr A…最大効率励磁指令値 ∧φr…磁束推定値 ｉm＊…励磁電流指令値 ｉt＊…トルク電流指令値 ＩC…鉄損補償電流 ｉS…１次電流 ＶS…１次電圧 Ｒm…等価鉄損抵抗 ＬS，Ｌr…１次，２次自己インダクタンス Ｍ…励磁インピーダンス ＲS，Ｒr…１次，２次抵抗 ω，ωｒ…１次，２次角速度 ∧θ…位相角推定値 Ｐ…極対数 Ｗ…損失 Ｗm…機械損 ２，１０…最大効率制御部 ３…適応２次磁束オブザーバ ４…有限整定部 ５…トルク電流演算部 ６…ベクトル回転変換部 ７…ロータリエンコーダ ８…速度検出回路 １５…すべり周波数演算器 ３１…３相−２相座標変換回路 ３２…電流制御回路 ３３…ＰＷＭ回路 ３４…ＰＷＭインバータ
フロントページの続き (72)発明者 山田 哲夫 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内
Claims (4)
- 【請求項１】 適応二次磁束オブザーバと磁束レベル有
限整定応答制御を用いた誘導電動機のベクトル制御系に
おいて、 トルク指令に対する磁束指令値を下記の（Ａ）式又は
（Ｂ）式により算出することを特徴とした誘導電動機の
最大効率制御方法。 【数１】 ただし、φr’は磁束指令値，ＲSは１次抵抗，Ｒr’は
２次抵抗，Ｒm’は等価鉄損抵抗，Ｍ’は励磁インピー
ダンス，Ｐは極対数，Ｔｅ＊はトルク指令値。 - 【請求項２】 適応二次磁束オブザーバと磁束レベル有
限整定応答制御を用いた誘導電動機のベクトル制御系に
おいて、 トルク指令に対する磁束指令値を下記の（Ｃ）式又は
（Ｄ）式により算出することを特徴とした誘導電動機の
最大効率制御方法。 【数２】 ただし、φr’は磁束指令値，Ｌrは２次自己インダクタ
ンス，ＲSは１次抵抗，Ｍは励磁インピーダンス，Ｒrは
２次抵抗，Ｒmは等価鉄損抵抗，Ｐは極対数，Ｔｅ＊は
トルク指令値。 - 【請求項３】 すべり周波数形ベクトル制御回路におい
て、 トルク指令に対する磁束指令値を下記の（Ａ）式又は
（Ｂ）式により算出することを特徴とした誘導電動機の
最大効率制御方法。 【数３】 ただし、φr’は磁束指令値，ＲSは１次抵抗，Ｍは励磁
インピーダンス，Ｒrは２次抵抗，Ｒmは等価鉄損抵抗，
Ｍ’は励磁インピーダンス，Ｐは極対数，Ｔｅ＊はトル
ク指令値。 - 【請求項４】 すべり周波数形ベクトル制御回路におい
て、 トルク指令に対する磁束指令値を下記の（Ｃ）式又は
（Ｄ）式により算出することを特徴とした誘導電動機の
最大効率制御方法。 【数４】 ただし、φr’は磁束指令値，Ｌrは２次自己インダクタ
ンス，ＲSは１次抵抗，Ｍは励磁インピーダンス，Ｒrは
２次抵抗，Ｒmは等価鉄損抵抗，Ｐは極対数，Ｔｅ＊は
トルク指令値。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6113219A JPH07322700A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 誘導電動機の最大効率制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6113219A JPH07322700A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 誘導電動機の最大効率制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07322700A true JPH07322700A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=14606600
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6113219A Pending JPH07322700A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | 誘導電動機の最大効率制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07322700A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008141835A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Denso Corp | モータの制御方法及びそれを利用するモータ制御装置 |
| WO2008107992A1 (ja) | 2007-03-08 | 2008-09-12 | Mitsubishi Electric Corporation | 電気車の制御装置 |
-
1994
- 1994-05-27 JP JP6113219A patent/JPH07322700A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008141835A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Denso Corp | モータの制御方法及びそれを利用するモータ制御装置 |
| WO2008107992A1 (ja) | 2007-03-08 | 2008-09-12 | Mitsubishi Electric Corporation | 電気車の制御装置 |
| US8489262B2 (en) | 2007-03-08 | 2013-07-16 | Mitsubishi Electric Corporation | Electric vehicle controller |
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