JPS58123394A - 交流電動機の制御装置 - Google Patents

交流電動機の制御装置

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JPS58123394A
JPS58123394A JP57005017A JP501782A JPS58123394A JP S58123394 A JPS58123394 A JP S58123394A JP 57005017 A JP57005017 A JP 57005017A JP 501782 A JP501782 A JP 501782A JP S58123394 A JPS58123394 A JP S58123394A
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Hiroshi Nagase
博 長瀬
Juichi Ninomiya
寿一 二宮
Satoshi Ibori
敏 井堀
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    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/048—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using AC supply for only the rotor circuit or only the stator circuit
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    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
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    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2207/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
    • H02P2207/01—Asynchronous machines
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    • H02P2207/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
    • H02P2207/05—Synchronous machines, e.g. with permanent magnets or DC excitation

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は交流電動機の制御装置に係り、特に電流制御系
をもつ交流電動機の制御装置に関する。
交流電動機では所定トルクに比例する交流電流を流しト
ルクを制御する。すなわち、所定トルクに比例する交流
の電流指令値ｌ　を出力し、電流制御系の働きによって
、交ａｔ流瞬時値の実際値ｉが指令値簾　に一致するよ
う制御される。
しかしながら、電流制御系の周波数応答には限界がある
ために、指令値ｌ　の周波数が高くなると、実際値ｉが
指令値！　に追従しなくなり％１１１〈１ピ１となって
、電流値は所定の値より小さくなる。このため、トルク
不足となるので、電動機速度が低下したり、あるいは速
度制御系が不安定になるなどの不都合が生じる。
これを回避するために、交流電流を制御する第１の電、
流制御回路の主側に指令値重　の大きさを変える第２の
電流制御回路を追加することが提案されている。これに
よれば、第１および第２の電流制御系の働きによって電
流の大きさを所定値に制御することができるので、先の
問題点は解決できる。しかし、制御系の安定性の点から
、第２の電流制御系の応答は第１の電流制御系より遅く
しなければならず、このために、第２の電流制御系の主
側に設けられる速度制御系の応答はｇ２の電流制御系よ
り遅くしなければならない。その結果として、速度制御
系の応答が限定されてしまうという問題が生じる。また
、３重の制御系となるので、各制御系を互いに関連づけ
て安定になるように系を設計しなければならず、系の設
計、調整が複雑になるという実用上の問題点４６る。
本発明は前記欠点に対してなされたもので、その目的と
するところは、簡単な構成で電流指令値と実際値が常に
一致するように電流制御できるようにし、電動機のトル
クを所定値に制御できる交流電動機の制御装置を提供す
ることにある。
本発明の特徴とするところは、電流指令値と実際値の偏
差を電流指令値に加算して修正電流指令値を得て、この
修正電流指令値を電流制御回路に与えるようにしたこと
におる。
第１図は本発明の実施例を示す。
第１図において、１は交流電源、２は可変゛重圧。
可変周波数の交流を出力する周波数変換器、３は周波数
変換器２で駆動される同期電動機でその界磁は図示しな
い電源によって励磁される。４は同期電動機３の界磁と
電機子の相対位置を検出する位置検出器で、大きさが１
で相対位置に応じた位相の正弦波信号を出力する。５は
同期電動機３の回転速度を検出する速度検出器である。
ｌＯは同期電動機３の回転速度を指令する速度指令器。
１１は速度指令器１０と速度検出器５の偏差に応じた信
号を出力する速度制御回路で、その出力信号は同期電動
機３の電機子電流の大きさを指令する信号Ｉ　となる。
１２は速度制御回路１１の出力信号と後述する整流器１
５の出力信号偏差に応じて働く誤差分電流制御回路、１
３は加算器。
１４は掛算器でその出力は同期電動機３の電機子電流瞬
時値を指令する信号となる。１５は電流検出６１６で検
出した電機子電流瞬時値の大きさを求めるための整流器
、１６は電機子電流瞬時値を検出する電流検出器、１７
は掛算器１４と電流検出器１６の偏差に応じて働く電流
制御回路である。
次にこの回路の動作を説明する。
速度制御回路１１の出力は同期電動機３の電機子電流の
大きさを指令す′る信号工１である。後述するように、
誤差分電流制御回路１２はこの偏差分を補正する働きを
する。この出力信号はこの偏差分を補正する信号Δ工１
となる。このようにすると、加算器１３からは■１＋Δ
Ｉ”信号が出力される。そして、掛算器１４からは大き
さが１＋Δビの正弦波の電流指令信号が出力される。
電流制御回路１７は電流実際値がその指令値と比例する
ように動作する。交流信号を扱う電流制御回路１７を含
む電流制御系ではその周波数応答の関係から、交流電流
指令値とその検出値は電機子電流の周波数が高くなると
偏差を生じる。誤差分電流制御回路１２はこの偏差を補
正するように動作する。
このようにして、電機子電流の実際値の大きさは常にそ
の指令値と比例関係にあるので、安定した速度制御が行
なえる。また、誤差分電流制御回路１２は本来の速度制
御−電流制御系の補助系として動作するので、制御系の
主要動作に特に影響を与えない。そのため系の設計が容
易となる特徴を有する。
第２図に本発明の他の実施例を示す。第２図において、
１〜１７の部品は第１図と同一物を示す。
１８は掛算器である。速度制御回路１１の出力信号であ
る電機子電流瞬時値工１と誤差分電流制御回路１２の出
力信号を掛算器１８によって掛けあわせ、掛算器１８の
出力信号を電流補正信号Δビとする。第２図のような構
成とすれば、電流補正信号Δ■”の変化は指令値ビの変
化に比例するので、誤差分電流制御回路１２の応答性が
悪くても指令値ビに瞬時に追従した電流制御を行える。
その結果、誤差分電流制御回路１２の調整が非常に容易
になる。
第３図は本発明のさらに別の実施例を示す。第３図にお
いて、１〜１７の部品は第１図と同一物ｅ示ｔ。１２１
．１２２はそれぞれ誤差分電流制御回路Ｉ、ｎで、１３
１，１３２はそれぞれ加算器１．１１．１９は電機子電
流の界磁磁極と同一方向の電流指令（ｄ＠分指令）工Ｉ
を出力する電流指令回路、２０は位置検出器４の信号を
基準として。
電機子電流の成分１ａ・・、■、を検出する電流成分検
出器である。２１は位置検出器４の信号を基準として、
電機子電流成分の指令Ｉａ　　＋ΔＩａ　　。
Ｉ、”＋ΔＬ４）から交流の電流指令Ｉ　を出力する交
流電流指令回路でおる。第３図の実施例は、電機子電流
の位相制御をも行なう場合に有効である。
第３図は次のように動作する。電機子電流の位相制御全
行なう理由と、その指令方法は公知であるので、ここで
は具体的説明は省略する。いま、同期電動機３の界磁磁
極と同一方向軸をｄ軸、垂直方向軸をｑ軸とすれば、速
度制御回路１１の出力信号は電機子電流の界磁磁極に対
し垂直方向の電流指令（ｑ軸分指令）　Ｉ４．”となる
。電流成分検出器２０は次の演算により電機子電流のｄ
軸、ｑ軸分Ｉｎ、Ｉ４を求める。いま。
”ａ　”　ｌ５ｉｏ　（ａ＋、Ｉ４−θ）’ｐ＝−ＩＣ
ｍ（ω、Ｌ＋θ）・・・・・・・・・（１）とすれば、 として、Ｉａ、Ｌｆｔ演算する。この演算は４個の乗算
器を用いることによって容易に行える。ここで、Ｉは電
流子電流の振幅、ω１は角周波数、θは位相、また、ｓ
ｉｎω、ｔ、ｃｏｓω、ｔは位置検出器４の出力である
。同期電動機３が２相機であれば％ｉ’ｅｉβはその電
流検出信号であり、３相機であれば公知の３相→２相変
換を行なえばｊｇ、！βは求められる。Ｉａ、Ｌがこの
ようにして求まれば、誤差分制御回路１１２１はＩ、。
と工、の偏差に応じた信号を出力し、これはｑ軸の補正
分指令■Ｊとなる。また、誤差分制御回路１２２はＩａ
”とＩ−の偏差に応じた信号を出力し、これはｄ軸の補
正分指令ΔＩａ’となる。こうして、交流電流の指令げ
のｑ軸分の指令Ｉ、１＋Δ１．４）　１ａ軸分の指令■
ν０＋Δ■Ｉが加算器１３１．１３２から得られる。そ
の結果、交流電流指令回路２１では次の演、４＋、　　
　　螢 算により交流の電流指令１．・ａ、　ｌβを得る。
第３図の実施例は他の実施例と同様、交流電流指令１相
分だけが図示されている。このように電流を成分に分解
し指令するものであっても本発明は適用でき、それぞれ
の電流成分に等しい電流が流れる。このときも第１図の
説明で述べたように誤差分電流制御回路１２１．１２２
の応答に影響されない速度制御系が構成できる。この特
徴をさらに生かすため、第２図の実施例のように回路を
構成してもよい。また、誤差分電流制御回路１２１゜１
２２において、指令と演算検出値との偏差が小さいもの
があれば、そのどちらかの回路は省略してもよい。
第４図は本発明を誘導電動機に適用した例を示す。第４
図はいわゆるベクトル制御に適用した場合である。第４
図において、１〜２１，１２１゜１２２．１３１．１３
２の部品と同一物を示す。
速度制御回路１１の出力信号は誘導電動機６の１次電流
のトルク分指令Ｉｔ　　となる。６は誘導電動機、２２
は誘導電動機６の１次電流の励磁分指令■、。を出力す
る励磁電流指令器、２３は速度制御回路１１の出力に比
例させて誘導電動機６のすべり角周波数の指令ω、４″
を出力するすべり周波数設定回路、２４は速度検出器５
とすべり周波数設定回路２３の出力信号を加算する加算
器で、その出力信号は誘導電動機６の１次角周波数の指
令値ω−となる。２５は２相正弦波発振器で、その出力
信号は３１０　ψｔ　ｊ　、　ｃｏｓω１１となる。
本発明に関する第４図の回路の動作は第３図と同様であ
るので詳細説明を省略するが、誘導電動機に対しても本
発明を適用できるのは明らかである。
第５図は本発明のさらに別な実施例を示す。第５図にお
いて、１〜２５の部品は第１図、第４図と同一物を示す
。２６は１次電流の振幅指令値工、傘を出力する１次電
流指令回路、２７は１次電流の位相指令α＊を出力する
位置指令回路、２８は発蚕器２５の出力信号をα傘だけ
移相する移相器である。第５図と回路は基本動作は第４
図の例と同一であるが、１次電流を大きさ９位相１周波
数にわけて指令し、最終的に交流電流を制御する点に特
徴がある。１次電流指令回路２６ではＩｓ”＝ｖ’ＴＩ
１本）”＋（１，申）２　　　・・・・・・・・・（４
）の演算により１次電流の振幅指令値工、串を出力する
。また、位相指令回路２７は α申＝ｔａｎ−１（ｋＩｔ”）　　　　””（５１に：
定数 の演算によって電流位相指令値α率を出力する。
第５図の場合、振幅指令値Ｉ−と整流器１５の出力であ
る電流検出値１１との偏差に応じた信号を誤差分電流制
御回路１２の出力信号を３１１本　として、電流振幅の
補正信号とすればよい。
以上説明したように本発明によれば、電流の大きさ指令
値とその実際値の偏差を交流電流指令の振幅の補正信号
として先の電流の大きさ指令に重畳するので、指令どお
りの大きさの電流を流すことができ、また、ｖＩ４Ｉ４
整容室流制御系とすることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第５図はそれぞれ本発明の一実施例を示す構成
図である。 ２・・・周波数変換器、３・・・同期電動機、６・・・
誘導電動機、１２・・・誤差分電流制御回路、１３・・
・加算器。 １６・・・電流検出器、１７・・・電流制御回路。 質１図 燦２図 男３図 燦牛図 隻５図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １、′ｔカ変換器によって駆動される交流電動機と、電
    流指令値を入力し前記交流電動機に流れる交流電流が電
    流指令値になるように前記電力変換器を制御する電流制
    御回路と、岐配電動機電流を検出する電流検出手段と、
    該電流検出手段で検出した電流実際値と前記電流指令値
    の偏差を求める電流偏差演算回路とを具備し、前記゛電
    流指令値に前記電流偏差値を加算した振幅の交流信号の
    修正電流
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