JPH08191600A - Device for controlling inverter current - Google Patents

Device for controlling inverter current

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JPH08191600A
JPH08191600A JP7002923A JP292395A JPH08191600A JP H08191600 A JPH08191600 A JP H08191600A JP 7002923 A JP7002923 A JP 7002923A JP 292395 A JP292395 A JP 292395A JP H08191600 A JPH08191600 A JP H08191600A
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Japan
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output
magnetic flux
command value
current
voltage command
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JP7002923A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirotoshi Kawamura
博年 河村
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Shinko Electric Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To improve the responsiveness of a current control without saturating the output of an inverter. CONSTITUTION: The controlling device 100 of the current of an inverter which controls a magnetic flux component current 104 and the torque component current 103 in the output current of the inverter 2 driving an induction motor 1, on the basis of a magnetic flux component current command value 101 and a torque component current command value 102, is provided with a limiting circuit which limits the voltage command value 105 of a magnetic flux component and the voltage command value 106 of a torque component so that the output voltage of the inverter 2 may not be saturated, in accordance with a state of computation corresponding to the deviation of the magnetic flux component current from the magnetic flux component current command value and a state of computation corresponding to the deviation of the torque component current from the torque component current command value.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、誘導電動機、永久磁
石形の同期電動機(DCブラシレス)などの交流電動機
の制御装置等に用いて好適なインバータの電流制御装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current controller for an inverter suitable for use in a controller for an AC motor such as an induction motor or a permanent magnet type synchronous motor (DC brushless).

【0002】[0002]

【従来の技術】交流電動機の1つである誘導電動機の制
御において、広い運転周波数範囲で精度良く速度制御を
行うため、誘導電動機の1次3相交流電流を検出し、磁
束電流成分とトルク電流成分とに分解し、両成分を独立
した直流量として制御する制御装置がある(特開昭57
−199489号公報「誘導電動機の制御装置」参
照)。
2. Description of the Related Art In controlling an induction motor which is one of AC motors, in order to perform speed control with high accuracy in a wide operating frequency range, a primary three-phase AC current of the induction motor is detected, and a magnetic flux current component and a torque current are detected. There is a control device for decomposing into components and controlling both components as independent DC amounts (JP-A-57 / 57).
-199489 gazette "induction motor control device").

【0003】図7は、上述したような従来の誘導電動機
の制御装置における磁束成分電流とトルク成分電流の制
御に係る構成を示すブロック図である。この図におい
て、1は3相誘導電動機であり、2は電圧型PWM(パ
ルス幅変調)制御インバータである。電圧型PWM制御
インバータ2は、3相トランジスタ・インバータ等によ
って構成され、図示していない直流電源部から供給され
た直流電圧をパルス幅制御し、任意の電圧、周波数およ
び位相を持つ3相交流電圧に変換して出力する。そし
て、この電圧型PWM制御インバータ2から出力された
3相交流電圧が、3相誘導電動機1に印加されて、3相
誘導電動機1が駆動される。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration relating to the control of the magnetic flux component current and the torque component current in the conventional induction motor controller as described above. In this figure, 1 is a three-phase induction motor, and 2 is a voltage type PWM (pulse width modulation) control inverter. The voltage-type PWM control inverter 2 is composed of a three-phase transistor / inverter, etc., and controls the pulse width of a DC voltage supplied from a DC power supply unit (not shown) to generate a three-phase AC voltage having an arbitrary voltage, frequency and phase. Converted to and output. Then, the three-phase AC voltage output from the voltage-type PWM control inverter 2 is applied to the three-phase induction motor 1 to drive the three-phase induction motor 1.

【0004】3および4は、電流検出器であり、3相誘
導電動機1の1次u相電流およびw相電流を検出して、
2相−3相変換器5へ出力する。2相−3相変換器5
は、電流検出器3および4から入力された3相誘導電動
機1の1次電流ならびに図示していない3相誘導電動機
1の速度検出器等の出力に基づき、公知の変換方法によ
って3相誘導電動機1の1次電流を磁束成分とトルク成
分とに分解し、磁束成分電流Idおよびトルク成分電流
Iqとして出力する。ただし、この図に示す場合、3相
誘導電動機1の3相1次電流のうち、直接検出していな
いv相電流は、電流検出器3および4で検出した他の2
相の電流に基づき、演算によって求められる。
Reference numerals 3 and 4 denote current detectors, which detect the primary u-phase current and the w-phase current of the three-phase induction motor 1,
Output to the 2-phase to 3-phase converter 5. 2-phase to 3-phase converter 5
Is based on the primary current of the three-phase induction motor 1 input from the current detectors 3 and 4 and the output of the speed detector of the three-phase induction motor 1 (not shown) and the like by a known conversion method. The primary current of 1 is decomposed into a magnetic flux component and a torque component and output as a magnetic flux component current Id and a torque component current Iq. However, in the case shown in this figure, among the three-phase primary currents of the three-phase induction motor 1, the v-phase current not directly detected is the other two detected by the current detectors 3 and 4.
Calculated based on the phase current.

【0005】12および13は、減算器であり、磁束成
分電流Idおよびトルク成分電流Iqとそれぞれの指令
値Id*およびIq*との偏差信号を求め、電流制御回路
6および7へ出力する。そして、電流制御回路6および
7は、入力された各偏差信号に、例えば、所定の比例ゲ
インを掛けることによって、磁束成分電圧指令Vd*
よびトルク成分電圧指令Vq*を求め、2相−3相変換
器8へ出力する。なお、電流制御回路6および7は、磁
束成分電圧指令Vd*およびトルク成分電圧指令Vq*
対して、所定のクランプを掛け、出力する磁束成分電圧
指令Vd*およびトルク成分電圧指令Vq*は、所定の範
囲内の値に制限している。このクランプについては後述
する。
Numerals 12 and 13 are subtracters, which obtain deviation signals between the magnetic flux component current Id and the torque component current Iq and their respective command values Id * and Iq *, and output them to the current control circuits 6 and 7. Then, the current control circuits 6 and 7 obtain the magnetic flux component voltage command Vd * and the torque component voltage command Vq * by multiplying the input deviation signals by, for example, a predetermined proportional gain, and the two-phase-three-phase Output to the converter 8. The current control circuit 6 and 7, with respect to the magnetic flux component voltage command Vd * and torque component voltage command Vq *, multiplied by a predetermined clamping the output to a magnetic flux component voltage command Vd * and torque component voltage command Vq * is It is limited to a value within a predetermined range. This clamp will be described later.

【0006】2相−3相変換器8は、磁束成分電圧指令
Vd*およびトルク成分電圧指令Vq*を所定の演算によ
って、1次3相電圧指令(瞬時値)Vu*、Vv*、Vw
*に変換して出力する。そして、1次3相電圧指令V
*、Vv*、Vw*は、リミット回路9、10および1
1によって、所定の範囲に制限された後、電圧型PWM
制御インバータ2へ、3相出力電圧の指令値として入力
される。なお、リミット回路9、10および11は、各
電圧指令値が、電圧型PWM制御インバータ2の最大振
幅を越える値とならないように、各電圧指令値に対して
上下限の制限を掛けている。ここでは、電圧型PWM制
御インバータ2の最大出力可能振幅を1として、リミッ
ト回路9、10および11における制限値は±1に設定
されているものとする。
The two-phase to three-phase converter 8 calculates the magnetic flux component voltage command Vd * and the torque component voltage command Vq * by a predetermined calculation, and the primary three-phase voltage commands (instantaneous values) Vu * , Vv * , Vw.
Convert to * and output. Then, the primary three-phase voltage command V
u * , Vv * , Vw * are limit circuits 9, 10 and 1
After being limited to a predetermined range by 1, voltage-type PWM
It is input to the control inverter 2 as a command value of the three-phase output voltage. The limit circuits 9, 10 and 11 apply upper and lower limits to each voltage command value so that each voltage command value does not exceed the maximum amplitude of the voltage-type PWM control inverter 2. Here, it is assumed that the maximum outputtable amplitude of the voltage-type PWM control inverter 2 is 1, and the limit values in the limit circuits 9, 10 and 11 are set to ± 1.

【0007】それでは、ここで上記電流制御回路6およ
び7、2相−3相変換器8ならびにリミット回路9、1
0および11の動作の詳細について説明する。上述した
ように電流制御回路6および7では、磁束成分電流Id
およびトルク成分電流Iqとそれぞれの指令値Id*
よびIq*との偏差信号に基づいて、所定の演算によっ
て磁束成分電圧指令Vd*およびトルク成分電圧指令V
*が求められるが、ここでは、比例および積分演算を
用いる場合を一例として説明する。
Now, here, the current control circuits 6 and 7, the two-phase to three-phase converter 8 and the limit circuits 9, 1 are used.
Details of the operations of 0 and 11 will be described. As described above, in the current control circuits 6 and 7, the magnetic flux component current Id
And a magnetic flux component voltage command Vd * and a torque component voltage command V based on a deviation signal between the torque component current Iq and the respective command values Id * and Iq *.
Although q * is obtained, the case where proportional and integral operations are used will be described here as an example.

【0008】この場合、電流制御回路6および7では、
まず、磁束成分およびトルク成分の内部電圧指令値Vd
* aおよびVq* aが下式のようにして求められる。 Vd* a=K1(Id*−Id)+K2∫(Id*−Id)dt ……(1) Vq* a=K3(Iq*−Iq)+K4∫(Iq*−Iq)dt ……(2) ここで、K1およびK3は比例ゲイン、K2およびK4は積
分ゲインを表す。ただし、上記内部電圧指令値Vd* a
よびVq* aは、クランプを掛ける前の値である。次に、
各指令値Vd* a、Vq* aに対して、実際に2相−3相変
換器8へ出力する磁束成分電圧指令Vd*およびトルク
成分電圧指令Vq*の大きさが、それぞれ最大±1とな
るようにクランプが掛けられる。このクランプの値は、
上述した電圧型PWM制御インバータ2の最大出力可能
振幅の値(=1)に対応するものである。
In this case, in the current control circuits 6 and 7,
First, the internal voltage command value Vd of the magnetic flux component and the torque component
* a and Vq * a are calculated by the following equations. Vd * a = K 1 (Id * -Id) + K 2 ∫ (Id * -Id) dt ...... (1) Vq * a = K 3 (Iq * -Iq) + K 4 ∫ (Iq * -Iq) dt ... (2) Here, K 1 and K 3 represent proportional gains, and K 2 and K 4 represent integral gains. However, the internal voltage command values Vd * a and Vq * a are values before being clamped. next,
With respect to the respective command values Vd * a and Vq * a , the magnitudes of the magnetic flux component voltage command Vd * and the torque component voltage command Vq * actually output to the two-phase to three-phase converter 8 are ± 1 at maximum, respectively. Clamp is applied so that. The value of this clamp is
This corresponds to the maximum outputtable amplitude value (= 1) of the voltage type PWM control inverter 2 described above.

【0009】一方、2相−3相変換器8における2相−
3相変換は、例えば、極形式成分によって、下式(3)
〜(5)のようにして行われる。 Vu*=V1 *sin(θ*+α) ………(3) Vv*=V1 *sin(θ*+α−2π/3) ………(4) Vw*=V1 *sin(θ*+α−4π/3) ………(5) ただし、 θ*=∫(ωr/p+ωs*)dt ………(6) V1 *=√((Vd*2+(Vq*2) ………(7) α=tan-1(Vq*/Vd*) ………(8)
On the other hand, two-phase in the two-phase to three-phase converter 8
The three-phase conversion can be performed, for example, by the following formula (3) according to the polar form component.
~ (5) is performed. Vu * = V 1 * sin ( θ * + α) ......... (3) Vv * = V 1 * sin (θ * + α-2π / 3) ......... (4) Vw * = V 1 * sin (θ * + Α-4π / 3) (5) where θ * = ∫ (ωr / p + ωs * ) dt (6) V 1 * = √ ((Vd * ) 2 + (Vq * ) 2 ) ... …… (7) α = tan −1 (Vq * / Vd * ) ………… (8)

【0010】ここで、θ*は3相誘導電動機1の2次磁
束の予測位置、ωrは回転速度、pは極対数、ωs*
すべり周波数指令、V1 *は1次電圧ベクトルの振幅指
令、αは2次磁束に対する1次電圧ベクトルの角度(相
差角)である。この場合、1次電圧ベクトルの振幅指令
1 *が電圧型PWM制御インバータ2における振幅電圧
と一致するの。したがって、1次電圧ベクトルの振幅指
令V1 *が1より大きい場合、各瞬時電圧Vu*、Vv*
Vw*が、位相θ*の変化に応じて、リミット回路9、1
0および11におけるクランプ値±1を越えるときが発
生する。このとき、リミット回路9、10および11に
おいてクランプが掛かり、電圧型PWM制御インバータ
2の出力が飽和して、3相の出力電圧波形が歪んだ状態
となる。
Where θ * is the predicted position of the secondary magnetic flux of the three-phase induction motor 1, ωr is the rotational speed, p is the number of pole pairs, ωs * is the slip frequency command, and V 1 * is the amplitude command of the primary voltage vector. , Α is the angle (phase difference angle) of the primary voltage vector with respect to the secondary magnetic flux. In this case, the amplitude command V 1 * of the primary voltage vector matches the amplitude voltage in the voltage-type PWM control inverter 2. Therefore, when the amplitude command V 1 * of the primary voltage vector is larger than 1, each instantaneous voltage Vu * , Vv * ,
Vw * changes the limit circuits 9 and 1 in accordance with the change of the phase θ *.
Occurs when the clamp value at 0 and 11 exceeds ± 1. At this time, the limit circuits 9, 10 and 11 are clamped, the output of the voltage-type PWM control inverter 2 is saturated, and the three-phase output voltage waveform is distorted.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】電流制御回路6および
7において、上述したように、磁束成分電圧指令Vd*
およびトルク成分電圧指令Vq*が、それぞれ最大±1
で制限されるとすると、d−q軸における各成分の合成
ベクトルv*は、図8に示す正方形の範囲内(各軸の±
1の範囲内)のベクトルとなる。一方、2相−3相変換
器8において求められる1次3相電圧の瞬時値は、式
(7)で示すように、合成ベクトルv*の大きさ(=V1
*)を振幅とする周期関数として求められるので、各成
分の合成ベクトルv*が図8に示す原点Oを中心とする
半径1の円内にあるときにのみ、V1 *≦1の関係が成立
する。
In the current control circuits 6 and 7, as described above, the magnetic flux component voltage command Vd *.
And torque component voltage command Vq * are ± 1 at maximum.
, The composite vector v * of each component on the dq axes is within the range of the square shown in FIG.
(Within the range of 1). On the other hand, the instantaneous value of the primary three-phase voltage obtained in a two-phase three-phase converter 8, as shown in equation (7), the resultant vector v * size (= V 1
Since it is obtained as a periodic function whose amplitude is * ), the relationship of V 1 * ≤ 1 is established only when the composite vector v * of each component is within the circle of radius 1 centered on the origin O shown in FIG. To establish.

【0012】したがって、磁束成分電圧指令Vd*およ
びトルク成分電圧指令Vq*から合成されたベクトルv*
が、図8に斜線で示す原点Oを中心とする半径1の円の
外側の部分でかつ一辺2の正方形内にある場合、1次電
圧ベクトルの振幅指令V1 *は、1より大きくなり、結果
として、電圧型PWM制御インバータ2の出力が飽和し
てしまうことになる。すなわち、電流制御回路6および
7において、磁束成分電圧指令Vd*およびトルク成分
電圧指令Vq*に対して、±1の範囲内となるようなク
ランプを掛けているにも拘らず、電圧型PWM制御イン
バータ2の出力が飽和領域で制御されてしまうという問
題がある。
Therefore, the vector v * synthesized from the magnetic flux component voltage command Vd * and the torque component voltage command Vq * .
8 is outside the circle with radius 1 centered on the origin O indicated by the diagonal lines in FIG. 8 and within the square of side 2 the amplitude command V 1 * of the primary voltage vector becomes larger than 1. As a result, the output of the voltage type PWM control inverter 2 will be saturated. That is, although the current control circuits 6 and 7 clamp the magnetic flux component voltage command Vd * and the torque component voltage command Vq * within the range of ± 1, the voltage type PWM control is performed. There is a problem that the output of the inverter 2 is controlled in the saturation region.

【0013】さらに、上述したように、電流制御回路6
および7において、磁束成分およびトルク成分の電圧指
令値を、比例+積分演算のように積分要素を含む演算に
よって求める場合には、次のような問題がある。図9
は、横軸に時間、縦軸にトルク成分の電圧を表した図で
ある。なお、この場合、図示していない磁束成分電圧指
令Vd*は、1/√2一定に設定されていると仮定す
る。また、時刻t1において、トルク成分の電流指令値
Idと電流指令値Id*の偏差信号の符号が変化したも
のとする。したがって、この場合、時刻t1において、
式(2)に示したトルク成分の電圧指令値Vq* aの比例
分K3(Iq*−Iq)は、P1からP2へと変化し、ま
た、積分分K4∫(Iq*−Iq)dtは、時刻t1以
降、I1から徐々に減少するように変化する。
Further, as described above, the current control circuit 6
In 7 and 7, when the voltage command values of the magnetic flux component and the torque component are obtained by a calculation including an integral element such as a proportional + integral calculation, there are the following problems. Figure 9
FIG. 6 is a diagram in which the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the voltage of the torque component. In this case, it is assumed that the magnetic flux component voltage command Vd * ( not shown ) is set to be constant at 1 / √2. It is also assumed that at time t1, the sign of the deviation signal between the torque command current command value Id and the current command value Id * has changed. Therefore, in this case, at time t1,
Equation (2) proportional portion K 3 of the voltage command value Vq * a torque components shown in (Iq * -Iq) is changed to the P1 P2, also integral portion K 4 ∫ (Iq * -Iq) After time t1, dt changes so as to gradually decrease from I1.

【0014】上記の条件では、時刻0からt1までの
間、トルク成分の内部電圧指令値Vq* a(=P1+I
1)は、1より大きいので、電流制御回路7から出力さ
れるトルク成分電圧指令Vq*は、1に制限される。そ
して、時刻t1において、上述したように偏差信号が変
化すると、トルク成分の電圧指令値Vq* a(=P2+I
1)は1以下となるので、トルク成分電圧指令Vq
*は、電圧指令値Vq* aと一致し、時刻t1以降、徐々
に減少する。
Under the above conditions, the internal voltage command value Vq * a (= P1 + I) of the torque component is obtained from time 0 to t1.
1) is larger than 1, the torque component voltage command Vq * output from the current control circuit 7 is limited to 1. Then, at time t1, when the deviation signal changes as described above, the torque component voltage command value Vq * a (= P2 + I
1) is 1 or less, the torque component voltage command Vq
* Coincides with the voltage command value Vq * a, and gradually decreases after time t1.

【0015】しかし、この場合、上述したように磁束成
分電圧指令Vd*が1/√2一定であるとすると、図に
斜線で示したトルク成分電圧指令Vq*が1/√2を越
える範囲((Vq*2>1−(Vd*2の範囲)は、電
圧型PWM制御インバータ2の出力が飽和した状態とな
る。したがって、この図に示す場合、時刻t2において
トルク成分電圧指令Vq*が1/√2まで低下したとす
ると、電圧型PWM制御インバータ2から出力される1
次3相電圧Vu、Vv、Vwは、時刻0からt2まで、
飽和した状態である。 すなわち、時刻t1で偏差信号
が変化したにも拘らず、時刻t1からt2までの間、電
圧型PWM制御インバータ2から出力される実際の1次
3相電圧Vu、Vv、Vwは飽和した状態から抜け出せ
ないことになる。
However, in this case, assuming that the magnetic flux component voltage command Vd * is constant at 1 / √2 as described above, the range in which the torque component voltage command Vq * shaded in the figure exceeds 1 / √2 ( In the range of (Vq * ) 2 > 1- (Vd * ) 2 , the output of the voltage-type PWM control inverter 2 becomes saturated. Therefore, in the case shown in this figure, if the torque component voltage command Vq * drops to 1 / √2 at time t2, the voltage-type PWM control inverter 2 outputs 1
The next three-phase voltages Vu, Vv, and Vw are from time 0 to t2,
It is in a saturated state. That is, although the deviation signal changes at time t1, the actual primary three-phase voltages Vu, Vv, Vw output from the voltage-type PWM control inverter 2 are saturated from time t1 to t2. You will not be able to escape.

【0016】なお、ここでは、図9を参照して、トルク
成分の電圧指令値に関する制御の遅れについて説明した
が、磁束成分の電圧指令値に対しても同様のことがいえ
る。以上のように、磁束成分およびトルク成分の電圧指
令値を比例+積分演算によって求める場合、電流制御回
路6および7から出力される電圧指令のリミット値が電
圧型PWM制御インバータ2における飽和値と対応して
いないため、電圧型PWM制御インバータ2における電
圧制御に遅れが生じ、結果として、電流制御の応答性が
悪くなってしまうという問題があった。
Although the delay of the control relating to the voltage command value of the torque component has been described with reference to FIG. 9, the same can be said for the voltage command value of the magnetic flux component. As described above, when the voltage command values of the magnetic flux component and the torque component are obtained by the proportional + integral calculation, the limit value of the voltage command output from the current control circuits 6 and 7 corresponds to the saturation value in the voltage type PWM control inverter 2. Therefore, there is a problem that the voltage control in the voltage-type PWM control inverter 2 is delayed, and as a result, the responsiveness of the current control is deteriorated.

【0017】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、電流制御に用いるインバータの出力を飽和さ
せることなく、かつ、電流制御の応答性を改善すること
ができるインバータの電流制御装置を提供することを目
的とする。
The present invention has been made under such a background, and an inverter current control device capable of improving the responsiveness of the current control without saturating the output of the inverter used for the current control. The purpose is to provide.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
磁束成分電流指令値とトルク成分電流指令値とに基い
て、交流電動機を駆動するインバータの出力電流におけ
る磁束成分電流とトルク成分電流とを制御するインバー
タの電流制御装置において、前記磁束成分電流指令値と
前記磁束成分電流との偏差に応じて、前記インバータの
出力電圧の磁束成分の電圧指令値を演算する第1の演算
手段と、前記トルク成分電流指令値と前記トルク成分電
流との偏差に応じて、前記インバータの出力電圧のトル
ク成分の電圧指令値を演算する第2の演算手段と、前記
第1の演算手段における演算状態と前記第2の演算手段
における演算状態とに応じて、前記インバータの出力電
圧が飽和しないように、前記磁束成分の電圧指令値と前
記トルク成分の電圧指令値とを制限する制限手段とを具
備することを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention,
In the current control device of the inverter that controls the magnetic flux component current and the torque component current in the output current of the inverter that drives the AC motor, based on the magnetic flux component current command value and the torque component current command value, the magnetic flux component current command value According to a deviation between the magnetic flux component current and the magnetic flux component current, first computing means for computing a voltage command value of the magnetic flux component of the output voltage of the inverter, and a deviation between the torque component current command value and the torque component current The inverter according to the second computing means for computing the voltage command value of the torque component of the output voltage of the inverter, the computing state in the first computing means, and the computing state in the second computing means. Of the magnetic flux component and the voltage command value of the torque component so as to prevent the output voltage from being saturated. That.

【0019】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の発明において、前記第1の演算手段と前記第2の演
算手段の少なくとも一方の演算手段は、少なくとも比例
演算と積分演算とを含む演算によって、前記磁束成分の
電圧指令値又は前記トルク成分の電圧指令値を演算し、
前記制限手段は、前記比例演算が前記積分演算に優先す
るように、前記磁束成分の電圧指令値又は前記トルク成
分の電圧指令値を制限することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, at least one of the first arithmetic means and the second arithmetic means performs at least a proportional arithmetic operation and an integral arithmetic operation. By a calculation including, to calculate the voltage command value of the magnetic flux component or the voltage command value of the torque component,
The limiting means limits the voltage command value of the magnetic flux component or the voltage command value of the torque component so that the proportional calculation has priority over the integral calculation.

【0020】[0020]

【作用】上記構成によれば、制限手段が、第1の演算手
段における演算状態と第2の演算手段における演算状態
とに応じて、インバータの出力電圧が飽和しないよう
に、磁束成分の電圧指令値とトルク成分の電圧指令値と
を制限する。そして、各成分の電圧指令値に従った磁束
成分およびトルク成分を有する電圧がインバータから出
力される。したがって、インバータの出力電圧が飽和す
ることがなくなり、飽和する場合と比較して、磁束成分
電流指令値とトルク成分電流指令値とに基づく、交流電
動機に流れる交流電流の磁束成分電流とトルク成分電流
との制御性を向上させることができる。
According to the above-mentioned structure, the limiting means sets the voltage command of the magnetic flux component so that the output voltage of the inverter is not saturated depending on the calculation state of the first calculation means and the calculation state of the second calculation means. The value and the voltage command value of the torque component are limited. Then, a voltage having a magnetic flux component and a torque component according to the voltage command value of each component is output from the inverter. Therefore, the output voltage of the inverter does not saturate, and compared with the case where it saturates, the magnetic flux component current and the torque component current of the alternating current flowing through the AC motor are based on the magnetic flux component current command value and the torque component current command value. It is possible to improve controllability with.

【0021】また、請求項2記載の発明による上記の構
成によれば、第1の演算手段と第2の演算手段の少なく
とも一方の演算手段が比例演算と積分演算とを含む演算
によって磁束成分の電圧指令値又はトルク成分の電圧指
令値を演算する場合には、制限手段において、まず比例
演算に基づく磁束成分の電圧指令値又はトルク成分の電
圧指令値の制限が行われ、次に積分演算に基づく磁束成
分の電圧指令値又はトルク成分の電圧指令値の制限が行
われる。したがって、磁束成分電流指令値と磁束成分電
流との偏差又はトルク成分電流指令値とトルク成分電流
との偏差の変化に応じて、各成分の電圧指令値を応答性
良く変化させることができる。
Further, according to the above configuration of the present invention, at least one of the first calculating means and the second calculating means calculates the magnetic flux component by the calculation including the proportional calculation and the integral calculation. When calculating the voltage command value or the voltage command value of the torque component, the limiting means first limits the voltage command value of the magnetic flux component or the voltage command value of the torque component based on the proportional calculation, and then performs the integral calculation. Based on this, the voltage command value of the magnetic flux component or the voltage command value of the torque component is limited. Therefore, the voltage command value of each component can be changed with good responsiveness in accordance with the deviation between the magnetic flux component current command value and the magnetic flux component current or the deviation between the torque component current command value and the torque component current.

【0022】[0022]

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の一実施例
について説明する。図1はこの発明の一実施例によるイ
ンバータの電流制御装置を用いた誘導電動機の制御装置
の構成を示すブロック図であり、この図において、電流
制御回路100がこの発明によるインバータの電流制御
装置に対応する部分である。なお、図1において図7の
各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を
省略する。図1に示す誘導電動機の制御装置において
は、図7に示す電流制御回路6および7の代わりに電流
制御回路100が設けられており、また、リミット回路
9、10および11が省略され、2相−3相変換器8か
ら出力された1次3相電圧指令Vu*、Vv*、Vw
*が、直接、電圧型PWM制御インバータ2に入力され
ている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a block diagram showing the configuration of an induction motor controller using an inverter current controller according to an embodiment of the present invention. In this figure, a current control circuit 100 is the inverter current controller of the present invention. It is the corresponding part. In FIG. 1, parts corresponding to those in FIG. 7 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In the control device for the induction motor shown in FIG. 1, a current control circuit 100 is provided instead of the current control circuits 6 and 7 shown in FIG. 7, and the limit circuits 9, 10 and 11 are omitted, and the two-phase control circuit is provided. -Primary three-phase voltage command Vu * , Vv * , Vw output from the three-phase converter 8
* Is directly input to the voltage type PWM control inverter 2.

【0023】電流制御回路100は、2相−3相変換器
5から出力された磁束成分電流Idおよびトルク成分電
流Iqならびにそれぞれの指令値Id*およびIq*を、
入力端104、103、101および102から入力し
て、各成分毎の偏差に応じ、磁束成分電圧指令Vd*
よびトルク成分電圧指令Vq*を演算によって求め、出
力端105および106から出力する。
The current control circuit 100 outputs the magnetic flux component current Id and the torque component current Iq output from the two-phase to three-phase converter 5 and the respective command values Id * and Iq * ,
The magnetic flux component voltage command Vd * and the torque component voltage command Vq * are calculated by inputting from the input ends 104, 103, 101 and 102, and are output from the output ends 105 and 106.

【0024】図2は、図1に示す電流制御回路100の
詳細構成を示すブロック図である。なお、電流制御回路
100は、デジタル信号処理専用の1チップ・マイクロ
プロセッサ(DSP;Digital Signal Processor)によ
って構成されている。なお、この場合、図2に示す電流
制御回路100は、磁束成分電圧指令Vd*およびトル
ク成分電圧指令Vq*を、式(1)および(2)に基づ
いて演算するよう構成されており、図2に示す入力端子
101〜104ならびに出力端子105および106
は、図1に示すものと対応している。
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed structure of the current control circuit 100 shown in FIG. The current control circuit 100 is composed of a one-chip microprocessor (DSP; Digital Signal Processor) dedicated to digital signal processing. In this case, the current control circuit 100 shown in FIG. 2 is configured to calculate the magnetic flux component voltage command Vd * and the torque component voltage command Vq * based on the equations (1) and (2). 2, the input terminals 101 to 104 and the output terminals 105 and 106
Corresponds to that shown in FIG.

【0025】図2において、入力端子101から入力さ
れた磁束成分電流指令値Id*および入力端子104か
ら入力された磁束成分電流Idは、減算器130に入力
され、(Id*−Id)によって求められる偏差信号が
減算器130から出力される。この減算器130の出力
は、入力端子Xからサンプルホールド131へ入力され
る。サンプルホールド131は、図示していない外部の
クロック発振回路からクロック入力端子195を介して
端子bへ供給される所定周期のクロック信号に基づい
て、入力端子Xから入力される信号をサンプリングし、
クロック信号の1周期分、入力された値をホールドし、
出力端子Yから出力する。
In FIG. 2, the magnetic flux component current command value Id * input from the input terminal 101 and the magnetic flux component current Id input from the input terminal 104 are input to the subtractor 130 and calculated by (Id * -Id). The generated deviation signal is output from the subtractor 130. The output of the subtractor 130 is input from the input terminal X to the sample hold 131. The sample hold 131 samples a signal input from the input terminal X based on a clock signal of a predetermined cycle supplied from an external clock oscillation circuit (not shown) to the terminal b via the clock input terminal 195,
Hold the input value for one cycle of the clock signal,
Output from the output terminal Y.

【0026】132および133は乗算器であり、乗算
器132では入力端子191から入力された比例ゲイン
(K1)とサンプルホールド131の出力とを乗算した
結果が求められ、乗算器133では入力端子192から
入力された積分ゲイン(K2)とサンプルホールド13
1の出力とを乗算した結果が求められる。なお、磁束成
分電流指令値Id*、トルク成分電流指令値Iq*、比例
ゲインおよび積分ゲインは、それぞれ、図示していない
中央制御装置(CPU)およびレジスタ等から入力され
る。この乗算器132での乗算結果は、出力端子Yから
出力されて、リミット回路134の端子Xに入力され
る。リミット回路134は、端子X、端子MAXおよび
端子MINから入力される値に応じて、以下の条件によ
って出力端子Yから出力する値を決定する。ただし、端
子MAXから入力される値は、端子MINから入力され
る値より、常に大きいものとする。 1)端子Xから入力された値が端子MAXから入力され
た値以上である場合:端子MAXから入力された値が出
力端子Yから出力される。 2)端子Xから入力された値が端子MINから入力され
た値以下である場合:端子MINから入力された値が出
力端子Yから出力される。 3)端子Xから入力された値が端子MAXから入力され
た値より小さくかつ端子MINから入力された値より大
きい場合:端子Xから入力された値がそのまま出力端子
Yから出力される。 すなわち、リミット回路134は、端子Xから入力され
た信号の最大値および最小値を、端子MAXおよび端子
MINから入力された値に制限して、端子Yから出力す
る。
Reference numerals 132 and 133 denote multipliers. The multiplier 132 obtains the result of multiplying the proportional gain (K 1 ) input from the input terminal 191 by the output of the sample hold 131, and the multiplier 133 inputs the input terminal. Integral gain (K 2 ) input from 192 and sample hold 13
The result of multiplication with the output of 1 is obtained. The magnetic flux component current command value Id * , the torque component current command value Iq * , the proportional gain and the integral gain are respectively input from a central control unit (CPU), a register and the like (not shown). The multiplication result of the multiplier 132 is output from the output terminal Y and input to the terminal X of the limit circuit 134. The limit circuit 134 determines the value output from the output terminal Y according to the following conditions according to the values input from the terminal X, the terminal MAX, and the terminal MIN. However, the value input from the terminal MAX is always larger than the value input from the terminal MIN. 1) When the value input from the terminal X is greater than or equal to the value input from the terminal MAX: The value input from the terminal MAX is output from the output terminal Y. 2) When the value input from the terminal X is less than or equal to the value input from the terminal MIN: The value input from the terminal MIN is output from the output terminal Y. 3) When the value input from the terminal X is smaller than the value input from the terminal MAX and is larger than the value input from the terminal MIN: The value input from the terminal X is directly output from the output terminal Y. That is, the limit circuit 134 limits the maximum value and the minimum value of the signal input from the terminal X to the values input from the terminals MAX and MIN, and outputs from the terminal Y.

【0027】そして、このリミット回路134の出力
は、加算器135の2つの入力端子のうちの一方の入力
端子へ入力される。一方、乗算器133での乗算結果
は、出力端子Yから出力されて、加算器136の一方の
入力端子へ入力され、加算器136の出力がリミット回
路137の入力端子Xへ入力される。このリミット回路
137は、端子X、端子MAXおよび端子MINから入
力された信号に応じて、リミット回路134と同様にし
て得た出力を、端子Yから出力する。そして、端子Yか
ら出力された信号は、加算器135のもう一方の入力端
子へ入力される。したがって、加算器135からは、リ
ミット回路134の出力とリミット回路137の出力を
加算した結果が出力される。また、リミット回路137
の出力端子Yから出力された信号は、ユニット・ディレ
イ138のX端子へも入力される。
The output of the limit circuit 134 is input to one of the two input terminals of the adder 135. On the other hand, the multiplication result of the multiplier 133 is output from the output terminal Y and input to one input terminal of the adder 136, and the output of the adder 136 is input to the input terminal X of the limit circuit 137. The limit circuit 137 outputs from the terminal Y an output obtained in the same manner as the limit circuit 134 according to the signals input from the terminal X, the terminal MAX and the terminal MIN. Then, the signal output from the terminal Y is input to the other input terminal of the adder 135. Therefore, the adder 135 outputs the result of adding the output of the limit circuit 134 and the output of the limit circuit 137. Also, the limit circuit 137
The signal output from the output terminal Y of is also input to the X terminal of the unit delay 138.

【0028】このユニット・ディレイ138は、端子b
から入力される上記クロック信号の1周期分、端子Xか
ら入力された信号を遅延させて端子Yから出力する。そ
して、このユニット・ディレイ138の出力は、加算器
136の一方の入力端子へ入力される。したがって、ユ
ニット・ディレイ138および加算器136は積分器を
構成し、また、この積分器の積分値はリミット回路13
7での上下限の範囲内に常に制限される。以上の構成に
よれば、リミット回路134および137が、各々の入
力端子Xから入力される値をそのまま出力端子Yから出
力している場合には、式(1)で示される磁束成分の電
圧指令値Vd* aに対応したデジタル信号が、電圧指令値
Vd*として端子105から出力される。
This unit delay 138 has a terminal b.
The signal input from the terminal X is delayed by one cycle of the clock signal input from the terminal Y and output from the terminal Y. The output of the unit delay 138 is input to one input terminal of the adder 136. Therefore, the unit delay 138 and the adder 136 constitute an integrator, and the integrated value of this integrator is the limit circuit 13.
It is always limited to the upper and lower limits of 7. According to the above configuration, when the limit circuits 134 and 137 output the values input from the respective input terminals X from the output terminal Y as they are, the voltage command of the magnetic flux component represented by the equation (1) is given. A digital signal corresponding to the value Vd * a is output from the terminal 105 as the voltage command value Vd * .

【0029】他方、トルク成分の信号処理は、上述した
符号130〜138を付した各回路と同様にして構成さ
れた符号150〜158を付した各回路によって行われ
る。そして、リミット回路154および157が、各々
の入力端子Xから入力される値をそのまま出力端子Yか
ら出力している場合には、式(2)で示されるトルク成
分の電圧指令値Vq* aに対応したデジタル信号が、電圧
指令値Vq*として端子106から出力される。なお、
トルク成分の信号処理における比例ゲイン(K3)と積
分ゲイン(K4)は、それぞれ、入力端子193および
入力端子194から入力される。
On the other hand, the signal processing of the torque component is performed by the circuits denoted by the reference numerals 150 to 158 configured in the same manner as the circuits denoted by the reference numerals 130 to 138 described above. Then, when the limit circuits 154 and 157 output the values input from the respective input terminals X as they are from the output terminal Y, the voltage command value Vq * a of the torque component represented by the equation (2) is set. The corresponding digital signal is output from the terminal 106 as the voltage command value Vq * . In addition,
The proportional gain (K 3 ) and the integral gain (K 4 ) in the signal processing of the torque component are input from the input terminal 193 and the input terminal 194, respectively.

【0030】次に、リミット回路134、137、15
4および157の各端子MAXおよび端子MINの入力
信号について説明する。139は、加算器であり、乗算
器132の出力と加算器136の出力を加算することに
よって磁束成分の内部電圧指令値の比例分と積分分を加
算した結果を求め、リミット値発生回路200の入力端
子X1へ出力する。159は、139と同様の加算器で
あり、乗算器132の出力と加算器136の出力を加算
することによって求めたトルク成分の内部電圧指令値の
比例分と積分分を加算した結果を、リミット値発生回路
200の入力端子X2へ出力する。
Next, the limit circuits 134, 137 and 15
The input signals of the terminals MAX and MIN of 4 and 157 will be described. Reference numeral 139 denotes an adder, which obtains the result of adding the proportional component and the integral component of the internal voltage command value of the magnetic flux component by adding the output of the multiplier 132 and the output of the adder 136 to obtain the limit value generating circuit 200. Output to the input terminal X1. Reference numeral 159 denotes an adder similar to 139, which limits the result obtained by adding the proportional component and the integral component of the internal voltage command value of the torque component obtained by adding the output of the multiplier 132 and the output of the adder 136. Output to the input terminal X2 of the value generation circuit 200.

【0031】リミット値発生回路200は、複数の演算
回路からなる信号処理回路であり、入力端子X1および
X2から入力された値に応じて、磁束成分の電圧指令値
の最大値を端子Y1、最小値を端子Y2から出力し、ト
ルク成分の電圧指令値の最大値を端子Y3、最小値を端
子Y4から出力する。ただし、リミット値発生回路20
0の各端子から出力される値は、±1の範囲内の値であ
る。なお、このリミット値発生回路200の詳細につい
ては後述する。
The limit value generating circuit 200 is a signal processing circuit composed of a plurality of arithmetic circuits, and sets the maximum value of the voltage command value of the magnetic flux component to the terminal Y1 and the minimum value in accordance with the values input from the input terminals X1 and X2. The value is output from the terminal Y2, the maximum value of the voltage command value of the torque component is output from the terminal Y3, and the minimum value is output from the terminal Y4. However, the limit value generation circuit 20
The value output from each terminal of 0 is a value within the range of ± 1. The details of the limit value generating circuit 200 will be described later.

【0032】そして、リミット値発生回路200の各出
力は、回路ブロック170および180へ入力される。
この回路ブロック170は、減算器170、173なら
びに出力信号の上下限値を±1でクランプするクランプ
回路172、174から構成されている。そして、リミ
ット値発生回路200の端子Y1および端子Y2の出力
を、直接リミット回路134の端子MAXおよび端子M
INへ出力するとともに、端子Y1および端子Y2の出
力からリミット回路134の出力を減算した結果をそれ
ぞれ、クランプ回路172、174へ出力する。そし
て、クランプ回路172、174の出力は、リミット回
路137の端子MAXおよび端子MINへそれぞれ入力
される。この構成によって、磁束成分の電圧指令値Vd
*における比例分が、リミット回路134において、リ
ミット値発生回路200から出力された磁束成分の電圧
指令値の最大値と最小値の範囲内に制限され、他方、積
分分は、リミット回路137において、リミット値発生
回路から出力された磁束成分の電圧指令値の最大値およ
び最小値から、比例分を差引いた値に制限される。した
がって、比例分と積分分を加算した値である端子105
から出力される電圧指令値Vd*の上下限値は、リミッ
ト値発生回路200から出力された最大値(端子Y1)
および最小値(端子Y2)の範囲に制限される。
Each output of the limit value generating circuit 200 is input to the circuit blocks 170 and 180.
The circuit block 170 includes subtractors 170 and 173 and clamp circuits 172 and 174 that clamp the upper and lower limit values of the output signal at ± 1. Then, the outputs of the terminals Y1 and Y2 of the limit value generation circuit 200 are directly connected to the terminals MAX and M of the limit circuit 134.
The result of subtracting the output of the limit circuit 134 from the output of the terminal Y1 and the terminal Y2 is output to IN and is output to the clamp circuits 172 and 174, respectively. Then, the outputs of the clamp circuits 172 and 174 are input to the terminal MAX and the terminal MIN of the limit circuit 137, respectively. With this configuration, the voltage command value Vd of the magnetic flux component
In the limit circuit 134, the proportional part in * is limited within the range of the maximum value and the minimum value of the voltage command value of the magnetic flux component output from the limit value generation circuit 200, while the integral part is limited in the limit circuit 137. It is limited to a value obtained by subtracting the proportional amount from the maximum value and the minimum value of the voltage command value of the magnetic flux component output from the limit value generation circuit. Therefore, the terminal 105, which is a value obtained by adding the proportional component and the integral component,
The upper and lower limit values of the voltage command value Vd * output from the maximum value output from the limit value generation circuit 200 (terminal Y1)
And the range of the minimum value (terminal Y2).

【0033】一方、回路ブロック180は、回路ブロッ
ク170と同様に、減算器180、183ならびに出力
信号の上下限値を±1でクランプするクランプ回路18
2、184の4回路から構成されている。そして、リミ
ット回路154および157の各端子MAXおよび端子
MINへ各制限値を出力する。したがって、磁束成分と
同様、端子106から出力されるトルク成分の電圧指令
値Vq*の上下限値も、リミット値発生回路200の端
子Y3から出力される最大値と端子Y4から出力される
最小値の範囲内に制限される。
On the other hand, the circuit block 180 is similar to the circuit block 170 in that the clamp circuits 18 for clamping the subtracters 180 and 183 and the upper and lower limit values of the output signal to ± 1.
It is composed of four circuits 2,184. Then, each limit value is output to each terminal MAX and terminal MIN of the limit circuits 154 and 157. Therefore, similarly to the magnetic flux component, the upper and lower limit values of the voltage command value Vq * of the torque component output from the terminal 106 are also the maximum value output from the terminal Y3 and the minimum value output from the terminal Y4 of the limit value generating circuit 200. Is limited to the range of.

【0034】次に、図3および図4を参照して、リミッ
ト値発生回路200の詳細について説明する。図3およ
び図4は、図8と同様にd−q平面を表す図であり、そ
れぞれリミット値発生回路200における異なった2種
類の方法によるリミット値の発生手法を示す説明図であ
る。
Next, the details of the limit value generating circuit 200 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams showing the dq plane similarly to FIG. 8, and are explanatory diagrams showing limit value generation methods by two different methods in the limit value generation circuit 200, respectively.

【0035】図3において、Vd* a0はリミット値発生
回路200の端子X1から入力された磁束成分の内部電
圧指令値に対応するベクトル、また、Vq* a0は端子X
2から入力されたトルク成分の内部電圧指令値に対応す
るベクトルを表している。この場合、Vd* a0は(0.
8,0)、Vq* a0は(0,0.8×√3)であるとす
る。したがって、ベクトルVd* a0とベクトルVq* a0
合成ベクトルVa(0.8,0.8×√3)の大きさは
1.6となり、相差角θa(式(8)のαに対応)はπ
/3となる。このような場合、電圧型PWM制御インバ
ータ2(図1参照)の出力を飽和させないためには、ベ
クトルVd* a0とベクトルVq* a0を制限して、それらの
合成ベクトルVaの大きさが1以下、すなわち、この図
に示す半径1の円内となるようにしなければならない。
In FIG. 3, Vd * a0 is a vector corresponding to the internal voltage command value of the magnetic flux component input from the terminal X1 of the limit value generating circuit 200, and Vq * a0 is the terminal X.
2 shows a vector corresponding to the internal voltage command value of the torque component input from 2. In this case, Vd * a0 is (0.
8, 0) and Vq * a0 are ( 0, 0.8 × √3). Therefore, the size of the combined vector Va (0.8, 0.8 × √3) of the vector Vd * a0 and the vector Vq * a0 is 1.6, and the phase difference angle θa (corresponding to α in equation (8)) is π
/ 3. In such a case, in order not to saturate the output of the voltage-type PWM control inverter 2 (see FIG. 1), the vector Vd * a0 and the vector Vq * a0 are limited so that the combined vector Va has a magnitude of 1 or less. , That is, within the circle of radius 1 shown in this figure.

【0036】そこで、リミット値発生回路200は、合
成ベクトルVaの大きさが1以下となるように各成分V
* a0およびVq* a0の最大および最小の制限値を次のよ
うにして発生する。図3は、リミット値発生回路200
において、相差角θaを保持した状態で、両成分をそれ
ぞれ制限するためのリミット値を発生する場合を示して
いる。すなわち、この場合、リミット値発生回路200
では、磁束成分の電圧指令値Vd*の最大値に対応する
ベクトルVd* 10が(cosθa,0)となり、トルク成
分の電圧指令値Vq*の最大値に対応するベクトルVq*
10が(0,sinθa)となるように各成分のリミット
値が発生される。この場合、ベクトルVd* 10とベクト
ルVq* 20の合成ベクトルv* 10の大きさは1となる。
Therefore, the limit value generating circuit 200 controls each component V so that the magnitude of the composite vector Va becomes 1 or less.
The maximum and minimum limits for d * a0 and Vq * a0 are generated as follows. FIG. 3 shows a limit value generation circuit 200.
In the figure, the case where a limit value for limiting each of the two components is generated with the phase difference θ a held is shown. That is, in this case, the limit value generation circuit 200
Then, the vector Vd * 10 corresponding to the maximum value of the voltage command value Vd * of the magnetic flux component becomes (cos θ a , 0), and the vector Vq * corresponding to the maximum value of the voltage command value Vq * of the torque component .
The limit value of each component is generated so that 10 becomes (0, sin θ a ). In this case, the size of the combined vector v * 10 of the vector Vd * 10 and the vector Vq * 20 is 1.

【0037】次に、図4を参照して、リミット値発生回
路200における他の制限値の発生手法を説明する。図
4に示す磁束成分の内部電圧指令値Vd* a0とトルク成
分の内部電圧指令値Vq* a0は、図3に示すものと同一
のベクトルである。この場合、磁束成分の電圧指令値を
優先し、内部電圧指令値Vd* a0が±1以下の場合は磁
束成分の電圧指令値に対しては制限を掛けないようにす
る。したがって、この場合、磁束成分の電圧指令値Vd
*の最大値に対応するベクトルVd* 20は内部電圧指令値
Vd* a0と一致する。また、トルク成分の電圧指令値に
対しては、ベクトルVd* 20とトルク成分の電圧指令値
Vq*の最大値に対応するベクトルVq* 20の合成ベクト
ルv* 20の大きさが1となるように、ベクトルVq* 20
大きさを±√(1−(Vd* a02)式に基づいて決定す
る。そして、以上のようにして決定したベクトルVq*
20に対応する各制限値がリミット値発生回路200から
出力される。
Next, another method of generating a limit value in the limit value generating circuit 200 will be described with reference to FIG. The internal voltage command value Vd * a0 of the magnetic flux component and the internal voltage command value Vq * a0 of the torque component shown in FIG. 4 are the same vectors as those shown in FIG. In this case, the voltage command value of the magnetic flux component is prioritized, and when the internal voltage command value Vd * a0 is ± 1 or less, the voltage command value of the magnetic flux component is not limited. Therefore, in this case, the voltage command value Vd of the magnetic flux component
The vector Vd * 20 corresponding to the maximum value of * matches the internal voltage command value Vd * a0 . For the voltage command value of the torque component, the size of the combined vector v * 20 of the vector Vd * 20 and the vector Vq * 20 corresponding to the maximum value of the voltage command value Vq * of the torque component is set to 1. Then, the magnitude of the vector Vq * 20 is determined based on the expression ± √ (1- (Vd * a0 ) 2 ). Then, the vector Vq * determined as described above
Each limit value corresponding to 20 is output from the limit value generation circuit 200.

【0038】次に、図3を参照して説明した、相差角θ
aが一定となるように各リミット値を発生する場合のリ
ミット値発生回路200の構成の一例を、図5を参照し
て説明する。なお、図5に示す各入出力端子X1、X
2、Y1、Y2、Y3およびY4は、図2に示す各端子
と対応している。この図において、210は、逆正接関
数回路であり、端子X1から入力された信号と端子X2
から入力された信号とに基づいて、tan-1(X2/X
1)に対応する位相信号(図3に示すθaに対応。)を
出力する。なお、X1=0の場合、逆正接関数回路21
0はπ/4または−π/4を出力する。211は、余弦
関数回路であり、逆正接関数回路210から入力された
位相信号に基づいて、余弦関数値(cosθaに対
応。)を出力する。212は、入力端子lから入力され
た値が入力端子rから入力された値以上である場合に
“1”を出力し、それ以外の場合“0”を出力する比較
回路であり、端子lには余弦関数回路211の出力が、
他方、端子rには定数信号発生回路213から出力され
た0信号が入力される。
Next, the phase difference angle θ explained with reference to FIG.
An example of the configuration of the limit value generating circuit 200 in the case of generating each limit value so that a becomes constant will be described with reference to FIG. The input / output terminals X1 and X shown in FIG.
2, Y1, Y2, Y3 and Y4 correspond to the terminals shown in FIG. In this figure, 210 is an arctangent function circuit, which is used for inputting the signal input from the terminal X1 and the terminal X2.
Based on the signal input from tan -1 (X2 / X
The phase signal (corresponding to θ a shown in FIG. 3) corresponding to 1) is output. When X1 = 0, the arctangent function circuit 21
0 outputs π / 4 or −π / 4. Reference numeral 211 is a cosine function circuit, which outputs a cosine function value (corresponding to cos θ a ) based on the phase signal input from the arctangent function circuit 210. Reference numeral 212 denotes a comparator circuit which outputs "1" when the value input from the input terminal l is equal to or more than the value input from the input terminal r, and outputs "0" otherwise. Is the output of the cosine function circuit 211,
On the other hand, the 0 signal output from the constant signal generation circuit 213 is input to the terminal r.

【0039】214および215は、セレクタであり、
入力端子bに“1”が入力された場合には端子tから入
力された値を選択して出力し、入力端子bに“0”が入
力された場合には端子fから入力された値を選択して出
力する。なお、セレクタ214の端子fには定数信号発
生回路216から出力された1信号が、端子tには余弦
関数回路211の出力が入力され、他方、セレクタ21
5の端子tには定数信号発生回路217から出力された
−1信号が、端子fには余弦関数回路211の出力が入
力される。
Reference numerals 214 and 215 denote selectors,
When "1" is input to the input terminal b, the value input from the terminal t is selected and output, and when "0" is input to the input terminal b, the value input from the terminal f is selected. Select and output. Note that one signal output from the constant signal generation circuit 216 is input to the terminal f of the selector 214, and the output of the cosine function circuit 211 is input to the terminal t, while the selector 21 is input.
The -1 signal output from the constant signal generation circuit 217 is input to the terminal t of 5, and the output of the cosine function circuit 211 is input to the terminal f.

【0040】一方、逆正接関数回路210の出力は、正
弦関数回路221へも供給され、正弦関数回路221で
求められた正弦関数値(sinθaに対応。)は、比較
回路222の端子l、セレクタ224の端子tおよびセ
レクタ225の端子fへ供給される。なお、比較回路2
22、セレクタ224および225、ならびに定数信号
発生回路223、226および227は、上述した比較
回路212、セレクタ214および215、ならびに定
数信号発生回路213、216および217と同様にし
て構成されている。
On the other hand, the output of the arctangent function circuit 210 is also supplied to the sine function circuit 221, and the sine function value (corresponding to sin θ a ) obtained by the sine function circuit 221 corresponds to the terminal l of the comparison circuit 222. It is supplied to the terminal t of the selector 224 and the terminal f of the selector 225. The comparison circuit 2
22, the selectors 224 and 225, and the constant signal generation circuits 223, 226, and 227 are configured similarly to the above-described comparison circuit 212, selectors 214 and 215, and constant signal generation circuits 213, 216, and 217.

【0041】以上の構成によって図5に示すリミット値
発生回路200は、入力端子X1およびX2から入力さ
れた信号に基づいて、出力端子Y1、Y2、Y3および
Y3から以下の信号を出力する。 1)X1≧0の場合 Y1=cos(tan-1(X2/X1)) Y2=−1 2)X1<0の場合 Y1=1 Y2=cos(tan-1(X2/X1)) 3)X2≧0の場合 Y3=sin(tan-1(X2/X1)) Y4=−1 4)X2<0の場合 Y3=1 Y4=sin(tan-1(X2/X1))
With the above configuration, limit value generating circuit 200 shown in FIG. 5 outputs the following signals from output terminals Y1, Y2, Y3 and Y3 based on the signals input from input terminals X1 and X2. 1) In the case of X1 ≧ 0 Y1 = cos (tan −1 (X2 / X1)) Y2 = −1 2) In the case of X1 <0 Y1 = 1 Y2 = cos (tan −1 (X2 / X1)) 3) X2 When ≧ 0 Y3 = sin (tan −1 (X2 / X1)) Y4 = −14 4) When X2 <0 Y3 = 1 Y4 = sin (tan −1 (X2 / X1))

【0042】このように、図5に示すリミット値発生回
路200では、磁束成分およびトルク成分の内部電圧指
令値Vd* aおよびVq* aに応じて、相差角θaが同一
で、かつ大きさが1となるような合成ベクトルに対応し
た磁束成分とトルク成分のリミット値をそれぞれ発生さ
れる。
As described above, in the limit value generating circuit 200 shown in FIG. 5, the phase difference angle θ a is the same and has a magnitude according to the internal voltage command values Vd * a and Vq * a of the magnetic flux component and the torque component. The limit values of the magnetic flux component and the torque component corresponding to the combined vector are generated such that

【0043】次に、上記のようにして構成された図1に
示す電流制御回路100の動作を、図6を参照して説明
する。図6は、図9と同様、横軸に時間、縦軸にトルク
成分の電圧を表した図である。なお、この図に示す場
合、電流制御回路100内部のリミット値発生回路20
0は、図5に示すように構成されているものとする。ま
た、この場合、磁束成分およびトルク成分の合成ベクト
ルの相差角θaはπ/3であるとする。ここで、時刻ta
において、トルク成分の電流指令値Idと電流指令値I
*の偏差信号の符号が変化したとする。
Next, the operation of the current control circuit 100 shown in FIG. 1 configured as described above will be described with reference to FIG. Similar to FIG. 9, FIG. 6 is a diagram in which the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the voltage of the torque component. In the case shown in this figure, the limit value generation circuit 20 in the current control circuit 100 is
It is assumed that 0 is configured as shown in FIG. Further, in this case, the phase difference angle θ a of the combined vector of the magnetic flux component and the torque component is π / 3. Where time t a
At, the torque command current command value Id and the current command value I
It is assumed that the sign of the deviation signal of d * has changed.

【0044】この場合、時刻0からtaまでの間、トル
ク成分の電圧指令値Vq*(=P11+I11)は、sin
(π/3)に制限される。ここで、時刻0からtaまで
の期間において、例えば、比例分がP11(K3(Iq*
Iq))が0.5であったとすると、積分分I11(K4
∫(Iq*−Iq)dt)は、sin(π/3)−0.
5(約0.366)に制限される。次に、時刻taにお
いて、偏差信号の符号が変化し、比例分がP11からP12
へと変化したとすると、時刻taでは、積分分がI11な
ので、トルク成分の電圧指令値Vq*は、例えばこの図
に示すように変化する。すなわち、偏差信号の符号が変
化した時刻taの時点から、遅延無く、トルク成分の電
圧指令値Vq*が変化し始める。なお、時刻0からta
での間、磁束成分の電圧指令値Vd*に対しても同時に
cos(π/3)を越えないような制限が掛けられる。
[0044] In this case, during the period from time 0 to t a, the voltage command value of the torque component Vq * (= P11 + I11) is, sin
Limited to (π / 3). Here, in the period from time 0 to t a, for example, the proportional content of P11 (K 3 (Iq * -
Iq)) is 0.5, the integral I11 (K 4
∫ (Iq * −Iq) dt) is sin (π / 3) −0.
It is limited to 5 (about 0.366). Then, at time t a, the code changes of the deviation signal, proportional amount from P11 P12
Altered and when to, at time t a, since the integral component is I11, the voltage command value Vq * of a torque component, changes, for example, as shown in FIG. That is, from the point of time t a the sign of the deviation signal changes, without delay, the voltage command value of the torque component Vq * starts to change. Incidentally, during the period from time 0 to t a, cos (π / 3 ) so as not to exceed the limit is applied at the same time also to the voltage command value Vd of the magnetic flux components *.

【0045】上述したように、電流制御回路100にお
いて、磁束成分電圧指令Vd*およびトルク成分電圧指
令Vq*が両成分間の関係に応じてそれぞれ制限される
ので、2相−3相変換器8を介して電圧型PWM制御イ
ンバータ2へ入力される1次3相電圧指令Vu*、V
*、Vw*が飽和領域内の指令値となることがない。さ
らに、電流制御回路100では、各成分の電圧指令値の
比例分を優先するようにして、各成分の積分分に対し
て、電圧型PWM制御インバータ2の最大出力振幅に対
応したクランプが掛けられているので、例えば図6に示
すように、偏差信号の変化に対して指令値を遅れをなく
変化されることができる。したがって、従来に比較し、
電流制御におけるオーバーシュートあるいはアンダーシ
ュートを低減することができる。
As described above, in the current control circuit 100, the magnetic flux component voltage command Vd * and the torque component voltage command Vq * are limited according to the relationship between the two components, so that the two-phase to three-phase converter 8 is used. Primary-phase three-phase voltage commands Vu * , V input to the voltage-type PWM control inverter 2 via
v * and Vw * never become command values within the saturation region. Further, in the current control circuit 100, the proportional component of the voltage command value of each component is prioritized, and the integral component of each component is clamped corresponding to the maximum output amplitude of the voltage-type PWM control inverter 2. Therefore, for example, as shown in FIG. 6, the command value can be changed without delay with respect to the change of the deviation signal. Therefore, compared to the conventional
It is possible to reduce overshoot or undershoot in current control.

【0046】なお、以上、本発明の実施例を誘導電動機
について説明したが、例えばACサーボに用いられてい
る永久磁石形の同期電動機(DCブラシレス)では、励
磁電流指令を0として同様なインバータの電流制御を行
うので、上記と全く同様の原理にて永久磁石形の同期機
にも本発明を適用することができる。
Although the embodiments of the present invention have been described above with respect to the induction motor, for example, in a permanent magnet type synchronous motor (DC brushless) used in an AC servo, a similar inverter is used with an exciting current command set to 0. Since the current control is performed, the present invention can be applied to a permanent magnet type synchronous machine based on the same principle as above.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、制限手段が、第1の演算手段における演算
状態と第2の演算手段における演算状態とに応じて、イ
ンバータの出力電圧が飽和しないように、磁束成分の電
圧指令値とトルク成分の電圧指令値とを制限するので、
インバータの出力電圧が飽和しなくなり、飽和する場合
と比較して、交流電動機に流れる交流電流の磁束成分電
流とトルク成分電流との制御性を向上させることができ
る。すなわち、電流制御に用いるインバータの出力を飽
和させることなく、かつ、電流制御の応答性を良くする
ことができるという効果がある。
As described above, according to the invention described in claim 1, the limiting means outputs the output of the inverter in accordance with the calculation state in the first calculation means and the calculation state in the second calculation means. Since the voltage command value of the magnetic flux component and the voltage command value of the torque component are limited so that the voltage is not saturated,
The controllability of the magnetic flux component current and the torque component current of the AC current flowing through the AC motor can be improved as compared with the case where the output voltage of the inverter is not saturated and is saturated. That is, there is an effect that the response of the current control can be improved without saturating the output of the inverter used for the current control.

【0048】また、請求項2記載の発明によれば、制限
手段において、比例演算が積分演算に優先される。した
がって、各成分の電流偏差の変化に応じて、各成分の電
圧指令値を応答性良く変化させることができるので、電
流制御におけるオーバーシュートあるいはアンダーシュ
ートを低減することができるという効果がある。
According to the second aspect of the invention, the proportional calculation has priority over the integral calculation in the limiting means. Therefore, the voltage command value of each component can be changed with good responsiveness according to the change of the current deviation of each component, so that the overshoot or undershoot in the current control can be reduced.

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

【図1】この発明の一実施例によるインバータの電流制
御装置を用いた誘導電動機の制御装置の構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an induction motor control device using an inverter current control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す電流制御回路100の一構成例を示
すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a current control circuit 100 shown in FIG.

【図3】図2に示す電流制御回路100における各指令
値の制限手法を説明するためのd(磁束成分)−q(ト
ルク成分)平面図である。
FIG. 3 is a plan view of d (magnetic flux component) -q (torque component) for explaining a method of limiting each command value in the current control circuit 100 shown in FIG.

【図4】図2に示す電流制御回路100における各指令
値の他の制限手法を説明するためのd−q平面図であ
る。
4 is a dq plan view for explaining another method of limiting each command value in the current control circuit 100 shown in FIG. 2. FIG.

【図5】図2に示すリミット値発生回路200の内部構
成の一例を示すブロック図である。
5 is a block diagram showing an example of an internal configuration of a limit value generating circuit 200 shown in FIG.

【図6】この発明の一実施例による電流制御回路100
の動作を説明するためのタイムチャートである。
FIG. 6 is a current control circuit 100 according to an embodiment of the present invention.
3 is a time chart for explaining the operation of FIG.

【図7】従来のインバータの電流制御装置を用いた誘導
電動機の制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a control device for an induction motor using a conventional inverter current control device.

【図8】交流電圧と2軸(磁束成分−トルク成分)電圧
との関係を示す説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a relationship between an AC voltage and a biaxial (magnetic flux component-torque component) voltage.

【図9】従来のインバータの電流制御装置の動作を説明
するためのタイムチャートである。
FIG. 9 is a time chart for explaining the operation of a conventional inverter current control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 3相誘導電動機 2 電圧型PWM制御インバータ 100 電流制御回路 170 回路ブロック 180 回路ブロック 200 リミット値発生回路 1 3 Phase Induction Motor 2 Voltage Type PWM Control Inverter 100 Current Control Circuit 170 Circuit Block 180 Circuit Block 200 Limit Value Generation Circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁束成分電流指令値とトルク成分電流指
令値とに基いて、交流電動機を駆動するインバータの出
力電流における磁束成分電流とトルク成分電流とを制御
するインバータの電流制御装置において、 前記磁束成分電流指令値と前記磁束成分電流との偏差に
応じて、前記インバータの出力電圧の磁束成分の電圧指
令値を演算する第1の演算手段と、 前記トルク成分電流指令値と前記トルク成分電流との偏
差に応じて、前記インバータの出力電圧のトルク成分の
電圧指令値を演算する第2の演算手段と、 前記第1の演算手段における演算状態と前記第2の演算
手段における演算状態とに応じて、前記インバータの出
力電圧が飽和しないように、前記磁束成分の電圧指令値
と前記トルク成分の電圧指令値とを制限する制限手段と
を具備することを特徴とするインバータの電流制御装
置。
1. A current control device for an inverter, which controls a magnetic flux component current and a torque component current in an output current of an inverter that drives an AC motor, based on a magnetic flux component current command value and a torque component current command value. First computing means for computing a voltage command value of a magnetic flux component of the output voltage of the inverter according to a deviation between the magnetic flux component current command value and the magnetic flux component current; the torque component current command value and the torque component current A second calculation means for calculating a voltage command value of a torque component of the output voltage of the inverter according to a deviation between the second calculation means, a calculation state in the first calculation means and a calculation state in the second calculation means. Accordingly, a limiting unit is provided for limiting the voltage command value of the magnetic flux component and the voltage command value of the torque component so that the output voltage of the inverter is not saturated. A current control device for an inverter, characterized in that:
【請求項2】 前記第1の演算手段と前記第2の演算手
段の少なくとも一方の演算手段は、比例演算と積分演算
とを含む演算によって前記磁束成分の電圧指令値又は前
記トルク成分の電圧指令値を演算し、 前記制限手段は、前記比例演算が前記積分演算に優先す
るように、前記磁束成分の電圧指令値又は前記トルク成
分の電圧指令値を制限することを特徴とする請求項1記
載のインバータの電流制御装置。
2. The at least one arithmetic means of the first arithmetic means and the second arithmetic means is a voltage command value of the magnetic flux component or a voltage command of the torque component by an operation including a proportional operation and an integral operation. 2. A value is calculated, and the limiting means limits the voltage command value of the magnetic flux component or the voltage command value of the torque component so that the proportional calculation has priority over the integral calculation. Inverter current controller.
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