JP2009124869A - 同期電動機のV/f制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】PWMインバータ4の直流母線の電流をシャント抵抗器7で検出し、コントローラ8は、シャント抵抗器で検出する直流電流をローパスフィルタで平均化処理し、この平均直流電流に含まれる脈動成分(周波数変動分)を抑制するように同期電動機1の速度指令値を補正する。または、コントローラはインバータの平均直流電流に直流電圧検出値を乗じて平均直流電力を求め、この平均直流電力に含まれる脈動成分(周波数変動分)を抑制するように速度指令値を補正する。
【選択図】図1
Description
伊東、豊崎、大沢「永久磁石同期電動機のV/f制御の高性能化」、電学論D,122巻3号、2002年 山本、小野「低慣性PMモータに適応するV/f制御方式」、電気学会産業応用部門大会、1−56、2005年 福本、渡邉、濱根、林「三相PWMインバータの直流電流検出による交流電流演算の一手法」、電学論D,127巻2号、2007年
前記インバータの直流母線の検出電流をローパスフィルタで平均化処理するフィルタ平均処理部と、
前記フィルタ平均処理部に得る平均直流電流に含まれる脈動成分を抑制するように前記速度指令値ω*を補正する安定化処理部と、
を備えたことを特徴とする。
前記インバータの直流母線の検出電流をローパスフィルタで平均化処理するフィルタ平均処理部と、
前記フィルタ平均処理部で平均化処理した平均直流電流に前記インバータの直流電圧検出値を乗じて平均直流電力を求め、前記平均直流電力に含まれる脈動成分を抑制するように前記速度指令値ω*を補正する安定化処理部と、
を備えたことを特徴とする。
前記平均直流電流または前記平均直流電力から直流に近い成分をカットして前記脈動成分を抽出するハイパスフィルタと、
前記ハイパスフィルタで抽出する脈動成分のゲインKiを設定する安定化ゲイン設定器と、
前記安定化ゲイン設定器の出力を、速度指令値ω*が高くなるほど低くした補正値Δωを求める演算器を備えたことを特徴とする。
前記平均直流電流または平均直流電力の検出値を速度指令値ω*で除算してトルク推定値を求める割り算器と、
前記割り算器で求めるトルク推定値から直流に近い成分をカットして前記脈動成分を抽出するハイパスフィルタと、
前記ハイパスフィルタで抽出する脈動成分のゲインKiを設定する安定化ゲイン設定器を備えたことを特徴とする。
(1)インバータ直流母線の電流からローパスフィルタ等を用いて平均化処理し、この平均直流電流に含まれる有効電流分を検出するため、非特許文献3による交流電流検出方式に比べて、高速A/D変換処理や複雑なソフトウェア演算を必要としない。
図1は、本実施形態を示す同期電動機のV/f制御装置の基本構成図である。同図が図7と異なる部分は、更なる低コスト化を実現するために、モータ1の交流電流センサ(×2個分)を省略し、その代わりとして、過電流防止用に設けられるシャント抵抗器7でPWMインバータの直流母線の平均電流を検出し、コントローラ8が平均直流電流に含まれる脈動成分を抑制するように速度指令値を補正する点にある。
実施形態1では、直流電流平均値の変動成分のみを検出して安定化しているが、本実施形態では、図1におけるコントローラ8は、インバータの平均直流電流に直流電圧検出値を乗じて平均直流電力を求め、この平均直流電力に含まれる脈動成分を抑制するように速度指令値ω*を補正することで、その脈動を安定化する。
実施形態2では、安定化ゲイン設定器35Bで設定するゲインKiを固定のものとしていた。電動機が高速回転になると、同じトルクを発生させるために必要な直流電力が大きくなる。その変動値も大きくなるので、安定化ゲインが低速〜高速まで一定であると、例えば高速域で高ゲインとなり、過剰な安定化処理によって逆に不安定な挙動を引き起こす。
実施形態3では、安定化ゲインを周波数に応じて可変としている。これは結果として、直流有効電力の脈動を回転数指令値で除算したトルク変動への安定化ゲインに等しい。
2 交流電流センサ
3、8 コントローラ
4 PWMインバータ
5 直流電圧源
6 平滑コンデンサ
7 シャント抵抗器
31 f/V変換器
32 積分器
35 安定化処理部
36 フィルタ平均処理部
37 3相電圧指令値生成部
Claims (4)
- 同期電動機を電圧型インバータで駆動し、同期電動機の速度指令値ω*に対応した電圧指令V*をインバータ電圧指令値とし、速度指令値ω*の積分によってインバータ電圧指令値の位相θから前記インバータの3相電圧指令V*を求める同期電動機のV/f制御装置において、
前記インバータの直流母線の検出電流をローパスフィルタで平均化処理するフィルタ平均処理部と、
前記フィルタ平均処理部に得る平均直流電流に含まれる脈動成分を抑制するように前記速度指令値ω*を補正する安定化処理部と、
を備えたことを特徴とする同期電動機のV/f制御装置。 - 同期電動機を電圧型インバータで駆動し、同期電動機の速度指令値ω*に対応した電圧指令V*をインバータ電圧指令値とし、速度指令値ω*の積分によってインバータ電圧指令値の位相θから前記インバータの3相電圧指令V*を求める同期電動機のV/f制御装置において、
前記インバータの直流母線の検出電流をローパスフィルタで平均化処理するフィルタ平均処理部と、
前記フィルタ平均処理部で平均化処理した平均直流電流に前記インバータの直流電圧検出値を乗じて平均直流電力を求め、前記平均直流電力に含まれる脈動成分を抑制するように前記速度指令値ω*を補正する安定化処理部と、
を備えたことを特徴とする同期電動機のV/f制御装置。 - 前記安定化処理部は、
前記平均直流電流または前記平均直流電力から直流に近い成分をカットして前記脈動成分を抽出するハイパスフィルタと、
前記ハイパスフィルタで抽出する脈動成分のゲインKiを設定する安定化ゲイン設定器と、
前記安定化ゲイン設定器の出力を、速度指令値ω*が高くなるほど低くした補正値Δωを求める演算器を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の同期電動機のV/f制御装置。 - 前記安定化処理部は、
前記平均直流電流または平均直流電力の検出値を速度指令値ω*で除算してトルク推定値を求める割り算器と、
前記割り算器で求めるトルク推定値から直流に近い成分をカットして前記脈動成分を抽出するハイパスフィルタと、
前記ハイパスフィルタで抽出する脈動成分のゲインKiを設定する安定化ゲイン設定器を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の同期電動機のV/f制御装置。
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