JPS62272890A - 電動機のベクトル制御演算装置 - Google Patents
電動機のベクトル制御演算装置Info
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- JPS62272890A JPS62272890A JP61114063A JP11406386A JPS62272890A JP S62272890 A JPS62272890 A JP S62272890A JP 61114063 A JP61114063 A JP 61114063A JP 11406386 A JP11406386 A JP 11406386A JP S62272890 A JPS62272890 A JP S62272890A
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- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 abstract description 2
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 5
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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〕。
この発明は、誘導電動機を可変速制御するインバータ装
置に用いられるベクトル制御演算装置に関するものであ
る。
置に用いられるベクトル制御演算装置に関するものであ
る。
工作機主軸用などの駆動用に用いられる誘導電ａ機では
、基底遠吠以下の回転数領域でハ、トルクを一定とする
定出力特性、基底回転数以上の回転数領域では、回転数
に比例してトルクを低減させ、出力を一定とする定出力
特性が一般に採用されている。
、基底遠吠以下の回転数領域でハ、トルクを一定とする
定出力特性、基底回転数以上の回転数領域では、回転数
に比例してトルクを低減させ、出力を一定とする定出力
特性が一般に採用されている。
第５図は、このような誘導電動機の出力特性を示す図で
、基底回転数ＮＢ以下では、トルク一定であるから出力
は定格出力Ｐ工まで比例的に増加し、基底回転数も、以
上では出カ一定となる。
、基底回転数ＮＢ以下では、トルク一定であるから出力
は定格出力Ｐ工まで比例的に増加し、基底回転数も、以
上では出カ一定となる。
しかして、このような制御を行うベクトル制御演算回路
ではトルクは、トルク分電流１，８と２次磁束φ２に比
例する友め、トルク分電流指令１°４．の飽和値は第６
図に示すように、回転数Ｎに対して一定の値１° に
制限されている。まｆｃ２次磁束ｓ１ φ２は第７図に示すように基底回転数ＮＢ工以下では一
定の値、基底回転数ＮＢ１以上では回転数に反比例して
減少するパターンとして第５図のような出力特性を得て
いる。
ではトルクは、トルク分電流１，８と２次磁束φ２に比
例する友め、トルク分電流指令１°４．の飽和値は第６
図に示すように、回転数Ｎに対して一定の値１° に
制限されている。まｆｃ２次磁束ｓ１ φ２は第７図に示すように基底回転数ＮＢ工以下では一
定の値、基底回転数ＮＢ１以上では回転数に反比例して
減少するパターンとして第５図のような出力特性を得て
いる。
従来のベクトル制御演算装置は、以上のように構成され
ているので、工作機主軸などに使用される場合、主軸を
電動機の基底回転数以下で回転させて重切削をしようと
すると、ギヤやベルトなどの変速機構により、電動機の
回転数を基底速度以上の定出力領域で回転させる必要が
あつ九。
ているので、工作機主軸などに使用される場合、主軸を
電動機の基底回転数以下で回転させて重切削をしようと
すると、ギヤやベルトなどの変速機構により、電動機の
回転数を基底速度以上の定出力領域で回転させる必要が
あつ九。
この発明は上記のような問題点を解消する友めになされ
几もので、定出力領域を基底回転数以下の回転数以下の
回転数まで広げることにより、ギヤやベルトなどの変速
機構を使わず、基底回転数以下の低回転数以下の切削に
おいても定格出力を要求される重切削を可能にする電動
機のベクトル制御演算装置を得ることを目的とする。
几もので、定出力領域を基底回転数以下の回転数以下の
回転数まで広げることにより、ギヤやベルトなどの変速
機構を使わず、基底回転数以下の低回転数以下の切削に
おいても定格出力を要求される重切削を可能にする電動
機のベクトル制御演算装置を得ることを目的とする。
この発明に係るベクトル制御演算装置はトルク分電流指
令の飽和値を基底回転数以下の特定回転数までは一定値
特定回転数から基底回転数までは回転数に反比例して減
少し、基底回転数以上では再び一定となるようなパター
ンを持つようにし次ものである。
令の飽和値を基底回転数以下の特定回転数までは一定値
特定回転数から基底回転数までは回転数に反比例して減
少し、基底回転数以上では再び一定となるようなパター
ンを持つようにし次ものである。
この発明においてはトルク分電流指令の飽和値パターン
により、基底回転数以下の特定回転数を定め、特定回転
数以上の領域において定出力特性を得る。
により、基底回転数以下の特定回転数を定め、特定回転
数以上の領域において定出力特性を得る。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は、ベクトル制御演算装置を持った誘導電動機のイン
バータ駆動装置のブロック図を示している。（１）は三
相交流商用電源、（２）は（１）を整流する几めのダイ
オード等を用い几コンバータ、（８）はコンバータ（２
）により整流され几電圧を平滑する九めの平滑コンデン
サ、（４）は直流電圧を、電動機に与、′、る三相交流
電圧に変換する几めのトランジスタ等から成るインバー
タ回路、（５１１’ｘインバータ出力てより駆動される
電動機、（６）は電動機（５）に取付けられその速度に
見合つ比信号を出力する遠吠検出器、（ア）は電動機（
５）の速度を指令する速度指令回路、（８）は電動機（
５）の速度指令信号ω＠ｒおよび速度検出信号ωｒから
ベクトル制御演算を行い、電動機に与える一次電流の振
幅ＩＩ□１、角速度ω。、位相角Δθを出力するベクト
ル制御演算回路ｓ （９）ｈｌ工、Ｉ、ω。、Δθから
σ相の一次電流指令１°ｕｓ、 Ｖ相の一次電流指令１
° を作る一次電流基準発生回路、αＣｊＩはＳ １・ 、１４ と電動機に流れる一次電流のフィード
ｕｓ ｖｓ バック信号からインバータ回路（４）のトランジスタの
ＯＮ、ＯＦＦを決定する電流制御回路である。
図は、ベクトル制御演算装置を持った誘導電動機のイン
バータ駆動装置のブロック図を示している。（１）は三
相交流商用電源、（２）は（１）を整流する几めのダイ
オード等を用い几コンバータ、（８）はコンバータ（２
）により整流され几電圧を平滑する九めの平滑コンデン
サ、（４）は直流電圧を、電動機に与、′、る三相交流
電圧に変換する几めのトランジスタ等から成るインバー
タ回路、（５１１’ｘインバータ出力てより駆動される
電動機、（６）は電動機（５）に取付けられその速度に
見合つ比信号を出力する遠吠検出器、（ア）は電動機（
５）の速度を指令する速度指令回路、（８）は電動機（
５）の速度指令信号ω＠ｒおよび速度検出信号ωｒから
ベクトル制御演算を行い、電動機に与える一次電流の振
幅ＩＩ□１、角速度ω。、位相角Δθを出力するベクト
ル制御演算回路ｓ （９）ｈｌ工、Ｉ、ω。、Δθから
σ相の一次電流指令１°ｕｓ、 Ｖ相の一次電流指令１
° を作る一次電流基準発生回路、αＣｊＩはＳ １・ 、１４ と電動機に流れる一次電流のフィード
ｕｓ ｖｓ バック信号からインバータ回路（４）のトランジスタの
ＯＮ、ＯＦＦを決定する電流制御回路である。
また、第２図は第１図のベクトル制御演算回路（８）の
内部ブロック図を示している。（２）は速度指令信号ω
ｒ０と速度検出信号ωｒとの差を比例および積分制御演
算するＰＩ制御回路、（１ｚはＰＩ制御回路（１１）の
出力を一定の飽和値１°ｑｓ ｍａｒ で制限するリ
ミッタ回路、αＢ＋Ｈ速度検出信号ωｒから二次磁束φ
２を発生する二次磁束パターン発生回路、（１→は二次
磁束φ２から、二次磁束指令φ０２を出力する一次遅れ
要素、（１５１はφ６２から電動機相互リアクタンスＭ
を発生する相互リアクタンスパターン発生回路、α６）
ハφ２とＭからトルク分電流指令１°ｄｓを出力するト
ルク分電流演算回路、ｑ７）に１°９ｓおよび１゛ｄ８
から一次電流の振幅１工、１を演算する振幅演算回路、
慨は１° および１□８から一次電流の位相角Δθを演
算ｓ する位相角演算回路、α鋳ハ１°９ｓとφ°２からすべ
り角周波数ωＢを演算するすべり角周波数演算回路であ
る。
内部ブロック図を示している。（２）は速度指令信号ω
ｒ０と速度検出信号ωｒとの差を比例および積分制御演
算するＰＩ制御回路、（１ｚはＰＩ制御回路（１１）の
出力を一定の飽和値１°ｑｓ ｍａｒ で制限するリ
ミッタ回路、αＢ＋Ｈ速度検出信号ωｒから二次磁束φ
２を発生する二次磁束パターン発生回路、（１→は二次
磁束φ２から、二次磁束指令φ０２を出力する一次遅れ
要素、（１５１はφ６２から電動機相互リアクタンスＭ
を発生する相互リアクタンスパターン発生回路、α６）
ハφ２とＭからトルク分電流指令１°ｄｓを出力するト
ルク分電流演算回路、ｑ７）に１°９ｓおよび１゛ｄ８
から一次電流の振幅１工、１を演算する振幅演算回路、
慨は１° および１□８から一次電流の位相角Δθを演
算ｓ する位相角演算回路、α鋳ハ１°９ｓとφ°２からすべ
り角周波数ωＢを演算するすべり角周波数演算回路であ
る。
次に動作について説明する。周知のベクトル制御理論に
よれば、電動機の所要発生トルクｋ ＴＭ ｓ極対数ｋ
ｐｍｓ二次抵抗をＲ２、二次リアクタンスをＬ２、トル
ク分電流ｔ−ｑａｖ励磁分電流を。ｄｓ、微分演算子’
２ｓとすれば次の関係式が成り立つ。
よれば、電動機の所要発生トルクｋ ＴＭ ｓ極対数ｋ
ｐｍｓ二次抵抗をＲ２、二次リアクタンスをＬ２、トル
ク分電流ｔ−ｑａｖ励磁分電流を。ｄｓ、微分演算子’
２ｓとすれば次の関係式が成り立つ。
ＴＭ＝Ｐｆｌ、・−・φ２・ ｑ８１１＠・（１）ベク
トル制御では速度指令信号ω１ｒと速度検出信号ωｒと
の誤差′ｔ−Ｐ工制御回路（２）で増幅し、リミッタ回
路（支）で一定の制限をかけて、トルク分電流指令１°
４８とする。ま友、トルク分電流演算回路α６）は式（
２）より二次磁束パターン発生回路ｑＳ）から得られる
速度検出信号ωｒに見合つ之二次磁束φ２Ｖ’Ｃ，”を
定数とし之模擬的な一次進み演算を行い、相互リアクタ
ンスパターン発生回路（ロ）がら得られる相互リアクタ
ンスＭｆ：乗じてトルク分電流指令１＠ｄ８を得る。次
にすべり角周波数ω６は式（８）より、すベシ角周波数
演算回路−からトルク分電流指令１１，８を二次磁束指
令φ１２で除してと・Ｍなる係数をかけることによって
得られる。
トル制御では速度指令信号ω１ｒと速度検出信号ωｒと
の誤差′ｔ−Ｐ工制御回路（２）で増幅し、リミッタ回
路（支）で一定の制限をかけて、トルク分電流指令１°
４８とする。ま友、トルク分電流演算回路α６）は式（
２）より二次磁束パターン発生回路ｑＳ）から得られる
速度検出信号ωｒに見合つ之二次磁束φ２Ｖ’Ｃ，”を
定数とし之模擬的な一次進み演算を行い、相互リアクタ
ンスパターン発生回路（ロ）がら得られる相互リアクタ
ンスＭｆ：乗じてトルク分電流指令１＠ｄ８を得る。次
にすべり角周波数ω６は式（８）より、すベシ角周波数
演算回路−からトルク分電流指令１１，８を二次磁束指
令φ１２で除してと・Ｍなる係数をかけることによって
得られる。
一次電流指令の振幅ＩＩ□１、角周波数ω。、位相角Δ
θは次の式で求められる。
θは次の式で求められる。
ＩＩ工＋＝ｖ／７−７耳面Ｊ ・・・（４）ω０ ＝
ωｒ＋ωａ ・・・（６）Δθ ＝
ｊａｎ−１（１−７４”ｄ、 ） ｅ ＊ ｅ
（６）従って、振幅演算回路（ロ）では（４）式の演算
を、位相角演算回路眞では式（６）の演算を行っている
。
ωｒ＋ωａ ・・・（６）Δθ ＝
ｊａｎ−１（１−７４”ｄ、 ） ｅ ＊ ｅ
（６）従って、振幅演算回路（ロ）では（４）式の演算
を、位相角演算回路眞では式（６）の演算を行っている
。
第４図は、リミッタ回路（２）のパターンを示す図であ
る。従来方式はリミッタ値１＠、ｓｗａｘ は点線で示
すように回転数Ｎに対して一定であつ九。本発明では実
線で示すように基底回転数以下の特定の回転数”Ｂ２ま
では一定値％ ＮＢ２から基底回転Ｎ までは回転数Ｎ
に反比例して減少し、ＮＢ２からは従来方式と同じ値で
一定とする。
る。従来方式はリミッタ値１＠、ｓｗａｘ は点線で示
すように回転数Ｎに対して一定であつ九。本発明では実
線で示すように基底回転数以下の特定の回転数”Ｂ２ま
では一定値％ ＮＢ２から基底回転Ｎ までは回転数Ｎ
に反比例して減少し、ＮＢ２からは従来方式と同じ値で
一定とする。
第３図は、電動機の出方特性を示す図である。
二次磁束パターン発生回路３１１の出力は第７図のよう
であるので、従来方式のように１° ｍ１ＬＸ を−
ｓ 定とすると、式（１）からトルクＴＭはトルク分電流指
令１ 自、、と二次磁束φ２に比例するｔめ、二次磁束
φ２が一定値である基底回転数ＮＢ□までは一定値とな
り定トルク特性となる。ま九基底回転数ＮＢ、を越える
と、二次磁束φ２は回転数Ｎに反比例して減少するので
トルクＴＭも減少し、出方が一定となる定出力特性とな
る。従って点線で示すように基底速度ＮＢ□から定出力
特性となる。本発明ではトルク分電流の飽和値が回転数
ＮＢ２からＮＢｌまで減少しているので、二次磁束φ２
が一定であってもトルクＴ、Ｉｄ回転数に反比例して減
少し、出方特性は、実線で示すよ５に、回転数ＮＢ□か
ら定出力特性となる。
であるので、従来方式のように１° ｍ１ＬＸ を−
ｓ 定とすると、式（１）からトルクＴＭはトルク分電流指
令１ 自、、と二次磁束φ２に比例するｔめ、二次磁束
φ２が一定値である基底回転数ＮＢ□までは一定値とな
り定トルク特性となる。ま九基底回転数ＮＢ、を越える
と、二次磁束φ２は回転数Ｎに反比例して減少するので
トルクＴＭも減少し、出方が一定となる定出力特性とな
る。従って点線で示すように基底速度ＮＢ□から定出力
特性となる。本発明ではトルク分電流の飽和値が回転数
ＮＢ２からＮＢｌまで減少しているので、二次磁束φ２
が一定であってもトルクＴ、Ｉｄ回転数に反比例して減
少し、出方特性は、実線で示すよ５に、回転数ＮＢ□か
ら定出力特性となる。
なお、上記実施例でにトルク分電流指令１６ のｓ
リミッタ回路（至）を回転数Ｎに対する予め計算し次パ
ターンとして求めているが、加減算器、乗算器などの演
算回路でもよ（、上記実施例と同様の効果を奏する。
ターンとして求めているが、加減算器、乗算器などの演
算回路でもよ（、上記実施例と同様の効果を奏する。
以上のようにこの発明によれば、電動機の巻線仕様等を
変えることなく、基底回転数を任意の回転数まで下げて
、定出力領域を広げることができるので、工作機等にお
いては低回転数まで重切削できる機械がギヤやベルトな
どの変速機構が不要となるため安価にできかつ信頼性の
高いものが得られる。
変えることなく、基底回転数を任意の回転数まで下げて
、定出力領域を広げることができるので、工作機等にお
いては低回転数まで重切削できる機械がギヤやベルトな
どの変速機構が不要となるため安価にできかつ信頼性の
高いものが得られる。
第１図は、この発明に適用されるインバータ、駆動装置
のブロック図、第２図は第１図の実施例に用いられるベ
クトル制御演算装置のブロック図、第３図は第１図のイ
ンバータ出方特性を示すグラフ、第４図は第２図のリミ
ッタ回路（２）の特性を示すグラフ、第５図は従来のイ
ンバータ装置の出力特性のグラフ、第６図は従来のトル
ク分電流指令のＩＪ ミッタ回路の特性を示すグラフ、
第７図は二次磁束φ２の特性を示すグラフである。 図において、（５）は誘導電′ｌｔＪ機、（６）は速度
検出器、（γ）は速度指令回路、（８）はベクトル制御
演算回路、（至）ＨＩＪミッタ回路、α６）ハトルク分
電流演算回路である。
のブロック図、第２図は第１図の実施例に用いられるベ
クトル制御演算装置のブロック図、第３図は第１図のイ
ンバータ出方特性を示すグラフ、第４図は第２図のリミ
ッタ回路（２）の特性を示すグラフ、第５図は従来のイ
ンバータ装置の出力特性のグラフ、第６図は従来のトル
ク分電流指令のＩＪ ミッタ回路の特性を示すグラフ、
第７図は二次磁束φ２の特性を示すグラフである。 図において、（５）は誘導電′ｌｔＪ機、（６）は速度
検出器、（γ）は速度指令回路、（８）はベクトル制御
演算回路、（至）ＨＩＪミッタ回路、α６）ハトルク分
電流演算回路である。
Claims (1)
- 電動機に与える一次電流を、トルク分電流と励磁分電流
とに分けて制御するベクトル制御演算装置において電動
機の特性により規定される基底回転数以下の特定の回転
数までは一定で、特定回転数から基底回転数までは減少
し、さらに基底回転数以上では再び一定となるようなト
ルク分電流指令の飽和値パターンとするリミッタ回路を
有することを特徴とする電動機のベクトル制御演算装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61114063A JPS62272890A (ja) | 1986-05-19 | 1986-05-19 | 電動機のベクトル制御演算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61114063A JPS62272890A (ja) | 1986-05-19 | 1986-05-19 | 電動機のベクトル制御演算装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62272890A true JPS62272890A (ja) | 1987-11-27 |
Family
ID=14628101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61114063A Pending JPS62272890A (ja) | 1986-05-19 | 1986-05-19 | 電動機のベクトル制御演算装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62272890A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013031560A1 (ja) * | 2011-09-01 | 2013-03-07 | 株式会社松井製作所 | 駆動制御装置、電気機器及び駆動制御方法 |
| CN111817629A (zh) * | 2020-06-22 | 2020-10-23 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 一种转速调节电路、电机调速系统及其转速调节方法 |
-
1986
- 1986-05-19 JP JP61114063A patent/JPS62272890A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013031560A1 (ja) * | 2011-09-01 | 2013-03-07 | 株式会社松井製作所 | 駆動制御装置、電気機器及び駆動制御方法 |
| JP2013055746A (ja) * | 2011-09-01 | 2013-03-21 | Matsui Mfg Co | 駆動制御装置、電気機器及び駆動制御方法 |
| CN103765759A (zh) * | 2011-09-01 | 2014-04-30 | 株式会社松井制作所 | 驱动控制装置、电气设备以及驱动控制方法 |
| US9337764B2 (en) | 2011-09-01 | 2016-05-10 | Matsui Mfg. Co., Ltd. | Drive control device, electrical apparatus and drive control method |
| CN111817629A (zh) * | 2020-06-22 | 2020-10-23 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 一种转速调节电路、电机调速系统及其转速调节方法 |
| CN111817629B (zh) * | 2020-06-22 | 2022-03-08 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 一种转速调节电路、电机调速系统及其转速调节方法 |
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