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JPH0154959B2 - - Google Patents
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JPH0154959B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0154959B2
JPH0154959B2 JP56189640A JP18964081A JPH0154959B2 JP H0154959 B2 JPH0154959 B2 JP H0154959B2 JP 56189640 A JP56189640 A JP 56189640A JP 18964081 A JP18964081 A JP 18964081A JP H0154959 B2 JPH0154959 B2 JP H0154959B2
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JP
Japan
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primary
current
induction machine
vector
voltage
Prior art date
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Application number
JP56189640A
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Japanese (ja)
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JPS5893485A (en
Inventor
Yoshinori Kamya
Toshio Matsumoto
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Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、誘導機をベクトル制御する場合に必
要な2次鎖交磁束演算装置に関する。 まず、従来技術について触れておく。 磁界オリエントベクトル制御方法には固定子磁
極に磁気センサを埋込み、ギヤツプ磁束を検出し
て制御する方法(特公昭50−34725)や、モータ
誘起電圧を積分して基準となる磁束を求めて制御
する方法などがあり、前者の方法は磁気センサを
埋込むため実用的でなく、後者の方法はモータ1
次周波数が零のときまたは超微低速回転時には使
用できなかつた。 後者の積分方式についてその原理を説明すると
つぎのようになる。 1次側電圧・電流方程式は E〓1=MpI〓0+(R1+l1p)I〓1 ……(1式) ただし、 E〓1はE1εj(1t+)に等しく1次端子電圧(E〓1

クトル量、E1はそのスカラ量)、 Mは1次2次相互インダクタンス、 pはd/dtで微分演算子、 I〓0は励磁電流(ベクトル量) R1は1次抵抗 l1は1次漏れインダクタンス I〓1は1次電流(ベクトル量) ω1は1次角周波数 θは電圧位相角 tは時間 である。 2次側電圧・電流方程式は 0=MpI〓0−(R2+l2p)I〓2 ……(2式) ここに、 R2は2次抵抗 l2は2次漏れインダクタンス
The present invention relates to a secondary flux linkage calculation device necessary for vector control of an induction machine. First, let's talk about conventional technology. Magnetic field orientation vector control methods include embedding magnetic sensors in the stator magnetic poles to detect and control the gap magnetic flux (Japanese Patent Publication No. 50-34725), and controlling by integrating the motor induced voltage to determine the reference magnetic flux. The former method is impractical because it embeds a magnetic sensor, and the latter method is
It could not be used when the next frequency was zero or when rotating at ultra-fine low speeds. The principle of the latter integration method is explained as follows. The primary side voltage/current equation is E〓 1 = MpI〓 0 + (R 1 + l 1 p) I〓 1 ... (1 formula) However, E〓 1 is equal to E 1 ε j(1t+) and 1 Next terminal voltage (E〓 1 is the vector quantity, E 1 is the scalar quantity), M is the primary and secondary mutual inductance, p is the differential operator in d/dt, I〓 0 is the exciting current (vector quantity) R 1 is the primary resistance l 1 is the primary leakage inductance I〓 1 is the primary current (vector quantity) ω 1 is the primary angular frequency θ is the voltage phase angle t is the time. The secondary side voltage/current equation is 0 = MpI〓 0 − (R 2 + l 2 p) I〓 2 ... (2 formula) Here, R 2 is the secondary resistance l 2 is the secondary leakage inductance

【式】は2次電流(I〓2はベクトル 量、I2はスカラ量) である。 (1式)、(2式)から2次鎖交磁束ベクトル
φ〓2を求めると、 ただし、θ1は電流位相角である。 となり、この(3式)に従つて2次鎖交磁束ベク
トルφ〓2を求めていたため、積分演算(1/p)
は積分器誤差が1次角周波数ω1が零または零付
近で大きくなり、不正確であつた。 ここにおいて本発明は、上記欠点を克服する新
規な方法および装置を提供することを目的とす
る。すなわち、本発明は、誘導機の2次鎖交磁束
ベクトルφ〓2を1次周波数ω1が零のときでも精度
よく演算しうる方法および装置を提供するもので
ある。 では、本発明の原理を説明する。 モータ1次側あるいは2次側電圧・電流方程式
は、それぞれ(4式)、(5式)であらわされる。 E〓1=(R1+L1p)I〓1−MpI〓2 =(R1+L1p)I〓0+(R1+l1p)I〓2 ……(4式) 0=MpI〓1−(R2+L2p)I〓2 =MpI〓0−(R+l2p)I〓2 ……(5式) ただし、 I〓1=I〓0+I〓2 L1=l1+M L2=l2+M である。 第1図は、(4式)、(5式)に対応する誘導機
等価回路である。 2次鎖交磁束ベクトルφ〓2は、 φ〓2=MI〓0−l2I〓2 ……(6式) であらわされるから、(4式)、(6式)より φ〓2=M/R1+L1p{E〓1−(R1+l1p)I〓2}−l2I〓
2 ……(7式) となる。 誘導機の過渡特性が静特性と同じでいわゆる比
例定数化制御が成立している場合には、ロータ側
でみて、2次鎖交磁束ベクトルφ〓2=φ2εj2tを基
準ベクトルにすると(φ2は2次鎖磁束のスカラ
量)、2次電流I〓2とおくことができ、2次電流I〓2は2次鎖交磁束ベ
クトルφ〓2と直交関係になければならない。 ここに、ω2は2次角周波数で、ロータ回転角
周波数をωNとすると、ω2=ω1−ωNである。 したがつて、2次鎖交磁束ベクトルの瞬時値
は、1次側では(7式)、(8式)および第2図の
ベクトル関係より である。 ここで、1次電圧E〓1=E0εj(1t+)は検出される
1次端子電圧であり、
[Formula] is the secondary current (I〓 2 is a vector quantity, I 2 is a scalar quantity). Obtaining the secondary flux linkage vector φ〓 2 from (Equation 1) and (Equation 2), we get However, θ 1 is the current phase angle. Since the secondary flux linkage vector φ〓 2 was calculated according to this (3), the integral calculation (1/p)
was inaccurate because the integrator error became large when the first-order angular frequency ω 1 was zero or near zero. The present invention now aims to provide a new method and device that overcomes the above-mentioned drawbacks. That is, the present invention provides a method and apparatus that can accurately calculate the secondary flux linkage vector φ〓 2 of an induction machine even when the primary frequency ω 1 is zero. Now, the principle of the present invention will be explained. The motor primary side or secondary side voltage/current equations are expressed by (Equation 4) and (Equation 5), respectively. E〓 1 = (R 1 + L 1 p) I〓 1 − MpI〓 2 = (R 1 + L 1 p) I〓 0 + (R 1 + l 1 p) I〓 2 ... (4 formula) 0 = MpI〓 1 − (R 2 + L 2 p) I〓 2 = MpI〓 0 − (R + l 2 p) I〓 2 ... (5 formula) However, I〓 1 = I〓 0 + I〓 2 L 1 = l 1 + M L 2 = l 2 +M. FIG. 1 is an induction machine equivalent circuit corresponding to (4) and (5). The secondary flux linkage vector φ〓 2 is expressed as φ〓 2 = MI〓 0 −l 2 I〓 2 ... (Formula 6), so from (Formula 4) and (Formula 6), φ〓 2 = M /R 1 +L 1 p{E〓 1 −(R 1 +l 1 p)I〓 2 }−l 2 I〓
2 ...(7 formula) becomes. When the transient characteristics of the induction machine are the same as the static characteristics and so-called proportional constant control is established, from the rotor side, the secondary flux linkage vector φ〓 2 = φ 2 ε j2t is used as the reference vector. Then (φ 2 is the scalar quantity of the secondary chain magnetic flux), the secondary current I〓 2 is The secondary current I〓 2 must be orthogonal to the secondary flux linkage vector φ〓 2 . Here, ω 2 is a secondary angular frequency, and if the rotor rotational angular frequency is ω N , then ω 21 −ω N. Therefore, on the primary side, the instantaneous value of the secondary flux linkage vector is given by (Equation 7), (Equation 8), and the vector relationship shown in Figure 2. It is. Here, the primary voltage E〓 1 =E 0 ε j(1t+) is the detected primary terminal voltage,

【式】は2次 電流値で2次鎖交磁束ベクトルφ〓2と直交関係に
あり、制御で与えられる2次電流指令値I2S(後
述)にも対応させられる。勿論、2次電流I〓2は1
次電流I〓1、1次電圧E〓1などの検出値から演算によ
り求めたものを用いることもできる。 第2図は、本発明による2次鎖交磁束ベクトル
φ〓2と他の諸量との関係を比較するための図であ
る。 E〓10は無負荷時の1次電圧、E〓0はモータ内部誘
起電圧、φ0はギヤツプ磁束である。このギヤツ
プ磁束φ0は、本発明では φ〓0=M/R1+jω1L1E〓10である。 比較のために従来の積分方法による2次鎖交磁
束ベクトルφ〓2演算ブロツクダイアグラムの一例
を第3図に示す。 31が積分器、32が1次インピーダンス分係
数器、33が2次漏れ1次インダクタンス分係数
器、34,35は加算器である。 そこで、第4図は本発明による2次鎖交磁束ベ
クトルφ〓2演算の一実施を表わすブロツクダイア
グラムである。 41は第1の1次おくれフイルタ、44は第1
の減算器、45は第2の減算器である。 また、第5図は本発明による2次鎖交磁束ベク
トルφ〓2演算の他の実施例をあらわすブロツクダ
イアグラムである。 51は第2の1次おくれフイルタ、52は1次
インピーダンス降下分の1次おくれ信号演算器、
53は第3の減算器、54は第4の乗算器であ
る。 そして、第6図は、第4図の一実施例の具体的
回路を示す図である。 r1〜r10は抵抗、C1,C2はコンデンサ、A1〜A3
は演算増幅器であつて、61は分圧器、62は反
転器を構成する。 第6図は1相分を説明するものであるが、コン
デンサC1、抵抗r1の並列回路(1次インピーダン
ス分係数器32)に2次電流I〓2に相当する信号が
入力すると、1次インピーダンス(R1+pl1)に
よる電圧降下分(R1+pl1)I〓2に対応した信号が、
抵抗r2,r3、コンデンサC2、演算増幅器A2からな
る第1の1次おくれフイルタ41に入力する。 一方、抵抗r4,r5からなる分圧器61によつて
分圧された1次電圧E〓1に対応する電圧をもつて
この第1の1次おくれフイルタ41に入力し、こ
の電圧から前記信号を減算したものを前記第1の
1次おくれフイルタ41で反転し出力したものが
−φ0に相当する信号である。 また、2次電流−I〓2を反転器62で反転した信
号+I〓2と、ギヤツプ磁束φ〓0に相当する信号−φ0
第1の減算器44で加算反転されて、2次鎖交磁
束ベクトルφ〓2相当分が出力される。 それから、第7図は、第5図の他の実施例の詳
細な回路を示す図である。 r11〜r18は抵抗、C3,C4はコンデンサ、A4〜A6
は演算増幅器である。 第7図は1相分を説明するものであるが、演算
増幅器52に2次電流I〓2に相当する信号が入力す
ると、1次インピーダンス降下分(R1+pl1)I〓2
に相当する信号がコンデンサC3、抵抗C11でつく
られ、さらにコンデンサC4、抵抗r12、演算増幅
器A4で前記1次インピーダンス降下分の1次お
くれ信号が、前記演算器52から出力する。 一方、1次端子電圧E〓1に相当する信号が抵抗
r13,r14、コンデンサC5からなる1次おくれフイ
ルタ51に入力し、1次端子電圧E〓1の1次おく
れ信号がこの1次おくれフイルタ51から出力す
る。そうして前記演算器52の出力が1次おくれ
フイルタ51の出力から第3の減算器53におい
て減算され、ギヤツプ磁束φ0に相当する信号が
送出される。 このギヤツプ磁束φ〓0に相当する信号は第4の
減算器54において、2次電流I〓2に2次漏れイン
ダクタンスl2を掛けた2次もれ磁束相当分と可算
されて、2次鎖交磁束φ〓2に相当する信号が送出
される。なお、2次漏れ磁束相当分は抵抗r17
r18の比によつて定められる。 第8図は、本発明を用いて誘導機のベクトル制
御を行なう場合の回路の一実施例を示す。 81〜84は減算器、85,86は掛算器、
ANは速度増幅器、AIは電流増幅器、A〓は積分増
幅器、IMは誘導機、COMは比較器、TGはタコ
ゼネ、CTは変流器、√2 d2 qは開平器、SWは
スイツチである。 電源が入ると同時に磁束指令値φSとスイツチ
SWを経て初期励磁信号I0が入力する。 電流増幅器AIの出力電圧が比較器COMでキヤ
リア周波数fHをもつ信号と比較され、電流増幅器
AIの出力に応じた周波数指令がPWMインバータ
に与えられる。この場合電流増幅器AI出力は一
定の直流となるので、PWMインバータの出力周
波数も零である。PWMインバータの出力電流I〓1
は直流変流器CTで検出されて負帰還信号となり、
1次電流制御が行なわれる。一方、PWMインバ
ータの出力電圧あるいは誘導機IMの1次端子電
圧E1からそのベクトルE〓1に等しいE〓10およびギヤ
ツプ磁束ベクトルφ〓0に等しい2次鎖交磁束φ〓2
導出され、励磁電流指令I〓0Sが確立される。 このようにして誘導機IMの磁束が確立された
のち、速度指令値NSを与えると、速度増幅器AN
の出力と2次鎖交磁束φ2の積できまる2次電流
指令値I〓2Sが発生する。 そうして、この2次電流指令値I〓2Sと励磁電流
指令I〓0Sのベクトル和として、1次電流指令値I〓1S
が送出される。 なお、開平器√2 d2 qは2次鎖交磁束ベクト
ルφ〓2の直交2成分の平方の和の平方根をとるも
ので、2次鎖交磁束ベクトルφ〓2の絶対値|φ2
を演算するが、この|φ2|と指令値φSの偏差を
零にするべく、比例積分増幅器A〓と乗算器86
が設けられている。たとえば|φ2|が大きくな
ると偏差φS−|φ2|が小さくなり比例積分増幅
器A〓の出力が減少する。したがつて励磁電流指
令I〓0Sも小さくなり1次電圧E1が下がる。したが
つて2次鎖交磁束の絶対値|φ2|を小さくする
ように制御される。 この実施例では、2次電流指令値I〓2Sを用いて
1次インピーダンス降下電圧(R1+pl1)I〓2およ
び2次漏れ磁束l2I〓2を演算しているが、1次端子
電圧E1を(R1+pL1)で割つて得られる励磁電流
I〓0を1次電流I〓1からベクトル的に減算することに
よつて得られる2次電流値I〓2を用いてもよいこと
は言うまでもない。 また、本発明をデジタル回路で実現しようとす
れば、第9図のようになる。 9はマイクロプロセツサまたはシグナルプロセ
ツサ、91はA/Dコンバータ、92,93は1
次デジタルフイルタ、94は定数乗算器、95は
加減算器、96はD/Aコンバータである。 1次電圧ベクトルE〓1は E〓1=E1〓+jE1β 2次電流指令値I〓2Sは I〓2S=I2S+jI2Sβ 2次鎖交磁束ベクトルφ〓2は φ〓2=φ2〓+jφ2〓 としてそれぞれ表わされる。 しかして、1次電圧ベクトルE〓1はたとえば3
相の場合は、その実数部E1〓をU相電圧EUにとり
EVをV相電圧とすれば、虚数部E1〓は次式で与え
られる。 2次電流指令値(ベクトル)についても同様で
ある。 E1〓,I2S〓,φ2〓のデジタルに変換された量を
ED 1〓,ID 2S〓,φD 2〓、Z=R1/L1、Tはサンプリン

周期としている。 そこで、第9図はまず2次鎖交磁束の実数部
φ2〓の演算を行なつている。すなわち、1次電圧、
2次電流指令値の実数部E1〓,I2S〓をA/Dコンバ
ータ91に入れそれぞれED 1〓,ID 2S〓に変換する。 ED 1〓は1次デジタルフイルタ92の伝達関数
M/R1(1−e-T/Z-1)を介して、ID 2S〓は1次デジ
タル フイルタ93の伝達関数MR1(1−l1/L1)/R1(1−e
-T/Z-1)を経 たのと定数乗算器94の乗算定数(Ml1/L1+l2
を経たのとをそれぞれ加減算器95に、第1の入
力は加算、第2、第3の入力は減算で与える。 そして、加減算器95の出力はφD 2〓であり、そ
れをA/Dコンバータでアナログ量に変換するこ
とで、 φ2〓=M/R1+L1S{E1〓−(R1+l1S)I2S〓} −l2I2S〓 が得られる。 さらに、2次鎖交磁束ベクトルφ〓2の虚数部
(β成分)もE1〓,I2S〓を用いて、第9図と同様に
演算することができる。これで、φ2が2軸の直
交成分で表わされたことになる。 そこで、両方の出力φ2〓とφ2〓を√2 2〓+2 2
=|
φ2|およびθ=tan-1φ2〓/φ2〓 で、絶対値|φ2|、位相角θを演算すれば、2
次鎖交磁束ベクトルφ〓2が極座標形式で表わされ
たことになる。 なお、第6図、第7図についても、入出力はベ
クトルの形で示しているが、実際の演算は第9図
と同様に行なわれる。 以上のように本発明によれば、2次鎖交磁束ベ
クトルφ〓2を演算する際にモータ端子電圧を積分
することがないため、1次周波数が零であつても
ギヤツプ磁束φ0が確実に演算され、零周波数付
近での正確な2次鎖交磁束φ2が演算される。し
たがつて交流機でありながら、直流機なみの制御
性を実現しうる。また、本発明によるとモータ2
次抵抗R2がギヤツプ磁束φ0の演算式中に入つて
こないために、2次抵抗R2の温度変化に対する
影響が全くない特徴がある。 したがつて、従来の積分方式の欠点を完全に解
消する本発明によつて、磁界オリエントベクトル
制御が実用的になつた。
[Equation] is a secondary current value and has an orthogonal relationship with the secondary interlinkage magnetic flux vector φ〓 2 , and is also made to correspond to the secondary current command value I 2S (described later) given by control. Of course, the secondary current I〓 2 is 1
It is also possible to use values obtained by calculation from detected values such as the secondary current I〓 1 and the primary voltage E〓 1 . FIG. 2 is a diagram for comparing the relationship between the secondary flux linkage vector φ〓 2 and other quantities according to the present invention. E〓 10 is the primary voltage under no load, E〓 0 is the internal induced voltage of the motor, and φ 0 is the gap magnetic flux. In the present invention, this gap magnetic flux φ 0 is φ〓 0 =M/R 1 +jω 1 L 1 E〓 10 . For comparison, FIG. 3 shows an example of a block diagram for calculating the secondary flux linkage vector φ 2 using the conventional integration method. 31 is an integrator, 32 is a primary impedance component factor, 33 is a secondary leakage/primary inductance component factor, and 34 and 35 are adders. Therefore, FIG. 4 is a block diagram representing one implementation of the secondary flux linkage vector φ〓 2 operation according to the present invention. 41 is the first primary delay filter, 44 is the first
, and 45 is a second subtractor. FIG. 5 is a block diagram showing another embodiment of the secondary flux linkage vector φ 2 calculation according to the present invention. 51 is a second primary lag filter; 52 is a primary lag signal calculator for the primary impedance drop;
53 is a third subtractor, and 54 is a fourth multiplier. FIG. 6 is a diagram showing a specific circuit of the embodiment shown in FIG. 4. r 1 to r 10 are resistors, C 1 and C 2 are capacitors, A 1 to A 3
is an operational amplifier, 61 constitutes a voltage divider, and 62 constitutes an inverter. Fig. 6 explains one phase, but when a signal corresponding to the secondary current I〓 2 is input to the parallel circuit of the capacitor C 1 and the resistor r 1 (primary impedance divider 32), 1 The signal corresponding to the voltage drop (R 1 + pl 1 ) I〓 2 due to the next impedance (R 1 + pl 1 ) is
The signal is input to a first primary delay filter 41 consisting of resistors r 2 and r 3 , a capacitor C 2 , and an operational amplifier A 2 . On the other hand, a voltage corresponding to the primary voltage E 1 divided by the voltage divider 61 consisting of resistors r 4 and r 5 is input to the first primary delay filter 41, and from this voltage The signal obtained by subtracting the signal is inverted by the first primary delay filter 41, and the output signal corresponds to -φ 0 . Further, a signal +I〓 2 obtained by inverting the secondary current −I〓 2 by the inverter 62 and a signal −φ 0 corresponding to the gap magnetic flux φ〓 0 are added and inverted by the first subtractor 44 to form a secondary chain. The equivalent of the alternating magnetic flux vector φ〓 2 is output. FIG. 7 is a diagram showing a detailed circuit of another embodiment of FIG. 5. r 11 to r 18 are resistors, C 3 and C 4 are capacitors, A 4 to A 6
is an operational amplifier. Although FIG. 7 explains one phase, when a signal corresponding to the secondary current I〓 2 is input to the operational amplifier 52, the primary impedance drop (R 1 +pl 1 )I〓 2
A signal corresponding to the above is generated by the capacitor C 3 and the resistor C 11 , and a first-order delay signal corresponding to the first-order impedance drop is output from the arithmetic unit 52 by the capacitor C 4 , the resistor r 12 , and the operational amplifier A 4 . . On the other hand, the signal corresponding to the primary terminal voltage E = 1 is the resistance
r 13 , r 14 and a capacitor C 5 , and a primary terminal voltage E= 1 is output from the primary delay filter 51 . Then, the output of the arithmetic unit 52 is subtracted from the output of the primary lag filter 51 in a third subtractor 53, and a signal corresponding to the gap magnetic flux φ 0 is sent out. The signal corresponding to this gap magnetic flux φ〓 0 is counted in the fourth subtractor 54 as the secondary leakage magnetic flux equivalent to the secondary current I〓 2 multiplied by the secondary leakage inductance l 2 , and the secondary chain A signal corresponding to the alternating magnetic flux φ〓 2 is sent out. Note that the equivalent of the secondary leakage flux is the resistance r 17 ,
determined by the ratio of r 18 . FIG. 8 shows an embodiment of a circuit for vector control of an induction machine using the present invention. 81 to 84 are subtractors, 85 and 86 are multipliers,
A N is the speed amplifier, A I is the current amplifier, A〓 is the integrating amplifier, IM is the induction machine, COM is the comparator, TG is the tachogenerator, CT is the current transformer, √ 2 d + 2 q is the square rooter, and SW is the square rooter. It's a switch. As soon as the power is turned on, the magnetic flux command value φ S and the switch are turned on.
Initial excitation signal I0 is input via SW. The output voltage of the current amplifier A I is compared with the signal with carrier frequency f H in the comparator COM, and the current amplifier
A frequency command according to the output of A I is given to the PWM inverter. In this case, the output of the current amplifier A I is a constant direct current, so the output frequency of the PWM inverter is also zero. PWM inverter output current I〓 1
is detected by the DC current transformer CT and becomes a negative feedback signal,
Primary current control is performed. On the other hand, from the output voltage of the PWM inverter or the primary terminal voltage E 1 of the induction machine IM, the vector E〓 10 , which is equal to the vector E〓 1 , and the secondary magnetic flux linkage φ〓 2 , which is equal to the gap magnetic flux vector φ〓 0 , are derived, Excitation current command I〓 0S is established. After the magnetic flux of the induction machine IM is established in this way, when a speed command value N S is given, the speed amplifier A N
A secondary current command value I〓 2S is generated, which is the product of the output of and the secondary flux linkage φ 2 . Then, as the vector sum of this secondary current command value I〓 2S and exciting current command I〓 0S , the primary current command value I〓 1S
is sent. Note that the square root squarer √ 2 d + 2 q takes the square root of the sum of the squares of two orthogonal components of the secondary flux linkage vector φ〓 2 , and the absolute value of the secondary flux linkage vector φ〓 22
In order to make the deviation between this |φ 2 | and the command value φ S zero, the proportional-integral amplifier A〓 and the multiplier 86
is provided. For example, when |φ 2 | increases, the deviation φ S −|φ 2 | decreases, and the output of the proportional-integral amplifier A〓 decreases. Therefore, the excitation current command I〓0S also decreases, and the primary voltage E1 decreases. Therefore, the absolute value |φ 2 | of the secondary flux linkage is controlled to be small. In this example, the primary impedance drop voltage (R 1 + pl 1 ) I 2 and the secondary leakage magnetic flux l 2 I 2 are calculated using the secondary current command value I 2S , but Excitation current obtained by dividing voltage E 1 by (R 1 + pL 1 )
It goes without saying that the secondary current value I〓 2 obtained by vectorially subtracting I〓 0 from the primary current I〓 1 may be used. Furthermore, if the present invention is to be implemented using a digital circuit, the result will be as shown in FIG. 9 is a microprocessor or signal processor, 91 is an A/D converter, 92 and 93 are 1
94 is a constant multiplier, 95 is an adder/subtractor, and 96 is a D/A converter. Primary voltage vector E〓 1 is E〓 1 = E 1 〓 + jE 1 β Secondary current command value I〓 2S is I〓 2S = I 2S + jI 2S β Secondary flux linkage vector φ〓 2 is φ〓 2 = They are respectively expressed as φ 2 〓+jφ 2 〓. Therefore, the primary voltage vector E〓 1 is, for example, 3
In the case of a phase, take its real part E 1 〓 as the U-phase voltage E U.
If E V is the V-phase voltage, the imaginary part E 1 〓 is given by the following equation. The same applies to the secondary current command value (vector). The digitally converted quantities of E 1 〓, I 2S 〓, φ 2 〓 are
E D 1 〓, I D 2S 〓, φ D 2 〓, Z=R 1 /L 1 , T is the sampling period. Therefore, in FIG. 9, the real part φ 2 〓 of the secondary magnetic flux linkage is first calculated. That is, the primary voltage,
The real parts E 1 〓 and I 2S 〓 of the secondary current command value are input into an A/D converter 91 and converted into E D 1 〓 and I D 2S 〓, respectively. E D 1 〓 is transmitted through the transfer function M/R 1 (1-e -T/Z-1 ) of the primary digital filter 92, and I D 2S 〓 is transmitted through the transfer function MR 1 (1 −l 1 /L 1 )/R 1 (1−e
-T/Z-1 ) and the multiplication constant of the constant multiplier 94 (Ml 1 /L 1 +l 2 )
The first input is added, and the second and third inputs are subtracted. The output of the adder/subtractor 95 is φ D 2 〓, and by converting it into an analog quantity with an A/D converter, φ 2 〓=M/R 1 +L 1 S{E 1 〓−(R 1 +l 1 S) I 2S 〓} −l 2 I 2S 〓 is obtained. Furthermore, the imaginary part (β component) of the secondary flux linkage vector φ〓 2 can also be calculated using E 1 〓 and I 2S 〓 in the same manner as in FIG. 9. This means that φ 2 is expressed by orthogonal components of two axes. Therefore, both outputs φ 2 〓 and φ 2 〓 are √ 2 2 〓 + 2 2
=|
If we calculate the absolute value |φ 2 | and the phase angle θ using φ 2 | and θ=tan -1 φ 2 〓/φ 2 〓, we get 2
The next magnetic flux linkage vector φ〓 2 is now expressed in polar coordinate format. Although input and output are shown in the form of vectors in FIGS. 6 and 7, the actual calculations are performed in the same manner as in FIG. 9. As described above, according to the present invention, there is no need to integrate the motor terminal voltage when calculating the secondary flux linkage vector φ〓 2 , so even if the primary frequency is zero, the gap magnetic flux φ 0 is reliably obtained. The accurate secondary magnetic flux linkage φ 2 near the zero frequency is calculated. Therefore, although it is an AC machine, it can achieve controllability comparable to that of a DC machine. Further, according to the present invention, the motor 2
Since the secondary resistance R 2 is not included in the calculation formula for the gap magnetic flux φ 0 , the secondary resistance R 2 has no effect on temperature changes. Therefore, the present invention, which completely eliminates the drawbacks of the conventional integral method, has made magnetic field orientation vector control practical.

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

第1図はモータ1次側および2次側電圧・電流
方程式に対応する誘導機等価回路図、第2図は本
発明による2次鎖交磁束ベクトルと他の諸量との
比較図、第3図は従来の積分方法による2次鎖交
磁束ベクトルの演算ブロツクダイアグラム、第4
図は本発明による2次鎖交磁束ベクトル演算の一
実施例を表わすブロツクダイアグラム、第5図は
本発明による2次鎖交磁束ベクトル演算の他の実
施例のブロツクダイアグラム、第6図は第4図の
一実施例の具体的回路図、第7図は第5図の他の
実施例の詳細な回路を示す図、第8図は本発明を
用いて誘導機のベクトル制御を行なう場合の一例
を示す回路図、第9図は本発明をデジタル的に2
次鎖交磁束ベクトルの実数部を演算するブロツク
図である。 9……マイクロプロセツサ、31……積分器、
32……1次インピーダンス分係数器、33……
2次漏れインダクタンス分係数器、34,35,
81〜84……加算器、41……第1の1次おく
れフイルタ、44……第1の減算器、45……第
2の減算器、51……第2の1次おくれフイル
タ、52……1次インピーダンス降下分の1次お
くれ信号演算器、53……第3の減算器、54…
…第4の減算器、61……分圧器、62……反転
器、85,86……掛算器、91……A/Dコン
バータ、92,93……1次デジタルフイルタ、
94……定数乗算器、95……加減算器、96…
…D/Aコンバータ、A1〜A6……演算増幅器、
AN……速度増幅器、AI……電流増幅器、A〓……
比例積分増幅器、IM……誘導機、TG……タコゼ
ネ、CT……変流器、√2 d2 q……開平器、
COM……比較器、SW……スイツチ。
Fig. 1 is an induction machine equivalent circuit diagram corresponding to the motor primary and secondary side voltage/current equations, Fig. 2 is a comparison diagram of the secondary flux linkage vector and other quantities according to the present invention, and Fig. 3 The figure is a calculation block diagram of the secondary flux linkage vector using the conventional integration method.
The figure is a block diagram showing one embodiment of the secondary flux linkage vector calculation according to the present invention, FIG. 5 is a block diagram of another embodiment of the secondary flux linkage vector calculation according to the invention, and FIG. 7 is a diagram showing a detailed circuit of another embodiment of FIG. 5, and FIG. 8 is an example of vector control of an induction machine using the present invention. FIG. 9 is a circuit diagram showing the present invention digitally.
FIG. 3 is a block diagram for calculating the real part of the next-order magnetic flux linkage vector. 9...Microprocessor, 31...Integrator,
32...Primary impedance divider, 33...
Secondary leakage inductance coefficient factor, 34, 35,
81-84...Adder, 41...First primary delay filter, 44...First subtractor, 45...Second subtractor, 51...Second primary delay filter, 52... ...First-order delay signal calculator for the first-order impedance drop, 53...Third subtractor, 54...
... Fourth subtractor, 61 ... Voltage divider, 62 ... Inverter, 85, 86 ... Multiplier, 91 ... A/D converter, 92, 93 ... Primary digital filter,
94...constant multiplier, 95...addition/subtraction device, 96...
...D/A converter, A1 to A6 ...operational amplifier,
A N ...Speed amplifier, A I ...Current amplifier, A〓...
Proportional-integral amplifier, IM...induction machine, TG...tachogenerator, CT...current transformer, √ 2 d + 2 q ... square meter,
COM...Comparator, SW...Switch.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 速度指令NSに実際の誘導機IMの速度を負帰
還させた速度偏差を増幅し、それに誘導機IMの
2次鎖交磁束φ〓2を掛算して2次電流指令I〓2Sを算
出し、これに励磁電流指令I〓0Sを加算して1次電
流指令I〓1Sを演出するとともに、起動初期にはス
イツチSWを介して初期励磁信号I〓Oを加算しかつ
インバータ出力電流I〓1を負帰還させた電流偏差を
増幅し、パルス幅変調インバータ出力電流I〓1を制
御し、誘導機IMを駆動する装置において、 誘導機IMの1次抵抗R1と1次もれインダクタ
ンスl1からなる1次インピーダンス(R1+l1P)
分〔ただし、Pは微分演算子〕を係数とする1次
インピーダンス分係数器32を経た2次電流指令
I〓2Sを、誘導機IMから検出された1次端子電圧E1
から減算する第1の減算器44を設け、 この第1の減算器44からの出力の1次電圧ベ
クトルE〓10が、誘導機IMの1次2次相互インダク
タンスM、1次自己インダクタンスL1にかかる
〔M/(R1+L1P)〕の常数を持つ第1の1次おく
れフイルタ41を介してギヤツプ磁束ベクトル
φ〓0とした信号から、2次電流指令I〓2Sを誘導機IM
の2次もれインダクタンスl2を係数とする2次も
れインダクタンス分係数器33を経た信号を減算
する第2の減算器45を備え、 この第2の減算器45の導出した出力を、誘導
機IMの2次鎖交磁束φ〓2とする ことを特徴とする誘導機の2次鎖交磁束ベクトル
演算装置。
[Claims] 1. Amplify the speed deviation obtained by negative feedback of the actual speed of the induction machine IM to the speed command N S , and multiply it by the secondary linkage magnetic flux φ〓 2 of the induction machine IM to obtain the secondary current. The command I〓 2S is calculated, and the excitation current command I〓 0S is added to it to produce the primary current command I〓 1S . At the beginning of startup, the initial excitation signal I〓 O is added via the switch SW. In a device that amplifies the current deviation resulting from negative feedback of the inverter output current I〓 1 , controls the pulse width modulated inverter output current I〓 1 , and drives the induction machine IM, the primary resistance R 1 of the induction machine IM and Primary impedance consisting of primary leakage inductance l 1 (R 1 + l 1 P)
Secondary current command passed through the primary impedance factorizer 32 whose coefficient is
I〓 2S is the primary terminal voltage E 1 detected from the induction machine IM
A first subtracter 44 is provided to subtract from , and the primary voltage vector E 〓 10 of the output from this first subtractor 44 is the primary secondary mutual inductance M and the primary self-inductance L 1 of the induction machine IM. The secondary current command I〓 2S is converted to the induction motor IM from the signal which makes the gap magnetic flux vector φ〓 0 through the first primary delay filter 41 which has a constant of [M/(R 1 +L 1 P)].
A second subtracter 45 is provided for subtracting the signal passed through the secondary leakage inductance coefficient multiplier 33 with the secondary leakage inductance l 2 as a coefficient, and the output derived from the second subtractor 45 is A secondary flux linkage vector calculation device for an induction machine, characterized in that the secondary flux linkage of the machine IM is φ= 2 .
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