JPH02219489A - 誘導電動機のベクトル制御方法 - Google Patents
誘導電動機のベクトル制御方法Info
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- JPH02219489A JPH02219489A JP1039704A JP3970489A JPH02219489A JP H02219489 A JPH02219489 A JP H02219489A JP 1039704 A JP1039704 A JP 1039704A JP 3970489 A JP3970489 A JP 3970489A JP H02219489 A JPH02219489 A JP H02219489A
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- Japan
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- induction motor
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- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 63
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、トルクに寄与しない鉄損電流分を考慮に入
れることで、より精密な制御を行える誘導電動機のベク
トル制御方法に関する。
れることで、より精密な制御を行える誘導電動機のベク
トル制御方法に関する。
第7図はベクトル制御により誘導電動機を可変速制御す
る従来例を示した制御プロンク図である。
る従来例を示した制御プロンク図である。
この第7図において、1は直流電力を3相交流電力に変
換するインバータ、2はこの3相交流電力で可変速運転
する誘導電動機であり、3はこの誘導電動機2に結合し
て、その速度信号を出力する速度検出機であって、たと
えばパルス発振器などが使用される。
換するインバータ、2はこの3相交流電力で可変速運転
する誘導電動機であり、3はこの誘導電動機2に結合し
て、その速度信号を出力する速度検出機であって、たと
えばパルス発振器などが使用される。
誘導電動m2を可変速運転させるために、インバータl
を制21elするヘクトル制御回路は、速度設定器4、
速度調節器5、磁化電流設定器8、ずべり演算器9、積
分器10.3相/2相変換器11、座標回転器12と1
5、電流調節器13と14、および点弧パルス発生器1
6とで構成している。
を制21elするヘクトル制御回路は、速度設定器4、
速度調節器5、磁化電流設定器8、ずべり演算器9、積
分器10.3相/2相変換器11、座標回転器12と1
5、電流調節器13と14、および点弧パルス発生器1
6とで構成している。
速度設定器4で設定する速度目標値ωrと、速度検出器
3で検出する速度実際値ω2とを速度調節器5へ入力す
ると、この速度調節器5は、入力する速度目標値ωrと
速度実際値ω2との偏差を零にするべく調節動作を行い
、その結果としてトルク電流目標1tI lげを出力す
る。
3で検出する速度実際値ω2とを速度調節器5へ入力す
ると、この速度調節器5は、入力する速度目標値ωrと
速度実際値ω2との偏差を零にするべく調節動作を行い
、その結果としてトルク電流目標1tI lげを出力す
る。
誘導電動[2の2次側抵抗と2次側洩れインダクタンス
および励磁インダクタンスをそれぞれR8とL8および
L−とすると、これらの電動機定数と、上記により求め
たトルク電流目標値Itならびに磁化電流設定器8が設
定する磁化電流目標値!、+1とを用いて、当該誘導電
動機2の磁束ベクトルの角速度ωSを、下記(1)式に
より演算することができる。ただしPは微分演算子、K
は比例定数であり、T t = (L x +L m
) / Rzである。
および励磁インダクタンスをそれぞれR8とL8および
L−とすると、これらの電動機定数と、上記により求め
たトルク電流目標値Itならびに磁化電流設定器8が設
定する磁化電流目標値!、+1とを用いて、当該誘導電
動機2の磁束ベクトルの角速度ωSを、下記(1)式に
より演算することができる。ただしPは微分演算子、K
は比例定数であり、T t = (L x +L m
) / Rzである。
1+P ・ T2
この磁束ベクトルの角速度ωSは、定常状態では誘導電
動機2のすべり周波数に相当するものであり、すべり演
算器9は上記(1)式の演算を行い、その演算結果とし
て磁束ベクトルの角速度ωSを出力する。この磁束ベク
トルの角速度ωSと、速度検出器3からの速度実際値ω
8とを積分器10に入力し、当該積分器10においてこ
の両人力の加算演算と、この加算結果の積分演算とを行
うことにより、回転子に対する磁束ベクトルの位相角φ
を得る。
動機2のすべり周波数に相当するものであり、すべり演
算器9は上記(1)式の演算を行い、その演算結果とし
て磁束ベクトルの角速度ωSを出力する。この磁束ベク
トルの角速度ωSと、速度検出器3からの速度実際値ω
8とを積分器10に入力し、当該積分器10においてこ
の両人力の加算演算と、この加算結果の積分演算とを行
うことにより、回転子に対する磁束ベクトルの位相角φ
を得る。
誘導電動機2に流れる3相電流は、3相/2相変換器1
1で、相互に直交するI、と■ρ なる2相電流に変換
したのち、その値を座標回転器12でその座標軸を前述
した位相角φだけ回転することにより、相互に直交して
いる磁化電流実際値■8と、トルク電流実際値I7とを
得ている。
1で、相互に直交するI、と■ρ なる2相電流に変換
したのち、その値を座標回転器12でその座標軸を前述
した位相角φだけ回転することにより、相互に直交して
いる磁化電流実際値■8と、トルク電流実際値I7とを
得ている。
電流調節器13は磁化電流目標値■1と磁化電流実際値
■8とを入力して、この両人力の偏差を零にするべ(調
節動作を行う。また電流調節器14はトルク電流目標値
Iア。とトルク電流実際値1アとを入力して、同様にこ
の両人力の偏差を零にするべくml!l動節を行う。
■8とを入力して、この両人力の偏差を零にするべ(調
節動作を行う。また電流調節器14はトルク電流目標値
Iア。とトルク電流実際値1アとを入力して、同様にこ
の両人力の偏差を零にするべくml!l動節を行う。
これう2k[l(7)tmlHffH13,14(lD
ツレツレ(7)出力は、誘導電動機2の2軸電圧目標値
■Sと■7に相当するものであり、このv、、v、”を
座標回転器15で前述した位相角φだけ回転することに
より、2相の電圧目標値■イ、■ρ1に変換している。
ツレツレ(7)出力は、誘導電動機2の2軸電圧目標値
■Sと■7に相当するものであり、このv、、v、”を
座標回転器15で前述した位相角φだけ回転することに
より、2相の電圧目標値■イ、■ρ1に変換している。
この2相の電圧目標値■よ、■どを点弧パルス発生器1
6に入力し、3相インバータ1をスイッチング動作させ
る点弧パルスが作成される。
6に入力し、3相インバータ1をスイッチング動作させ
る点弧パルスが作成される。
〔発明が解決しようとする課題]
上述したベクトル制御により、誘導電動機2のトルクを
高精度で制御することができるのであるが、このベクト
ル制御は、上述したように誘導電動機のる1束や電流な
どをベクトル量として取扱っており、磁束ベクトルに平
行であって、磁束の発生に寄与する電流成分、すなわち
磁化電流と、この磁化電流に直交して、トルク発生に寄
与する電流成分、すなわちトルク電流とを、それぞれ独
立に制御することで、前述したように高精度のトルク制
御が期待できる。
高精度で制御することができるのであるが、このベクト
ル制御は、上述したように誘導電動機のる1束や電流な
どをベクトル量として取扱っており、磁束ベクトルに平
行であって、磁束の発生に寄与する電流成分、すなわち
磁化電流と、この磁化電流に直交して、トルク発生に寄
与する電流成分、すなわちトルク電流とを、それぞれ独
立に制御することで、前述したように高精度のトルク制
御が期待できる。
しかしながら、従来のベクトル制御では、誘導電動機の
鉄損は僅かであるとして考慮されていない。ところがこ
の鉄を員を無視することで、電動機の所望トルクと実際
に発生するトルクとに誤差を生じることになる。この鉄
損に起因するトルク制御上の誤差は数パーセントに達す
ることもあり、良好なトルク制御精度を要求する張力制
御では、この鉄損の影響を無視するわけにはいかない。
鉄損は僅かであるとして考慮されていない。ところがこ
の鉄を員を無視することで、電動機の所望トルクと実際
に発生するトルクとに誤差を生じることになる。この鉄
損に起因するトルク制御上の誤差は数パーセントに達す
ることもあり、良好なトルク制御精度を要求する張力制
御では、この鉄損の影響を無視するわけにはいかない。
そこで、従来は鉄…を誘導電動機の1次周波数の関数と
して考慮するψとで鉄損補償を行う方法が提案されてい
るが、この1次周波数が零であっても、電動機が回転し
ていれば、この電動機の回転子磁束は交番しているので
、当該回転子において鉄…を生じるので、上述の従来方
法では鉄1員を正確に補償できない不具合があった。
して考慮するψとで鉄損補償を行う方法が提案されてい
るが、この1次周波数が零であっても、電動機が回転し
ていれば、この電動機の回転子磁束は交番しているので
、当該回転子において鉄…を生じるので、上述の従来方
法では鉄1員を正確に補償できない不具合があった。
そこでこの発明の目的は、誘導電動機に発生する鉄…を
考慮したベクトル制御により誘導電動機のトルク制御が
高精度で行うことができるようにしようとするものであ
る。
考慮したベクトル制御により誘導電動機のトルク制御が
高精度で行うことができるようにしようとするものであ
る。
上記の目的を達成するために、この発明のベクトル制御
方法は、誘導電動機に流れる電流を、当該電動機の磁束
と平行な磁化電流成分と、これに直交するトルク電流成
分とに分離し、両電流成分を、それぞれが別個にその電
流実際値を電流目標値に一致させる制御を行う誘導電動
機のベクトル制御方法において、前記誘導電動機の鉄損
電流分を、この電動機の回転速度の関数として求め、こ
の鉄損電流分を前記トルク電流成分目標値に加算し、こ
の加算結果を新たなトルク電流成分目標値にするものと
する。
方法は、誘導電動機に流れる電流を、当該電動機の磁束
と平行な磁化電流成分と、これに直交するトルク電流成
分とに分離し、両電流成分を、それぞれが別個にその電
流実際値を電流目標値に一致させる制御を行う誘導電動
機のベクトル制御方法において、前記誘導電動機の鉄損
電流分を、この電動機の回転速度の関数として求め、こ
の鉄損電流分を前記トルク電流成分目標値に加算し、こ
の加算結果を新たなトルク電流成分目標値にするものと
する。
この発明は、誘導電動機の鉄損特性を関数発生器により
模擬し、これを電流に換算して得た鉄損電流と、従来方
法で得たトルク電流目標値(たとえば第7図に示す従来
例回路における速度調節器5の出力)とを加算すること
で、鉄損骨を考慮に入れた新たなトルク電流目標値を設
定し、トルク電流実際値がこの新たなトルク電流目標値
に一致するように制御することで、高精度なベクトル制
御を実現しようとするものである。
模擬し、これを電流に換算して得た鉄損電流と、従来方
法で得たトルク電流目標値(たとえば第7図に示す従来
例回路における速度調節器5の出力)とを加算すること
で、鉄損骨を考慮に入れた新たなトルク電流目標値を設
定し、トルク電流実際値がこの新たなトルク電流目標値
に一致するように制御することで、高精度なベクトル制
御を実現しようとするものである。
第1図は本発明の実施例をあられした制御ブロック図で
ある。
ある。
この第1図に示しているインバータ1、誘導電動機2、
速度検出器3、速度設定器4、速度調節器5、磁化電流
設定器8、すべり演算器9、積分器1O13相/2相変
換器11.2組の座標回転器12と15.2組の電流調
節器13と14、および点弧パルス発生器16の名称・
用°途・機能は、第7図において既述の従来例回路のも
のと同じであるから、これらの説明は省略する。
速度検出器3、速度設定器4、速度調節器5、磁化電流
設定器8、すべり演算器9、積分器1O13相/2相変
換器11.2組の座標回転器12と15.2組の電流調
節器13と14、および点弧パルス発生器16の名称・
用°途・機能は、第7図において既述の従来例回路のも
のと同じであるから、これらの説明は省略する。
本発明においては、速度検出器3が検出する速度実際器
ω翼と、速度設定器4が設定する速度目標値ω1とを入
力して、この再入力の偏差を零にするべく調節動作を行
う速度調節器5は、準トルク電流指令値■7゜ を出力
し、これをすべり演算器9と加算器7とに与える。
ω翼と、速度設定器4が設定する速度目標値ω1とを入
力して、この再入力の偏差を零にするべく調節動作を行
う速度調節器5は、準トルク電流指令値■7゜ を出力
し、これをすべり演算器9と加算器7とに与える。
鉄損電流設定器6が出力する鉄を負電流設定値1゜。と
、上述の準トルク電流指令値ITOとを、加算器7にお
いて加算演算した結果がトルク電流指令値!?であり、
電流調節器14において、トルク電流実際値1.をこの
トルク電流指令値Iげに一致させる調節動作が行われる
のは、第7図で既述の従来例回路の場合と同じである。
、上述の準トルク電流指令値ITOとを、加算器7にお
いて加算演算した結果がトルク電流指令値!?であり、
電流調節器14において、トルク電流実際値1.をこの
トルク電流指令値Iげに一致させる調節動作が行われる
のは、第7図で既述の従来例回路の場合と同じである。
■相の磁束をψとすると、この中は下記の(2)式%式
% 一般に鉄…は(2)弐に示す磁束ψの変化に起因して生
じるので、その値は(2)式の微分値、すなわち下記に
示す(3)式に依存することとなる。
% 一般に鉄…は(2)弐に示す磁束ψの変化に起因して生
じるので、その値は(2)式の微分値、すなわち下記に
示す(3)式に依存することとなる。
i
ここでωが両極性の場合は、鉄損電流の極性も変化する
。
。
第2図は第1図に示した実施例回路に使用している鉄損
電流設定器の構成をあられしたブロック図であって、こ
のブロック図により(3)式の演算を行う。この第2図
において、ω、は誘導電動機2の1次側に印加される交
流の周波数に対応した角速度であり、関数発生器21と
22、および乗算器23とにより、電動機固定子の鉄損
電流が、またω2は電動機速度を表しているので、関数
発生器24と25、および乗算器26とにより、電動機
回転子の鉄損電流がそれぞれ求まる。よってこの両者を
加算器27において加算することにより、鉄損電流設定
値■。“を求めることができる。
電流設定器の構成をあられしたブロック図であって、こ
のブロック図により(3)式の演算を行う。この第2図
において、ω、は誘導電動機2の1次側に印加される交
流の周波数に対応した角速度であり、関数発生器21と
22、および乗算器23とにより、電動機固定子の鉄損
電流が、またω2は電動機速度を表しているので、関数
発生器24と25、および乗算器26とにより、電動機
回転子の鉄損電流がそれぞれ求まる。よってこの両者を
加算器27において加算することにより、鉄損電流設定
値■。“を求めることができる。
第3図は第2図に示す鉄損電流設定器を簡単な構成にし
てあられしたブロック図であって、関数発生器31にω
1+ω8を入力し、関数発生器32にψを入力し、両開
数発生器31と32の出力を乗算器33において乗算す
ることにより、鉄損電流設定器1 %を求めている。
てあられしたブロック図であって、関数発生器31にω
1+ω8を入力し、関数発生器32にψを入力し、両開
数発生器31と32の出力を乗算器33において乗算す
ることにより、鉄損電流設定器1 %を求めている。
第4図は第2図に示す鉄を員電流設定器を別の簡単な構
成にしてあられしたブロック図であって、関数発生器4
1には電動機速度実際値ω2のみを入力することで、ψ
を入力する関数発生器42と、これらの乗算演算を乗算
器434手おいて行うものである。
成にしてあられしたブロック図であって、関数発生器4
1には電動機速度実際値ω2のみを入力することで、ψ
を入力する関数発生器42と、これらの乗算演算を乗算
器434手おいて行うものである。
第5図はω、あるいはω2を人力する関数発生器の出力
特性の例を示したグラフであり、第6図はψを入力する
関数発生器の出力特性の例を示したグラフである。
特性の例を示したグラフであり、第6図はψを入力する
関数発生器の出力特性の例を示したグラフである。
すなわち、第2図に図示の関数発生器21と24、第3
図に図示の関数発生器31、および第4図に図示、の関
数発生器41の特性が第5図に示されており、第2図に
図示の関数発生器22と25、第3図に図示の関数発生
器32、および第4図に図示の関数発生器42の特性が
第6図に示されている。
図に図示の関数発生器31、および第4図に図示、の関
数発生器41の特性が第5図に示されており、第2図に
図示の関数発生器22と25、第3図に図示の関数発生
器32、および第4図に図示の関数発生器42の特性が
第6図に示されている。
この発明によれば、誘導電動機に流れる電流を、当該電
動機の磁束と平行な磁化電流成分と、これに直交するト
ルク電流成分とに分解し、これら両電流成分を独立して
制御することにより、高精度な制御を行うことができる
誘導電動機のベクトル制御方法において、鉄損電流を電
動機速度の関数として求める回路を設け、このようにし
て得た鉄損電流設定値とトルク電流指令値に加算したも
のを、新たなトルク電流指令値とし、トルク電流実際値
をこの新たなトルク電流指令値に一致するように制御す
る。その結果、トルク発生に寄与しない鉄用電流分を考
慮に入れた制御になることから、トルク制御の精度を大
きく向上できる効果が得られる。
動機の磁束と平行な磁化電流成分と、これに直交するト
ルク電流成分とに分解し、これら両電流成分を独立して
制御することにより、高精度な制御を行うことができる
誘導電動機のベクトル制御方法において、鉄損電流を電
動機速度の関数として求める回路を設け、このようにし
て得た鉄損電流設定値とトルク電流指令値に加算したも
のを、新たなトルク電流指令値とし、トルク電流実際値
をこの新たなトルク電流指令値に一致するように制御す
る。その結果、トルク発生に寄与しない鉄用電流分を考
慮に入れた制御になることから、トルク制御の精度を大
きく向上できる効果が得られる。
第1図は本発明の実施例をあられした制御ブロック図、
第2図は第1図に示した実施例回路に使用している鉄損
電流設定器の構成をあられしたブロン・り図、第3図は
第2図に示す鉄損電流設定器を簡単な構成にしてあられ
したブロック図、第4図は第2図に示す鉄損電流設定器
を別の簡単な構成にしてあられしたブロック図、第5図
はω1 あるいはω意を入力する関数発生器の出力特性
の例を示したグラフ、第6図はψを入力する関数発生器
の出力特性の例を示したグラフであり、第7図はベクト
ル制御により誘導電動機を可変速制御する従来例を示し
た制御ブロック図である。 l・・・インバータ、2・・・誘導電動機、3・・・速
度検出器、4・・・速度設定器、5・・・速度調節器、
6・・・鉄損電流設定器、7.27・・・加算器、8・
・・磁化電流設定器、9・・・すべり演算器、lO・・
・積分器、11・・・3相/2相変換器、12.15・
・・座標回転器、13.14・・・電流調節器、16・
・・点弧パルス発生器、21.22.2425、31.
32.41.42・・・関数発生器、23.26.33
゜あ 2 図 篤 3 閉 第 4 閏 篤 図 第 図
第2図は第1図に示した実施例回路に使用している鉄損
電流設定器の構成をあられしたブロン・り図、第3図は
第2図に示す鉄損電流設定器を簡単な構成にしてあられ
したブロック図、第4図は第2図に示す鉄損電流設定器
を別の簡単な構成にしてあられしたブロック図、第5図
はω1 あるいはω意を入力する関数発生器の出力特性
の例を示したグラフ、第6図はψを入力する関数発生器
の出力特性の例を示したグラフであり、第7図はベクト
ル制御により誘導電動機を可変速制御する従来例を示し
た制御ブロック図である。 l・・・インバータ、2・・・誘導電動機、3・・・速
度検出器、4・・・速度設定器、5・・・速度調節器、
6・・・鉄損電流設定器、7.27・・・加算器、8・
・・磁化電流設定器、9・・・すべり演算器、lO・・
・積分器、11・・・3相/2相変換器、12.15・
・・座標回転器、13.14・・・電流調節器、16・
・・点弧パルス発生器、21.22.2425、31.
32.41.42・・・関数発生器、23.26.33
゜あ 2 図 篤 3 閉 第 4 閏 篤 図 第 図
Claims (1)
- 1)誘導電動機に流れる電流を、当該電動機の磁束と平
行な磁化電流成分と、これに直交するトルク電流成分と
に分離し、両電流成分を、それぞれが別個にその電流実
際値を電流目標値に一致させる制御を行う誘導電動機の
ベクトル制御方法において、前記誘導電動機の鉄損電流
分を、この電動機の回転速度の関数として求め、この鉄
損電流分を前記トルク電流成分目標値に加算し、この加
算結果を新たなトルク電流成分目標値にすることを特徴
とする誘導電動機のベクトル制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1039704A JPH02219489A (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 誘導電動機のベクトル制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1039704A JPH02219489A (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 誘導電動機のベクトル制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02219489A true JPH02219489A (ja) | 1990-09-03 |
Family
ID=12560398
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1039704A Pending JPH02219489A (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 誘導電動機のベクトル制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02219489A (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01107692A (ja) * | 1987-10-19 | 1989-04-25 | Meidensha Corp | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
JPH02142379A (ja) * | 1988-11-18 | 1990-05-31 | Hitachi Ltd | 誘導電動機の速度制御装置 |
-
1989
- 1989-02-20 JP JP1039704A patent/JPH02219489A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01107692A (ja) * | 1987-10-19 | 1989-04-25 | Meidensha Corp | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
JPH02142379A (ja) * | 1988-11-18 | 1990-05-31 | Hitachi Ltd | 誘導電動機の速度制御装置 |
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