KR100347990B1 - 교류전동기의가변속제어장치 - Google Patents

교류전동기의가변속제어장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100347990B1
KR100347990B1 KR1019960018672A KR19960018672A KR100347990B1 KR 100347990 B1 KR100347990 B1 KR 100347990B1 KR 1019960018672 A KR1019960018672 A KR 1019960018672A KR 19960018672 A KR19960018672 A KR 19960018672A KR 100347990 B1 KR100347990 B1 KR 100347990B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
value
current
voltage
axis
primary resistance
Prior art date
Application number
KR1019960018672A
Other languages
English (en)
Other versions
KR970004278A (ko
Inventor
히로카즈 다지마
히데토시 우미다
히로시 데츠타니
Original Assignee
후지 덴키 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 후지 덴키 가부시끼가이샤 filed Critical 후지 덴키 가부시끼가이샤
Publication of KR970004278A publication Critical patent/KR970004278A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100347990B1 publication Critical patent/KR100347990B1/ko

Links

Classifications

    • 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
    • H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
    • 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
    • H02P21/0003—Control strategies in general, e.g. linear type, e.g. P, PI, PID, using robust control
    • 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
    • H02P2207/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
    • H02P2207/01—Asynchronous machines

Abstract

본 발명은 교류 전동기를 가변속 제어할 때의 1차 저항의 값 또는 운전시의 유기 전압을 정확히 연산하며 또는 운전시에 전류 조절기의 1차 저항에 의한 전압 강하분을 적절히 보상하는 것을 목적으로 한다.
전동기의 운전전에 M축 유기 전압 연산치(EM)를 1차 저항 연산 회로(30)에 입력하고, 적분 연산이나 비례 적분 연산에 의해 1차 저항 연산치(R1 #)를 구하여 이것을 메모리 회로(31)에 기억시키며, 운전중에는 전환 스위치(41)를 전환하여 메모리 회로(31)에 기억시킨 데이타를 사용한다. 또 이 1차 저항 연산치(R1 #)를 유기 전압 연산 회로(22)로 유도하는 것으로, 정확한 유기 전압을 연산한다.

Description

교류 전동기의 가변속 제어 장치
본 발명은 교류 전동기를 가변속 구동하는 교류 전동기의 가변속 제어장치에 관한 것이다.
교류 전동기로서 예컨대 유도 전동기의 자속이나 토오크의 연산 및 그 제어를 적절히 행하기 위해서는 유기 전압을 정확히 연산할 수 있는 것이 필요하다. 유기 전압은 해당 유도 전동기의 단자 전압으로부터 1차 저항에 의한 전압 강하분을 감산하면 얻을 수 있기 때문에, 전동기의 1차 저항의 값이 정확하지 않으면 올바른 유기 전압은 수득할 수 없다. 또한, 전류 조절기를 구비하여 유도전동기를 제어하는 경우는 전압 지령치를 연산할 때에 1차 저항에 의한 전압 강하분을 피트 포워드로 보상할 때도 전동기의 1차 저항이 올바른 값인 것이 필요하다.
전동기의 1차 저항치를 사용하여 해당 유도 전동기를 제어하는 방법에서는 예컨대 「일본국 특허 공개 공보 소화 64-8896호」 , 「일본국 특허 공개 공보 평성 1-198292호」 에 기재된 바와 같이 전동기의 단자 전압 검출치로부터 1차 저항에 의한 전압 강하분을 빼는 것으로 유기 전압을 구하고, 이 유기 전압으로부터 일차각 주파수를 연산하는 소위 속도 센서리스(sensor-less) 벡터 제어가 제안되어 있다.
제9도는 유도 전동기를 가변속 제어하는 제1 종래예를 도시한 제어 블록 회로도이다. 제9도의 제1 종래예의 회로에 있어서, 교류 전동기로서의 유도 전동기(2)의 단자에 접속한 전압 검출 회로(20)에서 검출하는 일차 전압 실제값(V1)을 3상/2상 변환기(21)와 전압 벡터 회전기(24)에서 서로 직교하는 M축 전압 검출치(VM)와 T축 전압 검출치(VT)로 분해하여 검출한다. 한편, 전류 검출기(45)가 검출하는 일차 전류 실제값(i1)도, 3상/2상 변환기(12)와 전류 벡터 회전기(11)에서 서로 직교하는 M축 전류 검출치(IM)와 T축 전류 검출치(IT)로 분해하여 검출한다.
제10도는 제9도의 제1 종래예의 회로에 도시하고 있는 유기 전압 연산 회로의 구성을 도시한 블록 회로도로서, 이 유기 전압 연산 회로(22)는 가산기(51, 52) 및 승산기(53, 54)로 구성하고 있다. 숭산기(53)는 미리 설정되어 있는 1차 저항 설정치(R1F)와 상기의 M축 전류 검출치(IM)와의 곱인 M축 전류에 의한 전압 강하분을 연산하며, 가산기(51)는 M축 전압 검출치(VM)에서 이 전압 강하분을 감산하여 M축 유기 전압 연산치(EM)를 연산하지만, 승산기(54)도 동일하게 1차 저항 설정치(R1F)와 T축 전류 검출치(IT)와의 곱인 전압 강하분을 연산하여, 가산기(52)가 T축 전압 검출치(VT)에서 이 전압 강하분을 감산하는 것으로 T축 유기 전압연산치(ET)를 연산하는 이들 유기 전압은 하기의 수식 1, 수식 2로 표시된다.
수식 1
수식 2
제9도의 제1 종래예의 회로에 있어서, 지령치 발생 회로(3)는 상술한 유기전압 연산 회로(22)로부터의 M축 유기 전압 연산치(EM)와 T축 유기 전압 연산치(ET), 전류 벡터 회전기(11)로부터의 M축 전류 검출치(IM)와 T축 전류 검출치(IT) 및 미리 설정된 1차 저항 설정치(R1F)를 입력하고, 제어 연산에 의해 M축 전압 지령치(VM*)와 T축 전압 지령치(VT*)를 좌표 변환 회로(8)에 출력한다. 좌표 변환 회로(8)는 이들 입력 신호로부터 일차 전압 지령치의 α축 성분(VA*)파 B 축 성분(VB*)을 출력한다. 2상/3상 변환기(10)는 이들을 3상의 일차 전압 지령치(V1*)로 변환하여 전력 변환 회로(1)에 보내고, 유도 전동기(2)는 해당 전력 변환 회로(1)에 의해 가변속 구동된다.
제11도는 유도 전동기를 가변속 제어하는 제2 종래예를 도시한 제어 블록 회로도이다. 이 제2 종래예의 회로에서는 유기 전압 연산 회로(22)로는 3상/2상 변환기(21)가 변환하는 일차 전압 검출치의 α축 성분(VA)과 B축 성분(VB), 3상/2상 변환기(12)가 변환하는 일차 전류 검출치의 α축 성분(iA)과 B축 성분(iB) 및 미리 설정된 1차 저항 설정치(R1F)를 입력하며, 유기 전압 검출치의 α 축 성분(eA)과 B축 성분(eB)을 연산하고, 전압 벡터 회전기(24)는 이 연산 결과를 입력하여 유기 전압 연산치(EM, ET)를 지령치 발생 회로(3)로 출력한 것이 상술한 제9도의 제1종래예와 다르지만, 이 이외에는 전부 동일하다.
제12도는 제11도의 제2 종래예의 회로에 도시하고 있는 유기 전압 연산 회로의 구성을 도시한 블록 회로도이다. 여기서 승산기(53)는 1차 저항 설정치(R1F)와 일차 전류 검출치의 α 축 성분(iA)을 입력하여 그 전압 강하분을 연산하고, 가산기(51)는 일차 전압 검출치의 α 축 성분(VA)에서 이 전압 강하분을 감산하여 유기 전압 검출치의 α 축 성분(eA)을 연산한다. 동일하게 승산기(54)는 R1F와 iB를 입력하여 그 전압 강하분을 연산하며, 가산기(52)는VB에서 이 전압 강하분을 강산하여eB를 연산한다. 전압 벡터 회전기(24)는 이들 eA, eB를 입력하여, 유도 전동기(2)의 위상각 지령치(θ*)에 의한 좌표 변환을 하여 유기 전압 연산치(EM, ET)를 연산한다. 이 때의 유기 전압은 하기의 수식 3 내지 수식 5로 표시된다.
수식 3
수식 4
수식 5
상 변환기(12)와 전류 벡터 회전기(11)를 통해 전류 검출치(IM, IT)를 얻는 것은 상술한 제1 종래예의 회로나 제2 종래예의 회로의 경우와 동일하다. 가산기(4)는 이 M축 전류 검출치(IM)와 지령치 발생 회로(3)가 출력하는 M축 전류 지령치(IM*)와의 편차를 연산하여 전류 조절기(6)에 보낸다. 전류 조절기(6)는 이 입력편차를 0으로 하도록 EM* 인 신호를 출력한다. 한편, 승산기(16)는 지령치 발생 회로(3)가 출력하는 M축 전류 지령치(IM*)와 별도로 설정되는 1차 저항 설정치(R1F)와의 곱인 전압 강하분을 연산하며, 가산기(14)는 이 전압 강하분과 전류 조절기(6)가 출력하는 상기의 신호(EM*)를 가산하여 M축 전압 지령치(VM*)를 출력한다. 동일하게 가산기(5)도 T축 전류 검출치(IT)와 지령치 발생 회로(3)로부터 출력하는 T축 전류 지령치(IT*)와의 편차를 연산하여 전류 조절기(7)에 보냄으로써, 전류 조절기(7)는 신호(ET*)를 출력한다. 승산기(17)는 T축 전류 지령치(IT*)와 1차저항 설정치(R1F)와의 곱으로부터 전압 강하분을 연산하므로, 가산기(15)는 이 전압 강하분과 전류 조절기(7)의 출력 신호(ET*)를 가산하여 T축 전압 지령치(VT*)를 출력한다. 이들 M축 전압 지령치(VM*)와 T축 전압 지령치(VT*)는 하기의 수식 6과 수식 7로 표시된다.
수식 6
수식 7
상술한 각 종래예의 회로에서는 1차 저항에 의한 전압 강하분을 연산하는데 있어서, 미리 정한 1차 저항 설정치(R1F)를 사용하고 있지만, 이 1차 저항 설정치(R1F)가 유도 전동기(2)의 실제의 1차 저항치와는 다른 상태로 있고, 유기 전압의 연산이나, 전류 조절기(6, 7)의 피드 포워드 보상 등 전동기의 제어 연산을 할때에 오차를 발생시키는 부적합함이 있다.
그래서 본 발명의 목적은 교류 전동기를 가변속 제어할 때의 1차 저항의 값 또는 운전시의 유기 전압을 정확히 연산하며 또는 운전시에 전류 조절기의 1차 저항에 의한 전압 강하분을 적절히 보상하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 교류 전동기의 가변속 제어 장치는 교류 전동기의 인가 전압을 검출하는 전압 검출 회로와, 이 교류 전동기에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출 회로와, 이 검출 전압을 임의의 M축 성분과 이것에 직교하는 T축 성분으로 분해하여 출력하는 전압 벡터 회전기와, 상기의 검출 전류를 임의의 M축 성분과 이것에 직교하는 T축 성분으로 분해하여 출력하는 전류 벡터 회전기를 구비하고, 이들 각축 전압 검출치와 각축 전류 검출치에 대해서 소정의 제어 연산을 행하며, 그 연산 결과에 기초하여 전력 변환 장치를 통해 상기 교류 전동기를 구동하는 가변속 제어장치에 있어서, 상기 M축 전류 검출치를 소정의 M축 전류 지령치에 일치시키는 전류 조절기와, 상기 M축 전압 검출치로 부터 1차 저항 연산치와 상기 M축 전류 검출치와의 곱을 빼서 M축 유기 전압을 연산하는 제1 유기 전압 연산 회로와, 상기 M축 유기 전압 연산치를 입력하여 적분 연산 또는 비례 적분 연산에 의해 상기의 1차 저항 연산치를 출력하는 1차 저항 연산 회로와, 이 1차 저항 연산 회로의 출력치를 기억하는 메모리 회로를 구비하는 것으로 한다.
또는 교류 전동기의 인가 전압을 검출하는 전압 검출 회로와, 이 교류 전동기에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출 회로와, 이 검출 전압을 고정자 좌표계의 α 축 성분과 이것에 직교하는 B 축 성분으로 분해하는 3상/2상 전압 변환 회로와, 상기 검축 전류를 고정자 좌표계의 α 축 성분과 이것에 직교하는 β 축 성분으로 분해하는 3상/2상 전류 변환 회로와, 상기 검출 전압의 α 축 성분과 β 축 성분을 임의의 M축 성분과 이것에 직교하는 T축 성분으로 분해하여 출력하는 전압 벡터 회전기와, 상기 검축 전류의 α 축 성분과 β 축 성분을 임의의 M축 성분과 이것에 직교하는 T축 성분으로 분해하여 출력하는 전류 벡터 회전기를 구비하고, 이들 각축 전압 검출치와 각축 전류 검출치에 대해서 소정의 제어 연산을 행하며, 그 연산결과에 기초하여 전력 변환 장치를 통해 상기 교류 전동기를 구동하는 가변속 제어 장치에 있어서, 상기 M축 전류 검출치를 소정의 M축 전류 지령치에 일치시키는 전류 조절기와, 상기 전압 검출치의 α 축 성분으로부터 1차 저항 연산치와 상기 전류 검출치의 α 축 성분과의 곱을 빼서 유기 전압의 α 축 성분을 연산하며, 또한 상기 전압 검출치의 β 축 성분으로부터 1차 저항 연산치와 상기 전류 검출치의 β 축 성분과의 곱을 빼서 유기 전압의 β 축 성분을 연산하는 제2 유기 전압 연산 회로와, 이들 유기 전압 α 축 성분과 β 축 성분을 임의의 M축 성분과 이것에 직교하는 T축 성분으로 분해하여 출력하는 유기 전압 벡터 회전기와, 상기 M축 유기 전압 연산치를 입력하여 적분 연산 또는 비례 적분 연산에 의해 상기의 1차 저항 연산치를 출력하는 1차 저항 연산 회로와, 이 1차 저항 연산 회로의 출력치를 기억하는 메모리 회로를 구비하는 것으로 한다.
또는 교류 전동기의 1차 저항의 값을 연산하는 1차 저항 연산 회로와, 이 1차 저항 연산치를 기억하는 메모리 회로를 구비한 교류 전동기의 가변속 제어 장치에 있어서, 상기 교류 전동기의 운전 개시 이전에 그 1차 저항치를 상기 1차 저항 연산 회로에서 연산하고, 그 연산 결과를 상기 메모리 회로에 기억시키며, 상기 교류 전동기의 운전시에 이 기억시킨 1차 저항 연산치와 전류 검출치를 승산하여, 상기 교류 전동기의 단자 전압으로부터 이 승산 결과를 감산하는 유기 전압 연산을 행하는 것으로 한다.
또는 교류 전동기의 1차 저항의 값을 연산하는 1차 저항 연산 회로와, 이 1차 저항 연산치를 기억하는 메모리 회로를 구비한 교류 전동기의 가변속 제어 장치에 있어서, 상기 교류 전동기의 운전 개시 이전에 그 1차 저항치를 상기 1차 저항 연산 회로에서 연산하고, 그 연산 결과를 상기 메모리 회로에 기억시키며, 상기 교류 전동기의 운전시에 이 기억한 1차 저항 연산치와 전류 지령치와의 승산 또는 기억한 1차 저항 연산치와 전류 검출치와의 승산을 하고, 이들 승산 결과중의 어느 하나에 전압 지령치를 가산하여 1차 저항에 의한 전압 강하를 보상하는 것으로 한다.
본 발명의 청구범위 제1항과 제2항에서는 유기 전압의 M축 성분은 하기의 수식 8과 수식 9로 표시된다. 여기서 EM #은 교류 전동기의 유기 전압 실제값의 M축 성분, EM은 유기 전압 연산 회로(청구범위 제1 항의 경우) 또는 전압 벡터 회전기(청구범위 제2 항의 경우)가 연산하는 유기 전압 연산치의 M축 성분이다. 단지 VM은 M축 전압 검출치, IM은 M축 전류 검출치, R1은 1차 저항 실제값, R1 #은 1차 저항 연산치이다.
수식 8
수식 9
여기서 유기 전압 실제값 벡터 E#은 하기의 수식 10으로 표시된다.
수식 10
이 유기 전압 실제값 벡터 E#은 M축으로 평행한 전동기의 자속 벡터와 직교하기 때문에, EM#=0 이 된다. 따라서 상기의 수식 8, 수식 9로부터 하기의 수식 11을 얻을 수 있다.
수식 11
여기서 IM>0 이다. 따라서 수식 11로부터, EM과 R1#, R1과의 사이에는 하기의 관계가 성립한다. 즉,
① R1 #>R1일 때는 EM<0
② R1 #>R1일 때는 EM<0
이들 ①, ②의 관계로부터, M축 유기 전압 연산치(EM)를 적분한 값 또는 비례 적분한 값을 1차 저항 연산치(R1#)라고 하면, 1차 저항 연산치(R1#)는 1차 저항 실제값(R1)으로 수렴하게 된다. 이 때의 1차 저항 연산치(R1#)의 연산식은 하기의 수식 12또는 수식 13으로 표시된다. 단지 K1는 적분 이득, Kp는 비례 이득이다.
수식 12
수식 13
본 발명의 청구범위 제3항에서는 예컨대 상술한 청구범위 제1항 또는 제2항에 기재한 연산에 의해 얻어진 1차 저항 연산치(R1#)를 사용하며, 하기의 수식 (14), (15)에 의해 유기 전압의 연산을 행한다. 이 때 1차 저항 연산치(R1#)는 참값으로 수렴하고 있기 때문에 정확한 유기 전압을 연산할 수 있다. 단지 VM은 M축 전압 검출치, ET는 T축 유기 전압 연산치, VT는 T축 전압 검출치, IT는 T축 전류 검출치이다.
수식 14
수식 15
본 발명의 청구범위 제4항에서는 예컨대 상술한 청구범위 제1항 또는 제2항에 기재한 연산에 의해 얻어진 1차 저항 연산치(R1#)를 사용하며, 하기의 수식 16, 수식 17에 의해 유기 전압의 연산을 행한다. 이 때 1차 저항 연산치(R1#)는 참값으로 수렴하고 있기 때문에 1차 저항에 의한 전압 강하분을 정확히 보상할 수 있다. 단지, VM*은 M축 전압 지령치, IM*는 M축 전류 지령치, VT*는 T축 전압 지령치, IT*는 T축 전류 지령치이다.
수식 16
수식 17
제1도는 본 발명의 제1 실시예를 나타낸 블록 회로도로서 청구범위 제1항에 대응하지만, 이 제1 실시예 회로에 도시한 전력 변환 회로(1), 교류 전동기로서의 유도 전동기(2), 지령치 발생 회로(3), 좌표 변환 회로(8), 2상/3상 변환기(10), 전류 벡터 회전기(11), 3상/2상 변환기(12), 전압 검출 회로(20), 3상/2상 변환기(21), 유기 전압 연산 회로(22) 및 전압 벡터 회전기(24)의 명칭.용도.기능은 제9도에서 이미 기술한 제1 종래예 회로의 경우와 동일하므로, 이들의 설명은 생략한다.
제1도의 제1 실시예 회로에서는 M축 전류 검출치(IM)와 M축 전류 지령치(IM*)와의 편차를 연산하는 가산기(4), 이 편차를 입력하는 전류 조절기(6), 전류 조절기(6)의 출력 신호를 전환하는 전환 스위치(42), M축 유기 전압 연산치(EM)를 입력하여 1차 저항 연산치(R1 #)를 출력하는 1차 저항 연산 회로(30),이 연산 결과를 기억하는 메모리 회로(31) 및 1차 저항 연산 회로(30)의 출력과 메모리 회로(31)의 출력을 전환하는 전환 스위치(41)가 부가되어 있는 것이 상술한 제9도의 제1종래예 회로와는 다르다.
제2도는 제1도의 제1 실시예 회로에서의 전류와 전압의 상관 관계를 나타낸 벡터도이다. 이 벡터도에 있어서, α 축과 β 축은 고정자 좌표계이며, M축은 α 축에 대하여 θ* 인 위상각을 갖는 임의의 축이고, T축은 이 M축에 직교하는 좌표축이다. 일차 전류 실제값(i1)은 α 축상의 전류 성분(iA)과 β 축상의 전류 성분(iB)으로 분해할 수 있지만, 다시 α -β 축으로부터 위상각 θ* 만 회전한 M축 상의 전류 성분(IM)과 T 축상의 전류 성분(IT)으로 분해하여 검출할 수 있다. 일차 전압 실제값(V1)은 유기 전압(e)에 1차 저항 실제값(R1)의 전압 강하분 (즉 1차 저항 실제값(R1)과 일차 전류 실제값(i1)과의 곱)을 가산한 것으로 얻을 수 있다.
제3도는 제1도의 제1실시예 회로에서의 유기 전압(EM, ET) 및 1차 저항 연산치(R1 #)를 연산하는 회로의 구성을 나타낸 블록 회로도이다. 이 제3도에 있어서, 유기 전압 연산 회로(22)는 M축 전압 검출치(VM)로부터 전압 강하분(즉 1차 저항 연산치(R1#)와 M축 전류 검출치(IM)와의 곱)을 감산하는 것으로 M축 유기 전압 연산치(EM)를 구하는 연산을 가산기(51)와 승산기(53)에 의해 행하며, T축 전압 검출치(VT)로부터 전압 강하분(즉 1차 저항 연산치(R1 #)와 T축 전류 검출치(IT)와의 곱)을 감산하는 것으로 T축 유기 전압 연산치(ET)를 얻는 연산을 가산기(52)와 승산기(54)로 행하지만, 그 수식은 하기로 표시된다.
수식 18
수식 19
수식 20
수식 21
1차 저항의 연산을 할 때는 제1도에 도시한 전환 스위치(41)를 1차 저항 연산 회로(30)측으로 전환한다. 이 때 지령치 발생 회로(3)는 소정의 M축 전류 지령치(IM *)를 발생하고 있으며, 가산기(4)는 이 IM* 과 M축 전류 검출치(IM)와의 편차를 연산하고, 이 편차를 전류 조절기(6)에 입력하여 M축 전압 지령치(VM *)를 발생시키지만, 전환 스위치(42)를 전류 조절기(6)측에 전환하면, 이 M축 전압 지령치(VM *)에의해, 전류 검출치(IM)가 전류 지령치(IM *)에 일치하도록 제어 연산이 행해진다.
이 상태에서, 1차 저항 연산 회로(30)는 상술한 M축 유기 전압 연산치(EM)을 입력하여 적분 연산 또는 비례 적분 연산을 행하고, 그 연산 결과를 1차 저항 연산치(R1 #)로 함으로써, 해당 1차 저항 연산치(R1 #)를 1차 저항 실제값(R1)으로 수렴시킨다. 이 때 1차 저항 연산 회로(30)가 출력하는 1차 저항 연산치(R1#)를 메모리 회로(31)에 입력하여 기억시킨다. 이 1차 저항 연산치(R1#)의 연산은 하기의 수식 22, 수식 23으로 표시된다.
수식 22
수식 23
통상의 운전시에는 전환 스위치(41)를 메모리 회로(31)측으로 전환하여, 이것에 기억되어 있는 1차 저항 연산치(R1 #)를 유기 전압 연산 회로(22)와 지령치 발생 회로(3)에 보낸다. 이 때 전환 스위치(42)는 지령치 발생 회로(3)측으로 전환하고, 해당 지령치 발생 회로(3)가 출력하는 M축 전압 지령치(VM *)를 좌표 변환회로(8)에 입력시킨다.
유기 전압 연산 회로(22)는 전환 스위치(41)를 통해 얻어진 1차 저항 연산치 (R1 #)를 사용하며, 상술한 제3도의 구성에 따라서 유기 전압 연산치(EM, ET)를 연산한다. 지령치 발생 회로(3)는 이들 R1 #, EM, ET, IM및 IT를 입력하여 전동기의 가변속 구동 연산을 행하고, 그 연산 결과로서 얻어지는 M축 전압 지령치(VM *), T축 전압 지령치(VT *) 및 위상각 지령치(θ*)를 출력하여, 유도 전동기(2)의 가변속 구동을 실현한다.
제4도는 본 발명의 제2 실시예를 도시한 블록 회로도로서 청구범위 제2항에 대응한다. 또한, 제5도는 제4도의 제2실시예 회로에서의 유기 전압(EM, ET) 및 1차 저항 연산치(R1 #)를 연산하는 회로의 구성을 도시한 블록 회로도이다.
제5도에 도시한 유기 전압 연산 회로(22)는 일차 전압 검출치의 α 축 성분(VA)으로부터 전압 강하분(즉 1차 저항 연산치(R1 #)와 일차 전류 검출치의 α 축 성분(iA)과의 곱)을 감산하는 것으로 유기 전압 검출치의 α 축 성분(eA)을 구하는 연산을 가산기(51)와 승산기(53)에 의해 행하고, 일차 전압 검출치의 β 축 성분(VB)으로부터의 전압 강하분(즉 1차 저항 연산치(R1 #)와 일차 전류 검출치의 β축 성분(iB)과의 곱)을 감산하는 것으로 유기 전압 검출치의 β 축 성분(eB)을 얻어지는 연산을 가산기(52)와 승산기(54)로 행하지만, 그 연산은 하기의 수식 24, 25 및 26으로 표시된다.
수식 24
수식 25
수식 26
유기 전압(EM, ET)의 연산 방법이외에 대해서는 제1도에서 이미 기술한 제1 실시예 회로의 경우와 동일하므로, 그 설명은 생략한다.
제6도는 본 발명의 제3 실시예를 나타낸 블록 회로도로서 청구범위 제3항에 대응하지만, 이 제3 실시예 회로에 있어서는 1차 저항 연산 회로(30)가 연산하는 1차 저항 연산치(R1 #)를 메모리 회로(31)가 기억하며, 이 값을 유기 전압 연산 회로(22)로 입력하여 전압 검출치(VM, VT)로부터 유기 전압 연산치(EM, ET)를 연산하지만, 이들 연산 방법은 제1도에서 이미 기술한 제1 실시예 회로의 경우와 동일하므로, 그 설명은 생략한다.
지령치 발생 회로(3)는 이 연산 결과인 R1 #, EM, ET와 전류 벡터 회전기(11)가 출력하는 전류 검출치(IM, IT)를 입력하여 전동기의 가변속 구동 연산을 행하고, 그 연산 결과인 전압 지령치(VM*, VT *)와 위상각 지령치(θ*)를 출력하는 것으로, 유도 전동기(2)의 가변속 구동을 실현한다. 또, 1차 저항 연산치(R1 #)를 출력하는 1차 저항 연산 회로(30)는 예컨대 상술한 제1 실시예 회로나 제2 실시예 회로에서 기술한 연산 방법을 채용하는 것으로 실현이 가능하다.
제7도는 본 발명의 제4 실시예를 도시한 블록 회로도로서, 상기의 제6도와 같이 청구범위 제3항에 대응한다. 이 제4 실시예 회로에서는 유기 전압 연산치(EM, ET)의 연산은 제4도에서 이미 기술한 제2실시예 회로의 경우와 같지만, 그 이외는 상술한 제6도의 제3실시예 회로와 같다.
제8도는 본 발명의 제5 실시예를 도시한 블록 회로도로서, 청구범위 제4항에 대응한다. 이 제5 실시예 회로에 있어서, 전류 조절기(6)는 가산기(4)를 통해 M축 전류 검출치(IM)와 M축 전류 지령치(IM*)와의 편차를 입력하고, 비례 연산이나 비례 적분 연산을 행하여 EM *을 출력한다. 전류 조절기(7)도 동일하게 가산기(5)를 통해 T축 전류 검출치(IT)와 T축 전류 지령치(IT *)와의 편차를 입력하며, 비례 연산이나비례 적분 연산을 행하여 ET *을 출력한다.
1차 저항 연산 회로(30)가 연산한 1차 저항 연산치(R1#)를 메모리 회로(31)가 기억하고, 승산기(16)는 이 R1#과 M축 전류 지령치(IM *)와의 곱인 1차 저항에 의한 전압 강하분 보상 전압을 연산하며, 가산기(14)는 이 연산 결과와 전류 조절기(6)의 출력 신호(EM *)를 가산하는 것으로, 전류 제어의 피드 포워드 보상을 행하여, M축 전압 지령치(VM *)를 얻는다. 한편, 승산기(17)도 상술한 R1 #과 T축 전류 지령치(IT *)와의 곱인 1차 저항에 의한 전압 강하분 보상 전압을 연산하고, 가산기(15)는 이 연산 결과와 전류 조절기(7)의 출력 신호(ET *)를 가산하는 것으로, 전류 제어의 피드 포워드 보상을 행하여, T축 전압 지령치(VT *)를 얻는다. 또, 1차 저항 연산치(R1 #)를 출력하는 1차 저항 연산 회로(30)는 예컨대 상술한 제1 또는 제2실시예 회로에서 기술한 연산 방법의 채용에 의해, 실현이 가능하다.
상술한 연산에 의해 얻어진 전압 지령치(VM *, VT *)는 좌표 변환 회로(8)에 의해 고정자 좌표계의 일차 전압 지령치의 α 축 성분(VA*)과 β 축 성분 (VB*)으로변환되고, 다시 2상/3상 변환기(10)를 거쳐서 3상의 일차 전압 지령치 (V1*)로 변환되며 전력 변환 회로(1)로 부여되어 유도 전동기(2)를 가변속 구동한다.
본 발명의 청구범위 제1항과 청구범위 제2항에 있어서는 교류 전동기의 운전을 개시하기 전에, 적분 연산 또는 비례 적분 연산에 의해 유기 전압이 0 이 되도록 1차 저항의 값을 연산하므로, 1차 저항의 연산이 안정되게, 또한 정확히 행할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 청구범위 제3항에 있어서는 교류 전동기의 운전전에 구한 1차 저항의 연산치를 사용하여 유기 전압의 연산을 행함으로써, 예컨대 해당 전동기를 접속하는 전선의 배선 길이가 변경이 되거나 또는 전동기를 교환하거나 하여 1차 저항의 값이 변동하는 경우라도, 정확한 유기 전압을 연산할 수 있으므로, 토오크나 자속의 연산이나 제어를 적절히 행할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 청구범위 제4항에 있어서는 교류 전동기의 운전 전에 구한 1차 저항의 연산치를 사용하여 전압 지령치를 연산할 때에 1차 저항에 의한 전압 강하분의 연산을 행하므로, 예컨대 해당 전동기를 접속하는 전선의 배선 길이가 변경이 되거나 또는 전동기를 교환하거나 하여 1차 저항의 값이 변동하는 경우라도, 이 1차 저항에 의한 전압 강하분을 보상하여 전압 지령치의 연산을 적절히 행할 수 있다고 하는 효과를 얻을 수 있다.
제1도는 본 발명의 제1실시예를 도시한 블록 회로도.
제2도는 제1도의 제1 실시예 회로에서의 전류와 전압의 상관 관계를 도시한 벡터도.
제3도는 제1도의 제1 실시예 회로에서의 유기 전압(EM, ET) 및 1차 저항 연산치(R1#)를 연산하는 회로의 구성을 도시한 블록 회로도.
제4도는 본 발명의 제2실시예를 도시한 블록 회로도.
제5도는 제4도의 제2 실시예 회로에서의 유기 전압(EM, ET) 및 1차 저항연산치(R1#)를 연산하는 회로의 구성을 도시한 블록 회로도.
제6도는 본 발명의 제3실시예를 도시한 블록 회로도.
제7도는 본 발명의 제4 실시예를 도시한 블록 회로도.
제8도는 본 발명의 제5 실시예를 도시한 블록 회로도.
제9도는 유도 전동기를 가변속 제어하는 제1 종래예를 도시한 제어 블록 회로도.
제10도는 제9도의 제1 종래예 회로에 도시하고 있는 유기 전압 연산 회로의구성을 도시한 블록 회로도.
제11도는 유도 전동기를 가변속 제어하는 제2 종래예를 도시한 제어 블록 회로도.
제12도는 제11도의 제2종래예 회로에 도시하고 있는 유기 전압 연산 회로의 구성을 도시한 블록 회로도.
제13도는 유도 전동기를 가변속 제어하는 제3 종래예를 도시한 제어 블록 회로도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 전력 변환 회로
2 : 유도 전동기
3 : 지령치 발생 회로
4, 5 : 가산기
6, 7 : 전류 조절기
8 : 좌표 변환 회로
10 : 2상/3상 변환기
11 : 전류 벡터 회전기
12, 21 : 3상/2상 변환기
14, 15 : 가산기
16, 17 : 승산기
20 : 전압 검출 회로
22 : 유기 전압 연산 회로
24 : 전압 벡터 회전기
30 : 1차 저항 연산 회로
31 : 메모리 회로
41, 42 : 전환 스위치
45 : 전류 검출기
51, 52 : 가산기
53, 54 : 승산기
EM, ET: 유기 전압 연산치
eA, eB: 유기 전압 검출치
IM, IT: 전류 검출치
IM*, IT*: 전류 지령치
iA, iB: 일차 전류 검출치
R1: 1차 저항 실제값
R1F: 1차 저항 설정치
R1 #: 1차 저항 연산치
VM, VT: 전압 검출치
VM *, VT *: 전압 지령치
VA, VB: 일차 전압 검출치
θ*: 위상각 지령치

Claims (4)

  1. 교류 전동기의 인가 전압을 검출하는 전압 검출 회로와, 상기 교류 전동기에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출 회로와, 상기 검출 전압을 임의의 M축 성분과 이것에 직교하는 T축 성분으로 분해하여 출력하는 전압 벡터 회전기와, 상기 검출 전류를 임의의 M축 성분과 이것에 직교하는 T축 성분으로 분해하여 출력하는 전류 벡터 회전기를 구비하고, 상기 각축 전압 검출치와 각축 전류 검출치에 대해서 소정의 제어 연산을 행하며, 그 연산 결과에 기초하여 전력 변환 장치를 통해 상기 교류 전동기를 구동하는 가변속 제어 장치에 있어서,
    상기 M축 전류 검출치를 소정의 M축 전류 지령치에 일치시키는 전류 조절기와, 상기 M축 전압 검출치로부터 1차 저항 연산치와 상기 M축 전류 검출치와의 곱을 빼서 M축 유기 전압을 연산하는 제1 유기 전압 연산 회로와, 상기 M축 유기 전압 연산치를 입력하여 적분 연산 또는 비례 적분 연산에 의해 상기 1차 저항 연산치를 출력하는 1차 저항 연산 회로와, 상기 1차 저항 연산 회로의 출력치를 기억하는 메모리 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 교류 전동기의 가변속 제어 장치.
  2. 교류 전동기의 인가 전압을 검출하는 전압 검출 회로와, 상기 교류 전동기에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출 회로와, 상기 검출 전압을 고정자 좌표계의 α 축 성분과 이것에 직교하는 β 축 성분으로 분해하는 3상/2상 전압 변환 회로와, 상기 검출 전류를 고정자 좌표계의 α 축 성분과 이것에 직교하는 β 축 성분으로분해하는 3상/2상 전류 변환 회로와, 상기 검출 전압의 α 축 성분과 β 축 성분을 임의의 M축 성분과 이것에 직교하는 T축 성분으로 분해하여 출력하는 전압 벡터 회전기와, 상기 검출 전류의 α 축 성분과 β 축 성분을 임의의 M축 성분과 이것에 직교하는 T축 성분으로 분해하여 출력하는 전류 벡터 회전기를 구비하고, 상기 각축 전압 검출치와 각축 전류 검출치에 관해서 소정의 제어 연산을 행하며, 그 연산 결과에 기초하여 전력 변환 장치를 통해 상기 교류 전동기를 구동하는 가변속 제어 장치에 있어서,
    상기 M축 전류 검출치를 소정의 M축 전류 지령치에 일치시키는 전류 조절기와, 상기 전압 검출치의 α 축 성분으로부터 1차 저항 연산치와 상기 전류 검출치의 α 축 성분과의 곱을 빼서 유기 전압의 α 축 성분을 연산하며, 또한 상기 전압 검출치의 β 축 성분으로부터 1차 저항 연산치와 상기 전류 검출치의 β 축 성분과의 곱을 빼서 유기 전압의 β 축 성분을 연산하는 제2 유기 전압 연산 회로와, 상기 유기 전압 α 축 성분과 β 축 성분을 임의의 M축 성분과 이것에 직교하는 T축 성분으로 분해하여 출력하는 유기 전압 벡터 회전기와, 상기 M축 유기 전압 연산치를 입력하여 적분 연산 또는 비례 적분 연산에 의해 상기 1차 저항 연산치를 출력하는 1차 저항 연산 회로와, 상기 1차 저항 연산 회로의 출력치를 기억하는 메모리 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 교류 전동기의 가변속 제어 장치.
  3. 교류 전동기의 1차 저항의 값을 연산하는 1차 저항 연산 회로와, 상기 1차 저항 연산치를 기억하는 메모리 회로를 구비한 교류 전동기의 가변속 제어 장치에있어서,
    상기 교류 전동기의 운전 개시 이전에 상기 1차 저항치를 상기 1차 저항 연산 회로에서 연산하고, 상기 연산 결과를 상기 메모리 회로에 기억하며,
    상기 교류 전동기의 운전시에 상기 기억한 1차 저항 연산치와 전류 검출치를 승산하여, 상기 교류 전동기의 단자 전압으로부터 상기 승산 결과를 감산하고, 상기 감산 결과 유기 전압이 유도되는 유기 전압 연산을 행하는 것을 특징으로 하는 교류 전동기의 가변속 제어 장치.
  4. 교류 전동기의 1차 저항의 값을 연산하는 1차 저항 연산 회로와, 상기 1차 저항 연산치를 기억하는 메모리 회로를 구비한 교류 전동기의 가변속 제어 장치에 있어서,
    상기 교류 전동기의 운전 개시 이전에 상기 1차 저항치를 상기 1차 저항 연산 회로에서 연산하고, 상기 연산 결과를 상기 메모리 회로에 기억하며,
    상기 교류 전동기의 운전시에 상기 기억한 1차 저항 연산치와 전류 지령치와의 승산 또는 기억시킨 1차 저항 연산치와 전류 검출치와의 승산을 하고,
    상기 승산 결과중의 어느 하나에 전압 지령치를 가산하여 1차 저항에 의한 전압 강하를 보상하는 것을 특징으로 하는 교류 전동기의 가변속 제어 장치.
KR1019960018672A 1995-06-02 1996-05-30 교류전동기의가변속제어장치 KR100347990B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP95-135513 1995-06-02
JP07135513A JP3099681B2 (ja) 1995-06-02 1995-06-02 交流電動機の可変速制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR970004278A KR970004278A (ko) 1997-01-29
KR100347990B1 true KR100347990B1 (ko) 2002-11-14

Family

ID=15153526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019960018672A KR100347990B1 (ko) 1995-06-02 1996-05-30 교류전동기의가변속제어장치

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP3099681B2 (ko)
KR (1) KR100347990B1 (ko)
TW (1) TW306095B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104734593A (zh) * 2013-12-23 2015-06-24 广东美的制冷设备有限公司 永磁同步电机的控制系统及定子电阻辨识方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10229687A (ja) * 1997-02-14 1998-08-25 Fuji Electric Co Ltd 誘導電動機の可変速制御装置
JP5082719B2 (ja) * 2007-09-26 2012-11-28 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
JP5656671B2 (ja) * 2011-01-27 2015-01-21 山洋電気株式会社 モータの状況検査方法及びモータ特性検査装置
DE112012006787T5 (de) 2012-08-09 2015-07-16 Mitsubishi Electric Corporation Steuerungsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104734593A (zh) * 2013-12-23 2015-06-24 广东美的制冷设备有限公司 永磁同步电机的控制系统及定子电阻辨识方法
CN104734593B (zh) * 2013-12-23 2017-10-13 广东美的制冷设备有限公司 永磁同步电机的控制系统及定子电阻辨识方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR970004278A (ko) 1997-01-29
TW306095B (ko) 1997-05-21
JPH08331899A (ja) 1996-12-13
JP3099681B2 (ja) 2000-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6657413B2 (en) Driving equipment for synchronous motors
KR100329247B1 (ko) 유도전동기의가변속도제어장치
US7187155B2 (en) Leakage inductance saturation compensation for a slip control technique of a motor drive
US4453116A (en) Scalar decoupled control for an induction machine using current control
KR100371370B1 (ko) 벡터 제어장치
KR100347990B1 (ko) 교류전동기의가변속제어장치
KR860001242B1 (ko) 전력변화장치의 전류제어 방법
US5880572A (en) Variable-speed control method and apparatus for AC motor
JP3054521B2 (ja) 誘導電動機制御装置
JPH07170799A (ja) 交流電動機の制御方法と装置および電動機電流の補正方法
JP3129173B2 (ja) 交流電動機の制御装置
JPH07107783A (ja) 交流電動機の可変速駆動装置
Dabbeti et al. Sensorless speed control of an induction motor drive using predictive current and torque controllers
KR0148832B1 (ko) 유도 전동기의 벡터 제어 장치
JP3736551B2 (ja) 誘導電動機の速度制御方法
KR100301004B1 (ko) 디지털 전류 피드포워드 제어 시스템
JPS58133167A (ja) ２つの電気的交流量の共通周波数を求めるための装置
KR20040032739A (ko) 교류전동기의 제어장치
JP3067681B2 (ja) 交流電動機の可変速制御装置
JPH0687674B2 (ja) 誘導電動機の速度・磁束制御装置
JP3283729B2 (ja) 誘導電動機の制御装置
KR100438978B1 (ko) 인버터전류제어장치
SU877765A1 (ru) Устройство дл управлени асинхронизированной синхронной машиной
El Haissouf et al. Processor in the Loop Experimentation of an Integral Backstepping Control Strategy Based Torque Observer for Induction Motor Drive
SU1767690A1 (ru) Асинхронный электропривод

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee