JPS59194689A - 交流電動機の速度制御装置 - Google Patents

交流電動機の速度制御装置

Info

Publication number
JPS59194689A
JPS59194689A JP58068360A JP6836083A JPS59194689A JP S59194689 A JPS59194689 A JP S59194689A JP 58068360 A JP58068360 A JP 58068360A JP 6836083 A JP6836083 A JP 6836083A JP S59194689 A JPS59194689 A JP S59194689A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
speed
torque
value
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP58068360A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0226475B2 (ja
Inventor
Makoto Hashii
眞 橋井
Hiroshi Osawa
博 大沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd, Fuji Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP58068360A priority Critical patent/JPS59194689A/ja
Publication of JPS59194689A publication Critical patent/JPS59194689A/ja
Publication of JPH0226475B2 publication Critical patent/JPH0226475B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

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】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は交流電動機の速度制御方式、特に負荷トルク
変動に対する速度制御性能を向上させることが可能な速
度制御方式に関する。
〔従来技術とその問題点〕
一般に、線材、;俸鋼などを圧延する巻合には複数台の
圧延機が使用されるが、各圧延機の駆動には誘導機、周
期機などの交流電@機も数多く使用されている。したが
って、被圧延材は複数の圧延スタンドにまたがって載置
されるととになるため、各圧延機の回転速度は負荷の如
何にか〜ゎらず、一定となるよさに制御されることが望
ましい。しかしながら、例えば圧延材の先端が圧延ロー
ルにかみ込んだ瞬間には、圧延p−ルの回転速度は瞬間
的に降下し、速度が過渡的に変動するっ一方ζ生産性や
製品の品質向上部を図るために、高速圧延が要求される
ようになってくると、圧延材かみ込み時の急峻な負荷ト
ルク変動分による圧延−一ルの速度瞬時降下(インパク
トドロップ)や速度回復時間(リカバリータイム)の大
きさが問題となり、したがって、これらの値をできるだ
け小さくするように制御することが必要となる。
ところで、交流機の速度制御は、従来は、連応性の高い
制御を可能にするものとして、いわゆるベクトル制御方
式が用いられている。かかる方式における速度変動の補
正は専ら速度調節器によって行なわれるが、この速度調
節器は比例積分動作によるため、そのマイナループとし
て設けられる電流制御系よりも一般的に応答が遅く、負
荷急変時の速度変動に対する修正動作にはどうしても時
間遅れが伴い、したがって、速度変動を小さくすには一
定の限界があるという欠点があった。
〔発明の目的〕
この発明は上記に鑑みてなされたもので、負荷急変時に
おける速度インパクトドロップおよびリカバリータイム
をより小さくすることができる交流電動機制御方式を提
供することを目的とする。
〔発明の要点〕
その要点は、交流電動機の速度制御を行なう場合に、電
動機電流、電圧および速度から演算検出される電動機の
出力トルクと、速度検出値とから負荷トルクを推定演算
する状態観測器(オブザーバ)とを設け、この推定され
た負荷トルクを電動機出力トルク指令値に加算すること
により、負荷急変時の速度インパクトドロップやりカバ
リ−タイムをより小さく制御するようにした点にある。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図はこの発明の実施例を示す構成図、第2図は電流
ベクトルを示すベクトル図、第3図は状態観測器の構成
を示すブロック図である。第1図において、1は他励変
換器、2は自励変換器、3は誘導機の如き交流電動機、
4は速度検出器、5は直流リアクトル、6,7は電流検
出器、8は変圧器、9は速度調節器、10は除算器、1
1,19゜24は座標変換器、12は整流器、13は電
流調節系、14は関数発生器(磁束指令演算器)、15
は磁束調節器、16は特にこの発明により設けら・  
れる状態観測器(オブザーバ)、17は角度調節器、1
8はインバータ制御系、20は乗算器%21はベクトル
回転器、22,23は3相/2相変換器、25は磁束演
算器、26〜31は加算点である。
すなわち、この発明は電流形インバータによって給電さ
れる誘導電動機を、いわゆるベクトル制御する場合を示
す例であり、特に第1図の点綴で囲まれる部分が追加さ
れている点が特徴である。
ベクトル制御方式は良く知られているように、電動機電
流を磁束に平行な成分(磁化電流)と、直交する成分(
トルク電流)とにわけて取り扱う方式である。これら電
流の関係は第2図に示される如く、α−β軸を固定子基
準軸、M−T軸を磁束基準軸とし、磁束ベクトルVを基
準軸Mに一致させると、電動機電流ベクトルIのM−T
基準軸成分は、磁化電流tMとトルク電流喝とに分離さ
れる。ここで、例えば、磁化電流iMを一定にすると磁
束は一定となり、誘導機の発生トルクはトルク電流iT
に比例することになる。したがって、所望の発生トルク
を得るためには、電流の大きさはl i I (=、/
’im” + iT” )で、電流ベクトルの位置はM
軸からβ=tan−”(iT/iM)、すなわちα軸か
ら考えると、C=φ+βなる位置に電流を流せばよいこ
とになる。したがって、上記の如き電流の大きさ1(l
it)を制御する電流制御ループと、電流ベクトルiの
位置、つまりM軸からの角度βまたはα軸からの角度ε
を制御する角度制御ループを設けることにより、交流電
動機(誘導機)を制御することができる。つまり、第1
図においては、速度指令値N”と速度検出値(実際値)
Nの偏差を演算する速度調節器(A S R)9の出力
として得られる148機出力トルクの指令値τ0と、速
度指令値N”から関数発生器14を介して得られる磁束
指令値W”とを除算器10にて除算することによりトル
ク電流指令値iT0を得るとともに、磁束指令値v8と
磁束演算器25を介して与えられる磁束検出値(演算値
)Fとの偏差を演算する磁束調節器15の出力から磁化
電流指令値iMtを得、これらを座標変換器11に与え
ることにより、電動機電流ベクトルiの大きの指令値i
′″(=JiM2+iが)と、角度(位相)の指令値β
” (=tan−”  i T/ iM)とを求め、そ
れぞれ電流調節系13.インバータ制御係18を介して
他励変換器l、自励変換器2を制御するととKより、誘
導PA3の速度制御を行なうことができる。なお、角度
指令値β8は、磁束演算器25を介して得られる磁束1
の位置を表わす信号φと加q、され、これによって電流
ベクトルiの固定子基準軸(α軸)からの角度目標値ε
1を得、これと3相/2相変換器22を通して得られる
電流iα、iβからさらに座標変換器19を介して得ら
れる角度実際値εとの偏差を演算する角度調節器17の
出力に上記角度目標直ε8を加算して角度目標値ε0を
求め、これにより自励変換器2の制御が行なわれる。ベ
クトル制御方式の概略は以上の通りであるが、この点に
ついて、必要ならば、例えば、特開昭57−14559
2号公報等を参照されたい。
状態観測器(オブザーバ)16は、速度実際値Nおよび
電動機出力トルクτから、電動機に加わる負荷トルクを
推定演算する。なお、電動機出力トルクτは、ここでは
磁束演算器25から座標変得られる電流iα、iβから
ベクトル回転器21によって求められるトルク電流成分
iTとを乗算器20において乗算することにより求めら
れる。したがって、こうして得られる負荷トルク推定値
へ(△は推定値を表わす。)を、加算点27において速
度調節器9の出力げに加算することにより、負荷急変の
場合は速度調節器9には殆んど無関係に、換言するなら
ば速度調節器9のマ不ナループとし【設けられる電流調
節系13の時間遅れだけで速やかに負荷トルクを補償す
ることができる。すなわち、オブザーバ16の出力τ1
か実際に加わる負荷トルクτ1に一致すると、速度Nは
殆んど変動せず、したがって速度調節器9も動作しない
が、一致しない場合は、その偏差を速度調節器9が補償
することになるため、安定に動作するものである。
オブザーバ16は、例えば第3図の如く、加算点161
,162、機械時定数回路163、比例アンプ164お
よび積分器165より構成される。なお、第3図の32
は加算点321および機械時定数回路322かも成る電
動機機械系である。
いま、誘導電動機の出力トルクをτ8、負荷トルクなτ
9、速度をω、機械時定数をTMとすると、これらの間
には次式の如き関係が成立する。
・・・・・・・・・(1) τ8−τ”=”dt− したがって、(1)式を満足するように回路を組むこと
により、すなわち第3図の如き電動機機械系32によっ
て電動機を表わすことができる。これに対して、オブザ
ーバ16において、負荷トルク推定値をへ、速度推定値
をC1機械時定数推定値を6とすると、上記(1)式と
同様にして次式が成立する。
能となる。つ薫り、オブザーバ16の力ロ算点162に
おける速度ωとその推定値Cとの偏差力を零となるよう
に比例アンプ164および積分器165による比例積分
動作が行なわれ、その出力力を加算点とになる。なお、
この動作は速度および電動機トルクの検出遅れが存在す
る程度の、極めて短時間のうちに行なわれる。第1図に
つ(Sで説明したように、オプザーノ(16の入力とな
る速度(Nまたはω)は速度検出器4にて検出される一
方、電動機トルク(τまたはτe)は、 τ= K’l’ i T  (K ;定数)    ・
−・・−・−・・(3)の如く乗算器20の出力として
得られる。磁束Vは磁束演算部25にて演算され、座標
変換器24によってその大きさが求められる。トルク電
流i1は電動機3から3相/2相変換器22にて検出さ
れた電流iα、iβと、座標変換器24の出力である磁
束の位置信号φより、ベクトル回転器21にて、 I T ”””  1 gsIjlφ+iβcO5φ 
  −−−−−−−−−(4>なる演算をすることによ
り得ることができる。なお、電動機トルク(τまたはτ
e)を演算するに当たっては、磁束実際値Vのかわりに
その指令値F0を用いるようにしてもよく、また、磁束
一定運転を行なう場合は、トルクτとトルク電流i。
とが一致するので、オブザーバ16のトルク入力として
トルク電流ITを用いるようにしてもよいものである。
第4図はこの発明の他の実施例を示す構成図、第5図は
電動機出力トルク演算回路の別の例を示す構成図である
つまり、第4図に示されるものは、誘導電動機のすべり
周波数制御を行なう場合の例であって、速度調節器9か
らの電動様出力トルクの指令値τゝと負荷トルクの推定
値τ、とを加算して得られる量σから電動機電流i″′
を出力する関数発生器41と、この量σに応じたすべり
周波数指令値ω8□3を設定する設定器42とを備え、
すべり周波数指令値ω6□1速度Nを加減算した量によ
って自励変換器2を制御することにより、電動機出力ト
ルクまたは速度を制御するものである。なお、その他の
点は第1図と同様であり、同行の機能を有するものには
同一の符号が付されている。なお、43は出力トルクの
演算回路であり、第1図では乗算器20、ベクトル回転
器21、座標変換器24および磁束演算器25等から構
成される部分に対応するが、これを第5図の如くするこ
とが可能である。
すなわち、電動機3にに与えられる各相電流iU。
iy、iwおよび各相電圧VU、VV’、VWを乗算器
51.−52,53にて乗算し、これらを加算点54で
加算することにより有効電力Pを求め、これを除算器5
5において速度ωで割算することによりm Nb 機出
力トルク(τまたはτe)を求めることができる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、電動機に加わる負荷
トルクを直接検出するのではなく、電動機電流、速度か
ら負荷トルクを推定演算するとともに、速度調節器を介
さず電動機トルク指令値にこの推定演算された負荷トル
クを加算して制御することにより、負荷急変時の速度の
インパクトドロップやりカバリ−タイムをより小さくす
ることが可能となり、制御性能が向上する利点を有する
ものである。
なお、 上記ではベクトル制御またはすべり周波数制御
を行なう場合について説明したが、少なくとも速度検出
器、速度調節器を備えた速度調節ループを有する交流電
動機の制御一般として広く適用することが可能である。
また、変換装置として電流形インバータについて説明し
たが、これに限らず電圧形インバータ、サイクロコンバ
ータ、トランジスタインバータまたはPWMインバータ
を用いる場合にも同様にして適用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例を示す構成図、第2図は電流
および磁束ベクトルを示すベクトル図、第3図は状態観
測器の構成を示すブロック図、第4図はこの発明の他の
実施例を示す構成図、第5図は電動機トルク演算回路の
他の実施例を示すブロック図である。 符号説明 1・・・・・・他励変換器、2・・・・・・自励変換器
、3・・・・・・交流電動機、4・・・・・・速度検出
器、5・・・・・・直流リアクトル、6,7・・・・−
・電流検出器、8・−・・・・変圧器、9・・−・・・
速度調節器(ASR)、10、55・・・・・・除算器
、11.19.24・・・・−・座標変換器、12・・
・・・・整流器、13・・・・・・電流調節系、14.
41・・・・・・関数発生器、15・・・・・・磁束調
節器、16・−・・・・状態観測器(オブザーバ)、1
7・−・−・・角度調節器、18・・・・・・インバー
タ制御系、20.51〜53・・・・−・乗算器、21
・・・・−・ベクトル回転器、22.23・・・・・・
3相/2相変換器、25・・・・・・磁束演算器、26
〜31.161.162゜321、54・・・・・・加
算点、163 p 322・・・・・・機械時定数回路
、164・・・・・・比例アンプ、165・−・・・−
積分器、32・・・・・・電動機機械系、42・・・・
・・設定器、43・・・・・・電動機トルク演算回路代
理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 哨   清

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)少なくとも速度調節系を有してなる交流電動機の速
    度制御方式において、電動機電流および磁束の各検出値
    から電動機トルクまたは電動機トルクを代表する値を演
    算子る演算手段と、機械時定数を模擬する模擬回路を含
    み電動機の速度検出値および前記演算手段にて演算され
    た電動機トルクまたはこれを代表する値を入力として再
    動機負荷トルク相当の推定値を出力する状態観測器とを
    □ 設け、該状態観測器の出力を前記速度調節系を介して得
    られる電動機トルクまたはこれを代表する値の目標値に
    加算して電流制御を行なうことを特徴とする交流電動機
    の速度制御方式。 2、特許請求の範囲第1項に記載の速度制御方式におい
    て、前記電動機l・ルクまたはこれを代表する値を電a
    m電流の検出値および磁束の目標値から演算することを
    特徴とする交流電動機の速度制御方式。
JP58068360A 1983-04-20 1983-04-20 交流電動機の速度制御装置 Granted JPS59194689A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58068360A JPS59194689A (ja) 1983-04-20 1983-04-20 交流電動機の速度制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58068360A JPS59194689A (ja) 1983-04-20 1983-04-20 交流電動機の速度制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59194689A true JPS59194689A (ja) 1984-11-05
JPH0226475B2 JPH0226475B2 (ja) 1990-06-11

Family

ID=13371550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58068360A Granted JPS59194689A (ja) 1983-04-20 1983-04-20 交流電動機の速度制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59194689A (ja)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61132093A (ja) * 1984-11-30 1986-06-19 Shinko Electric Co Ltd 誘導電動機の制御方法
WO1986004194A1 (en) * 1985-01-12 1986-07-17 Fanuc Ltd Speed control system for servo motors
JPH01259784A (ja) * 1988-04-08 1989-10-17 Toshiba Corp 電力変換装置
JPH02142375A (ja) * 1988-11-24 1990-05-31 Mitsubishi Electric Corp 電動機の速度制御装置
JPH02155496A (ja) * 1988-12-02 1990-06-14 Mitsubishi Electric Corp ステツプモータの動特性計測装置
JPH03128689A (ja) * 1989-10-11 1991-05-31 Fanuc Ltd トルク変動オブザーバー
JPH06217579A (ja) * 1993-01-12 1994-08-05 Fuji Electric Co Ltd 電動機制御装置
JP2007189766A (ja) * 2006-01-11 2007-07-26 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd 電動機駆動制御装置及び電動機駆動システム
JP2013138548A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Kawasaki Heavy Ind Ltd 誘導電動機の回転速度制御装置および回転速度制御方法
EP2403132A3 (en) * 2010-05-26 2018-03-28 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method and apparatus for controlling motor torque

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5788887A (en) * 1980-09-29 1982-06-02 Siemens Ag Rotary speed controller

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5788887A (en) * 1980-09-29 1982-06-02 Siemens Ag Rotary speed controller

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61132093A (ja) * 1984-11-30 1986-06-19 Shinko Electric Co Ltd 誘導電動機の制御方法
WO1986004194A1 (en) * 1985-01-12 1986-07-17 Fanuc Ltd Speed control system for servo motors
JPH01259784A (ja) * 1988-04-08 1989-10-17 Toshiba Corp 電力変換装置
JPH02142375A (ja) * 1988-11-24 1990-05-31 Mitsubishi Electric Corp 電動機の速度制御装置
JP2552719B2 (ja) * 1988-11-24 1996-11-13 三菱電機株式会社 電動機の速度制御装置
JPH02155496A (ja) * 1988-12-02 1990-06-14 Mitsubishi Electric Corp ステツプモータの動特性計測装置
JP2683260B2 (ja) * 1988-12-02 1997-11-26 三菱電機株式会社 ステツプモータの動特性計測装置
JPH03128689A (ja) * 1989-10-11 1991-05-31 Fanuc Ltd トルク変動オブザーバー
JPH06217579A (ja) * 1993-01-12 1994-08-05 Fuji Electric Co Ltd 電動機制御装置
JP2007189766A (ja) * 2006-01-11 2007-07-26 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd 電動機駆動制御装置及び電動機駆動システム
EP2403132A3 (en) * 2010-05-26 2018-03-28 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method and apparatus for controlling motor torque
JP2013138548A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Kawasaki Heavy Ind Ltd 誘導電動機の回転速度制御装置および回転速度制御方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0226475B2 (ja) 1990-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8022660B2 (en) Control apparatus for AC rotary machine
JP3899648B2 (ja) 多重巻線電動機の制御方法
JPS59194689A (ja) 交流電動機の速度制御装置
Nemmour et al. Advanced Backstepping controller for induction generator using multi-scalar machine model for wind power purposes
JP3586078B2 (ja) 電力変換装置
JPH09215398A (ja) インバータの制御装置
KR960001956B1 (ko) 전기 모터 회전 속도 제어 시스템
CN113302832A (zh) 电力转换装置
JPH0923700A (ja) サーボモータの電流制御方式
JP3381465B2 (ja) 電力変換器の制御方法
JP3468123B2 (ja) サーボモータ制御装置
JPS60125187A (ja) 交流電動機の制御方式
JP3944659B2 (ja) 誘導電動機の制御装置
JPH06261584A (ja) 交流電動機の制御装置
JP3266790B2 (ja) 誘導電動機の制御装置
JP3770286B2 (ja) 誘導電動機のベクトル制御方法
JPH01198292A (ja) 誘導電動機の可変速制御装置
JP3302854B2 (ja) 誘導電動機の制御装置
JP2909736B2 (ja) 誘導電動機の制御装置
JP2004201357A (ja) 誘導電動機の制御装置
JPH06269189A (ja) Pwmインバータの電流制御装置
JPH10108500A (ja) 3相交流電動機の制御装置
JPH09201099A (ja) 誘導電動機駆動用インバ−タ装置
JPH05146191A (ja) 同期電動機の制御装置
JPH08275566A (ja) 同期機のサイリスタ始動制御装置