JPS60257789A - 誘導電動機の制御方法 - Google Patents

誘導電動機の制御方法

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JPS60257789A
JPS60257789A JP59110843A JP11084384A JPS60257789A JP S60257789 A JPS60257789 A JP S60257789A JP 59110843 A JP59110843 A JP 59110843A JP 11084384 A JP11084384 A JP 11084384A JP S60257789 A JPS60257789 A JP S60257789A
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/045Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage whereby the speed is regulated by measuring the motor speed and comparing it with a given physical value
    • HELECTRICITY
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    • H02P23/08Controlling based on slip frequency, e.g. adding slip frequency and speed proportional frequency

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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は誘導電動機の制御方法に係り、特にインバータ
装置を用いて茜効率運転を行うに好適な制御方法に関す
る。
〔発明の背景〕
従来、周波数変換装置を用いて誘導電動機を制御するベ
クトル1IIJ御においては、負荷によらず電動機の力
率がよい状態で運転するのが普通で、例えば特開昭54
−106818号公報にある如くすべり周波数を窮導鍼
動様の一次電流の大きさに比例させ、二次磁束の大きさ
に反比例させるとともに、−次心υ1仁ベクトルを二次
磁束ベクトルに対して位相角をある角度に側脚する方法
等が知られている。
上記公知例は、すベシ周波数を一次電と71シの大きさ
に比例させる制御や、二次磁束のベクトルに対して一次
電流ベクトルの位相角をIIJNする方法でラシ、力率
や過渡応答性の改善が行われる。しかし、あらゆる運転
状態における効率は必ずしも最高効率運転状態にはなら
ない欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、誘導電動機の1次電流工1とすべり周
波数f、の指令を各々独立に与えて制御し、あらゆる運
転状態に応じて常に安定した高効率状態とする誘導電動
機の制御法を提供するにある。
〔発明の概要〕
本発明は、制御対象の誘導電動機の特性を前もって把握
しておき、その特性に応じて効率最高となるように制御
を行うもので、各必要トルクにおいて、誘導電動機の無
効分電流と有効分電流の両方が最小となる点(最高効率
点)または最高効率となる1次電流■1とすベシ周波数
を前もって実測し、実測によシ得られた効率最高点の無
効分電流Ia)有効分電流IQ、または1次電流It 
とすべり周波数18をパターン化したものを指令値とし
て、各々独立に指令を与えてインバータの周波数と電圧
を可変し誘導電動機の制御を行うものである。
〔発明の実施例〕
第1図は誘導電動機の等価回路を示す。なお、図の等価
回路は1次もれインピーダンス及び2次もれインダクタ
ンスを無視した。図において、L、は励磁インダクタン
ス、R2′は2次抵抗、Sはすベシである。回路に1次
′社流11が流れると図のように、無効分電OL I 
dと、胃効分′由;σit I qが流れる。その場合
の各電流は第2図に示すベクトル図の関係で表わされる
。実際のId、Iqは先に無視したインピーダンスや鉄
損分を考えた等価回路の入力からみだ無効分、有効分電
流である。
第3図は誘導′醒動(幾の出力トルクτ。をパラメータ
に無効分電流1dと効率ηの関係を示す。誘導電動機の
効率は図のように無効分電流を小さくすると高くな)、
ある電流値以下になると急激に低下する特性を有する。
したがって、効率最高となるところは図でA−A’点で
あると云える。このイ4.:高効ギ点を無効分電流Id
と有効分電流工、の関係で表わすと第4図のB−B’で
ある。すなわち、無効分直流1dと有効分電流■、の両
方が最小となる点であることがわかる。第5図は第4図
に示し/ζ特性の場合よりも周波数を高くした場合であ
シ、同一トルクにおいて無効分電流Iaが増力口してい
るのは誘導1に動機の鉄損が周波数の上昇にともない増
加したためである。次に無効分電流Idとすベシ周波数
f、との関係を示したのが第6図である。第3図で示し
fciy高効率のA−A’点は第6図で13−B’点に
相当し、この点は、図から分かるようにすべり周波数が
急激に増加する直前であることが分かる。第7図は第6
図よりも回転周波数を」′ρ加させた場合であシ、周波
数増加にともない鉄損の増加で無効分直流Idが増加し
ていることが分かる。
なお、第4図〜第7図の特性は誘導−動機特性の一例を
示したものであシ、成動磯の谷殖、成圧電流、その他の
条件が夏われば、各々の特性は変ったものとなる。した
がって、その場合には、上記したように個々の誘導電動
機の特性をチェックすれば良い。
第8図は本発明となる■a、■、、fg制御を行う回路
の構成図を示す。1は最高効率パターン発生回路、2は
ベクトル演算制御回路、3は電流制御回路、4は′−勅
機制御回路、5は電流検出回路、6はインバータ主回路
、7は直流電源、8は電流検出器、9は3相誘導電動機
、10はパルス発生器である。
最適効率パターン発生回路]より発生されるL”、Iq
”の指令値は、第9図に示すように、l・ルクτ−に対
して最高効率となるような■d−■、*であり、■d*
は回転周波数f、により補正を行っている。
トルクτ♂に対するId”、Iq”パターンは第9図に
示した直線でなくとも良く、最高効率となるパターンで
あれば第10図示す曲線のものでも良い。
また、トルクτ♂に対するすべり周波数fs”指令は4
6 l’&J +第7図から第11し1に示す特性のも
のが得られる。この特性は最高効率状態を示すものであ
り、最珈効率パターン特注である。ずベシ周波数f8”
指令の、場合も11本指令と同様に、第12図の一例に
示すごとく、τ1と18の関係は最高効率になれば曲線
・くターンでも良い。
第8図にもどって動作を説明する。
トルク指令78本が最適効率、<ターン発生回路1に入
力されると上記したように、トルり指令τ−に応じて、
無効分血流指令Id傘と有効分電流指令Iq*、それに
すべ)周波数指令f8*が各り独立に発生する。なお、
■d*は回転周波数fMで補正されたものである。上記
のI a” 、 I q”指令がベクトル演算制御回路
(2)へ入力されると、次式に示す一次電流指令I+”
の演算を行う。
□1・−刀宛肩な ・・・・・・・・・(1)次に演算
結果のIl市とフィートノくツク電流■1で次式に示す
偏差演算を行う。
ΔI+=I+” Iダ ・・・・・・・・・(2)なお
、フィードバック電流Icは誘導電動機9の電流を検出
器8で検出し、5の検出回路で信号変換されたものであ
る。3の電流制御回路では、偏差Δ11をもとに次式に
示す比例、積分補償演算を行ない、指令V111がまる
■1*=kPI・ΔI l+ K fΔ1.at ・・
・・・・(3)ここに、kp+ :比例ゲイン K :積分ゲイン さらに、V1*よシ実際の電圧の大きさは次式のように
なる。
V r = V+ ” ・V B −”・−(4)ここ
に、VB :直流電源電圧 一方、1の最高効率ノくターン発生回路より出力される
もう一つの指令であるすべり周波数指令fs*は回転周
波数fMとの加算を行い、次式の一次周波数11が得ら
れる。
f r ” −f s”+f M ・・・・・・・・・
(5)電動機制御回路4では、上記した一次電圧指令V
1と一次周波数1本にもとづいて電動機制御回路4のパ
ルスPを出力し、インノく一夕主回路6の電圧と周波数
制御を行い、誘導電動機9の速度制御を行う。
次に、マイコン等を用いた場合における最適効率化制御
法のソフトウェア処理の一例について説明する。
第8図に示した回路構成のものをソフトウェア処理で行
うと第13図に示すフローチャートで表わせる。図にお
いて、プログラムをスタートさせると、先ずステップ1
00では、第9図〜第12゜図に示しだ特性の無効分電
流指令値Id*や有効分電流指令値工9本それにすべり
周波数指令値f s”がROMにパターン化されデータ
として格納されているものをトルク指令τ、傘に応じて
出力する。次にステップ101では(1)式に示したI
a”、Iq”のベクトル演算を行い一次電流指令値Ii
本を得る。
ステップ102では一次電流指令値I1本とフィードバ
ック電流1fをもとに(2) 、 1.3) 、 (4
)式に示した偏差、比例、積分補償、′電圧変換等の演
算を行ない一次電圧指令値■−を決定する。
ステップ103では、すべり周波数指令値f s”と回
転周波数fMよp(5)式の演算を行い一次周波数11
fばが得られる。ステップ104ではステップ102で
めたVl”とステップ103でめたft傘をもとにPW
M発生の演算を行う。ステップ105ではPWMの出力
パルスPの周波数、ノシルス数やパルスのデユーティを
設定し、インバータを制御してインバータ動作の1サイ
クルを終了する。
次に最初のステップ100へ戻り以降くり返しプログラ
ムを実行する。なお、各処理に必要な入・出力信号のト
ルク指令τノ、フィードバック電流1t、出力パルスP
等は、入・出力インターフェースを介して、入・出力さ
れる。
本発明の実施例によれば、−次電流と無効分電流、有効
分電流との位相角を特定することなく、各々の電動機特
性に応じて制御できるので、電動機が変っても容量の大
小にかかわらず高効率運転が可能となる。また、無効分
電流Id*、有効分電流工、*、すベシ周波数fB”の
各指令が最高効率状態の指令となるようにパターン化さ
れているので、演算処理が簡単化される効果がある。し
たがって、負荷トルクの大小にかかわらず、必要トルク
において最高効率運転が可能となる。さらに、トルク指
令に応じて、無効分電流Ia、有効分電流■1、すべり
周波数fsが各々独立に制御できるので、制御系の安定
性が良くなる。
以上の実施例によれば、インバータを用いた誘導電動機
駆動において、あらゆる運転状態においても高効率制御
が可能となり、省電力、省エネルギー化に有効である。
又、軽負荷時の励磁電流を減少させることが可能で、磁
気騒音が小さくなる。
第14図は本発明の他の実施例を示すもので、第8図と
異なるのは、第8図に示した1の最適効率パターン発生
口高と2のベクトル演算制御回路の替わりに第14図に
示すとおり1101次電流指令L”とすべり周波数指令
f8”発生回路をもうけたことである。
他は第8図の構成と同様である。第14図において、ト
ルク指令τ♂が11の工、* 、 fB*指令発生回路
に入力されると効率が最高となる1次電流指令■1*と
すべり周波数指令f8*を発生する。
τ−と11”の関係は、例えば第15図、第16図に示
す特性のものであシ、前もって実測して得られた各電動
機の効率最高点をめた値を用いる。
もう一方のすべり周波数指令fs”は第11図、第12
図に示した特性のも必で良い。
本方式を用いれば誘導電動機がどのような負荷状態にお
いても、最高効率運転が可能となる。また、1次電流L
”とすベシ周波数f11+を指令値として与えるので複
雑なベクトル演算を必要とせず回路構成が簡単となる特
徴がある。さらに、指令値1−、fs*の発生はマイコ
ン等を用いてメモリでパターン化して発生させることが
容易であり、複雑な指令パターンでも簡単に出力できる
更に、本発明はア°ブーログ回路で構成したアナログ制
御でも良く、またマイコンを用いたソフトウェア処理に
よるテイジタル制御でも良い。
〔発明の効果〕
本発明によれば、あらゆる運転状態に応じて常に安定し
て高効率状態を維持できる誘導電動機の制御方法を提供
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を説明するだめの誘導電動機の等価回路
図、第2図は同一導電トyJJ機の電流ベクトル図、第
3図は同誘導電動機の有効分電流と効率の関係図、第4
図、第5図は同無効分電流■6と有効分電流工、の特性
図、第6図、第7図は同無効分1.流Idとすベシ周波
数f、の特性図、第8図は本発明を説明するブロック構
成図、第9図は本発明を説明するトルクτ、とId、I
q特性図、第10図は本発明の他の実施例の説明する特
性図、第11図は本発明を説明するτ。とf、の特性図
、第12図は本発明の他の実施例の特性を説明する特性
図、第13図は本発明を説明するフローチャート図、第
14図は本発明の他の実施例を説明する回路図、第15
図は本発明の他の実施例を説明するτ2.ニー特性図、
第16図は同τ□*、 I、*特性図である。 1・・・テシターン発生回路、2・・・ベクトル演算制
御回路、3・・・電流制御回路、4・・・電動機制御回
路、5・・・電流検出回路、6・・・インバータ、7・
・・直流電源、8・・・電流検出器、9・・・誘導電動
機、10・・・パルス発生器、11・・・L*+fI!
”指令発生回路。 代理人 弁理士 高橋明夫 枦1 [Z+ $ 2区 1 寥 3 図 I。 第4−閃 早々刀 涌釜 乙 fJ 宅(7図 $ δ 図 イ つ 図 芋70図 7ビ 箋ζ ツノ 図 $12 閉 芋73 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、電動機制御回路の出力信号によシインバータ主回路
    を駆動し、速度制御を行う誘導電動機の制御方法におい
    て、トルク指令と電動機回転数にもとづいて誘導゛電動
    機の1次電#L指令(■1)とすべり周波数指令値(f
    s)とを各々独立に発生させ、その指令値に応じて前記
    1次電流指令(L)とすベシ周波数指令値(fs)を制
    御することを特徴とした誘導電動機の制御方法。 2、特許請求の範囲第1項記載において、1次電流指令
    とすベシ周波数指令値をパターン化して各各独立に発生
    させることを特徴とした誘導電動機の制御方法。 3、特許請求の範囲第1項記載において、1次亀流を決
    定する無効分電流(Id)と有効分電流(■、)の指令
    値とすベシ周波数D’s)の指令値をパター〉′シて各
    々独立に発生させることを特徴とした誘導電動機の制御
    方法。
JP59110843A 1984-06-01 1984-06-01 誘導電動機の制御装置 Expired - Lifetime JPH0783639B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63305790A (ja) * 1987-06-05 1988-12-13 Fuji Electric Co Ltd 誘導電動機の制御方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5879489A (ja) * 1981-11-04 1983-05-13 Fanuc Ltd Acモ−タ制御方式

Patent Citations (1)

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