JPH10210800A - Controller for induction motor - Google Patents

Controller for induction motor

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Publication number
JPH10210800A
JPH10210800A JP9011307A JP1130797A JPH10210800A JP H10210800 A JPH10210800 A JP H10210800A JP 9011307 A JP9011307 A JP 9011307A JP 1130797 A JP1130797 A JP 1130797A JP H10210800 A JPH10210800 A JP H10210800A
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JP
Japan
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torque
current command
current
induction motor
command
Prior art date
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Pending
Application number
JP9011307A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Kusaka
康 日下
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPH10210800A publication Critical patent/JPH10210800A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To control the output torque of an induction motor accurately even in a region subjected to limitation by the power supply voltage. SOLUTION: In a region I of relatively low torque, an exciting current command Id* and a torque current command Iq* are varied along a maximum efficiency line and the output torque of an induction motor is controlled by (Id*, Iq*). In a region III of relatively high torque, output torque of the induction motor is controlled by Iq*/Id*, i.e., the slip, and a margin BC for the limit line due to limitation of power supply voltage is imparted with respect to the (Id*, Iq*). Terminal voltage of the induction motor is fixed at a level corresponding to the power supply voltage because the margin BC is imparted, and the output torque can be controlled accurately by the slip.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、誘導モータを制御
する制御装置に関する。
[0001] The present invention relates to a control device for controlling an induction motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】誘導モータは電気自動車の走行用モータ
等として使用されており、またその出力を制御する方法
としては、モータ一次電流を励磁電流成分Id及びトル
ク電流成分Iqに分けて制御するというベクトル制御が
周知である。ここでいうIdは、誘導モータに二次磁束
Φ2を発生させる成分であり、Iqは、誘導モータに出
力トルクTを発生させる成分である。
2. Description of the Related Art An induction motor is used as a drive motor for an electric vehicle, and its output is controlled by dividing a motor primary current into an excitation current component Id and a torque current component Iq. Vector control is well known. Here, Id is a component that causes the induction motor to generate the secondary magnetic flux Φ2, and Iq is a component that causes the induction motor to generate the output torque T.

【0003】図6に、回転数一定との条件下にTと(I
d、Iq)との関係を示す。Tは、IqとΦ2との鎖交
により生じるトルクであるため、Id×Iqに比例す
る。従って、あるTを実現できるような(Id、Iq)
を結んでいくと、図中「定トルクライン」と付記されて
いるカーブが得られる。また、より大きなTに係る定ト
ルクラインは小さなTに係る定トルクラインに比べ図中
大電流側に位置する。他方、誘導モータの効率が最大に
なる(Id、Iq)を結んでいくと、図中「最大効率ラ
イン」と付記されている直線が得られる(ここでは、鉄
損や磁気飽和を無視している)。従って、最大効率を保
ちながらTを増大させようとするのであれば、(Id、
Iq)の制御目標値たる励磁電流指令値Id* 及びトル
ク電流指令値Iq* をこの最大効率ラインに沿って共に
増大させていけばよい。
[0003] FIG. 6 shows that T and (I
d, Iq). T is proportional to Id × Iq because T is a torque generated by the linkage between Iq and Φ2. Therefore, (Id, Iq) that can realize a certain T
, A curve denoted as “constant torque line” in the figure is obtained. Further, the constant torque line relating to the larger T is located on the higher current side in the figure as compared with the constant torque line relating to the smaller T. On the other hand, when the efficiency of the induction motor is maximized (Id, Iq), a straight line labeled “Maximum efficiency line” is obtained in the figure (here, iron loss and magnetic saturation are ignored). There). Therefore, if T is to be increased while maintaining the maximum efficiency, (Id,
The exciting current command value Id * and the torque current command value Iq *, which are the control target values of Iq), may be increased together along this maximum efficiency line.

【0004】しかし、実際には、誘導モータに一次電流
を供給するための電源の電圧は有限である。従って、図
6の最大効率ラインに沿って(Id* 、Iq* )ひいて
は(Id、Iq)を増大させていくと、いずれ、図7に
示すような略楕円状のカーブである“電源電圧とモータ
端子電圧による出力制限”に出会う。即ち、(Id*
Iq* )と等しい(Id、Iq)を実現するのに必要な
モータ端子電圧が誘導モータに一次電流を供給するため
の電源の電圧と等しくなるほどに、当該モータ端子電圧
が上昇するに至る。この点を超えて(Id* 、Iq*
を増大させても、要求されるモータ端子電圧に対する実
際の電源電圧の不足のため(Id* 、Iq* )を実現す
ることができず、トルク不足を含め支障が生じる。この
出力制限を考慮に入れたときの最大効率ラインは、図8
に示されるように、原点(Id、Iq)=(0、0)か
ら点A即ち要求されるモータ端子電圧と印加できる電源
電圧とが等しくなる点までは、図6の如き直線(領域
I)で、点Aよりも大電流の部分は、図7中の出力制限
のラインに沿ったカーブ(領域II)を有するラインに
なる。領域Iにて(Id* 、Iq* )を共に増大させる
ことにより出力トルクTを増大させているのに対し、領
域IIでは、Iq* を増大させてTを増すと共にId*
を低減してモータ端子電圧を電源電圧値まで低減してい
る。
However, in practice, the voltage of a power supply for supplying a primary current to an induction motor is finite. Therefore, when (Id * , Iq * ) and (Id, Iq) are increased along the maximum efficiency line in FIG. 6, eventually, the "power supply voltage and the power supply voltage" which are substantially elliptical curves as shown in FIG. Output limitation due to motor terminal voltage ". That is, (Id * ,
As the motor terminal voltage necessary to realize (Id, Iq) equal to Iq * ) becomes equal to the voltage of the power supply for supplying the primary current to the induction motor, the motor terminal voltage increases. Beyond this point (Id * , Iq * )
Even if is increased, it is not possible to realize (Id * , Iq * ) due to the lack of the actual power supply voltage with respect to the required motor terminal voltage, which causes problems including insufficient torque. The maximum efficiency line when taking this output limitation into account is shown in FIG.
As shown in FIG. 6, from the origin (Id, Iq) = (0, 0) to the point A, that is, the point where the required motor terminal voltage and the applicable power supply voltage become equal, a straight line (region I) as shown in FIG. The portion having a larger current than the point A is a line having a curve (region II) along the line of the output limitation in FIG. In region I, the output torque T is increased by increasing both (Id * , Iq * ), whereas in region II, Iq * is increased to increase T and Id *.
And the motor terminal voltage is reduced to the power supply voltage value.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ここで、図7に示した
出力制限のラインは、電源電圧とモータ端子電圧との相
互関係にて定まっているラインであるから、図8中の領
域IIにて(Id、Iq)が最大効率ライン上を正確に
たどるような(Id* 、Iq* )を与えるには、制御対
象たる誘導モータの逆起電力を様々な運転域及び条件に
ついて正確に推定できねばならない。しかしながら、実
際にはそのような正確さを達成するのは困難であり、従
って従来は誘導モータの効率を最大にしかつ出力トルク
を所望の値に制御することは困難であった。
Here, since the output limiting line shown in FIG. 7 is a line determined by the correlation between the power supply voltage and the motor terminal voltage, the line in the area II in FIG. In order to give (Id * , Iq * ) such that (Id, Iq) accurately follows the maximum efficiency line, the back electromotive force of the induction motor to be controlled can be accurately estimated for various operating ranges and conditions. I have to. In practice, however, it has been difficult to achieve such accuracy, and it has heretofore been difficult to maximize the efficiency of the induction motor and control the output torque to a desired value.

【0006】本発明の目的の一つは、比較的大きな出力
トルクが要求される領域に関し異種の制御手法を導入す
ることにより、逆起電力の正確な推定なしで、誘導モー
タの効率を最大にしかつ出力トルクを所望の値に制御す
ることを可能にし、所望のモータ特性を好適に実現でき
るようにすることにある。
One of the objects of the present invention is to maximize the efficiency of an induction motor without accurate estimation of the back EMF by introducing different control techniques in areas where relatively large output torque is required. Another object of the present invention is to make it possible to control the output torque to a desired value and to appropriately realize desired motor characteristics.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成すべ
く、本発明に係る制御装置は、誘導モータに流れる一次
電流のうち励磁電流成分Idを励磁電流指令Id* の値
に応じて、トルク電流成分Iqをトルク電流指令Iq*
の値に応じてそれぞれ制御する電流指令出力手段と、決
定した(Id* 、Iq* )を電流指令出力手段に与えた
ときに、上記誘導モータの出力トルクTがその(I
* 、Iq* )の積Id* ×Iq* にて定まる値T*
等しくなるよう、その(Id* 、Iq* )の値を決定す
る電流制御手段と、決定した(Id* 、Iq* )を電流
指令出力手段に与えたときに、Tがその(Id* 、Iq
* )の比Iq* /Id* にて定まるすべりsに相当する
値T* となるよう、その(Id* 、Iq* )の値を決定
するすべり制御手段と、電流制御手段にて決定した(I
* 、Iq* )の値が、電源電圧に起因する電流ベクト
ル空間上の制限ラインよりも小電流側になる低トルク領
域Iでは、電流制御手段から、大電流側になる高トルク
領域IIIでは、すべり制御手段から、(Id* 、Iq
* )を電流指令出力手段に供給する制御切換手段と、を
備えることを特徴とする(図1参照)。
In order to achieve the above object, a control device according to the present invention provides an exciting current component Id of a primary current flowing through an induction motor according to a value of an exciting current command Id *. Component Iq is converted to torque current command Iq *
And when the determined (Id * , Iq * ) is given to the current command output means, the output torque T of the induction motor becomes (Id * , Iq * ).
d *, Iq *) of the product Id * × Iq * at a value determined T * becomes equal to as, its (Id *, and a current control means for determining a value of Iq *), was determined (Id *, Iq * ) To the current command output means, T becomes (Id * , Iq
* ) Determined by the slip control means for determining the value of (Id * , Iq * ) and the current control means so as to become a value T * corresponding to the slip s determined by the ratio Iq * / Id * of ( * ). I
In the low torque region I where the value of d * , Iq * ) is smaller than the limit line in the current vector space due to the power supply voltage, the current control means determines that the value is higher in the higher torque region III where the current is larger. From the slip control means, (Id * , Iq
* ) To the current command output means, and a control switching means (see FIG. 1).

【0008】本発明においては、比較的小さなTが得ら
れればよい領域Iについては、(Id* 、Iq* )を目
標として(Id、Iq)を制御することによりT* が実
現される。逆に、比較的大きなTを実現させねばならな
い領域IIIについては、sの目標制御によってT*
実現される。ここに、誘導モータにおいては、モータ端
子電圧が一定のときのTは図2に示す如くsにて決ま
る。他方、電源電圧に起因する制限ラインよりも大電流
側の領域では、電源電圧による制限を受けているため、
誘導モータの端子電圧は一定であると見なしうる。従っ
て、本発明の如く図1に示すように(Id、Iq)と
(Id* 、Iq* )の差(点Bと点Cの距離)が生じる
領域IIIを作り出し、この領域についてsの目標制御
を行うこととすれば、T* を最大効率にて実現できる。
その際、誘導モータの逆起電力を正確に推定する必要は
ない。
In the present invention, for the region I where only a relatively small T can be obtained, T * is realized by controlling (Id, Iq) with (Id * , Iq * ) as the target. Conversely, in the region III where a relatively large T must be realized, T * is realized by the target control of s. Here, in the induction motor, T when the motor terminal voltage is constant is determined by s as shown in FIG. On the other hand, in the region on the higher current side than the limit line caused by the power supply voltage, the region is limited by the power supply voltage.
The terminal voltage of the induction motor can be considered constant. Therefore, as shown in FIG. 1, as shown in FIG. 1, a region III in which a difference (distance between points B and C) between (Id, Iq) and (Id * , Iq * ) is generated, and the target control of s is performed for this region. , T * can be realized with maximum efficiency.
At that time, it is not necessary to accurately estimate the back electromotive force of the induction motor.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
関し図面に基づき説明する。なお、説明の簡略化のた
め、定数名、変数名、指令名等に関しては、これまでの
説明にて使用したものを引き続き使用する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. For the sake of simplicity, the constant names, variable names, command names, and the like used in the above description will be used.

【0010】図3に、本発明の適用対象の一つである電
気自動車の一例システム構成を示す。このシステムで
は、三相誘導モータ10を車両走行用モータとして用い
ており、車載のバッテリ12の放電出力をインバータ1
4にて直流から三相交流に変換し誘導モータ10に供給
している。制御装置16は、アクセル開度、ブレーキ踏
力等として検出される要求加減速に応じ、インバータ1
4内のU、V、W各相スイッチング素子のスイッチング
パターンSu、Sv、Swを制御することにより、要求
加減速に応じたトルクを誘導モータ10から出力させ
る。図中の回転センサ18は誘導モータ10のロータ角
速度ωを検出し、電流センサ20u、20v及び20w
はU、V、W各相電流Iu、Iv及びIwを検出し、電
圧センサ21はバッテリ12の電圧VBを検出する。
FIG. 3 shows an example of the system configuration of an electric vehicle to which the present invention is applied. In this system, a three-phase induction motor 10 is used as a vehicle driving motor, and a discharge output of a vehicle-mounted battery 12 is output from an inverter 1.
At 4, DC is converted to three-phase AC and supplied to the induction motor 10. The control device 16 controls the inverter 1 according to the required acceleration / deceleration detected as the accelerator opening, the brake pedal force, and the like.
By controlling the switching patterns Su, Sv, Sw of the U, V, and W phase switching elements in 4, the torque corresponding to the required acceleration / deceleration is output from the induction motor 10. The rotation sensor 18 in the figure detects the rotor angular velocity ω of the induction motor 10, and the current sensors 20u, 20v and 20w
Detects the U, V, and W phase currents Iu, Iv, and Iw, and the voltage sensor 21 detects the voltage VB of the battery 12.

【0011】図4に、本発明の一実施形態たる制御装置
16の内部機能構成を示す。図中、トルク指令生成部2
2は、例えば、誘導モータ10の回転数対最大出力トル
ク特性を与えるマップを内蔵しており、このマップを、
現在のモータ回転数(=ω/2π×60。但しωの単位
はrad/sec、モータ回転数の単位はrpm)にて
参照する。これによって、現在の回転数下で出力可能な
最大トルクを得た後、トルク指令生成部22は、この最
大トルクをアクセル開度やブレーキ踏力にて案分するこ
とにより、要求加減速を実現するのに必要なトルクを示
すトルク指令T* を生成する。また、その後段に配され
ている電流指令生成部24は、T* 及びωに基づき(I
* 、Iq* )及びすべり角速度指令ωs* を導出す
る。その手順については後に説明する。
FIG. 4 shows an internal functional configuration of the control device 16 according to an embodiment of the present invention. In the figure, torque command generator 2
2 incorporates, for example, a map that gives the rotation speed of the induction motor 10 versus the maximum output torque characteristic.
The current motor rotation speed (= ω / 2π × 60, where ω is rad / sec and the motor rotation speed is rpm) is referred to. As a result, after obtaining the maximum torque that can be output at the current rotational speed, the torque command generation unit 22 realizes the required acceleration / deceleration by dividing the maximum torque by the accelerator opening and the brake pedal force. A torque command T * indicating the torque required for the above is generated. The current command generation unit 24 which are arranged at a subsequent stage, based on the T * and omega (I
d * , Iq * ) and the slip angular velocity command ωs * are derived. The procedure will be described later.

【0012】他方、3相/2相変換部26は、Iu、I
v及びIwの検出値をモータ電気角θを用いて(Id、
Iq)に変換する。加算器28d及び28qは、モータ
電流に関し指令値と検出値との差Id* −Id及びIq
* −Iqを求め、比例制御部30d及び30qはこれに
比例制御演算を施す。加算器34d及び34qは、比例
制御演算にて得られたkp×(Id* −Id)及びkp
×(Iq* −Iq)に、逆起電力項生成部32にて生成
された逆起電力項を付加する。2相/3相変換部36
は、このようにして得られた電圧指令(Vd* 、V
* )を、θを用いてSu、Sv、Swに変換し出力す
る。θは、加算器38にてωとωs* との和即ち磁束の
回転角速度を求め、積分器40にてこれを積分すること
により得られる。なお、上述の説明中、kpは比例制御
ゲインである。また、2相/3相変換及び3相/2相変
換については、従来周知の技術を援用できるため、説明
を省略する。
On the other hand, the three-phase / two-phase conversion unit 26 includes Iu, I
The detected values of v and Iw are calculated using the motor electrical angle θ (Id,
Iq). The adders 28d and 28q determine the differences Id * -Id and Iq between the command value and the detected value with respect to the motor current.
* -Iq is calculated, and the proportional control units 30d and 30q perform a proportional control operation. The adders 34d and 34q calculate the kp × (Id * −Id) and kp obtained by the proportional control operation.
The back electromotive force term generated by the back electromotive force term generator 32 is added to × (Iq * −Iq). 2-phase / 3-phase converter 36
Are the voltage commands (Vd * , V
q * ) is converted to Su, Sv, Sw using θ and output. .theta. is obtained by obtaining the sum of .omega. and .omega.s * , that is, the rotational angular velocity of the magnetic flux by the adder 38, and integrating this by the integrator 40. In the above description, kp is a proportional control gain. Further, as for the two-phase / three-phase conversion and the three-phase / two-phase conversion, a conventionally well-known technique can be used, and thus the description is omitted.

【0013】図4に示す制御装置16の特徴の一つは、
誘導モータの電流制御に比較的多用されているPI制御
を用いるのではなく、積分項を発生させないP制御を用
いていることにある。これは、(Id* 、Iq* )を実
現するのに必要なモータ端子電圧即ち(Vd* 、V
* )にて定まる電圧が、バッテリ12からインバータ
14を介して誘導モータ10の端子に実際に印加できる
電圧を上回ってしまうような状況下でも、積分項の発散
による電流制御不安定化が生じないようにするためであ
る。従って、本実施形態によれば、誘導モータ10が高
回転数で運転されているため大きな逆起電力が生じてい
るときや、バッテリ12の電圧が低下しているときで
も、電流制御が比較的安定である。この点に関しては、
例えば、交流電源にて誘導モータを駆動するシステムに
係る特開昭64―69289号の開示も参照されたい。
One of the features of the control device 16 shown in FIG.
Instead of using PI control, which is relatively frequently used for current control of an induction motor, P control that does not generate an integral term is used. This is because the motor terminal voltages required to realize (Id * , Iq * ), that is, (Vd * , V
Even if the voltage determined by q * ) exceeds the voltage that can be actually applied from the battery 12 to the terminal of the induction motor 10 via the inverter 14, the current control becomes unstable due to the divergence of the integral term. This is to prevent it. Therefore, according to the present embodiment, even when a large back electromotive force is generated because the induction motor 10 is operated at a high rotation speed or when the voltage of the battery 12 is reduced, the current control is relatively small. It is stable. In this regard,
For example, refer to the disclosure of Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-69289 relating to a system for driving an induction motor by an AC power supply.

【0014】図4に示す制御装置の特徴の他の一つは、
逆起電力項を生成しこれを比例制御部30d及び30q
の出力に付加することにより、電流定常偏差を抑制して
いることである。逆起電力項は、誘導モータ10の各定
数(2次インダクタンスL2、2次抵抗R2、相互イン
ダクタンスM等)を利用して、当業者の常識に従い、生
成できる。これにより、PI制御に対するP制御の短所
即ち定常偏差が生じやすいという短所を、少なくとも部
分的に補っている。
Another feature of the control device shown in FIG.
A back electromotive force term is generated, and this is generated by the proportional control units 30d and 30q.
That is, the steady-state current deviation is suppressed by adding to the output. The back electromotive force term can be generated in accordance with the common sense of those skilled in the art using each constant (secondary inductance L2, secondary resistance R2, mutual inductance M, etc.) of the induction motor 10. This at least partially compensates for the disadvantage of the P control over the PI control, that is, the disadvantage that a steady-state deviation is likely to occur.

【0015】図4に示す制御装置の特徴の更に他の一つ
は、図1中の領域Iでは、(Id*、Iq* )を目標と
する(Id、Iq)の制御によりT* を実現し、領域I
IIでは、ωs* を目標としてすべり角速度ωsを制御
することによりT* を実現する、という制御手法の領域
別切換である。即ち、様々な運転域及び様々な条件に亘
り逆起電力を正確に推定するのが困難であるため、図8
中の領域IIのように電源電圧及びモータ端子電圧によ
る出力制限のラインに沿って電流制御を行うのでは、制
御の不正確さを免れ得ない。そこで、代わりに、図3に
示すモータ端子電圧一定時のすべり対出力トルク特性に
着目したs(なおωsはsに比例している)によるTの
制御を導入している。これによって、本実施形態では、
高トルク領域において高効率運転を正確に実行可能とし
ている。
Another feature of the control device shown in FIG. 4 is that, in a region I in FIG. 1, T * is realized by controlling (Id, Iq) with (Id * , Iq * ) as a target. And region I
In II, the control method is switched for each area, in which T * is realized by controlling the slip angular velocity ωs with ωs * as a target. That is, it is difficult to accurately estimate the back electromotive force over various operating ranges and various conditions.
If the current control is performed along the line of the output limitation by the power supply voltage and the motor terminal voltage as in the region II in the middle, inaccuracy of the control cannot be avoided. Therefore, instead, the control of T by s (where ωs is proportional to s) focusing on the slip versus output torque characteristic when the motor terminal voltage is constant shown in FIG. 3 is introduced. Thereby, in this embodiment,
High-efficiency operation can be accurately performed in the high torque region.

【0016】図5に、電流指令生成部24の概略機能構
成を示す。尚、この図は機能説明のための図であり、本
発明の実施形態はハードウエアにもソフトウエアにも限
定されない。また、各種の演算手順はマップ等にて置換
できる。
FIG. 5 shows a schematic functional configuration of the current command generator 24. This figure is a diagram for explaining the functions, and the embodiment of the present invention is not limited to hardware or software. In addition, various calculation procedures can be replaced with a map or the like.

【0017】図中、領域I指令決定部42は、Id×I
q=(L2/M2 )×Tの関係と、図6に示した最大効
率ラインの条件Iq=k×Iq(但しkは定数)とに、
T=T* を代入することにより、T* を電流制御にて実
現するのに必要な(Id、Iq)即ち(Id* 、I
* )を決定し、またこの(Id、Iq)をωs=(R
2/L2)×(Iq/Id)の関係に代入することによ
り、求めた(Id* 、Iq* )を出力したときに得られ
るはずのωsを示すωs* を決定する。他方、領域II
I指令決定部44は、モータ端子電圧がVB相当値であ
るときのすべり対出力トルク特性を参照して、T* を実
現するのに必要なsを求め、更にこのsをωを用いてω
* に変換し、更にこのωs* をωs=(R2/L2)
×(Iq/Id)中のωsに代入することによりIq/
Idを求め、Iq* /Id* がこのIq/Idと等しく
なるようかつT* に対して共に単調増加になるよう、即
ち図1中のマージン部分BCが生じるよう、(Id*
Iq* )を決定する。制御切換部46は、領域I指令決
定部42にて決定された(Id* 、Iq* )を電流指令
出力部48に与え、電流指令出力部48は、加算器28
d及び28qに(Id*、Iq* )を出力する。但し、
領域I指令決定部42にて決定された(Id* 、I
* )を出力することとすると、その(Id* 、I
* )を(Id、Iq)として実現するのに必要なモー
タ端子電圧がVB相当値を越えるであろうときには、制
御切換部46は、領域I指令決定部42にて決定された
(Id* 、Iq* )に代えて、領域III指令決定部4
4にて決定された(Id* 、Iq* )を、電流指令出力
部48に与える。
In the figure, an area I command determining unit 42 is Id × I
The relation of q = (L2 / M 2 ) × T and the condition Iq = k × Iq (where k is a constant) of the maximum efficiency line shown in FIG.
By substituting T = T * , (Id, Iq) necessary to realize T * by current control, ie, (Id * , Id)
q * ), and this (Id, Iq) is calculated as ωs = (R
By substituting into the relationship of 2 / L2) × (Iq / Id), ωs * indicating ωs to be obtained when the obtained (Id * , Iq * ) is output is determined. On the other hand, region II
The I command determining unit 44 obtains s necessary for realizing T * by referring to the slip versus output torque characteristics when the motor terminal voltage is a value equivalent to VB, and further uses this s to obtain ω
s * , and further convert this ωs * to ωs = (R2 / L2)
× (Iq / Id) by substituting into ωs, Iq /
Id is calculated, so that Iq * / Id * becomes equal to this Iq / Id and monotonically increases with respect to T * , that is, such that a margin portion BC in FIG. 1 occurs (Id * ,
Iq * ). The control switching unit 46 supplies the current command output unit 48 with (Id * , Iq * ) determined by the region I command determination unit 42, and the current command output unit 48
(Id * , Iq * ) is output to d and 28q. However,
(Id * , I
q * ), the (Id * , I *
When the motor terminal voltage necessary to realize (q * ) as (Id, Iq) will exceed the VB equivalent value, the control switching unit 46 determines the (Id *) determined by the region I command determination unit 42 . , Iq * ) instead of the region III command determining unit 4
The (Id * , Iq * ) determined in step 4 is supplied to the current command output unit 48.

【0018】このように、領域IIIにて、VB等によ
る制限のもとに実際に流すことができる(Id、Iq)
よりもBC分だけ大きな(Id* 、Iq* )を与えるこ
とにより、インバータ14側からVBに相当する電圧即
ちインバータ14から引き出しうる最高の電圧を誘導モ
ータ10に印加させているため、図2に示すような制御
即ちsによるTの制御を実行できる状態が得られる。更
に、その状態で、s(直接にはωs)によるTの制御を
実行しているため、電流指令や電圧指令に多少の偏差が
生じていても正確にT* を実現できる。その結果、VB
低下時においても、高効率、高トルク、高精度制御を実
現できる。
As described above, in the region III, the flow can be actually performed under the restriction by VB or the like (Id, Iq).
By applying (Id * , Iq * ) larger by BC than that of the inverter 14, a voltage corresponding to VB from the inverter 14 side, that is, the highest voltage that can be extracted from the inverter 14 is applied to the induction motor 10. As a result, a state where the control of T by s can be performed as shown is obtained. Further, in this state, since the control of T by s (directly ωs) is executed, T * can be accurately realized even if a slight deviation occurs in the current command and the voltage command. As a result, VB
Even at the time of a decrease, high efficiency, high torque, and high precision control can be realized.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
比較的大きなTを実現させねばならない領域IIIにつ
いて、sの目標制御によってT* を実現するようにした
ため、誘導モータの逆起電力を正確に推定することなし
に、T* を最大効率にて実現でき、所望のモータ特性を
実現できる。
As described above, according to the present invention,
In region III where relatively large T must be realized, T * is realized by target control of s, so T * is achieved at maximum efficiency without accurately estimating the back electromotive force of the induction motor. As a result, desired motor characteristics can be realized.

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

【図1】 本発明におけるトルク制御の原理を示すId
Iq平面図である。
FIG. 1 shows the principle of torque control according to the present invention.
It is an Iq top view.

【図2】 モータ端子電圧が一定の時のすべりs対出力
トルクTの特性を示す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing characteristics of slip s versus output torque T when the motor terminal voltage is constant.

【図3】 本発明の適用対象の一つである電気自動車の
一例システム構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an example system configuration of an electric vehicle to which the present invention is applied;

【図4】 本発明の一実施形態に係る制御装置の機能構
成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a functional configuration of a control device according to an embodiment of the present invention.

【図5】 電流指令生成部の機能構成を示すブロック図
である。
FIG. 5 is a block diagram illustrating a functional configuration of a current command generation unit.

【図6】 電源電圧とモータ端子電圧による出力制限を
考えないときの最大効率ライン及びモータの定トルクラ
インを示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a maximum efficiency line and a constant torque line of a motor when an output limitation by a power supply voltage and a motor terminal voltage is not considered.

【図7】 電源電圧とモータ端子電圧による出力制限を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing output limitation by a power supply voltage and a motor terminal voltage.

【図8】 電源電圧とモータ端子電圧による出力制限を
考慮したときの最大効率ラインを示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a maximum efficiency line when an output limitation by a power supply voltage and a motor terminal voltage is considered.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 誘導モータ、12 バッテリ、14 インバー
タ、16 制御装置、18 回転センサ、20u,20
v,20w 電流センサ、21 電圧センサ、22 ト
ルク指令生成部、24 電流指令生成部、26 3相/
2相変換部、28d,28q,34d,34q,38
加算器、30d,30q 比例制御部、32 逆起電力
項生成部、36 2相/3相変換部、40 積分器、4
2 領域I指令決定部、44 領域III指令決定部、
46 制御切換部、48 電流指令出力部、T* トル
ク指令、Id* 励磁電流指令、Iq* トルク電流指
令、ωs* すべり角速度指令、VB バッテリ電圧、
Id モータ一次電流の励磁電流成分、Iq モータ一
次電流のトルク電流成分。
Reference Signs List 10 induction motor, 12 battery, 14 inverter, 16 control device, 18 rotation sensor, 20u, 20
v, 20w current sensor, 21 voltage sensor, 22 torque command generator, 24 current command generator, 26 three-phase /
Two-phase converter, 28d, 28q, 34d, 34q, 38
Adder, 30d, 30q proportional controller, 32 back electromotive force term generator, 36 2-phase / 3-phase converter, 40 integrator, 4
2 area I command determination unit, 44 area III command determination unit,
46 control switching section, 48 current command output section, T * torque command, Id * excitation current command, Iq * torque current command, ωs * slip angular velocity command, VB battery voltage,
Id Excitation current component of motor primary current, Iq Torque current component of motor primary current.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 誘導モータに流れる一次電流のうち励磁
電流成分を励磁電流指令の値に応じて、トルク電流成分
をトルク電流指令の値に応じてそれぞれ制御する電流指
令出力手段と、 決定した励磁電流指令及びトルク電流指令を電流指令出
力手段に与えたときに、上記誘導モータの出力トルクが
当該励磁電流指令及びトルク電流指令の積にて定まる値
と等しくなるよう、当該励磁電流指令及びトルク電流指
令の値を決定する電流制御手段と、 決定した励磁電流指令及びトルク電流指令を電流指令出
力手段に与えたときに、上記誘導モータの出力トルクが
当該励磁電流指令及びトルク電流指令の比にて定まるす
べりに相当する値となるよう、上記励磁電流指令及びト
ルク電流指令の値を決定するすべり制御手段と、 電流制御手段にて決定した励磁電流指令及びトルク電流
指令の値が、電源電圧に起因する電流ベクトル空間上の
制限ラインよりも小電流側になる低トルク領域では電流
制御手段から、大電流側になる高トルク領域ではすべり
制御手段から、励磁電流指令及びトルク電流指令を電流
指令出力手段に供給する制御切換手段と、 を備えることを特徴とする制御装置。
1. A current command output means for controlling an exciting current component of a primary current flowing through an induction motor according to a value of an exciting current command, and controlling a torque current component according to a value of a torque current command. When the current command and the torque current command are given to the current command output means, the excitation current command and the torque current are set so that the output torque of the induction motor becomes equal to a value determined by the product of the excitation current command and the torque current command. Current control means for determining the value of the command; and when the determined excitation current command and torque current command are given to the current command output means, the output torque of the induction motor is determined by the ratio of the excitation current command and the torque current command. A slip control means for determining the values of the excitation current command and the torque current command so as to have a value corresponding to the determined slip, and an excitation determined by the current control means. In the low torque region where the values of the magnetic current command and the torque current command are smaller than the limit line on the current vector space caused by the power supply voltage, the current control means is used, and in the high torque region where the current is large, the slip control is performed. Control switching means for supplying an exciting current command and a torque current command to the current command output means from the means.
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