JPS60213287A - 誘導電動機の制御装置 - Google Patents
誘導電動機の制御装置Info
- Publication number
- JPS60213287A JPS60213287A JP59068991A JP6899184A JPS60213287A JP S60213287 A JPS60213287 A JP S60213287A JP 59068991 A JP59068991 A JP 59068991A JP 6899184 A JP6899184 A JP 6899184A JP S60213287 A JPS60213287 A JP S60213287A
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- Japan
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- current
- motor
- circuit
- speed
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- Pending
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-
- 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
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は可変電圧・可変周波数の静止型変換装置を用い
て誘導電動機を直流機のよう罠高性能で１」変速駆動す
るいわゆるベクトル制御によるｂ橋１電動機の装置に関
するものである。
て誘導電動機を直流機のよう罠高性能で１」変速駆動す
るいわゆるベクトル制御によるｂ橋１電動機の装置に関
するものである。
〔発明の技術的背努とそのＩ’ｌ１題点〕第１図に誘導
電動機の一相あたりの等価回路を示すが二次漏れインダ
クタンスＬ２を無視すると、第２図のように簡素化する
ことができる。二次電流Ｉ、とすべりＳとの間には次式
の関係がある。
電動機の一相あたりの等価回路を示すが二次漏れインダ
クタンスＬ２を無視すると、第２図のように簡素化する
ことができる。二次電流Ｉ、とすべりＳとの間には次式
の関係がある。
１ち
Ｅｏ： Ｉ２・−＝Ｉ、几２−−
Ｓ ｆ８
従って、すべり周波数ｆ８は
ら＝＝ Ｉｔ、Ｉ２ ・・・・・ （１）Ｏ
なる関係からｆ８＝＝に、 ”２が成立するようにすベ
シ周波数ｆ８を制御すれば が成立しＥｏ／ｆ 比一定制御を行っていることになシ
、すベシとトルク特性が第４図に示すように誘導電動機
の速度制御を行うのに最も効率の良い制御方法といえる
。これを数式で表わすと、肪導電！ＩＩＩＩ機の二次導
体に鎖交する磁束ΦはｐＪＪ殊電流Ｉ、に比例し、二次
導体に発生トルクＴＭ は二次電流１゜に比例する。こ
れを式で表わすと ここで１（３−に、−である。（３） 、 （４）式か
ら解るよう２πＬｍ に、任意の周波数ｆにおいてＥ。／ｆを一定に制御する
ことによシ、磁束Φを一定に制御できトルク一定制御を
行うことができる。
シ周波数ｆ８を制御すれば が成立しＥｏ／ｆ 比一定制御を行っていることになシ
、すベシとトルク特性が第４図に示すように誘導電動機
の速度制御を行うのに最も効率の良い制御方法といえる
。これを数式で表わすと、肪導電！ＩＩＩＩ機の二次導
体に鎖交する磁束ΦはｐＪＪ殊電流Ｉ、に比例し、二次
導体に発生トルクＴＭ は二次電流１゜に比例する。こ
れを式で表わすと ここで１（３−に、−である。（３） 、 （４）式か
ら解るよう２πＬｍ に、任意の周波数ｆにおいてＥ。／ｆを一定に制御する
ことによシ、磁束Φを一定に制御できトルク一定制御を
行うことができる。
第２図の等他回路のベクトル図を第３図に示す。
ここで励磁電流ちと二次を流、Ｉ２と性拾交する。−次
を流Ｉ、をベクトルで表わすと Ｉ、、、−Ｉｏ＋ＪＩ２＝Ｉ、＜Ｏ・・・・・・・・・
・・・・ （５）ｘ、−Ｊ’ｒ、ｔ ＋ｒ２２ ・・・
・・・ ・・・・・ （６）ここで負狗にかかわシな
く磁束一定制御を行うには、第２図から明らかなように
、二次電流Ｉ２に無関係に１゜が一定となるよりに、−
次電流の大きさと位相角θを制御すればよいことになる
。第３図のベクトル図の１ｒは二次電流の大きさが工、
から工：へ変化した時の一次電流を示す。第３図から解
るように二次電流の大きさが変化しても■。を一定にす
るには位相角がθからθ′に変化しなりればならない。
を流Ｉ、をベクトルで表わすと Ｉ、、、−Ｉｏ＋ＪＩ２＝Ｉ、＜Ｏ・・・・・・・・・
・・・・ （５）ｘ、−Ｊ’ｒ、ｔ ＋ｒ２２ ・・・
・・・ ・・・・・ （６）ここで負狗にかかわシな
く磁束一定制御を行うには、第２図から明らかなように
、二次電流Ｉ２に無関係に１゜が一定となるよりに、−
次電流の大きさと位相角θを制御すればよいことになる
。第３図のベクトル図の１ｒは二次電流の大きさが工、
から工：へ変化した時の一次電流を示す。第３図から解
るように二次電流の大きさが変化しても■。を一定にす
るには位相角がθからθ′に変化しなりればならない。
このように、過渡的な負荀の変動に対しても誘導電動機
の内部誘起電圧の位相を一定に保ち、磁束を過渡的にも
変化させないでトルクを発生させるため、応答性の良い
誘導電動機のベク）／し制御が行える。
の内部誘起電圧の位相を一定に保ち、磁束を過渡的にも
変化させないでトルクを発生させるため、応答性の良い
誘導電動機のベク）／し制御が行える。
上述の考え方に基づいて構成された従来のベクトル制御
装置の制御ブロック図を第５図に、主回路構成を第６図
に示す。第５図において、速度設定器１の信号、速度指
令は加速制限回路２に入る。
装置の制御ブロック図を第５図に、主回路構成を第６図
に示す。第５図において、速度設定器１の信号、速度指
令は加速制限回路２に入る。
速度基準電圧ＲＨＦｉ、速度制御回路３にて電動機速度
と等価であるアナログ電圧ＳＦＢと比較増幅される。速
度制御回路３は積分回路であシ、速度誤差は累積される
。速度誤差はトルク基卑Ｔ＊、！：考えることができそ
の大きさは、−４１１機の必要トルクの大きさであり、
その極性は電動機の必要なトルクの方向を表わしている
。また（４）式から明らかなようにトルク基準１゛１の
大きさは電動機の二次電流基準ＩＮの大きさに比例する
。また％動機速度と等価であるアナログ電圧８ＦＢは界
磁曲数発生器５に入り、電動機磁束基準Φ１がめられる
。また（３）式により電動機磁束基準Φ９の大きさは電
動機励磁電流基準Ｉ。＊の大きさに比例する。前記二次
電流基準Ｉ、と励磁電流基準Ｉｏは関数発生器６に入り
Ｉ！／Ｉ。
と等価であるアナログ電圧ＳＦＢと比較増幅される。速
度制御回路３は積分回路であシ、速度誤差は累積される
。速度誤差はトルク基卑Ｔ＊、！：考えることができそ
の大きさは、−４１１機の必要トルクの大きさであり、
その極性は電動機の必要なトルクの方向を表わしている
。また（４）式から明らかなようにトルク基準１゛１の
大きさは電動機の二次電流基準ＩＮの大きさに比例する
。また％動機速度と等価であるアナログ電圧８ＦＢは界
磁曲数発生器５に入り、電動機磁束基準Φ１がめられる
。また（３）式により電動機磁束基準Φ９の大きさは電
動機励磁電流基準Ｉ。＊の大きさに比例する。前記二次
電流基準Ｉ、と励磁電流基準Ｉｏは関数発生器６に入り
Ｉ！／Ｉ。
を発生させる。’ｔ／”ｏは励磁電流基準■。とともに
開数発生器７に入り、Ｉｏ ’ｍ２／工０ ）２ つま
りめｙ肩Ｐが発生される。また電動機に取付けられた温
度センサ出力信号を増幅器８にて、アナログ電圧に変換
してから電圧−周波数変換器９により周波数に変換し、
すベシ周波数発生器１０にて”＊／Ｉｏと合成しすべり
周波数Ｗト を発生させる。
開数発生器７に入り、Ｉｏ ’ｍ２／工０ ）２ つま
りめｙ肩Ｐが発生される。また電動機に取付けられた温
度センサ出力信号を増幅器８にて、アナログ電圧に変換
してから電圧−周波数変換器９により周波数に変換し、
すベシ周波数発生器１０にて”＊／Ｉｏと合成しすべり
周波数Ｗト を発生させる。
すべり周波数’Ｗａは、加算回路１１にて電動機と等価
の速度であるレゾルバ信号ＩＬｅの出力を分周回路１２
にて定められた値で分１〜された周波数Ｗｒ と加ｐ、
または減算される。周波数Ｗｒ に対しすべり周波数Ｗ
Ｓ を加算するか減算するかは、トルク方向によυ異な
１７）ルク基準出力の極性判別回路１３にてトルク方向
を判御「シインパータ出力角周波数Ｗはカ行時はＷ＝Ｗ
ｒ十Ｗｓとし回生時Ｗ＝Ｗｒ−Ｗｓとなる周波数成分を
発生させる。
の速度であるレゾルバ信号ＩＬｅの出力を分周回路１２
にて定められた値で分１〜された周波数Ｗｒ と加ｐ、
または減算される。周波数Ｗｒ に対しすべり周波数Ｗ
Ｓ を加算するか減算するかは、トルク方向によυ異な
１７）ルク基準出力の極性判別回路１３にてトルク方向
を判御「シインパータ出力角周波数Ｗはカ行時はＷ＝Ｗ
ｒ十Ｗｓとし回生時Ｗ＝Ｗｒ−Ｗｓとなる周波数成分を
発生させる。
＊＊−
またＩｔ／”ｏは関数発生器１４にて■。と１１との位
相角θをめ前記角周波数成分Ｗ、−次電流基準＊ 瞼 ■、とともに関数発生器１５に入力し、Ｉ、 ｓｉｎ
（Ｗｔ十〇）なる関数と１．５Ｉｎ（Ｗｔ十〇＋２π）
なる関数を発生させる。これらはそれぞれＲ相の電流基
準ＲとＳ相の電流基準Ｓとなる。Ｒ相のｔ流基準Ｒは電
流制御回路１６にてＲ相の電流帰還信号Ｉｌｌと比較増
幅され電流の誤差がＲ相の電圧基準Ｕとなる。電圧基４
！ＵはＰＷＭ回路１８にて、三角波ｏｓｃ１ｇで変調さ
れる。ＰＷＭ回路１８の出力はインタ−ロック回路２０
論理否定回路２１に入力される。論理否定回路２１の出
力はインター１０ツク回路２０に入力される。インター
１ツク回路２０の出力は、それぞれ主回路トランジスタ
ペース駆動回路２２にて主回路と絶縁・増幅し主回路ト
ランジスタ（ＧＴＲ−１） ２３ （ＧＴ几−４）を１
！！ｌ動している。Ｒ４’ｉ」と同様に８相の電流基準
Ｓは電流制御回Ｎ１７にてＳ札の一流九還信号ＩＶと比
較増幅され１’ＷＭ回路１８、インターロック回路２０
、ペース駆動回路２２を経て主回路トランジスタ２３（
Ｇ’ｌ’ｌＬ３ 、 Ｇｉ’几６）が駆動される。ｉ’
札はＰＷＭ回路１８にて、几相・Ｓ相の電流制御信号に
より、Ｔ第１１の電流制御信号を発生させて変調し、イ
ンターロック回路２０、ベース駆動回路２２を経て主回
路トランジスタ２３ （Ｏｉ’Ｂ５ 、 Ｇ’ｊ’Ｒ２
）が駆動される。
相角θをめ前記角周波数成分Ｗ、−次電流基準＊ 瞼 ■、とともに関数発生器１５に入力し、Ｉ、 ｓｉｎ
（Ｗｔ十〇）なる関数と１．５Ｉｎ（Ｗｔ十〇＋２π）
なる関数を発生させる。これらはそれぞれＲ相の電流基
準ＲとＳ相の電流基準Ｓとなる。Ｒ相のｔ流基準Ｒは電
流制御回路１６にてＲ相の電流帰還信号Ｉｌｌと比較増
幅され電流の誤差がＲ相の電圧基準Ｕとなる。電圧基４
！ＵはＰＷＭ回路１８にて、三角波ｏｓｃ１ｇで変調さ
れる。ＰＷＭ回路１８の出力はインタ−ロック回路２０
論理否定回路２１に入力される。論理否定回路２１の出
力はインター１０ツク回路２０に入力される。インター
１ツク回路２０の出力は、それぞれ主回路トランジスタ
ペース駆動回路２２にて主回路と絶縁・増幅し主回路ト
ランジスタ（ＧＴＲ−１） ２３ （ＧＴ几−４）を１
！！ｌ動している。Ｒ４’ｉ」と同様に８相の電流基準
Ｓは電流制御回Ｎ１７にてＳ札の一流九還信号ＩＶと比
較増幅され１’ＷＭ回路１８、インターロック回路２０
、ペース駆動回路２２を経て主回路トランジスタ２３（
Ｇ’ｌ’ｌＬ３ 、 Ｇｉ’几６）が駆動される。ｉ’
札はＰＷＭ回路１８にて、几相・Ｓ相の電流制御信号に
より、Ｔ第１１の電流制御信号を発生させて変調し、イ
ンターロック回路２０、ベース駆動回路２２を経て主回
路トランジスタ２３ （Ｏｉ’Ｂ５ 、 Ｇ’ｊ’Ｒ２
）が駆動される。
第５図の制御装置においてすべυ周波数ν〜・Ｓを発生
させる割算過程において電動機に取付けられた温度セン
サ出力信号、すなわち巻線温度を用いて演算されるので
装置全体の制御性能が巻線ＶｌｐＡ度に依杓して変動す
るという欠点があった。
させる割算過程において電動機に取付けられた温度セン
サ出力信号、すなわち巻線温度を用いて演算されるので
装置全体の制御性能が巻線ＶｌｐＡ度に依杓して変動す
るという欠点があった。
本発明は誘導電動機の温度が変化しても、発生トルクを
正確に演算し、それにより電動機温度のいかんにかかわ
らず當に尚１１度のベクトル制御を達成し得るｂ導電動
機の制御装置を提供することを目的とするものでるる。
正確に演算し、それにより電動機温度のいかんにかかわ
らず當に尚１１度のベクトル制御を達成し得るｂ導電動
機の制御装置を提供することを目的とするものでるる。
本発明は誘導電動機の一次電流、電圧１回転数をそれぞ
れ検出し、その検出値にょシ演算式を利用し、誘導電動
機の発生トルクを間接的に演算する。その５１シ、結果
をトルク基準の補正に用いること罠より、誘導電動機の
温度に左右されない高精度のベクトル制御を逼成し得る
よう圧したものである。
れ検出し、その検出値にょシ演算式を利用し、誘導電動
機の発生トルクを間接的に演算する。その５１シ、結果
をトルク基準の補正に用いること罠より、誘導電動機の
温度に左右されない高精度のベクトル制御を逼成し得る
よう圧したものである。
第７図は本発明の要部の一実施例を示すものである。こ
こで第５図と同一の符号は同一の回路要素を表わしてい
る。本発明による発生トルク演算補正回路には、第６回
生回路に設りた誘導電動機の１次電流検出器ＣＴＶから
の電流５１、同じく電圧検出器５３からの電圧５２およ
び速度検出器からの回転数１９ＦＢと速成制御回路３（
第５図）からトルク基準Ｔ″か入力される。電流５１、
電圧５２、回転数８ＦＢは発生トルク演算回路５４に入
力され、ここで発生トルクを演舞し、その出力はトルク
基準１゛１と比較され、ル分がトルク制御回路５５に入
力される。
こで第５図と同一の符号は同一の回路要素を表わしてい
る。本発明による発生トルク演算補正回路には、第６回
生回路に設りた誘導電動機の１次電流検出器ＣＴＶから
の電流５１、同じく電圧検出器５３からの電圧５２およ
び速度検出器からの回転数１９ＦＢと速成制御回路３（
第５図）からトルク基準Ｔ″か入力される。電流５１、
電圧５２、回転数８ＦＢは発生トルク演算回路５４に入
力され、ここで発生トルクを演舞し、その出力はトルク
基準１゛１と比較され、ル分がトルク制御回路５５に入
力される。
このトルク制御回路５５の出方は前記トルク基準′１゛
９に補正信号５６として加算される。船釣されたトルク
基準′ｌ゛、几ＥＦは関数発生器６（第５図）に入力さ
れる。
９に補正信号５６として加算される。船釣されたトルク
基準′ｌ゛、几ＥＦは関数発生器６（第５図）に入力さ
れる。
第７図の発生トルク演算回路５４の一実施例を第８図に
示す。−次電流Ｉｎ と、開数発生器６５の出力ＩＡが
比較器６１に入力され、その誤差信号が積分器６２で積
分され、出力Ｐを得る。割シ算器６４によシＰ／Ｖを計
詩、し、その結果を関数発生器６５に入力し、計ｑ、上
での理論的になるべき一次電流飴■Ａをめる。積分器の
出力Ｐはｌｎ＝Ｉｎ となった時に一定値となり、その
時の値Ｐは実電力と等価になる。そこで割り算器６３に
より、を力と等価な量Ｐを回転数で割ることにより発生
トルクに比例した出力信号を得る。
示す。−次電流Ｉｎ と、開数発生器６５の出力ＩＡが
比較器６１に入力され、その誤差信号が積分器６２で積
分され、出力Ｐを得る。割シ算器６４によシＰ／Ｖを計
詩、し、その結果を関数発生器６５に入力し、計ｑ、上
での理論的になるべき一次電流飴■Ａをめる。積分器の
出力Ｐはｌｎ＝Ｉｎ となった時に一定値となり、その
時の値Ｐは実電力と等価になる。そこで割り算器６３に
より、を力と等価な量Ｐを回転数で割ることにより発生
トルクに比例した出力信号を得る。
今、仮に何らかの原因で、トルク基準Ｔ＊に対し夾りの
発生トルクが減少した場合１次電流Ｉｎ５１が減少し、
積分器６２の出力が減少、さらにトルク演算回路５４の
出力信号６６は温少し、積分回路５５の出力５６は増加
し、トルク基準信号（’ｌ’、ＥＪＦ）は増加し、発生
トルクを塘加させる。その結果トルク演算回路５４の出
力信号６６がトルク基準（１’）に等しくなるように制
御される。
発生トルクが減少した場合１次電流Ｉｎ５１が減少し、
積分器６２の出力が減少、さらにトルク演算回路５４の
出力信号６６は温少し、積分回路５５の出力５６は増加
し、トルク基準信号（’ｌ’、ＥＪＦ）は増加し、発生
トルクを塘加させる。その結果トルク演算回路５４の出
力信号６６がトルク基準（１’）に等しくなるように制
御される。
このようにして本発明によれば誘導電動機のベクトル制
御装置において演算精度に大きく影響を与える電動機の
温度による発生トルクの変動を補正できるので高す度の
トルク制御を達成することができる。
御装置において演算精度に大きく影響を与える電動機の
温度による発生トルクの変動を補正できるので高す度の
トルク制御を達成することができる。
第１図、第２図は誘導電動機の等価回路、第３図は第２
図のベクトル図、第４図は誘導電動機のすべりとトルク
の関係を示した特性図、第５図は従来の６導電動機の制
御装置のブロック図、第６図は誘導電動機を駆動するた
めの主回路構成図、第７図は本発明の一実施例を示す要
部のブロック図、第８図は第７図の一部詳細ブロック図
である。 １ ・速度設定缶 ２・・・加速制限回路３ 速度制御
回路 ５４・発生トルク演算回路５５・・・トルク制御
回路。 琵１図 第２図 第３図 第４図 第６図 第７図 （Ｏ 第８図 ６ ：
図のベクトル図、第４図は誘導電動機のすべりとトルク
の関係を示した特性図、第５図は従来の６導電動機の制
御装置のブロック図、第６図は誘導電動機を駆動するた
めの主回路構成図、第７図は本発明の一実施例を示す要
部のブロック図、第８図は第７図の一部詳細ブロック図
である。 １ ・速度設定缶 ２・・・加速制限回路３ 速度制御
回路 ５４・発生トルク演算回路５５・・・トルク制御
回路。 琵１図 第２図 第３図 第４図 第６図 第７図 （Ｏ 第８図 ６ ：
Claims (1)
- 励磁電流とトルク分電流とのベクトル合成葡により誘導
電動機のトルクを制御する装置において、電動機１次電
流検出器・１次電圧検出器・電動機回転数検出器・これ
ら検出信号と電動機定数から２次側磁束を演算すること
により！動機発生トルクをＳ算出力するトルク演算装置
・希望のトルク値を出力するトルク基準信号発生器・ト
ルク基準信号とトルク演算装置によシｆＡ算出力された
トルク信号との差を積分しトルク基準信号に加シ、補正
する秋分器を具４ｊｉｆ して成る誘導電動機の制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59068991A JPS60213287A (ja) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | 誘導電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59068991A JPS60213287A (ja) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | 誘導電動機の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60213287A true JPS60213287A (ja) | 1985-10-25 |
Family
ID=13389634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59068991A Pending JPS60213287A (ja) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | 誘導電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60213287A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009225596A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Mitsubishi Electric Corp | 電動機の駆動装置、空気調和機、洗濯機、洗濯乾燥機、冷蔵庫、換気扇、ヒートポンプ給湯器 |
-
1984
- 1984-04-09 JP JP59068991A patent/JPS60213287A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009225596A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Mitsubishi Electric Corp | 電動機の駆動装置、空気調和機、洗濯機、洗濯乾燥機、冷蔵庫、換気扇、ヒートポンプ給湯器 |
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