KR940025152A - Control method of induction motor - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은, 유도전동기의 속도제어에 관해서, 저속운전시에 있어서의 속도센서 없이 벡터제어의 정도열화(精度劣化)의 문제 및 2차 저항변동에 의한 속도센서부 벡터제어의 정도열화의 문제를 해결하고, 지로속도 근방을 포함하여 고정도인 속도 및 제어를 가능케하는 벡터제어장치를 제공한다.An object of the present invention is to solve the problem of deterioration of vector control without speed sensor in low speed operation and accuracy of speed control part vector control due to secondary resistance variation in speed control of induction motor. The present invention provides a vector control device that solves the problem and enables high speed and control, including near the ground speed.

유도전동기를 구동하는 교류전원에 그 전원의 기본과는 틀리는 주파수의 교류신호를 중첩하고, 이 사이에 흐르는 전동기전류와 상기 교류신호의 전압, 혹은 발생하는 전동기전압과 상기 교류신호의 전류에 근거해서, 전동기의 철심에 있어서의 포화상태의 상위에 의해 발생하는 물리량(누설 인덕턴스)를 검출하고, 이 동작을 상기 기본파의 위상을 바꾸어서 복수회 행하고, 구하여진 복수의 물리량에 근거해서 전동기의 기본파자속의 위치(각)을 구하고, 이 자속위치 신호에 의해 유도전동기를 제어한다.An AC power source for driving an induction motor is superimposed on an AC signal having a frequency different from that of the power source, and based on the motor current and the voltage of the AC signal or the generated motor voltage and the current of the AC signal. And detect the physical quantity (leakage inductance) caused by the difference of the saturation state in the iron core of the motor, and perform this operation a plurality of times by changing the phase of the fundamental wave, and based on the obtained physical quantities, the fundamental wave of the motor The position (angle) of the core is obtained, and the induction motor is controlled by the magnetic flux position signal.

Description

유도전동기의 제어방법Control method of induction motor

본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음Since this is an open matter, no full text was included.

제 1도는 본 발명 일실시예의 속도센서 없이 벡터제어장치의 구성도, 제 3도는 제 1도에 있어서의 자속위치 연산기의 구성도.1 is a block diagram of a vector control apparatus without a speed sensor according to an embodiment of the present invention, and FIG.

Claims (14)

교류전원에 의해 유도전동기를 구동하는 장치에 있어서, 그 교류전원의 출력에 그 출력주파수와 틀리는 주파수의 교류성분을 중첩하고, 이 결과, 그 교류성분에 응해서 상기 전동기에 생기는 교류량과 사기 교류성분의 관계에 근거해서, 상기 전동기의 철심의 포화상태에 관계한 물리량을 검출하고, 이것에 근거해서 전동기 자속의 위치(각)을 구하는 것을 특징으로 하는 유도전동기의 자속위치 연산법.In an apparatus for driving an induction motor by an AC power source, an AC component having a frequency different from that of the output frequency is superimposed on the output of the AC power. As a result, an AC amount generated by the motor in response to the AC component and a fraudulent AC component A magnetic flux position calculation method of an induction motor, characterized in that it detects a physical quantity related to the saturation state of the iron core of the electric motor, and obtains the position (angle) of the motor magnetic flux based on this relationship. 제 1항에 있어서, 상기 물리량은, 전동기권선의 누설인덕턴스인 것을 특징으로 하는 유도전동기의 자속위치 연산법.The magnetic flux position calculation method according to claim 1, wherein the physical quantity is a leakage inductance of an electric motor winding. 제 2항에 있어서, 상기 교류전원은 출력전압 혹은 출력전류 및 그 주파수를 임의로 제어할 수 있는 전력변환기이며, 그 변환기의 출력전압 혹은 출력전류를 지령하는 지령치에 교류신호를 가하므로써, 상기 출력에 상기 교류성분을 중첩시키는 것을 특징으로 하는 유도전동기의 자속위치 연산법.3. The AC power supply according to claim 2, wherein the AC power supply is a power converter capable of arbitrarily controlling the output voltage or the output current and the frequency thereof, and by applying an AC signal to a command value for commanding the output voltage or output current of the converter, A magnetic flux position calculation method of an induction motor, characterized in that the AC component is superimposed. 제 3항에 있어서, 상기 변환기는 회전자계 좌표상에서 직교하는 d,q축에서의 각 전압지령치 혹은 각 전류지령치와 그 주파수 지령치에 근거해서 교류전력을 출력하는 전력변환기이며, 상기 교류신호는 상기 d,q축에 있어서의 각 전압지령치 혹은 각 전류지령치에 가산하고, 그 사이에 있어서의 상기 전동기의 전압 혹은 전류의 회전자계 좌표변환치와 상기 교류신호에 근거해서 상기 전동기의 누설 인덕턴스를 계측하고, 이것에 근거해서 전동기 자속의 위치(각)을 구하는 것을 특징으로 하는 유도전동기의 자속위치 연산법.4. The converter according to claim 3, wherein the converter is a power converter that outputs an AC power based on each voltage command value or each current command value on the d, q axis orthogonal to the rotor field coordinates, and the frequency command value, wherein the AC signal is the d signal. is added to each voltage command value or each current command value on the q-axis, and the leakage inductance of the motor is measured based on the rotational coordinate conversion value of the voltage or current of the motor and the AC signal therebetween. A magnetic flux position calculation method of an induction motor, wherein the position (angle) of the motor magnetic flux is obtained based on this. 제 4항에 있어서, 상기 d,q축에서의 각 전압지령치 혹은 각 전류지령치에, 적어도 3개의 모드의 각각에 응해서, 상기 교류신호를 소정치만큼 가산하고, 각 모드마다 전동기 내부의 3개의 틀리는 방향에 교번기자력을 생기게 하고, 이 사이에 있어서의 상기 전동기의 전압 혹은 전류계의 회전좌계 좌표변환치와 상기 교류신호에 근거해서, 각 모드에 대응하여 3개의 인덕턴스를 계측하고, 이것에 근거해서 전동기의 기본파 자속의 위치(각)을 구하는 것을 특징으로 하는 유도전동기의 자속위치 연산법.5. The method according to claim 4, wherein the AC signal is added by a predetermined value to each of the voltage command values or the current command values on the d and q axes in correspondence with each of at least three modes. The alternating magnetic field is generated in the direction, and three inductances are measured in correspondence with each mode based on the rotational coordinate coordinate conversion value of the voltage or the ammeter of the electric motor therebetween and the AC signal. The magnetic flux position calculation method of an induction motor, characterized in that to obtain the position (angle) of the fundamental wave flux. 제 5항에 있어서, 상기 3개의 틀리는 방향은, 각각 전기각 45°의 각도차를 가지는 것을 특징으로 하는 유도전동기의 자속위치 연산법.The magnetic flux position calculation method according to claim 5, wherein each of the three different directions has an angle difference of 45 degrees of electric angles. 제 5항에 있어서, 실운전전에, 상기 변환기에서 상기 전동기에 상기 교류신호를 가하여 상기 전동기의 상기 누설 인덕턴스를 사전에 계측하고, 그 특징량(평균치 및 변동폭의 양편 혹은 한편)을 연산하여 기억해두고, 실 운전중에 있어서는, 상기 모드의 하나 혹은 2개를 사용하여 누설인덕턴스를 계측하고, 그 인덕턴스치와 상기 특징량에 근거해서, 전동기 자속의 위치(각)을 구하는 것을 특징으로 하는 유도전동기의 자속위치 연산법.6. The leakage inductance of the electric motor is measured in advance by applying the AC signal to the electric motor in the converter before actual operation, and calculating and storing the characteristic amount (both or one of the average value and the fluctuation range). In real operation, the leakage inductance is measured using one or two of the above modes, and the position (angle) of the motor magnetic flux is obtained based on the inductance value and the characteristic amount. Position algorithm. 출력전압 혹은 출력전류 및 그 주파수를 그들의 지령신호에 근거해서 임의로 제어하는 전력변환기에 의해서 유도전동기를 구동제어하는 유도전동기의 제어방법에 있어서, 제 3항 ~ 제 7항의 어느것인가의 자속위치 연산법에 의해 구한 상기 전동기 자속의 위치신호에 응해서, 상기 출력전압 혹은 출력전류의 주파수 혹은 위상을 변화하도록 한 것을 특징으로 하는 유도전동기의 제어방법.A control method of an induction motor for driving control of an induction motor by a power converter which arbitrarily controls an output voltage or an output current and its frequency based on their command signals, wherein the magnetic flux position calculation method according to any one of claims 3 to 7. And the frequency or phase of the output voltage or output current is changed in response to the position signal of the magnetic flux obtained by the motor. 제 8항에 있어서, 상기 주파수의 지령신호는, 상기 전동기의 토크전류에 계수를 곱하여 연산된 슬립 주파수 지령치와 회전속도 검출치와 가산치에서 구한 것으로, 상기 계수는 제 3항 ~ 제 7항의 어느것인가의 자속위치 연산법에서 구한 상기 전동기 자속의 위치신호에 응하여 변경하도록 한 것을 특징으로 하는 유도전동기의 제어방법.The command signal according to claim 8, wherein the command signal of the frequency is obtained from a slip frequency command value, a rotation speed detection value, and an addition value calculated by multiplying the torque current of the motor by a coefficient. The control method of the induction motor, characterized in that for changing in response to the position signal of the magnetic flux of the motor obtained by the magnetic flux position calculation method. 제 8항에 있어서, 상기 변환기의 출력주파수가 소정치 이하의 경우만, 상기 자속위치신호에 응해서 상기 전력변환기의 출력전압 혹은 전류의 주파수 혹은 위상을 변화시키는 것을 특징으로 하는 유도전동기의 제어방법.The control method of an induction motor according to claim 8, wherein the frequency or phase of an output voltage or a current of the power converter is changed in response to the magnetic flux position signal only when the output frequency of the converter is less than or equal to a predetermined value. 교류전력을 출력하는 전력변환기와, 그 변환기에 의해 구동 제어되는 유도전동기와, 그 유도전동기에 접속된 기계계와, 적어도 상기 기계계의 위치를 검출하는 수단과, 그 위치를 지령하는 수단과, 상기 위치의 검출치가 상기 지령치가 되도록 출력신호를 발생하는 위치제어수단과, 그 출력신호에 근거해서 상기 변환기를 제어하는 수단과를 구비한 것을 상기 기계계의 위치제어를 행하는 AC서보시스템에 있어서, 제 3항 ~제 7항의 어느것인가의 자속위치 연산법을 구현화한 자속위치 연산수단을 가지고, 그 자속위치 연산수단으로부터의 자속위치정보에 의해 상기 위치제어수단에 있어서의 출력신호를 보정하는 것을 특징으로 한 AC서보시스템.A power converter for outputting AC power, an induction motor driven and controlled by the converter, a mechanical system connected to the induction motor, means for detecting at least the position of the mechanical system, means for instructing the position, In the AC servo system for performing the position control of the mechanical system, comprising position control means for generating an output signal so that the detected value of the position becomes the command value, and means for controlling the transducer based on the output signal. A magnetic flux position calculating means embodying the magnetic flux position calculating method according to any one of claims 3 to 7, wherein the output signal in the position control means is corrected by the magnetic flux position information from the magnetic flux position calculating means. AC servo system. 교류전력을 출력하는 전력변환기와, 그 변환기에 의해 구동 제어되는 유도전동기와, 그 유도전동기를 동력원으로 하여 압연용 롤을 구동하는 압연기와, 적어도 유도전동기의 회전수 혹은 롤의 회전수를 추정하고, 혹은 검출하는 수단과, 그 회전수를 지령하는 수단과, 상기 회전수의 추정치 혹은 검출치가 상기 지령치가 되도록 출력신호를 발생하는 속도제어수단과, 그 출력신호에 근거해서 상기 변환기를 제어하는 수단과를 구비하고 상기 압연용 롤을 속도제어를 행하는 압연기 드라이브시스템에 있어서, 제 3항 ~ 제 7항의 어느것인가의 자속위치 연산법을 구현한 자속위치 연산수단을 가지고, 그 자속위치 연산수단으로부터 자속위치정보에 의해 상기 속도제어수단에 있어서의 출력신호를 보정하는 것을 특징으로 한 압연기 드라이브시스템.A power converter for outputting AC power, an induction motor driven and controlled by the converter, a rolling mill for driving a rolling roll using the induction motor as a power source, and at least the rotational speed of the induction motor or the rotational speed of the roll is estimated; Or means for detecting, means for commanding the rotation speed, speed control means for generating an output signal such that the estimated value or the detected value of the rotation speed becomes the command value, and means for controlling the converter based on the output signal. A rolling mill drive system comprising: and a speed control of the rolling roll, the magnetic flux position calculating means implementing the magnetic flux position calculating method according to any one of claims 3 to 7, wherein the magnetic flux is calculated from the magnetic flux position calculating means. A rolling mill drive system, characterized in that for correcting an output signal from said speed control means by position information. 교류전력을 출력하는 전력변환기와, 그 변환기에 의해 구동 제어되는 유도전동기와, 그 유도전동기를 동력원으로하여 전차 혹은 전기자동차와, 적어도 상기 전차 혹은 전기자동차의 구동토크를 검출 혹은 추정하는 수단과, 그 토크를 지령하는 수단과, 상기 토크의 검출치 혹은 추정치가 상기 지령치가 되도록 출력신호를 발생하는 토크제어수단과, 그 출력신호에 근거해서 상기 변환기를 제어하는 수단과를 구비한 전차 혹은 전기자동차 시스템에 있어서, 제 3항 ~ 제 7항의 어느것인가의 자속위치 연산법을 구현화한 자속위치 연산수단을 가지며, 그 자속위치 연산수단으로부터의 자속위치정보에 의해 상기 토크제어수단에 있어서의 출력신호를 보정하는 것을 특징으로 한 전차 혹은 전기자동차 시스템.A power converter for outputting AC power, an induction motor driven and controlled by the converter, means for detecting or estimating the driving torque of the tram or electric vehicle, at least the tram or electric vehicle, using the induction motor as a power source; An electric vehicle or an electric vehicle comprising means for commanding the torque, torque control means for generating an output signal such that the detected value or estimated value of the torque becomes the command value, and means for controlling the converter based on the output signal. A system comprising: magnetic flux position calculating means embodying the magnetic flux position calculating method according to any one of claims 3 to 7, wherein the output signal from the torque control means is output by magnetic flux position information from the magnetic flux position calculating means. Electric or electric vehicle system characterized by calibrating. 교류전력을 출력하는 전력변환기와, 그 변환기에 의해 구동 제어되는 유도전동기와, 그 유도전동기를 동력원으로 하는 엘리베이터의 케이지 위치를 검출하는 수단과, 그 케이지 위치를 지령하는 수단과, 상기 케이지 위치의 검출치가 상기지령치가 되도록 제 1의 출력신호를 발생시키는 위치제어수단과, 상기 유도전동기의 회전수를 추정 혹은 검출하는 수단과, 상기 제 1의 출력신호를 가지고 상기 유도전동기의 회전수지령으로 하고, 이 지령치에 상기 유도전동기의 회전수의 추정치 혹은 검출치가 되도록 제 2의 출력신호를 발생시키는 속도제어수단과, 상기 유도전동기의 토크를 추정 혹은 검출하는 수단과, 상기 제 2의 출력신호를 가지고 상기 유도전동기의 토크지령으로 하고, 이 지령치에 상기 유도전동기의 토크의 추정치 혹은 검출치가 되도록 제 3의 출력신호를 발생시키는 토크제어수단과, 상기 제 3의 출력신호에 근거해서 상기 변환기를 제어하는 수단과를 구비하는 엘리베이터 구동시스템에 있어서, 제 3항 ~ 제 7항의 어느것인가의 자속위치 연산법을 구현화한 자속위치 연산수단을 가지고, 그 자속위치 연산수단으로부터의 자속위치정보에 의해 상기 제 1, 제 2, 제 3의 출력신호중 적어도 하나를 보정하는 것을 특징으로 한 엘리베이터 구동시스템.A power converter for outputting AC power, an induction motor driven and controlled by the converter, means for detecting the cage position of an elevator using the induction motor as a power source, means for instructing the cage position, and Position control means for generating a first output signal so that the detected value becomes the command value, means for estimating or detecting the rotational speed of the induction motor, and the first output signal as the rotation speed command of the induction motor. And a speed control means for generating a second output signal so that the command value is an estimated value or a detected value of the rotational speed of the induction motor, a means for estimating or detecting the torque of the induction motor, and the second output signal. The torque command of the induction motor is used, and the command value is an estimated value or a detected value of the torque of the induction motor. An elevator drive system comprising torque control means for generating a third output signal and means for controlling the transducer on the basis of the third output signal, wherein the magnetic flux position according to any one of claims 3 to 7. And a magnetic flux position calculating means embodying an arithmetic method, and correcting at least one of the first, second, and third output signals by the magnetic flux position information from the magnetic flux position calculating means. ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.※ Note: The disclosure is based on the initial application.
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