JP2003088194A - Motor drive system - Google Patents

Motor drive system

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JP2003088194A
JP2003088194A JP2001280491A JP2001280491A JP2003088194A JP 2003088194 A JP2003088194 A JP 2003088194A JP 2001280491 A JP2001280491 A JP 2001280491A JP 2001280491 A JP2001280491 A JP 2001280491A JP 2003088194 A JP2003088194 A JP 2003088194A
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JP
Japan
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axis
field
electric motor
motor
primary voltage
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Application number
JP2001280491A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshito Kato
義人 加藤
Tadamitsu Yoshikawa
忠光 吉川
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To farther extend selection ranges concerning a motor and a motor controller. SOLUTION: Means 21, 22 for monitoring a primary voltage outputted from a motor controller, in an operating state under an overloaded condition in a weak field region (not lower than a base speed), a means 23 for limiting a d-axis field current, and a means 24 for compensating a q-axis torque current so as to compensate the limited component of the d-axis field current, are provided. When the primary voltage corresponding to the output of the motor controller exceeds a maximum overload primary voltage at the base speed of a motor 11, its d-axis field current is limited within a range whose upper limit is the maximum overload primary voltage, and the primary voltage of the motor controller is controlled. Along with it, the q-axis torque current of the motor 11 is increased, and the primary current of the motor controller is increased so as to compensate a saturation voltage suppression component.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、誘導電動機等の電
動機と電動機制御装置とを組み合わせて構成される電動
機駆動システムに係り、特に界磁弱め領域での過負荷状
態において、電動機制御装置の出力に相当する一次電圧
がベース速度における最大過負荷一次電圧を超えた場
合、その一次電圧に含まれる飽和電圧成分をあらかじめ
導出して、一次電圧をベース速度時の電動機過負荷一次
電圧と同一レベルに抑え、その減じた抑制分を補なうよ
うにq軸トルク電流補償することにより、界磁弱め領域
での飽和電圧成分を無視したシステム選定を可能とし
て、従来の電動機と電動機制御装置における選定範囲よ
りも拡大できるようにした電動機駆動システムに関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric motor drive system constructed by combining an electric motor such as an induction motor and an electric motor control device, and particularly to an output of the electric motor control device in an overload state in a field weakening region. When the primary voltage corresponding to the above exceeds the maximum overload primary voltage at the base speed, the saturation voltage component included in the primary voltage is derived in advance and the primary voltage is set to the same level as the motor overload primary voltage at the base speed. By suppressing and compensating for the q-axis torque current so as to compensate for the reduced suppression amount, it is possible to select a system that ignores the saturation voltage component in the field weakening region, and select the range in the conventional motor and motor control device. More specifically, the present invention relates to an electric motor drive system that can be expanded.

【０００２】[0002]

【従来の技術】図１２は、この種の誘導電動機と速度帰
還・電流帰還制御を有するベクトル制御による電動機制
御装置とを組み合わせた従来の電動機駆動システムの構
成例を示すブロック図である。2. Description of the Related Art FIG. 12 is a block diagram showing a configuration example of a conventional electric motor drive system in which an induction motor of this type and a vector control electric motor control device having speed feedback / current feedback control are combined.

【０００３】図１２において、入力された速度基準信号
ωｒ*が、速度検出器１、および一次磁束角演算器２、
微分器３により演算された速度帰還信号ω'と帰還演算
され、当該演算結果が速度制御器４によりトルク基準信
号Ｔｒ*に変換され、この値を二次磁束基準Φ2*で除算
させることにより、q軸トルク電流基準信号Ｉｑ*が算出
される。In FIG. 12, the input speed reference signal ωr * is the speed detector 1 and the primary magnetic flux angle calculator 2,
The speed feedback signal ω'calculated by the differentiator 3 is subjected to feedback calculation, and the calculation result is converted into the torque reference signal Tr * by the speed controller 4, and this value is divided by the secondary magnetic flux reference Φ2 * , The q-axis torque current reference signal Iq * is calculated.

【０００４】一方、速度帰還信号ω'から、界磁弱め制
御器５および磁束飽和パターン器６によりｄ軸電流基準
信号Ｉｄ*が算出され、ｄ軸電流帰還信号Ｉｄ'およびq
軸電流帰還信号Ｉq'との帰還演算によって、それぞれの
最終的な電流基準信号Ｉｄ，Ｉqが生成され、ｄ軸成分
電流制御器７およびq軸成分電流制御器８により各々の
電圧基準Ｖｄ*,Ｖq*として出力され、２−３軸・ＰＷＭ
変換器９からの素子ゲート点弧パルス指令により、電力
変換器である電圧型インバータ１０が、直流電源から供
給される直流電圧Ｖｄcを所望の交流電圧Ｖ1に変換して
出力し、電動機（誘導電動機）１１に所望の電圧・電流
を供給して駆動される。On the other hand, from the velocity feedback signal ω ', the field weakening controller 5 and the flux saturation patterner 6 calculate the d-axis current reference signal Id * , and the d-axis current feedback signals Id' and q
The final current reference signals Id and Iq are generated by the feedback calculation with the axis current feedback signal Iq ′, and the respective voltage references Vd * , Id and Iq are generated by the d-axis component current controller 7 and the q-axis component current controller 8. Output as Vq * , 2-3 axes, PWM
In response to the element gate firing pulse command from the converter 9, the voltage-type inverter 10, which is a power converter, converts the DC voltage Vdc supplied from the DC power source into a desired AC voltage V1 and outputs the converted AC voltage V1. ) 11 is supplied with a desired voltage and current to be driven.

【０００５】上記構成において、ベクトル制御における
電動機界磁成分であるｄ軸界磁電流Ｉｄは、界磁弱め制
御器５内にある一つの界磁パターンによって速度帰還信
号ω'に応じて、二次磁束基準Φ2*が演算される。In the above configuration, the d-axis field current Id, which is a motor field component in vector control, is quadratic according to the velocity feedback signal ω'by one field pattern in the field weakening controller 5. The magnetic flux reference Φ 2 * is calculated.

【０００６】この界磁パターンは、電動機制御装置に接
続される個々の電動機１１により決定され、固定値とし
て設定される。This field pattern is determined by each electric motor 11 connected to the electric motor control device, and is set as a fixed value.

【０００７】よって、ある大きさの速度帰還信号ω'が
入力されると、界磁パターンに沿った電動機１１のｄ軸
界磁電流成分Ｉｄが演算される。Therefore, when the velocity feedback signal ω'of a certain magnitude is input, the d-axis field current component Id of the electric motor 11 along the field pattern is calculated.

【０００８】また、一次磁束角演算器２により演算され
る一次磁束角θｒと、電動機１１の必要とするトルクを
与えるｑ軸トルク電流成分Ｉｑとを基に、すべり角θｓ
が算出され、実際の電動機磁束角である一次磁束角θｒ
と加算されることで、電動機１１の必要とする二次磁束
角θoが求められる。The slip angle θs is calculated based on the primary magnetic flux angle θr calculated by the primary magnetic flux angle calculator 2 and the q-axis torque current component Iq that gives the torque required by the electric motor 11.
Is calculated and the primary magnetic flux angle θr, which is the actual magnetic flux angle of the motor
Is added, the secondary magnetic flux angle θo required by the electric motor 11 is obtained.

【０００９】これを基に、ｄ−ｑ軸成分から三相交流出
力成分に変換され、電動機１１に任意の電圧Ｖ1が与え
られることで、電動機１１を駆動することができる。Based on this, the dq axis component is converted into a three-phase AC output component, and an arbitrary voltage V1 is applied to the electric motor 11, whereby the electric motor 11 can be driven.

【００１０】なお、電動機１１に流れる電流を検出する
電流検出器１２と、当該電流検出器１２から検出される
電流帰還信号を３−２軸およびｄ−q軸変換し、ベクト
ル制御におけるｄ軸帰還電流成分Ｉｄ'およびq軸帰還電
流成分Ｉｑ'とする電流帰還座標変換器１３と、界磁弱
め制御器５からの２次磁束基準Φ2*とｑ軸トルク電流基
準信号Ｉｑ*とからすべりωｓを演算し、当該すべりω
ｓを積分するすべり積分器１４とが備えられている。The current detector 12 for detecting the current flowing through the electric motor 11 and the current feedback signal detected by the current detector 12 are subjected to 3-2 axis and dq axis conversion, and the d axis feedback in vector control is performed. The slip ωs is calculated from the current feedback coordinate converter 13 that has the current component Id ′ and the q-axis feedback current component Iq ′, the secondary magnetic flux reference Φ 2 * from the field weakening controller 5 and the q-axis torque current reference signal Iq *. Calculate the slip ω
and a slip integrator 14 for integrating s.

【００１１】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上述べた
図１２に示すような構成の電動機駆動システムにおい
て、界磁弱め領域での電動機制御装置の出力電圧Ｖ1、
すなわち電動機１１の一次電圧 Ｖ1Mは、ＰＷＭ制御の
変調率、および速度に反比例した形の界磁弱めパター
ン、それら両者を基に決定され、電動機１１の負荷が増
加すると、電動機１１のベース速度における最大過負荷
一次電圧Ｖ1MBOLよりも大きい一次電圧が発生する傾向
にある。By the way, in the motor drive system having the structure as shown in FIG. 12 described above, the output voltage V1 of the motor controller in the field weakening region,
That is, the primary voltage V1M of the electric motor 11 is determined based on the modulation ratio of the PWM control and the field weakening pattern inversely proportional to the speed, and both of them. When the load of the electric motor 11 increases, the maximum voltage at the base speed of the electric motor 11 increases. A primary voltage larger than the overload primary voltage V1MBOL tends to be generated.

【００１２】図１３は、従来の電動機特性を示す図であ
る。FIG. 13 is a diagram showing characteristics of a conventional electric motor.

【００１３】これは、本来、界磁弱め領域においては、
当該界磁弱めパターンにより電動機１１の一次電圧Ｖ1M
は一定であるが、負荷が加わって過負荷状態になると、
負荷電流と合成リアクタンスとによる電圧降下(ωＬＩ
1)が生じ、飽和電圧として影響することに起因する。Originally, in the field weakening region,
By the field weakening pattern, the primary voltage V1M of the electric motor 11
Is constant, but when a load is applied and it becomes overloaded,
Voltage drop due to load current and combined reactance (ωLI
1) occurs, and it affects as a saturation voltage.

【００１４】この傾向は、界磁弱め領域での過負荷時状
態が発生した際に、図１４に示すように、当該電動機１
１の合成リアクタンスＬが出力周波数Ｆ1に比例し、さ
らにｄ軸励磁電流Ｉｄとｑ軸トルク電流Ｉｑとの合成ベ
クトルであるＩ1に比例するため、顕著に飽和電圧Ｖ1sa
tとして現われる。This tendency is as shown in FIG. 14, when an overload condition occurs in the field weakening region, as shown in FIG.
Since the combined reactance L of 1 is proportional to the output frequency F1 and further to I1 which is a combined vector of the d-axis exciting current Id and the q-axis torque current Iq, the saturation voltage V1sa is remarkably increased.
Appears as t.

【００１５】アプリケーション適用に際して考える電動
機と電動機制御装置との組み合わせは、電動機制御装置
の出力電圧Ｖ1と電動機１１の一次電圧Ｖ1M、電動機制
御装置の出力電流Ｉ1と電動機１１の一次電流Ｉ1M等の
関係、その時の電動機効率Ｅｆと力率Ｐｆ等の最適なバ
ランスを考慮して決定される。The combination of the electric motor and the electric motor control device considered for application of the application includes the relationship between the output voltage V1 of the electric motor control device and the primary voltage V1M of the electric motor 11, the output current I1 of the electric motor control device and the primary current I1M of the electric motor 11, and the like. It is determined in consideration of the optimum balance between the motor efficiency Ef and the power factor Pf at that time.

【００１６】しかしながら、この場合、前記一次側合成
リアクタンスＬによる一次側電圧飽和分の存在は、図１
３に示すように、出力電圧範囲を飽和分により狭め、電
動機制御装置自体の適用範囲を狭くしているという解決
すべき課題がある。However, in this case, the existence of the primary side voltage saturation due to the primary side combined reactance L is as shown in FIG.
As shown in FIG. 3, there is a problem to be solved in that the output voltage range is narrowed by the saturation amount and the applicable range of the motor control device itself is narrowed.

【００１７】本発明の目的は、従来の電動機と電動機制
御装置とにおける一次電圧の飽和成分の考慮という制約
を除き、従来よりも小容量の電動機制御装置を適用でき
るという装置の適用範囲に柔軟性を持たせて、電動機と
電動機制御装置とにおける選定範囲をより一層拡大する
ことが可能な電動機駆動システムを提供することにあ
る。The object of the present invention is flexible in the range of application of a motor control device having a smaller capacity than that of the conventional motor, except for the limitation of considering the saturation component of the primary voltage in the conventional motor and the motor control device. It is to provide an electric motor drive system capable of further expanding the selection range of the electric motor and the electric motor control device.

【００１８】[0018]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に対応する発明では、電力変換器である
インバータにより駆動される電動機と、電動機に流れる
一次電流を座標変換して得られる当該電動機の二次磁束
(界磁)に沿った座標軸(ｄ軸)成分と、当該ｄ軸に直交す
る座標軸(ｑ軸)成分とに基づくベクトル制御によって、
電動機を可変速制御しかつ界磁弱め領域を制御する電動
機制御装置とを備えて構成される電動機駆動システムに
おいて、界磁弱め領域(ベース速度以上)を過負荷状態で
運転している状態で、電動機制御装置から出力される一
次電圧を監視する手段と、ｄ軸界磁電流を制限する手段
と、ｄ軸界磁電流の制限分を補なうようにｑ軸トルク電
流を補償する手段とを備え、電動機制御装置の出力に相
当する一次電圧が電動機のベース速度における最大過負
荷一次電圧を超えた場合に、当該最大過負荷一次電圧を
上限とする範囲でｄ軸界磁電流を制限して電動機制御装
置の一次電圧を制御すると共に、他方でｑ軸トルク電流
を増加させて飽和電圧抑制分を補償するように電動機制
御装置の一次電流を増加させるようにしている。In order to achieve the above object, in the invention according to claim 1, an electric motor driven by an inverter which is a power converter and a primary current flowing through the electric motor are coordinate-converted. The secondary magnetic flux of the motor obtained
By vector control based on the coordinate axis (d axis) component along the (field) and the coordinate axis (q axis) component orthogonal to the d axis,
In a motor drive system configured with a motor control device that controls the electric motor at a variable speed and controls the field weakening region, in a state where the field weakening region (base speed or higher) is operating in an overload state, A means for monitoring the primary voltage output from the motor control device, a means for limiting the d-axis field current, and a means for compensating the q-axis torque current so as to supplement the limited amount of the d-axis field current. When the primary voltage corresponding to the output of the electric motor control device exceeds the maximum overload primary voltage at the base speed of the electric motor, the d-axis field current is limited within the range in which the maximum overload primary voltage is the upper limit. The primary voltage of the motor control device is controlled, while the q-axis torque current is increased to increase the primary current of the motor control device so as to compensate for the saturation voltage suppression.

【００１９】従って、請求項１に対応する発明の電動機
駆動システムにおいては、界磁弱め領域において、電動
機制御装置から出力される一次電圧を監視し、当該一次
電圧が電動機のベース速度での最大過負荷一次電圧を超
えた際は、その範囲内となるようにｄ軸界磁電流を抑制
し、他方でｑ軸トルク電流を増加させて、飽和電圧抑制
による出力低下を補償するように電動機の一次電流を増
加させることにより、界磁弱め領域の定出力特性を保っ
たまま、電動機のベース速度での最大過負荷一次電圧を
電動機制御装置の選定における判断材料として必要な最
大一次電圧とみなすことができ、従来から必要不可欠な
出力電圧として考慮してきた飽和電圧分を、マージンと
して見なす必要がなくなり、この結果、従来よりも小容
量の電動機制御装置を得ることができる。Therefore, in the electric motor drive system of the invention according to claim 1, the primary voltage output from the electric motor control device is monitored in the field weakening region, and the primary voltage is the maximum excess at the base speed of the electric motor. When the load primary voltage is exceeded, the d-axis field current is suppressed so that it is within that range, and the q-axis torque current is increased on the other hand, so that the primary output of the motor is compensated so as to compensate for the output reduction due to saturation voltage suppression. By increasing the current, it is possible to regard the maximum overload primary voltage at the motor base speed as the maximum primary voltage required as a criterion for selecting the motor controller, while maintaining the constant output characteristics in the field weakening region. Therefore, it is no longer necessary to regard the saturation voltage, which has been considered as an indispensable output voltage, as a margin, and as a result, a motor controller with a smaller capacity than before can be used. It is possible to obtain.

【００２０】また、請求項２に対応する発明では、電力
変換器であるインバータにより駆動される電動機と、電
動機に流れる一次電流を座標変換して得られる当該電動
機の二次磁束(界磁)に沿った座標軸(ｄ軸)成分と、当該
ｄ軸に直交する座標軸(ｑ軸)成分とに基づくベクトル制
御によって、電動機を可変速制御しかつ界磁弱め領域を
制御する電動機制御装置とを備えて構成される電動機駆
動システムにおいて、界磁弱め領域(ベース速度以上)を
過負荷状態で運転している状態で、電動機制御装置内部
のｄ軸電圧基準およびｑ軸電圧基準から演算して得られ
る一次電圧演算値を監視する手段と、ｄ軸界磁電流を制
限する手段と、ｄ軸界磁電流の制限分を補なうようにｑ
軸トルク電流を補償する手段とを備え、電動機制御装置
の出力に相当する一次電圧が電動機のベース速度におけ
る最大過負荷一次電圧を超えた場合に、当該最大過負荷
一次電圧を上限とする範囲でｄ軸界磁電流を制限して電
動機制御装置の一次電圧を制御すると共に、他方でｑ軸
トルク電流を増加させて飽和電圧抑制分を補償するよう
に電動機制御装置の一次電流を増加させるようにしてい
る。In the invention according to claim 2, the electric motor driven by the inverter which is the electric power converter, and the secondary magnetic flux (field) of the electric motor obtained by coordinate conversion of the primary current flowing through the electric motor. A vector control based on a coordinate axis (d-axis) component along the axis and a coordinate axis (q-axis) component orthogonal to the d-axis is provided, and a motor controller for controlling the speed of the motor and controlling the field weakening region is provided. In the configured motor drive system, the primary obtained by calculating from the d-axis voltage reference and the q-axis voltage reference inside the motor control device while operating in the field weakening region (base speed or more) in the overload state. A means for monitoring the calculated voltage value, a means for limiting the d-axis field current, and q for compensating for the limited amount of the d-axis field current.
When the primary voltage corresponding to the output of the motor control device exceeds the maximum overload primary voltage at the base speed of the motor, the maximum torque overload primary voltage is set as an upper limit in the range including the means for compensating the shaft torque current. The d-axis field current is limited to control the primary voltage of the motor control device, while the q-axis torque current is increased to increase the primary current of the motor control device so as to compensate for the saturation voltage suppression. ing.

【００２１】従って、請求項２に対応する発明の電動機
駆動システムにおいては、電動機制御装置内のｄ軸電圧
基準およびq軸電圧基準を演算することによって、電動
機の一次電圧を推定し、前述した請求項１に対応する発
明と同様に、一次電圧飽和抑制(一定)および電動機出力
をｑ軸電流で補償するようにすることにより、電動機の
過負荷耐量条件を満足しつつ、電動機と電動機制御装置
との最適な組み合わせを得ることができ、従来から必要
不可欠な出力電圧として考慮してきた飽和電圧分を、マ
ージンとして見なす作業が必要なくなり、この結果、電
動機と電動機制御装置との最適な組み合わせを得ること
ができる。さらに、既存のシステムに対して、ソフトウ
ェアを変更するのみで容易に対応することができる。Therefore, in the electric motor drive system of the invention according to claim 2, the primary voltage of the electric motor is estimated by calculating the d-axis voltage reference and the q-axis voltage reference in the electric motor control device. Similar to the invention corresponding to Item 1, by suppressing the primary voltage saturation (constant) and compensating the motor output with the q-axis current, the motor and the motor control device are satisfied while satisfying the overload withstand condition of the motor. It is possible to obtain an optimum combination of the above, and it is no longer necessary to consider the saturation voltage component, which has been considered as an indispensable output voltage, as a margin. As a result, an optimum combination of the motor and the motor control device can be obtained You can Furthermore, it is possible to easily cope with the existing system simply by changing the software.

【００２２】一方、請求項３に対応する発明では、電力
変換器であるインバータにより駆動される界磁弱め領域
を有する電動機と、電動機に流れる一次電流を座標変換
して得られる当該電動機の二次磁束(界磁)に沿った座標
軸(ｄ軸)成分と、当該ｄ軸に直交する座標軸(ｑ軸)成分
とに基づくベクトル制御によって、電動機を可変速制御
しかつ界磁弱め領域を制御する電動機制御装置とを備え
て構成される電動機駆動システムにおいて、ｄ軸界磁電
流を、通常の界磁弱めパターンよりも更に一定の割合で
弱める(減少させる)手段を備え、電動機制御装置の出力
に相当する一次電圧が電動機のベース速度における最大
過負荷一次電圧を超えた場合に、当該最大過負荷一次電
圧を上限とする範囲でｄ軸界磁電流を制限するように、
飽和電圧相当の二次磁束(界磁)を見込んだ抑制成分を電
動機制御装置内部の界磁パターンにあらかじめ設定し
て、界磁弱め開始点(ベース速度)からトップ速度に至る
まで一定の割合で二次磁束(界磁)を弱めるようにしてい
る。On the other hand, in the invention corresponding to claim 3, an electric motor having a field weakening region driven by an inverter which is a power converter, and a secondary of the electric motor obtained by coordinate conversion of a primary current flowing through the electric motor. A motor that performs variable speed control of the motor and a field weakening region by vector control based on a coordinate axis (d-axis) component along the magnetic flux (field) and a coordinate axis (q-axis) component orthogonal to the d-axis. In a motor drive system including a control device, means for weakening (decreasing) the d-axis field current at a more constant rate than the normal field weakening pattern is provided, and corresponds to the output of the motor control device. When the primary voltage to be exceeded exceeds the maximum overload primary voltage at the base speed of the electric motor, the d-axis field current is limited within the range in which the maximum overload primary voltage is the upper limit.
A suppression component that allows for a secondary magnetic flux (field) equivalent to the saturation voltage is set in advance in the field pattern inside the motor controller, and at a constant rate from the field weakening start point (base speed) to the top speed. The secondary magnetic flux (field) is weakened.

【００２３】従って、請求項３に対応する発明の電動機
駆動システムにおいては、界磁弱め領域で過負荷がかか
った際に、電動機制御装置の一次電圧が電動機のベース
速度での最大過負荷一次電圧を超えるかどうかを監視
し、これを超えた場合は、電動機のベース速度での最大
過負荷一次電圧とする範囲に抑えることを前提に、飽和
電圧相当分の二次磁束(界磁)を見込んだ抑制成分を界磁
パターンにあらかじめ設定することにより、界磁弱め開
始点(ベース速度)からトップ速度に至るまでの間、一定
の割合で二次磁束(界磁)を弱めて、電動機制御装置の一
次電圧を電動機のベース速度での最大過負荷一次電圧を
超えないように抑制することで、従来から必要不可欠な
出力電圧として考慮してきた飽和電圧分を、マージンと
して見なす必要がなくなり、電動機と電動機制御装置と
の最適な組み合わせを得ることができる。さらに、既存
のシステムに対して、ソフトウェアを変更するのみで容
易に対応することができる。Therefore, in the motor drive system of the invention according to claim 3, when the overload is applied in the field weakening region, the primary voltage of the motor controller is the maximum overload primary voltage at the base speed of the motor. If the value exceeds this value, and if it exceeds this value, the secondary magnetic flux (field) equivalent to the saturation voltage is estimated on the assumption that the range is set to the maximum overload primary voltage at the motor base speed. By previously setting the field suppression component in the field pattern, the secondary magnetic flux (field) is weakened at a constant rate from the field weakening start point (base speed) to the top speed, and the motor control device By suppressing the primary voltage of the motor so that it does not exceed the maximum overload primary voltage at the base speed of the motor, there is no need to consider the saturation voltage component, which has been considered as an essential output voltage, as a margin. Ri, it is possible to obtain an optimum combination of electric motor and motor controller. Furthermore, it is possible to easily cope with the existing system simply by changing the software.

【００２４】また、請求項４に対応する発明では、電力
変換器であるインバータにより駆動される界磁弱め領域
を有する電動機と、電動機に流れる一次電流を座標変換
して得られる当該電動機の二次磁束(界磁)に沿った座標
軸(ｄ軸)成分と、当該ｄ軸に直交する座標軸(ｑ軸)成分
とに基づくベクトル制御によって、電動機を可変速制御
しかつ界磁弱め領域を制御する電動機制御装置とを備え
て構成される電動機駆動システムにおいて、界磁弱め領
域(ベース速度以上)を過負荷状態で運転している状態
で、電動機制御装置から出力される一次電圧を監視する
手段と、ｄ軸界磁電流を、通常の界磁弱めパターンより
も更に電動機の速度に反比例した形で弱める(減少させ
る)ような二段階の界磁弱めパターンを有する手段とを
備え、電動機制御装置の出力に相当する一次電圧が電動
機のベース速度における最大過負荷一次電圧を超えた場
合に、当該最大過負荷一次電圧を超える点を二段階弱め
の開始点として最大過負荷一次電圧を上限とする範囲で
ｄ軸界磁電流を制限するように、負荷状態に係わらず電
動機制御装置内部の界磁パターンにあらかじめ設定し
て、電動機の速度に反比例するような二段階抑制で二次
磁束(界磁)を弱めるようにしている。Further, in the invention corresponding to claim 4, an electric motor having a field weakening region driven by an inverter which is a power converter, and a secondary of the electric motor obtained by coordinate-converting a primary current flowing through the electric motor. A motor that performs variable speed control of the motor and a field weakening region by vector control based on a coordinate axis (d-axis) component along the magnetic flux (field) and a coordinate axis (q-axis) component orthogonal to the d-axis. In a motor drive system configured with a control device, a means for monitoring the primary voltage output from the motor control device in a state where the field weakening region (base speed or more) is operating in an overload state, means for weakening (decreasing) the d-axis field current in a manner inversely proportional to the speed of the motor more than the normal field weakening pattern. When the primary voltage corresponding to the force exceeds the maximum overload primary voltage at the base speed of the motor, the point that exceeds the maximum overload primary voltage is set as the starting point for weakening by two steps and the maximum overload primary voltage is set as the upper limit. In order to limit the d-axis field current with, set the field pattern inside the motor control device in advance regardless of the load condition, and suppress the secondary magnetic flux (field) with two-step suppression that is inversely proportional to the speed of the motor. I try to weaken.

【００２５】従って、請求項４に対応する発明の電動機
駆動システムにおいては、電動機制御装置の一次電圧が
電動機のベース速度での最大過負荷一次電圧を超えた時
に、当該一次電圧を上限とするように二次磁来(界磁)に
おいてはｄ軸界磁電流を、本未の界磁弱め幅よりも更に
速度に反比例した形で弱める(減少させる)ような二段階
の界磁弱めパターンを持たせると同時に、最大負荷時に
電動機制御装置の一次電圧が電動機のベース速度におけ
る最大過負荷一次電圧を超える点を二段階弱めの開始点
として負荷と無関係に界磁弱めパターンに設定してお
き、本来の界磁パターンより更に速度に反比例するよう
な二段階抑制を実現することにより、設計者は一次電圧
の飽和電圧成分を除いた効率的な電動機駆動システムを
選択することができる。Therefore, in the motor drive system of the invention according to claim 4, when the primary voltage of the motor controller exceeds the maximum overload primary voltage at the base speed of the motor, the primary voltage is set to the upper limit. In the case of secondary magnetism (field), it has a two-step field weakening pattern that weakens (decreases) the d-axis field current in a form inversely proportional to the speed compared to the field weakening width that is not present. At the same time, the point where the primary voltage of the motor controller exceeds the maximum overload primary voltage at the base speed of the motor at maximum load is set as the weakening pattern of the field regardless of the load as the starting point of the two-step weakening. By realizing a two-step suppression that is more inversely proportional to the speed than the field pattern of, the designer can select an efficient motor drive system that excludes the saturation voltage component of the primary voltage. .

【００２６】さらに、請求項５に対応する発明では、電
力変換器であるインバータにより駆動される界磁弱め領
域を有する電動機と、電動機に流れる一次電流を座標変
換して得られる当該電動機の二次磁束(界磁)に沿った座
標軸(ｄ軸)成分と、当該ｄ軸に直交する座標軸(ｑ軸)成
分とに基づくベクトル制御によって、電動機を可変速制
御しかつ界磁弱め領域を制御する電動機制御装置とを備
えて構成される電動機駆動システムにおいて、界磁弱め
領域(ベース速度以上)を過負荷状態で運転している状態
で、電動機制御装置内部のｄ軸電圧基準およびｑ軸電圧
基準から演算して得られる一次電圧演算値を監視する手
段と、ｄ軸界磁電流を、通常の界磁弱めパターンよりも
更に電動機の速度に反比例した形で弱める(減少させる)
ような二段階の界磁弱めパターンを有する手段と、電動
機制御装置内部のｄ軸電圧基準およびｑ軸電圧基準から
得られる一次電圧演算値を基に、二段界磁弱めの開始点
を判断する手段とを備え、電動機制御装置の出力に相当
する一次電圧が電動機のベース速度における最大過負荷
一次電圧を超えた場合に、当該最大過負荷一次電圧を超
える点を二段階弱めの開始点として最大過負荷一次電圧
を上限とする範囲でｄ軸界磁電流を制限するように、負
荷状態に係わらず電動機制御装置内部の界磁パターンに
あらかじめ設定して、電動機の速度に反比例するような
二段階抑制で二次磁束(界磁)を弱めるようにしている。Further, in the invention corresponding to claim 5, an electric motor having a field weakening region driven by an inverter which is a power converter, and a secondary of the electric motor obtained by coordinate-converting a primary current flowing through the electric motor. A motor that performs variable speed control of the motor and a field weakening region by vector control based on a coordinate axis (d-axis) component along the magnetic flux (field) and a coordinate axis (q-axis) component orthogonal to the d-axis. In a motor drive system configured with a control device, the d-axis voltage reference and the q-axis voltage reference inside the motor control device are changed from the d-axis voltage reference and the q-axis voltage reference in the field weakening region (base speed or more) in an overloaded state. Means for monitoring the calculated primary voltage calculated value and the d-axis field current is weakened (decreased) in a form inversely proportional to the speed of the motor as compared with the usual field weakening pattern.
The starting point of the two-step field weakening is determined based on the means having such a two-step field weakening pattern and the primary voltage calculation value obtained from the d-axis voltage reference and the q-axis voltage reference inside the motor controller. When the primary voltage corresponding to the output of the motor control device exceeds the maximum overload primary voltage at the base speed of the motor, the point that exceeds the maximum overload primary voltage is set as the starting point of weakening by two steps. In order to limit the d-axis field current within the range where the overload primary voltage is the upper limit, it is preset in the field pattern inside the motor control device regardless of the load state, and two stages are inversely proportional to the speed of the motor. By suppressing, the secondary magnetic flux (field) is weakened.

【００２７】従って、請求項５に対応する発明の電動機
駆動システムにおいては、電動機制御装置の一次電圧が
電動機のベース速度での最大過負荷一次電圧を超えた時
に、当該一次電圧を上限とするように二次磁束(界磁)に
おいてはｄ軸界磁電流を、本来の界磁弱め幅よりも更に
速度に反比例した形で弱める(減少させる)ような二段階
の界磁弱めパターンを持たせると同時に、一次電圧演算
値が電動機のベース速度での最大過負荷一次電圧を超え
た点から開始するようにすることにより、設計者は一次
電圧の飽和電圧成分を除いた効率的な電動機駆動システ
ムを選択することができるさらに、既存のシステムに対
して、ソフトウェアを変更するのみで容易に対応するこ
とができる。Therefore, in the motor drive system of the invention according to claim 5, when the primary voltage of the motor controller exceeds the maximum overload primary voltage at the base speed of the motor, the primary voltage is set to the upper limit. When a secondary magnetic flux (field) has a two-step field weakening pattern that weakens (decreases) the d-axis field current in a form inversely proportional to the speed than the original field weakening width. At the same time, by starting from the point where the calculated primary voltage exceeds the maximum overload primary voltage at the motor base speed, the designer has designed an efficient motor drive system that excludes the saturation voltage component of the primary voltage. Moreover, the existing system can be easily supported only by changing the software.

【００２８】[0028]

【発明の実施の形態】本発明は、前述した飽和電圧成分
を抑制・除去することにより、一次側合成リアクタンス
による電圧降下分が電動機の運転速度および負荷状況に
起因する飽和電圧が増加した際に、電動機のベース速度
における最大過負荷一次電圧と同一レベルの電圧とする
ように飽和電圧成分を吸収して、従来の電動機と電動機
制御装置とにおける一次電圧の飽和成分の考慮という制
約を除き、従来よりも小容量の電動機制御装置を適用で
きるという、装置の適用範囲に柔軟性を持たせるように
するものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention suppresses / eliminates the above-mentioned saturation voltage component so that when the voltage drop due to the primary-side combined reactance increases the saturation voltage due to the operating speed and load condition of the motor. , Except that the saturation voltage component is absorbed so that the voltage is at the same level as the maximum overload primary voltage at the base speed of the motor, and the saturation component of the primary voltage in the conventional motor and the motor controller is taken into consideration. It is intended to give flexibility to the applicable range of the device, that is, a motor controller having a smaller capacity can be applied.

【００２９】すなわち、このことは、プラント適用を論
じる際には避けては通れない課題であり、こうした用途
において、本発明の電動機駆動システムは、電動機容量
と電動機制御装置容量とを最適な組み合わせで適用でき
る点で極めて優れているものである。That is, this is an issue that cannot be avoided when discussing plant application, and in such applications, the electric motor drive system of the present invention uses the optimum combination of electric motor capacity and electric motor controller capacity. It is extremely superior in terms of applicability.

【００３０】以下、上記のような考え方に基づく本発明
の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明す
る。Embodiments of the present invention based on the above concept will be described below in detail with reference to the drawings.

【００３１】（第１の実施の形態）図１は、本実施の形
態による電動機とベクトル制御による電動機制御装置と
を組み合わせた電動機駆動システムの構成例を示すブロ
ック図であり、図１２と同一要素には同一符号を付して
示している。(First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of an electric motor drive system in which an electric motor according to the present embodiment and an electric motor control device by vector control are combined, and the same elements as FIG. Are denoted by the same reference numerals.

【００３２】すなわち、本実施の形態による電動機駆動
システムは、図１に示すように、図示しない上位外部プ
ラント制御装置から入力される速度基準信号ωｒ*と一
次磁束角演算器２および微分器３により演算される速度
帰還信号ω'を帰還演算させ、かつ当該速度基準信号ω'
をトルク基準信号Ｔｒに変換する速度制御器４と、当該
速度制御器４からのトルク基準信号Ｔｒを二次磁束基準
Φ2*で除算してｑ軸トルク電流基準信号Ｉｑ*を算出
し、かつ当該ｑ軸トルク電流基準信号Ｉｑ*とｑ軸電流
帰還信号Ｉｑ'の帰還演算結果をｑ軸電圧基準信号Ｖｑ*
に変換する電流制御器８と、速度帰還信号ω'を２次磁
束基準Φ2*に変換する界磁弱め制御器５と、当該界磁弱
め制御器５からの２次磁束基準Φ2*をｄ軸界磁電流基準
信号Ｉｄ*に変換する磁束飽和パターン器６と、当該磁
束飽和パターン器６からのｄ軸界磁電流基準信号Ｉｄ*
とｄ軸電流帰還信号Ｉｄ'の帰還演算結果をｄ軸電圧基
準信号Ｖｄ*に変換する電流制御器７と、ｄ軸電圧基準
信号Ｖｄ*およびｑ軸電圧基準信号 Ｖｑ*から２−３
軸変換してＰＷＭ(パルス幅変調)信号を生成する２−３
軸／ＰＷＭ変換器９と、当該２−３軸・ＰＷＭ変換器９
からのＰＷＭ信号を電動機駆動用交流電圧に変換し電動
機１１に所望の電流を供給して駆動する電力変換器（電
圧型インバータ）１０と、電動機１１の回転速度を検出
する速度検出器１と、電動機１１に流れる電流を検出す
る電流検出器１２と、当該電流検出器１２により検出さ
れる電流帰還信号を３−２軸およびｄ−q軸変換してベ
クトル制御におけるｄ軸帰還電流成分Ｉｄ'およびq軸帰
還電流成分Ｉｑ'とする電流帰還座標変換器１３と、上
記界磁弱め制御器５からの２次磁束基準Φ2*とｑ軸トル
ク電流基準信号Ｉｑ*からすべりωｓを演算しかつ当該
すべりωｓを積分するすべり積分器１４と、本電動機制
御装置の出力に相当する一次電圧Ｖ1を検出する電圧検
出器２１と、当該電圧検出器２１による検出結果である
一次電圧Ｖ1が最大電動機一次電圧Ｖ1MTOLを超えた際
に、一次電圧Ｖ1を抑制しトルク電流を増加させる所望
の電動機出力を実現する一次電圧判定・演算器２２と、
ｄ軸界磁電流を制限するｄ軸電流制限器２３と、ｄ軸界
磁電流の制限分を補なうようにｑ軸トルク電流基準信号
Ｉｑ*に対してｑ軸トルク電流Ｉｑを補償（加算）する
ｑ軸トルク電流補償器２４とから構成している。That is, as shown in FIG. 1, the electric motor drive system according to the present embodiment uses a speed reference signal ωr * , a primary magnetic flux angle calculator 2 and a differentiator 3 which are input from a host external plant controller (not shown). The calculated speed feedback signal ω ′ is fed back and the speed reference signal ω ′ is calculated.
To a torque reference signal Tr, and a torque reference signal Tr from the speed controller 4 is divided by a secondary magnetic flux reference Φ2 * to calculate a q-axis torque current reference signal Iq * , and The feedback calculation result of the q-axis torque current reference signal Iq * and the q-axis current feedback signal Iq ′ is used as the q-axis voltage reference signal Vq *.
The current controller 8 for converting the velocity feedback signal ω'to the secondary magnetic flux reference Φ2 * , and the secondary magnetic flux reference Φ2 * from the magnetic field weakening controller 5 for d-axis. A magnetic flux saturation pattern device 6 for converting into a field current reference signal Id * , and a d-axis field current reference signal Id * from the magnetic flux saturation pattern device 6
2-3 from the current controller 7 for converting the feedback calculation result of the d-axis current feedback signal Id ′ into the d-axis voltage reference signal Vd * , and the d-axis voltage reference signal Vd * and the q-axis voltage reference signal Vq *.
Axis conversion to generate PWM (pulse width modulation) signal 2-3
Axis / PWM converter 9 and the 2-3 axis / PWM converter 9
A power converter (voltage-type inverter) 10 for converting the PWM signal from AC into an AC voltage for driving a motor and supplying a desired current to the motor 11 to drive the motor 11, and a speed detector 1 for detecting the rotation speed of the motor 11. A current detector 12 for detecting a current flowing through the electric motor 11, and a current feedback signal detected by the current detector 12 are subjected to 3-2 axis and d-q axis conversion to obtain a d-axis feedback current component Id 'in vector control. A slip ωs is calculated from the secondary feedback magnetic flux reference Φ 2 * from the field weakening controller 5 and the q-axis torque current reference signal Iq *, and the slip is calculated as the q-axis feedback current component Iq ′. The slip integrator 14 that integrates ωs, the voltage detector 21 that detects the primary voltage V1 corresponding to the output of the motor controller, and the primary voltage V1 that is the detection result of the voltage detector 21 is the maximum motor. When exceeding the following voltage V1MTOL, the primary voltage determining and computing unit 22 to achieve a desired motor output increasing torque current suppressing primary voltage V1,
The d-axis current limiter 23 that limits the d-axis field current, and the q-axis torque current Iq is compensated (added to the q-axis torque current reference signal Iq * so as to compensate for the limited amount of the d-axis field current. The q-axis torque current compensator 24 is provided.

【００３３】以上により、本実施の形態による電動機駆
動システムでは、界磁弱め領域において、一次電圧検出
器２１により電動機制御装置から出力される一次電圧Ｖ
1を、一次電圧判定・演算器２２により監視し、当該一
次電圧Ｖ1が電動機１１のベース速度での最大過負荷一
次電圧Ｖ1MBOLを超えた場合に、電動機１１のベース速
度での最大過負荷一次電圧Ｖ1MBOLを上限とする範囲で
ｄ軸電流制限器２３によりｄ軸界磁電流Ｉｄを抑制し、
他方でq軸トルク電流Ｉｑを増加させ、飽和電圧抑制分
を補償するように電動機制御装置の一次電流Ｉ1を増加
させるようにしている。As described above, in the electric motor drive system according to the present embodiment, the primary voltage V output from the electric motor controller by the primary voltage detector 21 in the field weakening region.
1 is monitored by the primary voltage determination / arithmetic unit 22, and when the primary voltage V1 exceeds the maximum overload primary voltage V1MBOL at the base speed of the electric motor 11, the maximum overload primary voltage at the base speed of the electric motor 11 is detected. The d-axis field current Id is suppressed by the d-axis current limiter 23 within a range where V1MBOL is the upper limit,
On the other hand, the q-axis torque current Iq is increased and the primary current I1 of the motor control device is increased so as to compensate for the saturation voltage suppression.

【００３４】なお、この電動機制御装置の構成要素のう
ち、電圧検出器２１、一次電圧判定・演算器２２、およ
びｄ軸電流制限器２３を除く他の構成要素は、前記図１
２に示した従来の電動機駆動システムにおける構成要素
と同一である。Among the constituent elements of this motor control device, the constituent elements other than the voltage detector 21, the primary voltage judgment / calculator 22 and the d-axis current limiter 23 are the same as those shown in FIG.
The components are the same as those in the conventional electric motor drive system shown in FIG.

【００３５】次に、以上のように構成した本実施の形態
による電動機駆動システムの作用について、図２乃至図
４を用いて説明する。Next, the operation of the electric motor drive system according to the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS. 2 to 4.

【００３６】なお、図１２と同一部分の作用については
その説明を省略し、ここでは異なる部分の作用について
のみ述べる。Description of the operation of the same parts as in FIG. 12 is omitted, and only the operation of the different parts will be described here.

【００３７】図１において、電圧検出器２１が、電動機
制御装置の出力に相当する一次電圧Ｖ1、すなわち電動
機１１の一次電圧Ｖ1を検出することで、電動機制御装
置は、電動機１１のベース速度における最大過負荷一次
電圧Ｖ1MBOLを超えないように、一次電圧判定・演算器
２２を通じて、ｄ軸電流制限器２３によりｄ軸界磁電流
を制限することで、一次電圧Ｖ1を抑制する。In FIG. 1, the voltage detector 21 detects the primary voltage V1 corresponding to the output of the electric motor control device, that is, the primary voltage V1 of the electric motor 11, so that the electric motor control device has the maximum value at the base speed of the electric motor 11. The primary voltage V1 is suppressed by limiting the d-axis field current by the d-axis current limiter 23 through the primary voltage determination / calculator 22 so as not to exceed the overload primary voltage V1MBOL.

【００３８】これと共に、ｑ軸トルク電流補償器２４で
は、ｄ軸界磁電流の制限によって抑制する飽和電圧分を
補償するように、ｑ軸トルク電流基準信号Ｉｑ*に対し
てｑ軸トルク電流Ｉｑを補償（加算）することで、電動
機１１の一次電流Ｉ1Mを増加させる。At the same time, the q-axis torque current compensator 24 responds to the q-axis torque current reference signal Iq * with respect to the q-axis torque current reference signal Iq * so as to compensate for the saturation voltage which is suppressed by limiting the d-axis field current. Is compensated (added) to increase the primary current I1M of the electric motor 11.

【００３９】すなわち、ｄ軸電流制限器２３によりｄ軸
界磁電流を制限することで、飽和電圧を抑制することが
できるが、他方で、電動機１１のトルクは、ｄ軸界磁電
流を制限したことで減少してしまう。That is, the saturation voltage can be suppressed by limiting the d-axis field current by the d-axis current limiter 23, while the torque of the electric motor 11 limits the d-axis field current. It will decrease.

【００４０】そこで、ｑ軸トルク電流Ｉｑに対し、その
ｄ軸界磁電流制限分を補なうように、ｑ軸トルク電流基
準信号Ｉｑ*に対して、次式に示すようなトルク補償電
流を加算する。Therefore, a torque compensation current as shown in the following equation is applied to the q-axis torque current reference signal Iq * so that the q-axis torque current Iq is supplemented by the d-axis field current limit. to add.

【００４１】[0041]

【数１】 [Equation 1]

【００４２】 Ｉｄ*：ｄ軸界磁電流基準 Ｉｑ*：ｑ軸トルク電流基準 ＩｄL：ｄ軸電流制限器２３により制限されたｄ軸界磁
電流 △Ｉｑ：ｑ軸補償トルク電流（ｑ軸トルク電流補償器２
４からの出力） これは、ｑ軸トルク電流補償器２４は、ｄ軸電流制限器
２３よりも制限器前段信号に当たるｄ軸界磁電流基準Ｉ
ｄ*と制限器後段信号に当たるｄ軸界磁電流ＩｄL、さら
にｑ軸トルク電流基準Ｉｑ*を受け取り、上記（１）式
に相当するｑ軸補償トルク電流を補償成分として加える
ことを意味している。Id * : d-axis field current reference Iq * : q-axis torque current reference IdL: d-axis field current limited by the d-axis current limiter 23 ΔIq: q-axis compensation torque current (q-axis torque current Compensator 2
This is because the q-axis torque current compensator 24 corresponds to the d-axis field current reference I which corresponds to the limiter preceding signal from the d-axis current limiter 23.
This means that d * , the d-axis field current IdL corresponding to the latter signal of the limiter, and the q-axis torque current reference Iq * are received, and the q-axis compensation torque current corresponding to the above equation (1) is added as a compensation component. .

【００４３】すなわち、上記（１）式を、別な表現で言
い換えると、ｄ軸界磁電流基準Ｉｄ *とｑ軸トルク電流
基準Ｉｑ*とから導き出される電動機１１の一次電流Ｉ1
を、ｄ軸界磁電流の制限前後において同じ大きさとする
ための補償を行なうことを意味している。That is, the above expression (1) is expressed by another expression.
In other words, d-axis field current reference Id *And q-axis torque current
Reference Iq*The primary current I1 of the electric motor 11 derived from
Be the same before and after the restriction of the d-axis field current.
It means making compensation for.

【００４４】図２は、以上のｑ軸トルク電流補償の処理
内容を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the processing contents of the above q-axis torque current compensation.

【００４５】つまり、電動機制御装置が、二次磁束(界
磁)をｄ軸電流制限器２３が抑え、ｑ軸トルク電流Ｉｑ
を増加させることにより、定出力特性のまま、電動機１
１と電動機制御装置との最適な組み合わせを得ることが
できる。That is, in the motor controller, the d-axis current limiter 23 suppresses the secondary magnetic flux (field) and the q-axis torque current Iq.
By increasing the constant output characteristic, the motor 1
It is possible to obtain the optimum combination of 1 and the motor control device.

【００４６】これは、従来の設計が電動機１１に主眼が
置かれていたことに対し、界磁弱め領域における過負荷
時の電動機特性と電動機制御装置の出力可能領域を無駄
なく利用できることを意味する。This means that, while the conventional design focuses on the electric motor 11, the characteristics of the electric motor during overload in the field weakening region and the outputable region of the electric motor control device can be utilized without waste. .

【００４７】すなわち、本実施の形態では、界磁弱め領
域において、電動機制御装置から出力される制御装置一
次電圧Ｖlを監視し、当該一次電圧Ｖ1が電動機１１のベ
ース速度での最大過負荷一次電圧Ｖ1MBOLを超えた際
は、その範囲内となるようにｄ軸界磁電流Ｉｄを抑制
し、他方でｑ軸トルク電流Ｉｑを増加させ、飽和電圧抑
制による出力低下を補償するように電動機１１の一次電
流Ｉ1Mを増加させるようにしている（図３）。That is, in this embodiment, the controller primary voltage Vl output from the motor controller is monitored in the field weakening region, and the primary voltage V1 is the maximum overload primary voltage at the base speed of the motor 11. When V1MBOL is exceeded, the d-axis field current Id is suppressed so as to be within that range, and the q-axis torque current Iq is increased on the other hand, so that the primary output of the electric motor 11 is compensated so as to compensate for the output decrease due to the saturation voltage suppression. The current I1M is increased (FIG. 3).

【００４８】これにより、界磁弱め領域の定出力特性を
保ったまま、電動機１１のベース速度での最大過負荷一
次電圧Ｖ1MBOLを、電動機制御装置の選定における判断
材料として必要な最大一次電圧と見なすことができ、従
来から必要不可欠な出力電圧として考慮してきた飽和電
圧分を、マージンとして見なす必要がなくなる。この結
果、従来よりも小容量の電動機制御装置を得ることがで
きる（図４）。As a result, the maximum overload primary voltage V1MBOL at the base speed of the electric motor 11 is regarded as the maximum primary voltage required as a criterion for selecting the electric motor control device while maintaining the constant output characteristic in the field weakening region. Therefore, it is no longer necessary to regard the saturation voltage, which has been considered as an essential output voltage, as a margin. As a result, it is possible to obtain an electric motor control device having a smaller capacity than the conventional one (FIG. 4).

【００４９】上述したように、本実施の形態による電動
機駆動システムでは、界磁弱め領域における過負荷が課
せられた状態において、電圧検出器２１により電動機制
御装置から出力される一次電圧Ｖ1を、一次電圧判定・
演算器２２によりその大きさが電動機１１のベース速度
での最大過負荷一次電圧Ｖ1MBOLを超えたことを判定し
た場合に、当該最大過負荷一次電圧Ｖ1MBOLを上限とす
る範囲で、界磁弱め領域における一次電圧Ｖ1を抑制
し、当該抑制された飽和電圧分を補償するように電動機
１の一次電流Ｉ1Mを増加させるようにしているので、定
出力特性を満たしつつ、電圧を一定に抑えることが可能
となる。As described above, in the electric motor drive system according to the present embodiment, the primary voltage V1 output from the electric motor control device by the voltage detector 21 is changed to the primary voltage in the state where the overload is imposed in the field weakening region. Voltage judgment
When it is determined by the calculator 22 that the magnitude exceeds the maximum overload primary voltage V1MBOL at the base speed of the electric motor 11, the maximum overload primary voltage V1MBOL is set as the upper limit in the field weakening region. Since the primary voltage V1 is suppressed and the primary current I1M of the electric motor 1 is increased so as to compensate for the suppressed saturation voltage, it is possible to keep the voltage constant while satisfying the constant output characteristic. Become.

【００５０】ただし、電動機制御装置の一次電流Ｉ1Mに
も出力限界があるため、過負荷条件が厳しい場合には、
一次電圧Ｖ1の大きさと補償結果である一次電流Ｉ1とか
ら計算される電動機出力も制限されるため、定出力特性
を重視した場合に、界磁弱め領域における過負荷率は電
動機１１のベース速度よりも小さくなることが考えられ
る。However, since the primary current I1M of the motor control device also has an output limit, when the overload condition is severe,
Since the electric motor output calculated from the magnitude of the primary voltage V1 and the primary current I1 which is the compensation result is also limited, the overload rate in the field weakening region is higher than the base speed of the electric motor 11 when the constant output characteristic is emphasized. May be smaller.

【００５１】この結果、界磁弱め領域を有する電動機１
１の場合には、電動機１１のベース速度以下の領域とベ
ース速度以上の領域で２種類の過負荷特性を持たせるこ
とになるが、機械的制約によりトップ速度付近で過負荷
運転が適用されないような用途には、十分に本実施の形
態の方式が効果を発揮し、最適な電動機駆動システムと
して選択することが可能となる。As a result, the electric motor 1 having the field weakening region
In the case of 1, two types of overload characteristics are provided in the region below the base speed and the region above the base speed of the electric motor 11, but overload operation is not applied near the top speed due to mechanical restrictions. For various applications, the method of the present embodiment is sufficiently effective, and it becomes possible to select the optimum motor drive system.

【００５２】（第２の実施の形態）図５は、本実施の形
態による電動機とベクトル制御による電動機制御装置と
を組み合わせた電動機駆動システムの構成例を示すブロ
ック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してそ
の説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。(Second Embodiment) FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of an electric motor drive system in which the electric motor according to the present embodiment and an electric motor control device by vector control are combined, and the same portion as FIG. Are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted, and only different portions will be described here.

【００５３】すなわち、本実施の形態による電動機駆動
システムは、図５に示すように、前記図１における電圧
検出器２１を省略し、これに代えて新たに、一次電圧推
定演算器（これは、ソフトウェアで実現することができ
る）２５を備えた構成としている。That is, in the electric motor drive system according to the present embodiment, as shown in FIG. 5, the voltage detector 21 in FIG. 1 is omitted, and instead of this, a new primary voltage estimation calculator (this is It can be realized by software) 25.

【００５４】一次電圧推定演算器２５は、ｄ軸電圧基準
信号Ｖｄ*とｑ軸電圧基準信号Ｖｑ* とから、下記式に基
づいて一次電圧演算値（基準信号）Ｖ1*を算出する。The primary voltage estimation calculator 25 uses the d-axis voltage reference
Signal Vd*And q-axis voltage reference signal Vq* Based on the following formula,
Based on the calculated primary voltage (reference signal) V1*To calculate.

【００５５】[0055]

【数２】 [Equation 2]

【００５６】一次電圧判定・演算器２２は、一次電圧推
定演算器２５による演算結果である一次電圧Ｖ1が最大
電動機一次電圧Ｖ1MTOLを超えた際に、一次電圧Ｖ1を抑
制しトルク電流を増加させる所望の電動機出力を実現す
る。The primary voltage determining / calculating unit 22 desirably suppresses the primary voltage V1 and increases the torque current when the primary voltage V1 which is the calculation result of the primary voltage estimating calculator 25 exceeds the maximum electric motor primary voltage V1MTOL. Realizes the motor output of.

【００５７】以上により、本実施の形態による電動機駆
動システムでは、界磁弱め領域において、一次電圧推定
演算器２５により演算して得られる一次電圧演算値Ｖ1*
を判定基準として、一次電圧判定・演算器２２により監
視し、当該一次電圧Ｖ1が電動機１１のベース速度での
最大過負荷一次電圧Ｖ1MBOLを超えた場合に、電動機１
１のベース速度での最大過負荷一次電圧Ｖ1MBOLを上限
とする範囲でｄ軸電流制限器２３によりｄ軸界磁電流Ｉ
ｄを抑制し、他方でq軸トルク電流Ｉｑを増加させ、飽
和電圧抑制分を補償するように電動機制御装置の一次電
流Ｉ1を増加させるようにしている。As described above, in the electric motor drive system according to the present embodiment, the primary voltage calculation value V1 * obtained by the calculation by the primary voltage estimation calculator 25 in the field weakening region .
When the primary voltage V1 exceeds the maximum overload primary voltage V1MBOL at the base speed of the electric motor 11, the electric motor 1 is monitored by the primary voltage judgment / arithmetic unit 22.
With the maximum overload primary voltage V1MBOL at the base speed of 1, the d-axis field current I is set by the d-axis current limiter 23.
d is suppressed, on the other hand, the q-axis torque current Iq is increased, and the primary current I1 of the motor control device is increased so as to compensate for the saturation voltage suppression.

【００５８】次に、以上のように構成した本実施の形態
による電動機駆動システムの作用について説明する。Next, the operation of the electric motor drive system according to the present embodiment configured as described above will be described.

【００５９】なお、図１と同一部分の作用についてはそ
の説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についての
み述べる。The description of the operation of the same parts as in FIG. 1 is omitted, and only the operation of the different parts will be described here.

【００６０】図５において、電圧検出器２１が電動機制
御装置の出力に相当する一次電圧Ｖ1においては、電動
機１１の一次電圧Ｖ1*を推定演算することで、電動機制
御装置は、電動機１１のベース速度における最大過負荷
一次電圧Ｖ1MBOLを超えないように、一次電圧判定・演
算器２２を通じて一次電圧Ｖ1を抑制する。In FIG. 5, the voltage detector 21 estimates and calculates the primary voltage V1 * of the electric motor 11 at the primary voltage V1 corresponding to the output of the electric motor controller, so that the electric motor controller can control the base speed of the electric motor 11. In order not to exceed the maximum overload primary voltage V1MBOL in (1), the primary voltage V1 is suppressed through the primary voltage determination / calculator 22.

【００６１】これと共に、抑制する飽和電圧分を補償す
るように、電動機１１の一次電流Ｉ1Mを増加させる。At the same time, the primary current I1M of the electric motor 11 is increased so as to compensate for the saturation voltage to be suppressed.

【００６２】つまり、電動機制御装置が、二次磁束(界
磁)をｄ軸電流制限器２３が抑え、ｑ軸トルク電流Ｉｑ
を増加させることにより、定出力特性のまま、電動機１
１と電動機制御装置との最適な組み合わせを得ることが
できる。That is, the electric motor control device suppresses the secondary magnetic flux (field) by the d-axis current limiter 23, and the q-axis torque current Iq.
By increasing the constant output characteristic, the motor 1
It is possible to obtain the optimum combination of 1 and the motor control device.

【００６３】これは、従来の設計が電動機１１に主眼が
置かれていたことに対し、界磁弱め領域における過負荷
時の電動機特性と電動機制御装置の出力可能領域を無駄
なく利用できることを意味する。This means that, while the conventional design focuses on the electric motor 11, the characteristics of the electric motor at the time of overload in the field weakening region and the outputtable region of the electric motor control device can be utilized without waste. .

【００６４】すなわち、本実施の形態では、電動機制御
装置内のｄ軸電圧基準Ｖｄ*とq軸電圧基準Ｖｑ*を演算
することによって、電動機１１の一次電圧Ｖ１を推定
し、前述した第１の実施の形態の場合と同様に、一次電
圧飽和抑制(一定)および電動機出力をｑ軸電流Ｉｑで補
償するようにしている。That is, in the present embodiment, the primary voltage V1 of the electric motor 11 is estimated by calculating the d-axis voltage reference Vd * and the q-axis voltage reference Vq * in the electric motor control device, and the above-described first voltage V1 is estimated. Similar to the case of the embodiment, the primary voltage saturation suppression (constant) and the motor output are compensated by the q-axis current Iq.

【００６５】これにより、電動機１１の過負荷耐量条件
を満足しつつ、電動機１１と電動機制御装置との最適な
組み合わせを得ることができ、従来から必要不可欠な出
力電圧として考慮してきた飽和電圧分を、マージンとし
て見なす作業が必要なくなる。この結果、電動機１１と
電動機制御装置との最適な組み合わせを得ることができ
る。As a result, the optimum combination of the electric motor 11 and the electric motor control device can be obtained while satisfying the overload withstanding condition of the electric motor 11, and the saturation voltage component which has been considered as an indispensable output voltage from the past. , There is no need to consider it as a margin. As a result, the optimum combination of the electric motor 11 and the electric motor control device can be obtained.

【００６６】上述したように、本実施の形態による電動
機駆動システムでは、電動機制御装置内部のｄ軸電圧基
準信号Ｖｄ*およびｑ軸電圧基準信号Ｖｑ*から一次電圧
推定演算器２５が演算した一次電圧演算値Ｖ1*を判定基
準とするようにしているので、前述した第１の実施の形
態の場合と同様の効果を得ることが可能となる。As described above, in the motor drive system according to the present embodiment, the primary voltage estimated by the primary voltage estimation calculator 25 from the d-axis voltage reference signal Vd * and the q-axis voltage reference signal Vq * inside the motor controller. Since the calculated value V1 * is used as the determination reference, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment described above.

【００６７】さらに、既存のシステムに対して、ソフト
ウェアを変更するのみで容易に対応することが可能とな
る。Furthermore, it becomes possible to easily cope with the existing system by only changing the software.

【００６８】（第３の実施の形態）図６は、本実施の形
態による界磁弱め領域を有する電動機とベクトル制御に
よる電動機制御装置とを組み合わせた電動機駆動システ
ムの構成例を示すブロック図であり、図１２と同一部分
には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異な
る部分についてのみ述べる。(Third Embodiment) FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of an electric motor drive system in which an electric motor having a field weakening region according to the present embodiment and an electric motor control device by vector control are combined. 12, the same parts as those in FIG. 12 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Here, only different parts will be described.

【００６９】すなわち、本実施の形態による電動機駆動
システムは、図６に示すように、前記図１２における界
磁弱め制御器５を省略し、これに代えて新たに、二段界
磁弱め制御器２６を備えた構成としている。That is, in the electric motor drive system according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, the field weakening controller 5 in FIG. 12 is omitted, and instead of this, a two-stage field weakening controller is newly added. 26 is provided.

【００７０】二段界磁弱め制御器２６は、ｄ軸界磁電流
を、通常の界磁弱めパターンよりも更に一定の割合で弱
める(減少させる)。The two-step field weakening controller 26 weakens (decreases) the d-axis field current at a more constant rate than the normal field weakening pattern.

【００７１】以上により、本実施の形態による電動機駆
動システムでは、電動機制御装置の一次電圧Ｖ1が電動
機１１のベース速度での最大過負荷一次電圧Ｖ1MBOLを
超えた場合に、電動機１１のベース速度での最大過負荷
一次電圧Ｖ1MBOL以内となるようにｄ軸界磁電流Ｉｄを
抑制するように、飽和電圧相当の二次磁束(界磁)を見込
んだ抑制成分を界磁パターンにあらかじめ設定するよう
にしている。As described above, in the electric motor drive system according to the present embodiment, when the primary voltage V1 of the electric motor control device exceeds the maximum overload primary voltage V1MBOL at the base speed of the electric motor 11, the electric motor 11 is operated at the base speed of the electric motor 11. In order to suppress the d-axis field current Id so that it is within the maximum overload primary voltage V1MBOL, a suppression component that allows for a secondary magnetic flux (field) equivalent to the saturation voltage is preset in the field pattern. There is.

【００７２】次に、以上のように構成した本実施の形態
による電動機駆動システムの作用について、図７を用い
て説明する。Next, the operation of the electric motor drive system according to this embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.

【００７３】なお、図１２と同一部分の作用については
その説明を省略し、ここでは異なる部分の作用について
のみ述べる。Description of the operation of the same parts as in FIG. 12 is omitted, and only the operation of the different parts will be described here.

【００７４】図６において、電動機制御装置の一次電圧
Ｖ1が電動機１１のベース速度での最大過負荷一次電圧
Ｖ1MBOLを超えた際は、電動機１１のベース速度での最
大過負荷一次電圧Ｖ1MBOL以内となるようにｄ軸界磁電
流Ｉｄを抑制するように、飽和電圧相当の二次磁束(界
磁)を見込んだ抑制成分を界磁パターンにあらかじめ設
定することにより、界磁弱め開始点(ベース速度)からト
ップ速度に至るまでの間、一定の割合で下記式にしたが
って二次磁束(界磁)を弱め、電動機制御装置の一次電圧
Ｖ1を電動機１１のベース速度での最大過負荷一次電圧
Ｖ1MBOLを超えないように、ｄ軸界磁電流Ｉｄを抑制す
る（図７）。In FIG. 6, when the primary voltage V1 of the electric motor control device exceeds the maximum overload primary voltage V1MBOL at the base speed of the electric motor 11, it becomes within the maximum overload primary voltage V1MBOL at the base speed of the electric motor 11. As described above, the field weakening start point (base speed) is set by previously setting the suppression component in consideration of the secondary magnetic flux (field) corresponding to the saturation voltage in the field pattern so as to suppress the d-axis field current Id. From the maximum speed to the top speed, the secondary magnetic flux (field) is weakened at a constant rate according to the following formula, and the primary voltage V1 of the motor controller exceeds the maximum overload primary voltage V1MBOL at the base speed of the motor 11. The d-axis field current Id is suppressed so as not to exist (FIG. 7).

【００７５】[0075]

【数３】 [Equation 3]

【００７６】 φ：二次磁束 φB：電動機１１のベース速度での二次磁束 φsat：飽和電圧相当の二次磁束 Ｎ：電動機１１の回転数 ＮB：電動機１１のベース速度における回転数 すなわち、本実施の形態では、界磁弱め領域で過負荷が
かかった際、電動機制御装置の一次電圧Ｖ1が電動機１
１のベース速度での最大過負荷一次電圧Ｖ1MBOLを超え
るかどうかを監視し、それを超えた場合は、電動機１１
のベース速度での最大過負荷負荷一次電圧Ｖ1MBOLとす
る範囲に抑えることを前提として、飽和電圧相当分の二
次磁束(界磁)を見込んだ抑制成分を界磁パターンにあら
かじめ設定することによって、界磁弱め開始点(ベース
速度)からトップ速度に至るまでの間、一定の割合で二
次磁束(界磁)を弱め、電動機制御装置の一次電圧Ｖ1を
電動機１１のベース速度での最大過負荷一次電圧Ｖ1MBO
Lを超えないよう抑制するようにしている。Φ: secondary magnetic flux φB: secondary magnetic flux φsat at the base speed of the electric motor 11: secondary magnetic flux equivalent to the saturation voltage N: rotational speed of the electric motor 11 NB: rotational speed of the electric motor 11 at the base speed, that is, the present embodiment In the above configuration, when an overload is applied in the field weakening region, the primary voltage V1 of the motor control device is
It is monitored whether the maximum overload primary voltage V1MBOL at the base speed of 1 is exceeded, and if it is exceeded, the motor 11
Based on the assumption that the maximum overload primary voltage V1MBOL at the base speed of 1 is suppressed within the range, the suppression component that allows for the secondary magnetic flux (field) corresponding to the saturation voltage is set in the field pattern in advance. From the field weakening start point (base speed) to the top speed, the secondary magnetic flux (field) is weakened at a constant rate, and the primary voltage V1 of the motor controller is increased to the maximum overload at the base speed of the motor 11. Primary voltage V1MBO
I try not to exceed L.

【００７７】これにより、従来から必要不可欠な出力電
圧として考慮してきた飽和電圧分を、マージンとして見
なす必要がなくなり、電動機１１と電動機制御装置との
最適な組み合わせを得ることができる。As a result, it is not necessary to consider the saturation voltage, which has been conventionally considered as an indispensable output voltage, as a margin, and an optimum combination of the electric motor 11 and the electric motor control device can be obtained.

【００７８】上述したように、本実施の形態による電動
機駆動システムでは、界磁弱め領域を有する電動機１１
と当該界磁弱め領域を制御する電動機制御装置に対し、
電動機制御装置の一次電圧Ｖ1が電動機１１のベース速
度時の最大過負荷一次電圧Ｖ1MBOLを超えるような場合
に、界磁パターンを飽和電圧相当だけ低く抑えるように
しているので、界磁弱め開始点(ベース速度)からトップ
速度に至るまで一定の割合で二次磁束(界磁)を弱めて、
電動機制御装置の一次電圧Ｖ1あるいは電動機１１の一
次電圧Ｖ1Mが飽和しないように制御することが可能とな
る。As described above, in the electric motor drive system according to this embodiment, the electric motor 11 having the field weakening region is provided.
And to the electric motor control device that controls the field weakening region,
When the primary voltage V1 of the electric motor control device exceeds the maximum overload primary voltage V1MBOL at the base speed of the electric motor 11, the field pattern is suppressed to a value equivalent to the saturation voltage. Weak the secondary magnetic flux (field) at a constant rate from the base speed) to the top speed,
It is possible to control so that the primary voltage V1 of the motor control device or the primary voltage V1M of the motor 11 is not saturated.

【００７９】さらに、既存のシステムに対して、ソフト
ウェアを変更するのみで容易に対応することが可能とな
る。Furthermore, it is possible to easily cope with the existing system only by changing the software.

【００８０】（第４の実施の形態）図８は、本実施の形
態による界磁弱め領域を有する電動機とベクトル制御に
よる電動機制御装置とを組み合わせた電動機駆動システ
ムの構成例を示すブロック図であり、図１と同一部分に
は同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる
部分についてのみ述べる。(Fourth Embodiment) FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of an electric motor drive system in which an electric motor having a field weakening region according to the present embodiment and an electric motor control device by vector control are combined. 1, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Here, only different parts will be described.

【００８１】すなわち、本実施の形態による電動機駆動
システムは、図８に示すように、前記図１におけるｄ軸
電流制限器２３および界磁弱め制御器５を省略し、これ
に代えて新たに、二段界磁弱め制御器２６を備えた構成
としている。That is, in the electric motor drive system according to the present embodiment, as shown in FIG. 8, the d-axis current limiter 23 and the field weakening controller 5 in FIG. 1 are omitted, and instead of this, A two-step field weakening controller 26 is provided.

【００８２】二段界磁弱め制御器２６は、ｄ軸界磁電流
を、通常の界磁弱めパターンよりも更に速度に反比例し
た形で弱める(減少させる)。The two-step field weakening controller 26 weakens (decreases) the d-axis field current in a form inversely proportional to the speed as compared with the normal field weakening pattern.

【００８３】以上により、本実施の形態による電動機駆
動システムでは、電動機制御装置の一次電圧Ｖ1が電動
機１１のベース速度での最大過負荷一次電圧Ｖ1MBOLを
超えた場合に、当該最大過負荷一次電圧Ｖ1MBOL以内と
なるようにｄ軸界磁電流Ｉｄを抑制するように、二次磁
束(界磁)においてはｄ軸界磁電流を、通常の界磁弱め幅
よりも更に速度に反比例した形で弱める(減少させる)よ
うな二段階の界磁弱めパターンを持ち、最大負荷時に電
動機制御装置の一次電圧Ｖ1が電動機１１のベース速度
における最大過負荷一次電圧Ｖ1MBOLを超える点を二段
階弱めの開始点として負荷と無関係に界磁弱めパターン
に設定しておき、通常の界磁パターンよりも更に速度に
反比例するような二段階抑制機能を実現するようにして
いる。As described above, in the motor drive system according to this embodiment, when the primary voltage V1 of the motor controller exceeds the maximum overload primary voltage V1MBOL at the base speed of the motor 11, the maximum overload primary voltage V1MBOL is reached. In the secondary magnetic flux (field), the d-axis field current is weakened in a form inversely proportional to the speed of the normal field weakening width in order to suppress the d-axis field current Id so as to be within the range ( (Decrease) the field weakening pattern of two stages, and at the maximum load, the point where the primary voltage V1 of the motor control device exceeds the maximum overload primary voltage V1MBOL at the base speed of the motor 11 is set as the starting point of the two-stage weakening. The field weakening pattern is set independently of the above, and a two-step suppressing function that is more inversely proportional to the speed than the normal field pattern is realized.

【００８４】次に、以上のように構成した本実施の形態
による電動機駆動システムの作用について、図９を用い
て説明する。Next, the operation of the electric motor drive system according to this embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.

【００８５】なお、図１と同一部分の作用についてはそ
の説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についての
み述べる。The description of the operation of the same parts as in FIG. 1 will be omitted, and only the operation of the different parts will be described here.

【００８６】図８において、図９に示すように、電動機
制御装置の一次電圧Ｖ1が電動機１１のベース速度での
最大過負荷一次電圧Ｖ1MBOLを超えた際は、電動機１１
のベース速度での最大過負荷一次電圧Ｖ1MBOL以内とな
るようにｄ軸界磁電流Ｉｄを抑制するように、下記式に
示すように二次磁束(界磁)においては、ｄ軸界磁電流Ｉ
ｄを通常の界磁弱め幅よりも更に速度に反比例した形で
弱める(減少させる)ような二段階の界磁弱めパターンを
持ち、最大負荷時に電動機制御装置の一次電圧Ｖ1が電
動機１１のベース速度における最大過負荷一次電圧Ｖ1M
BOLを超える点を二段階弱めの開始点として負荷と無関
係に界磁弱めパターンに設定しておき、通常の界磁パタ
ーンよりも更に速度に反比例するような二段階抑制機能
を実現することにより、一次電圧の飽和電圧成分を除い
た効率的な電動機駆動システムを選択することができ
る。In FIG. 8, when the primary voltage V1 of the motor controller exceeds the maximum overload primary voltage V1MBOL at the base speed of the motor 11, as shown in FIG.
In order to suppress the d-axis field current Id so as to be within the maximum overload primary voltage V1MBOL at the base speed of, in the secondary magnetic flux (field) as shown in the following formula, the d-axis field current I
It has a two-step field weakening pattern that weakens (decreases) d in a manner inversely proportional to the speed than the usual field weakening width, and the primary voltage V1 of the motor controller at the maximum load is the base speed of the motor 11. Overload primary voltage V1M at
By setting a point exceeding the BOL as a starting point of the two-step weakening regardless of the load and setting the field weakening pattern, by realizing a two-step suppressing function that is more inversely proportional to the speed than the normal field pattern, It is possible to select an efficient motor drive system excluding the saturated voltage component of the primary voltage.

【００８７】二段界磁弱め部の二次磁束は、下記式とな
る。The secondary magnetic flux of the two-step field weakening portion is given by the following equation.

【００８８】[0088]

【数４】 [Equation 4]

【００８９】 φ：二次磁束 φB：電動機１１のベース速度での二次磁束 φsat：飽和電圧相当の二次磁束 Ｎ：電動機１１の運転速度 ＮB：電動機１１のベース速度 Ｎα：二段界磁弱め開始速度 ＮT：トップ速度 すなわち、本実施の形態では、電動機制御装置の一次電
圧Ｖ1が電動機１のベース速度での最大過負荷一次電圧
Ｖ1MBOLを超えた時に、電動機１１のベース速度での最
大過負荷負荷一次電圧Ｖ1MBOLを上限とするように、式
(３)に示すように、二次磁来(界磁)においてはｄ軸界磁
電流Ｉｄを通常の界磁弱め幅よりも更に速度に反比例し
た形で弱める(減少させる)ような二段階の界磁弱めパタ
ーンを持たせると同時に、最大負荷時に電動機制御装置
の一次電圧Ｖ1が電動機１１のベース速度における最大
過負荷一次電圧Ｖ1MBOLを超える点を、二段階弱めの開
始点として負荷と無関係に界磁弱めパターンに設定して
おき、通常の界磁パターンよりも更に速度に反比例する
ような二段階抑制機能を実現するようにしている。Φ: secondary magnetic flux φB: secondary magnetic flux at the base speed of the electric motor 11 φsat: secondary magnetic flux equivalent to the saturation voltage N: operating speed of the electric motor 11 NB: base speed of the electric motor 11 Nα: weakening of the two-stage field Start speed NT: Top speed That is, in the present embodiment, when the primary voltage V1 of the motor control device exceeds the maximum overload primary voltage V1MBOL at the base speed of the motor 1, the maximum overload at the base speed of the motor 11 is generated. Set the formula so that the load primary voltage V1MBOL is the upper limit.
As shown in (3), in the secondary magnetic field (field), the d-axis field current Id is weakened (decreased) in a form inversely proportional to the speed than the usual field weakening width. The point where the primary voltage V1 of the motor control device exceeds the maximum overload primary voltage V1MBOL at the base speed of the motor 11 at the maximum load at the same time as having the field weakening pattern is set as the starting point of the two-step weakening regardless of the load. The magnetic weakening pattern is set to realize a two-step suppressing function that is more inversely proportional to the speed than the normal field pattern.

【００９０】これにより、設計者は一次電圧の飽和電圧
成分を除いた効率的な電動機駆動システムを選択するこ
とができる。As a result, the designer can select an efficient motor drive system excluding the saturated voltage component of the primary voltage.

【００９１】上述したように、本実施の形態による電動
機駆動システムでは、電動機制御装置の一次電圧Ｖ1が
電動機１１のベース速度での最大過負荷一次電圧Ｖ1MBO
Lを超えた場合に、当該最大過負荷一次電圧Ｖ1MBOLを上
限とするように二次磁束(界磁)を、通常の界磁弱め幅よ
りも更に速度に反比例した形で弱める(減少させる)よう
な二段階の界磁弱めパターンを負荷状態に係わらずパタ
ーンとしてあらかじめ記憶させておくようにしているの
で、設計者は一次電圧の飽和電圧成分を除いた効率的な
電動機駆動システムを選択することが可能となる。As described above, in the motor drive system according to this embodiment, the primary voltage V1 of the motor controller is the maximum overload primary voltage V1MBO at the base speed of the motor 11.
When L is exceeded, the secondary magnetic flux (field) is weakened (decreased) in a form inversely proportional to the speed than the usual field weakening width so that the maximum overload primary voltage V1MBOL becomes the upper limit. Since the two-stage field weakening pattern is stored as a pattern in advance regardless of the load state, the designer can select an efficient motor drive system excluding the saturation voltage component of the primary voltage. It will be possible.

【００９２】（第５の実施の形態）図１０は、本実施の
形態による界磁弱め領域を有する電動機とベクトル制御
による電動機制御装置とを組み合わせた電動機駆動シス
テムの構成例を示すブロック図であり、図８と同一部分
には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異な
る部分についてのみ述べる。(Fifth Embodiment) FIG. 10 is a block diagram showing a configuration example of an electric motor drive system in which an electric motor having a field weakening region according to the present embodiment and an electric motor control device by vector control are combined. 8, the same parts as those in FIG. 8 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Here, only different parts will be described.

【００９３】すなわち、本実施の形態による電動機駆動
システムは、図１０に示すように、前記図８における電
圧検出器２１を省略し、これに代えて新たに、一次電圧
推定演算器（これは、ソフトウェアで実現することがで
きる）２５を備えた構成としている。That is, in the electric motor drive system according to the present embodiment, as shown in FIG. 10, the voltage detector 21 in FIG. 8 is omitted, and in place of this, a new primary voltage estimation calculator (this is It can be realized by software) 25.

【００９４】一次電圧推定演算器２５は、ｄ軸電圧基準
信号Ｖｄ*とｑ軸電圧基準信号Ｖｑ* とから、前述した
（２）式に基づいて一次電圧演算値（基準信号）Ｖ1*を
算出する。The primary voltage estimation calculator 25 uses the d-axis voltage reference
Signal Vd*And q-axis voltage reference signal Vq* And from the above
Calculated primary voltage (reference signal) V1 based on equation (2)*To
calculate.

【００９５】一次電圧判定・演算器２２は、一次電圧推
定演算器２５による演算結果である一次電圧Ｖ1が最大
電動機一次電圧Ｖ1MTOLを超えた際に、一次電圧Ｖ1を抑
制しトルク電流を増加させる所望の電動機出力を実現す
る。The primary voltage judgment / calculator 22 desires to suppress the primary voltage V1 and increase the torque current when the primary voltage V1 which is the calculation result of the primary voltage estimation calculator 25 exceeds the maximum electric motor primary voltage V1MTOL. Realizes the motor output of.

【００９６】以上により、本実施の形態による電動機駆
動システムでは、電動機制御装置の一次電圧Ｖ1が電動
機１１のベース速度での最大過負荷一次電圧Ｖ1MBOLを
超えた場合に、当該最大過負荷一次電圧Ｖ1MBOL以内と
なるようにｄ軸界磁電流Ｉｄを抑制するように、前述し
た第４の実施の形態の場合と同様に、通常の界磁弱め幅
よりも更に速度に反比例した形で弱める(減少させる)よ
うな二段階の界磁弱めパターンを持ち、その二段界磁弱
め開始点としてｄ軸界磁電圧基準Ｖｄ*およびｑ軸界磁
電圧基準Ｖｑ*から導き出される一次電圧演算値Ｖ1*が
電動機１１のベース速度での最大過負荷一次電圧Ｖ1MBO
Lを超えた場合を開始点とする機能を実現するようにし
ている。As described above, in the motor drive system according to this embodiment, when the primary voltage V1 of the motor controller exceeds the maximum overload primary voltage V1MBOL at the base speed of the motor 11, the maximum overload primary voltage V1MBOL is reached. As in the case of the above-described fourth embodiment, the d-axis field current Id is suppressed so that the d-axis field current Id is kept within the range. ), The primary voltage calculation value V1 * derived from the d-axis field voltage reference Vd * and the q-axis field voltage reference Vq * is used as the starting point of the two-step field weakening. Maximum overload primary voltage V1MBO at 11 base speeds
The function with the starting point when L is exceeded is realized.

【００９７】次に、以上のように構成した本実施の形態
による電動機駆動システムの作用について、図１１を用
いて説明する。Next, the operation of the electric motor drive system according to the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.

【００９８】なお、図８と同一部分の作用についてはそ
の説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についての
み述べる。The description of the operation of the same parts as in FIG. 8 is omitted, and only the operation of the different parts will be described here.

【００９９】図１０において、図１１に示すように、電
動機制御装置の一次電圧Ｖ1が電動機１１のベース速度
での最大過負荷一次電圧Ｖ1MBOLを超えた際は、電動機
１１のベース速度での最大過負荷一次電圧Ｖ1MBOL以内
となるようにｄ軸界磁電流Ｉｄを抑制するように、前述
した第４の実施の形態の場合と同様に、通常の界磁弱め
幅よりも更に速度に反比例した形で弱める(減少させる)
ような二段階の界磁弱めパターンを持ち、その二段界磁
弱め開始点としてｄ軸界磁電圧基準Ｖｄ*およびｑ軸界
磁電圧基準Ｖｑ*から導き出される一次電圧演算値Ｖ1*
が電動機１１のベース速度での最大過負荷負荷一次電圧
Ｖ1MBOLを超えた場合を開始点とする機能を実現するこ
とにより、一次電圧の飽和電圧成分を除いた効率的な電
動機駆動システムを選択することができる。In FIG. 10, as shown in FIG. 11, when the primary voltage V1 of the motor controller exceeds the maximum overload primary voltage V1MBOL at the base speed of the motor 11, the maximum overload at the base speed of the motor 11 is exceeded. In order to suppress the d-axis field current Id so as to be within the load primary voltage V1MBOL, as in the case of the fourth embodiment described above, the field weakening width is more inversely proportional to the speed than the normal field weakening width. Weaken (decrease)
Such a two-step field weakening pattern is provided, and the primary voltage calculation value V1 * derived from the d-axis field voltage reference Vd * and the q-axis field voltage reference Vq * as the two-step field weakening start point .
To select an efficient electric motor drive system excluding the saturation voltage component of the primary voltage by realizing the function starting from the case where the maximum overload primary voltage V1MBOL at the base speed of the electric motor 11 is exceeded. You can

【０１００】すなわち、本実施の形態では、電動機制御
装置の一次電圧Ｖ1が電動機１のベース速度での最大過
負荷一次電圧Ｖ1MBOLを超えた時に、電動機１１のベー
ス速度での最大過負荷負荷一次電圧Ｖ1MBOLを上限とす
るように、式(３)に示すように、二次磁来(界磁)におい
てはｄ軸界磁電流Ｉｄを通常の界磁弱め幅よりも更に速
度に反比例した形で弱める(減少させる)ような二段階の
界磁弱めパターンを持たせると同時に、一次電圧演算値
Ｖ1*が電動機１１のベース速度での最大過負荷一次電圧
Ｖ1MBOLを超えた点から開始する機能を実現するように
している。That is, in the present embodiment, when the primary voltage V1 of the motor control device exceeds the maximum overload primary voltage V1MBOL at the base speed of the motor 1, the maximum overload primary voltage of the motor 11 at the base speed is obtained. As shown in the equation (3), the d-axis field current Id is weakened in a form inversely proportional to the normal field weakening width in the secondary magnetic field (field) so that V1MBOL is the upper limit. While having a two-step field weakening pattern (to decrease), it realizes the function to start from the point where the calculated primary voltage V1 * exceeds the maximum overload primary voltage V1MBOL at the base speed of the electric motor 11. I am trying.

【０１０１】これにより、設計者は一次電圧の飽和電圧
成分を除いた効率的な電動機駆動システムを選択するこ
とができる。As a result, the designer can select an efficient electric motor drive system excluding the saturated voltage component of the primary voltage.

【０１０２】上述したように、本実施の形態による電動
機駆動システムでは、界磁弱め領域を有する電動機１１
に対して、二次磁束(界磁)においてはｄ軸界磁電流Ｉｄ
を通常の界磁弱めパターンよりも前記一定弱めでなく速
度に反比例した形で弱める(減少させる)ような二段階の
界磁弱めパターンを持たせ、他方で電動機制御装置内で
導き出される一次電圧演算値Ｖ1*が電動機１１のベース
速度での最大過負荷一次電圧Ｖ1MBOLを超えた点を開始
点とするようにしているので、一次電圧の飽和電圧成分
だけを除き、その飽和電圧成分だけ大きい電圧を定格と
して有する電動機１１を選択することが可能となる。As described above, in the electric motor drive system according to this embodiment, the electric motor 11 having the field weakening region is provided.
On the other hand, in the secondary magnetic flux (field), the d-axis field current Id
Has a two-step field weakening pattern that weakens (decreases) in a form inversely proportional to the speed rather than the aforementioned constant weakening pattern, and on the other hand, the primary voltage calculation derived in the motor controller Since the starting point is the point where the value V1 * exceeds the maximum overload primary voltage V1MBOL at the base speed of the electric motor 11, only the saturation voltage component of the primary voltage is removed and a voltage larger by that saturation voltage component is set. It is possible to select the electric motor 11 that has the rating.

【０１０３】さらに、既存のシステムに対して、ソフト
ウェアを変更するのみで容易に対応することが可能とな
る。Furthermore, it is possible to easily cope with the existing system by only changing the software.

【０１０４】（その他の実施の形態）尚、本発明は、上
記各実施の形態に限定されるものではなく、実施段階で
はその要旨を逸脱しない範囲で、種々に変形して実施す
ることが可能である。また、各実施の形態は可能な限り
適宜組合わせて実施してもよく、その場合には組合わせ
た作用効果を得ることができる。さらに、上記各実施の
形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される
複数の構成要件における適宜な組合わせにより、種々の
発明を抽出することができる。例えば、実施の形態に示
される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されて
も、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題（の
少なくとも一つ）が解決でき、発明の効果の欄で述べら
れている効果（の少なくとも一つ）が得られる場合に
は、この構成要件が削除された構成を発明として抽出す
ることができる。(Other Embodiments) The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified and implemented at the stage of implementation without departing from the spirit of the invention. Is. In addition, the respective embodiments may be implemented in combination as appropriate as possible, and in that case, combined operation effects can be obtained. Further, the above-described embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent features. For example, even if some constituent elements are deleted from all the constituent elements shown in the embodiment, the problem (at least one) described in the section of the problem to be solved by the invention can be solved, and When the effect (at least one) described in the section can be obtained, a structure in which this constituent element is deleted can be extracted as an invention.

【０１０５】[0105]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の電動機駆
動システムによれば、従来の電動機と電動機制御装置と
における一次電圧の飽和成分の考慮という制約を除き、
従来よりも小容量の電動機制御装置を適用できるという
装置の適用範囲に柔軟性を持たせて、電動機と電動機制
御装置とにおける選定範囲をより一層拡大することが可
能となる。As described above, according to the electric motor drive system of the present invention, except for the restriction of the consideration of the saturation component of the primary voltage in the conventional electric motor and the electric motor control device,
It is possible to further expand the selection range of the electric motor and the electric motor control device by giving flexibility to the application range of the device that can apply the electric motor control device having a smaller capacity than the conventional one.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明による電動機と電動機制御装置とを組み
合わせた電動機駆動システムの第１の実施の形態を示す
ブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of an electric motor drive system in which an electric motor and an electric motor control device according to the present invention are combined.

【図２】同第１の実施の形態の電動機駆動システムにお
けるｑ軸トルク電流補償の処理内容を示す図。FIG. 2 is a diagram showing the processing contents of q-axis torque current compensation in the electric motor drive system of the first embodiment.

【図３】同第１の実施の形態の電動機駆動システムにお
ける電動機電圧ベクトルおよび電動機電圧と負荷状況と
の関係を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an electric motor voltage vector and an electric motor voltage and a load condition in the electric motor drive system according to the first embodiment.

【図４】同第１の実施の形態の電動機駆動システムを適
用した場合の電動機特性および電動機制御装置定格を示
す図。FIG. 4 is a diagram showing motor characteristics and motor controller ratings when the motor drive system of the first embodiment is applied.

【図５】本発明による電動機と電動機制御装置とを組み
合わせた電動機駆動システムの第２の実施の形態を示す
ブロック図。FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of an electric motor drive system in which an electric motor and an electric motor control device according to the present invention are combined.

【図６】本発明による電動機と電動機制御装置とを組み
合わせた電動機駆動システムの第３の実施の形態を示す
ブロック図。FIG. 6 is a block diagram showing a third embodiment of an electric motor drive system in which an electric motor and an electric motor control device according to the present invention are combined.

【図７】同第３の実施の形態の電動機駆動システムにお
ける、一次電圧抑制を実施するために界磁弱めパターン
自体を一定に弱めた場合の界磁(二次磁束)と一次電圧の
関係を示す図。FIG. 7 shows the relationship between the field (secondary magnetic flux) and the primary voltage when the field weakening pattern itself is weakened to a certain degree in order to suppress the primary voltage in the electric motor drive system of the third embodiment. FIG.

【図８】本発明による電動機と電動機制御装置とを組み
合わせた電動機駆動システムの第４の実施の形態を示す
ブロック図。FIG. 8 is a block diagram showing a fourth embodiment of an electric motor drive system in which an electric motor and an electric motor control device according to the present invention are combined.

【図９】同第４の実施の形態の電動機駆動システムにお
ける、二段界磁弱め(固定)パターンを用いて飽和抑制を
実施した場合の界磁(二次磁束)と一次電圧との関係を示
す図。FIG. 9 shows the relationship between the field (secondary magnetic flux) and the primary voltage when saturation suppression is performed using a two-step field weakening (fixed) pattern in the motor drive system of the fourth embodiment. FIG.

【図１０】本発明による電動機と電動機制御装置とを組
み合わせた電動機駆動システムの第５の実施の形態を示
すブロック図。FIG. 10 is a block diagram showing a fifth embodiment of an electric motor drive system in which an electric motor and an electric motor control device according to the present invention are combined.

【図１１】同第５の実施の形態の電動機駆動システムに
おける、二段界磁弱め(固定)パターンを用いて飽和抑制
を実施した場合の界磁(二次磁束)と一次電圧との関係を
示す図。FIG. 11 shows the relationship between the field (secondary magnetic flux) and the primary voltage when saturation suppression is performed using a two-step field weakening (fixed) pattern in the electric motor drive system of the fifth embodiment. FIG.

【図１２】誘導電動機と電動機制御装置とを組み合わせ
た従来の電動機駆動システムの構成例を示すブロック
図。FIG. 12 is a block diagram showing a configuration example of a conventional electric motor drive system in which an induction motor and an electric motor control device are combined.

【図１３】従来の電動機特性を示す図。FIG. 13 is a diagram showing a conventional electric motor characteristic.

【図１４】従来の電動機駆動システムにおける電動機電
圧ベクトルおよび電動機電圧と負荷状況との関係を示す
図。FIG. 14 is a diagram showing a relationship between a motor voltage vector and a motor voltage and a load condition in a conventional motor drive system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…速度検出器 ２…一次磁束角演算器 ３…微分器 ４…速度制御器 ５…界磁弱め制御器 ６…磁束飽和パターン器 ７…ｄ軸成分電流制御器 ８…ｑ軸成分電流制御器 ９…２−３軸・ＰＷＭ変換器 １０…電力変換器 １１…電動機 １２…電流検出器 １３…電流帰還座標変換器 １４…すべり積分器 ２１…一次電圧検出器 ２２…一次電圧判定・演算器 ２３…ｄ軸電流制限器 ２４…ｑ軸トルク電流補償器 ２５…一次電圧推定演算器 ２６…二段界磁弱め制御器。 1 ... Speed detector 2 ... Primary magnetic flux angle calculator 3 ... Differentiator 4 ... Speed controller 5 ... Field weakening controller 6 ... Magnetic flux saturation pattern device 7 ... d-axis component current controller 8 ... q-axis component current controller 9 ... 2-3 axis PWM converter 10 ... Power converter 11 ... Electric motor 12 ... Current detector 13 ... Current feedback coordinate converter 14 ... Slip integrator 21 ... Primary voltage detector 22 ... Primary voltage judgment / arithmetic unit 23 ... d-axis current limiter 24 ... q-axis torque current compensator 25 ... Primary voltage estimation calculator 26 ... Two-stage field weakening controller.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H576 BB10 CC01 DD02 DD04 EE01 EE02 EE11 EE18 FF08 GG02 GG04 HA04 HB01 JJ03 JJ22 JJ24 JJ25 JJ28 LL01 LL22 LL24    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 5H576 BB10 CC01 DD02 DD04 EE01                       EE02 EE11 EE18 FF08 GG02                       GG04 HA04 HB01 JJ03 JJ22                       JJ24 JJ25 JJ28 LL01 LL22                       LL24

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 電力変換器であるインバータにより駆動
される電動機と、 前記電動機に流れる一次電流を座標変換して得られる当
該電動機の二次磁束(界磁)に沿った座標軸(ｄ軸)成分
と、当該ｄ軸に直交する座標軸(ｑ軸)成分とに基づくベ
クトル制御によって、前記電動機を可変速制御しかつ界
磁弱め領域を制御する電動機制御装置と、 を備えて構成される電動機駆動システムにおいて、 前記界磁弱め領域(ベース速度以上)を過負荷状態で運転
している状態で、前記電動機制御装置から出力される一
次電圧を監視する手段と、 前記ｄ軸界磁電流を制限する手段と、 前記ｄ軸界磁電流の制限分を補なうように前記ｑ軸トル
ク電流を補償する手段とを備え、 前記電動機制御装置の出力に相当する一次電圧が前記電
動機のベース速度における最大過負荷一次電圧を超えた
場合に、当該最大過負荷一次電圧を上限とする範囲で前
記ｄ軸界磁電流を制限して前記電動機制御装置の一次電
圧を制御すると共に、他方で前記ｑ軸トルク電流を増加
させて飽和電圧抑制分を補償するように前記電動機制御
装置の一次電流を増加させるようにしたことを特徴とす
る電動機駆動システム。1. A motor driven by an inverter, which is a power converter, and a coordinate axis (d-axis) component along a secondary magnetic flux (field) of the motor obtained by coordinate conversion of a primary current flowing through the motor. And a motor control device that performs variable speed control of the electric motor and a field weakening region by vector control based on a coordinate axis (q axis) component orthogonal to the d axis. In the field weakening region (base speed or more) operating in an overload state, means for monitoring the primary voltage output from the motor control device, and means for limiting the d-axis field current And a means for compensating the q-axis torque current so as to compensate for the limit of the d-axis field current, the primary voltage corresponding to the output of the electric motor control device is the maximum excess at the base speed of the electric motor. When the load primary voltage is exceeded, the d-axis field current is limited within a range in which the maximum overload primary voltage is the upper limit to control the primary voltage of the motor control device, and on the other hand, the q-axis torque current. And a primary current of the motor control device is increased so as to compensate for the saturation voltage suppression amount. 【請求項２】 電力変換器であるインバータにより駆動
される電動機と、 前記電動機に流れる一次電流を座標変換して得られる当
該電動機の二次磁束(界磁)に沿った座標軸(ｄ軸)成分
と、当該ｄ軸に直交する座標軸(ｑ軸)成分とに基づくベ
クトル制御によって、前記電動機を可変速制御しかつ界
磁弱め領域を制御する電動機制御装置と、 を備えて構成される電動機駆動システムにおいて、 前記界磁弱め領域(ベース速度以上)を過負荷状態で運転
している状態で、前記電動機制御装置内部のｄ軸電圧基
準およびｑ軸電圧基準から演算して得られる一次電圧演
算値を監視する手段と、 前記ｄ軸界磁電流を制限する手段と、 前記ｄ軸界磁電流の制限分を補なうように前記ｑ軸トル
ク電流を補償する手段とを備え、 前記電動機制御装置の出力に相当する一次電圧が前記電
動機のベース速度における最大過負荷一次電圧を超えた
場合に、当該最大過負荷一次電圧を上限とする範囲で前
記ｄ軸界磁電流を制限して前記電動機制御装置の一次電
圧を制御すると共に、他方で前記ｑ軸トルク電流を増加
させて飽和電圧抑制分を補償するように前記電動機制御
装置の一次電流を増加させるようにしたことを特徴とす
る電動機駆動システム。2. A motor driven by an inverter which is a power converter, and a coordinate axis (d-axis) component along a secondary magnetic flux (field) of the motor obtained by coordinate conversion of a primary current flowing through the motor. And a motor control device that performs variable speed control of the electric motor and a field weakening region by vector control based on a coordinate axis (q axis) component orthogonal to the d axis. In the state where the field weakening region (base speed or more) is operated in an overload state, a primary voltage calculation value obtained by calculation from the d-axis voltage reference and the q-axis voltage reference inside the motor control device is obtained. A motor controller, a unit for monitoring the d-axis field current, a unit for limiting the d-axis field current, and a unit for compensating for the q-axis torque current so as to compensate for the limit of the d-axis field current. Equivalent to output When the primary voltage exceeds the maximum overload primary voltage at the base speed of the electric motor, the primary voltage of the electric motor control device is controlled by limiting the d-axis field current within a range having the maximum overload primary voltage as an upper limit. The motor drive system is characterized in that the primary current of the motor control device is controlled so as to increase the q-axis torque current and compensate for the saturation voltage suppression on the other hand. 【請求項３】 電力変換器であるインバータにより駆動
される界磁弱め領域を有する電動機と、 前記電動機に流れる一次電流を座標変換して得られる当
該電動機の二次磁束(界磁)に沿った座標軸(ｄ軸)成分
と、当該ｄ軸に直交する座標軸(ｑ軸)成分とに基づくベ
クトル制御によって、前記電動機を可変速制御しかつ界
磁弱め領域を制御する電動機制御装置と、 を備えて構成される電動機駆動システムにおいて、 前記ｄ軸界磁電流を、通常の界磁弱めパターンよりも更
に一定の割合で弱める(減少させる)手段を備え、 前記電動機制御装置の出力に相当する一次電圧が前記電
動機のベース速度における最大過負荷一次電圧を超えた
場合に、当該最大過負荷一次電圧を上限とする範囲で前
記ｄ軸界磁電流を制限するように、飽和電圧相当の二次
磁束(界磁)を見込んだ抑制成分を前記電動機制御装置内
部の界磁パターンにあらかじめ設定して、界磁弱め開始
点(ベース速度)からトップ速度に至るまで一定の割合で
二次磁束(界磁)を弱めるようにしたことを特徴とする電
動機駆動システム。3. A motor having a field weakening region driven by an inverter which is a power converter, and a secondary magnetic flux (field) of the motor obtained by coordinate conversion of a primary current flowing through the motor. An electric motor control device that controls the electric motor at a variable speed and controls a field weakening region by vector control based on a coordinate axis (d-axis) component and a coordinate axis (q-axis) component orthogonal to the d-axis. In the configured motor drive system, means for weakening (decreasing) the d-axis field current at a more constant rate than a normal field weakening pattern is provided, and the primary voltage corresponding to the output of the motor controller is When the maximum overload primary voltage at the base speed of the electric motor is exceeded, the secondary magnetic flux (saturation voltage) equivalent secondary magnetic flux (to limit the d-axis field current within the range with the maximum overload primary voltage as the upper limit). The magnetic flux) is set in advance in the field pattern inside the motor control device, and the secondary magnetic flux (field) is generated at a constant rate from the field weakening start point (base speed) to the top speed. An electric motor drive system characterized by being weakened. 【請求項４】 電力変換器であるインバータにより駆動
される界磁弱め領域を有する電動機と、 前記電動機に流れる一次電流を座標変換して得られる当
該電動機の二次磁束(界磁)に沿った座標軸(ｄ軸)成分
と、当該ｄ軸に直交する座標軸(ｑ軸)成分とに基づくベ
クトル制御によって、前記電動機を可変速制御しかつ界
磁弱め領域を制御する電動機制御装置と、 を備えて構成される電動機駆動システムにおいて、 前記界磁弱め領域(ベース速度以上)を過負荷状態で運転
している状態で、前記電動機制御装置から出力される一
次電圧を監視する手段と、 前記ｄ軸界磁電流を、通常の界磁弱めパターンよりも更
に前記電動機の速度に反比例した形で弱める(減少させ
る)ような二段階の界磁弱めパターンを有する手段とを
備え、 前記電動機制御装置の出力に相当する一次電圧が前記電
動機のベース速度における最大過負荷一次電圧を超えた
場合に、当該最大過負荷一次電圧を超える点を二段階弱
めの開始点として前記最大過負荷一次電圧を上限とする
範囲で前記ｄ軸界磁電流を制限するように、負荷状態に
係わらず前記電動機制御装置内部の界磁パターンにあら
かじめ設定して、前記電動機の速度に反比例するような
二段階抑制で二次磁束(界磁)を弱めるようにしたことを
特徴とする電動機駆動システム。4. A motor having a field weakening region driven by an inverter which is a power converter, and a secondary magnetic flux (field) of the motor obtained by coordinate conversion of a primary current flowing through the motor. An electric motor control device that controls the electric motor at a variable speed and controls a field weakening region by vector control based on a coordinate axis (d-axis) component and a coordinate axis (q-axis) component orthogonal to the d-axis. In a configured motor drive system, a means for monitoring a primary voltage output from the motor control device in a state where the field weakening region (base speed or more) is operating in an overload state, and the d-axis field Means for weakening (reducing) the magnetic current in a form inversely proportional to the speed of the electric motor as compared with a normal magnetic field weakening pattern, and a means for outputting the electric motor controller. When the primary voltage corresponding to the force exceeds the maximum overload primary voltage at the base speed of the motor, the maximum overload primary voltage is set as the upper limit with a point exceeding the maximum overload primary voltage as a starting point of weakening by two stages. In order to limit the d-axis field current within the range, the field pattern inside the electric motor control device is set in advance regardless of the load state, and the secondary control is performed in two steps that are inversely proportional to the speed of the electric motor. A motor drive system characterized by weakening the magnetic flux (field). 【請求項５】 電力変換器であるインバータにより駆動
される界磁弱め領域を有する電動機と、 前記電動機に流れる一次電流を座標変換して得られる当
該電動機の二次磁束(界磁)に沿った座標軸(ｄ軸)成分
と、当該ｄ軸に直交する座標軸(ｑ軸)成分とに基づくベ
クトル制御によって、前記電動機を可変速制御しかつ界
磁弱め領域を制御する電動機制御装置と、 を備えて構成される電動機駆動システムにおいて、 前記界磁弱め領域(ベース速度以上)を過負荷状態で運転
している状態で、前記電動機制御装置内部のｄ軸電圧基
準およびｑ軸電圧基準から演算して得られる一次電圧演
算値を監視する手段と、 前記ｄ軸界磁電流を、通常の界磁弱めパターンよりも更
に前記電動機の速度に反比例した形で弱める(減少させ
る)ような二段階の界磁弱めパターンを有する手段と、 前記電動機制御装置内部のｄ軸電圧基準およびｑ軸電圧
基準から得られる一次電圧演算値を基に、二段界磁弱め
の開始点を判断する手段とを備え、 前記電動機制御装置の出力に相当する一次電圧が前記電
動機のベース速度における最大過負荷一次電圧を超えた
場合に、当該最大過負荷一次電圧を超える点を二段階弱
めの開始点として前記最大過負荷一次電圧を上限とする
範囲で前記ｄ軸界磁電流を制限するように、負荷状態に
係わらず前記電動機制御装置内部の界磁パターンにあら
かじめ設定して、前記電動機の速度に反比例するような
二段階抑制で二次磁束(界磁)を弱めるようにしたことを
特徴とする電動機駆動システム。5. An electric motor having a field weakening region driven by an inverter which is a power converter, and a secondary magnetic flux (field) of the electric motor obtained by coordinate conversion of a primary current flowing through the electric motor. An electric motor control device that controls the electric motor at a variable speed and controls a field weakening region by vector control based on a coordinate axis (d-axis) component and a coordinate axis (q-axis) component orthogonal to the d-axis. In a configured motor drive system, a value obtained by calculating from a d-axis voltage reference and a q-axis voltage reference inside the motor control device in a state where the field weakening region (base speed or more) is operating in an overload state. Means for monitoring the calculated primary voltage, and a two-step field weakening for weakening (decreasing) the d-axis field current in a manner inversely proportional to the speed of the electric motor as compared with the normal field weakening pattern. Patta And a means for determining a start point of the two-stage field weakening based on a primary voltage calculation value obtained from the d-axis voltage reference and the q-axis voltage reference inside the electric motor control device. When the primary voltage corresponding to the output of the control device exceeds the maximum overload primary voltage at the base speed of the motor, the maximum overload primary voltage is set as a starting point of two-stage weakening at a point exceeding the maximum overload primary voltage. In order to limit the d-axis field current within a range with the upper limit being set to 2, the field pattern inside the motor control device is preset regardless of the load state, and two-stage suppression that is inversely proportional to the speed of the motor is performed. The motor drive system is characterized in that the secondary magnetic flux (field) is weakened by.
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