MX2011010055A - Controlador para maquina giratoria de ca. - Google Patents

Abstract

Se describe un controlador para una máquina giratoria de CA que implementa un impulsor simple de una región de baja velocidad que incluye la velocidad cero para una región de alta velocidad, y que puede lograr, incluso si un error de valor inicial está presente en una fase calculada, las características deseadas convergiendo puntualmente el error. Para este propósito, se proporcionan los medios de observación adaptativos 7 para producir una fase de flujo magnético calculada ?0, un vector de corriente calculado Phest, un vector de flujo magnético calculado Phest, y una velocidad calculada wr0, basado en un vector de instrucción de voltaje Vsref, un vector de desviación de corriente ?ls, y en un vector de desviación amplificada E0; los medios de cálculo de vector de desviación 8 para calcular el vector de desviación de corriente ?ls entre el vector de corriente calculado lsest y un vector de corriente detectado Is de los medios de detección de vector de corriente 3, y un vector de desviación de flujo magnético ?Phi entre el vector de flujo magnético calculado Phest y un vector de flujo magnético detectado Phi de los medios de detección de vector de flujo magnético 6; y los medios de amplificación de desviación 9 para amplificar el vector de desviación de corriente ?ls y el vector de desviación de flujo magnético ?Phi, y que producen el resultado como el vector de desviación amplificada E0.

Description

CONTROLADOR PARA MAQUINA GIRATORIA DE CA Campo de la Invención La presente invención se refiere a un dispositivo para controlar un impulsor de una máquina giratoria de CA aplicando un voltaje de CA por medio de medios de aplicación de voltaje.

Antecedentes de la Invención Se conoce una variedad de métodos para controlar una máquina giratoria de CA tal como una máquina síncrona y una máquina de inducción. En una región de baja velocidad solamente, una máquina giratoria de CA puede impulsarse en un sistema de control económico utilizando un sensor de posición económico cuya sensibilidad sea baja en general. Puesto que el ciclo de salida de un sensor Hall por sí mismo es lento en una región de baja velocidad, incluso si un sensor de posición que tiene una sensibilidad baja se utiliza, la inferioridad de sensibilidad no es tan sobresaliente, y así, tal sensor de posición puede utilizarse para el impulsor.

Mientras tanto, en un caso donde un sensor de posición que tiene una sensibilidad baja en una región que se utilizará en una región de alto giro, una corriente no puede suministrarse para tener una fase deseada debido a la lentitud, y las características de impulsión de la máquina giratoria de CA se reducen. Si un voltaje o una corriente que tiene una frecuencia mayor que la frecuencia fundamental de la máquina giratoria de CA se sobrepone y la máquina giratoria de CA es controlada basado en un resultado de una detección de posición utilizando la saliencia de la inductancia, la máquina giratoria de CA puede impulsarse en una región de baja velocidad sin utilizar un sensor de posición. Sin embargo, si este método se utiliza para impulsar la máquina giratoria de CA en una región de alto giro, se generan los voltajes o corrientes que tienen una frecuencia distinta de la frecuencia fundamental, los cuales dan lugar a desventajas en términos de eficacia de operación, índice de utilización de voltaje, y corriente máxima.

Por lo tanto, una variedad de controladores para una máquina giratoria de CA se han introducido que pueden impulsar fácilmente la máquina giratoria de CA a través del control sin sensor, de una región de baja velocidad a una región de alta velocidad.

Por ejemplo, en la invención descrita en la Literatura de Patente 1, para generar apropiadamente una fase de un sistema de coordenadas d-q giratorio requerido en una sección básica de un controlador de vector sin utilizar un detector de posición de polo magnético, se proporcionan un generador de fase de región de baja frecuencia para generar una fase para una región de baja frecuencia y un generador de fase de región de alta frecuencia para generar una fase para una región de alta frecuencia. Después, se proporciona un sintetizador de fase para sintetizar estos dos tipos de fases promediando las fases mientras se valoran las fases por frecuencia y se utiliza la fase final sintetizada como la fase del sistema de coordenadas d-q giratorio.

De acuerdo con la invención descrita en la Literatura de Patente 2, en un método de control sin sensor para controlar un motor eléctrico de CA continuamente de velocidad cero a una región de alta velocidad, se utilizan un valor de cálculo de velocidad coest y un valor de cálculo de posición 6est calculados por un calculador de posición/velocidad utilizando un modelo de expresión matemática mecánico para realizar el control tal que un error de posición ?T llegue a ser cero que es obtenido por un cálculo de producto exterior de un primer vector de flujo magnético calculado usando un ángulo de rotor y un segundo vector de flujo magnético calculado sin utilizar el ángulo de rotor.

Además, la invención descrita en la Literatura de Patente 3 incluye un observador adaptivo que utiliza un modelo de motor eléctrico que calcula una frecuencia angular, una corriente calculada, y un flujo magnético de rotor calculado, basado en una desviación de corriente en un sistema de coordenadas de dos ejes giratorios (ejes d-q), una instrucción de voltaje en el sistema de coordenadas de dos ejes giratorios (ejes d-q), y una velocidad giratoria calculada, para de tal modo realizar el control de un motor eléctrico síncrono a una velocidad giratoria especialmente alta.

Estas invenciones se consideran que pueden impulsar fácilmente una máquina giratoria de CA de una región de baja velocidad a una región de alta velocidad.

Literatura de Patente 1: Publicación de Patente Pendiente Japonesa No. 10-94298 Literatura de Patente 2: Publicación de Patente Pendiente Japonesa No. 2006-158046 Literatura de Patente 3: WO2002/091558 republicada Descripción de la Invención Problemas a Solucionarse por la Invención Sin embargo, puesto que la invención descrita en la Literatura de Patente 1 sintetiza los dos tipos de fases promediando las frecuencias mientras se valoran, el impulsor es necesario para implementarse basado en el generador de fase de región de frecuencia inferior de los generadores para los dos tipos de fases, en una región de baja velocidad donde es baja la frecuencia. A consecuencia, hay un problema en esto cuando la respuesta calculada del generador de fase de región de frecuencia inferior es lenta, la sensibilidad tal como una respuesta de control de velocidad o una respuesta de control de fuerza de torsión no puede mantenerse a un alto nivel, en una región de baja velocidad.

Por otra parte, en la invención descrita en la Literatura de Patente 2, el valor de cálculo de velocidad coest y el valor de cálculo de posición 6est son utilizados por el calculador de posición/velocidad tal que el error de posición ?T llegue a ser cero que es obtenido por el cálculo de producto exterior del pri mer vector de fl ujo magnético y del seg undo vector de fl ujo magnético . El cálculo de producto exterior varía en sensibilidad dependiendo de la d iferencia de fase entre el primer vector de fl ujo magnético y el segundo vector de fl ujo magnético . En particular, cuando la diferencia de fase excede 90 grados , el valor de cálculo de prod ucto exterior l lega a ser pequeño, i ndepend ientemente del hecho de que la desviación es mayor q ue cuando la diferencia de fase es menor de 90 grados. Por lo tanto , hay un problema en la característica de convergencia de error y la sensi bilidad de cálculo de posición si la diferencia de fase excede 90 grados d ebi do a los errores d el valor inicial o por algunas otras razones.

Por otra parte , en la invención descrita en la Literatura de Patente 3, el observador adaptivo realiza el cálculo basado en la desviación de corriente. Por lo tanto, hay un problema debido a que en un caso donde se detiene la máquina gi ratoria de CA o en operación a una velocidad giratoria muy baja , all í ocurre poco o nada de desviación de corriente, causando la d ificultad del control fácil .

Se hace la presente invención para sol ucionar los problemas anteriores y un objeto de la presente invención es proporcionar un controlador para una máquina giratoria de CA que impulsa fácil mente la máquina gi ratoria de CA desde una región de baja velocidad que incluyendo la velocidad cero a una región de alta velocidad y que puede obtener, incluso cuando un error de valor inicial está presente en una fase calculada, las características deseadas convergiendo puntualmente el error.

Solución a los Problemas Un controlador para una máquina giratoria de CA de acuerdo con un primer aspecto de la presente invención se dirige a un controlador para una máquina giratoria de CA, el controlador incluye: medios de detección del vector de corriente para detectar un vector de corriente de la máquina giratoria de CA y producir el vector de corriente como un vector de corriente detectado; los medios de control de máquina giratoria de CA para referirse a una fase de flujo magnético calculado y que producen un vector de instrucción de voltaje tal que el vector de corriente detectado coincida con un vector de instrucción de corriente; medios de aplicación de voltaje para aplicar un voltaje a la máquina giratoria de CA basado en el vector de instrucción de voltaje; medios de observación adaptivos para producir la fase de flujo magnético calculado basado en el vector de instrucción de voltaje; y medios de detección del vector de flujo magnético para detectar un vector de flujo magnético y que producen el vector de flujo magnético como un vector de flujo magnético detectado, en donde los medio de observación adaptivos producen un vector de corriente calculado y un vector de flujo magnético calculado además de la fase de flujo magnético calculado, basado en un vector de desviación de corriente y un vector de desviación amplificada además del vector de instrucción de voltaje, y el controlador además incluye medios de cálculo del vector de desviación para calcular el vector de desviación de corriente que es una desviación entre el vector de corriente calculado y el vector de corriente detectado y un vector de desviación de flujo magnético que es una desviación entre el vector de flujo magnético calculado y el vector de flujo magnético detectado y para producir el vector de desviación de corriente calculado y el vector de desviación de flujo magnético calculado como el vector de desviación amplificada.

El controlador para una máquina giratoria de CA de acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención se dirige a un controlador para una máquina giratoria de CA, el controlador incluye: medios de detección del vector de corriente para detectar un vector de corriente de la máquina giratoria de CA y que produce el vector de corriente como vector de corriente detectado; medios de control de máquina giratoria de CA para referirse a una fase de flujo magnético calculado y que produce un vector de instrucción de voltaje tal que el vector de corriente detectado coincide con un vector de instrucción de corriente; medios de aplicación de voltaje para aplicar un voltaje a la máquina giratoria de CA basado en el vector de instrucción de voltaje; medios de observación adaptivos para producir la fase de flujo magnético calculado basado en el vector de instrucción de voltaje; y medios de detección del vector de flujo magnético para detectar un vector de fl ujo magnético y que produce el vector de flujo magnético como un vector de flujo magnético detectado , en donde los medios de observación adaptivos prod ucen un vector de flujo magnético calculado además de la fase de fl ujo magnético calculado , basado en un vector de desviación amplificada además del vector de instrucción de voltaje, y el controlador i ncl uyen adicional mente med ios de cálculo del vector de desviación para calcular un vector de desviación de fl ujo mag nético que es una desviación entre el vector de fl ujo magnético calculado y el vector de flujo magnético detectado y para prod ucir el vector de desviación de fl ujo mag nético calculado como el vector de desviación amplificada.

Efecto de l a Invención Como se describe anteriormente , el controlador para una máquina giratoria de CA de acuerdo con el pri mer y seg undo aspectos de la presente invención incluye medios de cálculo del vector de desviación para calcular un vector de desviación de fl ujo magnético que es una desviación entre el vector de fl ujo mag nético calculado y el vector de flujo magnético detectado , y el resultado se introduce a los medios de observación adaptivos . Por lo tanto , con independencia de la mag nitud de la velocidad giratoria , la máquina gi ratoria de CA puede controlarse por med io de una fase de flujo magnético calculado que se basa en el vector de flujo magnético calculado, calculado por los med ios de observación adaptivos, y la sensibilidad tal como u na respuesta de control de velocidad puede mantenerse a un de alto nivel incluso en una región de baja velocidad que incluye la velocidad cero , y además, cuando hay un error de valor inicial , la característica de convergencia de error puede mejorarse .

Breve Descri pción de los Dibujos La Figura 1 es un d iagrama que muestra una config uración entera de un controlador de una máquina gi ratoria de CA de acuerdo con la mod alidad 1 de la presente invención.

La Figura 2 es un diag rama que il ustra las características de los vectores de desviación de fl ujo magnético.

La Figura 3 es un d iagrama que muestra una config uración interna de los medios de control giratorios de la máquina de CA 4 en la Figura 1 .

La Figura 4 es un diagrama que muestra una configuración interna de los medios de detección del vector de fl ujo magnético 6 en la Figura 1 .

La Figura 5 es un diagrama que muestra una configuración interna de los med ios de observación adaptativos 7 en la Fig ura 1 .

La Figura 6 es un diagrama que muestra una configuración i nterna de los medios de amplificación de desviación 9 en la Figura 1 .

La Fig u ra 7 es un diagrama que muestra una configuración interna de una matriz de aumento 50 en la Figura 6.

La Figura 8 es un diagrama que muestra una relación entre cada aumento en la matriz de aumento 50 y una velocidad calculada wrO.

La Figura 9 es un diagrama que muestra una configuración interna de una matriz de aumento 51 en la Figura 6.

La Figura 10 es un diagrama que muestra una relación entre cada aumento en la matriz de aumento 51 y la velocidad calculada wrO.

La Figura 11 es un diagrama que muestra una configuración entera de un controlador para una máquina giratoria de CA de acuerdo con la modalidad 2 de la presente invención.

La Figura 12 es un diagrama que muestra una configuración interna de los medios de control de la máquina giratoria de CA 4a en la Figura 11.

La Figura 13 es un diagrama que muestra una configuración interna de un distribuidor de componente presente 60 en la Figura 11.

La Figura 14 es un diagrama que muestra una configuración interna de los medios de detección del vector de flujo magnético 6a en la Figura 11.

La Figura 15 es un diagrama que muestra las relaciones entre un ángulo giratorio de la máquina giratoria de CA y las señales dlu, dlv, y dlw.

La Figura 16 es un diagrama que muestra una configuración entera de un controlador para una máquina giratoria de CA de acuerdo con la modalidad 3 de la presente invención.

La Figura 17 es un diagrama que muestra una configuración interna de los medios de control de la máquina giratoria de CA 4b en la Figura 16.

La Figura 18 es un diagrama que muestra una configuración interna de los medios de observación adaptativos 7b en la Figura 16.

La Figura 19 es un diagrama que muestra una configuración entera de un controlador para una máquina giratoria de CA de acuerdo con la modalidad 4 de la presente invención.

La Figura 20 es un diagrama que muestra una configuración interna de los medios de control de velocidad 110 en la Figura 19.

La Figura 21 es un diagrama que muestra una configuración entera de un controlador para una máquina giratoria de CA de acuerdo con la modalidad 5 de la presente invención.

La Figura 22 es un diagrama que muestra una configuración interna de los medios de observación adaptativos 7c en la Figura 21.

La Figura 23 es un diagrama que muestra una configuración interna de los medios de amplificación de desviación 9c en la Figura 21.

Descripción Detallada de la Invención Modalidad 1.

La Figura 1 es un diagrama que muestra una configuración entera de acuerdo con la presente modalidad 1. En la Figura 1, los medios de aplicación de voltaje 1 aplican un voltaje a una máquina giratoria de CA 2 basado en un vector de instrucción de voltaje Vsref. En la presente modalidad 1, se dará la descripción, utilizando una máquina síncrona como un ejemplo de la máquina giratoria de CA 2. Sin embargo, una máquina de inducción puede también configurarse, utilizando el mismo principio.

El medio de detección del vector de corriente 3 detecta un vector de corriente de la máquina giratoria de CA 2 y produce el vector de corriente como un vector de corriente detectado Is. Los medios de control de la máquina giratoria de CA 4 producen el vector de instrucción de voltaje Vsref a los medios de aplicación de voltaje 1 tal que el vector de corriente detectado Is obtenido de los medios de detección de corriente del vector 3 coincide con un vector de instrucción de corriente Isref. El medio de detección de posición giratoria 5 detecta una posición giratoria de la máquina giratoria de CA 2 y produce la posición giratoria detectada a los medios de detección del vector de flujo magnético 6, y los medios de detección del vector de flujo magnético 6 detectan un vector de flujo magnético basado en la posición giratoria, y producen el vector de flujo magnético como un vector de flujo magnético detectado Phi.

La medios de observación adaptativos 7 producen una fase de flujo magnética calculada T0, un vector de corriente calculado Isest, un vector de flujo magnético calculado Phest, y una velocidad calculada wrO, basado en un vector de desviación amplificado EO descrito más adelante, un vector de desviación de corriente Ais descrito más adelante, y el vector de instrucción de voltaje Vsref. El medio de cálculo del vector de desviación 8 produce el vector de desviación de corriente Ais basado en el vector de corriente calculado Isest y el vector de corriente detectado Is, y también produce el vector de desviación de flujo magnético APhi basado en el vector de flujo magnético calculado Phest y el vector de flujo magnético detectado Phi. Los medios de amplificación de desviación 9 amplifican el vector de desviación de corriente Ais y el vector de desviación de flujo magnético APhi utilizado la velocidad calculada wrO como un parámetro, y produce el resultado como el vector de desviación amplificado EO a los medios de observación adaptativos 7.

Los medios de detección del vector de corriente 3 producen un resultado de conversión de corrientes de CA trifásicas en corrientes de CA bifásicas realizadas por un convertidor de tres fases/dos fases 10, como el vector de corriente detectado Is. El sistema de coordenadas para manejar las corrientes de CA de dos fases producidas por el convertidor de tres fases/dos fases 10 se conoce como un sistema de coordenadas con dos ejes ortogonales en reposo, y el sistema de coordenadas de dos ejes ortogonales en reposo se define como los ejes a-b.

En los medios de cálculo del vector de desviación 8, un restador 11 resta el vector de corriente detectado Is del vector de corriente calculado Isest y produce el vector de desviación de corriente Ais, y un restador 12 resta el vector de flujo magnético detectado Phi del vector de flujo magnético calculado Phest, y produce el vector de desviación de flujo magnético APhi.

Ahora, la función de los medios de observación adaptativos 7 se describe nuevamente.

Es decir, es importante para los medios de control de la máquina de CA giratorios 4, para su desempeño de control, obtener exactamente la fase de flujo magnético calculado T0, que se requiere cuando los medios de control de la máquina giratoria de CA 4 producen el vector de instrucción de voltaje Vsref tal que el vector de corriente detectado Is coincida con el vector de instrucción de corriente Isref.

Por lo tanto, la función primaria de los medios de observación adaptativos 7 es para generar exactamente la fase de flujo magnético calculado T0. Cuando se asume que es una velocidad giratoria de la máquina giratoria de CA 2 es la velocidad calculada wrO de los medios de observación adaptativos 7, los medios de observación adaptativos 7 producen un vector de corriente y un vector de flujo magnético generados cuando el vector de instrucción de voltaje Vsref se aplica a la máquina giratoria de CA 2, como el vector de corriente calculado Isest y el vector de flujo magnético calculado Phest, respectivamente. Puesto que la fase de flujo magnético calculado T0 es una fase del vector de flujo magnético calculado Phest, si el vector de flujo magnético calculado Phest producido por los medios de observación adaptativos 7 se hace para coincidir con un vector de flujo magnético pH de la máquina giratoria de CA 2, contribuye a mejorar el desempeño de control.

En un caso donde la velocidad giratoria de la máquina giratoria de CA 2 y la velocidad calculada wrO producidas por los medios de observación adaptativos 7 son diferentes entre sí, se generan el vector de desviación de corriente Ais y el vector de desviación de flujo magnético ????. Por lo tanto, utilizando esto, la velocidad calculada wrO es corregida a través del control de realimentación así llamado tal que la velocidad calculada wrO coincide con la velocidad giratoria de la máquina giratoria de CA 2. Si la velocidad calculada wrO se hace exitosamente para coincidir con la velocidad giratoria de la máquina giratoria de CA 2, el vector de flujo magnético calculado Phest producido por los medios de observación adaptativos 7 también coincide con el vector de flujo magnético pH de la máquina giratoria de CA 2, y por consiguiente, la fase de flujo magnético calculado T0 con una alta exactitud puede obtenerse.

Como se entiende de la descripción anterior, para el control de realimentación en los medios de observación adaptativos 7, es importante cómo exactamente la desviación (el vector de desviación de flujo magnético ????) entre el Vector de flujo magnético detectado Phi y el vector de flujo magnético calculado Phest se obtienen.

Por lo tanto, las características del vector de desviación de flujo magnético ???? se describirán adicionalmente en detalle con referencia a la Figura 2.

En el caso 1 en la Figura 2 (a), el vector de flujo magnético calculado Phest es una fase principal con relación al vector de flujo magnético detectado Phi y la diferencia de fase está dentro de 90 grados. El vector de desviación de flujo magnético APhi es obtenido restando el vector de flujo magnético detectado Phi (la línea gruesa en el dibujo) del vector de flujo magnético calculado Phest (la línea en cadena en el dibujo), y aparece como la línea discontinua en el dibujo. Por consiguiente, como en un ejemplo mostrado en la Literatura de Patente 2 descrita antes, un valor obtenido por un cálculo de producto exterior del vector de flujo magnético calculado Phest y el vector de flujo magnético detectado Phi es proporcional al área del triángulo (la porción tramada en el dibujo) creado por el vector de flujo magnético calculado Phest y el vector de flujo magnético detectado Phi.

Por lo tanto, si una diferencia de fase se genera entre el vector de flujo magnético calculado Phest y el vector de flujo magnético detectado Phi, el vector de desviación de flujo magnético ???? será generado, y un valor obtenido por un cálculo de producto exterior del vector de flujo magnético calculado Phest y el vector de flujo magnético detectado Phi serán generados.

Después, se considerará el caso 2 en la Figura 2 (b). En el caso 2, el vector de flujo magnético calculado Phest es una fase principal con relación al vector de flujo magnético detectado Phi, y la diferencia de fase es de 90 grados o más. La magnitud del vector de desviación de flujo magnético ???? (la línea discontinua en el dibujo), que es obtenida restando el vector de flujo magnético detectado Phi (la línea gruesa en el dibujo) del vector de flujo magnético calculado Phest (la línea de cadena en el dibujo), es mayor que la del vector de desviación de flujo magnético ???? en el caso 1. Mientras tanto, un valor obtenido por un cálculo de producto exterior del vector de flujo magnético calculado Phest y el vector de flujo magnético detectado Phi, cuyo valor es proporcional al área de la porción tramada en el dibujo, es más pequeño que el del caso 1.

Como se describe antes, el valor obtenido por un cálculo de producto exterior del vector de flujo magnético calculado Phest y el vector de flujo magnético detectado Phi no llegas necesariamente grandes de acuerdo con un aumento de la diferencia de fase entre el vector de flujo magnético calculado Phest y el vector de flujo magnético detectado Phi. Así, el valor obtenido por el cálculo de producto exterior no puede considerarse como que exactamente refleja la magnitud de la diferencia de fase entre el vector de flujo magnético calculado Phest y el vector de flujo magnético detectado Phi.

Sin embargo, cuando la diferencia de fase entre el vector de flujo magnético calculado Phest y el vector de flujo magnético detectado Phi se aumenta, la magnitud del vector de desviación de flujo magnético ???? también se aumenta por consiguiente. Por lo tanto, el vector de desviación de flujo magnético ???? puede considerarse como que exactamente refleja la magnitud de la diferencia de fase entre el vector de flujo magnético calculado Phest y el vector de flujo magnético detectado Phi.

Después, será considerado el caso 3 en la Figura 2 (c). En el caso 3, el vector de flujo magnético calculado Phest es una fase principal con relación al vector de flujo magnético detectado Phi, y la diferencia de fase es pequeña pero la magnitud del vector de flujo magnético calculado Phest se calcula que es mayor que la del vector de flujo magnético detectado Phi. El vector de desviación de flujo magnético ???? (la línea discontinua en el dibujo), que es obtenido restando el vector de flujo magnético detectado Phi (la línea gruesa en el dibujo) del vector de flujo magnético calculado Phest (la línea de cadena en el dibujo), seguramente tiene una magnitud, pero cuando la diferencia de fase es pequeña, un valor obtenido por el cálculo de producto exterior descrito antes como se describe anteriormente no se aseguró nada más.

Como se describe anteriormente, el controlador de una máquina giratoria de CA de acuerdo con la presente modalidad 1 determina el vector de flujo magnético calculado Phest de la máquina giratoria de CA 2 basado en el vector de desviación de flujo magnético ????, sin la realización del cálculo de producto exterior como se muestra en la Literatura de Patente 2. Por lo tanto, incluso cuando la diferencia de fase entre el vector de flujo magnético calculado Phest y el vector de flujo magnético detectado Phi excede 90 grados debido a un error de valor inicial o una alteración o incluso cuando la diferencia de fase es pequeña, es posible mantener la convergencia de error característica y la sensibilidad del cálculo de posición. A consecuencia, es posible controlar la impulsión de la máquina giratoria de CA 2 estable, que es un efecto.

Además, la configuración de cada componente mostrado en la Figura 1 se describirá detalladamente.

La Figura 3 es un diagrama que muestra una configuración interna de los medios de control de la máquina giratoria de CA 4. En la Figura 3, el convertidor de coordenadas 20 convierte las corrientes de CA de dos fases en el sistema de coordenadas de eje a-b producidas por el convertidor de tres fases/dos fases 10 en los medios de detección del vector de corriente 3, en corrientes en un sistema de coordenadas de dos ejes giratorios que giran sincrónicamente con la fase de flujo magnético calculado T0 producido por los medios de observación adaptativos 7. Aquí, el sistema de coordenadas de dos ejes giratorios que giran sincrónicamente con la fase de flujo magnético calculado T0 se define como los ejes d-q. Es decir, el convertidor de coordenadas 20 produce un componente de un eje ias del vector de corriente detectado y un componente de eje b ibs del vector de corriente detectado en los ejes a-b, como un componentes de eje d ids de un vector de corriente detectado y un componente de eje q iqs del vector de corriente detectado en los ejes d-q, basados en la fase de flujo magnético calculado T0 producido por los medios de observación adaptativos 7.

Un restador 21 resta el componente de eje d ids del vector de corriente detectado de un componente de eje d idsref del vector de instrucción de corriente, y un restador 22 resta el componente de eje q iqs del vector de corriente detectado de un componente de eje q iqsref del vector de instrucción de corriente.

Un amplificador 23 amplifica una desviación entre el componente de eje d idsref del vector de instrucción de corriente obtenido del restador 21 y el componente de eje d ids del vector de corriente detectado por un cálculo integral proporcional, y produce el valor resultante como un componente de eje d vdsref del vector de instrucción de voltaje. Un amplificador 24 amplifica una desviación entre el componente de eje q iqsref del vector de instrucción de corriente obtenido del restador 22 y el componente de eje q iqs del vector de corriente detectado por un cálculo integral proporcional, y produce el valor resultante como un componente de eje q vqsref del vector de instrucción de voltaje.

Un convertidor de coordenadas 25 realiza la conversión de coordenadas de las instrucciones de voltaje dos fases en el sistema coordenadas del eje d-q producido por los amplificadores 23 y 24, para obtener las instrucciones de voltaje de tres fases, basados en la fase de flujo magnético calculado T0 producida por los medios de observación adaptativos 7, y produce un componente de fase U, un componente de fase V, y un componente de fase W del vector de instrucción de voltaje Vsref.

La Figura 4 es un diagrama que muestra una configuración interna de los medios de detección del vector de flujo magnético 6. En la Figura 4, una unidad de operación de coseno 30 realiza una operación de coseno de acuerdo con un ángulo giratorio T obtenido de los medios de detección de posición giratoria 5, y produce el coseno T. Una unidad de cálculo de aumento 31 produce un valor obtenido proporcionando el coseno T producido por la unidad de operación de coseno 30 por un valor preestablecido, como un componente de eje a Phia del vector de flujo magnético detectado. El coeficiente de proporcionalidad de la unidad del cálculo de aumento 31 se da como una amplitud de flujo magnético de rotor Df.

Una unidad de operación de seno 32 realiza una operación de seno de acuerdo con el ángulo giratorio T obtenido de los medios de detección de posición giratoria 5, y produce el seno T. Una unidad de cálculo de aumento 33 produce un valor obtenido proporcionando el seno T producido por la unidad de operación de seno 32 por un valor de preestablecido, como un componente de eje b phib del vector de flujo magnético detectado. El coeficiente de proporcionalidad de la unidad de cálculo de aumento 33 también se da como la amplitud de flujo magnético de rotor Df como en el caso de la unidad de cálculo de aumento 31.

La Figura 5 es un diagrama que muestra una configuración interna de los medios de observación adaptativos 7. Antes se describe la Figura 5, se describirá la base para el cálculo realizado en los medios de observación adaptativos 7. Una resistencia de protección de la máquina giratoria de CA 2 se define como R, una inductancia de protección se define como L, y se define una velocidad calculada como wrO, y las matrices A, B, C1, y C2 se definen por la expresión (1).

Expresión 1 (_R 0 0 wrO ? oN L (\ _R 0 1 0 0 1 0^ A = 0 -wrO 0 B = ,C1 = L C2 = •(1) L 0 0 0 0 0 -wrO 0 0 - 0 0 0 0 0 1 ,? o, L , o 0 wrO 0 Un componente de eje a de un vector de corriente calculado en los ejes a-b se define como iasO, un componente de eje b del vector de corriente calculado en los ejes a-b se define como ibsO, un componente de eje a de un vector de reacción de protección calculado en los ejes a-b se define como pasO, un componente de eje b del vector de reacción de protección calculado en los ejes a-b se define como pbsO, un componente de eje a de un vector de flujo magnético calculado en los ejes a-b se define como parO, un componente de eje b del vector de flujo magnético calculado en los ejes a-b se define como pbrO, un componente de eje a de un vector de instrucción de voltaje en los ejes a-b se definen como vas*, y un componente de eje b del vector de instrucción de voltaje en los ejes a-b se define como vbs*. Por otra parte, un vector de desviación amplificada se define como (e1, e2, e3, e4)T.

El símbolo significa una matriz transportada.

Si el vector de instrucción de voltaje vas* y vbs* en los ejes a-b y el vector de desviación amplificada (e1, e2, e3, e4)T se dan, pasO, pbsO, parO, y pbrO puede obtenerse por la expresión (2).

Expresión 2 rpas& pasQ^ 'eft d pbsO pbsO ( vas * el = A + B (2) di parO parO vbs e3 pbrOj e4 Además, un componente de eje a de un vector de desviación de corriente en los ejes a-b se define como ea, un componente de eje b del vector de desviación de corriente en los ejes a-b se define como eb, s se define como un operador Laplace (operador diferencial), kp se define como un aumento proporcional, y ki se define como un aumento de integración. La velocidad calculada wrO, que es un parámetro interno de la matriz A en la expresión (2), es da por la expresión (3).

Expresión 3 kp +— (ea pbrO - eb parO) (3) sj Además, si se dan pasO, pbsO, parO, y pbrO, iasO e ibsO puede obtenerse por la expresión (4).

Expresión 4 ( pasO] iasO pbsO = C1 (4) ibsO par O Similarmente, si se dan pasO, pbsO, parO, y pbrO, parO y pbrO puede obtenerse por la expresión (5).

Expresión 5 ( pasO] ( parí? pbsO = C¾ (5) pbrQJ parO pbrO) Además, sgn se define como una función de signo que produce 1 para un número positivo y -1 para un número negativo, la fase de flujo magnético calculado T0 puede obtenerse por la expresión (6).

Expresión 6 0O = tan_,| £ | + (6) Como se describe anteriormente, si se utilizan las expresiones (1) a (6), la velocidad calculada wrO, el vector de corriente calculado Isest, el vector de flujo magnético calculado Phest, y la fase de flujo magnético calculado T0 puede calcularse, basado en el vector de instrucción de voltaje Vsref, el vector de desviación amplificado EO, y el vector de desviación de corriente Ais.

De acuerdo con esto, la Figura 5 que muestra una configuración interna de los medios de observación adaptativos 7 será descrita. En la Figura 5, un convertidor de tres fases/dos fases 40 convierte el vector de instrucción de voltaje Vsref de las corrientes de CA de tres fases en un vector de instrucción de voltaje Vsref de corrientes de CA de dos fases, y produce un vector de instrucción de voltaje vas* y vbs* en los ejes a-b. Una unidad de cálculo de matriz de aumento 41 produce un resultado obtenido multiplicando la matriz B por el vector (vas*, vbs*)T. Un sumador-restador 42 se implementa, de acuerdo con las signos indicados en el dibujo, la suma y resta con respecto al resultado de la unidad del cálculo de matriz de aumento 41, el resultado de una unidad de cálculo de matriz de aumento 43, y el vector de desviación amplificada (e1, e2, e3, e4)T, y producen un vector resultante. Un integrador 44 implementa la integración para cada componente del vector producido por el sumador-restador 42, y produce el resultado como un vector (pasO, pbsO, parO, pbrO)T. La unidad de cálculo de matriz de aumento 43 obtiene la matriz A definida en la expresión (1) basado en la velocidad calculada wrO, y produce un resultado obtenido multiplicando la matriz A por el vector (pasO, pbsO, parO, pbrO)T. A través de esta serie de cálculos, la entrada al integrador 44 corresponde al lado derecho de la expresión (2).

Por otra parte, el lado izquierdo de la expresión (2) es una diferenciación del vector (pasO, pbsO, parO, pbrO)T, y también es la entrada al integrador 44. Por lo tanto, la salida del integrador 44 es el vector (pasO, pbsO, parO, pbrO)T. Una matriz de aumento 45 realiza el cálculo de matriz de la expresión (4), y produce un vector de corriente calculado laset (iasO, ibsO)T. Una matriz de aumento 46 realiza el cálculo de matriz de la expresión (5), y produce el vector de flujo magnético calculado Phest (parO, pbrO)T. Una unidad de cálculo de fase 47 realiza el cálculo de la expresión (6) basado en el vector de flujo magnético calculado introducido (parO, pbrO)T, y producen la fase de flujo magnético calculado T0. Un calculador de velocidad 84 realiza el cálculo de la expresión (3) basado en el vector de flujo magnético calculado introducido (parO, pbrO)T y el vector de desviación de corriente (ea, eb)T, y producen la velocidad calculada wrO.

La Figura 6 es un diagrama que muestra una configuración interna de los medios de amplificación de desviación 9. Un componente de eje a del vector de desviación de flujo magnético en los ejes a-b se define como epa, un componente de eje b del vector de desviación de flujo magnético en los ejes a-b se define como epb. En la Figura 6, una matriz de aumento 50 produce un resultado obtenido multiplicando el vector de desviación de corriente (ea, eb)T por la matriz He, y una matriz de aumento 51 produce un resultado obtenido multiplicando el vector de desviación de flujo magnético (epa, epb)T por la matriz Hf. Aquí, He y el Hf son matrices de aumento definidas por la expresión (7), y h 11 a h44 en la expresión (7) son aumentos de amplificación.

Expresión 7 [ A12 ?23 Hc = , = K A34 ?? j ¿43 Un sumador 52 agrega un vector de salida (ed, ec2, ec3, ec4)T de la matriz de aumento 50 y un vector de salida (ep1, ep2, ep3, ep4)T de la matriz de aumento 51, y produce (ec1+ep1, ec2 + ep2, ec3 + ep3, ec4 + ep4)T como un vector de desviación amplificada (e1, e2, e3, e4)T. Como se describe más adelante, en la matriz de aumento 51, en particular, en un caso donde el valor absoluto de la velocidad calculada es mayor, si los valores de h13, h14, h23, h24, h33, h34, h43, y h44 se hace que sean de cero, después el resultado de la matriz de aumento 51 puede hacerse que se sea de cero en una región de giro intenso.

Por lo tanto, incluso cuando el vector de flujo magnético detectado Phi es determinado basado en una salida de los medios de detección de posición giratorio 5 que no tienen generalmente buenas características de respuesta, es posible prevenir la reducción de las características del impulsor en una región de giro intenso que resulta de la sensibilidad insuficiente.

La Figura 7 es un diagrama que muestra una configuración interna de la matriz de aumento 50. En la Figura 7, un aumento de amplificación 120 multiplica el aumento h 11 basado en la velocidad calculada wrO y el componente de eje a ea del vector de desviación de corriente en los ejes a-b, y produce el resultado. Un aumento de amplificación 121 multiplica el aumento h12 basado en la velocidad calculada wrO y el componente de eje b eb del vector de desviación de corriente en los ejes a-b, y produce el resultado. Similarmente, un aumento de amplificación 122 multiplica el aumento h21 basado en la velocidad calculada wrO y el componente de eje a ea del vector de desviación de corriente en los ejes a-b, y produce el resultado. Un aumento de amplificación 123 multiplica el aumento h22 basado en la velocidad calculada wrO y el componente de eje b eb del vector de desviación de corriente en los ejes a-b, y produce el resultado. Similarmente, un aumento de amplificación 124 multiplica el aumento h31 basado en la velocidad calculada wrO y el componente de eje a ea del vector de desviación de corriente en los ejes a-b, y produce el resultado. Un aumento de amplificación 125 multiplica el aumento h32 basado en la velocidad calculada wrO y el componente de eje b eb del vector de desviación de corriente en los ejes a-b, y produce el resultado. Similarmente, un aumento de amplificación 126 multiplica el aumento h41 basado en la velocidad calculada wrO y el componente de eje a ea del vector de desviación de corriente en los ejes a-b, y produce el resultado. Un aumento de amplificación 127 multiplica el aumento h42 basado en la velocidad calculada wrO y el componente de eje b eb del vector de desviación de corriente en los ejes a-b, y produce el resultado.

Después, un sumador 128 agrega el resultado del aumento de amplificación 120 y el resultado del aumento de amplificación 121, y produce el resultado como una desviación amplificada ec1. Similarmente, un sumador 129 agrega el resultado del aumento de amplificación 122 y el resultado del aumento de amplificación 123, y produce el resultado como una desviación amplificada ec2. Similarmente, un sumador 130 agrega el resultado del aumento de amplificación 124 y el resultado del aumento de amplificación 125, y produce el resultado como una desviación amplificada ec3. Similarmente, un sumador 131 agrega el resultado del aumento de amplificación 126 y el resultado del aumento de amplificación 127, y produce el resultado como una desviación amplificada ec4.

La Figura 8 muestra que una relación entre la velocidad calculada wrO y cada uno de los aumentos de amplificación h 11 , h12, h21, h22, h31, h32, h41, y h42 en la presente modalidad 1. En este ejemplo, puesto que h12, h32, y h41 se ajustan a 0 independientemente de la velocidad calculada wrO, los aumentos de amplificación 121, 125, y 126 en la Figura 7 pueden omitirse.

Puesto que las bases para ajustar las características no sólo de los aumentos de amplificación 121, 125, y 126 sino también de otros aumentos de amplificación usados en el ejemplo anteriores no son particularmente importantes en la presente invención, la descripción detallada de los mismos se omitirá.

Utilizando los aumentos de amplificación h11, h12, h21, h22, h31, h32, h41, y h42 mostrados en la Figura 8, en un caso donde una desviación ha ocurrido entre la velocidad calculada wrO y la velocidad giratoria de la máquina giratoria de CA 2, una desviación de corriente puede generarse en un componente ortogonal al flujo magnético calculado. Por consiguiente, cuando el cálculo de la expresión (3) es realizado por el calculador de velocidad 48, la velocidad calculada wrO puede producirse establemente.

La Figura 9 es un diagrama que muestra una configuración interna de la matriz de aumento 51. En la Figura 9, un aumento de amplificación 140 multiplica el aumento h13 basado en la velocidad calculada wrO y el componente de eje a epa del vector de desviación de flujo magnético en los ejes a-b, y produce el resultado. Un aumento de amplificación 141 multiplica el aumento h14 basado en la velocidad calculada wrO y el componente de eje b epb del vector de desviación de flujo magnético en los ejes a-b, y produce el resultado. Similarmente, un aumento de amplificación 142 multiplica el aumento h23 basado en la velocidad calculada wrO y el componente de eje a epa del vector de desviación de flujo magnético en los ejes a-b, y produce el resultado. Un aumento de amplificación 143 multiplica el aumento h24 basado en la velocidad calculada wrO y el componente de eje b epb del vector de desviación de flujo magnético en los ejes a-b, y produce el resultado. Similarmente, un aumento de amplificación 144 multiplica el aumento h33 basado en la velocidad calculada wrO y el componente de eje a epa del vector de desviación de flujo magnético en los ejes a-b, y produce el resultado. Un aumento de amplificación 145 multiplica el aumento h34 basado en la velocidad calculada wrO y el componente de eje b epb del vector de desviación de flujo magnético en los ejes a-b, y produce el resultado. Similarmente, un aumento de amplificación 146 multiplica el aumento h43 basado en la velocidad calculada wrO y el componente de eje a epa del vector de desviación de flujo magnético en los ejes a-b, y produce el resultado. Un aumento de amplificación 147 multiplica el aumento h44 basado en la velocidad calculada wrO y el componente de eje b epb del vector de desviación de flujo magnético en los ejes a-b, y produce el resultado.

Después, un sumador 148 agrega el resultado del aumento de amplificación 140 y el resultado del aumento de amplificación 141, y produce el resultado como una desviación amplificada ep1. Similarmente, un sumador 149 agrega el resultado del aumento de amplificación 142 y el resultado del aumento de amplificación 143, y produce el resultado como una desviación amplificada ep2. Similarmente, un sumador 150 agrega el resultado del aumento de amplificación 144 y el resultado del aumento de amplificación 145, y produce el resultado como una desviación amplificada ep3. Similarmente, un sumador 151 agrega el resultado del aumento de amplificación 146 y el resultado del aumento de amplificación 147, y produce el resultado como una desviación amplificada ep4.

La Figura 10 muestra una relación entre la velocidad calculada wrO y cada uno de los aumentos de amplificación h13, h14, h23, h24, h33, h34, h43, y h44 en la presente modalidad 1. En el caso de la presente modalidad 1, los aumentos de amplificación distintos de los aumentos de amplificación h33 y h44 son 0 independientes de la velocidad calculada wrO. Por lo tanto, los aumentos de amplificación 140, 141, 142, 143, 145, y 146 en la Figura 9 pueden omitirse.

Como se describe anteriormente, con respecto al vector de desviación de corriente, utilizando los aumentos de amplificación h11, h12, h21, h22, h31 , h32, h41, y h42, en un caso donde una desviación ha ocurrido entre la velocidad calculada wrO y la velocidad giratoria de la máquina giratoria de CA 2, un vector de desviación de corriente puede generarse en un componente ortogonal al flujo magnético calculado.

Mientras tanto, en un caso donde se detiene la máquina giratoria de CA 2 y los medios de aplicación de voltaje 1 aplican el voltaje de DC a la máquina giratoria de CA 2, la máquina giratoria de CA 2 es simplemente equivalente a un circuito de resistencia. Es decir, en un caso donde se detiene la máquina giratoria de CA 2 y los medios de aplicación de voltaje 1 aplican un voltaje de DC, la impedancia de la máquina giratoria de CA 2 no es relevante a la velocidad giratoria. Por lo tanto, o independientemente de la presencia o ausencia de una desviación entre la velocidad calculada wrO y la velocidad giratoria de la máquina giratoria de CA 2, el vector de desviación de corriente Ais no se genera. Sin embargo, con respecto al vector de desviación de flujo magnético ????, incluso cuando se detiene la máquina giratoria de CA 2, el valor del vector de flujo magnético detectado Phi no es relevante a la impedancia de la máquina giratoria de CA 2, y el valor del vector de flujo magnético detectado Phi varía y es determinado dependiendo del ángulo giratorio incluso cuando se detiene la máquina giratoria de CA 2. Por lo tanto, a menos que el vector de flujo magnético calculado Phest coincida con el vector de flujo magnético detectado Phi, el vector de desviación de flujo magnético ???? será generado.

Utilizando esto, como se muestra en la Figura 10, los aumentos de amplificación h33 y h44 se ajustan para tener una magnitud predeterminada en una región donde es pequeña la velocidad calculada wrO, por los medios de amplificación de desviación 9 produce el vector de desviación amplificado E0 tal que el vector de flujo magnético calculado Phest coincide con el vector de flujo magnético detectado Phi.

Los valores de h33 y h44 pueden variarse de una manera de manera gradual, de acuerdo con la velocidad calculada wrO. Sin embargo, para una operación simplificación, los valores pueden variarse linealmente como se muestra en la Figura 10.

Por ejemplo, incluso en un caso donde los medios de detección de posición giratoria económica 5 se utiliza cuya confiabilidad es reducida debido a su sensibilidad baja cuando se aumenta la velocidad giratoria, si los aumentos de amplificación h33 y h44 se ajustan para tener una magnitud predeterminada en un intervalo de baja velocidad donde la confiabilidad puede mantenerse, y si los aumentos de amplificación h33 y h44 se ajustan a cero en los otros intervalos de velocidad, el vector de desviación de flujo magnético APhi no es generado.

Como se describe anteriormente, cuando se detiene la máquina giratoria de CA 2 y los medios de aplicación de voltaje 1 aplican un voltaje de DC a la máquina giratoria de CA 2, una desviación de corriente no se genera. En los otros intervalos, los medios de observación adaptativos 7 realizan fundamentalmente las mismas operaciones, por ejemplo, como el controlador ejemplar para una máquina giratoria de CA de la Literatura de Patente 3, y realizan operaciones que controlan la simplificación. Cuando la máquina giratoria de CA 2 no se detiene, incluso si el vector de desviación de flujo magnético ???? se hace que sea de cero, los medios de observación adaptativos 7 funcionan establemente basado en el vector de desviación de corriente Ais. Además, cuando se detiene la máquina giratoria de CA 2, incluso si el vector de desviación de corriente Ais no es generado debido al hecho de que la impedancia de la máquina giratoria de CA es equivalente al circuito de resistencia, los medios de observación adaptativos 7 operarán establemente por el vector de desviación de flujo magnético ???? que es generado.

Es decir, incluso si la exactitud en la detección de posición de los medios de detección de posición giratoria 5 se reduce en una región de giro intenso, los medios de observación adaptativos 7 calcularán la fase de flujo magnético calculado T0 sin utilizar el vector de flujo magnético detectado Phi, y así, es posible impulsar establemente la máquina giratoria de CA 2 incluso en una región de giro intenso, que es un efecto.

La descripción anterior se ha dado en una suposición que la máquina giratoria de CA está en un estado detenido. Sin embargo, en una región de velocidad de giro baja que incluye un tope, una desviación de corriente ocurrirá escasamente, y los medios de detección de posición giratoria 5 tienen suficiente exactitud de detección hasta cierta región de velocidad giratoria. Por lo tanto, en consideración de esto, los aumentos de amplificación h33 y h44 de la matriz de aumento 51 no se limitan a las características mostradas en la Figura 10. El mismo efecto como se describe anteriormente puede obtenerse ajustando los aumentos de amplificación h33 y h44 en valores que son más pequeños en un momento cuando la velocidad calculada wrO es alta, que los que en un momento cuando la velocidad calculada wrO es baja.

Además, no es imposible que los aumentos de amplificación se ajusten en los medios de amplificación de desviación 9 se ajustan a los valores constantes independientemente de la velocidad, dependiendo de las características de los medios de detección de posición giratoria 5 y las características de impulsión requeridas por la máquina giratoria de CA. En este caso, no es necesario proporcionar los medios de amplificación de desviación 9, y el resultado de los medios de cálculo del vector de desviación 8 producido a los medios de observación adaptativos 7 como el vector de desviación amplificado EO.

También en esta configuración, los medios de observación adaptativos 7 no obstante, calculan la fase de flujo magnético calculado tal que por lo menos la desviación entre el vector de flujo magnético calculado y el vector de flujo magnético detectado lleguen a ser pequeños. Por lo tanto, es posible obtener un efecto en el cual: un impulsor simple pueda lograrse de una región de baja velocidad que incluye la velocidad cero a una región de alta velocidad, e incluso si un error del valor inicial está presente en la fase calculada, el error se converge puntualmente y las características deseadas pueden obtenerse.

Como se describe anteriormente, la presente modalidad 1 tiene una configuración en la cual los medios de observación adaptativos 7 calculan una fase de flujo magnético calculado basado en el vector de desviación de corriente y el vector de desviación amplificada tal que la desviación entre el vector de corriente calculado y el vector de corriente detectado y la desviación entre el vector de flujo magnético calculado y el vector de flujo magnético detectado l leguen a ser pequeños; los medios de control de la máqui na giratoria de CA 4 calculan un vector de i nstrucción de voltaje basado en la fase de fl ujo mag nético calculado; y los medios de apl icación de voltaje 1 aplican un voltaje a la máquina giratoria de CA 2 basado en el vector de instrucción de voltaje. Por consiguiente, incluso en un caso donde la diferencia de fase entre el vector de flujo magnético calculado y el vector de flujo magnético detectado excede 90 grados debido a un error de valor inicial o una alteración , o la diferencia de fase es pequeña , es posible mantener la característica de convergencia de error y la sensibilidad de la valoración de posición . Por consiguiente, el cálculo de la fase de flujo magnético calculado se realiza confiablemente vía un vector de desviación de flujo magnético que será seguramente generado en un estado de baja velocidad que incluye un estado de suspensión de la máqui na giratoria de CA. Además, los aumentos de amplificación que amplifican el vector de desviación de flujo magnético en los medios de amplificación de desviación 9 se ajustan para que sean pequeños en las regiones distintas de la región de baja velocidad que incluye u n tope. Por consiguiente, i ncl uso si la respuesta de la detección de posición gi ratoria por los medios de detección de posición gi ratoria 5 es lenta , una i mpulsión estable y simple de la máquina gi ratoria de CA puede lograrse de una región de baja velocidad a una región de alta velocidad .

Modalidad 2.

En el controlador para la máquina giratoria de CA en la modalidad 1, los medios de detección de vector de flujo magnético 6 producen el vector de flujo magnético Phi detectado basado en la posición giratoria detectada por los medios de detección de posición giratoria 5. Sin embargo, en un caso donde está presente la dependencia de posición giratoria, que se conoce como saliencia, de la inductancia en la máquina giratoria de CA 2, los medios de detección de vector de flujo magnético 6a pueden producir el vector de flujo magnético detectado Phi basado en un vector de corriente de alta frecuencia Ish obtenido de los medios de detección de vector de corriente 3a.

La figura 11 es un diagrama que muestra una configuración de un controlador de una máquina giratoria de CA de acuerdo con la presente modalidad 2. En la figura 11, los componentes denotados por los mismos números de referencia que aquellos en la figura 1 son iguales que o corresponden a aquellos en la figura 1, y la descripción individual de los mismos será omitida.

Los medios de detección de vector de corriente 3a incluyen un distribuidor de componente de corriente 60, y detectan el vector de corriente detectado Is y el vector de corriente de alta frecuencia Ish de la máquina giratoria de CA 2. Los medios de control de máquina giratoria de CA emiten a los medios de aplicación de voltaje 1, basado en la fase de flujo magnético calculada T0 obtenida de los medios de observación adaptativos 7, el vector de instrucción de voltaje Vsref que permite que un vector de corriente obtenido de los medios de detección de vector de corriente 3a coincida con el vector de instrucción de corriente Isref y que permite concurrentemente que el vector de corriente de alta frecuencia Ish sea generado. Los medios de detección de vector de flujo magnético 6a producen el vector de flujo magnético detectado Phi basado en el vector de corriente de alta frecuencia Ish.

La figura 12 es un diagrama que muestra una configuración interna de los medios de control de máquina giratoria de CA 4a en la presente modalidad 2. Los componentes denotados por los mismos números de referencia que aquellos en la figura 3 son iguales que o corresponden a aquellos en la figura 3.

Un generador de vector de instrucción de voltaje de alta frecuencia 56 produce un vector de instrucción de voltaje de tres fases de alta frecuencia Vsref, que tiene un componente de fase U, un componente de fase V, y un componente de fase W, cada uno tiene una amplitud A, una frecuencia angular ??, y una diferencia de fase de 2p/3 [rad] entre sí. Un sumador 57 agrega el componente de fase U del vector de instrucción de voltaje producido por el generador de vector de instrucción de voltaje de alta frecuencia 56 a un componente de fase U de un vector de instrucción de voltaje producido por el convertidor de coordenadas 25, y produce el resultado como un componente de fase U de un vector de instrucción de voltaje que se dará a los medios de aplicación de voltaje 1. Similarmente, un sumador 58 agrega el componente de fase V del vector de instrucción de voltaje producido por el generador de vector de instrucción de voltaje de alta frecuencia 56 a un componente de fase V del vector de instrucción de voltaje producido por el convertidor de coordenadas 25, y produce el resultado como un componente de fase V del vector de instrucción de voltaje que se dará a los medios de aplicación de voltaje 1. Similarmente, un sumador 59 agrega el componente de fase W del vector de instrucción de voltaje producido por el generador de vector de instrucción de voltaje de alta frecuencia 56 a un componente de fase W del vector de instrucción de voltaje producido por el convertidor de coordenadas 25, y produce el resultado como un componente de fase W del vector de instrucción de voltaje que se dará a los medios de aplicación de voltaje 1.

La figura 13 es un diagrama que muestra una configuración interna del distribuidor componente de corriente 60 en la presente modalidad 2. En la figura 13, un convertidor de tres fases/dos fases 61 produce, similarmente al convertidor de tres fases/dos fases 10 de acuerdo con la modalidad 1, un resultado de la conversión de las corrientes de tres fases de CA en corrientes de dos fases de CA, como un componente de eje a y un componente de eje b de una corriente de eje a-b.

Un filtro de tope de banda 62 bloquea, usando un filtro que bloquea solamente el mismo componente de frecuencia angular que la frecuencia angular ?? [rad/s] del vector de instrucción de voltaje de tres fases de alta frecuencia producido por el generador de vector de instrucción de voltaje de alta frecuencia 56, el componente de frecuencia angular ?? [rad/s] solamente del componente del componente de eje a del vector de corriente producido por el convertidor de tres fases/dos fases 61, y produce el resultado como un componente de eje a ias del vector de corriente detectado. Un restador 63 resta el componente de eje a ias del vector de corriente detectado producido por el filtro de tope de banda 62 del componente de eje a del vector de corriente producido por el convertidor de tres fases/dos fases 61, para de tal modo extraer solamente el componente de frecuencia angular ?? [rad/s] del componente de eje a del vector de corriente, y producir la frecuencia angular extraída como un componente de eje a iash del vector de corriente de alta frecuencia.

Similarmente, un filtro de tope de banda 64 bloquea, usando un filtro que bloquea solamente el mismo componente de frecuencia angular que la frecuencia angular ?? [rad/s] del vector de instrucción de voltaje de tres fases de alta frecuencia producido por el generador de vector de instrucción de voltaje de alta frecuencia 56, el componente de frecuencia angular ?? [rad/s] solamente del componente de eje b del vector de corriente producido por el convertidor de tres fases/dos fases 61, y produce el resultado como un componentes de eje b ibs del vector de corriente detectado. Un restador 65 resta el componente de eje b ibs del vector de corriente detectado producido por el filtro de tope de banda 64 del componente de eje b del vector de corriente prod ucido por el convertidor de tres fases/dos fases 61 , para de tal modo extraer solamente el componente de frecuencia angu lar ?? [rad/s] del componente de eje b del vector de corriente, y prod uci r la frecuencia angular extraída como un componente de eje b ibsh del vector de corriente de alta frecuencia .

La figura 1 4 es un diagrama que muestra una configuración interna de los medios de detección de vector de flujo magnético 6a . Los componentes denotados por los mi smos números de referencia que aquellos en la figura 4 son ig uales que o corresponden a aquellos en la figura 4. U n convertidor de dos fases/tres fases 70 realiza la conversión de coordinadas del componente de eje a iash y del componente de eje b ibsh del vector de corriente de alta frecuencia obtenido del distri buidor de componente de corriente 60 en corrientes de tres fases de CA, y prod uce un com ponente de fase U del vector de corriente de alta frecuencia, un componente de fase V del vector de corriente d e alta frecuencia , y un componente de fase W del vector de corriente de alta frecuencia . Una unidad de cálculo de cuad rado 71 ajusta el valor del componente de fase U del vector de corriente de alta frecuencia obtenido del convertidor de dos fases/tres fases 70. Similarmente, una unidad de cálculo de cuad rado 72 aj usta el valor del componente de fase V del vector de corriente de alta frecuencia obtenido del convertidor de dos fases/tres fases 70, y una unidad de cálculo de cuadrado 73 ajusta el valor del componente de fase W del vector de corriente de alta frecuencia obtenido del convertidor de dos fases/tres fases 70.

Un integrador 74 integra el resultado de la unidad de cálculo de cuadrado 71. Cuando el tiempo de corriente se define como t [segundos], el integrador 74 produce un resultado de la integración del tiempo t-T [segundos] al segundo de tiempo t. Aquí, T se da como una constante. Sin embargo, si T se da como múltiplo entero de 2tt/?? [segundos], corresponde a una integración durante un período proporcional al ciclo del componente de alta frecuencia, que permite una mejor detección del flujo magnético. Similarmente, un integrador 75 integra el resultado de la unidad de cálculo de cuadrado 72 del tiempo t-T [segundos] al segundo de tiempo t, y produce el resultado. Similarmente, un integrador 76 integra el resultado de la unidad de cálculo de cuadrado 73 del tiempo t-T [segundos] al segundo de tiempo t, y produce el resultado.

Una unidad de cálculo de matriz de aumento 77 considera los resultados de integración obtenidos de los integradores 74, 75, y 76 como un vector de integración de corriente de alta frecuencia, y multiplica el vector de integración de corriente de alta frecuencia por la matriz mostrada en la figura 14, y produce el resultado como señales dlu, dlv, y dlw. A través de la serie de procesos, las señales dlu, dlv, y dlw se convierten en las señales cuya amplitud varía de acuerdo con la posición giratoria de la máquina giratoria de CA 2. La relación entre la posición giratoria de la máquina giratoria de CA 2 y las señales dlu, dlv, y dlw se muestra en la figura 15. Según lo mostrado en la figura 15, las señales dlu, dlv, y dlw son las funciones periódicas que se configuran en el orden de fase de dlu, dlw, y dlv con referencia a la posición giratoria 0 [rad], y tienen un ciclo de tt. Por lo tanto, en un convertidor de dos fases/tres fases 78, dlv se intercambia con dlw, y las señales dlu, dlw, y dlv se ingresan como un vector de amplitud de corriente de alta frecuencia, y después, el resultado es producido como un componente de eje a Iha y un componente de eje b Ihb del vector de amplitud de corriente de alta frecuencia en los ejes a-b.

Una unidad de cálculo de fase 79 calcula la expresión (8) basado en Iha e Ihb, y produce una fase 62L del vector de amplitud de corriente de alta frecuencia.

Expresión 8 (8) El ciclo de la fase 92L es dos veces el ciclo de la posición giratoria de la máquina giratoria de CA 2. Por lo tanto, un convertidor de ángulo 80 realiza la conversión de fase de la fase T2?_, y produce el resultado como la posición giratoria de la máquina giratoria de CA 2.

A través de la configuración anterior, en un caso donde está presente la dependencia de la posición giratoria, que se conoce como saliencia, de la inductancia en la máquina giratoria de CA 2, es posible producir el vector de flujo magnético detectado Phi, basado en el vector de corriente de alta frecuencia Ish obtenido de los medios de detección de vector de corriente 3a. Similarmente a la modalidad 1, en la matriz de aumento 51, en un caso donde es grande el valor absoluto de la velocidad calculada wrO, si puede hacerse que los valores de h13, h14, h23, h24, h33, h34, h43, y h44 sean de cero, se pude hacer que el resultado de la matriz de aumento 51 sea de cero en una región de giro intenso. De este modo, incluso si la amplitud A del vector de instrucción de voltaje de tres fases de alta frecuencia producido por el generador de vector de instrucción de voltaje de alta frecuencia 56 en una región de giro intenso, se hace que sea de cero, los medios de observación adaptativos 7 calcularán la fase de flujo magnético calculada T0 sin utilizar el vector de flujo magnético detectado Phi. Por consiguiente, es posible lograr un efecto en el cual la máquina giratoria de CA 2 se pueda accionar establemente incluso en una región de giro intenso.

Cuando un impulsor en una región de giro intenso debe ser implementado mientras usa la saliencia de la inductancia, serán generados un voltaje y una corriente que tienen una frecuencia distinta a la de la onda fundamental, lo cual es una desventaja en términos de eficacia de operación, índice de utilización de voltaje, y corriente máxima. Sin embargo, la configuración anterior de la modalidad 2 permite la prevención de la ocurrencia de un voltaje y una corriente que tienen una frecuencia distinta a la de la onda fundamental en una región de giro intenso, permitiendo un impulsor que sea ventajoso en términos de eficacia de operación, índice de utilización de voltaje, y corriente máxima, y contribuye adicionalmente a una reducción del tamaño del dispositivo y a una vida más larga del dispositivo.

Modalidad 3.

En la modalidad 2, los medios de observación adaptativos 7 se configuran en el sistema de coordinadas de dos ejes ortogonales (los ejes a-b) en reposo. Sin embargo, los medios de observación adaptativos 7 pueden ser configurados en un sistema de coordinadas de dos ejes giratorios (ejes d-q) que giran en sincronía con la fase de flujo magnético calculada T0. Se entiende que el método de configuración que utiliza el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios (ejes d-q) se puede aplicar a la modalidad 1.

La figura 16 es un diagrama que muestra a una configuración entera de un controlador para una máquina giratoria de CA en la presente modalidad 3. Los componentes denotados por los mismos números de referencia que aquellos en la modalidad 2 son iguales que o corresponden a aquellos en la modalidad 2. Los medios de detección de vector de corriente 3b incluyen el distribuidor de componente de corriente 60 y un convertidor de coordenadas 81, y produce el vector de corriente detectado Is en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios. El convertidor de coordenadas 81 convierte, basado en la fase de flujo magnético calculada T0 obtenida de los medios de observación adaptativos 7b, el vector de corriente detectado Is en los ejes a-b obtenidos del distribuidor de componente de corriente 60 en un componente de eje d ids y en un componente de eje q iqs del vector de corriente detectado en los ejes d-q, y produce el resultado. Similarmente, el convertidor de coordenadas 82 convierte, basado en la fase de flujo magnético calculada T0 obtenida de los medios de observación adaptativos 7b, el vector de flujo magnético detectado Phi en los ejes a-b obtenidos de los medios de detección de vector de flujo magnético 6a, y produce el resultado como un componente de eje d phid y un componente de eje q phiq del vector de flujo magnético detectado en los ejes d-q.

Los medios de control de máquina giratoria de AC 4b producen los medios de aplicación de voltaje 1 para el vector de instrucción de voltaje Vsref de las corrientes de tres fases de CA que permiten que el vector de corriente detectado esté en los ejes d-q obtenidos de los medios de detección de vector de corriente 3b para que coincidan con el vector de instrucción de corriente Isref en los ejes d-q y que permite concurrentemente que el vector de corriente de alta frecuencia Ish sea generado. Los medios de control de máquina giratoria de CA 4b también producen un vector de instrucción de voltaje Vdqref en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios para los medios de observación adaptativos 7b. Los medios de observación adaptativos 7b producen, basado en el vector de instrucción de voltaje Vdqref en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios obtenidos de los medios de control de máquina giratoria de CA 4b, el vector de desviación de corriente obtenido de los medios de cálculo de vector de desviación 8b, y el vector de desviación amplificada EO obtenido de los medios de desviación de amplificación 9b, el vector de corriente calculado Isest en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios, el vector de flujo magnético calculado Phest en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios, y la velocidad calculada wrO. Los medios de cálculo de vector de desviación 8b producen, basado en el vector de corriente calculado Isest en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios y en el vector de corriente detectado Is en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios, el vector de desviación de corriente Ais en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios, y también producen, basado en el vector de flujo magnético calculado Phest en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios y en el vector de flujo magnético detectado Phi en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios, el vector de desviación de flujo magnético APhi en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios.

En los medios de cálculo de vector de desviación 8b, el restador 11b resta el vector de corriente detectado está en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios del vector de corriente calculado Isest en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios y produce el vector de desviación de corriente Ais (ed, eq)T en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios, y un restador 12b resta la vector de flujo magnético detectado Phi en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios del vector de flujo magnético calculado Phest en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios y produce el vector de desviación de flujo magnético APhi en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios. Los medios de desviación de amplificación 9b amplifican el vector de desviación de corriente Ais en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios y el vector de desviación de flujo magnético ???? en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios de acuerdo con la velocidad calculada wrO, y producen el resultado como el vector de desviación amplificada EO (f1 , f2, f3, f4)T en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios, para los medios de observación adaptativos 7b.

La figura 17 es un diagrama que muestra una configuración interna de los medios de control de máquina giratoria de CA 4b, y los componentes denotados por los mismos números de referencia que aquellos en la figura 12 son iguales que o corresponden a aquellos en la figura 12. Las diferencias entre la figura 17 y la figura 12 son como sigue: en la figura 17, el vector de corriente detectado Is obtenido de los medios de detección de vector de corriente 3b está en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios, y se elimina el convertidor de coordenadas 20, y los resultados del amplificador 23 y del amplificador 24 son producidos como un componente de eje d vdsref y como un componente de eje q vqsref del vector de instrucción de voltaje en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios.

La figura 18 es un diagrama que muestra una configuración interna de los medios de observación adaptativos 7b configurados en un sistema de coordinadas de dos ejes giratorios (ejes d-q) que gira en sincronía con la fase de flujo magnético calculada T0. Posteriormente, una frecuencia angular a la cual el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios (ejes d-q) gira se define como w, el componente de eje d del vector de corriente calculado en los ejes d-q se define como idsO, el componente de eje q del vector de corriente calculado en los ejes d-q se define como iqsO, el componente de eje d de un vector de reacción de protección calculado en los ejes d-q se define como pdsO, el componente de eje q del vector de reacción de protección calculado en los ejes d-q se define como pqsO, el componente de eje d del vector de flujo magnético calculado en los ejes d-q se define como pdrO, el componente de eje q del vector de flujo magnético calculado en los ejes d-q se define como pqrO, la inductancia de eje d de la máquina giratoria de CA 2 se define como Ld, y la inductancia de eje q de la máquina giratoria de CA 2 se define como Lq.

En la figura 18, un sumador-restador 90 agrega el componente de eje d vdsref del vector de instrucción de voltaje en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios y un primer componente de un resultado producido por una matriz de aumento 96 descrita posteriormente, resta del valor resultante un primer componente f1 del vector de desviación amplificada EO en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios, y produce el resultado. Similarmente, un sumador-restador 91 agrega el componente de eje q vqsref del vector de instrucción de voltaje en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios y un segundo componente del resultado producido por la matriz de aumento 96 descrita posteriormente, resta del valor resultante un segundo componente f2 del vector de desviación amplificada EO en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios, y produce el resultado. Un inversor de señal 92 invierte la señal de un tercer componente f3 del vector de desviación amplificada EO en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios y produce el resultado. Un integrador 93 integra el resultado del sumador-restador 90 y produce el componente de eje d pdsO del vector de reacción de protección calculada. Similarmente, un integrador 94 integra el resultado del sumador-restador 91 y produce el componente de eje q pqsO del vector de reacción de protección calculada. Un integrador 95 produce el componente de eje d pdrO del vector de flujo magnético calculado que ha sido obtenido por la integración del resultado del inversor de señal 92, como un componente de eje d phdest del mismo. Debe ser observado que puesto que los medios de observación adaptativos 7b se configuran en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios (ejes d-q) que gira en sincronía con la fase de flujo magnético calculada T0, un componente de eje q phqest del vector de flujo magnético calculado es de cero.

La matriz de aumento 96 multiplica una matriz que incluye la velocidad calculada wrO, la frecuencia angular w, la resistencia de protección R, la inductancia de eje d Ld, y la inductancia de eje q Lq por un vector (pdsO, pqsO, pdrO)T, y produce el resultado. Una matriz de aumento 97 multiplica una matriz que incluye la inductancia de eje d Ld y la inductancia de eje q Lq por un vector (pdsO, pqsO)T, y produce un componente de eje d resultante idsO del vector de corriente calculado como el componente de eje d idest del mismo, y un componente de eje q resultante iqsO del vector de corriente calculado como el componente de eje q iqest del mismo.

Un calculador de velocidad 98 amplifica, por un entero proporcional, un valor obtenido por la división de un componente de eje q eq del vector de desviación de corriente en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios por el componente de eje d pdrO del vector de flujo magnético calculado, y produce el resultado como la velocidad calculada wrO. En los medios de observación adaptativos 7b de acuerdo con la presente modalidad 3, no se utiliza un componente de eje d ed del vector de desviación de corriente en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios. Un divisor 99 divide un cuarto componente f4 del vector de desviación amplificada EO en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios por el componente de eje d pdrO del vector de flujo magnético calculado, y produce el resultado. Un restador 100 resta el resultado del divisor 99, del resultado wrO del calculador de velocidad 98, y produce el resultado como la frecuencia angular W. Un integrador 101 integra la frecuencia angular w, y produce el resultado como la fase de flujo magnético calculada 00.

Según lo descrito anteriormente, incluso cuando los medios de observación adaptativos 7b se configuran en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios (ejes d-q) que gira en sincronía con la fase de flujo magnético calculada T0, es posible obtener un efecto similar como en la modalidad 2. Es decir, los medios de observación adaptativos 7b calculan la fase de flujo magnético calculado basado en el vector de desviación de corriente en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios y basado en el vector de desviación amplificada en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios, tal que llegue a ser pequeña la desviación entre el vector de corriente calculado en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios y el vector de corriente detectado en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios y la desviación entre el vector de flujo magnético calculado en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios y el vector de flujo magnético detectado en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios. Entonces, los medios de control de máquina giratoria de CA 4b calculan el vector de instrucción de voltaje basado en la fase de flujo magnético calculado, y los medios de aplicación de voltaje 1 aplican un voltaje a la máquina giratoria de CA 2 basado en el vector de instrucción de voltaje. Por lo tanto, de acuerdo con esta configuración, como en la modalidad 1, ajustando apropiadamente las matrices de aumento 50 y 51 de los medios de desviación de amplificación 9b, es posible, en una región de giro intenso, hacer que sea de cero la amplitud del vector de instrucción de voltaje que es producido por el generador de vector de instrucción de voltaje de alta frecuencia 56 incluido en los medios de control de máquina giratoria de CA 4b. Por lo tanto, es posible implementar un impulsor que no genere un voltaje y una corriente que tengan una frecuencia distinta a la de la onda fundamental en una región de giro intenso, y por lo tanto, es posible implementar un impulsor que sea ventajoso en términos de eficacia de operación, índice de utilización de voltaje, y supresión de la corriente máxima en una región de giro intenso. Modalidad 4.

Los ejemplos en las modalidades anteriores se configuran cada uno tal que el vector de instrucción de corriente Isref sea proporcionado directamente a los medios de control de máquina giratoria de CA 4 y 4b. Sin embargo, los medios de control de velocidad 110 pueden ser incluidos, los cuales calculan el vector de instrucción de corriente Isref para que coincida con una instrucción de velocidad angular wrref, basado en la velocidad calculada wrO producida por los medios de observación adaptativos 7 y 7b.

La figura 19 es un diagrama que muestra una configuración de un controlador para una máquina giratoria de CA en la presente modalidad 4. En la figura 19, los componentes denotados por los mismos números de referencia que aquellos en la figura 16 son iguales que o corresponden a aquellos en la figura 16. Los medios de control de velocidad 110 reciben la instrucción de velocidad angular wrref como una entrada, y producen para los medios de control de máquina giratoria de CA 4b el vector de instrucción de corriente Isref en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios (ejes d-q), el vector de instrucción de corriente Isref permite que la velocidad calculada wrO obtenida de los medios de observación adaptativos 7b coincida con la instrucción de velocidad angular wrref. La figura 20 es un diagrama que muestra una configuración interna de los medios de control de velocidad 110. El restador 111 resta la velocidad calculada wrO de la instrucción de velocidad angular wrref, y produce una desviación de velocidad. Un amplificador de desviación 112 amplifica la desviación de velocidad obtenida del restador 111 por medio de un entero proporcional, y produce el valor resultante como una instrucción de fuerza de torsión. Una unidad de cálculo de instrucción de corriente de eje d 113 produce, de acuerdo con la instrucción de fuerza de torsión, un componente de eje d de la instrucción de vector de corriente en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios (ejes d-q) para impulsar eficientemente la máquina giratoria de CA 2, por medio de un método conocido. Similarmente, una unidad de cálculo de instrucción de corriente de eje q 114 produce, de acuerdo con la instrucción de fuerza de torsión, un componente de eje q de la instrucción de vector de corriente en el sistema de coordinadas de dos ejes giratorios (ejes d-q) para impulsar eficientemente la máquina giratoria de CA 2, por medio de un método conocido.

A través de la configuración anterior, además de los efectos de las modalidades anteriores, es posible obtener un efecto en el cual la velocidad giratoria de la máquina giratoria de CA 2 se puede hacer que coincida con la instrucción de velocidad angular wrref debido a que los medios de control de velocidad 110 calculan, basado en la velocidad calculada wrO producida por los medios de observación adaptativos 7b, el vector de instrucción de corriente Isref para que coincida con la instrucción de velocidad angular wrref.

Modalidad 5.

En la modalidad 1, se configuran los medios de observación adaptativos 7 que producen la fase de flujo magnético calculada T0, el vector de corriente calculado Isest, el vector de flujo magnético calculado Phest, y la velocidad calculada wrO, basado en el vector de desviación amplificada E0, el vector de desviación de corriente Ais, y el vector de instrucción de voltaje Vsref. Sin embargo, según lo descrito posteriormente, los medios de observación adaptativos 7 se pueden configurar para producir la fase de flujo magnético calculada T0 y el vector de flujo magnético calculado Phest, basado en el vector de desviación amplificada EO, el vector de corriente detectado Ais, y el vector de instrucción de voltaje Vsref. Además, en la modalidad 1, los medios de cálculo de vector de desviación 8 se configuran para producir el vector de desviación de corriente Ais basado en el vector de corriente calculado Isest y en el vector de corriente detectado Is y también para producir el vector de desviación de flujo magnético APhi basado en el vector de flujo magnético calculado Phest y en el vector de flujo magnético detectado Phi. Sin embargo, los medios de cálculo de vector de desviación 8 se pueden configurar para producir el vector de desviación de flujo magnético ???? basado en el vector de flujo magnético calculado Phest y en el vector de flujo magnético detectado Phi.

Además, en la modalidad 1, los medios de amplificación de desviación 9 se configuran para amplificar el vector de desviación de corriente Ais y el vector de desviación de flujo magnético APhi de acuerdo con la velocidad calculada wrO y para producir el resultado como el vector de desviación amplificada EO para los medios de observación adaptativos 7. Sin embargo, los medios de amplificación de desviación 9 se pueden configurar para amplificar el vector de desviación de flujo magnético APhi y para producir el resultado como el vector de desviación amplificada EO para los medios de observación adaptativos 7.

Según lo descrito en la parte anterior de la descripción de la modalidad 1, dependiendo de las condiciones, es posible ajustar los aumentos de amplificación de los medios de amplificación de desviación 9, independientemente de la velocidad calculada. La modalidad 5 utiliza ese método. Según lo mostrado en la figura 22 descrita posteriormente, la velocidad calculada wrO se genera dentro de los medios de observación adaptativos 7c, pero no se produce al exterior, y según lo mostrado en la figura 23 descrita posteriormente, la velocidad calculada wrO no es recibida por los medios de amplificación de desviación 9c. Según lo mostrado en la figura 1 y similares en la modalidad 1, se entiende que los medios de observación adaptativos pueden producir la velocidad calculada wrO y los medios de amplificación de desviación pueden recibir la velocidad calculada wrO y ajustar los aumentos de amplificación. En este caso, según lo descrito detalladamente en la modalidad 1, otro efecto ventajoso será obtenido.

La figura 21 es un diagrama que muestra una configuración completa de la presente modalidad 5. En la figura 21, los componentes denotados por los mismos números de referencia que aquellos en la figura 1 son iguales que o corresponden a aquellos en la figura 1. Los medios de observación adaptativos 7c producen la fase de flujo magnético calculada T0, el vector de flujo magnético calculado Phest, y la velocidad calculada wrO, basado en el vector de desviación amplificada EO obtenido de los medios de amplificación de desviación 9c, el vector de corriente detectado Is obtenido de los medios de detección de vector de corriente 3, y el vector de instrucción de voltaje Vsref obtenido de los medios de control de máquina giratoria de CA 4. Los medios de cálculo de vector de desviación 8c calculan una diferencia entre el vector de flujo magnético calculado Phest obtenido de los medios de observación adaptativos 7c y el vector de flujo magnético detectado Phi obtenido de los medios de detección de vector de flujo magnético 6, y producen la diferencia como el vector de desviación de flujo magnético ????. Los medios de amplificación de desviación 9c amplifican el vector de desviación de flujo magnético ????, y producen el vector de desviación de flujo magnético amplificado ???? como el vector de desviación amplificada EO para los medios de observación adaptativos 7c.

La figura 22 es un diagrama q ue muestra una configuración i nterna de los med ios de observación adaptativos 7c. En la figura 22 , los componentes denotados por los mismos números de referencia que aquellos en la figura 5 son iguales que o corresponden a aquellos en la figura 5. Antes de que la configuración mostrada en la figura 22 se describa , el principio usado en la figura 22 será descrito . La expresión (9) se obtiene de la relación definida en la expresión (2 ).

Expresión 9 pas f pastf d pbsO pbsO vas el = A + B dt parO parO pbr ) [pbrOJ ( pasO^] ec\ epl pbsO ' vas ec2 ep2 = A + B ·· (9) parO [ bs* ec3 ep3 ^pbrOj ec\J ^ep4 J J Además, en consideración de la expresión (4) y del vector de resultado (ec1, ec2, ec3, ec4)T producido de la matriz de aumento 50, se obtiene la expresión (10).

Expresión 10 pasO ' pasO" pbsO pbsO f d vas fias^ ep2 = A dt parO parO vbs' \}bsJj ep <Pb 0 ^pbrO r pasti" ( f r pasO (epl pbsO f vas *\ pbsO rias^ ep2 = A + B Hcl CU (10) parO vbs parO ep3 {pbrO) epAjj Cuando la expresión (10) se expande y simplifica, se obtienen las expresiones (11) y (12).

Expresión 11 pasO^ rpas0 (epi d pbsO pbsO fias epl = A2 + + Hc (i i) dt parO parO bS ep3 ^Pb 0 ep4, Expresión 12 donde A2 = A - HcC1 ... (12) Aquí, puesto que la matriz A y la matriz He en el lado derecho de la expresión (12) son funciones de la velocidad calculada wrO, la matriz A2 es también una función de la velocidad calculada wrO debido a que es la matriz A. Cuando se comparan la expresión (11) y la expresión (2), la expresión (11) es diferente de la expresión (2) en que la matriz A2 corresponde a la matriz A en la expresión (2), un resultado de la multiplicación del vector de corriente detectado por la matriz He se agrega, y el vector de desviación de flujo magnético corresponde al vector de desviación amplificada en la expresión (2).

En la figura 22, una unidad de cálculo de matriz de aumento 43c obtiene la matriz A2 definida por la expresión (12), basado en la velocidad calculada wrO, y produce un resultado obtenido multiplicando la matriz A2 por el vector (pasO, pbsO, parO, pbrO)T. Una matriz de aumento 50c produce un resultado obtenido multiplicando el vector de corriente detectado (ias, ibs)T por la matriz He. Aquí, la matriz He se da a la matriz de aumento 50c como apropiada basado en la velocidad calculada wrO, como en la matriz de aumento 50. El restador 160 resta un vector de desviación amplificada (e1, e2, e3, e4)T del resultado de la matriz de aumento 50c. Según lo descrito posteriormente, el vector de desviación amplificada (e1, e2, e3, e4)T corresponde al vector de resultado (ep1, ep2, ep3, ep4)T de la matriz de aumento 51 en la modalidad 1. El calculador de velocidad 48 en la modalidad 1 realiza el cálculo de la expresión (3), basado en el vector de flujo magnético calculado ingresado (parO, pbrO)T y en el vector de corriente de desviación ingresado (ea, eb)T, y produce la velocidad calculada wrO. Sin embargo, un calculador de velocidad 48c en la modalidad 5 produce la velocidad calculada wrO basado en la fase de flujo magnético calculada T0. Específicamente, la velocidad calculada wrO se considera como un índice de cambio de la fase de flujo magnético calculada T0, y el calculador de velocidad 48c realiza el cálculo de la expresión (13) y produce la velocidad calculada wrO.

Expresión 13 MTO =— 00 ··· (1 3) dt La figura 23 es un diagrama que muestra una configuración interna de los medios de amplificación de desviación 9c. En la figura 23, un aumento de amplificación 140c multiplica un aumento h 13 y un componente de eje a epa de un vector de desviación de flujo magnético en los ejes a-b, y produce el resultado. Un aumento de amplificación 141c multiplica un aumento h14 y un componente de eje b epb del vector de desviación de flujo magnético en los ejes a-b, y produce el resultado. Similarmente, un aumento de amplificación 142c multiplica un aumento h23 y el componente de eje a epa del vector de desviación de flujo magnético en los ejes a-b, y produce el resultado. Un aumento de amplificación 143c multiplica el aumento h24 y el componente de eje b epb del vector de desviación de flujo magnético en los ejes a-b, y produce el resultado. Similarmente, un aumento de amplificación 144c multiplica el aumento h33 y el componente de eje a epa en el vector de desviación de flujo magnético en los ejes a-b, y produce el resultado. Un aumento de amplificación 145c multiplica un aumento h34 y el componente de eje b epb del vector de desviación de flujo magnético en los ejes a-b, y produce el resultado. Similarmente, un aumento de amplificación 146c multiplica un aumento h43 y el componente de eje a epa del vector de desviación de flujo magnético en los ejes a-b, y produce el resultado. Un aumento de amplificación 147c multiplica un aumento h44 y el componente de eje b epb del vector de desviación de flujo magnético en los ejes a-b, y produce el resultado.

Después, un sumador 148c agrega el resultado del aumento de amplificación 140 y el resultado del aumento de amplificación 141, y produce el resultado como una desviación de amplificación e1. Similarmente, un sumador 149c agrega el resultado del aumento de amplificación 142 y el resultado del aumento de amplificación 143c, y produce el resultado como una desviación de amplificación e2. Similarmente, un sumador 150c agrega el resultado del aumento de amplificación 144 y el resultado del aumento de amplificación 145c, y produce el resultado como una desviación de amplificación e3. Similarmente, un sumador 151c agrega el resultado del aumento de amplificación 146 y el resultado del aumento de amplificación 147c, y produce el resultado como una desviación de amplificación e4.

Los aumentos de amplificación h13, h14, h.23, h24, h33, h34, h43, y h44 se pueden ajusfar a 0 excepto h33 y h44 como en la figura 10. En este caso, los aumentos de amplificación 140c, 141c, 142c, 143c, 145c, y 146c en la figura 23 se pueden omitir.

Con respecto a h33 y h44, en la modalidad 1, incluso en un caso donde un medio de detección de posición giratoria 5 se utiliza el cual es económico y cuya confiabilidad se reduce de acuerdo con un aumento en la velocidad giratoria, h33 y h44 se configuran para tener una magnitud predeterminada para un intervalo de velocidad en el cual la confiabilidad puede ser mantenida, y h33 y h44 se ajustan a cero para los otros intervalos de velocidad, por lo cual la generación de un vector de desviación de flujo magnético es prevenida. Sin embargo, en el caso de los medios de detección de posición giratoria 5 que son económicos y tienen sensibilidad baja y confiabilidad baja pero mantienen cierto nivel de funcionamiento a una alta velocidad giratoria, h33 y h44 se pueden ajustar a los valores fijos. Con esta configuración, según lo descrito en la modalidad 1, la estabilidad de los medios de observación adaptativos 7c mientras que se detiene la máquina giratoria de CA 2 puede ser mantenida, e incluso si los medios de observación adaptativos 7c pueden volverse inestables debido a una operación inesperada en una región de giro intenso, la desviación entre el vector de flujo magnético calculado y las funciones de vector de flujo magnético detectado corrigen el vector de flujo magnético calculado producido por los medios de observación adaptativos 7c. Por lo tanto, incluso en un caso donde es pequeña la diferencia de fase entre el vector de flujo magnético calculado y el vector de flujo magnético detectado excede 90 grados debido a un error del valor inicial o a una alteración, o diferencia de fase, es posible mantener la característica de convergencia de error y la sensibilidad de valoración de posición. Por lo tanto, es posible obtener un efecto en el cual la máquina giratoria de CA 2 se pueda impulsar establemente.

En la descripción anterior de la modalidad 5, se asume que los medios de amplificación de desviación 9c están proporcionados. Sin embargo, los medios de amplificación de desviación 9c son configurados para amplificar un vector de flujo magnético de desviación ???? a cierto aumento de amplificación, independientemente de la velocidad calculada wrO. Por lo tanto, realmente, los medios de amplificación de desviación 9c pueden ser omitidos, y el resultado de los medios de cálculo de vector de desviación 8c se puede producir directamente como el vector de desviación amplificada E0 para los medios de observación adaptativos 7c.

Aplicabilidad Industrial La presente invención es aplicable a un controlador para impulsar una variedad de máquinas giratorias de CA que se impulsan en un intervalo amplio de velocidad, y puede lograr un efecto específico en el cual un impulsor sin problemas se puede demostrar de una región de baja velocidad que incluye la velocidad cero para una región de alta velocidad, e incluso cuando un error de valor inicial está presente en una fase calculada, las características deseadas pueden ser obtenidas puntualmente convergiendo el error.

Claims (7)

REIVINDICACIONES

1. Un controlador para una máquina giratoria de CA, que comprende: medios de detección de vector de corriente para detectar un vector de corriente de la máquina giratoria de CA y que producen el vector de corriente como un vector de corriente detectado; medios de control de máquina giratoria de CA que se refieren a una fase de flujo magnético calculado y que producen un vector de instrucción de voltaje tal que el vector de corriente detectado coincida con un vector de instrucción de corriente; medios de aplicación de voltaje para aplicar un voltaje a la máquina giratoria de CA basado en el vector de instrucción de voltaje; medios de observación adaptativos para producir la fase de flujo magnético calculado basado en el vector de instrucción de voltaje; y medios de detección de vector de flujo magnético para detectar un vector de flujo magnético y que producen el vector de flujo magnético como un vector de flujo magnético detectado, en donde los medios de observación adaptativos producen un vector de corriente calculado y un vector de flujo magnético calculado además de la fase de flujo magnético calculado, basado en un vector de desviación de corriente y un vector de desviación amplificada además del vector de instrucción de voltaje, y el controlador adicionalmente comprende los medios de cálculo de vector de desviación para calcular el vector de desviación de corriente que es una desviación entre el vector de corriente calculado y el vector de corriente detectado y un vector de desviación de flujo magnético que es una desviación entre el vector de flujo magnético calculado y el vector de flujo magnético detectado y que producen el vector de desviación de corriente calculado y el vector de desviación de flujo magnético calculado como el vector de desviación amplificada.

2. Un controlador para una máquina giratoria de CA, que comprende: medios de detección de vector de corriente para detectar un vector de corriente de la máquina giratoria de CA y que producen el vector de corriente como un vector de corriente detectado; medios de control de máquina giratoria de CA para referirse a una fase de flujo magnético calculado y que producen un vector de instrucción de voltaje tal que el vector de corriente detectado coincida con un vector de instrucción de corriente; medios de aplicación de voltaje para aplicar un voltaje a la máquina giratoria de CA basado en el vector de instrucción de voltaje; medios de observación adaptativos para producir la fase de flujo magnético calculado basado en el vector de instrucción de voltaje; y medios de detección de vector de flujo magnético para detectar un vector de flujo magnético y que producen el vector de flujo magnético como un vector de flujo magnético detectado, en donde los medios de observación adaptativos producen un vector de flujo magnético calculado además de la fase de flujo magnético calculado, basado en un vector de desviación amplificada además del vector de instrucción de voltaje, y el controlador adicionalmente comprende los medios de cálculo de vector de desviación para calcular un vector de desviación de flujo magnético que es una desviación entre el vector de flujo magnético calculado y el vector de flujo magnético detectado y para producir el vector de desviación de flujo magnético calculado como el vector de desviación amplificada.

3. El controlador para la máquina giratoria de CA de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en donde los medios de observación adaptativos además producen una velocidad calculada, el controlador adicionalmente incluye los medios de amplificación de desviación, que se proporcionan entre los medios de cálculo de vector de desviación y los medios de observación adaptativos, que amplifican un resultado de los medios de cálculo de vector de desviación a un aumento predeterminado utilizando la velocidad calculada como parámetro, y que producen el resultado amplificado como el vector de desviación amplificada para los medios de observación adaptativos, y el aumento por el cual el vector de desviación de flujo magnético es amplificado en los medios de amplificación de desviación se ajusta para tener un valor que es más pequeño en un momento en el cual la velocidad calculada es alta, que un valor en un momento en el cual la velocidad calculada es baja.

4. El controlador para la máquina giratoria de CA de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde los medios de detección de vector de flujo magnético producen el vector de flujo magnético detectado, basado en un resultado de los medios de detección de posición giratoria para detectar una posición giratoria de la máquina giratoria de CA.

5. El controlador para la máquina giratoria de CA de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el controlador adicionalmente incluye los medios de sobreposición de voltaje para sobreponer un voltaje de alta frecuencia que tiene una frecuencia mayor que una frecuencia fundamental para impulsar la máquina giratoria de CA, en la máquina giratoria de CA, y los medios de detección de vector de flujo magnético que producen el vector de flujo magnético detectado basado en un vector de corriente de alta frecuencia debido al voltaje de alta frecuencia extraído por los medios de detección de vector de corriente.

6. El controlador para la máquina giratoria de CA de acuerdo con la reivindicación 5, en donde una amplitud del voltaje de alta frecuencia que se sobrepondrá en los medios de sobreposición de voltaje se ajusta para que tenga un valor que sea más pequeño en un momento en el cual la velocidad giratoria de la máquina giratoria de CA es alta, que un valor en un momento en el cual la velocidad giratoria de la máquina giratoria de CA es baja.

7. El controlador para la máquina giratoria de CA de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el controlador adicionalmente incluye los medios de control de velocidad para generar el vector de instrucción de corriente tal que la velocidad calculada de los medios de observación adaptativos coincida con una instrucción de velocidad angular y para producir el vector de instrucción de corriente generado para los medios de control de máquina giratoria de CA.