WO1993026081A1 - Vector controller of induction motor - Google Patents

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WO1993026081A1
WO1993026081A1 PCT/JP1993/000798 JP9300798W WO9326081A1 WO 1993026081 A1 WO1993026081 A1 WO 1993026081A1 JP 9300798 W JP9300798 W JP 9300798W WO 9326081 A1 WO9326081 A1 WO 9326081A1
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WO
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command
angular velocity
speed
magnetic flux
velocity command
Prior art date
Application number
PCT/JP1993/000798
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yoichi Yamamoto
Tsugutoshi Otani
Original Assignee
Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki
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Publication date
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Priority to US08/185,809 priority patent/US5448150A/en
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Priority to DE69307108T priority patent/DE69307108T2/de
Priority to TW082104882A priority patent/TW223193B/zh
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/06—Rotor flux based control involving the use of rotor position or rotor speed sensors
    • H02P21/08—Indirect field-oriented control; Rotor flux feed-forward control
    • H02P21/09—Field phase angle calculation based on rotor voltage equation by adding slip frequency and speed proportional frequency
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/34—Arrangements for starting
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/36—Arrangements for braking or slowing; Four quadrant control

Definitions

  • This invention relates to a vector control device of an induction motor to which an inverter is connected and which is used not only on the power side but also on the regenerative side. About.
  • a slip frequency control method which is superior in both responsiveness and accuracy, and especially in the case of a motor.
  • the primary current is controlled separately with the excitation current and the torque current, and the secondary flux and the torque current are controlled so that they always cross each other.
  • a vector control method that can obtain the same response as a DC motor has been implemented, and in recent years the speed sensor has been removed (hereinafter referred to as the PG laser). Simplicity) and improve environmental simplicity.
  • the induction motor control device of this PG less usually includes a diode for converting the AC power supply to a direct current as shown in FIG.
  • a converter (converter) section consisting of a capacitor and a voltage command for the current controller output of each phase of U, V, W are provided by a thyristor IGBT.
  • a voltage-type PWM inverter consisting of an inverter (inverter) section that modulates a PWM signal using a switching element such as an inverter and generates an AC voltage over data 1, induction conductive motives 2 of U, V, units detect output to that current test current Ru are flow to each phase of the W 1 (. l 0 2, 1 0 3, U, V, W
  • Each Voltage detector 11 for detecting the voltage between the two phases, vector control device 3 for performing vector control, and command generator 19. .
  • FIG. 2 is a block diagram of the vector control device 3 in FIG.
  • This vector control device 3 receives a coefficient 4, an integrator 5, and a phase 0 * as inputs, and receives exp (j ⁇ *), that is, cos ⁇ *. +
  • the function generator 6 that generates isin, the direction of the magnetic flux vector (hereinafter, referred to as “d-axis”), and the direction orthogonal to it (hereinafter, “q ) Is converted to a component that has a phase difference of 120 degrees between the 11,, and ⁇ ⁇ phases.
  • d-axis the direction of the magnetic flux vector
  • q direction orthogonal to it
  • the magnetic flux calculator 12 for detecting the torque current, the torque current detection value I ⁇ and the torque current command value obtained by the magnetic flux calculator 12
  • a speed estimator 13 for estimating the rotor electric angular velocity from I and a magnetic flux finger for weakening the field due to the magnitude of the rotor electric angular velocity Command generation section 14, dividers 15,, 15 2, and command generation
  • the speed controller 1 is provided to set the deviation between the speed command ⁇ ⁇ * commanded from the creature 19 and the speed estimation value r to "0", and performs ⁇ I control.
  • 6 and the magnetic flux command ⁇ 2 * and the magnetic flux controller 1 7 which is provided to set the magnetic flux deviation ⁇ of the detected magnetic flux ⁇ 2 to “0” and perform ⁇ I control.
  • the torque current command I * is the torque command ⁇ * obtained as the output of the speed controller 16 as the output of the magnetic flux command generator 14. Can be obtained by dividing by the magnetic flux command 0 2 *.
  • the excitation current instruction I * is obtained as an output of the magnetic flux controller 17.
  • Subscripts 1 and 2 For secondary and secondary and secondary interlinkage flux 2 and exciting current, respectively.
  • Equation (1) is developed into equations (4) and (5) using equations (2) and (3).
  • ⁇ ⁇ ( ⁇ 1 + £ » ⁇ ) ' ⁇ 1 + ⁇ ' ⁇ 2 (4)
  • the operation of the instruction at I 0 + j I is performed by the vector calculator 8, and ⁇ 0 is calculated by the function generator 6.
  • the vector rotator 9 receives these two elements as inputs, calculates the primary current command ⁇ ⁇ as a command value corresponding to the equation (6), and outputs the result.
  • the primary current command if, which is the output value of the vector rotator 9, is converted into the U, V, and W phases by the two-phase Z-three-phase converter 7, and the current detector 1 0, 1 0 2, 1 0 3 in detection is the difference of the current controller 1 8, respectively Re its the detection value current of each phase were, enter into 1 8 2, 1 8 3 And outputs the result of the P control as a voltage command value to the voltage-type PWM inverter 1.
  • the value is modulated into a PWM signal and output to the induction motor 2.
  • the voltage between the U, V, and W phases is detected by a voltage detector 11, and the primary flux detection value is used together with the primary current detection value 12.
  • the magnetic flux calculation section 12 compensates for the drop in the primary resistance and the leakage inductance based on the integrated value of the primary voltage input to the magnetic flux vector 02.
  • the torque is calculated by the equation (11), and the torque is calculated by the equation (11).
  • the purpose of the present invention is to stabilize the operation of the induction motor at a low speed during regenerative operation, and to make the induction motors of the types mentioned at the beginning of the description stable. This is to provide a vector control device.
  • the vector control device is configured such that the induction motor has a low speed, a rotator electric angular velocity command and a slip angle.
  • the vector control device of the second induction motor is configured such that the induction motor has a low speed, a rotor electric angular velocity command and a slip angular velocity.
  • the detection means for detecting that the instructions are different from each other and the induction motor is low in speed and the rotor electric angular velocity
  • the signs of the command and the slip angle speed command are different from each other.
  • the slip angular velocity command is subtracted from the specified rotor electric angular velocity command, and this is subtracted from the new rotational electric angular velocity command. It has a control means to be an order.
  • the slip angular velocity command ⁇ s * is changed to the magnetic flux angle.
  • a magnetic flux angle speed command with a larger absolute value than originally provided is given to increase the rotation speed of the induction motor.
  • the absolute value of the magnetic flux angular velocity ⁇ ⁇ > does not decrease and the stability of the vector control in the PG resist system is improved.
  • the absolute value of the speed command ur * is obtained.
  • the value is given by the absolute value of S * and the rotational speed of the induction motor is increased to increase the magnetic flux angular velocity ⁇ 0 by increasing the rotational speed of the induction motor. Absolute value does not decrease, and the stability of vector control in the PG less system is improved.
  • Fig. 1 is a schematic block diagram of a conventional example of the PG system. —One
  • FIG. 2 is a block diagram of the vector control device 3 in FIG.
  • Fig. 3 is a diagram showing the asymmetric equivalent circuit of the induction motor.
  • FIG. 4 shows a vector control device according to a first embodiment of the present invention. This is the block diagram.
  • FIG. 5 is a circuit diagram of the detection circuit 40 and the switch 30 in FIG.
  • FIG. 6 is a block diagram of a vector control device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram of a vector control device for an induction motor according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a switch in FIG. It is a circuit diagram of 30 and a detection circuit 40.
  • FIG. 4 the same components as those in FIG. 2 are given the same reference numbers.
  • the detection circuit 40 includes a multiplier 41, an absolute value circuit 42, a comparator 4 3 ⁇ 432, and an AND circuit 4 4. It has been done.
  • the multiplier 41 obtains the product of the speed command ⁇ ⁇ * and the torque current command ⁇ ⁇ *.
  • the absolute value circuit 42 outputs the absolute value of the magnetic flux angular velocity command ⁇ « ⁇ .
  • Comparator 43 compares the product of speed command ⁇ ⁇ * and torque current command I * with zero. If it is smaller than zero (regeneration state), it is a high-level signal. If it is larger than zero (electric state), it is a low-level signal. Is output.
  • Comparator 4 3 2 I ⁇ ⁇ * I was standard values and compared, Bok omega ⁇ * I if Re only the small Ri by the reference value high- signal Les bell, is ⁇ ⁇ ⁇ * I If it is higher than the reference value, a low level signal is output.
  • the slip angular velocity command ws * is not included in the magnetic flux angular velocity command ⁇ 0 *. Since the magnetic flux angular velocity command ⁇ ⁇ * having a larger absolute value than before is given, and the rotation speed of the induction motor 2 is increased, the magnetic flux angular velocity ⁇ 0 is increased. Absolute value will not be reduced, and stability in PG less system will be improved.
  • FIG. 6 is a block diagram of a vector control device of an induction motor according to a second embodiment of the present invention.
  • the switch 30 is provided between the output side of the coefficient unit 4 and the input side of the speed control unit 16 so that the induction motor 2 is in a regenerative state.
  • in-out DOO flux angle velocity command is less than the reference value, switch the scan I pitch 3 0 Ri by the detection circuit 4 0, connects the terminal 3 0 3 terminal 3 0, and, at the subtractor 2 0 6 Angular velocity command ⁇ *
  • the difference between the slip angular velocity command ⁇ s * and the slip angular velocity command o> r * is newly set as the angular velocity command o> r *.
  • the magnetic flux is increased.
  • the absolute value of the angular velocity ⁇ does not decrease, and the stability of the vector control in the PG resist system is improved.
  • the scan I Tsu Chi 3 0 subtractor 2 0 6 that make up the control means is improved.
  • the torque current command I was used to determine the regenerative state, but the magnetic flux command 0 2 * and the coefficient 4 were always used. From the positive value, the same result as that obtained by using the slip angular velocity command ⁇ s * can be obtained.
  • the speed estimation value r is used as the input signal of the detection circuit 40 instead of the speed command ⁇ ⁇ *, and the torque current detection is used instead of the torque current command I *. You can use the output value I.
  • the conventional example and the embodiment show a case where the present invention is applied to an all-frequency PWM inverter controller, but the present invention discloses a magnetic flux phase-based reference PWM circuit. It can also be applied to inverter control devices.

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Description

誘 導 電 動 機 の べ ク ト ル 制 御 装 置 技 術 分 野
本 発 明 は 、 イ ン バ ー ダが 接 続 さ れ 、 電 動 側 だ け で な く 、 回 生 側 で も 用 い ら れ る 誘 導 電 動 機 の ベ ク ト ル制 御 装 置 に 関 す る 。
背 景 技 術
誘 導 電 動 機 の 可 変 速 制 御 と し て 応 答 性 と 精 度 の 両者 に 優 れ た す ベ り 周 波 数 制 御 方 式 が 知 ら れ て お り 、 特 に 電 動 機 の 一 次 電 流 を 励磁 電 流 と ト ル ク 電 流 と に 分 け て 制 御 し 、 二 次 磁 束 と ト ル ク 電 流 を 常 に 直 交 す る よ う に 制 御 す る こ と で 直 流 電 動 機 と 同 等 の 応 答 性 を 得 る こ と の で き る べ ク ト ル制 御 方 式 が実 施 さ れ 、 近年 速 度 セ ン サ を 除 去 （ 以 下 、 P G レ ス と 略 す ） し 、 単純 化 と 耐 環 境 性 の 向 上 が 図 ら れ て い る 。
こ の P G レ ス の 誘 導 電 動 機制 御 装 置 は 、 通 常 、 第 1 図 に 示 さ れ て い る よ う に 、 交 流 電 源 を 直 流 に 変 換 す る ダイ オ ー ド と コ ン デ ン サか ら な る コ ン バ ー タ （変換器） 部 と 、 U ， V , W の 各 相 の 電 流制 御 器 出 力 の 電 圧 指 令 を サ イ リ ス タ ゃ I G B T な ど の ス ィ ツ チ ン グ素 子 を 用 い て P W M 信 号 に 変調 し 、 交 流 電圧 を 発生 す る イ ン バ ー 夕 （逆変換器） 部か ら な る 電圧形 P W M イ ン バ ー タ 1 、 誘 導 電 動 機 2 の U ， V , W の 各 相 に 流 れ る 電流 を 検 出 す る 電 流 検 出 器 1 ( . l 02 , 1 03 、 U , V ， W の そ れ ぞ れ の 相 間 の 電 圧 を 検 出 す る 電 圧 検 出 器 1 1 、 べ ク ト ル 制 御 を 行 う べ ク ト ル 制 御 装 置 3 及 び 指 令 発 生 器 1 9 か ら な な 。
第 2 図 は 第 1 図 中 の べ ク ト ル 制 御 装 置 3 の ブ ロ ッ ク 図 で あ る 。
こ の べ ク ト ル 制 御 装 置 3 は 、 係 数 器 4 と 、 積 分 器 5 と 、 位 相 0 * を 入 力 と し e x p ( j θ φ * ) 、 つ ま り 、 c o s θ φ * + i s i n を発生す る 関数発生器 6 と 、 磁 束 べ ク ト ル の 方 向 （ 以 下 、 「 d 軸 」 と 称 す 。 ） と そ れ に 直 交 す る 方 向 （ 以 下 、 「 q 軸 」 と 称 す 。 ） に 成 分 を 持 つ べ ク ト ル を 、 11 , ， \¥ 相 の 互 ぃ に 1 2 0 度 の 位 相 差 を 持 つ 方 向 の 成 分 に 変 換 す る 二 相 Z 三 相 変 換 器 7 と 、 d 軸 成 分 α と q 軸 成 分 /? に 対 す る r = a +jg の べ ク ト ル、 つ ま り 振 幅 |r | = (α2+ β2)112 、 位相 t a n — 1 { β / a ) を演算するべク トル演算器 8 と、 べク トル r と e x p ( ί θ φ * ) を 入 力 と し 、 位 相 を + t a n — 1 ( と す る べ ク ト ル 回 転 器 9 と 、 電 圧 検 出 器 1 1 か ら 得 ら れ た 一 次 電圧 べ ク ト ル "1、 お よ び 電 流検 出 器 1 0 , ， 1 02 , 1 03 か ら 得 ら れ た 一 次 電流 べ ク ト ル に よ り 磁 束 お よ び ト ル ク 電 流 を 検 出 す る 磁 束 演 算 部 1 2 と 、 磁 束 演 算 部 1 2 で 得 ら れ た ト ル ク 電 流 検 出 値 I τ と ト ル ク 電 流 指 令 値 I よ り 回 転 子 電 気 角 速 度 を 推 定 す る 速 度 推 定 部 1 3 と 、 回 転 子 電 気 角 速 度 の 大 き さ に よ り 弱 め 界 磁 を 行 う 磁 束 指 令 発 生 部 1 4 と 、 除 算 器 1 5 , , 1 52 と 、 指 令 発 生器 1 9 か ら 指令 さ れ た 速度指 令 ω Γ* と 速度 推定値 r の 偏 差 を " 0 " に す る た め に 設 け ら れ 、 Ρ I 制 御 を 行 う 速度制御器 1 6 と 、 磁束指令 ίύ2* と 検 出 さ れた磁束 ^ 2 の磁束偏差 Δ を " 0 " に す る た め に 設 け ら れ、 Ρ I 制 御 を 行 う 磁 束 制 御 器 1 7 と 、 U , V , W の 各 相 毎 に 一 次 電 流 の 指 令 値 と 検 出 値 の 偏 差 を " 0 " に す る よ う に 設 け ら れ 、 Ρ 制 御 を 行 う 電 流 制 御 器 1 8 , ， 1 82 , 1 83 と 、 減算器 2 0, 〜 2 05 と 、 加算器 2 1 と か ら な る 。 ト ノレ ク 電 流指 令 I て * は 、 速 度制 御 器 1 6 の 出 力 と し て 求 め ら れ る ト ル ク 指 令 Τ* を 磁 束 指令 発生部 1 4 の 出 力 と し て 求 め ら れ る 磁束指令 02* で除算す る こ と に よ り 求 め ら れ る 。 励磁 電 流指 令 I * は 、 磁束制 御 器 1 7 の 出 力 と し て 求 め ら れ る 。
次 に 、 本 従 来 例 の 動 作 に つ い て 説 明 す る 。
誘 導 電 動 機 2 の 電 圧 、 電 流 の 関 係 は 、 電 動 機 定 数 を 第 3 図 に 示 す 非 対 称 Τ 形 等 価 回 路 に す る と 、 静 止 座 標 系 に お い て （ 1 ) 式 で表 わ さ れ る 。
(1)
Figure imgf000005_0001
R:各相の抵抗
Li. M：自己および相互ィンダクタンス
& ：全漏れインダクタンス （=Li一 M)
ωΓ :速度 ；>:微分演算子
添字 1, 2：—次および二次 ま た 、 二次鎖交磁束 2、 励磁電流 に つ い て は そ れ ぞれ
( 2 ) , ( 3 ) 式 で 示 さ れ る 。 z = M(il + i2) ·· (2)
(3)
( 1 ) 式 は 、 （ 2 ) ( 3 ) 式 を 用 い て （ 4 ) ( 5 ) 式 に 展 開 さ れ る 。 νι = (^1+£»ρ)'ί1+Ρ'φ2 (4)
Figure imgf000006_0001
，^2 (5) 次 に 、 磁 束 の 回 転 座標 上 で 考 え 、 単 位 磁束 べ ク ト ル を ^ とお く と、 一次電流 、 二次電流 i2は、 それぞれ （ 6 ) , ( 7 ) 式 で 表 わ さ れ る 。 ΐ^ϋφ+ΐΐ^'θφ … (6)
i2 = -
Figure imgf000006_0002
+ ί(ωφ-ωτ)·φ2}'θφ …ひ)
ただし、 θφ = Βχρυθφ)、 ：磁束べクトルの角度
ω :磁束角速度
( 6 ) 式 の う ち 、 I0 + j I て の 指 令 の 演 算 は ベ ク ト ル 演算器 8 、 θ0は関数発生器 6 に よ り それぞれ演算 さ れ る 。 べ ク ト ル 回 転 器 9 は こ れ ら 2 つ の 要 素 を 入力 と し 、 一 次電流指令 ί Γを （ 6 ) 式に対応す る 指令値 と して演算 し、 出 力 す る 。
ま た 、 ト ル ク 電流指令 I と 滑 り 角 速 度 指 令 ω s* は 次 の （ 8 ) 式 の 関 係 に あ り 、 ω β* = R2* - I τ* / φ2 · · · ( 8 ) 除算器 1 52 と 係数器 4 を 用 い て 演算 さ れ、 磁束 べ ク ト ノレ の 角 度 指 令 » 0 * は （ 9 ) 式 に よ り θ φ* =Ιω φ*ά = (ωτ* +ω5* )/ρ …（9) 速 度 推 定 部 1 3 の 出 力 で あ る 速 度 推 定 値 r と （ 8 ) 式' で 求 め ら れ た 滑 り 角 速 度 指 令 ws* の 和 を 積 分 器 5 に よ り 積 分 す る こ と で 求 め ら れ る 。 べ ク ト ル 回 転 器 9 の 出 力 値 で あ る 一 次電流指令 ifは 二相 Z三相変換器 7 に よ り U , V , W 相 に 変 換 さ れ 、 電 流 検 出 器 1 0, ， 1 02 , 1 03 で 検 出 さ れ た 各 相 の 電 流 検 出 値 と の そ れ ぞ れ の 差 を 電 流 制御 器 1 8 , , 1 82 , 1 83 に 入 力 し 、 P 制 御 さ れ た 結 果 を 電 圧 形 P W M ィ ン バ ー タ 1 へ の 電 圧 指 令 値 と し て 出力す る 。 電圧形 P W Mィ ンバー 夕 1 ではそ の値を P W M 信号 に 変調 し 、 誘導電動機 2 へ 出 力 す る 。 ま た 、 U， V， W 相 の 各 相 間 の 電圧 は 、 電 圧 検 出 器 1 1 に よ り 検 出 さ れ 、 一 次 電 流 検 出 値 と と も に 磁 束 演 算 部 1 2 の 入 力 と な る 。 磁束演算部 1 2 で は 、 磁束 べ ク ト ル 02を 入力 さ れ た 一次 電圧 の積分値か ら 一次抵抗 と 漏れ イ ン ダ ク タ ン ス で の ド ロ ッ プ 分 を 補 償 す る よ う （ 1 0 ) 式 で 、 ト ル ク て を （ 1 1 ) 式 で 演 算 す る 。
02=/{"1-(Rf+ ） } …ひ。）
τ = νΐτη[ί1'φ2] ― (11)
/m:虚数部演算記号
:#2の共役徹べクトル
P：モータ極数
( 1 0 ) 式 の <ft2の 振 幅 値 を 磁 束 検 出 値 02 と し て 求 め た 後、 （ 1 1 ) 式を こ の で割 り 、 ト ル ク 電流検 出 値 I て と す る 。
以 上 の よ う に し て 、 P G レ ス で の べ ク ト ノレ 制 御 は 行' な わ れ る 。
と こ ろ が 、 上 述 し た 従 来 技 術 で は 、 誘 導 電 動 機 が 低 速 度 で 運 転 中 、 運 転 方 向 に 負 荷 が か か っ た 場 合 （ 回 生 状態） 、 磁束 角 速 度 ω 0 の 絶対値 が小 さ く な り 磁束 検 出 の 精 度 が低 下 し 、 そ の た め 安 定 性 が 劣 化 し 脱 調 し や す く な る と い う 問 題 点 が あ っ た 。
発 明 の 開 示
本 発 明 の 目 的 は 、 誘 導 電 動 機 の 低 速 度 で の 回 生 状 態 時 の 運 転 を 安 定 に す る 、 冒 頭 に 述 べ た 種 類 の 誘 導 電 動 機 の べ ク ト ル 制 御 装 置 を 提 供 す る こ と で あ る 。
本 発 明 の 第 1 の 誘 導 電 動 機 の べ ク ト ル 制 御 装 置 は 、 誘 導 電 動 機 が 低 速 度 で 、 か つ 回 転子 電 気 角 速 度 指 令 と 滑 り 角 速 度 指 令 の 符 号 が 互 い に 異 な る こ と を 検 出 す る 検 出 手 段 と 、 前 記 誘 導 電 動 機 が低 速 度 で 、 か つ 回 転 子 電 気 角 速 度 指 令 と 滑 り 角 速 度 指 令 の 符 号 が 互 い に 異 な る 場 合 、 磁 束 の 角 速 度 指 令 に 滑 り 角 速 度 指 令 を 含 め な い 制 御 手 段 と を 有 す る 。
本 発 明 の 第 2 の 誘 導 電 動 機 の べ ク ト ル 制 御 装 置 は 、 誘 導 電 動機 が 低 速 度 で 、 か つ 回 転 子 電 気 角 速 度 指 令 と 滑 り 角 速 度 指 令 の 符 号 が互 い に 異 な る こ と を 検 出 す る 検 出 手 段 と 、 前 記 誘 導 電 動 機 が低 速 度 で 、 か つ 回 転 子 電 気 角 速 度 指 令 と 滑 り 角 速 度 指 令 の 符 号 が 互 い に 異 な る 場 合 、 指 示 さ れ た 回 転 子 電 気 角 速 度 指 令 か ら 滑 り 角 速 度 指 令 を 差 し 引 き 、 こ れ を 新 た な 回 転 子 電 気 角 速 度' 指 令 と す る 制 御 手 段 を 有 す る 。
誘 導 電 動機 の 低 速 度 の 回 生 状 態 （ 速 度 指 令 ω ι·* と 滑 り 角 速度指令 ω s* が異符号） で は 、 滑 り 角 速度指令 ω s* を 磁 束 角 速 度 指 令 ω ί^* に 含 め な い こ と で 、 本来 よ り も 絶対 値 の 大 き な 磁 束 角 速 度指 令 を 与 え 、 誘 導 電 動 機 の 回転速度 を上 げ る こ と に よ り 、 磁束 角 速度 ω<> の絶 対 値 が 下 が ら な く な り 、 P G レ ス シ ス テ ム で の べ ク ト ル制 御 の 安 定 性 が 向 上 す る 。 ま た 、 速 度 指 令 ω r* か ら 滑 り 角 速度指令 ω s* を 引 い た も の を新 た に速度指令 ω r* に す る こ と で 、 速 度 指 令 u r* の 絶対 値 を 滑 り 角 速 度 指 令 0) S* の 絶 対 値 分 大 き く 与 え 、 誘 導 電 動 機 の 回 転 速 度 を上 げ る こ と に よ り 、 磁束 角 速度 ω 0 の 絶対値 が下 が ら な く な り 、 P G レ ス シ ス テ ム で の べ ク ト ノレ 制 御 の 安 定 性 が 向 上 す る 。
図 面 の 簡 単 な 説 明
第 1 図 は P G レ ス シ ス テ ム の 従 来 例 の 概 略 プ ロ ッ ク 図 で あ る 。 —一
第 2 図 は 第 1 図 中 の ベ ク ト ル制 御 装 置 3 の ブ ロ ッ ク 図 で あ る 。
第 3 図 は 誘 導 電 動 機 の 非 対 称 Τ 形 等 価 回 路 を 示 す 図 で あ る 。
第 4 図 は 本 発 明 の 第 1 の 実施例 の べ ク ト ル制 御 装 置 の ブ ロ ッ ク 図 で あ る 。
第 5 図 は 第 4 図 中 の 検 出 回 路 4 0 と ス ィ ツ チ 3 0 の ' 回 路 図 で あ る 。
第 6 図 は 本 発 明 の 第 2 の 実 施 例 の べ ク ト ル制 御 装 置 の ブ ロ ッ ク 図 で あ る 。
発 明 を 実 施 す る た め の 最 良 の 形 態
次 に 、 本 発 明 の 実 施 例 に つ い て 図 面 を 参 照 し て 説 明 す る 。
第 4 図 は 本 発 明 の 第 1 の 実 施 例 の 、 誘 導 電 動 機 の べ ク ト ノレ 制 御 装 置 の ブ ロ ッ ク 図 、 第 5 図 は 第 4 図 中 の ス イ ッ チ 3 0 お よ び検 出 回 路 4 0 の 回 路 図 で あ る 。 第 4 図 に お い て 、 第 2 図 中 と 同 じ 構 成 要 素 に は 同 じ 参 照 番 号 が 付 け ら れ て い る 。
本 実 施 例 が 従 来 例 （ 第 2 図 ） と 異 な る 点 は 、 係 数 器 4 と 、 速度推定値 Γ と 滑 り 角 速度指令 w s* の加算器 2 1 の 間 に ス ィ ッ チ 3 0 ( 制 御 手 段 ） を 設 け 、 さ ら に こ の ス ィ ッ チ 3 0 を オ ン / オ フ す る 検 出 回 路 4 0 ( 検 出 手 段 ） を 設 け た 点 で あ る 。
検 出 回 路 4 0 は 、 第 5 図 に 示 す よ う に 、 乗 算 器 4 1 と 、 絶対 値 回 路 4 2 と 、 比較 器 4 3 ^ 4 32 と 、 ア ン ド 回路 4 4 で構成 さ れて い る 。 乗算器 4 1 は速度指令 ω Γ* と ト ル ク 電 流 指令 Ι τ* の 積 を 求 め る 。 絶対 値 回 路 4 2 は磁束角 速度指令 ω «^ の絶対値を 出力 す る 。 比較器 4 3, は 速 度指令 ω Γ* と ト ル ク 電 流指令 I て * の 積 を 零 と 比較 し 、 零 よ り 小 さ け れ ば （ 回 生 状 態 ） 、 ハ イ レ べ ノレ の 信 号 、 零 よ り 大 き け れ ば （ 電 動 状 態 ） 、 ロ ウ レ ベ ル の 信' 号 を 出 力 す る 。 比較器 4 32 は I ω φ* I を 基 準値 と 比 較 し 、 卜 ω ø * I が 基準 値 よ り 小 さ け れ ば ハ イ レ ベ ル の 信 号 、 \ ω φ* I が 基 準 値 よ り 大 き け れ ば ロ ウ レ ベ ル の 信 号 を 出 力 す る 。 ア ン ド 回 路 4 4 は 両 比 較器 4 3： , 4 32 の 出 力 を 入 力 し 、 誘 導 電 動 機 2 が 回 生 状 態 、 か つ 磁 束 角 速 度 指 令 が基準 値 以 下 の と き に ハ イ レ ベ ル の 信 号 を 出 力 し 、 ス ィ ッ チ 3 0 の 端子 3 03 を 端子 3 02 (接 地 電 位 ） に 接 続 す る 。 そ れ以 外 の と き は 端子 3 03 は 端 子 3 0, と 接 続 さ れ 、 従 来 例 と 同 じ に な る 。
し た が っ て 、 低速 度 で の 回 生 状 態 時 、 滑 り 角 速 度 指 令 w s* が磁 束 角 速 度 指 令 ω 0* に 含 め ら れ な い た め 、 つ ま り 本 来 よ り も 絶対 値 の 大 き な 磁束 角 速 度 指 令 ω ςδ* が 与 え ら れ 、 誘 導 電 動 機 2 の 回 転速 度 が上 が る た め 、 磁 束 角 速度 ω 0 の 絶対値 が下 が ら な く な り 、 P G レ ス シ ス テ ム で の 安 定 性 が 向 上 す る 。
第 6 図 は 本 発 明 の 第 2 の 実施 例 の 、 誘 導 電 動 機 の べ ク ト ル 制 御 装 置 の ブ ロ ッ ク 図 で あ る 。
本 実 施 例 は 、 ス ィ ッ チ 3 0 を 係 数 器 4 の 出 力 側 と 速 度 制 御 器 1 6 の 入 力 側 の 間 に 設 け 、 誘 導 電 動 機 2 が 回 生状態かつ磁束角 速度指令 が基準値以下 の と き に 、 検 出 回路 4 0 に よ り ス ィ ッ チ 3 0 を切換え て 、 端子 3 03 を 端子 3 0, と 接続 し 、 減算器 2 06 で 角 速 度指 令 ωΓ* か ら 滑 り 角 速度指令 ω s* を 差 し 引 い た も の を新 た に 角 速度 指令 o>r* と し た も の で あ る 。 すな わ ち 、 角 速度指令 wr* の 絶対値 を 滑 り 角 速度指令 の 絶対値分大 き く 与 え 、 誘 導 電 動機 2 の 回 転 速 度 を 上 げ る こ と に よ り 、 磁束 角 速 度 ω の 絶対 値 が下 力 ら な く な り 、 P G レ ス シ ス テ ム で の べ ク ト ル制御 の 安定性 が 向 上す る 。 本実施例 で は 、 ス ィ ツ チ 3 0 と 減算器 2 06 が制御手段 を構成 して い る 。
第 1 , 第 2 の 実施 例 共 に 、 回 生 状 態 の 判 断 の 一方 に ト ル ク 電 流 指 令 I を 用 い た が 、 磁 束 指 令 02* と 係 数 器 4 は常 に 正値 よ り 、 滑 り 角 速度指令 ω s* を 用 い た も の と 全 く 同 様 の 結 果 が 得 ら れ る 。
ま た 、 検 出 回 路 4 0 の 入力 信号 と し て 速度指令 ωι·* の か わ り に 速度推定値 r を 、 ト ル ク 電流指令 I て* の か わ り に ト ノレ ク 電 流 検 出 値 I て を 用 い て も よ い 。
さ ら に 、 従 来 例 、 実 施 例 は す べ り 周 波 数 形 P W M ィ ン バ ー タ 制御装置 に 適用 し た 場合 を示すが、 本発 明 は 、 磁 束 位 相 基 準 形 P W M ィ ン バ ー タ 制 御 装 置 に も 適 用 で き る 。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . イ ン バ ー 夕 が 接 続 さ れ 、 電 動 側 だ け で な く 、 回 生 側 に も 用 い ら れ る 誘 導 電 動 機 の べ ク ト ル制 御 装 置 に お い て 、
前 記 誘 導 電 動 機 が 低 速 度 で 、 か つ 回 転 子 電 気 角 速 度 指 令 と 滑 り 角 速 度 指 令 の 符 号 が互 い に 異 な る こ と を 検 出 す る 検 出 手 段 と 、
前 記 誘 導 電 動 機 が 低 速 度 で 、 か つ 回 転 子 電 気 角 速 度 指 令 と -滑 り 角 速 度 指 令 の 符 号 が互 い に 異 な る 場 合 、 磁 束 の 角 速 度 指 令 に 滑 り 角 速 度 指 令 を 含 め な い 制 御 手 段 と を 有 す る こ と を 特 徴 と す る 、 誘 導 電 動 機 の べ ク ト ル 制 御 装 置 。
2 . 前 記 検 出 手 段 は 、 速 度 指 令 ω r * と ト ル ク 電 流 指 令 Ι τ * の 積 を 求 め る 乗算器 と 、 磁束 角 速 度 指 令 ω * の 絶対 値 を 出 力 す る 絶対 値 回 路 と 、 速 度 指 令 ω Γ* と ト ル ク 電 流 指令 I て * の 積 を 0 と 比較 す る 第 1 の 比較 器 と 、 磁束 角 速 度 指 令 ω ίδ * の 絶対 値 を 基 準値 と 比較 す る 第 2 の 比較 器 と 、 第 1 の 比較 器 の 出 力 と 第 2 の 比較 器 の 出 力 を 入力 、 速 度指令 ω r* と ト ル ク 電流指 令 I て * の 積 が 0 よ り 小 さ く 、 かつ磁束 角 速度指 令 の 絶対 値 が基 準 値 よ り 大 き い と き 所 定 の 論 理 レ ベ ル の 信 号 を 出 力 す る ゲ ー ト 回 路 と か ら 構 成 さ れ 、
前記制御手段 は、 滑 り 角速度指令 o) s* と 速度指定値 ω r を 加 算 し て 磁 束 角 速 度 指 令 ω 0 * を 出 力 す る 加 算 器 の 前 段 に 設 け ら れ 、 前 記 ゲ ー ト 回 路 か ら 前 記 所 定 の 論 理 レ' ベ ル の 信 号 が 出 力 さ れ て い な け れ ば 、 前 記 滑 り 角 速 度 指令 ω s * を前記加算器 に 入力 し 、 前記所定 の論理 レ ベ ル の 信 号 が 出 力 さ れ る と 、 前 記 滑 り 角 速 度 指 令 o) S * の 代 り に 0 を 前 記 加 算 器 に 入 力 す る ス ィ ツ チ で あ る 請 求 項 1 記 載 の べ ク ト ル制 御 装 置 。
3 . イ ン バ ー 夕 が 接続 さ れ 、 電 動 側 だ け で な く 、 回 生 側 に も 用 い ら れ る 誘 導 電 動 機 の べ ク ト ル制 御 装 置 に お い て 、
前 記 誘 導 電 動 機 が 低 速 度 で 、 か つ 回 転 子 電 気 角 速 度 指 令 と 滑 り 角 速 度 指 令 の 符 号 が互 い に 異 な る こ と を 検 出 す る 検 出 手 段 と 、
前 記 誘 導 電 動機 が 低 速 度 で 、 か つ 回 転 子 電 気 角 速 度 指 令 と 滑 り 角 速 度 指 令 の 符 号 が互 い に 異 な る 場 合 、 指 示 さ れ た 回 転 子 電 気 角 速 度 指 令 か ら 滑 り 角 速 度 指 令 を 差 し 引 き 、 こ れ を 新 た な 回 転子 電 気 角 速 度 指 令 と す る 制 御 手 段 を 有 す る こ と を 特 徴 と す る 、 誘 導 電 動 機 の べ ク ト ル制 御 装 置 o
4 . 前記検 出手段 は 、 速度指令 ω r* と ト ル ク 電流指令
Ι τ * の 積 を 求 め る 乗算 器 と 、 磁束 角 速度指 令 ω 0 * の 絶 対 値 を 出 力 す る 絶対 値 回 路 と 、 速 度 指 令 ω Γ * と ト ル ク 電流 指 令 I て 511 の 積 を 0 と 比較 す る 第 1 の 比較器 と 、 磁 束 角 速 度 指 令 の 絶対 値 を 基準 値 と 比 較 す る 第 2 の 比 較 器 と 、 第 1 の 比 較 器 の 出 力 と 第 2 の 比 較 器 の 出 力 を 入 力 、 速 度 指 令 ω r* と ト ノレ ク 電 流 指 令 I て* の 積 が 0' よ り 小 さ く 、 か つ 磁 束 角 速 度 指 令 ω * の 絶 対 値 が 基 準 値 よ り 大 き い と き 所 定 の 論 理 レ ベ ル の 信 号 を 出 力 す る ゲ ー ト 回 路 と か ら 構 成 さ れ 、
前 記 制 御 手 段 は 、 速 度 指 定 値 ω Γ* か ら 滑 り 角 速 度 指 令 o>s* 減 算 す る 減 算 || の 前 段 に 設 け ら れ 、 前 記 ゲ ー ト 回 路 か ら 前 記 所 定 の 論 理 レ ベ ル の，信 号 が 出 力 さ れ て い な け れ ば 、 前 記 滑 り 角 速 度 指 令 ω の 代 り に 0 を 入 力 し 、 前 記 所 定 の 論 理 レ ベ ル の 信 号 が 出 力 さ れ る と 、 前 記 滑 り 角 速 度 指 令 cus* を 前 記 減 算 器 に 入 力 す る ス ィ ッ チ で あ る 請 求 項 3 記 載 の べ ク ト ル 制 御 装 置 。
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