JPS649839B2 - - Google Patents
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- JPS649839B2 JPS649839B2 JP56184884A JP18488481A JPS649839B2 JP S649839 B2 JPS649839 B2 JP S649839B2 JP 56184884 A JP56184884 A JP 56184884A JP 18488481 A JP18488481 A JP 18488481A JP S649839 B2 JPS649839 B2 JP S649839B2
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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
- H02P23/08—Controlling based on slip frequency, e.g. adding slip frequency and speed proportional frequency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は誘導電動機のすべり周波数制御装置
の加減速特性の改善に関するものである。
の加減速特性の改善に関するものである。
従来この種の装置として、第１図に示すものが
あつた。図において、１は交流電源、２は交流電
源より可変電圧直流を得るためのコンバータ、３
は直流を可変周波交流に変換するためのインバー
タ、４は平滑リアクトル、５は誘導電動機、６は
誘導電動機へのトルク電流指令、７は励磁電流指
令、８はトルク電流指令６、励磁電流指令７を合
成して誘導電動機の総合一次電流指令を発生する
ための演算器、８Ａは演算器８の出力信号、９は
フイードバツク用の電流検出器、９Ａは電流検出
器９の出力信号、１０は電流コントローラ、１１
は位相制御回路、１２はトルク電流指令６、励磁
電流指令７の値より、モータの２次磁束と一次電
流の間の最適位相差を出力するための演算器、１
２Ａは演算器１２の出力、１３は電動機の速度を
検出するための速度検出器、１３Ａは速度検出器
１３の出力、１３１は電動機の速度に比例した周
波数のパルス信号を出力するパルス発信機、１３
２はパルス発信機１３１からの信号を電動機速度
に比例したアナログ電圧信号に変換するための変
換器、１３Ｂは電動機の実速度に相当する同期周
波数１３Ａに所要すべり周波数（トルク電流指令
IT *に比例する）６Ａを加算して得られた電動機
一次周波数指令、１４は電動機一次周波数指令１
３Ｂを積分するための積分器、１４Ａは積分器１
４の出力信号で、トルク変動のない場合のインバ
ータ３の出力電流の時々刻々の積算位相を指令す
る量、１５は出力信号１４Ａに、トルク変化量に
応じて電動機の２次磁束と一次電流の間の最適位
相差を生じさせるのに必要な位相シフト量１２Ａ
を加えて得られた信号で、トルク変動がある場合
も含め、インバータ３の出力電流の時々刻々の積
算位相を指令する最終の量となる。１６は信号１
５の指令通りにインバータ３の出力電流積算位相
を制御するためのインバータ制御回路である。
あつた。図において、１は交流電源、２は交流電
源より可変電圧直流を得るためのコンバータ、３
は直流を可変周波交流に変換するためのインバー
タ、４は平滑リアクトル、５は誘導電動機、６は
誘導電動機へのトルク電流指令、７は励磁電流指
令、８はトルク電流指令６、励磁電流指令７を合
成して誘導電動機の総合一次電流指令を発生する
ための演算器、８Ａは演算器８の出力信号、９は
フイードバツク用の電流検出器、９Ａは電流検出
器９の出力信号、１０は電流コントローラ、１１
は位相制御回路、１２はトルク電流指令６、励磁
電流指令７の値より、モータの２次磁束と一次電
流の間の最適位相差を出力するための演算器、１
２Ａは演算器１２の出力、１３は電動機の速度を
検出するための速度検出器、１３Ａは速度検出器
１３の出力、１３１は電動機の速度に比例した周
波数のパルス信号を出力するパルス発信機、１３
２はパルス発信機１３１からの信号を電動機速度
に比例したアナログ電圧信号に変換するための変
換器、１３Ｂは電動機の実速度に相当する同期周
波数１３Ａに所要すべり周波数（トルク電流指令
IT *に比例する）６Ａを加算して得られた電動機
一次周波数指令、１４は電動機一次周波数指令１
３Ｂを積分するための積分器、１４Ａは積分器１
４の出力信号で、トルク変動のない場合のインバ
ータ３の出力電流の時々刻々の積算位相を指令す
る量、１５は出力信号１４Ａに、トルク変化量に
応じて電動機の２次磁束と一次電流の間の最適位
相差を生じさせるのに必要な位相シフト量１２Ａ
を加えて得られた信号で、トルク変動がある場合
も含め、インバータ３の出力電流の時々刻々の積
算位相を指令する最終の量となる。１６は信号１
５の指令通りにインバータ３の出力電流積算位相
を制御するためのインバータ制御回路である。
第１図はすべり周波数制御形ベクトル制御装置
と呼ばれるものであり、電動機一次電流の大きさ
が、√T *2＋*2／Kc（但し、Kc：電動機の一、
二次間結合率）…（第１式） 電動機一次電流の積算位相が、 ∫t p（ωn＋KT・IT *）dt＋tan-1（IT *／Im*）（但し
、
ωn：電動機の実速度に相当する同期角周波数、
KT：比例定数）…（第２式） となるように制御することにより、誘導電動機を
直流電動機並に高性能運転できるということは広
く知られている。演算器８は第１式の演算を行な
うためのものであり、出力として指令８Ａを出
し、演算器１２は第２式の第２項の演算を行なう
ためのものである。また、第２式のωnは第１図
の同期周波数１３Ａに、KT・IT *は所要すべて周
波数６Ａに、ωn＋KT・IT *は電動機一次周波数指
令１３Ｂに、第２式の第１項は信号１４Ａに、第
２式全体は信号１５にそれぞれ相当する。電流コ
ントローラ１０、電流検出器９、位相制御回路１
１より成る電流制御ループは電動機一次電流（イ
ンバータ出力電流および電源電流に等しい）を第
１式の値、つまり指令８Ａに一致させるよう制御
し、インバータ制御回路１６は電動機一次電流の
積算位相（インバータ出力電流の積算位相に等し
い）を第２式の値、つまり信号１５に一致させる
ように制御する。
と呼ばれるものであり、電動機一次電流の大きさ
が、√T *2＋*2／Kc（但し、Kc：電動機の一、
二次間結合率）…（第１式） 電動機一次電流の積算位相が、 ∫t p（ωn＋KT・IT *）dt＋tan-1（IT *／Im*）（但し
、
ωn：電動機の実速度に相当する同期角周波数、
KT：比例定数）…（第２式） となるように制御することにより、誘導電動機を
直流電動機並に高性能運転できるということは広
く知られている。演算器８は第１式の演算を行な
うためのものであり、出力として指令８Ａを出
し、演算器１２は第２式の第２項の演算を行なう
ためのものである。また、第２式のωnは第１図
の同期周波数１３Ａに、KT・IT *は所要すべて周
波数６Ａに、ωn＋KT・IT *は電動機一次周波数指
令１３Ｂに、第２式の第１項は信号１４Ａに、第
２式全体は信号１５にそれぞれ相当する。電流コ
ントローラ１０、電流検出器９、位相制御回路１
１より成る電流制御ループは電動機一次電流（イ
ンバータ出力電流および電源電流に等しい）を第
１式の値、つまり指令８Ａに一致させるよう制御
し、インバータ制御回路１６は電動機一次電流の
積算位相（インバータ出力電流の積算位相に等し
い）を第２式の値、つまり信号１５に一致させる
ように制御する。
以上のように制御されると実際の電動機中の理
想的なベクルト図は第２図の如くなる。第２図は
回転する２次磁束に固定された座標上で表わした
諸量の関係である。図において、φ2は２次磁束、
Imはφ2を作るための励磁電流の実値（前出の
Im*とは区別される）、ITはトルク電流の実値
（前出のIT *とは区別される）であり、２次磁束φ2
と直交しており、φ2との積に比例したトルクを
発生する。トルク電流ITは２次磁束φ2を切ること
により発生する速度起電力により流れるものであ
る。その結果、ITの大きさは２次導体が２次磁束
φ2を切る速さ、すなわちすべり周波数ωsとφ2の
函数で表わされ、IT＝Kωsφ2…（第３式）とな
る。（ここでＫは比例定数）。また、Imとφ2の関
係は励磁電流とそれにより作られる磁束との関係
でありIm＝ｆ（φ2）…（第４式）と表わされる。
（ｆ：非線形函数）今、インバータより電動機一
次電流I1が与えられると電動機１、２次間結合率
だけ減つて電動機２次電流I2が流れることにな
る。しかし、これだけでは励磁電流Imとトルク
電流ITにそれぞれどれだけずつ振り分けられるか
は決定できない。第２図中のＡ点がI2を直径とす
る円周上にあることが決まるのみである。ここで
ωsが決定すれば第３式、第４式はφ2のみの函数
となり両式よりφ2を消去することで、もう一つ
のImとITの関係式が得られ、第２図中のＡ点の
位置が決定される。従つて、トルク電流指令IT *、
励磁電流指令Im*に対し、忠実なトルク電流実値
IT、励磁電流実値Imを得て、理想的な制御状態
を作るためにはωsの値は重要な要素となる。第
２式のωnの値が理想的なものであれば、すべり
周波ωsは第２式のKT・IT *と一致する。ωnは誤差
があると、実際にモータに与えられるすべり周波
はKT・IT *＋Δωnとなる。（Δωn：ωnの誤差）。定
格速度付近で運転しているときは、一般にKT・IT
＊はωnの１〜２％程度の値である。従つて、ωn
の精度が悪いと、すべり周波数に大きく影響す
る。ωnの誤差によりすべり周波数が小さくなる
と過励磁となり、すべり周波が大きくなると不足
励磁となる。
想的なベクルト図は第２図の如くなる。第２図は
回転する２次磁束に固定された座標上で表わした
諸量の関係である。図において、φ2は２次磁束、
Imはφ2を作るための励磁電流の実値（前出の
Im*とは区別される）、ITはトルク電流の実値
（前出のIT *とは区別される）であり、２次磁束φ2
と直交しており、φ2との積に比例したトルクを
発生する。トルク電流ITは２次磁束φ2を切ること
により発生する速度起電力により流れるものであ
る。その結果、ITの大きさは２次導体が２次磁束
φ2を切る速さ、すなわちすべり周波数ωsとφ2の
函数で表わされ、IT＝Kωsφ2…（第３式）とな
る。（ここでＫは比例定数）。また、Imとφ2の関
係は励磁電流とそれにより作られる磁束との関係
でありIm＝ｆ（φ2）…（第４式）と表わされる。
（ｆ：非線形函数）今、インバータより電動機一
次電流I1が与えられると電動機１、２次間結合率
だけ減つて電動機２次電流I2が流れることにな
る。しかし、これだけでは励磁電流Imとトルク
電流ITにそれぞれどれだけずつ振り分けられるか
は決定できない。第２図中のＡ点がI2を直径とす
る円周上にあることが決まるのみである。ここで
ωsが決定すれば第３式、第４式はφ2のみの函数
となり両式よりφ2を消去することで、もう一つ
のImとITの関係式が得られ、第２図中のＡ点の
位置が決定される。従つて、トルク電流指令IT *、
励磁電流指令Im*に対し、忠実なトルク電流実値
IT、励磁電流実値Imを得て、理想的な制御状態
を作るためにはωsの値は重要な要素となる。第
２式のωnの値が理想的なものであれば、すべり
周波ωsは第２式のKT・IT *と一致する。ωnは誤差
があると、実際にモータに与えられるすべり周波
はKT・IT *＋Δωnとなる。（Δωn：ωnの誤差）。定
格速度付近で運転しているときは、一般にKT・IT
＊はωnの１〜２％程度の値である。従つて、ωn
の精度が悪いと、すべり周波数に大きく影響す
る。ωnの誤差によりすべり周波数が小さくなる
と過励磁となり、すべり周波が大きくなると不足
励磁となる。
第１図の装置は以上のようにωnの検出精度に
より特性が左右される。そこで第１図の速度検出
器１３は高精度のものを用いるが、検出方法によ
つては定常検出精度は良くても、固有の検出遅れ
時間を持つことがある。この場合は例えば第３図
の実線のように実速度が変化するとき、検出速度
は破線のように変化する。図中Δtが検出遅れ時
間であり、ΔωnはΔtが原因となつて加減速中に
発生する速度検出誤差である。なおΔωnとΔtの
間にはΔωn＝モータ加速度×Δt…（第５式）な
る関係が成立する。このΔωnにより、加減速中
のすべり周波は必要量より小さくなり、モータが
過励磁されて、特性が低下するという欠点があつ
た。
より特性が左右される。そこで第１図の速度検出
器１３は高精度のものを用いるが、検出方法によ
つては定常検出精度は良くても、固有の検出遅れ
時間を持つことがある。この場合は例えば第３図
の実線のように実速度が変化するとき、検出速度
は破線のように変化する。図中Δtが検出遅れ時
間であり、ΔωnはΔtが原因となつて加減速中に
発生する速度検出誤差である。なおΔωnとΔtの
間にはΔωn＝モータ加速度×Δt…（第５式）な
る関係が成立する。このΔωnにより、加減速中
のすべり周波は必要量より小さくなり、モータが
過励磁されて、特性が低下するという欠点があつ
た。
この発明は上記のような欠点を除去するために
なされたもので、電動機の加減速中の速度検出誤
差を補償して、すべり周波数制御誘導電動機の加
減速特性を改善することを目的としている。
なされたもので、電動機の加減速中の速度検出誤
差を補償して、すべり周波数制御誘導電動機の加
減速特性を改善することを目的としている。
以下、この発明の一実施例を図について説明す
る。第４図はこの発明の一実施例で、第１図の速
度検出器１３に相当する部分のみ示したものであ
る。他の構成は第１図のものと同一である。図
中、１３１は第１図と同じく速度に比例した周波
数のパルスを出力するパルス発信機、１３２は一
定の検出遅れを持つた速度検出変換器、例えば一
定サンプル時間の間のパルス発信機１３１からの
パルス数をカウントして、それをアナログ出力と
して出すような装置、１３２Ａはその出力、１３
３は必要に応じてノイズ除去のために設けられる
フイルタ、１３４は微分回路、１３４Ａは微分回
路１３４の出力、１３Ａは出力１３２Ａと出力１
３４Ａを加算して得られた信号である。このよう
に構成されたものにおいて、第４図において、１
３２→１３２Ａ→１３Ａなる経路は第１図の従来
の装置に対応し、前述の加減速時の速度検出誤差
をもつ、その誤差Δωnは第５式に示す通りであ
る。一方、１３２→１３３→１３４→１３４Ａか
らなる経路は加減速誤差算出回路である。変換器
１３２の時間遅れΔtが常に一定であれば第５式
より、 Δωn∝モータ加速度＝dωn／dt…（第６式） であり、検出速度ωnを微分回路１３４で微分演
算することにより所要補正量が求められることが
判る。
る。第４図はこの発明の一実施例で、第１図の速
度検出器１３に相当する部分のみ示したものであ
る。他の構成は第１図のものと同一である。図
中、１３１は第１図と同じく速度に比例した周波
数のパルスを出力するパルス発信機、１３２は一
定の検出遅れを持つた速度検出変換器、例えば一
定サンプル時間の間のパルス発信機１３１からの
パルス数をカウントして、それをアナログ出力と
して出すような装置、１３２Ａはその出力、１３
３は必要に応じてノイズ除去のために設けられる
フイルタ、１３４は微分回路、１３４Ａは微分回
路１３４の出力、１３Ａは出力１３２Ａと出力１
３４Ａを加算して得られた信号である。このよう
に構成されたものにおいて、第４図において、１
３２→１３２Ａ→１３Ａなる経路は第１図の従来
の装置に対応し、前述の加減速時の速度検出誤差
をもつ、その誤差Δωnは第５式に示す通りであ
る。一方、１３２→１３３→１３４→１３４Ａか
らなる経路は加減速誤差算出回路である。変換器
１３２の時間遅れΔtが常に一定であれば第５式
より、 Δωn∝モータ加速度＝dωn／dt…（第６式） であり、検出速度ωnを微分回路１３４で微分演
算することにより所要補正量が求められることが
判る。
この補正量１３４Ａを従来の速度検出信号１３
２Ａに加えて、新しい速度検出信号１３Ａを得
る。この信号は加減速中であつても、電動機の現
時点での実際の速度の指示することができ、第４
図の速度検出器１３を第１図の速度検出器１３と
置きかえれば加減速中であつても過励磁現象のな
い、特性の良いすべり周波数制御が行なわれる。
２Ａに加えて、新しい速度検出信号１３Ａを得
る。この信号は加減速中であつても、電動機の現
時点での実際の速度の指示することができ、第４
図の速度検出器１３を第１図の速度検出器１３と
置きかえれば加減速中であつても過励磁現象のな
い、特性の良いすべり周波数制御が行なわれる。
なお、上記実施例ではアナログ回路を主体に述
べたが、デイジタル制御の場合にも適用できるこ
とは言うまでもない。
べたが、デイジタル制御の場合にも適用できるこ
とは言うまでもない。
以上のように、この発明によれば、時間遅れを
伴なう速度検出器を使用した場合でも、それによ
る加減速時の速度検出誤差が発生せぬようにで
き、制御性の良い誘導電動機のすべり周波数制御
が行なえる。
伴なう速度検出器を使用した場合でも、それによ
る加減速時の速度検出誤差が発生せぬようにで
き、制御性の良い誘導電動機のすべり周波数制御
が行なえる。
第１図は従来の装置の一例を示す制御ブロツク
図、第２図は第１図の装置を説明のためのベクト
ル図、第３図は第１図の装置の動作を説明のため
の動作波形図、第４図はこの発明の一実施例を示
す速度検出器のブロツク図である。 図中、１……交流電源、２……コンバータ、３
……インバータ、４……平滑リアクトル、５……
誘導電動機、６……トルク電流基準、６Ａ……所
要すべり周波数、７……励磁電流基準、８……演
算器、８Ａ……モータ一次電流指令、９……電流
検出器、９Ａ……電流検出器出力、１０……電流
コントローラ、１１……位相制御回路、１２……
演算器、１２Ａ……演算器出力、１３……速度検
出器、１３１……パルス発信機、１３２……変換
器、１３２Ａ……変換器出力、１３３……フイル
タ、１３４……微分回路、１３４Ａ……微分回路
出力、１３Ａ……速度検出信号、１３Ｂ……モー
タ周波数指令、１４……積分器、１４Ａ……積分
器出力、１５……インバータ出力電流積算位相指
令、１６……インバータ制御回路、なお図中、同
一符号は同一、又は相当部分を示す。
図、第２図は第１図の装置を説明のためのベクト
ル図、第３図は第１図の装置の動作を説明のため
の動作波形図、第４図はこの発明の一実施例を示
す速度検出器のブロツク図である。 図中、１……交流電源、２……コンバータ、３
……インバータ、４……平滑リアクトル、５……
誘導電動機、６……トルク電流基準、６Ａ……所
要すべり周波数、７……励磁電流基準、８……演
算器、８Ａ……モータ一次電流指令、９……電流
検出器、９Ａ……電流検出器出力、１０……電流
コントローラ、１１……位相制御回路、１２……
演算器、１２Ａ……演算器出力、１３……速度検
出器、１３１……パルス発信機、１３２……変換
器、１３２Ａ……変換器出力、１３３……フイル
タ、１３４……微分回路、１３４Ａ……微分回路
出力、１３Ａ……速度検出信号、１３Ｂ……モー
タ周波数指令、１４……積分器、１４Ａ……積分
器出力、１５……インバータ出力電流積算位相指
令、１６……インバータ制御回路、なお図中、同
一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- １ 可変電圧直流電源より給電され直流を可変周
波交流に変換するインバータと、このインバータ
から上記可変周波交流の供給を受ける誘導電動機
と、この誘導電動機の速度を検出する速度検出器
と、上記誘導電動機の一次周波数指令を積分する
積分器と、トルク電流指令および励磁電流指令の
値により上記誘導電動機の二次磁束と一次電流の
間の最適位相差を出力する演算器と、上記積分器
の出力と上記演算器の出力との加算信号を入力と
する上記インバータの制御回路とを備えた誘導電
動機の制御装置において、上記誘導電動機の速度
に比例したパルスを出力するパルス発信機と、こ
のパルスを入力とする一定の検出遅れを持つた速
度検出変換器と、この速度検出変換器の出力をフ
イルタを介して入力する微分回路と、この微分回
路の出力と上記速度検出変換器の出力との加算器
とで前記速度検出器を構成したことを特徴とする
誘導電動機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56184884A JPS5886891A (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | 誘導電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56184884A JPS5886891A (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | 誘導電動機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5886891A JPS5886891A (ja) | 1983-05-24 |
| JPS649839B2 true JPS649839B2 (ja) | 1989-02-20 |
Family
ID=16160994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56184884A Granted JPS5886891A (ja) | 1981-11-17 | 1981-11-17 | 誘導電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5886891A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58195401A (ja) * | 1982-05-11 | 1983-11-14 | Hitachi Ltd | 誘導電動機駆動形電気車の制御装置 |
| CN105048923B (zh) * | 2015-08-27 | 2017-10-27 | 河南省通信电缆有限公司 | 一种滑差电机自动调速控制装置 |
-
1981
- 1981-11-17 JP JP56184884A patent/JPS5886891A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5886891A (ja) | 1983-05-24 |
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