JPS59110394A - Vector control system for induction motor - Google Patents

Vector control system for induction motor

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JPS59110394A
JPS59110394A JP57219207A JP21920782A JPS59110394A JP S59110394 A JPS59110394 A JP S59110394A JP 57219207 A JP57219207 A JP 57219207A JP 21920782 A JP21920782 A JP 21920782A JP S59110394 A JPS59110394 A JP S59110394A
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JP
Japan
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data
induction motor
magnetic flux
representing
frequency
Prior art date
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Application number
JP57219207A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Tomita
浩之 富田
Nobuyoshi Muto
信義 武藤
Keijiro Sakai
慶次郎 酒井
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/06Rotor flux based control involving the use of rotor position or rotor speed sensors
    • H02P21/08Indirect field-oriented control; Rotor flux feed-forward control
    • H02P21/09Field phase angle calculation based on rotor voltage equation by adding slip frequency and speed proportional frequency

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce calculating steps of necessary data by calculating the output of a speed system obtained by compensating the deviation between a rotary speed instruction value and actual rotary speed data for the instruction value representing the torque current as slip angular frequency data. CONSTITUTION:A frequency command fref inputted from a frequency command input 1 is supplied to a subtractor 2 to obtain a deviation from the actual rotating frequency signal fM inputted from an actual rotating frequency input 16. This deviation is compensated for PI by a speed detecting system 3, which outputs data WS representing the slip angle frequency. On the other hand, the signal fM is supplied to a magnetic flux command generator 6, which generates a magnetic flux command phi*. The command phi* is processed by a subtractor 7, a magnetic flux control system 8 and a magnetic flux calculator 9 to obtain data Im representing the exciting current and data phi representing the secondary magnetic flux. The signal WS is multiplied by K3 times by an amplifier 5, and multiplied by a multiplier 20 by data phi to produce as data I2 representing the torque current component. An induction motor is controlled by vector via data I2, Im, thereby reducing the calculating steps.

Description

【発明の詳細な説明】 〔促明の利用分野〕 本発明は、i¥?I速応答性に優れ、高梢度の15制御
が可能で、ディジタル化に適した誘導電動機のベクトル
制御方式に関″′f′る・ 〔従来技術〕 半導体素子の進歩改良に伴って′亀カ用静止形インバー
タを用いた銹導′FM、動機の回転速度制御システムが
広(使用されるようになり、その制御方式としてもベク
トル制御方式乞採用したものが多くみもれるようになっ
てきた・ 口のベクトル割切1方式による誘導電!l!II橙の制
御は、第1図ケ参照して、 ω、=[eI2/φ ・・・・曲・・・曲・・・曲間・
曲・・曲・・・・・(1)■u=、/”i”、2+1=
2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・(2Jθ= tall
−” (I 2 / Im)・・・・・・・・・・・・
・・・曲・・・・・・・曲・・・(3)03つの式を基
本にして行なわれるものであることは、良(知られてい
るところである。
[Detailed description of the invention] [Field of application of promotion] The present invention is directed to i\? This article relates to a vector control method for induction motors that has excellent I-speed response, enables high-speed control, and is suitable for digitalization. FM and motor rotational speed control systems using stationary inverters for motors have become widely used, and many control systems employing the vector control method have also begun to be seen. For the control of the induced electric current!l!II orange using the mouth vector division 1 method, refer to Figure 1(a), ω, = [eI2/φ... Song... Song... Between songs.・
Song... Song... (1) ■u=, /"i", 2+1=
2・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・(2Jθ= tall
-” (I 2 / Im)・・・・・・・・・・・・
...Song...Song...(3)0It is well known that the music is performed based on three formulas.

ωB:すベリ角周波数 K :誘導電動機によって定まる定数 φ :二次磁束 Ilニー次電流 I2:トルク電流分 ■m:励磁電流分 θ ニー次電流工1 と励磁電流工。との間の位相角 である。ωB: Slip angular frequency K: Constant determined by induction motor φ: Secondary magnetic flux Il knee current I2: Torque current ■m: Excitation current θ Knee current work 1 and excitation current work. phase angle between It is.

そして、このようなベクトル制御による従来の誘導電動
機の制御方式の一例ケ第2図に示す。
FIG. 2 shows an example of a conventional induction motor control method using such vector control.

この第2図において、1は周波数指令入力、2゜7は減
算器、3は速度制御系、4.11は除算器5は増幅器、
6は磁束指令発生器、8は磁束制御系、9は磁束演算器
、10はルート関数発生器、12は逆正接関数発生器、
13は一次電流位相演算器、14.15はD/A(ディ
ジタル−アナログ)変換器、16は実回転周波数入力で
ある・次に動作について説明する。
In this Figure 2, 1 is a frequency command input, 2.7 is a subtracter, 3 is a speed control system, 4.11 is a divider, 5 is an amplifier,
6 is a magnetic flux command generator, 8 is a magnetic flux control system, 9 is a magnetic flux calculator, 10 is a root function generator, 12 is an arctangent function generator,
13 is a primary current phase calculator, 14.15 is a D/A (digital-analog) converter, and 16 is an actual rotation frequency input.Next, the operation will be explained.

周波数指令入力lから入力される周波数指令frefは
減算器2に供給され、実回転周波数入力16から入力さ
れる実回転周波数信号fyとの偏差がとられる。
The frequency command fref input from the frequency command input l is supplied to a subtracter 2, and the deviation from the actual rotation frequency signal fy input from the actual rotation frequency input 16 is calculated.

この偏差は速度検出系(PI補償器)でDf定の補1゛
バが鳥えわれ、トルク電流分2表わ−H’−タI2とし
て出力される。
This deviation is determined by a Df constant compensator in the speed detection system (PI compensator), and is output as the torque current component 2, which is -H'-ta I2.

一方、入力16からの信号fwは磁束指令発生器6にも
供給され、信号fMに応じて所定のパターンで変化する
磁束指令φ0が発生される。そして、この指令φ0は減
算器7、磁束制御系(PI補イノ′[器)8、磁束演算
器9で処理され、励磁電流分を表わすデータImと二次
磁束を表わすデータφが得られる。
On the other hand, the signal fw from the input 16 is also supplied to the magnetic flux command generator 6, and a magnetic flux command φ0 that changes in a predetermined pattern according to the signal fM is generated. This command φ0 is processed by a subtracter 7, a magnetic flux control system (PI supplementary inno' unit) 8, and a magnetic flux calculator 9, and data Im representing the excitation current and data φ representing the secondary magnetic flux are obtained.

こうして、データI 2 、Iz nφが得られたら、
データI2とφを除算器4に供給し、その出力乞増巾器
5でに倍に増巾することにより上記した(1)式にした
がってすべり角周波数ケ表わすデータω8(又はすべり
周波数を表わすデータfS)V得る。
In this way, when data I 2 and Iz nφ are obtained,
The data I2 and φ are supplied to the divider 4, and the output is multiplied by amplifying device 5 to obtain the data ω8 representing the slip angular frequency (or the data representing the slip frequency) according to the above equation (1). fS) Obtain V.

同様に、データI2とImをルート関数発生器1゜に入
力し、(2)式にしたがって一次′fiL流の太きさく
基準値)を表わすデータ11を得る。
Similarly, the data I2 and Im are input to the root function generator 1°, and data 11 representing the first-order ``fiL flow thick reference value'' is obtained according to equation (2).

さらに、除算器11にもデータ■2とImを入力し、そ
の出力r−タI2/Imを逆正接関数発生器12に入力
し、(3)式にしたがって位相角データθを得る。
Furthermore, the data 2 and Im are also input to the divider 11, and the output r-taper I2/Im is input to the arctangent function generator 12 to obtain phase angle data θ according to equation (3).

その後、このデータθは、入力16からの悄°号fMz
それにデータfs (ω、)と共にマイクロコンピュー
タなどからなる一次電流位演算器13に入力され、−次
電流位相61を〔θ1=2π、t(Ja+j’u)dt
+θ〕の演算によって求め、さらに、この位相θ1によ
り三角関数デープルン当ってデータ副01、■θ夏を求
める。
This data θ is then converted to the angle fMz from input 16.
It is inputted together with the data fs (ω,) to the primary current potential calculator 13 consisting of a microcomputer, etc., and the negative current phase 61 is calculated as [θ1=2π, t(Ja+j'u)dt
+θ], and further, using this phase θ1, the trigonometric function DELUN is used to obtain data sub01 and ■θ summer.

そして、これらのガーターθ1とμs01  をデータ
11と共にD/A変換器14.15に入力し、データ■
1を乗算してアナログ祉の変換することによりベクトル
制御に必要な2相の一次電6iY、基準瞬時値信号iα
、iβを得、これらをインバータなどの周波数変換装置
の駆動回路に供給してやれば、磁束指令発生器6のパタ
ーンによって定まる所定のトルク特性、出力特性にした
がって訪導電動機のベクトル制御による回転速度制御7
行なうことかできる。
Then, these garter θ1 and μs01 are input to the D/A converter 14.15 along with data 11, and data
By multiplying by 1 and converting the analog coefficient, the two-phase primary power 6iY required for vector control and the reference instantaneous value signal iα are obtained.
, iβ are obtained and supplied to a drive circuit of a frequency converter such as an inverter, rotational speed control 7 of the visiting electric motor is performed by vector control in accordance with predetermined torque characteristics and output characteristics determined by the pattern of the magnetic flux command generator 6.
I can do what I do.

なお、第2図の従来例では、その信号処理のはどんど乞
ハード的に行なうように構成されているか、マイクロコ
ンピュータなどを用いて大rlu ’t+ ノ信号処1
.1i! ”tソフト的に行ンようようにしたものも周
知であり、さらにアナログ回路で構成さgだものも知ら
れている。
In addition, in the conventional example shown in FIG. 2, the signal processing is configured to be performed by hardware, or the large rlu 't+ signal processing 1 is performed using a microcomputer or the like.
.. 1i! ``Items that are designed to be performed using software are well known, and those that are constructed using analog circuits are also known.

ところで、この従来のベクトル制御方式では、その信号
処理の中に除算処理が2力月[あり、このため、アナロ
グ回路で構成したり、ディタル回路乞ハードで構成した
場合には除算器が2 i+i>I必要になるため、コス
トアップとなる欠点があり、マイクロコンピュータなど
によりソフトウェアとしてh7成した場合には演算処理
時間が多く必要になって制御の応答速度が低下し易いと
いう欠点がある・〔発明の目的〕 本発明の目的は、上記した従来技術の欠点欠除さ、ロー
コストでしかも充分な制御応答特性を与えることが可能
な誘導電動機のベクトルGIjlJ御方式〔発明の概要
〕 この目的を達成するため、本発明は、回転速度指令値と
実回転速度データとの偏差に所定の補償を行なって得ら
れる速度制御系の出カン1−ベリ角周波数データω8と
して取り出し、上記したベクトル制御の基本となる式の
うちの(1)式の変形により導出される次の(4)式に
よりデータIzYイ1することにより除算処理が1回で
済むようにしだ点乞% 9とする。
By the way, in this conventional vector control method, there are 2 division processes in the signal processing, so if it is configured with analog circuits or digital circuit hardware, the divider is 2 i + i >I is required, which has the disadvantage of increasing costs, and if h7 is implemented as software using a microcomputer, it requires a lot of calculation processing time and the response speed of control tends to decrease. [Object of the Invention] The object of the present invention is to provide a vector GIjlJ control system for an induction motor that eliminates the drawbacks of the prior art described above, is low cost, and can provide sufficient control response characteristics [Summary of the Invention] Achieving this object. Therefore, the present invention extracts the output angular frequency data ω8 of the speed control system obtained by performing predetermined compensation for the deviation between the rotational speed command value and the actual rotational speed data, and calculates the basic vector control described above. By dividing the data IzY by 1 using the following equation (4), which is derived by modifying equation (1) of the equations, the division process is made % 9 so that only one division process is required.

1、=に、  ・φ・ω8 ・・・・・・・・・四・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(4)但
し、K3 : 1/K 〔発明の実施例〕 以下、本発明による誘導電動様のベクトル制御方式の実
施例を図面について説明する。
1,=to, ・φ・ω8 ・・・・・・・・・4・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(4) However, K3: 1/K [Embodiment of the invention] Hereinafter, the induction motor-like vector control method according to the present invention will be explained. Examples will be described with reference to the drawings.

第3図は本発明の一実施例で、第2図の従来例と同様に
、ディジタル信号の処理の大部分をハード的に行なうよ
うにしたもので、図において、20は乗算器であり、そ
の他のブロックは第2図の従来例と同じである。
FIG. 3 shows an embodiment of the present invention, in which, like the conventional example shown in FIG. 2, most of the processing of digital signals is performed by hardware. In the figure, 20 is a multiplier; Other blocks are the same as the conventional example shown in FIG.

この実施例においては、速度検出系3の出力がそのまま
一次電流位相演算器13に入力されてすべり角周波数ケ
表わすデータω、として処理され、これによりデータs
lnθl  +Cmθ1の演算が行1よりれるようにな
っている。
In this embodiment, the output of the speed detection system 3 is directly input to the primary current phase calculator 13 and processed as data ω representing the slip angular frequency.
The calculation of lnθl +Cmθ1 is performed from line 1.

そして、この結果、トルク電流分を表オつ1−データI
2は、上記した(4)式により、速度検出系3の出力を
増幅器5でに3倍に増幅してから乗算器20でデーター
ン掛け、これによりデータ■2乞得ろようにしている。
As a result, the torque current is calculated as follows: 1-Data I
2 is such that the output of the speed detection system 3 is amplified three times by the amplifier 5 and then multiplied by the data turn by the multiplier 20 according to the above-mentioned equation (4), thereby obtaining the data (2).

従って、この実施例によっても、第2図の従来例と同様
に、ベクトル制御方式による話導霜、動機の速度制御を
行なうことができろ上、この実施例によれば、除算処理
がデータI2とImによるデータx、 2 / I□の
演算に必要なだけなので、除算器の増加によるコストア
ップや、除錯処理によろ削具時間の増加が少(て済み、
従来技術の欠点を除くことができる。
Therefore, in this embodiment, as well as in the conventional example shown in FIG. Since it is only necessary to calculate the data x, 2 / I□ by
The drawbacks of the prior art can be eliminated.

次に、8TS4図は、本発明の他の一実施例を示したも
のて、データ処理の大部分tマイクロコンピュータなど
を用いてディジタル的に処理するようにしたものであり
、この第4図において、30゜35は減算処理、31は
速度制御処理、32は増幅処理、33は除算処理、34
は磁束処理、36は磁束制御処理、37は磁束制御処理
、38.39は関数テーブル処理、40は積分処理、4
1.46は加算処理、42.43は三角関数テーブル処
理、44.45はD/A変換器、47は回転周波数指令
入力レジスタ、48は実回転周波数入力レジスタである
。従って、この第4図の実施例は、周波数指令f re
fの取込みから一次角周波数ωIの積分−次電流位相θ
と上記データω1の積分値との加算、この加算による出
力データに対応した正接及び余弦の三角関数テーブル処
理までtマイクロコンピュータなどによるディジタル処
理で行ない、その後のデイノタルデータからアナログデ
ータへの変換はアナログ方式で処理するようになってい
るものであり、換言すれは、この実施例は、速度制御系
及び弱め界磁制御系のメジャールーfftマイクロコン
ピュータなどによりディジタル処理し、高速処理を必要
とするマイナールーゾ電流制御系はアナログ処理として
いるものである。
Next, Figure 8TS4 shows another embodiment of the present invention, in which most of the data processing is done digitally using a microcomputer or the like. , 30° 35 is a subtraction process, 31 is a speed control process, 32 is an amplification process, 33 is a division process, 34
is magnetic flux processing, 36 is magnetic flux control processing, 37 is magnetic flux control processing, 38.39 is function table processing, 40 is integral processing, 4
1.46 is an addition process, 42.43 is a trigonometric function table process, 44.45 is a D/A converter, 47 is a rotational frequency command input register, and 48 is an actual rotational frequency input register. Therefore, in the embodiment of FIG. 4, the frequency command f re
From the acquisition of f, the integral of the primary angular frequency ωI - the primary current phase θ
The addition of the above data ω1 and the integral value of the data ω1, and the trigonometric function table processing of the tangent and cosine corresponding to the output data from this addition are performed by digital processing using a microcomputer, etc., and the subsequent conversion from deinotal data to analog data is In other words, in this embodiment, the speed control system and the field weakening control system are processed digitally by a major rouzo fft microcomputer, etc., and the minor luzo current, which requires high-speed processing, is processed in an analog manner. The control system uses analog processing.

次に、この実施例の動作について説明する。Next, the operation of this embodiment will be explained.

周波数指令入力レジスタ47かも入力された周I波数指
令Jrefと実回転周波数入力レジスタ48かも入力さ
れた実回転周波数fMとの偏差(freffM)ン減算
処理30で取出し、PI補偵などを内容とした速既制御
処理31ですべり角周波数ω8を算出する。
The deviation (frefM) between the frequency I wave number command Jref inputted in the frequency command input register 47 and the actual rotational frequency fM inputted in the actual rotational frequency input register 48 is extracted by subtraction processing 30, and the content is set to PI assistant etc. The slip angular frequency ω8 is calculated in the quick control process 31.

一方、磁束指令処理34は入力された実回転周波数fs
に応じて磁束指令φ0を発生し、それヲー次遅才し補償
(M/1+TS)を内容と1−る磁束演算処理37で演
算されて得た2次磁束φと減便:処理35で演舞した上
でPI補償を同各とする磁束制御処理36を行なって励
磁′tわ:流I□を倉?、出する。
On the other hand, the magnetic flux command processing 34 uses the input actual rotation frequency fs.
The magnetic flux command φ0 is generated in accordance with the magnetic flux command φ0, and the secondary magnetic flux φ obtained by calculation in the magnetic flux calculation process 37 is performed in the process 35. After that, the magnetic flux control process 36 with the same PI compensation is performed to excite the current I□. , put out.

こうして、すべり周波数ω8、磁束φ、励磁電流■□が
算出されたら、まず、増幅処理32によりデータω8に
対して定数に3を乗算し、さらにデータφを乗算するこ
とによりMil記(4)式にしたがってトルク′電流分
■2夕算出する◎ ここまでは第3図の実施例と同じであり、これにより第
2図の従来例における除算器4を不要にでき、コストダ
ウンや応答速度の改善が1(Iられることになる。
Once the slip frequency ω8, magnetic flux φ, and excitation current Calculate the torque 'current' according to ◎ Up to this point, it is the same as the embodiment shown in Fig. 3, and as a result, the divider 4 in the conventional example shown in Fig. 2 can be omitted, reducing costs and improving response speed. will be 1(I).

しかして、この第4図の実施例では、第3図の実施例と
異なり、増巾処理32でトルり電流分工2ya1′算出
したあと、このデータI2ン除↓1ニ処理33で直ちに
データImで割り、その演算結果としての蘭ガータI 
2 / Im Y算出し、このデータエ2/In1乞変
数とするルート関数テーブルに当り、さらにデータ■。
In the embodiment shown in FIG. 4, unlike the embodiment shown in FIG. Rangata I as the result of the calculation
2/Im Y is calculated, and this data is applied to the root function table as the 2/In1 variable, and further data ■.

の乗算により一次゛「に流の大きさく基イル値)11を
得るための四〇テーブル処理38が設けてあり、これは
次の理由による。
A 40-table processing 38 is provided to obtain a linear value 11 by multiplication of , and this is for the following reason.

(・ま、前述の基本式のうちの(2)式’a’f形丁扛
ば、It=ImJ丁Tて]7フ]=)r・川・中・…・
・・(5)が導出される。
(・Ma, formula (2) of the above basic formulas 'a' f form ding, It=ImJ ding Tte]7f]=) r・river・naka・...・
...(5) is derived.

従って、第2図の従来例及び第3図の実施例のように、
データエ2とImでテーブル検索してデータ11を得る
代りに、まず、商データI 2 / Imを求め、これ
を変数としてテーブル検索した上で、データImの乗算
を行なってもよいことが判る。
Therefore, as in the conventional example shown in Fig. 2 and the embodiment shown in Fig. 3,
It can be seen that instead of performing a table search using data E2 and Im to obtain data 11, first obtain the quotient data I 2 /Im, perform a table search using this as a variable, and then perform multiplication by data Im.

こうして、データIl e I 2/Imeω8が算出
された後は第2図の従来例及び第3図の実施例と同じで
、データI2/Imを関数テーブル処理39で処理し、
テーブルで一次電流位相θを求める。また、データωM
とω8とは減算処理46で一次角周波数ρ1となり、積
分処理40で積分されたあと加算処理41でデータθと
演p:されてデータθl=(ωit十〇)となり、三角
関数テーブル処理42゜43でデータsinθl+cO
8θlが求められろ。最後にデータII  l山θl 
 +CmθlによりD/A変換器44.45からベクト
ル制御用のアナログ制御信号tα、iβが取り出される
ことになる。11お、以上の説明から、この第4図の実
施例における積分処理40、加算処理41、三角関数テ
ーブル処理42.43、それに加算処理46が第3図の
実施例における一次電流位相演算器13の処理内容に対
応したものとなっていることが理解される。
After the data Il e I 2/Imeω8 is calculated in this way, the data I2/Im is processed by the function table processing 39, as in the conventional example shown in FIG. 2 and the embodiment shown in FIG.
Find the primary current phase θ using the table. Also, data ωM
and ω8 become the primary angular frequency ρ1 in the subtraction process 46, are integrated in the integration process 40, and then are operated with the data θ in the addition process 41 to become the data θl=(ωit 10), and the trigonometric function table process 42° At 43, the data sinθl+cO
Find 8θl. Finally, data II l mountain θl
+Cmθl causes analog control signals tα and iβ for vector control to be taken out from the D/A converters 44 and 45. 11. From the above explanation, it can be seen that the integral processing 40, addition processing 41, trigonometric function table processing 42, 43, and addition processing 46 in the embodiment of FIG. 4 are the primary current phase calculator 13 in the embodiment of FIG. It is understood that this corresponds to the processing content of .

従って、この実施例によれば、上記したように、除′!
ン処理を減らすことができ、従来技術の欠点を除くこと
ができる上、以下に示す効果ヲ得ることができる。
Therefore, according to this embodiment, as mentioned above, the removal '!
In addition to being able to reduce the number of processing steps and eliminating the drawbacks of the prior art, the following effects can also be obtained.

まず、データエ1を求めるための関数テーブル処理38
が(5)式で示した演算処理となっており、これに応じ
てテーブルが百TでI2/IJ”、変数力I2/Irn
となっているため、2つのLj数テーブル処理38.3
9が同じ変数による検索となり、演算が早(行なえ、処
理時間が短縮されろ。つまり、第2図に示した従来例で
は、データ■2と■□を変数とし、これからルート関数
テーブル検索るようfなっており、このため、まず、1
′−タ(工22+Irr1′)の演算を行なってからテ
ーブル検索を行なうという処理になるため、演算過程が
多(なって処理時間が長く必要になってしまうのである
が、上記実施例によれば、それがな(なるので、処理時
間が短かくて済むのである。
First, function table processing 38 to obtain data E1
is the arithmetic processing shown in equation (5), and accordingly the table is 100T, I2/IJ", variable force I2/Irn
Therefore, two Lj number table processing 38.3
9 becomes a search using the same variable, which speeds up the calculation (and reduces processing time. In other words, in the conventional example shown in Figure 2, data ■2 and ■□ are used as variables, and the root function table is searched from now on. Therefore, first, 1
Since the processing involves performing the table search after performing the calculation of '-data (Eng22+Irr1'), there are many calculation steps (resulting in a long processing time), but according to the above embodiment, , so the processing time can be shortened.

次に、従来例のように、データI2+ImY変数として
データ(I2”+I♂)の演算を行なう方式であったと
すれば、データ(I22+In12)のピッ)Hはデー
タ■2と工□のそれぞれのビットaの和となるため、制
御の精度を保つためには膨大なデータ量が必要になり、
高精度の制御を維持するが困難になる。しかして、この
第4図の実施例によれば、f数I2/Imのビット数は
、データ量2  # IIn のビット数をそれぞれ1
6ビツトとすれば、それと同じ16ビツトとなるため、
ことさら精度な落す必要がなくなり、高い制御精度を保
つことができる。
Next, if the method is to perform calculations on data (I2"+I♂) as data I2+ImY variables, as in the conventional example, then the bits (I2"+I♂) of data (I22+In12) are the respective bits of data ■2 and Since it is the sum of a, a huge amount of data is required to maintain control accuracy.
Maintaining precise control becomes difficult. According to the embodiment shown in FIG. 4, the number of bits of the f number I2/Im is equal to the number of bits of the data amount 2 # IIn, respectively.
If it is 6 bits, it will be the same 16 bits, so
There is no need to particularly reduce precision, and high control precision can be maintained.

また、第2図の従来例では、テーブル%によって直接デ
ータIxY得るようになっているため、制御すべき誘導
電動機の定格が異なると、それに応じて関数テーブルパ
ターンもいちいち変更させたけれはならず、テーブルの
規格化、汎用化が困難でコストアップとなり易い。しか
して、この第4図の実施例によれば、関数テーブル処理
38におけるルート関数テーブルノ?ターンを規格化し
、上記(5)式の右辺に定数に4を才しることによって
データ11が決定されるようにすることができ、こit
によれば、定数に4を変更するだけでどのような定格の
誘導電動機の制御に対してもただ一種類のルート関数テ
ーブルで対応することができ、機器の汎用化に伴なうコ
ストダウンが充分に期待できる。
In addition, in the conventional example shown in Fig. 2, data IxY is directly obtained from the table %, so if the rating of the induction motor to be controlled differs, the function table pattern must be changed accordingly. It is difficult to standardize and generalize tables, which tends to increase costs. According to the embodiment shown in FIG. 4, the root function table in the function table processing 38? Data 11 can be determined by normalizing the turns and adding 4 as a constant to the right side of equation (5) above.
According to , by simply changing the constant 4, it is possible to control induction motors of any rating with just one type of root function table, which reduces costs due to the generalization of equipment. You can fully expect it.

なお、このときには、上記(5)式は次の(6)式のよ
うになる。
In this case, the above equation (5) becomes the following equation (6).

11=に4  ・ Im J 1 + (I、  / 
Im  )2  ・−−・−−・・・・・・ (6ンに
4 :制御すべき誘導電動機の定格によって決まる定数 ところで、このようなベクトル制御方式においては、誘
導電動機の回転速度に対する出力の制御ツヤターンを第
5図のように定め、速度N/l″−Na以下では定トル
ク特性に、Na(N≦Nbの範囲では定出力特性に、そ
してN>Nbの範囲では出力低減特性にそれぞれなるよ
うにする場合が多い。
11=4 ・Im J 1 + (I, /
Im)2 ・---・--・・・・・・ (6 to 4: constant determined by the rating of the induction motor to be controlled) By the way, in such a vector control method, the output of the induction motor relative to its rotational speed is The control gloss turn is determined as shown in Figure 5, and when the speed is below N/l''-Na, it has constant torque characteristics, in the range of Na (N≦Nb, it has constant output characteristics, and in the range of N>Nb, it has output reduction characteristics. In many cases, it will be done.

しかして、このような制御パターン乞採用した場合には
、定トルク制御領域での磁束指令φ0は一定値に保たれ
ることになり、従って、このときには第4図の実施例に
おける各処理34,35゜36.37によって得られる
データ量、とφも一定値となっている。
If such a control pattern is adopted, the magnetic flux command φ0 in the constant torque control region will be maintained at a constant value, and therefore, in this case, each process 34, The amount of data obtained by 35°36.37 and φ are also constant values.

そこで、この場合には、上記(4)式における変数φ及
び−が一定値となるため、K3・φ/Im=に1として
変数I 2 / ImY K 1 ・ω、とすることが
でき、上記処理38におけるルート関数はJ1+(K2
O2アと、処理39における逆正接関数はbn (KI
O3)とそれぞれなすことができることになり、除算処
理33もなくして処理時間をさらに短縮させることがで
きる。
Therefore, in this case, since the variables φ and - in the above equation (4) have constant values, the variable I 2 / ImY K 1 ・ω can be set by setting 1 to K3・φ/Im=, and the above The root function in process 38 is J1+(K2
O2a and the arctangent function in process 39 are bn (KI
O3), respectively, and the division process 33 can be eliminated to further shorten the processing time.

従って、このようにした場合も含め、上記第4図に示し
た実施例の動作を70−チャートで示すと第6図のよう
になる。
Therefore, the operation of the embodiment shown in FIG. 4, including this case, is shown in FIG. 6 using a 70-chart.

第6図において、第5図の定トルク領域におては%  
Im #φは一定値となるので55の処理ケ行なわない
。したがって56の処理I 2 /I□=に3・φ・ω
s/ImにおいてIm、φ一定であるからに3・φ/I
m=に3とおいて、変数(I 2 /Im)をに、ω3
に変換する処理を行なう。
In Figure 6, in the constant torque region of Figure 5, %
Since Im #φ is a constant value, the process 55 is not performed. Therefore, the processing of 56 I 2 /I□=3・φ・ω
Since Im and φ are constant in s/Im, 3・φ/I
Set m=3, set the variable (I 2 /Im) to ω3
Perform the process of converting to .

また、第7図は、第5図の弱め界磁領域におけるItj
:L出の詳細フローチャートである。ここで、573に
おけるに4は1、関数テーブルが規格化されているので
、使用する誘導電動機の定格電流値によってに4を調節
し、対応機種の拡大をはかることができる。
Moreover, FIG. 7 shows Itj in the field weakening region of FIG.
: Detailed flowchart of L output. Here, 4 in 573 is 1, and since the function table is standardized, 4 can be adjusted depending on the rated current value of the induction motor to be used, and the number of compatible models can be expanded.

さらに、第8図は、第5図の定トルク領域における11
算出の詳細フローチャートである。この領域では、前述
のようにI2/Irrl=Kloω8 として演算を簡
略化する。
Furthermore, FIG. 8 shows 11 in the constant torque region of FIG.
It is a detailed flowchart of calculation. In this region, the calculation is simplified by setting I2/Irrl=Kloω8 as described above.

同様に第7図の572におけるImも一定となるのでに
4@Im=に2として第8図の542の処理のように簡
略化する。
Similarly, since Im at 572 in FIG. 7 is constant, 4@Im=2 is used to simplify the process as at 542 in FIG. 8.

この第6図の実施例による一実測結果によれば、従来の
制御方式に比して約10%の処理時間の短縮が代られ、
特に定トルク領域においては50%もの処理時間の短縮
がなされ、応答特性の著しい改善が得られた。
According to an actual measurement result using the embodiment shown in FIG. 6, the processing time is reduced by about 10% compared to the conventional control method.
Particularly in the constant torque region, the processing time was reduced by as much as 50%, and the response characteristics were significantly improved.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、ベクトル制御に
必要なデータの演算処理過程を少(することができる上
、ディジタル化した際の演算処理ニオけるデータビット
数の増加乞なくすことがでさ′るから、従来技術の欠点
を除き、構成が簡単でローコスト化が容易になり、ディ
ジタル化に際しての制御精度の低下がないためディジタ
ル化に適し、制御応答速度が高(て高速の制御が可能な
誘心山;動機のベクトル制御方式を容易に提供づ一部)
ことができろ。
As explained above, according to the present invention, it is possible to reduce the number of arithmetic processing steps for data required for vector control, and it is also possible to avoid an increase in the number of data bits required for arithmetic processing when digitized. Therefore, excluding the drawbacks of the conventional technology, the configuration is simple and can be easily reduced in cost, and there is no drop in control accuracy during digitalization, making it suitable for digitalization, and the control response speed is high (and high-speed control is possible). Possible attraction; easy to provide vector control method of motive (part)
Be able to do that.

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

第1図は誘導電動機の電流ベクトルを示す説明図、第2
図は誘導電動機のベクトル制御方式の従来例を示すブロ
ック図、第3図は本発明による誘導電動機のベクトル制
御方式の一実施例を示すブロック図、第4図は同じく他
の一実施例〉示すブロック図、第5図は誘導電動機の回
転速度に対応した制御モードの一例乞示す説明図、第6
図は本発明の一実ノli+i例の動作を示すフローチャ
ート、第7図及び第8図は第6図の一部を詳細に示した
フローチャートである。 ■・・−周波数指令入力、2,7・・・減算器、3・・
・速度制御系、4.11・・・除算器、5・・・増幅器
、6・・・(藏東指令発生益、8・・・磁束制御系、9
・・・磁束演算発生器、13・・・1次電流位相演算器
、14.15・・・El/A変換器、16・・・実回転
周波数人力、2゜・・・乗算器、30.35・・・減算
処理、31・・・速度制御処理、32・・・増幅処理、
33・・・除算処理、34・・・磁束指令処理、36・
・・磁束制御処理、37・・・磁束演算処理、38.3
9・・・関数テーブル処理、40・・・積分処理、41
.46・・・加算処理、42゜43・・・三角関数テー
ブル処理、44.45・・・D /A変換器、47・・
・回転周波数指令大刀レジスタ、48・・・実回転周波
数入力レジスタ。 茅   6    目 茅7 目 $8 口
Figure 1 is an explanatory diagram showing the current vector of an induction motor, Figure 2
FIG. 3 is a block diagram showing a conventional example of a vector control method for an induction motor, FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of the vector control method for an induction motor according to the present invention, and FIG. 4 shows another embodiment. Block diagram, Figure 5 is an explanatory diagram showing an example of the control mode corresponding to the rotation speed of the induction motor, Figure 6
The figure is a flowchart showing the operation of a practical example of the present invention, and FIGS. 7 and 8 are flowcharts showing a part of FIG. 6 in detail. ■... - Frequency command input, 2, 7... Subtractor, 3...
・Speed control system, 4.11... Divider, 5... Amplifier, 6... (Kurato command generation profit, 8... Magnetic flux control system, 9
. . . Magnetic flux calculation generator, 13 . . . Primary current phase calculator, 14. 15 . . . El/A converter, 16 . 35... Subtraction processing, 31... Speed control processing, 32... Amplification processing,
33... Division processing, 34... Magnetic flux command processing, 36.
... Magnetic flux control processing, 37... Magnetic flux calculation processing, 38.3
9... Function table processing, 40... Integral processing, 41
.. 46... Addition processing, 42° 43... Trigonometric function table processing, 44.45... D/A converter, 47...
- Rotation frequency command large sword register, 48...Actual rotation frequency input register. Kaya 6 eyes Kaya 7 eyes $8 Mouth

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、 誘導電動機の一次電流をトルク電流成分と励磁電
流成分とに分離し、それぞれを回転速度指令値と実回転
速度データとの偏差に応じて制御するようにした誘導電
動機のベクトル制御方式において、上記回転速度指令値
と実回転速度データとの偏差を求め、それにPI(比例
+積分)補償などの補正χ行なって出力するようにした
速度制御系の出力データな1−ベリ角周波数データω8
とし、この丁ベリ角周波数データω8からベクトル制御
基本式(I2=に・φ・ω8)により上記トルク電流ヲ
表わす指令値■2の演算を行なうように構成したことを
特徴とする誘導電動機のベクトル開側1万式。 世し、  K:制御すべき誘4電動機によって決定され
る定数。 φ=M” Im/(1+TS) M二制御づ−べき誘導電動機の一次二次巷森間の相互イ
ンダクタンス Im:励磁電流指令値 T:制御すべき誘導電動機の2次時定 数 S:微分演算子 2、特許請求の範囲第1項において、上記−次電流の基
準値ビ表わすデータ1.を、上記励磁を流指令値Imと
、この指令値Imによる上記トルク電流の指令値■2の
除算値I2 / Imを変数とするデープルデータ(t
+(’xz/’m戸)  との演算によって得るように
構成したことを特徴とするージ尋電動機のベクトル制御
方式。 3、特許請求の範囲第2項において、i’ii制御すべ
き誘導電動機の制御状態が定トルク制御領域にあるとき
は、上記テーブルデータの変数(Iz/Im’)が丁ペ
リ角周波数データω8だけのi数Kl・ω。 となるように構成したことを特徴と1−る誘導電動機の
ベクトル制御方式。 但し、K1=に*φ1・Imi   φ1 二制御すべき誘導電動機が定トルク制御領域にあ
るときのφ IrrI!−同じく定トルクの制御領域にあるときのI
[Claims] 1. An induction motor in which the primary current of the induction motor is separated into a torque current component and an excitation current component, and each is controlled according to the deviation between a rotation speed command value and actual rotation speed data. In the vector control method, the deviation between the rotational speed command value and the actual rotational speed data is determined, and the output data of the speed control system is calculated by performing correction χ such as PI (proportional + integral) compensation and outputting the result. Berry angular frequency data ω8
The vector of an induction motor is characterized in that the command value (2) representing the torque current is calculated from this alignment angular frequency data ω8 using a basic vector control formula (I2=ni・φ・ω8). Open side 10,000 types. K: Constant determined by the induction motor to be controlled. φ=M” Im/(1+TS) M Mutual inductance between the primary and secondary paths of the induction motor to be controlled Im: Excitation current command value T: Secondary time constant S of the induction motor to be controlled: Differential operator 2. In claim 1, the data 1 representing the reference value B of the secondary current is the excitation current command value Im and the division value of the torque current command value 2 by this command value Im. Daple data (t
A vector control method for a zigzag motor, characterized in that the vector control method is configured to be obtained by calculating +('xz/'mdoor). 3. In claim 2, when the control state of the induction motor to be controlled is in the constant torque control region, the variable (Iz/Im') of the table data is equal to the angular frequency data ω8. The i number Kl・ω. 1. A vector control system for an induction motor, characterized in that it is configured so that: However, K1 = *φ1・Imi φ1 2.φ IrrI! when the induction motor to be controlled is in the constant torque control region. -Similarly, I when in the constant torque control region
m
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6268084A (en) * 1985-09-20 1987-03-27 Yaskawa Electric Mfg Co Ltd Current-command generating circuit for vector control

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JPS6268084A (en) * 1985-09-20 1987-03-27 Yaskawa Electric Mfg Co Ltd Current-command generating circuit for vector control

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