JPH0785676B2 - 誘導モ−タの制御装置 - Google Patents

誘導モ−タの制御装置

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JPH0785676B2
JPH0785676B2 JP61160879A JP16087986A JPH0785676B2 JP H0785676 B2 JPH0785676 B2 JP H0785676B2 JP 61160879 A JP61160879 A JP 61160879A JP 16087986 A JP16087986 A JP 16087986A JP H0785676 B2 JPH0785676 B2 JP H0785676B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、誘導モータのトルクをその回転数を検出す
ることなくすべり周波数を制御することにより制御する
誘導モータの制御装置に関する。
(従来の技術) 従来、誘導モータを制御するに、モータ回転数を検出
し、このモータ回転数に基づいて誘導モータを駆動する
インバータの周波数を制御することで、モータのすべり
周波数を制御し、誘導モータを制御するベクトル制御方
式が取られている。
また、モータの回転数を検出することなく、高性能な制
御を行なう速度センサレスベクトル制御方式も従来提案
されている。この方式としては、例えば電気学会研修会
資料、1986年2月28日、第1頁〜第10頁に「速度センサ
レスベクトル制御の制御特性」として開示されたものが
ある。この方式は速度センサ、すなわち回転数検出器が
不要であるとともに、該センサとインバータとの間を接
続する信号配線が不要になるという利点があるが、電流
の実測値からモータモデルの計算式に基づきすべり周波
数を演算し、このすべり周波数と現在与えられているイ
ンバータ周波数とからモータ回転数、すなわちインバー
タ周波数からすべり周波数を引いて求めたモータ回転数
を算出するという構成となっている。
(発明が解決しようとする問題点) 上述した構成の速度センサレスベクトル制御方式におい
ては、演算が非常に複雑であるため高精度のコンピュー
タを必要とするとともに、モータ定数の与え方により計
算値が大幅に狂い、演算精度に問題がある。
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、演算が簡単で且つ制御精度を向上するこ
とができる誘導モータの制御装置を提供することにあ
る。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 上記問題点を解決するため、この発明は、誘導モータに
所望のトルクを発生させるトルク指令値信号を出力する
トルク指令信号出力手段と、 誘導モータに印加される印加周波数とトルク指令値とに
応じて予め目標すべり周波数が記憶され、前記誘導モー
タに印加されている印加周波数と前記トルク指令値信号
とに基づいて目標すべり周波数を求める目標すべり周波
数算出手段と、 前記誘導モータに印加される印加周波数とトルク指令値
とに応じて予め目標印加電圧が記憶され、前記誘導モー
タに印加されている印加周波数と前記トルク指令値信号
とに基づいて目標印加電圧を求める印加電圧算出手段
と、 バッテリと、 前記バッテリから下記インバータに供給される直流電源
電流を検出する電源電流検出手段と、 バッテリからインバータへの電源電流と、モータに印加
される目標印加電圧及び印加周波数とに応じて予め誘導
モータのすべり周波数の推定値が記憶され、検出された
電源電流、算出された目標印加電圧及び印加周波数に基
づいてすべり周波数の推定値を求める推定すべり周波数
算出手段と、 前記目標すべり周波数算出手段及び前記推定すべり周波
数算出手段で算出された目標すべり周波数と推定すべり
周波数との差及び前記印加電圧算出手段で求められた印
加電圧に基づいて三相交流指令信号を算出する三相交流
指令信号算出手段と、 前記三相交流指令信号及び前記バッテリからの電力に基
づき前記誘導モータを駆動するインバータと、 を有することを特徴とする。
(作用) この発明による誘導モータの制御装置においては、トル
ク指令値信号出力手段により所望のトルクを発生させる
トルク指令値信号を出力すると、誘導モータに印加され
る印加周波数とトルク指令値とに応じて予め目標すべり
周波数が記憶されている目標すべり周波数算出手段にお
いて、誘導モータに印加されている印加周波数と上記の
トルク指令値信号とに基づいて目標すべり周波数を求め
ます。
また、電源電流検出手段によりバッテリからインバータ
に供給される直流電源電流を検出すると、バッテリから
インバータへの直流電源電流とモータに印加される目標
印加電圧及び印加周波数とに応じて予め誘導モータのす
べり周波数の推定値が記憶されている推定すべり周波数
算出手段において、上記の検出された直流電源電流、上
記の算出された目標印加電圧及び印加周波数に基づいて
すべり周波数を求めます。
そして、三相交流指令算出手段において、目標すべり周
波数算出手段及び推定すべり周波数算出手段で算出され
た目標すべり周波数と推定すべり周波数との差及び印加
電圧算出手段で求められた印加電圧に基づいて三相交流
指令信号を算出します。
こうして三相交流指令信号が算出されると、インバータ
において、その三相交流指令信号及びバッテリからの電
力に基づき誘導モータを駆動することになる。
(実施例) 以下、図面を用いてこの発明の実施例を説明する。
第1図はこの発明の一実施例に係る誘導モータの制御装
置のブロック図である。この誘導モータの制御装置は例
えば電気自動車の制御に利用され得るものである。
一般に、誘導モータは、その特性上、モータ回転数に応
じて印加電圧Vおよびすべり周波数ωsを入力パラメ
ータとして決定すると、その時出力されるトルクTおよ
びモータ電流波高値Iは一義的に決定されることがわか
っている。従って、種々の印加電圧Vおよびすべり周
波数ωsを入力し、これに対して出力されるトルクT
およびモータ電流波高値Iを例えば制御する誘導モータ
についてそれぞれ実験的にデータとして予め求め、これ
を逆に検索して利用すれば、モータから出力したい所望
のトルクに対する印加電圧Vおよびすべり周波数ωs
を設定することができ、この設定した印加電圧Vおよ
びすべり周波数ωsをインバータを介して誘導モータ
に供給することによりモータから前記所望のトルクを出
力することができるのである。
更に詳細には、電気自動車等においてはアクセルの動作
によって所望のトルク指令信号を出力し、この出力トル
クを発生するように誘導モータを制御しているが、この
出力トルクを得るために上記予め求めたデータを逆に検
索して印加電圧Vおよびすべり周波数ωsを算出し、
これらの印加電圧Vおよびすべり周波数ωsを誘導モ
ータに供給すればよいことになる。そして、この逆に行
なう検索動作の代りに、予め求めた印加電圧Vおよび
すべり周波数ωsに対するトルクTおよびモータ電流
波高値Iの関係から逆にトルクTおよびモータ電流波高
値Iに対する印加電圧Vおよびすべり周波数ωsの関
係をデーブル化して求めておけば、このテーブルから所
望のトルク信号に対する印加電圧Vおよびすべり周波
数ωsを容易に算出することができる。
第1図の実施例の誘導モータの制御装置は、このような
テーブルを上記データから作成して記憶しておき、この
テーブルを利用して、所望のトルク信号に対する印加電
圧Vおよびすべり周波数ωsを算出しているものであ
る。
すなわち、第1図を参照すると、上述したように印加電
圧Vおよびすべり周波数ωsに対するトルクTおよび
モータ電流波高値Iについて予め求めたデータから4つ
のテーブル1〜4が設けられている。
第1のテーブル1は、アクセル17から入力されるトルク
指令信号Tおよび誘導モータ12を駆動するインバータ1
1からの駆動信号の周波数、すなわち誘導モータ12に印
加される印加周波数ωに対してすべり周波数ωs
算出するテーブルである。すなわち、このテーブル1は
誘導モータ12に印加されている印加周波数ωに対して
アクセル17からの入力トルク指令信号Tに応じた目標
すべり周波数ωsを算出する目標すべり周波数算出テ
ーブルである。
第2のテーブル2は、前記トルク指令信号Tおよび印
加周波数ωに対して誘導モータ12へ印加電圧Vを算
出するテーブルである。すなわち、このテーブル1は誘
導モータ12に印加されている印加周波数ωに対してア
クセル17からの入力トルク指令信号Tに応じた目標印
加電圧Vを算出する目標印加電圧算出テーブルであ
る。
第3のテーブル3は、前記印加周波数ωおよびバッテ
リ14からインバータ11に出力されるバッテリ電流をバッ
テリ電流センサ13で検出したバッテリ電流に対して誘導
モータ12の出力トルクTの推測値を算出する出力トルク
算出テーブルである。
第4のテーブル4は、前記出力トルクT、印加周波数ω
および印加電圧Vに対して実測すべり周波数ωsを
算出する実測すべり周波数算出テーブルである。
上記各テーブル1〜4は上述したように予め実験等で求
めたデータから逆に求めてテーブル化したものである
が、これは例えばROM等のメモリに記憶しておき、各入
力パラメータに対して所定のデータを出力するものであ
る。
第1の目標すべり周波数算出テーブル1で算出された目
標すべり周波数ωsと第4の実測すべり周波数算出テ
ーブル4で算出された実測すべり周波数ωsとは、引算
器5に供給され、ここで両すべり周波数の差が算出され
る。この差信号はPI(比例積分)演算を行なうPI制御器
6に供給されてPI制御され、すべり補正量Δωsが出力
される。
このすべり補正量Δωsは、加算器7の一方の入力に供
給され、他方の入力にスイッチ8′を介して供給されて
いる印加周波数ωに加算され、スイッチ8を介してベ
クトル合成器10に供給されている。印加周波数ωはベ
クトル合成器10およびインバータ11を介して誘導モータ
12に現在印加されている周波数であり、この印加周波数
ωが前記第1、第2および第4のテーブル1,2および
4に入力されているものであ。更に詳細には、前記すべ
り補正量Δωsは所定の時間間隔τ毎に演算されるもの
であるが、この演算時間間隔τ毎に前記スイッチ8,8′
がオン・オフ制御され、スイッチ8′を介して加算器7
の他方の入力に供給される時間τ前に加算器7から出力
された時間τ前の印加周波数ωにPI制御器6からのす
べり補正量Δωsを加算して補正し、この補正された新
しい印加周波数ω、すなわちインバータ周波数ω
加算器7はスイッチ8を介して出力し、ベクトル合成器
10に供給しているのである。なお、スイッチ8,8′は相
補関係にあり、一方がオンの時には他方がオフとなって
いる。そして、加算器7で演算が行なわれ、新しい印加
周波数ωが算出されると、スイッチ8がオンとなっ
て、ベクトル合成器10に供給されるが、その他の時間に
おいてはスイッチ8′がオンとなり、スイッチ8がオフ
となっていて、時間τ前の印加周波数ωがスイッチ
8′を介して加算器7に供給されるようになっている。
ベクトル合成器10は加算器7から供給される印加周波数
ωと目標印加電圧算出テーブル2から供給される印加
電圧Vとから3相交流指令信号を算出し、これをイン
バータ11に供給する。
この交流指令信号V・sin(ωt+φi)であり、i
=1,2,3…である。インバータ11はこの3相交流指令信
号によって誘導モータ12を駆動する。誘導モータ12はイ
ンバータ11によってバッテリ14からの電圧で動作する
が、このバッテリ14からインバータ11を介して誘導モー
タ12に供給されるバッテリからの直流電流Ibがバッテリ
電流センサ13により検出され、この電流Ibが前記出力ト
ルク算出テーブル3に入力されている。
以上のように、この発明の一実施例に係る誘導モータの
制御装置は構成されている。次にその作用を説明する。
アクセル17が操作されて、トルク指令信号Tが出力さ
れると、このトルク指令信号Tは前記目標すべり周波
数算出テーブル1および目標印加電圧算出テーブル2に
供給される。テーブル1および2は、このトルク指令信
号Tと現在誘導モータ12に印加されているインバータ
周波数である印加周波数ωとから入力されたトルク指
令信号Tに応じた目標すべり周波数ωsおよび印加電
圧Vをそれぞれ算出する。目標すべり周波数ωsは前
記引算器5の一方の入力(+)に供給され、また印加電
圧Vはベクトル合成器10に供給されるとともに、実測
すべり周波数算出テーブル4に入力される。
また、バッテリ電流センサ13はバッテリ14から出力され
る電流Ibを検出し、出力トルク算出テーブル3に入力す
る。出力トルク算出テーブル3はこの電流Ibおよび印加
周波数ωから出力トルクTを算出し、実測すべり周波
数算出テーブル4に供給する。
実測すべり周波数算出テーブル4は、トルクT、印加電
圧Vおよび印加周波数ωから実測すべり周波数ωs
を算出し、前記引算器5の他方の入力(−)に供給し、
一方の入力に供給されている目標すべり周波数ωs
の差を演算する。この差信号はPI制御器6でPI制御され
てすべり補正量Δωsが算出される。このすべり補正量
Δωsは加算器7の一方の入力に供給され、スイッチ
8′を介して他方の入力に供給されている時間τ前の印
加周波数ωに加算されて、新しい印加周波数ωが算
出される。この新しい印加周波数ω が算出される
と、スイッチ8がオンとなり、スイッチ8′がオフとな
って、この新しい印加周波数ωがベクトル合成器10に
供給される。また、新しい印加周波数ωがベクトル合
成器10に供給されると、すぐにスイッチ8はオフとな
り、スイッチ8′はオンとなる。
新しい印加周波数ωがベクトル合成器10に供給される
と、ベクトル合成器10はこの新しい印加周波数ωと前
記印加電圧Vとに基づいて3相交流指令信号を算出
し、これをインバータ11に供給して誘導モータ12を制御
する。すなわち、この制御により前記アクセル17から供
給されるトルク指令信号Tに応じた所望のトルクを発
生すべく誘導モータ12が制御されるのであるが、上述し
た各テーブルは印加電圧Vおよびすべり周波数ωs
対するトルクTおよびモータ電流波高値Iの関係を逆関
数テーブルとして設定する場合に電流Iが最小となるよ
うにトルク指令信号Tが得られるべく設定されてい
る。
以上のように、新しい印加周波数ωに基づく制御が行
なわれた後、また時間τ経過すると、再びすべり補正量
Δωsが演算され、これにより印加周波数ωが補正さ
れ、新しい印加周波数ωが算出され、これによる制御
が行なわれるという動作が繰返されるのである。
第2図はこの発明の他の実施例を示すものである。この
実施例の誘導モータの制御装置は、前記第1図の実施例
においては第4の実測すべり周波数算出テーブル4で実
測すべり周波数ωsを算出するのに第3の出力トルク算
出テーブル3からの出力トルクTを入力しているが、こ
の実施例においてはこの出力トルクTの代りに誘導モー
タ12の電流値Iを使用し、この電流値Iを得るのに第1
図の第3の出力トルク算出テーブル3の代りにピーク信
号ホルダ9を使用し、このピーク信号ホルダ9において
バッテリ電流センサ13からの検出電流を交流波高値とし
て実測し、これを実測すべり周波数算出テーブル4に供
給して実測すべり周波数ωsを算出している点が異なる
のみで他の構成および作用は第1図の誘導モータの制御
装置のものと同じである。
[発明の効果] 以上説明したように、この発明では、トルク指令値信号
出力手段により所望のトルクを発生させるトルク指令値
信号を出力すると、誘導トルクに印加される印加周波数
とトルク指令値とに応じて予め目標すべり周波数が記憶
されている目標すべり周波数算出手段において、誘導モ
ータに印加されている印加周波数と上記のトルク指令値
信号とに基づいて目標すべり周波数を求める。また、電
源電流検出手段によりバッテリからインバータに供給さ
れる直流電源電流を検出すると、バッテリからインバー
タへの直流電源電流とモータに印加される目標印加電圧
及び印加周波数とに応じて予め誘導モータのすべり周波
数の推定値が記憶されている推定すべり周波数算出手段
において、上記の検出された直流電源電流、上記の算出
された目標印加電圧及び印加周波数に基づいてすべり周
波数を求める。そして、三相交流指令算出手段におい
て、目標すべり周波数算出手段及び推定すべり周波数算
出手段で算出された目標すべり周波数と推定すべり周波
数との差及び印加電圧算出手段で求められる印加電圧に
基づいて三相交流指令信号を算出する。こうして三相交
流指令信号が算出されると、インバータにおいて、その
三相交流指令信号及びバッテリからの電力に基づき誘導
モータを駆動することになる。
このように、この発明によれば、バッテリからの直流電
流を検出し、この直流電流の検出値を用いて誘導モータ
のすべり周波数を制御する構成であるので、すべり周波
数を制御するうえでの信号検出手段の構成が簡単であ
り、制御装置全体が複雑かつ大型化することがないとい
う利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に係る誘導モータの制御装
置のブロック図、第2図はこの発明の他の実施例に係る
誘導モータの制御装置のブロック図である。 1……目標すべり周波数算出テーブル 2……目標印加電圧算出テーブル、3……出力トルク算
出テーブル、4……実測すべり周波数算出テーブル、5
……引算器、6……PI制御器、7……加算器、10……ベ
クトル合成器、11……インバータ、12……誘導モータ、
14……バッテリ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】誘導モータに所望のトルクを発生させるト
    ルク指令値信号を出力するトルク指令信号出力手段と、 誘導モータに印加される印加周波数とトルク指令値とに
    応じて予め目標すべり周波数が記憶され、前記誘導モー
    タに印加されている印加周波数と前記トルク指令値信号
    とに基づいて目標すべり周波数を求める目標すべり周波
    数算出手段と、 前記誘導モータに印加される印加周波数とトルク指令値
    とに応じて予め目標印加電圧が記憶され、前記誘導モー
    タに印加されている印加周波数と前記トルク指令値信号
    とに基づいて目標印加電圧を求める印加電圧算出手段と バッテリと、 前記バッテリから下記インバータに供給される直流電源
    電流を検出する電源電流検出手段と、 バッテリからインバータへの電源電流と、モータに印加
    される目標印加電圧及び印加周波数とに応じて予め誘導
    モータのすべり周波数の推定値が記憶され、検出された
    電源電流、算出された目標印加電圧及び印加周波数に基
    づいてすべり周波数の推定値を求める推定すべり周波数
    算出手段と、 前記目標すべり周波数算出手段及び前記推定すべり周波
    数算出手段で算出された目標すべり周波数と推定すべり
    周波数との差及び前記印加電圧算出手段で求められた印
    加電圧に基づいて三相交流指令信号を算出する三相交流
    指令信号算出手段と、 前記三相交流指令信号及び前記バッテリからの電力に基
    づき前記誘導モータを駆動するインバータと、 を有することを特徴とする誘導モータの制御装置。
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JPS6031195B2 (ja) * 1979-05-30 1985-07-20 株式会社明電舎 誘導電動機の制御方式
JPS5879489A (ja) * 1981-11-04 1983-05-13 Fanuc Ltd Acモ−タ制御方式

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