JPH08224000A - Controller for induction motor - Google Patents

Controller for induction motor

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JPH08224000A
JPH08224000A JP7044756A JP4475695A JPH08224000A JP H08224000 A JPH08224000 A JP H08224000A JP 7044756 A JP7044756 A JP 7044756A JP 4475695 A JP4475695 A JP 4475695A JP H08224000 A JPH08224000 A JP H08224000A
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JP
Japan
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axis component
angular velocity
command value
magnetic flux
induction motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP7044756A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Iwata
誠 岩田
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Sanken Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanken Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE: To achieve vector control of a three-phase induction motor without requiring a voltage detector or a speed detector. CONSTITUTION: Input currents i1u , i1v of an induction motor 1 are detected and subjected to rotational coordinate transformation to produce a flux axis component current I1d and a torque axis component current I1q . A phase angle θbeing employed in the rotational coordinate transformation is determined by operating a primary angular speed ω and then integrating the ω. The primary angular speed ω is determined from the flux axis component current I1d , a torque axis component voltage command value V1q *, a flux axis component voltage reference command value V1d ', and the constants of an induction motor 1.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、速度検出器を使用しな
い3相誘導電動機の制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a three-phase induction motor which does not use a speed detector.

【0002】[0002]

【従来の技術】速度制御装置のコストの低減及び小型化
を図るために、3相誘導電動機の回転速度を速度検出器
を使用しないで検出する方法が既に提案されている。こ
の種の方法では、誘導電動機の入力電流、電圧抵抗、イ
ンダクタンス等に基づいて回転速度を推定する。
2. Description of the Related Art In order to reduce the cost and size of a speed control device, a method for detecting the rotation speed of a three-phase induction motor without using a speed detector has already been proposed. In this type of method, the rotation speed is estimated based on the input current, voltage resistance, inductance, etc. of the induction motor.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、演算によっ
て1次角速度又は回転速度を推定する場合に、実際に速
度検出器を使用して速度制御を行う装置の大幅な変更を
伴なわないことがコスト上昇を抑える上で重要なことで
ある。
By the way, when estimating the primary angular velocity or the rotational speed by calculation, it is costly without requiring a drastic change in the device for actually controlling the speed by using the speed detector. It is important in controlling the rise.

【0004】そこで、本発明は、従来の制御装置の大幅
な変更を伴なわないで、速度検出器を省くことができる
3相誘導電動機の制御装置を提供することにある。
Therefore, the present invention is to provide a control device for a three-phase induction motor which can omit the speed detector without drastically changing the conventional control device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、実施例を示す図面の符号を参照して説明す
ると、直流電源と3相誘導電動機との間に接続された3
相PWM制御インバータと、前記誘導電動機の3相の1
次電流の内の少なくとも2相分の1次電流を検出する電
流検出器5u、5vと、前記電流検出器で検出された1
次電流を、前記誘導電動機の回転位相に同期した回転座
標変換によってトルク軸成分電流I1qとこれに直交する
磁束軸成分電流I1dに変換する第1の変換手段13と、
前記誘導電動機を所望状態に回転させるためのトルク軸
成分電流指令値I1q を与える第1の指令手段11a
と、前記誘導電動機を前記所望状態に回転させるための
磁束軸成分電流指令値I1d を与える第2の指令手段1
9と、前記トルク軸成分電流指令値I1q と前記トルク
軸成分電流I1qとの差を求め、この差を零にするための
トルク軸成分電圧指令値V1q を形成するトルク軸成分
電圧指令値形成手段と、前記磁束軸成分電流指令値I1d
と前記磁束軸成分電流I1dとの差を求め、この差を零
にするための磁束軸成分電圧指令値V1d を形成する磁
束軸成分電圧指令値形成手段と、前記トルク軸成分電圧
指令値V1q と前記磁束軸成分電圧指令値V1d とを3
相電圧指令値V1u 、V1v 、V1w に変換する第2の
変換手段21と、前記3相電圧指令値V1u 、V1v
1w に対応したパルス幅変調(PWM)制御信号を形
成して前記インバータを制御するインバータ制御回路#
#と、前記トルク軸成分電圧指令値V1q と前記トルク
軸成分電流I1qと前記磁束軸成分電流指令値I1d と誘
導電動機の1次巻線抵抗R1 と漏れインダクタンスLσ
と1次自己インダクタンスL1 と微分演算子Pとに基づ
く ω0 =(1/L1 )[{V1q −(PLσ+R1 )I1q}/I1d ] 又はこれに等価な演算によって推定1次角速度ω0 を求
める1次角速度推定手段と、前記推定1次角速度ω0
基づいて前記回転位相を示す信号を形成して前記第1の
変換手段(13)に与える位相角信号形成手段20とを
備えていることを特徴とする誘導電動機の制御装置に係
わるものである。なお、請求項1の誘導電動機の制御装
置を請求項2〜8に示すように構成することが望まし
い。
The present invention for achieving the above object will be described with reference to the reference numerals of the drawings showing an embodiment.
Phase PWM control inverter and one of the three phases of the induction motor
Current detectors 5u, 5v for detecting primary currents of at least two phases of the secondary currents, and 1 detected by the current detectors
First conversion means 13 for converting the next current into a torque axis component current I 1q and a magnetic flux axis component current I 1d orthogonal thereto by rotational coordinate conversion synchronized with the rotation phase of the induction motor;
First command means 11a for giving a torque axis component current command value I 1q * for rotating the induction motor to a desired state
And second command means 1 for giving a magnetic flux axis component current command value I 1d * for rotating the induction motor to the desired state.
9 and the torque axis component current command value I 1q * and the difference between the torque axis component current I 1q, and the torque axis component forming the torque axis component voltage command value V 1q * for making the difference zero. Voltage command value forming means and the magnetic flux axis component current command value I 1d
The magnetic flux axis component voltage command value forming means for forming a magnetic flux axis component voltage command value V 1d * for obtaining the difference between * and the magnetic flux axis component current I 1d and making the difference zero, and the torque axis component voltage. The command value V 1q * and the magnetic flux axis component voltage command value V 1d * are set to 3
Second conversion means 21 for converting the phase voltage command values V 1u * , V 1v * , V 1w * , and the three-phase voltage command values V 1u * , V 1v * ,
Inverter control circuit for controlling the inverter by forming a pulse width modulation (PWM) control signal corresponding to V 1w *
#, The torque axis component voltage command value V 1q * , the torque axis component current I 1q , the magnetic flux axis component current command value I 1d * , the primary winding resistance R 1 of the induction motor, and the leakage inductance Lσ.
Ω 0 = (1 / L 1) [{V 1q * -(PLσ + R 1) I 1q } / I 1d * ] based on the first-order self-inductance L 1 and the differential operator P or an equivalent first-order angular velocity a primary angular velocity estimating means for obtaining an omega 0, and a phase angle signal forming means 20 providing the said form a signal indicative of the rotational phase based on the estimated primary angular velocity omega 0 first converting means (13) The present invention relates to an induction motor control device characterized by being provided. In addition, it is desirable that the control device for the induction motor of claim 1 is configured as shown in claims 2 to 8.

【0006】[0006]

【発明の作用及び効果】各請求項の発明によれば、速度
検出器を使用する従来構成の3相誘導電動機の制御装置
の一部を変更するのみで、1次角速度を推定し、これを
制御に使用することができる。従って、速度検出器を使
用しないことによる低コスト化及び小型化のみでなく、
1次角速度の推定を容易に達成することが可能になる。
更に詳細には、1次角速度の推定を、誘導電動機の入力
電圧を検出しないで行うことができるのでこの推定が容
易に達成される。即ち、誘導電動機の入力電圧はPWM
インバータの出力であるので、これをそのまた制御装置
で使用する電圧情報とすることができず、平滑手段等を
設けるとコストの上昇を招く。これに対して本発明では
誘起電圧を推定しているので、実際の電圧検出手段が不
要になる。請求項2、3によれば、1次角速度の推定の
精度の向上を図ることができる。請求項7によれば、回
転角速度ωrm′を容易に推定することができる。請求項
8によれば、ディジタル処理で制御を容易に達成でき
る。
According to the invention of each claim, the primary angular velocity is estimated by changing only a part of the control device of the conventional three-phase induction motor using the velocity detector. Can be used for control. Therefore, not only is the cost and size reduced by not using the speed detector,
It becomes possible to easily achieve the estimation of the primary angular velocity.
More specifically, the estimation of the primary angular velocity can be performed without detecting the input voltage of the induction motor, so that the estimation is easily achieved. That is, the input voltage of the induction motor is PWM
Since it is the output of the inverter, it cannot be used as the voltage information used in the control device again, and the provision of the smoothing means causes an increase in cost. On the other hand, in the present invention, since the induced voltage is estimated, the actual voltage detecting means becomes unnecessary. According to claims 2 and 3, it is possible to improve the accuracy of the estimation of the primary angular velocity. According to claim 7, the rotational angular velocity ω rm ′ can be easily estimated. According to claim 8, control can be easily achieved by digital processing.

【0007】[0007]

【従来の速度制御装置】本発明に係わる実施例の速度制
御装置の理解を容易にするために、まず、回転検出器を
使用した従来の速度制御装置を説明する。
2. Description of the Related Art In order to facilitate understanding of a speed control device according to an embodiment of the present invention, a conventional speed control device using a rotation detector will be described first.

【0008】図1に示す3相誘導電動機1の従来の速度
制御装置は、直流電源2と電動機1との間に接続された
3相ブリッジ型インバータ3を有する。このインバータ
3は周知のものであって、図2に示すように6個のトラ
ンジスタから成るスイッチQ1 〜Q6 を3相ブリッジ接
続し、これ等を3相PWM制御することによって直流電
圧を3相交流電圧V1u、V1v、V1wに変換すると共に、
速度制御及びトルク制御を行うものである。なお。各ス
イッチQ1 〜Q6 に逆並列に帰還用ダイオードD1 〜D
6 が接続されている。
The conventional speed control device for the three-phase induction motor 1 shown in FIG. 1 has a three-phase bridge type inverter 3 connected between a DC power supply 2 and the motor 1. This inverter 3 is well known, and as shown in FIG. 2, switches Q1 to Q6 composed of six transistors are connected in a three-phase bridge, and a three-phase PWM control is performed on these switches to generate a three-phase AC voltage. Convert to voltages V 1u , V 1v , and V 1w ,
The speed control and the torque control are performed. Incidentally. Feedback diodes D1 to D in anti-parallel to each switch Q1 to Q6
6 is connected.

【0009】図1のに速度制御装置は、例えば昭和59
年11月発行の「電気学会論文誌B」の104巻11号
第79〜86頁に記載された「VVVF電源で駆動され
る誘導電動機の非干渉制御法とその特性」の論文に従う
ように構成されている。この制御原理に従う図1の速度
制御装置は、すべり周波数を制御するベクトル制御を適
用するために、電動機1の速度検出器4が設けられてい
る他に、CTから成る電流検出器5u、5vがインバー
タ3と電動機1の間のラインに接続されている。速度検
出器4は、例えばパルスエンコーダもしくはタコジェネ
レータ等から成り、実速度ωrmを検出するものである。
電流検出器5u、5vはu相とv相の電流即ち電動機の
1次電流I1u、I1vを検出するものである。速度検出器
4、電流検出器5u、5vにはA/D変換器6、7、8
が接続されている。本願では説明を容易にするために、
アナログ信号とディジタル信号とに同一の記号を付して
いる。また、速度検出用A/D変換器6の出力データと
電流検出用A/D変換器7、8の出力データとに基づく
インバータ3のPWM制御のための3相制御電圧
1u 、V1v 、V1w のデータの作成はディジタル信
号処理装置又はマイクロコンピュータによって実行され
るが、このデータ作成装置が図1、図5〜図8ではアナ
ログ的(等価的)に示されている。
The speed control device shown in FIG.
Configured in accordance with the paper entitled "Non-interference control method for induction motors driven by VVVF power supply and its characteristics" described in Vol. 104, No. 11, pp. 79-86 of "Journal of the Institute of Electrical Engineers of Japan", published in November 2013. Has been done. In order to apply the vector control for controlling the slip frequency, the speed control device of FIG. 1 according to this control principle is provided with the speed detector 4 of the electric motor 1 and the current detectors 5u and 5v composed of CT. It is connected to the line between the inverter 3 and the electric motor 1. The speed detector 4 is composed of, for example, a pulse encoder or a tacho generator, and detects the actual speed ω rm .
The current detectors 5u and 5v detect the u-phase and v-phase currents, that is, the primary currents I 1u and I 1v of the motor. A / D converters 6, 7, and 8 are provided for the speed detector 4 and the current detectors 5u and 5v.
Is connected. In the present application, for ease of explanation,
The same symbols are given to analog signals and digital signals. Also, three-phase control voltages V 1u * , V 1v for PWM control of the inverter 3 based on the output data of the speed detection A / D converter 6 and the output data of the current detection A / D converters 7 and 8 Creation of * , V 1w * data is executed by a digital signal processing device or a microcomputer, and this data creation device is shown in an analog (equivalent) manner in FIGS. 1 and 5 to 8.

【0010】電動機1の速度制御を実行するために、速
度検出用A/D変換器6は差信号形成手段としての減算
器(誤差増幅器又は比較器)9に接続されている。減算
器9は速度指令発生手段としてのライン10から得られ
たディジタル速度指令(所望回転速度)ωrm*と検出回
転角速度(回転速度)ωrmとの差を示す信号を出力す
る。減算器9には速度制御器(ASR)11が接続され
ており、ここでは減算器9の出力をゼロにするように電
動機1のトルクTを制御するためのトルク軸成分電流指
令値i1q が形成され、これが第1の指令手段としての
ライン11a に出力される。速度制御器11は、周知の
ように例えばPI(比例積分)補償回路から成り、次の
式に従って出力yを発生するように構成されている。 y={Kp +(Ki /s)}x =Kp {1+(1/Ti s)}x ここで、xは入力、Kp は比例ゲインもしくは比例定
数、Ki は積分ゲイン、Ti は積分定数、Sはラプラス
演算子である。
In order to execute the speed control of the electric motor 1, the speed detecting A / D converter 6 is connected to a subtracter (error amplifier or comparator) 9 as a difference signal forming means. The subtractor 9 outputs a signal indicating the difference between the digital speed command (desired rotation speed) ω rm * obtained from the line 10 as the speed command generation means and the detected rotation angular velocity (rotation speed) ω rm . A speed controller (ASR) 11 is connected to the subtractor 9, and here, a torque axis component current command value i 1q * for controlling the torque T of the electric motor 1 so that the output of the subtractor 9 becomes zero . Is formed, and this is output to the line 11a as the first command means. As is well known, the speed controller 11 is composed of, for example, a PI (proportional integral) compensating circuit, and is configured to generate an output y according to the following equation. y = {Kp + (Ki / s)} x = Kp {1+ (1 / Tis)} x where x is an input, Kp is a proportional gain or constant, Ki is an integral gain, Ti is an integral constant, S Is the Laplace operator.

【0011】速度検出A/D変換器6は1次角速度演算
回路12にも接続されている。1次角速度ωを容易に求
めるためには誘導電動機1の入力電流i1u、i1vを、誘
導電動機1の回転位相即ち1次電圧の位相θと同期して
回転するd−q座標軸の互いに直交する2つの電流
1d、I1qに変換することが必要になる。ここで、I1d
はトルク軸成分電流であり、I1qは磁束軸成分電流であ
る。上記の変換を行うための第1の変換手段として、2
つの電流検出用A/D変換器7、8に第1の座標変換回
路13が接続されている。この座標変換回路13は次の
式(1)に従って電流I1d、I1qを求めるように構成さ
れている。誘導電動機1のu、v、wの3相電流i1u
1v、i1wを検出し、これを2つのI1d、I1qに変換す
ることもできる。この場合には式(1′)に従って
1d、I1qを求める。
The velocity detection A / D converter 6 is also connected to the primary angular velocity calculation circuit 12. In order to easily obtain the primary angular velocity ω, the input currents i 1u and i 1v of the induction motor 1 are orthogonal to each other on the dq coordinate axes that rotate in synchronization with the rotation phase of the induction motor 1, that is, the phase θ of the primary voltage. It is necessary to convert the two currents I 1d and I 1q to Where I 1d
Is the torque axis component current, and I 1q is the magnetic flux axis component current. As the first conversion means for performing the above conversion, 2
A first coordinate conversion circuit 13 is connected to the two current detection A / D converters 7 and 8. The coordinate conversion circuit 13 is configured to obtain the currents I 1d and I 1q according to the following equation (1). Induction motor 1 u, v, w three-phase current i 1u ,
It is also possible to detect i 1v and i 1w and convert them into two I 1d and I 1q . In this case, I 1d and I 1q are obtained according to the equation (1 ′).

【0012】[0012]

【数1】 [Equation 1]

【0013】1次角速度演算回路12は、すべり角速度
演算回路14と極対数乗算器15と加算器16とから成
る。すべり角速度演算回路14は第1の座標変換回路1
3の磁束軸成分電流I1dの出力ラインとトルク軸成分電
流I1qの出力ラインとに接続されている。このすべり角
速度演算回路14は、次の式(2)の演算によってすべ
り角速度ωseを求めるように構成されている。 ωse=R2 (M/L2 )(I1q/φ2d ) ・・・ (2) ここで、R2 は誘導電動機1の2次巻線抵抗、Mは、相
互インダクタンス、L2 は2次自己インダクタンス、φ
2dは所望の2次鎖交磁束をd−q座標のd軸(磁束
軸)成分で表わしたものである。なお、以下の説明で使
用する上記以外の誘導電動機1の定数を次に示す。R1
は1次巻線抵抗、L1 は1次自己インダクタンス、Lσ
は漏れインダクタンスであって、Lσ=(L1 L2 −M
2 )/L2 、pは極対数である。
The primary angular velocity calculation circuit 12 comprises a slip angular velocity calculation circuit 14, a pole pair number multiplier 15 and an adder 16. The slip angular velocity calculation circuit 14 is the first coordinate conversion circuit 1
3 is connected to the output line of the magnetic flux axis component current I 1d and the output line of the torque axis component current I 1q . The slip angular velocity calculation circuit 14 is configured to obtain the slip angular velocity ω se by the calculation of the following equation (2). ω se = R2 (M / L2) ( I1q / φ2d * ) (2) where R2 is the secondary winding resistance of the induction motor 1, M is the mutual inductance, and L2 is the secondary self-inductance. , Φ
2d * is a desired secondary interlinkage magnetic flux represented by the d-axis (magnetic flux axis) component of the dq coordinate. The constants of the induction motor 1 other than the above used in the following description are shown below. R1
Is the primary winding resistance, L1 is the primary self-inductance, Lσ
Is the leakage inductance, and Lσ = (L1 L2-M
2 ) / L2, p is the number of pole pairs.

【0014】すべり角速度ωseが式(2)で求められる
理由を次に説明する。周知のベクトル制御の原理に基づ
いて、3相誘導電動機1の1次電圧の角周波数ωで回転
するd−q座標上における誘導電動機1の電圧方程式
は、磁束軸成分の1次電圧をV1d、これに直交するトル
ク軸成分の1次電圧をV1q、磁束軸成分の1次電流をI
1d、トルク軸成分の1次電流をI1q、磁束軸成分の2次
磁束をφ2d、トルク軸成分の2次磁束をφ2qとすると、
次の式(3)で表わされ、また、誘導電動機1が発生す
るトルクTは次の式(4)で表わされる。なお、式
(3)のPは微分演算子を示し、また、2次電圧はかご
形誘導電動機の構造上、終端短絡されているため0とな
る。
The reason why the slip angular velocity ω se is obtained by the equation (2) will be described below. Based on the well-known vector control principle, the voltage equation of the induction motor 1 on the dq coordinates rotating at the angular frequency ω of the primary voltage of the three-phase induction motor 1 is V 1d of the primary voltage of the magnetic flux axis component. , The primary voltage of the torque axis component orthogonal to this is V 1q , and the primary current of the magnetic flux axis component is I
1d , the primary current of the torque axis component is I 1q , the secondary magnetic flux of the magnetic flux axis component is φ 2d , and the secondary magnetic flux of the torque axis component is φ 2q ,
It is expressed by the following expression (3), and the torque T generated by the induction motor 1 is expressed by the following expression (4). It should be noted that P in Expression (3) represents a differential operator, and the secondary voltage becomes 0 because the terminal is short-circuited due to the structure of the squirrel cage induction motor.

【0015】[0015]

【数2】 [Equation 2]

【0016】すべり周波数を制御するベクトル制御で
は、2次磁束のd軸成分が一定のもとで1次角速度ωを
式(5)のように演算して与えることにより、2次磁束
のq軸成分は零となり、直流電動機のトルク発生原理と
同様に式(6)に示すように回転子磁束φ2dとこれに直
交する電流I1qに比例したトルクTを発生させることが
可能となる。 ω=pωrm+R2 (M/L2 )(I1q/φ2d) ・・・ (5) T=p(M/L2 )I1qφ2d ・・・ (6) ここでは、d軸方向を磁束方向に選んでいるため、q軸
がトルク成分軸となる。また、式の右辺第2項はすべり
角速度ωseを意味する。
In vector control for controlling the slip frequency, the q-axis of the secondary magnetic flux is calculated by giving the primary angular velocity ω by the equation (5) while the d-axis component of the secondary magnetic flux is constant. The component becomes zero, and it becomes possible to generate the torque T proportional to the rotor magnetic flux φ 2d and the current I 1q which is orthogonal to the rotor magnetic flux φ 2d as shown in the equation (6), similarly to the principle of torque generation of the DC motor. ω = pω rm + R2 (M / L2) (I 1q / φ 2d ) ... (5) T = p (M / L 2) I 1q φ 2d (6) Here, the d-axis direction is the magnetic flux direction. Since q is selected, the q-axis becomes the torque component axis. The second term on the right side of the equation means the slip angular velocity ω se .

【0017】なお、式(5)における2次磁束φ2dは、
図1のライン17によって供給する2次磁束指令値φ2d
として与えることができる。このライン17のd軸の
2次磁束指令値φ2d は1/M乗算器即ちMの除算器1
8でMで除算されることによってこの出力ライン19に
d軸成分電流指令値I1d が得られる。なお、ライン1
7、除算器18、ライン19が磁束軸成分電流指令値I
1d を与える第2の指令手段として機能する。
The secondary magnetic flux φ 2d in equation (5) is
Secondary magnetic flux command value φ 2d supplied by line 17 in FIG.
It can be given as * . The d-axis secondary magnetic flux command value φ 2d * of this line 17 is the 1 / M multiplier, that is, the M divider 1
By dividing by 8 by M, the d-axis component current command value I 1d * is obtained on this output line 19. In addition, line 1
7, the divider 18 and the line 19 are the magnetic flux axis component current command value I
It functions as the second command means for giving 1d * .

【0018】再び1次角速度演算回路12を説明する。
この回路12では、式(2)に従って求めたすべり角速
度ωseが加算器16に入力する。加算器16のもう一方
の入力は、速度検出用A/D変換器6から得られた回転
角速度ωrmに乗算器15で極対数pを乗算して機械角の
変化を電気角の変化に変換したものである。従って、加
算器16ではω=pωrm+ωseの演算が行われ、1次角
速度ωが得られる。ここでは回転運動の観点からωを1
次角速度と呼んでいるが、誘導電動機1に入力電圧を基
準にした電気的観点から考えると1次角周波数であり、
また、ωseはすべり周波数を2π倍したすべり角周波数
である。1次角速度(1次角周波数)ωは1/sで示す
積分回路20で積分されて位相角θに変換されて第1及
び第2の座標変換回路13、21に送られる。位相角θ
は正弦波入力電圧の位相を示すものであり、座標変換に
使用されるsin θ及びcos θの値の決定に利用される。
The primary angular velocity calculation circuit 12 will be described again.
In this circuit 12, the slip angular velocity ω se obtained according to the equation (2) is input to the adder 16. The other input of the adder 16 is that the rotational angular velocity ω rm obtained from the velocity detection A / D converter 6 is multiplied by the pole pair number p in the multiplier 15 to convert a change in mechanical angle into a change in electrical angle. It was done. Therefore, the adder 16 calculates ω = pω rm + ω se to obtain the primary angular velocity ω. Here, ω is 1 from the viewpoint of rotational motion.
It is called the secondary angular velocity, which is the primary angular frequency from the electrical point of view based on the input voltage of the induction motor 1,
Further, ω se is a slip angular frequency obtained by multiplying the slip frequency by 2π. The primary angular velocity (primary angular frequency) ω is integrated by the integrating circuit 20 indicated by 1 / s, converted into a phase angle θ, and sent to the first and second coordinate conversion circuits 13 and 21. Phase angle θ
Indicates the phase of the sine wave input voltage and is used to determine the values of sin θ and cos θ used for coordinate conversion.

【0019】図1の制御系では、速度制御器11から出
力されるトルク軸成分電流指令値I1qに一致するよう
にトルク軸成分電流I1qを制御し、且つ磁束軸成分電流
指令値I1d に一致するように磁束軸成分電流I1dを制
御する。この制御を実行するために、第1及び第2の差
信号形成手段としての減算器22、23、第1及び第2
の補償手段としての電流制御器(ACR)24、25
と、トルク軸成分電圧補償値演算手段26と、磁束軸成
分電圧補償値演算手段27と、第1及び第2の加算手段
としての加算器28、29と、第2の座標変換回路21
と、D/A変換器29、30、31と、PWM制御信号
形成回路32とが設けられている。
In the control system shown in FIG. 1, the torque axis component current I 1q is controlled so as to match the torque axis component current command value I 1q * output from the speed controller 11, and the magnetic flux axis component current command value I 1d. The magnetic flux axis component current I 1d is controlled so as to coincide with * . In order to execute this control, the subtracters 22 and 23 as the first and second difference signal forming means, the first and second subtractors
Current controller (ACR) 24, 25 as compensation means for
, Torque axis component voltage compensation value calculation means 26, magnetic flux axis component voltage compensation value calculation means 27, adders 28 and 29 as first and second addition means, and second coordinate conversion circuit 21.
, D / A converters 29, 30, 31 and a PWM control signal forming circuit 32 are provided.

【0020】第1の減算器22ではトルク軸成分電流指
令値I1q とトルク軸成分電流I1qとの差を示す信号
(誤差信号)が形成され、これが第1の電流制御器24
で補償されてトルク軸成分電圧指令基準値V1q′とな
る。また、第2の減算器23では、磁束軸成分電流指令
値I1q と磁束軸成分電流I1dとの差を示す信号(誤差
信号)が形成され、これが第2の電流制御器25で補償
されて磁束軸成分電圧指令基準値V1d′となる。第1及
び第2の電流制御器24、25は、速度制御器11と同
様に例えば周知の比例積分補償回路から成る。
The first subtractor 22 forms a signal (error signal) indicating the difference between the torque axis component current command value I 1q * and the torque axis component current I 1q , which is the first current controller 24.
The torque axis component voltage command reference value V 1q ′ is compensated by. The second subtractor 23 forms a signal (error signal) indicating the difference between the magnetic flux axis component current command value I 1q * and the magnetic flux axis component current I 1d , which is compensated by the second current controller 25. Thus, the magnetic flux axis component voltage command reference value V 1d ′ is obtained. Like the speed controller 11, the first and second current controllers 24 and 25 are, for example, well-known proportional-plus-integral compensation circuits.

【0021】ところで、原理的には第1及び第2の電流
制御器24、25の出力に基づいてインバータ3を制御
し、目標となる回転状態を得ることができる。しかし、
図1では外乱による影響を打ち消すための手段が付加さ
れている。この外乱はd軸(磁束軸)とq軸(トルク
軸)における干渉成分(干渉項)ΔV1d、ΔV1qであ
る。トルク軸成分電圧補償値演算手段26は1次角速度
演算回路12に接続され、更に図示はされていないが、
1dライン13bとφ2d ライン17とに接続され、次
の式(7)の演算によってトルク軸成分電圧補償値ΔV
1q′を形成する。 ΔV1q′=−ΔV1q=ω{LσI1d+(M/L2 )φ2d } ・・・(7) 第1の加算器28は、次の式(8)の演算によってトル
ク軸成分電圧指令値V1qを出力する。 V1q =V1q′+ΔV1q′ ・・・ (8)
By the way, in principle, the inverter 3 can be controlled based on the outputs of the first and second current controllers 24 and 25 to obtain a target rotation state. But,
In FIG. 1, means for canceling the influence of disturbance is added. This disturbance is interference components (interference terms) ΔV 1d and ΔV 1q on the d axis (magnetic flux axis) and the q axis (torque axis). The torque axis component voltage compensation value calculation means 26 is connected to the primary angular velocity calculation circuit 12, and although not shown,
It is connected to the I 1d line 13b and the φ 2d * line 17, and the torque axis component voltage compensation value ΔV is calculated by the following equation (7).
Form 1q '. ΔV 1q ′ = −ΔV 1q = ω {LσI 1d + (M / L 2) φ 2d * } (7) The first adder 28 calculates the torque axis component voltage command by the following equation (8). Outputs the value V1q * . V 1q * = V 1q ′ + ΔV 1q ′ (8)

【0022】磁束軸成分電圧補償値演算手段27は、1
次角速度演算回路12に接続され、また図示はされてい
ないが、I1qライン13aに接続され、次の式(9)の
演算によって磁束軸成分電圧補償値ΔV1d′を形成す
る。 ΔV1d′=−ΔV1d=−LσωI1q ・・・ (9) 第2の加算器28は次の式(10)の演算によって磁束
軸成分電圧指令値V1d を出力する。 V1d=V1d′+ΔV1d′ ・・・ (10)
The magnetic flux axis component voltage compensation value calculation means 27 has a value of 1
The magnetic flux axis component voltage compensation value ΔV 1d ′ is formed by the calculation of the following equation (9), which is connected to the next angular velocity calculation circuit 12 and also connected to the I 1q line 13a (not shown). ΔV 1d ′ = −ΔV 1d = −LσωI 1q (9) The second adder 28 outputs the magnetic flux axis component voltage command value V 1d * by the calculation of the following equation (10). V1d * = V 1d '+ ΔV 1d' ··· (10)

【0023】第2の座標変換回路21は、各軸成分の電
圧指令値V1q 、V1d と位相角θに基づく次の式(1
1)に従う演算によって2軸直交座標から3相交流静止
座標への座標変換を行って3相1次電圧指令値V1u
1v 、V1w を出力する。
The second coordinate conversion circuit 21 uses the following equation (1) based on the voltage command values V 1q * , V 1d * of each axis component and the phase angle θ.
The coordinate conversion from the two-axis orthogonal coordinates to the three-phase AC static coordinates is performed by the calculation according to 1), and the three-phase primary voltage command value V 1u * ,
Outputs V 1v * and V 1w * .

【0024】[0024]

【数3】 (Equation 3)

【0025】なお、w相電圧指令値V1w は式(11)
で求めたu、v相電圧指令値V1u 、V1v に基づい
て、次の式(12)で求める。 V1w =−V1u −V1v ・・・(12)
The w-phase voltage command value V 1w * is expressed by the equation (11).
Based on the u and v phase voltage command values V 1u * and V 1v * obtained in step S1 , the following equation (12) is used. V1w * = -V1u * -V1v * ... (12)

【0026】第2の座標変換回路21から得られた3相
の電圧指令値V1u 、V1v 、V1w はD/A変換器3
0、31、32でアナログ信号に変換されてPWM制御
信号形成回路33に送られる。PWM制御信号形成回路
33は図3に示す周知の三角波発生回路34aとコンパ
レータ34bとを含み、電圧指令値V1u 、V1v 、V
1w と例えば10kHz の三角波電圧Vt とを図4(A)
に示すように比較して図4(B)に示すPWM制御パル
スを発生する。なお、図3及び図4では1相分のみが示
されているが、各相において同様にPWM制御信号を形
成する。PWM制御信号は図2に示すインバータ3の各
スイッチQ1 〜Q6 に供給される。なお、三角波電圧V
t 及びPWMパルスの周波数は目標とする出力電圧
1u、V1v、V1wの周波数よりも十分に高く設定する。
The three-phase voltage command values V 1u * , V 1v * , and V 1w * obtained from the second coordinate conversion circuit 21 are the D / A converter 3
The signals are converted into analog signals at 0, 31, and 32 and sent to the PWM control signal forming circuit 33. The PWM control signal forming circuit 33 includes a well-known triangular wave generating circuit 34a and a comparator 34b shown in FIG. 3, and has voltage command values V 1u * , V 1v * , V
Fig. 4 (A) shows 1w * and a triangular wave voltage Vt of 10kHz, for example.
The PWM control pulse shown in FIG. 4B is generated by comparison as shown in FIG. Although only one phase is shown in FIGS. 3 and 4, a PWM control signal is similarly formed in each phase. The PWM control signal is supplied to the switches Q1 to Q6 of the inverter 3 shown in FIG. The triangular wave voltage V
The frequencies of t and the PWM pulse are set sufficiently higher than the frequencies of the target output voltages V 1u , V 1v , and V 1w .

【0027】図1の制御装置は、速度検出器4の出力に
基づいて回転角速度ωrmを得ると共に、1次角速度ωを
得る。このため、装置のコストの低減及び小型化が困難
であった。
The controller of FIG. 1 obtains the rotational angular velocity ω rm and the primary angular velocity ω based on the output of the velocity detector 4. Therefore, it has been difficult to reduce the cost and size of the device.

【0028】[0028]

【実施例】図5の誘導電動機の制御装置は、図1の制御
装置から回転検出器4を省いたものである。この図5に
おいて、図1と共通するもの即ち符号1〜3、7〜1
1、11a 、13、14、15〜32で示すものは図1
で同一符号で示すものと実質的に同一であるので、これ
等の説明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The induction motor controller of FIG. 5 is obtained by omitting the rotation detector 4 from the controller of FIG. In FIG. 5, those common to FIG. 1, that is, reference numerals 1 to 3 and 7-1
1, 11a, 13, 14, 15 and 32 are shown in FIG.
Since they are substantially the same as those denoted by the same reference symbols in FIG.

【0029】図5の制御装置は、図1における1次角速
度演算回路12の代りに1次角速度推定演算回路50を
設け、また図1の回転検出器4とA/D変換器6の代り
に回転角速度推定演算回路51を設けた他は図1と同一
に構成されている。本発明に従う1次角速度推定演算回
路50は、I1qライン13aとI1dライン13bと第2
の電流制御器25のV1d′出力ラインと第1の加算器2
8のV1q 出力ラインとに接続され、1次角速度(1次
角周波数)ωを出力する。図1の1次角速度演算回路1
2の出力ωは実測値であり、図5の1次角速度推定演算
回路50の出力は推定値であり、両者は正確には同一で
ないが、説明の都合上図5においても推定1次角速度を
ωで示す。
The control apparatus of FIG. 5 is provided with a primary angular velocity estimation calculation circuit 50 in place of the primary angular velocity calculation circuit 12 in FIG. 1, and also in place of the rotation detector 4 and A / D converter 6 of FIG. The configuration is the same as that of FIG. 1 except that a rotational angular velocity estimation calculation circuit 51 is provided. The first-order angular velocity estimation calculation circuit 50 according to the present invention includes an I 1q line 13a, an I 1d line 13b, and a second line.
V 1d ′ output line of the current controller 25 and the first adder 2
It is connected to the V 1q * output line of 8 and outputs the primary angular velocity (primary angular frequency) ω. Primary angular velocity calculation circuit 1 of FIG.
The output ω of 2 is an actual measurement value, and the output of the primary angular velocity estimation calculation circuit 50 of FIG. 5 is an estimated value. Although both are not exactly the same, the estimated primary angular velocity is also shown in FIG. 5 for convenience of explanation. Denote by ω.

【0030】図5の1次角速度推定演算回路50は図6
に詳しく示すように、暫定1次角速度推定演算回路60
を有し、暫定1次角速度ω0 を求める。この暫定1次角
速度推定演算回路60は次の式(13)を演算するため
にPLσ+R1 乗算器61と加算器62とM/(L1 φ
2d )乗算器63を有する。 ω0 =(M/L1 ){V1q −(PLσ+R1 )I1q}/φ2d ・(13)
The primary angular velocity estimation calculation circuit 50 of FIG. 5 is shown in FIG.
As shown in detail in FIG.
And obtain the temporary primary angular velocity ω 0 . This provisional first-order angular velocity estimation calculation circuit 60 uses PLσ + R1 multiplier 61, adder 62, M / (L1 φ) to calculate the following equation (13).
2d * ) having a multiplier 63. ω 0 = (M / L1) {V 1q * - (PLσ + R1) I 1q} / φ 2d * · (13)

【0031】次に、暫定1次角速度ω0 が式(13)で
求められる理由を説明する。式(3)の電圧方程式にお
いて、d軸及びq軸成分の1次電圧V1d、V1qを取り出
すと、次の式(14)、(15)となる。 V1d=(PLσ+R1 )I1d−LσωI1q +(M/L2 )Pφ2d−(M/L2 )ωφ2q ・・・ (14) V1q=LσωI1d+(PLσ+R1 )I1q +(M/L2 )ωφ2d+(M/L2 )Pφ2q ・・・ (15) ここで、式(15)のq軸についての1次電圧方程式
に、ベクトル制御理論の成立条件であるφ2q=Pφ2d
0を代入してωを求めると次の式(16)が得られる。 ω=(M/L1 ){V1q−(PLσ+R1 )I1q}/φ2d ・・・(16) この式(16)のωをω0 、φ2dをφ2d 、V1qをV1q
とすれば前述の式(13)が得られる。
Next, the reason why the provisional primary angular velocity ω 0 is obtained by the equation (13) will be described. In the voltage equation of the equation (3), when the primary voltages V 1d and V 1q of the d-axis and q-axis components are extracted, the following equations (14) and (15) are obtained. V 1d = (PLσ + R1) I 1d -LσωI 1q + (M / L2) Pφ 2d - (M / L2) ωφ 2q ··· (14) V 1q = LσωI 1d + (PLσ + R1) I 1q + (M / L2) ωφ 2d + (M / L 2) Pφ 2q (15) Here, in the primary voltage equation for the q axis of the equation (15), φ 2q = Pφ 2d = which is the condition for establishing the vector control theory.
By substituting 0 and obtaining ω, the following equation (16) is obtained. ω = (M / L1) { V 1q - (PLσ + R1) I 1q} / φ 2d ··· (16) the omega of the formula (16) ω 0, the φ 2d φ 2d *, the V 1q V 1q
If * , then the above-mentioned equation (13) is obtained.

【0032】ところで、式(13)及び式(16)はベ
クトル制御が成立しているという前提のもとで導出され
た演算式である。しかし、実際には、電圧V1q、電流I
1q等の検出誤差や演算誤差などの要因によりベクトル制
御が不成立になることを考慮した補正処理を施すことが
望ましい。図6にはこの補正を実行するために、d軸誘
起電圧推定演算回路64が設けられている。この演算回
路64は次の式(17)を演算するためにPLσ+R1
乗算器65と加算器66とを有する。 e2d′=V1d′−(PLσ+R1 )I1d ・・・ (17) 乗算器65はI1dライン13bのI1dにPLσ+R1 を
乗算する。加算器66は第2の電流制御器25の出力V
1d′と乗算器65の出力とを加算する。
The equations (13) and (16) are arithmetic expressions derived on the assumption that vector control is established. However, in reality, the voltage V 1q and the current I
It is desirable to perform correction processing in consideration of the fact that vector control is not established due to factors such as detection errors such as 1q and calculation errors. In FIG. 6, a d-axis induced voltage estimation arithmetic circuit 64 is provided to execute this correction. This arithmetic circuit 64 uses PLσ + R1 in order to calculate the following equation (17).
It has a multiplier 65 and an adder 66. e 2d ′ = V 1d ′ − (PLσ + R 1 ) I 1d (17) The multiplier 65 multiplies I 1d on the I 1d line 13 b by PL σ + R 1 . The adder 66 outputs the output V of the second current controller 25.
1d ′ and the output of the multiplier 65 are added.

【0033】次に、式(17)が補正量を示しているこ
とを説明する。式(14)に示すV1dを示す1次電圧方
程式において、右辺第3項及び第4項はd軸成分の2次
誘起電圧e2dであり、次の式(18)に示すように整理
できる。なお、式(14)の右辺第2項のLσωI1q
式(9)に示すようにd軸の干渉項ΔV1dである。 e2d=(M/L2 )Pφ2d−(M/L2 )ωφ2q =V1d+LσωI1q−(PLσ+R1 )I1d ・・・ (18) この誘起電圧e2dはベクトル制御が成立している条件下
では零であるということに着目して、この誘起電圧を演
算により推定し、零となるように暫定的に求めた1次角
速度ω0 に補正を行う。誘起電圧の推定演算は次の式
(19)に示すように、d軸成分の電圧指令値V1d
干渉補償値ΔV1d′とd軸成分電流I1dと漏れインダク
タンスLσと1次巻線抵抗R1 を用いて行うことができ
る。 e2d′=V1d +Δ1d′−(PLσ+R1 )I1d ・・・ (19) 更に演算を簡単にするために、 V1d′=V1d +ΔV1d′ から得られるV1d を式(19)に代入すると、前述の
式(17)が得られる。
Next, it will be explained that the equation (17) shows the correction amount. In the primary voltage equation indicating V1d shown in the equation (14), the third and fourth terms on the right side are the secondary induced voltage e2d of the d-axis component, which can be arranged as shown in the following equation (18). Note that LσωI 1q in the second term on the right-hand side of Expression (14) is the d-axis interference term ΔV 1d as shown in Expression (9). e 2d = (M / L 2) Pφ 2d − (M / L 2) ωφ 2q = V 1d + LσωI 1q − (PLσ + R 1 ) I 1d (18) This induced voltage e 2d is under the condition that vector control is established. Paying attention to the fact that it is zero, the induced voltage is estimated by calculation, and the first-order angular velocity ω 0 tentatively obtained so as to be zero is corrected. As shown in the following equation (19), the estimated calculation of the induced voltage is the voltage command value V 1d * of the d-axis component, the interference compensation value ΔV 1d ′, the d-axis component current I 1d , the leakage inductance Lσ, and the primary winding. This can be done by using the resistor R1. e 2d ′ = V 1d * + Δ 1d ′ − (PLσ + R 1 ) I 1d (19) To further simplify the calculation, V 1d ′ = V 1d * + ΔV 1d ′ can be obtained by the formula ( 1) . Substituting into (19), the above equation (17) is obtained.

【0034】本実施例では、式(17)に従って推定し
た誘起電圧e2d′が零となるように暫定1次角速度ω0
を補正して推定1次角速度ωを得る。d軸誘起電圧
2d′による補正を実行するために1次角速度誤差補正
回路67が設けられている。この補正回路67では減算
器69によってライン68の零に設定された誘起電圧指
令値e2d と入力されたd軸誘起電圧ed ′との差の信
号が形成され、これが比例積分(PI)補償回路(PI
制御器)70を介して加算器71に送られる。図6の加
算器71は暫定1次角速度ω0 に1次角速度推定誤差補
正回路67から与えられた補正量を加えて推定1次角速
度(1次角周波数)ωを出力する。図6の補正は次の式
(20)で示すことができる。 ω=ω0 +(e2d −e2d′)(Kp +Ki /s) ・・(20)
In this embodiment, the temporary primary angular velocity ω 0 is set so that the induced voltage e 2d ′ estimated according to the equation (17) becomes zero.
To obtain an estimated first-order angular velocity ω. A primary angular velocity error correction circuit 67 is provided to execute the correction by the d-axis induced voltage e 2d ′. In this correction circuit 67, a signal of the difference between the induced voltage command value e 2d * set to zero on the line 68 and the input d-axis induced voltage ed 'is formed by the subtractor 69, and this signal is proportional to integral (PI) compensation. Circuit (PI
It is sent to the adder 71 via the controller 70. The adder 71 of FIG. 6 adds the correction amount given from the primary angular velocity estimation error correction circuit 67 to the provisional primary angular velocity ω 0 , and outputs the estimated primary angular velocity (primary angular frequency) ω. The correction of FIG. 6 can be expressed by the following equation (20). ω = ω 0 + (e 2d * -e 2d ′) (Kp + Ki / s) ··· (20)

【0035】ところで、遅れなく補正するためには次の
式(21)に従う方法を採用することが望ましい。 ω=ω0 +{sgn(ω0 )}[{M/(L1 φ2d)}e2d′] ・・(21) この式(21)の中の[{M/(L1φ2d)}e2d′]
は推定した誘起電圧を角速度量(角周波数量)に換算し
た値であり、またsgn(ω0 )は暫定1次角速度63
の極性値である。図7は式(21)の補正を実行するた
めの回路であり、図6の補正回路67を補正回路67′
に置き換えた他は図5と同一に構成したものである。こ
の図7では乗算器72にてd軸誘起電圧e2d′にM/
(L1 φ2d )が乗算されて角速度量となり、これが次
の乗算器74に入力する。乗算器74には角速度量の他
に暫定1次角速度の極性回路73から得られた暫定1次
角速度の極性sgn(ω0 )が入力し、両者の積が補正値
として加算器71に送られる。
By the way, it is desirable to adopt a method according to the following equation (21) in order to perform correction without delay. ω = ω 0 + {sgn ( ω 0)} [{M / (L1 φ 2d)} e 2d '] ·· (21) [ in the formula (21) {M / (L1φ 2d)} e 2d ’]
Is a value obtained by converting the estimated induced voltage into an angular velocity amount (angular frequency amount), and sgn (ω 0 ) is a temporary primary angular velocity 63
Is the polarity value of. FIG. 7 shows a circuit for executing the correction of the equation (21). The correction circuit 67 shown in FIG.
The configuration is the same as that of FIG. In FIG. 7, the multiplier 72 sets the d-axis induced voltage e 2d ′ to M /
(L1 φ 2d * ) is multiplied to obtain the angular velocity amount, which is input to the next multiplier 74. In addition to the angular velocity amount, the provisional primary angular velocity polarity sgn (ω 0 ) obtained from the provisional primary angular velocity polarity circuit 73 is input to the multiplier 74, and the product of both is sent to the adder 71 as a correction value. .

【0036】[0036]

【回転角速度推定演算回路】図5の回転角速度推定演算
回路51は、次の式(22)を演算することによって推
定回転角速度ωrm′を求めるように形成されている。 ωrm′=(ω−ωse)/p ・・・(22) 即ち、減算器52において1次角速度推定演算回路50
で求めた推定1次角速度(角周波数)ωからすべり角速
度演算回路14で求めたすべり角速度(すべり角周波
数)ωseを減算して両者の差を示す信号を形成し、1/
p乗算器53にて極対数pでω−ωseを割ることによっ
て電気角を機械角に変換して回転角速度ωrm′を得る。
この回転角速度ωrm′は図1の速度検出器4で得た回転
角速度ωrmと同様に減算器9で使用される。
[Rotation Angular Velocity Estimation Calculation Circuit] The rotation angular velocity estimation calculation circuit 51 of FIG. 5 is formed to calculate the estimated rotation angular velocity ω rm ′ by calculating the following equation (22). ω rm ′ = (ω−ω se ) / p (22) That is, in the subtractor 52, the primary angular velocity estimation calculation circuit 50
The slip angular velocity (slip angular frequency) ω se obtained by the slip angular velocity calculation circuit 14 is subtracted from the estimated first-order angular velocity (angular frequency) ω obtained in step 1 to form a signal indicating the difference between them, and 1 /
By dividing ω-ω se by the number of pole pairs p in the p multiplier 53, the electrical angle is converted into a mechanical angle to obtain the rotational angular velocity ω rm ′.
This rotational angular velocity ω rm ′ is used by the subtractor 9 similarly to the rotational angular velocity ω rm obtained by the velocity detector 4 of FIG.

【0037】以上のように図5の制御装置によれば、速
度検出器を使用しないで1次角速度(角周波数)ωを求
めて座標変換回路13、21及びq軸とd軸の電圧補償
値演算手段26、27で使用することができ、ベクトル
制御が容易になる。また、回転角速度推定演算回路51
で推定回転角速度ωrm′を求めてフィードバック制御す
ることにより、速度制御を容易に行うことができる。
As described above, according to the control device of FIG. 5, the primary angular velocity (angular frequency) ω is obtained without using the velocity detector, and the coordinate conversion circuits 13 and 21 and the voltage compensation values of the q-axis and the d-axis are obtained. It can be used in the computing means 26 and 27, and vector control becomes easy. Further, the rotation angular velocity estimation calculation circuit 51
The speed control can be easily performed by obtaining the estimated rotational angular speed ω rm ′ and performing feedback control with.

【0038】[0038]

【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、周知の技術に従って種々変形可能である。例えば、
図5のトルク軸成分電流指令値I1q を図8に示すよう
にライン80からトルク指令値Tを与えることによっ
て得てもよい。この図8ではライン80のトルク指令値
に乗算器81でL2 /(pMφ2d )を乗算するこ
とによってトルク軸成分電流指令値I1q を得ている。
図8において、図5と同一の部分には同一の符号を付し
てその説明を省略する。また、インバータ3のPWM制
御回路33は周知の種々の回路とすることができる。ま
た、実施例ではディジタル制御部分をマイクロコンピュ
ータによって行っているが個別回路で構成することもで
きる。また、ライン17、1/M乗算器18を省き、ラ
イン19から直接にd軸成分電流指令値I1d を入力さ
せることができる。また、φ2d を使用する演算式にお
いて、φ2d の代りにMI1d を使用することができ
る。また、誘導電動機1の各定数は測定値、設計値、演
算値のいずれであってもよい。
MODIFICATION The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, but can be variously modified according to well-known techniques. For example,
The torque axis component current command value I 1q * in FIG. 5 may be obtained by giving the torque command value T * from the line 80 as shown in FIG. In FIG. 8, a torque axis component current command value I 1q * is obtained by multiplying the torque command value T * on the line 80 by L 2 / (pMφ 2d * ) in the multiplier 81.
8, the same parts as those in FIG. 5 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. The PWM control circuit 33 of the inverter 3 can be various known circuits. Further, although the digital control portion is performed by the microcomputer in the embodiment, it may be constituted by an individual circuit. Further, the line 17 and the 1 / M multiplier 18 can be omitted, and the d-axis component current command value I 1d * can be directly input from the line 19. Further, in the operation expression using the phi 2d *, may be used MI 1d * instead of phi 2d *. Moreover, each constant of the induction motor 1 may be a measured value, a design value, or a calculated value.

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

【図1】従来の誘導電動機の制御装置を示すブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram showing a conventional control device for an induction motor.

【図2】図1のインバータを示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing the inverter of FIG.

【図3】図1のPWM制御信号形成回路の一部を示す回
路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a part of the PWM control signal forming circuit of FIG.

【図4】図3の各部の波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram of each part of FIG.

【図5】本発明の実施例の誘導電動機の制御装置を示す
ブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a control device for an induction motor according to an embodiment of the present invention.

【図6】図5の1次角速度推定演算回路を示すブロック
図である。
6 is a block diagram showing a primary angular velocity estimation calculation circuit of FIG.

【図7】図5の1次角速度推定演算回路の別の例を示す
ブロック図である。
7 is a block diagram showing another example of the primary angular velocity estimation calculation circuit of FIG.

【図8】変形例の誘導電動機の制御装置を示すブロック
図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a control device for an induction motor of a modified example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 誘導電動機 3 インバータ 13、21 座標変換回路 50 1次角速度推定演算回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Induction motor 3 Inverter 13 and 21 Coordinate conversion circuit 50 Primary angular velocity estimation arithmetic circuit

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電源と3相誘導電動機との間に接続
された3相PWM制御インバータと、 前記誘導電動機の3相の1次電流の内の少なくとも2相
分の1次電流を検出する電流検出器(5u、5v)と、 前記電流検出器で検出された1次電流を、前記誘導電動
機の回転位相に同期した回転座標変換によってトルク軸
成分電流I1qとこれに直交する磁束軸成分電流I1dに変
換する第1の変換手段(13)と、 前記誘導電動機を所望状態に回転させるためのトルク軸
成分電流指令値I1q を与える第1の指令手段(11a
)と、 前記誘導電動機を前記所望状態に回転させるための磁束
軸成分電流指令値I1d を与える第2の指令手段(1
9)と、 前記トルク軸成分電流指令値I1q と前記トルク軸成分
電流I1qとの差を求め、この差を零にするためのトルク
軸成分電圧指令値V1q を形成するトルク軸成分電圧指
令値形成手段と、 前記磁束軸成分電流指令値I1d と前記磁束軸成分電流
1dとの差を求め、この差を零にするための磁束軸成分
電圧指令値V1d*を形成する磁束軸成分電圧指令値形成
手段と、 前記トルク軸成分電圧指令値V1q と前記磁束軸成分電
圧指令値V1d とを3相電圧指令値V1u 、V1v 、V
1w に変換する第2の変換手段と(21)、 前記3相電圧指令値V1u 、V1v 、V1w に対応した
パルス幅変調(PWM)制御信号を形成して前記インバ
ータを制御するインバータ制御回路(33)と、 前記トルク軸成分電圧指令値V1q と前記トルク軸成分
電流I1qと前記磁束軸成分電流指令値I1d と誘導電動
機の1次巻線抵抗R1 と漏れインダクタンスLσと1次
自己インダクタンスL1 と微分演算子Pとに基づく ω0 =(1/L1 )[{V1q −(PLσ+R1 )
1q}/I1d ] 又はこれに等価な演算によって推定1次角速度ω0 を求
める1次角速度推定手段と、 前記推定1次角速度ω0 に基づいて前記回転位相を示す
信号を形成して前記第1の変換手段(13)に与える位
相角信号形成手段(20)とを備えていることを特徴と
する誘導電動機の制御装置。
1. A three-phase PWM control inverter connected between a DC power supply and a three-phase induction motor; and a primary current for at least two phases among three-phase primary currents of the induction motor. A current detector (5u, 5v) and a torque axis component current I 1q and a magnetic flux axis component orthogonal to the primary current detected by the current detector by rotational coordinate conversion synchronized with the rotation phase of the induction motor. First conversion means (13) for converting to a current I 1d , and first command means (11a ) for giving a torque axis component current command value I 1q * for rotating the induction motor to a desired state.
) And second command means (1 ) for giving a magnetic flux axis component current command value I 1d * for rotating the induction motor to the desired state.
9) and a torque shaft component voltage command value V 1q * for obtaining a difference between the torque shaft component current command value I 1q * and the torque shaft component current I 1q, and making the difference zero. The component voltage command value forming means determines the difference between the magnetic flux axis component current command value I 1d * and the magnetic flux axis component current I 1d, and sets the magnetic flux axis component voltage command value V 1d * for making this difference zero. The magnetic flux axis component voltage command value forming means for forming, the torque axis component voltage command value V 1q *, and the magnetic flux axis component voltage command value V 1d * are three-phase voltage command values V 1u * , V 1v * , V
Second conversion means for converting into 1w * and (21), forming a pulse width modulation (PWM) control signal corresponding to the three-phase voltage command values V 1u * , V 1v * , V 1w * An inverter control circuit (33) for controlling, the torque axis component voltage command value V 1q * , the torque axis component current I 1q , the magnetic flux axis component current command value I 1d *, and the primary winding resistance R 1 of the induction motor. Based on the leakage inductance Lσ, the primary self-inductance L1 and the differential operator P ω 0 = (1 / L1) [{V 1q * -(PLσ + R1)
I 1q} / I 1d *] or a primary angular velocity estimating means for obtaining an estimated primary angular velocity omega 0 This by equivalent calculation, to form a signal indicative of the rotational phase based on the estimated primary angular velocity omega 0 A control device for an induction motor, comprising: a phase angle signal forming means (20) applied to the first converting means (13).
【請求項2】 前記トルク軸成分電圧指令値形成手段
は、 前記トルク軸成分電流指令値I1q と前記トルク軸成分
電流I1qとの差に対応する第1の差信号を形成する第1
の差信号形成手段と、 前記第1の差信号に補償を加えてトルク軸成分電圧指令
基準値V1q′を形成する第1の補償手段と、 前記1次角速度推定手段で推定した1次角速度ω0 又は
この補正1次角速度ωから成る推定1次角速度ωa と前
記漏れインダクタンスLσと前記磁束軸成分電流I1d
前記相互インダクタンスMと2次自己インダクタンスL
2 と前記磁束軸成分電流指令値I1d とに基づく ΔV1q′=ωa {LσI1d+(M2 /I1d )/L2 } 又はこれに等価な演算を行ってトルク軸成分電圧補償値
ΔV1q′を得るためのトルク軸成分電圧補償値演算手段
と、 前記トルク軸成分電圧指令基準値V1q′に前記トルク軸
成分電圧補償値ΔV1q′を加えてトルク軸成分電圧指令
値V1q を得る第1の加算手段とから成り、 前記磁束軸成分電圧指令値形成手段は、 前記磁束軸成分電流指令値I1d と前記磁束軸成分電流
1dとの差に対応する第2の差信号を形成する第2の差
信号形成手段と、 前記第2の差信号に補償を加えて磁束軸成分電圧指令基
準値V1d′を形成する第2の補償手段と、 前記1次角速度ω0 又はこの補正1次角速度ωから成る
推定1次角速度ωa と前記漏れインダクタンスLσと前
記トルク軸成分電流I1qとに基づく ΔV1d′=−Lσωa 1q 又はこれに等価な演算を行って磁束軸成分電圧補償値Δ
1d′を得るための磁束軸成分電圧補償値演算手段と、 前記磁束軸成分電圧指令基準値V1d′に前記磁束軸成分
電圧補償値ΔV1q′を加えて磁束軸成分電圧指令値V1d
を得る第2の加算手段とから成ることを特徴とする請
求項1記載の誘導電動機の制御装置。
2. The torque shaft component voltage command value forming means forms a first difference signal corresponding to a difference between the torque shaft component current command value I 1q * and the torque shaft component current I 1q .
Difference signal forming means, first compensating means for compensating the first difference signal to form a torque axis component voltage command reference value V 1q ′, and primary angular velocity estimated by the primary angular velocity estimating means. ω 0 or the estimated primary angular velocity ω a composed of this corrected primary angular velocity ω, the leakage inductance Lσ, the magnetic flux axis component current I 1d , the mutual inductance M, and the secondary self-inductance L.
2 and ΔV 1q ′ = ω a {LσI 1d + (M 2 / I 1d * ) / L 2} based on the magnetic flux axis component current command value I 1d * or torque axis component voltage compensation by performing an equivalent calculation. A torque axis component voltage compensation value calculation means for obtaining a value ΔV 1q ′, and a torque axis component voltage command value V by adding the torque axis component voltage compensation value ΔV 1q ′ to the torque axis component voltage command reference value V 1q ′. A first adding means for obtaining 1q * , wherein the magnetic flux axis component voltage command value forming means corresponds to a difference between the magnetic flux axis component current command value I 1d * and the magnetic flux axis component current I 1d . Difference signal forming means for forming a difference signal of the magnetic flux axis component, second compensating means for forming a magnetic flux axis component voltage command reference value V 1d ′ by compensating the second difference signal, and the primary angular velocity omega 0 or the leakage inductor and the estimated primary angular velocity omega a consisting of the corrected primary angular velocity omega Chest Lσ and the torque axis component current based on the I 1q ΔV 1d '= -Lσω a I 1q or its equivalent operation to be performed flux axis component voltage compensation value Δ
'Flux axis component voltage compensation value calculating means and the magnetic flux axis component voltage command reference value V 1d to obtain a' flux axis component voltage command value V 1d plus the flux axis component voltage compensation value [Delta] V 1q 'to V 1d
2. The control device for an induction motor according to claim 1, further comprising a second adding means for obtaining * .
【請求項3】 前記1次角速度推定手段は、更に、 e2d′=V1d′−(PLσ+R1 )I1d 又はこれに等価な演算によって磁束軸成分誘起電圧推定
値e2d′を求め、この磁束軸成分誘起電圧推定値e2d
に基づいて1次角速度推定誤差補正信号を形成して前記
1次角速度ω0 に加える補正手段を有していることを特
徴とする請求項2記載の誘導電動機の制御装置。
3. The primary angular velocity estimating means further obtains a magnetic flux axis component induced voltage estimated value e 2d ′ by e 2d ′ = V 1d ′ − (PLσ + R 1 ) I 1d or a calculation equivalent thereto, and the magnetic flux Estimated axial component induced voltage e 2d
3. The control device for an induction motor according to claim 2, further comprising a correction unit that forms a primary angular velocity estimation error correction signal based on the above and adds it to the primary angular velocity ω 0 .
【請求項4】 前記第2の指令手段は、 前記誘導電動機の2次磁束指令値φ2d を供給する手段
と、 前記2次磁束指令値φ2d を前記相互インダクタンスM
で除算して前記磁束軸成分電流指令値I1d を得る手段
とから成ることを特徴とする請求項1又は2又は3記載
の誘導電動機の制御装置。
4. The second command means supplies a secondary magnetic flux command value φ 2d * of the induction motor, and the secondary magnetic flux command value φ 2d * of the mutual inductance M.
4. The control device for the induction motor according to claim 1, 2 or 3, further comprising means for obtaining the magnetic flux axis component current command value I 1d * by dividing by.
【請求項5】 前記推定1次角速度ω0 の演算を ω0 =(M/L1 )[{V1q −(PLσ+R1 )I1q}/φ2d ] で行うことを特徴とする請求項4記載の誘導電動機の制
御装置。
5. The calculation of the estimated first-order angular velocity ω 0 is performed by ω 0 = (M / L1) [{V 1q * − (PLσ + R 1) I 1q } / φ 2d * ]. Induction motor control device described.
【請求項6】 前記トルク軸成分電圧補償値ΔV1q′
を、 ΔV1q′=ωa {LσI1d+(M/L2 )φ2d } の演算で求めることを特徴とする請求項2記載の誘導電
動機の制御装置。
6. The torque axis component voltage compensation value ΔV1q ′
3. The control device for the induction motor according to claim 2, wherein ΔV 1q ′ = ω a {LσI 1d + (M / L 2) φ 2d * } is calculated.
【請求項7】 前記第1の指令手段は、 R2 (M/L2 )(I1q/φ2d )又は R2 (1/L2 )(I1q/I1d ) (但し、R2 は2次巻線抵抗、L2 は2次自己インダク
タンス)によってすべり角速度ωseを求める手段と、 前記推定1次角速度ω0 又はこの補正値ωから前記すべ
り角速度ωseを減算する手段と、 前記減算によって得た値を前記誘導電動機の極対数pに
よって除算して推定回転角速度ωrm′を得る手段と、 前記誘導電動機の所望回転角速度にするための回転角速
度指令値ωrm を供給する手段と、 前記回転角速度指令値ωrm と前記推定角速度ωrm′と
の誤差信号を形成する手段と、 前記誤差信号に対応する前記トルク軸成分電流指令値I
1q を形成する手段とから成ることを特徴とする請求項
1又は2又は3又は4又は5又は6記載の誘導電動機の
制御装置。
7. The first command means is R2 (M / L2) ( I1q / φ2d * ) or R2 (1 / L2) ( I1q / I1d * ) (where R2 is a secondary winding). line resistance, L2 is a means for obtaining a slip angular velocity omega se by the secondary self-inductance), and means for subtracting the slip angular velocity omega se from the estimated primary angular velocity omega 0 or a correction value omega, the value obtained by the subtraction Is divided by the number p of pole pairs of the induction motor to obtain an estimated rotational angular velocity ω rm ′, a means for supplying a rotational angular velocity command value ω rm * for achieving a desired rotational angular velocity of the induction motor, and the rotational angular velocity Means for forming an error signal between the command value ω rm * and the estimated angular velocity ω rm ′, and the torque axis component current command value I corresponding to the error signal
7. The control device for an induction motor according to claim 1, 2 or 3 or 4 or 5 or 6, further comprising means for forming 1q * .
【請求項8】 前記第1及び第2の変換手段、前記トル
ク軸成分電圧指令値形成手段、及び前記磁束軸成分電圧
指令値形成手段はマイクロプロセッサ又はディジタル信
号処理装置で形成されていることを特徴とする請求項1
記載の誘導電動機の制御装置。
8. The first and second converting means, the torque axis component voltage command value forming means, and the magnetic flux axis component voltage command value forming means are formed by a microprocessor or a digital signal processing device. Claim 1 characterized by
A control device for an induction motor as described in the above.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006017306A1 (en) * 2004-07-12 2006-02-16 Honeywell International Inc. Apparatus and method to control torque and voltage of an ac machine
JP2010193664A (en) * 2009-02-19 2010-09-02 Aisin Seiki Co Ltd Feedback control method, motor control method, and motor controller

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