JP3655060B2 - 誘導電動機の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は工作機械の主軸駆動などに利用され、誘導電動機の出力トルクを任意に制御する誘導電動機の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械の主軸駆動などの用途には、すべり周波数型ベクトル制御によって駆動される誘導電動機が多く用いられている。このすべり周波数型ベクトル制御において、出力トルクを任意に制御するためには、誘導電動機の二次抵抗ｒ2、励磁インダクタンスＭおよびトルク電流i1qに応じて正確なすべり周波数を誘導電動機に与える必要がある。しかしながら、二次抵抗ｒ2は、誘導電動機の温度変化等によって２倍程度に大きく変動するにも拘わらず、制御装置内においては、二次抵抗ｒ2の値は変動が考慮されていない。その結果、誘導電動機に与えられるすべり周波数が不正確となり、出力トルクを正確に制御することができない。この問題を解決するべく、本出願人等は既に特願平７−９２１６５号において、誘導電動機の励磁インダクタンスＭおよび二次抵抗ｒ2の値が正確に把握できない場合や、これらの値が変動する場合においても常に出力トルクを精度良く制御できる誘導電動機の制御装置を提案している。
【０００３】
図３に特願平７−９２１６５号による誘導電動機の制御装置のシステム構成の一例を示す。この制御装置に対して外部からの入力指令として、トルク指令Ｔ*および磁束密度指令φ*が入力される。変換器１は、磁束密度指令φ*に応じて必要な励磁電流指令値i1d*を算出発生する励磁電流指令発生器（手段）であり、磁束密度と励磁電流の関係は後述するように励磁インダクタンスＭを意味している。この変換器１では、Ｍの逆数を乗算することによって励磁電流指令値i1d*が出力される。除算器２はトルク電流指令発生手段を構成し、入力されたトルク指令Ｔ*を入力された磁束密度指令φ*で除算する。誘導電動機の出力トルクは磁束密度とトルク電流値との積に比例することから、除算器２の出力がトルク電流指令値i1q*として出力される。
【０００４】
この特願平７−９２１６５号による誘導電動機の制御装置の動作を図４の誘導電動機の等価回路をもとに説明する。誘導電動機の一次電流Ｉ1,励磁電流Ｉo,一次電圧Ｅ1は磁束の回転角周波数ωに同期して回転するｄｑ軸座標上の一次電流i1d,i1q,励磁電流iod,ioq、一次電圧ｅ1d,ｅ1qを用いて次のように表される。
【０００５】
【数１】
Ｉ1＝i1d・sinωｔ＋i1q・cosωｔ ・・・（１）
【数２】
Ｉo＝iod・sinωｔ＋ioq・cosωｔ ・・・（２）
【数３】
Ｅ1＝ｅ1d・sinωｔ＋ｅ1q・cosωｔ ・・・（３）
このとき誘導電動機の一次回路について電圧方程式は次のように表される。
【０００６】
【数４】
【数５】
ここでｐは微分演算子d／dt、ｒ1は一次巻線抵抗、Ｌσは漏れインダクタンス、Ｍは励磁インダクタンスである。
【０００７】
次に二次回路についても同様に電圧方程式は次のように表される。
【０００８】
【数６】
−ｒ2・i1d＋(ｒ2＋ｐＭ)iod−ωs・Ｍ・ioq＝０ ・・・（６）
【数７】
−ｒ2・i1q＋ωs・Ｍ・iod＋(ｒ2＋ｐＭ)ioq＝０ ・・・（７）
ここでｒ2は二次抵抗、ωsはすべり角周波数である。このωsは誘導電動機の回転角周波数ωmを用いて次のように表される。
【０００９】
【数８】
ωs＝ω−ωm ・・・（８）
磁束方向がｄ軸に一致していると仮定すると、誘導電動機内部の励磁電流ioは次のように表される。
【００１０】
【数９】
io＝φ／Ｍ＝iod，ioq＝０ ・・・（９）
（９）式と（６）式よりioとi1dとの関係を求めると次式を得る。
【００１１】
【数１０】
io／i1d＝１／(１＋ｐＭ／ｒ2） ・・・（１０）
すなわち、励磁電流ioはi1dに対して一次遅れで応答し、その時定数はＭ／ｒ2である。この時定数は一般的な誘導電動機において数100msであり、ioの変化は十分に緩慢であると近似できる。
【００１２】
一方、（９）式と（７）式より、次式を得る。
【００１３】
【数１１】
ωs＝ｒ2・i1q／（Ｍ・io） ・・・（１１）
これがいわゆるベクトル制御条件と呼ばれるもので、この式を満たすすべり角周波数ωsを誘導電動機に与えるとき、磁束方向がｄ軸に一致する。このときi1qが磁束に直交することから誘導電動機の発生トルクＴは、以下のようになる。
【００１４】
【数１２】
Ｔ＝φ・i1q＝Ｍ・io・i1q ・・・（１２）
従って、i1qを制御することによって任意にトルクを制御することができる。
【００１５】
前記のようにioの変化は十分に緩慢であると近似するとき、（４），（５）式は次のように書き直すことができる。
【００１６】
【数１３】
ｅ1d＝(ｒ1＋ｐＬσ)i1d−ωＬσ・i1q ・・・（１３）
【数１４】
ｅ1q＝ωＬσ・i1d＋(ｒ1＋ｐＬσ)i1q＋ωＭ・io ・・・（１４）
これらの式より、i1d,i1qを任意に制御しようとするとき、誘導電動機に印加する電圧（励磁電流同相電圧指令及びトルク電流同相電圧指令）をそれぞれ次のように制御すればよい。
【００１７】
【数１５】
ｅ1d*＝Ｇd・Δi1d−ωＬσ・i1q* ・・・（１５）
【数１６】
ｅ1q*＝ωＬσ・i1d*＋Ｇq・Δi1q＋ωＭc・io* ・・・（１６）
ここで添え字*は指令値であることを意味しており、またΔi1d,Δi1qは次式で表される電流誤差である。
【００１８】
【数１７】
Δi1d＝i1d*−i1d，Δi1q＝i1q*−i1q ・・・（１７）
Ｍcはコントローラ内で想定した励磁インダクタンスであり、実際の励磁インダクタンスＭとは異なるものである。また、Ｇd,Ｇqは十分に大きなゲインであり、ｐi演算増幅器などを用いて実現する。この（１５），（１６）式は図３のｄｑ軸電圧指令算出部４で演算されｄ軸電圧指令算出手段及びｑ軸電圧指令算出手段が構成されており、その内部ブロック図は図５に表される。また、（１１）式を満たすようにすべり角周波数算出手段を構成する除算器７、乗算器８によってすべり角周波数ωsが出力される。
【００１９】
（１２）式で表される出力トルクＴを正確に制御しようとするとき、実際の励磁インダクタンスＭがコントローラ内のＭcと等しいこと、および（１１）式のベクトル制御条件が成立し、磁束位置がｄ軸に一致していることが必要である。しかしながら先に述べたように、励磁インダクタンスおよび（１１）式中の二次抵抗ｒ2を正確に把握することは困難であり、その結果、出力トルク精度が悪化する。そこで特願平７−９２１６５号においては、まず励磁インダクタンスについて次式に基づいて同定を行なっている。
【００２０】
【数１８】
Ｇq・Δi1q＝ω(Ｍ−Ｍc)io＝ ω・ΔＭ・io ・・・（１８）
ここでΔＭはコントローラ側で想定した励磁インダクタンスＭcと実際の電動機内部の真値Ｍとの間の設定誤差である。なお、（１８）式は次のように導出されている。誘導電動機が無負荷でi1q＝i1q*＝０であるとすると、（１４），（１６）式は次のように変形できる。
【００２１】
【数１９】
ｅ1q＝ωＬσ・i1d＋ωＭ・io ・・・（１９）
【数２０】
ｅ1q*＝ωＬσ・i1d*＋Ｇq・Δi1q＋ωＭc・io* ・・・（２０）
電流制御系の働きにより、i1d*＝i1d，io*＝io，ｅ1q＝ｅ1q*として（１９），（２０）式の差より、（１８）式が導出される。上記のように、i1q＝i1q*＝０の状態において励磁インダクタンスの同定がおこなわれる。すなわち、i1q＝i1q*＝０の状態のとき図３のコンパレータ２２によってトルク指令Ｔ*が小さいことが検出され、無負荷状態の時のみ、スイッチ２３が閉となり、増幅器２１によってＧq・Δi1qが増幅されて同定が行なわれる。この増幅器２１の出力は、磁束密度指令φ*の値をアドレスとするデータテーブル２４に各磁束密度ごとに積分して保持される。この積分値は励磁インダクタンスＭの設定誤差ΔＭであり励磁インダクタンス補正値を示し、トルク指令が０でない場合においても、磁束密度指令φ*に応じて保持されている設定誤差ΔＭを取り出して、変換器１の係数１／Ｍを補償しているので、常に補正された励磁インダクタンスＭの真値を用いて制御すること可能である。
【００２２】
次に二次抵抗ｒ2については次式に基づいて同定が行なわれる。
【００２３】
【数２１】
Ｇq・Δi1q＝Δｒ2(ω／ωs)i1q ・・・（２１）
ここでΔｒ2はコントローラ側で想定した値ｒ2cと実際の値ｒ2との間の設定誤差である。この（２１）式は以下のように導出される。まず（１１）式を変形して（２２）式を得る。
【００２４】
【数２２】
ωＭ・io＝(ω／ωs)ｒ2・i1q ・・・（２２）
この（２２）式を（１４）式に代入することによって、実際に誘導電動機に発生するｑ軸電圧は次のように表すことができる。
【００２５】
【数２３】
ｅ1q＝ωＬσ・i1d＋(ｒ1＋ｐＬσ)i1q＋(ω／ωs)ｒ2・i1q・・・（２３）
一方、コントローラの出力する電圧ｅ1q*は、（２２），（１６）式から次のように表すことができる。
【００２６】
【数２４】
ｅ1q*＝Ｇq・Δi1q＋ωＬσ・i1d*＋(ω／ωs)ｒ2c・i1q*・・・（２４）
電流制御系の働きにより、i1d*＝i1d，i1q*＝i1q，ｅ1q＝ｅ1q*として（２３），（２４）式の差を求めると、次式を得る。
【００２７】
【数２５】
第１項は他の項に比べて比較的小さいので無視すると（２１）式が、導き出される。
【００２８】
すなわち（２１）式よりＧq・Δi1qは二次抵抗ｒ2の設定誤差Δｒ2を表しており、この誤差はＧq・Δi1qを用いて補正することが可能である。図３において、Ｇq・Δi1qをΔｅqと表しており、ｄｑ軸電圧指令算出部４の出力ΔｅqすなわちＧq・Δi1qに増幅器２５で同定ゲインＧrを乗算し、その出力に応じて二次抵抗補正手段３４内の前記二次抵抗ｒ2c（３３）を補償している。
【００２９】
以上のように、特願平７−９２１６５号の発明では、制御に用いられるパラメータの励磁インダクタンスＭ、二次抵抗ｒ2について、実際の誘導電動機における真値を同定し、自動的に制御パラメータを適性に追従させているので、鉄心の磁気飽和の影響や誘導電動機の製造上の寸法精度などによる励磁インダクタンスＭの変動および誘導電動機の温度変化等による二次抵抗ｒ2の変動の影響を受けず、精度良く所望の出力トルクを得ることができる。
【００３０】
特願平７−９２１６５号の発明における他の構成要素の動作を以下に簡単に説明する。ｄｑ軸電圧指令算出部４は（１５），（１６）式の演算を行なっており、その内部構成を図５に示す。図中の減算器１１が励磁電流指令値i1d*から励磁電流検出値i1dを減算して励磁電流誤差Δi1dが出力され、増幅器１２はΔi1dを増幅してＧd・Δi1dが出力される。変換器１３、乗算器１４ではトルク電流指令値i1q*と回転周波数ω、漏れインダクタンスＬσから（１５）式の第２項が算出され、これがＧd・Δi1dと加算されて、ｄ軸電圧指令ｅ1d*が出力される。同様に減算器１５はトルク電流指令値i1q*からトルク電流検出値i1qを減算して、トルク電流誤差Δi1qが求められ、これが増幅器１６で増幅されて（１６）式の第２項Ｇq・Δi1qが得られている。変換器１８は励磁電流指令i1d*に漏れインダクタンスＬσを乗算し、さらに乗算器１９で回転角周波数ωが乗算されることによって（１６）式の第１項ωＬσ・i1d*が得られている。（１６）式の第３項ωＭc・io*は、図５の図中においてはｅm*＝Ｍc・io*と置き換えて乗算器１９によって出力されており、前記の第１項、第２項と加算されて、トルク電流同相電圧指令ｅ1q*が出力される。なお、図５において一次抵抗ｒ１は符号２０で示されており、ｅm*は図３の変換器１７によって磁束密度指令φ*に誘起電圧係数Ｋemを掛けることによって求められている。ｄｑ軸電圧指令算出部４の出力した励磁電流同相電圧指令ｅ1d*，トルク電流同相電圧指令ｅ1q*は、三相電圧指令発生手段を構成する図３の二相三相変換器３によって三相の交流電圧指令ｅu*，ｅv*，ｅw*に変換され、インバータ２６に入力される。インバータ２６は直流電源２７をエネルギー源として、この三相の交流電圧指令ｅu*，ｅv*，ｅw*に応じた電圧を誘導電動機２８に印加することによって三相交流電流iu，iv，iwが流れる。この三相交流電流iu，iv，iwは電流検出器６a，６b，６cによって検出され、三相二相変換器９によって励磁電流検出値i1dおよびトルク電流検出値i1qに変換される。なお、二相三相変換器３と三相二相変換器９とが座標変換に使用する信号sinωｔ，cosωｔは、角周波数指令ωを基に二相正弦波発生器１０によって出力される。この角周波数指令ωは、位置検出器２９によって検出された誘導電動機２８の回転位置を微分器３０で微分することによって得た回転速度ωmに、すべり角周波数ωsを加算する角周波数指令算出手段によって得られている。
【００３１】
工作機械の主軸等に使用する誘導電動機は、マグネットスイッチ等によりΔ結線およびＹ結線に切り替え可能な巻線切替用誘導電動機がしばしば使用される。前記Δ結線およびＹ結線は、巻線切替指令により結線を切替える。前記巻線切替用誘導電動機のΔ結線およびＹ結線では前記巻線切替指令が入力されると前記励磁インダクタンスＭ及び前記２次抵抗ｒ2、前記漏れインダクタンス等の電気的定数（以降パラメータと記す）が異なるため、あらかじめメモリーに設定してある前記Δ結線および前記Ｙ結線のパラメータのノミナル値を前記メモリーより取り出し制御用パラメータとして使用している。図６に従来のパラメータの切替えシーケンスのフローを示す。ステップ(S1)で前記巻線切替指令が入力されたかどうか判断し、入力されない場合、ステップ(S3)に進み制御用パラメータの変更をしない。ステップ(S1)で巻線切替指令が入力された場合、ステップ(S2)に進みΔ結線指令であるか判断する。ステップ(S2)でΔ結線指令の場合、ステップ(S6)に進みΔ結線用パラメータをメモリーよりリードし前記制御パラメータをリードした前記Δ結線用パラメータに変更する。ステップ(S2)でＹ結線指令の場合、ステップ７(S7)に進みＹ結線用パラメータをメモリーよりリードし前記制御パラメータをリードした前記Ｙ結線用パラメータに変更する。
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
工作機械の主軸等に巻線切替用誘導電動機を使用する場合、頻繁に巻き線を切替え使用する。前記巻線切替用誘導電動機のΔ結線およびＹ結線では前記励磁インダクタンスＭ及び前記２次抵抗ｒ2等の電気的定数が異なる。そのため従来の技術では、巻線切替を行う度に前記励磁インダクタンスＭおよび二次抵抗のｒ2等の電気的定数の初期値を前記メモリーに設定してあるノミナル値に切り替え、図３の様に励磁インダクタンスＭと二次抵抗のｒ2（以降同定パラメータと記す）を同定していた。しかし従来の技術では、同定パラメータを同定するのに数100msecかかるため、工作機械の主軸等巻線切替を頻繁に行う用途においては、巻線切替後同定パラメータの同定が完了するまでの数100msecの間出力特性が悪化した。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために本発明にかかる誘導電動機の制御装置は、直流電流から変換された三相交流電流によって駆動される誘導電動機の制御装置であって、トルク指令と磁束密度指令の二相指令を前記誘導電動機の１次電流を制御するための三相電圧指令に変換し、前記誘導電動機の三相の１次電流検出値をトルク電流検出値と励磁電流検出値の二相の検出値に変換し、フィードバック制御を行う巻線切替可能な誘導電動機の制御装置において、前記磁束密度指令と、励磁インダクタンス補正値によって補正され同定された補正励磁インダクタンスとに基づき励磁電流指令値を算出する励磁電流指令発生手段と、前記励磁電流指令と前記励磁電流検出値に基づき励磁電流誤差を算出し、該励磁電流誤差に基づき、励磁電流と同相の励磁電流同相電圧指令を算出するｄ軸電圧指令算出手段と、前記トルク指令と前記磁束密度指令に基づきトルク電流指令を算出するトルク電流指令発生手段と、前記トルク電流指令と前記トルク電流検出値に基づきトルク電流誤差を算出し、該トルク電流誤差に基づき、トルク電流と同相のトルク電流同相電圧指令を算出するｑ軸電圧指令算出手段と、二次抵抗補正値によって補正され同定された補正二次抵抗値と前記トルク電流指令および前記磁束密度指令とに基づきすべり角周波数を算出するすべり角周波数算出手段と、前記すべり角周波数と実際の誘導電動機の回転角周波数に基づき角周波数指令を算出する角周波数指令算出手段と、前記励磁電流同相電圧指令および前記トルク電流同相電圧指令と、前記角周波数指令とに基づき誘導電動機に印加する三相電圧指令を算出する三相電圧指令発生手段と、Ｙ結線用の前記補正励磁インダクタンス及び前記補正二次抵抗値を保持するＹ結線用データ保持部と、Δ結線用の前記補正励磁インダクタンス及び前記補正二次抵抗値を保持するΔ結線用データ保持部と、を備える補正値保持手段と、結線方法を切り替えるための巻線切替指令に基づき前記保持手段によって保持された前記補正励磁インダクタンスと、前記補正二次抵抗値を切り替える補正値切替手段であって、Ｙ結線をΔ結線に切り替える巻線切替指令が入力されると、使用しているＹ結線用の補正励磁インダクタンス及び二次抵抗補正値を前記Ｙ結線用データ保持部に書き込み、前記Δ結線用データ保持部に書き込まれたΔ結線用の補正励磁インダクタンス及び二次抵抗補正値をリードし、また、Δ結線をＹ結線に切り替える巻線切替指令が入力されると、使用しているΔ結線用の補正励磁インダクタンス及び二次抵抗補正値を前記Δ結線用データ保持部に書き込み、前記Ｙ結線用データ保持部に書き込まれたＹ結線用の補正励磁インダクタンス及び二次抵抗補正値をリードする補正値切替手段と、を有することを特徴とする。
【００３４】
本発明による誘導電動機の制御装置によれば、誘導電動機の三相の１次電流検出値をトルク電流検出値と励磁電流検出値の二相の検出値に変換する三相二相変換手段によって、電動機電流の３つの瞬時値（例えばiu、iv、iw）から誘導電動機内部の励磁電流（例えばi1d）およびトルク電流（例えばi1q）を直流量として検出し、これらを磁束密度指令から変換した励磁電流指令（例えばi1d*）およびトルク指令を変換したトルク電流指令（例えばi1q*）のそれぞれに対して独立にフィードバック制御を行い、更に、トルク指令が小さな無負荷状態においては、磁束密度指令に対する励磁インダクタンス（Ｍ）をトルク電流の誤差アンプ出力（Ｇq・Δi1q）を用いて同定する。二次抵抗ｒ2についてもトルク電流の誤差アンプ出力（Ｇq・Δi1q）を用いて同定する。さらに前記巻線切替用誘導電動機を制御する場合は、前記巻線指令に基づき保持してある補正二次抵抗値と補正励磁インダクタンスの同定値を切替えるため、結線が切替わった直後も同定した値を使用することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る誘導電動機の制御装置の一実施形態のブロック図である。図３に示す従来の誘導電動機の制御装置と同じ構成要素は同一符号で示してあり、その説明は重複するので省略する。
【００３６】
図１中の３１は、補正値保持器であり、Δ結線用データ保持部とＹ結線用データ保持部から成る。制御中の結線がΔ結線の場合でＹ結線の巻線指令が入力された場合、制御中に同定した補正励磁インダクタンスおよび補正二次抵抗値（以降同定パラメータと記す）をΔ結線用データ保持部に同定パラメータを保存する。（図中の太線の矢印は複数のデータであることを示す。）補正値切替器３２は、Ｙ結線用の同定パラメータを前記Ｙ結線データ保持部より取り出す。次に、前記Ｙ結線データ保持部より取り出した補正二次抵抗値をコントローラ内で想定した二次抵抗値３３と置き換える。さらに前記Ｙ結線データ保持部より取り出した前記補正励磁インダクタンスを前記磁束密度指令φ*の値をアドレスとするデータテーブル２４の初期データとして書き換える。同様に制御中の結線がＹ結線の場合にΔ結線の巻線切替指令が入力されると、同定パラメータをＹ結線用データ保持部に同定パラメータを保存し、補正値切替器３２が、Δ結線用の同定パラメータを前記Δ結線データ保持部より取り出す。前記Δ結線データ保持部より取り出した補正二次抵抗値をコントローラ内で想定した二次抵抗値３３と置き換え、前記Ｙ結線データ保持部より取り出した前記補正励磁インダクタンスを前記磁束密度指令φ*の値をアドレスとするデータテーブル２４の初期データとして書き換える。
【００３７】
図２に本発明に係わるシーケンスのフローを示す。ステップ(S1)で前記巻線切替指令が入力されたかどうか判断し、入力されない場合ステップ(S3)に進み制御用パラメータの変更をしない。ステップ(S1)で巻線切替指令が入力された場合ステップ(2)に進みΔ結線指令であるか判断する。ステップ(S2)でΔ結線指令の場合、ステップ(S4)に進みＹ結線用同定パラメータを前記Ｙ結線用データ保持部に書き込む。次にステップ(S6)に進みΔ結線用パラメータをメモリーよりリードし前記制御パラメータをリードした前記Δ結線用パラメータに変更する。次にステップ(S8)に進み前記Δ結線用データ保持部より前記同定パラメータをリードし制御用パラメータを変更する。ステップ(S2)でＹ結線指令の場合、ステップ(S5)に進みΔ結線用同定パラメータを前記Δ結線用データ保持部に書き込む。次にステップ(S7)に進みＹ結線用パラメータをメモリーよりリードし前記制御パラメータをリードした前記Ｙ結線用パラメータに変更する。次にステップ(S9)に進み前記Ｙ結線用データ保持部より前記同定パラメータをリードし制御用パラメータを変更する。
【００３８】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明において誘導電動機内部の励磁電流およびトルク電流は、それぞれ独立にフィードバック制御されており、その制御に用いられるパラメータの励磁インダクタンスＭ、二次抵抗ｒ2は正確な値を制御に用いることができる。特に巻線切替用誘導電動機において、結線を切替えた直後でも正確な補正二次抵抗値および補正励磁インダクタンスを用いることができる。
【００３９】
その結果、結線が切替わった直後でも、常に精度良く所望の出力トルクを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による誘導電動機の制御装置の一実施形態のブロック図である。
【図２】 本発明による誘導電動機の制御装置の電気的定数入れ替えシーケンスのフローチャートである。
【図３】 従来の誘導電動機の制御装置のブロック図である。
【図４】 誘導電動機の等価回路図である。
【図５】 ｄｑ軸電圧指令算出部の内部ブロック図である。
【図６】 従来の誘導電動機の制御装置の電気的定数入れ替えシーケンスのフローチャートである。
【符号の説明】
１、１３、１７、１８、２０ 変換器、２，７ 除算器、３ 二相三相変換器、４ ｄｑ軸電圧指令算出部、６ 電流検出器、８，１４，１９乗算器、９ 三相二相変換器、１０ 二相正弦波発生器、１１,１５ 減算器、１２，１６，２１，２５ 増幅器、２２ コンパレータ、２３ スイッチ、２４ データテーブル、２６ インバータ、２７ 直流電源、２８ 誘導電動機、２９ 位置検出器、３０ 微分器、３１ 補正値保持器、３２ 補正値切替器、３３ コントローラ内で想定した二次抵抗値、３４ 二次抵抗補正手段。
【発明の属する技術分野】
本発明は工作機械の主軸駆動などに利用され、誘導電動機の出力トルクを任意に制御する誘導電動機の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
工作機械の主軸駆動などの用途には、すべり周波数型ベクトル制御によって駆動される誘導電動機が多く用いられている。このすべり周波数型ベクトル制御において、出力トルクを任意に制御するためには、誘導電動機の二次抵抗ｒ2、励磁インダクタンスＭおよびトルク電流i1qに応じて正確なすべり周波数を誘導電動機に与える必要がある。しかしながら、二次抵抗ｒ2は、誘導電動機の温度変化等によって２倍程度に大きく変動するにも拘わらず、制御装置内においては、二次抵抗ｒ2の値は変動が考慮されていない。その結果、誘導電動機に与えられるすべり周波数が不正確となり、出力トルクを正確に制御することができない。この問題を解決するべく、本出願人等は既に特願平７−９２１６５号において、誘導電動機の励磁インダクタンスＭおよび二次抵抗ｒ2の値が正確に把握できない場合や、これらの値が変動する場合においても常に出力トルクを精度良く制御できる誘導電動機の制御装置を提案している。
【０００３】
図３に特願平７−９２１６５号による誘導電動機の制御装置のシステム構成の一例を示す。この制御装置に対して外部からの入力指令として、トルク指令Ｔ*および磁束密度指令φ*が入力される。変換器１は、磁束密度指令φ*に応じて必要な励磁電流指令値i1d*を算出発生する励磁電流指令発生器（手段）であり、磁束密度と励磁電流の関係は後述するように励磁インダクタンスＭを意味している。この変換器１では、Ｍの逆数を乗算することによって励磁電流指令値i1d*が出力される。除算器２はトルク電流指令発生手段を構成し、入力されたトルク指令Ｔ*を入力された磁束密度指令φ*で除算する。誘導電動機の出力トルクは磁束密度とトルク電流値との積に比例することから、除算器２の出力がトルク電流指令値i1q*として出力される。
【０００４】
この特願平７−９２１６５号による誘導電動機の制御装置の動作を図４の誘導電動機の等価回路をもとに説明する。誘導電動機の一次電流Ｉ1,励磁電流Ｉo,一次電圧Ｅ1は磁束の回転角周波数ωに同期して回転するｄｑ軸座標上の一次電流i1d,i1q,励磁電流iod,ioq、一次電圧ｅ1d,ｅ1qを用いて次のように表される。
【０００５】
【数１】
Ｉ1＝i1d・sinωｔ＋i1q・cosωｔ ・・・（１）
【数２】
Ｉo＝iod・sinωｔ＋ioq・cosωｔ ・・・（２）
【数３】
Ｅ1＝ｅ1d・sinωｔ＋ｅ1q・cosωｔ ・・・（３）
このとき誘導電動機の一次回路について電圧方程式は次のように表される。
【０００６】
【数４】
【０００７】
次に二次回路についても同様に電圧方程式は次のように表される。
【０００８】
【数６】
−ｒ2・i1d＋(ｒ2＋ｐＭ)iod−ωs・Ｍ・ioq＝０ ・・・（６）
【数７】
−ｒ2・i1q＋ωs・Ｍ・iod＋(ｒ2＋ｐＭ)ioq＝０ ・・・（７）
ここでｒ2は二次抵抗、ωsはすべり角周波数である。このωsは誘導電動機の回転角周波数ωmを用いて次のように表される。
【０００９】
【数８】
ωs＝ω−ωm ・・・（８）
磁束方向がｄ軸に一致していると仮定すると、誘導電動機内部の励磁電流ioは次のように表される。
【００１０】
【数９】
io＝φ／Ｍ＝iod，ioq＝０ ・・・（９）
（９）式と（６）式よりioとi1dとの関係を求めると次式を得る。
【００１１】
【数１０】
io／i1d＝１／(１＋ｐＭ／ｒ2） ・・・（１０）
すなわち、励磁電流ioはi1dに対して一次遅れで応答し、その時定数はＭ／ｒ2である。この時定数は一般的な誘導電動機において数100msであり、ioの変化は十分に緩慢であると近似できる。
【００１２】
一方、（９）式と（７）式より、次式を得る。
【００１３】
【数１１】
ωs＝ｒ2・i1q／（Ｍ・io） ・・・（１１）
これがいわゆるベクトル制御条件と呼ばれるもので、この式を満たすすべり角周波数ωsを誘導電動機に与えるとき、磁束方向がｄ軸に一致する。このときi1qが磁束に直交することから誘導電動機の発生トルクＴは、以下のようになる。
【００１４】
【数１２】
Ｔ＝φ・i1q＝Ｍ・io・i1q ・・・（１２）
従って、i1qを制御することによって任意にトルクを制御することができる。
【００１５】
前記のようにioの変化は十分に緩慢であると近似するとき、（４），（５）式は次のように書き直すことができる。
【００１６】
【数１３】
ｅ1d＝(ｒ1＋ｐＬσ)i1d−ωＬσ・i1q ・・・（１３）
【数１４】
ｅ1q＝ωＬσ・i1d＋(ｒ1＋ｐＬσ)i1q＋ωＭ・io ・・・（１４）
これらの式より、i1d,i1qを任意に制御しようとするとき、誘導電動機に印加する電圧（励磁電流同相電圧指令及びトルク電流同相電圧指令）をそれぞれ次のように制御すればよい。
【００１７】
【数１５】
ｅ1d*＝Ｇd・Δi1d−ωＬσ・i1q* ・・・（１５）
【数１６】
ｅ1q*＝ωＬσ・i1d*＋Ｇq・Δi1q＋ωＭc・io* ・・・（１６）
ここで添え字*は指令値であることを意味しており、またΔi1d,Δi1qは次式で表される電流誤差である。
【００１８】
【数１７】
Δi1d＝i1d*−i1d，Δi1q＝i1q*−i1q ・・・（１７）
Ｍcはコントローラ内で想定した励磁インダクタンスであり、実際の励磁インダクタンスＭとは異なるものである。また、Ｇd,Ｇqは十分に大きなゲインであり、ｐi演算増幅器などを用いて実現する。この（１５），（１６）式は図３のｄｑ軸電圧指令算出部４で演算されｄ軸電圧指令算出手段及びｑ軸電圧指令算出手段が構成されており、その内部ブロック図は図５に表される。また、（１１）式を満たすようにすべり角周波数算出手段を構成する除算器７、乗算器８によってすべり角周波数ωsが出力される。
【００１９】
（１２）式で表される出力トルクＴを正確に制御しようとするとき、実際の励磁インダクタンスＭがコントローラ内のＭcと等しいこと、および（１１）式のベクトル制御条件が成立し、磁束位置がｄ軸に一致していることが必要である。しかしながら先に述べたように、励磁インダクタンスおよび（１１）式中の二次抵抗ｒ2を正確に把握することは困難であり、その結果、出力トルク精度が悪化する。そこで特願平７−９２１６５号においては、まず励磁インダクタンスについて次式に基づいて同定を行なっている。
【００２０】
【数１８】
Ｇq・Δi1q＝ω(Ｍ−Ｍc)io＝ ω・ΔＭ・io ・・・（１８）
ここでΔＭはコントローラ側で想定した励磁インダクタンスＭcと実際の電動機内部の真値Ｍとの間の設定誤差である。なお、（１８）式は次のように導出されている。誘導電動機が無負荷でi1q＝i1q*＝０であるとすると、（１４），（１６）式は次のように変形できる。
【００２１】
【数１９】
ｅ1q＝ωＬσ・i1d＋ωＭ・io ・・・（１９）
【数２０】
ｅ1q*＝ωＬσ・i1d*＋Ｇq・Δi1q＋ωＭc・io* ・・・（２０）
電流制御系の働きにより、i1d*＝i1d，io*＝io，ｅ1q＝ｅ1q*として（１９），（２０）式の差より、（１８）式が導出される。上記のように、i1q＝i1q*＝０の状態において励磁インダクタンスの同定がおこなわれる。すなわち、i1q＝i1q*＝０の状態のとき図３のコンパレータ２２によってトルク指令Ｔ*が小さいことが検出され、無負荷状態の時のみ、スイッチ２３が閉となり、増幅器２１によってＧq・Δi1qが増幅されて同定が行なわれる。この増幅器２１の出力は、磁束密度指令φ*の値をアドレスとするデータテーブル２４に各磁束密度ごとに積分して保持される。この積分値は励磁インダクタンスＭの設定誤差ΔＭであり励磁インダクタンス補正値を示し、トルク指令が０でない場合においても、磁束密度指令φ*に応じて保持されている設定誤差ΔＭを取り出して、変換器１の係数１／Ｍを補償しているので、常に補正された励磁インダクタンスＭの真値を用いて制御すること可能である。
【００２２】
次に二次抵抗ｒ2については次式に基づいて同定が行なわれる。
【００２３】
【数２１】
Ｇq・Δi1q＝Δｒ2(ω／ωs)i1q ・・・（２１）
ここでΔｒ2はコントローラ側で想定した値ｒ2cと実際の値ｒ2との間の設定誤差である。この（２１）式は以下のように導出される。まず（１１）式を変形して（２２）式を得る。
【００２４】
【数２２】
ωＭ・io＝(ω／ωs)ｒ2・i1q ・・・（２２）
この（２２）式を（１４）式に代入することによって、実際に誘導電動機に発生するｑ軸電圧は次のように表すことができる。
【００２５】
【数２３】
ｅ1q＝ωＬσ・i1d＋(ｒ1＋ｐＬσ)i1q＋(ω／ωs)ｒ2・i1q・・・（２３）
一方、コントローラの出力する電圧ｅ1q*は、（２２），（１６）式から次のように表すことができる。
【００２６】
【数２４】
ｅ1q*＝Ｇq・Δi1q＋ωＬσ・i1d*＋(ω／ωs)ｒ2c・i1q*・・・（２４）
電流制御系の働きにより、i1d*＝i1d，i1q*＝i1q，ｅ1q＝ｅ1q*として（２３），（２４）式の差を求めると、次式を得る。
【００２７】
【数２５】
【００２８】
すなわち（２１）式よりＧq・Δi1qは二次抵抗ｒ2の設定誤差Δｒ2を表しており、この誤差はＧq・Δi1qを用いて補正することが可能である。図３において、Ｇq・Δi1qをΔｅqと表しており、ｄｑ軸電圧指令算出部４の出力ΔｅqすなわちＧq・Δi1qに増幅器２５で同定ゲインＧrを乗算し、その出力に応じて二次抵抗補正手段３４内の前記二次抵抗ｒ2c（３３）を補償している。
【００２９】
以上のように、特願平７−９２１６５号の発明では、制御に用いられるパラメータの励磁インダクタンスＭ、二次抵抗ｒ2について、実際の誘導電動機における真値を同定し、自動的に制御パラメータを適性に追従させているので、鉄心の磁気飽和の影響や誘導電動機の製造上の寸法精度などによる励磁インダクタンスＭの変動および誘導電動機の温度変化等による二次抵抗ｒ2の変動の影響を受けず、精度良く所望の出力トルクを得ることができる。
【００３０】
特願平７−９２１６５号の発明における他の構成要素の動作を以下に簡単に説明する。ｄｑ軸電圧指令算出部４は（１５），（１６）式の演算を行なっており、その内部構成を図５に示す。図中の減算器１１が励磁電流指令値i1d*から励磁電流検出値i1dを減算して励磁電流誤差Δi1dが出力され、増幅器１２はΔi1dを増幅してＧd・Δi1dが出力される。変換器１３、乗算器１４ではトルク電流指令値i1q*と回転周波数ω、漏れインダクタンスＬσから（１５）式の第２項が算出され、これがＧd・Δi1dと加算されて、ｄ軸電圧指令ｅ1d*が出力される。同様に減算器１５はトルク電流指令値i1q*からトルク電流検出値i1qを減算して、トルク電流誤差Δi1qが求められ、これが増幅器１６で増幅されて（１６）式の第２項Ｇq・Δi1qが得られている。変換器１８は励磁電流指令i1d*に漏れインダクタンスＬσを乗算し、さらに乗算器１９で回転角周波数ωが乗算されることによって（１６）式の第１項ωＬσ・i1d*が得られている。（１６）式の第３項ωＭc・io*は、図５の図中においてはｅm*＝Ｍc・io*と置き換えて乗算器１９によって出力されており、前記の第１項、第２項と加算されて、トルク電流同相電圧指令ｅ1q*が出力される。なお、図５において一次抵抗ｒ１は符号２０で示されており、ｅm*は図３の変換器１７によって磁束密度指令φ*に誘起電圧係数Ｋemを掛けることによって求められている。ｄｑ軸電圧指令算出部４の出力した励磁電流同相電圧指令ｅ1d*，トルク電流同相電圧指令ｅ1q*は、三相電圧指令発生手段を構成する図３の二相三相変換器３によって三相の交流電圧指令ｅu*，ｅv*，ｅw*に変換され、インバータ２６に入力される。インバータ２６は直流電源２７をエネルギー源として、この三相の交流電圧指令ｅu*，ｅv*，ｅw*に応じた電圧を誘導電動機２８に印加することによって三相交流電流iu，iv，iwが流れる。この三相交流電流iu，iv，iwは電流検出器６a，６b，６cによって検出され、三相二相変換器９によって励磁電流検出値i1dおよびトルク電流検出値i1qに変換される。なお、二相三相変換器３と三相二相変換器９とが座標変換に使用する信号sinωｔ，cosωｔは、角周波数指令ωを基に二相正弦波発生器１０によって出力される。この角周波数指令ωは、位置検出器２９によって検出された誘導電動機２８の回転位置を微分器３０で微分することによって得た回転速度ωmに、すべり角周波数ωsを加算する角周波数指令算出手段によって得られている。
【００３１】
工作機械の主軸等に使用する誘導電動機は、マグネットスイッチ等によりΔ結線およびＹ結線に切り替え可能な巻線切替用誘導電動機がしばしば使用される。前記Δ結線およびＹ結線は、巻線切替指令により結線を切替える。前記巻線切替用誘導電動機のΔ結線およびＹ結線では前記巻線切替指令が入力されると前記励磁インダクタンスＭ及び前記２次抵抗ｒ2、前記漏れインダクタンス等の電気的定数（以降パラメータと記す）が異なるため、あらかじめメモリーに設定してある前記Δ結線および前記Ｙ結線のパラメータのノミナル値を前記メモリーより取り出し制御用パラメータとして使用している。図６に従来のパラメータの切替えシーケンスのフローを示す。ステップ(S1)で前記巻線切替指令が入力されたかどうか判断し、入力されない場合、ステップ(S3)に進み制御用パラメータの変更をしない。ステップ(S1)で巻線切替指令が入力された場合、ステップ(S2)に進みΔ結線指令であるか判断する。ステップ(S2)でΔ結線指令の場合、ステップ(S6)に進みΔ結線用パラメータをメモリーよりリードし前記制御パラメータをリードした前記Δ結線用パラメータに変更する。ステップ(S2)でＹ結線指令の場合、ステップ７(S7)に進みＹ結線用パラメータをメモリーよりリードし前記制御パラメータをリードした前記Ｙ結線用パラメータに変更する。
【００３２】
【発明が解決しようとする課題】
工作機械の主軸等に巻線切替用誘導電動機を使用する場合、頻繁に巻き線を切替え使用する。前記巻線切替用誘導電動機のΔ結線およびＹ結線では前記励磁インダクタンスＭ及び前記２次抵抗ｒ2等の電気的定数が異なる。そのため従来の技術では、巻線切替を行う度に前記励磁インダクタンスＭおよび二次抵抗のｒ2等の電気的定数の初期値を前記メモリーに設定してあるノミナル値に切り替え、図３の様に励磁インダクタンスＭと二次抵抗のｒ2（以降同定パラメータと記す）を同定していた。しかし従来の技術では、同定パラメータを同定するのに数100msecかかるため、工作機械の主軸等巻線切替を頻繁に行う用途においては、巻線切替後同定パラメータの同定が完了するまでの数100msecの間出力特性が悪化した。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために本発明にかかる誘導電動機の制御装置は、直流電流から変換された三相交流電流によって駆動される誘導電動機の制御装置であって、トルク指令と磁束密度指令の二相指令を前記誘導電動機の１次電流を制御するための三相電圧指令に変換し、前記誘導電動機の三相の１次電流検出値をトルク電流検出値と励磁電流検出値の二相の検出値に変換し、フィードバック制御を行う巻線切替可能な誘導電動機の制御装置において、前記磁束密度指令と、励磁インダクタンス補正値によって補正され同定された補正励磁インダクタンスとに基づき励磁電流指令値を算出する励磁電流指令発生手段と、前記励磁電流指令と前記励磁電流検出値に基づき励磁電流誤差を算出し、該励磁電流誤差に基づき、励磁電流と同相の励磁電流同相電圧指令を算出するｄ軸電圧指令算出手段と、前記トルク指令と前記磁束密度指令に基づきトルク電流指令を算出するトルク電流指令発生手段と、前記トルク電流指令と前記トルク電流検出値に基づきトルク電流誤差を算出し、該トルク電流誤差に基づき、トルク電流と同相のトルク電流同相電圧指令を算出するｑ軸電圧指令算出手段と、二次抵抗補正値によって補正され同定された補正二次抵抗値と前記トルク電流指令および前記磁束密度指令とに基づきすべり角周波数を算出するすべり角周波数算出手段と、前記すべり角周波数と実際の誘導電動機の回転角周波数に基づき角周波数指令を算出する角周波数指令算出手段と、前記励磁電流同相電圧指令および前記トルク電流同相電圧指令と、前記角周波数指令とに基づき誘導電動機に印加する三相電圧指令を算出する三相電圧指令発生手段と、Ｙ結線用の前記補正励磁インダクタンス及び前記補正二次抵抗値を保持するＹ結線用データ保持部と、Δ結線用の前記補正励磁インダクタンス及び前記補正二次抵抗値を保持するΔ結線用データ保持部と、を備える補正値保持手段と、結線方法を切り替えるための巻線切替指令に基づき前記保持手段によって保持された前記補正励磁インダクタンスと、前記補正二次抵抗値を切り替える補正値切替手段であって、Ｙ結線をΔ結線に切り替える巻線切替指令が入力されると、使用しているＹ結線用の補正励磁インダクタンス及び二次抵抗補正値を前記Ｙ結線用データ保持部に書き込み、前記Δ結線用データ保持部に書き込まれたΔ結線用の補正励磁インダクタンス及び二次抵抗補正値をリードし、また、Δ結線をＹ結線に切り替える巻線切替指令が入力されると、使用しているΔ結線用の補正励磁インダクタンス及び二次抵抗補正値を前記Δ結線用データ保持部に書き込み、前記Ｙ結線用データ保持部に書き込まれたＹ結線用の補正励磁インダクタンス及び二次抵抗補正値をリードする補正値切替手段と、を有することを特徴とする。
【００３４】
本発明による誘導電動機の制御装置によれば、誘導電動機の三相の１次電流検出値をトルク電流検出値と励磁電流検出値の二相の検出値に変換する三相二相変換手段によって、電動機電流の３つの瞬時値（例えばiu、iv、iw）から誘導電動機内部の励磁電流（例えばi1d）およびトルク電流（例えばi1q）を直流量として検出し、これらを磁束密度指令から変換した励磁電流指令（例えばi1d*）およびトルク指令を変換したトルク電流指令（例えばi1q*）のそれぞれに対して独立にフィードバック制御を行い、更に、トルク指令が小さな無負荷状態においては、磁束密度指令に対する励磁インダクタンス（Ｍ）をトルク電流の誤差アンプ出力（Ｇq・Δi1q）を用いて同定する。二次抵抗ｒ2についてもトルク電流の誤差アンプ出力（Ｇq・Δi1q）を用いて同定する。さらに前記巻線切替用誘導電動機を制御する場合は、前記巻線指令に基づき保持してある補正二次抵抗値と補正励磁インダクタンスの同定値を切替えるため、結線が切替わった直後も同定した値を使用することができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る誘導電動機の制御装置の一実施形態のブロック図である。図３に示す従来の誘導電動機の制御装置と同じ構成要素は同一符号で示してあり、その説明は重複するので省略する。
【００３６】
図１中の３１は、補正値保持器であり、Δ結線用データ保持部とＹ結線用データ保持部から成る。制御中の結線がΔ結線の場合でＹ結線の巻線指令が入力された場合、制御中に同定した補正励磁インダクタンスおよび補正二次抵抗値（以降同定パラメータと記す）をΔ結線用データ保持部に同定パラメータを保存する。（図中の太線の矢印は複数のデータであることを示す。）補正値切替器３２は、Ｙ結線用の同定パラメータを前記Ｙ結線データ保持部より取り出す。次に、前記Ｙ結線データ保持部より取り出した補正二次抵抗値をコントローラ内で想定した二次抵抗値３３と置き換える。さらに前記Ｙ結線データ保持部より取り出した前記補正励磁インダクタンスを前記磁束密度指令φ*の値をアドレスとするデータテーブル２４の初期データとして書き換える。同様に制御中の結線がＹ結線の場合にΔ結線の巻線切替指令が入力されると、同定パラメータをＹ結線用データ保持部に同定パラメータを保存し、補正値切替器３２が、Δ結線用の同定パラメータを前記Δ結線データ保持部より取り出す。前記Δ結線データ保持部より取り出した補正二次抵抗値をコントローラ内で想定した二次抵抗値３３と置き換え、前記Ｙ結線データ保持部より取り出した前記補正励磁インダクタンスを前記磁束密度指令φ*の値をアドレスとするデータテーブル２４の初期データとして書き換える。
【００３７】
図２に本発明に係わるシーケンスのフローを示す。ステップ(S1)で前記巻線切替指令が入力されたかどうか判断し、入力されない場合ステップ(S3)に進み制御用パラメータの変更をしない。ステップ(S1)で巻線切替指令が入力された場合ステップ(2)に進みΔ結線指令であるか判断する。ステップ(S2)でΔ結線指令の場合、ステップ(S4)に進みＹ結線用同定パラメータを前記Ｙ結線用データ保持部に書き込む。次にステップ(S6)に進みΔ結線用パラメータをメモリーよりリードし前記制御パラメータをリードした前記Δ結線用パラメータに変更する。次にステップ(S8)に進み前記Δ結線用データ保持部より前記同定パラメータをリードし制御用パラメータを変更する。ステップ(S2)でＹ結線指令の場合、ステップ(S5)に進みΔ結線用同定パラメータを前記Δ結線用データ保持部に書き込む。次にステップ(S7)に進みＹ結線用パラメータをメモリーよりリードし前記制御パラメータをリードした前記Ｙ結線用パラメータに変更する。次にステップ(S9)に進み前記Ｙ結線用データ保持部より前記同定パラメータをリードし制御用パラメータを変更する。
【００３８】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明において誘導電動機内部の励磁電流およびトルク電流は、それぞれ独立にフィードバック制御されており、その制御に用いられるパラメータの励磁インダクタンスＭ、二次抵抗ｒ2は正確な値を制御に用いることができる。特に巻線切替用誘導電動機において、結線を切替えた直後でも正確な補正二次抵抗値および補正励磁インダクタンスを用いることができる。
【００３９】
その結果、結線が切替わった直後でも、常に精度良く所望の出力トルクを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による誘導電動機の制御装置の一実施形態のブロック図である。
【図２】 本発明による誘導電動機の制御装置の電気的定数入れ替えシーケンスのフローチャートである。
【図３】 従来の誘導電動機の制御装置のブロック図である。
【図４】 誘導電動機の等価回路図である。
【図５】 ｄｑ軸電圧指令算出部の内部ブロック図である。
【図６】 従来の誘導電動機の制御装置の電気的定数入れ替えシーケンスのフローチャートである。
【符号の説明】
１、１３、１７、１８、２０ 変換器、２，７ 除算器、３ 二相三相変換器、４ ｄｑ軸電圧指令算出部、６ 電流検出器、８，１４，１９乗算器、９ 三相二相変換器、１０ 二相正弦波発生器、１１,１５ 減算器、１２，１６，２１，２５ 増幅器、２２ コンパレータ、２３ スイッチ、２４ データテーブル、２６ インバータ、２７ 直流電源、２８ 誘導電動機、２９ 位置検出器、３０ 微分器、３１ 補正値保持器、３２ 補正値切替器、３３ コントローラ内で想定した二次抵抗値、３４ 二次抵抗補正手段。
Claims (1)
- 直流電流から変換された三相交流電流によって駆動される誘導電動機の制御装置であって、トルク指令と磁束密度指令の二相指令を前記誘導電動機の１次電流を制御するための三相電圧指令に変換し、前記誘導電動機の三相の１次電流検出値をトルク電流検出値と励磁電流検出値の二相の検出値に変換し、フィードバック制御を行う巻線切替可能な誘導電動機の制御装置において、前記磁束密度指令と、励磁インダクタンス補正値によって補正され同定された補正励磁インダクタンスとに基づき励磁電流指令値を算出する励磁電流指令発生手段と、
前記励磁電流指令と前記励磁電流検出値に基づき励磁電流誤差を算出し、該励磁電流誤差に基づき、励磁電流と同相の励磁電流同相電圧指令を算出するｄ軸電圧指令算出手段と、
前記トルク指令と前記磁束密度指令に基づきトルク電流指令を算出するトルク電流指令発生手段と、
前記トルク電流指令と前記トルク電流検出値に基づきトルク電流誤差を算出し、該トルク電流誤差に基づき、トルク電流と同相のトルク電流同相電圧指令を算出するｑ軸電圧指令算出手段と、
二次抵抗補正値によって補正され同定された補正二次抵抗値と前記トルク電流指令および前記磁束密度指令とに基づきすべり角周波数を算出するすべり角周波数算出手段と、
前記すべり角周波数と実際の誘導電動機の回転角周波数に基づき角周波数指令を算出する角周波数指令算出手段と、
前記励磁電流同相電圧指令および前記トルク電流同相電圧指令と、前記角周波数指令とに基づき誘導電動機に印加する三相電圧指令を算出する三相電圧指令発生手段と、
Ｙ結線用の前記補正励磁インダクタンス及び前記補正二次抵抗値を保持するＹ結線用データ保持部と、Δ結線用の前記補正励磁インダクタンス及び前記補正二次抵抗値を保持するΔ結線用データ保持部と、を備える補正値保持手段と、
結線方法を切り替えるための巻線切替指令に基づき前記保持手段によって保持された前記補正励磁インダクタンスと、前記補正二次抵抗値を切り替える補正値切替手段であって、Ｙ結線をΔ結線に切り替える巻線切替指令が入力されると、使用しているＹ結線用の補正励磁インダクタンス及び二次抵抗補正値を前記Ｙ結線用データ保持部に書き込み、前記Δ結線用データ保持部に書き込まれたΔ結線用の補正励磁インダクタンス及び二次抵抗補正値をリードし、また、Δ結線をＹ結線に切り替える巻線切替指令が入力されると、使用しているΔ結線用の補正励磁インダクタンス及び二次抵抗補正値を前記Δ結線用データ保持部に書き込み、前記Ｙ結線用データ保持部に書き込まれたＹ結線用の補正励磁インダクタンス及び二次抵抗補正値をリードする補正値切替手段と、
を有することを特徴とする誘導電動機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21667897A JP3655060B2 (ja) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | 誘導電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21667897A JP3655060B2 (ja) | 1997-08-11 | 1997-08-11 | 誘導電動機の制御装置 |
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