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JPS6031193B2 - Control method of induction motor - Google Patents
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JPS6031193B2 - Control method of induction motor - Google Patents

Control method of induction motor

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Publication number
JPS6031193B2
JPS6031193B2 JP54067698A JP6769879A JPS6031193B2 JP S6031193 B2 JPS6031193 B2 JP S6031193B2 JP 54067698 A JP54067698 A JP 54067698A JP 6769879 A JP6769879 A JP 6769879A JP S6031193 B2 JPS6031193 B2 JP S6031193B2
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angular frequency
primary current
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誠二 仲澤
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/08Controlling based on slip frequency, e.g. adding slip frequency and speed proportional frequency

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は誘導電動機の制御方式に関するものである。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a control method for an induction motor.

第1図は従来の誘導電動機の制御方式の一例を示し、同
図において、交流電源入力は順変換器1により1l頃変
換され、その順変換された直流出力は直流リアクトル2
を介して逆変換器3に供給され逆変換器3において逆変
換され所望の周波数の交流出力が取り出され、誘導電動
機IMを駆動している。
FIG. 1 shows an example of a conventional control system for an induction motor. In the figure, an AC power input is converted by a forward converter 1 at around 1l, and the forward converted DC output is sent to a DC reactor 2.
The AC signal is supplied to the inverter 3 via the inverter 3, where it is inversely converted and an AC output of a desired frequency is taken out, which drives the induction motor IM.

このように順変換器1と逆変換器3を有するィンバータ
装置により駆動される誘導電動機IMの制御装置の構成
について述べると、4は誘導電動機IMの回転速度の検
出を行なう速度発電機、5は速度発電機4の出力すなわ
ちIMの回転速度の検出値(のr)dと回転速度の設定
値(のr)sとが供給されその偏差信号を取り出すつき
合せ回路、6はつき合せ回路5の出力を入力とし、これ
を増幅する速度制御用リミッタ付増幅器、7はリミツタ
付増幅器8の出力の。と速度発電機4の出力(のr)d
とが供給され、その偏差出力すなわちすべり周波数(の
s)dを送出するつき合せ回礎、9はつき合せ回路7の
出力(のs)dと増幅器6の出力によるすべり角周波数
の設定値(叫)sとが供9絵され、その偏差出力を前記
増幅器8に供給するつき合せ回路、10は前記増幅器8
の出力の。を周波数信号に変換する電圧一周波数変換器
、11は電圧一周波数変換器10の出力にもとづき逆変
換器3のサィリスタゲートを制御する分配器、12は前
記増幅器6の出力が二次電流の設定値(12)sの自乗
を算出するための乗算回路、13は無負荷電流IM(一
定)の自乗を算出するための乗算回路、14は乗算回路
12の出力と乗算回路13との出力とが供繋合され、そ
の和を取出す加算回路、15は加算回路14の出力が供
給され、その出力を一次電流の設定値(1.)Sとして
送出する開平演算器、16は順変換器1の出力側に設け
られた直流変流器17′で検出した一次電流(1)dと
開平演算器15の出力(1,)sとが供給され、その偏
差出力をリミッタ付増幅器17に送出するつき合せ回路
、18は増幅器17の出力にもとづいて順変換器1のサ
ィリスタゲートを制御する位相調整器である。第2図は
従釆の譲導電動機の制御方式の他の例を示し、第1図と
の相異点は速度発電機4の出力である速度検出値(のr
)dとりミッタ付増幅器6の出力のSとを加算回路19
で加算して得られる偏差出力の。
Describing the configuration of the control device for the induction motor IM driven by the inverter device having the forward converter 1 and the inverse converter 3 as described above, 4 is a speed generator that detects the rotational speed of the induction motor IM, and 5 is a speed generator. A matching circuit 6 is supplied with the output of the speed generator 4, that is, the detected value (r)d of the rotational speed of the IM and the set value (r)s of the rotational speed and extracts the deviation signal. An amplifier with a speed control limiter takes the output as an input and amplifies it. 7 is the output of the amplifier with a limiter 8. and the output (of r) d of the speed generator 4
9 is a set value (of the slip angle frequency) based on the output (s) d of the matching circuit 7 and the output of the amplifier 6. 10 is a matching circuit for supplying the deviation output to the amplifier 8;
of the output. 11 is a voltage-to-frequency converter that converts the voltage to a frequency signal into a frequency signal; 11 is a distributor that controls the thyristor gate of the inverse converter 3 based on the output of the voltage-to-frequency converter 10; 12 is a distributor that converts the output of the amplifier 6 into a secondary current; A multiplication circuit for calculating the square of the set value (12) s, 13 a multiplication circuit for calculating the square of the no-load current IM (constant), and 14 the output of the multiplication circuit 12 and the output of the multiplication circuit 13. 15 is a square root calculator to which the output of the adder circuit 14 is supplied and sends out the output as the set value (1.) S of the primary current; 16 is a forward converter 1 The primary current (1) d detected by the DC current transformer 17' provided on the output side of the square root calculator 15 and the output (1,) s of the square root calculator 15 are supplied, and the deviation output is sent to the amplifier 17 with a limiter. The matching circuit 18 is a phase adjuster that controls the thyristor gate of the forward converter 1 based on the output of the amplifier 17. FIG. 2 shows another example of a control system for a subordinate transfer motor, and the difference from FIG. 1 is that the detected speed value (r
) d and S of the output of the amplifier with a transmitter 6 are added to the adder circuit 19.
of the deviation output obtained by adding.

を電圧一周波数変換器101こ供給したことにあり、そ
の他の構成については第1図と同じものであるいは同じ
機能を有するものには同符号を用いている。以上の第1
図および第2図の誘導電動機の制御方式では次のような
問題点がある。
The voltage-to-frequency converter 101 is supplied with the voltage-to-frequency converter 101, and the other components are the same as those in FIG. 1 or those having the same functions are designated by the same reference numerals. The first of the above
The induction motor control systems shown in FIGS. and 2 have the following problems.

即ち、 【1} 二次電流12の代りに一次電流1,を指定して
いるので、一次電流が指定値になっても二次電流は必ず
しも指定値にならない。
That is, [1} Since the primary current 1 is specified instead of the secondary current 12, even if the primary current reaches the specified value, the secondary current does not necessarily reach the specified value.

過渡状態では励磁分と有効分との割り振りが期待適切こ
ならない。‘2) 電流形では、電流の周波数(位相を
含む)を指定するべきであるが、電圧の周波数を指定し
ている。
In a transient state, the excitation component and the effective component are not allocated as expected. '2) For current type, the current frequency (including phase) should be specified, but the voltage frequency is specified.

過渡状態では力率角に変化があり、この変化分が問題に
なる。‘3} 第2図の方式では、すべり角周波数には
時間遅れがなく、電流制御系には時定数があるため、過
度状態では二次電流とすべり角周波数の比が一定になら
ない。
In a transient state, there is a change in the power factor angle, and this change becomes a problem. '3} In the method shown in Fig. 2, there is no time delay in the slip angular frequency and the current control system has a time constant, so the ratio of the secondary current to the slip angular frequency is not constant in a transient state.

本発明はこのような従来の問題点を解決しようとするも
ので、以下実施例を用いて説明する。第3図は本発明に
よる誘導電動機の制御方式の一実施例を示し、第1図と
同じものあるいは同じ機能を有するものには同符号を用
いている。同図において、回転速度の設定値(山r)s
と速度発電機4による誘導電動機IMの速度設定値(の
r)dとをつき合せ回路5でつき合せて得られる偏差を
第1のリミッタ付増幅器6で増幅し、その出力は二次電
流の設定値(12)Sおよびすべり角周波数の設定値(
のs)sとする。リミッタ付増幅器6におけるリミッタ
は、すべりがトルクの最大限を越えないように設定する
。二次電流制御ループでは、二次電流算出回路2川こお
いて二次電薪可2を一次電流1,(ここでは直流変流器
17′により検出した一次電流(1,)dを用いる)、
すべり角周波数のs(ここではつき合せ回路21の出力
である(のs)dを用いる)、その他の直接検出できる
量(例えば端子電圧V,、電源周波数のi等)より計算
で求め、(12)cとする。
The present invention aims to solve these conventional problems, and will be explained below using examples. FIG. 3 shows an embodiment of an induction motor control system according to the present invention, and the same reference numerals are used for the same parts or parts having the same functions as in FIG. 1. In the same figure, the set value of rotational speed (mountain r) s
and the speed set value (r)d of the induction motor IM by the speed generator 4 in the matching circuit 5, and the deviation obtained is amplified by the first amplifier with limiter 6, and its output is equal to the secondary current. Setting value (12) S and slip angle frequency setting value (
s). The limiter in the limiter amplifier 6 is set so that the slip does not exceed the maximum torque. In the secondary current control loop, the secondary current calculation circuit 2 is used to convert the secondary electric log 2 into the primary current 1, (here, the primary current (1,) d detected by the DC current transformer 17' is used). ,
Calculated from the slip angular frequency s (here we use (s)d, which is the output of the matching circuit 21), and other quantities that can be directly detected (for example, terminal voltage V, power supply frequency i, etc.), and ( 12) Let it be c.

この二次電流算出方法については後述する。つき合せ回
路22で二次電流算出回路20の出力(12)cとりミ
ッタ付増幅器6の出力である二次電流設定値(12)s
とをつき合せて得られる偏差出力を第二のリミッ夕付増
幅器23を介して一次電流の設定値(1,)sとして取
り出し、つき合せ回路24に入力する。一次電流を制限
値に抑えるには、この設定値(1,)sにはリミッ夕付
増幅器23により制限を設ける。つき合せ回路24で直
流変流器17′で検出した一次電流(1,)dと前記設
定値(1,)sとをつき合せて、その偏差出力をリミッ
タ付増幅器17を介して位相調整器18に入力し、この
位相調整器18の出力により順変換器1のサィリスタゲ
ートを制御して一次電流を設定値にする。次にすべり角
周波数のsの制御ループでは、すべり角周波数の設定値
(のs)sとっさ合せ回路21の出力である検出値(w
s)dとをつき合せ回路25でつき合せ、その偏差出力
を第三のリミッタ付増幅器26で増幅して一次電流の周
波数信号の,としている。
This secondary current calculation method will be described later. The matching circuit 22 takes the output (12) c of the secondary current calculation circuit 20 and the secondary current setting value (12) s, which is the output of the amplifier with a transmitter 6.
The deviation output obtained by matching the two is taken out as the primary current set value (1,)s via the second limiter equipped amplifier 23 and inputted to the matching circuit 24. In order to suppress the primary current to a limit value, this set value (1,)s is limited by an amplifier 23 with a limiter. The matching circuit 24 matches the primary current (1,) d detected by the DC current transformer 17' with the set value (1,) s, and outputs the deviation from the output via the amplifier 17 with a limiter to the phase adjuster. 18, and the output of this phase adjuster 18 controls the thyristor gate of the forward converter 1 to set the primary current to the set value. Next, in the control loop of the slip angular frequency s, the set value (s) of the slip angular frequency s and the detected value (w
s) and d are matched by a matching circuit 25, and the deviation output thereof is amplified by a third amplifier with a limiter 26 to obtain a frequency signal of the primary current.

力率角微分値算出回路27はつき合せ回路21の出力で
あるすべり角周波数の検出値(.のS)dにもとづき力
率角の時間微分値のを算出する。この力率角の時間微分
値のの算出方法については後述する。加算回路28は一
次電流の周波数信号の,に力率角の時間微分値のを加え
て一次電圧の周波数信号のvを求め、この一次電圧の角
周波数信号のvと速度検出値(のr)dとをつき合せ回
路21でつき合せて、その偏差としてすべり角周波数の
検出値(のs)dが得られる。前記一次電流の角周波数
に対応する信号岬が電圧一周波数変換器(V/Fと略記
する)10に入力され、分配器11を介して逆変換器3
のサイリスタゲートを制御している。次に一次電圧の角
周波数信号が一次電流の角周波数信号と力率角の時間微
分値のとの和で表わされることの理由について述べると
、定常状態においては一次電流角周波数及び一次電圧角
周波数とは等しいが、負荷変動等により過度状態になる
と異なってくる。この様子を第12図により示すと、例
えば定常状態において力率角がの,であって一次電流及
び一次電圧が夫々実線‘i),‘ii)で示される波形
であるとする。ここで負荷変動等により一次電圧が鎖線
{iii}で示される波形となり、力率角がの,からの
2 に変化して悪くなった場合を考える。力率角がの,
からの2に変わるためには、一次電圧の角周波数が大き
くならなければならない。その角周波数の変化分は力率
角の変化の微分値となり、これを式で表わせばのv2=
のv,十のである。也v,,のけは、夫々変化前後の一
次電圧角周波数である。ところで山V,は変化則ち定常
状態時における値であるから、一次電流角周波数に等し
い。従って一次電圧の角周波数は、一次電流の角周波数
と力率角の時間微分とを加えたものになる。ここで、二
次電流12とすべり角周波数のsの比が過度状態を含め
て一定になるようにリミッタ付増幅器23とIJミッタ
付増幅器26とで調整する。
The power factor angle differential value calculating circuit 27 calculates the time differential value of the power factor angle based on the detected value (S)d of the slip angle frequency which is the output of the matching circuit 21. A method for calculating the time differential value of the power factor angle will be described later. The adder circuit 28 adds the time differential value of the power factor angle to the frequency signal of the primary current to obtain v of the frequency signal of the primary voltage, and calculates v of the angular frequency signal of the primary voltage and the detected speed value (r). d is matched by a matching circuit 21, and a detected value (of s) d of the slip angular frequency is obtained as the deviation. A signal peak corresponding to the angular frequency of the primary current is input to a voltage-to-frequency converter (abbreviated as V/F) 10, and is passed through a distributor 11 to an inverter 3.
controls the thyristor gate. Next, the reason why the angular frequency signal of the primary voltage is expressed as the sum of the angular frequency signal of the primary current and the time differential value of the power factor angle is that in a steady state, the angular frequency of the primary current and the angular frequency of the primary voltage is the same, but becomes different when transient conditions occur due to load fluctuations, etc. This situation is shown in FIG. 12. For example, in a steady state, the power factor angle is , and the primary current and primary voltage have waveforms shown by solid lines 'i) and 'ii), respectively. Let us now consider a case where the primary voltage takes on the waveform shown by the chain line {iii} due to load fluctuations, and the power factor angle changes from 2 to 2 and becomes worse. The power factor angle is,
In order to change from 2 to 2, the angular frequency of the primary voltage must increase. The change in angular frequency becomes the differential value of the change in power factor angle, and this can be expressed in the formula v2=
v, ten.也v, , are the primary voltage angular frequencies before and after the change, respectively. Incidentally, since the peak V is a value in a state of change, that is, in a steady state, it is equal to the primary current angular frequency. Therefore, the angular frequency of the primary voltage is the sum of the angular frequency of the primary current and the time derivative of the power factor angle. Here, the amplifier with limiter 23 and the amplifier with IJ limiter 26 are adjusted so that the ratio between the secondary current 12 and the slip angular frequency s is constant including the transient state.

次に前述した二次電流の算出方法および力率角の時間微
分値の算出方法とについて以下詳述する。
Next, the method of calculating the secondary current and the method of calculating the time differential value of the power factor angle described above will be described in detail below.

〔1〕二次電流の算出方法 {1ー 一次電流と二次電流の関係より求める。[1] Calculation method of secondary current {1- Calculated from the relationship between primary current and secondary current.

のSM ,.,…,.,{1,12=
〉L+のSZM+Lセ1.ここで、r2:二次回路の抵
抗 M:一次回路と二次回路の相互イ ンダクタンス L2:二次回路漏れインダクタン ス 二次電流12‘ま一次電流12とすべり角周波数叫より
求められる。
SM,. ,…,. , {1,12=
〉L+SZM+LSe1. Here, r2: Resistance of the secondary circuit M: Mutual inductance between the primary circuit and the secondary circuit L2: Secondary circuit leakage inductance Secondary current 12' is determined from the primary current 12 and the slip angle frequency.

【1}式はさらに のSM F(のS)=ゾr2十のS2M十−)2とおくと、12
=F(■S)‐1. ………■となり、こ
れより12を求めるには第6図の如く、すべり角周波数
似を折線近似関数発生器29等に入力してF(のs)を
求め、これを乗算器30‘こ入力し一次電荻五,と掛け
合せることにより二次電流12を求める。
Formula [1} is further set as SM
=F(■S)-1. ......■, and in order to obtain 12 from this, as shown in FIG. By inputting and multiplying by the primary current 5, the secondary current 12 is obtained.

なおのs−F(ws)曲線は第7図で示される。■ 有
効電力と二次電流との関係より求める。
The s-F(ws) curve is shown in FIG. ■ Determined from the relationship between active power and secondary current.

P=凶生1〆 …・・…・【
3}○リSたゞし、一次回路の電力損失は無視している
P = bad life 1〆 ...... [
3} ○Results are ignored, and the power loss in the primary circuit is ignored.

‘3}式を書き直すと、 I2こだ声 .・・.・・.・側 有効電力Pは誘起電圧Vmと一次電流1,の瞬時値の積
の時間平均であるから、第8図のようにして求められる
If we rewrite the '3} formula, we get I2 echo.・・・.・・・. - Since the side active power P is the time average of the product of the instantaneous values of the induced voltage Vm and the primary current 1, it can be obtained as shown in FIG.

第8図においては−Vmと1,とを乗算器31で乗じて
、その出力をフィル夕32を通して有効電力Pを求め、
これにwSを乗算器33で乗じて、それを除算器34に
入力し帆で割り、その出力に増幅器35で1′r2倍に
したものを開平演算器36で平方眼を求めて、これを二
次電流12とする。
In FIG. 8, -Vm and 1 are multiplied by a multiplier 31, and the output is passed through a filter 32 to obtain the active power P.
Multiply this by wS in the multiplier 33, input it to the divider 34, divide it by sail, multiply the output by 1'r2 in the amplifier 35, find the square eye in the square root operator 36, and divide this by The secondary current is assumed to be 12.

演算増幅器32はフィル夕に用いたもので、32aは増
幅器、32b,32dは抵※抗、32cはコンデンサで
ある。
The operational amplifier 32 is used as a filter; 32a is an amplifier, 32b and 32d are resistors, and 32c is a capacitor.

なお誘起電圧は一次端子電圧V,より一次電圧降下を差
引し、たもので、Vm=V,一(r,十PL.)1,と
して求められる。
Note that the induced voltage is obtained by subtracting the primary voltage drop from the primary terminal voltage V, and is determined as Vm=V, 1 (r, 10 PL.) 1.

ここで、r・は一次抵抗、L,は一次の漏れィンダクタ
ンス、Pは微分演算子である。
Here, r. is the primary resistance, L is the primary leakage inductance, and P is the differential operator.

このVmの求め方を回路図で示すと第11図となる。第
11図において、44は1・を入力し、出力として−(
r,十PL)1,を求める演算増幅器、45はつき合せ
回路である。演算増幅器44において、44aは増幅器
、44b,44cは抵抗、44dはコンデンサであり、
つき合せ回路45において、45a,45bは抵抗、4
5cは増幅器である。しかし、誘起電圧は近似的には一
次端子電圧で代用する。■ 電流の有効分で近似する。
A circuit diagram showing how to obtain this Vm is shown in FIG. 11. In FIG. 11, 44 inputs 1 and outputs -(
An operational amplifier 45 is a matching circuit for calculating r, 1PL)1. In the operational amplifier 44, 44a is an amplifier, 44b and 44c are resistors, and 44d is a capacitor.
In the matching circuit 45, 45a and 45b are resistors;
5c is an amplifier. However, the induced voltage is approximately substituted by the primary terminal voltage. ■ Approximate by the effective part of the current.

二次電流はほとんど有効分であるから、一次電流の有効
分(lp)で代用できる。
Since the secondary current is mostly an effective component, the effective component (lp) of the primary current can be used instead.

従って、lp=P/Vm ……………【5}二次電
流12即ち一次電流1,の有効分lpは有効電力Pを誘
起電圧の時間平均値Vmで割って得られる。
Therefore, lp=P/Vm [5] The effective component lp of the secondary current 12, that is, the primary current 1, is obtained by dividing the active power P by the time average value Vm of the induced voltage.

この求め方を回路図で示すと第9図となる。第9図にお
いて、37は1,と−Vmとを乗じる乗算器、38,3
9はフィルタ回路、4川ま有効電力PをVm(平均値)
で割る除算器である。フィルタ回路38,39において
、38a,39bは増幅器、38b,38c,39b,
39cは抵抗、38d,39dはコンデンサである。
A circuit diagram showing how to obtain this is shown in FIG. 9. In FIG. 9, 37 is a multiplier that multiplies 1 and -Vm; 38, 3;
9 is a filter circuit, 4 active power P is Vm (average value)
It is a divider that divides by. In the filter circuits 38, 39, 38a, 39b are amplifiers, 38b, 38c, 39b,
39c is a resistor, and 38d and 39d are capacitors.

〔ロ〕 力率角の時間微分値の算出方法 誘起電圧を基準にした一次電流の力率角は次式で表わさ
れる。
[B] Calculation method of time differential value of power factor angle The power factor angle of the primary current based on the induced voltage is expressed by the following equation.

r2のSM Cosの=ス寅云S2(h4十L2)2ゾr22十のS
2−2..・{6ーすなわち、定常状態では、すべり角
周波数のみの関数となる。
SM of r2
2-2. ..・{6-That is, in steady state, it is a function only of the slip angle frequency.

力率角の時間微分は 等=±{r2端端声帯滞留似・小 ・‐…
‐dtとなるので、叫とその時間微分の関数として求め
ることができる。
The time derivative of the power factor angle is equal to = ±{r2 end vocal cord retention similar/small ・-…
-dt, so it can be found as a function of the scream and its time derivative.

髪のェG(■S),d山凶 …………‘8)
dtここで、 G(叫)ニ± 生M{r22一のS2}の^十L2)} {ら2十の子(M+L2)2} {r22十の子−2}
と書き直すことができる。
Hair G (■S), d Yamakyou …………'8)
dt Here, G (scream) Ni± life M {r22 one S2}'s ^10 L2)} {et al.20 child (M+L2)2} {r22 ten child -2}
It can be rewritten as

従って、力率角の時間微分値は第10図に示すようにし
て求められる。第10図において、41はのSを入力し
、G(岬)を求める関数発生器、42はのsの時間微分
値を導出する微分回路、43は微分回路42の出刀でぁ
る等欄機生器41地力であるG(のS)とを乗じてda
多を求める乗算回路である。
Therefore, the time differential value of the power factor angle is obtained as shown in FIG. In Fig. 10, 41 is a function generator that inputs S of and calculates G (cape), 42 is a differentiating circuit that derives the time differential value of s, and 43 is the output of differentiating circuit 42. Machine equipment 41 Multiply by G (of S), which is the soil strength, da
This is a multiplication circuit that calculates a multiplier.

なお微分回路42において、42aは増幅器、42bは
抵抗、42cはコンデンサである。以上のようにして二
次電流の算出および力率角の時間微分値の算出が行なわ
れる。
In the differential circuit 42, 42a is an amplifier, 42b is a resistor, and 42c is a capacitor. As described above, the calculation of the secondary current and the time differential value of the power factor angle are performed.

第4図は他の発明である誘導電動機の制御方式を示す。FIG. 4 shows a control system for an induction motor according to another invention.

同図において、すべり角周波数の設定値(wS)sとす
べり角周波数の検出値(山s)dとをつき合せ回路25
でつき合せて得られる偏差信号をリミッタ付増幅器26
で増幅して一次電圧の角周波数信号のVとしている。ま
た一次電圧の角周波数信号のvと回転速度の検出値(の
r)dとをつき合せ回路21に供給し、その偏差出力が
すべり角周波数の検出値(■S)dであり、この検出値
(のS)dを力率角算出回路27に入力し、力率角のの
時間微分値のを導出する。一次電流の角周波数信号のi
はつき合せ回路46で電圧の角周波数信号のvから力率
角の時間微分値のを差引し、て得られる。この一次電流
の角周波数信号岬をィンバータ駆動用電圧一周波数変換
器(V/F)10の入力となっている。
In the figure, a circuit 25 matches the set value (wS) s of the slip angular frequency with the detected value (mountain s) d of the slip angular frequency.
The deviation signal obtained by matching is sent to an amplifier with limiter 26.
The signal is amplified by the angular frequency signal V of the primary voltage. In addition, the primary voltage angular frequency signal v and the rotation speed detection value (r)d are supplied to the matching circuit 21, and the deviation output is the slip angular frequency detection value (■S)d. The value (S)d is input to the power factor angle calculation circuit 27, and the time differential value of the power factor angle is derived. i of the angular frequency signal of the primary current
is obtained by subtracting the time differential value of the power factor angle from the angular frequency signal v of the voltage in the matching circuit 46. The angular frequency signal of this primary current is input to a voltage-to-frequency converter (V/F) 10 for driving an inverter.

その他の回路構成については第3図と同様であり、第3
図と同じものあるいは同じ機能を有するものには同符号
を用いている。第5図は更に他の発明である誘導電動機
の制御方式を示し、同図においてリミッタ付増幅器6の
出力であるすべり角周波数の設定値(のs)sを時定数
調整回路47を通して得られる出力がすべり角周波数の
Sで、これに回転速度の検出値(のr)dを加算回路4
8で加え、その加算出力が一次電圧の角周波数信号叫で
あり、この一次電圧の角周波数信号のVと力率角の時間
微分値のをつき合せ回路49に供給して得られる偏差出
力即ち一次電流の角周波数信号のiを電圧一周波数変換
器l0の入力としている。ここで時定数調整回路47の
出力叫を力率角算出回路27に入力して力率角の時間微
分値のを導出している。以上、第3図〜第5図のいずれ
の場合も、一次電流の角周波数に対応する信号のiが電
圧一周波数変換器10の入力になっており、この電圧一
周波数変換器10の出力は分配器11を通してィンバー
タ3を駆動している。
The other circuit configurations are the same as in Figure 3.
Components that are the same as those in the figure or have the same functions are designated by the same reference numerals. FIG. 5 shows a control system for an induction motor according to still another invention, in which the set value (s) of the slip angle frequency, which is the output of the amplifier with limiter 6, is outputted by passing it through the time constant adjustment circuit 47. is the slip angular frequency S, and the rotation speed detection value (r)d is added to this by the circuit 4.
8, the added output is the angular frequency signal of the primary voltage, and the deviation output obtained by supplying V of the angular frequency signal of this primary voltage and the time differential value of the power factor angle to the matching circuit 49, that is, The angular frequency signal i of the primary current is input to the voltage-to-frequency converter l0. Here, the output of the time constant adjustment circuit 47 is input to the power factor angle calculation circuit 27 to derive the time differential value of the power factor angle. In each of the cases shown in FIGS. 3 to 5, the signal i corresponding to the angular frequency of the primary current is the input to the voltage-to-frequency converter 10, and the output of the voltage-to-frequency converter 10 is The inverter 3 is driven through the distributor 11.

また第3図,第4図では増幅器23と26を調整するこ
とにより、第5図では増幅器23と時定数調整回路47
を調整することにより、二次電流12とすべり角周波数
■sの比が過度状態を含めて一定になるようにしている
In addition, by adjusting the amplifiers 23 and 26 in FIGS. 3 and 4, the amplifier 23 and the time constant adjustment circuit 47 in FIG.
By adjusting , the ratio between the secondary current 12 and the slip angular frequency s is kept constant including the transient state.

なお、本実施例においては、一次電流検出はPAM方式
のインバータを採用し直流回路より直流変流器17′で
行なっているが、本発明はこれに限定されることなく、
ィンバータ装置がPAM方式のィンバータの場合電源側
(順変換器1の入力側)の入力電流や逆変換器3の出力
電流を変流器で検出し、またPWM方式インバータの場
合は逆変換器3の出力電流を変流器で検出し、これを一
次電流の検出値としてもよいことはいうまでもないこと
である。
In this embodiment, a PAM type inverter is used to detect the primary current, and the DC current transformer 17' is used to detect the primary current from the DC circuit. However, the present invention is not limited to this.
If the inverter device is a PAM type inverter, the input current on the power supply side (input side of the forward converter 1) and the output current of the inverse converter 3 are detected by a current transformer, and if the inverter is a PWM type inverter, the input current of the inverter 3 is detected. It goes without saying that the output current of the primary current may be detected by a current transformer and used as the detected value of the primary current.

また本実施例においては、誘導電動機IMの一次電流の
制御は、PAM方止により電源側の順変換器1の位相調
整を行なって直流電流を制御しているけれども本発明は
これに限定されることなく、PNM方式により順変換器
1の出力側の直流回路にチョッパ回路を設けてチョッパ
回路の通流幅制御を行なって直流電流を制御してもよい
し、またPWM方式により逆変換器3の通流幅を制御し
てもよいことはもちろんである。
Further, in this embodiment, the primary current of the induction motor IM is controlled by adjusting the phase of the forward converter 1 on the power supply side using the PAM method to control the DC current, but the present invention is not limited to this. Alternatively, the DC current may be controlled by providing a chopper circuit in the DC circuit on the output side of the forward converter 1 using the PNM method and controlling the current flow width of the chopper circuit, or alternatively, the DC current may be controlled using the PWM method in the DC circuit on the output side of the forward converter 1. Of course, the width of the flow may be controlled.

また本実施例においては、誘導電動機の回転速度の検出
は、速度発電機4を用いているけれども、本発明はこれ
に限定されることなくパルスピックアップ等でパルス数
で検出し、周波数−電圧変換器で直流電圧に変換し、そ
れを用いてもよいことはもちろんである。
Further, in this embodiment, the speed generator 4 is used to detect the rotational speed of the induction motor, but the present invention is not limited to this, and the rotational speed of the induction motor is detected by the number of pulses using a pulse pickup or the like, and frequency-voltage conversion is performed. Of course, it is also possible to convert it to DC voltage with a device and use it.

上述した本発明を用いれば次のような種々の効果を奏す
る。
By using the present invention described above, the following various effects can be achieved.

{1)二次電流制御ループとすべり角周波数制御ループ
の時定数を等しくすることができ、従って二次電流制御
ループとすべり周波数制御ループの応答速度を等しくで
きるので、二次電流とすべり角周波数の比は過度状態で
も一定になる。
{1) The time constants of the secondary current control loop and the slip angle frequency control loop can be made equal, and therefore the response speeds of the secondary current control loop and the slip frequency control loop can be made equal, so the secondary current and the slip angle frequency The ratio remains constant even in transient conditions.

従って磁束も一定になる。■ 間接ではあるが、二次電
流を検出制御しているので、二次電流が所定の値になる
Therefore, the magnetic flux is also constant. ■Although it is indirect, since the secondary current is detected and controlled, the secondary current becomes a predetermined value.

‘31 力率角の時間微分を導出して一次電圧の周波数
と電流の周波数の差を考慮しているので、一次電流を制
御しても二次電流と励磁電流が夫々所定の値になる。
'31 Since the time differential of the power factor angle is derived and the difference between the frequency of the primary voltage and the frequency of the current is taken into account, even if the primary current is controlled, the secondary current and excitation current each maintain a predetermined value.

‘41 一次電流を検出制御しているから、過電流制限
もかけられる。
'41 Since the primary current is detected and controlled, overcurrent limits can also be applied.

■ 磁束一定が過度状態でも成立するから、安定かつ応
答性のよい制御が行なえる。
■ Since constant magnetic flux is maintained even in transient conditions, stable and responsive control can be performed.

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

第1図および第2図は従来の誘導電動機の制御方式の各
例を示す回路図、第3図〜第5図は本発暁による誘導電
動機の制御方式の各実施例を示す回路図、第6図〜第9
図,第11図は二次電流の算出法を説明する図、第10
図は力率角の時間微分値の算出法を説明する図、第12
図は一次電流及び一次電圧の関係を示す波形図であって
、図中側は誘導電動機、1は順変換器、2は直流IJァ
クトル、3は逆変換器、4は速度発電機、5,21,2
2,24,25,46,49はつき合せ回路、6,17
,23,26はリミツタ付増幅器、17′は直流変流器
、10は電圧一周波数変換器、11は分配器、18は位
相調整器、20は二次電流算出回路、27は力率角微分
値算出回路,28,48は加算回路、47は時定数調整
回略を示す。 第1図 第6図 第7図 第2図 第3図 第4図 第5図 第8図 第9図 第10図 第11図 第12図
1 and 2 are circuit diagrams showing examples of conventional induction motor control methods, and FIGS. 3 to 5 are circuit diagrams showing examples of the induction motor control method according to the present invention. Figures 6 to 9
Figure 11 is a diagram explaining the calculation method of secondary current, Figure 10
The figure is a diagram explaining the calculation method of the time differential value of the power factor angle.
The figure is a waveform diagram showing the relationship between primary current and primary voltage, and the side in the figure is an induction motor, 1 is a forward converter, 2 is a DC IJ factor, 3 is an inverse converter, 4 is a speed generator, 5, 21,2
2, 24, 25, 46, 49 are matching circuits, 6, 17
, 23, 26 are amplifiers with limiters, 17' is a DC transformer, 10 is a voltage-to-frequency converter, 11 is a distributor, 18 is a phase adjuster, 20 is a secondary current calculation circuit, 27 is a power factor angle differential Value calculation circuits, 28 and 48 are adder circuits, and 47 is a time constant adjustment circuit. Figure 1 Figure 6 Figure 7 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 8 Figure 9 Figure 10 Figure 11 Figure 12

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 順変換器と逆変換器を有するインバータ装置により
二次電流とすべり角周波数の比を一定にして誘導電動機
を駆動するものにおいて、該誘導電動機の回転速度を速
度検出器で検出し、これと速度設定値との偏差出力を第
一のリミツタ付増幅器で増巾して得られる出力を該誘導
電動機の2次電流およびすべり角周波数の設定値として
、一次電流,すべり角周波数の各検出値などより算出し
た二次電流算出値と前記二次電流設定値とをつき合せて
得られる偏差出力を第二のリミツタ付増幅器で増幅し、
その増幅出力を一次電流設定値とし、該一次電流設定値
と前記一次電流検出値とをつき合せて得られる偏差出力
にもとづいて一次側の電流調整要素を操作して一次電流
を設定値にすべく制御すると共に、一次電圧角周波数信
号と前記速度検出器よりの回転速度検出値とをつき合わ
せ回路でつき合わせてその偏差出力に基づき力率角微分
値算出回路にて一次電流の力率角の時間微分値を算出し
、前記すべり角周波数設定値と前記つき合わせ回路より
の偏差出力とをつき合わせ、その偏差出力を第三のリミ
ツタ付増幅器で増幅して得られる出力を一次電流角周波
数信号とし、この一次電流角周波数信号及び前記力率角
の時間微分値を加算して求めた一次電圧角周波数信号を
前記つき合わせ回路に入力する一方、前記一次電流角周
波数信号にもとづいて前記逆変換器を制御して、二次電
流とすべり周波数の比が一定となるようにしたことを特
徴とする誘導電動機の制御方式。 2 順変換器と逆変換器を有するインバータ装置により
二次電流とすべり角周波数の比を一定にして誘導電動機
を駆動するものにおいて、該誘導電動機の回転速度を速
度検出器で検出し、これと速度設定値との偏差出力を第
一のリミツタ付増幅器で増巾して得られる出力を該誘導
電動機の2次電流およびすべり角周波数の設定値とし、
一次電流,すべり角周波数の各検出値などより算出した
二次電流算出値と前記二次電流設定値とをつき合せて得
られる偏差出力を第二のリミツタ付増幅器で増幅し、そ
の増幅出力を一次電流設定値とし、該一次電流設定値と
前記一次電流検出値とをつき合せて得られる偏差出力に
もとづいて一次側の電流調整要素を操作して一次電流を
設定値にすべく制御すると共に、一次電圧角周波数信号
と前記速度検出器よりの回転速度検出値とをつき合わせ
回路でつき合わせてその偏差出力に基づき力率角微分値
算出回路にて一次電流の力率角の時間微分値を算出し、
前記すべり角周波数設定値と前記つき合わせ回路よりの
偏差出力とをつき合わせ、その偏差出力を第三のリミツ
タ付増幅器で増幅して得られる出力を一次電圧角周波数
信号とし、この一次電圧角周波数信号を前記つき合わせ
回路に入力する一方、前記一次電圧角周波数信号から前
記力率角の時間微分値を差し引いて求めた一次電流角周
波数信号にもとづいて前記逆変換器を制御して、二次電
流とすべり角周波数の比が一定となるようにしたことを
特徴とする誘導電動機の制御方式。 3 順変換器と逆変換器を有するインバータ装置により
二次電流とすべり角周波数の比を一定にして誘導電動機
を駆動するものにおいて、該誘導電動機の回転速度を速
度検出器で検出し、これと速度設定値との偏差出力を第
一のリミツタ付増幅器で増巾して得られる出力を該誘導
電動機の2次電流およびすべり角周波数の設定値とし、
一次電流,すべり角周波数の各検出値などより算出した
二次電流算出値と前記二次電流設定値とをつき合わせて
得られる偏差出力を第二のリミツタ付増幅器で増幅し、
その増幅出力を一次電流設定値とし、該一次電流設定値
と前記一次電流検出値とをつき合せて得られる偏差出力
にもとづいて一次側の電流調整要素を操作して一次電流
を設定値にすべく制御すると共に、前記すべり角周波数
設定値を時定数調整回路に入力してここよりの出力に基
づき力率角微分値算出回路にて一次電流の力率角の時間
微分値を算出し、前記時定数調整回路よりの出力と前記
回転速度検出器よりの回転速度検出値とを加算した信号
を一次電圧角周波数信号とし、この一次電圧角周波数信
号から前記力率角の時間微分値を差し引いて一次電流角
周波数信号を求め、この一次電流角周波数信号にもとづ
いて前記逆変換器を制御して、二次電流とすべり周波数
の比が一定となるようにしたことを特徴とする誘導電動
機の制御方式。
[Claims] 1. In an inverter device having a forward converter and an inverse converter to drive an induction motor while keeping the ratio of secondary current and slip angular frequency constant, the rotational speed of the induction motor is detected by a speed detector. The output obtained by amplifying the deviation output between this and the speed setting value with the first limiter amplifier is used as the setting value of the secondary current and slip angle frequency of the induction motor, and the primary current, slip angle Amplifying the deviation output obtained by matching the secondary current calculated value calculated from each detected frequency value and the secondary current setting value with a second amplifier with a limiter,
The amplified output is set as the primary current set value, and the primary current is adjusted to the set value by operating the current adjustment element on the primary side based on the deviation output obtained by comparing the primary current set value and the detected primary current value. At the same time, the primary voltage angular frequency signal and the rotational speed detection value from the speed detector are matched in a matching circuit, and based on the deviation output, a power factor angle differential value calculation circuit is used to calculate the power factor angle of the primary current. calculate the time differential value of A primary voltage angular frequency signal obtained by adding the primary current angular frequency signal and the time differential value of the power factor angle is input to the matching circuit, and the reverse is applied based on the primary current angular frequency signal. A control method for an induction motor characterized by controlling a converter so that the ratio of secondary current to slip frequency is constant. 2. In an inverter device having a forward converter and an inverse converter that drives an induction motor by keeping the ratio of secondary current and slip angle frequency constant, the rotational speed of the induction motor is detected by a speed detector, and the rotation speed of the induction motor is detected by a speed detector. The output obtained by amplifying the deviation output from the speed setting value with a first amplifier with a limiter is used as the setting value of the secondary current and slip angular frequency of the induction motor,
The deviation output obtained by matching the secondary current calculated value calculated from each detected value of the primary current and slip angular frequency with the secondary current set value is amplified by a second amplifier with a limiter, and the amplified output is A primary current setting value is set, and a primary current adjustment element is operated on the basis of a deviation output obtained by comparing the primary current setting value and the primary current detection value to control the primary current to the setting value. , the primary voltage angular frequency signal and the rotational speed detection value from the speed detector are matched by a matching circuit, and based on the deviation output, a power factor angle differential value calculation circuit calculates the time differential value of the power factor angle of the primary current. Calculate,
The slip angular frequency setting value and the deviation output from the matching circuit are matched, and the deviation output is amplified by a third amplifier with a limiter, and the obtained output is used as a primary voltage angular frequency signal, and this primary voltage angular frequency While inputting the signal to the matching circuit, the inverter is controlled based on the primary current angular frequency signal obtained by subtracting the time differential value of the power factor angle from the primary voltage angular frequency signal, and the secondary A control method for an induction motor characterized by keeping the ratio of current to slip angle frequency constant. 3. In an inverter device having a forward converter and an inverse converter that drives an induction motor by keeping the ratio of secondary current and slip angle frequency constant, the rotation speed of the induction motor is detected by a speed detector, and the rotational speed of the induction motor is detected by a speed detector. The output obtained by amplifying the deviation output from the speed setting value with a first amplifier with a limiter is used as the setting value of the secondary current and slip angular frequency of the induction motor,
Amplifying the deviation output obtained by comparing the secondary current calculated value calculated from each detected value of the primary current and slip angular frequency with the secondary current setting value with a second limiter amplifier,
The amplified output is set as the primary current set value, and the primary current is adjusted to the set value by operating the current adjustment element on the primary side based on the deviation output obtained by comparing the primary current set value and the detected primary current value. At the same time, the slip angle frequency set value is input to a time constant adjustment circuit, and based on the output from this, a power factor angle differential value calculation circuit calculates the time differential value of the power factor angle of the primary current, and A signal obtained by adding the output from the time constant adjustment circuit and the rotational speed detection value from the rotational speed detector is defined as a primary voltage angular frequency signal, and the time differential value of the power factor angle is subtracted from this primary voltage angular frequency signal. A control for an induction motor characterized in that a primary current angular frequency signal is obtained and the inverse converter is controlled based on the primary current angular frequency signal so that the ratio of the secondary current to the slip frequency is constant. method.
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