JPS6162385A - 誘導モ−タ制御装置 - 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、誘導モータの制御装置に係り、特にすべり周
波数形のベクトル制御が行なわれるＰＷＭインバータ装
置で駆動するのに最適な誘導モータの制御装置に関する
ものである。

（従来技術とその問題点） この種の装置に関しては電気１院、上山直彦著、「ニュ
ードライブエレクトロニクス」などが周知である。

ところで、この種の装置においては、以下のようにして
ｒ１流指令が求められていた。

第２図には誘導モータのＴ型等価回路が、また第３図に
はそのｉ！１１作原理説明用モデルが示されており、第
２図において［Ｍは相互インダクタンス、値し１、Ｌ２
は各々−次自己インダクタンス、二次自己インダクタン
ス、［Ｒ１、Ｒ２は各々−水抵抗値、二次抵抗値、値Ｓ
はモータのずべりである。

また第３図において１直ｉＩｄは一次（１軸電流、値ｉ
＋Ｑは一次ｑ軸電流、値ｉ２ｄは二次ｄ軸電流、そして
ｌｌｔ［ｉｚＱは二次ｑ軸ｉＩｉ流である。

このとき、トルク指令が１ｍＴ”、二次磁束指令が値Φ
２３で示されると、−次ｄ４１１１１電流１１ｄ、−次
ｑＮ電流！＋Ｑ１そしてすべり周波数指令ωＳ７は各々
次の第（１）式、第（２）式、第（３）式で表わされる
。

ｉ　　＋　　ｄ　　”　　＝　１　／　Ｍ　Ｘ　　（Φ
２８−（−Ｌ２．／Ｒ２ｘｄ　／ｄｔΦ　ｇ）・・・第
（１）式％式％ ・・・第（２）式 ωｓ　　”−（Ｒ２／Ｌ２　　）　　Ｘ　　（Ｍ／Φ２
　′　）×ｉ、ｑ”　　　　　　　　・・・第（３）式
このようにして１ヘルク指令Ｔ１１、二次磁束指令Φ２
″、ずべり周波数指令ω８、およびモータ定数から一次
ｄ＠電流ｉ　、ｄ’、−次ｑ＠電流１１Ｑ　”　、す゛
べり周波数指令ωｓ１１が求められており、これらに基
づき次のようにして電流指令１１８が求められている。

まず、その絶対値（電流振幅指令）　Ｉｔ　＋”　ｌは
次の第（４）式に従って求められる。

１ｉ　＋”　ｌ−（！　、ｄ”＋ｉ　＋Ｑ”）番・・・
第（４）式 また、モータ回転周波数が値ωｒのとき二次磁束周波数
ω。′は、 ωｏ！＝ωＳ８＋ωｒ　　　　　・・・第（５）式で表
わされるので、二次［１束の予測位置θｏ１θ。＊　＝
ｆωｏ”　ｄｔ　　　　　、・・第（６）式％式％ そして、前記電流振幅指令ｌ！　＋”　ｌと単位ベクト
ルｅｊθ０とが乗降され、これにより静止座標上で一次
側の電流指令ｉ　１８が求められる。

その後、この電流指令ｉ　％が三相変換されて各相の電
流指令ｉ　ｕ　”　、’　　”　、　ｉ　ｗ　”が求め
ら　ｖ れ、これらに従い誘導モータの駆動電流が制御される。

ところが、二次抵抗値を示ず上記モータ定数Ｒ２が固定
して設定されていた場合には、このモータ定数Ｒ２は回
転子温度により大ぎく変動して実際の二次抵抗値と大き
く異なるようになり、その結果別ｉｌｌ精度が低下する
。

例えば、巻線温度がＩｉｆ［ｔ℃で二次抵抗値Ｒ２の測
定が行なわれてそのときの抵抗値がｌ１Ｑｒｚで示され
るとき、巻ａ温度Ｔ　’Ｃでは二次抵抗１（２がＲ２−
ｒ　２　Ｘ　（２３５＋Ｔ＞／　（２３５−４４）・・
・第（７）式 となり、例えばｔ−８０℃でＴ−１２０℃であるときに
は二次抵抗値Ｒ２は１３％も変化し、このことから二次
抵抗値Ｒ２は湿度により実際のものと大きく相異するよ
うになることが理解される。

そこで従来においては、誘導モータの回私子そのものの
渇Ｉ３３測定が困５！！［であるので、その固定子側温
度が測定されて二次抵抗値Ｒ２の補正が行なわれていた
。

このように従来においては、誘導モータの回転子温度が
Ｉｉ！１１定子側の温度測定により間接的に検出されて
おり、その検出値を用いて二次抵抗値Ｒ２に対する補正
が行なわれていたので、二次抵抗値Ｒ２の正確な温度補
正を行なうことは困難であり、このため回転子温度にか
かわらず常に正確なモータ制りｐを行なえないという問
題があった。

（発明の目的） 本発明は上記従来の課題に鑑みて為されたものであり、
その目的は、回定子側温度の変化にかが４つらず正確な
電流指令をい出して高精瓜なモータ制御が可能となる誘
導モータ制御装置を提供することにある。

（発明の構成） 上記目的を達成するために、本発明は、トルク指令Ｔ　
＊、二次磁束指令Φ２、そして二次抵抗（直Ｒ２を含む
モータ定数に基づいて電流指令Ｉ　１８を求める指令演
等手段と、 誘Ｓモータの出力トルクを検出するトルク検出値と、　
　　□ 二次磁束指令Φの無変化時にＪ３りるトルク検出値によ
り前記二次抵抗値Ｒ）を補正するモータ定数補正手段と
、 を備えたことを特徴としている。

（実施例の説明） 以下、図面に基づいて本発明に係るＨｍの好適な実施例
をＵ２明する。

第１図には本発明に係る装置のブロック構成が示されて
おり、同図において誘導モータ１２（ま車両の駆動源ど
して利用されている。

そしてその電源として車載バラブリ１３が使用されてお
り、その直流出力ｆｆ２流はインバータ主回路１５によ
り三相の交流電流に変換されて上記誘導モータ１２に供
給されている。なＪ５本実１１例では、このインバータ
主回路１５の主スイツチング素子がトランジスタ（図示
されていない）で構成されており、それらのスイッチン
グ制御が行なわれることにより、パルス幅変調された正
弦波状の三相交流電流が誘導モータ１２に供給されてい
る。

上記誘導モータ１２の駆動制御は図示されていないアク
セルペダルの踏み操作に従って行なわれており、その踏
込み鼻はアクセルポテンショメータ１７により検出され
ている。

その検出信号はトルク指令として指令演算器１０の関数
発生器１８に供給されており、この１３Ｉ′１数発生器
１８によりこのトルク指令に所定の遅延時間が与えられ
る。これにより、Ｗ／ｉ　’５モータ１２のソフトスタ
ートが可能どされている。

更に、遅延時間が与えられたトルク指令は乗算器２０に
供給されており、この乗算器２０には関数発生器２２か
らトルク係数が供給されている。

上記関数発生器２２では回転検出器２４で検出された誘
導モータ１２の回転周波数に対応したトルク係数が求め
られており、乗算器２０ではそのトルク係数が関数発生
器１８のトルク指令に爪弾されている。

このようにして、乗算器２０でｉ−ルク定欣が乗ぜられ
たトルク指令は１．ＩＩ　ｉ　１３２６に供給されてい
る。

この割算器２６には、関数発生器２８から二次磁束指令
が供給されている。

上記関数発生器２８には誘導モータ１２のモータ回転速
度と二次磁束指令との関係を示すＩｙｌ数が予め設定さ
れており、関数発生器２８では回転検出器２４で検出さ
れたＭ導モータ１２の回転周波数に対応する二次磁束指
令が求められている。なお、この関数によりいわゆる弱
め界磁制御が誘導モー９１２に対して行なわれている。

前記割算器２６においてはこのようにして関数発生器２
８で求められた二次磁束指令で乗算器２０のトルク指令
が除されており、その除ＷｌｊＴは乗算器３０において
６０Ｌ２／Ｍ倍されている。

これにより一次トルク成分電流指令が得られており、そ
の−次トルク成分電流指令はベクトル合成器３２に供給
されている。

このベクトル合成器３２には次のようにして得られた一
次磁束成分電流指令が供給されている。

館記関数発生器２８で１９られた二次磁束指令は、乗算
器３４でｌ１Ｑ１／Ｍ倍されてＪ３す、その乗ｆＡ圃は
一方にＪｊいて微分器３６に、また他方において加算器
３８に供給されている。

上記微分器３６においては乗算器３４の乗算直に対する
時間微分が行なわれており、その微分値は乗算′ａ４０
において値Ｌ　２　／　Ｒ２（３されて前記加算器３８
に供給されている。

この加算器３８においては乗算器３４の乗算値と乗算器
４０の乗ＲｌｉＱとが加算されており、これによりその
出力側において前記−次磁束成分電流指令が得られてい
る。

以上のようにして乗算器３０、加算器３８で得られた一
次１ヘルク成分電流指令、−次指令１ａ束成分電流指令
は前記ベクトル合成器３２においてベクトル合成されて
ａ３す、これにより誘導モータ１２に供給される交流電
流の廠幅が決定されている。

上記ベクトル合成器３２で１【１られた電流振幅１［１
令はベクトル乗算器４２に供給されており、このベクト
ル乗算器４２には以下のようにして求められた単位ベク
トルが供給されている。

前記割算器２６の割算１ｉ（Ｉは乗算器４４にＪｊいて
１直Ｒ２倍されてＪｊす、そのｒＡ算値はυ１０邪４６
において関数発生器２８の二次磁束指令で除されている
。

更に、割算器４６の除痺埴はずべり周波数指令として加
算器４８に供給されており、この加算３４８には回転検
出器２４の検出器ｇが供給されている。

この加算器４８で１ｑられたずべり周波数とモータ回転
周波数との加算値はベクトル発振器５０において積分さ
れており、これにより二次磁束のｉ＋［定位置が求めら
れている。

このようにして求められた二次磁束のＩＩｎ定位置を示
す単位ベクトルと前記ベクトル合成器３２の電流振幅指
令とがベクトル乗Ｑ器７１２にｄ５いてベクトル乗算さ
れており、これにより得られた一次電流ベクトルは三相
変換器５２に供給されている。

この三相変換器５２では上記−次電流ベクトルが三相（
ｉ　ｕ、　ｉ　ｖ、　ｉ　ｗ）に変操されており、それ
らの電流指令は電流制御器５４に供給されている。

この電流制御器５４では、インバータ主回路１５から誘
導モータ１２へ供給される駆動電流に対するＰＩ副制御
行なわれており、この制御のために電流検出器５６で検
出された前記駆動電流の検出信号が電流制御器５４にフ
ィードバック信号として供給されている。

更に、電流制御器５４の制御信号はスイッチング信号発
生器５８に供給されており、このスイッチング信号発生
？Ｓ５８には搬送波信号発生器６０から搬送波が供給さ
れている。

本実施例ではその搬送波が三角波信号とされており、ス
イッチング信号発生器５８では電流制御器５４から供給
された正弦波電流制御信＠（三相）と搬送波信号発生器
６０から供給された＋１１２送波との突き合せが行なわ
れることによりＰＷＭスイッチング信号（二相）が得ら
れている。

このＰＷＭスイッチング信号はドライバ６２を介し前記
インバータ主回路１５の各主トランジスタに供給されて
いる。

以上のようにしてすべり周波数形ベクトル乗算が行なわ
れることにより誘導モータ１２が運転制御されている。

ここで誘導モータ１２の出力トルクが１−ルクセンサ１
４により検出されている。

・　そしてその検出信号はモータ定数補正回路１６に供
給されており、このモータ定数補正回路１６には前記微
分器３６の微分値が供給されている。

第４図には上記モータ定＠補正回路１Ｇの構成が示され
ており、同図において微分器３Ｇの微分値は判定器１６
Ａに供給されている。

この判定器１６Ａにおいてはその微分値の監視により二
次磁束指令が所定時間内で変化したか否かが判定されて
おり、その変化が生じないときには二次抵抗演算回路１
６Ｂに判定信号が供給される。

この二次抵抗演算回路１６Ｂには前記トルクセンサ１４
から検出信号が供給されており、二次抵抗演算回路１６
Ｂでは上記判定信号が供給さ札たときに次式により二次
抵抗値Ｒ７が搾出される。

Ｒ２−ωｓ”ｘΦ２　”　×ＣＩ　／　Ｔ　）・・・第
（８）式 なお、上記第（８ン式において値Ｔはトルクセンサ１４
で検出された検出トルクを表わしている。

そしてこのようにして求められた二次抵抗１ａ　Ｒ２は
二次抵抗補正回路１６Ｃに供給されてＪブリ、この二次
抵抗補正回路１６Ｇによりそれまでに乗算器４０．４４
に設定されていた二次抵抗ＩＩｔｌＲ２が更新されてそ
の補正が行なわれる。

以上説明したように本実施例によれば、トルクセンサ１
４の検出トルクで二次抵抗値Ｒ２が補正されるので、高
Ｈ度なずべり周波数形ベクトル制御が可能となり、過渡
詩におけるモータの応答性を向上させることが可能とな
る。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、誘３クモータの回
転子温度の変化にかかわらずＴｉ電流指令痺出して高精
度な制御を可能とした誘導モーフ制御装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の好適な第１実施例を示すブ
ロック構成図、第２図は誘導モータの等価回路図、第３
図は誘導モータの動作原理説明用モデル図、第４図は第
１図におけるモータ定ｖｌ補正回路１６の構成説明図で
ある。 １０・・・指令演偉器 １２・・・誘導モータ １４・・・トルクセンサ １Ｇ・・・モータ定数補正回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）トルク指令、二次磁束指令、および二次抵抗値を
   含むモータ定数に基づいて電流指令を求める指令演算手
   段と、 誘導モータの出力トルクを検出するトルクセンサと、 二次磁束指令の無変化時におけるトルク検出値により前
   記二次抵抗値を補正するモータ定数補正手段と、 を備えたことを特徴とする誘導モータ制御装置。