JPS61132090A - 電動機の速度制御装置 - Google Patents
電動機の速度制御装置Info
- Publication number
- JPS61132090A JPS61132090A JP59254481A JP25448184A JPS61132090A JP S61132090 A JPS61132090 A JP S61132090A JP 59254481 A JP59254481 A JP 59254481A JP 25448184 A JP25448184 A JP 25448184A JP S61132090 A JPS61132090 A JP S61132090A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- delay
- speed control
- compensator
- compensation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/20—Controlling the acceleration or deceleration
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- 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
本発明は電動機の速度制御装置に係わり、特にディジタ
ル処理方式の速度制御装置1:関する。
ル処理方式の速度制御装置1:関する。
従来の技術
一般に、電動機の速度制御には電動機の速度検出値と設
定値とを比較するフィートノ(ツク制御が多く採用され
、高精度の速度制御にニデイジタル処理による速度制御
装置が採用される。このデイジタル処理方式では!@機
の速度・検出にパルスピックアップ等のディジタル式速
度検出器が採用され、このディジタル量の速度検出値は
マイクロコンピュータ等のディジタル処理装置に取込ま
れて速度設定値との比較さらには速度演算処理されて電
動機の速度側(至)データとして取出される。
定値とを比較するフィートノ(ツク制御が多く採用され
、高精度の速度制御にニデイジタル処理による速度制御
装置が採用される。このデイジタル処理方式では!@機
の速度・検出にパルスピックアップ等のディジタル式速
度検出器が採用され、このディジタル量の速度検出値は
マイクロコンピュータ等のディジタル処理装置に取込ま
れて速度設定値との比較さらには速度演算処理されて電
動機の速度側(至)データとして取出される。
例えば、パルスピックアップに電動機の回転速[+=比
例した間隔のパルスを出力し、このパルス間隔をカウン
タのクロック計数期間として該カウンタの計数値を速度
検出値としてディジタル処理装置に取込ませ、ディジタ
ル処理装置でに、速度検出値と速度設定碩との偏差を求
め、この偏差をアナログ式速度制#糟幅器と同等の比例
積分(PI)演算して速度制御データを得る。また、速
度制御データは電動機の各種制御方式に従って必要な演
算処理がなされ、最終的には電動機の電源になるインバ
ータ、順変換器等の電力変換器の制御信号として取出さ
れる。
例した間隔のパルスを出力し、このパルス間隔をカウン
タのクロック計数期間として該カウンタの計数値を速度
検出値としてディジタル処理装置に取込ませ、ディジタ
ル処理装置でに、速度検出値と速度設定碩との偏差を求
め、この偏差をアナログ式速度制#糟幅器と同等の比例
積分(PI)演算して速度制御データを得る。また、速
度制御データは電動機の各種制御方式に従って必要な演
算処理がなされ、最終的には電動機の電源になるインバ
ータ、順変換器等の電力変換器の制御信号として取出さ
れる。
発明が解決しょうとする問題点
ディジタル処理方式の速度制御i&li[tハ、アナロ
グ処理力式のものべ=較べて高精度制御を容易にするが
、速度検出やPI演算がサンプリング処理になるため、
サンプリング時間の遅れが電動機の制御遅れの原因にな
ることがある。例えば、高速応答性を持たせるサイリス
タレオナード方式の直流機速度制御や誘導機のベクトル
制御、特に高速域の加減速時(ニサンプリング時間の遅
れで設定通りの加減速度、トルクを得ることができない
ことが起きる。
グ処理力式のものべ=較べて高精度制御を容易にするが
、速度検出やPI演算がサンプリング処理になるため、
サンプリング時間の遅れが電動機の制御遅れの原因にな
ることがある。例えば、高速応答性を持たせるサイリス
タレオナード方式の直流機速度制御や誘導機のベクトル
制御、特に高速域の加減速時(ニサンプリング時間の遅
れで設定通りの加減速度、トルクを得ることができない
ことが起きる。
具体的には、誘導機のベクトル制御でハ、トルクとすべ
り周波数を比例する工うに制御するが、定格トルクで加
速したときに誘導機が0.2秒で定格回−数に達するも
のとすると、速度検出のサンプリング時間がlQm 3
6 Cとするとサンプリング時間内に上昇する速度に5
チに0.0110.2X100)もあり、このサンプリ
ング時間の遅れ分が適切廖丁べり単波数制御を難しくす
る。
り周波数を比例する工うに制御するが、定格トルクで加
速したときに誘導機が0.2秒で定格回−数に達するも
のとすると、速度検出のサンプリング時間がlQm 3
6 Cとするとサンプリング時間内に上昇する速度に5
チに0.0110.2X100)もあり、このサンプリ
ング時間の遅れ分が適切廖丁べり単波数制御を難しくす
る。
問題点を解決するための手段と作用
本発明は、ディジタル処理方式の電動機の速度制御装置
(;おいて、速度検出値又は速度制御データの少なくと
も一方にサンプリング時間等の遅れを補償するM fA
回路を設け、この補償回路は速度検出値又は速度制御デ
ータになる入力と、この入力の11¥を微分係数(−遅
れ補償時間を乗算した頃と、該入力の2噌ば分係数に遅
れ補貫時間の二乗の力を乗算した値とを加算する構成に
し、サンプリング処理等にぶる速度制御遅れを楡償した
速度制御動作を達成するものである。
(;おいて、速度検出値又は速度制御データの少なくと
も一方にサンプリング時間等の遅れを補償するM fA
回路を設け、この補償回路は速度検出値又は速度制御デ
ータになる入力と、この入力の11¥を微分係数(−遅
れ補償時間を乗算した頃と、該入力の2噌ば分係数に遅
れ補貫時間の二乗の力を乗算した値とを加算する構成に
し、サンプリング処理等にぶる速度制御遅れを楡償した
速度制御動作を達成するものである。
実施例
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。速
度検出回路1は従来のパルスピックアップとカウンタを
具えるディジタル式速度検出器と同じもの、好ましくは
特開昭59−38661号公報に開示されるように、パ
ルスピックアップの ′出力パルス間隔の大小;ユリ
じて定める数のパルス期間をサンプリング時間とし、該
サンプリング時間内のクロックパルス数から′11.動
機の速度検出1直を求めること(−二って、可変速範囲
全域に亘って速度検出1直及び応答時間をほぼ一定にす
る速度検出器にされる。
度検出回路1は従来のパルスピックアップとカウンタを
具えるディジタル式速度検出器と同じもの、好ましくは
特開昭59−38661号公報に開示されるように、パ
ルスピックアップの ′出力パルス間隔の大小;ユリ
じて定める数のパルス期間をサンプリング時間とし、該
サンプリング時間内のクロックパルス数から′11.動
機の速度検出1直を求めること(−二って、可変速範囲
全域に亘って速度検出1直及び応答時間をほぼ一定にす
る速度検出器にされる。
補償回路2は速度検出回路lの仕方になる速度検出値を
入力とし、該速度検出回路lのサンプリング処理による
速度検出遅れを補償する。この補償回路2にはその補償
処理を解除させるためのバイパススイッチ3が設けられ
る。加算器4は電動機の速度設定器5の設定値と速度検
出回路1からの速度検出値との差を演算する。速度制御
演算部6は加算器4の出力からサンプリング処理(ユニ
って比例積分演算をして速度制御データを得る。この速
度制御データはベクトル制御ではトルク電流必 の演算にLつて誘導機のすべり角周波数ωSが求められ
る。なお、τ2は誘導機の等価二次インダクタ・x L
2と二次抵抗・2の比L2/・ である。
入力とし、該速度検出回路lのサンプリング処理による
速度検出遅れを補償する。この補償回路2にはその補償
処理を解除させるためのバイパススイッチ3が設けられ
る。加算器4は電動機の速度設定器5の設定値と速度検
出回路1からの速度検出値との差を演算する。速度制御
演算部6は加算器4の出力からサンプリング処理(ユニ
って比例積分演算をして速度制御データを得る。この速
度制御データはベクトル制御ではトルク電流必 の演算にLつて誘導機のすべり角周波数ωSが求められ
る。なお、τ2は誘導機の等価二次インダクタ・x L
2と二次抵抗・2の比L2/・ である。
加算器8にすべり周波数演算回路7からのすべり周波数
ωSと補償回路2又はバイパススイッチ3を介した速度
検出値ω、とを加算して後述のインバータの周波数指令
ω。を得る。三角関数発生器9セ加算器8からの周波数
指令ω。の角周波数を持つ正弦波ωO「、 と余弦波C
o3ωot の出力を、※ 電流指令11aと三角関数発生器9からの正弦波。
ωSと補償回路2又はバイパススイッチ3を介した速度
検出値ω、とを加算して後述のインバータの周波数指令
ω。を得る。三角関数発生器9セ加算器8からの周波数
指令ω。の角周波数を持つ正弦波ωO「、 と余弦波C
o3ωot の出力を、※ 電流指令11aと三角関数発生器9からの正弦波。
余弦波:二二つて二相−三相変換し、インバーター11
1に、電圧指令(:従って誘導機(ニー次電圧を供給す
る。速度比較部12は速度検出回路1の検出値が切換速
度設定器13の設定値以下)二なるときに、バイパスス
イッチ3をオン状態に切換えることで補償動作を解除す
る。この切換速度設定器13に例えば誘導機の基底速度
に設定される。
1に、電圧指令(:従って誘導機(ニー次電圧を供給す
る。速度比較部12は速度検出回路1の検出値が切換速
度設定器13の設定値以下)二なるときに、バイパスス
イッチ3をオン状態に切換えることで補償動作を解除す
る。この切換速度設定器13に例えば誘導機の基底速度
に設定される。
こうした構成において、速度検出回路工の速度検出値に
、鋳感機が基底速度以上の高速度領域で運転されるとき
ににバイパススイッチ3がオフになり、補償口kI25
21ニエつてサンプリング処理による遅れの補償がなさ
れて速度制御の応答性が敗者される。
、鋳感機が基底速度以上の高速度領域で運転されるとき
ににバイパススイッチ3がオフになり、補償口kI25
21ニエつてサンプリング処理による遅れの補償がなさ
れて速度制御の応答性が敗者される。
この工うな抽「ハ回路2を付加した遅れ補償を第2図を
参照して説明する。速乾検出回路lの入力力kZ 2
d ニ% a f 1(t)で示す工うに加速されると
き、速度検出回路IHサンプリング周期T8を持ってサ
ンプリングタイミングT 、T 、Tn−2n
−In’ Tn+1でI1M次演葬をする。このサンプリングタイ
ミングTfL −2,Tn −1’ Tn 、Tn+
1で夫々求められる出力fo(t)ffサンプリング周
期T8及水演算の遅れを持って検出される。すなわち、
出力f o(t)の平均値に%注N′で示す二うに入力
f 、 (t)とは遅れ時間Tを持って検出される。
参照して説明する。速乾検出回路lの入力力kZ 2
d ニ% a f 1(t)で示す工うに加速されると
き、速度検出回路IHサンプリング周期T8を持ってサ
ンプリングタイミングT 、T 、Tn−2n
−In’ Tn+1でI1M次演葬をする。このサンプリングタイ
ミングTfL −2,Tn −1’ Tn 、Tn+
1で夫々求められる出力fo(t)ffサンプリング周
期T8及水演算の遅れを持って検出される。すなわち、
出力f o(t)の平均値に%注N′で示す二うに入力
f 、 (t)とは遅れ時間Tを持って検出される。
この遅れ時間Tを補償するために、入力fi(t)を遅
れ補 1時間Tだけ進めた出力fo(t)とすること即
ちラプラス演算子を使って示せば次式になる二う補償回
路2で近似補償演算を行なう。
れ補 1時間Tだけ進めた出力fo(t)とすること即
ちラプラス演算子を使って示せば次式になる二う補償回
路2で近似補償演算を行なう。
J−(f o(t) =・8TL(f、(t))・・・
・・・・・・(1)(1)式中、LOHラプラス変換を
示し、fo(t)h補償回路2で補償した出力、fl(
t)i補償回路2の入力である。このα)式中、eST
をテーラ展開し時1団Tの二次までで近似すると eSTキ1+ST+−!−15?− 2・・・・・・(2) となり、実時間で表わせば次式の一工うになる。
・・・・・・(1)(1)式中、LOHラプラス変換を
示し、fo(t)h補償回路2で補償した出力、fl(
t)i補償回路2の入力である。このα)式中、eST
をテーラ展開し時1団Tの二次までで近似すると eSTキ1+ST+−!−15?− 2・・・・・・(2) となり、実時間で表わせば次式の一工うになる。
・・・・・・・・・(3)
即ち、サンプリング遅れに=る抽膚には現在の入力f
1(t)とその1階微分係数/dt f、(t)に補償
(fi(t))に補償時間Tの二乗の /2を乗算した
喧を加算することでサンプリング遅れ補償ができる。
1(t)とその1階微分係数/dt f、(t)に補償
(fi(t))に補償時間Tの二乗の /2を乗算した
喧を加算することでサンプリング遅れ補償ができる。
この(3)式をサンプリング系の演算式で表わせば次式
になる。
になる。
(f 1(Tn−t)−f 1(Tl−2) ))・・
・・・・・・・(4) 第3図は補償回路2の実施例を示し、上記(4)式に基
づいて構成する場合である。第3図において、入力f・
(T )に対してサンプリング回M21t” n ツチ回路212 によって1サンプル前の入力f i
(Tnl)を記憶しておき、さらにラッチ回路213
(二は2サンプル前の入力f 1 (Tn、 2)を記
憶しておき、このうち前回人力fl(Tnt)と今回の
入力fi(Tn)との差を加算器214で求め、前回入
力f 1(Tn−1)と前々回の入力fi(Tn 2
)との差を加算321sで求め、両顎算器214,21
、の夫々の演算結果の差を加算器21g 1艶、これ
::乗算器217に癌て係数T/2Tsを乗算すること
で(4)式め右辺@3項の演算をし、また加算器214
の演算結果(二乗算器218において係数T/T8を乗
算することで(4)式の右辺嘉2項の演算をし、これら
演′lK結果な加算器219,211.で夫々今回の入
力fi(Tn)に加算して捕虜した出力f o(Tn)
を得る。
・・・・・・・(4) 第3図は補償回路2の実施例を示し、上記(4)式に基
づいて構成する場合である。第3図において、入力f・
(T )に対してサンプリング回M21t” n ツチ回路212 によって1サンプル前の入力f i
(Tnl)を記憶しておき、さらにラッチ回路213
(二は2サンプル前の入力f 1 (Tn、 2)を記
憶しておき、このうち前回人力fl(Tnt)と今回の
入力fi(Tn)との差を加算器214で求め、前回入
力f 1(Tn−1)と前々回の入力fi(Tn 2
)との差を加算321sで求め、両顎算器214,21
、の夫々の演算結果の差を加算器21g 1艶、これ
::乗算器217に癌て係数T/2Tsを乗算すること
で(4)式め右辺@3項の演算をし、また加算器214
の演算結果(二乗算器218において係数T/T8を乗
算することで(4)式の右辺嘉2項の演算をし、これら
演′lK結果な加算器219,211.で夫々今回の入
力fi(Tn)に加算して捕虜した出力f o(Tn)
を得る。
なお、遅れ補償時間Tはサンプリング;ニよる遅れ時間
のほかに速度検出回路lの演算(ニよる遅れも考燻して
設定される。
のほかに速度検出回路lの演算(ニよる遅れも考燻して
設定される。
また、実施例は誘導機のベクトル制御の場合を示すが、
これはサイリスタレオナード方式にLる直流機の速度制
御や誘導機のパルス幅変調制御など種々の速度制御方式
のものミニ適用できるのは勿論である。また、切換速度
設定器13と比較部12による惰償回路2の補償処理解
除は、W、動機の高速と低速での切換えに限らず加減速
度の大小に1って切換える構成にするなど、サンプリン
グ処理による遅れが問題となる制御状態でのみ補償を行
なうものにしても良い。
これはサイリスタレオナード方式にLる直流機の速度制
御や誘導機のパルス幅変調制御など種々の速度制御方式
のものミニ適用できるのは勿論である。また、切換速度
設定器13と比較部12による惰償回路2の補償処理解
除は、W、動機の高速と低速での切換えに限らず加減速
度の大小に1って切換える構成にするなど、サンプリン
グ処理による遅れが問題となる制御状態でのみ補償を行
なうものにしても良い。
さらに、補償回路に各サンプリング処理回路での遅れを
角周波数ω0演算のための部分C:のみ設ける場合を示
すが、これは速度制御演算部6のサンプリング処理遅れ
の補償用を増設する構成にしても良いし、加算器4の入
力側に増設する構成にするなど適宜増設して一層応答曲
の改善を図ることができる。
角周波数ω0演算のための部分C:のみ設ける場合を示
すが、これは速度制御演算部6のサンプリング処理遅れ
の補償用を増設する構成にしても良いし、加算器4の入
力側に増設する構成にするなど適宜増設して一層応答曲
の改善を図ることができる。
発明の効果
本発明によれば、ディジタル処理方式による電動機の速
度制御!Ifにおいて、速度検出や速度制御データの演
算にサンプリング処理や演算に二る遅れを補償する補償
回路を設けるため、直流機のサイリスタレオナード制御
や誘導機のベクトル制御等の速度制御に適用して加減速
時や昼速時の高速応答性な得ることができ、また定常時
に抽償処埋を解除することに二って外乱に一対゛して整
定精度の良い制御を得ることができる効果がある。
度制御!Ifにおいて、速度検出や速度制御データの演
算にサンプリング処理や演算に二る遅れを補償する補償
回路を設けるため、直流機のサイリスタレオナード制御
や誘導機のベクトル制御等の速度制御に適用して加減速
時や昼速時の高速応答性な得ることができ、また定常時
に抽償処埋を解除することに二って外乱に一対゛して整
定精度の良い制御を得ることができる効果がある。
第1図に本発明の一実施例を示すブロック図、第2図に
第1図における補償回路の動作説明のための%曲調、第
3図に第1図における補償回路の回路図である。 ■・・・速度構出回路、2・・・補償回路、3・・・バ
イパススイッチ、4・・・加算器、5・・・速度設定器
、6・・・速度制御′6N、夏部、7・・・すべり周波
数演算回路、8・・・加′f1.−#!、9・・・三角
関数発生器、lO・・・相紅圧演算回路、11・・・イ
ンバータ、12・・・速度比較部、13・・・切換速度
設定器、21.・・・サンプリング回路、212,21
3・・・ラッチNm、214+215+21g、;?1
9*21 lo ・・・加4器、217.21 、・・
・來算器。
第1図における補償回路の動作説明のための%曲調、第
3図に第1図における補償回路の回路図である。 ■・・・速度構出回路、2・・・補償回路、3・・・バ
イパススイッチ、4・・・加算器、5・・・速度設定器
、6・・・速度制御′6N、夏部、7・・・すべり周波
数演算回路、8・・・加′f1.−#!、9・・・三角
関数発生器、lO・・・相紅圧演算回路、11・・・イ
ンバータ、12・・・速度比較部、13・・・切換速度
設定器、21.・・・サンプリング回路、212,21
3・・・ラッチNm、214+215+21g、;?1
9*21 lo ・・・加4器、217.21 、・・
・來算器。
Claims (2)
- (1)電動機の速度をサンプリング処理によってディジ
タル量で速度検出し、この速度検出値と速度設定値との
偏差からサンプリング処理によって電動機の速度制御デ
ータを得るディジタル処理方式の電動機の速度制御装置
において、前記速度検出値又は速度制御データの少なく
とも一方にサンプリング時間の遅れを補償する補償回路
を設け、この補償回路は速度検出値又は速度制御データ
になる入力と、この入力の1階微分係数に遅れ補償時間
を乗算した値と、該入力の2階微分係数に遅れ補償時間
の二乗の1/2を乗算した値とを加算する構成にしたこ
とを特徴とする電動機の速度制御装置。 - (2)特許請求の範囲第1項において、前記補償回路は
電動機の加減速度又は絶対速度が低いときに補償動作を
解除する手段を含む構成にした電動機の速度制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59254481A JPS61132090A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 電動機の速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59254481A JPS61132090A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 電動機の速度制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61132090A true JPS61132090A (ja) | 1986-06-19 |
Family
ID=17265648
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59254481A Pending JPS61132090A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | 電動機の速度制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61132090A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009303328A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Mitsubishi Electric Corp | 交流回転機の制御装置 |
JP2011015560A (ja) * | 2009-07-03 | 2011-01-20 | Hitachi Appliances Inc | 冷凍サイクル装置 |
-
1984
- 1984-11-30 JP JP59254481A patent/JPS61132090A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009303328A (ja) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Mitsubishi Electric Corp | 交流回転機の制御装置 |
JP2011015560A (ja) * | 2009-07-03 | 2011-01-20 | Hitachi Appliances Inc | 冷凍サイクル装置 |
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