JPH10285992A - 誘導電動機の定数計測方法 - Google Patents
誘導電動機の定数計測方法Info
- Publication number
- JPH10285992A JPH10285992A JP8899497A JP8899497A JPH10285992A JP H10285992 A JPH10285992 A JP H10285992A JP 8899497 A JP8899497 A JP 8899497A JP 8899497 A JP8899497 A JP 8899497A JP H10285992 A JPH10285992 A JP H10285992A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- induction motor
- motor
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- constant
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- Pending
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- Tests Of Circuit Breakers, Generators, And Electric Motors (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 汎用インバータにも適用可能とする。
【解決手段】 誘導電動機を可変速制御するインバータ
の電流制御系を比例制御とし、電流指令値をステップ状
に加えて電流制御系のステップ応答を計測し、モータの
一次抵抗＋二次抵抗値を比例ゲインと応答の目標値から
のオフセット値及び電流収束値を用いてＲを推定し、漏
れインダクタンスをこの一次抵抗＋二次抵抗値と比例ゲ
イン及び応答の時定数から推定する。応答計測が電流制
御系が比例制御となっているためオーバーシュートを生
じず、より安定な動作が得られる。また、直流電流ステ
ップ応答であるためモータを回転させずに、モータの定
数を計測できる。このため汎用インバータにも適用可能
となる。
の電流制御系を比例制御とし、電流指令値をステップ状
に加えて電流制御系のステップ応答を計測し、モータの
一次抵抗＋二次抵抗値を比例ゲインと応答の目標値から
のオフセット値及び電流収束値を用いてＲを推定し、漏
れインダクタンスをこの一次抵抗＋二次抵抗値と比例ゲ
イン及び応答の時定数から推定する。応答計測が電流制
御系が比例制御となっているためオーバーシュートを生
じず、より安定な動作が得られる。また、直流電流ステ
ップ応答であるためモータを回転させずに、モータの定
数を計測できる。このため汎用インバータにも適用可能
となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘導電動機を可変
速制御するインバータ内部で用いる誘導電動機の定数計
測方法に関するものである。
速制御するインバータ内部で用いる誘導電動機の定数計
測方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】インバータによる誘導電動機の可変速技
術の高度化により、インバータの調整が複雑になってき
ているのと同時に、制御性能を向上させるために、イン
バータ内部で用いるモータ定数の高精度化も必要となっ
てきている。
術の高度化により、インバータの調整が複雑になってき
ているのと同時に、制御性能を向上させるために、イン
バータ内部で用いるモータ定数の高精度化も必要となっ
てきている。
【０００３】現在、これらの調整を自動で行うオートチ
ューニング技術は一般的になり、モータ定数を必要とす
るセンサレス制御を行うインバータ等には、殆どオート
チューニングが搭載されている。一般にオートチューニ
ングはインバータを計測装置としてみなして状態計測
し、パラメータの測定及び調整を行う。
ューニング技術は一般的になり、モータ定数を必要とす
るセンサレス制御を行うインバータ等には、殆どオート
チューニングが搭載されている。一般にオートチューニ
ングはインバータを計測装置としてみなして状態計測
し、パラメータの測定及び調整を行う。
【０００４】計測の際インバータは電圧源または電流源
と見なされるが、デッドタイムやＩＧＢＴ等のスイッチ
ング素子自体の電圧降下分の影響があるために正確な電
圧源にすることができない。よって通常は、電流フィー
ドバックによる電流源として扱っている。
と見なされるが、デッドタイムやＩＧＢＴ等のスイッチ
ング素子自体の電圧降下分の影響があるために正確な電
圧源にすることができない。よって通常は、電流フィー
ドバックによる電流源として扱っている。
【０００５】インバータを電流源として扱うために、電
流制御系は一番始めに調整されなくてはならない。図４
に誘導電動機のＴ−Ｉ型等価回路を示し、図５に従来Ｐ
Ｉ電流制御系を示す。しかし、モータの銘板値以外の情
報がないために、従来はモータの銘板値から電流制御系
のパラメータを概略計算し、試行錯誤的に調整を行わな
くてはならなかった。
流制御系は一番始めに調整されなくてはならない。図４
に誘導電動機のＴ−Ｉ型等価回路を示し、図５に従来Ｐ
Ｉ電流制御系を示す。しかし、モータの銘板値以外の情
報がないために、従来はモータの銘板値から電流制御系
のパラメータを概略計算し、試行錯誤的に調整を行わな
くてはならなかった。
【０００６】ところが、一般に制御系のパラメータは、
制御対象の特性に依存することが多く、電流制御系にお
いても一次抵抗＋二次抵抗及び漏れインダクタンスが分
かると計算することができる。よって何らかの方法でこ
れらの情報（概略値でよい）を得ることができれば電流
制御系のパラメータを計算することができる。
制御対象の特性に依存することが多く、電流制御系にお
いても一次抵抗＋二次抵抗及び漏れインダクタンスが分
かると計算することができる。よって何らかの方法でこ
れらの情報（概略値でよい）を得ることができれば電流
制御系のパラメータを計算することができる。
【０００７】上記の電流制御系のパラメータは概略値で
よいのでインバータを電流源としてパラメータ計測を行
い、精度の良いパラメータから最終的な電流制御系のパ
ラメータを計算している。
よいのでインバータを電流源としてパラメータ計測を行
い、精度の良いパラメータから最終的な電流制御系のパ
ラメータを計算している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】電流制御系の調整は、
実際に電流を流した応答から制御パラメータを推定及び
調整しなければならず、始めに電流を流す際の初期値の
設定方法が問題となる。従来は、標準モータにおけるモ
ータ定数の傾向をテーブル化または定式化しておき、モ
ータの銘板値を用いてモータの定数を推定し、制御パラ
メータの初期値を求めていた。
実際に電流を流した応答から制御パラメータを推定及び
調整しなければならず、始めに電流を流す際の初期値の
設定方法が問題となる。従来は、標準モータにおけるモ
ータ定数の傾向をテーブル化または定式化しておき、モ
ータの銘板値を用いてモータの定数を推定し、制御パラ
メータの初期値を求めていた。
【０００９】しかし、インバータに接続されるモータが
標準モータであるとは限らず、この推定方式を汎用イン
バータに適用することは難しい。
標準モータであるとは限らず、この推定方式を汎用イン
バータに適用することは難しい。
【００１０】また、オートチューニングはユーザーから
すれば無駄な時間であり、最小限の時間で調整終了する
ことが望ましい。よって初期値が求められた場合でも、
そこから試行錯誤的に調整するのでは時間がかかり、ユ
ーザーの満足度を得ることは難しくなる。
すれば無駄な時間であり、最小限の時間で調整終了する
ことが望ましい。よって初期値が求められた場合でも、
そこから試行錯誤的に調整するのでは時間がかかり、ユ
ーザーの満足度を得ることは難しくなる。
【００１１】本発明は、従来のこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、モー
タを回転させずにモータ定数の概略値を得ることがで
き、初期値が多少ずれていても安定に動作する誘導電動
機の定数計測方法を提供することにある。
てなされたものであり、その目的とするところは、モー
タを回転させずにモータ定数の概略値を得ることがで
き、初期値が多少ずれていても安定に動作する誘導電動
機の定数計測方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、誘導電動機を
可変速するインバータを電流源として実際に電流を流し
た応答から電流制御系のパラメータ計測を行う誘導電動
機の定数計測方法において、前記電流制御系を比例制御
とし、電流指令値をステップ状に加えて電流制御系のス
テップ応答を計測し、この応答の時定数及び目標値から
のオフセット値を用いて誘導電動機の定数を計測する。
可変速するインバータを電流源として実際に電流を流し
た応答から電流制御系のパラメータ計測を行う誘導電動
機の定数計測方法において、前記電流制御系を比例制御
とし、電流指令値をステップ状に加えて電流制御系のス
テップ応答を計測し、この応答の時定数及び目標値から
のオフセット値を用いて誘導電動機の定数を計測する。
【００１３】又は、電流値を変えてステップ応答計測を
２回行い、その２種類のステップ応答の時定数及び目標
値からのオフセット値を用いて誘導電動機の定数を計測
する。
２回行い、その２種類のステップ応答の時定数及び目標
値からのオフセット値を用いて誘導電動機の定数を計測
する。
【００１４】
実施の形態１ 実施の形態１は、図１に示すようにインバータの電流制
御系を、Ｐ制御とし、電流ステップを与えたときの電流
応答と収束値のオフセットから誘導電動機の一次抵抗＋
二次抵抗Ｒ及び漏れインダクタンスＬを推定する。ただ
し、電流制御ゲインＫｐの初期値が必要となるのでモー
タの銘板値からＬの概略値を求めてＬinitとし、（１）
式のようにＫｐを設定する。
御系を、Ｐ制御とし、電流ステップを与えたときの電流
応答と収束値のオフセットから誘導電動機の一次抵抗＋
二次抵抗Ｒ及び漏れインダクタンスＬを推定する。ただ
し、電流制御ゲインＫｐの初期値が必要となるのでモー
タの銘板値からＬの概略値を求めてＬinitとし、（１）
式のようにＫｐを設定する。
【００１５】
【数１】
【００１６】この場合、従来のＰＩ制御での電流応答計
測に対し、電流制御系がＰ制御であるためオーバーシュ
ートを生じず、より安定な動作が期待できる。
測に対し、電流制御系がＰ制御であるためオーバーシュ
ートを生じず、より安定な動作が期待できる。
【００１７】このとき、図１の伝達関数は、（２）式の
ようになり、出力電流Ｉ1の収束値が指令値Ｉ1＊になら
ず、オフセットを生じる。このオフセットと電流応答か
らＲとＬの値を推定する。直流ステップ電流指令Ｉ_ｒ
ｅｆを与えたときの応答電流Ｉ1の波形を図２に示す。
ようになり、出力電流Ｉ1の収束値が指令値Ｉ1＊になら
ず、オフセットを生じる。このオフセットと電流応答か
らＲとＬの値を推定する。直流ステップ電流指令Ｉ_ｒ
ｅｆを与えたときの応答電流Ｉ1の波形を図２に示す。
【００１８】
【数２】
【００１９】すなわち、（２）式より（３）式が得られ
るので、ＲとＬの値を（３）式で推定することができ
る。
るので、ＲとＬの値を（３）式で推定することができ
る。
【００２０】
【数３】
【００２１】この実施の形態１によれば、直流電流のス
テップ応答を計測することで誘導電動機の一次抵抗＋二
次抵抗Ｒと漏れインダクタンスＬが求まるので、インバ
ータのモータ定数制御が可能となる。
テップ応答を計測することで誘導電動機の一次抵抗＋二
次抵抗Ｒと漏れインダクタンスＬが求まるので、インバ
ータのモータ定数制御が可能となる。
【００２２】実施の形態２ 上記実施の形態１のように、インバータの電流制御系を
Ｐ制御として直流ステップ応答を計測すれば、モータを
定数制御できる。しかし、デッドタイムやＩＧＢＴ等の
スイッチング素子の電圧降下分によって、図３のような
外乱電圧Ｖｅｅが加えられることで、計測誤差を生じ
る。このときの入，出力電流Ｉ1＊，Ｉ1の関係は（４）
式のようになる。
Ｐ制御として直流ステップ応答を計測すれば、モータを
定数制御できる。しかし、デッドタイムやＩＧＢＴ等の
スイッチング素子の電圧降下分によって、図３のような
外乱電圧Ｖｅｅが加えられることで、計測誤差を生じ
る。このときの入，出力電流Ｉ1＊，Ｉ1の関係は（４）
式のようになる。
【００２３】
【数４】
【００２４】
【数５】
【００２５】定常状態では、Ｓは０であるので（５）式
が得られる。実施の形態１で行ったステップ応答を電流
指令値を変えて２回行い、２種類のステップ応答の入出
力値を（ｕ１，ｙ１）、（ｕ２，ｙ２）とすると、ｙ２
−ｙ１より（６）式が得られ、（７）式によりＲ，Ｌが
求まる。
が得られる。実施の形態１で行ったステップ応答を電流
指令値を変えて２回行い、２種類のステップ応答の入出
力値を（ｕ１，ｙ１）、（ｕ２，ｙ２）とすると、ｙ２
−ｙ１より（６）式が得られ、（７）式によりＲ，Ｌが
求まる。
【００２６】
【数６】
【００２７】
【数７】
【００２８】（７）式により得られた一次抵抗＋二次抵
抗Ｒ及び漏れインダクタンスＬの値は電圧の誤差を含ん
でいないため、より正確な値となる。
抗Ｒ及び漏れインダクタンスＬの値は電圧の誤差を含ん
でいないため、より正確な値となる。
【００２９】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり、電動機を制御
するインバータの電流制御系をＰ制御とし、その電流応
答からモータ定数を計測（推定）しているので、以下に
記載する効果を奏する。
するインバータの電流制御系をＰ制御とし、その電流応
答からモータ定数を計測（推定）しているので、以下に
記載する効果を奏する。
【００３０】（１）Ｐ制御なので、モータ定数の初期値
が多少ずれていたとしても電流制御系は安定に動作す
る。
が多少ずれていたとしても電流制御系は安定に動作す
る。
【００３１】（２）モータを回転させずに、モータ定数
の概略値を得ることができるので、全てのインバータシ
ステムに適用可能である。
の概略値を得ることができるので、全てのインバータシ
ステムに適用可能である。
【００３２】（３）２回の電流ステップで全ての計測，
調整が終了するため、計測時間の短縮が可能である。
調整が終了するため、計測時間の短縮が可能である。
【図１】実施の形態１にかかる電流制御系のブロック
図。
図。
【図２】電流ステップのタイムチャート。
【図３】実施の形態２にかかる外乱電圧を考慮した電流
制御系のブロック図。
制御系のブロック図。
【図４】誘導電動機のＴ−Ｉ型等価回路。
【図５】従来例にかかる電流制御系のブロック図。
Ｒ１…一次抵抗 Ｒ２…二次抵抗 Ｒ…Ｒ１＋Ｒ２ Ｌm…励磁インダクタンス Ｌ，ＬS…漏れインダクタンス Ｋｐ…比例ゲイン Ｔｉ…積分時定数 Ｉ1＊，Ｉ_ｒｅｆ…電流指令 Ｉ1…出力電流 Ｉ_ｆｉｎ…出力電流収束値 τ…検出電流の時定数
Claims (3)
- 【請求項１】 誘導電動機を可変速制御するインバータ
を電流源として実際に電流を流した応答から電流制御系
のパラメータ計測を行う誘導電動機の定数を計測する方
法において、 前記電流制御系を比例制御とし、電流指令値をステップ
状に加えて電流制御系のステップ応答を計測し、この応
答の時定数及び目標値からのオフセット値を用いて誘導
電動機の定数を計測することを特徴とする誘導電動機の
定数計測方法。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記ステップ応答計測を電流指令値を変えて２回行い、
その２種類のステップ応答の時定数及び目標値からのオ
フセット値を用いて誘導電動機の定数を計測し、外乱電
圧による誤差をなくしたことを特徴とする誘導電動機の
定数計測方法。 - 【請求項３】 請求項１又は２において、 比例制御の初期ゲインを、誘導電動機の銘板から漏れイ
ンダクタンスの概略値を求めて設定したことを特徴とす
る誘導電動機の定数計測方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8899497A JPH10285992A (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | 誘導電動機の定数計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8899497A JPH10285992A (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | 誘導電動機の定数計測方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10285992A true JPH10285992A (ja) | 1998-10-23 |
Family
ID=13958375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8899497A Pending JPH10285992A (ja) | 1997-04-08 | 1997-04-08 | 誘導電動機の定数計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10285992A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008205450A (ja) * | 2007-01-23 | 2008-09-04 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 変圧器の機器定数推定システムおよび機器定数推定プログラム |
| JP2023111531A (ja) * | 2022-01-31 | 2023-08-10 | 本田技研工業株式会社 | 回転電機の制御装置 |
-
1997
- 1997-04-08 JP JP8899497A patent/JPH10285992A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008205450A (ja) * | 2007-01-23 | 2008-09-04 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 変圧器の機器定数推定システムおよび機器定数推定プログラム |
| JP2023111531A (ja) * | 2022-01-31 | 2023-08-10 | 本田技研工業株式会社 | 回転電機の制御装置 |
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