JPH10286000A - Controller for synchronous motor - Google Patents

Controller for synchronous motor

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JPH10286000A
JPH10286000A JP9087834A JP8783497A JPH10286000A JP H10286000 A JPH10286000 A JP H10286000A JP 9087834 A JP9087834 A JP 9087834A JP 8783497 A JP8783497 A JP 8783497A JP H10286000 A JPH10286000 A JP H10286000A
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JP
Japan
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synchronous motor
internal phase
torque
correction
torque reference
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Application number
JP9087834A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiko Tsukagoshi
昌彦 塚越
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To continue stable control even at the time of overload operation close to a maximum internal phase angle. SOLUTION: When an internal phase angle δ is increased by heavy-load operation in the synchronous motor and a functional value f(δ) exceeds a fixed value (a), a correction command S is outputted from a stability-limit decision section 37, and a torque-reference correction section 38 corrects a torque reference T* so as to inhibit the torque reference T* when the correction signal S is outputted. The internal phase angle δ rapidly reaches a maximum internal phase angle by the correction operation and is not limited by an internal phase angle limiting section 13, and stable operation can be continued without generating control instability.

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】本発明はベクトル制御を用い
て同期電動機を制御する同期電動機の制御装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a synchronous motor control device for controlling a synchronous motor using vector control.

【0002】[0002]

【従来の技術】サイクロコンバータやインバータ等の可
変電圧可変周波数電源を用いて同期電動機を駆動する方
式には他励転流を用いた無整流子電動機やベクトル制御
を用いた駆動方式がある。このうちベクトル制御は高性
能な駆動が可能で、速い制御応答や精密な制御を要する
鉄鋼プラントの圧延制御等に適用されており、この種の
従来装置の例を図7に示す。
2. Description of the Related Art As a system for driving a synchronous motor using a variable voltage variable frequency power source such as a cycloconverter or an inverter, there are a non-commutator motor using a separately excited commutation and a driving system using vector control. Among them, the vector control is applicable to rolling control of a steel plant which requires high-performance driving and requires fast control response and precise control. FIG. 7 shows an example of this type of conventional apparatus.

【0003】図7は同期電動機の速度を制御する場合の
例を示したもので、1は3相の同期電動機、2はその界
磁巻線であり、電力変換部3が同期電動機1の電機子へ
3相の可変周波数の交流(駆動)電流を供給し、電力変
換部4が同期電動機の界磁巻線2へ直流(励磁)電流を
供給する。3相2相変換部5aは位置検出器7で検出さ
れる回転子磁極位置をもとに、電流検出器5で検出され
る3相の電機子電流をdq(直交回転座標)軸上での2
相の電流検出値Id,Iqに変換する。速度変換部7a
は位置検出器7で検出される位置信号から同期電動機1
の回転速度ωrを検出する。
FIG. 7 shows an example in which the speed of a synchronous motor is controlled. 1 is a three-phase synchronous motor, 2 is a field winding thereof, and a power conversion unit 3 is an electric motor of the synchronous motor 1. A three-phase variable frequency AC (drive) current is supplied to the motor, and the power converter 4 supplies a DC (excitation) current to the field winding 2 of the synchronous motor. The three-phase to two-phase converter 5a converts the three-phase armature current detected by the current detector 5 on the dq (orthogonal rotation coordinate) axis based on the rotor magnetic pole position detected by the position detector 7. 2
It is converted into the current detection values Id and Iq of the phase. Speed converter 7a
Is the synchronous motor 1 based on the position signal detected by the position detector 7.
Is detected.

【0004】速度制御部8は速度基準ωr* と回転速度
ωrとの偏差に基づいてトルク基準T* を求め、トルク
基準制限部9を介して最大トルク基準以下の範囲に制限
されたトルク基準T* を出力する。一方、弱め界磁制御
部10は回転速度ωrに基づいて磁束指令φ* を決定
し、除算器9aによってトルク基準T* を磁束指令φ*
で除算してトルク電流基準IT * を求め、トルク電流基
準制限部14を介して最大トルク電流基準以下の範囲に
制限されたトルク電流基準IT * を出力する。
The speed controller 8 determines a torque reference T * based on the deviation between the speed reference ωr * and the rotation speed ωr, and the torque reference T Output * . On the other hand, the field-weakening control unit 10 determines the magnetic flux command φ * based on the rotation speed ωr, and sets the torque reference T * to the magnetic flux command φ * by the divider 9a .
In dividing and obtains a torque current reference IT *, and outputs a maximum torque current reference following range limited torque current reference IT via a torque current reference limiting portion 14 *.

【0005】磁束演算部11はdq軸上での電機子電流
検出値Id、Iqと界磁電流検出値If及び同期電動機
で決まる定数に基づいてdq軸上での磁束φd、φqを
求め、内部相差角演算部12は(1)式に基づいて磁束
φd、φqから内部相差角δを求める。
[0005] The magnetic flux calculation unit 11 calculates the magnetic fluxes φd and φq on the dq axes based on the armature current detection values Id and Iq on the dq axes, the field current detection value If, and a constant determined by the synchronous motor. The phase difference angle calculator 12 calculates the internal phase difference angle δ from the magnetic fluxes φd and φq based on the equation (1).

【0006】[0006]

【数1】 δ=tan-1(φq/φd) (1) 上記内部相差角δは内部相差角制限部13を介して最大
内部相差角以下の範囲に制限されて出力される。ベクト
ル演算部15は(2)(3)式に基づいてトルク電流基
準IT * と内部相差角δからdq軸上での2相の電機子
電流基準Id* 、Iq* を計算する。
Δ = tan −1 (φq / φd) (1) The internal phase difference angle δ is output via the internal phase difference angle limiting unit 13 to be limited to a range equal to or less than the maximum internal phase difference angle. The vector calculation unit 15 calculates two-phase armature current references Id * and Iq * on the dq axes from the torque current reference IT * and the internal phase difference angle δ based on the equations (2) and (3).

【0007】[0007]

【数2】 Id* =−IT * ・sinδ (2) Iq* = IT * ・cosδ (3) 2相3相変換部15aは位置検出器7で検出される回転
子磁極位置をもとに、上記2相の電機子電流基準Id
* 、Iq* を通常の3相の電機子電流基準Iu*、Iv*
、Iw* に変換し電力変換部3を制御する。これによ
り、電力変換部3からIu* 、Iv* 、Iw* に対応し
た3相の交流電流が力率1で供給され、同期電動機1は
速度基準ωr* に対応した速度に制御される。
Id * = − IT * · sinδ (2) Iq * = IT * · cosδ (3) The two-phase / three-phase converter 15 a calculates the rotor magnetic pole position detected by the position detector 7. The two-phase armature current reference Id
* , Iq * are replaced with the usual three-phase armature current references Iu * , Iv *
, Iw * to control the power conversion unit 3. As a result, three-phase alternating currents corresponding to Iu * , Iv * , and Iw * are supplied at a power factor of 1 from the power conversion unit 3, and the synchronous motor 1 is controlled to a speed corresponding to the speed reference ωr * .

【0008】なお、界磁電流制御部16はd軸上での電
機子電流検出値Idと磁束指令φ*及び同期電動機で決
まる定数に基づいて力率が1となる界磁電流基準If*
を計算して電力変換部4を制御し、界磁巻線2に供給さ
れる励磁電流Ifを界磁電流基準If* に対応した値に
制御する。
The field current control unit 16 controls the field current reference If * based on the armature current detection value Id on the d-axis, the magnetic flux command φ *, and a constant determined by the synchronous motor to obtain a power factor of 1 .
To control the power conversion unit 4 to control the exciting current If supplied to the field winding 2 to a value corresponding to the field current reference If * .

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来装
置では、内部相差角δとトルク基準T* をそれぞれ独立
に制限しているので運転状態によっては制御が不安定に
なるという問題があり、以下、この現象について詳細に
説明する。
However, in the above-mentioned conventional apparatus, since the internal phase difference angle δ and the torque reference T * are independently limited, there is a problem that the control becomes unstable depending on the operation state. Hereinafter, this phenomenon will be described in detail.

【0010】図8は上述のようにして同期電動機に力率
1で交流電流を供給する場合のベクトル図を示したもの
で、電機子電流Iのdq軸成分をId、Iq、電機子電
圧Vのdq軸成分をVd、Vq、同期リアクタンスXの
dq軸成分をXd、Xq、内部相差角をδとするとき、
(3)(4)式の関係が成り立つ。
FIG. 8 is a vector diagram showing a case where an AC current is supplied to the synchronous motor at a power factor of 1 as described above. The dq-axis components of the armature current I are represented by Id, Iq, and the armature voltage V. Where Vd and Vq are the dq-axis components, Xd and Xq are the dq-axis components of the synchronous reactance X, and δ is the internal phase difference angle,
The relations of equations (3) and (4) hold.

【0011】[0011]

【数3】 Vd=Vsinδ=Iq・Xq=I・Xq・cosδ (3) I=(V/Xq)・tanδ (4) この時、力率が1に制御され、発生トルクTが電機子電
流Iに比例することを考えると、内部相差角δとトルク
Tとの間には次の関係がある。
Vd = Vsinδ = Iq · Xq = I · Xq · cosδ (3) I = (V / Xq) · tanδ (4) At this time, the power factor is controlled to 1 and the generated torque T is changed to the armature current. Considering that it is proportional to I, the following relationship exists between the internal phase difference angle δ and the torque T.

【0012】[0012]

【数4】 T=K・tanδ (5) (但し、Kは同期電動機で決まる比例定数) また、δの変化量に対するトルクTの変化も制御上重要
である。これは、重負荷運転領域においては内部相差角
δのわずかな変動も、発生トルクに大きく影響するため
である。δの変化量に対するtanδの変化量は(6)
式により求められ、図9のように示すことができる。
T = K · tan δ (5) (where K is a proportional constant determined by the synchronous motor) Further, the change of the torque T with respect to the change of δ is also important for control. This is because a slight change in the internal phase difference angle δ greatly affects the generated torque in the heavy load operation region. The change amount of tan δ with respect to the change amount of δ is (6)
It is obtained by the equation and can be shown as in FIG.

【0013】[0013]

【数5】 dtanδ/dδ=1/(cosδ)2 (6) 図9から明らかなように、δが90゜に近づくにつれて
tanδの値は急峻に上昇し制御上不安定となる。従来
装置ではこれを防ぐために内部相差角制限部13によっ
てδの値が所定値(例えば85°)を越えないように制
限している。
Dtanδ / dδ = 1 / (cosδ) 2 (6) As is apparent from FIG. 9, as δ approaches 90 °, the value of tanδ rises sharply and becomes unstable in control. In the conventional apparatus, in order to prevent this, the value of δ is limited by the internal phase difference angle limiting unit 13 so as not to exceed a predetermined value (for example, 85 °).

【0014】しかし、内部相差角δとトルクTとの関係
は深く、内部相差角δとトルク基準とをそれぞれ独立し
て制限しているので過負荷時において内部相差角δの制
限値付近で運転している場合、僅かでもトルク上昇が生
じたときには内部相差角δが制限され、急激に制御不安
定となる場合がある。この現象は過負荷状態において圧
延を継続する鉄鋼プラント等においては問題となってく
る。
However, since the relationship between the internal phase difference angle δ and the torque T is deep and the internal phase difference angle δ and the torque reference are independently limited, the motor is operated near the limit value of the internal phase difference angle δ during overload. In such a case, when a slight increase in the torque occurs, the internal phase difference angle δ is limited, and the control may suddenly become unstable. This phenomenon becomes a problem in steel plants and the like that continue rolling in an overloaded state.

【0015】本発明は上記問題を解消するためになされ
たもので、内部相差角の制限とトルク基準の制限に関連
を持たせ、過負荷時に内部相差角の値が制限値付近で運
転される場合でも、適度なトルク制限を施し、安定した
制御を継続することが可能な同期電動機の制御装置を提
供することを目的としている。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problem. The present invention relates to the limitation of the internal phase difference angle and the limitation of the torque reference, and the internal phase difference angle is operated near the limit value during overload. Even in such a case, an object of the present invention is to provide a control device for a synchronous motor that can perform an appropriate torque limit and continue stable control.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の同期電動機の制御装置は、dq軸電流基準
に基づいて交流電流を供給し同期電動機を駆動する電力
変換部と、磁束基準とトルク基準とからトルク電流基準
を求め、前記同期電動機の電機子電流から検出されるd
q軸電流と前記同期電動機の界磁電流検出値とからdq
軸磁束を求め、前記dq軸磁束から内部相差角を求め、
前記内部相差角と前記トルク電流基準とから前記dq軸
電流基準を求めるベクトル制御部と、前記内部相差角に
基づいて補正指令を出力する安定限界判定部と、前記補
正指令に基づいて前記トルク基準を補正するトルク基準
補正部とを備え、内部相差角が所定値を越えるときトル
ク基準を抑制するように補正する。(請求項1〜6) 更に、速度基準と前記同期電動機の速度検出値とから前
記トルク基準を出力する速度制御部を備え、同期電動機
の速度を制御する。(請求項7)
In order to achieve the above object, a synchronous motor control device according to the present invention comprises: a power converter for supplying an alternating current to drive a synchronous motor based on a dq-axis current reference; And a torque current reference from the torque reference and a d detected from the armature current of the synchronous motor.
From the q-axis current and the detected field current of the synchronous motor, dq
Axis magnetic flux, an internal phase difference angle is obtained from the dq axis magnetic flux,
A vector control unit that obtains the dq-axis current reference from the internal phase difference angle and the torque current reference; a stability limit determination unit that outputs a correction command based on the internal phase difference angle; And a torque reference correction unit that corrects the torque reference when the internal phase difference angle exceeds a predetermined value. (Claims 1 to 6) A speed controller for outputting the torque reference from a speed reference and a detected speed value of the synchronous motor controls the speed of the synchronous motor. (Claim 7)

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】図1は本発明の請求項1に係る実
施例(基本形)を示したもので、ベクトル制御に関係す
るトルク基準T* と内部相差角δに関係する要部構成を
示している。図1において、37は内部相差角δに基づ
いて演算された関数値(f(δ)=δを含む)が判定条
件とする所定値を越えるとき補正指令Sを出力する安定
限界判定部、38は補正指令Sが出力されたとき、トル
ク基準T* を抑制するように補正したトルク基準T*'
出力するトルク基準補正部である。その他は従来(図
7)と同じものであり同符号で示している。
FIG. 1 shows an embodiment (basic form) according to the first aspect of the present invention, in which a main part structure related to a torque reference T * related to vector control and an internal phase difference angle δ is shown. Is shown. In FIG. 1, reference numeral 37 denotes a stability limit determination unit that outputs a correction command S when a function value (including f (δ) = δ) calculated based on the internal phase difference angle δ exceeds a predetermined value as a determination condition. Is a torque reference correction unit that outputs a torque reference T * ′ corrected so as to suppress the torque reference T * when the correction command S is output. The other components are the same as those of the related art (FIG. 7), and are denoted by the same reference numerals.

【0018】また、内部相差角δは内部相差角演算部1
2から与えられ、トルク基準T* は速度制御部8から与
えられ、トルク基準補正部38で補正されたトルク基準
*'が除算器9aに与えられ、磁束指令φ* で除算され
てトルク電流基準IT * に変換され、上記トルク電流基
準IT * と内部相差角制限器13から出力される内部相
差角δ' がベクトル演算部15に与えられる。
The internal phase difference angle .delta.
2, the torque reference T * is supplied from the speed control unit 8, the torque reference T * ' corrected by the torque reference correction unit 38 is supplied to the divider 9a, and is divided by the magnetic flux command φ * to obtain the torque current T *. is converted to the reference iT *, internal phase angle [delta] 'is supplied to the vector operation unit 15 output from the torque current reference iT * and internal phase angle limiter 13.

【0019】上記構成において、内部相差角δの値が安
定限界判定部37の判定条件に当てはまらない低負荷運
転の場合は補正指令Sが出力されず、トルク基準補正部
38がバイパスされ、トルク基準制限部9から出力され
たトルク基準T* がそのままベクトル制御に用いられ
る。従って、この場合、従来と同様にシステム保護の限
界である最大トルク基準で制限される。
In the above configuration, in the case of a low-load operation in which the value of the internal phase difference angle δ does not satisfy the determination condition of the stability limit determination section 37, the correction command S is not output, the torque reference correction section 38 is bypassed, and the torque reference The torque reference T * output from the limiting unit 9 is used for vector control as it is. Therefore, in this case, the system is limited on the basis of the maximum torque, which is the limit of system protection as in the related art.

【0020】負荷の増大に伴ってトルク基準T* が増大
し、トルク基準T* の増大つれて内部相差角δも増大
し、内部相差角δを元に計算される関数値f(δ)が判
定条件の限界値aを越えたとき安定限界判定部37から
補正指令Sが出力され、トルク基準補正部38が動作を
開始し、トルク基準T* に対して関数(flimit
(T* ))で抑制が施され、補正されたトルク基準T*'
が出力される。
As the load increases, the torque reference T * increases, and as the torque reference T * increases, the internal phase difference angle δ also increases, and the function value f (δ) calculated based on the internal phase difference angle δ becomes When the limit value a of the determination condition is exceeded, a correction command S is output from the stability limit determination unit 37, the torque reference correction unit 38 starts operating, and a function (limit) is applied to the torque reference T * .
(T * )) and the corrected torque reference T * '
Is output.

【0021】このように補正されたトルク基準T*'を用
いて図7のベクトル制御を行うことにより、内部相差角
δの値が内部相差角制限部13に設定された最大内部相
差角付近の重負荷で運転され、トルク基準T* が増加す
る場合でもトルク基準に対し適当な抑制を施すことがで
き、内部相差角δについて急激に制限をかけることがな
くなり、最高出力状態で運転継続するような過酷な用途
にも制御が不安定になることもなく運転を継続させるこ
とができる。
By performing the vector control shown in FIG. 7 using the torque reference T * ' corrected in this manner, the value of the internal phase difference angle δ becomes close to the maximum internal phase difference angle set in the internal phase difference angle limiting unit 13. Even when the engine is operated under heavy load and the torque reference T * increases, appropriate suppression can be applied to the torque reference, so that the internal phase difference angle δ is not suddenly limited and the operation is continued at the maximum output state. The operation can be continued without unstable control even in severe applications.

【0022】なお、同期電動機の安定限界の判定を内部
相差角δに基づいて演算された関数値(f(δ))で行
うことにより同期電動機制御の動特性を良くすることが
できる。図2乃至図6は上記実施例の内容を具体的に示
したものである。
The dynamic characteristics of synchronous motor control can be improved by determining the stability limit of the synchronous motor using the function value (f (δ)) calculated based on the internal phase difference angle δ. 2 to 6 specifically show the contents of the above embodiment.

【0023】図2は本発明の請求項2に係る実施例を示
したもので、37aは内部相差角δに基づいて演算され
たtanδの値が判定条件とする所定値Aを越えるとき
補正指令S1 を出力する(第1)安定限界判定部、32
は内部相差角δに基づいて演算された1/(cosδ)
2 の値が判定条件とする所定値Bを越えるとき補正指令
S2 を出力する(第2)安定限界判定部、38aは補正
指令S1 が出力されたとき、トルク基準T* を所定値に
制限するように補正したトルク基準T*'を出力するトル
ク基準制限部、38bは補正指令S2 が出力されたと
き、トルク基準T* の変化率を制限するように補正した
トルク基準T*'を出力するトルク基準変化率制限部であ
る。なお、トルク基準制限部38aに設定される制限値
は安定限界におけるトルク基準に基づいて設定される。
FIG. 2 shows an embodiment according to a second aspect of the present invention. Reference numeral 37a denotes a correction command when the value of tan δ calculated based on the internal phase difference angle δ exceeds a predetermined value A as a judgment condition. S1 is output (first) stability limit determination section, 32
Is 1 / (cos δ) calculated based on the internal phase difference angle δ
2 values and outputs the correction instruction S2 when exceeding a predetermined value B to determine the condition (second) stability limit determination section, 38a when the correction command S1 is outputted, to restrict the torque reference T * to a predetermined value 'torque reference limit unit for outputting, 38b when the correction instruction S2 is output, the torque reference T * corrected to limit the torque reference T * rate of change' torque reference T * corrected to output This is a torque reference change rate limiting unit. The limit value set in the torque reference limiting unit 38a is set based on the torque reference at the stability limit.

【0024】上記構成において、内部相差角δが安定限
界判定部37a、37bの両方の判定条件に当てはまら
ない低負荷運転の場合は、補正信号S1 、S2 のいずれ
も出力されず、トルク基準制限部38aとトルク基準変
化率制限部38bはバイパスされ、トルク基準制限部9
から出力されたトルク基準T* がそのままベクトル制御
に用いられる。従って、この場合、従来と同様にシステ
ム保護の限界である最大トルク基準で制限される。
In the above configuration, in the case of a low load operation in which the internal phase difference angle δ does not satisfy both the determination conditions of the stability limit determination units 37a and 37b, neither of the correction signals S1 and S2 is output, and the torque reference limit unit is not output. 38a and the torque-based change rate limiting unit 38b are bypassed, and the torque-based limiting unit 9
Torque reference output from the T * is used as such in the vector control. Therefore, in this case, the system is limited on the basis of the maximum torque, which is the limit of system protection as in the related art.

【0025】負荷の増大に伴ってトルク基準T* 及び内
部相差角δが増大し、内部相差角δを元に計算される1
/(cosδ)2 が安定限界判定部37bに設定された
限界値Bを越えたとき補正指令S2 が出力されトルク基
準変化率制限部38bが動作を開始し、トルク基準T*
の一定時間中の増大量(変化量)が制限される。これに
よって、この状態における急峻なトルク基準の上昇が抑
制される。
As the load increases, the torque reference T * and the internal phase difference angle δ increase, and 1 is calculated based on the internal phase difference angle δ.
When / (cos δ) 2 exceeds the limit value B set in the stability limit determining section 37b, a correction command S2 is output, the torque reference change rate limiting section 38b starts operating, and the torque reference T *
The amount of increase (change amount) during a certain period of time is limited. As a result, a steep increase in the torque reference in this state is suppressed.

【0026】さらにトルク基準が増大するにつれて内部
相差角δが増大し、内部相差角δを元に計算されるta
nδが安定限界判定部37aに設定された限界値Aを越
えたとき、トルク基準制限部38aが動作する。これを
受けてトルク基準が所定値に制限される。本実施例によ
れば、制御上の安定性から見て3段階のトルク制限を施
すことができる。
As the torque reference further increases, the internal phase difference angle δ increases, and ta calculated based on the internal phase difference angle δ
When nδ exceeds the limit value A set in the stability limit determining unit 37a, the torque reference limiting unit 38a operates. In response, the torque reference is limited to a predetermined value. According to this embodiment, three stages of torque limitation can be performed in view of control stability.

【0027】図3は本発明の請求項3に係る実施例を示
したもので、安定限界判定部37は内部相差角δに基づ
いてtanδを求め、tanδが所定値Aを越えたとき
補正指令Sを出力し、補正指令Sを受けてトルク基準補
正部38が動作しトルク基準T* の値を所定値に制限す
る。本実施例によれば、簡潔な構成によって不安定なト
ルク基準となる前にトルク基準を制限することができ
る。
FIG. 3 shows an embodiment according to claim 3 of the present invention. The stability limit judging section 37 obtains tan δ based on the internal phase difference angle δ, and when the tan δ exceeds a predetermined value A, a correction command is issued. In response to the correction command S, the torque reference correction section 38 operates to limit the value of the torque reference T * to a predetermined value. According to the present embodiment, the torque reference can be limited before the unstable torque reference is obtained by a simple configuration.

【0028】図4は本発明の請求項4に係る実施例を示
したもので、安定限界判定部37は内部相差角δに基づ
いてtanδを求め、tanδが所定値Aを越えたとき
補正指令Sを出力し、補正指令Sを受けてトルク基準補
正部38が動作しトルク基準T* の一定時間中の増大量
(変化量)が制限される。本実施例によれば、簡潔な構
成によって不安定なトルク基準となる前にトルク基準の
上昇速度を抑えることが可能となり、安定したトルク制
御を行うことができる。
FIG. 4 shows an embodiment according to claim 4 of the present invention. The stability limit judging section 37 obtains tan δ based on the internal phase difference angle δ, and when tan δ exceeds a predetermined value A, a correction command is issued. S is output, and the torque reference correction unit 38 operates in response to the correction command S to limit the amount of increase (change) of the torque reference T * during a certain time. According to the present embodiment, it is possible to suppress the rising speed of the torque reference before the unstable torque reference is achieved with a simple configuration, and to perform stable torque control.

【0029】図5は本発明の請求項5に係る実施例を示
したもので、安定限界判定部37は内部相差角δに基づ
いて1/(cosδ)2 を求め、1/(cosδ)2
所定値Bを越えたとき補正指令Sを出力し、補正指令S
を受けてトルク基準補正部38が動作しトルク基準T*
の一定時間中の増大量(変化量)が制限される。本実施
例によれば、簡潔な構成によって不安定なトルク基準と
なる前にトルク基準の上昇速度を抑えることが可能とな
り、安定したトルク制御を行うとができる。
FIG. 5 shows an embodiment according to claim 5 of the present invention, wherein the stability limit judging section 37 obtains 1 / (cos δ) 2 based on the internal phase difference angle δ, and 1 / (cos δ) 2 Outputs a correction command S when the value exceeds a predetermined value B.
In response, the torque reference correction unit 38 operates to operate the torque reference T *.
The amount of increase (change amount) during a certain period of time is limited. According to the present embodiment, it is possible to suppress the rising speed of the torque reference before the unstable torque reference is achieved with a simple configuration, and to perform stable torque control.

【0030】図6は本発明の請求項6に係る実施例を示
したもので、安定限界判定部37は内部相差角δに基づ
いて1/(cosδ)2 を求め、1/(cosδ)2
所定値Bを越えたとき補正指令Sを出力し、補正指令S
を受けてトルク基準補正部38が動作しトルク基準T*
の値を所定値に制限する。本実施例によれば、簡潔な構
成によって不安定なトルク基準となる前にトルク基準を
制限することができる。
FIG. 6 shows an embodiment according to claim 6 of the present invention. The stability limit judging section 37 obtains 1 / (cos δ) 2 based on the internal phase difference angle δ, and 1 / (cos δ) 2 Outputs a correction command S when the value exceeds a predetermined value B.
In response, the torque reference correction unit 38 operates to operate the torque reference T *.
Is limited to a predetermined value. According to the present embodiment, the torque reference can be limited before the unstable torque reference is obtained by a simple configuration.

【0031】また、これらの実施例によれば、同期電動
機の速度制御で重負荷運転する場合にも、内部相差角が
急激に制限されることがなくなり、安定した速度制御を
継続させることができる。
Further, according to these embodiments, even when the synchronous motor is operated under heavy load by speed control, the internal phase difference angle is not sharply limited, and stable speed control can be continued. .

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明の同期電動機の制御装置によれ
ば、同期電動機制御が不安定となる最大内部相差角に至
る前にトルク基準を抑制するように補正することが可能
となり、重負荷で運転している場合に、内部相差角が急
激に制限されることがなくなり、最高出力状態で運転継
続するような過酷な場合でも安定した運転を行うことが
できる。
According to the control apparatus for a synchronous motor of the present invention, it is possible to perform correction so as to suppress the torque reference before reaching the maximum internal phase difference angle at which the synchronous motor control becomes unstable. During operation, the internal phase difference angle is not suddenly limited, and stable operation can be performed even in a severe case where operation is continued at the maximum output state.

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

【図1】本発明の請求項1に係る実施例の要部構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of an embodiment according to claim 1 of the present invention.

【図2】本発明の請求項2に係る実施例の要部構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of a main part of an embodiment according to claim 2 of the present invention.

【図3】本発明の請求項3に係る実施例の要部構成図。FIG. 3 is a configuration diagram of a main part of an embodiment according to claim 3 of the present invention.

【図4】本発明の請求項4に係る実施例の要部構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of a main part of an embodiment according to claim 4 of the present invention.

【図5】本発明の請求項5に係る実施例の要部構成図。FIG. 5 is a configuration diagram of a main part of an embodiment according to claim 5 of the present invention.

【図6】本発明の請求項6に係る実施例の要部構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of a main part of an embodiment according to claim 6 of the present invention.

【図7】本発明が適用される同期電動機の速度制御装置
の構成図。
FIG. 7 is a configuration diagram of a synchronous motor speed control device to which the present invention is applied.

【図8】上記制御装置で用いるベクトル制御を説明する
ためのベクトル図。
FIG. 8 is a vector diagram for explaining vector control used in the control device.

【図9】上記制御装置の問題点を説明するための内部相
差角δとtanδとの関係を示す特性図。
FIG. 9 is a characteristic diagram illustrating a relationship between an internal phase difference angle δ and tan δ for explaining a problem of the control device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…同期電動機(電機子) 2…界磁巻
線 3…電力変換部(電機子用) 4…電力変
換部(界磁用) 5…電流検出器(電機子用) 5a…3相
2相変換部 6…電流検出器(界磁用) 7…位置検
出器 7a…速度変換部 8…速度制
御部 9…トルク基準制限部 9a…除算
器 10…弱め界磁制御部 11…磁束
演算部 12…内部相差角演算部 13…内部
相差角制限部 14…トルク電流基準制限部 15…ベク
トル演算部 15a…2相3相変換部 16…界磁
電流制御部 37,37a,37b…安定限界判定部 38,38a,38b…トルク基準補正部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Synchronous motor (armature) 2 ... Field winding 3 ... Power conversion part (for armature) 4 ... Power conversion part (for field) 5 ... Current detector (for armature) 5a ... 3 phase 2 phase Converter 6: Current detector (for field) 7: Position detector 7a: Speed converter 8: Speed controller 9: Torque reference limiter 9a: Divider 10: Field weakening controller 11: Magnetic flux calculator 12: Internal Phase difference angle calculation unit 13 internal phase difference angle restriction unit 14 torque current reference restriction unit 15 vector calculation unit 15a two-phase three-phase conversion unit 16 field magnetic current control units 37, 37a, 37b stable stability determination unit 38 38a, 38b: torque reference correction unit

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】dq軸電流基準に基づいて交流電流を供給
し同期電動機を駆動する電力変換部と、磁束基準とトル
ク基準とからトルク電流基準を求め、前記同期電動機の
電機子電流から検出されるdq軸電流と前記同期電動機
の界磁電流検出値とからdq軸磁束を求め、前記dq軸
磁束から内部相差角を求め、前記内部相差角と前記トル
ク電流基準とから前記dq軸電流基準を求めるベクトル
制御部と、前記内部相差角に基づいて補正指令を出力す
る安定限界判定部と、前記補正指令に基づいて前記トル
ク基準を補正するトルク基準補正部とを備え、内部相差
角が所定値を越えるときトルク基準を抑制するように補
正することを特徴とする同期電動機の制御装置。
1. A power converter for supplying an alternating current to drive a synchronous motor based on a dq-axis current reference, a torque current reference being obtained from a magnetic flux reference and a torque reference, and being detected from an armature current of the synchronous motor. Dq-axis magnetic flux is obtained from the dq-axis current and the field current detection value of the synchronous motor, an internal phase difference angle is obtained from the dq-axis magnetic flux, and the dq-axis current reference is obtained from the internal phase difference angle and the torque current reference. A vector control unit, a stability limit determining unit that outputs a correction command based on the internal phase difference angle, and a torque reference correction unit that corrects the torque reference based on the correction command, wherein the internal phase difference angle is a predetermined value. A control device for a synchronous motor, wherein a correction is made so as to suppress the torque reference when the torque exceeds the threshold.
【請求項2】請求項1に記載の同期電動機の制御装置に
おいて、前記安定限界判定部は、前記内部相差角δに基
づいて1/(cosδ)2 を求め、この値が所定値を越
えるとき第1補正指令を出力する第1安定限界判定部
と、前記内部相差角δに基づいてtanδを求め、この
値が所定値を越えるとき第2補正指令を出力する第2安
定限界判定部を備え、前記トルク基準補正部は、前記第
1補正指令が出力されたときトルク基準の変化率を抑制
するように補正し、前記第2補正指令が出力されたとき
トルク基準を所定値に制限することを特徴とする同期電
動機の制御装置。
2. The control apparatus for a synchronous motor according to claim 1, wherein said stability limit determining section obtains 1 / (cos δ) 2 based on said internal phase difference angle δ, and when said value exceeds a predetermined value. A first stability limit determining unit that outputs a first correction command; and a second stability limit determining unit that obtains tan δ based on the internal phase difference angle δ and outputs a second correction command when this value exceeds a predetermined value. The torque reference correction unit performs correction so as to suppress the rate of change of the torque reference when the first correction command is output, and limits the torque reference to a predetermined value when the second correction command is output. A control device for a synchronous motor.
【請求項3】請求項1に記載の同期電動機の制御装置に
おいて、前記安定限界判定部は前記内部相差角δに基づ
いてtanδを求め、この値が所定値を越えるとき前記
補正指令を出力し、前記トルク基準補正部は補正指令が
出力されたときトルク基準を所定値に制限することを特
徴とする同期電動機の制御装置。
3. The control device for a synchronous motor according to claim 1, wherein the stability limit determination section obtains tan δ based on the internal phase difference angle δ, and outputs the correction command when this value exceeds a predetermined value. A control unit for controlling the synchronous motor, wherein the torque reference correction unit limits the torque reference to a predetermined value when a correction command is output.
【請求項4】請求項1に記載の同期電動機の制御装置に
おいて、前記安定限界判定部は前記内部相差角δに基づ
いてtanδを求め、この値が所定値を越えるとき前記
補正指令を出力し、前記トルク基準補正部は補正指令が
出力されたときトルク基準の変化率を抑制するように補
正することを特徴とする同期電動機の制御装置。
4. The control device for a synchronous motor according to claim 1, wherein the stability limit determining section obtains tan δ based on the internal phase difference angle δ, and outputs the correction command when this value exceeds a predetermined value. A control unit for the synchronous motor, wherein the torque reference correction unit performs correction so as to suppress the rate of change of the torque reference when a correction command is output.
【請求項5】請求項1に記載の同期電動機の制御装置に
おいて、前記安定限界判定部は前記内部相差角δに基づ
いて1/(cosδ)2 を求め、この値が所定値を越え
るとき前記補正指令を出力し、前記トルク基準補正部は
補正指令が出力されたときトルク基準の変化率を抑制す
るように補正することを特徴とする同期電動機の制御装
置。
5. The control device for a synchronous motor according to claim 1, wherein the stability limit determination unit obtains 1 / (cos δ) 2 based on the internal phase difference angle δ, and when this value exceeds a predetermined value. A control device for a synchronous motor, wherein a correction command is output, and the torque reference correction unit performs correction so as to suppress a rate of change of the torque reference when the correction command is output.
【請求項6】請求項1に記載の同期電動機の制御装置に
おいて、前記安定限界判定部は前記内部相差角δに基づ
いて1/(cosδ)2 を求め、この値が所定値を越え
るとき前記補正指令を出力し、前記トルク基準補正部は
補正指令が出力されたときトルク基準を所定値に制限す
ることを特徴とする同期電動機の制御装置。
6. The control device for a synchronous motor according to claim 1, wherein said stability limit determination unit obtains 1 / (cos δ) 2 based on said internal phase difference angle δ, and when said value exceeds a predetermined value. A control device for a synchronous motor, wherein a correction command is output, and the torque reference correction unit limits the torque reference to a predetermined value when the correction command is output.
【請求項7】請求項1に記載の同期電動機の制御装置に
おいて、速度基準と前記同期電動機の速度検出値とから
前記トルク基準を出力する速度制御部を備え、同期電動
機の速度を制御することを特徴とする同期電動機の制御
装置。
7. The synchronous motor control device according to claim 1, further comprising a speed control unit that outputs the torque reference from a speed reference and a detected speed value of the synchronous motor, and controls the speed of the synchronous motor. A control device for a synchronous motor.
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