DE19523971A1

DE19523971A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Regeln eines Induktionsmotors

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Publication number: DE19523971A1
Application number: DE19523971A
Authority: DE
Inventors: Akira Imanaka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1995-06-30
Publication date: 1996-01-11
Anticipated expiration: 2015-07-01
Also published as: US5629597A; GB2290888B; GB2290888A; GB9512845D0; JPH0880100A; DE19523971B4; HK1009662A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinheit und ein Regelverfahren für die Primärfrequenz einer Indukti onsmaschine. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Regel einheit für einen Induktionsmotor und ein Regelverfahren, mit dem eine Regelkonstante oder eine Schaltkreiskonstante eines Induktionsmotor korrigiert wird.

Eine herkömmliche Regeleinheit der Art, mit der sich die Er findung befaßt, ist in Fig. 30 gezeigt und umfaßt einen In duktionsmotor 1, eine Transistor-Wechselrichterschaltung 26 zum Antrieb des Induktionsmotors 1 mit variabler Frequenz, einen Frequenzbefehlsgenerator 22, einen Funktionsgenerator 23, eine Befehlsgeneratorschaltung 24 für eine erste Spannung sowie eine PWM-Schaltung 25.

In einem Induktionsmotor mit der vorstehend beschriebenen Re geleinheit wird die Frequenz wie folgt geregelt.

Fig. 31 zeigt eine Ersatzschaltung des T-Typs für eine Phase eines bekannten Induktionsmotors. In dieser Figur ist folgen des zu sehen: ein Primärwiderstand R₁, ein Sekundärwiderstand R₂, eine primäre Querinduktivität l₁, eine sekundäre Querin duktivität l₂, eine primäre/sekundäre Gegeninduktivität M, eine Primärfrequenz ω₁, eine Schleiffrequenz ω_s, eine Primär spannung V₁, eine Spaltinduktionsspannung E₀, ein Primärstrom I₁ sowie ein Sekundärstrom I₂.

Der Spaltmagnetfluß Φ₀ wird durch die Induktionsspannung E₀ und die Primärfrequenz ω₁ bestimmt, und da die Zeitintegra tion der Spannung den Magnetfluß anzeigt, erhält man die Gleichung (1):

Φ₀ = E₀/ω₁ (1)

Ein Strom I_2r, der auf diesen Magnetfluß Φ₀ einwirkt und ein Drehmoment erzeugt, ist ein wirksames Element eines Sekun därstroms I₂, nämlich das Element gleicher Phase der Indukti onsspannung E₀. Folglich ergibt sich I_2r aus der Gleichung (2), wie in Fig. 31 gezeigt:

Das von einem Induktionsmotor erzeugte Drehmoment T_e ist pro portional zum Produkt des Magnetflusses Φ₀ und des Stroms I_2r, so daß die Gleichung (3) wie folgt geschrieben werden kann:

T_e = KΦ₀I_2r (3)

Hierin ist K proportional konstant.

Setzt man in die Gleichung (3) die Gleichungen (1) und (2) ein, so erhält man die Gleichung (4):

Wenn E₀/ω₁ auf konstantem Wert gehalten wird, ändert sich aus der Gleichung (4) das erzeugte Drehmoment T_e entsprechend der Schleiffrequenz ω_s. In diesem Schritt wird das maximale Dreh moment T_max durch Differenzieren der Gleichung (4) hinsicht lich der Schleiffrequenz ω_s und dadurch erhalten, daß der Zähler auf Null gesetzt wird. So wird das maximale Drehmoment durch Gleichung (5) erhalten:

Aus diesem Grund hat das maximale Drehmoment T_max keine Aus wirkung auf ω₁, wenn E₀/ω₁ auf konstantem Wert gehalten wird.

Da jedoch in der Praxis die Induktionsspannung E₀ nicht leicht festzustellen ist, wird im allgemeinen ein sogenanntes V/F-Konstantregelungssystem verwendet, in welchem die Primär spannung V₁ zu ω₁ proportional gemacht wird, um den Wert von V₁/ω₁ konstant zu machen. In diesem Fall kann in einem Be reich, in dem die Primärfrequenz ω₁ niedrig ist, der Span nungsabfall aufgrund des Primärwiderstandes R₁ im Verhältnis zu Primärspannung V₁ nicht ignoriert werden, so daß V₁ im voraus um einen Spannungswert größer gemacht wird, der R₁I₁ im niederfrequenten Bereich äquivalent ist.

Die in Fig. 30 gezeigte Regeleinheit arbeitet wie folgt:
Aus den oben genannten Gründen wird der Primärfrequenzbefehl ω₁*, den der Frequenzbefehlsgenerator 22 ausgibt, basierend auf der mit durchgezogener Linie in Fig. 32 angedeuteten Funktionsbeziehung, als Eingabe in den Funktionsgenerator 23 bereitgestellt, der einen Amplitudenbefehl V₁* der Primär spannung ausgibt.

Dann führt die Befehlsgeneratorschaltung 24 für die primäre Spannung eine Berechnung mit dem Amplitudenbefehl V₁* für die Primärspannung und dem Primärfrequenzbefehl ω₁* unter Verwen dung der Gleichung (6) durch und gibt die Primärspannungsbe fehle V_1u*, V_1v* und V_1w* an die entsprechenden ersten Spulen des Induktionsmotors 1.

V_1u* = V₁*cos ω₁*t
V_1v* = V₁*cos (ω₁*t-2π/3)
V_1w* = V₁*cos (ω₁*t+2π/3) (6)

Dann erzeugt die PWM-Schaltung 25 ein Basissignal zum Steuern der EIN/AUS-Vorgänge eines hier nicht gezeigten Transistors, der eine Transistor-Wechselrichterschaltung 26 bildet, und zwar entsprechend den Primärspannungsbefehlen V_1u*, V_1v*, V_1w*, und infolgedessen werden die tatsächlich dem Indukti onsmotor 1 zugeführten Primärspannungen so geregelt, daß sie den entsprechenden Befehlen folgen. Aus diesem Grund kann der Induktionsmotor 1, genauer gesagt seine Drehgeschwindigkeit entsprechend dem Primärfrequenzbefehl ω₁ geregelt werden.

Wenn es bei einer Regeleinheit für den herkömmlichen Indukti onsmotor gemäß obiger Beschreibung erforderlich ist, ein großes Drehmoment zu erzeugen, wenn der Motor mit niedriger Geschwindigkeit läuft, muß der Primärspannungsbefehl V₁* auf einen höheren Wert gesetzt werden, damit ein Spannungsabfall, wie Fig. 28 zeigt, ausgeglichen werden kann, um den durch den Primärwiderstand R₁ verursachten Spannungsabfall zu korrigie ren.

Allerdings ändert sich der Primärwiderstand R₁ mit der Tempe ratur, so daß es sehr schwierig ist, den Spannungsabfall ge nau auszugleichen. Wenn die zum Ausgleich des Spannungsab falls verursachte Spannungserhöhung geringer ist als der tatsächliche Spannungsabfall wird folglich bei konstantem An legen eines Lastdrehmomentes an den Induktionsmotor das bei langsamer Drehgeschwindigkeit erzeugte Drehmoment in so star kem Maße unzureichend, daß der Induktionsmotor nicht angelas sen werden kann. Wird andererseits zum Ausgleich des Span nungsabfalls eine zu starke Spannungserhöhung vorgesehen, muß der Betrieb der Inverterschaltung angehalten werden, um diese vor Beschädigung durch Überstrom zu schützen, der entsteht, weil bei langsamer Umdrehungsgeschwindigkeit ein großer Pri märstrom fließt, was von großem Nachteil ist.

Selbst wenn das erzeugte Drehmoment gleichbleibend ist, än dert sich das Gesamtträgheitsmoment, so daß die Änderungsge schwindigkeit der Umdrehungsgeschwindigkeit des Induktionsmo tors eine andere wird. Wenn die Änderungsgeschwindigkeit des Primärfrequenzbefehls ω₁ nicht ordnungsgemäß eingestellt wird, kann aus diesem Grund eine Beschleunigung oder Verlang samung des Induktionsmotors nicht ordnungsgemäß entsprechend ω₁* durchgeführt werden, und manchmal kann ein starker Pri märstrom darin fließen, so daß der Betrieb der Inverterschal tung angehalten werden muß, um sie vor Überstrom zu schützen.

Zur Lösung der genannten Probleme hat der Erfinder der vor liegenden Anmeldung eine Regeleinheit für einen Induktionsmo tor vorgeschlagen (japanische Patent-Offenlegungs-Veröffent lichungsnummer 30792/1993), bei der keine solchen Probleme wie Drehmomentmangel oder Überstrom auftreten, selbst wenn der Wert des Primärwiderstandes R₁ im Induktionsmotor sich aufgrund der Temperatur ändert, und die im übrigen nicht von der Änderungsgeschwindigkeit der vom Induktionsmotor ange triebenen Maschine oder vom Primärfrequenzbefehl ω₁* abhängt, und die darüber hinaus immer ordnungsgemäß die Drehgeschwin digkeit eines Induktionsmotors unter stabilen Bedingungen steuern kann.

Auch die japanische Patent-Offenlegungsnummer 299493/1990 of fenbart ein Verfahren zum Korrigieren eines eingestellten Wertes eines primären Widerstandes. Bei diesem herkömmlichen Ansatz wird aus einer Spannung und einem Strom in einem Mo tor, die von einem Spannungsdetektor bzw. einem Stromdetektor festgestellt werden, ein sekundärer Verkettungsmagnetfluß er rechnet. Der Primärwiderstandswert wird entsprechend dem Aus maß der Amplitudenabweichung zwischen dem Befehlswert und dem berechneten Wert korrigiert.

Allerdings wird bei diesem herkömmlichen Ansatz der Span nungsabfall im Primärschaltkreis von einer Spannung an einem Anschluß des Motors subtrahiert und die Differenz zeitinte griert, um den sekundären Verkettungsmagnetfluß zu erhalten. Wegen dieser Zeitintegration ist eine genaue Motorspannung erforderlich, und das bedeutet, daß ein gesonderter Span nungsdetektor vorgesehen sein muß, was von Nachteil ist. Aus die sem Grund ist ein Regelungsverfahren nötig, welches keine Mittel zum Berechnen eines Magnetflusses, wie eines sekun dären Verkettungsmagnetflusses braucht.

Fig. 33 ist ein Blockschaltbild, welches den allgemeinen Auf bau der oben beschriebenen Regeleinheit für einen Induktions motor zeigt (japanische Patent-Offenlegungs-Veröffentli chungsnummer 30792/1993). Fig. 33 zeigt einen Stromdetektor 2, der einen im Induktionsmotor 1 fließenden Primärstrom feststellt, eine Umformerschaltung variabler Frequenz 3, die in einer Stufe vor dem Induktionsmotor 1 vorgesehen ist, eine Befehlseinstelleinheit für Erregerstrom 4, die im Induktions motor 1 einen Erregerstrom hervorruft, eine Rechenschaltung für lastfreie Spannung 5a, die mit der Befehlseinstelleinheit 4 für den Erregerstrom und mit einem Frequenzbefehlsgenerator 9 verbunden ist und einen Befehl für lastfreie Spannung aus gibt, eine Rechenschaltung für ein Fehlerstromelement 6, die mit dem Stromdetektor 2, der Befehlseinstelleinheit für den Erregerstrom 4 und dem Frequenzbefehlsgenerator 9 verbunden ist, primäre Stromelemente berechnet, die jeweils eine Phase haben, die sich um 90° von den anderen vom Primärstrom im In duktionsmotor 1 und dem Primärfrequenzbefehlswert unterschei det, und ferner einen Fehlerstrom basierend auf dem Erreger strombefehlswert und dem Primärstrom errechnet, eine Rechen schaltung für Kompensationsspannung 7a, die mit der Fehler stromelement-Rechenschaltung 6, dem Frequenzbefehlsgenerator 9, der Primärwiderstand-Einstelleinheit 10 und einer Korrek turschaltung für primäre Widerstandskorrektur 11a verbunden ist und eine Korrekturspannung errechnet, und eine Rechen schaltung für einen Primärspannungsbefehl 8, die mit der Kor rekturspannungs-Rechenschaltung 7a, der Rechenschaltung 5a für lastfreie Spannung und dem Frequenzbefehlsgenerator 9 verbunden ist und einen Primärspannungsbefehl beruhend auf dem lastfreien Spannungsbefehl und der Korrekturspannung aus gibt.

Die Schaltung arbeitet wie folgt:
Ein Befehl lastfreier Spannung V_1q0* wird von der Rechen schaltung 5a für lastfreie Spannung aus L₁* errechnet, einem vorherbestimmten Wert der primären Selbstinduktivität, die zuvor in einer Faktoreinstelleinheit in der Rechenschaltung für lastfreie Spannung eingestellt wurde, einem Erregerstrom befehl I_1d*, der von der Erregerstrom-Befehlseinstelleinheit 4 eingegeben wurde, und einem Primärfrequenzbefehl ω₁*, der vom Frequenzbefehlsgenerator 9 eingegeben wurde. Hierzu wird die Gleichung (7) benutzt und das Ergebnis an die Rechen schaltung 8 für den Primärspannungsbefehl ausgegeben.

V_1q0* = L₁*ω₁*I_1d* (7)

Die vom Stromdetektor 2 erfaßten Primärströme I_1u und I_1v werden auf dem rotierenden Koordinatensystem (d-q Koordina tensystem) umgewandelt, welches entsprechend dem Primärfre quenzbefehl ω₁* rotiert, und werden als Elemente der d-Achse und q-Achse I_1d bzw. I_1q des oben genannten Primärstroms er halten. Ferner wird das Fehlerstromelement I_err mit Hilfe der Gleichung (8) errechnet, so daß der tatsächliche Wert des im Induktionsmotor 1 erzeugten primären Magnetflusses Null wird, wenn er mit einem Befehlswert für den primären Magnetfluß zu sammenfällt, der als Produkt des Erregerstrombefehls I_1d* und der primären Selbstinduktivität L₁ im Induktionsmotor 1 aus den obigen Werten I_1d und I_1q bereitgestellt wird. Ein vor herbestimmter Wert für den Ableitfaktor δ*, ist eine Ersatz schaltungskonstante für den Induktionsmotor 1, die zuvor in der Faktoreinstelleinheit in der Rechenschaltung 6 für das Fehlerstromelement eingestellt wurde. Der Erregerstrombefehl I_1d* wird von der Befehlseinstelleinheit 4 für den Erreger strom ausgegeben.

I_err = I_1d* - I_1d + σ*I_1q²/(I_1d* - σ*I_1d) (8)

Hier wird σ*, bei dem es sich um einen vorherbestimmten Wert eines Ableitfaktors für den Induktionsmotor 1 handelt, unter Verwendung der Gleichung (9) aus L₁* errechnet, das heißt aus einem vorherbestimmten Wert für die primäre Selbstinduktivi tät des Induktionsmotors 1, L₂*, bei dem es sich um einen vorherbestimmten Wert für die zweite Selbstinduktivität L₂ handelt und M*, bei dem es sich um einen vorherbestimmten Wert für die primäre/sekundäre Gegeninduktivität M handelt. Dies wird als Faktor für eine Faktoreinstelleinheit im Innern der Rechenschaltung 6 für das Fehlerstromelement eingestellt.

σ* = 1 - (M*)²/(L₁*L₂*) (9)

Dann wird das von der Rechenschaltung 6 für das Fehlerstrom element ausgegebene Fehlerstromelement I_err durch die Korrek turschaltung 11a für den Primärwiderstand unter Verwendung der Gleichung (10) berechnet und als Korrekturwert Δ₁ für den vorherbestimmten Wert des Primärwiderstandes R₁* ausgege ben.

Δ₁ = (K_RP + K_RI/S)I_err (10)

Hier ist K_RP eine proportionale Verstärkung und K_RI eine In tegrationsverstärkung.

Dann werden Korrekturspannungselemente ΔV_1d, ΔV_1q für die d-Achse und q-Achse ausgegeben, die das Fehlerstromelement I_err näher an Null bringen. Der vorherbestimmte Wert des Primärwi derstandes R₁*, der von der Einstelleinheit 10 für den Pri märwiderstand eingegeben wird, wird nämlich dem Korrekturwert Δ ₁ für den vorherbestimmten Wert des Primärwiderstandes R₁* hinzugefügt, der von der Korrekturschaltung für den Primärwi derstand 11a eingegeben wurde, um den Schätzwert des Primär widerstandes ₁ zu erhalten. Das Korrekturspannungselement ΔV_1d für die d-Achse und das Korrekturwertelement ΔV_1q für die q-Achse werden anhand der Gleichung (11) benutzt, wobei das d-Achsenelement I_1d des Primärstroms, das q-Achsenelement I_1q des Primärstroms, das Fehlerstromelement I_err benutzt wird, die jeweils von der Rechenschaltung 6 für das Fehler stromelement eingegeben werden. Und es wird der vom Frequenz befehlsgenerator 9 eingegebene Primärfrequenzbefehl ω₁* und die berechneten Korrekturspannungselemente ausgegeben.

ΔV_1d = ₁I_1d + K_cdI_err
ΔV_1q = ₁I_1q + (K₀ω₁*+K_cq)I_err (11)

Hier sind K_cd, K_cq und K₀ proportionale Verstärkungen, die jeweils vorher in einer Faktoreinstelleinheit in der Korrek turspannungs-Rechenschaltung 7a eingestellt wurden.

Dann liefert die Rechenschaltung 8 für den Primärspannungsbe fehl die Primärfrequenzbefehle V_1u*, V_1v* und V_1w*. Mit Hilfe der folgenden Gleichung (12) werden die Elementbefehle der d-Achse und q-Achse V_1d*, V_1q* anhand der Korrekturspannungs elemente ΔV_1d, ΔV_1q berechnet, die von der Rechenschaltung 7a für den Korrekturwert eingegeben wurden, sowie des Befehls V_1q0* für die lastfreie Spannung, der von der Rechenschaltung 5a eingegeben wurde. Die so berechneten Elementbefehle werden dann ausgegeben. Ferner werden die Elementbefehle der d-Achse und der q-Achse V_1d*, V_1q* von der Rechenschaltung 8 für den Primärspannungsbefehl in die entsprechenden Befehle V_1u*, V_1v* und V_1w* umgewandelt, wozu der Primärfrequenzbefehl ω₁* benutzt wird, den der Frequenzbefehlsgenerator 9 eingegeben hat. Diese Anweisungen werden dann ausgegeben.

V_1d* = ΔV_1d
V_1q* = ΔV_1q + V_1q0* (12)

Wenn die Primärspannungsbefehle V_1u*, V_1v* und V_1w* in die Umwandlerschaltung der variablen Frequenz eingegeben werden, wird der tatsächliche Wert des dem Induktionsmotor 1 aufer legten Primärstroms so geregelt, daß die Primärspannung den Primärspannungsbefehlswerten folgt.

Zusätzlich zu dem schon Gesagten kann auf die japanische Pa tentoffenlegungsnummer 299493/1990 verwiesen werden, die ein Induktionsmotorregelverfahren offenbart, die japanische Pa tentoffenlegungsnummer 245789/1991, die ein Induktionsmotor vektorregelverfahren offenbart, die japanische Patentoffenle gungsnummer 261384/1992, die ein Drehmomentsteuer-Inverterre gelverfahren und eine Vorrichtung für diesen Zweck offenbart, die japanische Patentoffenlegungsnummer 135288/1987, die eine Induktionsmotor-Magnetvektorrechenvorrichtung offenbart, die japanische Patentoffenlegungsnummer 206888/1989, die einen Induktionsmotorregler offenbart, die japanische Patentoffen legungsnummer 21293/1984, die einen Induktionsmotordrehmo mentregler offenbart, sowie die japanische Patentoffenle gungsnummer 62392/1986, die einen Induktionsmotorvektorregler offenbart.

Die Reglereinheit (offenbart in der japanischen Patentoffen legungsnummer 30792/1993) für einen Induktionsmotor, die ent wickelt wurde, um die genannten Schwierigkeiten bei den her kömmlichen Arten von Reglereinheiten für Induktionsmotoren zu überwinden, hat den oben beschriebenen Aufbau, so daß für den Fall, daß R₁*, L₁* und σ*, welche vorherbestimmte Werte für den Primärwiderstand R₁, eine Schaltkreiskonstante für einen Induktionsmotor, eine primäre Selbstinduktivität L₁, ein Ab leitfaktor σ (= 1-M²/(L₁L₂)) und dergleichen sind, den wahren Werten gleichen, die Reglereinheit so arbeitet, daß der tatsächliche Wert des im Induktionsmotor erzeugten primären Magnetflusses mit dem Produkt des Erregerstrombefehlsstroms und der primären Selbstinduktivität für den Induktionsmotor zusammenfällt. Aus diesem Grund kommt es weder zu einem Man gel an Drehmoment noch zu Überstrom, und die Drehgeschwindig keit des Induktionsmotors läßt sich immer unter stabilen Be dingungen steuern.

In dieser Reglereinheit für einen Induktionsmotor können Drehkonstanten für den Induktionsmotor, nämlich der Primärwi derstand R₁, die primäre Selbstinduktivität L₁, der Ableit faktor σ (= 1-M²/(L₁L₂)) und dergleichen im allgemeinen von einer Konstruktionsspezifikation für den Induktionsmotor er halten werden oder durch einen Konstantenmeßversuch, wie einen Widerstandsmeßversuch, einen Feststellversuch oder einen Versuch ohne Belastung. Jedoch können bei nach den gleichen Spezifikationen hergestellten Induktionsmotoren die Schaltkreiskonstanten sich manchmal wegen Schwankungen im Herstellungsprozeß wesentlich unterscheiden. In einem solchen Fall, oder falls die Konstruktionsspezifikationen nicht zu erhalten sind, muß ein Konstantenmeßversuch für jeden in Be trieb zu nehmenden Induktionsmotor durchgeführt werden.

Manchmal wird außerdem ein Induktionsmotor nicht unter norma len und konstanten Erregerstromanweisungen betrieben, sondern kann durch Ändern des Erregerstrombefehls, beispielsweise durch veränderliche Erregung oder schwache Erregung geregelt werden. Aber in diesem Fall kann sich in manchen Induktions motoren die primäre Selbstinduktivität aufgrund magnetischer Sättigung stark ändern. Wenn der vorherbestimmte Wert für die primäre Selbstinduktivität sich von dem wahren Wert unter scheidet, wird anhand der Gleichung (8) im Fehlerstromelement I_err eine Konstantenabweichung erzeugt. Ist diese groß wegen eines Fehlers im Einstellen der primären Selbstinduktivität, dann kann manchmal die Ausgangsspannung kleiner sein als der ideale Wert, was wiederum zu einem Mangel an Drehmoment füh ren kann. Aus diesem Grund ist es bei dieser Reglereinheit für einen Induktionsmotor manchmal erforderlich, ein sehr kompliziertes Verfahren durchzuführen, beispielsweise um die Änderungskurve der primären Selbstinduktivität zu bestimmen und die Meßwerte zu speichern.

Wenn bei einem vollständig geschlossenen, schlitzartigen In duktionsmotor der Primär- und der Sekundärstrom groß ist, kann es manchmal zu einer magnetischen Sättigung kommen, die wiederum wesentliche Änderungen im Ableitfaktor hervorrufen kann. Wenn der vorherbestimmte Wert des Ableitfaktors sich in diesem Fall stark von dem wahren Wert unterscheidet, insbe sondere wenn eine große Last anliegt, tritt in dem durch die Gleichung (8) gegebenen Fehlerstromelement I_err eine große Konstantenabweichung auf. Ist diese Konstantenabweichung des Fehlerstromelements I_err stark auf der negativen Seite, kön nen unter Umständen die Korrekturspannungselemente ΔV_1d, ΔV_1q für die d-Achse und die q-Achse, durch die Gleichung (11) ge geben, ideale Werte annehmen, was wiederum zu einem zu gerin gen Drehmoment führen kann. Es ist schwierig, die Änderungs kurve des Ableitfaktors aufgrund magnetischer Sättigung zu messen. Und mit der vorstehend vorgeschlagenen Reglereinheit für einen Induktionsmotor kann beim Antrieb des Motors im Fall eines sich signifikant ändernden Ableitfaktors die Ände rungskurve dieses Ableitfaktors nicht gespeichert werden. Und der Einstellfehler kann einen Mangel an Drehmoment hervorru fen.

Was den Primärwiderstand betrifft, kann selbst mit der vor stehend vorgeschlagenen Reglereinheit eine Korrektur richtig vorgenommen werden. Eine ausgezeichnete Regelung läßt sich bei direktem geradem Stromantrieb erzielen, was die häufigste Art des Antriebs ist. Allerdings ist dabei nicht der Fall ei ner regenerierenden Belastung berücksichtigt, so daß für den Fall, daß eine spezifische Last ein großes und langsames Rückkopplungsdrehmoment erfordert, beispielsweise beim An trieb eines Fahrstuhls und dergleichen manchmal immer noch ein unzureichendes Drehmoment erhalten wird.

Ferner offenbart die japanische Patentoffenlegungs-Veröffent lichungsnummer 299493/1990 ein Induktionsmotorregelverfahren zum Korrigieren des vorherbestimmten Wertes des primären Wi derstands. Bei diesem Regelverfahren wird anhand einer Span nung und eines Stroms im Motor, die von einem Spannungsdetek tor bzw. einem Stromdetektor wahrgenommen werden, ein sekun därer Verkettungsmagnetfluß berechnet und der primäre Wider standswert entsprechend dem Ausmaß der Amplitudenabweichung zwischen dem Befehlswert und dem berechneten Wert korrigiert. Bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Ansatz wird aller dings der Spannungsabfall in der Primärschaltung von der An schlußspannung des Motors subtrahiert und die Differenz der Zeitintegration unterworfen. So wird der sekundäre Verket tungsmagnetfluß berechnet.

Um die Integration durchzuführen, ist allerdings ein genauer Motorspannungswert nötig. Zu diesem Zweck ist ein Spannungs meßfühler unerläßlich, was von Nachteil ist. Aus diesem Grund muß ein Regelverfahren angewandt werden, welches keine Re chenvorrichtung zum Berechnen des Magnetflusses, wie des se kundären Verkettungsmagnetflusses braucht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Regeleinheit für einen In duktionsmotor und ein Regelverfahren zu schaffen, bei denen kein Mangel an Drehmoment oder Überstrom auftritt und mit denen die Drehgeschwindigkeit eines Induktionsmotors immer mit großer Genauigkeit und unter stabilen Bedingungen gesteu ert werden kann, und zwar selbst wenn Einstellwerte für Schaltkreiskonstanten eines Induktionsmotors, beispielsweise der Primärwiderstand R₁, die primäre Selbstinduktivität L₁, der Ableitfaktor σ (= 1-M²/(L₁L₂)) sich von den tatsächlichen Werten unterscheiden.

Aufgabe der Erfindung ist es auch, ein Regelverfahren und eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, mit denen das genannte Ziel auch dann erreicht wird, wenn eine Regelung durch Ändern des Erregerstrombefehls, beispielsweise durch variable Erregung oder schwache Erregung angewandt wird, und zwar durch automatisches Korrigieren des Wertes der primären Selbstinduktivität, die sich aufgrund magnetischer Sättigung ändert. Aufgabe der Erfindung ist es gleichfalls, das ge nannte Ziel durch automatisches Korrigieren des Ableitfaktors zu erreichen, der sich entsprechend dem Primärstrom ändert. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, den Primärwiderstand selbst im Fall einer regenerierenden Belastung bei einem In duktionsmotor stabil zu korrigieren, und zwar sogar dann, wenn ein Verbraucher ein starkes und langsames Rückkopplungs drehmoment erfordert, wie beim Anliegen der Last eines Auf zugs.

Mit der Reglereinheit für einen Induktionsmotor und dem Re gelverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung werden Primär stromelemente, deren Phasen sich um 90° voneinander unter scheiden, von einer Recheneinrichtung für primäre Stromele mente anhand des Primärstrom- und Primärfrequenz-Befehlswer tes berechnet. Die Fehlerstromrecheneinrichtung gibt einen Fehlerstrom aus, indem sie den Befehlswert der Primärfre quenz, den Befehlswert des Erregerstroms und die Ausgabe der Recheneinrichtung für das Primärstromelement benutzt, so daß der tatsächliche Wert des im Induktionsmotor erzeugten pri mären Magnetflusses Null wird, wenn dieser Wert mit dem ein gestellten Wert zusammenfällt. Dann wird ein Korrekturwert für den Einstellwert der primären Selbstinduktivität, der für den Induktionsmotor ein konstanter Wert ist, von der Korrek tureinrichtung für die primäre Selbstinduktivität anhand des Fehlerstroms errechnet. Ferner wird ein Korrekturwert, der den Wert des Fehlerstroms näher an Null bringt, von der Re cheneinrichtung für die Korrekturspannung unter Verwendung des Befehlswertes für die Primärfrequenz, der von der Rechen einrichtung für das Primärstromelement ausgegeben wird, er rechnet und auch von der Recheneinrichtung für das Primär stromelement ausgegeben. Ein Befehlswert lastfreie Spannung für den Induktionsmotor wird von der Recheneinrichtung für die lastfreie Spannung ausgegeben, die den Befehlswert für die Primärfrequenz, den Befehlswert für den Erregerstrom und den Ausgang der Korrektureinrichtung für die primäre Selbst induktivität benutzt. Der Befehlswert der Primärspannung für den Induktionsmotor wird von der Rechenschaltungseinrichtung für den Befehlswert der Primärspannung ausgegeben. Dann wird die dem Induktionsmotor aufgedrückte Primärspannung von der Umformereinrichtung variabler Frequenz so geregelt, daß sie dem Befehlswert der Primärspannung folgt.

Mit der Reglereinheit für den Induktionsmotor und dem ent sprechenden Regelverfahren gemäß der Erfindung wird eine lastfreie Spannung für einen Induktionsmotor von der Korrek tureinrichtung für die lastfreie Spannung ausgegeben. Primäre Stromelemente, deren Phasen sich um 90° voneinander unter scheiden, werden von der Recheneinrichtung für das Primär stromelement anhand des Befehlswertes des Primärstroms und der Primärfrequenz errechnet. Ein Fehlerstrom wird von der Fehlerstromrecheneinrichtung ausgegeben, die den Befehlswert der Primärfrequenz, den Befehlswert des Erregerstroms und die Ausgabe der Recheneinrichtung für das Primärstromelement ebenso wie die Ausgabe einer Korrektureinrichtung des Ableit faktors benutzt. So wird der tatsächliche Wert des im Induk tionsmotor erzeugten primären Magnetflusses Null, wenn er mit dem Einstellwert zusammenfällt. Dann wird von der Korrektur einrichtung für den Ableitfaktor anhand des Fehlerstroms ein Korrekturwert für den Einstellwert des Ableitfaktors errech net, bei dem es sich um eine Schaltkreiskonstante für den In duktionsmotor handelt. Ferner wird eine Korrekturspannung, die den Wert des Fehlerstroms näher an Null bringt, von der Recheneinrichtung für den Korrekturwert unter Verwendung des Befehlswertes der Primärfrequenz, der Ausgabe der Rechenein richtung für den Primärstrom und der Ausgabe der Rechenein richtung für den Fehlerstrom berechnet. Der Befehlswert der Primärspannung für den Induktionsmotor wird dann von der Re chenschaltungseinrichtung für den Primärspannungsbefehl aus gegeben. Dann wird der tatsächliche Wert der Primärspannung, mit der der Induktionsmotor belastet wird, von der Umformer einrichtung variabler Frequenz so geregelt, daß er dem Be fehlswert der Primärspannung folgt.

Mit der Reglereinheit für einen Induktionsmotor und dem ent sprechenden Regelverfahren gemäß der Erfindung werden Primär stromelemente, die sich in der Phase um 90° voneinander un terscheiden, von der Recheneinrichtung für das Primärstrom element anhand des Befehlswertes für den Primärstrom und die Primärfrequenz errechnet. Von der Fehlerstromrecheneinrich tung wird ein Fehlerstrom errechnet und dazu die Ausgabe der Recheneinrichtung für das Primärstromelement, der Befehlswert der Primärfrequenz, der Befehlswert des Erregerstroms und auch die Ausgabe der später noch zu beschreibenden Korrektur einrichtung für den Ableitfaktor benutzt, so daß der tatsäch liche Wert des im Induktionsmotor erzeugten primären Magnet flusses Null wird, wenn der Wert mit dem Einstellwert zusam menfällt. Außerdem werden Korrekturwerte für den Einstellwert des Primärwiderstands, den Einstellwert der primären Selbst induktivität und den Einstellwert des Ableitfaktors, bei denen es sich um Schaltkreiskonstanten des Induktionsmotors handelt, errechnet und von der Korrektureinrichtung für den Primärwiderstand, der Korrektureinrichtung für die primäre Selbstinduktivität bzw. der Korrektureinrichtung für den Ab leitfaktor unter Verwendung des Fehlerstroms ausgegeben. Dann wird eine Korrekturspannung, die den Wert des Fehlerstroms näher an Null bringt, von der Recheneinrichtung für die Kor rekturspannung ausgegeben, die den Befehlswert der Primärfre quenz, den Fehlerstrom, die Ausgabe der Recheneinrichtung für das Primärstromelement und des Korrekturwertes des Primärwi derstands ausgegeben. Dann wird der Befehlswert der Primär frequenz, der Befehlswert des Erregerstroms und der Korrek turwert der primären Selbstinduktivität von der Rechenein richtung für die lastfreie Spannung eingegeben, während der Befehlswert für die lastfreie Spannung für den Induktionsmo tor ausgegeben wird. Ferner wird die Korrektureinrichtung des Primärwiderstands, die Korrektureinrichtung der primären Selbstinduktivität und die Korrektureinrichtung des Ableit faktors von einer Korrekturabschnittregeleinrichtung gere gelt. Der Befehlswert der primären Spannung für den Indukti onsmotor wird von der Rechenschaltungseinrichtung für den Primärspannungsbefehl ausgegeben. Dann wird ein tatsächlicher Wert der an den Induktionsmotor anzulegenden Primärspannung von der Umformereinrichtung variabler Frequenz so geregelt, daß er dem Befehlswert der Primärspannung folgt.

Mit der Regeleinheit und dem Regelverfahren für einen Induk tionsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung hält die Korrek turabschnittregeleinrichtung anhand des Befehlswertes der Primärfrequenz die Operation zur Korrektur der Primärindukti vität oder zur Korrektur des Ableitfaktors an, wenn der Be fehlswert der Primärfrequenz klein ist. Sie hält die Opera tion zur Korrektur des Primärwiderstandes an, wenn der Be fehlswert der Primärfrequenz groß ist.

Die Korrekturabschnittregeleinrichtung bestimmt anhand der Ausgabe der Recheneinrichtung für das Primärstromelement, ob es sich um einen Antriebsmodus mit leichter Last oder mit schwerer Last handelt, hält die Operation zur Korrektur des Ableitfaktors im Fall des Antriebsmodus mit leichter Last an und führt die Operation zur Korrektur der primären Selbstin duktivität im Antriebsmodus für schwere Last durch.

Die Korrekturabschnittregeleinrichtung kehrt die Polarität einer Korrekturverstärkung für den Primärwiderstand entspre chend der Ausgabe der Recheneinrichtung für das Primärstrom element um.

Die Korrekturabschnittregeleinrichtung bewirkt die Regelung unter Benutzung der Ausgabe der Befehlseinrichtung für die Primärfrequenz ebenso wie der Recheneinrichtung für das Pri märstromelement, der Korrekturverstärkungen für die Korrek tureinrichtung des Primärwiderstands, der Korrektureinrich tung für die primäre Selbstinduktivität und der Korrekturein richtung für den Ableitfaktor entsprechend einer zuvor einge stellten Verstärkungsfunktion.

Gemäß der Erfindung wird ein Fehlerstrom von der Rechenein richtung für den Fehlerstrom ausgegeben, die dazu den Be fehlswert der Primärfrequenz, den Befehlswert des Erreger stroms und die Ausgabe der Recheneinrichtung für das Primär stromelement benutzt, so daß der tatsächliche Wert des im In duktionsmotor erzeugten primären Magnetflusses Null wird, wenn er mit dem Einstellwert zusammenfällt. Anhand des Feh lerstroms wird dann ein Korrekturwert für den Einstellwert des Erregerstroms von der Korrektureinrichtung des Erreger strombefehls errechnet. Ferner wird eine Korrekturspannung, die den Wert des Fehlerstroms näher an Null bringt, von der Recheneinrichtung für die Korrekturspannung unter Verwendung des Befehlswertes der Primärfrequenz errechnet, die von der Recheneinrichtung des Primärstromelements ausgegeben wird und auch von der Recheneinrichtung für den Fehlerstrom ausgegeben wird. Die Recheneinrichtung für die lastfreie Spannung gibt einen Befehlswert lastfreier Spannung für den Induktionsmotor anhand des Befehlswertes der Primärfrequenz aus. Und dann wird der Befehlswert der Primärspannung für den Induktionsmo tor von der Rechenschaltungseinrichtung für die Primärspan nung ausgegeben. Ein tatsächlicher Wert der Primärspannung, mit der der Induktionsmotor zu belasten ist, wird so gere gelt, daß er dem Befehlswert der Primärspannung folgt.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand schematisch dargestellter Ausführungsbei spiele näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der gesamten Regeleinheit für einen Induktionsmotor gemäß dem ersten Ausführungs beispiel der Erfindung;

Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Rechenschaltung für die lastfreie Spannung gemäß dem ersten Ausführungsbei spiel;

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Rechenschaltung für die Korrekturspannung gemäß dem ersten Ausführungsbei spiel;

Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Rechenschaltung für den Primärspannungsbefehl gemäß dem ersten Ausführungs beispiel;

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Korrekturschaltung für die primäre Selbstinduktivität gemäß dem ersten Ausfüh rungsbeispiel;

Fig. 6 eine Rechenschaltung für das Primärstromelement ge mäß dem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 7 ein Blockschaltbild einer Rechenschaltung für den Fehlerstrom gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 8 ein Ablaufdiagramm des Betriebs einer Regeleinheit für einen Induktionsmotor gemäß dem ersten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 9 ein Blockschaltbild der gesamten Regeleinheit für einen Induktionsmotor gemäß einem zweiten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 10 ein Blockschaltbild einer Rechenschaltung für die lastfreie Spannung gemäß dem zweiten Ausführungsbei spiel;

Fig. 11 ein Blockschaltbild einer Rechenschaltung für den Fehlerstrom gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig. 12 ein Blockschaltbild einer Korrekturschaltung für den Ableitfaktor gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;

Fig. 13 ein Ablaufdiagramm des Betriebs einer Regeleinheit für einen Induktionsmotor gemäß dem zweiten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 14 ein Blockschaltbild der gesamten Regeleinheit für einen Induktionsmotor gemäß einem dritten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 15 ein Blockschaltbild einer Rechenschaltung für die Korrekturspannung gemäß dem dritten Ausführungsbei spiel;

Fig. 16 ein Blockschaltbild einer Korrekturschaltung für den Primärwiderstand gemäß dem dritten Ausführungsbei spiel;

Fig. 17 ein Blockschaltbild einer Korrekturschaltung für die primäre Selbstinduktivität gemäß dem dritten Ausfüh rungsbeispiel;

Fig. 18 ein Blockschaltbild einer Korrekturschaltung für den Ableitfaktor gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;

Fig. 19 ein Blockschaltbild einer Korrekturabschnittregel schaltung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;

Fig. 20 ein Blockschaltbild einer Korrekturabschnittregel schaltung gemäß einer Abwandlung des dritten Ausfüh rungsbeispiels;

Fig. 21 ein Blockschaltbild einer Korrekturabschnittregel schaltung gemäß einer Abwandlung des dritten Ausfüh rungsbeispiels;

Fig. 22 ein Blockschaltbild einer Korrekturabschnittregel schaltung gemäß einer Abwandlung des dritten Ausfüh rungsbeispiels;

Fig. 23 ein Blockschaltbild einer Korrekturabschnittregel schaltung gemäß einer Abwandlung des dritten Ausfüh rungsbeispiels;

Fig. 24 ein Ablaufdiagramm eines beim dritten Ausführungs beispiel benutzten Algorithmus;

Fig. 25 ein Ablaufdiagramm des Betriebs einer Reglereinheit für einen Induktionsmotor gemäß dem dritten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 26 ein Blockschaltbild der gesamten Regeleinheit für einen Induktionsmotor gemäß einem vierten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 27 ein Blockschaltbild einer Rechenschaltung für die lastfreie Spannung gemäß dem vierten Ausführungsbei spiel;

Fig. 28 eine Korrekturschaltung für den Erregerstrombefehl gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel;

Fig. 29 ein Ablaufdiagramm des Betriebs einer Regeleinheit für einen Induktionsmotor gemäß dem vierten Ausfüh rungsbeispiel;

Fig. 30 ein Blockschaltbild einer gesamten bekannten Re geleinheit für einen Induktionsmotor;

Fig. 31 eine T-förmige Ersatzschaltung pro Phase eines In duktionsmotors;

Fig. 32 eine graphische Darstellung eines Musters in einem Funktionsgenerator einer herkömmlichen Regeleinheit für einen Induktionsmotor; und

Fig. 33 ein Blockschaltbild einer gesamten Regeleinheit für einen Induktionsmotor, die früher vom gleichen Er finder vorgeschlagen wurde.

Die allgemeine Anordnung eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist in Fig. 1 als Blockschaltbild dargestellt und weist folgendes auf: einen Induktionsmotor 1, einen Stromdetektor 2, eine Umformerschaltung variabler Frequenz 3, eine Einstelleinheit für einen Erregerstrombefehl 4, eine Re chenschaltung für lastfreie Spannung 5b, eine Rechenschaltung für Korrekturspannung 7b, eine Rechenschaltung für einen Pri märspannungsbefehl 8, einen Frequenzbefehlsgenerator 9, eine Einstelleinheit für eine primäre Selbstinduktivität 12, eine Korrekturschaltung für die primäre Selbstinduktivität 13a, eine Rechenschaltung für ein Primärstromelement 14 und eine Rechenschaltung für ein Fehlerstromelement 15a.

In Fig. 2 ist als Blockschaltbild im einzelnen der Aufbau der Rechenschaltung 5b für die lastfreie Spannung gezeigt. Diese Rechenschaltung 5b für lastfreie Spannung hat einen Eingangs anschluß 30, der mit dem Frequenzbefehlsgenerator 9 verbunden ist, einen Eingangsanschluß 36, der mit der Einstelleinheit für den Erregerstrombefehl 4 verbunden ist, einen Eingangsan schluß 31, der mit der Einstelleinheit für die primäre Selbstinduktivität 12 verbunden ist, einen Eingangsanschluß 32, der mit der Korrekturschaltung für die primäre Selbstin duktivität 13a verbunden ist, einen Addierer 33, Multiplizie rer 34, 35 sowie einen Ausgangsanschluß 37.

Das Blockschaltbild der Fig. 3 zeigt im einzelnen den Aufbau der Rechenschaltung für die Korrekturspannung 7b. Diese Re chenschaltung 7b hat Eingangsanschlüsse 38, 39, die jeweils mit der Rechenschaltung 14 für das primäre Stromelement ver bunden sind, einen Eingangsanschluß 39, der mit der Rechen schaltung 15a für den Fehlerstrom verbunden ist, einen Ein gangsanschluß 40, der mit dem Frequenzbefehlsgenerator 9 ver bunden ist, Faktoreinheiten 42, 46, 49, Verstärker 43, 45, Addierer 44, 48 und 50, einen Multiplizierer 47 sowie Aus gangsanschlüsse 51, 52.

Das Blockschaltbild der Fig. 4 zeigt im einzelnen den Aufbau der Rechenschaltung 8 für den Primärspannungsbefehl. Zu der Rechenschaltung 8 gehören Eingangsanschlüsse 80, 81, die je weils mit der Rechenschaltung 7b für die Korrekturspannung verbunden sind, ein Eingangsanschluß 82, der mit der Korrek turschaltung 5b für die lastfreie Spannung verbunden ist, ein Eingangsanschluß 83, der mit dem Frequenzbefehlsgenerator 9 verbunden ist, Addierer 84, 93, 96, ein V/F-Umformer 85, ein Zähler 86, ein ROM 87, D/A-Umsetzer des Multiplikationstyps 88 bis 91, Subtrahierer 92, 95, Faktoreinheiten 94, 97 bis 99 und Ausgangsanschlüsse 100 bis 102.

Fig. 5 ist ein Blockschaltbild, welches im einzelnen den Auf bau der Korrekturschaltung 13a für die primäre Selbstindukti vität zeigt. Zu dieser Korrekturschaltung 13a gehört ein Ein gangsanschluß 53, der mit der Rechenschaltung 15a für den Fehlerstrom verbunden ist, ein Verstärker 54, ein Integrator 55 des Verstärkungstyps, ein Addierer 56 und ein Ausgangsan schluß 57.

Fig. 6 ist ein Blockschaltbild der oben schon erwähnten Re chenschaltung 14 für das Primärstromelement. Zu dieser Re chenschaltung 14 gehören Eingangsanschlüsse 58, 59, die je weils mit dem Stromdetektor 2 verbunden sind, ein mit dem Frequenzbefehlsgenerator 9 verbundener Eingangsanschluß 60, Faktoreinheiten 61, 62 und 63, Addierer 64, 72, ein V/F-Um former 65, ein Zähler 66, ein ROM 67, D/A-Umsetzer des Multi plikationstyps 68 bis 71, ein Subtrahierer 73 und Ausgangsan schlüsse 74, 75.

Fig. 7 zeigt als Blockschaltbild die Rechenschaltung 15a für den Fehlerstrom. Diese Rechenschaltung 15a hat einen Ein gangsanschluß 103, der mit der Einstelleinheit 4 für den Er regerstrombefehl verbunden ist, Eingangsanschlüsse 104, 105, die mit der Rechenschaltung 14 für das Primärstromelement verbunden sind, Faktoreinheiten 106, 108, einen Multiplizie rer 107, einen Dividierer 110, Subtrahierer 109, 111, einen Addierer 112 und einen Ausgangsanschluß 113.

Vor einer Beschreibung der Arbeitsweise des oben umrissenen ersten Ausführungsbeispiels soll ein Verfahren zum Regeln des Induktionsmotors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Er findung beschrieben werden. Die Gleichungen, mit denen Span nung und Strom für einen Induktionsmotor in einem Rotations koordinatensystem (d-q-Koordinatensystem) erhalten werden, welches mit der Primärfrequenz ω₁ rotiert, sind, wie allge mein bekannt, durch die folgende Gleichung (13) ausgedrückt:

V_1d = (R₁+PL₁)I_1d - L₁ω₁I_1q + PMI_2d - Mω₁I_2q
V_1q = L₁ω₁I_1d + (R₁+PL₁)I_1q + Mω₁I_2d + PMI_2q
0 = PMI_1d - Mω_sI_1q + (R₂+PL₂)I_2d - L₂ω_sI_2q
0 = Mω_sI_1d + PMI_1q + L₂ω_sI_2d + (R₂+PL₂)I_2q (13)

Hier sind L₁, L₂ primäre und sekundäre Selbstinduktivitäten eines Induktionsmotors, M die primäre/sekundäre Gegenindukti vität, I_2d, I_2q die Elemente des Sekundärstroms der d-Achse bzw. der q-Achse, ω_s die Schleiffrequenz des Induktionsmotors und P ein Differentialoperator (= d/dt).

Die d-Achsen- und q-Achsenelemente Φ_1d, Φ_1q sind durch die folgenden Gleichungen (14) ausgedrückt, wie bekannt:

Φ_1d = L₁I_1d + MI_2d
Φ_1q = L₁I_1q + MI_2q (14)

Wenn I_2d und I_2q in der Gleichung (13) durch die Gleichung (14) ersetzt werden, erhält man die Gleichungen (15) und (16):

V_1d = R₁I_1d + PΦ_1d - ω₁Φ_1q
V_1q = R₁I_1q + PΦ_1q - ω₁Φ_1d (15)

0 = (R₂+PL₂)Φ_1d - L₁(R₂+PL₂σ)I_1d - L₂ω_sΦ_1q + σL₁L₂ω_sI_1q
0 = (R₂+PL₂)Φ_1q - L₁(R₂+PL₂σ)I_1q + L₂ω_sΦ_1d + σL₁L₂ω_sI_1d (16)

Hier ist der Ableitfaktor σ durch die Gleichung (17) gegeben:

σ = 1 - M²/(L₁L₂) (17)

Es wird angenommen, daß der primäre Magnetfluß Φ₁ auf kon stantem Pegel eingeregelt wird, wie im voraus eingestellt. Dabei wird die Gleichung (18) angewandt:

Φ_1d = L₁I_1d*
Φ_1q = 0 (18)

Hier ist I_1d* ein Befehlswert für den Erregerstrom. Unter Be rücksichtigung des konstanten Zustandes wird ferner angenom men, der Differentialoperator P sei 0. Dann erhält man durch Einsetzen der Gleichung (18) in die Gleichung (15) die fol gende Gleichung (19). Außerdem kann die Gleichung (20) durch Einsetzen der Gleichung (18) in die Gleichung (16) erhalten werden:

V_1d = R₁I_1d
V_1q = R₁I_1q + L₁ω₁I_1d* (19)

0 = I_1d* - I_1d + σI_1q²/(I_1d*-σI_1d) (20)

Wenn also V_1d und V_1q durch die Gleichung (19) gegeben sind, ist die Gleichung (18) im konstanten Zustand erfüllt, und der primäre Magnetfluß Φ₁ wird auf konstantes Niveau geregelt, wie zuvor eingestellt.

Um bei diesem Schritt die Dämpfungscharakteristiken des Re gelsystems zu verbessern und eine größere Stabilität zu ge währleisten, wird unter Ausnutzung der Tatsache, daß bei Er füllung der Gleichung (18) I_1d und der Befehlswert I_1d* die Gleichung (20) ergeben, ein Ausdruck hinzugefügt, so daß die rechte Seite der Gleichung (20) Null wird. Mit dieser Opera tion wird die Gleichung (21) erhalten:

V_1d = R₁*I_1d+K_cdI_err
V_1q = R₁*I_1q+L₁*ω₁I_1d*+(K₀ω₁+K_cq)I_err (21)

In der Gleichung (21) werden unter Verwendung der Gleichungen (22) bzw. (23) K₀ und I_err erhalten:

K₀ = σ*L₁*/(1-σ), (22)

worin K_cd = K₀K_d, K_cq = K₀K_q.

I_err = I_1d*-I_1d+σ*I_1q²/(I_1d*-σ*I_1d) (23)

Die Gleichung (21) schließt einen eingestellten Wert L₁* für die primäre Selbstinduktivität L₁ ein. In einem allgemeinen Induktionsmotor entspricht der tatsächliche Wert der primären Selbstinduktivität aufgrund von Herstellungsschwankungen nicht dem Sollwert, weil Dispersion erzeugt wird. Wenn Regel vorgänge, wie eine veränderliche Erregung oder eine schwache Erregung durchgeführt werden, stellt sich ein Einfluß magne tischer Sättigung ein, und die primäre Selbstinduktivität L₁ ändert sich aufgrund der Größe des Erregerstroms signifikant. Es ist äußerst kompliziert, diese Änderung zu messen und vor zunehmen und eine die Änderung wiedergebende Kurve zu spei chern. Wenn es zwischen dem Einstellwert L₁* für die primäre Selbstinduktivität und dem wahren Wert L₁ einen Fehler gibt, wird gemäß der vorliegenden Erfindung der I_err-Wert propor tioniert und integriert entsprechend einer im voraus einge stellten Verstärkung unter Ausnutzung der Tatsache, daß der Stromfehler I_err in der Gleichung (23) nicht Null wird, und der resultierende Wert wird als Korrekturwert ₁ für den Einstellwert L₁* der primären Selbstinduktivität benutzt.

Der Korrekturwert Δ ₁ für den Einstellwert L₁* der primären Selbstinduktivität wird mittels der Gleichung (24) errechnet, und dann L₁* addiert, wie durch die Gleichung (25) angedeu tet, um den Schätzwert der primären Induktivität ₁ zu er halten. Dann wird L₁* in der Gleichung (21) durch den mittels der Gleichung (25) erhaltenen ₁-Wert ersetzt, um zu der Gleichung (26) zu gelangen.

₁ = (K_LP+K_LI/S)I_err (24)

K_LP ist eine proportionale Verstärkung, während L_LI eine In tegrationsverstärkung ist.

₁ = L₁* + Δ₁ (25)

V_1d = R₁*I_1d+K_cdI_err
V_1q = R₁*I_1d + ₁ω₁I_1d* + (K₀ω₁+K_cq)I_err (26)

Selbst wenn es einen Fehler im Einstellwert für die primäre Selbstinduktivität gibt, oder selbst wenn der tatsächliche Wert der primären Selbstinduktivität sich aufgrund der Ein flüsse magnetischer Sättigung ändert, wird mit dem Regelsy stem für den Induktionsmotor gemäß dem ersten Ausführungsbei spiel der Erfindung automatisch eine Korrektur auf solche Weise durchgeführt, daß der primäre Magnetfluß Φ₁ immer auf einem gleichbleibenden Wert entsprechend dem Einstellwert ge halten wird. So wird eine ausgezeichnete Regelung des Induk tionsmotors erreicht.

Nun soll die Arbeitsweise des ersten Ausführungsbeispiels an hand des Ablaufdiagramms der Fig. 8 unter Hinweis auf die Fig. 2 bis 7 erläutert werden. Zunächst wird ein Anfangswert ΔL₁ eingestellt (Schritt S1). Als nächstes wird, wie Fig. 6 zeigt, ein d-Achsenelement I_1d und ein q-Achsenelement I_1q des Primärstroms von der Rechenschaltung 14 für den Fehler strom ausgegeben (Schritt S2). Die vom Stromdetektor 2 er faßten Primärströme I_1u und I_1v im Induktionsmotor 1 werden in die Eingangsanschlüsse 58 bzw. 59 eingeleitet, wenn das Berechnen entsprechend der Gleichung (27) von den Faktorein heiten 61 bis 63 und dem Addierer 64 durchgeführt wird. Die α-Achsen- und die β-Achsenelemente I₁α und I₁β auf dem ortho gonalen Koordinatensystem (α-β-Koordinatensystem) werden von der Faktoreinheit 61 bzw. dem Addierer 64 ausgegeben.

Wenn andererseits der primäre Frequenzbefehl ω₁*, bei dem es sich um einen vom Frequenzbefehlsgenerator 9 ausgegebenen Analogwert handelt, über den Eingangsanschluß 60 in den V/F- Umformer 65 eingegeben wird, wird ein Impulsreihensignal mit einer Frequenz proportional zum Primärbefehl ω₁* erhalten. Vom Zähler 66 wird ein Winkelbefehl θ₁*, bei dem es sich um einen digitalen Wert handelt, und ein Zeitintegrationswert für den Primärfrequenzbefehl ω₁* erhalten. Dieser wird als Adresse in den ROM 67 mit den darin gespeicherten Werten für sin θ₁* und cos θ₁* eingegeben. Der Speicher ROM 67 gibt dann die digitalen Werte für sin θ₁* und cos θ₁* aus. Als nächstes werden I₁α und I₁β, die beide von der Faktoreinheit 61 und dem Addierer 64 ausgegeben wurden, ebenso wie digitale Werte für sin θ₁* und cos θ₁* in die D/A-Umsetzer 68 bis 71 des Multiplikationstyps eingegeben und analog umgesetzt. Dann werden die Werte dem Addierer 72 und Subtrahierer 73 aufgege ben. Beim Rechnen mit der Gleichung (28) werden die d-Achsen- und die q-Achsenelemente I_1d und I_1q des als Ausgabe vom Ad dierer 72 und Subtrahierer 73 erhaltenen Primärstroms an den Ausgangsanschlüssen 74, 75 abgegeben.

I_1d = I₁α cos θ₁* + I₁β sin θ₁*
I_1q = -I₁α sin θ₁* + I₁β cos θ₁* (28)

Der Fehlerstrom I_err wird, wie Fig. 7 zeigt, von der Rechen schaltung 15a für den Fehlerstrom ausgegeben (Schritt S3). Der über den Eingangsanschluß 103 von der Einstelleinheit 4 für den Erregerstrombefehl ausgegebene Erregerstrombefehl I_1d*, die d-Achsen- und q-Achsenelemente I_1d und I_1q des Pri märstroms, die über die Eingangsanschlüsse 104, 105 von der Rechenschaltung 14 für den Primärstrom ausgegeben wurden und der Fehlerstrom I_err, der von den Faktoreinheiten 106 und 108, dem Multiplizierer 107, Dividierer 110, Addierer 112 und Subtrahierern 109, 111 anhand der Gleichung (23) errechnet wurde, werden von dem Ausgangsanschluß 113 abgegeben.

Dann werden, wie Fig. 3 zeigt, Korrekturspannungselemente ΔV_1d und ΔV_1q für die d-Achse und die q-Achse von der Rechen schaltung für die Korrekturspannung ausgegeben. Für das d-Achsenelement I_1d und das q-Achsenelement I_1q wird jeder Pri märstrom über die Eingangsanschlüsse 38, 41 von der Rechen schaltung 14 für das Primärstromelement abgegeben, und auch das Fehlerstromelement I_err wird über dem Eingangsanschluß 39 von der Rechenschaltung 15a für den Fehlerstrom abgegeben. Infolgedessen wird das Berechnen der rechten Seite der Glei chung (26) für V_1d von der Faktoreinheit 42, dem Verstärker 43 und Addierer 44 vorgenommen. Der resultierende Wert wird als Korrekturspannungselement ΔV_1d für die d-Achse am Aus gangsanschluß 51 bereitgestellt. Das Berechnen des dritten Ausdrucks in der rechten Seite der Gleichung (26) für V_1q wird andererseits vom Verstärker 45, von der Faktoreinheit 46, dem Multiplizierer 47 und Addierer 48 aus dem Fehler stromelement I_err und dem Primärfrequenzbefehl ω₁ vorgenom men, welcher über den Eingangsanschluß 40 vom Frequenzbe fehlsgenerator 9 zur Verfügung gestellt wurde. Auch das Be rechnen des ersten Ausdrucks in der rechten Seite der Glei chung (26) für V_1q wird von der Faktoreinheit 49 vorgenommen. Die Ausgaben des Addierers 48 und der Faktoreinheit 49 werden dann vom Addierer 50 addiert, wenn die Spannung für den zwei ten Ausdruck in der rechten Seite der Gleichung (26) für V_1q, nämlich die Spannungselemente unter Ausschluß einer last freien Spannung als Korrekturspannungselement ΔV_1q für die q-Achse vom Ausgangsanschluß 52 abgegeben werden.

Dann wird, wie Fig. 5 zeigt, der Korrekturwert Δ ₁ für den Einstellwert L₁* der primären Selbstinduktivität von der Kor rekturschaltung 9 für den Primärwiderstand abgegeben (Schritt (S4). Das Fehlerstromelement I_err wird über den Eingangsan schluß 53 von der Rechenschaltung 15a für das Fehlerstromele ment ausgegeben. Dann erfolgt das Berechnen der Gleichung (24) durch den Verstärker 54, den Integrator 55 vom Verstär kertyp und den Addierer 56, und der resultierende Wert wird als Korrekturwert Δ ₁ für den Einstellwert L₁* der primären Selbstinduktivität vom Ausgangsanschluß 57 abgegeben.

Dann wird, wie Fig. 2 zeigt, der Befehl lastfreie Spannung V_1q0* von der Rechenschaltung 5b für lastfreie Spannung aus gegeben. Der Einstellwert L₁* für die primäre Selbstindukti vität, der über den Eingangsanschluß 31 von der Einstellein heit 12 für die primäre Selbstinduktivität ausgegeben wurde, und der Korrekturwert Δ ₁ für die primäre Selbstinduktivi tät, der über den Eingangsanschluß 32 von der Korrekturschal tung 13a für die primäre Selbstinduktivität ausgegeben wird, werden vom Addierer 33 addiert, um einen Schätzwert ₁ für die primäre Selbstinduktivität zu erzeugen (Schritt S5). Fer ner wird der Primärfrequenzbefehl ω₁*, der über den Eingangs anschluß 30 vom Frequenzbefehlsgenerator 9 ausgegeben wird, mit dem Schätzwert ₁ für die primäre Selbstinduktivität, der vom Addierer 33 ausgegeben wird, im Multiplizierer 34 multipliziert, und der resultierende Wert wird dann vom Mul tiplizierer 35 mit dem über den Eingangsanschluß 36 von der Einstelleinheit 4 für den Erregerstrombefehl ausgegebenen Er regerstrombefehl I_1d* multipliziert, wenn der Befehl last freie Spannung V_1q0* (= ₁ω₁*I_1d*), welcher dem zweiten Aus druck auf der rechten Seite der Gleichung (26) für V_1q äqui valent ist, erhalten wird und am Ausgangsanschluß 37 bereit steht (Schritt S6).

Dann werden, wie Fig. 4 zeigt, die Primärspannungsbefehle V_1u*, V_1v* und V_1w* von der Rechenschaltung 8 für den Primär spannungsbefehl ausgegeben. Die Korrekturspannungselemente ΔV_1d, ΔV_1q für die d-Achse und für die q-Achse werden über die Eingangsanschlüsse 80 und 81 von der Rechenschaltung 7b für die Korrekturspannung abgegeben (Schritt S7). Hierin wird, wie die Gleichung (26) zeigt, das d-Achsenelement V_1d der Primärspannung Null, wenn keine Last vorliegt, so daß ΔV_1d als der d-Achsenelementbefehl V_1d* betrachtet werden kann. Andererseits wird der über den Eingangsanschluß 82 von der Rechenschaltung 5 für lastfreie Spannung ausgegebene Be fehl lastfreie Spannung V_1q* und das Korrekturspannungsele ment ΔV_1q für die q-Achse vom Addierer 84 addiert. Die rechte Seite der Gleichung (26) wird für V_1q berechnet, und der re sultierende Wert wird als q-Achsenelementbefehl V_1q* des Pri märstroms ausgegeben. Dann wird der Primärfrequenzbefehl ω₁* über den Eingangsanschluß 83 vom Frequenzbefehlsgenerator eingegeben, wenn im Wege einer Operation ähnlich der oben be schriebenen der Rechenschaltung 14 für das Primärstromelement Digitalwerte für sin θ₁* und cos θ₁*, die jeweils vom ROM 87 ausgegeben werden, in die D/A-Umsetzer des Multiplikations typs 88 bis 91 eingegeben und darin multipliziert und in ana loge Werte umgesetzt werden. Die resultierenden Werte werden in den Subtrahierer 92 und Addierer 93 eingegeben, wo anhand der Gleichung (29) weitergerechnet wird. So wird der Befehl V₁α* für das α-Achsenelement und der Befehl V₁β* für das β-Achsenelement jeweils für die Primärspannung erhalten.

V₁α* = V_1d* cos θ₁* - V_1q* sin θ₁*
V₁β* = V_1d* sin θ₁* + V_1q* cos θ₁* (29)

Dann führen die Faktoreinheiten 94, 97 bis 99, der Subtrahie rer 95 und der Addierer 96 die Rechnungen entsprechend der Gleichung (30) durch, und von den Ausgangsanschlüssen 100 bis 102 werden die entsprechenden Primärspannungsbefehle V_1u*, V_1v* und V_1w* ausgegeben (Schritt S8).

Die Primärspannungsbefehle V_1u*, V_1v* und V_1w* werden dann in die Umformerschaltung 3 variabler Frequenz eingegeben, wenn im Wege einer Operation ähnlich der in der herkömmlichen Ein heit vorgenommenen, tatsächliche Werte der Primärspannung, die am Induktionsmotor 1 anliegen, so geregelt werden, daß sie den Primärspannungsbefehlen folgen.

Auch wenn in der vorstehenden Beschreibung des ersten Ausfüh rungsbeispiels davon ausgegangen wird, daß die Korrektur schaltung 13a für die primäre Selbstinduktivität mit einem Verstärker und einem Integrator des Verstärkungstyps verwirk licht ist, sei ausdrücklich erwähnt, daß diese Korrektur schaltung 13a auch nur einen Integrator des Verstärkertyps enthalten kann. Ferner wird bei dem obigen Ausführungsbei spiel der Primärstrom I_1w aus I_1u und I_1v berechnet; aber es kann auch ein von einem Stromdetektor erfaßter Wert benutzt werden.

Ferner wird der Einstellwert der primären Selbstinduktivität L₁* und ein Korrektursatz für die primäre Selbstinduktivität Δ ₁ summiert und die Summe benutzt, um einen Schätzwert ₁ der primären Selbstinduktivität in der Rechenschaltung 5b für lastfreie Spannung zu erhalten. Aber dieser Summiervorgang kann auch in der Korrekturschaltung 13a für die primäre Selbstinduktivität durchgeführt werden. Ferner muß der Ein stellwert L₁* der primären Selbstinduktivität nicht unbedingt von der Einstelleinheit 12 für die primäre Selbstinduktivität ausgegeben werden, sondern kann auch in der Rechenschaltung 5b für lastfreie Spannung oder der Korrekturschaltung 13a für die primäre Selbstinduktivität als Konstante eingestellt sein.

Als nächstes soll das zweite Ausführungsbeispiel der Erfin dung näher erläutert werden.

Fig. 9 ist ein Blockschaltbild, welches die allgemeine Ge staltung des zweiten Ausführungsbeispiels wiedergibt, das, wie gezeigt, folgendes aufweist: einen Induktionsmotor 1, einen Stromdetektor 2, eine Umformerschaltung variabler Fre quenz 3, eine Einstelleinheit für einen Erregerstrombefehl 4, eine Rechenschaltung für eine lastfreie Spannung 5a, eine Re chenschaltung für eine Korrekturspannung 7b, eine Rechen schaltung für einen Primärspannungsbefehl 8, einen Frequenz befehlsgenerator 9, eine Rechenschaltung für ein Primärstrom element 14, eine Rechenschaltung für einen Fehlerstrom 15b, eine Einstelleinheit für einen Ableitfaktor 16 sowie eine Korrekturschaltung für den Ableitfaktor 17a.

Fig. 10 ist ein Blockschaltbild, welches im einzelnen den Aufbau der Rechenschaltung 5b für die lastfreie Spannung wie dergibt. Wie gezeigt, hat die Rechenschaltung 5b für die lastfreie Spannung einen Eingangsanschluß 200, der mit dem Frequenzbefehlsgenerator 9 verbunden ist, einen Eingangsan schluß 201, der mit der Einstelleinheit 4 für den Erreger strombefehl verbunden ist, eine Faktoreinheit 202, einen Mul tiplizierer 203 sowie einen Ausgangsanschluß 204.

Fig. 11 ist ein Blockschaltbild der erwähnten Rechenschaltung 15b für den Fehlerstrom. Diese Rechenschaltung 15b hat einen Eingangsanschluß 205, der mit der Einstellvorrichtung 4 für den Erregerstrombefehl verbunden ist, einen Eingangsanschluß 206, 207 in Verbindung mit der Rechenschaltung 14 für das Primärstromelement, einen Eingangsanschluß 212, der an die Einstelleinheit 16 für den Ableitfaktor angeschlossen ist, einen Eingangsanschluß 213, der an die Korrekturschaltung 17a für den Ableitfaktor angeschlossen ist, Multiplizierer 208 bis 210, einen Dividierer, Subtrahierer, 214, 215, Addierer 211, 217 sowie einen Ausgangsanschluß 218.

Fig. 12 ist ein Blockschaltbild der Korrekturschaltung 17a für den Ableitfaktor, die einen Eingangsanschluß 219 hat, der mit der Rechenschaltung 15b für den Fehlerstrom verbunden ist, ferner einen Verstärker 220, einen Integrator des Ver stärkungstyps 221, einen Addierer 222 sowie einen Ausgangsan schluß 223.

Es folgt eine Beschreibung eines Regelsystems für den Indukti onsmotor gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel. Wie schon im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, wird, wenn V_1d und V₁₁ anhand der Gleichungen (21) bis (23) bestimmt sind, der primäre Magnetfluß Φ₁ auf konstantem Pegel entsprechend dem bei der Konstruktion zugrundegelegten Wert gehalten.

Die Gleichung (21) schließt einen Einstellwert σ* für den Ab leitfaktor σ ein. In allgemeinen Induktionsmotoren fällt un ter Umständen der tatsächliche Wert des Ableitfaktors σ* we gen Herstellungsschwankungen nicht mit dem Sollwert zusammen, und es wird eine Dispersion erzeugt. Außerdem entsteht in allgemeinen Induktionsmotoren eine magnetische Sättigung, und der Ableitfaktor kann sich entsprechend der Größe der primä ren und sekundären Ströme signifikant ändern. Es ist außeror dentlich schwierig, diese Werte zu messen und eine sie wie dergebende Kurve zu speichern. Bei der vorliegenden Erfindung ist es so, daß bei Vorhandensein eines Fehlers zwischen dem Einstellwert σ* für den Ableitfaktor und dem wahren Wert σ durch die Ausnutzung der Tatsache, daß der durch die Glei chung (23) erhaltene Fehlerstrom I_err nicht Null wird, I_err einer Proportionierung und Integrierung mit einer im voraus festgesetzten Verstärkung unterzogen wird und der resultie rende Wert als Korrekturwert Δ für den Einstellwert σ* des Ableitfaktors benutzt wird.

Der Korrekturwert Δ für den Einstellwert σ* des Ableitfak tors wird anhand der Gleichung (31) berechnet, und σ* wird dem resultierenden Wert hinzugefügt, wie in Gleichung (32) gezeigt, um einen Schätzwert des Ableitfaktors zu erhal ten. Dann wird σ* in der Gleichung (23) durch aus der Gleichung (32) ersetzt und damit die Gleichung (33) aufge stellt.

- = (K_SP+K_SI/S)I_err (31)

Hier ist K_SP eine proportionale Verstärkung, während K_SI eine integrale Verstärkung ist.

= σ* + Δ (32)

I_err = I_1d* - I_1d + I_1q²/(I_1d*- I_1d) (33)

Das Regelsystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Er findung ist so wie oben beschrieben, und selbst wenn es einen Fehler in einem Einstellwert des Ableitfaktors gibt, oder selbst wenn ein tatsächlicher Wert des Ableitfaktors sich durch den Einfluß magnetischer Sättigung ändert, wird die Korrektur automatisch ausgeführt, so daß der primäre Magnet fluß Φ1 immer auf konstantem Niveau entsprechend dem Ein stellwert gehalten wird und damit eine ausgezeichnete Steue rung des Induktionsmotors geboten ist.

Die mit dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 10 bis 12 durchgeführten Operationen werden nun anhand des Ablaufdia gramms der Fig. 13 beschrieben. Zunächst wird ein Anfangswert für Δσ eingestellt (Schritt S11). Als nächstes wird, wie Fig. 10 zeigt, der Befehl lastfreie Spannung V_1q0* von der Re chenschaltung 5a für lastfreie Spannung ausgegeben. Der Erre gerstrombefehl I_1d* wird von der Einstelleinheit 4 für den Erregerstrombefehl über den Eingangsanschluß 201 in die Fak toreinheit 202 eingegeben, und der resultierende Wert wird dann vom Multiplizierer 203 mit dem Primärfrequenzbefehl ω₁* multipliziert, der über den Eingangsanschluß 200 vom Fre quenzbefehlsgenerator 9 ausgegeben wird, wenn der Befehl lastfreie Spannung V_1q0* (= L₁*ω₁*I_1d*), der dem zweiten Aus druck auf der rechten Seite der Gleichung (26) für V_1q äqui valent ist, erhalten und vom Ausgangsanschluß 204 ausgegeben wird.

Wie Fig. 12 zeigt, gibt die Korrekturschaltung 17a für den Ableitfaktor auch den Korrekturwert Δ für den Einstellwert σ* des Ableitfaktors aus (Schritt S14). Das Fehlerstromele ment I_err wird über den Eingangsanschluß 219 von der Rechen schaltung 15b für das Fehlerstromelement ausgegeben. Folglich wird eine Berechnung entsprechend der Gleichung (31) vom Ver stärker 220, Integrator des Verstärkungstyps 221 und Addierer 222 durchgeführt, und der erhaltene Wert wird als Korrektur wert Δ für den Einstellwert σ* des Ableitfaktors am Aus gangsanschluß 223 ausgegeben.

Dann wird, wie Fig. 11 zeigt, der Fehlerstrom I_err von der Rechenschaltung 15b für den Fehlerstrom ausgegeben. Der über den Eingangsanschluß 212 von der Einstelleinheit 16 für den Ableitfaktor ausgegebene Einstellwert σ* und der über den Eingangsanschluß 213 von der Korrekturschaltung 17a für den Ableitfaktor ausgegebene Korrekturwert Δ* für den Ableit faktor werden vom Addierer 211 addiert und somit der Schätz wert des Ableitfaktors erhalten (Schritt S15). Ferner wird der Erregerstrombefehl I_1d*, der über den Eingangsanschluß 205 von der Einstelleinheit 4 für den Erregerstrombefehl aus gegeben wird, die d-Achsen- und q-Achsenelemente I_1d und I_1q des Primärstroms, die von der Rechenschaltung 14 für das Pri märstromelement über die Eingangsanschlüsse 206, 207 bereit gestellt werden, und der Fehlerstrom I_err, den die Multipli zierer 208 bis 210, ein Dividierer 216, Addierer 217 und Sub trahierer 214, 215 mittels der Gleichung (33) errechnet haben und der als Ausgang vom Addierer 217 zur Verfügung steht, vom Ausgangsanschluß 218 ausgegeben.

Im übrigen sind die gleichen Bezugszeichen wie beim ersten Ausführungsbeispiel benutzt, ohne daß die entsprechenden Ele mente noch einmal erläutert werden. Allerdings sei darauf hingewiesen, daß die Korrekturschaltung 17a für den Ableit faktor, obwohl hier mit einem Verstärker und einem Integrator des Verstärkungstyps verwirklicht, auch nur einen Integrator des Verstärkungstyps aufweisen kann. Außerdem wird hier der Primärstrom I_1w aus I_1u und I_1v berechnet; aber es kann auch ein von einem Stromdetektor erfaßter Wert benutzt werden. Die Schritte S12, S13 sowie S16 bis S18 sind die gleichen Opera tionen wie die in Fig. 8 gezeigten und werden deshalb nicht noch einmal erläutert.

Der Einstellwert σ* des Ableitfaktors und der Korrekturwert für denselben werden in der Rechenschaltung 15b für den Feh lerstrom summiert, um einen Schätzwert zu erhalten. Das Summieren kann aber auch in der Korrekturschaltung 17a für den Ableitfaktor erfolgen.

Ferner muß der Einstellwert σ* des Ableitfaktors nicht unbe dingt von der Einstelleinheit 16 für den Ableitfaktor ausge geben werden, sondern kann in der Rechenschaltung 15b für den Fehlerstrom oder in der Korrekturschaltung 17a für den Ab leitfaktor als ein konstanter Faktor gesetzt werden.

Als nächstes soll das dritte Ausführungsbeispiel der Erfin dung unter Hinweis auf Fig. 14 gezeigt werden. Es weist fol gendes auf: einen Induktionsmotor 1, einen Stromdetektor 2, eine Umformerschaltung variabler Frequenz 3, eine Einstell einheit 4 für Erregerstrom, eine Rechenschaltung für last freie Spannung 5b, eine Rechenschaltung für Korrekturspannung 7a, eine Rechenschaltung für einen Primärspannungsbefehl 8, einen Frequenzbefehlsgenerator 9, eine Einstelleinheit 10 für einen Primärwiderstand, eine Korrekturschaltung für den Pri märwiderstand 11b, eine Einstelleinheit für eine primäre Selbstinduktivität 12, eine Korrekturschaltung für die pri märe Selbstinduktivität 13b, eine Rechenschaltung für ein Primärstromelement 14, eine Rechenschaltung für einen Fehler strom 15b, eine Einstelleinheit für einen Ableitfaktor 16, eine Korrekturschaltung für den Ableitfaktor 17b und eine Korrekturabschnittregelschaltung 18a.

Fig. 15 zeigt im einzelnen die Anordnung in der Rechenschal tung 7a für die Korrekturspannung, die hier mit einem Ein gangsanschluß 150 verwirklicht ist, der an die Einstellein heit 10 für den Primärwiderstand angeschlossen ist, einem Eingangsanschluß 151, der mit der Korrekturschaltung 11b für den Primärwiderstand verbunden ist, Eingangsanschlüssen 38, 39, die jeweils mit der Rechenschaltung 14 für das Primär stromelement verbunden sind, einem Eingangsanschluß 39, der mit der Rechenschaltung 15b für den Fehlerstrom verbunden ist, einem Eingangsanschluß 40, der mit dem Frequenzbefehls generator 9 verbunden ist, einer Faktoreinheit 46, Verstär kern 43, 45, Addierern 44, 48, 50 und 152, Multiplizierern 47, 153, 154 sowie Ausgangsanschlüssen 51 und 52.

Fig. 16 ist ein Blockschaltbild der Korrekturschaltung 11b für den Primärwiderstand, zu der folgendes gehört: ein Ein gangsanschluß 301, ein Eingangsanschluß 300, der mit der Kor rekturabschnittregelschaltung 18a verbunden ist, ein Multi plizierer 302, ein Verstärker 303, ein Integrator des Ver stärkungstyps 304, ein Addierer 305 sowie ein Ausgangsan schluß 306.

Fig. 17 zeigt als Blockschaltbild im einzelnen die Anordnung der Korrekturschaltung 13b für die primäre Selbstinduktivi tät. Diese Korrekturschaltung 13b hat einen Eingangsanschluß 308, der mit der Rechenschaltung 15b für den Fehlerstrom ver bunden ist, einen Eingangsanschluß 307, der mit der Korrek turabschnittregelschaltung 18a verbunden ist, einen Multipli zierer 309, einen Verstärker 54, einen Integrator des Ver stärkungstyps 55, einen Addierer 56 sowie einen Ausgangsan schluß 310.

Fig. 18 zeigt die Korrekturschaltung 17b für den Ableitfaktor als Blockschaltbild. Diese Korrekturschaltung 17b ist mit ei nem Eingangsanschluß 312, der mit der Rechenschaltung 15b für den Fehlerstrom verbunden ist, einem mit der Korrekturab schnittregelschaltung 18a verbundenen Eingangsanschluß 311, einem Multiplizierer 313, einem Verstärker 220, einem Inte grator des Verstärkungstyps 221, einem Addierer 222 und eine 39444 00070 552 001000280000000200012000285913933300040 0002019523971 00004 39325m Ausgangsanschluß 314 verwirklicht.

Fig. 19 zeigt als Blockschaltbild im einzelnen den Aufbau der Korrekturabschnittregelschaltung 18a. Diese Korrekturab schnittregelschaltung 18a hat einen Eingangsanschluß 315, der mit dem Frequenzbefehlsgenerator 9 verbunden ist, einen Ein gangsanschluß 316, der mit der Rechenschaltung 14 für das Primärstromelement verbunden ist, eine Korrektursignalerzeu gerschaltung 317 sowie Ausgangsanschlüsse 318, 319 und 320, die jeweils ein Korrekturabschnittregelsignal von der Korrek tursignalerzeugerschaltung 317 ausgeben.

Es soll nunmehr ein Regelsystem für einen Induktionsmotor ge mäß dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben werden. Wie schon im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel er läutert, wird bei der Bestimmung von V_1d und V_1q mit Hilfe der Gleichungen (21) bis (23) der Magnetfluß Φ1 auf gleich bleibendem Niveau entsprechend dem Einstellwert gehalten. Wie schon erläutert, sind in den Gleichungen (21) bis (23) Ein stellwerte für den Primärwiderstand R₁, die primäre Selbstin duktivität L₁, den Ableitfaktor σ (= 1-M²/(L₁L₂)) einge schlossen, bei denen es sich um Schaltkreiskonstanten für einen Schaltkreis in einem Induktionsmotor handelt. Diese Faktoren können korrigiert werden, wenn man einen zuvor schon vorgeschlagenen Ansatz benutzt (japanische Patentoffenle gungsnummer 30792/1993) oder die Methoden gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel. Allerdings wird die Korrek tur mit einem Fehlerstrom gemacht, der von der Rechenschal tung 15a oder 15b für den Fehlerstrom ausgegeben wird, und in folgedessen wird die Korrektur unstabil, wenn alle Korrektur schaltungen gleichzeitig betrieben werden.

Insbesondere wenn eine Korrektur in einem Bereich erfolgt, wo der Einfluß der Konstanten auf den Fehlerstrom gering ist, erfolgt eine Korrektur, wenn der Fehlerstrom aufgrund einer anderen Konstante erzeugt wird, selbst bis zu der Konstante. Infolgedessen können die korrigierten Werte signifikant von den tatsächlichen Werten abweichen.

Bei diesem Schritt macht man sich die Tatsache zunutze, daß bei einem großen Primärfrequenzbefehl ω₁ die Spannung von L₁*ω₁I_1d des zweiten Ausdrucks auf der rechten Seite der Gleichung (21) für V_1q verhältnismäßig groß wird und die Spannungen von R₁*I_1d und R₁*I_1q des ersten Ausdrucks auf der rechten Seite der Gleichungen für V_1d und V_1q verhältnismäßig klein werden. Somit hört die Operation zum Korrigieren des Einstellwertes für die primäre Selbstinduktivität ebenso wie des Einstellwertes für den Ableitfaktor beim Betrieb im lang samen Geschwindigkeitsmodus auf. Stattdessen wird eine Opera tion zur Korrektur des Einstellwertes des Primärwiderstandes während des Betriebs im Hochgeschwindigkeitsmodus durchge führt. Aus diesem Grund wird beim Betrieb mit niedriger Ge schwindigkeit ein Fehler in der Einstellung des Primärwider standes, der den größten Einfluß auf den primären Magnetfluß im Induktionsmotor hat, welcher mit dem Einstellwert zusam menfällt, ausgewählt und korrigiert. Beim Hochgeschwindig keitsmodus hingegen werden Fehler in der Einstellung der pri mären Selbstinduktivität und des Ableitfaktors, die den größten Einfluß darauf haben, daß der primäre Magnetfluß ei nem Induktionsmotor mit dem Einstellwert zusammenfällt, kor rigiert, so daß eine stabile Regelung mit hoher Präzision er reicht wird. Es wird ein Korrektursignal, ausgedrückt durch Gleichung (34) erzeugt:

(|ω₁*| ω_x)
SW.1 = 1
SW.2 = 0
SW.3 = 0

(|ω₁*| < ω_x)
SW.1 = 0
SW.2 = 1
SW.3 = 1 (34)

Hier ist ω_x ein Bestimmungswert für Schaltbedingungen.

Außerdem wird durch die Ausnutzung der Tatsache, daß der Fak tor σ*I_1q/²(I_1d*-σ*I_1d) des dritten Ausdrucks auf der rechten Seite der Gleichung (23) für I_err proportional ist zum Qua drat von I_1q, wenn die Last leicht ist, nämlich wenn I_1q klein ist, eine Operation zur Korrektur des Einstellwertes für den Ableitfaktor angehalten. Andererseits wird bei schwe rer Last, oder wenn I_1q groß ist, eine Operation zur Korrek tur des Einstellwertes für die primäre Selbstinduktivität an gehalten. Bei leichter Last wird also ein Fehler in der Ein stellung der primären Selbstinduktivität, die den größten Einfluß darauf hat, daß der primäre Magnetfluß im Induktions motor mit dem Einstellwert übereinstimmt, ausgewählt und kor rigiert. Im Gegensatz dazu wird bei schwerer Last ein Fehler in der Einstellung des Ableitfaktors, der den größten Einfluß darauf hat, daß der primäre Magnetfluß im Induktionsmotor mit dem Einstellwert übereinstimmt, ausgewählt und korrigiert, so daß eine stabile und äußerst präzise Regelung erhalten wird. Es wird ein Korrektursignal, ausgedrückt durch Gleichung (35), erzeugt:

(|I_1q| I_1qx)
SW.2 = 1
SW.3 = 0

(|I_1q| < I_1qx)
SW.2 = 0
SW.3 = 1 (35)

Hier ist I_1qx ein Bestimmungswert für Schaltbedingungen. Als nächstes sollen die Operationen für das dritte Ausführungs beispiel beschrieben werden.

Wie Fig. 15 zeigt, werden die Korrekturspannungselemente ΔV_1d, ΔV_1q für die d-Achse und die q-Achse von der Rechen schaltung 7a für das Korrekturspannungselement ausgegeben. Der Einstellwert R₁* für den Primärwiderstand wird über den Eingangsanschluß 150 von der Korrekturschaltung 10 des Pri märwiderstands ausgegeben, und der Korrekturwert Δ ₁ für den Einstellwert R₁* des Primärwiderstands wird über den Ein gangsanschluß 151 von der Korrekturschaltung 11b für den Pri märwiderstand ausgegeben. Dann erfolgt die Berechnung gemäß der Gleichung (10), und der Schätzwert ₁ für den Primärwi derstand wird vom Addierer 152 ausgegeben. Außerdem wird der Fehlerstrom I_err über den Eingangsanschluß 39 von der Rechen schaltung 15b für den Fehlerstrom ausgegeben, und das d-Ach senelement I_1d sowie das q-Achsenelement I_1q und jeder der primären Ströme wird von der Rechenschaltung 14 des Primär stromelements ausgegeben.

Daraufhin wird der Einstellwert R₁* des Primärwiderstands vom Eingangsanschluß 150 sowie ein Korrekturwert Δ ₁ für den Einstellwert R₁ des Primärwiderstands vom Eingangsanschluß 151 eingegeben und im Addierer 152 addiert. Der resultierende Wert wird als Schätzwert ₁ für den Primärwiderstand ausge geben. Die Berechnung der rechten Seite der Gleichung (26) für V_1d wird vom Multiplizierer 153, Verstärker 43 und Addie rer 44 durchgeführt und der erhaltene Wert als Korrekturspan nungselement ΔV_1d für die d-Achse am Ausgangsanschluß 51 aus gegeben. Die Berechnung des dritten Ausdrucks auf der rechten Seite der Gleichung (26) für V_1q wird vom Verstärker 45, der Faktoreinheit 46, dem Multiplizierer 47 und Addierer 48 an hand des über den Eingangsanschluß 40 vom Frequenzbefehlsge nerator 9 ausgegebenen Primärfrequenzbefehls ω₁*, des Fehler stromelements I_err sowie des vom Addierer 152 ausgegebenen Schätzwertes ₁ des Primärwiderstands vorgenommen. Die Be rechnung des ersten Ausdrucks auf der rechten Seite der Glei chung (26) für V_1q erfolgt durch den Multiplizierer 154. Dann werden die Ausgabewerte des Addierers 48 und der Faktorein heiten 49 vom Addierer 50 addiert, wenn die Spannung des zweiten Ausdrucks auf der rechten Seite der Gleichung (26) für V_1q, nämlich ein Spannungselement, welches die lastfreie Spannung ausschließt, als Korrekturspannungselement ΔV_1q für die q-Achse vom Ausgangsanschluß 42 ausgegeben wird.

Durch die Tätigkeit der in Fig. 19 gezeigten Korrekturab schnittregelschaltung 18a wird dann ein Primärfrequenzwert ω₁* über den Eingangsanschluß 315 vom Frequenzbefehlsgenera tor 9 ausgegeben. Und außerdem wird das q-Achsenelement I_1q des Primärstroms über den Eingangsanschluß 316 von der Re chenschaltung 14 für das Primärstromelement eingegeben, wenn die Bearbeitung entsprechend Gleichung (34) und Gleichung (35) von der Korrektursignalerzeugerschaltung 317 durchge führt wird. Von den Ausgangsanschlüssen 318, 319 und 320 wer den SW.1, SW.2 und SW.3 als Korrekturabschnittregelsignale für die Korrekturschaltung 11b des Primärwiderstands, die Korrekturschaltung 13b der primären Selbstinduktivität und die Korrekturschaltung 17b für den Ableitfaktor ausgegeben.

Ferner wird bei der in Fig. 16 gezeigten Korrekturschaltung 11b für den Primärwiderstand das Korrekturregelsignal SW.1, welches über den Eingangsanschluß 300 von der Korrekturab schnittregelschaltung 18a eingegeben wurde, vom Multiplizie rer 302 mit dem Fehlerstrom I_err multipliziert, der über den Eingangsanschluß 301 von der Rechenschaltung 15b für den Feh lerstrom eingegeben wurde. Der resultierende Wert wird als Korrekturwert Δ ₁ für den Einstellwert R₁* des Primärwider stands vom Verstärker 303, Integrator des Verstärkungstyps 304 und Addierer 305 am Ausgangsanschluß 306 ausgegeben.

Ähnlich wird bei der in Fig. 17 gezeigten Korrekturschaltung 13b für die primäre Selbstinduktivität das Korrekturab schnittregelsignal SW.2, welches über den Eingangsanschluß 307 von der Korrekturabschnittregelschaltung 18a eingegeben wurde, vom Multiplizierer 309 mit dem Fehlerstrom I_err multi pliziert, der über den Eingangsanschluß 308 von der Rechen schaltung 15b für den Fehlerstrom eingegeben wurde. Der re sultierende Wert wird als Korrekturwert Δ ₁ für den Ein stellwert L₁* der primären Selbstinduktivität vom Verstärker 54, dem Integrator des Verstärkungstyps 55 und dem Addierer 56 am Ausgangsanschluß 310 ausgegeben.

Ferner wird bei der in Fig. 18 gezeigten Korrekturschaltung 17b für den Ableitfaktor das Korrekturabschnittregelsignal SW.3, welches über den Eingangsanschluß 311 von der Korrek turabschnittregelschaltung 18a eingegeben wurde, vom Multi plizierer 313 mit dem Fehlerstrom I_err multipliziert, der über den Eingangsanschluß 312 von der Rechenschaltung 15b für den Fehlerstrom eingegeben wurde. Der resultierende Wert wird als Korrekturwert Δfür den Einstellwert σ* des Ableitfak tors vom Verstärker 220, dem Integrator des Verstärkungstyps 221 und dem Addierer 222 am Ausgangsanschluß 314 ausgegeben.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei einem alternativen Ausfüh rungsbeispiel die in Fig. 19 gezeigte Korrekturabschnittre gelschaltung 18a durch die in Fig. 20 gezeigte Korrekturre gelschaltung 18b ersetzt sein kann. Bei der in Fig. 18 ge zeigten Korrekturabschnittregelschaltung 18b wird der Primär frequenzbefehl ω₁* über den Eingangsanschluß 315 vom Fre quenzbefehlsgenerator 9 eingegeben, Korrekturabschnittregel signale für die Korrekturschaltung 11b des Primärwiderstands, die Korrekturschaltung 13b der primären Selbstinduktivität sowie der Korrekturschaltung 17b für den Ableitfaktor werden mit Hilfe der Gleichung (34) erzeugt, und diese Signale als SW.1, SW.2 und SW.3 von den Ausgangsanschlüssen 318, 319 bzw. 320 ausgegeben.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die in Fig. 19 gezeigte Korrekturabschnittregelschaltung 18a durch eine in Fig. 21 dargestellte Korrekturabschnittregel schaltung 18c ersetzt sein. In der in Fig. 21 dargestellten Korrekturabschnittregelschaltung 18c wird das q-Achsenelement I_1q des Primärstroms über den Eingangsanschluß 315 von der Rechenschaltung 14 für das Primärstromelement eingegeben, Korrekturabschnittregelsignale für die Korrekturschaltung 13b der primären Selbstinduktivität und der Korrekturschaltung 17b für den Ableitfaktor werden mit Hilfe der Gleichung (35) erzeugt, und diese Signale werden von den Ausgangsanschlüssen 319 bzw. 320 als SW.2 und SW.3 ausgegeben.

Bei der vom Erfinder der vorliegenden Anmeldung schon früher vorgeschlagenen Einheit wird auch der Primärwiderstand korri giert. Allerdings wurde dabei der Fall einer regenerierenden Last nicht berücksichtigt und folglich kann die Korrektur des Primärwiderstands nicht unter stabilen Bedingungen erfolgen, wenn eine regenerierende Last anliegt. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, kann die in Fig. 19 gezeigte Korrekturab schnittregelschaltung 18a durch die in Fig. 22 gezeigte Kor rekturabschnittregelschaltung 18d ersetzt werden. Bei der in Fig. 22 gezeigten Korrekturabschnittregelschaltung 18d wird das q-Achsenelement I_1q des Primärstroms über den Eingangsan schluß 316 von der Rechenschaltung 14 des Primärstromelements eingegeben, und das Korrekturabschnittregelsignal für die Korrekturschaltung 17b des Primärwiderstandes wird von einem Schaltstromkreis 321 erzeugt, so daß das Signal "1" wird, wenn I_1q positiv ist, aber "-1", wenn I_1q negativ ist. Das Signal wird als SW.1 am Ausgangsanschluß 318 bereitgestellt.

Es sei noch erwähnt, daß eine Korrekturabschnittregelschal tung auch durch Kombinieren der in den Fig. 20, 21 und 22 ge zeigten Korrekturabschnittregelschaltungen 18b, 18c und 18d nach Bedarf gebildet werden kann. Ferner sei erwähnt, daß bei dem obigen Ausführungsbeispiel I_1u oder I_1v, d. h. die Ausgabe des Stromdetektors 2 statt der Ausgabe der Rechenschaltung 14 für das Primärstromelement, nämlich I_1q benutzt werden kann.

Ferner können als Alternative die Ausgangssignale SW.1, SW.2 und SW.3, die die Korrekturabschnittregelschaltung 18a gemäß Fig. 19 ausgibt, mehrwertige Signale mit Zwischenwerten sein, wie Fig. 23 zeigt, statt der digitalen Signale "1", "0" und "-1". Bei der Korrekturabschnittregelschaltung 18e gemäß Fig. 23 sind Eingangsanschlüsse 315, 316, Absolutwertschaltungen 321, 322, Funktionsgeneratoren 323 bis 326, Multiplizierer 327, 328 sowie Ausgangsanschlüsse 318 bis 320 vorgesehen.

Die Operationen bei diesem Ausführungsbeispiel gehen wie folgt vor sich:
Bei der in Fig. 23 gezeigten Korrekturabschnittregelschaltung 18e wird der Primärfrequenzbefehlswert ω₁* über den Eingangs anschluß 315 vom Frequenzbefehlsgenerator 9 eingegeben, und von der Rechenschaltung 14 für das Primärstromelement wird über den Eingangsanschluß 316 das q-Achsenelement I_1q des Primärstroms eingegeben. Der absolute Wert dieses Primärfre quenzbefehls ω₁* wird von der Absolutwertschaltung 321 iden tifiziert, und die Funktionsgeneratoren 323, 326 geben den absoluten Wert aus. Ähnlich wird der Absolutwert des q-Ach senelements I_1q des Primärstroms durch die Absolutwertschal tung 322 abgeleitet und von den Funktionsgeneratoren 324, 325 ausgegeben.

In den Funktionsgeneratoren 323 bis 326 werden Werte, die Ausgaben der Absolutwertschaltungen 321, 322 entsprechen, ge mäß der zuvor eingestellten Funktion ausgegeben. Zunächst er zeugt der Funktionsgenerator 323 ein Signal AN.1 entsprechend der Ausgabe der Absolutwertschaltung 321. Das Signal AN.1 wird vom Ausgangsanschluß 318 an die Korrekturschaltung 11b für den Primärwiderstand ausgegeben. Als nächstes gibt der Funktionsgenerator 326 ein Signal AN.12 aus, welches der Aus gabe der Absolutwertschaltung 321 entspricht.

Ferner werden Signale AN.21, AN.22 entsprechend den Ausgaben des Funktionsgenerators 324 bzw. des Funktionsgenerators 325 erzeugt, und das vom Funktionsgenerator 326 ausgegebene Si gnal AN.12 wird vom Multiplizierer 327 mit dem vom Funktions generator 324 gelieferten Signal AN.21 multipliziert, um ein Signal AN.2 zu bilden, welches am Ausgangsanschluß 319 der Korrekturschaltung 13b für die primäre Selbstinduktivität be reitgestellt wird. Das vom Funktionsgenerator 326 ausgegebene Signal AN.12 wird vom Multiplizierer 328 mit dem Signal AN.22 multipliziert, welches der Funktionsgenerator 325 zur Verfü gung stellt, um ein Signal AN.3 zu erzeugen, welches vom Aus gangsanschluß 320 an die Korrekturschaltung 17b für den Ab leitfaktor angelegt wird.

Fig. 24 ist ein Ablaufdiagramm des beim dritten Ausführungs beispiel benutzten Algorithmus, dessen Folge nunmehr be schrieben wird. Zunächst wird der Korrekturwert Δ ₁, der Korrekturwert Δ für den Ableitfaktor und der Korrekturwert Δ ₁ für den Primärwiderstand auf Null gelöscht. Ferner wird ein anfänglicher Einstellwert L₁* für die primäre Induktivi tät, ein anfänglicher Einstellwert σ* für den Ableitfaktor sowie ein anfänglicher Einstellwert R₁* für den Primärwider stand auf die entsprechenden Schätzwerte ₁, Δ bzw. ₁ gesetzt (Schritt S21). Dann werden mit Hilfe der Gleichungen (27) bzw. (28) die Elemente der d-Achse und der q-Achse, I_1d, I_1q, des Primärstroms errechnet. Ferner wird der Fehlerstrom I_err mit Hilfe der Gleichung (33) berechnet (Schritt S22).

Mit Hilfe der Gleichungen (34), (35) wird dann ein zu korri gierender Einstellwert anhand der Bestimmung der Bedingungen ausgewählt. Daraufhin wird ein Korrekturwert für den ausge wählten Einstellwert errechnet, so daß der Fehlerstrom I_err mit Hilfe irgendeiner der Gleichungen (10), (25) und (31) auf Null herabgesetzt wird (Schritt S23). Es sei darauf hingewie sen, daß ein Korrekturwert für jeden der Einstellwerte, die in diesem Schritt nicht gewählt wurden, der gleiche ist wie der beim vorigen Mal benutzte. Dann werden die Korrekturwerte Δ ₁, Δ und Δ ₁ zu den anfänglichen Einstellwerten L₁*, σ* bzw. R₁* addiert und als entsprechende Schätzwerte ₁, Δ und ₁ gesetzt (Schritt S24).

Ferner werden anhand der im Schritt S24 erhaltenen Schätz werte der Befehl V_1d* für das d-Achsenelement und der Befehl V_1q* für das q-Achsenelement das Primärstroms errechnet (Schritt S25). Außerdem werden die Dreiphasenbefehle V_1u*, V_1v*, V_1w* der Primärspannung aus den Befehlen V_1d* und V_1q* für das d-Achsenelement bzw. das q-Achsenelement der Primär spannung mit Hilfe der Gleichungen (29) und (30) errechnet (Schritt S26).

Es sei darauf hingewiesen, daß die Schritte S22 bis S26 eine Schleife bilden und jeder Schritt wiederholt durchgeführt wird, und daß die Reihenfolge unterschiedlich sein kann. So ist beispielsweise ein Algorithmus erlaubt, bei dem der Schritt S23 vor dem Schritt S22 erfolgt oder der Schritt S23 vor dem Schritt S25 ausgeführt wird.

Das Ablaufdiagramm gemäß Fig. 25 zeigt gleichfalls Operatio nen für das dritte Ausführungsbeispiel. Die Schritte S31 bis S33 ebenso wie S35 bis S40 sind die gleichen wie schon unter Hinweis auf Fig. 24 beschrieben und werden deshalb nicht wie derholt. Die Operationen im Schritt S33 (K_RP, K_r1, K_SP, K_S1, K_cp, K_c1) werden von der Korrekturabschnittregelschaltung 18a bestimmt.

Es soll noch ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben werden, welches als Blockschaltbild in Fig. 26 dargestellt ist. Dieses Ausführungsbeispiel weist folgendes auf: einen Induktionsmotor 1, einen Stromdetektor 2, eine Um formerschaltung variabler Frequenz 3, eine Einstelleinheit für einen Erregerstrombefehl 4, eine Rechenschaltung für lastfreie Spannung 5c, eine Rechenschaltung für Korrektur spannung 7b, eine Rechenschaltung für einen Primärspannungs befehl 8, einen Frequenzbefehlsgenerator 9, eine Rechenschal tung für ein Primärstromelement 14, eine Rechenschaltung für einen Fehlerstrom 15a und eine Korrekturschaltung für einen Erregerstrombefehl 19 sowie einen Subtrahierer 20.

Fig. 27 ist ein Blockschaltbild der genannten Rechenschaltung 5c für die lastfreie Spannung. Wie zu sehen ist, gehört zu dieser Schaltung ein Eingangsanschluß 410, der mit dem Fre quenzbefehlsgenerator 9 verbunden ist, eine Faktoreinheit 411 und ein Ausgangsanschluß 412.

Fig. 28 zeigt im einzelnen den Aufbau der genannten Korrek turschaltung 19 für den Erregerstrombefehl. Diese Schaltung hat einen Eingangsanschluß 413, der mit der Rechenschaltung 15a für den Fehlerstrom verbunden ist, einen Verstärker 414, einen Integrator des Verstärkungstyps 415, einen Addierer 416 sowie einen Ausgangsanschluß 417.

Ein Regelsystem für einen Induktionsmotor gemäß diesem vier ten Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht wie folgt aus.

Wie schon im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, wird bei der Bestimmung von V_1d und V_1q mit Hilfe der Gleichungen (21) bis (23) der primäre Magnetfluß Φ1 auf konstantem Pegel entsprechend dem Einstellwert gehalten. Wie auch schon beschrieben, enthält die Gleichung (21) einen Ein stellwert für die primäre Selbstinduktivität L₁, wobei es sich um eine Schaltkreiskonstante für den Induktionsmotor handelt. Ein Fehler beim Einstellen dieser primären Selbstin duktivität kann gemäß dem Verfahren des ersten Ausführungs beispiels der Erfindung korrigiert werden. Wenn allerdings die primäre Selbstinduktivität L₁ korrigiert und größer wird als der Einstellwert L₁*, ₁ω₁I_1d* (der zweite Ausdruck auf der rechten Seite der Gleichung (26) für die lastfreie Span nung V_1q*) wird größer als L₁*ω₁I_1d* welches der Einstellwert der lastfreien Spannung ist, der mit dem Einstellwert L₁* für die ursprüngliche Selbstinduktivität berechnet wurde. Ist diese lastfreie Spannung größer als der ursprüngliche Ein stellwert, kommt es zu einem Mangel an Spannung, und die Re gelung wird unstabil. So werden V_1d* und V_1q* wie durch die Gleichung (36) angedeutet, geregelt:

V_1d = R₁*I_1d+K_cdI_err
V_1q = R₁*I_1q+Kaω₁+(K₀ω₁+K_cq)I_err (36)

Hier Ka = L₁*I_1d*.

Unter Ausnutzung der Tatsache, daß bei Vorhandensein eines Fehlers zwischen einem Einstellwert für die primäre Selbstin duktivität L₁ und dem tatsächlichen Wert der durch die Glei chung (23) ausgedrückte Fehlerstrom I_err niemals Null wird, wird I_err einer Proportionierung und Integration entsprechend einer vorher eingestellten Verstärkung unterzogen und der re sultierende Wert als Korrekturwert Δ Î_1d für den Erreger strombefehl I_1d* errechnet. Mit Hilfe der Gleichung (37) wird der Korrekturwert Δ Î_1d für den Erregerstrombefehl I_1d* be rechnet, und dann wird I_1d* hinzugefügt, um den korrigierten Befehlswert für den Erregerstrom Î_1d zu erhalten, wie die Gleichung (38) zeigt:

ΔÎ_1d = (K_P+K_I/S)I_err (37)

Î_1d* = I_1d*+ ΔÎ_1d* (38)

Ferner wird I_1d*, in der Gleichung (23) zum Erhalt des Feh lerstroms I_err benutzt, in den Ausdruck für den korrigierten Erregerstrombefehlswerte Î_1d eingetauscht, der mit Hilfe der Gleichung (38) erhalten wurde. Damit ergibt sich die Glei chung (39):

I_err = Î_1d* - I_1d + σ*I_1q²/(Î_1d*-σ*I_1d) (39)

Wenn bei dem oben beschriebenen Regelsystem des vierten Aus führungsbeispiels ein Fehler bei der Einstellung der primären Selbstinduktivität aufgetreten ist, kommt es automatisch zu einer Korrektur in dem Zustand, wo die lastfreie Spannung auf einem konstanten Niveau gehalten wird, so daß der Primärfluß Φ1 immer auf einen konstanten Pegel eingeregelt wird. Aus diesem Grund stellt sich nie ein Mangel an Spannung ein, und der Induktionsmotor kann ausgezeichnet geregelt werden.

Die Operationen des vierten Ausführungsbeispiels sollen unter Hinweis auf das Ablaufdiagramm gemäß Fig. 29 und die Fig. 27 und 28 erläutert werden.

Als erstes wird ein Anfangswert Δ _1d festgesetzt (Schritt S41). Als nächstes wird in der Rechenschaltung 5c für die lastfreie Spannung, die in Fig. 27 gezeigt ist, der Primär frequenzbefehlswert ω₁* über den Eingangsanschluß 410 vom Frequenzbefehlsgenerator 9 ausgegeben, der Ausgabewert in der Faktoreinheit 411 einer Multiplikation um einen festen Faktor unterzogen und dann von dem Ausgangsanschluß 412 als V_1d0* ausgegeben.

Außerdem wird in der in Fig. 28 gezeigten Korrekturschaltung 19 für den Erregerstrombefehl der über den Eingangsanschluß 413 von der Rechenschaltung 15a für den Fehlerstrom eingege bene Fehlerstrom I_err einer Berechnung mit Hilfe der Glei chung (37) durch den Verstärker 414, den Integrator des Ver stärkungstyps 415 und den Addierer 416 unterzogen und der re sultierende Wert als Korrekturwert Δ Î_1d* für den Erreger strombefehl I_1d* vom Ausgangsanschluß 417 ausgegeben (Schritt S44).

Ferner wird der Korrekturwert Δ Î_1d für den Erregerstrombe fehl I_1d* von der Korrekturschaltung 19 für den Erregerstrom befehl im Subtrahierer 20 vom Erregerstrombefehl I_1d*, den die Einstelleinheit 40 für den Erregerstrombefehl ausgibt, abgezogen und der resultierende Wert als korrigierter Erre gerstrombefehlswert Î_1d* an die Rechenschaltung 15a für den Fehlerstrom abgegeben (Schritt S45). Da die Schritte S42, S43 und S46 bis S48 die gleichen sind wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen werden sie nicht noch einmal erläutert.

Allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele 1 bis 4 beschränkt. Jede Regeleinheit für einen Induktionsmotor und jedes Regelungs verfahren für einen solchen, bei denen Mittel gemäß der vor liegenden Erfindung verwendet sind, kann die gleichen Effekte wie die vorgenannten Ausführungsbeispiele erzielen.

Außerdem können die erfindungsgemäßen Wirkungen sowohl durch Verwendung von Hardware als auch Software erzielt werden.

Wie vorstehend beschrieben, ist eine Regeleinheit für einen Induktionsmotor gemäß der vorliegenden Erfindung so aufgebaut und angeordnet, daß ein Einstellwert der primären Selbstin duktivität korrigiert wird, indem ein Fehlerstrom benutzt wird, so daß der tatsächliche Wert des mit einem Induktions motor erzeugten primären Magnetflusses Null wird, wenn er mit dem Einstellwert übereinstimmt, und der primäre Magnetfluß im Induktionsmotor wird unter Verwendung des korrigierten Wertes der primären Selbstinduktivität auf den Einstellwert berich tigt. Aus diesem Grund kann selbst dann immer eine stabile Regelung mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden, wenn es einen Fehler zwischen einem Einstellwert der primären Selbst induktivität, einschließlich des der Konstruktion zugrunde liegenden Wertes und dem tatsächlichen Wert gibt.

Selbst bei einer Änderung des Erregerstrombefehls, beispiels weise bei variabler Erregung oder schwacher Erregung ist es für die Regelung nicht nötig, eine Änderungskurve der primä ren Selbstinduktivität aufgrund magnetischer Sättigung zu messen und zu bestimmen und den Meßwert zu speichern, so daß eine so komplizierte Bemühung nicht erforderlich ist. Trotz dem kann immer eine stabile Regelung mit hoher Genauigkeit erzielt werden.

Eine Regeleinheit für einen Induktionsmotor und ein entspre chendes Verfahren gemäß der Erfindung ist so ausgelegt und angeordnet, daß ein Einstellwert des Ableitfaktors mit Hilfe eines Fehlerstroms korrigiert wird, so daß der tatsächliche Wert des mit dem Induktionsmotor erzeugten primären Magnet flusses Null wird, wenn er mit dem Einstellwert zusammen fällt. Der primäre Magnetfluß im Induktionsmotor wird mit Hilfe des korrigierten Ableitfaktorwertes so geregelt, daß der tatsächliche Wert des Ableitfaktors mit dem Einstellwert zusammenfällt. Aus diesem Grund kann selbst dann eine stabile Regelung mit hoher Genauigkeit erzielt werden, wenn zwischen dem Einstellwert für den Ableitfaktor, einschließlich des Sollwertes, und dem tatsächlichen Wert ein Fehler besteht.

Wenn der Ableitfaktor sich durch Einflüsse magnetischer Sät tigung ändert, ist es bisher schwer gewesen, die Änderungs kurve des Ableitfaktors zu messen, und die Änderungskurve des Ableitfaktors kann in keinem Speicher gespeichert werden, was die Stabilität und Genauigkeit der Regelung verschlechtert. Durch die Korrektur des Ableitfaktors gemäß der vorliegenden Erfindung kann jedoch Stabilität und große Präzision erreicht werden.

Eine Regeleinheit für einen Induktionsmotor und ein Regelver fahren für denselben ist gemäß der Erfindung so ausgelegt und angeordnet, daß Einstellwerte für den Primärwiderstand, die primäre Selbstinduktivität und den Ableitfaktor mit Hilfe ei nes Fehlerstroms so korrigiert werden, daß der tatsächliche Wert des innerhalb des Induktionsmotors erzeugten primären Magnetflusses Null wird, wenn der tatsächliche Wert mit dem Einstellwert übereinstimmt. Der primäre Magnetfluß in dem In duktionsmotor wird mit Hilfe der korrigierten Werte für den Primärwiderstand, die primäre Selbstinduktivität und den Ab leitfaktor so geregelt, daß der primäre Magnetfluß im Induk tionsmotor mit dem Einstellwert übereinstimmt. Ferner werden die Korrekturvorgänge entsprechend dem Primärstrom bzw. der Primärfrequenz im Induktionsmotor gesteuert, und aus diesem Grund stimmt der primäre Magnetfluß im Induktionsmotor mit dem Einstellwert selbst dann überein, wenn zwischen dem Ein stellwert beispielsweise für die primäre Selbstinduktivität oder den Ableitfaktor und dem entsprechenden tatsächlichen Wert ein Fehler besteht. Es wird derjenige Einstellfehler für die Korrektur ausgewählt, der den größten Einfluß darauf hat, eine Übereinstimmung zwischen dem primären Magnetfluß im In duktionsmotor und dem Einstellwert hervorzubringen. So kann immer eine stabile Regelung mit hoher Genauigkeit erreicht werden.

Eine Regeleinheit für einen Induktionsmotor und ein Regelver fahren gemäß der Erfindung ist so ausgelegt und angeordnet, daß Operationen zur Korrektur eines Einstellwertes für die primäre Selbstinduktivität und eines Einstellwertes für den Ableitfaktor während des Betriebs im Niedriggeschwindigkeits modus angehalten werden. Eine Operation zur Korrektur eines Einstellwertes für den Primärwiderstand hingegen wird während des Betriebs im Hochgeschwindigkeitsmodus angehalten. Es wird also während des Betriebs im Niedriggeschwindigkeitsmodus ein Einstellfehler für die Korrektur ausgewählt, der den größten Einfluß darauf hat, eine Übereinstimmung zwischen dem primä ren Magnetfluß im Induktionsmotor und dem Einstellwert her vorzurufen. Während des Betriebes im Hochgeschwindigkeitsmo dus hingegen wird für die Korrektur ein Einstellfehler ge wählt, der Einfluß darauf hat, Übereinstimmung zwischen dem primären Magnetfluß im Induktionsmotor und dem Einstellwert hervorzurufen. So kann immer eine stabile Regelung von hoher Genauigkeit erzielt werden.

Eine Regeleinheit und ein Regelverfahren für einen Indukti onsmotor gemäß der Erfindung ist so ausgelegt und angeordnet, daß die Bestimmung, ob eine Last leicht oder schwer ist, ent sprechend dem Primärstrom in einem Induktionsmotor durchge führt wird. Eine Operation zur Korrektur des Einstellwertes für den Ableitwert wird angehalten, wenn die Last leicht ist, und eine Operation zur Korrektur des Einstellwertes für die primäre Selbstinduktivität wird angehalten, wenn die Last schwer ist. Aus diesem Grund wird bei leichter Last ein Ein stellfehler für die primäre Selbstinduktivität, der den größten Einfluß darauf hat, Übereinstimmung zwischen dem pri mären Magnetfluß im Induktionsmotor und dem Einstellwert her vorzurufen, für die Korrektur ausgewählt. Ist andererseits die Last schwer, wird für die Korrektur ein Einstellfehler für den Ableitfaktor gewählt, der den größten Einfluß darauf hat, Übereinstimmung zwischen dem primären Magnetfluß im In duktionsmotor und dem Einstellwert zu verursachen. So kann immer eine stabile Regelung von hoher Genauigkeit erreicht werden.

Eine Regeleinheit und ein Regelverfahren für einen Indukti onsmotor gemäß der Erfindung ist so aufgebaut und angeordnet, daß eine Bestimmung, ob eine Last eine Leistungslast oder eine regenerierende Last ist, in Übereinstimmung mit dem Pri märstrom im Induktionsmotor durchgeführt wird. Dabei wird die Polarität der Korrekturverstärkung des Primärwiderstandes um gekehrt, wenn es sich um eine regenerierende Last handelt. Aus diesem Grund kann selbst beim Betrieb unter regenerieren der Last eine stabile Regelung mit großer Genauigkeit er reicht werden.

Eine Regeleinheit und ein Regelverfahren für einen Indukti onsmotor gemäß der Erfindung ist so ausgelegt und angeordnet, daß Korrekturverstärkungen für die Korrektureinrichtung des Primärwiderstandes, die Korrektureinrichtungen der primären Selbstinduktivität und die Korrektureinrichtungen des Ableit faktors in Übereinstimmung mit Funktionsmustern geregelt wer den, die zuvor entsprechend dem Befehlswert des Primärstroms und der Primärfrequenz in einem Induktionsmotor eingestellt oder unter Zuhilfenahme dieses Wertes berechnet wurden. Aus diesem Grund wird während des Betriebsmodus mit niedriger Ge schwindigkeit ein Einstellfehler für den Primärwiderstand, der den größten Einfluß darauf hat, Übereinstimmung zwischen dem Magnetfluß im Induktionsmotor und dem Einstellwert zu er zielen, mit Vorzug für die Korrektur ausgewählt. Hingegen wird für den Betriebsmodus mit hoher Geschwindigkeit ein Ein stellfehler für die primäre Selbstinduktivität ebenso wie für den Ableitfaktor vorzugsweise für die Korrektur ausgewählt. Außerdem wird, wenn die Last leicht ist, ein Einstellfehler für die primäre Selbstinduktivität, der den größten Einfluß darauf hat, Übereinstimmung zwischen dem Magnetfluß im Induk tionsmotor und dem Einstellwert hervorzurufen, vorzugsweise für die Korrektur ausgewählt. Andererseits wird bei schwerer Last vorzugsweise für die Korrektur ein Einstellfehler für den Ableitfaktor ausgewählt, der den größten Einfluß darauf hat, Übereinstimmung zwischen dem primären Magnetfluß und dem Einstellwert zu verursachen. So kann immer eine stabile Rege lung mit hoher Genauigkeit erzielt werden.

Eine Regeleinheit und ein Regelverfahren für einen Indukti onsmotor gemäß der Erfindung ist so ausgelegt und angeordnet, daß ein Einstellwert für den Erregerstrom durch Benutzung ei nes Fehlerstroms korrigiert wird, so daß der tatsächliche Wert des im Induktionsmotor erzeugten primären Magnetflusses Null wird, wenn der tatsächliche Wert mit dem Einstellwert zusammenfällt. Der primäre Magnetfluß im Induktionsmotor wird mittels des korrigierten Einstellwertes des Erregerstroms so geregelt, daß der tatsächliche Wert mit dem Einstellwert zu sammenfällt. So kann, selbst wenn ein Fehler besteht zwischen dem Einstellwert für die primäre Selbstinduktivität und dem tatsächlichen Wert derselben der Erregerstromauswahlwert kor rigiert werden, wobei die lastfreie Spannung auf gleichblei bendem Niveau gehalten wird. Es kommt also niemals zu einem Mangel an Spannung, und es kann immer eine stabile Regelung mit hoher Genauigkeit erzielt werden.

Claims

1. Regeleinheit für einen Induktionsmotor, gekennzeichnet durch

- eine Stromdetektoreinheit zum Erfassen eines Pri märstroms in dem Induktionsmotor;
- eine Recheneinheit für ein Primärstromelement zum Berechnen primärer Stromelemente, die jeweils um 90° unter schiedliche Phasen haben, aus dem von der Stromdetektorein heit erfaßten Primärstrom und aus einem Befehlswert einer Primärfrequenz;
- eine Rechenschaltung für Fehlerstrom, in die der Befehlswert des primären Frequenzelements, der Befehlswert des Erregerstroms und die Ausgabe der Recheneinheit des pri mären Stromelements eingegeben werden und die einen Fehler strom auf solche Weise errechnet, daß ein tatsächlicher Wert des im Induktionsmotor erzeugten primären Magnetflusses Null wird, wenn der tatsächliche Wert mit dem Einstellwert zusam menfällt;
- eine Korrekturschaltung für eine primäre Selbstin duktivität, in die eine Ausgabe der Recheneinheit des Fehler stroms eingegeben wird und die einen Korrekturwert für einen Einstellwert der primären Selbstinduktivität errechnet, bei dem es sich um eine Schaltkreiskonstante für den Induktions motor handelt;
- eine Recheneinheit für Korrekturspannung, in die der Befehlswert der Primärfrequenz, eine Ausgabe der Rechen einheit für das primäre Stromelement und eine Ausgabe der Re cheneinheit für den Fehlerstrom eingegeben werden und die eine Korrekturspannung errechnet, um den Wert des Fehler stroms näher an Null zu bringen;
- eine Korrektureinheit für lastfreie Spannung, in die der Befehlswert der Primärfrequenz, der Befehlswert des Erregerstroms und eine Ausgabe der Korrektureinheit der pri mären Selbstinduktivität eingegeben werden und die einen Be fehlswert lastfreier Spannung für den Induktionsmotor aus gibt; und
- eine Recheneinheit für einen Primärspannungsbefehl, in die der Befehlswert der Primärfrequenz, der Befehlswert der lastfreien Spannung und die Korrekturspannung eingegeben werden, und die einen Befehlswert der Primärspannung für den Induktionsmotor errechnet und den errechneten Wert an eine Umformereinheit variabler Frequenz ausgibt.

2. Regelverfahren für einen Induktionsmotor, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Erfassen eines Primärstroms in dem Induktionsmotor;
- Errechnen von Primärstromelementen, die jeweils eine um 90° unterschiedliche Phase haben, aus dem erfaßten Primärstrom und aus einem Befehlswert einer Primärfrequenz;
- Errechnen eines Fehlerstroms auf solche Weise, daß ein tatsächlicher Wert des im Induktionsmotor erzeugten pri mären Magnetflusses Null wird, wenn der tatsächliche Wert mit dem Einstellwert übereinstimmt, entsprechend dem Befehlswert des primären Frequenzelements, dem Befehlswert des Erreger stroms und dem primären Stromelement;
- Errechnen eines Korrekturwertes für den Einstell wert der primären Selbstinduktivität, der eine Schaltkreis konstante für den Induktionsmotor ist, entsprechend dem Feh lerstrom;
- Errechnen einer Korrekturspannung, um den Wert des Fehlerstroms näher an Null zu bringen, entsprechend dem Be fehlswert der Primärfrequenz, dem primären Stromelement und dem Fehlerstrom;
- Ausgeben eines Befehlswertes lastfreier Spannung für den Induktionsmotor durch Eingeben des Befehlswertes der Primärfrequenz, des Befehlswertes des Erregerstroms und des Korrekturwertes des Einstellwertes der primären Selbstinduk tivität; und
- Errechnen eines Befehlswertes der Primärspannung des Induktionsmotors entsprechend dem Befehlswert der Primär frequenz, dem Befehlswert der lastfreien Spannung und der Korrekturspannung.

3. Regeleinheit für einen Induktionsmotor, gekennzeichnet durch

- eine Stromdetektoreinheit zum Erfassen eines Pri märstroms in dem Induktionsmotor;
- eine Recheneinheit für ein Primärstromelement zum Errechnen von Primärstromelementen, die jeweils um 90° unter schiedliche Phasen haben, aus dem von der Stromerfassungsein heit erfaßten Primärstrom und aus einem Befehlswert einer Primärfrequenz;
- eine Recheneinheit lastfreier Spannung, in die der Befehlswert der Primärfrequenz und der Befehlswert des Erre gerstroms eingegeben werden und die einen Befehlswert last freier Spannung für den Induktionsmotor ausgibt;
- eine Recheneinheit für Fehlerstrom, in die der Be fehlswert des Primärfrequenzelements, der Befehlswert des Er regerstroms die Ausgabe der Recheneinheit für das Primär stromelement und ein Korrekturwert für den Einstellwert des Ableitfaktors eingegeben werden und die einen Fehlerstrom er rechnet, so daß ein tatsächlicher Wert des im Induktionsmotor erzeugten primären Magnetflusses Null wird, wenn der tatsäch liche Wert mit dem Einstellwert zusammenfällt;
- eine Korrektureinheit für den Ableitfaktor, in die die Ausgabe der Korrektureinheit für den Fehlerstrom eingege ben wird und die einen Korrekturwert für den Einstellwert des Ableitfaktors errechnet;
- eine Recheneinheit für Korrekturspannung, in die der Befehlswert der Primärfrequenz, eine Ausgabe der Rechen einheit für das Primärstromelement und eine Ausgabe der Re cheneinheit für den Fehlerstrom eingegeben werden und die eine Korrekturspannung errechnet, um den Wert des Fehler stroms näher an Null zu bringen; und
- eine Recheneinheit für einen Primärspannungsbefehl, in die der Befehlswert der Primärfrequenz, der Befehlswert der lastfreien Spannung und die Korrekturspannung eingegeben werden, und die einen Befehlswert der Primärspannung für den Induktionsmotor errechnet und den errechneten Wert an eine Umformereinheit variabler Frequenz ausgibt.

4. Regelverfahren für einen Induktionsmotor, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Erfassen eines Primärstroms in dem Induktionsmotor;
- Errechnen von Primärstromelementen, die sich je weils um 90° in der Phase unterscheiden, aus dem erfaßten Primärstrom und aus einem Befehlswert einer Primärfrequenz;
- Ausgeben eines Befehlswertes lastfreier Spannung für den Induktionsmotor durch Eingeben des Befehlswertes der Primärfrequenz und des Befehlswertes des Erregerstroms;
- Ausgeben eines Fehlerstroms, so daß ein tatsächli cher Wert des im Induktionsmotor erzeugten primären Magnet flusses Null wird, wenn der tatsächliche Wert mit dem Ein stellwert übereinstimmt, entsprechend dem Befehlswert des primären Frequenzelements, dem Befehlswert des Erregerstroms, dem Primärstromelement und einem Korrekturwert für einen Ein stellwert des Ableitfaktors;
- Errechnen eines Korrekturwertes für den Einstell wert des Ableitfaktors entsprechend dem Fehlerstrom;
- Errechnen einer Korrekturspannung, um den Wert des Fehlerstroms näher an Null zu bringen, entsprechend dem Be fehlswert der Primärfrequenz, dem Primärstromelement und dem Fehlerstrom; und
- Errechnen eines Befehlswertes einer Primärspannung für den Induktionsmotor entsprechend dem Befehlswert der Pri märfrequenz, dem Befehlswert der lastfreien Spannung und der Korrekturspannung.

5. Regeleinheit für einen Induktionsmotor, gekennzeichnet durch

- eine Stromdetektoreinheit zum Erfassen eines Pri märstroms in dem Induktionsmotor;
- eine Recheneinheit für ein Primärstromelement zum Errechnen von Primärstromelementen, die sich jeweils um 90° in der Phase voneinander unterscheiden, aus dem von der Stromdetektoreinheit erfaßten Primärstrom ebenso wie aus dem Befehlswert der Primärfrequenz;
- eine Recheneinheit für Fehlerstrom, in die eine Ausgabe der Recheneinheit für das Primärstromelement und der Befehlswert der Primärfrequenz, der Befehlswert des Erreger stroms und der Korrekturwert von Einstellwerten für einen Ab leitfaktor eingegeben werden und die einen Fehlerstrom er rechnet, so daß der tatsächliche Wert des im Induktionsmotor erzeugten primären Magnetflusses Null wird, wenn der tatsäch liche Wert mit dem Einstellwert zusammenfällt;
- eine Korrektureinheit für den Primärwiderstand, in die die Ausgabe der Recheneinheit für den Fehlerstrom einge geben wird und die einen Korrekturwert für den Einstellwert des Primärwiderstandes errechnet, bei dem es sich um eine Schaltkreiskonstante für den Induktionsmotor handelt;
- eine Korrektureinheit für die primäre Selbstinduk tivität, in die eine Ausgabe der Recheneinheit des Fehler stroms eingegeben wird und die einen Korrekturwert für den Einstellwert der primären Selbstinduktivität errechnet, bei der es sich um eine Schaltkreiskonstante für den Induktions motor handelt;
- eine Korrektureinheit für den Ableitfaktor, in die eine Ausgabe der Recheneinheit des Fehlerstroms eingegeben wird und die einen Korrekturwert für den Einstellwert des Ab leitfaktors errechnet, bei dem es sich um eine Schaltkreis konstante für den Induktionsmotor handelt;
- eine Recheneinheit für Korrekturspannung, in die der Befehlswert der Primärfrequenz, die Fehlerstromrechenein heit, eine Ausgabe der Recheneinheit für das Primärstromele ment und eine Ausgabe der Korrektureinheit für den Primärwi derstand eingegeben werden und die eine Korrekturspannung er rechnet, um den Wert des Fehlerstroms näher an Null zu brin gen;
- eine Recheneinheit für lastfreie Spannung, in die der Befehlswert der Primärfrequenz, der Befehlswert des Erre gerstroms und die Ausgabe der Korrektureinheit für die pri märe Selbstinduktivität eingegeben werden und die einen Be fehlswert der lastfreien Spannung für den Induktionsmotor ausgibt;
- eine Korrekturabschnittregeleinheit zum Regeln der Korrektureinheit für den Primärwiderstand, der Korrekturein heit für die primäre Selbstinduktivität und der Korrekturein heit für den Ableitfaktor; und
- eine Recheneinheit für einen Primärspannungsbefehl, in die der Befehlswert der Primärfrequenz, der Befehlswert der lastfreien Spannung und die Korrekturspannung eingegeben werden und die einen Befehlswert der Primärspannung für den Induktionsmotor errechnet und den errechneten Wert an eine Umformereinheit variabler Frequenz ausgibt.

6. Regeleinheit für einen Induktionsmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturabschnittregelein heit, die in Abhängigkeit von dem Befehlswert der Primärfre quenz als Eingabe arbeitet, Operationen der Korrektureinheit für die primäre Selbstinduktivität und der Korrektureinheit für den Ableitfaktor anhält, wenn der Befehlswert der Primär frequenz klein ist, und Operationen der Korrektureinheit des Primärwiderstandes anhält, wenn der Befehlswert der Primär frequenz groß ist.

7. Regeleinheit für einen Induktionsmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturabschnittregelein heit entsprechend einer Ausgabe der Recheneinheit für das Primärstromelement entscheidet, ob eine Last leicht oder schwer ist, Operationen der Korrektureinheit für den Ableit faktor anhält, wenn die Last leicht ist und Operationen der Korrektureinheit für die primäre Selbstinduktivität anhält, wenn die Last schwer ist.

8. Regeleinheit für einen Induktionsmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturabschnittregelein heit die Polarität einer Korrekturverstärkung der Korrek tureinheit für den Primärwiderstand entsprechend der Ausgabe der Recheneinheit für das Primärstromelement umkehrt.

9. Regeleinheit für einen Induktionsmotor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturabschnittregelein heit Korrekturverstärkungen für die Korrektureinheit des Pri märwiderstands, die Korrektureinheit der primären Selbstin duktivität und die Korrektureinheit des Ableitfaktors in Ab hängigkeit von Ausgaben der Befehlseinheit der Primärfrequenz und der Recheneinheit für das Primärstromelement und in Über einstimmung mit einer zuvor eingestellten Verstärkungsfunk tion regelt.

10. Regelverfahren für einen Induktionsmotor, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Erfassen eines Primärstroms in dem Induktionsmotor;
- Errechnen von Primärstromelementen, die sich je weils um 90° in der Phase voneinander unterscheiden, aus dem erfaßten Primärstrom und aus dem Befehlswert der Primärfre quenz;
- Errechnen eines Fehlerstroms, so daß der tatsächli che Wert des im Induktionsmotor erzeugten primären Magnet flusses Null wird, wenn der tatsächliche Wert mit dem Ein stellwert übereinstimmt, entsprechend dem Primärstromelement, dem Befehlswert der Primärfrequenz, dem Befehlswert des Erre gerstroms und dem Korrekturwert des Einstellwertes für den Ableitfaktor;
- Errechnen eines Korrekturwertes für den Einstell wert des Primärwiderstandes, bei dem es sich um eine Schalt kreiskonstante für den Induktionsmotor handelt, entsprechend dem Fehlerstrom;
- Errechnen eines Korrekturwertes für den Einstell wert der primären Selbstinduktivität, bei dem es sich um eine Schaltkreiskonstante für den Induktionsmotor handelt, ent sprechend dem Fehlerstrom;
- Errechnen eines Korrekturwertes für den Einstell wert des Ableitfaktors, bei dem es sich um eine Schaltkreis konstante für den Induktionsmotor handelt, entsprechend dem Fehlerstrom;
- Errechnen einer Korrekturspannung, um den Wert des Fehlerstroms näher an Null zu bringen, entsprechend dem Be fehlswert der Primärfrequenz, dem Fehlerstrom, dem Primär stromelement und einem Korrekturwert des Korrekturwertes des Primärwiderstandes;
- Ausgeben eines Befehlswertes lastfreier Spannung für den Induktionsmotor durch Eingeben des Befehlswertes der Primärfrequenz, des Befehlswertes des Erregerstroms und eines Korrekturwertes des Einstellwertes der primären Selbstinduk tivität, die den primären Korrekturwert des Einstellwerts des Primärwiderstands regelt, eines Korrekturwertes des Einstell wertes der primären Selbstinduktivität und eines Korrektur wertes des Einstellwertes des Ableitfaktors; und
- Errechnen eines Befehlswertes der Primärspannung für den Induktionsmotor entsprechend dem Befehlswert der Pri märfrequenz, dem Befehlswert der lastfreien Spannung und der Korrekturspannung.

11. Regeleinheit für einen Induktionsmotor, gekennzeichnet durch

- eine Stromdetektoreinheit zum Erfassen eines Pri märstroms des Induktionsmotors;
- eine Recheneinheit für ein Primärstromelement zum Errechnen von Primärstromelementen, die sich jeweils um 90° in der Phase unterscheiden, aus dem von der Stromdetektorein heit erfaßten Primärstrom ebenso wie aus dem Befehlswert der Primärfrequenz;
- eine Recheneinheit für Fehlerstrom, in die der Be fehlswert der Primärfrequenz, eine Ausgabe der Recheneinheit für das Primärstromelement und ein korrigierter Befehlswert für den Erregerstrom eingegeben werden und die einen Fehler strom errechnet, so daß der tatsächliche Wert des im Indukti onsmotor erzeugten primären Magnetflusses Null wird, wenn der tatsächliche Wert mit dem Einstellwert zusammenfällt;
- eine Korrektureinheit für den Erregerstrombefehl, in die eine Ausgabe der Recheneinheit für den Fehlerstrom eingegeben wird und die einen Korrekturwert für den Befehls wert des Erregerstroms errechnet;
- eine Recheneinheit für Korrekturspannung, in die der Befehlswert der Primärfrequenz und eine Ausgabe der Re cheneinheit für den Fehlerstrom eingegeben werden und die einen Korrekturwert errechnet, um den Wert des Fehlerstroms näher an Null zu bringen;
- eine Recheneinheit für lastfreie Spannung, in die der Befehlswert der Primärfrequenz eingegeben wird und die einen Befehlswert lastfreier Spannung für den Induktionsmotor ausgibt; und
- eine Recheneinheit eines Primärspannungsbefehls, in die der Befehlswert der Primärfrequenz, der Befehlswert der lastfreien Spannung und die Korrekturspannung eingegeben wer den und die einen Befehlswert der Primärspannung für den In duktionsmotor errechnet und den errechneten Wert an eine Um formereinheit variabler Frequenz ausgibt.

12. Regelverfahren für einen Induktionsmotor, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

- Erfassen eines Primärstroms in dem Induktionsmotor;
- Errechnen von Primärstromelementen, die sich je weils um 90° in der Phase unterscheiden, aus dem erfaßten Primärstrom ebenso wie aus dem Befehlswert der Primärfre quenz;
- Errechnen eines Fehlerstroms, so daß der tatsächli che Wert des im Induktionsmotor erzeugten primären Magnet flusses Null wird, wenn der tatsächliche Wert mit dem Ein stellwert übereinstimmt, entsprechend dem Befehlswert der Primärfrequenz, dem Primärstromelement und dem korrigierten Befehlswert des Erregerstroms;
- Errechnen eines Korrekturwertes für den Befehlswert des Erregerstroms entsprechend dem Fehlerstrom;
- Errechnen eines Korrekturwertes, um den Wert des Erregerstroms näher an Null zu bringen, entsprechend dem Be fehlswert der Primärfrequenz und dem Fehlerstrom;
- Ausgeben eines Befehlswertes lastfreier Spannung für den Induktionsmotor durch Eingeben des Befehlswertes der Primärfrequenz; und
- Errechnen eines Befehlswertes der Primärspannung für den Induktionsmotor entsprechend dem Befehlswert der Pri märfrequenz, dem Befehlswert der lastfreien Spannung und der Korrekturspannung.