JPS62107691A - 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
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- JPS62107691A JPS62107691A JP60244614A JP24461485A JPS62107691A JP S62107691 A JPS62107691 A JP S62107691A JP 60244614 A JP60244614 A JP 60244614A JP 24461485 A JP24461485 A JP 24461485A JP S62107691 A JPS62107691 A JP S62107691A
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- motor
- magnetic flux
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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
- H02P21/22—Current control, e.g. using a current control loop
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Inverter Devices (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〕
この発明は交流電動機の速度制御装置の改良に関するも
のである。
のである。
第５図は従来の交流電動機の速度制御装置の構成を示す
制御ブロック図であり、図において、１は速度補償器、
２，３は電流補償器、４，５はそれぞれ第２及び第１の
座標変換器、６はすべ９周波数演算器、７は積分器、８
はコンパレータ回路、９はデッドタイム信号形成回路、
１０はペースアンプ、１１！′ｉトランジスタインバー
タ、１２は電流検出器、１３は負荷の誘導電動機、１４
は速度検出器である。
制御ブロック図であり、図において、１は速度補償器、
２，３は電流補償器、４，５はそれぞれ第２及び第１の
座標変換器、６はすべ９周波数演算器、７は積分器、８
はコンパレータ回路、９はデッドタイム信号形成回路、
１０はペースアンプ、１１！′ｉトランジスタインバー
タ、１２は電流検出器、１３は負荷の誘導電動機、１４
は速度検出器である。
但し、第５図に於て本発明の説明に直接関係しない補償
要素例えば逆起電力補償要素等は省いである。
要素例えば逆起電力補償要素等は省いである。
次に動作について説明する。
ベクトル制御はよく知られているように、電動機に流す
電流を互いに直交する磁束分電流とトルク分電流に分け
て各々独立に制御することにより、高応答制御を達成し
ようとするものであシ、そのために２次磁束に同期して
回転する座標系を考え、２次磁束と並行な軸成分Ｉｄ（
これが磁束分電流）と直交する軸成分ｔｑ（これがトル
ク分電流）を制御対称とする。
電流を互いに直交する磁束分電流とトルク分電流に分け
て各々独立に制御することにより、高応答制御を達成し
ようとするものであシ、そのために２次磁束に同期して
回転する座標系を考え、２次磁束と並行な軸成分Ｉｄ（
これが磁束分電流）と直交する軸成分ｔｑ（これがトル
ク分電流）を制御対称とする。
第５図に於て、速度指令ωｒ と速度検出器１４からの
速度検出信号ωｒの偏差ωｒ＊−ωｒが速度補償器１に
より増巾され、その出力がトルク分電流指令Ｉｑ＊とな
る。一方、電流検出器１２によシ検出された三相交流電
流は座標変換器５により、磁束分電流１ｄとトルク分電
流ｉｑに変換されるから、前記トルク分電流指令１ｑ
とこのトルク分電流１ｑとの偏差が電流補償器２によ
シ増巾されてｑ軸電圧指令Ｖｑ となシ座標変換器４
に入力される。同様にして、負荷電動機の特性に見合っ
て磁束分電流指令ｉｄ＊が設定され、この磁束分電流指
令ｉｄ＊と前記磁束分電流ｉ（１との偏差が電流補償器
３により増巾されてｄ＠電圧指令Ｖｄ となって座標
変換器４に入力される。座標変換器４ではｄＩ１１］電
圧指令Ｖｄ１ｑ軸電圧指令Ｖｑ から三相交流電圧指
令ｖｕ、ｖｖ、ｖｗ に変換され、８のコンパレータ
回路に入力されて三角波信号と比較されてトランジスタ
インバータ１１を構成するトランジスタのオンオフ信号
が作られる。ところが、トランジスタはオン、オフする
のに時間的遅れが生ずるため、トランジスタインバータ
１１にて直流母線間に直列に接続されたトランジスタ対
が同時にオンすることがないように、オンするタイミン
グを一定時間Ｔｄだけ遅らせる。この作用を行うのがデ
ッドタイム信号形成回路９であり、この出力がベース７
７１１０で増巾絶縁されて実際のインバータ用トランジ
スタの駆動信号となる。
速度検出信号ωｒの偏差ωｒ＊−ωｒが速度補償器１に
より増巾され、その出力がトルク分電流指令Ｉｑ＊とな
る。一方、電流検出器１２によシ検出された三相交流電
流は座標変換器５により、磁束分電流１ｄとトルク分電
流ｉｑに変換されるから、前記トルク分電流指令１ｑ
とこのトルク分電流１ｑとの偏差が電流補償器２によ
シ増巾されてｑ軸電圧指令Ｖｑ となシ座標変換器４
に入力される。同様にして、負荷電動機の特性に見合っ
て磁束分電流指令ｉｄ＊が設定され、この磁束分電流指
令ｉｄ＊と前記磁束分電流ｉ（１との偏差が電流補償器
３により増巾されてｄ＠電圧指令Ｖｄ となって座標
変換器４に入力される。座標変換器４ではｄＩ１１］電
圧指令Ｖｄ１ｑ軸電圧指令Ｖｑ から三相交流電圧指
令ｖｕ、ｖｖ、ｖｗ に変換され、８のコンパレータ
回路に入力されて三角波信号と比較されてトランジスタ
インバータ１１を構成するトランジスタのオンオフ信号
が作られる。ところが、トランジスタはオン、オフする
のに時間的遅れが生ずるため、トランジスタインバータ
１１にて直流母線間に直列に接続されたトランジスタ対
が同時にオンすることがないように、オンするタイミン
グを一定時間Ｔｄだけ遅らせる。この作用を行うのがデ
ッドタイム信号形成回路９であり、この出力がベース７
７１１０で増巾絶縁されて実際のインバータ用トランジ
スタの駆動信号となる。
又、２次磁束と同期して制御座標軸を回転させるため、
周知のようにすベシ周波数ωｓＦｉωｓ＝１肚先 とな
るように制御する必要がある（Ｌ２直ｄ ここでＲ２、Ｌ２はそれぞれ２次抵抗、２次インダクタ
ンス）。これを演算するのがすベシ周波数演算器６であ
って、すベシ周波数ωＳと速度検出信号ωｒとの和の出
力を積分器７で積分することにより、２次磁束の位置θ
が得られて座標変換器４．５へ導かれ座標変換が行われ
る。
周知のようにすベシ周波数ωｓＦｉωｓ＝１肚先 とな
るように制御する必要がある（Ｌ２直ｄ ここでＲ２、Ｌ２はそれぞれ２次抵抗、２次インダクタ
ンス）。これを演算するのがすベシ周波数演算器６であ
って、すベシ周波数ωＳと速度検出信号ωｒとの和の出
力を積分器７で積分することにより、２次磁束の位置θ
が得られて座標変換器４．５へ導かれ座標変換が行われ
る。
従来の交流電動機の速度制御装置は以上のように構成さ
れているので、電流が磁束分電流とトルク分電流に変換
され直流量として制御されるので制御が容易であシ、又
マイクロプロセッサーヲ用いたディジタル制御も容易で
あって非常に有用な制御法である。
れているので、電流が磁束分電流とトルク分電流に変換
され直流量として制御されるので制御が容易であシ、又
マイクロプロセッサーヲ用いたディジタル制御も容易で
あって非常に有用な制御法である。
ところが、デッドタイムがあるために定常状態において
もｌ（１／’Ｖｄ’、 Ｉｑ／Ｖｑ＊は線形でなく、第
２図のようにオフセットが生じる。従来、電流補償器２
及び３は比例積分補償（ＰＩ補償）が行われ、上記非線
形特性は比例ゲインを上げることによりその影響を小さ
く制御してきた。しかし、必要以上にゲインを上げるこ
とは制御系の安定性への余裕を小さいものとし、又特に
マイコンを用いたサンプリング制御を行う場合には、他
の制約からゲインの許容上限は下るため、補償が十分さ
れず、とくに電圧振巾が小さい領域では等制約に電流制
御系のループゲインが低下し、電流制御系の応答が下り
、結果的には充分な速度応答が得られないという問題点
があった。
もｌ（１／’Ｖｄ’、 Ｉｑ／Ｖｑ＊は線形でなく、第
２図のようにオフセットが生じる。従来、電流補償器２
及び３は比例積分補償（ＰＩ補償）が行われ、上記非線
形特性は比例ゲインを上げることによりその影響を小さ
く制御してきた。しかし、必要以上にゲインを上げるこ
とは制御系の安定性への余裕を小さいものとし、又特に
マイコンを用いたサンプリング制御を行う場合には、他
の制約からゲインの許容上限は下るため、補償が十分さ
れず、とくに電圧振巾が小さい領域では等制約に電流制
御系のループゲインが低下し、電流制御系の応答が下り
、結果的には充分な速度応答が得られないという問題点
があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、電流制御系の応答を高め、速度応答を改善で
きる速度制御装置１ｆｆｉｋ得ることを目的とする。
たもので、電流制御系の応答を高め、速度応答を改善で
きる速度制御装置１ｆｆｉｋ得ることを目的とする。
この発明に係る交流電動機の速度制御装置は、インパー
クのデッドタイムに帰因する電流制御系における非線形
特性を補償するため、電流制御系に非線形ゲイン補償要
素を付加したものである。
クのデッドタイムに帰因する電流制御系における非線形
特性を補償するため、電流制御系に非線形ゲイン補償要
素を付加したものである。
この発明におけるゲイン補償要素は、トランジスタのデ
ッドタイムによって生ずる非線形特性を相殺するように
働くので電流制御系が線形化され入力振巾によらず一律
に高い電流応答中が実現できる。
ッドタイムによって生ずる非線形特性を相殺するように
働くので電流制御系が線形化され入力振巾によらず一律
に高い電流応答中が実現できる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第５
図と同一部分は同一符号を示す第１図において１５．１
６がこの発明により新しく追加されたゲイン補償要素で
ある。図のようにＸ Ｉ ｑ点に対する１ｑ及びＸｌｄ
点に対するｉ（Ｈの入出力特性はいずれも第２図に示す
ように となる。ここでＡは負荷の誘導電動機１３の１次巻線抵
抗に依存する量であり、旦は上下短絡防止時間Ｔｄに依
存する量である。
図と同一部分は同一符号を示す第１図において１５．１
６がこの発明により新しく追加されたゲイン補償要素で
ある。図のようにＸ Ｉ ｑ点に対する１ｑ及びＸｌｄ
点に対するｉ（Ｈの入出力特性はいずれも第２図に示す
ように となる。ここでＡは負荷の誘導電動機１３の１次巻線抵
抗に依存する量であり、旦は上下短絡防止時間Ｔｄに依
存する量である。
従って、ゲイン補償要素１５．１６に、第３図に示す下
記 のような補償特性をもたせることによう、Ｘ２９点に対
するトルク分電流ｉ、ｘ２（１点に対する磁束分電流ｉ
（１の特性はいずれも １−Ａｘ２ となって、イン
バータのデッドタイムＴｄに依存するオフセット特性が
解消され、その結果運転領域全範囲にわたって、安定し
た高応答性能を得ることができる。
記 のような補償特性をもたせることによう、Ｘ２９点に対
するトルク分電流ｉ、ｘ２（１点に対する磁束分電流ｉ
（１の特性はいずれも １−Ａｘ２ となって、イン
バータのデッドタイムＴｄに依存するオフセット特性が
解消され、その結果運転領域全範囲にわたって、安定し
た高応答性能を得ることができる。
とくに、電流制御をマイコンにより ｓ／ｗ処理する場
合には、伺らＨ／Ｗの追加を行うことなく、制御性能を
大きく向上させることができる。
合には、伺らＨ／Ｗの追加を行うことなく、制御性能を
大きく向上させることができる。
又、上記実施例では、誘導電動機を負荷とする場合につ
き、説明したが、同期電動機を負荷とする第４図のシス
テムでも全く同様の効果がある。
き、説明したが、同期電動機を負荷とする第４図のシス
テムでも全く同様の効果がある。
以上のようにこの発明によれば、トランジス、夕のプツ
トタイムによって生ずる制御オフセラトラ補償するゲイ
ン補償要素を、電流制御系に設けたので、装置のコスト
ヲ上げることなく安定度、信頼性、制御性能が向上した
交流電動機の速度制御装置を得ることができるという効
果力；ある。
トタイムによって生ずる制御オフセラトラ補償するゲイ
ン補償要素を、電流制御系に設けたので、装置のコスト
ヲ上げることなく安定度、信頼性、制御性能が向上した
交流電動機の速度制御装置を得ることができるという効
果力；ある。
第１図はこの発明の一実施例による交流電動機の速度制
御装置のベクトル制御ブロック図、第２図は第１図にお
ける電流／を正特性図、第３図は第１図で用いたゲイン
補償要素の特性図、第４図はこの発明の他の実施例によ
る交流電動機の速度制御装置のベクトル制御ブロック図
、第５図は従来の交流電動機の速度制御装置のベクトル
制御ブロック図である。 １１１″ｉトランジスタインバータ、１２は電流検ｔｈ
ｓ、１３ｆｉ交流電動機、１５．１６はゲイン補償要素
である。 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 特許出願人 三菱電機株式会社 代理人 弁理士 １）澤 博 昭 （外２名） 第 ２ ｍ す 第３図
御装置のベクトル制御ブロック図、第２図は第１図にお
ける電流／を正特性図、第３図は第１図で用いたゲイン
補償要素の特性図、第４図はこの発明の他の実施例によ
る交流電動機の速度制御装置のベクトル制御ブロック図
、第５図は従来の交流電動機の速度制御装置のベクトル
制御ブロック図である。 １１１″ｉトランジスタインバータ、１２は電流検ｔｈ
ｓ、１３ｆｉ交流電動機、１５．１６はゲイン補償要素
である。 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 特許出願人 三菱電機株式会社 代理人 弁理士 １）澤 博 昭 （外２名） 第 ２ ｍ す 第３図
Claims (3)
- （１）電流制御ループ内に設けた電流制御形のトランジ
スタインバータを使用してベクトル制御を行う交流電動
機の速度制御装置において、上記トランジスタインバー
タに用いたトランジスタの点弧遅れによるデツドタイム
によつて生ずる非線形特性を補償する制御要素を、上記
電流制御ループ内に設けたことを特徴とする交流電動機
の速度制御装置。 - （２）上記電流制御ループは、上記交流電動機の電流を
検出する電流検出器と、上記電流検出器により検出され
た交流電流を磁束分電流、トルク分電流に変換する第１
の座標変換器と、上記磁束分電流、トルク分電流と磁束
分電流指令、トルク分電流指令とのそれぞれの偏差を入
力する第２の座標変換器と、上記トランジスタインバー
タのトランジスタに点弧遅れを生じさせるデツドタイム
信号形成回路とから形成されることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の交流電動機の速度制御装置。 - （３）上記非線形特性を補償する制御要素は、上記第２
の座標変換器の入力側で且つ上記それぞれの偏差を入力
する位置に設けられたことを特徴とする特許請求の範囲
第２項記載の交流電動機の速度制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60244614A JPS62107691A (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 交流電動機の速度制御装置 |
| US06/924,877 US4751447A (en) | 1985-10-31 | 1986-10-30 | AC motor speed control apparatus |
| DE19863637144 DE3637144A1 (de) | 1985-10-31 | 1986-10-31 | Geschwindigkeits-regelvorrichtung fuer wechselstrommotor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60244614A JPS62107691A (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 交流電動機の速度制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62107691A true JPS62107691A (ja) | 1987-05-19 |
Family
ID=17121354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60244614A Pending JPS62107691A (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 交流電動機の速度制御装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4751447A (ja) |
| JP (1) | JPS62107691A (ja) |
| DE (1) | DE3637144A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006320122A (ja) * | 2005-05-13 | 2006-11-24 | Nissan Motor Co Ltd | 電動機の制御装置 |
Families Citing this family (16)
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| DE3844847C2 (de) * | 1987-06-12 | 1995-08-31 | Hitachi Ltd | Einrichtung und Verfahren zur Totzeitkompensation für einen Drehstrommotor mit Pulswechselrichter |
| JPH0746917B2 (ja) * | 1987-07-28 | 1995-05-17 | 三菱電機株式会社 | ３相変換器の制御装置 |
| JP2780263B2 (ja) * | 1988-02-23 | 1998-07-30 | 株式会社明電舎 | 誘導電動機のベクトル制御方法と装置 |
| KR940004959B1 (ko) * | 1991-08-17 | 1994-06-07 | 삼성전자 주식회사 | 유도전동기의 슬립각속도 연산방법 |
| KR950010191B1 (ko) * | 1991-09-18 | 1995-09-11 | 삼성전자주식회사 | 유도전동기의 회전자저항 추정장치 |
| FI93061C (fi) * | 1992-12-16 | 1995-02-10 | Kone Oy | Menetelmä ja laitteisto epätahtikoneen jättämän kompensoimiseksi |
| EP0608571B1 (en) * | 1993-01-11 | 1998-03-25 | Kabushiki Kaisha Meidensha | Vector control system for induction motor |
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| US6362593B1 (en) | 2001-01-05 | 2002-03-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for compensating dead time of motor |
| JP4581574B2 (ja) * | 2004-09-08 | 2010-11-17 | 株式会社ジェイテクト | モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置 |
| DE102005048330A1 (de) * | 2005-10-08 | 2007-04-19 | Daimlerchrysler Ag | Ansteuersystem für eine elektrische Maschine |
| CN101366166B (zh) * | 2006-02-08 | 2010-12-08 | 三菱电机株式会社 | 电动机控制装置和电动机控制方法 |
| WO2011148852A1 (ja) * | 2010-05-26 | 2011-12-01 | 三菱電機株式会社 | モータ制御装置 |
| CN115085624B (zh) * | 2022-06-28 | 2023-09-26 | 重庆智能机器人研究院 | 一种交流伺服系统电流环自整定方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS598152A (ja) * | 1982-07-05 | 1984-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気記録再生装置 |
| JPS60118083A (ja) * | 1983-11-28 | 1985-06-25 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2106789C3 (de) * | 1971-02-12 | 1978-03-02 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Einrichtung zur Steuerung oder Regelung des Ständerstromvektors einer Asynchronmaschine |
| JPS59169369A (ja) * | 1983-03-16 | 1984-09-25 | Toshiba Corp | 交流電流制御装置 |
| DE3411572C2 (de) * | 1984-03-29 | 1986-12-04 | Joetten, Robert, Prof.Dr.-Ing., 6100 Darmstadt | Verfahren zur Regelung einer durch einen stromeinprägenden Zwischenkreisumrichter gespeisten Asynchronmaschine |
-
1985
- 1985-10-31 JP JP60244614A patent/JPS62107691A/ja active Pending
-
1986
- 1986-10-30 US US06/924,877 patent/US4751447A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-10-31 DE DE19863637144 patent/DE3637144A1/de not_active Ceased
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS598152A (ja) * | 1982-07-05 | 1984-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気記録再生装置 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4751447A (en) | 1988-06-14 |
| DE3637144A1 (de) | 1987-05-07 |
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