JPS59169382A - ベクトル制御方式における可変速制御装置 - Google Patents
ベクトル制御方式における可変速制御装置Info
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- JPS59169382A JPS59169382A JP58041911A JP4191183A JPS59169382A JP S59169382 A JPS59169382 A JP S59169382A JP 58041911 A JP58041911 A JP 58041911A JP 4191183 A JP4191183 A JP 4191183A JP S59169382 A JPS59169382 A JP S59169382A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/36—Arrangements for braking or slowing; Four quadrant control
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。
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、誘導電動機を電圧形インバータで駆動するベ
クトル制御方式における可変速制御装置に関する。
クトル制御方式における可変速制御装置に関する。
近年、誘導゛電動機の連応性を向上する制御方式として
、電動機の一次゛ｄ流を励磁電流と二次間流とに分けて
制御し、二次磁束と二次゛直流ベクトルを常に直焚させ
ることで直流様と同等の応答性を得ようとするベクトル
制御方式が提案されている。
、電動機の一次゛ｄ流を励磁電流と二次間流とに分けて
制御し、二次磁束と二次゛直流ベクトルを常に直焚させ
ることで直流様と同等の応答性を得ようとするベクトル
制御方式が提案されている。
このベクトル制御方式において、電力変換装置にパルス
嘱変調（ＰＷＭ ）方式インバータなどの電圧形インバ
ータを１吏用して′電動機を可変速制御すると、連層設
定を下げる場合等の回生時には′電動機からの回生エネ
ルギーがインバータ生回路の帰還ダイオードを介して直
流側に回生される。このため、インバータの直流電源が
バッテリ等の回生可能な電源であれば何ら問題ないが、
整流遡源の場合にはその交流入力側に回生できないため
に回生エネルギーで直流側に過電圧が先生ずる。この直
流側電圧異常を防止するためには岨＠機の回生エネルギ
ーを抵抗で消費させる発醒制動や回生用インバータ等が
並用されるが、そのための装置を公費とするし駆動時と
同一のトルクで回生ずるのが難しくなる。
嘱変調（ＰＷＭ ）方式インバータなどの電圧形インバ
ータを１吏用して′電動機を可変速制御すると、連層設
定を下げる場合等の回生時には′電動機からの回生エネ
ルギーがインバータ生回路の帰還ダイオードを介して直
流側に回生される。このため、インバータの直流電源が
バッテリ等の回生可能な電源であれば何ら問題ないが、
整流遡源の場合にはその交流入力側に回生できないため
に回生エネルギーで直流側に過電圧が先生ずる。この直
流側電圧異常を防止するためには岨＠機の回生エネルギ
ーを抵抗で消費させる発醒制動や回生用インバータ等が
並用されるが、そのための装置を公費とするし駆動時と
同一のトルクで回生ずるのが難しくなる。
本発明は、゛電圧形インバータでベクトル制御される誘
２ｒＩ−屯ａ機をその正逆転も富めた可変速制御をする
において、二次電流設定のための速度−ｍｌ器の出力を
駆動時と回生時とでは異なるリミット値に制御すること
により、従来の問題点を解消した可変速制御装置を提供
することを目的とする０第１図は本発明の一実施例を示
し、ＰＷＭ方式インバータによる電動機の一次電圧制御
をし、観ｋｊＪ機の磁束と二次電流分を非干渉に制御す
るベクトル制御装置Ｖｃ堰用した場合である。誘導電動
機１を整流器２Ａを直流電源とするＰＷＭ方式インバー
タ２で駆動するのに、電動機１の磁尿を一定に制御する
ためのα相−次区流設定１直１１αと二次＊ 電流を制御するためのβ相−次゛−流設定１１Ｍ１ｌβ
と゛電源角周波数ω０とを人力とする袖正演算回路３に
よってα、β相−仄屯圧紙圧α、θ１βを得、この′直
圧ｅ１α、 １ｌｉｌｌβは相′区圧演算回路４によ
って２相−３相変侠してインバータ２の３相匡圧設定＋
ＩＬθ８゜９ｂ＋１９ｃを狗る。相゛電圧演算回ｅ４４
における′＠具には電源角周波数ω。から得る三角関数
ｃｏｓωｏｔ。
２ｒＩ−屯ａ機をその正逆転も富めた可変速制御をする
において、二次電流設定のための速度−ｍｌ器の出力を
駆動時と回生時とでは異なるリミット値に制御すること
により、従来の問題点を解消した可変速制御装置を提供
することを目的とする０第１図は本発明の一実施例を示
し、ＰＷＭ方式インバータによる電動機の一次電圧制御
をし、観ｋｊＪ機の磁束と二次電流分を非干渉に制御す
るベクトル制御装置Ｖｃ堰用した場合である。誘導電動
機１を整流器２Ａを直流電源とするＰＷＭ方式インバー
タ２で駆動するのに、電動機１の磁尿を一定に制御する
ためのα相−次区流設定１直１１αと二次＊ 電流を制御するためのβ相−次゛−流設定１１Ｍ１ｌβ
と゛電源角周波数ω０とを人力とする袖正演算回路３に
よってα、β相−仄屯圧紙圧α、θ１βを得、この′直
圧ｅ１α、 １ｌｉｌｌβは相′区圧演算回路４によ
って２相−３相変侠してインバータ２の３相匡圧設定＋
ＩＬθ８゜９ｂ＋１９ｃを狗る。相゛電圧演算回ｅ４４
における′＠具には電源角周波数ω。から得る三角関数
ｃｏｓωｏｔ。
油ωＯｔが使われ、インバータ２ｖｃおけるＰＷＭ信号
波形成には電源角周波数ω。から得る三角波（搬送波）
Ｔｒｉが使われ、これら信号は三角関数発生回路５及
び三角波発生回路６から得る。
波形成には電源角周波数ω。から得る三角波（搬送波）
Ｔｒｉが使われ、これら信号は三角関数発生回路５及
び三角波発生回路６から得る。
β相−次電流設定領土１βは速度設定置■ｔ と篭！
４Ｉｌ１機１の速度検出器７の検出１面（ロータ角周波
数ωｒ）との突合せ演算（Ｐ工）をする速厩調節器８と
その出力を制限するリミッタ回路９を通して与える。電
源角周波数ω０は角周波敢演典回路１０から得、この演
算回路１０は設足１直１１αと１１βの除典をする割算
器ｔＯ＋と、この除其紹果ｉ↑β／１ 、＊、に係数４
、（τ、はｔＭ、 ｍ 機１の二次側インダクタンスＬ
２と一次寺姉二次抵抗ｒ、の比Ｌｘ／ｒｔ）をＥ’ｍＦ
’８４する係数器ｔＯｚとを有してすべり角周波数ωＧ
を昇出し、このすべり角周波数ω８Ｖｃロータ角周波数
ω１を加算して区源角周波数ω０を得る。
４Ｉｌ１機１の速度検出器７の検出１面（ロータ角周波
数ωｒ）との突合せ演算（Ｐ工）をする速厩調節器８と
その出力を制限するリミッタ回路９を通して与える。電
源角周波数ω０は角周波敢演典回路１０から得、この演
算回路１０は設足１直１１αと１１βの除典をする割算
器ｔＯ＋と、この除其紹果ｉ↑β／１ 、＊、に係数４
、（τ、はｔＭ、 ｍ 機１の二次側インダクタンスＬ
２と一次寺姉二次抵抗ｒ、の比Ｌｘ／ｒｔ）をＥ’ｍＦ
’８４する係数器ｔＯｚとを有してすべり角周波数ωＧ
を昇出し、このすべり角周波数ω８Ｖｃロータ角周波数
ω１を加算して区源角周波数ω０を得る。
補正演算回路３は、電動機１の磁束成分にはβ相−次酸
流ｉ Ｖｃよる干渉分＋ｕｏ ｉｌ、＃が含まれ、１
β トルク成分（二次電流分）にはα相−次電流１□。
流ｉ Ｖｃよる干渉分＋ｕｏ ｉｌ、＃が含まれ、１
β トルク成分（二次電流分）にはα相−次電流１□。
による干渉分−Ｌ１ω。ｉｌａが含まれるのを補償した
一次電圧ｅ１α、ｅ１βを得るもので、係数として一次
抵抗ｒｌ＋−次インダクタンスＬＳＩ等価漏れインダク
タンス晶９待つ係数器３．、３．、３５．３４と乗舅器
島、３６を有して上述の干渉分を補正した演算をし、磁
束分設定直１１ａと二次電流分設定値１１βに対して互
いに非干渉の一次岨圧ｅ１α、 ｅ１βを得る。この
演算は次の（１）式に基づいた回路になる。
一次電圧ｅ１α、ｅ１βを得るもので、係数として一次
抵抗ｒｌ＋−次インダクタンスＬＳＩ等価漏れインダク
タンス晶９待つ係数器３．、３．、３５．３４と乗舅器
島、３６を有して上述の干渉分を補正した演算をし、磁
束分設定直１１ａと二次電流分設定値１１βに対して互
いに非干渉の一次岨圧ｅ１α、 ｅ１βを得る。この
演算は次の（１）式に基づいた回路になる。
また、相１圧演算回路４の演算は次の（２）、 （３）
式に基づいた回路になる。
式に基づいた回路になる。
リミッタ回路９はｔｌ＋磯１の駆動時と回生時でそのリ
ミッタ値が自動切換えされる。この自動切換えは電動機
１の正転時と逆転時の回転方向に拘らずその駆動時と回
生時が判別されてリミッタ瞭が切換えられる。電動機１
のｗＡ動と回生の判別は判別回路１１で行なわれる。判
別回路１１は、速度調節器８０人力（ｖ７−ω１）極性
を検出する正負検出回路１１．と、角周波数演算回路１
０の出力（ωｏ）極性を検出する正負検出回路ｌｌ、と
、雨検出回路１１１゜ＩＩ２ の検出出力をゲート入
力とする排他的論理和（ｗＸ−ＯＲ）１１３ とから
成る。
ミッタ値が自動切換えされる。この自動切換えは電動機
１の正転時と逆転時の回転方向に拘らずその駆動時と回
生時が判別されてリミッタ瞭が切換えられる。電動機１
のｗＡ動と回生の判別は判別回路１１で行なわれる。判
別回路１１は、速度調節器８０人力（ｖ７−ω１）極性
を検出する正負検出回路１１．と、角周波数演算回路１
０の出力（ωｏ）極性を検出する正負検出回路ｌｌ、と
、雨検出回路１１１゜ＩＩ２ の検出出力をゲート入
力とする排他的論理和（ｗＸ−ＯＲ）１１３ とから
成る。
正負検出回路１１１による極性検出は設定値１□βの極
性検出になり、該設定値１ｂの極性と厖源角周波数ω０
の極性（正逆転）との関係は以下の衣に示′（／Ｅつて
、角周Ｖ数ω０と設定値１ｆβの極性が同一の場合には
航動磯１の駆動モードにあり、逆極性にある場合には回
生モードにある。このことから、ω０と１１βの１莢出
紹果を排他的論理和ＩＬｓの人力とすることで、その出
力”１” とｎｏ”を駆動 モードと回生モードとに対
応づけることができる。
性検出になり、該設定値１ｂの極性と厖源角周波数ω０
の極性（正逆転）との関係は以下の衣に示′（／Ｅつて
、角周Ｖ数ω０と設定値１ｆβの極性が同一の場合には
航動磯１の駆動モードにあり、逆極性にある場合には回
生モードにある。このことから、ω０と１１βの１莢出
紹果を排他的論理和ＩＬｓの人力とすることで、その出
力”１” とｎｏ”を駆動 モードと回生モードとに対
応づけることができる。
判別回路１１の出力は、リミッタ回路９のリミット値を
回生モードと駆動モードによって速度調節器８の正負両
方向ともモード別に同一リミット値にするための駆動・
回生切換信号になる。
回生モードと駆動モードによって速度調節器８の正負両
方向ともモード別に同一リミット値にするための駆動・
回生切換信号になる。
第２図はリミッタ回路９の一実施例を示す。
Ｊ ＯＸ ｇ＝節器８の出力は演算増幅器ＯＡ、と抵抗
Ｒ１゜Ｒ７から成る反転増幅回路によって利礼１で増幅
さ＊ れて設定値１１βとして取出され、この反転増幅回路は
抵抗Ｒ３，Ｒ４とダイオードＤ、の回路によって制限′
直圧ＶＬ、に↓−６じた正惚性側′１圧制限がなされ、
抵抗現、Ｒ６とダイオードＤ、の回路によって電圧ＶＬ
。
Ｒ１゜Ｒ７から成る反転増幅回路によって利礼１で増幅
さ＊ れて設定値１１βとして取出され、この反転増幅回路は
抵抗Ｒ３，Ｒ４とダイオードＤ、の回路によって制限′
直圧ＶＬ、に↓−６じた正惚性側′１圧制限がなされ、
抵抗現、Ｒ６とダイオードＤ、の回路によって電圧ＶＬ
。
に応じた負極性側延圧制限がなされる。電圧ＶＬ。
は抵抗Ｒ７，Ｒ，と演算増幅器ＯＡ、によって電圧ＶＬ
。
。
が利得１で反転増１１＠される。従って、ｖＬ、＝−ｖ
Ｌ。
Ｌ。
＊
になり、抵抗Ｒ，＝ Ｒ４＝ Ｒ，＝Ｒ６とすれば設定
値１□βの正負リミッタ値は同じにされ、該リミッタ１
直は切換スイッチＡｓによって駆動時と回生時とで切換
えられる。切函スイッチＡｓは、駆ＮＪＪ時すミット値
の設定・１踏と回生時の設定値九とを切換えて′電圧Ｖ
Ｌ２（ＶＬｌ）とする。
値１□βの正負リミッタ値は同じにされ、該リミッタ１
直は切換スイッチＡｓによって駆動時と回生時とで切換
えられる。切函スイッチＡｓは、駆ＮＪＪ時すミット値
の設定・１踏と回生時の設定値九とを切換えて′電圧Ｖ
Ｌ２（ＶＬｌ）とする。
こうしたリミッタ回路９と判別回路１１とを備えること
により、’ａ電動機の正逆転に拘らずその駆動時と回生
時とでは異なるリミット値に制限した設定値１τβにな
り、電動機１の負荷等も考慮して駆動と回生のリミット
１直を適当に設定すれば駆動時と回生時を同じトルクに
制御することができるし、回生時のインバータ直流側過
電圧も防止できる。この過直圧防止を一層効果的にする
には、トルク指令となる設定（ｊａｉｌβの回生時リミ
ット値をインバータ直流側電圧の上昇に応じて下げる制
御回路を増設することで実現される。例えば、第３＊ 図に示すように、回生時リミット値の設定値Ｌ！として
インバータ直流１１＋１１′酩圧検出１直ＥＤｏとその
定格直流′α圧設定埴ＫＮとの偏差すなわち電圧上昇分
（Ｅｙ −’ＢＤｃ ）を設定値Ｌｔの基準す、ｌから
減算したものとすることにより、設定値店は直流側過電
圧が犬きくなるほど小さく抑え、設定１＠１１βを抑え
て直流電圧の上昇を抑制する。この制御回路を増設すれ
ば、速度設定値Ｖ：を急激に下げた場合にもインバータ
直流側電圧の異常を防止でき、運贋設定の操作を容易に
する。
により、’ａ電動機の正逆転に拘らずその駆動時と回生
時とでは異なるリミット値に制限した設定値１τβにな
り、電動機１の負荷等も考慮して駆動と回生のリミット
１直を適当に設定すれば駆動時と回生時を同じトルクに
制御することができるし、回生時のインバータ直流側過
電圧も防止できる。この過直圧防止を一層効果的にする
には、トルク指令となる設定（ｊａｉｌβの回生時リミ
ット値をインバータ直流側電圧の上昇に応じて下げる制
御回路を増設することで実現される。例えば、第３＊ 図に示すように、回生時リミット値の設定値Ｌ！として
インバータ直流１１＋１１′酩圧検出１直ＥＤｏとその
定格直流′α圧設定埴ＫＮとの偏差すなわち電圧上昇分
（Ｅｙ −’ＢＤｃ ）を設定値Ｌｔの基準す、ｌから
減算したものとすることにより、設定値店は直流側過電
圧が犬きくなるほど小さく抑え、設定１＠１１βを抑え
て直流電圧の上昇を抑制する。この制御回路を増設すれ
ば、速度設定値Ｖ：を急激に下げた場合にもインバータ
直流側電圧の異常を防止でき、運贋設定の操作を容易に
する。
以上のとおり、本発明によればベクトル制御装置の速度
調節器にリミッタ回路とそのりミツ上値制御のための判
別回路を設けるのみにより、区励磯の回生工坏ルギーに
よる直流電圧の上昇を抑制するなど可変速制御を確実、
容易に行なうことができる効果がある。
調節器にリミッタ回路とそのりミツ上値制御のための判
別回路を設けるのみにより、区励磯の回生工坏ルギーに
よる直流電圧の上昇を抑制するなど可変速制御を確実、
容易に行なうことができる効果がある。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図におけるリミッタ回路の一実施例を示す回路図、第３
図はリミッタ回路の他の実施例を示す袋部回路図である
。 １・・・誘導゛砥動機、２・・ＰＷＭ方式電圧形インバ
ータ、２Ａ・・・艇流器、３・・補正演算回路、４・・
相電圧演算回路、５・・三角波発生回路、６・・三角波
発生回路、７・・・速度検出器、８・・速度調節器、９
・ リミッタ回路、ｌＯ・・・角周波■演典回路、１１
・・判別回路、ＡＳ・・切換スイッチ、ＬＬ・・駆動時
リミット値の設定値、Ｌ、 回生時リミット値の設定
値。
図におけるリミッタ回路の一実施例を示す回路図、第３
図はリミッタ回路の他の実施例を示す袋部回路図である
。 １・・・誘導゛砥動機、２・・ＰＷＭ方式電圧形インバ
ータ、２Ａ・・・艇流器、３・・補正演算回路、４・・
相電圧演算回路、５・・三角波発生回路、６・・三角波
発生回路、７・・・速度検出器、８・・速度調節器、９
・ リミッタ回路、ｌＯ・・・角周波■演典回路、１１
・・判別回路、ＡＳ・・切換スイッチ、ＬＬ・・駆動時
リミット値の設定値、Ｌ、 回生時リミット値の設定
値。
Claims (3)
- （１）誘導電動機を電圧形インバータで駆動し、誘導電
！！ｌ］機の磁束分を設定する設定値１１＊ａと二次電
流分を設定する設定値１↑βと電源角周波数ω０から上
記重圧形インバータの′電圧１６１１側１をする誘導電
動機のベクトル制御方式において、訪導電ＩＭＪ磯の速
度設定値と該電動機の速度横出暗とを突合せ演算する速
就調節器と、誘導逝動僚の駆動時と回生時で異なるリミ
ットｉ＝を持って上＊ 記速度調節器の出力を湘１］限して上記設定値１１βと
するリミッタ回路と、誘導−動機の駆動時と回生時を判
別して上記リミッタ回路にリミット値切換指令を与える
と判別回路とを備えたことヲ特徴とするベクトル制御方
式における可変速制御装置。 - （２）上記判別回路は、上記速度調節器の入力の正負を
検出する第１の正負検出″回路と、上記′は源角周仮数
ω。の正負を検出する第２の正負検出回路と、上記第１
及び第２の正負検出回路の検出出力の排他的痢理和から
誘導電動機の正逆転＆？７ｉ６ける駆動モードと回生モ
ードとの判別出力を得る排他的論理和回路とを備えた特
許請求の範囲第１項記載のベクトル制御方式Ｋｉ６ける
可変速制御装置。 - （３） 上記リミッタ回路は回生時のリミット値を上
記インバータの直流側′紙圧の上昇分に応じて制御する
制御回路を含む籍ｒｆ請求の範囲第１項。 第２項のいずれか１つに記載のベクトル制御方式におけ
る可変速制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58041911A JPS59169382A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | ベクトル制御方式における可変速制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58041911A JPS59169382A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | ベクトル制御方式における可変速制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59169382A true JPS59169382A (ja) | 1984-09-25 |
Family
ID=12621449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58041911A Pending JPS59169382A (ja) | 1983-03-14 | 1983-03-14 | ベクトル制御方式における可変速制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59169382A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6139886A (ja) * | 1984-07-28 | 1986-02-26 | Fuji Electric Co Ltd | インバ−タ制御装置 |
| JPS61128787A (ja) * | 1984-11-28 | 1986-06-16 | Hitachi Ltd | 負荷駆動装置 |
| JP2007089318A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 半導体電力変換装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5715358A (en) * | 1980-06-30 | 1982-01-26 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | Manufacture of plate for lead battery |
| JPS5836866A (ja) * | 1981-08-25 | 1983-03-03 | 三菱電機株式会社 | 交流エレベ−タの制御装置 |
-
1983
- 1983-03-14 JP JP58041911A patent/JPS59169382A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5715358A (en) * | 1980-06-30 | 1982-01-26 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | Manufacture of plate for lead battery |
| JPS5836866A (ja) * | 1981-08-25 | 1983-03-03 | 三菱電機株式会社 | 交流エレベ−タの制御装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6139886A (ja) * | 1984-07-28 | 1986-02-26 | Fuji Electric Co Ltd | インバ−タ制御装置 |
| JPS61128787A (ja) * | 1984-11-28 | 1986-06-16 | Hitachi Ltd | 負荷駆動装置 |
| JP2007089318A (ja) * | 2005-09-22 | 2007-04-05 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 半導体電力変換装置 |
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