JPH0767400A - 誘導電動機の定数推定装置 - Google Patents
誘導電動機の定数推定装置Info
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- JPH0767400A JPH0767400A JP5215527A JP21552793A JPH0767400A JP H0767400 A JPH0767400 A JP H0767400A JP 5215527 A JP5215527 A JP 5215527A JP 21552793 A JP21552793 A JP 21552793A JP H0767400 A JPH0767400 A JP H0767400A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 導体の抵抗値を精度良く演算推定することを
可能とする誘導電動機の定数推定装置に関し、この抵抗
値を用いベクトル制御を高精度に行う。 【構成】 温度推定手段１１２はベクトル制御演算手段
１０２から出力される周波数指令の現在値と前歴値と電
流成分出力手段１０８から出力される電流成分値の現在
値と前歴値を用いて現在と過去の銅損と鉄損による損失
を演算する。そして各々の損失に関して最終温度上昇を
演算し、熱時定数による時間遅れを考慮して各々の温度
上昇分を重ね合わせ現在の温度を演算する。温度推定手
段１１２から出力される抵抗の温度を用いて抵抗値推定
手段１１４は温度と抵抗との対応マップに基づき抵抗値
を出力する。そして抵抗値推定手段１１４から出力され
た抵抗値をベクトル制御演算手段１０２に入力し正確な
すべり周波数等を求める。
可能とする誘導電動機の定数推定装置に関し、この抵抗
値を用いベクトル制御を高精度に行う。 【構成】 温度推定手段１１２はベクトル制御演算手段
１０２から出力される周波数指令の現在値と前歴値と電
流成分出力手段１０８から出力される電流成分値の現在
値と前歴値を用いて現在と過去の銅損と鉄損による損失
を演算する。そして各々の損失に関して最終温度上昇を
演算し、熱時定数による時間遅れを考慮して各々の温度
上昇分を重ね合わせ現在の温度を演算する。温度推定手
段１１２から出力される抵抗の温度を用いて抵抗値推定
手段１１４は温度と抵抗との対応マップに基づき抵抗値
を出力する。そして抵抗値推定手段１１４から出力され
た抵抗値をベクトル制御演算手段１０２に入力し正確な
すべり周波数等を求める。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は誘導電動機のベクトル制
御を行うに際し、誘導電動機の導体の温度変化による抵
抗値変化を補償するための誘導電動機の定数推定装置に
関するものである。
御を行うに際し、誘導電動機の導体の温度変化による抵
抗値変化を補償するための誘導電動機の定数推定装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】特開昭５７ー８０２８４号公報には、電
動機の現在の回転数検出値とトルク指令値から２次導体
の損失を演算し、２次導体での損失と２次磁束成分基準
とトルク成分基準とに基づいて、１次導体の損失と２次
導体の損失との間との相対的な大きさ関係を用いて現在
の１次導体の温度検出値とから２次導体の温度を演算す
る方式が示されている。
動機の現在の回転数検出値とトルク指令値から２次導体
の損失を演算し、２次導体での損失と２次磁束成分基準
とトルク成分基準とに基づいて、１次導体の損失と２次
導体の損失との間との相対的な大きさ関係を用いて現在
の１次導体の温度検出値とから２次導体の温度を演算す
る方式が示されている。
【０００３】また、特開平１ー１１７６８３号公報に
は、誘導電動機の現在のトルク指令値、回転数及び１次
導体の温度検出値を用いて２次導体の抵抗値の値を予め
実験によって調べ、この結果を３次元マップとして記憶
する。ベクトル制御を行う場合にマップから引きだした
２次導体の抵抗値を用いる方法が示されている。
は、誘導電動機の現在のトルク指令値、回転数及び１次
導体の温度検出値を用いて２次導体の抵抗値の値を予め
実験によって調べ、この結果を３次元マップとして記憶
する。ベクトル制御を行う場合にマップから引きだした
２次導体の抵抗値を用いる方法が示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の方
法によれば、現在の温度や回転数を用いて固定子から回
転子の温度を推定しているため、温度が上昇するまでの
遅れを表す温度上昇の熱時定数や発熱状態を知るための
回転履歴や電流履歴を考慮にいれていないため正確な温
度検出が難しいという問題点がある。さらに速度センサ
レス誘導機電動機においては回転数を検出する事が不可
能であるという問題点がある。
法によれば、現在の温度や回転数を用いて固定子から回
転子の温度を推定しているため、温度が上昇するまでの
遅れを表す温度上昇の熱時定数や発熱状態を知るための
回転履歴や電流履歴を考慮にいれていないため正確な温
度検出が難しいという問題点がある。さらに速度センサ
レス誘導機電動機においては回転数を検出する事が不可
能であるという問題点がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の誘導電動機の定数推定装置は、ベクトル制
御演算によって求められた励磁周波数あるいは回転周波
数の現在値あるいは前歴値の少なくとも一つを出力する
ベクトル制御演算手段と、トルク分や励磁分電流の現在
値あるいは前歴値の少なくとも一つを出力する電流成分
出力手段と、予め設定された熱時定数などの熱定数を出
力する熱定数出力手段と、ベクトル制御演算手段と電流
成分出力手段と熱定数出力手段の出力値を用いて導体の
温度を推定する温度推定手段と、前記導体温度から前記
導体の抵抗値を推定する抵抗値推定手段とを備えたもの
である。
めに本発明の誘導電動機の定数推定装置は、ベクトル制
御演算によって求められた励磁周波数あるいは回転周波
数の現在値あるいは前歴値の少なくとも一つを出力する
ベクトル制御演算手段と、トルク分や励磁分電流の現在
値あるいは前歴値の少なくとも一つを出力する電流成分
出力手段と、予め設定された熱時定数などの熱定数を出
力する熱定数出力手段と、ベクトル制御演算手段と電流
成分出力手段と熱定数出力手段の出力値を用いて導体の
温度を推定する温度推定手段と、前記導体温度から前記
導体の抵抗値を推定する抵抗値推定手段とを備えたもの
である。
【０００６】さらに、固定子の温度あるいは外気温の少
なくとも一つの温度を出力する温度出力手段とを備えた
ものである。
なくとも一つの温度を出力する温度出力手段とを備えた
ものである。
【０００７】
【作用】本発明は上記した構成によって、ベクトル制御
演算手段から出力される回転履歴や電流成分出力手段か
ら出力される電流値履歴を考慮し、さらに温度推定手段
が導体が銅損や鉄損から発熱した熱が伝達される場合の
熱時定数の影響を考慮して導体の温度を演算する事によ
って、導体の抵抗値を精度良く演算できる誘導電動機の
定数推定装置を提供する事ができ、高精度なベクトル制
御が可能となる。
演算手段から出力される回転履歴や電流成分出力手段か
ら出力される電流値履歴を考慮し、さらに温度推定手段
が導体が銅損や鉄損から発熱した熱が伝達される場合の
熱時定数の影響を考慮して導体の温度を演算する事によ
って、導体の抵抗値を精度良く演算できる誘導電動機の
定数推定装置を提供する事ができ、高精度なベクトル制
御が可能となる。
【０００８】さらに、上記の構成に温度センサを加える
事によって、外気温度等により変化する伝達熱量をリア
ルタイムで変更でき、さらに精度良く導体の抵抗値を演
算できる誘導電動機の定数推定装置を提供できることと
なる。
事によって、外気温度等により変化する伝達熱量をリア
ルタイムで変更でき、さらに精度良く導体の抵抗値を演
算できる誘導電動機の定数推定装置を提供できることと
なる。
【０００９】また、これらは、ベクトル制御演算手段に
よって求められた励磁周波数あるいは回転周波数を用い
ているため、速度センサを用いる必要がない。
よって求められた励磁周波数あるいは回転周波数を用い
ているため、速度センサを用いる必要がない。
【００１０】
【実施例】以下本発明の一実施例の誘導電動機の定数推
定装置について、図面を参照しながら説明する。
定装置について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】図１は本発明の第１の実施例における誘導
電動機の定数推定装置の構成を示す全体図である。
電動機の定数推定装置の構成を示す全体図である。
【００１２】図１において、１００は誘導電動機、１０
２はベクトル制御演算手段、１０４は電源変換手段、１
０６は電流検出手段、１０８は電流成分出力手段、１１
０は熱定数出力手段、１１２は温度推定手段、１１４は
抵抗値推定手段である。
２はベクトル制御演算手段、１０４は電源変換手段、１
０６は電流検出手段、１０８は電流成分出力手段、１１
０は熱定数出力手段、１１２は温度推定手段、１１４は
抵抗値推定手段である。
【００１３】以上のように構成された誘導電動機の定数
推定装置についてその動作を説明する。
推定装置についてその動作を説明する。
【００１４】誘導電動機の応答性を向上させるためのベ
クトル演算の内容については、学会等で多く発表されて
いる。そこで、ベクトル制御の内容については簡単に説
明する。
クトル演算の内容については、学会等で多く発表されて
いる。そこで、ベクトル制御の内容については簡単に説
明する。
【００１５】誘導電動機１００に実際に印加される三相
の電流値（ｉU、ｉV、ｉW）を、電流検出手段１０２に
より各々検出する。そして電流成分出力手段１０８は、
回転座標系を示すｄ−ｑ軸で表された励磁電流成分ｉ
d、トルク電流ｉqを以下の式を用いて求める。
の電流値（ｉU、ｉV、ｉW）を、電流検出手段１０２に
より各々検出する。そして電流成分出力手段１０８は、
回転座標系を示すｄ−ｑ軸で表された励磁電流成分ｉ
d、トルク電流ｉqを以下の式を用いて求める。
【００１６】
【数１】
【００１７】ここで、ω1は固定子の励磁周波数（指令
周波数）である。これらはベクトル制御演算手段１０２
にも入力され、一例として電気学会論文集Ｄ、107巻２
号、昭６２に示される方法により１次導体の抵抗値等の
誘導機定数を用いてｄ−ｑ軸の１次指令電圧（ｖd *、ｖ
q *）が演算され電源変換手段１０４に出力される。
周波数）である。これらはベクトル制御演算手段１０２
にも入力され、一例として電気学会論文集Ｄ、107巻２
号、昭６２に示される方法により１次導体の抵抗値等の
誘導機定数を用いてｄ−ｑ軸の１次指令電圧（ｖd *、ｖ
q *）が演算され電源変換手段１０４に出力される。
【００１８】次に、電源変換手段１０４は次式の演算を
行い一次電圧の大きさ、位相を求める。
行い一次電圧の大きさ、位相を求める。
【００１９】
【数２】
【００２０】さらに、ベクトル制御演算手段１０２は周
波数指令ω1を以下の過程により求める。
波数指令ω1を以下の過程により求める。
【００２１】まず、すべり周波数の推定値ωs'を次式に
よって演算する。
よって演算する。
【００２２】
【数３】
【００２３】次に速度推定値ωr'をωr'＝ω1 *ーωs'に
より演算出力し速度指令値ωrと比較し速度偏差ｅrを求
める。
より演算出力し速度指令値ωrと比較し速度偏差ｅrを求
める。
【００２４】そして速度偏差ｅrを用いて演算されたト
ルク電流指令値ｉq *と電流成分出力手段１０８から、出
力されるトルク電流検出値ｉqの偏差をＰ−Ｉ制御し、
周波数指令ω1を求める。そして周波数指令ω1は電源変
換手段１０４へ出力される。
ルク電流指令値ｉq *と電流成分出力手段１０８から、出
力されるトルク電流検出値ｉqの偏差をＰ−Ｉ制御し、
周波数指令ω1を求める。そして周波数指令ω1は電源変
換手段１０４へ出力される。
【００２５】電源変換手段１０４はさらに次の動作を行
う。まずｄ−ｑ軸の１次指令電圧（ｖd *、ｖq *）を静止
座標系の値に変換する。そして静止座標値と先に求めた
位相や周波数指令ω1の積分値を用い、さらに二相−三
相変換を行い、三相の電圧指令値（ｖU *、ｖV *、ｖW *）
を演算し出力する（公知のため図は省略）。そして、Ｐ
ＷＭインバータにより各電圧指令と搬送波信号比較して
得られるパルス幅変調信号に従い各相出力電圧が制御さ
れて出力され誘導電動機１００のベクトル制御が行われ
る。
う。まずｄ−ｑ軸の１次指令電圧（ｖd *、ｖq *）を静止
座標系の値に変換する。そして静止座標値と先に求めた
位相や周波数指令ω1の積分値を用い、さらに二相−三
相変換を行い、三相の電圧指令値（ｖU *、ｖV *、ｖW *）
を演算し出力する（公知のため図は省略）。そして、Ｐ
ＷＭインバータにより各電圧指令と搬送波信号比較して
得られるパルス幅変調信号に従い各相出力電圧が制御さ
れて出力され誘導電動機１００のベクトル制御が行われ
る。
【００２６】以上のようにベクトル制御を行う場合に、
本発明のポイントである導体の抵抗値を推定する方式に
ついて説明する。ここで、温度変動により導体の抵抗値
に設定誤差が生じると（数３）で明かなように速度の推
定誤差や様々な演算誤差を発生させる事となりベクトル
制御が高精度に行われなくなる。しかし、電動機の電気
系の状態方程式だけに基づいて２次抵抗を補償する事は
ほとんど不可能である。
本発明のポイントである導体の抵抗値を推定する方式に
ついて説明する。ここで、温度変動により導体の抵抗値
に設定誤差が生じると（数３）で明かなように速度の推
定誤差や様々な演算誤差を発生させる事となりベクトル
制御が高精度に行われなくなる。しかし、電動機の電気
系の状態方程式だけに基づいて２次抵抗を補償する事は
ほとんど不可能である。
【００２７】ここでまず、温度上昇を生じさせる原因に
ついて考える。１次導体及び２次導体の温度上昇はヒス
テリシス損Ｐthやうず電流損Ｐleからなる鉄損や銅損Ｐ
laにより発生する。
ついて考える。１次導体及び２次導体の温度上昇はヒス
テリシス損Ｐthやうず電流損Ｐleからなる鉄損や銅損Ｐ
laにより発生する。
【００２８】以下の式に示すように鉄損は交番磁界周波
数の大きさに比例し、銅損は導体を流れる電流値の２乗
に比例する。
数の大きさに比例し、銅損は導体を流れる電流値の２乗
に比例する。
【００２９】
【数４】
【００３０】ここで、ｆは交番磁界周波数であり１次側
は周波数指令ω1、２次側はすべり周波数ωsに相当す
る。また、Ｂａは平均磁束密度、ε、σは珪素鋼板の種
類や厚さにより決まる定数、ｋ0は発熱定数である。
は周波数指令ω1、２次側はすべり周波数ωsに相当す
る。また、Ｂａは平均磁束密度、ε、σは珪素鋼板の種
類や厚さにより決まる定数、ｋ0は発熱定数である。
【００３１】ここで、回転子導体（２次側の導体）その
ものの温度上昇は２次銅損が主原因であり、固定子の鉄
損や銅損の影響は２次側には放射熱として影響する。２
次鉄損は固定子と回転子の相対速度であるすべり周波数
を用いて演算されるが、１次の周波数指令に対し数％で
あるので２次鉄損は無視しても影響がない。
ものの温度上昇は２次銅損が主原因であり、固定子の鉄
損や銅損の影響は２次側には放射熱として影響する。２
次鉄損は固定子と回転子の相対速度であるすべり周波数
を用いて演算されるが、１次の周波数指令に対し数％で
あるので２次鉄損は無視しても影響がない。
【００３２】次に、上記の損失により発生する導体の温
度は次式により得られる。
度は次式により得られる。
【００３３】
【数５】
【００３４】ここで、Ｃは物体の熱容量［Ｊ／ｄｅ
ｇ］、Ａは物体の放熱面積［ｍ2］、ｈは物体表面の放
熱係数［Ｗ／ｄｅｇ・ｍ2］、Ｑは損失［Ｗ］、Ｔは物体
の温度［ｄｅｇ］、Ｔ0は温度の初期値［ｄｅｇ］、ｔ
は時間［ｓ］である。ＱOUTは外部への伝達熱量であ
り、一般的には発熱体温度と雰囲気温度との温度差や発
熱体周囲の空気の流量によって決まる。
ｇ］、Ａは物体の放熱面積［ｍ2］、ｈは物体表面の放
熱係数［Ｗ／ｄｅｇ・ｍ2］、Ｑは損失［Ｗ］、Ｔは物体
の温度［ｄｅｇ］、Ｔ0は温度の初期値［ｄｅｇ］、ｔ
は時間［ｓ］である。ＱOUTは外部への伝達熱量であ
り、一般的には発熱体温度と雰囲気温度との温度差や発
熱体周囲の空気の流量によって決まる。
【００３５】ここで、最終温度上昇Ｔmは１次側では周
波数指令と励磁電流値、２次側ではトルク電流値によっ
てきまり、（数５）で示すように熱時定数をもって温度
は上昇して行くと考える事ができる。
波数指令と励磁電流値、２次側ではトルク電流値によっ
てきまり、（数５）で示すように熱時定数をもって温度
は上昇して行くと考える事ができる。
【００３６】即ち、温度推定手段１１２は、ベクトル制
御演算手段１０２から出力される周波数指令の現在値
と、電流成分出力手段１０８から出力される電流成分値
の現在値を用いて（数４）から損失を求める。ここで、
ε、σ、ｋ0などは前もって測定し与えておく。
御演算手段１０２から出力される周波数指令の現在値
と、電流成分出力手段１０８から出力される電流成分値
の現在値を用いて（数４）から損失を求める。ここで、
ε、σ、ｋ0などは前もって測定し与えておく。
【００３７】次に、温度推定手段１１２は、熱定数出力
手段１１０から出力される熱係数である物体の熱容量
Ｃ、物体表面の放熱係数ｈ、物体の放熱面積Ａ、外部へ
の伝達熱量ＱOUTを用いて、（数５）の第２式により１
次側、２次側それぞれの最終温度上昇Ｔmを求める。こ
こで、Ｃ、ｈ、Ａは予め実験等で一定値を求め設定して
おく。
手段１１０から出力される熱係数である物体の熱容量
Ｃ、物体表面の放熱係数ｈ、物体の放熱面積Ａ、外部へ
の伝達熱量ＱOUTを用いて、（数５）の第２式により１
次側、２次側それぞれの最終温度上昇Ｔmを求める。こ
こで、Ｃ、ｈ、Ａは予め実験等で一定値を求め設定して
おく。
【００３８】またＱOUTも発熱体温度の関数として予め
設定しておく。ＱOUTは、導体の温度演算値が室温程度
である場合はＱOUT＝０とし、導体の温度演算値が高く
なるとＱOUTは大きくなるような温度の関数である。
設定しておく。ＱOUTは、導体の温度演算値が室温程度
である場合はＱOUT＝０とし、導体の温度演算値が高く
なるとＱOUTは大きくなるような温度の関数である。
【００３９】そして、例えば熱時定数τの１／１００
［sec］の間、即ちｔ＝０〜０．０１τのみ損失により
発熱した場合を考える。０．０１τ経過後の温度上昇分
Ｔ(t+1)は、（数５）の初期値Ｔ0を削除した式に値を代
入する事により、容易にＴ(t+1)＝０．０１Ｔmと求ま
る。さらに０．０１τ経過毎の温度上昇分Ｔ(T+2)、Ｔ
(T+3)は、（数６）に値を代入する事により容易に求ま
る。ここで、（数６）の時間ｔは損失が発生した時点を
ｔ＝０とする。
［sec］の間、即ちｔ＝０〜０．０１τのみ損失により
発熱した場合を考える。０．０１τ経過後の温度上昇分
Ｔ(t+1)は、（数５）の初期値Ｔ0を削除した式に値を代
入する事により、容易にＴ(t+1)＝０．０１Ｔmと求ま
る。さらに０．０１τ経過毎の温度上昇分Ｔ(T+2)、Ｔ
(T+3)は、（数６）に値を代入する事により容易に求ま
る。ここで、（数６）の時間ｔは損失が発生した時点を
ｔ＝０とする。
【００４０】この場合１次及び２次導体の温度を各々個
別に求める。
別に求める。
【００４１】
【数６】
【００４２】（数６）はＴtを求める温度、Ｔt-1を前回
求めた温度とするとＴt＝0.99Ｔt-1で容易に求まる。
求めた温度とするとＴt＝0.99Ｔt-1で容易に求まる。
【００４３】即ち、時間の経過とともに温度Ｔ(t+1)、
Ｔ(t+2)、Ｔ(T+3)は以下のようになる。
Ｔ(t+2)、Ｔ(T+3)は以下のようになる。
【００４４】
【数７】
【００４５】そして、現在、前回、前々回の損失計算を
基に各々計算された最終温度値Ｔm1、Ｔm2、Ｔm3を用い
て現在の温度を求める場合は以下の式により求められ
る。
基に各々計算された最終温度値Ｔm1、Ｔm2、Ｔm3を用い
て現在の温度を求める場合は以下の式により求められ
る。
【００４６】
【数８】
【００４７】ここで、初期値Ｔ0は一般的な室内温度を
与えておく。このように温度推定手段１１２は、ベクト
ル制御演算手段１０２から出力される周波数指令の現在
値と、電流成分出力手段１０８から出力される電流成分
値の現在値を用いて、現在の銅損と鉄損による損失を演
算する。
与えておく。このように温度推定手段１１２は、ベクト
ル制御演算手段１０２から出力される周波数指令の現在
値と、電流成分出力手段１０８から出力される電流成分
値の現在値を用いて、現在の銅損と鉄損による損失を演
算する。
【００４８】そして各々の時刻で演算された損失に関し
て最終温度上昇を演算し、熱時定数による時間遅れを考
慮して各々の温度上昇分を重ね合わせ現在の温度を演算
する。
て最終温度上昇を演算し、熱時定数による時間遅れを考
慮して各々の温度上昇分を重ね合わせ現在の温度を演算
する。
【００４９】この事は言い替えれば、周波数指令の現在
値と前歴値及び電流成分値の現在値と前歴値を用いて、
現在の温度を演算していると考える事もできる。
値と前歴値及び電流成分値の現在値と前歴値を用いて、
現在の温度を演算していると考える事もできる。
【００５０】次に温度推定手段１１２から出力される温
度を用いて抵抗値推定手段１１４は予め実験等により求
めた温度と抵抗との対応マップに基づき抵抗値を出力す
る。
度を用いて抵抗値推定手段１１４は予め実験等により求
めた温度と抵抗との対応マップに基づき抵抗値を出力す
る。
【００５１】そして抵抗値推定手段１１４から出力され
た抵抗値をベクトル制御演算手段１０２に入力し（数
３）を用いて正確なすべり周波数等を求める事が可能と
なり、誘導電動機を高精度にベクトル制御する事が可能
となる。
た抵抗値をベクトル制御演算手段１０２に入力し（数
３）を用いて正確なすべり周波数等を求める事が可能と
なり、誘導電動機を高精度にベクトル制御する事が可能
となる。
【００５２】尚、１次導体の抵抗値変動は無視して２次
導体の抵抗値変動のみを簡易に演算したい場合には電流
成分出力手段１０８から出力されるトルク成分電流値の
みを用いて２次銅損のみを用いて演算しても良い。
導体の抵抗値変動のみを簡易に演算したい場合には電流
成分出力手段１０８から出力されるトルク成分電流値の
みを用いて２次銅損のみを用いて演算しても良い。
【００５３】さらに、電流検出手段１０６と電流成分出
力手段１０８の間に積分回路やＬＰＦを挿入し、加工し
た電流値を用いて電流成分出力手段１０８が電流成分を
演算しても同様の効果を得る事ができる事は言うまでも
ない。
力手段１０８の間に積分回路やＬＰＦを挿入し、加工し
た電流値を用いて電流成分出力手段１０８が電流成分を
演算しても同様の効果を得る事ができる事は言うまでも
ない。
【００５４】また、２次側は導体部だけ演算しているが
導体部の周りの珪素鋼板の部分の損失を演算し、熱伝導
を考慮する事によって２次側の温度演算の精度は上がり
同様の効果がある事は明かである。
導体部の周りの珪素鋼板の部分の損失を演算し、熱伝導
を考慮する事によって２次側の温度演算の精度は上がり
同様の効果がある事は明かである。
【００５５】電流値は実際に誘導電動機に印加された電
流値を用いているが、電流指令値を用いる事によっても
精度が落ちるがほぼ同様の効果がある。
流値を用いているが、電流指令値を用いる事によっても
精度が落ちるがほぼ同様の効果がある。
【００５６】次に、本発明の第２の実施例として、温度
センサを用いてさらに精度よく抵抗を推定する誘導電動
機の定数推定装置について、図面を参照しながら説明す
る。
センサを用いてさらに精度よく抵抗を推定する誘導電動
機の定数推定装置について、図面を参照しながら説明す
る。
【００５７】図２は本発明の第２の実施例における誘導
電動機の定数推定装置の構成を示す全体図である。図２
は図１において外気温出力手段を付加したものある。温
度推定手段２１２と熱変数出力手段２１０を除く手段は
第１の実施例で述べたものと同様である。そこで同様の
動作を行うものについては説明を省略する。
電動機の定数推定装置の構成を示す全体図である。図２
は図１において外気温出力手段を付加したものある。温
度推定手段２１２と熱変数出力手段２１０を除く手段は
第１の実施例で述べたものと同様である。そこで同様の
動作を行うものについては説明を省略する。
【００５８】図２において、２００は外気温出力手段、
２１０は熱変数出力手段、２１２は温度推定手段であ
る。
２１０は熱変数出力手段、２１２は温度推定手段であ
る。
【００５９】以上のように構成された誘導電動機の定数
推定装置について、その動作を説明する。
推定装置について、その動作を説明する。
【００６０】まず、外気温出力手段２００である温度セ
ンサにより検出された外気温度は、熱変数出力手段２１
０に出力される。
ンサにより検出された外気温度は、熱変数出力手段２１
０に出力される。
【００６１】熱変数出力手段２１０は、外気温と発熱体
温度に基づき、外部への伝達熱量Ｑ OUTを変更する。外
気温と発熱体温度と外部への伝達熱量ＱOUTとの関係は
予め実験等により求めておく。
温度に基づき、外部への伝達熱量Ｑ OUTを変更する。外
気温と発熱体温度と外部への伝達熱量ＱOUTとの関係は
予め実験等により求めておく。
【００６２】ここで、上記の第１の実施例では外気温を
検出していないため、ＱOUTは発熱体温度の関数として
設定しており、本実施例とは異なる事に注意する。即
ち、Ｑ OUTは発熱体と外気温との温度差によって変化す
るため、本実施例では発熱体温度が一定であっても、外
気温が低いと外部への伝達熱量ＱOUTは大きく、外気温
が高いとＱOUTは小さい値をとる。
検出していないため、ＱOUTは発熱体温度の関数として
設定しており、本実施例とは異なる事に注意する。即
ち、Ｑ OUTは発熱体と外気温との温度差によって変化す
るため、本実施例では発熱体温度が一定であっても、外
気温が低いと外部への伝達熱量ＱOUTは大きく、外気温
が高いとＱOUTは小さい値をとる。
【００６３】次に、外気温出力手段２００から出力され
た外気温は温度推定手段２１２に出力される。
た外気温は温度推定手段２１２に出力される。
【００６４】（数５）から明かなように、誘導電動機の
運転開始時などにさらに正確に温度Ｔを求めるために
は、温度の初期値を入力する必要がある。
運転開始時などにさらに正確に温度Ｔを求めるために
は、温度の初期値を入力する必要がある。
【００６５】そこで、温度推定手段２１２は、外気温出
力手段２００から出力された外気温を温度初期値Ｔ0と
して用い、さらに熱変数出力手段２１０から出力される
先に述べたＱOUT等を用いて、（数５）により導体の温
度を演算する。
力手段２００から出力された外気温を温度初期値Ｔ0と
して用い、さらに熱変数出力手段２１０から出力される
先に述べたＱOUT等を用いて、（数５）により導体の温
度を演算する。
【００６６】後の動作は上記の第１の実施例と同様であ
り説明を省略する。以上のように、外気温出力手段２０
０より検出された外気温度は、熱変数出力手段２１０の
変数をリアルタイムに変更する事により、さらに正確な
導体の温度を演算できる事となり、高精度なベクトル制
御が可能となる。
り説明を省略する。以上のように、外気温出力手段２０
０より検出された外気温度は、熱変数出力手段２１０の
変数をリアルタイムに変更する事により、さらに正確な
導体の温度を演算できる事となり、高精度なベクトル制
御が可能となる。
【００６７】尚、外気温の代わりに固定子の温度を測定
する場合は、固定子側の抵抗値は容易に求まる。さらに
固定子側の測定温度と、１次側の損失から求められた演
算による固定子側の温度を比較し、測定値と演算値が等
しくなるように主として外部への伝達熱量ＱOUTを補正
する。そして補正した外部への伝達熱量ＱOUTなどを用
いて回転子側の温度を演算推定する事で、更に高精度な
抵抗を求める事が出来る。
する場合は、固定子側の抵抗値は容易に求まる。さらに
固定子側の測定温度と、１次側の損失から求められた演
算による固定子側の温度を比較し、測定値と演算値が等
しくなるように主として外部への伝達熱量ＱOUTを補正
する。そして補正した外部への伝達熱量ＱOUTなどを用
いて回転子側の温度を演算推定する事で、更に高精度な
抵抗を求める事が出来る。
【００６８】尚、上記の場合は外部への伝達熱量ＱOUT
ではなく放熱係数など様々な修正パラメータが考えら
れ、適用時に実状にあった修正パラメータを選ぶ事が可
能である。
ではなく放熱係数など様々な修正パラメータが考えら
れ、適用時に実状にあった修正パラメータを選ぶ事が可
能である。
【００６９】
【発明の効果】以上のように本発明は、温度推定手段１
１２が、ベクトル制御演算手段１０２から出力される周
波数指令の現在値と、前歴値と電流成分出力手段１０８
から出力される電流成分値の現在値と前歴値を用いて、
現在と過去の銅損と鉄損による損失を演算する。そして
各々の損失に関して最終温度上昇を演算し、熱時定数に
よる時間遅れを考慮して各々の温度上昇分を重ね合わせ
現在の温度を演算する事で、正確な抵抗を求める事が可
能となり、誘導電動機を高精度にベクトル制御を実現す
ることができる。
１２が、ベクトル制御演算手段１０２から出力される周
波数指令の現在値と、前歴値と電流成分出力手段１０８
から出力される電流成分値の現在値と前歴値を用いて、
現在と過去の銅損と鉄損による損失を演算する。そして
各々の損失に関して最終温度上昇を演算し、熱時定数に
よる時間遅れを考慮して各々の温度上昇分を重ね合わせ
現在の温度を演算する事で、正確な抵抗を求める事が可
能となり、誘導電動機を高精度にベクトル制御を実現す
ることができる。
【図１】本発明の第１の実施例における誘導電動機の定
数推定装置の構成を示す全体図
数推定装置の構成を示す全体図
【図２】本発明の第２の実施例における誘導電動機の定
数推定装置の構成を示す全体図
数推定装置の構成を示す全体図
１００ 誘導電動機 １０２ ベクトル制御演算手段 １０４ 電源変換手段 １０６ 電流検出手段 １０８ 電流成分出力手段 １１０ 熱定数出力手段 １１２ 温度推定手段 １１４ 抵抗値推定手段 ２００ 外気温出力手段 ２１０ 熱変数出力手段 ２１２ 温度推定手段
フロントページの続き (72)発明者 佐藤 繁 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 五十嵐 祥晃 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】誘導電動機の導体の抵抗値を用いて入力指
令値を演算し前記誘導電動機をベクトル制御するものに
おいて、ベクトル制御演算によって求められた励磁周波
数あるいは回転周波数の現在値あるいは前歴値の少なく
とも一つを出力するベクトル制御演算手段と、トルク分
や励磁分電流の現在値あるいは前歴値の少なくとも一つ
を出力する電流成分出力手段と、予め設定された熱時定
数などの熱定数を出力する熱定数出力手段と、前記ベク
トル制御演算手段と前記電流成分出力手段と前記熱定数
出力手段の出力値を用いて導体の温度を推定する温度推
定手段と、前記導体温度から前記導体の抵抗値を推定す
る抵抗値推定手段とを備えたことを特徴とする誘導電動
機の定数推定装置。 - 【請求項２】誘導電動機の導体の抵抗値を用いて入力指
令値を演算し前記誘導電動機をベクトル制御するものに
おいて、固定子の温度あるいは外気温の少なくとも一つ
の温度を出力する温度出力手段と、ベクトル制御演算に
よって求められた励磁周波数あるいは回転周波数の現在
値あるいは前歴値の少なくとも一つを出力するベクトル
制御演算手段と、トルク分や励磁分電流の現在値あるい
は前歴値の少なくとも一つを出力する電流成分出力手段
と、熱時定数などの熱変数を出力する熱変数出力手段
と、前記温度出力手段と前記ベクトル制御演算手段と前
記電流成分出力手段と前記熱変数出力手段の出力値を用
いて導体の温度を推定する温度推定手段と、前記導体温
度から前記導体の抵抗値を推定する抵抗値推定手段とを
備えたことを特徴とする誘導電動機の定数推定装置。 - 【請求項３】温度出力手段が固定子の温度を出力する場
合に、抵抗値推定手段が前記温度出力手段とベクトル制
御演算手段と電流成分出力手段と熱変数出力手段の出力
値を用い固定子の温度を推定し前記固定子温度の推定値
と前記固定子の検出温度を比較し熱変数出力手段から出
力される変数値を補正し２次導体の温度を推定すること
を特徴とする請求項２記載の誘導電動機の定数推定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5215527A JPH0767400A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 誘導電動機の定数推定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5215527A JPH0767400A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 誘導電動機の定数推定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0767400A true JPH0767400A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16673906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5215527A Pending JPH0767400A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 誘導電動機の定数推定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0767400A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0903845A3 (en) * | 1997-09-22 | 2001-07-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Washing machine |
| US6879130B2 (en) | 2002-11-20 | 2005-04-12 | Fanuc Ltd | Controller for induction motor |
| JP2011004483A (ja) * | 2009-06-17 | 2011-01-06 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 永久磁石形同期電動機の制御装置 |
| JP2020167779A (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-08 | 株式会社豊田中央研究所 | 誘導モータのロータ温度推定器及びロータ温度推定システム |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP5215527A patent/JPH0767400A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0903845A3 (en) * | 1997-09-22 | 2001-07-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Washing machine |
| US6879130B2 (en) | 2002-11-20 | 2005-04-12 | Fanuc Ltd | Controller for induction motor |
| JP2011004483A (ja) * | 2009-06-17 | 2011-01-06 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 永久磁石形同期電動機の制御装置 |
| JP2020167779A (ja) * | 2019-03-28 | 2020-10-08 | 株式会社豊田中央研究所 | 誘導モータのロータ温度推定器及びロータ温度推定システム |
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