JPS63144795A - 誘導電動機の速度制御装置 - Google Patents
誘導電動機の速度制御装置Info
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- JPS63144795A JPS63144795A JP61292091A JP29209186A JPS63144795A JP S63144795 A JPS63144795 A JP S63144795A JP 61292091 A JP61292091 A JP 61292091A JP 29209186 A JP29209186 A JP 29209186A JP S63144795 A JPS63144795 A JP S63144795A
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
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Landscapes
- 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
本発明は誘導電動機の回転速度制御に係り、回転検出器
を使用せずに制御を行う誘導電動機の回転数制御装置に
関するものである。
を使用せずに制御を行う誘導電動機の回転数制御装置に
関するものである。
従来技術
従来、例えば第4図に示す様に直流バッテリ1から供給
される電力を平滑用コンデンサ2と可変電圧−可変周波
数インバータ3を通して3相交流に変換し誘導電動機5
を駆動制御する場合、3相誘導電動機の回転数を制御す
るために回転数制御回路24には回転数指令値ω、Iゆ
と各相電流検出値’11+1b、電動機−の回転数検出
器23による検出値ω1が入力されこれより出力される
誘導電動機の1次入力周波数指令値ωゆと1次電流指令
値iオ (又は電圧指令値Vゆ)をPWM(パルス幅変
調)回路8にてパルス符号化しインバータ駆動回路9を
通してインバータ3を制御するようになっていた。
される電力を平滑用コンデンサ2と可変電圧−可変周波
数インバータ3を通して3相交流に変換し誘導電動機5
を駆動制御する場合、3相誘導電動機の回転数を制御す
るために回転数制御回路24には回転数指令値ω、Iゆ
と各相電流検出値’11+1b、電動機−の回転数検出
器23による検出値ω1が入力されこれより出力される
誘導電動機の1次入力周波数指令値ωゆと1次電流指令
値iオ (又は電圧指令値Vゆ)をPWM(パルス幅変
調)回路8にてパルス符号化しインバータ駆動回路9を
通してインバータ3を制御するようになっていた。
発明の解決しようとする問題点
そして前記回転数制御回路24は高精度なベクトル制御
や単なるすべり周波数制御などが適用されるが、いずれ
の場合にもその出力値を求めるには実際の回転数検出値
が必要不可欠なものとなる。しかし、この値を得るに必
要な回転数検出器は一般に高価であり、また精密で誘導
電動機に直接取り付けて使用するためそれ自体の耐環境
性から誘導電動機の本来持つ堅牢さを損なうという問題
点があった。
や単なるすべり周波数制御などが適用されるが、いずれ
の場合にもその出力値を求めるには実際の回転数検出値
が必要不可欠なものとなる。しかし、この値を得るに必
要な回転数検出器は一般に高価であり、また精密で誘導
電動機に直接取り付けて使用するためそれ自体の耐環境
性から誘導電動機の本来持つ堅牢さを損なうという問題
点があった。
本発明は、誘導電動機のすべり周波数を該電動機の入力
状態より求めることによって従来必要とされた回転数検
出器を使用せずに誘導電動機の速度を制御することをそ
の解決しようとする問題点とするものである。
状態より求めることによって従来必要とされた回転数検
出器を使用せずに誘導電動機の速度を制御することをそ
の解決しようとする問題点とするものである。
問題点を解決するための手段
誘導電動機の周波数と2次入力より該誘導電動機のすべ
り周波数を演算するすべり周波数演算手段と、すべり周
波数と外部より入力される回転数指令値より誘導電動機
の周波数を演算してこれを該電力変換装置に与える回転
数制御手段を備えた誘導電動機の速度制御装置をその要
旨とするものである。
り周波数を演算するすべり周波数演算手段と、すべり周
波数と外部より入力される回転数指令値より誘導電動機
の周波数を演算してこれを該電力変換装置に与える回転
数制御手段を備えた誘導電動機の速度制御装置をその要
旨とするものである。
作用
速度制御に用いる誘導電動機のすべり周波数は、これを
求める演算手段の入力に従来のような回転数検出値を使
用せずに行うため回転数検出器を不用にし、これによる
コストを無くして安価な構成で誘導電動機の持つ堅牢さ
を生かすことが出来る。
求める演算手段の入力に従来のような回転数検出値を使
用せずに行うため回転数検出器を不用にし、これによる
コストを無くして安価な構成で誘導電動機の持つ堅牢さ
を生かすことが出来る。
実施例
以下、本発明を可変電圧−可変周波数インバータ駆動の
3相誘導電動機(以下IMと称す)に具体化した実施例
を示す。
3相誘導電動機(以下IMと称す)に具体化した実施例
を示す。
第1図において直流電圧源であるバッテリlより供給さ
れる電圧はコンデンサ2を通ることにより平滑化されイ
ンバータ3の入力側には安定した電圧が印加される。前
記インバータ3は後に説明するIMM度制御装置からの
信号を基にスイッチ0N−OFF制御し直流を3相交流
に変換してIM5を駆動するに必要な電力を供給する。
れる電圧はコンデンサ2を通ることにより平滑化されイ
ンバータ3の入力側には安定した電圧が印加される。前
記インバータ3は後に説明するIMM度制御装置からの
信号を基にスイッチ0N−OFF制御し直流を3相交流
に変換してIM5を駆動するに必要な電力を供給する。
次にIM速度を制御するためのすべり周波数演算装置6
にはインバータ3の入力電圧VDCと入力電流IDCと
1M入力の3相電流のうちの2相の相電流1.、+bと
その線間電圧V、の検出値を各センサより入力し、途中
回転数制御回路7からIM周周波数指令値エヤ入力して
すべり周波数推定値ωtを算出し、この値は次に回転数
制御回路7へ入力され次いで外部から入力される回転数
指令値ω1を基にIM1次周波数指令値ωゆと1M1次
電流(又は電圧)の指令値11ゆ(又はv1*)を算出
する。これらの値は次段のPWM回路8へ入力されてパ
ルス幅変調され、インバータ駆動回路9を通ってインバ
ータ3へ入力され前記に示した様に電圧及び周波数を制
御する。
にはインバータ3の入力電圧VDCと入力電流IDCと
1M入力の3相電流のうちの2相の相電流1.、+bと
その線間電圧V、の検出値を各センサより入力し、途中
回転数制御回路7からIM周周波数指令値エヤ入力して
すべり周波数推定値ωtを算出し、この値は次に回転数
制御回路7へ入力され次いで外部から入力される回転数
指令値ω1を基にIM1次周波数指令値ωゆと1M1次
電流(又は電圧)の指令値11ゆ(又はv1*)を算出
する。これらの値は次段のPWM回路8へ入力されてパ
ルス幅変調され、インバータ駆動回路9を通ってインバ
ータ3へ入力され前記に示した様に電圧及び周波数を制
御する。
ここで前記すべり周波数演算装置6並びに回転数制御回
路7の構成を第2図に示し以下これについて説明する。
路7の構成を第2図に示し以下これについて説明する。
まずインバータ3の入力側からの入力電圧VDCと入力
電流IDCはIMl&入力演算器12へ入力されIMI
次人力P1を演算する。
電流IDCはIMl&入力演算器12へ入力されIMI
次人力P1を演算する。
一方IM1次側からは入力相電流の瞬時値jll+i、
を検出してこの値を電流実効値演算器10へ入力し、ま
た前記’mrib間の線間電圧Vl は電圧実効値演算
器11へ入力し、それぞれ入力電流実効値■、入力電圧
実効値vIを算出する。但しここで入力電流の瞬時値を
’a+’bの2相検出しているが、これはインバータ3
の電力変換によって変動する周波数や電力の可変領域全
てにわたって高精度に実効値を得るためであり、この目
的において検出する電流は2相に限ったものではない。
を検出してこの値を電流実効値演算器10へ入力し、ま
た前記’mrib間の線間電圧Vl は電圧実効値演算
器11へ入力し、それぞれ入力電流実効値■、入力電圧
実効値vIを算出する。但しここで入力電流の瞬時値を
’a+’bの2相検出しているが、これはインバータ3
の電力変換によって変動する周波数や電力の可変領域全
てにわたって高精度に実効値を得るためであり、この目
的において検出する電流は2相に限ったものではない。
算出された電流実効値■。は1M1次銅損演算器13に
入力されてTM1次銅損W1を算出し、一方電流実効値
■1 と電圧実効値■、は1M鉄損演算器14に入力し
てIM鉄損W0を算出し前記W+ 、Weは加算器16
によって加えられ、これがすなわち1M1次側の損失と
なる。前記損失は前記1次人力P、から減算器15によ
って減算されてIM2次人力P2が導きだされ、この値
は回転数制御回路7の出力であるIMI次周波数指令値
ωゆと共にすべり周波数演算器17へ入力されすべり周
波数推定値ω↑を算出する。
入力されてTM1次銅損W1を算出し、一方電流実効値
■1 と電圧実効値■、は1M鉄損演算器14に入力し
てIM鉄損W0を算出し前記W+ 、Weは加算器16
によって加えられ、これがすなわち1M1次側の損失と
なる。前記損失は前記1次人力P、から減算器15によ
って減算されてIM2次人力P2が導きだされ、この値
は回転数制御回路7の出力であるIMI次周波数指令値
ωゆと共にすべり周波数演算器17へ入力されすべり周
波数推定値ω↑を算出する。
このすべり周波数推定値ωぐは次段の回転数制御回路7
へ入力されIM1次周波数指令値ωヤから減算器18に
よって減算することによりIM回転数推定値ωtを出し
、この値と外部から新たに入力される回転数指令値ω、
との差Δω1を減算器20によって導き出しこれをすべ
り周波数指令設定器21へ入力してすべり周波数指令値
ω。を出力し、さらに加算器19によってこのω。に前
記1M回転数推定値ω↑を加えることにより新たなrM
1次周波数指令値ωゆを算出し、この値は次段のPWM
回路8や、減算器18、すべり周波数演算器17へ供給
される。またIM回転数推定値ω公とIM回転数指令値
ω。は1M1次電流(又は電圧)設定器22へ供給され
ベクトル制御やV/F制御等によってインバータを制御
するに必要なIM電流11*(又は電圧Vlゆ)を設定
しPWM回路8へ入力される。
へ入力されIM1次周波数指令値ωヤから減算器18に
よって減算することによりIM回転数推定値ωtを出し
、この値と外部から新たに入力される回転数指令値ω、
との差Δω1を減算器20によって導き出しこれをすべ
り周波数指令設定器21へ入力してすべり周波数指令値
ω。を出力し、さらに加算器19によってこのω。に前
記1M回転数推定値ω↑を加えることにより新たなrM
1次周波数指令値ωゆを算出し、この値は次段のPWM
回路8や、減算器18、すべり周波数演算器17へ供給
される。またIM回転数推定値ω公とIM回転数指令値
ω。は1M1次電流(又は電圧)設定器22へ供給され
ベクトル制御やV/F制御等によってインバータを制御
するに必要なIM電流11*(又は電圧Vlゆ)を設定
しPWM回路8へ入力される。
次に第2図に示す回路構成によって演算されるIM1次
人力P0.2法人力P7.1次銅損W。
人力P0.2法人力P7.1次銅損W。
、鉄損W0及びすべり周波数推定値ω7が理論的に導か
れることを以下説明する。
れることを以下説明する。
まずIM1次人力PIはインバータへの入力電圧Vゎい
入力電流IDC、インバータ効率η1として次式で示さ
れる。
入力電流IDC、インバータ効率η1として次式で示さ
れる。
Pl =η+ IncVnc (
11但しη1は予め測定により求めた定数とする。前記
+11式より1M1次入力演算器12は乗算器を用いる
。
11但しη1は予め測定により求めた定数とする。前記
+11式より1M1次入力演算器12は乗算器を用いる
。
次に1次銅損W1、鉄損W0については第3図のrM等
価回路を基に説明する。この等価回路はIMの3相ある
うちの1相を示し1次側と2次側の巻線抵抗をr 1
* r z 、同じく1次側と2次側の漏れインダク
タンスをL+ 、Lx 、励磁インダクタンスをM、す
べりをSで示し1次側にはヒステリシス損とうず電流損
から成る鉄損Woを鉄損分抵抗rcによるものとして示
している。IMI次銅損WIは1次巻線抵抗r1による
損失であり、1次側に電圧V1を印加し巻線抵抗r、に
電流I、が流れるとするとW、は、 Wr =3 r+ ・T+ ”
f21となり、1次銅損演算回路工0も乗算器
にて構成される。また、鉄損W0は鉄損分抵抗rcに電
流I rcが流れるとすると次式で示される。
価回路を基に説明する。この等価回路はIMの3相ある
うちの1相を示し1次側と2次側の巻線抵抗をr 1
* r z 、同じく1次側と2次側の漏れインダク
タンスをL+ 、Lx 、励磁インダクタンスをM、す
べりをSで示し1次側にはヒステリシス損とうず電流損
から成る鉄損Woを鉄損分抵抗rcによるものとして示
している。IMI次銅損WIは1次巻線抵抗r1による
損失であり、1次側に電圧V1を印加し巻線抵抗r、に
電流I、が流れるとするとW、は、 Wr =3 r+ ・T+ ”
f21となり、1次銅損演算回路工0も乗算器
にて構成される。また、鉄損W0は鉄損分抵抗rcに電
流I rcが流れるとすると次式で示される。
Wo ” 3 re ’ I rc”=3rc (
(v+ −r+ I、)/rc ) 2=3 (V+
”+ II) ” /re (31ここでr
C+rl は予め測定により求められる一定値を用いて
算出する。
(v+ −r+ I、)/rc ) 2=3 (V+
”+ II) ” /re (31ここでr
C+rl は予め測定により求められる一定値を用いて
算出する。
前記(1)−+31 式テ求められる値P + 、Wr
、WeよりIM2次人力P2は、 Pg =P+ (Wr +Wo ) +
4)となる。前記(4)式において右辺()内は加算器
16で、右辺第1項との減算は減算器15で行われる。
、WeよりIM2次人力P2は、 Pg =P+ (Wr +Wo ) +
4)となる。前記(4)式において右辺()内は加算器
16で、右辺第1項との減算は減算器15で行われる。
次にすべり周波数ω5は発生トルクTaとほぼ比例関係
にあり次式が成立する。但しに、は定数である。
にあり次式が成立する。但しに、は定数である。
T、−ωsK+ F+1−力
発生トルクT。は2成人力P2と1次周波数ωによって
次式で示される。但しpはIMの極対数である。
発生トルクT。は2成人力P2と1次周波数ωによって
次式で示される。但しpはIMの極対数である。
Ta = p P t /ω (
6)前記(5)式、(6)式よりすべり周波数ω5は、
ωs =p Pg / (ωに+) (7
1となって求められる。(7)式に基づいてすべり周波
数演算器17は乗算器及び除算器で構成され、変数のω
は回転数制御回路7より得られるIM1次周波数指令値
ωゆを、K、は予め測定による定数を用いることにより
すべり周波数推定値ω?は(7)式より、 ωs=pPg/(ωヤに+) (8)で得
られる。この値は次段の回転数制御回路7へ入力される
。
6)前記(5)式、(6)式よりすべり周波数ω5は、
ωs =p Pg / (ωに+) (7
1となって求められる。(7)式に基づいてすべり周波
数演算器17は乗算器及び除算器で構成され、変数のω
は回転数制御回路7より得られるIM1次周波数指令値
ωゆを、K、は予め測定による定数を用いることにより
すべり周波数推定値ω?は(7)式より、 ωs=pPg/(ωヤに+) (8)で得
られる。この値は次段の回転数制御回路7へ入力される
。
ここでIM1次周波数ωとIM回転数ω1、すべり周波
数ω5は、 ω=ω、十ω5(9) の関係があり回転数制御回路7では(9)式に基づいて
演算される。すなわちすべり周波数推定値ωtとIM1
次周波数指令値ωゆよりIM回転数推定値ω當は、 ω含 =ω申 −090m より求められこれは減算器18にて演算される。
数ω5は、 ω=ω、十ω5(9) の関係があり回転数制御回路7では(9)式に基づいて
演算される。すなわちすべり周波数推定値ωtとIM1
次周波数指令値ωゆよりIM回転数推定値ω當は、 ω含 =ω申 −090m より求められこれは減算器18にて演算される。
このQ2と外部からのIM回転数指令値ω。よりすべり
周波数指令値ω、が算出され、さらにこの値と前記IM
回転数推定値ω↑から加算器19によって新たなIM1
次周波数指令値ω、が算出される。
周波数指令値ω、が算出され、さらにこの値と前記IM
回転数推定値ω↑から加算器19によって新たなIM1
次周波数指令値ω、が算出される。
ω、=ω0+ω否 αDなお、
本発明は前記実施例に限られるものではなく例えば1M
1次入力の演算には(1)式のようにインバータ3の入
力の代わりにIMの3相交流入力を直接検出して求めて
も良いし、すべり周波数演算器17へ入力するIM1次
周波数指令値ωゆの代わりにインバータ3より検出した
IM1次周波周波数検出値力しても良い。また、本発明
をインバータ以外の例えばサイクロコンバータなどの交
流−交流電力変換器を用いた誘導電動機に使用しても良
いし、A/D変換してマイクロコンピュータによるディ
ジタル制御にする等本発明の要旨を逸脱しない範囲で応
用しても良い。
本発明は前記実施例に限られるものではなく例えば1M
1次入力の演算には(1)式のようにインバータ3の入
力の代わりにIMの3相交流入力を直接検出して求めて
も良いし、すべり周波数演算器17へ入力するIM1次
周波数指令値ωゆの代わりにインバータ3より検出した
IM1次周波周波数検出値力しても良い。また、本発明
をインバータ以外の例えばサイクロコンバータなどの交
流−交流電力変換器を用いた誘導電動機に使用しても良
いし、A/D変換してマイクロコンピュータによるディ
ジタル制御にする等本発明の要旨を逸脱しない範囲で応
用しても良い。
発明の効果
以上、詳述した様に本発明によれば回転数検出器を用い
ずにすべり周波数を推定して回転数を演算するため回転
数検出器を不用とし安価な構成で誘導電動機を制御する
ことができ、また従来の回転数検出器の耐環境性からも
誘導電動機の持つ堅牢さを生かすという優れた効果を得
ることが出来る。
ずにすべり周波数を推定して回転数を演算するため回転
数検出器を不用とし安価な構成で誘導電動機を制御する
ことができ、また従来の回転数検出器の耐環境性からも
誘導電動機の持つ堅牢さを生かすという優れた効果を得
ることが出来る。
第1図はこの発明を可変電圧−可変周波数インバータ駆
動の3相誘導電動機に具体化した速度制御装置の電気ブ
ロック回路図、第2図は第1図中の速度制御装置を詳細
に示した電気ブロック回路図、第3図は3相誘導電動機
の等価回路図(1相のみ)、第4図は従来の速度制御装
置を示す電気ブロック回路図である。 図中、3は可変電圧−可変周波数インバータ、4は電流
センサ、5は3相誘導電動機、6はすべり周波数演算装
置、7は回転数制御回路、10゜11は電流及び電圧実
効値検出器、12はIM1次入力演算器、13は1M1
次銅損演算器、14はIM鉄損演算器、17はすべり周
波数演算器、15.18.20は減算器、16.19は
加算器、21はすべり周波数指令設定器、22は1M電
流(又は電圧)設定器、23は回転数検出器である。
動の3相誘導電動機に具体化した速度制御装置の電気ブ
ロック回路図、第2図は第1図中の速度制御装置を詳細
に示した電気ブロック回路図、第3図は3相誘導電動機
の等価回路図(1相のみ)、第4図は従来の速度制御装
置を示す電気ブロック回路図である。 図中、3は可変電圧−可変周波数インバータ、4は電流
センサ、5は3相誘導電動機、6はすべり周波数演算装
置、7は回転数制御回路、10゜11は電流及び電圧実
効値検出器、12はIM1次入力演算器、13は1M1
次銅損演算器、14はIM鉄損演算器、17はすべり周
波数演算器、15.18.20は減算器、16.19は
加算器、21はすべり周波数指令設定器、22は1M電
流(又は電圧)設定器、23は回転数検出器である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)電源からの電圧及び周波数を電力変換装置にて制御
させることによって誘導電動機の速度を制御させる誘導
電動機の速度制御装置において、誘導電動機の周波数と
2次入力の各値より該誘導電動機のすべり周波数を演算
するすべり周波数演算手段と、すべり周波数と外部より
入力される回転数指令値より誘導電動機の周波数を演算
して該電力変換装置に与える回転数制御手段を備えたこ
とを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。 2)誘導電動機の2次入力は電力変換装置の入力電力と
、誘導電動機の入力電圧と入力電流の各データより演算
する特許請求の範囲第1項記載の誘導電動機の速度制御
装置。 3)回転数制御手段には、すべり周波数と回転数指令値
より誘導電動機の入力電流(又は入力電圧)を設定する
装置を備えた特許請求の範囲第1項記載の誘導電動機の
速度制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61292091A JPS63144795A (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | 誘導電動機の速度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61292091A JPS63144795A (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | 誘導電動機の速度制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63144795A true JPS63144795A (ja) | 1988-06-16 |
Family
ID=17777432
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61292091A Pending JPS63144795A (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | 誘導電動機の速度制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63144795A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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