JPH10262399A - 誘導電動機の制御装置 - Google Patents
誘導電動機の制御装置Info
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- JPH10262399A JPH10262399A JP9064849A JP6484997A JPH10262399A JP H10262399 A JPH10262399 A JP H10262399A JP 9064849 A JP9064849 A JP 9064849A JP 6484997 A JP6484997 A JP 6484997A JP H10262399 A JPH10262399 A JP H10262399A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電力変換器の出力電圧が飽和する領域でも、
誘導電動機の速度を確実に制御すること。 【解決手段】 電流制御ゲイン調整回路１２は出力電圧
指令演算回路９からの出力電圧指令値Ｖref を監視し
て、電流制御器５６での電流制御のゲインＧa を調整す
る。このゲインＧa 特性では出力電圧指令値Ｖref の絶
対値がＰＷＭ搬送波の波高値の絶対値以下の場合に電流
制御器５６のゲインＧa が一定である。出力電圧指令値
Ｖref の絶対値がＰＷＭ搬送波の波高値の絶対値以上で
ある電力変換器の出力電圧の飽和領域では、その飽和開
始とともに電流制御器５６での電流制御のゲインＧa が
高くなるように電流制御ゲイン調整回路１２が電流制御
器５６を調整する。この後は電流制御動作が不安定にな
らないようにゲインＧa を、その上限で一定に調整す
る。
誘導電動機の速度を確実に制御すること。 【解決手段】 電流制御ゲイン調整回路１２は出力電圧
指令演算回路９からの出力電圧指令値Ｖref を監視し
て、電流制御器５６での電流制御のゲインＧa を調整す
る。このゲインＧa 特性では出力電圧指令値Ｖref の絶
対値がＰＷＭ搬送波の波高値の絶対値以下の場合に電流
制御器５６のゲインＧa が一定である。出力電圧指令値
Ｖref の絶対値がＰＷＭ搬送波の波高値の絶対値以上で
ある電力変換器の出力電圧の飽和領域では、その飽和開
始とともに電流制御器５６での電流制御のゲインＧa が
高くなるように電流制御ゲイン調整回路１２が電流制御
器５６を調整する。この後は電流制御動作が不安定にな
らないようにゲインＧa を、その上限で一定に調整す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベクトル制御によ
り誘導電動機の回転速度を制御する誘導電動機の制御装
置に関する。
り誘導電動機の回転速度を制御する誘導電動機の制御装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、誘導電動機を速度を制御する技術
として、インバータを用いた可変電圧可変周波数による
速度制御が知られている。さらに、近年では、より高精
度に誘導電動機の速度を制御するべく、誘導電動機に供
給される１次電流を、トルクに直接関与する励磁電流
（磁束を発生させる電流）とトルク電流（トルクを発生
させる電流）とでそれぞれ独立に制御することにより、
直流電動機と同様にトルク制御可能なベクトル制御が実
用化されている。従って、ベクトル制御においては、励
磁電流指令及びトルク電流指令どおりに実電流が流れる
ことが必須である。
として、インバータを用いた可変電圧可変周波数による
速度制御が知られている。さらに、近年では、より高精
度に誘導電動機の速度を制御するべく、誘導電動機に供
給される１次電流を、トルクに直接関与する励磁電流
（磁束を発生させる電流）とトルク電流（トルクを発生
させる電流）とでそれぞれ独立に制御することにより、
直流電動機と同様にトルク制御可能なベクトル制御が実
用化されている。従って、ベクトル制御においては、励
磁電流指令及びトルク電流指令どおりに実電流が流れる
ことが必須である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術のベクトル制御による誘導電動機の制御では、電力変
換器の出力電圧が飽和する領域では、励磁電流指令及び
トルク電流指令どおりの実電流が得られなくなるため、
電流制御が不安定になり、よって正確な速度制御ができ
難いという問題がある。
術のベクトル制御による誘導電動機の制御では、電力変
換器の出力電圧が飽和する領域では、励磁電流指令及び
トルク電流指令どおりの実電流が得られなくなるため、
電流制御が不安定になり、よって正確な速度制御ができ
難いという問題がある。
【０００４】そこで、本発明は、上記事情に鑑みて成さ
れたもので、電力変換器の出力電圧が飽和する領域で
も、誘導電動機の速度を確実に制御することができる誘
導電動機の制御装置を提供することを目的とする。
れたもので、電力変換器の出力電圧が飽和する領域で
も、誘導電動機の速度を確実に制御することができる誘
導電動機の制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、電力変換器の出力電圧が飽和する領域で
電流制御のゲインを可変調整することにより、飽和領域
で発生する電流制御の不安定を回避したものである。
に、本発明は、電力変換器の出力電圧が飽和する領域で
電流制御のゲインを可変調整することにより、飽和領域
で発生する電流制御の不安定を回避したものである。
【０００６】このために、請求項１記載の本発明は、直
流を任意の周波数と電圧の交流に変換して誘導電動機に
１次周波数と１次電圧として供給する電力変換器と、前
記誘導電動機で磁束を発生させる励磁電流指令値及びト
ルクを発生させるトルク電流指令値を出力する電流ベク
トル制御回路と、前記誘導電動機に供給される１次電流
を励磁電流帰還値とトルク電流帰還値に変換して出力す
る座標変換回路と、前記励磁電流指令値と前記励磁電流
帰還値とが一致するように励磁電流方向電圧を制御する
励磁電流制御回路と、前記トルク電流指令値と前記トル
ク電流帰還値とが一致するようにトルク電流方向電圧を
制御するトルク電流制御回路と、前記誘導電動機の漏れ
インダクタンスと１次抵抗による逆起電力の励磁電流方
向成分の電圧とを前記励磁電流制御回路からの出力で補
正して励磁電流方向電圧指令値を生成し出力する励磁電
流方向成分電圧補償回路と、前記誘導電動機の磁束で発
生し誘起電圧係数による誘起電圧と１次抵抗による逆起
電力のトルク電流方向成分の電圧とを前記トルク電流制
御回路からの出力で補正してトルク電流方向電圧指令値
を生成し出力するトルク電流方向成分電圧補償回路と、
前記励磁方向電圧指令値及び前記トルク電流方向電圧指
令値に基づいて出力電圧指令値を演算する出力電圧指令
演算回路と、前記励磁方向電圧指令値及び前記トルク電
流方向電圧指令値並びに前記励磁電流指令値及び前記ト
ルク電流指令値から求められる１次角周波数に基づいて
位相角指令値を演算する出力電圧位相角指令演算回路
と、前記出力電圧指令値及び前記位相角指令値に基づい
て前記電力変換器を通して前記誘導電動機へ供給する１
次電圧を生成する空間座標変換回路とから成る誘導電動
機の制御装置において、前記出力電圧指令演算回路で得
られた出力電圧指令値を監視し、前記電力変換器の出力
電圧が飽和することを判別し、前記励磁電流制御回路及
び前記トルク電流制御回路の各電流制御のゲインをそれ
ぞれ飽和量に応じて可変調整するための電流制御ゲイン
調整回路とを備えるものである。
流を任意の周波数と電圧の交流に変換して誘導電動機に
１次周波数と１次電圧として供給する電力変換器と、前
記誘導電動機で磁束を発生させる励磁電流指令値及びト
ルクを発生させるトルク電流指令値を出力する電流ベク
トル制御回路と、前記誘導電動機に供給される１次電流
を励磁電流帰還値とトルク電流帰還値に変換して出力す
る座標変換回路と、前記励磁電流指令値と前記励磁電流
帰還値とが一致するように励磁電流方向電圧を制御する
励磁電流制御回路と、前記トルク電流指令値と前記トル
ク電流帰還値とが一致するようにトルク電流方向電圧を
制御するトルク電流制御回路と、前記誘導電動機の漏れ
インダクタンスと１次抵抗による逆起電力の励磁電流方
向成分の電圧とを前記励磁電流制御回路からの出力で補
正して励磁電流方向電圧指令値を生成し出力する励磁電
流方向成分電圧補償回路と、前記誘導電動機の磁束で発
生し誘起電圧係数による誘起電圧と１次抵抗による逆起
電力のトルク電流方向成分の電圧とを前記トルク電流制
御回路からの出力で補正してトルク電流方向電圧指令値
を生成し出力するトルク電流方向成分電圧補償回路と、
前記励磁方向電圧指令値及び前記トルク電流方向電圧指
令値に基づいて出力電圧指令値を演算する出力電圧指令
演算回路と、前記励磁方向電圧指令値及び前記トルク電
流方向電圧指令値並びに前記励磁電流指令値及び前記ト
ルク電流指令値から求められる１次角周波数に基づいて
位相角指令値を演算する出力電圧位相角指令演算回路
と、前記出力電圧指令値及び前記位相角指令値に基づい
て前記電力変換器を通して前記誘導電動機へ供給する１
次電圧を生成する空間座標変換回路とから成る誘導電動
機の制御装置において、前記出力電圧指令演算回路で得
られた出力電圧指令値を監視し、前記電力変換器の出力
電圧が飽和することを判別し、前記励磁電流制御回路及
び前記トルク電流制御回路の各電流制御のゲインをそれ
ぞれ飽和量に応じて可変調整するための電流制御ゲイン
調整回路とを備えるものである。
【０００７】具体的には、前記電流制御ゲイン調整回路
は、前記電流制御のゲインを高くし、低くし、若しくは
零にする。
は、前記電流制御のゲインを高くし、低くし、若しくは
零にする。
【０００８】上記構成の誘導電動機の制御装置によれ
ば、電力変換器の出力電圧が飽和する領域、例えば、そ
の飽和の開始時点から電流制御のゲインを、電流制御動
作の不安定を避けるための上限の完全飽和までの間に、
その飽和量に応じて高くなるように調整される。この結
果、電流制御の応答が一定に保持され、飽和領域を含め
た安定な電流制御が行われる。
ば、電力変換器の出力電圧が飽和する領域、例えば、そ
の飽和の開始時点から電流制御のゲインを、電流制御動
作の不安定を避けるための上限の完全飽和までの間に、
その飽和量に応じて高くなるように調整される。この結
果、電流制御の応答が一定に保持され、飽和領域を含め
た安定な電流制御が行われる。
【０００９】または、電力変換器の出力電圧が飽和する
領域、例えば、その飽和の開始時点から電流制御のゲイ
ンを低下させ、又は、飽和開始の時点で電流制御のゲイ
ンが零に調整される。この結果、電力変換器が電流源駆
動から電圧源駆動に切り替わり、その電流制御が安定に
行われる。
領域、例えば、その飽和の開始時点から電流制御のゲイ
ンを低下させ、又は、飽和開始の時点で電流制御のゲイ
ンが零に調整される。この結果、電力変換器が電流源駆
動から電圧源駆動に切り替わり、その電流制御が安定に
行われる。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の誘導電動機の制御
装置の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明す
る。図１は本発明の第１実施の形態の誘導電動機の制御
装置の全体構成を示すブロック図であり、図２は図１中
の要部の処理機能を示すブロック図である。図１におい
て、この誘導電動機の制御装置は、３相交流電源からの
交流を直流化したのち、ＰＷＭ制御方式によるインバー
タで任意の周波数と電圧の交流に再度変換し、この１次
周波数及び１次電圧を誘導電動機ＩＭに供給する電力変
換器１が設けられている。
装置の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明す
る。図１は本発明の第１実施の形態の誘導電動機の制御
装置の全体構成を示すブロック図であり、図２は図１中
の要部の処理機能を示すブロック図である。図１におい
て、この誘導電動機の制御装置は、３相交流電源からの
交流を直流化したのち、ＰＷＭ制御方式によるインバー
タで任意の周波数と電圧の交流に再度変換し、この１次
周波数及び１次電圧を誘導電動機ＩＭに供給する電力変
換器１が設けられている。
【００１１】さらに、この誘導電動機の制御装置は、外
部から入力される速度指令値ωrrefが入力され、かつ、
以降で説明する電流座標変換回路３が出力する励磁電流
帰還値ｉdfb 及びトルク電流帰還値ｉqfb から速度推定
値ωr を求める電流ベクトル制御回路２を有している。
さらに、誘導電動機ＩＭへの１次電流（ｕ相電流ｉu，
ｖ相電流ｉv ）を検出して座標変換を行った励磁電流帰
還値ｉdfb 及びトルク電流帰還値ｉqfb を送出する電流
座標変換回路３が設けられている。
部から入力される速度指令値ωrrefが入力され、かつ、
以降で説明する電流座標変換回路３が出力する励磁電流
帰還値ｉdfb 及びトルク電流帰還値ｉqfb から速度推定
値ωr を求める電流ベクトル制御回路２を有している。
さらに、誘導電動機ＩＭへの１次電流（ｕ相電流ｉu，
ｖ相電流ｉv ）を検出して座標変換を行った励磁電流帰
還値ｉdfb 及びトルク電流帰還値ｉqfb を送出する電流
座標変換回路３が設けられている。
【００１２】また、この誘導電動機の制御装置は、電流
ベクトル制御回路２からの励磁電流指令値ｉdref及びト
ルク電流指令値ｉqrefに基づいて速度推定値ωr を演算
して求め、さらに、この速度推定値ωr から１次角周波
数ω1 を演算して出力する１次角周波数演算回路４を有
している。また、励磁電流指令値ｉdrefと電流座標変換
回路３からの励磁電流帰還値ｉdfb とが一致するように
励磁電流方向電圧を制御する励磁電流制御回路５が設け
られている。
ベクトル制御回路２からの励磁電流指令値ｉdref及びト
ルク電流指令値ｉqrefに基づいて速度推定値ωr を演算
して求め、さらに、この速度推定値ωr から１次角周波
数ω1 を演算して出力する１次角周波数演算回路４を有
している。また、励磁電流指令値ｉdrefと電流座標変換
回路３からの励磁電流帰還値ｉdfb とが一致するように
励磁電流方向電圧を制御する励磁電流制御回路５が設け
られている。
【００１３】さらに、この誘導電動機の制御装置には、
電流ベクトル制御回路２が出力するトルク電流指令値ｉ
qrefと電流座標変換回路３が出力するトルク電流帰還値
ｉqfb とが一致するように制御するためのトルク電流制
御回路６が設けられている。また、誘導電動機ＩＭの漏
れインダクタンスや１次抵抗による逆起電力の励磁電流
方向成分の電圧を励磁電流制御回路５からの出力で補正
した励磁電流方向電圧指令値Ｖdrefを生成して出力する
励磁電流方向成分電圧補償回路７を有している。なお、
励磁電流制御回路５及びトルク電流制御回路６は電流制
御器５６を構成している。
電流ベクトル制御回路２が出力するトルク電流指令値ｉ
qrefと電流座標変換回路３が出力するトルク電流帰還値
ｉqfb とが一致するように制御するためのトルク電流制
御回路６が設けられている。また、誘導電動機ＩＭの漏
れインダクタンスや１次抵抗による逆起電力の励磁電流
方向成分の電圧を励磁電流制御回路５からの出力で補正
した励磁電流方向電圧指令値Ｖdrefを生成して出力する
励磁電流方向成分電圧補償回路７を有している。なお、
励磁電流制御回路５及びトルク電流制御回路６は電流制
御器５６を構成している。
【００１４】また、この誘導電動機の制御装置は、誘導
電動機ＩＭの磁束で発生し誘導起電力係数による誘起電
圧と１次抵抗による逆起電力のトルク電流方向成分の電
圧をトルク電流制御回路６からの出力で補正したトルク
電流方向電圧指令値Ｖqrefを生成して出力するトルク電
流方向成分電圧補償回路８を有している。さらに、励磁
電流方向成分電圧補償回路７からの励磁電流方向電圧指
令値Ｖdrefとトルク電流方向成分電圧補償回路８からの
トルク電流方向電圧指令値Ｖqrefとから求めた出力電圧
指令値Ｖref を出力する出力電圧指令演算回路９が設け
られている。
電動機ＩＭの磁束で発生し誘導起電力係数による誘起電
圧と１次抵抗による逆起電力のトルク電流方向成分の電
圧をトルク電流制御回路６からの出力で補正したトルク
電流方向電圧指令値Ｖqrefを生成して出力するトルク電
流方向成分電圧補償回路８を有している。さらに、励磁
電流方向成分電圧補償回路７からの励磁電流方向電圧指
令値Ｖdrefとトルク電流方向成分電圧補償回路８からの
トルク電流方向電圧指令値Ｖqrefとから求めた出力電圧
指令値Ｖref を出力する出力電圧指令演算回路９が設け
られている。
【００１５】さらに、この誘導電動機の制御装置には、
励磁電流方向成分電圧補償回路７が出力する励磁電流方
向電圧指令値Ｖdrefとトルク電流方向成分電圧補償回路
８が出力するトルク電流方向電圧指令値Ｖqrefとの位相
角を求め、かつ、１次角周波数演算回路４からの１次角
周波数ω1 の積分値とから位相角指令値θref を出力す
る出力電圧位相角指令演算回路１０を有し、また、出力
電圧指令演算回路９が出力する出力電圧（１次電圧）指
令値Ｖref と出力電圧位相角指令演算回路１０が出力す
る位相角指令値θref からＰＷＭ信号を生成して出力す
る空間座標変換回路１１を有している。
励磁電流方向成分電圧補償回路７が出力する励磁電流方
向電圧指令値Ｖdrefとトルク電流方向成分電圧補償回路
８が出力するトルク電流方向電圧指令値Ｖqrefとの位相
角を求め、かつ、１次角周波数演算回路４からの１次角
周波数ω1 の積分値とから位相角指令値θref を出力す
る出力電圧位相角指令演算回路１０を有し、また、出力
電圧指令演算回路９が出力する出力電圧（１次電圧）指
令値Ｖref と出力電圧位相角指令演算回路１０が出力す
る位相角指令値θref からＰＷＭ信号を生成して出力す
る空間座標変換回路１１を有している。
【００１６】なお、この誘導電動機の制御装置には、出
力電圧指令演算回路９からの出力電圧指令値Ｖref を監
視して、電流制御器５６（励磁電流制御回路５、トルク
電流制御回路６）での電流制御のゲインＧa を調整する
ための電流制御ゲイン調整回路１２が設けられている。
力電圧指令演算回路９からの出力電圧指令値Ｖref を監
視して、電流制御器５６（励磁電流制御回路５、トルク
電流制御回路６）での電流制御のゲインＧa を調整する
ための電流制御ゲイン調整回路１２が設けられている。
【００１７】次に、第１実施形態の動作について説明す
る。３相交流電源からの交流を電力変換器１における図
示しない電力変換素子で直流化する。この後、ＰＷＭ制
御方式のインバータで任意の周波数と電圧の交流に再度
変換し、この１次周波数及び１次電圧を誘導電動機ＩＭ
に供給する。誘導電動機ＩＭへの１次電流（ｕ相電流ｉ
u ，ｖ相電流ｉv ）が電流座標変換回路３で検出され、
ここで座標変換した励磁電流帰還値ｉdfb 及びトルク電
流帰還値ｉqfb を電流ベクトル制御回路２へ出力する。
電流ベクトル制御回路２では電流座標変換回路３からの
励磁電流帰還値ｉdfb 及びトルク電流帰還値ｉqfb に基
づいて速度推定値ωr を求める。
る。３相交流電源からの交流を電力変換器１における図
示しない電力変換素子で直流化する。この後、ＰＷＭ制
御方式のインバータで任意の周波数と電圧の交流に再度
変換し、この１次周波数及び１次電圧を誘導電動機ＩＭ
に供給する。誘導電動機ＩＭへの１次電流（ｕ相電流ｉ
u ，ｖ相電流ｉv ）が電流座標変換回路３で検出され、
ここで座標変換した励磁電流帰還値ｉdfb 及びトルク電
流帰還値ｉqfb を電流ベクトル制御回路２へ出力する。
電流ベクトル制御回路２では電流座標変換回路３からの
励磁電流帰還値ｉdfb 及びトルク電流帰還値ｉqfb に基
づいて速度推定値ωr を求める。
【００１８】この速度推定値ωr と外部から入力される
速度指令値ωrrefとが一致するように励磁電流指令値ｉ
dref及びトルク電流指令値ｉqrefが演算され、この励磁
電流指令値ｉdrefが１次角周波数演算回路４、励磁電流
制御回路５及び励磁電流方向成分電圧補償回路７に入力
される、また、トルク電流指令値ｉqrefが１次角周波数
演算回路４、トルク電流制御回路６、励磁電流方向成分
電圧補償回路７及びトルク電流方向成分電圧補償回路８
へ入力される。
速度指令値ωrrefとが一致するように励磁電流指令値ｉ
dref及びトルク電流指令値ｉqrefが演算され、この励磁
電流指令値ｉdrefが１次角周波数演算回路４、励磁電流
制御回路５及び励磁電流方向成分電圧補償回路７に入力
される、また、トルク電流指令値ｉqrefが１次角周波数
演算回路４、トルク電流制御回路６、励磁電流方向成分
電圧補償回路７及びトルク電流方向成分電圧補償回路８
へ入力される。
【００１９】なお、速度推定値ωr は、速度検出器が設
けられている場合、この速度検出器からの速度検出値が
用いられる。次に、電流ベクトル制御回路２からの励磁
電流指令値ｉdrefが入力される励磁電流制御回路５で
は、励磁電流指令値ｉdrefと電流座標変換回路３からの
励磁電流帰還値ｉdfb とが一致するように励磁電流方向
電圧を制御する。また、電流ベクトル制御回路２からの
トルク電流指令値ｉqrefが入力されるトルク電流制御回
路６では、このトルク電流指令値ｉqrefと電流座標変換
回路３からのトルク電流帰還値ｉqfb とが一致するよう
に、その制御が行われる。
けられている場合、この速度検出器からの速度検出値が
用いられる。次に、電流ベクトル制御回路２からの励磁
電流指令値ｉdrefが入力される励磁電流制御回路５で
は、励磁電流指令値ｉdrefと電流座標変換回路３からの
励磁電流帰還値ｉdfb とが一致するように励磁電流方向
電圧を制御する。また、電流ベクトル制御回路２からの
トルク電流指令値ｉqrefが入力されるトルク電流制御回
路６では、このトルク電流指令値ｉqrefと電流座標変換
回路３からのトルク電流帰還値ｉqfb とが一致するよう
に、その制御が行われる。
【００２０】励磁電流方向成分電圧補償回路７は誘導電
動機ＩＭの漏れインダクタンスと１次抵抗とによる逆起
電力の励磁電流方向成分の電圧を、励磁電流制御回路５
からの出力で補正した励磁電流方向電圧指令値Ｖdrefを
生成して出力電圧指令演算回路９及び出力電圧位相角指
令演算回路１０に出力する。トルク電流方向成分電圧補
償回路８は、誘導電動機ＩＭの磁束で発生し誘導起電力
係数による誘起電圧と１次抵抗による逆起電力のトルク
電流方向成分の電圧をトルク電流制御回路６からの出力
で補正したトルク電流方向電圧指令値Ｖqrefを生成して
出力電圧指令演算回路９及び出力電圧位相角指令演算回
路１０に出力する。
動機ＩＭの漏れインダクタンスと１次抵抗とによる逆起
電力の励磁電流方向成分の電圧を、励磁電流制御回路５
からの出力で補正した励磁電流方向電圧指令値Ｖdrefを
生成して出力電圧指令演算回路９及び出力電圧位相角指
令演算回路１０に出力する。トルク電流方向成分電圧補
償回路８は、誘導電動機ＩＭの磁束で発生し誘導起電力
係数による誘起電圧と１次抵抗による逆起電力のトルク
電流方向成分の電圧をトルク電流制御回路６からの出力
で補正したトルク電流方向電圧指令値Ｖqrefを生成して
出力電圧指令演算回路９及び出力電圧位相角指令演算回
路１０に出力する。
【００２１】出力電圧指令演算回路９では励磁電流方向
成分電圧補償回路７からの励磁電流方向電圧指令値Ｖdr
efとトルク電流方向成分電圧補償回路８からのトルク電
流方向電圧指令値Ｖqrefとから出力電圧指令値Ｖref を
次式（１）で求め、この出力電圧指令値Ｖref が空間座
標変換回路１１及び電流制御ゲイン調整回路１２へ出力
される。
成分電圧補償回路７からの励磁電流方向電圧指令値Ｖdr
efとトルク電流方向成分電圧補償回路８からのトルク電
流方向電圧指令値Ｖqrefとから出力電圧指令値Ｖref を
次式（１）で求め、この出力電圧指令値Ｖref が空間座
標変換回路１１及び電流制御ゲイン調整回路１２へ出力
される。
【００２２】 Ｖref ＝√（Ｖdref2 ＋Ｖqref2 ） …（１）
【００２３】出力電圧位相角指令演算回路１０では励磁
電流方向成分電圧補償回路７が出力する励磁電流方向電
圧指令値Ｖdrefとトルク電流方向成分電圧補償回路８が
出力するトルク電流方向電圧指令値Ｖqrefとの位相角を
次式（２）で求め、かつ、１次角周波数演算回路４が出
力する１次角周波数ω１の積分値とを合成した位相角指
令値θref を空間座標変換回路１１に出力する。
電流方向成分電圧補償回路７が出力する励磁電流方向電
圧指令値Ｖdrefとトルク電流方向成分電圧補償回路８が
出力するトルク電流方向電圧指令値Ｖqrefとの位相角を
次式（２）で求め、かつ、１次角周波数演算回路４が出
力する１次角周波数ω１の積分値とを合成した位相角指
令値θref を空間座標変換回路１１に出力する。
【００２４】 θL ＝ｔａｎ-1（Ｖqref／Ｖdref） …（２）
【００２５】空間座標変換回路１１は、出力電圧指令演
算回路９からの出力電圧指令値Ｖref と、出力電圧位相
角指令演算回路１０からの位相角指令値θref からＰＷ
Ｍ信号を生成して電力変換器１における図示しないイン
バータを駆動する。また、電流制御ゲイン調整回路１２
は出力電圧指令演算回路９からの出力電圧指令値Ｖref
を監視して、電流制御器５６のゲインＧa （励磁電流制
御回路５の励磁電流制御ゲインＡＣＲd 、トルク電流制
御回路６のトルク電流制御ゲインＡＣＲq ）を制御す
る。
算回路９からの出力電圧指令値Ｖref と、出力電圧位相
角指令演算回路１０からの位相角指令値θref からＰＷ
Ｍ信号を生成して電力変換器１における図示しないイン
バータを駆動する。また、電流制御ゲイン調整回路１２
は出力電圧指令演算回路９からの出力電圧指令値Ｖref
を監視して、電流制御器５６のゲインＧa （励磁電流制
御回路５の励磁電流制御ゲインＡＣＲd 、トルク電流制
御回路６のトルク電流制御ゲインＡＣＲq ）を制御す
る。
【００２６】以下、この第１実施形態の電流制御ゲイン
調整回路１２及び電流制御器５６での電流制御のゲイン
Ｇa を飽和量に応じて高く可変して、電流制御を安定に
行うための制御について説明する。図３は出力電圧指令
値Ｖref に対する電流制御器５６のゲインＧa の特性図
であり、図４は出力電圧指令値Ｖref の絶対値がＰＷＭ
搬送波の波高値の絶対値以下の場合の電流制御器５６の
ゲインＧa を説明するための図である。また、図５は出
力電圧指令値Ｖref の絶対値がＰＷＭ搬送波の波高値の
絶対値以上の場合の電流制御器５６のゲインＧa を説明
すのための図である。
調整回路１２及び電流制御器５６での電流制御のゲイン
Ｇa を飽和量に応じて高く可変して、電流制御を安定に
行うための制御について説明する。図３は出力電圧指令
値Ｖref に対する電流制御器５６のゲインＧa の特性図
であり、図４は出力電圧指令値Ｖref の絶対値がＰＷＭ
搬送波の波高値の絶対値以下の場合の電流制御器５６の
ゲインＧa を説明するための図である。また、図５は出
力電圧指令値Ｖref の絶対値がＰＷＭ搬送波の波高値の
絶対値以上の場合の電流制御器５６のゲインＧa を説明
すのための図である。
【００２７】図１から図５において、電流制御ゲイン調
整回路１２は出力電圧指令演算回路９からの出力電圧指
令値Ｖref を監視して、電流制御器５６のゲインＧa
（励磁電流制御回路５の励磁電流制御ゲインＡＣＲd 、
トルク電流制御回路６のトルク電流制御ゲインＡＣＲq
）を調整する。図３に示すように、このゲインＧa 特
性にあっては、出力電圧指令値Ｖref の値が１００％以
下ではゲインＧa が一定である。すなわち、図４に示す
出力電圧指令値Ｖref の絶対値がＰＷＭ搬送波の波高値
の絶対値以下の場合にゲインＧa は一定である。
整回路１２は出力電圧指令演算回路９からの出力電圧指
令値Ｖref を監視して、電流制御器５６のゲインＧa
（励磁電流制御回路５の励磁電流制御ゲインＡＣＲd 、
トルク電流制御回路６のトルク電流制御ゲインＡＣＲq
）を調整する。図３に示すように、このゲインＧa 特
性にあっては、出力電圧指令値Ｖref の値が１００％以
下ではゲインＧa が一定である。すなわち、図４に示す
出力電圧指令値Ｖref の絶対値がＰＷＭ搬送波の波高値
の絶対値以下の場合にゲインＧa は一定である。
【００２８】図３に示すゲインＧa 特性では出力電圧指
令値Ｖref の値が１００％以上になると、この電力変換
器１の出力電圧の飽和の開始時点から電流制御器５６の
ゲインＧa が出力電圧指令値Ｖref の（ａ）点まで高く
なるように電流制御ゲイン調整回路１２によって調整さ
れる。その後、完全飽和の領域では電流制御器５６のゲ
インＧa が一定になるように電流制御ゲイン調整回路１
２によって調整される。
令値Ｖref の値が１００％以上になると、この電力変換
器１の出力電圧の飽和の開始時点から電流制御器５６の
ゲインＧa が出力電圧指令値Ｖref の（ａ）点まで高く
なるように電流制御ゲイン調整回路１２によって調整さ
れる。その後、完全飽和の領域では電流制御器５６のゲ
インＧa が一定になるように電流制御ゲイン調整回路１
２によって調整される。
【００２９】すなわち、図５に示すように出力電圧指令
値Ｖref の絶対値がＰＷＭ搬送波の波高値の絶対値以上
の電力変換器１の出力電圧の飽和の開始時点から、その
飽和の増加に対応して電流制御器５６のゲインＧa が高
くなるように電流制御ゲイン調整回路１２によって調整
される。なお、さらにゲインＧa を増加させると電流制
御動作が不安定になるため、そのゲインＧa は上限を設
けて一定になるようにしている。
値Ｖref の絶対値がＰＷＭ搬送波の波高値の絶対値以上
の電力変換器１の出力電圧の飽和の開始時点から、その
飽和の増加に対応して電流制御器５６のゲインＧa が高
くなるように電流制御ゲイン調整回路１２によって調整
される。なお、さらにゲインＧa を増加させると電流制
御動作が不安定になるため、そのゲインＧa は上限を設
けて一定になるようにしている。
【００３０】このように、この第１実施形態では、電力
変換器１の出力電圧が飽和する領域での電流制御のゲイ
ンＧa を飽和量に応じて高く調整する。換言すれば、電
力変換器１の出力電圧が飽和する領域での電流制御の応
答を一定に保持して、その電流制御が安定に行われる。
変換器１の出力電圧が飽和する領域での電流制御のゲイ
ンＧa を飽和量に応じて高く調整する。換言すれば、電
力変換器１の出力電圧が飽和する領域での電流制御の応
答を一定に保持して、その電流制御が安定に行われる。
【００３１】次に第２実施形態ついて説明する。この第
２の実施形態の構成は第１実施形態と同様である。さら
に、電力変換器１から電流制御ゲイン調整回路１２まで
の基本的な動作も同様である。以下、前記の図１から図
５を重複して用いて第２実施形態に対応した電流制御の
ゲインＧa を低下させる動作について説明する。
２の実施形態の構成は第１実施形態と同様である。さら
に、電力変換器１から電流制御ゲイン調整回路１２まで
の基本的な動作も同様である。以下、前記の図１から図
５を重複して用いて第２実施形態に対応した電流制御の
ゲインＧa を低下させる動作について説明する。
【００３２】図６は出力電圧指令値Ｖref に対する電流
制御器５６のゲインＧa の特性図であり、図１から図６
において、電流制御ゲイン調整回路１２は出力電圧指令
値Ｖref を監視し、電流制御器５６のゲインＧa （励磁
電流制御回路５の励磁電流制御ゲインＡＣＲd 、トルク
電流制御回路６のトルク電流制御ゲインＡＣＲq ）を調
整する。図５及び図６に示すように、この第２実施形態
のゲインＧa 特性では出力電圧指令値Ｖref の値が１０
０％以上になると電流制御器５６のゲインＧaが、出力
電圧指令値Ｖref の（ｂ）点まで低下するように電流制
御ゲイン調整回路１２によって調整される。
制御器５６のゲインＧa の特性図であり、図１から図６
において、電流制御ゲイン調整回路１２は出力電圧指令
値Ｖref を監視し、電流制御器５６のゲインＧa （励磁
電流制御回路５の励磁電流制御ゲインＡＣＲd 、トルク
電流制御回路６のトルク電流制御ゲインＡＣＲq ）を調
整する。図５及び図６に示すように、この第２実施形態
のゲインＧa 特性では出力電圧指令値Ｖref の値が１０
０％以上になると電流制御器５６のゲインＧaが、出力
電圧指令値Ｖref の（ｂ）点まで低下するように電流制
御ゲイン調整回路１２によって調整される。
【００３３】すなわち、図４に示すように出力電圧指令
値Ｖref の絶対値がＰＷＭ搬送波の波高値の絶対値以下
の場合にゲインＧa は一定である。また、図５及び図６
に示すように、このゲインＧa 特性では出力電圧指令値
Ｖref の値が１００％以上では電流制御器５６のゲイン
Ｇa が低下するように電流制御ゲイン調整回路１２によ
って調整される。すなわち、図５及び図６に示すように
出力電圧指令値Ｖref の絶対値がＰＷＭ搬送波の波高値
の絶対値以上の飽和開始の時点からゲインＧa が低下し
て零になる。なお、出力電圧指令値Ｖref の値が１００
％以上の飽和開始の時点で電流制御器５６のゲインＧa
が、零になるように電流制御ゲイン調整回路１２で電流
制御器５６を調整するようにしても良い。
値Ｖref の絶対値がＰＷＭ搬送波の波高値の絶対値以下
の場合にゲインＧa は一定である。また、図５及び図６
に示すように、このゲインＧa 特性では出力電圧指令値
Ｖref の値が１００％以上では電流制御器５６のゲイン
Ｇa が低下するように電流制御ゲイン調整回路１２によ
って調整される。すなわち、図５及び図６に示すように
出力電圧指令値Ｖref の絶対値がＰＷＭ搬送波の波高値
の絶対値以上の飽和開始の時点からゲインＧa が低下し
て零になる。なお、出力電圧指令値Ｖref の値が１００
％以上の飽和開始の時点で電流制御器５６のゲインＧa
が、零になるように電流制御ゲイン調整回路１２で電流
制御器５６を調整するようにしても良い。
【００３４】このように、この第２実施形態では、電力
変換器１の出力電圧が飽和する領域での電流制御のゲイ
ンＧa を低下させ、又は零に調整している。この結果、
電力変換器１の出力電圧が飽和する領域で、次第に電流
制御器５６の依存性が低くなり、この結果、閉ループの
電流源駆動から電圧源駆動に制御動作が切り替わること
になり、その電流制御が安定に行われるようになる。
変換器１の出力電圧が飽和する領域での電流制御のゲイ
ンＧa を低下させ、又は零に調整している。この結果、
電力変換器１の出力電圧が飽和する領域で、次第に電流
制御器５６の依存性が低くなり、この結果、閉ループの
電流源駆動から電圧源駆動に制御動作が切り替わること
になり、その電流制御が安定に行われるようになる。
【００３５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の誘導電動機の制御装置によれば、電力変換器の出力電
圧が飽和する領域での電流制御のゲインを高くなるよう
に調整した場合は、その電流制御の応答が一定に保持で
きるようになるため、飽和領域でも誘導電動機の速度を
確実に制御することができる。
の誘導電動機の制御装置によれば、電力変換器の出力電
圧が飽和する領域での電流制御のゲインを高くなるよう
に調整した場合は、その電流制御の応答が一定に保持で
きるようになるため、飽和領域でも誘導電動機の速度を
確実に制御することができる。
【００３６】また、電力変換器の出力電圧が飽和する領
域での電流制御のゲインが低下するように調整した場
合、又は、飽和開始の時点で電流制御のゲインを零に調
整した場合は、しだいに電流源駆動から電圧源駆動に制
御動作が切り替わるため、飽和領域で発生する電流制御
の不安定が回避され、よって、飽和領域でも誘導電動機
の速度を確実に制御することができる。
域での電流制御のゲインが低下するように調整した場
合、又は、飽和開始の時点で電流制御のゲインを零に調
整した場合は、しだいに電流源駆動から電圧源駆動に制
御動作が切り替わるため、飽和領域で発生する電流制御
の不安定が回避され、よって、飽和領域でも誘導電動機
の速度を確実に制御することができる。
【図１】本発明の第１実施形態の誘導電動機の制御装置
の全体構成を示すブロック図である。
の全体構成を示すブロック図である。
【図２】図１の要部の処理機能を示すブロック図であ
る。
る。
【図３】第１実施形態での出力電圧指令値に対する電流
制御器のゲイン特性図である。
制御器のゲイン特性図である。
【図４】第１実施形態にあって出力電圧指令値がＰＷＭ
搬送波の波高値以下の場合の電流制御器のゲインを説明
すのための図である。
搬送波の波高値以下の場合の電流制御器のゲインを説明
すのための図である。
【図５】第１実施形態にあって出力電圧指令値がＰＷＭ
搬送波の波高値以上の場合の電流制御器のゲインを説明
すのための図である。
搬送波の波高値以上の場合の電流制御器のゲインを説明
すのための図である。
【図６】第２実施形態での出力電圧指令値に対する電流
制御器のゲイン特性図である。
制御器のゲイン特性図である。
１ 電力変換器 ２ 電流ベクトル制御回路 ３ 電流座標変換回路 ４ １次角周波数演算回路 ５ 励磁電流制御回路 ６ トルク電流制御回路 ７ 励磁電流方向成分電圧補償回路 ８ トルク電流方向成分電圧補償回路 ９ 出力電圧指令演算回路 １０ 出力電圧位相角指令演算回路 １１ 空間座標変換回路 １２ 電流制御ゲイン調整回路 ５６ 電流制御器
Claims (4)
- 【請求項１】 直流を任意の周波数と電圧の交流に変換
して誘導電動機に１次周波数と１次電圧として供給する
電力変換器１と、 前記誘導電動機で磁束を発生させる励磁電流指令値及び
トルクを発生させるトルク電流指令値を出力する電流ベ
クトル制御回路２と、 前記誘導電動機に供給される１次電流を励磁電流帰還値
とトルク電流帰還値に変換して出力する座標変換回路３
と、 前記励磁電流指令値と前記励磁電流帰還値とが一致する
ように励磁電流方向電圧を制御する励磁電流制御回路５
と、 前記トルク電流指令値と前記トルク電流帰還値とが一致
するようにトルク電流方向電圧を制御するトルク電流制
御回路６と、 前記誘導電動機の漏れインダクタンスと１次抵抗による
逆起電力の励磁電流方向成分の電圧とを前記励磁電流制
御回路からの出力で補正して励磁電流方向電圧指令値を
生成し出力する励磁電流方向成分電圧補償回路７と、 前記誘導電動機の磁束で発生し誘起電圧係数による誘起
電圧と１次抵抗による逆起電力のトルク電流方向成分の
電圧とを前記トルク電流制御回路からの出力で補正して
トルク電流方向電圧指令値を生成し出力するトルク電流
方向成分電圧補償回路８と、 前記励磁方向電圧指令値及び前記トルク電流方向電圧指
令値に基づいて出力電圧指令値を演算する出力電圧指令
演算回路９と、 前記励磁方向電圧指令値及び前記トルク電流方向電圧指
令値並びに前記励磁電流指令値及び前記トルク電流指令
値から求められる１次角周波数に基づいて位相角指令値
を演算する出力電圧位相角指令演算回路１０と、 前記出力電圧指令値及び前記位相角指令値に基づいて前
記電力変換器を通じて前記誘導電動機へ供給する１次電
圧を生成する空間座標変換回路１１とから成る誘導電動
機の制御装置において、 前記出力電圧指令演算回路で得られた出力電圧指令値を
監視し、前記電力変換器の出力電圧が飽和することを判
別し、前記励磁電流制御回路及び前記トルク電流制御回
路の各電流制御のゲインをそれぞれ飽和量に応じて可変
調整するための電流制御ゲイン調整回路１２を備えるこ
とを特徴とする誘導電動機の制御装置。 - 【請求項２】 前記電流制御ゲイン調整回路は、前記電
流制御のゲインを高くす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。 - 【請求項３】 前記電流制御ゲイン調整回路は、前記電
流制御のゲインを低くす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。 - 【請求項４】 前記電流制御ゲイン調整回路は、前記電
流制御のゲインを零にす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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06484997A JP3944659B2 (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | 誘導電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06484997A JP3944659B2 (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | 誘導電動機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10262399A true JPH10262399A (ja) | 1998-09-29 |
| JP3944659B2 JP3944659B2 (ja) | 2007-07-11 |
Family
ID=13270070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06484997A Expired - Lifetime JP3944659B2 (ja) | 1997-03-18 | 1997-03-18 | 誘導電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3944659B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015166528A1 (ja) * | 2014-04-28 | 2015-11-05 | 三菱電機株式会社 | 交流回転機の制御装置および制御方法、並びに電動パワーステアリング装置 |
| CN106936349A (zh) * | 2015-12-24 | 2017-07-07 | 英飞凌科技股份有限公司 | 通过电压矢量角度偏转弱磁ac电机控制 |
| CN112840555A (zh) * | 2018-10-15 | 2021-05-25 | 日立安斯泰莫株式会社 | 电机驱动装置、电动车辆系统 |
-
1997
- 1997-03-18 JP JP06484997A patent/JP3944659B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015166528A1 (ja) * | 2014-04-28 | 2015-11-05 | 三菱電機株式会社 | 交流回転機の制御装置および制御方法、並びに電動パワーステアリング装置 |
| CN106464182A (zh) * | 2014-04-28 | 2017-02-22 | 三菱电机株式会社 | 交流旋转电机的控制装置和控制方法、以及电动助力转向装置 |
| JPWO2015166528A1 (ja) * | 2014-04-28 | 2017-04-20 | 三菱電機株式会社 | 交流回転機の制御装置および制御方法、並びに電動パワーステアリング装置 |
| US9712096B2 (en) | 2014-04-28 | 2017-07-18 | Mitsubishi Electric Corporation | Control apparatus and control method for AC rotary machine, and electric power steering apparatus |
| EP3139490A4 (en) * | 2014-04-28 | 2017-12-27 | Mitsubishi Electric Corporation | Ac rotating machine control device and control method, and electric power steering device |
| CN106464182B (zh) * | 2014-04-28 | 2020-04-28 | 三菱电机株式会社 | 交流旋转电机的控制装置、控制方法及电动助力转向装置 |
| CN106936349A (zh) * | 2015-12-24 | 2017-07-07 | 英飞凌科技股份有限公司 | 通过电压矢量角度偏转弱磁ac电机控制 |
| CN106936349B (zh) * | 2015-12-24 | 2019-06-21 | 英飞凌科技股份有限公司 | 用于控制三相ac电机的方法和控制电路 |
| CN112840555A (zh) * | 2018-10-15 | 2021-05-25 | 日立安斯泰莫株式会社 | 电机驱动装置、电动车辆系统 |
| CN112840555B (zh) * | 2018-10-15 | 2023-09-01 | 日立安斯泰莫株式会社 | 电机驱动装置、电动车辆系统 |
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