JPS61167828A - 誘導電動機のトルク検出方式 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、可変周波数電源により給電される交流電動機
のトルク検出方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、交流電動機のトルク検出の方法として、端子電圧
の積分値から抵抗降下分とりアクタンス陣下分を差し引
いて得られる２次磁束と電流の外積から求める方法があ
る。しかしこの方法では、以下に述べるように、１次抵
抗による誤差を本質的に含む。

第３図に誘導電動機の等価回路を、第４図にベクトル図
をそれぞれ示す。説明の簡単化のために、２次もれイン
ダクタンスを１次側に変換した回路で示した。ここでＲ
＋、Ｒｍは各々１次及び２次抵抗、ｌは全もれインダク
タンス、Ｍは励磁インダクタンスである。

いま、真の２次磁束をφ２、その演算値をφ□とすると
φ、１は次のように表される。

・・・・・−・・−・−・−・−・−・−・・・１１１
式ここで００は設定値を示し、官はベクトル量を示す、
また、ωＲ２πｆ＋　　（ｆ＋　　＋１次周波敗、ｊ：
虚数単位）である。

従って電流との外積をとるとトルクの演算値Ｔ亀は、 Ｔ＊　−に＋（ＴＲＯｒ） −Ｋ　ｒφ！　＋、　＋Ｋｌ焦己Ｌ）目−・；−一−−
−−・・−・・・−−−−−−ｍ−−−−−・−（２）
式ここで（Ａ＠Ｂ）　　二ヘクトルＡとＢの外積、Ｋｌ
＋定数 ｒ、、１．、φ、：それぞれ工１＋　Ｊ、ｌ＋φオの振
幅となる。（２）式の第１項は真のトルク、第２項は１
次抵抗Ｒ１の設定誤差項で、Ｒ，＝Ｒ，”ならば理想的
に真のトルクが検出できる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし一般に１次抵抗値Ｒ＋は温度の変化と共に変動す
るため、完全な１次抵抗補償は困難で、１次抵抗の設定
誤差によるトルク誤差は残留し、特に低周波域で顕著に
なる。このため全範囲で精度よくトルクを検出すること
はできなかった。

本発明は、上記の問題点を解決して、１次抵抗の設定誤
差の影響を受けない全範囲で精度の良いトルク検出を行
うことのできる方法を提供することを目的とするもので
ある。

〔問題点を解決するための手段〕 さて、１次抵抗の設定誤差のため２次磁束の演算値は次
のような振幅誤差と位相誤差を生じる（もれインダクタ
ンス降下分は温度などの物理的要因の影響を受けないた
め、理想的に１＝１”とすることが可能である（第５図
参照）。

−−−−−−・−・−・−・・−−一一−−−・−・・
・・・−（３）式ただしΔＲｒ　”Ｒｒ　−Ｒｒ” δ−ｔａｎ−“（−エリ旦ロ平工払１リ−）ｌ＋（（Δ
Ｒ＋Ｉ＋５ｔｎｒ）／（ａ＋φ富）一般に、位相誤差の
影響は小さいため、磁束演算値の振幅誤差を補償するこ
とがトルク検出精度の向上につながる。

ここで、磁束と電流の内積で定まる磁気エネルギーを考
える。

Φ。−Ｋｇ（’？”配・ア） ”　Ｋ　ｚφｔ１．　ｃｏｓｒ＋に＊（ｊ！−ｊ”）＋
２＝Ｋｘｌｔ１．＋に１（ｊ−ｊ”）Ｌ””　Ｋ　Ｉ　
φｇ”／Ｍ＋Ｋｔ（ｊ−ｊｏ）■−・・−（４）式ここ
でに、一定数１Ｍ：励磁インダクタンスである。

この（４）式の第１項は励磁エネルギーを表し、第２項
はもれインダクタンスの設定誤差を表すが、先に述べた
ようにもれインダクタンスは温度変動などの影響を受け
ないため第２項は理想的に１−１９とでき、零とできる
。

即ち、磁気エネルギーφｌは理想的に真の２次磁束の振
幅φ意と対応している。

φＩｌ”Ｋｇ　φ−／Ｍ ＝に、×φ２×！エ　　・・−・−・−・・・・・・−
（５１式このφ。で磁束演算値の振幅を捕正すれば、振
幅誤差は除去でき、高精度のトルク検出が可能になる。

〔実施例〕

第１図に具体的実施例を示す。

ここでベクトルアナライザ（ＶＡ）の出力ｌおよび２は
それぞれ人力１．および２と同相で振幅が入力３で決ま
るため、ＶＡの出力と電流の外積をとれば、１次抵抗の
誤差の影響を受けないトルク検出値が得られる。

第２図に本発明によるトルク検出法と従来の方法の比較
を示す、特に重負荷領域で精度の改善効果が大きい、ま
たここでは、磁気円ネルギーΦＵにより磁束演算値の振
幅誤差補償を行い高精度のトルク検出値を得る方法につ
いて説明したが、（２）式で得られたトルクの検出値に
磁気エネルギーφ１と磁束検出値φ８ｓの振幅の比を乗
することにより前述と同様の効果を得ることは明らかで
ある（（６）式参照）。

Ｔ　ｓ’　”　Ｔ　ｓ　・Φｏ　／　（ｌφｇ＊ｌ−Ｋ
ｍ・Ｉ　、　）　−−−−−（６１式ここで　ｌ−３ｓ
ｔはｒの振幅である。

〔発明の効果〕

上述したように本発明によれば、抵抗分による検出誤差
を、端子電圧の積分により求まる磁束と電流の内積から
決まる磁気エネルギーにより補償することにより、高精
度のトルク検出を行うことができるという効果を奏する
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図は本発明
と従来方式によるトルク検出誤差を示すグラフ、第３図
は誘導電動機の等価回路図、第４図はベクトル図、第５
図は１次抵抗の設定誤差による磁束の演算誤差を示すベ
クトル図である。 箪１図 ベクトル７ナライ′＋を資ＶＡ） 第３図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、可変周波数電源により給電される交流電動機のトル
   クを、端子電圧の積分により求まる磁束と電流の外積に
   より検出する場合において、 抵抗分による検出誤差を、端子電圧の積分により求まる
   磁束と電流の内積から決まる磁気エネルギーにより補償
   してトルク検出を行うことを特徴とする誘導電動機のト
   ルク検出方式。