KR100513255B1 - Control device for an induction motor - Google Patents

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KR100513255B1
KR100513255B1 KR10-2002-7009280A KR20027009280A KR100513255B1 KR 100513255 B1 KR100513255 B1 KR 100513255B1 KR 20027009280 A KR20027009280 A KR 20027009280A KR 100513255 B1 KR100513255 B1 KR 100513255B1
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation

Abstract

본 발명은 유도 전동기의 발생 토크를 고정밀도로 제어할 수 있는 유도 전동기의 제어 장치에 대한 것으로, 유도 전동기(1)의 회전 속도를 검출하는 회전 속도 검출기(2)와, 유도 전동기(1)의 1차 전류를 검출하는 전류 검출기(3)와, 자속 관측기로부터 얻어진 추정 1차 전류와 전류 검출기(3)로부터 얻어진 1차 전류의 편차를 증폭하는 증폭 수단(6a)과, 회전 속도 검출기(2)로부터 얻어진 회전 속도와 유도 전동기(1)의 1차 전압과 증폭 수단(6a)으로부터 얻어진 편차 신호에 근거하여 유도 전동기의 추정 2차 자속 및 추정 1차 전류를 추정하는 자속 관측기(4a)와, 자속 관측기로부터 얻어진 추정 2차 자속에 근거하여 유도 전동기에 인가하는 전압을 제어하는 제어 수단(5)을 구비하고, 증폭 수단(6a)은 각각 독립된 8요소로 이루어지는 피드백 이득을 바탕으로 1차 전류의 편차를 증폭하며, 특히 저속 시에도 정밀도가 높은 토크 제어가 가능해진다. The present invention relates to a control device of an induction motor capable of controlling the generated torque of the induction motor with high precision. The present invention relates to a rotational speed detector (2) for detecting the rotational speed of the induction motor (1) and one of the induction motor (1). From the current detector 3 for detecting the difference current, the amplifying means 6a for amplifying the deviation between the estimated primary current obtained from the magnetic flux observer and the primary current obtained from the current detector 3, and the rotational speed detector 2 A magnetic flux observer 4a for estimating the estimated secondary magnetic flux and the estimated primary current of the induction motor based on the obtained rotational speed, the primary voltage of the induction motor 1 and the deviation signal obtained from the amplifying means 6a, and the magnetic flux observer Control means (5) for controlling the voltage applied to the induction motor based on the estimated secondary magnetic flux obtained from the amplification means, and the amplifying means (6a) is based on a feedback gain composed of eight independent elements, respectively. Amplitude deviation is amplified, and high torque control is possible, especially at low speeds.

Description

유도 전동기의 제어 장치{CONTROL DEVICE FOR AN INDUCTION MOTOR}CONTROL DEVICE FOR AN INDUCTION MOTOR}

본 발명은 유도 전동기의 발생 토크를 고정밀도로 제어할 수 있는 유도 전동기의 제어 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a control device of an induction motor capable of controlling the generated torque of the induction motor with high accuracy.

종래부터, 유도 전동기를 고성능으로 구동하는 방법으로서, 2차 자속에 동기하여 회전하는 회전 좌표축(d-q축)의 d축 전류 및 q축 전류를 각각 소망의 값으로 제어하는 벡터 제어법이 알려져 있다. 또, 2차 자속을 직접 관측하는 것은 하드웨어의 제약상 불가능한 경우가 많다. 그래서, 유도 전동기의 1차 전류에 근거하여 추정 2차 자속을 연산하는 미끄럼 주파수형 벡터 제어법이 제안되어 있다. Background Art Conventionally, as a method of driving an induction motor with high performance, a vector control method is known in which the d-axis current and the q-axis current of the rotational coordinate axis (d-q axis) rotating in synchronization with the secondary magnetic flux are respectively controlled to desired values. In addition, it is often impossible to directly observe the secondary magnetic flux due to hardware limitations. Therefore, a sliding frequency type vector control method for calculating the estimated secondary magnetic flux based on the primary current of the induction motor has been proposed.

그러나, 이 미끄럼 주파수형 벡터 제어법에서는, 추정 2차 자속의 연산에 2차 저항을 필요로 하므로 발열 등에 기인하여 2차 저항이 변화되면, 제어 성능이 열화해 버린다는 문제점이 있었다. However, this sliding frequency type vector control method requires a secondary resistor for the calculation of the estimated secondary magnetic flux, so that there is a problem that the control performance deteriorates when the secondary resistance changes due to heat generation or the like.

도 12는 미끄럼 주파수형 벡터 제어 방식을 적용한 종래의 유도 전동기의 제어 장치에서의 토크 지령과 토크 오차의 관계를 그래프로 나타낸 도면이다. 도 12에서, 횡축은 토크 지령이며, 종축은 토크 오차(=발생 토크-토크 지령)이다. 도 12 상단의 도면은 회전 속도가 3[rad/s]일 때의 토크 지령과 토크 오차의 관계를 나타내고, 하단의 도면은 회전 속도가 188[rad/s]일 때의 토크 지령과 토크 오차의 관계를 나타내고 있다. 또한, 실선은 유도 전동기의 2차 저항이 1.3배로 변화되었을 때의 특성을 나타내고, 파선은 유도 전동기의 2차 저항이 1/1.3배로 변화되었을 때의 특성을 나타내고 있다. 12 is a graph showing a relationship between a torque command and a torque error in a control apparatus of a conventional induction motor to which a sliding frequency type vector control method is applied. In Fig. 12, the horizontal axis is the torque command, and the vertical axis is the torque error (= generated torque-torque command). 12 shows the relationship between the torque command and torque error when the rotational speed is 3 [rad / s], and the lower figure shows the torque command and torque error when the rotational speed is 188 [rad / s]. The relationship is shown. Moreover, the solid line shows the characteristic when the secondary resistance of an induction motor changes 1.3 times, and the broken line shows the characteristic when the secondary resistance of an induction motor changes 1/1/3 times.

도 12에 도시하는 바와 같이, 미끄럼 주파수형 벡터 제어 방식을 적용한 종래의 유도 전동기의 제어 장치에서는 회전 속도에 의하지 않고 2차 저항값이 변화되면, 토크 오차가 발생한다는 문제점이 있었다. As shown in Fig. 12, in the conventional induction motor control apparatus to which the sliding frequency type vector control method is applied, there is a problem that a torque error occurs when the secondary resistance value changes regardless of the rotational speed.

또한, 유도 전동기의 운전 중에 2차 저항값을 동정하는 방법이 제안되어 있지만, 운전 조건에 따라서는, 2차 저항의 추정값이 발산되는 등 안정성의 면에서 문제가 있었다. Moreover, although the method of identifying the secondary resistance value during the operation of the induction motor has been proposed, there has been a problem in terms of stability such as the estimated value of the secondary resistance is diverged depending on the operating conditions.

이 문제를 해결하기 위해서, 유도 전동기의 1차 전류와 1차 전압과 전동기 정수에 따라서 추정 2차 자속을 연산하는 자속 관측기를 적용한 유도 전동기의 제어 장치가 제안되어 있다. In order to solve this problem, the control apparatus of the induction motor which applied the magnetic flux observer which calculates estimated secondary magnetic flux according to the primary current, primary voltage, and motor constant of an induction motor is proposed.

예컨대, 도 13은 문헌 「유도 전동기의 자속 피드백 제어와 등가인 미끄럼 주파수 제어」(1992년 전기학회 산업응용부문 전국대회 강연 논문집 110(466∼471 페이지))에 나타낸 종래의 유도 전동기의 제어 장치를 나타내는 구성도이다. For example, FIG. 13 shows a control apparatus of a conventional induction motor shown in the document "Slip frequency control equivalent to magnetic flux feedback control of an induction motor" (1992, National Institute of Electrical and Electronics Engineers Conference 110, pages 466-471). It is a block diagram shown.

우선, 이 종래의 유도 전동기의 제어 장치에 의한 제어 원리에 대하여 설명하면, 정지 2축(α-β축) 상에서 구성되는 자속 관측기는 수학식 1, 2에 의해 구성된다. First, the control principle by the control apparatus of the conventional induction motor will be described. The magnetic flux observer formed on the stationary two-axis (α-β axis) is configured by equations (1) and (2).

또, 정방행렬 K1, K2는 자속 관측기의 극을 공역 복소극 또는 중극에 배치하기 위해서 수학식 3, 수학식 4에 의해 결정되고, 회전 속도에 따라 k1, k2, k3 , k4를 결정한다.Also, the square matrices K 1 and K 2 are determined by equations (3) and (4) in order to arrange the poles of the magnetic flux observer in the conjugated complex pole or the middle pole, and k 1 , k 2 , k 3 , k depending on the rotational speed. Determine 4 .

그래서, 수학식 1을 회전 2축(d-q축) 상에, 수학식 2를 고정자 극좌표로 각각 좌표 변환하면, 수학식 5 내지 7로 된다.Therefore, if Equation 1 is coordinate-converted into the stator polar coordinates on the rotation two axis (d-q axis), the equations (5) to (7) are obtained.

즉, 수학식 5 내지 7에 근거하면, α-β축 상의 자속 관측기와 등가인 자속 연산이 d-q축 상에서 가능해진다. That is, based on equations (5) to (7), magnetic flux calculations equivalent to the magnetic flux observer on the α-β axis are possible on the d-q axis.

여기서, 2개의 정방행렬 K1, K2는 정지 2축으로 설계한 것을 적용한다. 즉, 정방행렬 K1, K2를 수학식 3, 수학식 4에 의해 정하고, 회전 속도에 따라 k1, k2, k3, k4를 결정한다. 이 때, K1과 K2 사이에는 수학식 8의 관계가 반드시 성립한다.Here, the two square matrices K 1 and K 2 are designed to have two static axes. That is, square matrices K 1 and K 2 are determined by equations (3) and (4), and k 1 , k 2 , k 3 , and k 4 are determined according to the rotation speed. At this time, the relationship of Equation 8 is necessarily established between K 1 and K 2 .

이와 같이 서로 교환 가능한 행렬 K1, K2의 관계인 것을 가환 법칙이 성립한다고 한다. 또, 수학식 5 내지 7은 수학식 9 내지 13과 같이 고쳐 쓸 수 있다.In this way, it is said that the law of substituting holds for the relationship between the interchangeable matrices K 1 and K 2 . Equations 5 to 7 can be rewritten as in Equations 9 to 13.

따라서, 수학식 9 내지 13에 근거하면, 정지 2축(α-β축) 상에서 구성되는 자속 관측기와 같은 정밀도로 추정 2차 자속의 위상과 진폭을 얻을 수 있다. 따라서, 이 위상에 근거하여, d축 전류 및 q축 전류를 각각 소망의 값으로 제어하면, 2차 저항 변화에 의한 제어 성능의 열화를 억제할 수 있다. Therefore, based on equations (9) to (13), the phase and amplitude of the estimated secondary magnetic flux can be obtained with the same precision as the magnetic flux observer constituted on the stationary biaxial (α-β axis). Therefore, based on this phase, if d-axis current and q-axis current are respectively controlled to a desired value, deterioration of control performance by a secondary resistance change can be suppressed.

다음에, 도 13에 나타낸 종래의 유도 전동기의 제어 장치의 구성에 대하여 설명한다. 이 유도 전동기(1)의 제어 장치는 회전 속도 검출기(2), 전류 검출기(3), 자속 관측기(4), 제어 수단(5), 증폭 수단(6) 및 전류 검출기(3)로부터 얻어진 1차 전류를 추정 2차 자속의 위상 에 근거하여 회전 좌표축(d-q축) 상에 좌표 변환하는 좌표 변환기(7)를 갖는다. 또한, 제어 수단(5)은 전류 제어기(8)와 좌표 변환기(9)와 PWM 인버터(10)를 갖는다.Next, the structure of the control apparatus of the conventional induction motor shown in FIG. 13 is demonstrated. The control device of this induction motor 1 is a primary obtained from the rotational speed detector 2, the current detector 3, the magnetic flux observer 4, the control means 5, the amplification means 6 and the current detector 3. Phase of secondary flux estimated current Has a coordinate converter 7 for coordinate transformation on the rotational coordinate axis dq axis. The control means 5 also has a current controller 8, a coordinate converter 9 and a PWM inverter 10.

증폭 수단(6)은 감산기(11, 12), 이득 연산기(13, 14)를 갖는다. 회전 속도 검출기(2)는 유도 전동기(1)의 회전 속도 ωm을 검출하고, 전류 검출기(3)는 유도 전동기(1)의 1차 전류 ius, ivs를 검출한다.The amplifying means 6 has subtractors 11 and 12 and gain calculators 13 and 14. The rotational speed detector 2 detects the rotational speed ω m of the induction motor 1, and the current detector 3 detects the primary currents i us , i vs of the induction motor 1.

자속 관측기(4)는 유도 전동기(1)에 인가하는 1차 전압 지령, Vds *, Vqs *와, 증폭 수단(6)으로부터 얻어진 편차 신호 z1, z2, z3, z4에 근거하여, 유도 전동기(1)의 추정 2차 자속의 진폭 , 추정 2차 자속의 위상 , 추정 1차 전류의 d축 성분 ids, 추정 1차 전류의 q축 성분 iqs를 추정한다.The magnetic flux observer 4 is based on the primary voltage commands applied to the induction motor 1, V ds * , V qs * and the deviation signals z 1 , z 2 , z 3 , z 4 obtained from the amplifying means 6. The amplitude of the estimated secondary magnetic flux of the induction motor 1 Phase of estimated secondary flux , The d-axis component i ds of the estimated primary current and the q-axis component i qs of the estimated primary current are estimated.

제어 수단(5)은 자속 관측기(4)로부터 얻어진 추정 2차 자속의 위상 에 근거하여 d-q축 상에서 인가된 소망의 전류에 1차 전류가 일치하도록, 유도 전동기(1)에 인가하는 전압을 제어한다. 즉, 전류 제어기(8)는 d-q축 상에서 인가된 소망의 전류(d축 1차 전류 지령 ids *, q축 1차 전류 지령 iqs * )에 d축 1차 전류 ids, q축 1차 전류 iqs가 각각 일치하도록, d-q축 상의 1차 전압 지령 Vds *, Vqs *을 출력하고, 좌표 변환기(9)는 상기 추정 2차 자속의 위상 에 근거하여, 3상 전압 지령 vus *, vvs *, vws *를 연산한다. PWM 인버터(10)는 이 3상 전압 지령 vus *, vvs *, vws *에 근거하여 3상 전압 vus, vvs, vws를 유도 전동기(1)에 인가한다.The control means 5 comprises the phase of the estimated secondary magnetic flux obtained from the magnetic flux observer 4. Based on this, the voltage applied to the induction motor 1 is controlled so that the primary current coincides with the desired current applied on the dq axis. That is, the current controller 8 responds to the desired current applied on the dq axis (d-axis primary current command i ds * , q-axis primary current command i qs * ), d-axis primary current i ds , q-axis primary. The primary voltage commands V ds * and V qs * on the dq axis are output so that the currents i qs coincide with each other, and the coordinate converter 9 phases the estimated secondary magnetic flux. Based on the above, the three-phase voltage commands v us * , v vs * , and v ws * are calculated. The PWM inverter 10 applies the three-phase voltages v us , v vs , v ws to the induction motor 1 based on these three-phase voltage commands v us * , v vs * , v ws * .

증폭 수단(6)은 전류 검출기(3)의 출력을, 좌표 변환기(7)를 거쳐서 d-q축 상의 1차 전류로서 얻고, 자속 관측기(4)로부터 얻어진 d-q축 상의 추정 1차 전류와 상기 d-q축 상의 1차 전류의 편차를 2개의 정방행렬 K1, K2에 근거하여 증폭하고, 편차 신호 z1, z2, z3, z4로서 출력한다.The amplifying means 6 obtains the output of the current detector 3 as the primary current on the dq axis via the coordinate transducer 7 and the estimated primary current on the dq axis obtained from the magnetic flux observer 4 and on the dq axis. The deviation of the primary current is amplified based on two square matrices K 1 , K 2 and output as deviation signals z 1 , z 2 , z 3 , z 4 .

즉, 감산기(11)는 자속 관측기(4)로부터 얻어진 d축 추정 1차 전류 와 좌표 변환기(7)로부터 얻어진 d축 1차 전류 ids와의 편차 -를 연산한다. 감산기(12)는 자속 관측기(4)로부터 얻어진 q축 추정 1차 전류 와 좌표 변환기(7)로부터 얻어진 q축 1차 전류 iqs와의 편차 -를 연산한다. 이득 연산기(13)는 수학식 9의 제 1 정방행렬 K1에 근거하여 편차 신호 z1, z2를 연산하고, 이득 연산기(14)는 수학식 10의 제 2 정방행렬 K2에 근거하여 편차 신호 z3, z4를 연산한다. 또, 제 1 정방행렬 및 제 2 정방행렬은 회전 속도의 함수이므로, 이득 연산기(13, 14)는 회전 속도 검출기(2)로부터 얻어진 회전 속도의 함수로 하고 있다.That is, the subtractor 11 is the d-axis estimated primary current obtained from the magnetic flux observer 4 And the deviation between the d-axis primary current i ds obtained from the coordinate converter 7 - Calculate The subtractor 12 is the q-axis estimated primary current obtained from the magnetic flux observer 4 And the deviation between the q-axis primary current i qs obtained from the coordinate converter 7 - Calculate The gain calculator 13 calculates the deviation signals z 1 and z 2 based on the first square matrix K 1 of Equation 9, and the gain calculator 14 deviations based on the second square matrix K 2 of Equation 10. Calculate the signals z 3 and z 4 . In addition, since the first square matrix and the second square matrix are functions of the rotation speed, the gain calculators 13 and 14 are functions of the rotation speed obtained from the rotation speed detector 2.

도 14는 자속 관측기(4)의 내부 구성을 나타내는 도면이다. 자속 관측기(4)는 행렬 연산기(15∼17), 이득 연산기(18∼21), 적분기(22∼25), 가산기(26∼30), 가감산기(31), 감산기(32∼34) 및 제산기(35)를 갖는다. 14 is a diagram illustrating an internal configuration of the magnetic flux observer 4. The magnetic flux observer 4 includes the matrix calculators 15 to 17, the gain calculators 18 to 21, the integrators 22 to 25, the adders 26 to 30, the adder and subtracter 31, the subtractors 32 to 34, and the first. It has an air diffuser 35.

이득 연산기(21)는 회전 속도 검출기(2)의 출력 ωm을 Pm배함으로써 Pm·ωm을 출력한다. 이득 연산기(16)는 적분기(22)의 출력 와 적분기(23)의 출력 를 입력하고, 가산기(30)의 출력 ω에 근거하여 수학식 11의 우변 제1항의 연산을 행한다. 이득 연산기(17)는 적분기(24)의 출력 를 입력하고, 이득 연산기(21)의 출력 Pm·ωm에 근거하여 수학식 11의 우변 제2항의 연산을 행한다. 이득 연산기(15)는 제어 수단(5)으로부터 얻은 1차 전압 지령 Vds *, Vqs *을 입력하여 수학식 11의 우변 제3항의 연산을 행한다.A gain computing unit 21 outputs the Pm · ω m by Pm times the output rotational speed ω m of the detector (2). The gain operator 16 outputs the integrator 22 And output of integrator (23) Is input, and the right side claim 1 expression (11) is performed based on the output? Of the adder 30. Gain calculator 17 outputs integrator 24 Is input, and the right side term | claim 2 of Formula (11) is computed based on the output Pm * (omega) m of the gain calculator 21. The gain calculator 15 inputs the primary voltage commands V ds * and V qs * obtained from the control means 5 to perform the calculation of the right term 3 of Equation (11).

가산기(26, 27, 28, 29)와 감산기(33, 34)에 의해 수학식 11의 우변을 연산하여, , 의 미분값으로서 적분기(22, 23)에 입력한다. 적분기(22, 23)는 상기 , 의 미분값을 각각 적분하여 , 를 출력한다.The right side of the equation (11) is calculated by the adders 26, 27, 28, 29 and the subtractors 33, 34, , It is input to the integrators 22 and 23 as the derivative of. Integrators 22 and 23 are reminded , Integrate each of the derivatives of , Outputs

이득 연산기(19)는 적분기(24)의 출력 을 입력하여 수학식 12의 우변 제1항의 연산을 행한다. 이득 연산기(18)는 적분기(22)의 출력 를 입력하여 수학식 12의 우변 제2항의 연산을 행한다. 가감산기(31)는 수학식 12의 우변을 연산하여 의 미분값으로서 적분기(24)에 입력한다. 적분기(24)는 상기 의 미분값을 적분하여 를 출력한다.Gain calculator 19 outputs integrator 24 To perform the calculation of the right side claim 1 of Equation (12). The gain operator 18 outputs the integrator 22 To perform the calculation of the right side second term of the expression (12). The adder and subtractor 31 calculates the right side of Equation 12 Is input to the integrator 24 as the derivative of. Integrator 24 reminds By integrating the derivative of Outputs

이득 연산기(20)와 감산기(32)와 제산기(35)에 의해 수학식 13의 우변 제2항의 연산을 행한다. 가산기(30)는 수학식 13의 우변을 연산하여 의 미분값, 즉 ω을 출력한다. 적분기(25)는 가산기(30)의 출력 ω을 적분하여 를 출력한다.The gain operator 20, the subtractor 32, and the divider 35 perform the calculation of the right side second term in equation (13). The adder 30 calculates the right side of Equation 13 Output the derivative of, ω. The integrator 25 integrates the output ω of the adder 30 Outputs

이렇게 하여, 자속 관측기(4)는 회전 속도 검출기(2)로부터 얻어진 회전 속도와 유도 전동기(1)의 1차 전압 지령 Vds *, Vqs *과 증폭 수단(6)으로부터 얻어진 편차 신호 z1, z2, z3, z4에 근거하여, 유도 전동기(1)의 추정 2차 자속 , 및 유도 전동기(1)의 추정 1차 전류 , 를 연산한다.In this way, the magnetic flux observer 4 has the rotational speed obtained from the rotational speed detector 2 and the primary voltage commands V ds * , V qs * of the induction motor 1 and the deviation signal z 1 , obtained from the amplifying means 6. Estimated secondary magnetic flux of induction motor 1 based on z 2 , z 3 , z 4 , And estimated primary current of the induction motor (1) , Calculate

도 15는 도 13, 도 14에 나타낸 자속 관측기를 적용한 종래의 유도 전동기의 제어 장치에서의 토크 지령과 토크 오차의 관계를 그래프로 나타낸 도면이다. 도 15에서, 횡축은 토크 지령이며, 종축은 토크 오차(=발생 토크-토크 지령)이다. 도 15의 상단 도면은 회전 속도가 3[rad/s]인 때를 나타내고, 하단의 도면은 188[rad/s]인 때를 나타내고 있다. 또한, 실선은 유도 전동기 l의 2차 저항이 1.3배로 변화되었을 때의 특성을 나타내고 있고, 파선은 유도 전동기(1)의 2차 저항이 1/1.3배로 변화되었을 때의 특성을 나타내고 있다. FIG. 15 is a graph showing a relationship between a torque command and a torque error in a control apparatus of a conventional induction motor to which the magnetic flux observer shown in FIGS. 13 and 14 is applied. In Fig. 15, the horizontal axis is the torque command, and the vertical axis is the torque error (= generated torque-torque command). The upper figure of FIG. 15 shows the case where a rotational speed is 3 [rad / s], and the lower figure shows the case of 188 [rad / s]. In addition, the solid line shows the characteristic when the secondary resistance of the induction motor l is changed 1.3 times, and the broken line shows the characteristic when the secondary resistance of the induction motor 1 is changed to 1 / 1.3 times.

도 12와 도 15를 비교하면 알 수 있듯이, 미끄럼 주파수형 벡터 제어 방식을 적용한 유도 전동기의 제어 장치에 비하여, 도 13, 도 14에 나타낸 자속 관측기를 적용한 종래의 유도 전동기의 제어 장치는 유도 전동기(1)의 운전 중에 2차 저항을 추정하는 일없이, 회전 주파수가 188[rad/s]이면 토크 오차를 작게 할 수 있다. As can be seen by comparing FIG. 12 with FIG. 15, the control device of the conventional induction motor to which the magnetic flux observer shown in FIGS. 13 and 14 is applied is compared with the control device of the induction motor to which the sliding frequency type vector control method is applied. If the rotational frequency is 188 [rad / s] without estimating the secondary resistance during the operation of 1), the torque error can be reduced.

그러나, 회전 주파수가 3[rad/s]와 같은 저속역에서는, 그 효과가 작다는 문제점이 있었다. 이것은, 종래의 유도 전동기의 제어 장치는, 증폭 수단(6)의 2개의 정방행렬 K1, K2를 설계하는 경우, k1, k2는 서로 교환 가능하다는 제약을 받고 있으므로, 저항 등의 전동기 정수 오차의 영향을 알맞게 억제할 수 없기 때문이다.However, there is a problem that the effect is small in the low speed range where the rotation frequency is 3 [rad / s]. This is because, in the case of designing two square matrices K 1 and K 2 of the amplifying means 6, the control apparatus of the conventional induction motor is constrained that k 1 and k 2 are interchangeable with each other. This is because the influence of integer error cannot be suppressed properly.

특히, 전차 등의 전기차는 일반적으로, 토크 제어로 구동하고, 또한, 전기차의 구동 시에 가장 토크를 필요로 하는 경우는 기동 시와 정지 시이다. 따라서, 속도가 0에 가까운 영역에서 역행, 회생 시의 쌍방에 있어서 정밀도가 높은 토크 제어가 요구된다. In particular, electric vehicles, such as electric cars, are generally driven by torque control, and the case where torque is most needed when the electric vehicle is driven is at the time of starting and stopping. Therefore, high-precision torque control is required for both retrograde and regeneration in an area close to zero speed.

또한, 인쇄기에서는 많은 기어를 거쳐서 전동기에 접속된다. 따라서, 기동 시에는 처음에 극저속으로 회전시키면서 서서히 가속해 나가게 된다. 이 경우, 토크 제어의 정밀도가 변화하는 것은 속도 제어상, 속도 응답이 변화되게 된다. 저속 시의 토크 제어의 정밀도가 나쁘면, 운전 개시 시, 운전 종료 시, 여름, 겨울 등에 있어서 재현성이 없어져, 조정하기 어렵게 된다는 문제점이 발생한다. Moreover, in a printing press, it is connected to an electric motor through many gears. Therefore, at the time of starting, it accelerates gradually, rotating at the ultra low speed initially. In this case, the change in the precision of the torque control causes the speed response to change due to the speed control. If the precision of the torque control at low speed is poor, there is a problem that the reproducibility is lost at the start of the operation, the end of the operation, the summer, the winter, and the like, making it difficult to adjust.

도 1은 저항 오차가 있는 경우의 유도 전동기의 제어 장치의 제어 내용을 설명하는 블록선도, 1 is a block diagram illustrating the control contents of a control device of an induction motor when there is a resistance error;

도 2는 본 발명의 실시예 1인 유도 전동기의 제어 장치의 정방행렬 H1, H2의 요소를 나타내는 도면,2 is a view showing elements of the square matrix H 1 , H 2 of the control device of the induction motor according to the first embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 실시예 1인 유도 전동기의 제어 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도, 3 is a block diagram showing an overall configuration of a control device of an induction motor according to the first embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 실시예 1인 유도 전동기의 제어 장치의 자속 관측기의 구성을 나타내는 블록도, 4 is a block diagram showing the configuration of a magnetic flux observer of the control device of the induction motor according to the first embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 실시예 1인 유도 전동기의 제어 장치의 토크 제어 정밀도를 나타내는 도면, 5 is a diagram showing the torque control accuracy of the control device of the induction motor according to the first embodiment of the present invention,

도 6은 본 발명의 실시예 2인 유도 전동기의 제어 장치의 정방행렬 H1, H2의 요소를 나타내는 도면,6 is a view showing elements of the square matrix H 1 , H 2 of the control device of the induction motor according to the second embodiment of the present invention;

도 7은 본 발명의 실시예 2인 유도 전동기의 제어 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도, 7 is a block diagram showing the overall configuration of a control device of an induction motor according to a second embodiment of the present invention;

도 8은 본 발명의 실시예 2인 유도 전동기의 제어 장치의 토크 제어 정밀도를 나타내는 도면, 8 is a diagram showing torque control accuracy of the control device of the induction motor according to the second embodiment of the present invention;

도 9는 본 발명의 실시예 3인 유도 전동기의 제어 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도, 9 is a block diagram showing an overall configuration of a control device of an induction motor according to a third embodiment of the present invention;

도 10은 본 발명의 실시예 4인 유도 전동기의 제어 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도, 10 is a block diagram showing the overall configuration of a control device of an induction motor according to a fourth embodiment of the present invention;

도 11은 본 발명의 실시예 5에 이용되는, 로부터 ids *를 구하는 회로 구성을 나타내는 도면,11 is used in Example 5 of the present invention, Wow A circuit configuration for obtaining i ds * from

도 12는 종래 유도 전동기의 제어 장치의 토크 제어 정밀도를 나타내는 도면, 12 is a diagram showing torque control accuracy of a control device of a conventional induction motor;

도 13은 종래 유도 전동기의 제어 장치의 전체 구성을 나타내는 블록도, 13 is a block diagram showing the overall configuration of a control device of a conventional induction motor;

도 14는 종래 유도 전동기의 제어 장치에 이용되는 자속 관측기의 구성을 나타내는 블록도, 14 is a block diagram showing a configuration of a magnetic flux observer used in a control apparatus of a conventional induction motor;

도 15는 도 13, 도 14에 나타낸 자속 관측기를 적용한 종래 유도 전동기의 제어 장치에서의 토크 지령과 토크 오차의 관계를 그래프로 나타낸 도면이다. FIG. 15 is a graph showing the relationship between the torque command and torque error in the control apparatus of the conventional induction motor to which the magnetic flux observer shown in FIGS. 13 and 14 is applied.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 저항 등의 전동기 정수 오차의 영향을 알맞게 억제하는 2개의 정방행렬을 증폭 수단(6)에 적용함으로써, 저항 등의 전동기 정수 오차에 기인하는 토크 오차를 억제할 수 있는 유도 전동기의 제어 장치 및 그 제어 방법을 얻는 것을 목적으로 하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and by applying two square matrices to the amplifying means 6 which appropriately suppresses the influence of motor constant errors such as resistance, torque errors resulting from motor constant errors such as resistance, etc. It is an object of the present invention to obtain a control device of an induction motor and a control method thereof capable of suppressing this.

이 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 유도 전동기의 제어 장치는 유도 전동기의 회전 속도를 검출하는 회전 속도 검출기와, 상기 유도 전동기의 1차 전류를 검출하는 전류 검출기와, 자속 관측기로부터 얻어진 추정 1차 전류와 상기 전류 검출기로부터 얻어진 1차 전류와의 편차를 증폭하는 증폭 수단과, 상기 회전 속도 검출기로부터 얻어진 회전 속도와 상기 유도 전동기의 1차 전압과 상기 증폭 수단으로부터 얻어진 편차 신호에 근거하여 상기 유도 전동기의 추정 2차 자속 및 추정 1차 전류를 추정하는 자속 관측기와, 상기 자속 관측기로부터 얻어진 추정 2차 자속에 근거하여 상기 유도 전동기에 인가하는 전압을 제어하는 제어 수단을 구비하되, 상기 증폭 수단은 가환 법칙이 성립하지 않는 두 개의 정방행렬 H1, H2, 즉, 각각 독립된 8요소로 이루어지는 피드백 이득을 바탕으로 상기 1차 전류의 편차를 증폭하도록 하고 있으므로, 자속 관측기의 극을 공역 복소극 또는 중극에 배치한다는 제약을 받는 일없이, 전동기 정수 오차에 기인하는 토크 제어 정밀도의 열화를 억제할 수 있다.In order to solve this problem, the control apparatus of the induction motor according to the present invention includes a rotation speed detector for detecting the rotational speed of the induction motor, a current detector for detecting the primary current of the induction motor, and an estimation 1 obtained from the magnetic flux observer. Amplification means for amplifying a deviation between the difference current and the primary current obtained from the current detector, the induction based on the rotation speed obtained from the rotation speed detector and the primary voltage of the induction motor and the deviation signal obtained from the amplification means. A magnetic flux observer for estimating estimated secondary magnetic flux and estimated primary current of the electric motor, and control means for controlling a voltage applied to the induction motor based on the estimated secondary magnetic flux obtained from the magnetic flux observer; two square matrices H 1, H 2, that is commutative rule is not satisfied, and each independent element 8 Since the deviation of the primary current is amplified based on the feedback gain, the deterioration of the torque control accuracy due to the constant parameter error of the motor is suppressed without being constrained to arrange the pole of the magnetic flux observer in the conjugated complex pole or the middle pole. can do.

다음의 발명에 따른 유도 전동기의 제어 장치는, 상기의 발명에 있어서, 상기 증폭 수단은 회전 각(角)속도에 근거하여 상기 피드백 이득을 결정하도록 하고 있으므로, 가변속 운전을 하는 경우에도 전동기 정수 오차에 기인하는 토크 제어 정밀도의 열화를 억제할 수 있다. In the above-described invention, the control device of the induction motor according to the present invention is such that the amplifying means determines the feedback gain based on the rotational angular velocity. Deterioration of the torque control precision resulting can be suppressed.

다음의 발명에 따른 유도 전동기의 제어 장치는, 상기의 발명에 있어서, 상기 증폭 수단은 미끄럼 각주파수에 근거하여 상기 피드백 이득을 결정하도록 하고 있으므로, 부하 토크가 변화되는 경우에도 전동기 정수 오차에 기인하는 토크 제어 정밀도의 열화를 억제할 수 있다. In the above-described invention, the control device of the induction motor according to the present invention allows the amplifying means to determine the feedback gain on the basis of the sliding angular frequency, and therefore, even when the load torque is changed, Deterioration of torque control accuracy can be suppressed.

다음의 발명에 따른 유도 전동기의 제어 장치는, 상기의 발명에 있어서, 상기 증폭 수단은 회전 각속도와 미끄럼 각주파수의 양쪽에 근거하여 상기 피드백 이득을 결정하도록 하고 있으므로, 가변속 운전을 하는 경우나 부하 토크가 변화되는 경우에도 전동기 정수 오차에 기인하는 토크 제어 정밀도의 열화를 억제할 수 있다. In the above-mentioned invention, the control device of the induction motor according to the present invention makes the amplification means determine the feedback gain based on both the rotational angular velocity and the sliding angular frequency. Even if is changed, the deterioration of the torque control accuracy caused by the motor constant error can be suppressed.

다음의 발명에 따른 유도 전동기의 제어 장치는, 상기의 발명에 있어서, 상기 증폭 수단은 다음 수학식In the control apparatus of the induction motor according to the following invention, in the above invention, the amplifying means is the following equation:

을 만족시키는 독립된 8요소로 이루어지는 피드백 이득 를 바탕으로 상기 1차 전류의 편차를 증폭하도록 하고 있으므로, 모든 전동기 정수 오차에 기인하는 토크 제어 정밀도의 열화를 억제할 수 있다.8-Independent Feedback Gain Since the deviation of the primary current is amplified on the basis of this, it is possible to suppress the deterioration of the torque control accuracy caused by all the motor constant errors.

다음의 발명에 따른 유도 전동기의 제어 장치는, 상기의 발명에 있어서, 상기 증폭 수단은 다음 수학식In the control apparatus of the induction motor according to the following invention, in the above invention, the amplifying means is the following equation:

을 만족시키는 독립된 8요소로 이루어지는 피드백 이득 를 바탕으로 상기 1차 전류의 편차를 증폭하도록 하고 있으므로, 1차 저항 오차와 2차 저항 오차에 기인하는 토크 제어 정밀도의 열화를 억제할 수 있다.8-Independent Feedback Gain Since the deviation of the primary current is amplified on the basis of this, it is possible to suppress deterioration in torque control accuracy caused by the primary resistance error and the secondary resistance error.

다음의 발명에 따른 유도 전동기의 제어 장치는, 상기의 발명에 있어서, 상기 증폭 수단은, 다음 수학식In the control apparatus of the induction motor which concerns on the following invention, in the said invention, the said amplification means is a following formula.

를 만족시키는 독립된 8요소로 이루어지는 피드백 이득 를 바탕으로 상기 1차 전류의 편차를 증폭하도록 하고 있으므로, 2차 저항 오차에 기인하는 토크 제어 정밀도의 열화를 억제할 수 있다.8-Independent Feedback Gain Satisfies Since the deviation of the primary current is amplified on the basis of this, it is possible to suppress the deterioration of the torque control accuracy caused by the secondary resistance error.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 유도 전동기의 제어 장치의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of the control device of the induction motor according to the present invention will be described in detail.

(실시예 1)(Example 1)

우선, 본 발명의 실시예 1에 대하여 설명한다. 여기서, 본 발명의 실시예 1의 구체적 구성을 설명하기 전에, 이 유도 전동기의 제어 장치의 동작 원리에 대하여 설명한다. 우선, d-q축 상에서의 유도 전동기의 상태 방정식은 수학식 14 내지 16으로 표현할 수 있다. First, Embodiment 1 of the present invention will be described. Here, before explaining the specific structure of Embodiment 1 of this invention, the operation principle of the control apparatus of this induction motor is demonstrated. First, the state equation of the induction motor on the d-q axis can be expressed by equations (14) to (16).

여기서, 수학식 17 내지 19에 의해, d-q축 상에서 자속 관측기를 구성할 수 있다.Here, by the equations (17) to (19), the magnetic flux observer can be configured on the d-q axis.

상술한 바와 같이, 유도 전동기는 운전 중에 발열 등에 기인하여 1차 저항 및 2차 저항이 변화된다. 예컨대, Rs, Rr이 (1+k)배로 변화되었을 때, 수학식 l4, 15는 수학식 20, 21과 같이 변화한다.As described above, the induction motor changes its primary resistance and secondary resistance due to heat generation during operation. For example, when R s and R r are changed by (1 + k) times, equations (4) and (15) change as shown in equations (20) and (21).

그런데, 수학식 20, 21은 수학식 22와 같이 고쳐 쓸 수 있다. However, Equations 20 and 21 can be rewritten as in Equation 22.

또한, 유도 전동기의 벡터 제어가 올바로 동작하고 있는 경우, 정상 상태에서는 수학식 23 내지 25가 성립한다. In addition, when the vector control of the induction motor is operating correctly, the equations (23) to (25) hold in the steady state.

그래서, 수학식 23 내지 25를 수학식 22에 대입하면 수학식 26을 얻는다. Thus, by substituting Equations 23 to 25 into Equation 22, Equation 26 is obtained.

그리고, A, B1, B2, C, D2, w2를 수학식 27 내지 32에 의해 정의할 때, 수학식 19, 26에 의해 이루어지는 유도 전동기는 도 1에 나타내는 블록선도와 같이 표현해도 무방하다.In addition, when A, B 1 , B 2 , C, D 2 , and w 2 are defined by the equations 27 to 32, the induction motor formed by the equations 19 and 26 may be expressed as a block diagram shown in FIG. 1. It's okay.

여기서 ε는 충분히 작은 임의의 정수, w1은 임의의 변수이다. 제어 대상을 도 1에 도시하는 바와 같이 써서 나타내는 경우, 일반적으로 B2·w2는 상태 잡음, D2·w1은 관측 잡음이라고 부른다.Where ε is a random integer small enough, w 1 is an arbitrary variable. In the case where the control target is written as shown in Fig. 1, in general, B 2 · w 2 is called state noise, and D 2 · w 1 is called observation noise.

도 1의 블록선도로 도시되는 계의 잡음 w1, w2로부터 자속 관측기의 상태 추정 오차( s- s, r- r)까지의 임펄스 응답의 에너지를 최소로 하기 위한 증폭 수단의 2개의 정방행렬 H1, H2는 수학식 33에 의해 부여하면 좋다. 단, P는 리카티 방정식(Riccati equation)이라고 불리는 수학식 34를 만족하는 정의의 유일해이다.State estimation error of the magnetic flux observer from the noises w 1 and w 2 of the system shown in the block diagram of FIG. s- s , r- The two square matrices H 1 and H 2 of the amplifying means for minimizing the energy of the impulse response up to r ) may be given by the following equation (33). Where P is the only solution to the definition that satisfies Equation 34, called the Ricati equation.

이 수학식 34의 A, B2는 회전 각속도 ωm 및 1차 각주파수 ω의 함수이므로, 수학식 33에 의해 부여되는 H1, H2도 회전 각속도 ωm 및 1차 각주파수 ω의 함수로 된다.Since A and B 2 of Equation 34 are functions of the rotational angular velocity ω m and the first order angular frequency ω, H 1 and H 2 given by Equation 33 are also functions of the rotational angular velocity ω m and the first order angular frequency ω. do.

ω와 Pmωm의 차를 미끄럼 각주파수 ωs라고 할 때, 수학식 33과 수학식 34로부터 얻어진 H1, H2의 요소, h11, h12, h21, h22, h31, h32, h41, h42는 도 2에 나타내는 것과 같은 함수로 된다.When the difference between ω and P m ω m is the sliding angular frequency ω s , the elements of H 1 and H 2 obtained from equations 33 and 34, h11, h12, h21, h22, h31, h32, h41, h42 Becomes a function as shown in FIG.

종래의 유도 전동기의 제어 장치에서는, 자속 관측기의 극을 공역 복소극 또는 중극에 배치하기 위해서, 정방행렬 K1, K2는 서로 교환 가능하게 하고 있었지만, 도 2에 도시하는 바와 같이, H1H2≠H2H1로 되므로, 본 실시예 1의 두 개의 정방행렬 H1, H2 사이에는 가환 법칙이 성립하지 않는다.In the conventional induction motor control apparatus, in order to arrange the poles of the magnetic flux observer in the conjugated complex pole or the mid pole, the square matrices K 1 and K 2 are interchangeable, but as shown in FIG. 2, H 1 H Since 2 ? H 2 H 1 , the ring law does not hold between the two square matrices H 1 and H 2 of the first embodiment.

또, 수학식 18을 고정자 극좌표로 좌표 변환함으로써, 수학식 17 내지 19는 수학식 35 내지 39로 고쳐 쓸 수 있다. In addition, by converting equation (18) into stator polar coordinates, equations (17) to (19) can be rewritten as equations (35) to (39).

여기서, 본 발명의 실시예 1인 유도 전동기의 제어 장치에 대하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예 1인 유도 전동기의 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. Here, the control apparatus of the induction motor of Embodiment 1 of this invention is demonstrated. 3 is a block diagram showing a configuration of a control device of an induction motor according to the first embodiment of the present invention.

도 3에서, 유도 전동기(1), 회전 속도 검출기(2), 전류 검출기(3), 제어 수단(5), 좌표 변환기(7), 전류 제어기(8), 좌표 변환기(9), PWM 인버터(10)는 도 13에 나타낸 종래의 유도 전동기의 제어 장치와 동일하다. In FIG. 3, an induction motor 1, a rotation speed detector 2, a current detector 3, a control means 5, a coordinate converter 7, a current controller 8, a coordinate converter 9, a PWM inverter ( 10) is the same as the control device of the conventional induction motor shown in FIG.

증폭 수단(6a)은 감산기(11a, 12a) 및 이득 연산기(13a, 14a)를 갖는다. 또한, 자속 관측기(4a)는 유도 전동기(1)의 1차 전압 지령 Vds *, Vqs *과 증폭 수단(6a)으로부터 얻어진 편차 신호 e1, e2, e3, e4에 근거하여, 유도 전동기의 추정 2차 자속의 진폭 , 추정 2차 자속의 위상 , 추정 1차 전류의 d축 성분 ids, 추정 1차 전류의 q축 성분 iqs를 추정한다.The amplifying means 6a has subtractors 11a and 12a and gain calculators 13a and 14a. In addition, the magnetic flux observer 4a is based on the primary voltage commands V ds * , V qs * of the induction motor 1 and the deviation signals e 1 , e 2 , e 3 , e 4 obtained from the amplifying means 6a. Estimated Secondary Magnetic Flux Amplitude of Induction Motor Phase of estimated secondary flux , The d-axis component i ds of the estimated primary current and the q-axis component i qs of the estimated primary current are estimated.

증폭 수단(6a)은 전류 검출기(3)의 출력을 좌표 변환기(7)를 거쳐서 d-q축 상의 1차 전류로서 얻어, 자속 관측기(4a)로부터 얻어진 d-q축 상의 추정 1차 전류와 상기 d-q축 상의 1차 전류의 편차를 2개의 정방행렬 H1, H2에 근거하여 증폭하고, 편차 신호 e1, e2, e3, e4로서 출력한다.The amplifying means 6a obtains the output of the current detector 3 as the primary current on the dq axis via the coordinate transducer 7, and the estimated primary current on the dq axis obtained from the magnetic flux observer 4a and the 1 on the dq axis. The deviation of the difference current is amplified based on the two square matrices H 1 and H 2 and output as deviation signals e 1 , e 2 , e 3 , and e 4 .

즉, 감산기(11a)는 자속 관측기(4a)로부터 얻어진 d축 추정 1차 전류 와 자속 변환기(7)로부터 얻어진 d축 1차 전류 ids의 편차 -를 연산하고, 감산기(12a)는 자속 관측기(4a)로부터 얻어진 q축 추정 1차 전류 와 좌표 변환기(7)로부터 얻어진 q축 1차 전류 iqs의 편차 -를 연산하며, 이득 연산기(13a)는 수학식 33의 제 1 정방행렬 H1에 근거하여 편차 신호 e1, e2를 연산하고, 이득 연산기(14a)는 수학식 33의 제 2 정방행렬 H2에 근거하여 편차 신호 e3, e4를 연산한다.That is, the subtractor 11a is the d-axis estimated primary current obtained from the magnetic flux observer 4a. And the deviation between the d-axis primary current i ds obtained from the flux converter 7 - , And the subtractor 12a calculates the q-axis estimated primary current obtained from the magnetic flux observer 4a. And the deviation of the q-axis primary current i qs obtained from the coordinate converter 7 - The gain operator 13a calculates the deviation signals e 1 and e 2 based on the first square matrix H 1 of Equation 33, and the gain calculator 14a calculates the second square matrix H 2 of Equation 33. Based on the calculation, the deviation signals e 3 and e 4 are calculated.

또, 제 1 정방행렬 및 제 2 정방행렬은, 도 2에 도시한 바와 같이, 회전 속도 ωm과 미끄럼 각주파수 ωs의 함수이므로, 이득 연산기(13a, 14a)는 회전 속도 검출기(2)로부터 얻어진 회전 속도 ωm과 자속 관측기(4a)로부터 얻어진 미끄럼 각주파수 ωs의 함수로 한다.In addition, since the first square matrix and the second square matrix are functions of the rotational speed ω m and the sliding angular frequency ω s as shown in FIG. 2, the gain calculators 13a and 14a are provided from the rotational speed detector 2. Let it be a function of the rotation speed ω m obtained and the sliding angular frequency ω s obtained from the magnetic flux observer 4a.

도 4는 자속 관측기(4a)의 구성을 나타내는 블록도이다. 자속 관측기(4a)는 감산기(36∼39), 가산기(40∼42), 적분기(43∼46), 제산기(47), 이득 연산기(48, 49) 및 행렬 연산기(50, 51)를 갖는다. 4 is a block diagram showing the configuration of the magnetic flux observer 4a. The magnetic flux observer 4a has subtractors 36 to 39, adders 40 to 42, integrators 43 to 46, dividers 47, gain operators 48 and 49, and matrix operators 50 and 51. .

행렬 연산기(50)는 후술하는 각주파수 ω에 근거하여 수학식 37의 우변 제1항의 행렬 연산을 행한다. 감산기(36∼38) 및 가산기(40, 41)는 행렬 연산기(50)의 출력과 Vds *, Vqs *, e1∼e4에 근거하여 수학식 37의 우변의 연산을 행하여, 의 미분값을 적분기(43)에, 의 미분값을 적분기(44)에, 의 미분값을 적분기(45)에 각각 입력한다. 적분기(43)는 의 미분값을 적분하여, 로서 출력한다. 적분기(44)는 의 미분값을 적분하여 로서 출력한다. 적분기(45)는 의 미분값을 적분하여 로서 출력한다.The matrix operator 50 performs the matrix operation of the right side claim 1 of Equation 37 based on the angular frequency ω described later. The subtractors 36 to 38 and the adders 40 and 41 perform calculations on the right side of Equation 37 based on the output of the matrix operator 50 and V ds * , V qs * , e 1 to e 4 , The derivative of is transferred to the integrator 43, The derivative of to the integrator 44, The derivative of is input to integrator 45, respectively. Integrator 43 Integrate the derivative of, Output as. Integrator 44 is By integrating the derivative of Output as. Integrator 45 By integrating the derivative of Output as.

감산기(39)와 이득 연산기(49)와 제산기(47)는 수학식 38의 우변 제2항의 연산을 행하고, 가산기(42)는 제산기(47)의 출력과 이득(48)의 출력을 가산함으로써, 수학식 38의 우변, 즉, 1차 각주파수 ω를 얻는다. 또, 제산기(47)의 출력은 1차 각주파수 ω와 회전 각주파수 Pmωm의 차분에 상당하기 때문에, 미끄럼 각주파수 ωs와 같다. 적분기(46)는 상기 각주파수 ω를 적분하여 를 출력한다. 행렬 연산기(51)는 적분기(43∼45)의 출력에 근거하여 수학식 39의 우변의 연산을 행하여 , 를 출력한다.The subtractor 39, the gain calculator 49, and the divider 47 perform the calculation of the right side second term in equation (38), and the adder 42 adds the output of the divider 47 and the output of the gain 48. Thus, the right side of the equation (38), that is, the primary angular frequency ω is obtained. In addition, since the output of the divider 47 corresponds to the difference between the primary angular frequency ω and the rotational angular frequency Pmω m , it is equal to the sliding angular frequency ω s . Integrator 46 integrates the angular frequency ω Outputs The matrix operator 51 performs the calculation on the right side of the equation 39 based on the outputs of the integrators 43 to 45, , Outputs

이렇게 하여, 자속 관측기(4a)는 1차 전압 지령 Vds *, Vqs *, 편차 e1∼e4, 회전 각속도 ωm에 근거하여 , , , , ωs를 출력한다.In this way, the magnetic flux observer 4a is based on the primary voltage commands V ds * , V qs * , the deviation e 1 to e 4 , and the rotational angular velocity ω m . , , , , ω s

이것에 의해서, 본 실시예 1에서는 온도 변화에 관계없이, 유도 전동기의 출력 토크를 정확하게 제어할 수 있다. As a result, in the first embodiment, the output torque of the induction motor can be accurately controlled regardless of the temperature change.

도 5는 본 발명의 실시예 1인 유도 전동기의 제어 장치에서의 토크 지령과 토크 오차의 관계를 그래프로 나타낸 도면이다. 도 5에서, 횡축은 토크 지령을 나타내고, 종축은 토크 오차(=발생 토크-토크 지령)를 나타내고 있다. 도 5의 상단 도면은 회전 속도가 3[rad/s]인 때를 나타내고, 하단의 도면은 188[rad/s]인 때를 나타내고 있다. 또한, 실선은 이 유도 전동기(1)의 1차 저항 및 2차 저항이 1.3배로 변화되었을 때의 특성을 나타내고 있고, 파선은 유도 전동기(1)의 1차 저항 및 2차 저항이 1/1.3배로 변화되었을 때의 특성을 나타내고 있다. 5 is a graph showing a relationship between a torque command and a torque error in the control device of the induction motor according to the first embodiment of the present invention. In Fig. 5, the horizontal axis represents the torque command, and the vertical axis represents the torque error (= generated torque-torque command). 5 shows when the rotational speed is 3 [rad / s], and the lower figure shows when 188 [rad / s]. In addition, the solid line shows the characteristic when the primary resistance and the secondary resistance of the induction motor 1 are changed 1.3 times, and the broken line is 1 / 1.3 times the primary resistance and the secondary resistance of the induction motor 1. The characteristic at the time of change is shown.

이 도 5와, 도 12 및 도 15를 비교하여 알 수 있듯이, 본 실시예 1에 나타낸 유도 전동기의 제어 장치에서는, 종래의 유도 전동기의 제어 장치보다도 회전 각속도에 관계없이 저항 오차가 있어도 토크 오차를 억제할 수 있다. As can be seen by comparing FIG. 5 with FIG. 12 and FIG. 15, in the induction motor control apparatus shown in the first embodiment, even if there is a resistance error regardless of the rotational angular velocity than the control apparatus of the conventional induction motor, the torque error is reduced. It can be suppressed.

(실시예 2)(Example 2)

계속해서, 본 발명의 실시예 2에 대하여 설명한다. 상술한 실시예 1에서는, H1, H2가 회전 각속도 ωm과 미끄럼 각주파수 ωs의 함수로 된 경우에 대하여 설명했지만, 회전 각속도 ωm과 미끄럼 각주파수 ωs의 관계가 거의 명확하게 정해지는 부하를 상정하면, H1, H2를 회전 각속도 ωm만의 함수로 해도 무방하다.Then, Example 2 of this invention is described. In Example 1 described above, the case where H 1 and H 2 became a function of the rotational angular velocity ω m and the sliding angular frequency ω s has been described, but the relation between the rotational angular velocity ω m and the sliding angular frequency ω s is almost clearly determined. Assuming a load to lose, H 1 and H 2 may be functions only of the rotational angular velocity ω m .

예컨대, 1차 각주파수 ω가 미소한 값 Δω로 되는 부하를 상정하면, 미끄럼 각주파수는 수학식 40과 같이 회전 각속도 ωm으로부터 명확하게 정해진다.For example, assuming a load in which the primary angular frequency ω is a small value Δω, the sliding angular frequency is clearly determined from the rotational angular velocity ω m as shown in equation (40).

도 6은 수학식 40이 성립되는 경우의 회전 주파수와 H1, H2의 요소 h11, h12, h21, h22, h31, h32, h41, h42의 관계를 나타낸 도면이다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 본 실시예 2의 두 개의 정방행렬 H1, H2의 사이에는 가환 법칙이 성립하지 않는다.FIG. 6 is a diagram showing a relationship between the rotation frequency and H 1 , H 2 , elements h11, h12, h21, h22, h31, h32, h41, and h42 when Equation 40 is established. As shown in Fig. 6, the ring law does not hold between the two square matrices H 1 and H 2 of the second embodiment.

이와 같이, 회전 각속도 ωm과 미끄럼 각주파수 ωs의 관계가 거의 명확하게 정해지는 부하를 상정하면, H1, H2를 회전 각속도 ωm만의 함수에 의해 부여하는 것이 가능하고, 증폭 수단의 연산량을 삭감할 수 있다.Thus, assuming a load in which the relationship between the rotational angular velocity ω m and the sliding angular frequency ω s is almost clearly determined, it is possible to give H 1 , H 2 as a function of only the rotational angular velocity ω m , and the amount of calculation of the amplifying means. Can be reduced.

도 7은 본 발명의 실시예 2인 유도 전동기의 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 7에서, 유도 전동기(1), 회전 속도 검출기(2), 전류 검출기(3), 자속 관측기(4a), 제어 수단(5), 좌표 변환기(7), 전류 제어기(8), 좌표 변환기(9) 및 PWM 인버터(10)는 도 3에 나타낸 실시예 1에 따른 유도 전동기의 제어 장치와 동일하다. 7 is a block diagram showing a configuration of a control device of an induction motor according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 7, the induction motor 1, the rotational speed detector 2, the current detector 3, the magnetic flux observer 4a, the control means 5, the coordinate transducer 7, the current controller 8, the coordinate transducer ( 9) and the PWM inverter 10 are the same as the control device of the induction motor according to the first embodiment shown in FIG.

증폭 수단(6b)은 감산기(11b, 12b) 및 이득 연산기(13b, 14b)를 갖는다. 증폭 수단(6b)은 전류 검출기(3)의 출력을 좌표 변환기(7)를 거쳐서 d-q축 상의 1차 전류로서 얻고, 자속 관측기(4a)로부터 얻어진 d-q축 상의 추정 1차 전류와 상기 d-q축 상의 1차 전류의 편차를 2개의 정방행렬 H1, H2에 근거하여 증폭해서, 편차 신호 e1∼e4로서 출력한다. 즉, 감산기(11b)는 자속 관측기(4a)로부터 얻어진 d축 추정 1차 전류 와 좌표 변환기(7)로부터 얻어진 d축 1차 전류 ids의 편차 -를 연산하고, 감산기(12b)는 자속 관측기(4a)로부터 얻어진 q축 추정 1차 전류 와 좌표 변환기(7)로부터 얻어진 q축 추정 1차 전류 iqs의 편차 -를 연산하며, 이득 연산기(13b)는 제 1 정방행렬 H1에 근거하여 편차 신호 e1, e2를 연산한다. 이득 연산기(14b)는 제 2 정방행렬 H2에 근거하여 편차 신호 e3, e4를 연산한다.The amplifying means 6b has subtractors 11b and 12b and gain calculators 13b and 14b. The amplifying means 6b obtains the output of the current detector 3 as the primary current on the dq axis via the coordinate converter 7 and the estimated primary current on the dq axis obtained from the magnetic flux observer 4a and 1 on the dq axis. The deviation of the difference current is amplified based on the two square matrices H 1 and H 2 and output as the deviation signals e 1 to e 4 . That is, the subtractor 11b is the d-axis estimated primary current obtained from the magnetic flux observer 4a. And the deviation between the d-axis primary current i ds obtained from the coordinate converter 7 - The subtractor 12b calculates the q-axis estimated primary current obtained from the magnetic flux observer 4a. And the deviation of the q-axis estimated primary current i qs obtained from the coordinate converter 7 - And the gain calculator 13b calculates the deviation signals e 1 and e 2 based on the first square matrix H 1 . The gain calculator 14b calculates the deviation signals e 3 and e 4 based on the second square matrix H 2 .

또, 제 1 정방행렬 및 제 2 정방행렬은, 도 6에 도시한 바와 같이, 회전 각속도의 함수이므로, 이득 연산기(13b, 14b)는 회전 속도 검출기(2)로부터 얻어진 회전 속도의 함수로 하고 있다. In addition, since the first square matrix and the second square matrix are functions of the rotational angular velocity as shown in FIG. 6, the gain calculators 13b and 14b are functions of the rotational speeds obtained from the rotational speed detector 2. .

도 8은 본 발명의 실시예 2인 유도 전동기의 제어 장치에서의 토크 지령과 토크 오차의 관계를 그래프로 나타낸 도면이다. 도 8에서, 횡축은 토크 지령이며, 종축은 토크 오차(=발생 토크-토크 지령)이다. 또한, 도 8의 상단의 도면은 회전 속도가 3[rad/s]인 때를 나타내고, 하단의 도면은 188[rad/s]인 때를 나타내고 있다. 또한, 실선은 유도 전동기(1)의 1차 저항 및 2차 저항이 1.3배로 변화되었을 때의 특성을 나타내고 있고, 파선은 유도 전동기의 1차 저항 및 2차 저항이 1/1.3배로 변화되었을 때의 특성을 나타내고 있다. 8 is a graph showing a relationship between a torque command and a torque error in the control device of the induction motor according to the second embodiment of the present invention. In Fig. 8, the horizontal axis is the torque command, and the vertical axis is the torque error (= generated torque-torque command). 8 shows when the rotational speed is 3 [rad / s], and the lower figure shows when 188 [rad / s]. In addition, the solid line shows the characteristic when the primary resistance and the secondary resistance of the induction motor 1 are changed by 1.3 times, and the broken line shows the characteristic when the primary resistance and the secondary resistance of the induction motor are changed by 1 / 1.3 times. The characteristics are shown.

이 도 8을 도 12 및 도 15와 비교하면 알 수 있듯이, 본 실시예 2인 유도 전동기의 제어 장치는 종래의 유도 전동기의 제어 장치에 비하여, 회전 각속도에 관계없이, 저항 오차가 있어도 토크 오차를 억제할 수 있다. As can be seen by comparing FIG. 8 with FIG. 12 and FIG. 15, the control device of the induction motor according to the second embodiment has a torque error even if there is a resistance error, regardless of the rotational angular velocity, compared to the control device of the conventional induction motor. It can be suppressed.

(실시예 3) (Example 3)

계속해서, 본 발명의 실시예 3에 대하여 설명한다. 상술한 실시예 2에서는, 증폭 수단(6b)이 회전 각속도에 근거하여 정방행렬 H1, H2를 얻는 것에 대하여 설명했지만, 회전 각속도 대신에 미끄럼 각주파수에 근거하여 정방행렬 H1, H2를 얻어도 무방하고, 이 경우에도 상술한 실시예 2와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.Then, Example 3 of this invention is described. In the second embodiment described above, the amplifying means (6b) of square matrices H 1, H 2, based on the the basis of the rotational angular velocity has been described as to obtain a square matrix H 1, H 2, slip angular frequency in place of the rotation angular velocity You may obtain, and also in this case, the same effect as Example 2 mentioned above can be acquired.

도 9는 본 발명의 실시예 3인 유도 전동기의 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 9에서, 유도 전동기(1), 회전 속도 검출기(2), 전류 검출기(3), 자속 관측기(4a), 제어 수단(5), 좌표 변환기(7), 전류 제어기(8), 좌표 변환기(9) 및 PWM 인버터(10)는 도 3에 나타낸 실시예 1에 따른 유도 전동기의 제어 장치와 동일하다. 9 is a block diagram showing a configuration of a control device of an induction motor according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 9, the induction motor 1, the rotational speed detector 2, the current detector 3, the magnetic flux observer 4a, the control means 5, the coordinate transducer 7, the current controller 8, the coordinate transducer ( 9) and the PWM inverter 10 are the same as the control device of the induction motor according to the first embodiment shown in FIG.

증폭 수단(6c)은 감산기(11c, 12c) 및 이득 연산기(13c, 14c)를 갖는다. 증폭 수단(6c)은 전류 검출기(3)의 출력을 좌표 변환기(7)를 거쳐서 d-q축 상의 1차 전류로서 얻고, 자속 관측기(4a)로부터 얻어진 d-q축 상의 추정 1차 전류와 상기 d-q축 상의 1차 전류의 편차를 2개의 정방행렬 H1, H2에 근거하여 증폭해서 편차 신호 e1∼e4로서 출력한다.The amplifying means 6c has subtractors 11c and 12c and gain calculators 13c and 14c. The amplifying means 6c obtains the output of the current detector 3 as the primary current on the dq axis via the coordinate converter 7, and the estimated primary current on the dq axis obtained from the magnetic flux observer 4a and 1 on the dq axis. The deviation of the difference current is amplified based on the two square matrices H 1 and H 2 and output as the deviation signals e 1 to e 4 .

즉, 감산기(11c)는 자속 관측기(4a)로부터 얻어진 d축 추정 1차 전류 와 좌표 변환기(7)로부터 얻어진 d축 1차 전류 ids의 편차 -를 연산하고, 감산기(12c)는 자속 관측기(4a)로부터 얻어진 q축 추정 1차 전류 와 좌표 변환기(7)로부터 얻어진 q축 1차 전류 iqs의 편차 -를 연산하며, 이득 연산기(13c)는 제 1 정방행렬 H1에 근거하여 편차 신호 e1, e2를 연산한다. 이득 연산기(14c)는 제 2 정방행렬 H2에 근거하여 편차 신호 e3, e4를 연산한다.That is, the subtractor 11c is the d-axis estimated primary current obtained from the magnetic flux observer 4a. And the deviation between the d-axis primary current i ds obtained from the coordinate converter 7 - , And the subtractor 12c calculates the q-axis estimated primary current obtained from the magnetic flux observer 4a. And the deviation of the q-axis primary current i qs obtained from the coordinate converter 7 - The gain calculator 13c calculates the deviation signals e 1 and e 2 based on the first square matrix H 1 . The gain calculator 14c calculates the deviation signals e 3 and e 4 based on the second square matrix H 2 .

또, 제 1 정방행렬 및 제 2 정방행렬은 미끄럼 각주파수의 함수로 했기 때문에, 이득 연산기(13b, 14c)는 자속 관측기(4a)로부터 얻어진 미끄럼 각주파수의 함수라고 하고 있다. In addition, since the first square matrix and the second square matrix are functions of the sliding angular frequency, the gain calculators 13b and 14c are said to be functions of the sliding angular frequency obtained from the magnetic flux observer 4a.

(실시예 4) (Example 4)

계속해서, 본 발명의 실시예 4에 대하여 설명한다. 상술한 실시예 1∼3에 나타낸 정방행렬 H1, H2에서는 1차 저항 및 2차 저항에 오차가 있는 경우에 대하여 설명했지만, 2차 저항에만 오차가 있는 경우에 대해서도 마찬가지로 정방행렬 H1, H2를 정할 수 있다.Then, Example 4 of this invention is described. In the above-described square matrices H 1 and H 2 described in Examples 1 to 3, the case where there is an error in the primary resistance and the secondary resistance has been described, but the square matrix H 1 , H 2 can be determined.

일반적으로, 유도 전동기의 1차 저항의 온도는 열전쌍 등을 이용한 온도 검출기에 의해서 검출할 수 있다. 이 검출 온도를 이용하면, 유도 전동기의 1차 저항값을 연산할 수 있다. 그러나, 농형 유도 전동기(squirrel-cage induction motor)의 경우, 2차 저항의 온도를 열전쌍 등의 온도 검출기로 측정하는 것은 곤란하다. In general, the temperature of the primary resistance of the induction motor can be detected by a temperature detector using a thermocouple or the like. By using this detection temperature, the primary resistance value of the induction motor can be calculated. However, in the case of a squirrel-cage induction motor, it is difficult to measure the temperature of the secondary resistance with a temperature detector such as a thermocouple.

그래서, Rs가 기지이며, Rr이 (1+k)배로 변화된 경우에 대하여 설명한다. Rs가 기지이며, Rr이 (1+k)배로 변화되었을 때, 수학식 14, 15는 수학식 41과 같이 고쳐 쓸 수 있다.Therefore, the case where R s is known and R r is changed by (1 + k) times will be described. When R s is known and R r is changed by (1 + k) times, equations (14) and (15) can be rewritten as in equation (41).

상술한 바와 같이, 유도 전동기의 벡터 제어가 정확하게 동작하고 있는 경우, 정상 상태에서는 수학식 23 내지 25가 성립한다. 그래서, 수학식 23 내지 25를 수학식 41에 대입하면 수학식 42를 얻는다.As described above, when the vector control of the induction motor is operating correctly, the equations 23 to 25 hold in the steady state. Thus, by substituting Equations 23 to 25 into Equation 41, Equation 42 is obtained.

그리고, B2를 수학식 29 대신에 수학식 43에 의해 부여하고, w2를 수학식 32 대신에 수학식 44에 의해 부여하면, 수학식 19, 42로 이루어지는 유도 전동기도 도 1과 같이 표현해도 무방하다.If B 2 is given by Equation 43 instead of Equation 29 and w 2 is given by Equation 44 instead of Equation 32, the induction motor composed of Equations 19 and 42 may also be expressed as shown in FIG. It's okay.

B2를 수학식 43, w2를 수학식 44에 의해 각각 재정의하고, 수학식 33에 의해 2개의 정방행렬 H1, H2를 부여하면, 2차 저항에만 오차가 있는 경우의 토크 오차를 억제할 수 있다.If B 2 is redefined by Equation 43 and w 2 by Equation 44, and two square matrices H 1 and H 2 are given by Equation 33, torque error in the case where there is an error only in the secondary resistance is suppressed. can do.

또, 실시예 1과 마찬가지로, 수학식 34의 A는 회전 각속도 ωm 및 1차 각주파수 ω의 함수이므로, 수학식 33에 의해 부여되는 H1, H2도 회전 각속도 ωm 및 1차 각주파수 ω의 함수로 된다.In addition, similarly to the first embodiment, since A in the equation (34) is a function of the rotational angular velocity ω m and the primary angular frequency ω, H 1 , H 2 given by Equation 33 is also the rotational angular velocity ω m and the primary angular frequency. It becomes a function of ω.

또한, 상술한 실시예 1∼3과 마찬가지로, 본 실시예 4의 두 개의 정방행렬 H1, H2의 사이에는 가환 법칙이 성립하지 않는다.In addition, as in the above-described Examples 1 to 3, the ring law does not hold between the two square matrices H 1 and H 2 of the fourth embodiment.

도 10은 본 발명의 실시예 4인 유도 전동기의 제어 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 10에서, 유도 전동기(1), 회전 속도 검출기(2), 전류 검출기(3), 제어 수단(5), 좌표 변환기(7), 전류 제어기(8), 좌표 변환기(9) 및 PWM 인버터(10)는 도 3에 나타낸 실시예 1에 따른 유도 전동기의 제어 장치와 동일하다. 10 is a block diagram showing the configuration of a control device of an induction motor according to a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 10, the induction motor 1, the rotational speed detector 2, the current detector 3, the control means 5, the coordinate converter 7, the current controller 8, the coordinate converter 9 and the PWM inverter ( 10) is the same as the control device of the induction motor according to the first embodiment shown in FIG.

온도 검출기(52)는 유도 전동기(1)의 1차 저항의 온도를 계측한다. 저항값 연산기(53)는 온도 검출기(52)로부터 얻어진 1차 저항의 온도 T에 근거하여, 1차 저항값 Rs를 출력한다. 자속 관측기(4d)는 1차 저항 Rs를 저항값 연산기(53)로부터 얻어진 값을 이용하는 것 외에는 자속 관측기(4a)와 동일하다.The temperature detector 52 measures the temperature of the primary resistance of the induction motor 1. The resistance value calculator 53 outputs the primary resistance value R s based on the temperature T of the primary resistance obtained from the temperature detector 52. The magnetic flux observer 4d is the same as the magnetic flux observer 4a except that the primary resistance R s uses the value obtained from the resistance value calculator 53.

증폭 수단(6d)은 감산기(11d, 12d) 및 이득 연산기(13d, 14d)를 갖는다. 증폭 수단(6d)은 수학식 43, 44에 의해 정의한 B2, w2에 근거하여 얻어진 두 개의 정방행렬 H1, H2를 이용하는 점 외에는 증폭 수단(6a)과 동일하다.The amplifying means 6d has subtractors 11d and 12d and gain calculators 13d and 14d. The amplifying means 6d is the same as the amplifying means 6a except that two square matrices H 1 and H 2 obtained based on B 2 and w 2 defined by equations 43 and 44 are used.

이것에 의해서, 온도 변환의 영향을 받아 2차 저항값에 오차가 발생해도 토크 오차를 억제할 수 있다. Thereby, even if an error occurs in the secondary resistance value under the influence of temperature conversion, the torque error can be suppressed.

(실시예 5)(Example 5)

계속해서, 본 발명의 실시예 5에 대하여 설명한다. 상술한 2개의 정방행렬 H1, H2를 증폭 수단에 적용한 경우, 자속 관측기가 연산하는 추정 2차 자속의 진폭값 의 정밀도도 향상한다.Then, Example 5 of this invention is described. When the two square matrices H 1 and H 2 described above are applied to the amplifying means, the amplitude value of the estimated secondary magnetic flux calculated by the magnetic flux observer Also improves the precision.

그래서, 도 11에 나타내는 것 같은 회로 구성을 이용하여, 추정 2차 자속의 진폭이 소망의 2차 자속 진폭값이 되도록, d축 전류 지령 ids *을 결정해도 무방하다. 도 11에서, 감산기(54)는 소망의 2차 자속 진폭값 *과 자속 관측기가 출력하는 추정 2차 자속의 진폭값 의 편차를 연산하고, 증폭기(55)는 감산기(54)의 출력을 증폭하여 d축 전류 지령 ids *로서 출력한다.Therefore, the d-axis current command i ds * may be determined so that the amplitude of the estimated secondary magnetic flux becomes a desired secondary magnetic flux amplitude value using the circuit configuration as shown in FIG. 11. In Fig. 11, the subtractor 54 has a desired secondary magnetic flux amplitude value. * Amplitude value of estimated secondary magnetic flux Is calculated, and the amplifier 55 amplifies the output of the subtractor 54 and outputs it as the d-axis current command i ds * .

(실시예 6) (Example 6)

계속해서, 본 발명의 실시예 6에 대하여 설명한다. 상술한 실시예에서는, 정방행렬 H1, H2는 저항값에 오차가 있는 경우에 대하여 설명했지만, 상호 인덕턴스 M이나 1차 인덕턴스 Ls, 2차 인덕턴스 Lr과 같은 모든 전동기 정수 오차에 대해서도, 마찬가지로 행렬 B1 또는 행렬 D2 또는 행렬 B1 및 행렬 D2의 양쪽을 적절히 정함으로써, 토크 제어 정밀도의 열화를 억제하기 위한 H1, H2를 결정할 수 있는 것은 물론이다.Subsequently, a sixth embodiment of the present invention will be described. In the above-described embodiment, the case where the square matrixes H 1 and H 2 have an error in the resistance value has been described, but the matrix is similarly applied to all the motor constant errors such as mutual inductance M, primary inductance Ls, and secondary inductance Lr. It is a matter of course that H 1 and H 2 for suppressing deterioration in torque control accuracy can be determined by appropriately determining both B 1 or matrix D 2, or matrix B 1 and matrix D 2 .

본 발명은 유도 전동기의 발생 토크를 고정밀도로 제어할 수 있는 유도 전동기의 제어 장치에 관한 것으로, 특히, 전기차나 인쇄기 등과 같이 저속에서 정밀도가 높은 토크 제어를 요구하는 장치에 바람직한 유도 전동기의 제어 장치로서 이용할 수 있다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device of an induction motor capable of controlling the generated torque of an induction motor with high precision. In particular, the present invention relates to a control device of an induction motor suitable for a device requiring high-precision torque control at a low speed such as an electric vehicle or a printing machine. It is available.

Claims (7)

삭제delete 유도 전동기의 회전 속도를 검출하는 회전 속도 검출기와, A rotational speed detector for detecting a rotational speed of the induction motor, 상기 유도 전동기의 1차 전류를 검출하는 전류 검출기와, A current detector for detecting a primary current of the induction motor, 자속 관측기로부터 얻어진 추정 1차 전류와 상기 전류 검출기로부터 얻어진 1차 전류의 편차를 증폭하는 증폭 수단과, Amplifying means for amplifying a deviation between the estimated primary current obtained from the magnetic flux observer and the primary current obtained from the current detector; 상기 회전 속도 검출기로부터 얻어진 회전 속도와 상기 유도 전동기의 1차 전압과 상기 증폭 수단으로부터 얻어진 편차 신호에 근거하여 상기 유도 전동기의 추정 2차 자속 및 추정 1차 전류를 추정하는 자속 관측기와, A magnetic flux observer for estimating estimated secondary magnetic flux and estimated primary current of the induction motor based on the rotational speed obtained from the rotational speed detector, the primary voltage of the induction motor, and the deviation signal obtained from the amplifying means; 상기 자속 관측기로부터 얻어진 추정 2차 자속에 근거하여 상기 유도 전동기에 인가하는 전압을 제어하는 제어 수단을 구비하며, And control means for controlling a voltage applied to the induction motor based on the estimated secondary magnetic flux obtained from the magnetic flux observer, 상기 증폭 수단은 회전 각(角)속도에 근거하여 서로 불가환(不可換)적인 2개의 정방 행렬을 구성 요소로 하는 피드백 이득을 결정하고, 이 피드백 이득을 바탕으로 상기 1차 전류의 편차를 증폭하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 제어 장치. The amplification means determines a feedback gain comprising two square matrices which are invertible with each other based on the rotational angular velocity, and amplifies the deviation of the primary current based on this feedback gain. Induction motor control device, characterized in that. 삭제delete 삭제delete 유도 전동기의 회전 속도를 검출하는 회전 속도 검출기와, A rotational speed detector for detecting a rotational speed of the induction motor, 상기 유도 전동기의 1차 전류를 검출하는 전류 검출기와, A current detector for detecting a primary current of the induction motor, 자속 관측기로부터 얻어진 추정 1차 전류와 상기 전류 검출기로부터 얻어진 1차 전류의 편차를 증폭하는 증폭 수단과, Amplifying means for amplifying a deviation between the estimated primary current obtained from the magnetic flux observer and the primary current obtained from the current detector; 상기 회전 속도 검출기로부터 얻어진 회전 속도와 상기 유도 전동기의 1차 전압과 상기 증폭 수단으로부터 얻어진 편차 신호에 근거하여 상기 유도 전동기의 추정 2차 자속 및 추정 1차 전류를 추정하는 자속 관측기와, A magnetic flux observer for estimating estimated secondary magnetic flux and estimated primary current of the induction motor based on the rotational speed obtained from the rotational speed detector, the primary voltage of the induction motor, and the deviation signal obtained from the amplifying means; 상기 자속 관측기로부터 얻어진 추정 2차 자속에 근거하여 상기 유도 전동기에 인가하는 전압을 제어하는 제어 수단을 구비하며, And control means for controlling a voltage applied to the induction motor based on the estimated secondary magnetic flux obtained from the magnetic flux observer, 상기 증폭 수단은 다음 수학식The amplification means is the following equation 을 만족시키는 독립된 8요소로 이루어지는 피드백 이득 를 바탕으로 상기 1차 전류의 편차를 증폭하는 것을 특징으로 하는 유도 전동기의 제어 장치.8-Independent Feedback Gain The control device of the induction motor, characterized in that for amplifying the deviation of the primary current based on. 삭제delete 삭제delete
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