JPH01107692A - 誘導電動機のベクトル制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は誘導電動機のベクトル制御装置に関する。

Ｂ、発明の概要 本発明は、誘導電動機のベクトル制御装置において、 鉄損分電流も含めて二次磁束と二次電流を直交させるこ
とにより、 トルク誤差を少なくしたものである。

Ｃ１従来の技術 誘導電動機のベクトル＃脚装置では、電動機の一次電流
を励磁電流と二次電流に分けて制御し、二次磁束と二次
電流ベクトルを常に直交させることで直流機と同等の応
答性を得ようとする。

また、ベクトル制御方式において、二次磁束分と二次電
流分との間の互いの干渉分をキャンセルすることで応答
性及び精度を一層向上させる方式も提案されている（例
えば、特開昭５９−１６５９８２号公報）。

このようなベクトル制御において、その基礎となる電圧
方程式は、誘導電動機を電気角速度ωで回転するｄ−ｑ
二軸で表わすと次の（１）式になり、トルクＴは（２）
式になる。

但し、 Ｖ、ｄ、Ｖ、ｑ　：　ｄ軸とｑ軸の一次電圧ｆｅｄ、ｉ
＋ｑ：ｄ軸とｑ軸の一次電流ｉ、ｄ、ｔｔｑ：ｄ軸とｑ
軸の二次電流Ｒ，，Ｒ１ニー次、二次抵抗 Ｌ＋、Ｌｔ　　　ニー次、二次インダクタンスＭ　ニー
次と二次の相互インダクタンスＰ　　：ｄ／ｄｔ ωｓ：すべり周波数 Ｋ　：定数 上述の方程式において、ベクトル制御にはｑ軸を二次電
流、ｄ軸を磁束軸となるようにし、非干渉制御には励磁
電流指令ｉ。′とトルク電流指令ｉｔ”から−次電圧Ｖ
、ｄ、Ｖ＋Ｑを求めるのに二次磁束と二次電流の間の相
互干渉分を補償する。

第２図は従来の非干渉ベクトル制御装置を示す。

電圧形ＰＷＭインバータｌは相電圧ｅａ″、ｅｂ”。

ｅｃ”による出力周波数及び電圧に制御されて誘導電動
機２を駆動し、電動機２の回転子角速度ωｒがピックア
ップ３で検出され、この角速度ωｒは速度指令ω１と比
較されて速度制御増幅器４にトルク電流指令１丁″とし
て取り出される。すべり周波数演算回路５には励磁電流
指令１０“とトルク電流指令Ｓｒ”とが取り込まれ、二
次時定数で。

とからすべり周波数ωｓが次の（３）式に従って求め、 ｔ　Ｔ’ ω５＝７７　　　（３） τ　！１０ さらにすべり周波数ωｓをωｒと加算して電源角周波数
ω。を求める。そして、三角関数発生回路６では電源角
周波数ω。を持つ正弦と余弦の交流信号ＳＩＮ　ωｏｔ
とＣＯ８ω。ｔを発生する。演算回路７は励磁電流指＊
ｉｏ”とトルク電流指令ｆｙ”とから非干渉演算として
ｄ−ｑ軸の電圧信号Ｖ１ｄ、ｖ、ｑを求め、さらに固定
二軸座標での一次電圧Ｖ１ｄ、ｖ、ｑを求める。これら
−次電圧は２相／３相変換回路８によって２相／３相変
換して３相電圧ｅａ’、ｅｂ″、ｅｃ’を得、この信号
と三角波発生回路９による三角波とでインバータ１によ
るＰＷＭ制御がなされる。

Ｄ３発明が解決しようとする問題点 従来の非干渉ベクトル制御装置においては、誘導電動機
に内在する鉄損によってトルク変動等を起こす問題があ
った。これを以下に詳細に説明する。

第２図の構成において、電動機２に流れる電流関係は第
３図（ａ）に示すようになり、励磁電流１ｏとトルク電
流■７を直交させるも鉄損分電流Ｉｏ’がトルク電流■
７軸に含まれ、所期の一次電流制御が得られない。また
、第３図（ｂ）に示すように駆動領域での一次電流制御
に対して制動領域での一次電流制御′が小さくなってし
まう。このため駆動領域では所期の一次電流制御を得る
よう設定するも実際のトルクは小さめになるし、制動領
域では実際のトルクが大きめになる。

Ｅ６問題点を解決するための手段 本°発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、誘導電
動機の磁束軸−吹型流値１１ｑとこれに直交するトルク
軸−吹型流値ｉ、ｄ及びすべり周波数ωｓが次式 ％式％ ＩＴ二トルク電流設定値 ■ｏ′：鉄損分電流 Ｒ２：二　　次　　抵　　抗 Ｓ　　：すべり［＝（ω。−ωｒ）／ω。コｒｍ：鉄　
　損　　抵　　抗 り、コニ次インダクタンス Ｍ　；相互インダクタンス になるよう制御する手段を備える。

Ｆ０作用 面述の（１）式において、鉄損を導入した電圧方程式は
次の（５）式で示すようになる。

この電圧方程式から二次磁束と二次電流が直交する条件
を求めると、前記（４）式になり、この電流ｉ、ｑ、ｉ
、ｄを有しかつすべり周波数ωｓになるようインバータ
出力電流制御、又は該電流から変換した電圧Ｖｌｄ、Ｖ
＋Ｑになるよう制御することで鉄損分の影響を無くす。

Ｇ、実施例 第°１図は本発明の一実施例を示す装置構成図を示し、
電動機の一次電流制御による場合である。

同図において、第２図と同じ機能を有するものは同一符
号で示す。すべり周波数演算回路１１は前述の（４）式
中のすべり周波数ωｓをトルク電流　　。

指令値ＩＴｇ、励磁電流指令値■。′、電電源角周波数
００目 める。鉄損電流演算回路１２は鉄損分電流１０′を鉄損
抵抗ｒｍから次の（６）式 ％式％（６） によって求める。なお、抵抗ｒｍは固定値として示すが
、この抵抗ｒｍが周波数の関数であるため、より正確に
するには演算によって求めることができる。

電流指令演算回路１３は、トルク電流指令ＩＴ“と鉄損
分電流■。′を加算したトルク電流指令ＩＴ’と、励磁
電流指令１．”と、すべり周波数ωｓ１回転子角周波数
ωｒから を求め、これらから各相電流指令ｉａ”、ｉｂ”。

Ｃ１ １ａ″＝Ｊ２１１１ｓ　ｉｎ（ωｏｔ＋φ）ｉ　ｂ”＝
１２１１．Ｉｓ　ｉｎ（ω、１＋φ−丁π）ｉ　ｃ”＝
Ｊ２１１　ｉｓ　ｉ　ｎ（ωｏｔ＋φ十丁π）を求める
。これら電流指令は電流制御増幅器１４によってインバ
ーターの出力電流との比較による該インバータｌの出力
電流フィードバック制御がなされる。

なお、上述の実施例では電流基準＋１．１．φによるベ
クトル演算を行う場合を示したが、本発明はこれに限定
されることなく、電圧Ｖ１ｄ、Ｖ＋Ｑによるベクトル演
算を行うことで同等の作用効果を得ることができる。

Ｈ０発明の効果 以上のとおり、本発明によれば、鉄損分電流も含めた非
干渉制御を行うようにしたため、鉄損分に因る磁束とト
ルク電流の干渉を完全に無くした非干渉制御になるし、
駆動と回生での実トルクの誤差を無くした高精度トルク
制御ができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す装置構成図、第２図は
従来のベクトル制御装置構成図、第３図は従来の電流関
係を示すベクトル図である。 １・・・インバータ、２・・・誘導電動機、４・・・速
度制御増幅器、１１・・・すべり周波数演算回路、１２
・・・鉄損電流演算回路、１３・・・電流指令演算回路
、１４・・・電流制御増幅器。 ｅ 来 騙　　　　　　　　〜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 誘導電動機の磁束軸一次電流値ｉ＿１ｑとこれに直交す
   るトルク軸一次電流値ｉ＿１ｄ及びすべり周波数ωｓが
   次式 ｉ＿１ｑ＝Ｉ＿Ｏ（一定） ｉ＿１ｄ＝−（Ｉ＿Ｔ＋Ｉ＿Ｏ′） ωｓ＝［（Ｒ＿２＋Ｓｒｍ）／Ｌ＿２］・（Ｉ＿Ｔ／Ｉ
   ＿Ｏ）−（Ｓｒｍ／Ｍ）［（Ｉ＿Ｔ＋Ｉ＿Ｏ′／Ｉ＿Ｏ
   ）］ 但し、Ｉ＿Ｏ：励磁電流設定値 Ｉ＿Ｔ：トルク電流設定値 Ｉ＿Ｏ′：鉄損分電流 Ｒ＿２：二次抵抗 Ｓ：すべり ｒｍ：鉄損抵抗 Ｌ＿２：二次インダクタンス Ｍ：相互インダクタンス になるよう制御する手段を備えたことを特徴とする誘導
   電動機のベクトル制御装置。