JPS6369494A - 電動機の磁束制御方法 - 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〕 この発明は、誘導電動機などをすべり周波数制御または
ベクトル制御する場合に、高精度の制御を行なうべく電
動機の励磁インダクタンスを正しく把握して制御する制
御方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、誘導電動機をすべり周波数制御またはベクトル
制御するとき、電動機の励磁インダクタンスを一定と仮
定して弱め界磁運転を行なうと、実際には電動機の磁気
飽和が無くなるため、制御装置が指令した磁束指令値と
実際の磁束との間に誤差が生じる。その結果、高精度の
トルク制御ができなくなるだけでなく、弱め界磁の比率
を強めて行くと、電動機端子電圧が定格電圧を大きく越
えてしまうと云う不都合が生じる。

この磁束に関する制御誤差の問題は、運転の対象となる
電動機の励磁インダクタンス、つ１り磁化曲線を制御装
置内部に記憶しておき、そのデータをもとにして所望の
磁束が発生するように、常に励磁電流指令値を補正しな
がら運転することにより解決することができる。そこで
、この励磁インダクタンスデータを制御装置内に所有さ
せるために、従来は特別な励磁インダクタンス測定設備
を用いて人の手作業でこれを実測し、アナログ制御装置
に対してはその実測データと同じパターンを発生する関
数発生器をその内部に納めるか、またはディジタル制御
装置に対してはその実測データをメモリに配憶させて運
転する等の方法が採られている。

しかし、か＼る励磁インダクタンスの実測には手間が掛
かるばかりでなく、温式が同じ電動機でおっても、製造
誤差によってその励磁インダクタンス値が個々の電動機
で若干異なるため、正確には運転の対象となる個々の電
動機毎に面倒な実測をしなければならないと云う問題が
ある。

そこで、出願人は正規の運転に入る前に誘導電動機を無
負荷運転しておき、励磁電流を変化させながら、′ｒど
動機端子電圧を検出することによシ、その−２動機の励
磁インダクタンスを実測してこれをメモリに記憶してお
き、実際の運転に入った時にはそのメモリからデータを
参照して励磁電流指金を演算することにより、常に所望
の磁束を保ちながら制御する方法を提案している（特願
昭６１−５９３７７号：提案済み方式という。）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、この提案済み方式は電動機端子電圧なる
検出情報から励磁インダクタンスを求めると云う簡略化
された方法であるため、検出される励磁インダクタンス
に推定誤差が生じると云５問題が残されている。

また、出願人は２次磁束を求めるのに先ず２次誘起電圧
を検出し、これをその時のインバータ周波数で除して求
める改良方式も提案しているが、この方式ではそのだめ
の除算器が心安になると云う問題がある。

したがって、この発明は２次誘起電圧をインバータ周波
数にて除するための除算器を不要にすると＼もに、′電
動機の励磁インダクタンスをより正確に求めることに工
９、安定かつ高精度の磁束制御を可能にすることを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

α動機端子電圧と電動機電流とから２次磁束を求め、こ
の２次磁束から励磁インダクタンスを求める。

〔作用〕

正規の運転に入る前に誘導電動機を無負荷状態で励磁電
流指金を逐次変化させながら運転し、その都度検出され
るα動機端子電圧および電動機電流から２次磁束検出回
路を介して直接２次磁束を求め、さらにそれから七の電
動機の励磁インダクタンスを推定する。

その都度の励磁電流指令と演算結果である励磁インダク
タンスデータとをメモリに格納して磁化曲線を作成して
おき、実際の運転に入った時にはそのメモリからデータ
参照して励磁電流指令を演算することによシ、常に所望
の磁束を保ちながら制御し得るようにする。

〔実施例〕

第１図は、例えばマイクロプロセッサ内蔵の制御装置に
よりｉｎ御される電流形インバータを介して電動機？ベ
クトル制御するシステムを示す概要図であシ、この発明
を実施するに当たって必要な部分を示している。なお、
同図において、１は順変換器ＩＡおよび逆変換器ＩＢか
らなる電流形インバータ（１力変換装置）、２は誘導電
動機の如き電動機、３は変圧器（ＰＴ）、４は変流器（
ＣＴ）、５はトルク電流指令ＩＴ’ｊｆと励磁（磁化）
ＭＬ流指令ｉ♂とから′１に動機１次電流指令ｉ−を演
算するベクトルアナライザ、６は順変換器ＩＡの点弧制
御を行なう点弧角調節器、７は逆変換器ＩＢに点弧パル
スを与えるパルス分配器、８は割算器、９はアナログ／
ディジタル（Ａ／Ｄ　）変換器、１０は２次磁束検出器
である。

こ＼で用いられる２次磁束検出器１０は次式（各定数は
、ベクトル制御用り型等価回路によるものである。） ψ、＝　ｆ　（ＶＭ　−Ｒ１ｉｎ　）　ｄｔ　−Ｌｃｙ
ｊ４　　　”””（１）によシ、電動機端子電圧ＶＭと
電動機電流ｉ、から２′？：に、磁束ψ、を検出する回
路であシ、具体的には第２図の如く積分器１１、係数器
１２ＩＬ、１２ｂおよび加算器１３ｍ　、　１３ｂから
構成される。

以下、動作について説明する。

正規の運転に入る前に、まず電動機を任意の固定速度（
例えば定格速度）で無負荷運転を行ない、ある励磁電流
ｌ♂を出力する。そして、定常状態に落ち着く位の時間
が経過した後、２次磁束検出器１０より出力される２次
磁束Φ、を制御装置内に取９込み、次にその磁束φ、か
ら励磁インダクタンスＬＭを次式の関係から求める。

そして、その時の励磁電流指令１Ｍ＋と励磁インダクタ
ンスＬＭをバッテリーバックアップされたＲＡＭ（ラン
ダムアクセスメモリ）あるいはＥＥＰＲＯＭ　（電気的
に１！遺え可能なリードオンリメモリ）などの不揮発性
メモリに記録する。次いで、励磁電流指令五♂を少し変
化させて上記と同じ手順でその状態の励磁インダクタン
スＬＭを求め、同じく励磁電流指令１−と励磁インダク
タンスをメモリに記録する。この様な処理を逐次、励磁
電流指令ｉ−を変化させながら必要な界磁弱め範囲で行
ない、磁化曲線のデータテーブルを作成する。

このような前準備を行なった後、正規の運転に入ると、
逆に磁束指令φ簀により、この磁化曲線テーブルの励磁
インダクタンスＬＭをテーブル参照しながら、常に所望
の磁束が発生するように、の如き関係式から励磁電流指
令ＩＭ＋を演算し、ｊ１変換器ＩＡに指令する。

この様な手順で制御を行なえげ、指令通夛の磁束が発生
し、正しいトルク制御ができることになるＯ なお、以上では主として誘導電動機の場合について述べ
たが、同期電動機の場合も同様であり、その場合には励
磁電流として界磁電流を用いるようにすればよい。

〔発明の効果〕

この発明によれば、制御装置自体に実際に運転の対象と
なる電動機について、電動機端子電圧と電動機電流から
その励磁インダクタンスを自動計測する機能を持たせる
ようにしたので、励磁インダクタンス測定設備とこれを
用いて励磁インダクタンスを予め実測し、そのデータを
制御装置に所有させるが如き煩雑な手間とを省くことが
できる。

また、同一型式の電動機でも電動機定数が若干具なるこ
とがあるが、そのような場合にも個々の電動機の定数を
正確に把握することができるので、か＼る誤差を回避す
ることができる。

また、励磁インダクタンスを検出するのに電動機電圧の
他に電動機電流という情報量を使用することにより、よ
シ正確に励磁インダクタンスを検出することができ、さ
らに検出回路を介して直接２次磁束を検出するようにし
たので、従来必要とされた除ｎ器が不用となシ、構成を
簡略化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明が実施されるシステムを示すブロック
図、第２図は２次磁束検出器の具体例を示すブロック図
である。 符号説明 １・・・電力変換装置（を流形インバータ）、２・・・
電動機、３・・・変圧器（ＰＴ　）、４・・・変流器（
ＣＴ　）、５・・・ベクトルアナライザ、６・・・点弧
角調節器、７・・・パルス分配器、８・・・割算器、９
・・・〜小麦換器、１０・・・２次磁束検出器、１１・
・・積分器、１２ｍ、１２ｂ・・・係数器、１３ｍ　、
　１３ｂ・・・加算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電力変換装置を介して駆動される電動機を無負荷状態で
   、しかも磁束指令値を逐次変化させながら運転してその
   都度電動機の励磁インダクタンスを求め、該励磁インダ
   クタンスと磁束指令値との関係を逐次追跡して磁化曲線
   を作成し、これを所定のメモリに格納する操作を前もつ
   て行ない、しかる後通常の運転を行なうべく所定の磁束
   指令が与えられたときは、前記メモリに格納されている
   磁化曲線を参照して該磁束指令値に対応する励磁電流値
   を求め、この値にもとづき電動機の磁束を制御する制御
   方法であつて、 前記励磁インダクタンスを電動機端子電圧と電動機電流
   で表わされる２次磁束から求めることを特徴とする電動
   機の磁束制御方法。