JP2002136196A - 誘導電動機の制御方法とその制御装置 - Google Patents
誘導電動機の制御方法とその制御装置Info
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Abstract
る際に、該電動機の始動時の応答特性を改善する。 【解決手段】トルク指令値を指令する指令値発生手段1
1から電圧指令値演算回路14の経路に、タイマ22と
リミッタ設定値演算手段22とトルクリミッタ23とを
挿入し、始動信号発生回路16からの始動信号が有効と
なってからの時間をタイマ21で計測し、この計測値に
基づいてリミッタ設定値演算手段22でトルクリミッタ
値を演算し、このトルクリミッタ値以下にトルク指令値
を制限した値を新たなトルク指令値とすることにより、
滑らかな始動を行わせる。
Description
より誘導電動機を可変速制御する誘導電動機の制御方法
とその制御装置に関する。
とその制御装置の従来例を示す回路構成図である。
オードの逆並列回路を三相のブリッジ接続してなる電力
変換回路、2は電力変換回路1から後述の座標変換回路
15で演算された一次電圧ベクトル(V1 * )に基づく
交流電圧が供給される誘導電動機、3は電力変換回路2
から誘導電動機2への一次電流ベクトル(I1 )を検出
する電流検出器、11は誘導電動機2の一次周波数指令
値(ω1 * )と励磁電流指令値(i1d * )とトルク指令
値(τ* )とを演算する指令値発生手段、12は前記一
次周波数指令値(ω1 * )を時間積分した位相角指令値
(θ* )を出力する積分回路、13は前記一次電流ベク
トル(I1 )を前記位相角指令値(θ* )に基づく座標
変換を行い、誘導電動機2の励磁電流演算値(i1d)と
トルク電流演算値(i1q)とを出力する座標変換器、1
4は前記励磁電流指令値(i1d * )とトルク指令値(τ
* )と励磁電流演算値(i1d)とトルク電流演算値(i
1q)とから誘導電動機2の励磁電圧指令値(v1d * )と
トルク電圧指令値(v1q * )とを演算する電圧指令値演
算回路、15は前記励磁電圧指令値(v1d *)とトルク
電圧指令値(v1q * )とを前記位相角指令値(θ* )に
基づく座標変換を行い、誘導電動機2の一次電圧ベクト
ル(V1 * )を演算して出力する座標演算回路、16は
誘導電動機2を始動させるための始動信号を発生する始
動信号発生回路であり、この始動信号が発せられると指
令値発生手段11が前記一次周波数指令値(ω1 * )と
励磁電流指令値(i1d * )とトルク指令値(τ* )とを
出力するとともに、電力変換回路2も前記動作を開始す
る。
路により一次周波数(ω1 )で回転する回転座標系(d
−q軸)から観測した誘導電動機2の電圧方程式は下記
数1の式で表される。なお、行列の肩に文字Tを付して
転置行列を示す。
ベクトル(Φ2 )の方向とを一致させると、φ2q=0と
なる。さらに、誘導電動機2が停止状態からの始動時を
考えて前記ω1 =0,ωr =0とすると、下記数2の式
と数3の式とが導出される。
(図6参照)の時定数、T2 =Lm /R2 は誘導電動機
2の二次回路(図6参照)の時定数である。誘導電動機
においては、一般的に、T1 <T2 の関係がある。
に、d軸一次電流(励磁電流とも称する)(i1d)はd
軸一次電圧(v1d)に対して時定数T1 の遅れで立ち上
がる関係にあり、同様に、前記数3の式よりd軸二次磁
束(φ2d)は励磁電流(i1d)に対して時定数T2 の遅
れで立ち上がる関係にある。
制御において、トルクτを発生させるために必要なq軸
一次電流(トルク電流とも称する)(i1q)は下記数4
の式で表される。
電圧の発生から励磁電流及び二次磁束が立ち上がるまで
に時間を要するため、図5に示した従来の回路構成にお
いて、二次磁束(φ2d)が立ち上がる前にトルク指令値
(τ* )を立ち上げた場合、上記数4の式により過大な
トルク電流(i1q)が流れ、この電流が突入電流となっ
てショックを発生するため、滑らかな始動が行えないと
いう難点があった。
誘導電動機の制御方法とその制御装置を提供することに
ある。
電動機の一次周波数指令値と励磁電流指令値とトルク指
令値とに基づくベクトル制御により該電動機を可変速制
御する誘導電動機の制御方法において、前記誘導電動機
への始動信号が有効となってからの時間の経過に伴った
トルクリミッタ設定値を演算し、前記トルク指令値が前
記トルクリミッタ設定値を超えているときには、該トル
ク指令値を該トルクリミッタ設定値に制限した値を新た
なトルク指令値として前記誘導電動機を始動させること
を特徴とする。
する誘導電動機の一次周波数指令値と励磁電流指令値と
トルク指令値とに基づくベクトル制御により該電動機を
可変速制御する誘導電動機の制御装置において、前記誘
導電動機への始動信号が有効となってからの時間を計測
するタイマと、該タイマの計測結果に伴ったトルクリミ
ッタ設定値を演算するリミッタ設定値演算手段と、前記
トルク指令値が前記トルクリミッタ設定値を超えている
ときには、トルク指令値を該トルクリミッタ値に制限す
るトルクリミッタとを備え、前記トルク指令値が前記ト
ルクリミッタで制限されたときは、前記トルクリミッタ
値を新たなトルク指令値として前記誘導電動機を始動さ
せることを特徴とする。
の制御装置において、前記リミッタ設定値演算手段には
第1の設定時間と、該第1の設定時間より長い第2の設
定時間とを設け、前記始動信号が有効になってから前記
第1の設定時間までは前記トルクリミッタ設定値を零と
し、前記第1の設定時間から第2の設定時間までは前記
トルクリミッタ値を前記零から所定の値まで連続的に増
大させることを特徴とする。
の制御装置において、前記指令値発生手段には前記誘導
電動機の速度指令値と、速度検出値又は速度推定値とか
ら前記トルク指令値を調節演算する速度調節器を設け、
前記始動信号が有効になってから前記第1の設定時間ま
では前記速度指令値を所定の値に保持することを特徴と
する。
導電動機の制御装置において、前記第1の設定時間を前
記誘導電動機の一次回路の時定数に対応した値としたこ
とを特徴とする。
導電動機の制御装置において、前記第2の設定時間を前
記誘導電動機の二次回路の時定数に対応した値としたこ
とを特徴とする。
動信号が有効となってからの時間の経過に伴ったトルク
リミッタ設定値を演算し、前記トルク指令値を該トルク
リミッタ設定値に制限した値を新たなトルク指令値とし
て該誘導電動機を始動させると、該誘導電動機への前述
の突入電流が抑制され、滑らかな始動が行える。
を示す誘導電動機の制御方法とその制御装置の回路構成
図であり、図5に示した従来例構成と同一機能を有する
ものには同一符号を付して、ここでは重複する説明を省
略する。
示した従来例構成と異なる点は、指令値発生手段11が
出力するトルク指令値(τ* )から電圧指令値演算回路
14への経路に、誘導電動機への始動信号が有効になっ
てからの時間を計測するタイマ21と、タイマ21の計
測結果をもとにトルクリミッタ設定値を演算するリミッ
タ設定値演算手段22と、トルク指令値(τ* )の大き
さを制限するトルクリミッタ23とが付加されているこ
とである。
を、図2に示す動作波形図を参照しつつ、以下に説明す
る。
路16からの始動信号(図2(イ)参照)が有効になる
と、このタイミングで指令値発生手段11からの誘導電
動機2の一次周波数指令値(ω1 * )と励磁電流指令値
(i1d * ,図2(ロ)参照)とトルク指令値(τ* ,図
2(ハ)参照)とが立ち上がる。
の計測を開始し、この計測値がリミッタ設定値演算手段
22に取り込まれ、このリミッタ設定値演算手段22で
は、図2(ニ)に示す如く、該計測値がt1 まではトル
クリミッタ設定値を零に保持し、該計測値がt1 〜t2
まではトルクリミッタ設定値を計測値がt2のときに所
定の値になるように零からほぼ直線状に増大させ、該計
測値がt2 を超えるとトルクリミッタ設定値を一定値と
する演算を行っている。
(τ* )がトルクリミッタ23を通過すると、図2
(ホ)に示す如く、上述のトルクリミッタ設定値により
制限され、この制限された値を新たなトルク指令値(τ
**)として電圧指令値演算回路14に入力している。
でトルク指令値(τ* )がトルクリミッタ設定値よりも
小さくなったため、トルク指令値(τ* )そのまま新た
なトルク指令値(τ**)となっている。
機2の一次回路の時定数T1 (=Lσ/R1 )の3〜4
倍程度に設定し、また、前記計測値t2 を誘導電動機2
の二次回路の時定数T2 (=Lm /R2 )の3〜4倍程
度に設定することにより、誘導電動機2の励磁電流(i
1d)がほぼ確立後、トルク指令値(τ**)が零からトル
ク指令値(τ* )まで滑らかに増大していくので、過大
なトルク電流(i1q)が抑制され、誘導電動機2を滑ら
かに始動することができる。
導電動機の制御装置の回路構成図であり、図1に示した
第1の実施例構成と同一機能を有するものには同一符号
を付して、ここでは重複する説明を省略する。
示した回路構成と異なる点は、指令値発生手段11に代
えて指令値発生手段31を備え、さらに、速度推定値演
算回路32が付加されていることである。
磁電圧指令値(v1d * )とトルク電圧指令値(v1q * )
と励磁電流演算値(i1d)とトルク電流演算値(i1q)
とを入力し、周知の技術により誘導電動機2の速度推定
値(ωrE)を得ている。
機2の速度指令値(ωr * )と前記速度推定値(ωrE)
との偏差を零にする調節演算を行う速度調節器を内蔵さ
せ、この演算結果をトルク指令値(τ* )として出力す
るようにしている。また、このトルク指令値(τ* ),
二次抵抗(R2 )などから、周知の技術により、誘導電
動機2の滑り周波数(ωs )を求め、この滑り周波数
(ωs )と前記速度推定値(ωrE)とを加算した値を誘
導電動機2の一次周波数指令値(ω1 * )として出力し
ている。さらに、タイマ21が計測する計測値が前記t
1 になるまでは、前記速度調節器への速度指令値を一定
値(例えば、「0」)に保持する機能が追加されてい
る。
r * )になるように始動させるときには、誘導電動機2
の励磁電流(i1d)がほぼ確立後、前記速度調節器が調
節演算動作を開始し、この演算結果としてのトルク指令
値(τ* )も前記t1 より出力し始めるので、過大なト
ルク電流(i1q)が抑制され、誘導電動機2を滑らかに
速度指令値(ωr * )まで加速させることができる。
導電動機の制御装置の回路構成図であり、図3に示した
第2の実施例構成と同一機能を有するものには同一符号
を付して、ここでは重複する説明を省略する。
示した回路構成と異なる点は、速度推定値演算回路32
が省略され、代わりに、速度検出器4が誘導電動機2の
出力軸に付加されていることである。
算には速度推定値(ωrE)に代えて、速度検出器4から
の速度検出値(ωr )による演算を行えばよい。
時に、この始動時から時間の経過に伴ったトルクリミッ
タ設定値により該誘導電動機のトルク指令値を制限し、
この制限したトルク指令値に基づくベクトル制御により
該誘導電動機を始動させるので、該誘導電動機の滑らか
な始動が行える。
4…速度検出器、11…指令値発生手段、12…積分回
路、13…座標変換回路、14…電圧指令値演算回路、
15…座標変換回路、16…始動信号発生回路、21…
タイマ、22…リミッタ設定値演算手段、23…トルク
リミッタ、31…指令値発生手段、32…速度推定値演
算回路。
Claims (6)
- 【請求項1】 誘導電動機の一次周波数指令値と励磁電
流指令値とトルク指令値とに基づくベクトル制御により
該電動機を可変速制御する誘導電動機の制御方法におい
て、 前記誘導電動機への始動信号が有効となってからの時間
の経過に伴ったトルクリミッタ設定値を演算し、 前記トルク指令値が前記トルクリミッタ設定値を超えて
いるときには、該トルク指令値を該トルクリミッタ設定
値に制限した値を新たなトルク指令値として前記誘導電
動機を始動させることを特徴とする誘導電動機の制御方
法。 - 【請求項2】 指令値発生手段が出力する誘導電動機の
一次周波数指令値と励磁電流指令値とトルク指令値とに
基づくベクトル制御により該電動機を可変速制御する誘
導電動機の制御装置において、 前記誘導電動機への始動信号が有効となってからの時間
を計測するタイマと、 該タイマの計測結果に伴ったトルクリミッタ設定値を演
算するリミッタ設定値演算手段と、 前記トルク指令値が前記トルクリミッタ設定値を超えて
いるときには、該トルク指令値を該トルクリミッタ値に
制限するトルクリミッタとを備え、 前記トルク指令値が前記トルクリミッタで制限されたと
きは、前記トルクリミッタ値を新たなトルク指令値とし
て前記誘導電動機を始動させることを特徴とする誘導電
動機の制御装置。 - 【請求項3】 請求項2に記載の誘導電動機の制御装置
において、 前記リミッタ設定値演算手段には第1の設定時間と、該
第1の設定時間より長い第2の設定時間とを設け、 前記始動信号が有効になってから前記第1の設定時間ま
では前記トルクリミッタ設定値を零とし、 前記第1の設定時間から第2の設定時間までは前記トル
クリミッタ値を前記零から所定の値まで連続的に増大さ
せることを特徴とする誘導電動機の制御装置。 - 【請求項4】 請求項3に記載の誘導電動機の制御装置
において、 前記指令値発生手段には前記誘導電動機の速度指令値
と、速度検出値又は速度推定値とから前記トルク指令値
を調節演算する速度調節器を設け、 前記始動信号が有効になってから前記第1の設定時間ま
では前記速度指令値を所定の値に保持することを特徴と
する誘導電動機の制御装置。 - 【請求項5】 請求項3又は4に記載の誘導電動機の制
御装置において、 前記第1の設定時間を前記誘導電動機の一次回路の時定
数に対応した値としたことを特徴とする誘導電動機の制
御装置。 - 【請求項6】 請求項3又は4に記載の誘導電動機の制
御装置において、 前記第2の設定時間を前記誘導電動機の二次回路の時定
数に対応した値としたことを特徴とする誘導電動機の制
御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000330344A JP4765011B2 (ja) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | 誘導電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000330344A JP4765011B2 (ja) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | 誘導電動機の制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002136196A true JP2002136196A (ja) | 2002-05-10 |
JP4765011B2 JP4765011B2 (ja) | 2011-09-07 |
Family
ID=18806883
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000330344A Expired - Lifetime JP4765011B2 (ja) | 2000-10-30 | 2000-10-30 | 誘導電動機の制御装置 |
Country Status (1)
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---|---|
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Cited By (4)
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- 2000-10-30 JP JP2000330344A patent/JP4765011B2/ja not_active Expired - Lifetime
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