JPH06165559A - 交流電動機の制御方法および装置 - Google Patents
交流電動機の制御方法および装置Info
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- JPH06165559A JPH06165559A JP43A JP31363692A JPH06165559A JP H06165559 A JPH06165559 A JP H06165559A JP 43 A JP43 A JP 43A JP 31363692 A JP31363692 A JP 31363692A JP H06165559 A JPH06165559 A JP H06165559A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 交流電動機の運転周波数が高い場合に、前記
オフセット電圧が外乱として加わっても、応答性に優れ
た精度の良い電流制御を行なうことができる交流電動機
の制御方法および装置を提供することを目的とする。 【構成】 制御系へフィードバックされた交流量を当該
制御系で直流量に座標変換して制御諸量を演算し、演算
結果を交流量に座標変換してこれを指令値として交流電
動機を制御し、フィードバックされる交流量を当該交流
量の基準値と比較してオフセット分を検出し、この検出
値に対応する値で上記指令値を補正することを特徴とす
る。
オフセット電圧が外乱として加わっても、応答性に優れ
た精度の良い電流制御を行なうことができる交流電動機
の制御方法および装置を提供することを目的とする。 【構成】 制御系へフィードバックされた交流量を当該
制御系で直流量に座標変換して制御諸量を演算し、演算
結果を交流量に座標変換してこれを指令値として交流電
動機を制御し、フィードバックされる交流量を当該交流
量の基準値と比較してオフセット分を検出し、この検出
値に対応する値で上記指令値を補正することを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、交流電動機の制御方法
および装置に関する。
および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】誘導電動機の制御方法としては、従来、
例えば、特開昭５７−１９９４８９号公報に記載された
ものがある。
例えば、特開昭５７−１９９４８９号公報に記載された
ものがある。
【０００３】当該方法は、ベクトル制御を行なうもので
ある。ベクトル制御は誘導電動機の一次電流を当該誘導
電動機の磁束軸成分と同じ方向の励磁電流成分とこの磁
束軸と直交する方向のトルク電流成分とに分解し、この
トルク電流成分（トルク電流）を制御するもので、当該
トルク電流を瞬時に制御可能であるので、精度のよい、
しかも応答性にすぐれた電動機制御を行なうことができ
る利点があるが、電動機の運転周波数が高くなると、電
流制御系の応答遅れが無視できなくなるという問題があ
る。
ある。ベクトル制御は誘導電動機の一次電流を当該誘導
電動機の磁束軸成分と同じ方向の励磁電流成分とこの磁
束軸と直交する方向のトルク電流成分とに分解し、この
トルク電流成分（トルク電流）を制御するもので、当該
トルク電流を瞬時に制御可能であるので、精度のよい、
しかも応答性にすぐれた電動機制御を行なうことができ
る利点があるが、電動機の運転周波数が高くなると、電
流制御系の応答遅れが無視できなくなるという問題があ
る。
【０００４】上記特開昭５７−１９９４８９号公報に記
載の方法はこの問題を解消するためになされたもので、
以下に、図４に基づきこれを説明する。
載の方法はこの問題を解消するためになされたもので、
以下に、図４に基づきこれを説明する。
【０００５】図３において、１は交流電源、２は電力変
換器（インバータ）、３は誘導電動機、４は誘導電動機
３の速度Ｎを検出する速度検出器、５は速度指令器であ
る。速度指令器５は速度指令値Ｎ* を出力する。６は速
度制御器であって、速度指令値Ｎ* と実際速度Ｎとの偏
差に応じた信号を出力し、当該出力はトルク電流指令値
Ｉt * となる。７はすべり周波数指令値ｆS * を出力す
るすべり周波数演算回路、８は誘導電動機３の一次周波
数指令値ｆ1 * を出力する加算器、９は励磁電流指令器
である。励磁電流指令器９は上記励磁電流指令値Ｉm *
を出力する。
換器（インバータ）、３は誘導電動機、４は誘導電動機
３の速度Ｎを検出する速度検出器、５は速度指令器であ
る。速度指令器５は速度指令値Ｎ* を出力する。６は速
度制御器であって、速度指令値Ｎ* と実際速度Ｎとの偏
差に応じた信号を出力し、当該出力はトルク電流指令値
Ｉt * となる。７はすべり周波数指令値ｆS * を出力す
るすべり周波数演算回路、８は誘導電動機３の一次周波
数指令値ｆ1 * を出力する加算器、９は励磁電流指令器
である。励磁電流指令器９は上記励磁電流指令値Ｉm *
を出力する。
【０００６】１０は発振器であって、周波数ｆ1 の正弦
波信号を発生する。１１は電流成分演算回路であって、
フィードバックされた一次電流ｉから実際の励磁電流Ｉ
m とトルク電流Ｉt を直流信号として検出する。１２は
第１の電流制御回路であって、上記Ｉm * とＩm との偏
差に基づき磁束軸と同一方向成分の電圧指令値Ｖm *を
出力する。１３は第２の電流制御回路であって、上記Ｉ
t * とＩt との偏差に基づき誘導電動機３の磁束軸と直
交する成分の電圧指令値Ｖt * を出力する。１４は電圧
指令演算回路であって、瞬時電圧指令値ｖ1 * を出力す
る。
波信号を発生する。１１は電流成分演算回路であって、
フィードバックされた一次電流ｉから実際の励磁電流Ｉ
m とトルク電流Ｉt を直流信号として検出する。１２は
第１の電流制御回路であって、上記Ｉm * とＩm との偏
差に基づき磁束軸と同一方向成分の電圧指令値Ｖm *を
出力する。１３は第２の電流制御回路であって、上記Ｉ
t * とＩt との偏差に基づき誘導電動機３の磁束軸と直
交する成分の電圧指令値Ｖt * を出力する。１４は電圧
指令演算回路であって、瞬時電圧指令値ｖ1 * を出力す
る。
【０００７】この例では、一次電流の電流成分（トルク
電流Ｉt と励磁電流Ｉm ）を直流量として検出し、電流
制御回路１２、１３が直流信号で演算し、最終的に交流
電流の制御を行なうようにしており、電流制御回路１
２、１３は直流信号を扱うので、運転周波数には関係が
なく、前記応答遅れの問題が解消される。
電流Ｉt と励磁電流Ｉm ）を直流量として検出し、電流
制御回路１２、１３が直流信号で演算し、最終的に交流
電流の制御を行なうようにしており、電流制御回路１
２、１３は直流信号を扱うので、運転周波数には関係が
なく、前記応答遅れの問題が解消される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オフセ
ット電圧が外乱として加わった場合には、以下に述べる
問題が発生する。上記オフセット電圧をΔＶとすると、
誘導電動機Ｕ、Ｖ、Ｗ各相の一次電流瞬時値ｉu 、
ｉV 、ｉW は、 ｉu ＝Ｉｓｉｎ（２πｆ1 ｔ＋θ）＋ΔＩu ｉV ＝Ｉｓｉｎ（２πｆ1 ｔ＋θ−２π／３）＋ΔＩV ｉW ＝Ｉｓｉｎ（２πｆ1 ｔ＋θ−４π／３）＋ΔＩW ・・・・・・・（１） ただし、ΔＩu 、ΔＩV 、ΔＩW オフセット電流 また、電流成分演算回路１１が演算するトルク電流
Ｉt 、励磁電流Ｉm は、 Ｉt ＝〔Ｉu ｃｏｓ（２πｆ1 ｔ）＋ＩV ｃｏｓ（２πｆ1 ｔ−２π／３） ＋ＩW ｃｏｓ（２πｆ1 ｔ−４π／３）〕×２／３ ＝Ｉｓｉｎθ＋ΔＩｃｏｓ（２πｆ1 ｔ＋φ）・・・・・・・・・（２） Ｉm ＝〔Ｉu ｓｉｎ（２πｆ1 ｔ）＋ＩV ｓｉｎ（２πｆ1 ｔ−２π／３） ＋ＩW ｓｉｎ（２πｆ1 ｔ−４π／３）〕×２／３ ＝Ｉｃｏｓθ＋ΔＩｓｉｎ（２πｆ1 ｔ＋φ）・・・・・・・・・（３） となる。このように、上記オフセット電圧が加わると、
電流成分演算回路１１で直流量として検出されるトルク
電流Ｉt 、励磁電流Ｉm に、振幅がオフセット電流の大
きさに比例し、電動機運転周波数を持つ交流成分が重畳
されることになる。
ット電圧が外乱として加わった場合には、以下に述べる
問題が発生する。上記オフセット電圧をΔＶとすると、
誘導電動機Ｕ、Ｖ、Ｗ各相の一次電流瞬時値ｉu 、
ｉV 、ｉW は、 ｉu ＝Ｉｓｉｎ（２πｆ1 ｔ＋θ）＋ΔＩu ｉV ＝Ｉｓｉｎ（２πｆ1 ｔ＋θ−２π／３）＋ΔＩV ｉW ＝Ｉｓｉｎ（２πｆ1 ｔ＋θ−４π／３）＋ΔＩW ・・・・・・・（１） ただし、ΔＩu 、ΔＩV 、ΔＩW オフセット電流 また、電流成分演算回路１１が演算するトルク電流
Ｉt 、励磁電流Ｉm は、 Ｉt ＝〔Ｉu ｃｏｓ（２πｆ1 ｔ）＋ＩV ｃｏｓ（２πｆ1 ｔ−２π／３） ＋ＩW ｃｏｓ（２πｆ1 ｔ−４π／３）〕×２／３ ＝Ｉｓｉｎθ＋ΔＩｃｏｓ（２πｆ1 ｔ＋φ）・・・・・・・・・（２） Ｉm ＝〔Ｉu ｓｉｎ（２πｆ1 ｔ）＋ＩV ｓｉｎ（２πｆ1 ｔ−２π／３） ＋ＩW ｓｉｎ（２πｆ1 ｔ−４π／３）〕×２／３ ＝Ｉｃｏｓθ＋ΔＩｓｉｎ（２πｆ1 ｔ＋φ）・・・・・・・・・（３） となる。このように、上記オフセット電圧が加わると、
電流成分演算回路１１で直流量として検出されるトルク
電流Ｉt 、励磁電流Ｉm に、振幅がオフセット電流の大
きさに比例し、電動機運転周波数を持つ交流成分が重畳
されることになる。
【０００９】この結果、電動機の運転周波数が高くなる
と、電流制御系に応答遅れが生じる。このため、電流制
御系の周波数応答特性を電動機の運転周波数に対して充
分高い値に選定しなくてはならなくなる。
と、電流制御系に応答遅れが生じる。このため、電流制
御系の周波数応答特性を電動機の運転周波数に対して充
分高い値に選定しなくてはならなくなる。
【００１０】本発明はこの問題を解消するためになされ
たもので、交流電動機の運転周波数が高い場合に、前記
オフセット電圧が外乱として加わっても、応答性に優れ
た精度の良い電流制御を行なうことができる交流電動機
の制御方法および装置を提供することを目的とする。
たもので、交流電動機の運転周波数が高い場合に、前記
オフセット電圧が外乱として加わっても、応答性に優れ
た精度の良い電流制御を行なうことができる交流電動機
の制御方法および装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、請求項１では、制御系へフィードバックされ
た交流量を当該制御系で直流量に座標変換して制御諸量
を演算し、演算結果を交流量に座標変換してこれを指令
値として交流電動機を制御し、フィードバックされる交
流量を当該交流量の基準値と比較してオフセット分を検
出し、この検出値に対応する値で上記指令値を補正する
構成とした。
するため、請求項１では、制御系へフィードバックされ
た交流量を当該制御系で直流量に座標変換して制御諸量
を演算し、演算結果を交流量に座標変換してこれを指令
値として交流電動機を制御し、フィードバックされる交
流量を当該交流量の基準値と比較してオフセット分を検
出し、この検出値に対応する値で上記指令値を補正する
構成とした。
【００１２】請求項２では、交流電動機の一次電流から
当該交流電動機の磁束軸と同一方向の励磁電流成分とそ
れに直交する方向の有効電流成分を直流量として検出
し、それぞれを別個に制御するベクトル制御方式の制御
装置において、励磁電流指令値と上記励磁電流成分とを
比較する第１の電流制御回路、有効電流指令値と上記有
効電流成分をとを比較する第２の電流制御回路を備える
他、上記一次電流を一次電流指令値と比較する第３の電
流制御回路を備え、上記交流量である一次電流指令値は
上記励磁電流指令値と上記有効電流指令値から生成し、
当該第３の電流制御回路の出力により、上記交流電動機
へ電力を給電する電力変換器の指令値を補正する装置構
成とした。
当該交流電動機の磁束軸と同一方向の励磁電流成分とそ
れに直交する方向の有効電流成分を直流量として検出
し、それぞれを別個に制御するベクトル制御方式の制御
装置において、励磁電流指令値と上記励磁電流成分とを
比較する第１の電流制御回路、有効電流指令値と上記有
効電流成分をとを比較する第２の電流制御回路を備える
他、上記一次電流を一次電流指令値と比較する第３の電
流制御回路を備え、上記交流量である一次電流指令値は
上記励磁電流指令値と上記有効電流指令値から生成し、
当該第３の電流制御回路の出力により、上記交流電動機
へ電力を給電する電力変換器の指令値を補正する装置構
成とした。
【００１３】
【作用】本発明では、前記したオフセットが発生した場
合、回転座標系では、当該オフセットは、第１の電流制
御回路と第２の電流制御回路に対しては交流成分となる
ので、応答の遅れが発生するが、第３の電流制御回路に
対しては直流量となるから、上記応答遅れの間に速やか
に応答する。
合、回転座標系では、当該オフセットは、第１の電流制
御回路と第２の電流制御回路に対しては交流成分となる
ので、応答の遅れが発生するが、第３の電流制御回路に
対しては直流量となるから、上記応答遅れの間に速やか
に応答する。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の１実施例を図面を参照して説
明する。
明する。
【００１５】図１は本発明の基本思想を説明するための
図である。交流電動機２０の一次電流ｉ（ｉu 、ｉV 、
ｉW ）はフィードバックされるが、座標変換部３３で、
静止座標系の交流量から回転座標系へ直流量Ｉt および
Ｉm として変換される。Ｉmは交流電動機２０の磁束軸
と同一方向の電流成分、Ｉt は磁束軸と直交する方向の
電流成分である。回転座標系では諸量を直流量として扱
い、ここでは、トルク電流指令値Ｉt * 、励磁電流指令
値Ｉm * 、トルク電流成分Ｉt 、励磁電流成分Ｉm から
上記磁束軸と同じ方向の成分の電圧指令値Ｖm * 、上記
磁束軸と直交する成分の電圧指令値Ｖt * を直流量とし
て演算する。３０は磁束軸位置検出部であって、一次周
波数ｆ1 から磁束軸位置θ1 を演算する。なお、座標変
換部３１から３３は図１に付記した変換式Ｃに従い演算
する。また、図１の「Ｃ-1」は逆変換を示す。
図である。交流電動機２０の一次電流ｉ（ｉu 、ｉV 、
ｉW ）はフィードバックされるが、座標変換部３３で、
静止座標系の交流量から回転座標系へ直流量Ｉt および
Ｉm として変換される。Ｉmは交流電動機２０の磁束軸
と同一方向の電流成分、Ｉt は磁束軸と直交する方向の
電流成分である。回転座標系では諸量を直流量として扱
い、ここでは、トルク電流指令値Ｉt * 、励磁電流指令
値Ｉm * 、トルク電流成分Ｉt 、励磁電流成分Ｉm から
上記磁束軸と同じ方向の成分の電圧指令値Ｖm * 、上記
磁束軸と直交する成分の電圧指令値Ｖt * を直流量とし
て演算する。３０は磁束軸位置検出部であって、一次周
波数ｆ1 から磁束軸位置θ1 を演算する。なお、座標変
換部３１から３３は図１に付記した変換式Ｃに従い演算
する。また、図１の「Ｃ-1」は逆変換を示す。
【００１６】この電圧指令値Ｖm * 、Ｖt * は座標変換
部３１で、瞬時電圧指令値ｖ1 * （ｖu * 、ｖv * ｖw
* ）に変換される。また、電流指令値Ｉm * 、Ｉt * も
座標変換部３２で、瞬時電流指令値ｉ1 * （ｉu * 、ｉ
v * ｉw * ）に変換される。この瞬時電流指令値ｉ1 *
（ｉu * 、ｉv * ｉw * ）と一次電流ｉ（ｉu 、ｉV、
ｉW ）との偏差Δｉ（Δｉu 、ΔｉV 、ΔｉW ）が偏差
増幅器３４（３４u 、３４v 、３４）で演算され、当該
偏差に対応する瞬時電圧値ｖ1 ' （ｖu ' 、ｖv ' ｖw
' ）が検出される。そして、瞬時電圧指令値ｖ1 * （ｖ
u * 、ｖv * ｖw * ）を瞬時電圧値ｖ1 ' で補正した信
号が電力変換器ＩＮＶの電圧指令値となる。
部３１で、瞬時電圧指令値ｖ1 * （ｖu * 、ｖv * ｖw
* ）に変換される。また、電流指令値Ｉm * 、Ｉt * も
座標変換部３２で、瞬時電流指令値ｉ1 * （ｉu * 、ｉ
v * ｉw * ）に変換される。この瞬時電流指令値ｉ1 *
（ｉu * 、ｉv * ｉw * ）と一次電流ｉ（ｉu 、ｉV、
ｉW ）との偏差Δｉ（Δｉu 、ΔｉV 、ΔｉW ）が偏差
増幅器３４（３４u 、３４v 、３４）で演算され、当該
偏差に対応する瞬時電圧値ｖ1 ' （ｖu ' 、ｖv ' ｖw
' ）が検出される。そして、瞬時電圧指令値ｖ1 * （ｖ
u * 、ｖv * ｖw * ）を瞬時電圧値ｖ1 ' で補正した信
号が電力変換器ＩＮＶの電圧指令値となる。
【００１７】すなわち、前記したオフセットが発生した
場合、回転座標系では、当該オフセットは交流成分とな
って直流量に重畳されるので、前記電流制御回路１２、
１３に応答の遅れが発生するが、電流制御回路３４（３
４u 、３４v 、３４）に対しては、直流量となるから、
速やかに応答する。
場合、回転座標系では、当該オフセットは交流成分とな
って直流量に重畳されるので、前記電流制御回路１２、
１３に応答の遅れが発生するが、電流制御回路３４（３
４u 、３４v 、３４）に対しては、直流量となるから、
速やかに応答する。
【００１８】従って、交流電動機２０の運転周波数が高
い場合に、前記オフセット電圧が外乱として加わって
も、応答性に優れた精度のよう電流制御を行なうことが
できる。
い場合に、前記オフセット電圧が外乱として加わって
も、応答性に優れた精度のよう電流制御を行なうことが
できる。
【００１９】図４の装置に本発明を実施した回路の１例
を図２に示す。図において、４０は瞬時電流指令演算回
路、４１は電流制御回路、４２は加算器である。他の構
成要素は図４のものと同じであるので、同一符号を付し
て示してある。
を図２に示す。図において、４０は瞬時電流指令演算回
路、４１は電流制御回路、４２は加算器である。他の構
成要素は図４のものと同じであるので、同一符号を付し
て示してある。
【００２０】瞬時電流指令演算回路４０は、下記の演算
を行なう。
を行なう。
【００２１】 ｉu * ＝Ｉt * ｐd ＋Ｉm ｐa ｉV * ＝Ｉt * ｐe ＋Ｉm ｐb ｉW * ＝Ｉt * ｐf ＋Ｉm ｐc ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４） ｐa ＝ｓｉｎ（２πｆ1 ｔ） ｐb ＝ｓｉｎ（２πｆ1 ｔ−２π／３） ｐc ＝ｓｉｎ（２πｆ1 ｔ−４π／３） ｐd ＝ｃｏｓ（２πｆ1 ｔ） ｐe ＝ｃｏｓ（２πｆ1 ｔ−２π／３） ｐf ＝ｃｏｓ（２πｆ1 ｔ−４π／３）・・・・・・・・・・・・・・（５） 電流制御回路４１は、瞬時電流指令値ｉ1 * （ｉu * 、
ｉv * ｉw * ）と一次電流ｉ（ｉu 、ｉV 、ｉW ）との
偏差に応じた瞬時電圧値ｖ1 ’（ｖu ’、ｖV’、
ｖw ’）を出力する。加算器４２は瞬時電圧指令値ｖ1
* （ｖu * 、ｖv *ｖw * ）に瞬時電圧値ｖ
1 ' （ｖu ’、ｖV ’、ｖw ’）を加算する。
ｉv * ｉw * ）と一次電流ｉ（ｉu 、ｉV 、ｉW ）との
偏差に応じた瞬時電圧値ｖ1 ’（ｖu ’、ｖV’、
ｖw ’）を出力する。加算器４２は瞬時電圧指令値ｖ1
* （ｖu * 、ｖv *ｖw * ）に瞬時電圧値ｖ
1 ' （ｖu ’、ｖV ’、ｖw ’）を加算する。
【００２２】
【発明の効果】本発明は以上説明した通り、フィードバ
ックされる交流量を当該交流量の基準値と比較してオフ
セット分を検出し、この検出値に対応する値で上記指令
値を補正する構成としたから、上記検出値に対応する値
を検出回路は上記オフセット分を直流量として処理する
ことができるので、交流電動機の運転周波数が高くなっ
ても、応答性に優れた精度の良い制御を行なうことがで
きる。
ックされる交流量を当該交流量の基準値と比較してオフ
セット分を検出し、この検出値に対応する値で上記指令
値を補正する構成としたから、上記検出値に対応する値
を検出回路は上記オフセット分を直流量として処理する
ことができるので、交流電動機の運転周波数が高くなっ
ても、応答性に優れた精度の良い制御を行なうことがで
きる。
【図１】本発明の基本思想を説明するためのブロック図
である。
である。
【図２】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図３】従来の誘導電動機の制御装置を示すブロック図
である。
である。
１ 商用電源 ３、２０ 誘導電動機 ５ 速度指令器 ６ 速度制御回路 ７ すべり周波数演算回路 ８ 加算器 ９ 励磁電流指令器 １１ 電流成分演算回路 １２ 第１の電流制御回路 １３ 第２の電流制御回路 １４ 電圧指令演算回路 ３０ 磁束軸位置検出部 ３１〜３３ 座標変換部 ３４（３４u 、３４v 、３４w ） 誤差増幅器 ４０ 瞬時電流指令演算回路 ４１ 第３の電流制御回路
【手続補正書】
【提出日】平成５年１２月２２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 交流電動機の制御方法および装置
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、交流電動機の制御方法
および装置に関する。
および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】誘導電動機の制御方法としては、従来、
例えば、特開昭５７−１９９４８９号公報に記載された
ものがある。
例えば、特開昭５７−１９９４８９号公報に記載された
ものがある。
【０００３】当該方法は、ベクトル制御を行なうもので
ある。ベクトル制御は誘導電動機の一次電流を当該誘導
電動機の磁束軸成分と同じ方向の励磁電流成分とこの磁
束軸と直交する方向のトルク電流成分とに分解し、この
トルク電流成分（トルク電流）を制御するもので、当該
トルク電流を瞬時に制御可能であるので、精度のよい、
しかも応答性にすぐれた電動機制御を行なうことができ
る利点があるが、電動機の運転周波数が高くなると、電
流制御系の応答遅れが無視できなくなるという問題があ
る。
ある。ベクトル制御は誘導電動機の一次電流を当該誘導
電動機の磁束軸成分と同じ方向の励磁電流成分とこの磁
束軸と直交する方向のトルク電流成分とに分解し、この
トルク電流成分（トルク電流）を制御するもので、当該
トルク電流を瞬時に制御可能であるので、精度のよい、
しかも応答性にすぐれた電動機制御を行なうことができ
る利点があるが、電動機の運転周波数が高くなると、電
流制御系の応答遅れが無視できなくなるという問題があ
る。
【０００４】上記特開昭５７−１９９４８９号公報に記
載の方法はこの問題を解消するためになされたもので、
以下に、図３に基づきこれを説明する。
載の方法はこの問題を解消するためになされたもので、
以下に、図３に基づきこれを説明する。
【０００５】図３において、１は交流電源、２は電力変
換器（インバータ）、３は誘導電動機、４は誘導電動機
３の速度Ｎを検出する速度検出器、５は速度指令器であ
る。速度指令器５は速度指令値Ｎ* を出力する。６は速
度制御器であって、速度指令値Ｎ* と実際速度Ｎとの偏
差に応じた信号を出力し、当該出力はトルク電流指令値
Ｉt * となる。７はすべり周波数指令値ｆS * を出力す
るすべり周波数演算回路、８は誘導電動機３の一次周波
数指令値ｆ1 * を出力する加算器、９は励磁電流指令器
である。励磁電流指令器９は上記励磁電流指令値Ｉm *
を出力する。
換器（インバータ）、３は誘導電動機、４は誘導電動機
３の速度Ｎを検出する速度検出器、５は速度指令器であ
る。速度指令器５は速度指令値Ｎ* を出力する。６は速
度制御器であって、速度指令値Ｎ* と実際速度Ｎとの偏
差に応じた信号を出力し、当該出力はトルク電流指令値
Ｉt * となる。７はすべり周波数指令値ｆS * を出力す
るすべり周波数演算回路、８は誘導電動機３の一次周波
数指令値ｆ1 * を出力する加算器、９は励磁電流指令器
である。励磁電流指令器９は上記励磁電流指令値Ｉm *
を出力する。
【０００６】１０は発振器であって、周波数ｆ1 の正弦
波信号を発生する。１１は電流成分演算回路であって、
フィードバックされた一次電流ｉから実際の励磁電流Ｉ
m とトルク電流Ｉt を直流信号として検出する。１２は
第１の電流制御回路であって、上記Ｉm * とＩm との偏
差に基づき磁束軸と同一方向成分の電圧指令値Ｖm *を
出力する。１３は第２の電流制御回路であって、上記Ｉ
t * とＩt との偏差に基づき誘導電動機３の磁束軸と直
交する成分の電圧指令値Ｖt * を出力する。１４は電圧
指令演算回路であって、瞬時電圧指令値ｖ1 * を出力す
る。
波信号を発生する。１１は電流成分演算回路であって、
フィードバックされた一次電流ｉから実際の励磁電流Ｉ
m とトルク電流Ｉt を直流信号として検出する。１２は
第１の電流制御回路であって、上記Ｉm * とＩm との偏
差に基づき磁束軸と同一方向成分の電圧指令値Ｖm *を
出力する。１３は第２の電流制御回路であって、上記Ｉ
t * とＩt との偏差に基づき誘導電動機３の磁束軸と直
交する成分の電圧指令値Ｖt * を出力する。１４は電圧
指令演算回路であって、瞬時電圧指令値ｖ1 * を出力す
る。
【０００７】この例では、一次電流の電流成分（トルク
電流Ｉt と励磁電流Ｉm ）を直流量として検出し、電流
制御回路１２、１３が直流信号で演算し、最終的に交流
電流の制御を行なうようにしており、電流制御回路１
２、１３は直流信号を扱うので、運転周波数には関係が
なく、前記応答遅れの問題が解消される。
電流Ｉt と励磁電流Ｉm ）を直流量として検出し、電流
制御回路１２、１３が直流信号で演算し、最終的に交流
電流の制御を行なうようにしており、電流制御回路１
２、１３は直流信号を扱うので、運転周波数には関係が
なく、前記応答遅れの問題が解消される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、オフセ
ット電圧が外乱として加わった場合には、以下に述べる
問題が発生する。上記オフセット電圧をΔＶとすると、
誘導電動機Ｕ、Ｖ、Ｗ各相の一次電流瞬時値ｉu 、
ｉV 、ｉW は、 ｉu ＝Ｉｓｉｎ（２πｆ1 ｔ＋θ）＋ΔＩu ｉV ＝Ｉｓｉｎ（２πｆ1 ｔ＋θ−２π／３）＋ΔＩV ｉW ＝Ｉｓｉｎ（２πｆ1 ｔ＋θ−４π／３）＋ΔＩW ・・・・・・・（１） ただし、ΔＩu 、ΔＩV 、ΔＩW オフセット電流 また、電流成分演算回路１１が演算するトルク電流
Ｉt 、励磁電流Ｉm は、 Ｉt ＝〔Ｉu ｃｏｓ（２πｆ1 ｔ）＋ＩV ｃｏｓ（２πｆ1 ｔ−２π／３） ＋ＩW ｃｏｓ（２πｆ1 ｔ−４π／３）〕×２／３ ＝Ｉｓｉｎθ＋ΔＩｃｏｓ（２πｆ1 ｔ＋φ）・・・・・・・・・（２） Ｉm ＝〔Ｉu ｓｉｎ（２πｆ1 ｔ）＋ＩV ｓｉｎ（２πｆ1 ｔ−２π／３） ＋ＩW ｓｉｎ（２πｆ1 ｔ−４π／３）〕×２／３ ＝Ｉｃｏｓθ＋ΔＩｓｉｎ（２πｆ1 ｔ＋φ）・・・・・・・・・（３） となる。このように、上記オフセット電圧が加わると、
電流成分演算回路１１で直流量として検出されるトルク
電流Ｉt 、励磁電流Ｉm に、振幅がオフセット電流の大
きさに比例し、電動機運転周波数を持つ交流成分が重畳
されることになる。
ット電圧が外乱として加わった場合には、以下に述べる
問題が発生する。上記オフセット電圧をΔＶとすると、
誘導電動機Ｕ、Ｖ、Ｗ各相の一次電流瞬時値ｉu 、
ｉV 、ｉW は、 ｉu ＝Ｉｓｉｎ（２πｆ1 ｔ＋θ）＋ΔＩu ｉV ＝Ｉｓｉｎ（２πｆ1 ｔ＋θ−２π／３）＋ΔＩV ｉW ＝Ｉｓｉｎ（２πｆ1 ｔ＋θ−４π／３）＋ΔＩW ・・・・・・・（１） ただし、ΔＩu 、ΔＩV 、ΔＩW オフセット電流 また、電流成分演算回路１１が演算するトルク電流
Ｉt 、励磁電流Ｉm は、 Ｉt ＝〔Ｉu ｃｏｓ（２πｆ1 ｔ）＋ＩV ｃｏｓ（２πｆ1 ｔ−２π／３） ＋ＩW ｃｏｓ（２πｆ1 ｔ−４π／３）〕×２／３ ＝Ｉｓｉｎθ＋ΔＩｃｏｓ（２πｆ1 ｔ＋φ）・・・・・・・・・（２） Ｉm ＝〔Ｉu ｓｉｎ（２πｆ1 ｔ）＋ＩV ｓｉｎ（２πｆ1 ｔ−２π／３） ＋ＩW ｓｉｎ（２πｆ1 ｔ−４π／３）〕×２／３ ＝Ｉｃｏｓθ＋ΔＩｓｉｎ（２πｆ1 ｔ＋φ）・・・・・・・・・（３） となる。このように、上記オフセット電圧が加わると、
電流成分演算回路１１で直流量として検出されるトルク
電流Ｉt 、励磁電流Ｉm に、振幅がオフセット電流の大
きさに比例し、電動機運転周波数を持つ交流成分が重畳
されることになる。
【０００９】この結果、電動機の運転周波数が高くなる
と、電流制御系に応答遅れが生じる。このため、電流制
御系の周波数応答特性を電動機の運転周波数に対して充
分高い値に選定しなくてはならなくなる。
と、電流制御系に応答遅れが生じる。このため、電流制
御系の周波数応答特性を電動機の運転周波数に対して充
分高い値に選定しなくてはならなくなる。
【００１０】本発明はこの問題を解消するためになされ
たもので、交流電動機の運転周波数が高い場合に、前記
オフセット電圧が外乱として加わっても、応答性に優れ
た精度の良い電流制御を行なうことができる交流電動機
の制御方法および装置を提供することを目的とする。
たもので、交流電動機の運転周波数が高い場合に、前記
オフセット電圧が外乱として加わっても、応答性に優れ
た精度の良い電流制御を行なうことができる交流電動機
の制御方法および装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、請求項１では、制御系へフィードバックされ
た交流量を当該制御系で直流量に座標変換して制御諸量
を演算し、演算結果を交流量に座標変換してこれを指令
値として交流電動機を制御し、フィードバックされる交
流量を当該交流量の基準値と比較してオフセット分を検
出し、この検出値に対応する値で上記指令値を補正する
構成とした。
するため、請求項１では、制御系へフィードバックされ
た交流量を当該制御系で直流量に座標変換して制御諸量
を演算し、演算結果を交流量に座標変換してこれを指令
値として交流電動機を制御し、フィードバックされる交
流量を当該交流量の基準値と比較してオフセット分を検
出し、この検出値に対応する値で上記指令値を補正する
構成とした。
【００１２】請求項２では、交流電動機の一次電流から
当該交流電動機の磁束軸と同一方向の励磁電流成分とそ
れに直交する方向の有効電流成分を直流量として検出
し、それぞれを別個に制御するベクトル制御方式の制御
装置において、励磁電流指令値と上記励磁電流成分とを
比較する第１の電流制御回路、有効電流指令値と上記有
効電流成分とを比較する第２の電流制御回路を備える
他、上記一次電流を一次電流指令値と比較する第３の電
流制御回路を備え、上記交流量である一次電流指令値は
上記励磁電流指令値と上記有効電流指令値から生成し、
当該第３の電流制御回路の出力により、上記交流電動機
へ電力を給電する電力変換器の指令値を補正する装置構
成とした。
当該交流電動機の磁束軸と同一方向の励磁電流成分とそ
れに直交する方向の有効電流成分を直流量として検出
し、それぞれを別個に制御するベクトル制御方式の制御
装置において、励磁電流指令値と上記励磁電流成分とを
比較する第１の電流制御回路、有効電流指令値と上記有
効電流成分とを比較する第２の電流制御回路を備える
他、上記一次電流を一次電流指令値と比較する第３の電
流制御回路を備え、上記交流量である一次電流指令値は
上記励磁電流指令値と上記有効電流指令値から生成し、
当該第３の電流制御回路の出力により、上記交流電動機
へ電力を給電する電力変換器の指令値を補正する装置構
成とした。
【００１３】
【作用】本発明では、前記したオフセットが発生した場
合、回転座標系では、当該オフセットは、第１の電流制
御回路と第２の電流制御回路に対しては交流成分となる
ので、応答の遅れが発生するが、第３の電流制御回路に
対しては直流量となるから、上記応答遅れの間に速やか
に応答する。
合、回転座標系では、当該オフセットは、第１の電流制
御回路と第２の電流制御回路に対しては交流成分となる
ので、応答の遅れが発生するが、第３の電流制御回路に
対しては直流量となるから、上記応答遅れの間に速やか
に応答する。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の１実施例を図面を参照して説
明する。
明する。
【００１５】図１は本発明の基本思想を説明するための
図である。交流電動機２０の一次電流ｉ（ｉu 、ｉV 、
ｉW ）はフィードバックされるが、座標変換部３３で、
静止座標系の交流量から回転座標系へ直流量Ｉt および
Ｉm として変換される。Ｉmは交流電動機２０の磁束軸
と同一方向の電流成分、Ｉt は磁束軸と直交する方向の
電流成分である。回転座標系では諸量を直流量として扱
い、ここでは、トルク電流指令値Ｉt * 、励磁電流指令
値Ｉm * 、トルク電流成分Ｉt 、励磁電流成分Ｉm から
上記磁束軸と同じ方向の成分の電圧指令値Ｖm * 、上記
磁束軸と直交する成分の電圧指令値Ｖt * を直流量とし
て演算する。３０は磁束軸位置検出部であって、一次周
波数ｆ1 から磁束軸位置θ1 を演算する。なお、座標変
換部３１から３３は下記の変換式Ｃに従い演算する。ま
た、図１の「Ｃ~1」は逆変換を示す。
図である。交流電動機２０の一次電流ｉ（ｉu 、ｉV 、
ｉW ）はフィードバックされるが、座標変換部３３で、
静止座標系の交流量から回転座標系へ直流量Ｉt および
Ｉm として変換される。Ｉmは交流電動機２０の磁束軸
と同一方向の電流成分、Ｉt は磁束軸と直交する方向の
電流成分である。回転座標系では諸量を直流量として扱
い、ここでは、トルク電流指令値Ｉt * 、励磁電流指令
値Ｉm * 、トルク電流成分Ｉt 、励磁電流成分Ｉm から
上記磁束軸と同じ方向の成分の電圧指令値Ｖm * 、上記
磁束軸と直交する成分の電圧指令値Ｖt * を直流量とし
て演算する。３０は磁束軸位置検出部であって、一次周
波数ｆ1 から磁束軸位置θ1 を演算する。なお、座標変
換部３１から３３は下記の変換式Ｃに従い演算する。ま
た、図１の「Ｃ~1」は逆変換を示す。
【００１６】
【数１】
【００１７】この電圧指令値Ｖm * 、Ｖt * は座標変換
部３１で、瞬時電圧指令値ｖ1 * （ｖu * 、ｖv * ｖw
* ）に変換される。また、電流指令値Ｉm * 、Ｉt * も
座標変換部３２で、瞬時電流指令値ｉ1 * （ｉu * 、ｉ
v * ｉw * ）に変換される。この瞬時電流指令値ｉ1 *
（ｉu * 、ｉv * ｉw * ）と一次電流ｉ（ｉu 、ｉV、
ｉW ）との偏差Δｉ（Δｉu 、ΔｉV 、ΔｉW ）が偏差
増幅器３４（３４u 、３４v 、３４ W ）で演算され、当
該偏差に対応する瞬時電圧値ｖ1 ' （ｖu ' 、ｖv ' ｖ
w ' ）が検出される。そして、瞬時電圧指令値ｖ1 *
（ｖu * 、ｖv *ｖw * ）を瞬時電圧値ｖ1 ' で補正し
た信号が電力変換器ＩＮＶの電圧指令値となる。
部３１で、瞬時電圧指令値ｖ1 * （ｖu * 、ｖv * ｖw
* ）に変換される。また、電流指令値Ｉm * 、Ｉt * も
座標変換部３２で、瞬時電流指令値ｉ1 * （ｉu * 、ｉ
v * ｉw * ）に変換される。この瞬時電流指令値ｉ1 *
（ｉu * 、ｉv * ｉw * ）と一次電流ｉ（ｉu 、ｉV、
ｉW ）との偏差Δｉ（Δｉu 、ΔｉV 、ΔｉW ）が偏差
増幅器３４（３４u 、３４v 、３４ W ）で演算され、当
該偏差に対応する瞬時電圧値ｖ1 ' （ｖu ' 、ｖv ' ｖ
w ' ）が検出される。そして、瞬時電圧指令値ｖ1 *
（ｖu * 、ｖv *ｖw * ）を瞬時電圧値ｖ1 ' で補正し
た信号が電力変換器ＩＮＶの電圧指令値となる。
【００１８】すなわち、前記したオフセットが発生した
場合、回転座標系では、当該オフセットは交流成分とな
って直流量に重畳されるので、前記電流制御回路１２、
１３に応答の遅れが発生するが、電流制御回路３４（３
４u 、３４v 、３４）に対しては、直流量となるから、
速やかに応答する。
場合、回転座標系では、当該オフセットは交流成分とな
って直流量に重畳されるので、前記電流制御回路１２、
１３に応答の遅れが発生するが、電流制御回路３４（３
４u 、３４v 、３４）に対しては、直流量となるから、
速やかに応答する。
【００１９】従って、交流電動機２０の運転周波数が高
い場合に、前記オフセット電圧が外乱として加わって
も、応答性に優れた精度のよい電流制御を行なうことが
できる。
い場合に、前記オフセット電圧が外乱として加わって
も、応答性に優れた精度のよい電流制御を行なうことが
できる。
【００２０】図３の装置に本発明を実施した回路の１例
を図２に示す。図において、４０は瞬時電流指令演算回
路、４１は電流制御回路、４２は加算器である。他の構
成要素は図３のものと同じであるので、同一符号を付し
て示してある。
を図２に示す。図において、４０は瞬時電流指令演算回
路、４１は電流制御回路、４２は加算器である。他の構
成要素は図３のものと同じであるので、同一符号を付し
て示してある。
【００２１】瞬時電流指令演算回路４０は、下記の演算
を行なう。
を行なう。
【００２２】 ｉu * ＝Ｉt * ｐd ＋Ｉm ｐa ｉV * ＝Ｉt * ｐe ＋Ｉm ｐb ｉW * ＝Ｉt * ｐf ＋Ｉm ｐc ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（４） ｐa ＝ｓｉｎ（２πｆ1 ｔ） ｐb ＝ｓｉｎ（２πｆ1 ｔ−２π／３） ｐc ＝ｓｉｎ（２πｆ1 ｔ−４π／３） ｐd ＝ｃｏｓ（２πｆ1 ｔ） ｐe ＝ｃｏｓ（２πｆ1 ｔ−２π／３） ｐf ＝ｃｏｓ（２πｆ1 ｔ−４π／３）・・・・・・・・・・・・・・（５） 電流制御回路４１は、瞬時電流指令値ｉ1 * （ｉu * 、
ｉv * ｉw * ）と一次電流ｉ（ｉu 、ｉV 、ｉW ）との
偏差に応じた瞬時電圧値ｖ1 ’（ｖu ’、ｖV’、
ｖw ’）を出力する。加算器４２は瞬時電圧指令値ｖ1
* （ｖu * 、ｖv *ｖw * ）に瞬時電圧値ｖ1 '
（ｖu ’、ｖV ’、ｖw ’）を加算する。
ｉv * ｉw * ）と一次電流ｉ（ｉu 、ｉV 、ｉW ）との
偏差に応じた瞬時電圧値ｖ1 ’（ｖu ’、ｖV’、
ｖw ’）を出力する。加算器４２は瞬時電圧指令値ｖ1
* （ｖu * 、ｖv *ｖw * ）に瞬時電圧値ｖ1 '
（ｖu ’、ｖV ’、ｖw ’）を加算する。
【００２３】
【発明の効果】本発明は以上説明した通り、フィードバ
ックされる交流量を当該交流量の基準値と比較してオフ
セット分を検出し、この検出値に対応する値で上記指令
値を補正する構成としたから、上記検出値に対応する値
を検出回路は上記オフセット分を直流量として処理する
ことができるので、交流電動機の運転周波数が高くなっ
ても、応答性に優れた精度の良い制御を行なうことがで
きる。
ックされる交流量を当該交流量の基準値と比較してオフ
セット分を検出し、この検出値に対応する値で上記指令
値を補正する構成としたから、上記検出値に対応する値
を検出回路は上記オフセット分を直流量として処理する
ことができるので、交流電動機の運転周波数が高くなっ
ても、応答性に優れた精度の良い制御を行なうことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本思想を説明するためのブロック図
である。
である。
【図２】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図３】従来の誘導電動機の制御装置を示すブロック図
である。
である。
【符号の説明】 １ 商用電源 ３、２０ 誘導電動機 ５ 速度指令器 ６ 速度制御回路 ７ すべり周波数演算回路 ８ 加算器 ９ 励磁電流指令器 １１ 電流成分演算回路 １２ 第１の電流制御回路 １３ 第２の電流制御回路 １４ 電圧指令演算回路 ３０ 磁束軸位置検出部 ３１〜３３ 座標変換部 ３４（３４u 、３４v 、３４w ） 誤差増幅器 ４０ 瞬時電流指令演算回路 ４１ 第３の電流制御回路
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
Claims (2)
- 【請求項１】 制御系へフィードバックされた交流量を
当該制御系で直流量に座標変換して制御諸量を演算し、
演算結果を交流量に座標変換してこれを指令値として交
流電動機を制御し、フィードバックされる交流量を当該
交流量の基準値と比較してオフセット分を検出し、この
検出値に対応する値で上記指令値を補正することを特徴
とする交流電動機の制御方法。 - 【請求項２】 交流電動機の一次電流から当該交流電動
機の磁束軸と同一方向の励磁電流成分とそれに直交する
方向の有効電流成分を直流量として検出し、それぞれを
別個に制御するベクトル制御方式の制御装置において、
励磁電流指令値と上記励磁電流成分とを比較する第１の
電流制御回路、有効電流指令値と上記有効電流成分をと
を比較する第２の電流制御回路を備える他、上記一次電
流を一次電流指令値と比較する第３の電流制御回路を備
え、上記交流量である一次電流指令値は上記励磁電流指
令値と上記有効電流指令値から生成し、当該第３の電流
制御回路の出力により、上記交流電動機へ電力を給電す
る電力変換器の指令値を補正することを特徴とする交流
電動機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06165559A (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | 交流電動機の制御方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP43A JPH06165559A (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | 交流電動機の制御方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06165559A true JPH06165559A (ja) | 1994-06-10 |
Family
ID=18043707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP43A Pending JPH06165559A (ja) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | 交流電動機の制御方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06165559A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005295642A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 多相モータの制御装置 |
| JP2006136053A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 電動機の制御装置 |
-
1992
- 1992-11-24 JP JP43A patent/JPH06165559A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005295642A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 多相モータの制御装置 |
| JP2006136053A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 電動機の制御装置 |
| JP4649955B2 (ja) * | 2004-11-02 | 2011-03-16 | 富士電機ホールディングス株式会社 | 電動機の制御装置 |
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