JPH07143798A - 速度センサレスベクトル制御装置 - Google Patents
速度センサレスベクトル制御装置Info
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- JPH07143798A JPH07143798A JP5291565A JP29156593A JPH07143798A JP H07143798 A JPH07143798 A JP H07143798A JP 5291565 A JP5291565 A JP 5291565A JP 29156593 A JP29156593 A JP 29156593A JP H07143798 A JPH07143798 A JP H07143798A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 極低速域あるいは低速域での制御の安定化を
図ってモータの回転を円滑にしたものである。 【構成】 監視回路１１は速度推定演算部７からの推定
速度値∧ωr’が予め設定された下限値かどうかを監視
する。この監視回路１１が推定速度値ωr’を下限設定
値以下であると判定したとき、切替器１２を図示とは逆
の方向に切り換える。この切替器１２は推定速度供給通
路に介挿されていて、切替器１２が切り換えられると関
数発生器１３で発生された推定速度値∧ωrが加算器９
に与えられ、この加算器９ですべり周波数ωsと加算さ
れて出力周波数ω1が算出される。算出された出力周波
数ω1は電圧形ベクトル演算部１に供給される。
図ってモータの回転を円滑にしたものである。 【構成】 監視回路１１は速度推定演算部７からの推定
速度値∧ωr’が予め設定された下限値かどうかを監視
する。この監視回路１１が推定速度値ωr’を下限設定
値以下であると判定したとき、切替器１２を図示とは逆
の方向に切り換える。この切替器１２は推定速度供給通
路に介挿されていて、切替器１２が切り換えられると関
数発生器１３で発生された推定速度値∧ωrが加算器９
に与えられ、この加算器９ですべり周波数ωsと加算さ
れて出力周波数ω1が算出される。算出された出力周波
数ω1は電圧形ベクトル演算部１に供給される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、検出した電動機電流
を用いて推定速度を演算し、該推定速度を用いて三相誘
導機に非同期ＰＷＭ制御によるベクトル制御を行う際の
極低速域あるいは低速域における制御の安定化を図った
速度センサレスベクトル制御装置に関する。
を用いて推定速度を演算し、該推定速度を用いて三相誘
導機に非同期ＰＷＭ制御によるベクトル制御を行う際の
極低速域あるいは低速域における制御の安定化を図った
速度センサレスベクトル制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、誘導電動機の速度センサレスベ
クトル制御は、電動機電流を検出して回転直交座標変換
を行い、演算により電動機速度を推定し、速度センサを
用いずに電動機の速度制御を行うものである。
クトル制御は、電動機電流を検出して回転直交座標変換
を行い、演算により電動機速度を推定し、速度センサを
用いずに電動機の速度制御を行うものである。
【０００３】従来の速度センサレスベクトル制御装置に
は、特開平２−２６２８８７号公報に記載されるものが
ある。この制御装置では、磁束電流指令やトルク電流指
令、電動機（モータ）定数、速度指令からモータのモデ
ル電圧を演算し、このモデル電圧から非同期ＰＷＭ演算
を行ってインバータ制御を行う。このとき、トルク電流
を検出してトルク電流指令との誤差成分を演算し、この
誤差成分から速度を推定している。
は、特開平２−２６２８８７号公報に記載されるものが
ある。この制御装置では、磁束電流指令やトルク電流指
令、電動機（モータ）定数、速度指令からモータのモデ
ル電圧を演算し、このモデル電圧から非同期ＰＷＭ演算
を行ってインバータ制御を行う。このとき、トルク電流
を検出してトルク電流指令との誤差成分を演算し、この
誤差成分から速度を推定している。
【０００４】しかし、速度センサレスベクトル制御で
は、モータ回転数が零に近付くと推定速度の誤差が大き
くなる。その結果、制御不能の状態や不安定になってし
まう。このような状態はどの方式においても、センサレ
スベクトル制御特有の問題であり、このため、従来は極
低速域あるいは低速域での運転を行わない用途に適用さ
れている。
は、モータ回転数が零に近付くと推定速度の誤差が大き
くなる。その結果、制御不能の状態や不安定になってし
まう。このような状態はどの方式においても、センサレ
スベクトル制御特有の問題であり、このため、従来は極
低速域あるいは低速域での運転を行わない用途に適用さ
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の速
度センサレス制御では、始動時のような極低速域におい
ては出力電圧値は非常に小さな値になる。この原因とし
て、センサレスベクトル制御ではパワートランジスタ等
を使用するインバータ（ＩＮＶ）が用いられるためであ
る。すなわち、ＩＮＶでは、パワータランジスタ等のパ
ワーデバイスの順電圧降下分や上下アームの短絡防止時
間により出力電圧の指令値と実際値に誤差が発生するの
で、指令電圧が小さなほど上記の原因による電圧誤差の
影響が大きくなる。このために、低速域での制御が不安
定になってします恐れがあった。そこで、上記のような
不具合を解消するために、順電圧降下分補償およびデッ
ドタイム補償を行う手段も採用されているが、未だ極低
速域における制御は改善されていない。
度センサレス制御では、始動時のような極低速域におい
ては出力電圧値は非常に小さな値になる。この原因とし
て、センサレスベクトル制御ではパワートランジスタ等
を使用するインバータ（ＩＮＶ）が用いられるためであ
る。すなわち、ＩＮＶでは、パワータランジスタ等のパ
ワーデバイスの順電圧降下分や上下アームの短絡防止時
間により出力電圧の指令値と実際値に誤差が発生するの
で、指令電圧が小さなほど上記の原因による電圧誤差の
影響が大きくなる。このために、低速域での制御が不安
定になってします恐れがあった。そこで、上記のような
不具合を解消するために、順電圧降下分補償およびデッ
ドタイム補償を行う手段も採用されているが、未だ極低
速域における制御は改善されていない。
【０００６】この発明は上記の事情に鑑みてなされたも
ので、極低速域あるいは低速域での制御の安定化を図っ
てモータの回転を円滑にした速度センサレスベクトル制
御装置を提供することを目的とする。
ので、極低速域あるいは低速域での制御の安定化を図っ
てモータの回転を円滑にした速度センサレスベクトル制
御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するために、第１発明は検出した電動機電流を用い
て推定速度を演算し、該推定速度、励磁電流指令および
トルク電流指令を用いてベクトル演算を行うことで励磁
電圧指令およびトルク電圧指令を求め、これらの励磁電
圧指令およびトルク電圧指令を用いて三相誘導機を制御
する装置において、予め設定された推定速度の下限値と
演算にて算出された推定速度値を比較する監視回路と、
出力周波数の演算に用いる推定速度を求めた関数発生器
と、前記電動機電流を用いて演算された推定速度の供給
通路に介挿され、前記監視回路の比較結果により演算さ
れる速度の推定が不可能となるような低速域のときに前
記関数発生器からの推定速度出力に切り換えられる切替
器とを設けたことを特徴とするものである。
達成するために、第１発明は検出した電動機電流を用い
て推定速度を演算し、該推定速度、励磁電流指令および
トルク電流指令を用いてベクトル演算を行うことで励磁
電圧指令およびトルク電圧指令を求め、これらの励磁電
圧指令およびトルク電圧指令を用いて三相誘導機を制御
する装置において、予め設定された推定速度の下限値と
演算にて算出された推定速度値を比較する監視回路と、
出力周波数の演算に用いる推定速度を求めた関数発生器
と、前記電動機電流を用いて演算された推定速度の供給
通路に介挿され、前記監視回路の比較結果により演算さ
れる速度の推定が不可能となるような低速域のときに前
記関数発生器からの推定速度出力に切り換えられる切替
器とを設けたことを特徴とするものである。
【０００８】第２発明は、監視回路の下限値を励磁電流
指令の方向と同じ極性の設定値にしたことを特徴とする
ものである。
指令の方向と同じ極性の設定値にしたことを特徴とする
ものである。
【０００９】第３発明は、関数発生器の最大出力値を監
視回路の設定値と同じ値にしたことを特徴とするもので
ある。
視回路の設定値と同じ値にしたことを特徴とするもので
ある。
【００１０】第４発明は、関数発生器の出力値を始動
時、零からスタートして最大値までクッションにて上昇
することを特徴とするものである。
時、零からスタートして最大値までクッションにて上昇
することを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】監視回路が演算にて算出された速度推定値より
予め設定された推定速度の下限値以下になったことを検
出すると、切替器が動作して、関数発生器からの速度推
定出力がベクトル演算を行うために供給される。これに
より、極低速域あるいは低速域の制御が安定に行われ
る。
予め設定された推定速度の下限値以下になったことを検
出すると、切替器が動作して、関数発生器からの速度推
定出力がベクトル演算を行うために供給される。これに
より、極低速域あるいは低速域の制御が安定に行われ
る。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。図１
は、この実施例に係る電動機制御装置を示す。電圧形ベ
クトル演算部１は、電動機励磁電流指令Ｉ1d＊、電動機
トルク電流指令Ｉ1q＊およびインバータ出力周波数から
電動機一次ｄ軸およびｑ軸巻線電圧指令ｖid＊及びｖiq
＊を演算する。このときの演算式を示すと次式の数１の
ようになる。
は、この実施例に係る電動機制御装置を示す。電圧形ベ
クトル演算部１は、電動機励磁電流指令Ｉ1d＊、電動機
トルク電流指令Ｉ1q＊およびインバータ出力周波数から
電動機一次ｄ軸およびｑ軸巻線電圧指令ｖid＊及びｖiq
＊を演算する。このときの演算式を示すと次式の数１の
ようになる。
【００１３】
【数１】
【００１４】ＰＷＭ制御インバータ２は、この電圧指令
ｖid＊，ｖiq＊に基づいてかご形誘導電動機３を速度制
御する。電流検出器４は電動機３の相電流ＩU，IV,ＩW
を検出し、座標変換部５はこの相電流ＩU,ＩV，ＩWを回
転座標ｄ−ｑによる電流Ｉ1d，Ｉ1qに変換する。変換さ
れた電流のうちトルク電流検出Ｉ1qとトルク電流指令Ｉ
1ｑ＊を偏差器６に与えて、その出力に誤差電流成分を
得る。この誤差電流成分を速度推定演算部７に入力す
る。速度推定演算部７は誤差電流成分から速度推定誤差
成分を求め、この速度推定誤差成分を演算して推定速度
値∧ωr（以下推定値には∧記号を付す）を求める。
ｖid＊，ｖiq＊に基づいてかご形誘導電動機３を速度制
御する。電流検出器４は電動機３の相電流ＩU，IV,ＩW
を検出し、座標変換部５はこの相電流ＩU,ＩV，ＩWを回
転座標ｄ−ｑによる電流Ｉ1d，Ｉ1qに変換する。変換さ
れた電流のうちトルク電流検出Ｉ1qとトルク電流指令Ｉ
1ｑ＊を偏差器６に与えて、その出力に誤差電流成分を
得る。この誤差電流成分を速度推定演算部７に入力す
る。速度推定演算部７は誤差電流成分から速度推定誤差
成分を求め、この速度推定誤差成分を演算して推定速度
値∧ωr（以下推定値には∧記号を付す）を求める。
【００１５】８はすべり周波数演算部で、この演算部８
は励磁電流指令Ｉ1d＊とトルク電流指令Ｉ1q＊とにより
出力にすべり周波数ωsを送出する。送出されたすべり
周波数ωsと前記推定速度値∧ωrは加算器９で加算され
て出力に出力周波数ω1を送出する。この出力周波数ω1
は電圧形ベクトル演算部１に供給されるとともに出力周
波数ω1を位相角θに変換する変換回路１０に入力され
る。変換回路１０に得られる位相角θはＰＷＭ制御イン
バータ２に供給される。
は励磁電流指令Ｉ1d＊とトルク電流指令Ｉ1q＊とにより
出力にすべり周波数ωsを送出する。送出されたすべり
周波数ωsと前記推定速度値∧ωrは加算器９で加算され
て出力に出力周波数ω1を送出する。この出力周波数ω1
は電圧形ベクトル演算部１に供給されるとともに出力周
波数ω1を位相角θに変換する変換回路１０に入力され
る。変換回路１０に得られる位相角θはＰＷＭ制御イン
バータ２に供給される。
【００１６】１１は速度推定演算部７からの推定速度値
∧ωr’が予め設定された下限値かどうかを監視する監
視回路で、この監視回路１１が推定速度値∧ωr’と下
限設定値とを比較し、その比較結果から設定値以下であ
ると判定されたとき、切替器１２を図示とは逆の方向に
切り換える。この切替器１２は推定速度供給通路に介挿
されていて、切替器１２が切り換えられると関数発生器
１３で発生された推定速度値∧ωrが加算器９に与えら
れ、この加算器９ですべり周波数ωsと加算されて出力
周波数ω1が算出される。
∧ωr’が予め設定された下限値かどうかを監視する監
視回路で、この監視回路１１が推定速度値∧ωr’と下
限設定値とを比較し、その比較結果から設定値以下であ
ると判定されたとき、切替器１２を図示とは逆の方向に
切り換える。この切替器１２は推定速度供給通路に介挿
されていて、切替器１２が切り換えられると関数発生器
１３で発生された推定速度値∧ωrが加算器９に与えら
れ、この加算器９ですべり周波数ωsと加算されて出力
周波数ω1が算出される。
【００１７】前記速度推定演算部７は偏差器６からの誤
差電流成分の実行を継続し、速度推定演算部７の推定速
度値∧ωr’が監視回路１１の下限設定値以上になる
と、切替器１２は図示のような位置に切り替わり、推定
速度値∧ωrは速度推定演算部７から加算器９に供給さ
れるようになる。
差電流成分の実行を継続し、速度推定演算部７の推定速
度値∧ωr’が監視回路１１の下限設定値以上になる
と、切替器１２は図示のような位置に切り替わり、推定
速度値∧ωrは速度推定演算部７から加算器９に供給さ
れるようになる。
【００１８】なお、監視回路の下限設定値は電動機の正
転方向および逆転方向の両方向で監視するように設定さ
れていて、運転指令が正転指令の場合には、正転方向の
下限設定値が使用される。
転方向および逆転方向の両方向で監視するように設定さ
れていて、運転指令が正転指令の場合には、正転方向の
下限設定値が使用される。
【００１９】
【発明の効果】この発明によれば、以上説明した構成に
より、次に記載する効果を奏する。
より、次に記載する効果を奏する。
【００２０】請求項１に対しては次の（１）と（２）の
効果が得られる。（１）速度の推定が不可能となるよう
な極低速域あるいは低速域において、推定速度の代わり
に、関数発生器にて生成される推定速度値を用いるの
で、出力周波数が安定し、これにより、電動機の回転も
円滑になる。（２）推定速度が関数発生器から出力され
ている場合、トルク指令に応じたすべり周波数がこの値
に加算されるため、所望のトルクを発生することができ
るので、トルク不足の問題が生じない。
効果が得られる。（１）速度の推定が不可能となるよう
な極低速域あるいは低速域において、推定速度の代わり
に、関数発生器にて生成される推定速度値を用いるの
で、出力周波数が安定し、これにより、電動機の回転も
円滑になる。（２）推定速度が関数発生器から出力され
ている場合、トルク指令に応じたすべり周波数がこの値
に加算されるため、所望のトルクを発生することができ
るので、トルク不足の問題が生じない。
【００２１】請求項２に対しては次の（３）の効果が得
られる。（３）監視回路の設定値は、インバータの運転
指令と極性を同じにすることにより、運転指令方向と異
なる逆方向にてモータが回転するのを防止する効果があ
る。
られる。（３）監視回路の設定値は、インバータの運転
指令と極性を同じにすることにより、運転指令方向と異
なる逆方向にてモータが回転するのを防止する効果があ
る。
【００２２】請求項３に対しては次の（４）の効果が得
られる。（４）関数発生器の最大出力値を推定速度の監
視回路の設定値と同じにすることにより、出力周波数演
算に使用される速度出データが不連続にならずモータ始
動時もスムーズに加速することができる。
られる。（４）関数発生器の最大出力値を推定速度の監
視回路の設定値と同じにすることにより、出力周波数演
算に使用される速度出データが不連続にならずモータ始
動時もスムーズに加速することができる。
【００２３】請求項４に対しては次の（５）の効果が得
られる。（５）始動時は、推定速度が関数発生器からク
ッションにて出力されるので、過電流トリップを防止で
きる。
られる。（５）始動時は、推定速度が関数発生器からク
ッションにて出力されるので、過電流トリップを防止で
きる。
【図１】この発明の一実施例に係る速度センサレスベク
トル制御装置を示すブロック図である。
トル制御装置を示すブロック図である。
１…電圧ベクトル演算部 ２…ＰＷＭ制御インバータ ３…誘導電動機 ５…座標変換部 ６…偏差器 ７…速度推定演算部 ８…すべり周波数演算部 ９…加算器 １１…監視回路 １２…切替器 １３…関数発生器
Claims (4)
- 【請求項１】 検出した電動機電流を用いて推定速度を
演算し、該推定速度、励磁電流指令およびトルク電流指
令を用いてベクトル演算を行うことで励磁電圧指令およ
びトルク電圧指令を求め、該励磁電圧指令およびトルク
電圧指令を用いて三相誘導機を制御する装置において、 予め設定された推定速度の下限値と演算にて算出された
推定速度値を比較する監視回路と、出力周波数の演算に
用いる推定速度を求めた関数発生器と、前記電動機電流
を用いて演算された推定速度の供給通路に介挿され、前
記監視回路の比較結果により演算される速度の推定が不
可能となるような低速域のときに前記関数発生器からの
推定速度出力に切り換えられる切替器とを設けたことを
特徴とする速度センサレスベクトル制御装置。 - 【請求項２】 監視回路の下限値を励磁電流指令の方向
と同じ極性の設定値にしてことを特徴とする請求項１記
載の速度センサレスベクトル制御装置。 - 【請求項３】 関数発生器の最大出力値は監視回路の設
定値と同じ値にしたことを特徴とする請求項１および２
記載の速度センサレスベクトル制御装置。 - 【請求項４】 関数発生器の出力値を始動時、零からス
タートして最大値までクッションにて上昇することを特
徴とする請求項１記載の速度センサレスベクトル制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5291565A JPH07143798A (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | 速度センサレスベクトル制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5291565A JPH07143798A (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | 速度センサレスベクトル制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07143798A true JPH07143798A (ja) | 1995-06-02 |
Family
ID=17770570
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5291565A Pending JPH07143798A (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | 速度センサレスベクトル制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07143798A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0780967A3 (en) * | 1995-12-21 | 1998-06-10 | General Motors Corporation | Speed sensorless hybrid vector controlled induction motor with zero speed operation |
| EP0884835A1 (de) * | 1997-06-12 | 1998-12-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung einer geberlosen, feldorientiert betriebenen Asynchronmaschine |
| JP2005110470A (ja) * | 2003-10-02 | 2005-04-21 | Toshiba Kyaria Kk | 電動機の運転制御装置 |
| JP2010200584A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-09 | Toshiba Schneider Inverter Corp | 電動機制御装置 |
-
1993
- 1993-11-22 JP JP5291565A patent/JPH07143798A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0780967A3 (en) * | 1995-12-21 | 1998-06-10 | General Motors Corporation | Speed sensorless hybrid vector controlled induction motor with zero speed operation |
| EP0884835A1 (de) * | 1997-06-12 | 1998-12-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung einer geberlosen, feldorientiert betriebenen Asynchronmaschine |
| JP2005110470A (ja) * | 2003-10-02 | 2005-04-21 | Toshiba Kyaria Kk | 電動機の運転制御装置 |
| JP2010200584A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-09-09 | Toshiba Schneider Inverter Corp | 電動機制御装置 |
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