JPS63277489A - 誘導電動機のベクトル制御装置 - 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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、誘導電動機のベクトル制御装置に係り、特に
二次時定数設定回路に関する。

Ｂ０発明の概要 本発明は、電動機の二次時定数を使ってすべり角周波数
を求め、これから電源角周波数を決定するベクトル制御
装置において、 電動機の一次電圧、電流の検出値又は指令値を使って二
次時定数を求めることにより、簡単な演算処理による精
度良いベクトル制御ができるようにしたものである。

Ｃ０従来の技術 近年、誘導電動機の連応性を向上する制御方式として、
電動機の一次電流を励磁電流と二次電流とに分けて制御
し、二次磁束と二次電流ベクトルを常に直交させること
で直流機と同等の応答性を得ようとするベクトル制御方
式が提案されている。

このベクトル制御方式においては、電動機の二次時定数
を使ってすべり角周波数を求めるが、二次時定数のうち
の二次抵抗が温度等によって変動する問題がある。そこ
で、従来から、二次抵抗の変化を適応制御の考え方に基
づいて同定する等の方法が提案されている。

Ｄ、発明が解決しようとする問題点 従来方式では二次抵抗の変化を同定するための演算が複
雑になるし、演算時間が長くなる等の問題があった。

Ｅ０問題点を解決するための手段と作用本発明は、上記
問題点に鑑みてなされたもので、誘導電動機の励磁電流
指令値１１．＊とトルク電流指令値１１．＊及び二次抵
抗Ｒ７と二次インダクタンスＬ２の比になる二次時定数
τ、の逆数からすべり角周波数を求めて誘導電動機をベ
クトル制御する装置において、誘導電動機の一次電圧と
電流の検出値又は指令値から励磁電流ｉ１α、トルク電
流１１−２励磁電圧ｅ＋ａ＋トルク電圧ａｌｌを求め、
これら値と電動機の一次抵抗Ｒ１電源角周波数ω０、等
価漏れインダクタンスし、、初期設定二次時定数τ、＊
から次式 ％式％ に従って二次時定数τ、の逆数を求め、ベクトル制御状
態での一次電圧と電流を利用して二次時定数τ、の逆数
を求める。

Ｆ、実施例 第１図は本発明の一実施例を示す装置構成図である。誘
導電動機Ｉはインバータ２によって一次電流が供給され
、その回転速度ω、が速度検出器３によって検出される
。速度検出値ω１は速度設定値ω、＊と比較され、速度
制御増幅器４によるＰＩ演算がなされてトルク電流指令
値ｉ　、、＊が取出される。ベクトル演算部５は、トル
ク電流指令値ｉ　＋ｓ＊と固定の励磁電流指令値ｉ３、
＊から一次電圧ｅｌＪ、８□＊を求め、さらに二次時定
数τ、の逆数とからすべり角周波数ω１を求め、このω
、に速度検出値ω、との加算でインバータ角周波数ω。

を求め、これらからインバータの周波数及び電圧を制御
する。

ここで、二次時定数τ、は二次時定数演算部６によって
インバータ電圧Ｖ、電流■とから求める。

この演算部６による演算を以下に詳細に説明する。

誘導電動機を電源（インバータ２）と同期した座標系で
マトリクス記号で表示すると次式のようになる。

＊ｒ＝　（（Ｒ＋＋Ｌ−Ｐ　）Ｓ＋ω（１［、、Ｊ）ｉ
＋Ｍ ＋　−（Ｐ　Ｉ＋ω。１）λ、　　・・・（１）ｔ ＋（ω。−ωｒ）１）入、　　　　　・・・（２）ω。

：インバータ周波＠　　　Ｌｌニー次インダクタンスＬ
ドニ次インダクタンス ωｒ：回転速度　　　　　　Ｍ　：相互インダクタンス
Ｐ　：微分演算子 ここで、定常状態での電圧、電流、磁束を夫々４！Ｉｎ
＠ｌ＋　χ２として表すと、（１）、（２）式となり、
ベクトル制御状態では から、（４）式は次の（６）式になる。

但し、　τ、二実際の二次時定数 τ、＊：設定した二次時定数 ｋ　：　τ２／τ、＊ １　　　：　　ｉ　＋ｎ／　　１１＃ 上述の（６）式と（３）式から、次の（７）式となる。

ここで、 ｘ＝ｌ　ｅｒａｉ＋ａ　　ｅ＋ａｉ＋ｉ　　　　　　　
”　’　”　（８）Ｙ−ｌ　ａｎａｌ　＋ａ＋ｅ＋ａｌ
１、ｌ　　　　　　　”　’　”　（９）を求めると、
（７）式から次のようになる。

従って、二次時定数τ、の逆数ｌ／τ、は、として求め
ることができる。

以上までのことから、二次時定数演算部６は、電圧ｅ　
＋＃ｌ　ｅ　＋ｊと電流ｔ１ｍ、ｆｌｊとから（８）。

（９）式に従ってＸ、Ｙを求め、これと−次抵抗Ｒ１，
インバータ周波数ω。１等価漏れインダクタンスＬ、及
び初期設定した二次時定数τ、＊と−次電流ｉ。

ｌ　ｆ＋ｌ’＝ｌ　１１ａ’＋　ｉ１β’ｌの関係から
二次時定数τ、の逆数を求め、この値をベクトル演算部
５の演算に供すると共に次回の設定二次時定数τ、＊と
じた演算の繰り返しで設定二次時定数τ、＊を真の二次
時定数τ、に近づける。

ここで、演算部６の演算に使用する電圧Ｃ１，。

ｅ＋、と電流ｉ＋ａ＋ｔ＋、は、第２図に示すようにイ
ンバータ出力電圧Ｖと電流Ｉの各相検出電圧ｅａ。

ｅｂ、ｅｃと電流１ａ＋　　ｌｂ、　　ｌｃから座標変
換器６ｖ。

６、によって三相−二相変換することでも求める。

そして、これら電圧、電流から演算回路６τによって二
次時定数τ、の逆数を求める。これら演算はアナログ演
算又はディジタル演算手段によって実現される。

第３図は本発明の具体的なブロック図を示し、電圧型ベ
クトル制御装置で示す。ベクトル演算部５は電流指令値
１　＋Ｊｉ　　ｉ　Ｉｓ＊に対して非干渉演算回路５．
による互いの電流１１ｍ＋　　ｉｌ４による干渉分を除
く非干渉演算（例えば特開昭５９−１６５９８２号公報
）を行うと共に電圧指令値ｅ　ＨａＬｅ　＋６＊に変換
し、この電圧指令値ｅ　＋ａ＊、　ｅ　＋４＊から座標
変換回路５．によって絶対値と位相角を求め、ＰＷＭ信
号発生回路５３によって各相電圧指令ｅ　ａ＊、　ｅ　
ｂ＊、　ｅ　ｅ＊のＰＷＭ信号を得る。このＰＷＭ信号
発生に、すべり角周波数演算回路５４は二次時定数τ、
＊と電流指令＋　＋ａ＊、　　＋　１．＊からすべり角
周波数ω、を求め、これに速度検出値ω、を加算したイ
ンバータ角周波数ω。から三角関数発生器５、によって
正弦波ｓｉｎω。ｔ１余弦波Ｃｏｓω。ｔを発生させ、
これら信号をＰＷＭ信号発生回路５．が絶対値　ｅ　１
６’　＋　ｅゴ１で振幅調整し、位相角ｊａｎ−’（ｅ
　＋ａ／　ｅ　＋ｊ）で位相調整する。電動機ｌの速度
検出は、エンコーダ３Ａと速度信号変換器３Ｂによって
行われる。

二次時定数演算部６は、インバータ出力電流検出値”＋
ｌｂ＋１゜と三角関数発生器５．の正弦波。

余弦波から３相−２相変換器６１で２相の電流信号から
Ｉ＋ａ、ｌ＋ｊを得、電圧信号ｅ　＋＃＋　ｅ　＋＃は
電圧型ベクトル制御であるため非干渉演算回路５゜の出
力を利用し、これら電流信号と電圧信号から乗算器６１
〜６５と加減算器６ｅ、６ｖに前述（８）。

（９）式の信号Ｘ、Ｙを得、二乗演算器６−．６ｓと加
算器６１ｏから一次電流ζＩの絶対値１ｉ１１”を得、
係数器６　Ｉ＋で一次抵抗Ｒ１Ｒ，を乗算及び係数器６
□で等価漏れインダクタンスし、を乗算と乗算器６．３
でのインバータ角周波数ω。の乗算によって電流１１１
１の係数を求め、これらとＸ。

Ｙ信号から加減算器６１４＋　６Ｉｓと除算器６．＠１
乗算器６１？によって二次時定数τ、の逆数を求める。

なお、電流型ベクトル制御装置では、電流検出に代えて
電流指令値ｊ＋＊＋　　’１１’を使用し、電圧検出値
１ｍｌ　　ｌｂ＋　　ｌｃとから二次時定数τ、の逆数
を求める構成になる。

また、二次時定数演算に使用する一次抵抗Ｒ１は、温度
によって変化するため、高精度制御には該抵抗Ｒ１の変
化を温度検出値と対応づけて補正することができる。

Ｇ０発明の効果 以上のとおり、本発明によれば、誘導電動機の−次電圧
、電流の検出値又は指令値を使って二次時定数を求め、
これによって、ベクトル演算を行うようにしたため、二
次抵抗Ｒｔの変動による精度の低下を補償した制御がで
き、また二次時定数の演算は比較的簡単な演算回路又は
処理装置によって得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す装置構成図、第２図は
第１図における二次時定数演算部６の演算回路図、第３
図は本発明を電圧型ベクトル制御装置に適用した場合の
具体的ブロック図である。 ｌ・・・誘導電動機、２・・・インバータ、５・・・ベ
クトル演算部、６・・・二次時定数演算部、５１・・非
干渉演算回路、５ｔ・・・座標変換回路、５．・・・Ｐ
ＷＭ信号発生回路、５４・・・すべり角周波数演算回路
、５ｓ・・・三角関数発生器、６１・・・３相−２相変
換器。 第１図 賞をｔｌの儀璽旬Ｉυ図 １−−−一誘４電− ２−−一−イノバータ ５−−−−ベクトル演巽部 ６−−−−二吹崎２収１算郁 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 誘導電動機の励磁電流指令値ｉ＿１＿α＊とトルク電流
   指令値ｉ＿１＿β＊及び二次抵抗Ｒ＿２と二次インダク
   タンスＬ＿２の比になる二次時定数τ＿２の逆数からす
   べり角周波数を求めて誘導電動機をベクトル制御する装
   置において、誘導電動機の一次電圧と電流の検出値又は
   指令値から励磁電流ｉ＿１＿α、トルク電流ｉ＿１＿β
   、励磁電圧ｅ＿１＿α、トルク電圧ｅ＿１＿βを求め、
   これら値と電動機の一次抵抗Ｒ＿１、電源角周波数ω＿
   ０、等価漏れインダクタンスＬ＿σ、初期設定二次時定
   数τ＿２＊から次式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 但し、Ｘ＝｜ｅ＿１＿αｉ＿１＿β−ｅ＿１＿β−ｉ＿
   １＿α｜Ｙ＝｜ｅ＿１＿αｉ＿１＿α＋ｅ＿１＿βｉ＿
   １＿β｜｜ｉ＿１｜＾２＝｜ｉ＿１＿α＾２＋ｉ＿１＿
   β＾２｜に従って二次時定数τ＿２の逆数を求めること
   を特徴とする誘導電動機のベクトル制御装置。