JP2001238499A - 誘導電動機の速度制御方法 - Google Patents
誘導電動機の速度制御方法Info
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/06—Rotor flux based control involving the use of rotor position or rotor speed sensors
- H02P21/08—Indirect field-oriented control; Rotor flux feed-forward control
- H02P21/09—Field phase angle calculation based on rotor voltage equation by adding slip frequency and speed proportional frequency
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電動機定数に変動があっても、零速度域にお
いてもトルク低下を生じることがなく、回生運転も安定
に行う誘導電動機の速度制御を提供することにある。 【解決手段】 速度指令に応じて電力変換器の出力電圧
と出力周波数を制御し、導電動機を速度制御するシステ
ムにおいて、すべり周波数演算値ωｓ２を求める演算器
１０、すべり周波数推定値ωｓ＾を出力する加算器１
１、速度指令値ωｒ*にωｓ＾を加算してω１*を出力す
る加算器１２、通常より大きな値のｄ軸電流指令値ｉｄ
*を出力するｄ軸電流指令器１４、電圧指令値ｅｄ*を出
力する増幅器１５、ゲインＧｄを指令するゲイン指令器
１６、零速度域においてｑ軸電流ｉｑをほぼ零に制御す
るｑ軸電流絞り器１７、ゲインＧｑを指令するゲイン指
令器１８を設け、速度指令値が設定値以下の場合は、ｄ
軸電流を通常時の値以上に増加させると共に、ｑ軸電流
検出値に応じてｑ軸電圧指令を修正し、ｑ軸電流を抑制
する向きに制御する。
いてもトルク低下を生じることがなく、回生運転も安定
に行う誘導電動機の速度制御を提供することにある。 【解決手段】 速度指令に応じて電力変換器の出力電圧
と出力周波数を制御し、導電動機を速度制御するシステ
ムにおいて、すべり周波数演算値ωｓ２を求める演算器
１０、すべり周波数推定値ωｓ＾を出力する加算器１
１、速度指令値ωｒ*にωｓ＾を加算してω１*を出力す
る加算器１２、通常より大きな値のｄ軸電流指令値ｉｄ
*を出力するｄ軸電流指令器１４、電圧指令値ｅｄ*を出
力する増幅器１５、ゲインＧｄを指令するゲイン指令器
１６、零速度域においてｑ軸電流ｉｑをほぼ零に制御す
るｑ軸電流絞り器１７、ゲインＧｑを指令するゲイン指
令器１８を設け、速度指令値が設定値以下の場合は、ｄ
軸電流を通常時の値以上に増加させると共に、ｑ軸電流
検出値に応じてｑ軸電圧指令を修正し、ｑ軸電流を抑制
する向きに制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘導電動機の速度
制御方法に係り、特に、電動機取り付けの速度センサが
不要であって、零速度域から高トルクが得られる速度セ
ンサレスベクトル制御の技術に関する。
制御方法に係り、特に、電動機取り付けの速度センサが
不要であって、零速度域から高トルクが得られる速度セ
ンサレスベクトル制御の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、誘導電動機の速度制御方法として
速度センサレスベクトル制御法が知られている。図１４
にその制御系構成を示す。１は誘導電動機、２は電圧指
令値Ｖ１*に比例した出力電圧を出力する電力変換器、
３は変換器出力電流ｉｕ，ｉｗを座標変換し、ｄ軸およ
びｑ軸電流ｉｄ，ｉｑを演算する座標変換器、４はｉ
ｄ，ｉｑおよび出力周波数指令値ω１*に基づいて電動
機の漏れインピーダンス電圧降下値を演算する電圧演算
器、５，６は後述する誘導起電力指令値ｅｄ*，ｅｑ*に
前記電圧降下値を加算し、ｄ軸およびｑ軸電圧指令値Ｖ
ｄ*，Ｖｑ*を出力する加算器、７はω１*を積分して位
相基準θを出力する位相基準発生器、８はＶｄ*Ｖｑ*に
基づいて変換器出力電圧指令値Ｖ１*（３相）を出力す
る座標変換器、９はｉｄおよびｉｑに基づいてすべり周
波数演算値ωｓ１を出力する演算器、１２は速度指令値
ωｒ*にωｓ１を加算してω１*を出力する加算器、１３
はω１*に基づいてｅｑ*を演算する起電力演算器であ
る。この構成において、電動機１の運転周波数ω１は、
ω１*に比例して制御され、また、電圧演算機４の作用
により、漏れインピーダンス降下が補償される結果、電
動機１の誘導起電力ｅはトルクの大きさには無関係に変
化しない。この結果、電動機磁束は常に一定に保たれる
ようになり、電動機磁束の低下によるトルク低下が防止
される。このとき、ｉｑはすべり周波数ωｓに比例する
ため、演算器９において（１）式に従い、ωｓを推定
し、これをωｒ*に加算してω１*を演算することによ
り、すべり変化（トルク）による実回転速度ωｒの変動
が補償される。 ωｓ＝１／Ｔ２・ｉｑ／ｉｄ
（１） しかしながら、電動機定数の実際値ｒ１、Ｌσが電圧演
算器４で用いる電動機定数の基準値ｒ１*、Ｌσ*に対し
て変動する場合には、電動機磁束がトルクに応じて変動
するようになり、この結果、トルク低下（トルクが電流
に比例しない）が起きる。また、ｉｑとωｓが比例しな
いため、（１）式が成立せず、速度変動に対する前述し
た補償の精度が劣化する。一般に、トルク低下並びに速
度精度劣化は、特に零速度近傍で顕著である。なお、関
係の文献としては、奥山、他「速度、電圧センサレスベ
クトル制御における制御定数設定誤差の影響とその補
償」電学論Ｄ、１１０、４４７（平２−５）がある。
速度センサレスベクトル制御法が知られている。図１４
にその制御系構成を示す。１は誘導電動機、２は電圧指
令値Ｖ１*に比例した出力電圧を出力する電力変換器、
３は変換器出力電流ｉｕ，ｉｗを座標変換し、ｄ軸およ
びｑ軸電流ｉｄ，ｉｑを演算する座標変換器、４はｉ
ｄ，ｉｑおよび出力周波数指令値ω１*に基づいて電動
機の漏れインピーダンス電圧降下値を演算する電圧演算
器、５，６は後述する誘導起電力指令値ｅｄ*，ｅｑ*に
前記電圧降下値を加算し、ｄ軸およびｑ軸電圧指令値Ｖ
ｄ*，Ｖｑ*を出力する加算器、７はω１*を積分して位
相基準θを出力する位相基準発生器、８はＶｄ*Ｖｑ*に
基づいて変換器出力電圧指令値Ｖ１*（３相）を出力す
る座標変換器、９はｉｄおよびｉｑに基づいてすべり周
波数演算値ωｓ１を出力する演算器、１２は速度指令値
ωｒ*にωｓ１を加算してω１*を出力する加算器、１３
はω１*に基づいてｅｑ*を演算する起電力演算器であ
る。この構成において、電動機１の運転周波数ω１は、
ω１*に比例して制御され、また、電圧演算機４の作用
により、漏れインピーダンス降下が補償される結果、電
動機１の誘導起電力ｅはトルクの大きさには無関係に変
化しない。この結果、電動機磁束は常に一定に保たれる
ようになり、電動機磁束の低下によるトルク低下が防止
される。このとき、ｉｑはすべり周波数ωｓに比例する
ため、演算器９において（１）式に従い、ωｓを推定
し、これをωｒ*に加算してω１*を演算することによ
り、すべり変化（トルク）による実回転速度ωｒの変動
が補償される。 ωｓ＝１／Ｔ２・ｉｑ／ｉｄ
（１） しかしながら、電動機定数の実際値ｒ１、Ｌσが電圧演
算器４で用いる電動機定数の基準値ｒ１*、Ｌσ*に対し
て変動する場合には、電動機磁束がトルクに応じて変動
するようになり、この結果、トルク低下（トルクが電流
に比例しない）が起きる。また、ｉｑとωｓが比例しな
いため、（１）式が成立せず、速度変動に対する前述し
た補償の精度が劣化する。一般に、トルク低下並びに速
度精度劣化は、特に零速度近傍で顕著である。なお、関
係の文献としては、奥山、他「速度、電圧センサレスベ
クトル制御における制御定数設定誤差の影響とその補
償」電学論Ｄ、１１０、４４７（平２−５）がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、零速
度域においてトルク低下を生じることがなく、回生運転
も安定に行うに好適な誘導電動機の速度制御方法を提供
することにある。
度域においてトルク低下を生じることがなく、回生運転
も安定に行うに好適な誘導電動機の速度制御方法を提供
することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、速度指令値が所定値以下の場合に、ｄ軸電流ｉｄを
通常時の値以上に増加させ、また同時に、ｑ軸電流ｉｑ
が零に近づくようにｉｑに応じて電圧指令値を変更制御
する。
に、速度指令値が所定値以下の場合に、ｄ軸電流ｉｄを
通常時の値以上に増加させ、また同時に、ｑ軸電流ｉｑ
が零に近づくようにｉｑに応じて電圧指令値を変更制御
する。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態に
よる誘導電動機の速度制御方法を実現する速度センサレ
スベクトル制御装置の構成例を示す。１〜９、１２、１
３は従来例と同一構成である。１０は、誘導起電力指令
値ｅｄ*，ｅｑ*に基づいてすべり周波数演算値ωｓ２を
求める演算器、１１は、前述のωｓ１とωｓ２を加算
し、すべり周波数推定値ωｓ＾を出力する加算器、１２
は、ωｒ*にωｓ＾を加算してω１*を出力する加算器、
１４は、通常より大きな値のｄ軸電流指令値ｉｄ*を出
力するｄ軸電流指令器、１５は、ｉｄ*とｉｄの偏差に
応じて電圧指令値ｅｄ*を出力する増幅器であり、ωｒ*
に応じてゲインＧｄが変化する。１６は、ゲインＧｄを
指令するゲイン指令器である。１７は、零速度域におい
てｉｑをほぼ零に制御するためのｑ軸電流絞り器であ
り、ωｒ*に応じてゲインＧｑが変化する。１８は、ゲ
インＧｑを指令するゲイン指令器である。
図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態に
よる誘導電動機の速度制御方法を実現する速度センサレ
スベクトル制御装置の構成例を示す。１〜９、１２、１
３は従来例と同一構成である。１０は、誘導起電力指令
値ｅｄ*，ｅｑ*に基づいてすべり周波数演算値ωｓ２を
求める演算器、１１は、前述のωｓ１とωｓ２を加算
し、すべり周波数推定値ωｓ＾を出力する加算器、１２
は、ωｒ*にωｓ＾を加算してω１*を出力する加算器、
１４は、通常より大きな値のｄ軸電流指令値ｉｄ*を出
力するｄ軸電流指令器、１５は、ｉｄ*とｉｄの偏差に
応じて電圧指令値ｅｄ*を出力する増幅器であり、ωｒ*
に応じてゲインＧｄが変化する。１６は、ゲインＧｄを
指令するゲイン指令器である。１７は、零速度域におい
てｉｑをほぼ零に制御するためのｑ軸電流絞り器であ
り、ωｒ*に応じてゲインＧｑが変化する。１８は、ゲ
インＧｑを指令するゲイン指令器である。
【０００６】次に、システム全体の動作について述べ
る。構成要素の１〜９、１２、１３の動作は、前述の従
来技術の項で述べた通りである。本発明は、従来技術に
おける電動機定数の変動によるトルク低下を防止するこ
とが目的であり、１０、１１、１４〜１８が本発明の特
徴的な構成である。１４〜１６は、零速度域においては
ｄ軸電流ｉｄを通常より大きな所定値に制御するための
ものであり、ｄ軸電流指令器１４からの指令値ｉｄ*
と、座標変換器３からの検出値ｉｄの偏差を増幅器１５
において増幅し、ｅｄ*を出力する。零速度域以外で
は、ゲイン指令器１６からのゲイン指令Ｇｄに従い増幅
器１５の出力ｅｄ*は零に近づくように制御される。図
２に、ゲイン指令Ｇｄおよびｄ軸電流ｉｄと速度指令値
ωｒ*の関係を示す。一方、零速度域では、電流絞り器
１７によりｅｑ*を修正してｉｑをほぼ零に制御する。
指令器１８の入出力関係を図３に示す。零速度域ではゲ
インＧｑは大きな値となるため、ｅｑ*は、ｑ軸電流絞
り器１７の出力値Ｇｑ・ｉｑにより、ｉｑを抑制する向
きに修正される。この結果、ｉｑはほぼ零に制御され
る。この場合の、電動機の電流と磁束のベルトル図を図
４に示す。電動機発生トルクτは（２）、（３）式で示
される。 τ＝ｋ（φ２ｄ・ｉｑ−φ２ｑ・ｉｄ） ＝−ｋφ２ｑ・ｉｄ （２） ここに、ｉｑ＝０，φ２ｑ＜０（電動運転）、ｋ：比例
係数または、 τ＝ｋＭ・ｉｍ・ｉｔ ＝ｋＭ（ｉｄ2／２）・ｓｉｎ（２・θφ） （３） ここに、θφ：磁束φ２と電流ｉｄの成す角、Ｍ：励磁
インダクタンス （３）式により、トルクは２・θφ＝９０°においてｉ
ｄ2値に比例する最大値をとり、−４５°≦θφ≦４５
°の範囲においてトルクは正から負に変化する。すなわ
ち、電動運転と回生制動の全範囲を一様に制御できる。
また、この場合電動機発生トルクは、θφに応じて変化
し、電動機定数ｒ１，Ｌσの影響を受けることがない。
すなわち、本発明の制御法によれば、電動機定数の変動
がある場合でも、電動および回生運転のいずれにおいて
も、トルク低下は起きない。
る。構成要素の１〜９、１２、１３の動作は、前述の従
来技術の項で述べた通りである。本発明は、従来技術に
おける電動機定数の変動によるトルク低下を防止するこ
とが目的であり、１０、１１、１４〜１８が本発明の特
徴的な構成である。１４〜１６は、零速度域においては
ｄ軸電流ｉｄを通常より大きな所定値に制御するための
ものであり、ｄ軸電流指令器１４からの指令値ｉｄ*
と、座標変換器３からの検出値ｉｄの偏差を増幅器１５
において増幅し、ｅｄ*を出力する。零速度域以外で
は、ゲイン指令器１６からのゲイン指令Ｇｄに従い増幅
器１５の出力ｅｄ*は零に近づくように制御される。図
２に、ゲイン指令Ｇｄおよびｄ軸電流ｉｄと速度指令値
ωｒ*の関係を示す。一方、零速度域では、電流絞り器
１７によりｅｑ*を修正してｉｑをほぼ零に制御する。
指令器１８の入出力関係を図３に示す。零速度域ではゲ
インＧｑは大きな値となるため、ｅｑ*は、ｑ軸電流絞
り器１７の出力値Ｇｑ・ｉｑにより、ｉｑを抑制する向
きに修正される。この結果、ｉｑはほぼ零に制御され
る。この場合の、電動機の電流と磁束のベルトル図を図
４に示す。電動機発生トルクτは（２）、（３）式で示
される。 τ＝ｋ（φ２ｄ・ｉｑ−φ２ｑ・ｉｄ） ＝−ｋφ２ｑ・ｉｄ （２） ここに、ｉｑ＝０，φ２ｑ＜０（電動運転）、ｋ：比例
係数または、 τ＝ｋＭ・ｉｍ・ｉｔ ＝ｋＭ（ｉｄ2／２）・ｓｉｎ（２・θφ） （３） ここに、θφ：磁束φ２と電流ｉｄの成す角、Ｍ：励磁
インダクタンス （３）式により、トルクは２・θφ＝９０°においてｉ
ｄ2値に比例する最大値をとり、−４５°≦θφ≦４５
°の範囲においてトルクは正から負に変化する。すなわ
ち、電動運転と回生制動の全範囲を一様に制御できる。
また、この場合電動機発生トルクは、θφに応じて変化
し、電動機定数ｒ１，Ｌσの影響を受けることがない。
すなわち、本発明の制御法によれば、電動機定数の変動
がある場合でも、電動および回生運転のいずれにおいて
も、トルク低下は起きない。
【０００７】ところで、前述した零速度域においては、
電動機の実すべり周波数ωｓは（４）式で示される。 ωｓ＝１／Ｔ２・ｉｔ／ｉｍ ＝−１／Ｔ２・φ２ｑ／φ２ｄ （４） （４）式のように、通常域（（１）式）とは関係式が異
なる。このため零速度域では、演算器１０において
（５）式に従い、ｅｄ*，ｅｑ*を用いて演算される。
ωｓ２＝１／Ｔ２・ｅｄ*／ｅｑ*
（５） ここに、ｅｄ*≒−ωｒ・φ２ｑ ｅｑ*≒ω１・φ２ｄ 零速度域および通常域の全体を通じては、加算器１１で
ωｓ１、ωｓ２が加算され、（６）式に示すωｓ＾が出
力される。 ωｓ＾＝１／Ｔ２・ｉｑ／ｉｄ＋１／Ｔ２・ｅｄ*／ｅｑ* （６） （６）式は、零速度域では、ｉｑ≒０のため、（５）式
に一致し、通常域では、ｅｄ*≒０のため、（１）式に
一致する。該ωｓ＾をωｒ*に加算し、すべり補償を行
うようにしているため、実回転速度ωｒは、すべり（ト
ルク）が変動しても一定に保たれるようになり、高い精
度で速度制御が行える。なお、φ２ｑが大きく変動しな
い範囲では、ｅｑ*はω１に比例すると見なせるため、
（６）式のｅｑ*の代わりにω１*を用いて演算すること
もできる。また、ω１*に限らず、ωｒ*であってもかま
わない。
電動機の実すべり周波数ωｓは（４）式で示される。 ωｓ＝１／Ｔ２・ｉｔ／ｉｍ ＝−１／Ｔ２・φ２ｑ／φ２ｄ （４） （４）式のように、通常域（（１）式）とは関係式が異
なる。このため零速度域では、演算器１０において
（５）式に従い、ｅｄ*，ｅｑ*を用いて演算される。
ωｓ２＝１／Ｔ２・ｅｄ*／ｅｑ*
（５） ここに、ｅｄ*≒−ωｒ・φ２ｑ ｅｑ*≒ω１・φ２ｄ 零速度域および通常域の全体を通じては、加算器１１で
ωｓ１、ωｓ２が加算され、（６）式に示すωｓ＾が出
力される。 ωｓ＾＝１／Ｔ２・ｉｑ／ｉｄ＋１／Ｔ２・ｅｄ*／ｅｑ* （６） （６）式は、零速度域では、ｉｑ≒０のため、（５）式
に一致し、通常域では、ｅｄ*≒０のため、（１）式に
一致する。該ωｓ＾をωｒ*に加算し、すべり補償を行
うようにしているため、実回転速度ωｒは、すべり（ト
ルク）が変動しても一定に保たれるようになり、高い精
度で速度制御が行える。なお、φ２ｑが大きく変動しな
い範囲では、ｅｑ*はω１に比例すると見なせるため、
（６）式のｅｑ*の代わりにω１*を用いて演算すること
もできる。また、ω１*に限らず、ωｒ*であってもかま
わない。
【０００８】図５は、本発明の他の実施形態を示す。図
１の実施形態との違いは、ｉｄ*をω１*≒０において低
減するようにした点であり、図６に、ω１*とｉｄ*の関
係を示す。ω１＝０においては、変換器の素子間で通流
状態が移らず、特定素子に電流が集中するため、変換器
出力電流を通常より制限する必要がある。電流指令器１
４ａの演算内容を図７に示す。関数器１４１ａ、遅れ回
路１４２、加算器１４３により、（７）式の演算を行
い、図６に示す関係のｉｄ*を出力する。 ｉｄ*＝ｉｄ０*−Δｉｄ１ ＝ｉｄ０*−１／（１＋ＴＳ）・Ｆ（ω１*） （７） なお、遅れ回路１４２は、電流集中に対する素子の過渡
的耐量（温度上昇の遅れ）を考慮するためのものであ
り、また、ｉｄ０*は電流集中がない場合の基準値であ
る。電流指令器１４ａ以外の構成については、図１の実
施形態と変わず、動作も同様である。なお、φ２ｄが大
きく変動しない範囲では、ｅｑ*はω１に比例すると見
なせるため、（８）式のｅｑ*の代わりにω１*を用いて
演算することもできる。また、ω１*に限らず、ωｒ*で
あってもかまわない。
１の実施形態との違いは、ｉｄ*をω１*≒０において低
減するようにした点であり、図６に、ω１*とｉｄ*の関
係を示す。ω１＝０においては、変換器の素子間で通流
状態が移らず、特定素子に電流が集中するため、変換器
出力電流を通常より制限する必要がある。電流指令器１
４ａの演算内容を図７に示す。関数器１４１ａ、遅れ回
路１４２、加算器１４３により、（７）式の演算を行
い、図６に示す関係のｉｄ*を出力する。 ｉｄ*＝ｉｄ０*−Δｉｄ１ ＝ｉｄ０*−１／（１＋ＴＳ）・Ｆ（ω１*） （７） なお、遅れ回路１４２は、電流集中に対する素子の過渡
的耐量（温度上昇の遅れ）を考慮するためのものであ
り、また、ｉｄ０*は電流集中がない場合の基準値であ
る。電流指令器１４ａ以外の構成については、図１の実
施形態と変わず、動作も同様である。なお、φ２ｄが大
きく変動しない範囲では、ｅｑ*はω１に比例すると見
なせるため、（８）式のｅｑ*の代わりにω１*を用いて
演算することもできる。また、ω１*に限らず、ωｒ*で
あってもかまわない。
【０００９】図８は、本発明の他の実施形態を示す。図
１および５の実施形態との違いは、零速度域においてｉ
ｄ*をトルクに応じて可変するようにした点であり、図
９にｉｄ*とトルクの関係を示す。図１および５の実施
形態では、ｉｄ*をトルクの大小に拘わらず一定として
いるため、軽負荷時においてはｉｄ*が必要以上とな
り、電動機損失（銅損）がその分増加する。このため、
低トルク時には、変換器出力電流を低減することが好ま
しい。本実施形態における、電流指令器１４ｂの演算内
容を図１０に示す。電動機のすべり（トルク）に応じた
値であるｅｄ*／ｅｑ*を用いて、関数器１４１ｂおよび
加算器１４３により、（８）式の演算を行い、図９の関
係にあるｉｄ*を出力する。 ｉｄ*＝ｉｄ０*−Δｉｄ２ ＝ｉｄ０*−Ｇ（ｅｄ*／ｅｑ*） （８） なお、ｉｄ０*は、最大トルクに対応する基準値であ
る。電流指令器１４ｂ以外の構成については、図１の実
施形態と変わず、動作も同様である。
１および５の実施形態との違いは、零速度域においてｉ
ｄ*をトルクに応じて可変するようにした点であり、図
９にｉｄ*とトルクの関係を示す。図１および５の実施
形態では、ｉｄ*をトルクの大小に拘わらず一定として
いるため、軽負荷時においてはｉｄ*が必要以上とな
り、電動機損失（銅損）がその分増加する。このため、
低トルク時には、変換器出力電流を低減することが好ま
しい。本実施形態における、電流指令器１４ｂの演算内
容を図１０に示す。電動機のすべり（トルク）に応じた
値であるｅｄ*／ｅｑ*を用いて、関数器１４１ｂおよび
加算器１４３により、（８）式の演算を行い、図９の関
係にあるｉｄ*を出力する。 ｉｄ*＝ｉｄ０*−Δｉｄ２ ＝ｉｄ０*−Ｇ（ｅｄ*／ｅｑ*） （８） なお、ｉｄ０*は、最大トルクに対応する基準値であ
る。電流指令器１４ｂ以外の構成については、図１の実
施形態と変わず、動作も同様である。
【００１０】図１１は、本発明の他の実施形態を示す。
本実施形態は、零速度域においてｉｄ*をω１*およびト
ルクに応じて変更するようにしたものであり、図１２
に、ｉｄ*とω１*およびトルクの関係を示す。本実施形
態における電流指令器１４ｃの演算内容を図１３に示
す。関数器１４１ａ、１４１ｂおよび遅れ回路１４２は
前記実施形態と同様である。これらの出力Δｉｄ１、Δ
ｉｄ２を最大値選択回路１４４に加え、これらの内、大
きい方をΔｉｄとして出力する。さらに（９）式に従
い、ｉｄ*を演算する。これにより、ｉｄ*は図１２に従
い変化する。電流指令器１４ｃ以外の構成については、
図１の実施形態と変わず、動作も同様である。 ｉｄ*＝ｉｄ０*−Δｉｄ （９） なお、前記実施形態と同様に、関数器１４１ｂの入力信
号のｅｄ*／ｅｑ*は、φ２ｄが大きく変動しない範囲で
は、ｅｑ*がω１*に比例すると見なせるため、ｅｑ*の
代わりにω１*を用いて演算することもできる。また、
ω１*に限らず、ωｒ*であってもかまわない。
本実施形態は、零速度域においてｉｄ*をω１*およびト
ルクに応じて変更するようにしたものであり、図１２
に、ｉｄ*とω１*およびトルクの関係を示す。本実施形
態における電流指令器１４ｃの演算内容を図１３に示
す。関数器１４１ａ、１４１ｂおよび遅れ回路１４２は
前記実施形態と同様である。これらの出力Δｉｄ１、Δ
ｉｄ２を最大値選択回路１４４に加え、これらの内、大
きい方をΔｉｄとして出力する。さらに（９）式に従
い、ｉｄ*を演算する。これにより、ｉｄ*は図１２に従
い変化する。電流指令器１４ｃ以外の構成については、
図１の実施形態と変わず、動作も同様である。 ｉｄ*＝ｉｄ０*−Δｉｄ （９） なお、前記実施形態と同様に、関数器１４１ｂの入力信
号のｅｄ*／ｅｑ*は、φ２ｄが大きく変動しない範囲で
は、ｅｑ*がω１*に比例すると見なせるため、ｅｑ*の
代わりにω１*を用いて演算することもできる。また、
ω１*に限らず、ωｒ*であってもかまわない。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電動機定数に変動がある場合でも、零速度域からトルク
不足、低下を生じることがなく、回生運転も安定に誘導
電動機の速度制御を行うことができる。
電動機定数に変動がある場合でも、零速度域からトルク
不足、低下を生じることがなく、回生運転も安定に誘導
電動機の速度制御を行うことができる。
【図１】本発明の一実施形態による誘導電動機の速度制
御方法を実現する速度センサレスベクトル制御装置の構
成図
御方法を実現する速度センサレスベクトル制御装置の構
成図
【図２】図１の装置の動作説明図
【図３】図１の装置の動作説明図
【図４】図１の装置の動作説明図であって電動機のベク
トル図
トル図
【図５】本発明の他の実施形態
【図６】図５の装置の動作説明図
【図７】図５の装置におけるｄ軸電流指令器の演算内容
の説明図
の説明図
【図８】本発明の他の実施形態
【図９】図８の装置の動作説明図
【図１０】図８の装置におけるｄ軸電流指令器の演算内
容の説明図
容の説明図
【図１１】本発明の他の実施形態
【図１２】図１１の装置の動作説明図
【図１３】図１１の装置におけるｄ軸電流指令器の演算
内容の説明図
内容の説明図
【図１４】従来例の誘導電動機の速度制御装置の構成図
１：誘導電動機、２：電力変換器、３：座標変換器、
７：位相基準発生器 ８：座標変換器、１０：演算器、１３：起電力演算器、
１４：ｄ軸電流指令器 １５：増幅器、１６：ゲイン指令器、１７：ｑ軸電流絞
り器、１８：ゲイン指令器
７：位相基準発生器 ８：座標変換器、１０：演算器、１３：起電力演算器、
１４：ｄ軸電流指令器 １５：増幅器、１６：ゲイン指令器、１７：ｑ軸電流絞
り器、１８：ゲイン指令器
Claims (10)
- 【請求項１】 速度指令または周波数指令に応じて電力
変換器の出力電圧および出力周波数を制御し、該変換器
により誘導電動機を制御する速度制御方法において、前
記速度指令または周波数指令値が設定値以下の場合は、
ｄ軸電流を通常時の値以上に増加させると共に、ｑ軸電
流検出値に応じてｑ軸電圧指令を修正し、ｑ軸電流を抑
制する向きに制御することを特徴とする誘導電動機の速
度制御方法。 - 【請求項２】 速度指令または周波数指令に応じて電力
変換器の出力電圧および出力周波数を制御し、該変換器
により誘導電動機を制御する速度制御方法において、前
記変換器のｄ軸電圧指令（ｄ軸誘導起電力指令）に応じ
た値を前記速度指令または周波数指令に加算し、該指令
値を修正することを特徴とする誘導電動機の速度制御方
法。 - 【請求項３】 速度指令または周波数指令に応じて電力
変換器の出力電圧および出力周波数を制御し、該変換器
により誘導電動機を制御する速度制御方法において、前
記変換器のｄ軸電圧指令（ｄ軸誘導起電力指令）とｑ軸
電圧指令（ｑ軸誘導起電力指令）の比に応じた値を前記
速度指令または周波数指令に加算し、該指令値を修正す
ることを特徴とする誘導電動機の速度制御方法。 - 【請求項４】 速度指令または周波数指令に応じて電力
変換器の出力電圧および出力周波数を制御し、該変換器
により誘導電動機を制御する速度制御方法において、速
度指令または周波数指令値が設定値以下の場合は、ｄ軸
電流を通常時の値以上に増加させ、同時にｑ軸電流検出
値に応じてｑ軸電圧指令値を修正し、ｑ軸電流を抑制す
る向きに制御すると共に、前記変換器のｄ軸電圧指令
（ｄ軸誘導起電力指令）に応じた値を前記速度指令また
は周波数指令値に加算し、該指令値を補正することを特
徴とする電動機の誘導速度制御方法。 - 【請求項５】 速度指令または周波数指令に応じて電力
変換器の出力電圧および出力周波数を制御し、該変換器
により誘導電動機を制御する速度制御方法において、速
度指令または周波数指令値が設定値以下の場合は、ｄ軸
電流を通常時の値以上に増加させ、同時にｑ軸電流検出
値に応じてｑ軸電圧指令値を修正し、ｑ軸電流を抑制す
る向きに制御すると共に、前記変換器のｄ軸電圧指令
（ｄ軸誘導起電力指令）とｑ軸電圧指令（ｑ軸誘導起電
力指令）の比に応じた値を前記速度指令または周波数指
令値に加算し、該指令値を補正することを特徴とする誘
導電動機の速度制御方法。 - 【請求項６】 請求項１、請求項４または請求項５にお
いて、速度指令または周波数指令値が設定値以下の場合
であって、該指令値が零近傍の場合は、ｄ軸電流指令値
を低減することを特徴とする誘導電動機の速度制御方
法。 - 【請求項７】 請求項１、請求項４または請求項５にお
いて、速度指令または周波数指令値が設定値以下の場合
に、前記変換器のｄ軸電圧指令（ｄ軸誘導起電力指令）
値に応じて前記ｄ軸電流指令値を変更制御することを特
徴とする誘導電動機の速度制御方法。 - 【請求項８】 請求項１、請求項４または請求項５にお
いて、速度指令または周波数指令値が設定値以下の場合
に、前記変換器のｄ軸電圧指令（ｄ軸誘導起電力指令）
値とｑ軸電圧指令（ｑ軸誘導起電力指令）値の比に応じ
て前記ｄ軸電流指令値を変更制御することを特徴とする
誘導電動機の速度制御方法。 - 【請求項９】 請求項１、請求項４または請求項５にお
いて、速度指令または周波数指令値が設定値以下の場合
に、周波数指令値が零近傍においてｄ軸電流を低減する
と共に、前記ｄ軸電圧指令（ｄ軸誘導起電力指令）に応
じて前記ｄ軸電流指令値を変更制御することを特徴とす
る誘導電動機の速度制御方法。 - 【請求項１０】 請求項１、請求項４または請求項５に
おいて、速度指令または周波数指令値が設定値以下の場
合に、周波数指令値が零近傍においてｄ軸電流を低減す
ると共に、前記ｄ軸電圧指令（ｄ軸誘導起電力指令）と
ｑ軸電圧指令（ｑ軸誘導起電力指令）の比に応じて前記
ｄ軸電流指令値を変更制御することを特徴とする誘導電
動機の速度制御方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000052256A JP2001238499A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 誘導電動機の速度制御方法 |
| US09/654,088 US6300741B1 (en) | 2000-02-24 | 2000-09-01 | Speed controlling method for induction motor |
| DE60035949T DE60035949T2 (de) | 2000-02-24 | 2000-09-04 | Verfahren zur Steuerung der Drehzahl eines Induktionsmotors |
| EP00118261A EP1128545B1 (en) | 2000-02-24 | 2000-09-04 | Speed controlling method for induction motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000052256A JP2001238499A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 誘導電動機の速度制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001238499A true JP2001238499A (ja) | 2001-08-31 |
Family
ID=18573808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000052256A Pending JP2001238499A (ja) | 2000-02-24 | 2000-02-24 | 誘導電動機の速度制御方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6300741B1 (ja) |
| EP (1) | EP1128545B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001238499A (ja) |
| DE (1) | DE60035949T2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006203967A (ja) * | 2005-01-18 | 2006-08-03 | Mitsubishi Electric Corp | 誘導電動機の制御装置 |
| CN100377492C (zh) * | 2005-02-07 | 2008-03-26 | 天津大学 | 一种基于运动电动势控制的异步电动机调速方法 |
| CN103701393A (zh) * | 2013-12-27 | 2014-04-02 | 深圳市航盛电子股份有限公司 | 一种异步电机弱磁时转矩精度的补偿方法 |
| JP2016163501A (ja) * | 2015-03-05 | 2016-09-05 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置およびその制御法 |
| JP2017028946A (ja) * | 2015-07-27 | 2017-02-02 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 車両駆動制御装置及び車両駆動制御方法 |
| JP2020058231A (ja) * | 2019-12-23 | 2020-04-09 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置の制御方法および電力変換装置 |
| WO2022137612A1 (ja) * | 2020-12-22 | 2022-06-30 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置 |
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| JP2002095298A (ja) * | 2000-09-14 | 2002-03-29 | Toshiba Corp | 電動機制御装置 |
| US6646412B2 (en) * | 2002-02-11 | 2003-11-11 | Ford Global Technologies, Llc | Method and system for controlling torque in a powertrain that includes an induction motor |
| JP4455075B2 (ja) * | 2004-01-28 | 2010-04-21 | 三菱電機株式会社 | モータ制御装置 |
| JP4699923B2 (ja) * | 2006-03-13 | 2011-06-15 | 株式会社日立産機システム | 誘導電動機の駆動装置および方法 |
| EP1944862B1 (en) * | 2007-01-15 | 2011-08-03 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. | Induction motor controller |
| US7653102B2 (en) * | 2007-01-25 | 2010-01-26 | Avago Technologies Fiber Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Method and apparatus for controlling output power levels of a laser used for optical data transmission based on data rate-speed optical feedback |
| US11689131B2 (en) * | 2021-09-15 | 2023-06-27 | Deere & Company | System and method of a robust startup and stop scheme for position sensorless control of an electric machine |
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| JPS61128790A (ja) * | 1984-11-26 | 1986-06-16 | Fuji Electric Co Ltd | 誘導電動機のすべり周波数演算装置 |
| JP3124019B2 (ja) * | 1990-05-16 | 2001-01-15 | 株式会社東芝 | 誘導電動機の制御装置 |
| JP3257566B2 (ja) * | 1992-06-16 | 2002-02-18 | 株式会社安川電機 | 誘導電動機のｐｇレスベクトル制御装置 |
| US5652495A (en) * | 1994-05-25 | 1997-07-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Controller for permanent magnet synchronous motor |
| JP3240888B2 (ja) * | 1995-09-04 | 2001-12-25 | 株式会社日立製作所 | モータ制御装置、モータ制御方法、およびそれを用いた電気車 |
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| US5959430A (en) * | 1997-03-07 | 1999-09-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power conversion system |
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-
2000
- 2000-02-24 JP JP2000052256A patent/JP2001238499A/ja active Pending
- 2000-09-01 US US09/654,088 patent/US6300741B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-09-04 EP EP00118261A patent/EP1128545B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-09-04 DE DE60035949T patent/DE60035949T2/de not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| US6300741B1 (en) | 2001-10-09 |
| EP1128545A2 (en) | 2001-08-29 |
| EP1128545B1 (en) | 2007-08-15 |
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| EP1128545A3 (en) | 2002-04-24 |
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|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
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