JP2596232B2 - AC motor control device - Google Patents
AC motor control deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、いわゆるベクトル制
御により交流電動機を可変速駆動する場合の当該駆動電
源を制御する装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for controlling a drive power supply when an AC motor is driven at a variable speed by so-called vector control.
【0002】[0002]
【従来の技術】図2は例えば電気学会論文誌D,107 巻
2号、昭62, P175 〜182 に掲載の論文「同期電動機の
高性能可変速制御」に開示されたこの種従来の交流電動
機の制御装置を示す制御回路図である。図において1は
電動機の速度基準と実速度(いずれも図示せず)との速
度偏差esにより動作する速度コントローラ、2は速度
コントローラ1の出力の急激な変化を抑えてトルク分
(q軸)電流基準iq* を出力するランプ回路、3はト
ルク分電流基準iq* と実トルク分電流iqとのトルク
分偏差eqを演算する演算器、4はトルク分偏差eqに
より動作するトルク分電流コントローラで、トルク分制
御電圧Vqを出力する。2. Description of the Related Art FIG. 2 shows a conventional AC motor of this kind disclosed in the paper "High-performance Variable Speed Control of Synchronous Motors" published in, for example, IEICE Transactions D, Vol. 107, No. 2, pp. 175-182. FIG. 4 is a control circuit diagram showing the control device of FIG. In the figure, reference numeral 1 denotes a speed controller which operates based on a speed deviation es between a speed reference of a motor and an actual speed (neither is shown), and 2 denotes a torque (q-axis) current by suppressing an abrupt change in the output of the speed controller 1. lamp circuit for outputting a reference iq *, 3 are calculator for calculating a torque component deviation eq of torque current reference iq * and the actual torque current iq, 4 is torque current controller operated by the torque component deviation eq, A torque control voltage Vq is output.
【0003】5は磁束分(d軸)電流基準id**と後述
する界磁偏差efとを加算する演算器、6は演算器5か
ら出力された磁束分電流基準id* と実磁束分電流id
との磁束分偏差edを演算する演算器、7は磁束分偏差
edにより動作する磁束分電流コントローラで、磁束分
制御電圧Vdを出力する。8は電動機の界磁回路の磁束
基準と実磁束(いずれも図示せず)との磁束偏差eφに
より動作する磁束コントローラ、9は磁束コントローラ
8の出力の急激な変化を抑えて界磁電流基準if* を出
力するランプ回路、10は界磁電流基準if* と実界磁電
流ifとの界磁偏差efを演算する演算器、11は界磁偏
差efにより動作する界磁電流コントローラで、界磁制
御電圧Vfを出力する。Reference numeral 5 denotes an arithmetic unit for adding a magnetic flux component (d-axis) current reference id ** and a field deviation ef described later, and 6 denotes a magnetic flux component current reference id * output from the arithmetic unit 5 and an actual magnetic flux component current. id
The arithmetic unit 7 calculates a magnetic flux deviation ed. The magnetic flux current controller 7 operates based on the magnetic flux deviation ed, and outputs a magnetic flux control voltage Vd. Reference numeral 8 denotes a magnetic flux controller that operates based on a magnetic flux deviation eφ between a magnetic flux reference of a field circuit of a motor and an actual magnetic flux (neither is shown), and 9 denotes a field current reference if which suppresses a rapid change in the output of the magnetic flux controller 8. * , A ramp circuit for outputting * , 10 a calculator for calculating a field deviation ef between the field current reference if * and the actual field current if, 11 a field current controller operated by the field deviation ef, and a field control voltage Vf is output.
【0004】次に動作について説明する。ベクトル制御
は図3に示すように、界磁電流if上にd軸を、これと
直交してq軸をそれぞれ設定し、電機子電流Iaを各軸
成分id,iqに分離して界磁電流Ifとともに制御す
るもので、その基本的動作は広く知られているので説明
は省略し、以下、界磁側で不足する磁束を電機子側の磁
束分電流で補う理由およびその動作について詳細に説明
する。Next, the operation will be described. In the vector control, as shown in FIG. 3, the d-axis is set on the field current if, and the q-axis is set orthogonal to the d-axis, and the armature current Ia is separated into the respective axis components id and iq to set the field current. If is controlled together with If, and its basic operation is widely known, its description is omitted. Hereinafter, the reason for supplementing the insufficient magnetic flux on the field side with the magnetic flux component current on the armature side and its operation will be described in detail. I do.
【0005】図2に示すように、界磁電流コントローラ
11からの電圧Vfにより所定の界磁磁束が出力される
が、いわゆるフォーシング時等で界磁電圧リミットの状
態となった場合、界磁電流ifがその基準値if* に十
分追従せず、その偏差efが過大となって制御不能とな
る可能性が生じる。そして、一般に同期電動機の界磁リ
アクタンスは大きく、このため高いフォーシング電圧が
必要で、これを界磁電流のみで確保しようとするとその
電源装置が大きくなり不経済となる。As shown in FIG. 2, a predetermined field magnetic flux is output by the voltage Vf from the field current controller 11, but when a field voltage limit state occurs at the time of so-called forcing or the like, the field magnetic field is limited. The current if does not sufficiently follow the reference value if * , and there is a possibility that the deviation ef becomes excessive and control becomes impossible. In general, the field reactance of a synchronous motor is large, so that a high forcing voltage is required. If it is attempted to secure this by only the field current, the power supply device becomes large, which is uneconomical.
【0006】そこで、界磁電流コントローラ11へ入力
する界磁偏差efを演算器5および6を介して磁束分電
流コントローラ7へも入力する。従って、磁束分電流コ
ントローラ7は電流基準(id* * +ef)=id* と
実電流idとの偏差edに応じて動作する。即ち、必要
な界磁磁束に対して、界磁電流ifで不足する分を電機
子電流の磁束分電流idで補う訳である。Therefore, the field deviation ef input to the field current controller 11 is also input to the magnetic flux component current controller 7 via the calculators 5 and 6. Therefore, the magnetic flux component current controller 7 operates according to the deviation ed between the current reference (id ** + ef) = id * and the actual current id. In other words, the portion of the required field magnetic flux that is insufficient by the field current if is supplemented by the magnetic flux component current id of the armature current.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】ところで、一般に採用
されているいわゆる非循環電流方式サイクロコンバータ
ではその正群コンバータと負群コンバータとの切替えを
負荷電流の極性に応じて行っている。従って、ベクトル
制御の場合は、トルク分電流基準iq* と磁束分電流基
準id* とを2相3相変換した交流電流基準iu* ,i
v* ,iw* の電流極性の切替りによって行っている。
この場合、無負荷でトルク分電流基準iq* が零のとき
に磁束分電流基準id* まで零となると交流電流基準が
出力されず、正、負両群コンバータの切替えが不能とな
る。このため、トルク分電流基準iq* が零のときは磁
束分電流基準id* が零とならないよう磁束分電流基準
id* * を5%程度として上記不具合の発生を防止して
いる。By the way, in the so-called non-circulating current type cycloconverter which is generally employed, the switching between the positive group converter and the negative group converter is performed according to the polarity of the load current. Therefore, in the case of the vector control, the AC current references iu * , i obtained by converting the torque component current reference iq * and the magnetic flux component current reference id * into two-phase three-phase conversion.
This is performed by switching the current polarity of v * and iw * .
In this case, if the torque component current reference iq * is zero with no load and the magnetic flux component current reference id * becomes zero, the AC current reference is not output and switching between the positive and negative group converters becomes impossible. This mechanism prevents the occurrence of the inconvenience as about 5% of the magnetic flux component current reference id * * To avoid getting flux component current reference id * is zero when the torque current reference iq * is zero.
【0008】しかるに、既述した従来の交流電動機の制
御装置では、磁束分電流基準id* * に、演算器10に
よって得られた界磁電流基準if* と実界磁電流ifと
の界磁偏差efを加算しているため、その界磁偏差ef
の極性と絶対値によってはトルク分電流基準iq* と磁
束分電流基準id* とが共に零になり正、負両群コンバ
ータの切替が不能となる場合が生じるという問題点があ
った。However, in the conventional AC motor control device described above, the field deviation between the field current reference if * obtained by the computing unit 10 and the actual field current if is added to the magnetic flux component current reference id ** . Since ef is added, its field deviation ef
Depending on the polarity and the absolute value of the current, the torque component current reference iq * and the magnetic flux component current reference id * both become zero, and the switching between the positive and negative group converters becomes impossible.
【0009】この発明は以上のような問題点を解消する
ためになされたもので、トルク分電流を磁束分電流とが
共に零になることを防止して安定したコンバータ運転特
性が得られる交流電動機の制御装置を実現するものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an AC motor capable of preventing a torque component current and a magnetic flux component from both becoming zero to obtain a stable converter operating characteristic. Is realized.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】この発明に係る交流電動
機の制御装置は、トルク分電流基準または実トルク分電
流が零か否かを判別し、零のときは、界磁偏差の磁束分
電流コントローラへの入力を解除するようにしたもので
ある。SUMMARY OF THE INVENTION A control device for an AC motor according to the present invention determines whether a reference for a torque component current or a current for an actual torque is zero. The input to the controller is canceled.
【0011】[0011]
【作用】トルク分電流基準または実トルク分電流を検出
し、これが零でない場合、界磁偏差は磁束分電流コント
ローラは入力され、必要な界磁磁束に対する界磁電流で
の不足分が電機子電流の磁束分電流で補充される。上記
トルク分電流が零と判別された場合、界磁偏差は磁束分
電流コントローラへは入力されず、電機子電流制御系は
独立して動作し、通常施されている方式により磁束分電
流は一定以上の値を有し零とはならない。[Function] If the torque component current reference or the actual torque component current is detected, and this is not zero, the field deviation is input to the magnetic flux component current controller, and the deficiency in the field current with respect to the required field magnetic flux is determined by the armature current. Is replenished by the current of the magnetic flux. If the torque component current is determined to be zero, the field deviation is not input to the magnetic flux component current controller, the armature current control system operates independently, and the magnetic flux component current is kept constant by the usual method. It has the above value and does not become zero.
【0012】[0012]
【実施例】図1はこの発明の一実施例による交流電動機
の制御装置を示す回路図である。以下、従来の図2の場
合と異なる部分を中心に説明する。但し、磁束偏差eφ
を磁束コントローラ8およびランプ回路9を経て界磁電
流基準if* とし、更に演算器10により界磁偏差ef
を求めて界磁電流コントローラ11へ入力する点は従来
と同一である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a control device for an AC motor according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a description will be given focusing on a portion different from the conventional case of FIG. However, the magnetic flux deviation eφ
Is set as the field current reference if * via the magnetic flux controller 8 and the ramp circuit 9, and the field deviation ef is further calculated by the calculator 10.
Is input to the field current controller 11 as in the prior art.
【0013】これに対し演算器10の出力側と演算器5
の入力側との間に新たにスイッチ回路12が挿入されて
いる。更に、このスイッチ回路12にオンオフ制御の信
号を送出するコンパレータ13、および実トルク分電流
iqの絶対値を演算する絶対値回路14が設けられてい
る。On the other hand, the output side of the arithmetic unit 10 and the arithmetic unit 5
A switch circuit 12 is newly inserted between the input side and the input side. Further, the switch circuit 12 is provided with a comparator 13 for sending an on / off control signal and an absolute value circuit 14 for calculating the absolute value of the actual torque current iq.
【0014】次に、動作について説明する。実トルク分
電流iqは絶対値回路14に入力されここで絶対値化さ
れ実トルク分電流絶対値|iq|となってコンパレータ
13の入力側の一方に送られる。eiqは|iq|が実
質的に零か否かを判別するために設定されるトルク分電
流零判定値である。今、|iq|≧eiqとすると、コ
ンパレータ13はスイッチ回路12にオン信号を送出す
る。即ち、実トルク分電流iqは零でないと判断して界
磁偏差efをスイッチ回路12を介して演算器5へ送出
し、電機子電流の磁束分電流による界磁磁束の補充が行
われる。当然、この場合は、トルク分電流と磁束分電流
とが共に零となる恐れがないので正、負両群コンバータ
の切替えは正常に行われる。Next, the operation will be described. The actual torque component current iq is input to the absolute value circuit 14, where it is converted into an absolute value and becomes the actual torque component current absolute value | iq | eiq is a torque current zero determination value set to determine whether or not | iq | is substantially zero. Assuming that | iq | ≧ eiq, the comparator 13 sends an ON signal to the switch circuit 12. That is, it is determined that the actual torque component current iq is not zero, and the field deviation ef is sent to the arithmetic unit 5 via the switch circuit 12, and the field magnetic flux is supplemented by the magnetic flux component current of the armature current. Naturally, in this case, since there is no possibility that both the torque component current and the magnetic flux component current become zero, the switching between the positive and negative group converters is performed normally.
【0015】また、|iq|<eiqが成立すると、コ
ンパレータ13はスイッチ回路12にオフ信号を送出す
る。即ち、実トルク分電流iqは零であると判断して演
算器5における界磁偏差efの加算は行わない。この界
磁偏差efのレベル如何でトルク分電流と磁束分電流と
が共に零となってコンバータの切替えに支障をきたす可
能性があるからである。この場合、磁束分電流基準id
* * はそのまま磁束分電流基準id* となり、従来の場
合と同様、必要な交流電流基準が確実に発生し、安定し
たコンバータ切替え動作が達成される。When | iq | <eiq is satisfied, the comparator 13 sends an off signal to the switch circuit 12. That is, it is determined that the actual torque component current iq is zero, and the calculation unit 5 does not add the field deviation ef. This is because the torque component current and the magnetic flux component current both become zero depending on the level of the field deviation ef, which may hinder the switching of the converter. In this case, the magnetic flux component current reference id
** is the magnetic flux component current reference id * as it is, and a necessary AC current reference is reliably generated as in the conventional case, and a stable converter switching operation is achieved.
【0016】なお、上記実施例におけるコンパレータ1
3は通常の比較機能のみを有するものとして説明した
が、スイッチ回路12へのオンオフ信号にヒステリシス
特性を持たせたものとしてもよい。この場合、トルク分
電流iqのリップル等によるスイッチ回路12のチャタ
リング現象が防止されるという利点がある。Note that the comparator 1 in the above embodiment is
Although 3 has been described as having only a normal comparison function, an on / off signal to the switch circuit 12 may be provided with a hysteresis characteristic. In this case, there is an advantage that a chattering phenomenon of the switch circuit 12 due to a ripple or the like of the torque component current iq is prevented.
【0017】また、上記実施例では実トルク分電流iq
が零か否かを判別するようにしたが、トルク分電流基準
iq* が零か否かを判別するようにしても同様の効果を
得ることができる。In the above embodiment, the current iq
Is determined to be zero or not. However, the same effect can be obtained by determining whether or not the torque current reference iq * is zero.
【0018】[0018]
【発明の効果】この発明は以上のように、トルク分電流
が零のときは界磁偏差の磁束分電流基準への加算を行わ
ないようにしたので、正、負両群コンバータの切替え動
作が全運転領域で確実安定になされる。As described above, according to the present invention, when the torque component current is zero, the addition of the field deviation to the magnetic flux component current reference is not performed. Stable and stable in all operating ranges.
【図1】この発明の一実施例による交流電動機の制御装
置を示す制御回路図である。FIG. 1 is a control circuit diagram showing a control device for an AC motor according to an embodiment of the present invention.
【図2】従来の交流電動機の制御装置を示す制御回路図
である。FIG. 2 is a control circuit diagram showing a conventional control device for an AC motor.
【図3】各電流成分を示すベクトル図である。FIG. 3 is a vector diagram showing each current component.
2,9 ランプ回路 3,5,6,10 演算器 4 トルク分電流コントローラ 7 磁束分電流コントローラ 11 界磁電流コントローラ 12 スイッチ回路 13 コンパレータ 14 絶対値回路 iq* トルク分電流基準 iq 実トルク分電流 eq トルク分偏差 id* 磁束分電流基準 id 実磁束分電流 ed 磁束分偏差 if* ,if* * 界磁電流基準 if 実界磁電流 ef 界磁偏差2, 9 Ramp circuit 3, 5, 6, 10 Operation unit 4 Torque current controller 7 Magnetic flux current controller 11 Field current controller 12 Switch circuit 13 Comparator 14 Absolute value circuit iq * Torque current reference iq Actual torque current eq Torque component deviation id * Magnetic flux component current reference id Actual magnetic flux component current ed Magnetic flux component deviation if * , if ** * Field current reference if Real field current ef Field deviation
Claims (1)
トルク分偏差により動作するトルク分電流コントローラ
および磁束分電流基準と実磁束分電流との磁束分偏差に
より動作する磁束分電流コントローラを備えた電機子電
流制御系と、界磁電流基準と実界磁電流との界磁偏差に
より動作する界磁電流コントローラを備えた界磁電流制
御系とからなり、更に上記界磁偏差を上記磁束分電流コ
ントローラへも入力することにより界磁側で不足する磁
束を電機子側の磁束分電流で補うようにしたものにおい
て、上記トルク分電流基準または実トルク分電流が零か
否かを判別し、零のときは上記界磁偏差の上記磁束分電
流コントローラへの入力を解除するようにしたことを特
徴とする交流電動機の制御装置。A torque component current controller that operates based on a torque component deviation between a torque component current reference and an actual torque component current, and a magnetic flux component current controller that operates based on a magnetic flux component deviation between a magnetic flux component current reference and an actual magnetic flux component current. An armature current control system, and a field current control system including a field current controller that operates based on a field deviation between a field current reference and a real field current. By inputting also to the current controller, in order to compensate for the insufficient magnetic flux on the field side by the magnetic flux component current on the armature side, it is determined whether or not the torque component current reference or the actual torque component current is zero, A control device for an AC motor, wherein the input of the field deviation to the magnetic flux component current controller is canceled when the value is zero.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3016504A JP2596232B2 (en) | 1991-02-07 | 1991-02-07 | AC motor control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3016504A JP2596232B2 (en) | 1991-02-07 | 1991-02-07 | AC motor control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04289791A JPH04289791A (en) | 1992-10-14 |
| JP2596232B2 true JP2596232B2 (en) | 1997-04-02 |
Family
ID=11918108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3016504A Expired - Fee Related JP2596232B2 (en) | 1991-02-07 | 1991-02-07 | AC motor control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2596232B2 (en) |
-
1991
- 1991-02-07 JP JP3016504A patent/JP2596232B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04289791A (en) | 1992-10-14 |
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