JPH0884499A - Speed sensorless vector controller for induction motor - Google Patents

Speed sensorless vector controller for induction motor

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JPH0884499A
JPH0884499A JP6218411A JP21841194A JPH0884499A JP H0884499 A JPH0884499 A JP H0884499A JP 6218411 A JP6218411 A JP 6218411A JP 21841194 A JP21841194 A JP 21841194A JP H0884499 A JPH0884499 A JP H0884499A
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JP
Japan
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value
speed
magnetic flux
estimated
motor
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Application number
JP6218411A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Kodama
貴志 小玉
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0884499A publication Critical patent/JPH0884499A/en
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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

PURPOSE: To match an estimated motor speed and an actual motor speed by comparing a secondary excitation axial flux reference value outputted from a function generator with an estimated value and then correcting an estimated motor speed based on the error. CONSTITUTION: A subtractor 23 operates the difference between an estimated value of secondary excitation axial flux received from a coordinate converter 10 and a reference value of secondary excitation axial flux received from a function generator 21 thus determining a secondary flux difference. A subtractor 24 corrects a motor speed estimated at a speed adaptive mechanism 7 with a speed error and delivers the estimated motor speed thus corrected to a flux observer 4 of same dimension and an adder 17. Since a secondary flux estimated by the observer 4 of the same dimension is equalized to actual secondary flux of a motor, the estimated motor speed is substantially equalized to actual motor speed after correction even in a low speed operational region thus realizing a highly accurate speed control.

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、誘導電動機の速度セン
サレスベクトル制御装置に係り、低速度領域での運転で
も安定した速度制御ができるよう工夫したものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a speed sensorless vector control device for an induction motor, and is devised so that stable speed control can be performed even in operation in a low speed region.

【0002】[0002]

【従来の技術】誘導電動機の高性能な速度制御方式とし
て、すべり周波数制御形のベクトル制御方法が普及し、
これを速度センサ無しで制御する速度センサレスベクト
ル制御方法が知られている。
2. Description of the Related Art A slip frequency control type vector control method has become popular as a high performance speed control method for induction motors.
A speed sensorless vector control method for controlling this without a speed sensor is known.

【0003】図3は、速度適応2次磁束オブザーバを使
用して誘導電動機の実速度を推定する、従来の誘導電動
機の速度センサレスベクトル制御装置の制御システムを
示すものである。
FIG. 3 shows a control system of a conventional speed sensorless vector controller for an induction motor, which estimates the actual speed of the induction motor by using a speed adaptive secondary magnetic flux observer.

【0004】まず、図3を用いて、誘導電動機1の電動
機速度(回転角周波数ωr )の推定について説明をす
る。
First, the estimation of the motor speed (rotational angular frequency ω r ) of the induction motor 1 will be described with reference to FIG.

【0005】誘導電動機1の電圧方程式は、電源角周波
数(ω0 )で回転する同期回転座標系からの諸量を観測
するd−q軸で表わすと、次式(1)で与えられる。
The voltage equation of the induction motor 1 is given by the following equation (1) when it is represented by d-q axes for observing various quantities from the synchronous rotation coordinate system rotating at the power source angular frequency (ω 0 ).

【0006】[0006]

【数1】 [Equation 1]

【0007】但し、 v1d,v1q…同期回転座標(d−q軸)上の1次励磁軸
電圧,1次トルク軸電圧(V) i1d,i1q…同期回転座標(d−q軸)上の1次励磁軸
電流,1次トルク軸電流(A) λ2d,λ2q…同期回転座標(d−q軸)上の2次励磁軸
磁束,2次トルク軸磁束(Wb) ω0 …………電源角周波数(rad/sec) ωr …………電動機速度(回転角周波数,rad/sec) ωs …………すべり角周波数(rad/sec) R1 ,R2 …1次,2次抵抗(Ω) L1 ,L2 …1次,2次インダクタンス(H) M …………相互(励磁)インダクタンス(H) Lσ…………等価漏れインダクタンス(H) (Lσ=(L1 2 −M2 )/L2 ) s …………時間微分子(d/dt) そして、電源角周波数(ω0 )、電動機速度(ωr )、
すべり角周波数指令値(ωs * )の関係、及びすべり角
周波数指令値(ωs * )の算出は次式(2)で表わされ
る。 ω0 =ωr +ωs * ωs * =i1b * /i1a * ・τ2 ……(2) 但し、 τ2 …………2次時定数(τ2 =L2 /R2 ) 添字(*)…指令値あるいは設定値を表わす。いま、 i1d * = 一定 ……………………………………………(3) とし、上記(1)式において、(2),(3)式の条件
のもとに同期回転座標系(d−q軸)の1次電圧指令値
(v1d * ,v2q * )をデジタル電流制御器3の構成式で
ある下記(4)式で与えると次のようになる。
However, v 1d , v 1q ... Primary excitation axis voltage, primary torque axis voltage (V) i 1d , i 1q on synchronous rotation coordinates (dq axes) synchronous rotation coordinates (dq axes) ) Above primary excitation axis current, primary torque axis current (A) λ 2d , λ 2q ... Secondary excitation axis magnetic flux on secondary rotation coordinate (dq axis), secondary torque axis magnetic flux (Wb) ω 0 ………… Power supply angular frequency (rad / sec) ω r ………… Motor speed (rotational angular frequency, rad / sec) ω s ………… Slip angular frequency (rad / sec) R 1 , R 2 … 1 Next, secondary resistance (Ω) L 1 , L 2 … Primary, secondary inductance (H) M ………… Mutual (excitation) inductance (H) Lσ ………… Equivalent leakage inductance (H) (Lσ = (L 1 L 2 −M 2 ) / L 2 ) s ………… Time fine molecule (d / dt) And power source angular frequency (ω 0 ), motor speed (ω r ),
Relationship slip angular frequency command value (omega s *), and calculates the slip angular frequency command value (omega s *) is represented by the following formula (2). ω 0 = ω r + ω s * ω s * = i 1b * / i 1a *・ τ 2 …… (2) However, τ 2 ………… Second-order time constant (τ 2 = L 2 / R 2 ) Subscript (*): Indicates a command value or set value. Now, i 1d * = constant …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… (………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… of When the primary voltage command values (v 1d * , v 2q * ) of the synchronous rotation coordinate system (dq axes) are given by the following formula (4) which is a constitutive formula of the digital current controller 3, it becomes as follows.

【0008】[0008]

【数2】 [Equation 2]

【0009】上記(4)式を満足するように制御をする
と、同期回転座標(d−q軸)上の1次電流検出値i1
は1次電流指令値i1 * (i1d * ,i1q * )どおりの電
流が流れ、同期回転座標(d−q軸)上の2次磁束λ2
(λ2d,λ2q)は、 λ2d=Mi1d(一定), λ2q=0 …………………………(5) に保たれる。
When the control is performed so as to satisfy the above equation (4), the primary current detection value i 1 on the synchronous rotation coordinates (dq axes) is calculated.
Indicates that the current flows according to the primary current command value i 1 * (i 1d * , i 1q * ), and the secondary magnetic flux λ 2 on the synchronous rotation coordinates (d-q axes).
2d , λ 2q ) is kept at λ 2d = Mi 1d (constant), λ 2q = 0 …………………… (5).

【0010】これにより、誘導電動機1のトルク(T)
は、 T=M/L2 ・(λ2d・i1q−λ2q・i1d)=M2 /L2 ・(i1d・i1q) …………………………(6) となり、同期回転座標(d−q軸)上の2次磁束λ
2 (λ2d,λ2q)と2次電流i2 (i2d,i2q)には無
関係な非干渉化制御のベクトル制御が成立する。
As a result, the torque (T) of the induction motor 1
Is T = M / L 2 · (λ 2d · i 1q −λ 2q · i 1d ) = M 2 / L 2 · (i 1d · i 1q ) ………………………… (6) , Secondary magnetic flux λ on synchronous rotation coordinates (d-q axes)
22d , λ 2q ) and the secondary current i 2 (i 2d , i 2q ) are non-interfering control vector control.

【0011】ところで、上記(2)式から明らかなよう
に、速度センサを用いない場合は、すべり角周波数指令
値ωs * が設定されていても電動機速度ωr が未知であ
るから、電源角周波数ω0 を決定することができない
が、該電源角周波数ω0 で回転する同期回転座標(d−
q軸)上の2次磁束λ2 (λ2d,λ2q)が上記(5)式
を満足するように、該電源角周波数ω0 を制御すること
により、同様に、非干渉化制御のベクトル制御を実現す
ることができる。すなわち、同一次元磁束オブザーバ4
と速度適応機構7からなる速度適応2次磁束オブザーバ
を用いて、上記(5)式を満足するような同期回転座標
(d−q軸)上の2次磁束λ2 (λ2d,λ 2q)を推定
し、その2次磁束推定値λ2 # (λ2d # ,λ2q # )に基
づき電動機速度ωr を推定(ωr # )することにより、
上記(2)式(ω0 =ωr # +ωs *)から電源角周波
数ω0 を求め、該電源角周波数ω0 によりデジタル電流
制御器3を制御することによって非干渉化制御のベクト
ル制御を実現することができる。
By the way, as is clear from the above equation (2).
If the speed sensor is not used, the slip angular frequency command
Value ωs *Even if is set, the motor speed ωrIs unknown
Power source angular frequency ω0Can't decide
Is the power source angular frequency ω0Synchronous rotation coordinate (d-
secondary magnetic flux λ on the q-axis)22d, Λ2q) Is the above formula (5)
So that the power source angular frequency ω0To control
Similarly, vector control of non-interference control is realized by
Can be That is, the same-dimensional magnetic flux observer 4
Speed adaptive secondary magnetic flux observer consisting of
Using synchronous rotation coordinates that satisfy the above equation (5)
Secondary magnetic flux λ on (dq axis)22d, Λ 2q) Estimated
The secondary magnetic flux estimated value λ2 #2d #, Λ2q #) Based on
Motor speed ωrEstimate (ωr #)
Equation (2) (ω0= Ωr #+ Ωs *) From the power angular frequency
Number ω0And the power source angular frequency ω0Due to digital current
Vector of decoupling control by controlling the controller 3
Control can be realized.

【0012】図3に示すベクトル制御システムにおける
従来の誘導電動機の速度センサレスベクトル制御方法に
おいては、誘導電動機1の実速度を速度センサを用いな
いで検出するために、誘導電動機1の1次電流(相電
流)iu ,iv ,iw を検出し3相−2相相数変換器1
4にて相数変換した固定子座標(a−b軸)上の1次電
流検出値i1 (i1a,i1b)とする。そしてこの1次電
流検出値i1 と、固定子座標(a−b軸)上の電動機1
次電圧指令値v1 * (v1a * ,v1b * )と、速度推定値
ωr # とを入力とする同一次元磁束オブザーバ4によ
り、固定子座標(a−b軸)上の2次磁束推定値λ2 #
(λ2a # ,λ2b # )と1次電流推定値i1 #(i1a #
1b # )とを推定し、速度適応機構7にて該1次電流推
定値i1 # (i1a # ,i1b # )と1次電流検出値i
1 (i1a,i1b)とを比較した推定誤差信号(i1 −i
1 # )に基づき次式(7)で表わされる適応調整則によ
り電動機速度推定値(ωr # )を演算推定して誘導電動
機1の速度検出としている。
In the conventional speed sensorless vector control method for the induction motor in the vector control system shown in FIG. 3, in order to detect the actual speed of the induction motor 1 without using the speed sensor, the primary current of the induction motor 1 ( Phase current) i u , iv , i w are detected and the 3-phase-2 phase phase number converter 1
It is assumed that the primary current detection value i 1 (i 1a , i 1b ) on the stator coordinates (a-b axis) converted in phase number in 4 is obtained. Then, the detected primary current i 1 and the electric motor 1 on the stator coordinate (ab axis)
The secondary magnetic flux on the stator coordinate (a-b axis) is calculated by the same-dimensional magnetic flux observer 4 that receives the next voltage command value v 1 * (v 1a * , v 1b * ) and the estimated speed value ω r #. Estimated value λ 2 #
2a # , λ 2b # ) and the primary current estimated value i 1 # (i 1a # ,
i 1b # ) and the speed adaptation mechanism 7 estimates the primary current i 1 # (i 1a # , i 1b # ) and the detected primary current i.
1 (i 1a , i 1b ) is compared with the estimation error signal (i 1 −i
And a motor speed estimation value (omega r #) calculation estimated by the induction motor 1 speed detected by the adaptive tuning strategy represented by the following formula (7) based on 1 #).

【0013】 ωr # =Kp (eiaλ2b # −eibλ2a # ) +Ki ∫(eiaλ2b # −eibλ2a # )dt ………(7) 但し、 eia=i1a−i1a # :推定誤差 eib=i1b−i1b # :推定誤差 Kp :速度推定部比例ゲイン Ki :速度推定部積分ゲイン なお、同一次元2次磁束オブザーバ4と速度適応機構7
とからなる速度適応2次磁束オブザーバによって誘導電
動機の実速度の推定を行なう誘導電動機1の速度センサ
レスベクトル制御方式については、「電気学会論文誌
D,111巻11号,平成3年」(久保田、尾崎、松
瀬、中野:「適応2次磁束オブザーバを用いた誘導電動
機の速度センサレス直接形ベクトル制御」)に掲載され
ている。
Ω r # = K p (e ia λ 2b # −e ib λ 2a # ) + K i ∫ (e ia λ 2b # −e ib λ 2a # ) dt (7) However, e ia = i 1a −i 1a # : estimation error e ib = i 1b −i 1b # : estimation error K p : velocity estimation part proportional gain K i : velocity estimation part integration gain Note that the same-dimensional secondary magnetic flux observer 4 and velocity adaptation mechanism are used. 7
For the speed sensorless vector control method of the induction motor 1 that estimates the actual speed of the induction motor by the speed adaptive secondary magnetic flux observer consisting of and, see "Journal of the Institute of Electrical Engineers of Japan, Volume 11, No. 11, 1991" (Kubota, Ozaki, Matsuse, Nakano: "Velocity sensorless direct vector control of induction motor using adaptive secondary magnetic flux observer").

【0014】以下、上記速度適応2次磁束オブザーバを
使用して誘導電動機の実速度を推定する従来の速度セン
サレスベクトル制御方式について説明する。
A conventional speed sensorless vector control system for estimating the actual speed of the induction motor using the speed adaptive secondary magnetic flux observer will be described below.

【0015】図3(制御システム構成)における動作を
説明すると、電流制御部(ACR)におけるデジタル電
流制御器3において、同期回転座標(d−q軸)上の1
次電圧指令値v1 * (v1d * ,v1q * )が、前記1次電
流指令値i1 * (i1d * ,i 1q * )と1次電流検出値i
1 (i1d,i1q)が等しく(i1d * =i1d,i1q * =i
1q)なるように、非干渉化制御を可能とする条件式であ
る上記(4)式により演算される。
The operation in FIG. 3 (control system configuration)
To explain, digital current in the current controller (ACR)
In the flow controller 3, 1 on the synchronous rotation coordinate (dq axis)
Next voltage command value v1 *(V1d *, V1q *) Is the primary power
Flow command value i1 *(I1d *, I 1q *) And the primary current detection value i
1(I1d, I1q) Are equal (i1d *= I1d, I1q *= I
1q) Is a conditional expression that enables decoupling control.
It is calculated by the above equation (4).

【0016】同期回転座標(d−q軸)上の1次電圧指
令値v1 * (v1d * ,v1q * )は、座標変換器9により
固定子座標(a−b軸)上の1次電圧指令値v1 * (v
1a *,v1b * )に変換された後、2相−3相相数変換器
15により相数変換されてPWM制御インバータ2の三
相各相の1次電圧制御指令電圧vu ,vv ,vw に変換
され該PWM制御インバータ2の三相各相の出力電圧を
制御する。その結果、誘導電動機1は所望の電動機速度
指令値(ωr * )に応じて速度制御される。また、電源
角周波数ω0 で回転する同期回転座標(d−q軸)と、
誘導電動機1の固定子に固定された固定子座標(a−b
軸)との間の変換を行なう座標変換器8,9に使用され
る単位ベクトル(sin θ0 ,cos θ0 )を作り出すため
の基本位相角θ0 (θ0 =ω0 t)は次のようにして求
めることができる。即ちすべり算出器5により上記
(2)式に示すように、同期回転座標(d−q軸)上の
1次励磁軸電流指令値i1d * 、1次トルク軸電流指令値
1q * 、及び誘導電動機1の2次時定数τ2 (=L2
2 )によって求められるすべり角周波数指令値(ωs
* )と、速度適応2次磁束オブザーバ(4,7)により
推定される電動機速度推定値(ωr # )とから得られる
電源角周波数(ω0 )を、基本位相角算出用積分器11
で積分することによって、基本位相角θ0 を求めること
ができる。
Primary voltage finger on synchronous rotation coordinates (dq axes)
Command v1 *(V1d *, V1q *) By the coordinate converter 9
Primary voltage command value v on the stator coordinates (ab axis)1 *(V
1a *, V1b *2 phase to 3 phase phase number converter
The number of phases is converted by 15 and the PWM control inverter 2 has three phases.
Phase Primary voltage control command voltage v for each phaseu, Vv, VwConversion to
The output voltage of each of the three phases of the PWM control inverter 2 is
Control. As a result, the induction motor 1 is driven at the desired motor speed.
Command value (ωr *) According to the speed control. Also power
Angular frequency ω0Synchronous rotation coordinates (d-q axes) that rotate at
Stator coordinates (ab) fixed to the stator of the induction motor 1
Used for coordinate converters 8 and 9 to convert between
Unit vector (sin θ0, Cos θ0) To produce
Basic phase angle of00= Ω0t) is calculated as follows.
Can be That is, the slip calculator 5
As shown in equation (2), on the synchronous rotation coordinates (d-q axes)
Primary excitation axis current command value i1d *Primary torque axis current command value
i1q *, And the secondary time constant τ of the induction motor 12(= L2/
R2Slip angular frequency command value (ωs
*) And the speed adaptive secondary magnetic flux observer (4, 7)
Estimated motor speed estimate (ωr #) And obtained from
Power angular frequency (ω0) Is the integrator 11 for calculating the basic phase angle.
The fundamental phase angle θ0Seeking
Can be.

【0017】以上のように、従来の速度センサレスベク
トル制御方式は、電動機速度(ωr)を推定する演算過
程において遅れがあるため、電動機速度推定値
(ωr # )とすべり角周波数指令値(ωs * )との加算
により得られる電源角周波数ω0 (ω 0 =ωr # +ωs
* )が真値からずれてしまい、その結果、デジタル電流
制御器3における電源角周波数ω0 に基づいて演算され
る非干渉化制御を行なうための1次電圧指令値v1 *
ずれ、及び座標変換器8,9における座標変換のために
用いる基本位相角θ0 もずれ、結局、座標変換軸がずれ
て非干渉化制御のベクトル制御が成り立たなくなってし
まう虞がある。
As described above, the conventional speed sensor
The torque control method is based on the motor speed (ωr)
Estimated motor speed
r #) And slip angular frequency command value (ωs *) And addition
Power source angular frequency ω obtained by0 0= Ωr #+ Ωs
*) Deviates from the true value, resulting in a digital current
Power source angular frequency ω in controller 30Is calculated based on
Primary voltage command value v for decoupling control1 *of
For displacement and coordinate conversion in the coordinate converters 8 and 9
Basic phase angle used0Misalignment, eventually coordinate conversion axis misalignment
The vector control of decoupling control is no longer valid.
There is a risk of injury.

【0018】このことは、とりもなおさず誘導電動機1
の速度制御において、トルク指令値どおりのトルクが得
られないという重大な問題を起こすことになる。
This means that the induction motor 1
In the speed control of 1), a serious problem that the torque according to the torque command value cannot be obtained occurs.

【0019】そこで本願出願人は、電動機速度の推定過
程における「遅れ」となるベクトル制御座標軸のずれを
防止することにより、良好なベクトル制御を行なうこと
ができる速度センサレスベクトル制御方式を先に出願し
た(特願平5−265976号)。
Therefore, the applicant of the present application first applied for a speed sensorless vector control system capable of performing good vector control by preventing the deviation of the vector control coordinate axis which is a "lag" in the process of estimating the motor speed. (Japanese Patent Application No. 5-265976).

【0020】先に出願した特願平5−265976号の
技術は、次の知見を基に開発したものである。
The technique of Japanese Patent Application No. 5-265976 filed earlier is developed based on the following knowledge.

【0021】誘導電動機1の電動機速度推定値
(ωr # )の推定過程における「遅れ」は、誘導電動機
1側からみれば、すべり算出部5で算出されるすべり角
周波数指令値(ωs * )がずれていることに相当する。
(上記(2)式、ω0 =ωr +ωs * ,ωs =i1q *
1d * ・τ2 参照)
The "lag" in the estimation process of the estimated motor speed value (ω r # ) of the induction motor 1 is the slip angular frequency command value (ω s * calculated by the slip calculator 5 when viewed from the induction motor 1 side . ) Is offset.
(Equation (2) above, ω 0 = ω r + ω s * , ω s = i 1q * /
(See i 1d *・ τ 2 )

【0022】そこで、ベクトル制御が成立するときの電
源角周波数ω0 を決定する要件、すなわち、同期回転座
標(d−q軸)上の2次磁束推定値λ2 # のトルク軸成
分(λ2q # )を零(上式(5),(6)式参照)にする
ために、該2次トルク軸磁束推定値λ2q # を積分(ωsc
=Kωi ∫λ2q # ・dt Kωi :積分ゲイン)して得ら
れたすべり角周波数修正値ωscをすべり角周波数指令値
ωs * に加える(ωs * +ωsc)ことにより、電動機速
度推定値ωr # の「遅れ」に伴う電源角周波数ω0 のず
れΔω0 を修正することができ、座標軸のずれが防止さ
れ、完全なベクトル制御が行なわれる。(次式、参照) ω0 +Δω0 =ωr # +ωs * +ωsc Δω0 =ωsc
Therefore, the electric power when the vector control is established is established.
Source angular frequency ω0The requirement that determines
Estimated value of secondary magnetic flux λ on the mark (dq axis)2 #Torque axis
Minute (λ2q #) Is set to zero (see the above equations (5) and (6))
Therefore, the secondary torque axis magnetic flux estimated value λ2q #Integral (ωsc
= Kωi∫λ2q #・ Dt Kωi: Integral gain)
Slip angular frequency correction value ωscSlip angular frequency command value
ωs *To (ωs *+ Ωsc) Allows the motor speed
Degree estimate ωr #Power source angular frequency ω due to “delay”0Nozomi
Re Δω0Can be corrected and the coordinate axis is prevented from shifting.
And complete vector control is performed. (See the following formula) ω0+ Δω0= Ωr #+ Ωs *+ Ωsc Δω0= Ωsc

【0023】図4は、特願平5−265976号の実施
例を示すものである。
FIG. 4 shows an embodiment of Japanese Patent Application No. 5-265976.

【0024】図示制御システムにおいて、電流制御部
(ACR)におけるデジタル電流制御器3において、前
記1次電流指令値i1 * の1次トルク軸電流指令値(i
1q * )及び1次励磁軸電流指令値(i1d * )と、1次電
流検出値i1 の1次トルク軸電流検出値(i1q)及び1
次励磁軸電流検出値(i1d)とが比較され、i1q * =i
1q、及びi1d * =i1dに制御されるように、PWM制御
インバータ2を制御する同期回転座標軸(d−q軸)上
の1次電圧指令値v1 * (v1d * ,v1q * )が上記
(4)式により演算される。
In the illustrated control system, the current controller
In the digital current controller 3 in (ACR),
Primary current command value i1 *Primary torque axis current command value (i
1q *) And the primary excitation axis current command value (i1d *) And the primary power
Flow detection value i1Primary torque shaft current detection value (i1q) And 1
Secondary excitation axis current detection value (i1d) Is compared and i1q *= I
1q, And i1d *= I1dPWM control so that
On the synchronous rotation coordinate axes (dq axes) that control the inverter 2
Primary voltage command value v1 *(V1d *, V1q *) Is above
It is calculated by the equation (4).

【0025】デジタル電流制御器3の出力である1次電
圧指令値v1 * (v1d * ,v1q * )は、座標変換器9に
より固定子座標(a−b軸)上の1次電圧指令値v1 *
(v 1a * ,v1b * )に変換された後、2相−3相相数変
換器15により相数変換されて、PWM制御インバータ
2の三相各相の1次電圧制御指令電圧vu ,vv ,v w
に変換され、該PWM制御インバータ2の出力電圧を制
御する結果、誘導電動機1は所望のトルク軸電流指令値
1q * に応じてトルク制御される。
The primary power output from the digital current controller 3
Pressure command value v1 *(V1d *, V1q *) In the coordinate converter 9
Primary voltage command value v on the stator coordinates (ab axis)1 *
(V 1a *, V1b *) Is converted to 2 phase-3 phase
The number of phases is converted by the converter 15, and the PWM control inverter
2 primary voltage control command voltage v for each of the three phasesu, Vv, V w
To control the output voltage of the PWM control inverter 2.
As a result, the induction motor 1 has a desired torque axis current command value.
i1q *The torque is controlled accordingly.

【0026】誘導電動機1の実際の電動機速度(ωr
としては、次のようにして推定された電動機速度推定値
ωr # を用いる。即ち誘導電動機1の固定子座標(a−
b軸)上の1次電流検出値i1 (i1a,i1b)、1次電
圧指令値v1 * (v1a * ,v 1b * )及び電動機速度推定
値(ωr # )を入力とする同一次元磁束オブザーバ4
と、該同一次元磁束オブザーバ4により推定された1次
電流推定値i1 # (i1a # ,i1b # )と2次磁束推定値
λ2 # (λ2a # ,λ2b # )及び1次電流検出値i 1 (i
1a,i1b)に基づく上記(7)式により演算する速度適
応機構7と、からなる速度適応2次磁束オブザーバを使
用して、その電動機速度推定値ωr # を推定する。
The actual motor speed of the induction motor 1 (ωr)
Is the estimated value of the motor speed estimated as follows.
ωr #To use. That is, the stator coordinates (a-
primary current detection value i on the (b-axis)1(I1a, I1b) Primary power
Pressure command value v1 *(V1a *, V 1b *) And motor speed estimation
Value (ωr #) Input same-dimensional magnetic flux observer 4
And the primary estimated by the same-dimensional magnetic flux observer 4.
Current estimated value i1 #(I1a #, I1b #) And the estimated secondary magnetic flux
λ2 #2a #, Λ2b #) And the detected primary current i 1(I
1a, I1bBased on the above equation (7)
A speed-adaptive secondary magnetic flux observer consisting of
The motor speed estimate ωr #To estimate.

【0027】そして、実際の電動機速度(ωr )を推定
する過程における電動機速度推定値(ωr # )の「遅
れ」によって生じる電源角周波数ω0 (ω0 =ωr #
ωs *)のずれを修正するために、同一次元磁束オブザ
ーバ4により推定した固定子座標(a−b軸)上の2次
磁束推定値λ2 # (λ2a # ,λ2b # )を座標変換器10
で同期回転座標軸(d−q軸)上の2次磁束λ2 # (λ
2d # ,λ2q # )に座標変換し、該2次磁束推定値λ2 #
の2次トルク軸磁束推定値(λ2q # )をすべり角周波数
修正用積分器16にて積分しすべり角周波数修正値ωsc
(ωsc=Kωs ∫λ2q # ・dt)を求め、加算器17にて
すべり角周波数指令値ωs * に加算する。
Then, the power source angular frequency ω 00 = ω r # +) caused by the “lag” of the estimated motor speed (ω r # ) in the process of estimating the actual motor speed (ω r ).
In order to correct the deviation of ω s * ), the secondary magnetic flux estimated value λ 2 #2a # , λ 2b # ) on the stator coordinate (ab axis) estimated by the same-dimensional magnetic flux observer 4 is used as the coordinate. Converter 10
Is the secondary magnetic flux λ 2 #
2d # , λ 2q # ) and the secondary magnetic flux estimated value λ 2 #
The secondary torque axis magnetic flux estimated value (λ 2q # ) is integrated by the slip angle frequency correction integrator 16 and the slip angle frequency correction value ω sc
sc = Kω s ∫λ 2q # · dt) is obtained and added to the slip angular frequency command value ω s * by the adder 17.

【0028】すべり角周波数修正値ωscをすべり角周波
数指令値ωs * に加算することは、電動機速度推定値
(ωr # )のずれを、前記すべり角周波数修正値ωsc
よって修正することにより、上記(2)式により決定さ
れる電源角周波数(ω0 )のずれによる基本位相角(θ
0 )のずれを防止し、座標変換軸のずれを防止して、精
度のよい非干渉化制御のベクトル制御が成立することと
なる。
To add the slip angular frequency correction value ω sc to the slip angular frequency command value ω s * , the deviation of the motor speed estimated value (ω r # ) is corrected by the slip angular frequency correction value ω sc . Therefore, the basic phase angle (θ) due to the deviation of the power source angular frequency (ω 0 ) determined by the above equation (2)
0 ) is prevented, the coordinate conversion axis is prevented from being displaced, and accurate vector control of decoupling control is established.

【0029】[0029]

【発明が解決しようとする課題】ところで図3及び図4
に示す先に提案した技術では、次に述べるような課題が
残されていた。
By the way, FIG. 3 and FIG.
The previously proposed technique shown in (1) has left the following problems.

【0030】図3及び図4に示すベクトル制御装置で
は、誘導電動機1のモータ電圧を検出することが困難で
あるため、1次電圧指令値v1 * (v1a * ,v1b * )が
実際のモータ電圧値に一致していると仮定している。か
かる仮定を基に、同一次元オブザーバ4は、1次電圧指
令値v1 * (v1a * ,v1b * ),1次電流検出値i
1 (i1a,i1b),電動機速度推定値ωr # を入力値と
して、1次電流推定値i1 #(i1a # ,i1b # ),2次
磁束推定値λ2 # (λ2a # ,λ2b # )を推定演算してい
る。
Since it is difficult to detect the motor voltage of the induction motor 1 in the vector control device shown in FIGS. 3 and 4, the primary voltage command value v 1 * (v 1a * , v 1b * ) is actually It is assumed that they match the motor voltage value of. Based on this assumption, the same-dimensional observer 4 uses the primary voltage command values v 1 * (v 1a * , v 1b * ) and the primary current detection value i.
1 (i 1a , i 1b ), estimated motor speed value ω r # as input value, estimated primary current i 1 # (i 1a # , i 1b # ), estimated secondary magnetic flux λ 2 #2a # , Λ 2b # ) is estimated.

【0031】しかし1次電圧指令値v1 * と実際のモー
タ電圧値との間には誤差があり(誤差発生原因は次に述
べる)、特に出力電圧の低い低速度領域ほど誤差が大き
くなる。この電圧誤差に起因して推定演算した2次磁束
推定値λ2 # と実際の2次磁束との間に誤差が生じる。
このため速度適応機構7での推定演算に誤差が生じ、こ
の結果、電動機速度推定値ωr # に誤差が生じて速度制
御が不安定になる。
However, there is an error between the primary voltage command value v 1 * and the actual motor voltage value (the cause of the error will be described below), and the error becomes larger especially in the low speed region where the output voltage is low. Due to this voltage error, an error occurs between the estimated secondary magnetic flux estimated value λ 2 # and the actual secondary magnetic flux.
For this reason, an error occurs in the estimation calculation in the speed adaptation mechanism 7, and as a result, an error occurs in the motor speed estimated value ω r # and the speed control becomes unstable.

【0032】ここで上述した電圧誤差の2つの要因を説
明する。
Two factors of the voltage error described above will be described.

【0033】<第1の電圧誤差要因>PWM制御インバ
ータ2のインバータ部に使用される主スイッチング素子
にはスイッチング遅れがあり、この遅れ時間による上下
アームの短絡を防止するために、短絡防止期間(デッド
タイム)を設けている。このデッドタイムがあるため、
実際のモータ電圧値と1次電圧指令値v1 * とが異なっ
てしまう。そこで現在では、この電圧誤差を少なくする
ため、PWM制御インバータ2の出力電圧を、上記デッ
ドタイムに合わせて遅らせるデッドタイム補償回路を設
けているが、完全な補償はできず、電圧誤差が残存して
いた。
<First Voltage Error Factor> The main switching element used in the inverter part of the PWM control inverter 2 has a switching delay. In order to prevent the upper and lower arms from being short-circuited due to this delay time, a short circuit prevention period ( Dead time). Because of this dead time,
The actual motor voltage value and the primary voltage command value v 1 * are different. Therefore, at present, in order to reduce this voltage error, a dead time compensating circuit for delaying the output voltage of the PWM control inverter 2 in accordance with the dead time is provided. However, complete compensation cannot be performed and the voltage error remains. Was there.

【0034】<第2の電圧誤差要因>PWM制御インバ
ータ2のPWM変調指令部では、1次電圧制御指令電圧
u,vv ,vw と、搬送波信号(例えば三角波)とを
比較し、その大小によりPWM変調指令(ベース電流)
を発生している。このPWM変調指令のハイ・ローに応
じてインバータ部の主スイッチング素子がオン・オフし
て等価正弦波出力電圧を作り出している。上記PWM変
調指令部がデジタルで構成されている場合には、指令電
圧vu ,vv ,vw と搬送波信号とをデジタル比較して
PWM変調指令を作るため、搬送波分解能や電圧演算値
の分解能に起因して、実際のモータ電圧値と1次電圧指
令値v1 * との間に誤差が生じてしまう。
<Second Voltage Error Factor> In the PWM modulation command section of the PWM control inverter 2, the primary voltage control command voltages v u , v v , v w are compared with the carrier signal (for example, triangular wave), and the PWM modulation command (base current) depending on size
Is occurring. The main switching element of the inverter section is turned on / off according to the high / low of the PWM modulation command to produce an equivalent sine wave output voltage. When the PWM modulation command section is digitally configured, the command voltages v u , v v , and v w are digitally compared with the carrier signal to generate a PWM modulation command, so that the carrier resolution and the resolution of the voltage calculation value are set. Therefore, an error occurs between the actual motor voltage value and the primary voltage command value v 1 * .

【0035】本発明は、上記従来技術に鑑み、低速運転
領域でも安定した速度制御のできる誘導電動機の速度セ
ンサレスベクトル制御装置を提供することを目的とす
る。
In view of the above-mentioned prior art, it is an object of the present invention to provide a speed sensorless vector control device for an induction motor capable of performing stable speed control even in a low speed operation region.

【0036】[0036]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第1
の本発明の構成は、1次電流指令値(i1 * )と1次電
流検出値(i1 )と電源角周波数(ω0 )を入力し、誘
導電動機の電流非干渉化制御を行ない1次電圧指令値
(v1 * )を出力する電流制御器(3)と、前記電流制
御器(3)の出力である1次電圧指令値(v1 * )を基
に誘導電動機を速度制御する電力変換器(2)と、1次
電流検出値(i1 )と1次電圧指令値(v1 * )と電動
機速度推定値(ω r # )をそれぞれ入力し、1次電流推
定値i1 # と2次磁束推定値λ2 # を推定する同一次元
磁束オブザーバ(4)と、前記同一次元磁束オブザーバ
(4)の出力である1次電流推定値i1 # と2次磁束推
定値λ2 # と、1次電流検出値(i1 )をそれぞれ入力
し、電動機速度推定値(ωr # )を推定演算して出力す
る速度適応機構(7)と、1次電流指令値(i1 * )の
励磁軸成分とトルク軸成分を基に該電動機のすべり角周
波数指令値(ωs * )を演算し出力するすべり算出器
(5)と、前記すべり算出器(5)の出力であるすべり
角周波数指令値(ωs * )に電動機速度推定値
(ωr # )を加算して前記電流制御器(3)の制御入力
である電源角周波数(ω0 )を出力する加算器(17)
と、を具備する誘導電動機の速度センサレスベクトル制
御装置において、前記同一次元オブザーバ(4)の出力
である固定子座標上の2次励磁軸磁束推定値(λ2a #
を同期回転座標上の2次励磁軸磁束推定値(λ2d # )に
座標変換する座標変換器(10)と、前記誘導電動機
(1)の実際の2次励磁軸磁束値にほぼ等しくなるよう
演算された2次励磁軸基準値(λ0d)が各回転速度ごと
に設定されており、電動機速度推定値ωr # に応じて前
記2次励磁軸磁束基準値(λ0d)を出力する関数発生器
(21)と、前記座標変換器(10)から出力される2
次励磁軸磁束推定値(λ2d # )と、前記関数発生器(2
1)から出力される2次励磁軸磁束基準値(λ0d)との
偏差である2次磁束偏差値(Δλ)を求め、この2次磁
束偏差値(Δλ)に係数(K p )を乗算して乗算値(K
p ・Δλ)を求め、更に前記速度適応機構(7)から出
力される電動機速度推定値(ωr # )から乗算値(Kp
・Δλ)を減算することにより修正電動機速度推定値
(ωr # ')を求め、この修正電動機速度推定値
(ωr # ')を同一次元オブザーバ(4)及び加算器(1
7)へ送る修正演算部と、を備えたことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] First to solve the above problems
In the configuration of the present invention, the primary current command value (i1 *) And the primary power
Flow detection value (i1) And power angular frequency (ω0) And invite
Conductor motive current decoupling control is performed and primary voltage command value
(V1 *) Output current controller (3) and the current control
The primary voltage command value (v1 *) Based
Power converter (2) for controlling the speed of the induction motor and the primary
Current detection value (i1) And the primary voltage command value (v1 *) And electric
Aircraft speed estimate (ω r #) Respectively and input the primary current
Constant i1 #And secondary magnetic flux estimated value λ2 #Same dimension to estimate
Magnetic flux observer (4) and the same-dimensional magnetic flux observer
Estimated primary current value i which is the output of (4)1 #And secondary magnetic flux
Constant value λ2 #And the primary current detection value (i1) For each
The estimated motor speed (ωr #) Is estimated and output
Speed adaptive mechanism (7) and the primary current command value (i1 *)of
Based on the excitation axis component and the torque axis component, the slip angle around the motor
Wave number command value (ωs *) For calculating and outputting
(5) and the slip which is the output of the slip calculator (5)
Angular frequency command value (ωs *) Motor speed estimate
r #) Is added to the control input of the current controller (3)
Power source angular frequency (ω0) Output adder (17)
Induction motor speed sensorless vector control
Output of the same-dimensional observer (4)
Estimated value of the secondary excitation axis magnetic flux (λ2a #)
Is the secondary excitation axis magnetic flux estimation value (λ2d #) To
A coordinate converter (10) for coordinate conversion, and the induction motor
To be approximately equal to the actual secondary excitation axis magnetic flux value in (1)
Calculated secondary excitation axis reference value (λ0d) Is for each rotation speed
The estimated motor speed value ωr #According to
Note: Secondary excitation axis magnetic flux reference value (λ0d) Output function generator
(21) and 2 output from the coordinate converter (10)
Estimated magnetic flux of secondary excitation axis (λ2d #) And the function generator (2
2) Excitation axis magnetic flux reference value (λ0d) With
The secondary magnetic flux deviation value (Δλ), which is the deviation, is calculated, and the secondary magnetic
The coefficient (K p), And the multiplication value (K
p・ Calculate Δλ) and then output from the speed adaptation mechanism (7).
Estimated motor speed (ω)r #) To the multiplication value (Kp
・ Modified motor speed estimated value by subtracting Δλ)
r #') And calculate this modified motor speed estimate
r #') Is the same dimension observer (4) and adder (1
7) for sending to the correction calculation unit.

【0037】また第2の本発明の構成は、前記修正演算
部では、誘導電動機(1)が始動した時点から電動機2
次磁束が確立する遅延時間が経過した以降において、電
動機速度推定値(ωr # )から乗算値(Kp ・Δλ)を
減算して修正電動機速度推定値(ωr # ')を出力する動
作を開始することを特徴とする。
In the configuration of the second aspect of the present invention, in the correction calculation section, the electric motor 2 is operated from the time when the induction motor (1) is started.
In the following the delay time following a magnetic flux is established has elapsed, the operation of outputting a motor speed estimated value (ω r #) subtraction and correct motor speed estimate a multiplication value (K p · Δλ) from the (ω r # ') It is characterized by starting.

【0038】[0038]

【作用】速度センサレスベクトル制御装置では、低速運
転領域になると、1次電圧指令値v1 * と実際のモータ
電圧値との間には誤差が生じ、推定演算した2次磁束推
定値λ2 # と実際の2次磁束との間に誤差が発生する。
本発明では、2次磁束推定値λ2 # と実際の2次磁束と
の差に応じて、電動機速度推定値ωr # を補正すること
により、電動機速度推定値ωr # を実際の電動機速度に
合わせる。
In the speed sensorless vector control device, an error occurs between the primary voltage command value v 1 * and the actual motor voltage value in the low speed operation region, and the estimated secondary magnetic flux estimated value λ 2 # is calculated. An error occurs between the actual secondary magnetic flux and the actual secondary magnetic flux.
In the present invention, in accordance with the difference between the actual secondary magnetic flux and the secondary magnetic flux estimated value lambda 2 #, by correcting the motor speed estimated value omega r #, the actual motor speed the motor speed estimated value omega r # To match.

【0039】[0039]

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。なお従来技術と同一部分には同一符号を付し
重複する説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The same parts as those of the conventional technique are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.

【0040】図1は本発明の実施例を示す。本実施例
は、図4に示す従来装置からすべり角周波数修正用積分
器16を取り外し、新たに関数発生器21,乗算器22
及び減算器23,24を加えた構成となっている。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the slip angle frequency correcting integrator 16 is removed from the conventional device shown in FIG. 4, and a function generator 21 and a multiplier 22 are newly added.
And subtractors 23 and 24 are added.

【0041】図1に示すように座標変換器10は、同一
次元磁束オブザーバ4で推定演算した固定座標上の2次
磁束推定値λ2a # ,λ2b # を、回転座標上の2次磁束推
定値λ2d # ,λ2q # に座標変換する。このうち、2次励
磁軸磁束推定値λ2d # が減算器23に入力される。
As shown in FIG. 1, the coordinate converter 10 estimates the secondary magnetic flux estimated values λ 2a # and λ 2b # on the fixed coordinates, which are estimated and calculated by the same-dimensional magnetic flux observer 4, to estimate the secondary magnetic flux on the rotating coordinates. Coordinates are converted to the values λ 2d # and λ 2q # . Of these, the secondary excitation axis magnetic flux estimated value λ 2d # is input to the subtractor 23.

【0042】一方、関数発生器21は、図2に示すよう
に、電動機速度推定値ωr # に応じて、予め定めた振幅
値の2次励磁軸磁束基準値λ0d(回転座標上の値)を出
力する。この2次励磁軸磁束基準値λ0dは誘導電動機1
のモータ定数、励磁電流及び励磁インダクタンスを基に
演算したものであり、各回転速度において2次励磁軸磁
束基準値λ0dが、誘導電動機1の実際の2次励磁軸磁束
値(回転座標上の値)とほぼ同じになるようにしてい
る。よって2次励磁軸磁束基準値λ0dは、誘導電動機1
の回転速度が0からN1 の間では一定であるが、N1
越えると回転速度が増すにつれて漸減していく。なお、
関数発生器21には、モータ回転速度に応じた基準値λ
0dを用意するだけですむため、この関数は容易に算出で
きる。
On the other hand, as shown in FIG. 2, the function generator 21 causes the secondary excitation axis magnetic flux reference value λ 0d (value on the rotational coordinate) of the amplitude value determined in advance according to the motor speed estimated value ω r #. ) Is output. This secondary excitation shaft magnetic flux reference value λ 0d is the induction motor 1
Is calculated based on the motor constant, the exciting current, and the exciting inductance, and the secondary excitation axis magnetic flux reference value λ 0d at each rotation speed is the actual secondary excitation axis magnetic flux value (on the rotation coordinate). Value)). Therefore, the secondary excitation shaft magnetic flux reference value λ 0d is the induction motor 1
The rotation speed of is constant from 0 to N 1 , but when it exceeds N 1 , it gradually decreases as the rotation speed increases. In addition,
The function generator 21 has a reference value λ corresponding to the motor rotation speed.
Since only need to prepare 0d, this function can be easily calculated.

【0043】減算器23では、座標変換器10から送ら
れてくる2次励磁軸磁束推定値λ2d # と、関数発生器2
1から送られてくる2次励磁軸磁束基準値λ0dとの差分
演算をして2次磁束偏差値Δλを求める。この2次磁束
偏差値Δλは、2次励磁軸磁束推定値λ2d # と実際の2
次励磁軸磁束値との差に対応している。一般的には2次
励磁軸磁束推定値λ2d # の方が実際の2次励磁軸磁束値
よりも大きい傾向にある。
The subtractor 23 sends the data from the coordinate converter 10.
Estimated value of the secondary excitation axis magnetic flux λ2d #And the function generator 2
Secondary excitation axis magnetic flux reference value λ sent from 10dDifference from
The secondary magnetic flux deviation value Δλ is calculated. This secondary magnetic flux
The deviation value Δλ is the secondary excitation shaft magnetic flux estimated value λ2d #And the actual 2
It corresponds to the difference with the magnetic flux value of the secondary excitation axis. Generally secondary
Excitation axis flux estimate λ2d #Is the actual secondary excitation axis magnetic flux value
Tends to be larger than.

【0044】乗算器22は2次磁束偏差値Δλに比例係
数Kp (1以下の数)を乗算し、乗算値Kp ・Δλを出
力する。比例係数Kp を乗算することにより、乗算値K
p ・Δλは、2次磁束偏差値Δλに対応した電動機速度
を示す値となる。
The multiplier 22 multiplies the secondary magnetic flux deviation value Δλ by a proportional coefficient K p (a number of 1 or less) and outputs a multiplication value K p · Δλ. By multiplying by the proportionality coefficient K p , the multiplication value K
p · Δλ is a value indicating the motor speed corresponding to the secondary magnetic flux deviation value Δλ.

【0045】減算器24では、速度適応機構7で推定演
算した電動機速度推定値ωr # から乗算値Kp ・Δλを
減算して修正電動機速度推定値ωr # ’を出力する。こ
の修正電動機速度推定値ωr # ’は、2次励磁軸磁束推
定値λ2d # と実際の2次励磁軸磁束との偏差に起因する
速度誤差を補正した値となっている。このように速度誤
差を補正した修正電動機速度推定値ωr # ’を、同一次
元磁束オブザーバ4及び加算器17へ入力するようにし
ている。このため同一次元磁束オブザーバ4で推定演算
した2次磁束推定値λ2 # が実際のモータ2次磁束と等
しくなり、低速運転領域でも推定演算した修正電動機速
度推定値ωr # ’と実際の電動機速度とがほぼ等しくな
り、精度のよい速度制御ができる。
The subtracter 24 subtracts the multiplication value K p .Δλ from the estimated motor speed value ω r # estimated and calculated by the speed adaptation mechanism 7 and outputs the corrected estimated motor speed value ω r # '. This corrected motor speed estimated value ω r # 'is a value obtained by correcting the speed error caused by the deviation between the secondary excitation axis magnetic flux estimated value λ 2d # and the actual secondary excitation axis magnetic flux. The corrected motor speed estimated value ω r # 'corrected for the speed error is input to the same-dimensional magnetic flux observer 4 and the adder 17. Therefore, the secondary magnetic flux estimated value λ 2 # estimated and calculated by the same-dimensional magnetic flux observer 4 becomes equal to the actual motor secondary magnetic flux, and the corrected motor speed estimated value ω r # 'estimated and calculated even in the low speed operation region and the actual motor. The speed becomes almost equal, and accurate speed control can be performed.

【0046】なお減算器24は、誘導電動機1を始動し
た時点から、モータ2次磁束が確立する遅延時間が経過
した以降から、上述した減算演算を開始する。これは、
モータ始動時における推定速度の修正演算は、モータ2
次磁束が確立するまでの状態の把握が困難なため、正し
い修正演算が得られない場合があることを考慮したから
である。
The subtractor 24 starts the above-described subtraction calculation after the delay time for establishing the secondary magnetic flux of the motor elapses from the time when the induction motor 1 is started. this is,
The correction calculation of the estimated speed at the motor start is performed by the motor 2
This is because it is difficult to understand the state until the next magnetic flux is established, and it is considered that correct correction calculation may not be obtained.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上実施例と共に具体的に説明したよう
に第1の本発明では、関数発生器から出力する2次励磁
軸磁束基準値λ0dと推定演算した2次励磁軸磁束推定値
λ2d #との大きさを比較し、その誤差値を、推定演算し
た電動機速度推定値ωr # の誤差に対応した値とみなし
て、電動機速度推定値ωr # を修正演算して修正電動機
速度推定値ωr # ’を出力する。そしてこの修正電動機
速度推定値ωr # ’を同一次元磁束オブザーバ4へ入力
するため、低速度運転領域であっても、速度推定能力が
向上する。
As described above in detail with the embodiments, in the first aspect of the present invention, the secondary excitation axis magnetic flux estimated value λ estimated and calculated as the secondary excitation axis magnetic flux reference value λ 0d output from the function generator. comparing the magnitude of the 2d #, the error value, is regarded as a value corresponding to the estimated computed motor speed estimated value omega r # error, the motor speed estimated value omega r Fixed # operation and correct motor speed Output the estimated value ω r # '. Since the corrected motor speed estimated value ω r # 'is input to the same-dimensional magnetic flux observer 4, the speed estimation ability is improved even in the low speed operation region.

【0048】また第2の本発明では、モータ2次磁束が
確立した後に電動機速度の修正演算を行うため、始動時
における不要な修正演算を行なわなくてもよい。
Further, in the second aspect of the present invention, since the correction calculation of the motor speed is performed after the secondary magnetic flux of the motor is established, it is not necessary to perform the unnecessary correction calculation at the time of starting.

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

【図1】本発明の実施例を示す構成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】関数発生器の出力特性を示す特性図。FIG. 2 is a characteristic diagram showing an output characteristic of a function generator.

【図3】従来技術を示す構成図。FIG. 3 is a configuration diagram showing a conventional technique.

【図4】従来技術を示す構成図。FIG. 4 is a configuration diagram showing a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 誘導電動機 2 PWM制御インバータ 3 デジタル電流制御器 4 同一次元磁束オブザーバ 5 すべり算出器 6 速度制御器 7 速度適応機構 8 座標変換器 9 座標変換器 10 座標変換器 11 基本位相角算出用積分器 16 すべり角周波数修正用積分器 17 加算器 21 関数発生器 22 乗算器 23,24 減算器 ωs すべり角周波数 ωs * すべり角周波数指令値 ωsc すべり角周波数修正値 ω0 電源角周波数 ωr 電動機速度 ωr * 電動機速度指令値 ωr # 電動機速度推定値 ωr # ’ 修正電動機速度推定値 v1 1次電圧 v1d 1次励磁軸電圧 v1q 1次トルク軸電圧 v1 * 1次電圧指令値 v1d * ,v1q * 1次励磁軸電圧指令値 v1a * ,v1b * 1次トルク軸電圧指令値 iu ,iv ,iw 1次電流 i1 1次電流検出値 i1d,i1a 1次励磁軸電流検出値 i1q,i1b 1次トルク軸電流検出値 i1 * 1次電流指令値 i1d * 1次励磁軸電流指令値 i1q * 1次トルク軸電流指令値 i1 # 1次電流推定値 i1a # 1次励磁軸電流推定値 i1b # 1次トルク軸電流推定値 λ2 2次磁束 λ2d,λ2a 2次励磁軸磁束 λ2q,λ2b 2次トルク軸磁束 λ2 # 2次磁束推定値 λ2d # ,λ2a # 2次励磁軸磁束推定値 λ2q # ,λ2b # 2次トルク軸磁束推定値 λ0d 2次励磁軸磁束基準値 Δλ 2次磁束偏差値 vu ,vv ,vw 1次電圧制御指令電圧 θ0 基本位相角1 Induction motor 2 PWM control inverter 3 Digital current controller 4 Same-dimensional magnetic flux observer 5 Slip calculator 6 Speed controller 7 Speed adaptation mechanism 8 Coordinate converter 9 Coordinate converter 10 Coordinate converter 11 Basic phase angle integrator 16 Slip angular frequency correction integrator 17 Adder 21 Function generator 22 Multiplier 23, 24 Subtractor ω s Slip angular frequency ω s * Slip angular frequency command value ω sc Slip angular frequency correction value ω 0 Power angular frequency ω r Motor speed ω r * motor speed command value ω r # motor speed estimated value ω r # 'modify motor speed estimate v 1 1 primary voltage v 1d 1 primary excitation axis voltage v 1q 1-order torque-axis voltage v 1 * 1 primary voltage directive The value v 1d *, v 1q * 1 primary excitation axis voltage command value v 1a *, v 1b * 1 primary torque-axis voltage command value i u, i v, i w 1 primary current i 1 1 primary current detection value i 1d, i 1a 1 primary excitation axis current detection value 1q, i 1b 1 primary torque axis current detection value i 1 * 1 primary current command value i 1d * 1 primary excitation axis current command value i 1q * 1 primary torque axis current command value i 1 # 1 primary current estimated value i 1a # Primary excitation shaft current estimated value i 1b # Primary torque shaft current estimated value λ 2 Secondary magnetic flux λ 2d , λ 2a Secondary excitation shaft magnetic flux λ 2q , λ 2b Secondary torque shaft magnetic flux λ 2 # Secondary magnetic flux estimated value λ 2d # , λ 2a # Secondary excitation axis flux estimation value λ 2q # , λ 2b # Secondary torque axis flux estimation value λ 0d Secondary excitation axis flux reference value Δλ Secondary flux deviation value v u , v v , v w Primary voltage control command voltage θ 0 Basic phase angle

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 1次電流指令値(i1 * )と1次電流検
出値(i1 )と電源角周波数(ω0 )を入力し、誘導電
動機の電流非干渉化制御を行ない1次電圧指令値(v1
* )を出力する電流制御器(3)と、 前記電流制御器(3)の出力である1次電圧指令値(v
1 * )を基に誘導電動機を速度制御する電力変換器
(2)と、 1次電流検出値(i1 )と1次電圧指令値(v1 * )と
電動機速度推定値(ω r # )をそれぞれ入力し、1次電
流推定値i1 # と2次磁束推定値λ2 # を推定する同一
次元磁束オブザーバ(4)と、 前記同一次元磁束オブザーバ(4)の出力である1次電
流推定値i1 # と2次磁束推定値λ2 # と、1次電流検
出値(i1 )をそれぞれ入力し、電動機速度推定値(ω
r # )を推定演算して出力する速度適応機構(7)と、 1次電流指令値(i1 * )の励磁軸成分とトルク軸成分
を基に該電動機のすべり角周波数指令値(ωs * )を演
算し出力するすべり算出器(5)と、 前記すべり算出器(5)の出力であるすべり角周波数指
令値(ωs * )に電動機速度推定値(ωr # )を加算し
て前記電流制御器(3)の制御入力である電源角周波数
(ω0 )を出力する加算器(17)と、 を具備する誘導電動機の速度センサレスベクトル制御装
置において、 前記同一次元オブザーバ(4)の出力である固定子座標
上の2次励磁軸磁束推定値(λ2a # )を同期回転座標上
の2次励磁軸磁束推定値(λ2d # )に座標変換する座標
変換器(10)と、 前記誘導電動機(1)の実際の2次励磁軸磁束値にほぼ
等しくなるよう演算された2次励磁軸基準値(λ0d)が
各回転速度ごとに設定されており、電動機速度推定値ω
r # に応じて前記2次励磁軸磁束基準値(λ0d)を出力
する関数発生器(21)と、 前記座標変換器(10)から出力される2次励磁軸磁束
推定値(λ2d # )と、前記関数発生器(21)から出力
される2次励磁軸磁束基準値(λ0d)との偏差である2
次磁束偏差値(Δλ)を求め、この2次磁束偏差値(Δ
λ)に係数(K p )を乗算して乗算値(Kp ・Δλ)を
求め、更に前記速度適応機構(7)から出力される電動
機速度推定値(ωr # )から乗算値(Kp ・Δλ)を減
算することにより修正電動機速度推定値(ωr # ')を求
め、この修正電動機速度推定値(ωr # ')を同一次元オ
ブザーバ(4)及び加算器(17)へ送る修正演算部
と、 を備えたことを特徴とする誘導電動機の速度センサレス
ベクトル制御装置。
1. A primary current command value (i1 *) And primary current detection
Outgoing price (i1) And power angular frequency (ω0) And enter induction
The primary voltage command value (v1
*), And a primary voltage command value (v) that is the output of the current controller (3).
1 *), A power converter that controls the speed of the induction motor
(2) and the primary current detection value (i1) And the primary voltage command value (v1 *)When
Estimated motor speed (ω r #) For each
Flow estimate i1 #And secondary magnetic flux estimated value λ2 #Estimate the same
Dimensional magnetic flux observer (4) and the primary power output from the same dimensional magnetic flux observer (4)
Flow estimate i1 #And secondary magnetic flux estimated value λ2 #And primary current detection
Outgoing price (i1), And estimate the motor speed (ω
r #) And a speed adaptation mechanism (7) that estimates and outputs the primary current command value (i1 *) Excitation axis component and torque axis component
Based on the slip angular frequency command value (ωs *Play)
A slip calculator (5) that calculates and outputs, and a slip angular frequency finger that is an output of the slip calculator (5).
Command value (ωs *) To the estimated motor speed (ωr #) Is added
Power source angular frequency which is the control input of the current controller (3)
0) Output adder (17), and an induction motor speed sensorless vector control device comprising:
Where the stator coordinates are the output of the same-dimensional observer (4)
Upper secondary excitation axis magnetic flux estimated value (λ2a #) On the synchronous rotation coordinate
Secondary excitation axis magnetic flux estimated value (λ2d #) Coordinate to convert
The converter (10) and the induction motor (1) actual secondary excitation shaft magnetic flux value is almost
Secondary excitation axis reference value (λ0d)But
It is set for each rotation speed, and the estimated motor speed ω
r #According to the secondary excitation shaft magnetic flux reference value (λ0d) Is output
Function generator (21) for performing the secondary excitation axis magnetic flux output from the coordinate converter (10)
Estimated value (λ2d #) And output from the function generator (21)
Secondary excitation axis magnetic flux reference value (λ0d) And 2
The secondary magnetic flux deviation value (Δλ) is calculated, and this secondary magnetic flux deviation value (Δ
The coefficient (K p), And the multiplication value (Kp・ Δλ)
Electric power output from the speed adaptation mechanism (7)
Aircraft speed estimate (ωr #) To the multiplication value (Kp・ Δλ) reduced
The corrected motor speed estimated value (ωr #')
Therefore, this modified motor speed estimate (ωr #')
Correction calculation unit to send to buzzer (4) and adder (17)
And a speed sensorless induction motor.
Vector controller.
【請求項2】 前記修正演算部では、誘導電動機(1)
が始動した時点から電動機2次磁束が確立する遅延時間
が経過した以降において、電動機速度推定値(ωr #
から乗算値(Kp ・Δλ)を減算して修正電動機速度推
定値(ωr #')を出力する動作を開始することを特徴と
する請求項1の誘導電動機の速度センサレスベクトル制
御装置。
2. The induction motor (1) in the correction calculator.
After the delay time when the secondary magnetic flux of the motor is established has elapsed from the time when the motor started, the estimated motor speed (ω r # )
The speed sensorless vector control device for an induction motor according to claim 1, wherein the operation for outputting the corrected motor speed estimated value (ω r # ') by subtracting the multiplication value (K p · Δλ) from is started.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009041157A1 (en) * 2007-09-27 2009-04-02 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Inverter control device and its control method

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