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JPH0732636B2 - AC output voltage control device for PWM inverter - Google Patents
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JPH0732636B2 - AC output voltage control device for PWM inverter - Google Patents

AC output voltage control device for PWM inverter

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JPH0732636B2
JPH0732636B2 JP1022662A JP2266289A JPH0732636B2 JP H0732636 B2 JPH0732636 B2 JP H0732636B2 JP 1022662 A JP1022662 A JP 1022662A JP 2266289 A JP2266289 A JP 2266289A JP H0732636 B2 JPH0732636 B2 JP H0732636B2
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magnetic flux
inverter
vector
torque
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裕義 藤田
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Toyo Electric Manufacturing Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、高速ディジタル制御される可変電圧可変周波
数インバータで誘導電動機の駆動をする場合のインバー
タの交流出力電圧制御装置に関するもので、従来の瞬時
空間ベクトル制御装置ではイバータの交流出力電圧はオ
ープンループ制御であったが、これをクローズトループ
制御とするものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an AC output voltage control device for an inverter when an induction motor is driven by a variable voltage variable frequency inverter that is digitally controlled at high speed. In the instantaneous space vector controller, the AC output voltage of the verter was open loop control, but this is closed loop control.

(従来の技術) 本発明にかかる瞬時空間ベクトル制御インバータによる
誘導電動機駆動の基本動作は、昭和61年1月発行の電気
学会論文誌Bの106巻1号第9頁以下に記載された「瞬
時すべり周波数制御に基づく誘導電動機の高速トルク制
御法」なる論文に記載されているが、基本原理は空間ベ
クトルで表された誘電電動機の および1次磁束ベクトルのベクトル積として瞬時発
生トルクを演算し、これとトルク指令Tとの偏差、及
び1次磁束ベクトル長φと磁束指令値φ との偏差
に応じて、予めテーブル化されているインバータのスイ
ッチングパターンを選び、インバータの出力電圧を時々
刻々更新して瞬時トルク及び1次磁束を瞬時制御するも
のである。
(Prior Art) The basic operation of an induction motor drive by an instantaneous space vector control inverter according to the present invention is described in "Instantaneous", Vol. 106, No. 1, page 9 of the Institute of Electrical Engineers of Japan, published in January, 1986. High-speed torque control method for induction motors based on slip frequency control ", but the basic principle is that of induction motors represented by space vectors. And the momentary generated torque is calculated as a vector product of the primary magnetic flux 1 vector, and according to the deviation between this and the torque command T * and the deviation between the primary magnetic flux vector length φ 1 and the magnetic flux command value φ 1 * , in advance. The switching pattern of the inverter which is made into a table is selected, and the output voltage of the inverter is updated every moment to instantaneously control the instantaneous torque and the primary magnetic flux.

第2図は、前記論文に記載された制御法を応用した一例
のブロック図である。インバータ3はトランジスタ等の
スイッチング素子とダイオードとをそれぞれ逆並列接続
してなる6個のアームから構成されるが、図では3個の
切替スイッチSu,Sv,Swによって簡略化して示してある。
FIG. 2 is a block diagram of an example in which the control method described in the above paper is applied. The inverter 3 is composed of six arms, each of which is formed by connecting a switching element such as a transistor and a diode in antiparallel, but is illustrated in a simplified manner by three changeover switches Su, Sv, Sw in the figure.

3相電圧形のインバータ3には直流電圧源1から正母線
1a及び負母線1bを介して給電され、制御回路7によりイ
ンバータ3の各切換スイッチSu,Sv,Swが正,負母線1a,1
b側へ倒されることにより変換された交流電圧が、電流
検出器5u,5v,5wを経て3相誘導電動機6の各相端子u,v,
wに給電される。直流電圧源1の電圧は正,負母線間に
挿入された電圧検出器2により検出する。
The three-phase voltage type inverter 3 has a positive bus from the DC voltage source 1.
Power is supplied via 1a and the negative bus bar 1b, and the control circuit 7 causes the change-over switches Su, Sv, Sw of the inverter 3 to be positive and negative bus lines 1a, 1
The alternating voltage converted by falling to the b side passes through the current detectors 5u, 5v, 5w and the phase terminals u, v,
Powered to w. The voltage of the DC voltage source 1 is detected by a voltage detector 2 inserted between the positive and negative buses.

この制御方法では電磁力を直交するd−q2軸で表される
瞬時ベクトルとして取り扱う。すなわち、インバータに
より電動機へ給電される電圧を 同じく電流を とし、電動機の回転子側に誘導される電流を 固定子側の1次磁束をとすると、 =φ1d+jφ1q で表される。ここにjはベクトル積を表す。
In this control method, the electromagnetic force is treated as an instantaneous vector represented by orthogonal dq2 axes. That is, the voltage supplied to the electric motor by the inverter Similarly the current And the current induced on the rotor side of the motor When 1 primary magnetic flux of the stator side, It is represented by 1 = φ 1 d + jφ 1 q. Here, j represents a vector product.

3相電圧Vu,Vv,Vw及び3相1次電流iu,iv,iwから、 がそれぞれ次式によって算出できる。From the three-phase voltage Vu, Vv, Vw and the three-phase primary current iu, iv, iw, Can be calculated by the following equations.

また電動機の1次磁束は次の式から導ける。 The primary magnetic flux 1 of the electric motor can be derived from the following equation.

ここに R1:1次巻線抵抗 L11:1次インダクタンス R2:2次巻線抵抗 L22:2次インダクタンス M:相互インダクタンス であり、mは回転角速度,pは微分演算子を表す。 Where R 1 is the primary winding resistance L 11 is the primary inductance R 2 is the secondary winding resistance L 22 is the secondary inductance M is the mutual inductance, where m is the rotational angular velocity and p is the differential operator.

1次磁束はその定義により 式の第1行と式とを整理すると 両辺を積分し すなわち、誘導電動機の1次磁束は式の積分演算
により求められる。
The primary magnetic flux 1 is by its definition Organizing the first line of the formula and the formula Integrate both sides That is, the primary magnetic flux 1 of the induction motor is obtained by the integral calculation of the equation.

一方、瞬時トルクTは式により求めた1次磁束とのベクトル積として式により求められる。On the other hand, the instantaneous torque T is the primary magnetic flux 1 obtained by the equation It is calculated as a vector product of and.

インバータ3を構成する各切換スイッチSu,Sv,Swがそれ
ぞれ、正母線1a側へ倒れた場合を1で、負母線側へ倒れ
た場合を0で表すと、3個の切換スイッチSu,Sv,Swの組
み合わせから、8通りのスイッチ状態ができるが、これ
らのスイッチ状態におけるインバータ3の を式から算出すると、次の電圧ベクトル表のごとくで
ある。但し、実際のV1d V1qの値は表中の数値に と電圧検出器2で検出した直流電圧源1の電圧Eとを乗
じた値である。
If the changeover switches Su, Sv, Sw forming the inverter 3 are respectively inclined to the positive bus 1a side by 1, and the negative bus side is indicated by 0, the three changeover switches Su, Sv, Swv are shown. There are 8 possible switch states depending on the combination of Sw. When is calculated from the equation, it is as shown in the following voltage vector table. However, the actual value of V 1 d V 1 q is the value in the table. And the voltage E of the DC voltage source 1 detected by the voltage detector 2 are multiplied.

前記の電圧ベクトル表のように各スイッチ状態の組み合
わせに対するスイッチ状態番号をkとしたとき、各スイ
ッチ状態におけるインバータ3の は、第3図に示した電圧ベクトル図のごとく、d軸と同
一方向の と、それから60゜ずつ時計方向に進む と、2種の の8種類のものとなる。
When the switch state number for each combination of switch states is k as in the above voltage vector table, the inverter 3 in each switch state is Is in the same direction as the d-axis, as in the voltage vector diagram shown in FIG. And then proceed 60 degrees clockwise And two kinds There will be 8 types.

第2図の制御回路7内に有するブロック701及び703b
は、切換スイッチSu,Sv,Sw状態と電圧検出器2で検出し
た直流電圧源1の電圧Eとから、式により を算出するブロックである。
Blocks 701 and 703b included in the control circuit 7 of FIG.
Is the changeover switch Su, Sv, Sw state and the voltage E of the DC voltage source 1 detected by the voltage detector 2, Is a block for calculating.

ブロック702は電流検出器5u,5v,5wにより検出された3
相電流iu,iv,iwから式により を算出するブロックである。
Block 702 detected by current detector 5u, 5v, 5w 3
From the phase currents iu, iv, iw Is a block for calculating.

ブロック703aにおいてこの に1次巻線抵抗R1を乗じ、ブロック704において から1次巻線抵抗R1との積を減算する。This in block 703a Multiplied by the primary winding resistance R 1 at block 704 From the primary winding resistance R 1 Subtract the product of and.

ブロック705は式に従って磁束を積分演算するブロッ
クであり、1次磁束のd,q両軸成分が求められる。
A block 705 is a block for integrating the magnetic flux according to an equation, and the d and q biaxial components of the primary magnetic flux 1 are obtained.

ブロック710は磁束ベクトル位置検出手段であり、ここ
では1次磁束のd軸を基準とする時計方向の回転角
θが、境界線として30゜,90゜,150゜,210゜,270゜,330
゜の60゜毎に仕切られるどの領域に属しているかによっ
て、制御フラグfθを次のように発生する。
A block 710 is a magnetic flux vector position detecting means, in which the clockwise rotation angle θ of the primary magnetic flux 1 with respect to the d axis is 30 °, 90 °, 150 °, 210 °, 270 °, as boundaries. 330
The control flag fθ is generated in the following manner depending on which region is divided every 60 °.

−30゜≦θ< 30゜:fθ=1 30゜≦θ< 90゜:fθ=2 90゜≦θ<150゜:fθ=3 150゜≦θ<210゜:fθ=4 210゜≦θ<270゜:fθ=5 270゜≦θ<330゜:fθ=6 ブロック706は磁束ベクトル長φすなわち絶対値を次
式により算出するブロックである。
−30 ° ≦ θ <30 °: fθ = 1 30 ° ≦ θ <90 °: fθ = 2 90 ° ≦ θ <150 °: fθ = 3 150 ° ≦ θ <210 °: fθ = 4 210 ° ≦ θ < 270 °: fθ = 5 270 ° ≦ θ <330 °: fθ = 6 The block 706 is a block for calculating the magnetic flux vector length φ 1, that is, the absolute value by the following equation.

ブロック708において外部から与えられる磁束指令値φ
から磁束ベクトル長φを減算し、磁束の偏差を算
出する。
Magnetic flux command value φ given from the outside in block 708
The deviation of the magnetic flux is calculated by subtracting the magnetic flux vector length φ 1 from 1 * .

ブロック711は第1比較手段としてのヒステリシスコン
パレータであり、ブロック708から送られる磁束の偏差
が正で所定値を超えたとき、すなわち磁束を増加せしめ
る必要があるときfφ=+1とし、磁束の偏差が負で所
定値を超えたとき、すなわち磁束を減少せしめる必要が
あるときfφ=−1とする。
A block 711 is a hysteresis comparator as a first comparing means, and when the deviation of the magnetic flux sent from the block 708 is positive and exceeds a predetermined value, that is, when it is necessary to increase the magnetic flux, fφ = + 1 is set, and the deviation of the magnetic flux is When the negative value exceeds a predetermined value, that is, when the magnetic flux needs to be reduced, fφ = -1.

ブロック707はブロック702及び705の両出力のベクトル
積を式により演算し、瞬時トルクTを算出するブロッ
クであり、ブロック709において外部から与えられるト
ルク指令Tから瞬時トルクTを減算し、トルクの偏差
を算出する。
A block 707 is a block that calculates a vector product of both outputs of the blocks 702 and 705 by an equation to calculate an instantaneous torque T. In block 709, the instantaneous torque T is subtracted from a torque command T * given from the outside to calculate the torque. Calculate the deviation.

ブロック712は第2比較手段としての瞬時トルクTに対
するヒステリシスコンパレータであり、多重ヒステリシ
スコンパレータの構造を持っている。トルクの偏差が所
定の誤差範囲内であるときは内側のコンパレータのみが
動作し、外部トルク指令Tが急変したときなどトルク
の偏差が所定の誤差範囲を超えた場合には外側のコンパ
レータも動作し、再びトルクの偏差が小さくなると内側
のコンパレータのみが動作するようになる。この内側の
ヒステリシスコンパレータは零ベクトルとその他の電圧
ベクトルとの選択をする制御フラグfT0を発生し、外側
のヒステリシスコンパレータはカ行又は回生のいずれの
トルクを発生すべきか、すなわち瞬時すべり周波数をど
ちらの方向に与えなければならないかを選択する制御フ
ラグfT1を発生する。従って、電圧ベクトルはこの2つ
の制御フラグfT0,fT1の組み合わせによって選択され、
次トルク制御フラグ表に示すごとき電圧ベクトルが出力
される。
A block 712 is a hysteresis comparator for the instantaneous torque T as the second comparing means, and has a structure of a multiple hysteresis comparator. When the torque deviation is within the predetermined error range, only the inner comparator operates, and when the torque deviation exceeds the predetermined error range such as when the external torque command T * suddenly changes, the outer comparator also operates. Then, when the deviation of the torque becomes small again, only the inner comparator operates. The inner hysteresis comparator generates a control flag f T0 that selects between the zero vector and other voltage vectors, and the outer hysteresis comparator determines which torque, power or regeneration, should be generated. Generate a control flag f T1 which selects which must be applied in the direction. Therefore, the voltage vector is selected by the combination of these two control flags f T0 and f T1 ,
The voltage vector as shown in the next torque control flag table is output.

ブロック713はブロック710,711,712から出力される各制
御フラグfθ,fφ,fT1,fT0の各組み合わせに最も適した
インバータ出力電圧を決定するブロックであり、次に示
す電圧ベクトル選択表から制御フラグfθ,fφ,fT1,fT0
に従って前記の電圧ベクトル表に示したスイッチ状態番
号kを知り、インバータ3へスイッチング信号を送り、
磁束及びトルクの瞬時制御が行われる。
A block 713 is a block for determining the most suitable inverter output voltage for each combination of the control flags fθ, fφ, f T1 , f T0 output from the blocks 710, 711, 712, and the control flag fθ, fφ, f T1 , f T0
According to the above, knowing the switch state number k shown in the above voltage vector table, and sending a switching signal to the inverter 3,
Instantaneous control of magnetic flux and torque is performed.

以上、詳細に説明したように、このような磁束演算形の
制御方式によれば、誘導電動機の内部定数をほとんど使
用しないで演算しながら、各瞬時における1次磁束
の磁束ベクトル長φをほぼ一定に保ち、磁束ベクトル
成分φ1d,φ1qの描くリサージュ図形はほぼ円を描きつ
つ、且つ高速トルク制御を行うことができる。
As described above in detail, according to such a magnetic flux calculation type control method, the primary magnetic flux 1 at each moment is calculated while the calculation is performed with almost no internal constant of the induction motor.
The magnetic flux vector length φ 1 is kept substantially constant, and the Lissajous figure drawn by the magnetic flux vector components φ 1 d and φ 1 q draws a circle, and high-speed torque control can be performed.

(発明が解決しようとする課題) 一般に誘導電動機を可変電圧可変周波数インバータによ
り可変速駆動する場合は、出力交流電圧と周波数とは比
例関係にあるようにするのが普通である。瞬時空間ベク
トル制御インバータにおいても、磁束指令値φを一定
として制御することにより、出力交流電圧と周波数とを
比較関係のもとで制御しようとするが、周波数が増大し
て出力交流電圧がインバータの入力電源電圧付近になる
と出力交流電圧が飽和し、1次磁束の絶対値が磁束
指令値φになり得なくなることが生じる。
(Problems to be Solved by the Invention) Generally, when an induction motor is driven at a variable speed by a variable voltage variable frequency inverter, it is usual to make the output AC voltage and the frequency have a proportional relationship. Even in the instantaneous space vector control inverter, by controlling the magnetic flux command value φ * to be constant, it is attempted to control the output AC voltage and the frequency in a comparative relationship. When the input power supply voltage is near, the output AC voltage is saturated, and the absolute value of the primary magnetic flux 1 may not be the magnetic flux command value φ * .

このために、必要なトルクが発生できなくなり、電動機
のトルク制御ができなくなるため、この種のPWMインバ
ータをその交流出力電圧が入力電源電圧付近で使用する
場合には、あらかじめ何らかの処理を必要とする。
For this reason, the required torque cannot be generated and the torque control of the electric motor cannot be performed.Therefore, when this type of PWM inverter is used with its AC output voltage near the input power supply voltage, some processing is required in advance. .

本発明にかかるPWMインバータの交流出力電圧制御装置
は、必要が生じた場合に磁束指令値を必要なだけ減少せ
しめることにより、好適に出力電圧を制御することを目
的とする。
An object of the AC output voltage control device of a PWM inverter according to the present invention is to suitably control the output voltage by reducing the magnetic flux command value as necessary when necessary.

(課題を解決するための手段) 本発明にかかるPWMインバータの交流出力電圧制御装置
は、3相誘導電動機の電圧及び電流信号から磁束及びト
ルクの瞬時値を演算し、該磁束ベクトルの絶対値が所定
の許容誤差内で与えられた磁束指令に追従するように磁
束の増減信号を発生する第1比較手段と、前記磁束ベク
トルが円周を等分した領域のうちどの領域に存在するか
を検出する磁束ベクトル位置検出手段と、前記トルクの
瞬時値が所定の許容誤差内で与えられたトルク指令に追
従するようにトルクの増減信号を発生する第2比較手段
を備えると共に、第1、第2比較手段及び磁束ベクトル
位置検出手段の出力信号の組み合わせから最適な増減磁
及び加減速ベクトル成分を有するインバータ出力電圧ベ
クトルを決定する可変電圧可変周波数PWMインバータの
交流出力電圧制御装置において、前記第2比較手段の出
力信号を利用して誘導電動機に印加される交流電圧を推
定する手段と、この推定電圧とインバータの交流電圧指
令値とを比較して、前記推定電圧の方が大きい場合には
その偏差に応じて前記磁束指令を減少せしめる手段とを
有することを特徴とする。
(Means for Solving the Problem) An AC output voltage control device for a PWM inverter according to the present invention calculates instantaneous values of magnetic flux and torque from voltage and current signals of a three-phase induction motor, and the absolute value of the magnetic flux vector is First comparing means for generating an increase / decrease signal of the magnetic flux so as to follow a given magnetic flux command within a predetermined tolerance, and detecting in which region of the region where the magnetic flux vector is evenly divided Magnetic flux vector position detecting means, and second comparing means for generating a torque increase / decrease signal so that the instantaneous value of the torque follows a given torque command within a predetermined allowable error. A variable voltage variable frequency PWM in which determines an inverter output voltage vector having an optimum increase / decrease magnetization / acceleration / deceleration vector component from a combination of output signals of the comparison means and the magnetic flux vector position detection means. In the AC output voltage control device for a barter, the means for estimating the AC voltage applied to the induction motor using the output signal of the second comparing means is compared with the estimated voltage and the AC voltage command value of the inverter. And a means for decreasing the magnetic flux command in accordance with the deviation when the estimated voltage is larger.

(作 用) 誘導電動機に印加される交流電圧をVmとし、その周波数
をfとすると、誘導電動機の1次磁束の絶対値φとこ
れらの間には Vm/f=k1φ … の関係がある。ここにk1は比例定数である。この交流電
圧Vmがインバータの入力電源電圧で飽和してしまった場
合には、1次磁束の絶対値φが磁束指令値φと一致
できなくなる。
(Operation) If the AC voltage applied to the induction motor is Vm and its frequency is f, the absolute value of the primary magnetic flux φ 1 of the induction motor and Vm / f = k 1 φ 1 ... I have a relationship. Where k 1 is a proportional constant. When this AC voltage Vm is saturated with the input power supply voltage of the inverter, the absolute value φ 1 of the primary magnetic flux cannot match the magnetic flux command value φ * .

インバータが時々刻々出力する電圧ベクトルは第3図に
示したように絶対値が等しく方向が60゜ずつ異なる と、2種の の8種類であるが、インバータが出力する平均交流電圧
は零ベクトル以外の6種類の の量によって決まる。
As shown in Fig. 3, the voltage vector output from the inverter momentarily has the same absolute value and the direction differs by 60 °. And two kinds The average AC voltage output by the inverter is 6 types other than the zero vector. Depends on the amount of.

これらの6種類の は、第2図のブロック712で表される第2比較手段にお
いて発生する制御フラグfT0及びfT1の組み合わせによっ
て、電圧ベクトル選択表に示したように選択される。し
たがって、この第2比較手段の出力信号を利用して誘導
電動機に印加される交流電電圧を推定することができ
る。
These six types Are selected as shown in the voltage vector selection table by the combination of the control flags f T0 and f T1 generated in the second comparison means represented by block 712 in FIG. Therefore, the AC voltage applied to the induction motor can be estimated using the output signal of the second comparing means.

すなわち、インバータの出力する交流電圧は前記誘導電
動機に印加される交流電圧Vmであるが、この交流電圧Vm
はインバータが出力する零ベクトルの量が少ないほど高
くなるので、第2比較手段の発生する制御フラグfT0
びfT1の組み合わせにより のいずれかが出力されると増加し、 が出力さると減少する数式を作製して、この数式によっ
て誘導電動機に印加される交流電圧を推定する。
That is, the AC voltage output from the inverter is the AC voltage Vm applied to the induction motor.
Becomes higher as the amount of the zero vector output from the inverter decreases, so that the combination of the control flags f T0 and f T1 generated by the second comparison means Increases when any of the Is produced, a formula is created that decreases, and the AC voltage applied to the induction motor is estimated by this formula.

なお、電圧ベクトル選択表からわかるように、 のいずれかが出力されるのは、制御フラグfT0及びfT1
いずれもが共に1又は0の場合であり、制御フラグfT0
及びfT1のいずれもが一方で1で他方が0の場合には が出力される。これは、言い変えれば、制御フラグfT0
及びfT1が fT0+fT1−1=0 の関係を有する場合は を出力し、 fT0+fT1−1≠0 の関係を有する場合は のいずれかを出力することを意味する。
As you can see from the voltage vector selection table, Is output when both of the control flags f T0 and f T1 are both 1 or 0, and the control flag f T0
And f T1 is 1 on the one hand and 0 on the other hand, Is output. In other words, this is the control flag f T0
And f T1 has a relationship of f T0 + f T1 −1 = 0, Is output and the relation of f T0 + f T1 −1 ≠ 0 is satisfied, Means to output either of

一方、式から、インバータの交流電圧指令値VREFは VREF=k1 … として得ることができるが、このようにして制御回路に
与えた交流電圧指令値VREFと、前述の推定式から演算し
た誘導電動機に印加される推定交流電圧とを比較し、こ
の推定電圧の方が大きい場合にはその偏差に応じて前記
磁束指令値を減少せしめて、第1比較手段の基準とする
ことにより円滑にトルク制御が可能なPWMインバータの
交流出力電圧制御装置を得ることができる。
On the other hand, from the equation, the AC voltage command value V REF of the inverter can be obtained as V REF = k 1* …, but the AC voltage command value V REF given to the control circuit in this way and the above-mentioned estimation formula The estimated AC voltage applied to the induction motor calculated from the above is compared, and when the estimated voltage is larger, the magnetic flux command value is decreased according to the deviation and used as the reference of the first comparison means. Thus, it is possible to obtain an AC output voltage control device for a PWM inverter that can smoothly control torque.

(実施例) 第1図は本発明にかかるPWMインバータの交流出力電圧
制御装置を取り入れた瞬時空間ベクトル制御インバータ
の制御装置の一実施例のブロック図であり、第2図と異
なる所は、制御回路7へ入力として交流電圧指令値VREF
を追加すると共に、ブロック714〜718を追加したのみで
あり、他は第2図と同じであるから異なる点のみについ
て以下詳細に説明する。
(Embodiment) FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of an instantaneous space vector control inverter controller incorporating an AC output voltage controller for a PWM inverter according to the present invention. AC voltage command value V REF as input to circuit 7
Is added, and blocks 714 to 718 are added, and the other points are the same as those in FIG. 2 and only different points will be described in detail below.

ブロック714は第2比較手段であるブロック712で時々刻
々演算してブロック713へ送られる制御フラグfT0及びf
T1を並列に入力されて fT0+fT1−1=A … を演算し、演算結果Aをブロック715へ送る。前述の通
り|A|は1か0かのいずれかである。第n番目の演算結
果には脚字nを付して|A|nで表すこととする。|A|n=0
のときインバータ3は零ベクトルを発生し、|A|n=1の
ときインバータ3では零でない電圧ベクトルを発生する
と判定することができる。
A block 714 is a second comparison means, and a control flag f T0 and f t which are calculated by the block 712 and are sent to the block 713 every moment.
T1 is input in parallel to calculate f T0 + f T1 −1 = A ... And the calculation result A is sent to the block 715. As mentioned above, | A | is either 1 or 0. The nth operation result is represented by | A | n with a letter n. | A | n = 0
It can be determined that the inverter 3 generates a zero vector when, and the inverter 3 generates a non-zero voltage vector when | A | n = 1.

ブロック715はブロック714の出力を受けて、変数|A|の
凾数f(|A|)で表される演算式により、誘導電動機
に印加される交流電圧Vmを推定する。
The block 715 receives the output of the block 714 and estimates the AC voltage Vm applied to the induction motor by the arithmetic expression represented by the variable f (| A |) of the variable | A |.

f(|A|)n=f(|A|)n-1 −kf(|A|)n-1+K|A|n … ここでkおよびKは次の関係を有する定数である。f (| A |) n = f (| A |) n- 1- kf (| A |) n- 1 + K | A | n Here, k and K are constants having the following relationship.

k=1−K,0<k≪1 すなわち式は漸化式であり、第n番目の解であるf
(|A|)nは前回すなわち第n−1番目の解であるf(|
A|)n-1と今回すなわち第n番目の|A|nとによって表さ
れる。
k = 1-K, 0 <k << 1 That is, the formula is a recurrence formula and is the nth solution f
(| A |) n is the previous time, that is, the (n-1) th solution f (|
A |) n -1 and this time, that is, the nth | A | n.

式の演算結果は情報|A|nが0の場合には減少し、1の
場合には漸増する、1がいかに連続して与えられても kf(|A|)n-1=K において飽和する。すなわち、式の飽和した値f(|A
|)MAXは f(|A|)MAX=K/k(1−k)/k であり、この値が交流電圧指令値VREFを越えたときに磁
束指定値φを下げたいのであるから、 k=1/(VREF+1) を与えておけば目的を達成できる。漸化式 f(|A|)nの初期値f(|A|)は勿論0としておく。
The calculation result of the formula decreases when information | A | n is 0, and gradually increases when it is 1, no matter how continuously 1 is given, it is saturated at kf (| A |) n -1 = K To do. That is, the saturated value f (| A
|) MAX is f (| A |) MAX = K / k (1-k) / k, and when this value exceeds the AC voltage command value V REF, we want to lower the specified magnetic flux value φ *. , If k = 1 / (V REF +1) is given, the purpose can be achieved. The initial value f (| A |) 0 of the recurrence formula f (| A |) n is of course set to 0.

ブロック715の演算結果は毎回ブロック716へ送られる。
ブロック716ではブロック715からの情報から交流電圧指
令値VREFを減算しブロック717へ送る。
The calculation result of the block 715 is sent to the block 716 every time.
In block 716, the AC voltage command value V REF is subtracted from the information from block 715 and sent to block 717.

ブロック717ではブロック716から得た情報が正の場合、
すなわち誘導電動機に印加される交流電圧の推定値が交
流電圧指令値VREFより大きい場合にのみ、その偏差値に
比例する値を演算出力しブロック718へ送る。但しこの
ブロック718へ送られる値は所定値で制限さている。
In block 717, if the information obtained from block 716 is positive,
That is, only when the estimated value of the AC voltage applied to the induction motor is larger than the AC voltage command value V REF , the value proportional to the deviation value is arithmetically output and sent to the block 718. However, the value sent to this block 718 is limited to a predetermined value.

ブロック718では磁束指令値φからブロック717よりの
信号を減算してブロック708へ送る。
In block 718, the signal from block 717 is subtracted from the magnetic flux command value φ * and the result is sent to block 708.

このブロック718から送出される信号が第1比較手段で
あるブロック711が基準とする磁束指令値となる。
The signal sent from this block 718 becomes the magnetic flux command value with which the block 711, which is the first comparison means, serves as a reference.

かくのごとくにして、本実施例では、何らかの理由でイ
ンバータが出力不能な交流出力電圧のためのスイッチン
グが必要になった場合に、基準とする磁束量が減少せし
めてこの状態から脱出することができる。
As described above, in the present embodiment, when the inverter needs switching for some reason due to the AC output voltage that cannot be output, the reference magnetic flux amount is reduced and it is possible to escape from this state. it can.

(発明の効果) 以上一実施例によって詳細に説明したように、磁束演算
による第1比較手段とトルク演算による第2比較手段と
によって瞬時電圧ベクトルを選択し、出力する瞬時空間
ベクトル制御装置において、主回路出力にアナログ電圧
検出器を取り付けることなくインバータの交流出力電圧
の推定を可能とし、且つその推定結果に基づいて磁束指
令値を制御することによって、インバータの交流出力電
圧を制御することができる。
(Effects of the Invention) As described in detail with reference to the above-described embodiment, in the instantaneous space vector control device for selecting and outputting the instantaneous voltage vector by the first comparing means by the magnetic flux calculation and the second comparing means by the torque calculation, The AC output voltage of the inverter can be estimated without attaching an analog voltage detector to the main circuit output, and the AC output voltage of the inverter can be controlled by controlling the magnetic flux command value based on the estimation result. .

本発明の装置をシステムの一部に組み込むことによっ
て、従来は調整によって磁束指令値を変更していた作業
を省略することができ、更に、出力電圧飽和によるトル
ク脈動も未然に防ぐことが可能となった。
By incorporating the device of the present invention in a part of the system, the work of changing the magnetic flux command value by adjustment in the related art can be omitted, and further, the torque pulsation due to the output voltage saturation can be prevented in advance. became.

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

第1図は本発明にかかるPWMインバータの交流出力電圧
制御装置を取り入れた瞬時空間ベクトル制御インバータ
の制御装置の一実施例のブロック図、 第2図は従来の誘導電動機の瞬時トルク、磁束制御系の
一例のブロック図、 第3図はインバータの出力電圧ベクトル図である。 1……直流電圧源、1a……正母線 1b……負母線、2……電圧検出器 3……インバータ、5u,5v,5w……電流検出器 6……3相誘導電動機、7……制御回路
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a controller for an instantaneous space vector control inverter incorporating an AC output voltage controller for a PWM inverter according to the present invention, and FIG. 2 is an instantaneous torque / flux control system for a conventional induction motor. FIG. 3 is a block diagram of an example, and FIG. 3 is an output voltage vector diagram of the inverter. 1 ... DC voltage source, 1a ... Positive bus 1b ... Negative bus, 2 ... Voltage detector 3 ... Inverter, 5u, 5v, 5w ... Current detector 6 ... 3-phase induction motor, 7 ... Control circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】3相誘導電動機の電圧及び電流信号から磁
束及びトルムの瞬時値を演算し、該磁束ベクトルの絶対
値が所定の許容誤差内で与えられた磁束指令に追従する
ように磁束の増減信号を発生する第1比較手段と、前記
磁束ベクトルが円周を等分した領域のうちどの領域に存
在するかを検出する磁束ベクトル位置検出手段と、前記
トルクの瞬時値が所定の許容誤差内で与えられたトルク
指令に追従するようにトルクの増減信号を発生する第2
比較手段を備えると共に、第1、第2比較手段及び磁束
ベクトル位置検出手段の出力信号の組み合わせから最適
な増減磁及び加減速ベクトル成分を有するインバータ出
力電圧ベクトルを決定する可変電圧可変周波数PWMイン
バータの交流出力電圧制御装置において、 前記第2比較手段の出力信号を利用して誘導電動機に印
加される交流電圧を推定する手段と、この推定電圧とイ
ンバータ交流電圧指令値とを比較して、前記推定電圧の
方が大きい場合にはその偏差に応じて前記磁束指令を減
少せしめる手段とを有することを特徴とするPWMインバ
ータの交流出力電圧制御装置。
1. An instantaneous value of a magnetic flux and a torm is calculated from a voltage and current signal of a three-phase induction motor, and an absolute value of the magnetic flux vector is controlled so as to follow a magnetic flux command given within a predetermined tolerance. First comparing means for generating an increase / decrease signal, magnetic flux vector position detecting means for detecting in which of the areas where the magnetic flux vector is divided into equal circles, and instantaneous value of the torque has a predetermined permissible error. Second, which generates a torque increase / decrease signal so as to follow the torque command given in
A variable voltage variable frequency PWM inverter having a comparison means and determining an inverter output voltage vector having an optimum increase / decrease magnetization and acceleration / deceleration vector component from a combination of output signals of the first and second comparison means and the magnetic flux vector position detection means. In the AC output voltage control device, means for estimating the AC voltage applied to the induction motor using the output signal of the second comparing means and the estimated voltage are compared with the inverter AC voltage command value to make the estimation. An AC output voltage control device for a PWM inverter, comprising means for reducing the magnetic flux command according to the deviation when the voltage is larger.
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