JPS6348182A

JPS6348182A - 誘導電動機の運転制御装置

Info

Publication number: JPS6348182A
Application number: JP61189120A
Authority: JP
Inventors: Sumikazu Shiyamoto; 純和社本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1986-08-11
Filing date: 1986-08-11
Publication date: 1988-02-29

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、例えば電気自動車に使用される誘導電動機の
駆動方式にかかるものであり、特にベクトル制御による
運転制御方式に関するものである。

［従来の技術］誘導電動機の運転制御方式としては、ベクトル制御が広
く用いられている。

この制御方法は、誘導電動機の一次電流を、磁束を作る
磁化電流と、磁束と直交してトルクを発生するトルク電
流とに分解し、これらの磁化電流とトルク電流とを各々
独白に制御することにより直流機並みの応答性で運転で
きるようにしたものである。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、以上のような方式では応答が遅く、直流
機と同等の制御性能が得られるものの効率的には必ずし
も満足すべきものではない。

また、高効率運転制御方式としては、電動機定数を用い
たトルク計算式から高効率動作点を計算して制御を行う
方法や、あらかじめ効率マツプを作成しておき、これに
よって制御を行う方法などがある。

しかし、いずれの方法も、運転時の温度上昇により電動
機の特性が変化するので、結果的には高効率運転制御か
必ずしも行われない。従って、温度補償制御を行う必要
が生ずる。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、誘導電
動機の高効率運転を行うことができる運転制御装置を提
供することをその目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］本発明は、ベタ１ヘル制御の諸量を決定Ｊる指令値のう
ちの磁束指令値を、電動機の人出力の比に基づいて決定
するようにしたものである。

１作用］本発明によれば、磁束指令値は、電動機の人出力の比、
寸なわち効率が最大になるように逐次設定制御される。

トルク電流等は、以上のようにして設定された磁束指令
値に基づ°いて演算される。

［実施例］以下、添附図面を参照しながら、本発明の実施例につい
て説明する。

第１図には、本発明にかかる運転制御装置の一実施例が
示されている。この図においで、制御対象である誘導電
動機１０には、回転周波数＼Ｎｒを検出する回転数セン
サ−１２と、電動トルク下。を検出する１へルクセンサ
１４とが各々設けられている。これらの回転＠センサ１
２及びトルクセンザ１４は、いずれも検知出力側が乗算
器１Ｇに各々接続されており、この乗算器１６によって
電動機出力Ｐ。が計算されるようになっている。

次に、上述した誘導電動機１０の人力ミノ′ＪＰｉｎは
、電力測定回路１Ｂで測定されるようになっており、こ
の電力測定回路１８の出力側と、前）ｄｉシた乗算器１
６の出力側は、各々割算器２０に接続され、割算器２０
に人力電力Ｐｉｎと電動機出力Ｐｏとが各々入力されて
いる。７割算器２０では入力されたデータに基づ゛てい
電動は効率ηが演算されるようになっている。

次に、上述した割算器２０の出力側は、効率比較回路２
２に接続されている。この効率比較回路２２では、割算
器２０１−算定された電動機効率ηと最大効率ηｍａｘ
とが比較されるようになっている。

次に、効率比較回路２２の出力側は、磁束指令回路２／
′１に接続されでいる。この磁束指令回路２４では、効
率比較回路２２の比較結果に基づいて磁束指令φ。　が
決定され、出力されるようになっている。

次に、磁束指令回路２４の出力側は、割算器２６．２８
及び定数乗算器３０に各ノＺ接続されている。これらの
うち、割算器２６には、磁束指令φ　４の他に１ヘルク
指令丁。　が外部から人力されている。また、割算器２
８には、該割算器２Ｇの出力と、磁束指令φ。　とが各
々人力されている。更に、定数乗算器３０は、人力され
る磁束指令φ０＊に対し、相互インダクタンス定数Ｍの
逆数の乗算を行うものである。

上）ホした割算器２６の出力側は、定数乗算器３２に接
続され−Ｃいる。この定数乗算器３２では、二次インダ
クタンス定数−３相互インダクタンス定数Ｍに対（）、
す／Ｍの定数の乗算が人力に対して行われるようになっ
ている。

上述した割算器２Ｂの出力側は、定数乗算器３４に接続
されてあり、この定数乗算器３４の出力側は、加算器３
６に接続されている。定数乗算器３４にあける乗算定数
は二次抵抗定数Ｒ２でおり、この定数乗算器３４の出力
は、ｔＪ１算器３６において回転数センサ１２から出力
されている回転周波数と加算されるようになっている。

また、上述しノた定数乗算器３０の出力側は、定数乗算
器３Ｂに接続されており、この定数乗算器３Ｂは微分器
４０に接続されている１、この微分器４０の出力側は、
定数乗算器３０とともに加算器４２に接続されでいる。

これらのうち、定数乗算器３８は、二次インダクタンス
定数１−２、ニー次１氏抗定＠Ｒ２に対し、す／Ｒ２の
定数乗算を人力に対（）で行うもので゛ある。また、微
分器４０による人力に対する微分値は、加算器４２によ
って定数乗算器３０の出力とｈＤ算されるようになって
いる。

次に、定数乗算器３２の出力であるトルク電流Ｔ１ａ　
、加算器３６の出力である角周波数指令値Ｗ　２、及び
加算器４２の出力でおる磁化電流１１ｄゝは、いずれも
二相と三相の変換装置４４に各々入力されており、これ
らのデータに基づいて誘導電動機１０の運転制御が行わ
れるようになっている。

次に、上記実施例の全体的動作について第２図のフロー
チャートを参照しながら説明する。

まず、誘導電動機１０の入力電力Ｐｉｏ、電動機出力Ｐ
。の演算が行われる（第２図ステップＳＡ。

ＳＢ、ＳＣ参照〉。

詳述すると、誘導電動［１０の入力三相交流の線間電圧
をｖｖｗ”ｕｗとし、−次電流をＩｕ。

丁、とすると、入力電力Ｐｉｎは、・Ｖｖｗｄｔ・・・（１）で計算される。ここでＴは三相交流の周期で市る。

この入力電力Ｐｉｏの計算は、電力測定回路１８によっ
て行われる。

他方、電動機出力Ｐ。は、回転数センサー２によって検
出された回転周波数Ｗ、と、トルクセンサー４によって
検出された電動機トルク下　とに基づいて、乗算器１６
により求められる。

Ｐｏ＝ｗ、・Ｔｑ　　　　　　　・・・・・・（２〉次
に、以上のようにして算出された入力電力Ｐｉｏと、電
動機出力Ｐ。とに基づいて、（３）式に従って電動機効
率ηが計算される（第２図ステップＳＤ参照）。

この計算は、割算器２０によって行われる。

次に、効率比較回路２２によって、（３）式で求めた効
率ηと、最大効率η□、Ｘとの比較が行われ（同図ステ
ップＳＥ参照）、その差Δηが（４）式によって求めら
れる。

Δη＝η−刀ｍａｘ　　　　　　　　　・・・・・・（
４〉ここでηｍａｘは、例えば予め求めておいて効率比
較回路２２に記憶される。

かかる比較の結果、△η〉Ｏであるときには、ηｍａｘ
−ηとする（同図ステップＳＧ、ＳＨ参照）。

次に、今回行った磁束指令φ。ｏ＊、前回行った磁束指
令φ。ｎ−１＊に対し、（５）式による磁束差Δφ。が
磁束指令回路２４で計算される（同図ステップＳＦ参照
）。

次に、以上のようにして計算された効率差Δη、磁束差
Δφ。の大小関係により、次回に指令すべき磁束指令値
φ。″が求められる。

まず、Δη〉ＯでΔφ　〉Ｏであるときは、φｏ＊＝φ
。、”＋にΔφ。　　・・・・・・（６）としてφ。　
を決定する（同図ステップＳＧ、ＳＨ，Ｓ１．ＳＪ参照
）。

次に、Δη〉ＯでΔφ　くＯであるときは、φ０＝φ。

。−ｋ・Δφ。　・・・・・・（７〉としてφ。　を決
定する（同図ステップＳＧ、ＳＨ，ＳＩ参照）。

次に、Δη〈ＯでΔφ　〉０であるときは、φ　ゝ＝φ
　′−にΔφ　　　・・・・・・（８）ＯＯｎとしてφ。′を決定する（同図ステラ１３６，３１，８次に、ΔηくＯで△φ　くｏであるときは、φ。′＝φ
ｏ，＊十に△φ　　　　・・・・・・（９）としてφ。

＊を決定する（同図ステップＳＧ．ＳＬ，ＳＭ，ＳＪ参
照）。

また、△η＝Ｏであるときは、何ら磁束指令φＯ＊の変
更を要しないので、φ　９−φ。。′とＯして前回の値がそのまま使用される（同図ステップＳＮ
参照）。

次に、以上のようにして決定された磁束指令φ　ゝとト
ルク指令Ｔｑ′″とに基づいて所定のベクトル演算が行
われ（同図ステップＳＯ参照）、トルク電流■　　、磁
化電流１１ｄ”及びすべり周＊ｑ波数Ｗ、＊が各々決定され、誘導電動機１０の高効率運
転が行われる。

詳述すると、トルク電流■１（１は、割算器２６、定数
乗算器３２による（１０）式の演算によって求められる
。

・・・・・・（１０）次に、すべり周波数Ｗ、　は、割算器２６゜２８及び定
数乗算器３４による（１１）式の演算によって求められ
る。

−ゴ１− Ｗ、”＝［（Ｔｑ＊÷φ。ゝ）÷φ。＊］ＸＲ２・・・
・・・（１１）そして、角周波数指令値Ｗ。＊は、（１１〉式によって
求めたすべり周波数ｗ、＊に、加算器３６により回転周
波数Ｗ、を加えることによって得られる。

次に、磁化電流１１ｄ＊は、定数乗算器３ｏ、３８、微
分器４０及び加算器４２による（１２）式の演算によっ
て求められる。

以上のように本実施例によれば、誘導電動機１０をベク
トル副部するに際し、電動機の入出力を各々検出し、そ
の比、すなわち効率が最大となるように磁束指令を逐次
変化させてベクトル制御の諸量を決定することとしてい
る。

なお、本発明は何ら上記実施例に限定されるものではな
く、例えば各演算要素を］ンピュータやシーケンサ等を
用いてソフトウェア的に実施してもよい。

［発明の効果］以上説明したように本発明による誘導電動機の運転制御
装置によれば、誘導電動機の入力電力と出力を検出し、
その比が最大となるように磁束指令を決定することとし
たので、温度上昇による電動機定数の変化に対しても良
好な高効率の運転制御を行うことができるという効果が
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構成図、第２図は第１
図の実施例における制御動作を示すフローチャートでお
る。１０　・・・　誘導電動機１２　・・・　回転数センサ１４　・・・　トルクセンサ１６　・・・　乗算器１８　・・・　電力測定回路２０　・・・　割算器２２　・・・　効率比較回路２４　・・・　磁束指令回路。

Claims

【特許請求の範囲】電動機のベクトル制御量を、トルク指令値と磁束指令値
とに基づいて決定する誘導電動機の運転制御装置におい
て、該誘導電動機の入力を検出する入力検出手段と、該誘導
電動機の出力を検出する出力検出手段と、これらの検出
された入力及び出力の比が最大となるように前記磁束指
令値を決定する磁束指令手段とを具備したことを特徴と
する誘導電動機の運転制御装置。