JPS63245291A - Induction machine controller - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To compensate secondary resistance variation over the whole operating range by providing a secondary resistance compensating block for compensating a secondary resistance variation. CONSTITUTION:A primary voltage signal generator circuit 21 of a secondary resistance compensating block 20 takes out a primary voltage signal from a PWM current control circuit 19. A phase difference detector 22 detects a phase difference theta between a current signal of a current detector 4 and a voltage signal of the primary voltage generator circuit 21. A phase difference estimator 23 obtains an estimated phase difference theta0 between primary current and primary voltage from the current signal and a slip frequency command Ws from a command value setting circuit 14 by using an induction machine model employed in vector control. A subtracter 24 obtains a deviation value between the phase difference theta and the estimated phase difference theta0. A compensating circuit 25 corrects a slip by using a phase deviation value signal theta from the subtracter 24. Thus, a secondary resistance variation is compensated equivalently.

Description

【発明の詳細な説明】 ？ ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、誘ＩＪ様を可変速制御する制ｍ＋装置に関し
、特に誘導機サーボ装置における誘導機の二次抵抗変動
を補償する手段に関する。[Detailed description of the invention] ? 3. Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a control m+ device for variable speed control of an induction IJ, and particularly to means for compensating for secondary resistance fluctuations of an induction motor in an induction motor servo device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の一般的な誘導機の駆動法は、定速駆動法であった
。しかるに最近は、可変速駆動法の利用が始まり、ベク
トル制御が応用されるようになった。可変速駆動を行な
う場合、二次抵抗の変動に対する対処手段が必要である
。これまでの対処手段としては、サーミスタ等の温度検
出素子によって検出された温度変化を用いて二次抵抗の
変動を補償する手段、あるいは−次電圧の大きさの変化
を用いて二次抵抗の変動を補償する手段等が知られてい
る。The conventional general driving method for induction machines has been the constant speed driving method. However, recently variable speed drive methods have begun to be used and vector control has been applied. When performing variable speed drive, a means to deal with fluctuations in secondary resistance is required. Conventional countermeasures include compensation for secondary resistance fluctuations using temperature changes detected by a temperature detection element such as a thermistor, or compensation for secondary resistance fluctuations using changes in the magnitude of the -order voltage. There are known means to compensate for this.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

サーミスタ等の温度検出素子によって検出された。８度
変化を用いて二次抵抗の変動を補償する手段は、誘導機
本体に加工を施す必要がある。このため、安価、堅牢と
いう誘導機本来の特徴を生かせない欠点がある。また−
次電圧の大きさの変化を用いて二次抵抗の変動を補償す
る手段は、高速時には利用できるが低速時には利用でき
ないという欠点がある。Detected by a temperature detection element such as a thermistor. The means for compensating for fluctuations in secondary resistance using an 8-degree change requires processing the induction machine body. For this reason, it has the disadvantage that it cannot take advantage of the inherent characteristics of induction machines, such as being inexpensive and robust. Also-
The disadvantage of using a change in the magnitude of the secondary voltage to compensate for variations in the secondary resistance is that it can be used at high speeds, but not at low speeds.

そこで本発明は、安価、堅牢という誘導機の特徴を生か
しながら、全運転領域に亙り二次抵抗の変動を補償可能
な誘導機のυノ御装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a υ control device for an induction motor that can compensate for fluctuations in secondary resistance over the entire operating range while taking advantage of the features of induction motors such as being inexpensive and robust.

〔問題点を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解決し目的を達成するために次の
ような手段を講じた。すなわち、電圧及び周波数を制御
して誘導機を駆動する変換器に、前記誘′＃機の一次電
流を励磁電流成分とこの励磁電流成分と直交する電流成
分とに分けて入力し、１ｌＩＩ！御を行なう装置におい
て、前記誘導医の一次電流と一次電圧の位相差を位相差
検出器で検出し、前記ｙ、誘導機一次電流から一次電圧
との位相差を位相差推定器で推定し、前記位相差検出器
の出力と前記位相差推定器の出力との偏差を減算器で得
、この減算器の出力すなわち前記偏差に基づいて補償回
路により前記誘導機の二次抵抗変動を補償するようにし
た。[Means for Solving the Problems] The present invention takes the following measures in order to solve the above problems and achieve the object. That is, the primary current of the induction machine is divided into an excitation current component and a current component orthogonal to this excitation current component and input into a converter that drives the induction machine by controlling the voltage and frequency, and 1lII! In the device for controlling the induction machine, a phase difference detector detects a phase difference between the primary current and the primary voltage of the induction machine, and a phase difference estimator estimates the phase difference between the primary current and the primary voltage of the induction machine, A subtracter obtains a deviation between the output of the phase difference detector and the output of the phase difference estimator, and a compensation circuit compensates for secondary resistance fluctuations of the induction machine based on the output of the subtracter, that is, the deviation. I made it.

〔作用〕[Effect]

このような手段を閘じたことにより、次のような作用を
呈する。電圧と電流の位相差から二次抵抗変動を検出し
、これを補償するようにしたので、誘導機には何等加工
を施す必要がなく、誘４Ｉａ本来の安価、堅牢という特
徴を生かし得る上、全運転領域にわたり補償可能となる
。　′ （実施例） 第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック線図で
ある。先ず主回路について説明する。１は変換器として
の電圧形インバータであり、電圧及び周波数を制御して
誘導様２を駆動する。誘導機２の速度はパルスエンコー
ダ３によって検出されるものとなっている。４は電流検
出器であり、誘導機２の一次電流を検出する。By using such means, the following effects are achieved. Since secondary resistance fluctuations are detected from the phase difference between voltage and current and compensated for, there is no need to perform any processing on the induction machine, and it is possible to take advantage of the inherent low cost and robust characteristics of di-4Ia. Compensation is possible over the entire operating range. (Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. First, the main circuit will be explained. Reference numeral 1 denotes a voltage source inverter as a converter, which drives the induction type 2 by controlling the voltage and frequency. The speed of the induction machine 2 is detected by a pulse encoder 3. A current detector 4 detects the primary current of the induction machine 2.

次に制御系について説明する。破線で囲まれていない部
分が一般的なベクトル制御ブロック１０であり、破線で
囲まれている部分が二次抵抗補償ブロック２０である。Next, the control system will be explained. The part not surrounded by the broken line is the general vector control block 10, and the part surrounded by the broken line is the secondary resistance compensation block 20.

先ず一般的なベクトル制御ブロック１０について説明す
る。パルスエンコーダ３から出力された誘導１２の速度
信号、すなわち誘導機２の回転数に比例した周波数を持
つパルス信号は、Ｆ／Ｖコンバータ１１に入力する。Ｆ
／Ｖコンバータ１１は、入力周波数に比例した電圧ｗｒ
を出力する。First, a general vector control block 10 will be explained. A speed signal of the induction 12 output from the pulse encoder 3, that is, a pulse signal having a frequency proportional to the rotation speed of the induction machine 2, is input to the F/V converter 11. F
/V converter 11 generates a voltage wr proportional to the input frequency.
Output.

この出力電圧ｗｒは、速度指令器１２の速度指令値ｗｒ
ｏと比較器１３で比較される。この比較により生じたＷ
Ａ差Δｗｒは、指令値設定回路１４に入力する。指令値
設定回路１４では、入力した速度誤差ΔｗｒＧ−基づい
て、すべり周波数指令ＷＳと電流指令とを設定する。す
べり周波数指令ＷＳは加算器１５を介して２相発振器１
６に与えられ、電流指令はベクトル演算器１７に与えら
れる。２相発振器１６は、すべり周波数指令ＷＳのほか
に回転数指令、すべり周波数補正指令を加算器１５を介
して供給され、これらに基づいて一次周波数指令を作り
、２相正弦波信号としてベクトル演算器１７に出力する
。ベクトル演算器１７は、上記２相正弦波信号と前記電
流指令についてベクトル演算を行ない、２相の電流指令
信号を得、これを２相／３相変換器１８に出力する。２
相／３相変換器１８は、２相で入力した電流指令信号を
３相に変換し、ＰＷＭ電流制御回路１９に出力する。This output voltage wr is the speed command value wr of the speed command device 12.
o and is compared by a comparator 13. W generated by this comparison
The A difference Δwr is input to the command value setting circuit 14. The command value setting circuit 14 sets a slip frequency command WS and a current command based on the input speed error ΔwrG-. The slip frequency command WS is sent to the two-phase oscillator 1 via an adder 15.
6, and the current command is given to a vector calculator 17. In addition to the slip frequency command WS, the two-phase oscillator 16 is supplied with a rotation speed command and a slip frequency correction command via an adder 15, creates a primary frequency command based on these commands, and outputs the primary frequency command as a two-phase sine wave signal to a vector calculator. Output to 17. The vector calculator 17 performs vector calculation on the two-phase sine wave signal and the current command to obtain a two-phase current command signal and outputs it to the two-phase/three-phase converter 18 . 2
The phase/three-phase converter 18 converts the input current command signal in two phases into three phases and outputs it to the PWM current control circuit 19.

ＰＷＭ電流制御回路１９は電流指令信号に実電流が一致
する様に、ＰＷＭ変調により電圧形インバータ１に対し
てゲート指令を出力する。The PWM current control circuit 19 outputs a gate command to the voltage source inverter 1 by PWM modulation so that the actual current matches the current command signal.

次に破線で囲まれた補償ブロック２０につりで説明する
。−次電圧信号発生回路２１は、前記ＰＷＭ電流制御回
路から一次電圧信号を取出す回路であり、位相差検出器
２２は、前記電流検出器４の電流信号と一次電圧発生回
路２１の電圧信号の位相差θを検出する検出器である。Next, explanation will be given with reference to the compensation block 20 surrounded by broken lines. - The secondary voltage signal generation circuit 21 is a circuit that takes out the primary voltage signal from the PWM current control circuit, and the phase difference detector 22 detects the phase difference between the current signal of the current detector 4 and the voltage signal of the primary voltage generation circuit 21. This is a detector that detects the phase difference θ.

位相差推定器２３は、前記電流検出器４からの電流信号
と、指令値設定回路１４からのすべり周波数指令ＷＳと
から、ベクトル制御に用いられている誘導機モデルを用
いて、−次電流と一次電圧との推定位相差０口を得、こ
れを出力する。減算器２４は、位相差検出器２２からの
位相差θと、位相差推定器２３からの位相差θ０との偏
差値を求める。補償口　　・路２５は、減算器２４から
の位相偏差値信号Δ０を用いて、すべりを補正する。か
くして等価的に二次抵抗変動分の補償が行なわれる。The phase difference estimator 23 calculates the -order current from the current signal from the current detector 4 and the slip frequency command WS from the command value setting circuit 14 using an induction machine model used for vector control. An estimated phase difference of 0 with respect to the primary voltage is obtained and output. The subtracter 24 obtains a deviation value between the phase difference θ from the phase difference detector 22 and the phase difference θ0 from the phase difference estimator 23. The compensation port path 25 uses the phase deviation value signal Δ0 from the subtractor 24 to correct the slip. In this way, the secondary resistance variation is equivalently compensated for.

次に作用について説明するが、本発明の詳細な説明する
に前に、まず本発明の基礎をなす理論について説明する
。Next, the operation will be explained, but before giving a detailed explanation of the present invention, the theory underlying the present invention will be explained first.

第２図は誘導ｎ２の一相分の簡易等価回路である。一般
にベクトル制御は、励ｖｎ電流Ｉｌの大きさ一定という
条件下において、トルク電流Ｉ２を変化させる事により
、トルク制御を行なっている。FIG. 2 is a simple equivalent circuit for one phase of the induction n2. Generally, vector control performs torque control by changing the torque current I2 under the condition that the magnitude of the excitation vn current Il is constant.

この場合、外部から操作できる但は一次電流の大きさと
周波数のみであり、ＩｌとＩ２を独立に制御するにはモ
ータ定数が必要である。In this case, only the magnitude and frequency of the primary current can be controlled from the outside, and motor constants are required to independently control Il and I2.

しかし、モータ定数の一つである二次抵抗Ｒ２は、トル
ク決定において重要なパラメータであるが、その値は温
度上昇と共に変化し、その変化幅は４０〜５０％にもな
る。However, although the secondary resistance R2, which is one of the motor constants, is an important parameter in determining torque, its value changes as the temperature rises, and the range of change is as much as 40 to 50%.

次に本発明の作用について説明する。第３図は電流・電
圧ベクトルを示す図である。実線は各指令値ＶＳ、ＩＩ
Ｓ、１２　Ｓを示す。第２図の等何回路から明らかな様
に、温度上昇につれて二次抵抗Ｒ２が大きくなると、Ｉ
２が減少し、Ｉ２が増加して１１’、１２’の様な関係
となり、電圧も増加しＶ′となる。また逆に、Ｒ２が減
少すれば、Ｉ２が増加しＩ１が減少するので、電圧も■
“と減少する。Next, the operation of the present invention will be explained. FIG. 3 is a diagram showing current/voltage vectors. Solid lines indicate each command value VS, II
S, 12S is shown. As is clear from the circuit shown in Figure 2, as the secondary resistance R2 increases as the temperature rises, I
2 decreases and I2 increases, resulting in a relationship such as 11', 12', and the voltage also increases to V'. Conversely, if R2 decreases, I2 increases and I1 decreases, so the voltage also decreases.
“It decreases.

この時の電圧、電流の位相について考えると、Ｒ２が増
加した場合には位相差も増加するが、逆にＲ２が減少し
た場合には位相差も減少する。したがって実電圧、実電
流の位相差と、ベクトル制御に用いたモデルにおける電
圧、電流の位相差とのずれを、Ｒ２の変動の検出量とみ
なし冑る。したがって第１図のように構成し、位相差が
「正」となったとき、すべりを増加させ、位相差が「負
」となったとき、すべりを減少さぜる事により、二次抵
抗Ｒ２の変動が補償される事になる。Considering the phase of the voltage and current at this time, when R2 increases, the phase difference also increases, but conversely, when R2 decreases, the phase difference also decreases. Therefore, the deviation between the phase difference between the actual voltage and current and the phase difference between the voltage and current in the model used for vector control is regarded as the detected amount of variation in R2. Therefore, by configuring as shown in Fig. 1 and increasing the slip when the phase difference becomes "positive" and decreasing the slip when the phase difference becomes "negative", the secondary resistance R2 This means that the fluctuations in the amount will be compensated for.

なお本発明は前記実施例に限定されるものではない。例
えば前記実施例では主回路の変換器として電圧形インバ
ータ１を用いた場合を例示したが、電流形インバータ、
サイクロコンバータ等であってもよい。また前記実施例
では、ベクトル制御方式として直交座標方式を用いた例
を示したが、極座標方式であってもよい。このほか本発
明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能であるの
は勿論である。Note that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the above embodiment, the voltage source inverter 1 is used as the main circuit converter, but the current source inverter,
It may also be a cycloconverter or the like. Further, in the embodiment described above, an example was shown in which a rectangular coordinate system was used as the vector control system, but a polar coordinate system may also be used. It goes without saying that various other modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

〔発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、安価、堅牢という
誘導機の特徴を生かしながら、全運転領域に亙り二次抵
抗の変動を補償可能な誘導様の副部装置を提供できる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, it is possible to provide an induction-like sub-section device that can compensate for fluctuations in secondary resistance over the entire operating range while taking advantage of the features of induction motors, such as being inexpensive and robust. can.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック線図、
第２図および第３図は同実施例の作用を説明するための
図で、第２図は誘導様の簡易的な等価回路図、第３図は
電圧・電流のベクトル図である。 １・・・電圧形インバータ（変換器）、２・・・誘導機
、３・・・パルスエンコーダ、４・・・電流検出器、１
０・・・一般的なベクトル制御ブロック、１１・・・Ｆ
／Ｖ変換器、１２・・・速度指令器、１３・・・比較器
、１４・・・指令値設定回路、１５・・・加算器、１６
・・・２相発振器、１７・・・ベクトル演算器、１８・
・・２相／３相変換器、１９・・・ＰＷＭ電流制御回路
、２０・・・二次抵抗補償ブロック、２１・・・−数置
圧信号発生回路、２２・・・位相差検出器、２３・・・
位相差推定器、２４・・・減算器、２５・・・補償回路
。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention;
2 and 3 are diagrams for explaining the operation of the same embodiment. FIG. 2 is a simple equivalent circuit diagram of an induction type, and FIG. 3 is a vector diagram of voltage and current. 1... Voltage type inverter (converter), 2... Induction machine, 3... Pulse encoder, 4... Current detector, 1
0...General vector control block, 11...F
/V converter, 12... Speed command device, 13... Comparator, 14... Command value setting circuit, 15... Adder, 16
...Two-phase oscillator, 17... Vector calculator, 18.
...2-phase/3-phase converter, 19... PWM current control circuit, 20... Secondary resistance compensation block, 21... - several positional pressure signal generation circuit, 22... Phase difference detector, 23...
Phase difference estimator, 24... subtractor, 25... compensation circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 電圧及び周波数を制御して誘導機を駆動する変換器に、
前記誘導機の一次電流を励磁電流成分とこの励磁電流成
分と直交する電流成分とに分けて入力し、制御を行なう
誘導機の制御装置において、前記誘導機の一次電流と一
次電圧の位相差を検出する位相差検出器と、前記誘導機
の一次電流から一次電圧との位相差を推定する位相差推
定器と、前記位相差検出器の出力と前記位相差推定器の
出力との偏差を得る減算器と、この減算器の出力に基づ
いて前記誘導機の二次抵抗変動を補償する補償回路とを
具備したことを特徴とする誘導機の制御装置。A converter that controls voltage and frequency to drive an induction machine,
In an induction machine control device that performs control by inputting the primary current of the induction machine divided into an excitation current component and a current component orthogonal to this excitation current component, the phase difference between the primary current and the primary voltage of the induction machine is calculated. a phase difference detector for detecting a phase difference, a phase difference estimator for estimating a phase difference between the primary current and the primary voltage of the induction machine, and obtaining a deviation between an output of the phase difference detector and an output of the phase difference estimator. A control device for an induction machine, comprising: a subtracter; and a compensation circuit that compensates for secondary resistance fluctuations of the induction machine based on the output of the subtracter.