JP3442982B2 - Motor drive system using speed sensorless vector controller - Google Patents
Motor drive system using speed sensorless vector controllerInfo
- Publication number
- JP3442982B2 JP3442982B2 JP33129797A JP33129797A JP3442982B2 JP 3442982 B2 JP3442982 B2 JP 3442982B2 JP 33129797 A JP33129797 A JP 33129797A JP 33129797 A JP33129797 A JP 33129797A JP 3442982 B2 JP3442982 B2 JP 3442982B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- command
- controller
- output
- rotation speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,速度センサレスベ
クトル制御にて駆動される誘導電動機を複数台接続して
制御する技術に関するもので,特に安定した始動特性を
得ることを目的とするものである。
【0002】
【従来の技術】図2に従来の速度センサレスベクトル制
御装置を用いた電動機駆動システムの図を示し,これに
基づいて従来の技術を説明する。
【0003】図2は4台の速度センサレスベクトル制御
装置を用いる例を示す構成図であり、図2において、1
1〜14は速度センサレスベクトル制御装置、21〜2
4は、両軸構造の誘導電動機、3はギアボックス、4は
本システムを用いて駆動される負荷機械、5は回転速度
Nを検出する速度検出器、6は回転速度指令N*回転速
度Nとの偏差によりトルク指令T*を演算する外部速度
制御器である。誘導電動機21〜24は両軸構造となっ
ており、それぞれを相互に出力軸を直結している。ま
た、負荷機械4は、ギアボックス3より出力される回転
軸によって駆動される。
【0004】外部速度制御器5は,回転速度指令N*と
速度演算器6から出力される回転速度Nを入力し,回転
速度指令に回転速度が追従するようなトルク指令T*を
出力する。トルク指令T*は、速度センサレスベクトル
制御装置11〜14に入力される。速度センサレスベク
トル制御装置11〜14は、誘導電動機21〜24の出
力トルクが、入力されたトルク指令に追従するように速
度センサレスベクトル制御を行う。
【0005】次に、速度センサレスベクトル制御装置1
1について説明する。111は、出力電圧検出器113
および出力電流検出器114により検出された出力電
圧、出力電流に基づき演算速度Nc を演算する速度演算
器である。トルク制御器112は、演算速度Nc を用い
て、誘導電動機21の出力トルクが入力されるトルク指
令T*に追従するように電圧を制御し、誘導電動機21
に出力する。なお、ここでは速度センサレスベクトル制
御装置11について説明したが、速度センサレスベクト
ル制御装置12〜14についても全く同一である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】誘導電動機の等価回路
は図3のように表される。この回路図から解るように,
入力電圧V1の周波数が零の場合はω=0であり、イン
ダクタンスL1,L2は全て0と等価となるので,入力
電流I1は一次抵抗R1のみに依存し,二次側の抵抗R
2や回転速度Nに比例する回転角周波数ωmの影響を全
く受けない。つまり零周波数付近では,入力電圧と入力
電流からでは,回転速度を求めることは不可能となる。
速度センサレスベクトル制御では、誘導電動機を始動す
る場合は、回転速度N=0とし、出力周波数はすべり周
波数の指令と等しくなる。すべり周波数指令はトルク指
令に比例するから、トルク指令が小さい場合には、出力
周波数が0付近となり、前述の如く回転速度の演算が不
可能になるため、正常な始動ができない。
【0007】図2に示す様な、複数の誘導電動機を一つ
の速度制御器にて同一トルク指令で駆動するシステムに
おいて負荷が軽い場合には、複数の電動機のうちの一台
の始動開始が遅れても、他の電動機によって始動時、回
転速度が回転速度指令に到達するとトルク指令が小さく
なる。これによって、始動開始が遅れた電動機を駆動す
る速度センサレスベクトル制御装置にも、小さいトルク
指令が入力されるため、始動開始が遅れた一台のみ始動
できなくなることがある。本発明は上述した点に鑑みて
創案されたもので、その目的とするところは、これらの
欠点を解決し、複数の電動機のうちの一台の始動開始が
遅れた場合にも、始動開始が遅れた一台のみ始動できな
くなることなく、安定した始動特性が得られる速度セン
サレスベクトル制御装置を用いた電動機駆動システムを
提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】つまり、その目的を達成
するための手段は、誘導電動機と,前記電動機の入力電
流と入力電圧から前記電動機の回転速度を推定または演
算する速度演算器と,前記電動機の回転速度を指令する
速度指令と前記速度演算器の出力の回転速度を入力して
回転速度がその指令に追従するような内部トルク指令を
出力する内部速度制御器と,トルク指令と前記速度演算
器の出力の回転速度を入力して前記電動機の出力トルク
が前記トルク指令に追従するような電力を前記電動機に
供給するトルク制御器からなる速度センサレスベクトル
制御装置とを各々複数台用い、前記電動機の出力軸を互
いに接続し駆動する速度センサレスベクトル制御装置を
用いた電動機駆動システムの始動時において、駆動シス
テムに取り付けた速度検出器から出力される回転速度
と、回転数指令を外部速度制御器に入力することにより
得られる外部トルク指令を、前記複数台の速度センサレ
ス制御装置それぞれすべてに入力するとともに、内部速
度演算器に最低回転速度指令と前記速度演算器の出力の
回転速度を入力することにより得られる内部トルク指令
と、入力された前記外部トルク指令を比較し、大きい方
のトルク指令を前記トルク制御器の入力とするように構
成したものである。以下、本発明の一実施例を図面に基
づいて詳述する。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施例を示す構
成図であり、図1において、11〜14は速度センサレ
スベクトル制御装置であって、誘導電動機21〜24を
それぞれ駆動する。誘導電動機21〜24は両軸構造と
なっており、それぞれ互いに軸同士を直結している。3
はギアボックスであって誘導電動機21〜24の軸の出
力を負荷機械4に伝達する。5は速度検出器であり、誘
導電動機21〜24の回転速度Nを検出する。6は外部
速度制御器であって、速度指令N*に速度検出器5にて
検出される回転速度Nが追従するよう、外部トルク指令
T1*を制御する。
【0010】次に、速度センサレスベクトル制御装置1
1について説明する。111は、出力電圧検出器113
および出力電流検出器114により検出された出力電
圧、出力電流に基づき演算速度Ncを演算する速度演算
器である。115は最低回転速度設定器であり、この駆
動システムにおける最低回転速度をあらかじめ設定して
ある。内部速度制御器116は、最低回転速度設定器1
15により設定される最低回転速度指令Nc*にNcが
追従するように内部トルク指令T2*を制御する。優先
回路117は、外部速度制御器6の出力T1*と内部速
度制御器T2*のうち、大なる方を選択し、トルク指令
T*として出力する。トルク制御器112は、従来と同
様に演算速度Ncを用いて、誘導電動機21の出力トル
クがトルク指令T*に追従するように電圧を制御し、誘
導電動機21に出力する。なお、ここでは速度センサレ
スベクトル制御装置11について説明したが、速度セン
サレスベクトル制御装置12〜14についても全く同一
である。
【0011】正常に運転されていて演算回転速度Nc が
正しく演算できている場合、最低回転速度指令Nc*は
Ncより常に小さくなるため、内部速度制御器116の
内部トルク指令T2*はマイナスの値となる。このた
め、トルク指令T*は、優先回路117により、T*=
T1*と選択されるから、本駆動システムの速度は、外
部速度制御器5によって速度指令Nとなるように制御さ
れる。
【0012】一方、負荷が軽い始動時においては、速度
センサレスベクトル制御装置11の始動が遅れ、他の電
動機のトルクにより回転速度Nが回転速度指定N*に到
達した場合、外部トルク指令T1*が小さくなる。しか
しながら、この場合速度演算器111の出力Ncは0と
なっており、最低回転速度Nc*まで加速させるため、
内部速度制御器116により内部トルク指令T2*は正
の方向へ大きくなっていく。このため、優先回路117
により、T*=T2*と選択されるから、トルク制御器
112には、始動に十分な大きさのトルク指令が与えら
れ、始動が可能となる。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数の誘導電動機を一つの速度制御器にて同一トルク指令
で駆動するシステムであり、複数の電動機のうちの一台
の始動開始が遅れた場合にも、始動開始が遅れた一台の
み始動できなくなることなく、安定した始動特性が得ら
れ、実用上、極めて有用性の高いものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for connecting and controlling a plurality of induction motors driven by speed sensorless vector control, and particularly relates to a stable starting characteristic. The purpose is to obtain. 2. Description of the Related Art FIG. 2 shows a diagram of a motor drive system using a conventional speed sensorless vector control device, and the prior art will be described based on the diagram. FIG. 2 is a block diagram showing an example in which four speed sensorless vector controllers are used. In FIG.
1 to 14 are speed sensorless vector control devices and 21 to 2
4 is an induction motor having a double shaft structure, 3 is a gear box, 4 is a load machine driven by using the present system, 5 is a speed detector for detecting the rotation speed N, and 6 is a rotation speed command N * rotation speed N This is an external speed controller that calculates the torque command T * based on the deviation from. The induction motors 21 to 24 have a double-shaft structure, and each is directly connected to an output shaft. The load machine 4 is driven by a rotating shaft output from the gear box 3. The external speed controller 5 receives the rotation speed command N * and the rotation speed N output from the speed calculator 6, and outputs a torque command T * such that the rotation speed follows the rotation speed command. The torque command T * is input to the speed sensorless vector controllers 11 to 14. The speed sensorless vector controllers 11 to 14 perform speed sensorless vector control so that the output torque of the induction motors 21 to 24 follows the input torque command. Next, a speed sensorless vector control device 1
1 will be described. 111 is an output voltage detector 113
And a speed calculator for calculating the calculation speed Nc based on the output voltage and output current detected by the output current detector 114. The torque controller 112 controls the voltage using the calculation speed Nc so that the output torque of the induction motor 21 follows the input torque command T *.
Output to Here, the speed sensorless vector control device 11 has been described, but the speed sensorless vector control devices 12 to 14 are completely the same. FIG. 3 shows an equivalent circuit of an induction motor. As can be seen from this circuit diagram,
When the frequency of the input voltage V1 is zero, ω = 0 and the inductances L1 and L2 are all equal to 0. Therefore, the input current I1 depends only on the primary resistance R1, and the resistance R
2 and the rotational angular frequency ωm proportional to the rotational speed N are not affected at all. In other words, near the zero frequency, it is impossible to determine the rotational speed from the input voltage and the input current.
In the speed sensorless vector control, when starting the induction motor, the rotation speed is set to N = 0, and the output frequency is equal to the slip frequency command. Since the slip frequency command is proportional to the torque command, when the torque command is small, the output frequency becomes close to 0, and the rotation speed cannot be calculated as described above, so that normal starting cannot be performed. As shown in FIG. 2, when the load is light in a system in which a plurality of induction motors are driven by the same torque command by one speed controller, the start of starting one of the plurality of motors is delayed. However, when the rotation speed reaches the rotation speed command at the time of starting by another electric motor, the torque command decreases. As a result, a small torque command is also input to the speed sensorless vector control device that drives the electric motor whose start start is delayed, so that it may not be possible to start only one vehicle whose start start is delayed. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and aims to solve these disadvantages. Even when the start of one of a plurality of electric motors is delayed, the start of the start is prevented. It is an object of the present invention to provide a motor drive system using a speed sensorless vector control device that can obtain a stable starting characteristic without preventing a delayed one from starting. [0008] That is, a means for achieving the object is an induction motor and a speed calculator for estimating or calculating the rotation speed of the motor from an input current and an input voltage of the motor. An internal speed controller for inputting a speed command for instructing the rotation speed of the electric motor and an output rotation speed of the speed calculator and outputting an internal torque command such that the rotation speed follows the command; And a plurality of speed sensorless vector control devices each comprising a torque controller for inputting the rotation speed of the output of the speed calculator and supplying electric power to the motor so that the output torque of the motor follows the torque command. When starting the motor drive system using a speed sensorless vector control device that drives and connects the output shafts of the motor to each other , the drive system The rotation speed output from the speed detector attached to the motor and the external torque command obtained by inputting the rotation speed command to the external speed controller are input to all of the plurality of speed sensorless controllers, The internal torque command obtained by inputting the minimum rotation speed command and the rotation speed of the output of the speed calculator to the speed calculator is compared with the input external torque command, and the larger torque command is subjected to the torque control. It is configured to be the input of a vessel. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numerals 11 to 14 denote speed sensorless vector control devices, which control induction motors 21 to 24 respectively. Drive. The induction motors 21 to 24 have a double-shaft structure, and the shafts are directly connected to each other. 3
Is a gear box for transmitting the output of the shafts of the induction motors 21 to 24 to the load machine 4. Reference numeral 5 denotes a speed detector which detects the rotation speed N of the induction motors 21 to 24. Reference numeral 6 denotes an external speed controller, which controls the external torque command T1 * such that the rotation speed N detected by the speed detector 5 follows the speed command N *. Next, the speed sensorless vector control device 1
1 will be described. 111 is an output voltage detector 113
And a speed calculator for calculating the calculation speed Nc based on the output voltage and the output current detected by the output current detector 114. Reference numeral 115 denotes a minimum rotation speed setting device, which sets a minimum rotation speed in this drive system in advance. The internal speed controller 116 is the minimum rotation speed setting device 1
The internal torque command T2 * is controlled so that Nc follows the minimum rotation speed command Nc * set by the control unit 15. The priority circuit 117 selects the larger one of the output T1 * of the external speed controller 6 and the internal speed controller T2 * and outputs it as a torque command T *. The torque controller 112 controls the voltage so that the output torque of the induction motor 21 follows the torque command T * using the calculation speed Nc as in the related art, and outputs the voltage to the induction motor 21. Here, the speed sensorless vector control device 11 has been described, but the speed sensorless vector control devices 12 to 14 are completely the same. When the engine is operating normally and the calculated rotational speed Nc can be calculated correctly, the minimum rotational speed command Nc * is always smaller than Nc. Therefore, the internal torque command T2 * of the internal speed controller 116 is a negative value. It becomes. Therefore, the priority command 117 sets the torque command T * to T * =
Since T1 * is selected, the speed of the present drive system is controlled by the external speed controller 5 to be the speed command N. On the other hand, when starting with a light load, the start of the speed sensorless vector control device 11 is delayed. Become smaller. However, in this case, the output Nc of the speed calculator 111 is 0, and to accelerate to the minimum rotation speed Nc *,
The internal speed controller 116 increases the internal torque command T2 * in the positive direction. Therefore, the priority circuit 117
As a result, T * = T2 * is selected, so that a torque command large enough for starting is given to the torque controller 112, and starting is possible. As described above, according to the present invention, a system in which a plurality of induction motors are driven by a single speed controller under the same torque command, and one of the plurality of motors is used. Even if the start of the start is delayed, stable starting characteristics can be obtained without preventing the start of only one of the units whose start of the start is delayed, which is extremely useful in practical use.
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。 【図2】従来の技術を表す一例の構成図である。 【図3】誘導電動機の等価回路図である。 【符号の説明】 3 ギアボックス 4 負荷機械 5 速度検出器 6 外部速度制御器 11〜14 速度センサレスベクトル制御装置 21〜24 誘導電動機 111 速度演算器 112 トルク制御器 113 電圧検出器 114 電流検出器 115 最低回転速度設定器 116 内部速度制御器 117 優先回路[Brief description of the drawings] FIG. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of an example showing a conventional technique. FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the induction motor. [Explanation of symbols] 3 Gearbox 4 Load machine 5 Speed detector 6 External speed controller 11-14 Speed sensorless vector controller 21-24 Induction motor 111 Speed calculator 112 Torque controller 113 Voltage detector 114 current detector 115 Minimum rotation speed setting device 116 Internal speed controller 117 Priority circuit
Claims (1)
入力電圧から前記電動機の回転速度を推定または演算す
る速度演算器と,前記電動機の回転速度を指令する速度
指令と前記速度演算器の出力の回転速度を入力して回転
速度がその指令に追従するような内部トルク指令を出力
する内部速度制御器と,トルク指令と前記速度演算器の
出力の回転速度を入力して該電動機の出力トルクが前記
トルク指令に追従するような電力を該電動機に供給する
トルク制御器からなる速度センサレスベクトル制御装置
とを各々複数台用い、前記電動機の出力軸を互いに接続
し駆動する速度センサレスベクトル制御装置を用いた電
動機駆動システムの始動時において、 前記駆動システムに取り付けた速度検出器から出力され
る回転速度と回転数指令を外部速度制御器に入力するこ
とにより得られる外部トルク指令を前記複数台の速度セ
ンサレス制御装置それぞれすべてに入力するとともに、
前記内部速度制御器に最低回転速度指令と前記速度演算
器の出力の回転速度を入力することにより得られる内部
トルク指令と入力された前記外部トルク指令を比較し、
大きい方のトルク指令を前記トルク制御器の入力とする
ように構成した速度センサレスベクトル制御装置を用い
た電動機駆動システム。(57) [Claims] 1. An induction motor and an input current of the motor.
Estimating or calculating the rotation speed of the motor from the input voltage
Speed calculator and speed commanding the rotation speed of the motor
Input the command and the rotation speed of the output of the speed calculator and rotate
Outputs an internal torque command so that the speed follows that command
Internal speed controller, and the torque command and the speed calculator
By inputting the output rotation speed, the output torque of the
Supply electric power to the motor so as to follow the torque command
Speed sensorless vector control device consisting of torque controller
And the output shafts of the motors are connected to each other.
Using a speed sensorless vector controller
Motivation drive systemAt the start of Output from a speed detector attached to the drive system
Input the rotation speed and speed command to the external speed controller.
And the external torque command obtained by
Input to each of the sensorless control devices,
A minimum rotation speed command and the speed calculation to the internal speed controller;
Internal obtained by inputting the rotation speed of the vessel output
Comparing the torque command with the input external torque command,
The larger torque command is input to the torque controller.
Using a speed sensorless vector controller configured as
Motor drive system.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33129797A JP3442982B2 (en) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | Motor drive system using speed sensorless vector controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33129797A JP3442982B2 (en) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | Motor drive system using speed sensorless vector controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11150997A JPH11150997A (en) | 1999-06-02 |
| JP3442982B2 true JP3442982B2 (en) | 2003-09-02 |
Family
ID=18242119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33129797A Expired - Lifetime JP3442982B2 (en) | 1997-11-14 | 1997-11-14 | Motor drive system using speed sensorless vector controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3442982B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005176490A (en) * | 2003-12-11 | 2005-06-30 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | Electric vehicle control device |
| JP4904864B2 (en) * | 2006-03-17 | 2012-03-28 | 富士電機株式会社 | AC motor drive system |
-
1997
- 1997-11-14 JP JP33129797A patent/JP3442982B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11150997A (en) | 1999-06-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH08182398A (en) | Permanent magnet type synchronous motor drive device | |
| JP3561453B2 (en) | Electric power steering control device | |
| JP3442982B2 (en) | Motor drive system using speed sensorless vector controller | |
| JP3800012B2 (en) | Control system for generators for series hybrid electric vehicles | |
| JP2861418B2 (en) | Torque limiting method and control method for induction motor | |
| JPH09140187A (en) | Power converter | |
| JP4677697B2 (en) | AC motor control method | |
| CN111566572A (en) | Method and control system for controlling parallel operation devices | |
| JPH06261585A (en) | Inverter device | |
| JPH0454890A (en) | Apparatus for controlling induction motor and driving method thereof | |
| JP3053121B2 (en) | Control method of induction motor | |
| JP2017131045A (en) | Rotating electrical machine control device | |
| JPH04112692A (en) | Synchronized operation method for plural motors | |
| JPH0746872A (en) | Single-phase induction motor speed controller | |
| EP0909016A2 (en) | Servo-motor driving method | |
| JP4345380B2 (en) | Electric motor drive control device | |
| JP2914106B2 (en) | Induction motor control device | |
| CN104038126A (en) | Motor control unit | |
| JPH0937582A (en) | Variable speed controller for induction motor | |
| JP3675182B2 (en) | Induction motor control device | |
| JPH0799958B2 (en) | Inverter drive method of induction motor | |
| JP2000069775A (en) | Electric propulsion device control method | |
| JPH0757113B2 (en) | Electric motor speed controller | |
| JPS6315697A (en) | Controlling method for ac spindle motor | |
| JPH10290521A (en) | Motor runaway detection method and speed control device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080620 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090620 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100620 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100620 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110620 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120620 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130620 Year of fee payment: 10 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |