JPH06335278A - Tuning of vector control inverter for induction motor - Google Patents
Tuning of vector control inverter for induction motorInfo
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- JPH06335278A JPH06335278A JP12160693A JP12160693A JPH06335278A JP H06335278 A JPH06335278 A JP H06335278A JP 12160693 A JP12160693 A JP 12160693A JP 12160693 A JP12160693 A JP 12160693A JP H06335278 A JPH06335278 A JP H06335278A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】 本発明は誘導電動機のベクトル
制御装置に関し、特にベクトル制御インバータのチュー
ニングに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an induction motor vector control device, and more particularly to tuning of a vector control inverter.
【0002】[0002]
【従来の技術】誘導電動機の速度制御として応答性と精
度の両者に優れたすべり周波数制御方式が知られてお
り、特に電動機の一次電流を励磁電流とトルク電流とに
分けて制御し、二次磁束とトルク電流を常に直交するよ
うに制御することで直流電動機と同等の応答性を得るこ
とができるベクトル制御方式が実施されている。図5は
通常の誘導電動機のサーボシステムのブロック図であ
る。このサーボシステムは、交流を直流に変換するコン
バータ部と、U,V,Wの各相の電流制御器出力の電圧
指令をサイリスタやスイッチング素子を用いてPWM信
号に変調し、交流電圧を発生するインバータ部からなる
電圧形PWMインバータ401、誘導電動機402、回
転子電気角速度(以下速度と略称する)の検出器として
のエンコーダ409、U,V,Wの各相に流れる電流を
検出する電流検出器406、407、408と、U,
V,Wのそれぞれの相間の電圧を検出する電圧検出器4
05、ベクトル制御を行うベクトル制御装置413およ
び指令発生器404からなる。2. Description of the Related Art As a speed control of an induction motor, a slip frequency control method which is excellent in both responsiveness and accuracy is known. In particular, the primary current of the motor is divided into an exciting current and a torque current to control the secondary current. A vector control method has been implemented in which the magnetic flux and the torque current are controlled so as to be always orthogonal to each other so that a response equivalent to that of a DC motor can be obtained. FIG. 5 is a block diagram of a conventional induction motor servo system. This servo system modulates a voltage command of a converter section for converting AC to DC and a current controller output of each phase of U, V, W into a PWM signal using a thyristor or a switching element to generate an AC voltage. A voltage-type PWM inverter 401 including an inverter unit, an induction motor 402, an encoder 409 as a detector of a rotor electrical angular velocity (hereinafter abbreviated as velocity), and a current detector that detects a current flowing in each phase of U, V, and W. 406, 407, 408 and U,
Voltage detector 4 for detecting the voltage between each phase of V and W
05, a vector control device 413 for performing vector control, and a command generator 404.
【0003】図6は図5に示すベクトル制御装置413
の詳細図である。ベクトル制御装置413は、係数器5
09、積分器512、位相θ1 *を入力としexp(jθ
1 *)、つまり、cosθ1 *+jsinθ1 *を発生する関
数発生器513、磁束ベクトルの方向(以下d軸と称
す)と、それに直交する方向(以下q軸と称す)に成分
を持つベクトルをU,V,W相の相互に120度の位相
差を持つ方向の成分に変換する二相/三相変換器506
と、d軸成分αとq軸成分βに対するγ=α+jβのベ
クトル、つまり振幅|γ|=(α2+β2 )1/2、位相t
an-1(β/α)を演算するベクトル演算器504と、
ベクトルγとexp(jθ1 *)を入力とし位相をθ1 *+
tan-1(β/α)とするベクトル回転器505と、電
圧検出器405から得られた一次電圧ベクトルv1 、お
よび電流検出器406、407、408から得られた一
次電流ベクトルi1 により磁束を検出する磁束演算部5
16、エンコーダ409の信号θr から速度を演算する
速度検出部510と、速度の値により弱め界磁を行う磁
束指令演算部503と、除算器502、508と、指令
発生器404から指令された速度指令ωr *と速度検出値
ω r の偏差を”0”にするために設けられたPI制御を
行う速度制御器501と、磁束指令ψ2 *と検出された磁
束ψ2の偏差(Δψ2)を”0”にするために設けられた
I制御を行う磁束制御器507と、U,V,Wの各相毎
に一次電流の指令値の偏差を零にするように設けられた
P制御を行う電流制御器517、518、519からな
る。トルク電流指令Iτ* は、速度制御器501の出力
であるトルク指令T*を磁束指令演算部503の出力で
ある磁束指令ψ2 *で除算し、励磁電流指令Iψ*は、磁
束制御器507の出力と磁束指令ψ2 * を入力とする磁
束指令補償部520の出力の和として求められる。FIG. 6 shows a vector controller 413 shown in FIG.
FIG. The vector controller 413 uses the coefficient unit 5
09, integrator 512, phase θ1 *Input as exp (jθ
1 *), That is, cos θ1 *+ Jsinθ1 *To generate
Number generator 513, direction of magnetic flux vector (hereinafter referred to as d-axis)
Component) in the direction orthogonal to that (hereinafter referred to as the q-axis)
With a vector of U, V, W phases of 120 degrees to each other
Two-phase / three-phase converter 506 for converting into a component having a difference direction
And γ = α + jβ for d-axis component α and q-axis component β
Cuttle, that is, amplitude | γ | = (α2+ Β2 )1/2, Phase t
an-1A vector calculator 504 for calculating (β / α),
Vector γ and exp (jθ1 *) As input and phase as θ1 *+
tan-1(Β / α) vector rotator 505
Primary voltage vector v obtained from the pressure detector 4051 ,
And one obtained from the current detectors 406, 407, 408.
Next current vector i1 Magnetic flux calculation unit 5 for detecting magnetic flux by
16, signal θ of encoder 409r Calculate speed from
The speed detection unit 510 and the magnetic field weakening magnetic field depending on the speed value.
Bundle command calculation unit 503, dividers 502 and 508, command
Speed command ω commanded from generator 404r *And speed detection value
ω r The PI control that is provided to make the deviation of "0"
The speed controller 501 to perform and the magnetic flux command ψ2 *Magnet detected as
Bundle ψ2Deviation of (Δψ2) Was set to "0"
Magnetic flux controller 507 for I control and each phase of U, V, W
Is set to zero the deviation of the command value of the primary current.
It consists of current controllers 517, 518, 519 for P control.
It Torque current command Iτ* Is the output of the speed controller 501
Torque command T which is*Is output by the magnetic flux command calculation unit 503.
A certain magnetic flux command ψ2 *And the excitation current command Iψ*Is a porcelain
Output of flux controller 507 and magnetic flux command ψ2 * Porcelain with input
It is calculated as the sum of the outputs of the bundle command compensation unit 520.
【0004】次に、このベクトル制御装置の動作につい
て説明する。誘導電動機402の電圧、電流の関係は、
静止座標形において次式で表わされる。Next, the operation of this vector control device will be described. The relationship between the voltage and current of the induction motor 402 is
It is expressed by the following equation in the static coordinate form.
【0005】[0005]
【数1】 [Equation 1]
【0006】 R: 毎相の抵抗 L、M: 自己インダクタンス、相互インダクタンス l: 全漏れインダクタンス ωr: 速度 p: 微分演算子 添え字: 一次および二次を示す ここで回路定数は図7に示す非対称T形等価回路での定
数である。また、二次鎖交磁束ベクトルΨ2と、励磁電
流ベクトルiψについては次式で示される。 Ψ2=M(i1+i2) (2) iψ=i1+i2 (3) (1)式は、(2)、(3)式を用いて次式に展開され
る。R: resistance of each phase L, M: self-inductance, mutual inductance l: total leakage inductance ω r : velocity p: differential operator Subscript: primary and secondary Here, the circuit constants are shown in FIG. 7. It is a constant in an asymmetric T-type equivalent circuit. Further, the secondary interlinkage magnetic flux vector Ψ 2 and the exciting current vector i ψ are expressed by the following equations. Ψ 2 = M (i 1 + i 2 ) (2) i ψ = i 1 + i 2 (3) The expression (1) is expanded into the following expression using the expressions (2) and (3).
【0007】 v1=(R1+lp)i1+pΨ2 (4) 0=R2i2+(p−jωr)Ψ2 (5) 次に,磁束の回転座標上で考えると、一次電流ベクトル
i1 ,二次電流ベクトルi2は、次式で表わされる。 i1=(Iψ+jIτ)Θ (6) i2=−(1/R2){pψ2+j(ωψ−ωr)ψ2}Θ (7) 但,Θ=exp(jθψ), θψ:磁束ベクトルの
角度 となる。一次電流ベクトルi1 の演算は、式(6)に従
って演算されている。(6)式のうちIψ+jIτに対
応する指令の演算は、ベクトル演算器504、Θは関数
発生器513により演算され、この2つの要素からベク
トル回転器505の出力として(6)式に対応する一次
電流指令i1 *が求められる。[0007] v 1 = (R 1 + lp ) i 1 + pΨ 2 (4) 0 = R 2 i 2 + (p-jω r) Ψ 2 (5) Considering next on a rotating coordinate flux, the primary current The vector i 1 and the secondary current vector i 2 are expressed by the following equations. i 1 = (Iψ + jIτ) Θ (6) i 2 = - (1 / R 2) {pψ 2 + j (ωψ-ω r) ψ 2} Θ (7) However, Θ = exp (jθψ), θψ: flux vector Angle. The calculation of the primary current vector i 1 is performed according to the equation (6). In the calculation of the command corresponding to Iψ + jIτ in the formula (6), the vector calculator 504 and Θ are calculated by the function generator 513, and the linear calculator corresponding to the formula (6) is output from these two elements as the output of the vector rotator 505. The current command i 1 * is required.
【0008】また、トルク電流指令Iτ*と滑り角速度
指令ωs *は次式の関係にあり、 ωs *=R2 *Iτ*/ψ2 (8) 除算器508および係数器509を用いて演算され、磁
束ベクトルの角度θψは次式の関係にあり θψ= ∫ωψdt=(ωr+ωs *)/p (9) 速度検出部510の出力である速度検出値ωr と(8)
式で求められた滑り角速度指令ωs *の和を積分器512
により積分して求められる。ベクトル回転器505の出
力値である一次電流指令i1 *は,二相/三相変換器50
6によりU,V,W相に変換され、電流検出器406、4
07、408で検出された各相の電流検出値とのそれぞ
れの差を電流制御器517、518、519に入力し、
P制御された結果を電圧形PWMインバータ401への
電圧指令値として出力する。また、U,V,W相の各相間
の電圧は、電圧検出器405により検出され、一次電流
検出値と共に磁束演算部516の入力となる。Further, the torque current command I τ * and the slip angular velocity command ω s * are in the relationship of the following formula: ω s * = R 2 * I τ * / ψ 2 (8) Using the divider 508 and the coefficient unit 509 is calculated, the angle Shitapusai the flux vector is in the following relationship θψ = ∫ωψdt = (ω r + ω s *) / p (9) the speed detection value omega r and an output of the speed detector 510 (8)
The sum of the slip angular velocity commands ω s * obtained by the formula is used as the integrator 512.
Is obtained by integration. The primary current command i 1 * , which is the output value of the vector rotator 505, is given by the two-phase / three-phase converter 50.
Converted into U, V, W phases by 6, and current detectors 406, 4
The respective difference from the current detection value of each phase detected by 07 and 408 is input to the current controllers 517, 518 and 519,
The result of P control is output as a voltage command value to the voltage source PWM inverter 401. The voltage between the U, V, and W phases is detected by the voltage detector 405, and is input to the magnetic flux calculator 516 together with the detected primary current value.
【0009】(4)式により誘導電動機402の電圧、
電流を基にした電動機磁束式 Ψ2=∫{v1ー(R1 *+l*p)i1}dt (10) が導かれる。(10)式は積分演算のためドリフトや一
次抵抗値誤差が低速で拡大されたり、また磁束ベクトル
の初期位置を確定できない等、演算手法に関する問題、
また、電動機一次パラメータの補償誤差が磁束演算値に
含まれるという問題がある。そのため、磁束演算部51
6は、入力された一次電流i1 を、一次抵抗R1 *および
漏れインダクタンスl* を補償した後、(10)式の電
動機磁束の積分要素を一次遅れ要素に置き換えた式を基
に、二次鎖交磁束ベクトルΨ2 を求め、 ψ2=|Ψ2| の演算を行い、磁束検出値ψ2を出力している。According to the equation (4), the voltage of the induction motor 402,
A motor flux formula Ψ 2 = ∫ {v 1 − (R 1 * + l * p) i 1 } dt (10) based on electric current is derived. Since the equation (10) is an integral calculation, the drift and the primary resistance value error are expanded at a low speed, and the initial position of the magnetic flux vector cannot be determined.
There is also a problem that the magnetic flux calculation value includes a compensation error of the primary parameter of the electric motor. Therefore, the magnetic flux calculation unit 51
Reference numeral 6 represents a value obtained by compensating the input primary current i 1 with the primary resistance R 1 * and the leakage inductance l *, and then based on the equation (10) in which the integral element of the motor magnetic flux is replaced with a primary delay element. The next interlinkage magnetic flux vector Ψ 2 is obtained, ψ 2 = | Ψ 2 | is calculated, and the magnetic flux detection value ψ 2 is output.
【0010】次に、磁束指令補償部520について図6
を参照して説明する。(2)、(3)式より、二次鎖交
磁束ベクトルΨ2 、励磁電流ベクトルiψの間には、次
式の比例関係があるが、 Ψ2=Miψ (11) 界磁弱め制御を行う場合には、誘導電動機の鉄心部の磁
気飽和のため(11)式が成立せず、その補償を行う必
要がある。磁束指令補償部520は、この磁気飽和現象
を補償するために設けられたものであり、図8に示すよ
うに、界磁量が100%(定格)、75%、50%のそ
れぞれの点で、励磁電流指令Iψ* の大きさを決める補
償係数A,B,Cを持ち、それぞれの点1、2、3と原
点0との間は直線近似されている。このようにして、誘
導電動機402の磁気飽和特性(ψ2 *とIψ*の関係)
を内蔵している。Next, the magnetic flux command compensator 520 is shown in FIG.
Will be described with reference to. From equations (2) and (3), there is a proportional relationship between the secondary interlinkage magnetic flux vector Ψ 2 and the exciting current vector i ψ, but Ψ 2 = Miψ (11) Field weakening control is performed. In this case, the equation (11) does not hold due to magnetic saturation of the iron core of the induction motor, and it is necessary to compensate for it. The magnetic flux command compensation unit 520 is provided to compensate for this magnetic saturation phenomenon, and as shown in FIG. 8, the field amount is 100% (rated), 75%, and 50%. , Has compensation coefficients A, B, and C that determine the magnitude of the exciting current command Iφ * , and the points 1, 2, 3 and the origin 0 are linearly approximated. In this way, the magnetic saturation characteristic of the induction motor 402 (ψ 2 * and Aipusai * relationship)
Built in.
【0011】以上のようにしてベクトル制御が行われる
ため、従来は、制御対象となる誘導電動機の相互インダ
クタンス(励磁インダクタンス)および磁気飽和特性を
電動機の設計値あるいは測定値より求めていた。Since the vector control is performed as described above, conventionally, the mutual inductance (excitation inductance) and the magnetic saturation characteristic of the induction motor to be controlled have been obtained from the design value or the measured value of the motor.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術で
は、誘導電動機の設計値からの演算や測定に手間がかか
るだけではなく精度のよい測定が難しいという問題があ
った。そこで、本発明は、誘導電動機の定数である相互
インダクタンス(励磁インダクタンス)と磁気飽和特性
の測定およびその補償係数の設定を精度よく自動的に行
うことのできる、誘導電動機のベクトル制御装置のチュ
ーニング方法を提供することを目的とする。In the above-mentioned conventional technique, there is a problem that calculation and measurement from the design value of the induction motor is troublesome and accurate measurement is difficult. Therefore, the present invention is a method of tuning an induction motor vector control device capable of accurately and automatically measuring the mutual inductance (excitation inductance) which is a constant of the induction motor and the magnetic saturation characteristic and setting the compensation coefficient thereof. The purpose is to provide.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明の誘導電動機のベ
クトル制御のチューニング方法は、インバータを駆動電
源とする誘導電動機と、インバータ出力として所定の周
波数および位相の交流電流を発生するインバータと、前
記誘導電動機に印加された電流、電圧から電動機磁束を
演算する磁束演算部と、磁束指令の補償を行う磁束指令
補償部と、前記インバータの出力電流の周波数および位
相を制御する制御装置を有するベクトル制御装置で、前
記誘導電動機を無負荷で運転を行い、予め求められた一
次抵抗と漏れインダクタンスの補償を行った状態で実施
するベクトル制御インバータのチューニング方法におい
て、前記誘導電動機の少なくとも定格界磁量に対して、
あるいは、界磁弱め制御を行う場合は前記定格界磁量に
加え予め決めてある複数の界磁量のそれぞれに対して前
記磁束演算部が検出した電動機磁束値がそれぞれの磁束
指令値に等しくなるように前記磁束指令補償部の補償係
数を自動測定し、かつ、設定する手順を有する。A vector control tuning method for an induction motor according to the present invention comprises an induction motor using an inverter as a drive power source, an inverter for generating an AC current having a predetermined frequency and phase as an inverter output, and Vector control having a magnetic flux calculator for calculating a motor magnetic flux from the current and voltage applied to the induction motor, a magnetic flux command compensator for compensating the magnetic flux command, and a controller for controlling the frequency and phase of the output current of the inverter. In the apparatus, in the method of tuning a vector control inverter, which is operated in a state in which the induction motor is operated without a load and the primary resistance and the leakage inductance that are obtained in advance are compensated, at least the rated field amount of the induction motor is set. for,
Alternatively, in the case of performing field weakening control, the motor magnetic flux value detected by the magnetic flux calculation unit for each of a plurality of predetermined field amounts in addition to the rated field amount becomes equal to the respective magnetic flux command value. Thus, there is a procedure for automatically measuring and setting the compensation coefficient of the magnetic flux command compensator.
【0014】[0014]
【作用】磁束偏差(△ψ2)を ”0”にするために磁束
のフィードバックループが設けられ、積分制御される
と、定常状態においては、磁束偏差(△ψ2)は ”0”
となる。このときの励磁電流指令値が、磁束指令演算部
出力の大きさの磁束をつくるのに必要な励磁電流の大き
さである。したがって、磁束制御出力が零になるように
(つまり必要な励磁電流指令のすべてが磁束指令補償部
出力となるように)いくつかの界磁弱め率で磁束補償部
の補償係数を調整すれば、その結果より誘導電動機の磁
気飽和率を知ることができる。[Function] When a magnetic flux feedback loop is provided to set the magnetic flux deviation (Δψ 2 ) to "0" and integral control is performed, the magnetic flux deviation (Δψ 2 ) is "0" in a steady state.
Becomes The exciting current command value at this time is the magnitude of the exciting current required to generate the magnetic flux having the magnitude of the output of the magnetic flux command computing unit. Therefore, if the magnetic flux control output becomes zero (that is, all of the necessary exciting current commands become the magnetic flux command compensator output), if the compensation coefficient of the magnetic flux compensator is adjusted by several field weakening factors, As a result, the magnetic saturation of the induction motor can be known.
【0015】[0015]
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は本発明の誘導電動機のベクトル制御
インバータのチューニング方法の第1の実施例のフロー
チャート、図3は図1に示すベクトル制御インバータの
チューニング方法が適用された誘導電動機のサーボシス
テムのブロック図、図4は図3に示すベクトル制御装置
403の詳細図である。本発明の従来技術と異なるとこ
ろは、磁束制御部507の出力の大きさにより磁束指令
補償部520内の補償係数を変更するようにすることで
あり、その変更手続は、磁束検出値と磁束指令値とを比
較する比較器と比較器の指示により補償係数を加減算す
る加算器と減算器によって図1に示すアルゴリズムに従
い磁束指令補償部521の補償係数をチューニングし、
それによって自動的に磁束制御部507の出力を所定の
差の範囲まで縮小することである。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a flow chart of a first embodiment of a method for tuning a vector control inverter for an induction motor according to the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of a servo system for an induction motor to which the method for tuning a vector control inverter shown in FIG. 1 is applied. FIG. 4 is a detailed diagram of the vector control device 403 shown in FIG. The difference from the prior art of the present invention is that the compensation coefficient in the magnetic flux command compensating unit 520 is changed according to the output of the magnetic flux control unit 507. The changing procedure is the magnetic flux detection value and the magnetic flux command. The compensating coefficient of the magnetic flux command compensating section 521 is tuned according to the algorithm shown in FIG. 1 by a comparator that compares the value with an adder and a subtracter that adds and subtracts the compensating coefficient according to the instruction of the comparator.
Thereby, the output of the magnetic flux controller 507 is automatically reduced to the range of the predetermined difference.
【0016】まず、100%界磁つまり定格界磁となる
回転数で運転し(ステップ11),定常状態において磁
束制御部507の出力が”0”となるように補償係数A
を変更する。即ち、磁束制御部507の出力を検出し
(ステップ12)、出力がプラスの場合は、補償係数A
を大きくし(ステップ13)、マイナスの場合は補償係
数Aを小さくする(ステップ14)。この調整は磁束制
御部507の出力が磁束指令補償部521の出力値の例
えば±0.5%以内とする。次に、界磁量がそれぞれ7
5%および50%となる回転数で運転し(ステップ15
および19)、定常状態において磁束制御部507の出
力が”0”となるようにそれぞれ補償係数BおよびCを
変更する。即ち、磁束制御部507の出力を検出し(ス
テップ16および20)、プラスの場合は、それぞれの
補償係数BおよびCを大きくし(ステップ17および2
1)、マイナスの場合はそれぞれの補償係数を小さくす
る(ステップ18および22)。この場合の補償係数の
変更手順および調整条件は100%界磁のときと同様で
ある。以上の動作により、磁束指令補償部520の補償
係数A,B,Cの値として、誘導電動機の相互インダク
タンス(励磁インダクタンス)および磁気飽和特性を自
動測定および設定を行うことができる。First, the compensation coefficient A is set so that the output of the magnetic flux controller 507 becomes "0" in a steady state by operating at a rotational speed at which 100% field or rated field is obtained (step 11).
To change. That is, the output of the magnetic flux controller 507 is detected (step 12), and if the output is positive, the compensation coefficient A
Is increased (step 13), and if it is negative, the compensation coefficient A is decreased (step 14). In this adjustment, the output of the magnetic flux controller 507 is within ± 0.5% of the output value of the magnetic flux command compensator 521. Next, the field amount is 7
Operate at rotational speeds of 5% and 50% (step 15
And 19), the compensation coefficients B and C are changed so that the output of the magnetic flux controller 507 becomes "0" in the steady state. That is, the output of the magnetic flux controller 507 is detected (steps 16 and 20), and if the output is positive, the respective compensation coefficients B and C are increased (steps 17 and 2).
1), in the case of minus, each compensation coefficient is reduced (steps 18 and 22). In this case, the procedure for changing the compensation coefficient and the adjustment conditions are the same as in the case of 100% field. With the above operation, the mutual inductance (exciting inductance) and magnetic saturation characteristics of the induction motor can be automatically measured and set as the values of the compensation coefficients A, B, and C of the magnetic flux command compensation unit 520.
【0017】さらに、誘導電動機を定トルク領域のみで
用いるときにも調整が必要な相互インダクタンス(励磁
インダクタンス)の調整だけを行うときに適用する場合
について説明する。図2は本発明の誘導電動機のベクト
ル制御インバータのチューニング方法の第2の実施例の
フローチャートである。この第2の実施例は、第1の実
施例と同様に磁束制御部507の出力を比較器、加算
器、減算器によって0に近い所定値の範囲内に入るよう
に補償係数の数値が変更される係数器522を磁束指令
補償部521の代りに有する。次に、第2の実施例の動
作について説明する。まず、定格界磁つまり100%界
磁となる回転数で運転し(ステップ31)、定常状態に
おいて磁束制御部507の出力が”0”となるように係
数器522の数値を変更する。即ち、磁束制御部507
の出力が所定の範囲、例えば磁束指令値と係数器522
の数値との積の±0.5%以内とし、その範囲に入って
いるかを判定し(ステップ32)、大きい場合は係数器
522の数値を大きくし(ステップ33)、小さい場合
は係数器522の数値を小さくし(ステップ34)、前
記±0.5%の範囲に入れる操作が自動的におこなわれ
る。Further, a case will be described in which the induction motor is applied only when adjusting the mutual inductance (exciting inductance) that needs to be adjusted even when the induction motor is used only in the constant torque region. FIG. 2 is a flowchart of the second embodiment of the method for tuning the vector control inverter of the induction motor of the present invention. In the second embodiment, similarly to the first embodiment, the numerical value of the compensation coefficient is changed so that the output of the magnetic flux controller 507 falls within a predetermined value range close to 0 by the comparator, adder and subtractor. The coefficient unit 522 is provided instead of the magnetic flux command compensation unit 521. Next, the operation of the second embodiment will be described. First, operation is performed at a rotational speed that provides a rated field, that is, 100% field (step 31), and the numerical value of the coefficient unit 522 is changed so that the output of the magnetic flux control unit 507 becomes "0" in a steady state. That is, the magnetic flux controller 507
Output in a predetermined range, for example, the magnetic flux command value and the coefficient unit 522.
Within 0.5% of the product of the values of and, it is determined whether the value is within the range (step 32). If it is larger, the value of the coefficient unit 522 is increased (step 33). The value of is reduced (step 34), and the operation of setting it within the range of ± 0.5% is automatically performed.
【0018】さらに、速度検出器付きのすべり周波数ベ
クトル制御について説明したが、速度検出器なしの場合
でもあるいは磁束の大きさを制御するのであれば他のベ
クトル制御方式の場合でも同様に適用できる。また、図
8において原点0と点1,2,3を直線で補間したが例
えば2次以上の曲線で補間してもよい。Further, the slip frequency vector control with the speed detector has been described, but the same can be applied to the case without the speed detector or to the other vector control method if the magnitude of the magnetic flux is controlled. Further, in FIG. 8, the origin 0 and the points 1, 2, and 3 are interpolated by a straight line, but may be interpolated by, for example, a quadratic curve or more.
【0019】[0019]
【発明の効果】以上説明したように本発明は誘導電動機
の相互インダクタンス(励磁インダクタンス)および磁
気飽和現象を補償するための補償係数を自動調整するの
で、手間のかかるモータ定数の設定が簡単に所定の範囲
内で行えるので、制御精度が向上し、さらに、オートチ
ューニング終了後の通常運転時には磁束制御ループが不
要となり、高価な電圧検出器を外すことができるため、
ベクトル制御インバータのコストダウンも図れる効果が
ある。As described above, according to the present invention, the mutual inductance (exciting inductance) of the induction motor and the compensation coefficient for compensating for the magnetic saturation phenomenon are automatically adjusted, so that a troublesome setting of the motor constant can be easily performed. Since it can be performed within the range of, the control accuracy is improved, and the flux control loop is not required during normal operation after the end of auto-tuning, and the expensive voltage detector can be removed.
There is also an effect that the cost of the vector control inverter can be reduced.
【図1】本発明の誘導電動機のベクトル制御インバータ
のチューイング方法の第1の実施例のフローチャートで
ある。FIG. 1 is a flowchart of a first embodiment of a vector control inverter chewing method for an induction motor according to the present invention.
【図2】本発明の誘導電動機のベクトル制御インバータ
のチューイング方法の第2の実施例のフローチャートで
ある。FIG. 2 is a flowchart of a second embodiment of the chewing method for the vector control inverter of the induction motor of the present invention.
【図3】図1に示すベクトル制御インバータのチューイ
ング方法が適用された誘導電動機のサーボシステムのブ
ロック図である。FIG. 3 is a block diagram of an induction motor servo system to which the vector control inverter chewing method shown in FIG. 1 is applied.
【図4】図3に示すベクトル制御装置403の詳細図で
ある。FIG. 4 is a detailed diagram of the vector control device 403 shown in FIG.
【図5】従来の誘導電動機のサーボシステムのブロック
図である。FIG. 5 is a block diagram of a conventional induction motor servo system.
【図6】図5に示すベクトル制御装置413の詳細図で
ある。FIG. 6 is a detailed view of the vector control device 413 shown in FIG.
【図7】誘導電動機の回路定数を示す等価回路である。FIG. 7 is an equivalent circuit showing the circuit constants of the induction motor.
【図8】図4に示す磁束指令補償部520の界磁量と補
償係数との関係を示す図である。8 is a diagram showing a relationship between a field amount and a compensation coefficient of a magnetic flux command compensation section 520 shown in FIG.
【図9】本発明の第2の実施例のベクトル制御装置の詳
細図である。FIG. 9 is a detailed diagram of the vector control device according to the second embodiment of the present invention.
401 電圧形PWMインバ−タ 402 誘導電動機 403、413 ベクトル制御装置 404 指令発生器 405 電圧検出器 406、407、408 電流検出器 409 エンコーダ 501 速度制御器 502 除算器 503 磁束指令演算器 504 ベクトル演算器 505 ベクトル回転器 506 二相/三相変換器 507 磁束制御部 508 除算器 509 係数器 510 速度検出部 512 積分器 513 関数発生器 516 磁束演算部 517、518、519 電流制御器 520、521 磁束指令補償部 522 係数器 401 Voltage type PWM inverter 402 Induction motor 403, 413 Vector controller 404 Command generator 405 Voltage detector 406, 407, 408 Current detector 409 Encoder 501 Speed controller 502 Divider 503 Flux command calculator 504 Vector calculator 505 Vector rotator 506 Two-phase / three-phase converter 507 Flux control unit 508 Divider 509 Coefficient unit 510 Speed detection unit 512 Integrator 513 Function generator 516 Flux calculation unit 517, 518, 519 Current controller 520, 521 Flux command Compensator 522 Coefficient unit
Claims (1)
と、インバータ出力として所定の周波数および位相の交
流電流を発生するインバータと、前記誘導電動機に印加
された電流、電圧から電動機磁束を演算する磁束演算部
と、磁束指令の補償を行う磁束指令補償部と、前記イン
バータの出力電流の周波数および位相を制御する制御装
置を有するベクトル制御装置で、前記誘導電動機を無負
荷で運転を行い、予め求められた一次抵抗と漏れインダ
クタンスの補償を行った状態で実施するベクトル制御イ
ンバータのチューニング方法において、 前記誘導電動機の少なくとも定格界磁量に対して、ある
いは、界磁弱め制御を行う場合は前記定格界磁量に加え
て予め決めてある複数の界磁量のそれぞれに対して前記
磁束演算部が検出した電動機磁束値がそれぞれの磁束指
令値に等しくなるように前記磁束指令補償部の補償係数
を自動測定し、かつ、設定することを特徴とするベクト
ル制御インバータのチューニング方法。1. An induction motor that uses an inverter as a drive power source, an inverter that generates an AC current having a predetermined frequency and phase as an inverter output, and a magnetic flux calculation that calculates a motor magnetic flux from a current and a voltage applied to the induction motor. Part, a magnetic flux command compensating part for compensating the magnetic flux command, and a vector controller having a controller for controlling the frequency and phase of the output current of the inverter, the induction motor is operated without load, and is obtained in advance. In the tuning method of the vector control inverter performed while compensating the primary resistance and the leakage inductance, at least the rated field amount of the induction motor, or when performing the field weakening control, the rated field Motor flux detected by the magnetic flux calculation unit for each of a plurality of predetermined field amounts in addition to the amount There were measured automatically compensating coefficient of the magnetic flux command compensator to be equal to each of the magnetic flux command value, and the vector control inverter method tuning and setting.
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---|---|---|---|
JP12160693A JP3337039B2 (en) | 1993-05-24 | 1993-05-24 | Tuning method of vector control inverter for induction motor |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH06335278A true JPH06335278A (en) | 1994-12-02 |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6611124B2 (en) | 2000-02-29 | 2003-08-26 | Hitachi, Ltd. | Control apparatus of induction motor |
JP2006014553A (en) * | 2004-06-29 | 2006-01-12 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | Induction machine controller |
CN100375383C (en) * | 2004-07-30 | 2008-03-12 | 株式会社日立制作所 | Control process and control device of induction motor ind. appts. |
JP2010068627A (en) * | 2008-09-10 | 2010-03-25 | Toshiba Corp | Induction motor drive system |
JP2013255383A (en) * | 2012-06-08 | 2013-12-19 | Mitsubishi Electric Corp | Control device of induction motor |
JP2015228793A (en) * | 2015-09-25 | 2015-12-17 | 三菱電機株式会社 | Control device of induction motor |
-
1993
- 1993-05-24 JP JP12160693A patent/JP3337039B2/en not_active Expired - Fee Related
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