JPS61150692A - 誘導電動機のトルク制御方式 - Google Patents
誘導電動機のトルク制御方式Info
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- JPS61150692A JPS61150692A JP59277879A JP27787984A JPS61150692A JP S61150692 A JPS61150692 A JP S61150692A JP 59277879 A JP59277879 A JP 59277879A JP 27787984 A JP27787984 A JP 27787984A JP S61150692 A JPS61150692 A JP S61150692A
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- Japan
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- induction motor
- signal
- calculating
- circuit
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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
- 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
- H02P27/06—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 dc to ac converters or inverters
- H02P27/08—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 dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
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- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- 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
- H02P27/045—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 whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
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- 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】
（産業上の利用分野）
本発明は、誘導電動機のトルク制御に関し、特に誘導電
動機をパルス幅変ＩＩ （ＰＷＭ）方式の電源により駆
動する場合の、入力電圧が変動しても出力トルクが変動
しないようにした、トルク制御方式に関する。
動機をパルス幅変ＩＩ （ＰＷＭ）方式の電源により駆
動する場合の、入力電圧が変動しても出力トルクが変動
しないようにした、トルク制御方式に関する。
（従来技術）
誘導電動機のトルクＴは、第２図のような等価回路を考
えると次式で与えられる。
えると次式で与えられる。
Ｔ＝φ。ｘ Ｉ ２ 、（１）ここに
、φ。：励磁磁束 ■２：負荷電流 また、第２図の等価回路においては、説明を簡単にする
ために、巻線抵抗、漏洩インダクタンス等は省略してい
る０図において、 Ｌｏ ：励磁インダクタンス Ｒ２：２次抵抗 Ｓ・すべり 工ｌ ニー次電流 ■。・励磁電流 Ｅｏ：誘起電圧 Ｖ：端子電圧 とする。
、φ。：励磁磁束 ■２：負荷電流 また、第２図の等価回路においては、説明を簡単にする
ために、巻線抵抗、漏洩インダクタンス等は省略してい
る０図において、 Ｌｏ ：励磁インダクタンス Ｒ２：２次抵抗 Ｓ・すべり 工ｌ ニー次電流 ■。・励磁電流 Ｅｏ：誘起電圧 Ｖ：端子電圧 とする。
励磁電流■。は、誘導電動機の容量等により決定され、
最大の励磁電流をＩｏｍａｘとすると、Ｉｏｍａｘによ
って生じる最大励磁磁束φｍａｘは、 φｍａｘ＝ＫＩ ＸＩｏｍａｘ ＝Ｌ（、ＸＩ（、ｍａｘ −−−（２）となる。
最大の励磁電流をＩｏｍａｘとすると、Ｉｏｍａｘによ
って生じる最大励磁磁束φｍａｘは、 φｍａｘ＝ＫＩ ＸＩｏｍａｘ ＝Ｌ（、ＸＩ（、ｍａｘ −−−（２）となる。
但し、Ｋ１は係数とする。
次に、誘導電動機が回転したときの回転数をＮ、磁束を
φとすると、誘起電圧ＥＱは、Ｅｏ＝−（ｄφ／ｄ ｔ
） ＝Ｗｒφ ＝に２Ｎφ ・・・（３）で表わされる
。
φとすると、誘起電圧ＥＱは、Ｅｏ＝−（ｄφ／ｄ ｔ
） ＝Ｗｒφ ＝に２Ｎφ ・・・（３）で表わされる
。
但し、Ｗ ｒ ：角速度
に２：係数
とする。
誘導電動機の端子電圧Ｖは、誘起電圧Ｅ。に対抗するよ
うに、 Ｖ二Ｅ、 ・・・（４）として
印加される。
うに、 Ｖ二Ｅ、 ・・・（４）として
印加される。
ところで、誘導電動機の電源として、第３図に示すよう
に、三相交流を整流器により全波整流して、コンデンサ
の両端に直流電圧Ｖｄｃを得て、トランジスタインバー
タをオン、オフして可変周波数、可変電圧の正弦波電圧
を形成するものを用いて、これを誘導電動機に印加する
ものがある。
に、三相交流を整流器により全波整流して、コンデンサ
の両端に直流電圧Ｖｄｃを得て、トランジスタインバー
タをオン、オフして可変周波数、可変電圧の正弦波電圧
を形成するものを用いて、これを誘導電動機に印加する
ものがある。
このインバータ回路は、パルス幅変調（ＰＷＭ）方式で
制御され、交流入力電源の力率が良い、出力電圧制御の
連応性が得られる、等の利点が得られる。
制御され、交流入力電源の力率が良い、出力電圧制御の
連応性が得られる、等の利点が得られる。
この場合の誘導電動機に印加し得る最大電圧Ｖｍａｘは
、直流電圧Ｖｄｃに応じて決定され、Ｖｍａｘ＝に５
ＸＶｄｃ＝ＥＯｍａｘ・・・ （５） で表わされる。
、直流電圧Ｖｄｃに応じて決定され、Ｖｍａｘ＝に５
ＸＶｄｃ＝ＥＯｍａｘ・・・ （５） で表わされる。
但し、Ｋ３：係数
Ｅｏｍａｘ：誘起電圧の最大値
第４図は、誘導電動機の回転数Ｎと励磁磁束φとの関係
を示す特性図であり、回転数に応じて二つの領域に分け
られている。即ち、低速領域では、励磁電流の最大値Ｉ
。ｍａｘによって磁束の最大値φｍａｘが制限され、高
速領域では直流電圧Ｖｄｃにより磁束が制限される。
を示す特性図であり、回転数に応じて二つの領域に分け
られている。即ち、低速領域では、励磁電流の最大値Ｉ
。ｍａｘによって磁束の最大値φｍａｘが制限され、高
速領域では直流電圧Ｖｄｃにより磁束が制限される。
（従来技術の問題点）
このようなＰＷＭ回路を用いて誘導機を制御すると、
（１）入力電圧が変動すると直流電圧Ｖｄｃが変化し、
誘導電動機の出力トルクが変動する。
誘導電動機の出力トルクが変動する。
（２）電動機側から電源側に電力を帰還する回生制御モ
ードで誘導電動機を運転すると、直流電圧Ｖｄｃが高く
なるため、誘導電動機の減速制御が円滑に行なえない場
合がある。
ードで誘導電動機を運転すると、直流電圧Ｖｄｃが高く
なるため、誘導電動機の減速制御が円滑に行なえない場
合がある。
等の問題があった。
（発明の目的）
本発明は、このような従来技術の問題点の解消を目的と
し、直流電圧Ｖｄｃを制御回路に帰還して制御信号を形
成することにより、入力電圧が変動しても誘導電動機の
出力トルクが変動しないようにすると共に、回生制御時
にも円滑にトルク制御を行なうようにした、誘導電動機
のトルク制御方式を提供するものである。
し、直流電圧Ｖｄｃを制御回路に帰還して制御信号を形
成することにより、入力電圧が変動しても誘導電動機の
出力トルクが変動しないようにすると共に、回生制御時
にも円滑にトルク制御を行なうようにした、誘導電動機
のトルク制御方式を提供するものである。
（発明の概要）
本発明の誘導電動機のトルク制御方式は、誘導電動機を
パルス幅変調回路（ＰＷＭ）回路の駆動信号により制御
するものにおいて、ＰＷＭ回路の直流電圧から励磁磁束
を求め、該励磁磁束と、速度指令信号と誘導電動機の実
際の速度信号の偏差で得られたトルク指令とにより負荷
電流を演算する。励磁磁束、即ち前記ＰＷＭ回路の直流
電圧はこの他に、すべりと励磁電流の演算にも用いられ
、ＰＷＭ回路はこれらの直流電圧の関数である制御信号
により形成された正弦波電流で制御され、誘導電動機の
トルク制御を、入力電圧が変動しても、常に円滑に行な
うことを特徴とするものである。
パルス幅変調回路（ＰＷＭ）回路の駆動信号により制御
するものにおいて、ＰＷＭ回路の直流電圧から励磁磁束
を求め、該励磁磁束と、速度指令信号と誘導電動機の実
際の速度信号の偏差で得られたトルク指令とにより負荷
電流を演算する。励磁磁束、即ち前記ＰＷＭ回路の直流
電圧はこの他に、すべりと励磁電流の演算にも用いられ
、ＰＷＭ回路はこれらの直流電圧の関数である制御信号
により形成された正弦波電流で制御され、誘導電動機の
トルク制御を、入力電圧が変動しても、常に円滑に行な
うことを特徴とするものである。
（実施例）
以下、図により本発明の一実施例について説明する。第
１図は、本発明を実施する概略のブロック図である。こ
の例では、ＰＷＭ回路回路上り誘導電動機Ｍのベクトル
制御を行なう例であり、速度指令信号と、速度発電機Ｔ
Ｇにより検出された誘導電動機の速度が比較器Ａ１に入
力され、比較器Ａ１からは速度偏差、即ちトルク指令と
みなされる信号Ｔが出力される。第３図に対応するＰＷ
Ｍ回路の直流電圧Ｖｄｃが検出されて係数器Ｃ１に入力
される。電流演算回路りは、二次電流Ｉ２と励磁電流Ｉ
。より一次電流工１を演算し、電流指令回路Ｅはこの一
次電流１１と励磁周波数Ｗ。
１図は、本発明を実施する概略のブロック図である。こ
の例では、ＰＷＭ回路回路上り誘導電動機Ｍのベクトル
制御を行なう例であり、速度指令信号と、速度発電機Ｔ
Ｇにより検出された誘導電動機の速度が比較器Ａ１に入
力され、比較器Ａ１からは速度偏差、即ちトルク指令と
みなされる信号Ｔが出力される。第３図に対応するＰＷ
Ｍ回路の直流電圧Ｖｄｃが検出されて係数器Ｃ１に入力
される。電流演算回路りは、二次電流Ｉ２と励磁電流Ｉ
。より一次電流工１を演算し、電流指令回路Ｅはこの一
次電流１１と励磁周波数Ｗ。
とにより、誘導電動機の各相固定子巻線に流される電流
Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを比較器Ａ２＃Ａ、に出力する。比較
器Ａ２〜Ａ４は、電流指令回路の出力電流と、変流器ｃ
’ｒｔ−ＣＴ、により検出されるＰＷＭ回路の出力電流
とを比較し、その偏差信号によりＰＷＭ回路を制御して
誘導電動機の所定のトルク制御を行なう。
Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを比較器Ａ２＃Ａ、に出力する。比較
器Ａ２〜Ａ４は、電流指令回路の出力電流と、変流器ｃ
’ｒｔ−ＣＴ、により検出されるＰＷＭ回路の出力電流
とを比較し、その偏差信号によりＰＷＭ回路を制御して
誘導電動機の所定のトルク制御を行なう。
次に、本発明による誘導電動機のトルク制御について具
体的に説明する。
体的に説明する。
［ａｌ最初に（２）式によりφｍａｘを求める。
［ｂｌ直流電圧ＶｄｃをＡ／Ｄ変換して、誘導電動機に
印加し得る最大電圧Ｖｍａｘを（５）式により求める。
印加し得る最大電圧Ｖｍａｘを（５）式により求める。
このＶｍａｘは、係数器Ｃ，の出力信号である。
［Ｃ１（３）、（４）式および（５）式より、各回転数
での励磁磁束φ（Ｎ）を求める。即ち、（ｂ （Ｎ）
＝ （Ｋｇ Ｖ ｄ ｃ） ／ （Ｒ２Ｘ Ｎ）・・・
（６） ここで、φ（Ｎ）≧φｍａｘの場合には、φ（Ｎ）＝φ
ｍａＸ（領域Ｉ）とする、このφ（Ｎ）は、除算器Ｂ２
の出力信号である。
での励磁磁束φ（Ｎ）を求める。即ち、（ｂ （Ｎ）
＝ （Ｋｇ Ｖ ｄ ｃ） ／ （Ｒ２Ｘ Ｎ）・・・
（６） ここで、φ（Ｎ）≧φｍａｘの場合には、φ（Ｎ）＝φ
ｍａＸ（領域Ｉ）とする、このφ（Ｎ）は、除算器Ｂ２
の出力信号である。
［ｄｌ （２）式および（６）式より、励磁電流Ｉ。
を、
Ｉｏ＝φ（Ｎ）／Ｋｒ ＝ （７）として求
める。この■。は、係数器Ｃ１の出力信号である。
める。この■。は、係数器Ｃ１の出力信号である。
［ｅ］負荷電流工２を、トルク指令Ｔ、磁束φ（Ｎ）お
よび（１）式より、 ｌ２＝Ｔ／φ（Ｎ） ・・・（８）で求め
る。この■２は、除算器Ｂ１の出力信号である。
よび（１）式より、 ｌ２＝Ｔ／φ（Ｎ） ・・・（８）で求め
る。この■２は、除算器Ｂ１の出力信号である。
［ｆｌ負荷電流■２とすべりＳとの関係は。
ｌ２＝（Ｋ４Ｘφ（Ｎ））ＸＳ／Ｒ２
・・・（９）
で与えられるから、これを変形してすべりＳは。
５＝Ｉ２ＸＲ２／ （Ｋ４Ｘφ（Ｎ））・・・（１０）
により求められる。これは、除算器Ｂ３の出力信号であ
る。（但し、定数Ｒ２／ Ｋ ４は省略しである。） ［ｇｌすべりＳの信号を係数器Ｃ３に入力し、すベリ速
度信号ＷＳを求め、誘導電動機の現在の速度信号Ｗｒと
加算器で加算して、励磁周波数信号Ｗｏを求める。得ら
れた励磁周波数信号Ｗ。と、電流演算回路で得られた一
次電流１１は前述のように電流指令回路Ｅに入力され、
電流指令回路からは、各相固定子巻線に流される正弦波
状の電流Ｉ ｕ’； Ｉ ｖ 、 Ｉ ｗが出力される
。
る。（但し、定数Ｒ２／ Ｋ ４は省略しである。） ［ｇｌすべりＳの信号を係数器Ｃ３に入力し、すベリ速
度信号ＷＳを求め、誘導電動機の現在の速度信号Ｗｒと
加算器で加算して、励磁周波数信号Ｗｏを求める。得ら
れた励磁周波数信号Ｗ。と、電流演算回路で得られた一
次電流１１は前述のように電流指令回路Ｅに入力され、
電流指令回路からは、各相固定子巻線に流される正弦波
状の電流Ｉ ｕ’； Ｉ ｖ 、 Ｉ ｗが出力される
。
［ｈｌ このようにして得られた電流Ｉｕ、Ｉｖ。
Ｉｗと、誘導電動機の入力電流とを比較して、その偏差
信号によりＰＷＭ回路を制御することにより、トルク指
令Ｔに応じて誘導電動機のトルク制御を行なう。
信号によりＰＷＭ回路を制御することにより、トルク指
令Ｔに応じて誘導電動機のトルク制御を行なう。
（発明の効果）
以上説明したように本発明によれば、次のような効果が
得られる。
得られる。
（１）入力電圧が変動して、ＰＷＭ回路の直流電圧Ｖｄ
ｃが変化しても、それに応じて負荷電流、励磁電流、す
べり等の各指令を演算して出力するので、入力電圧の変
動により誘導電動機の出力トルクが変動することはない
。
ｃが変化しても、それに応じて負荷電流、励磁電流、す
べり等の各指令を演算して出力するので、入力電圧の変
動により誘導電動機の出力トルクが変動することはない
。
（２）電動機側から電源側へ電力を帰還する回生制動制
御時に直流電圧Ｖｄｃが高くなっても、上記（１）で説
明したように、Ｖｄｃに応じて各制御信号を演算してい
るので、常に同じ制御方式により円滑にトルク制御を行
なうことができる。
御時に直流電圧Ｖｄｃが高くなっても、上記（１）で説
明したように、Ｖｄｃに応じて各制御信号を演算してい
るので、常に同じ制御方式により円滑にトルク制御を行
なうことができる。
第１図は本発明を実施する概略のブロック図、第２図は
等両回路、第３図は誘導電動機の電源回路、第４図は回
転数と磁束の関係を示す特性図である。 Ａｌ−Ａ４・・・比較器、Ｂ、−Ｂ、・・・除算器、Ｃ
Ｉ ” Ｃ４・・・係数器、Ｄ・・・電流演算回路、Ｅ
・・・電波指令回路、Ｆ・・・ＰＷＭ回路、ＣＴ１”Ｃ
Ｔ５・・・変流器。
等両回路、第３図は誘導電動機の電源回路、第４図は回
転数と磁束の関係を示す特性図である。 Ａｌ−Ａ４・・・比較器、Ｂ、−Ｂ、・・・除算器、Ｃ
Ｉ ” Ｃ４・・・係数器、Ｄ・・・電流演算回路、Ｅ
・・・電波指令回路、Ｆ・・・ＰＷＭ回路、ＣＴ１”Ｃ
Ｔ５・・・変流器。
Claims (1)
- パルス幅変調回路（ＰＷＭ回路）の信号で駆動される誘
導電動機と、速度指令信号と誘導電動機の実際の速度か
らトルク指令信号を発生する手段と、ＰＷＭ回路の直流
電圧から誘導電動機に印加し得る最大電圧を演算する手
段と、誘導電動機の回転数と端子電圧より各回転数での
励磁磁束を求め、該励磁磁束より励磁電流を演算する手
段と、トルク指令と励磁磁束より負荷電流を演算する手
段と、負荷電流と励磁磁束よりすべりを求め、該すべり
よりすべり速度信号を演算する手段と、すべり速度信号
と誘導電動機の実際の速度信号より励磁周波数信号を演
算する手段と、負荷電流と励磁電流より誘導電動機の一
次電流を演算する手段と、該一次電流と励磁周波数から
誘導電動機の各相固定子巻線に流す正弦波電流を発生す
る手段と、誘導電動機の入力電流と該正弦波電流とによ
り誤差信号を演算する手段よりなり、前記誤差信号をＰ
ＷＭ回路に印加することを特徴とする誘導電動機のトル
ク制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59277879A JPS61150692A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 誘導電動機のトルク制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59277879A JPS61150692A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 誘導電動機のトルク制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61150692A true JPS61150692A (ja) | 1986-07-09 |
Family
ID=17589559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59277879A Pending JPS61150692A (ja) | 1984-12-25 | 1984-12-25 | 誘導電動機のトルク制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61150692A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63148883A (ja) * | 1986-12-12 | 1988-06-21 | Toshiba Corp | タ−ビンのヘルパ駆動装置 |
-
1984
- 1984-12-25 JP JP59277879A patent/JPS61150692A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63148883A (ja) * | 1986-12-12 | 1988-06-21 | Toshiba Corp | タ−ビンのヘルパ駆動装置 |
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