JPH10286000A - 同期電動機の制御装置 - Google Patents
同期電動機の制御装置Info
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- JPH10286000A JPH10286000A JP9087834A JP8783497A JPH10286000A JP H10286000 A JPH10286000 A JP H10286000A JP 9087834 A JP9087834 A JP 9087834A JP 8783497 A JP8783497 A JP 8783497A JP H10286000 A JPH10286000 A JP H10286000A
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- torque
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Abstract
(57)【要約】
【課題】最大内部相差角付近となる過負荷運転の場合で
も、安定した制御を継続させること。 【解決手段】同期電動機が重負荷運転で内部相差角δが
増大し関数値ｆ（δ）が所定値ａを越えると安定限界判
定部３７から補正指令Ｓが出力され、トルク基準補正部
３８は補正指令Ｓが出力されたときトルク基準Ｔ* を抑
制するように補正する。この補正動作によって内部相差
角δが急速に最大内部相差角に到達して内部相差角制限
部１３によって制限されることがなくなり、制御不安定
を生ずることなく安定した運転を継続させることができ
る。
も、安定した制御を継続させること。 【解決手段】同期電動機が重負荷運転で内部相差角δが
増大し関数値ｆ（δ）が所定値ａを越えると安定限界判
定部３７から補正指令Ｓが出力され、トルク基準補正部
３８は補正指令Ｓが出力されたときトルク基準Ｔ* を抑
制するように補正する。この補正動作によって内部相差
角δが急速に最大内部相差角に到達して内部相差角制限
部１３によって制限されることがなくなり、制御不安定
を生ずることなく安定した運転を継続させることができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はベクトル制御を用い
て同期電動機を制御する同期電動機の制御装置に関す
る。
て同期電動機を制御する同期電動機の制御装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】サイクロコンバータやインバータ等の可
変電圧可変周波数電源を用いて同期電動機を駆動する方
式には他励転流を用いた無整流子電動機やベクトル制御
を用いた駆動方式がある。このうちベクトル制御は高性
能な駆動が可能で、速い制御応答や精密な制御を要する
鉄鋼プラントの圧延制御等に適用されており、この種の
従来装置の例を図７に示す。
変電圧可変周波数電源を用いて同期電動機を駆動する方
式には他励転流を用いた無整流子電動機やベクトル制御
を用いた駆動方式がある。このうちベクトル制御は高性
能な駆動が可能で、速い制御応答や精密な制御を要する
鉄鋼プラントの圧延制御等に適用されており、この種の
従来装置の例を図７に示す。
【０００３】図７は同期電動機の速度を制御する場合の
例を示したもので、１は３相の同期電動機、２はその界
磁巻線であり、電力変換部３が同期電動機１の電機子へ
３相の可変周波数の交流（駆動）電流を供給し、電力変
換部４が同期電動機の界磁巻線２へ直流（励磁）電流を
供給する。３相２相変換部５ａは位置検出器７で検出さ
れる回転子磁極位置をもとに、電流検出器５で検出され
る３相の電機子電流をｄｑ（直交回転座標）軸上での２
相の電流検出値Ｉｄ，Ｉｑに変換する。速度変換部７ａ
は位置検出器７で検出される位置信号から同期電動機１
の回転速度ωｒを検出する。
例を示したもので、１は３相の同期電動機、２はその界
磁巻線であり、電力変換部３が同期電動機１の電機子へ
３相の可変周波数の交流（駆動）電流を供給し、電力変
換部４が同期電動機の界磁巻線２へ直流（励磁）電流を
供給する。３相２相変換部５ａは位置検出器７で検出さ
れる回転子磁極位置をもとに、電流検出器５で検出され
る３相の電機子電流をｄｑ（直交回転座標）軸上での２
相の電流検出値Ｉｄ，Ｉｑに変換する。速度変換部７ａ
は位置検出器７で検出される位置信号から同期電動機１
の回転速度ωｒを検出する。
【０００４】速度制御部８は速度基準ωｒ* と回転速度
ωｒとの偏差に基づいてトルク基準Ｔ* を求め、トルク
基準制限部９を介して最大トルク基準以下の範囲に制限
されたトルク基準Ｔ* を出力する。一方、弱め界磁制御
部１０は回転速度ωｒに基づいて磁束指令φ* を決定
し、除算器９ａによってトルク基準Ｔ* を磁束指令φ*
で除算してトルク電流基準ＩT * を求め、トルク電流基
準制限部１４を介して最大トルク電流基準以下の範囲に
制限されたトルク電流基準ＩT * を出力する。
ωｒとの偏差に基づいてトルク基準Ｔ* を求め、トルク
基準制限部９を介して最大トルク基準以下の範囲に制限
されたトルク基準Ｔ* を出力する。一方、弱め界磁制御
部１０は回転速度ωｒに基づいて磁束指令φ* を決定
し、除算器９ａによってトルク基準Ｔ* を磁束指令φ*
で除算してトルク電流基準ＩT * を求め、トルク電流基
準制限部１４を介して最大トルク電流基準以下の範囲に
制限されたトルク電流基準ＩT * を出力する。
【０００５】磁束演算部１１はｄｑ軸上での電機子電流
検出値Ｉｄ、Ｉｑと界磁電流検出値Ｉｆ及び同期電動機
で決まる定数に基づいてｄｑ軸上での磁束φｄ、φｑを
求め、内部相差角演算部１２は（１）式に基づいて磁束
φｄ、φｑから内部相差角δを求める。
検出値Ｉｄ、Ｉｑと界磁電流検出値Ｉｆ及び同期電動機
で決まる定数に基づいてｄｑ軸上での磁束φｄ、φｑを
求め、内部相差角演算部１２は（１）式に基づいて磁束
φｄ、φｑから内部相差角δを求める。
【０００６】
【数１】 δ＝ｔａｎ-1（φｑ／φｄ） （１） 上記内部相差角δは内部相差角制限部１３を介して最大
内部相差角以下の範囲に制限されて出力される。ベクト
ル演算部１５は（２）（３）式に基づいてトルク電流基
準ＩT * と内部相差角δからｄｑ軸上での２相の電機子
電流基準Ｉｄ* 、Ｉｑ* を計算する。
内部相差角以下の範囲に制限されて出力される。ベクト
ル演算部１５は（２）（３）式に基づいてトルク電流基
準ＩT * と内部相差角δからｄｑ軸上での２相の電機子
電流基準Ｉｄ* 、Ｉｑ* を計算する。
【０００７】
【数２】 Ｉｄ* ＝−ＩT * ・ｓｉｎδ （２） Ｉｑ* ＝ ＩT * ・ｃｏｓδ （３） ２相３相変換部１５ａは位置検出器７で検出される回転
子磁極位置をもとに、上記２相の電機子電流基準Ｉｄ
* 、Ｉｑ* を通常の３相の電機子電流基準Ｉｕ*、Ｉｖ*
、Ｉｗ* に変換し電力変換部３を制御する。これによ
り、電力変換部３からＩｕ* 、Ｉｖ* 、Ｉｗ* に対応し
た３相の交流電流が力率１で供給され、同期電動機１は
速度基準ωｒ* に対応した速度に制御される。
子磁極位置をもとに、上記２相の電機子電流基準Ｉｄ
* 、Ｉｑ* を通常の３相の電機子電流基準Ｉｕ*、Ｉｖ*
、Ｉｗ* に変換し電力変換部３を制御する。これによ
り、電力変換部３からＩｕ* 、Ｉｖ* 、Ｉｗ* に対応し
た３相の交流電流が力率１で供給され、同期電動機１は
速度基準ωｒ* に対応した速度に制御される。
【０００８】なお、界磁電流制御部１６はｄ軸上での電
機子電流検出値Ｉｄと磁束指令φ*及び同期電動機で決
まる定数に基づいて力率が１となる界磁電流基準Ｉｆ*
を計算して電力変換部４を制御し、界磁巻線２に供給さ
れる励磁電流Ｉｆを界磁電流基準Ｉｆ* に対応した値に
制御する。
機子電流検出値Ｉｄと磁束指令φ*及び同期電動機で決
まる定数に基づいて力率が１となる界磁電流基準Ｉｆ*
を計算して電力変換部４を制御し、界磁巻線２に供給さ
れる励磁電流Ｉｆを界磁電流基準Ｉｆ* に対応した値に
制御する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来装
置では、内部相差角δとトルク基準Ｔ* をそれぞれ独立
に制限しているので運転状態によっては制御が不安定に
なるという問題があり、以下、この現象について詳細に
説明する。
置では、内部相差角δとトルク基準Ｔ* をそれぞれ独立
に制限しているので運転状態によっては制御が不安定に
なるという問題があり、以下、この現象について詳細に
説明する。
【００１０】図８は上述のようにして同期電動機に力率
１で交流電流を供給する場合のベクトル図を示したもの
で、電機子電流Ｉのｄｑ軸成分をＩｄ、Ｉｑ、電機子電
圧Ｖのｄｑ軸成分をＶｄ、Ｖｑ、同期リアクタンスＸの
ｄｑ軸成分をＸｄ、Ｘｑ、内部相差角をδとするとき、
（３）（４）式の関係が成り立つ。
１で交流電流を供給する場合のベクトル図を示したもの
で、電機子電流Ｉのｄｑ軸成分をＩｄ、Ｉｑ、電機子電
圧Ｖのｄｑ軸成分をＶｄ、Ｖｑ、同期リアクタンスＸの
ｄｑ軸成分をＸｄ、Ｘｑ、内部相差角をδとするとき、
（３）（４）式の関係が成り立つ。
【００１１】
【数３】 Ｖｄ＝Ｖｓｉｎδ＝Ｉｑ・Ｘｑ＝Ｉ・Ｘｑ・ｃｏｓδ （３） Ｉ＝（Ｖ／Ｘｑ）・ｔａｎδ （４） この時、力率が１に制御され、発生トルクＴが電機子電
流Ｉに比例することを考えると、内部相差角δとトルク
Ｔとの間には次の関係がある。
流Ｉに比例することを考えると、内部相差角δとトルク
Ｔとの間には次の関係がある。
【００１２】
【数４】 Ｔ＝Ｋ・ｔａｎδ （５） （但し、Ｋは同期電動機で決まる比例定数） また、δの変化量に対するトルクＴの変化も制御上重要
である。これは、重負荷運転領域においては内部相差角
δのわずかな変動も、発生トルクに大きく影響するため
である。δの変化量に対するｔａｎδの変化量は（６）
式により求められ、図９のように示すことができる。
である。これは、重負荷運転領域においては内部相差角
δのわずかな変動も、発生トルクに大きく影響するため
である。δの変化量に対するｔａｎδの変化量は（６）
式により求められ、図９のように示すことができる。
【００１３】
【数５】 ｄｔａｎδ／ｄδ＝１／（ｃｏｓδ）2 （６） 図９から明らかなように、δが９０゜に近づくにつれて
ｔａｎδの値は急峻に上昇し制御上不安定となる。従来
装置ではこれを防ぐために内部相差角制限部１３によっ
てδの値が所定値（例えば８５°）を越えないように制
限している。
ｔａｎδの値は急峻に上昇し制御上不安定となる。従来
装置ではこれを防ぐために内部相差角制限部１３によっ
てδの値が所定値（例えば８５°）を越えないように制
限している。
【００１４】しかし、内部相差角δとトルクＴとの関係
は深く、内部相差角δとトルク基準とをそれぞれ独立し
て制限しているので過負荷時において内部相差角δの制
限値付近で運転している場合、僅かでもトルク上昇が生
じたときには内部相差角δが制限され、急激に制御不安
定となる場合がある。この現象は過負荷状態において圧
延を継続する鉄鋼プラント等においては問題となってく
る。
は深く、内部相差角δとトルク基準とをそれぞれ独立し
て制限しているので過負荷時において内部相差角δの制
限値付近で運転している場合、僅かでもトルク上昇が生
じたときには内部相差角δが制限され、急激に制御不安
定となる場合がある。この現象は過負荷状態において圧
延を継続する鉄鋼プラント等においては問題となってく
る。
【００１５】本発明は上記問題を解消するためになされ
たもので、内部相差角の制限とトルク基準の制限に関連
を持たせ、過負荷時に内部相差角の値が制限値付近で運
転される場合でも、適度なトルク制限を施し、安定した
制御を継続することが可能な同期電動機の制御装置を提
供することを目的としている。
たもので、内部相差角の制限とトルク基準の制限に関連
を持たせ、過負荷時に内部相差角の値が制限値付近で運
転される場合でも、適度なトルク制限を施し、安定した
制御を継続することが可能な同期電動機の制御装置を提
供することを目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の同期電動機の制御装置は、ｄｑ軸電流基準
に基づいて交流電流を供給し同期電動機を駆動する電力
変換部と、磁束基準とトルク基準とからトルク電流基準
を求め、前記同期電動機の電機子電流から検出されるｄ
ｑ軸電流と前記同期電動機の界磁電流検出値とからｄｑ
軸磁束を求め、前記ｄｑ軸磁束から内部相差角を求め、
前記内部相差角と前記トルク電流基準とから前記ｄｑ軸
電流基準を求めるベクトル制御部と、前記内部相差角に
基づいて補正指令を出力する安定限界判定部と、前記補
正指令に基づいて前記トルク基準を補正するトルク基準
補正部とを備え、内部相差角が所定値を越えるときトル
ク基準を抑制するように補正する。（請求項１〜６） 更に、速度基準と前記同期電動機の速度検出値とから前
記トルク基準を出力する速度制御部を備え、同期電動機
の速度を制御する。（請求項７）
め、本発明の同期電動機の制御装置は、ｄｑ軸電流基準
に基づいて交流電流を供給し同期電動機を駆動する電力
変換部と、磁束基準とトルク基準とからトルク電流基準
を求め、前記同期電動機の電機子電流から検出されるｄ
ｑ軸電流と前記同期電動機の界磁電流検出値とからｄｑ
軸磁束を求め、前記ｄｑ軸磁束から内部相差角を求め、
前記内部相差角と前記トルク電流基準とから前記ｄｑ軸
電流基準を求めるベクトル制御部と、前記内部相差角に
基づいて補正指令を出力する安定限界判定部と、前記補
正指令に基づいて前記トルク基準を補正するトルク基準
補正部とを備え、内部相差角が所定値を越えるときトル
ク基準を抑制するように補正する。（請求項１〜６） 更に、速度基準と前記同期電動機の速度検出値とから前
記トルク基準を出力する速度制御部を備え、同期電動機
の速度を制御する。（請求項７）
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は本発明の請求項１に係る実
施例（基本形）を示したもので、ベクトル制御に関係す
るトルク基準Ｔ* と内部相差角δに関係する要部構成を
示している。図１において、３７は内部相差角δに基づ
いて演算された関数値（ｆ（δ）＝δを含む）が判定条
件とする所定値を越えるとき補正指令Ｓを出力する安定
限界判定部、３８は補正指令Ｓが出力されたとき、トル
ク基準Ｔ* を抑制するように補正したトルク基準Ｔ*'を
出力するトルク基準補正部である。その他は従来（図
７）と同じものであり同符号で示している。
施例（基本形）を示したもので、ベクトル制御に関係す
るトルク基準Ｔ* と内部相差角δに関係する要部構成を
示している。図１において、３７は内部相差角δに基づ
いて演算された関数値（ｆ（δ）＝δを含む）が判定条
件とする所定値を越えるとき補正指令Ｓを出力する安定
限界判定部、３８は補正指令Ｓが出力されたとき、トル
ク基準Ｔ* を抑制するように補正したトルク基準Ｔ*'を
出力するトルク基準補正部である。その他は従来（図
７）と同じものであり同符号で示している。
【００１８】また、内部相差角δは内部相差角演算部１
２から与えられ、トルク基準Ｔ* は速度制御部８から与
えられ、トルク基準補正部３８で補正されたトルク基準
Ｔ*'が除算器９ａに与えられ、磁束指令φ* で除算され
てトルク電流基準ＩT * に変換され、上記トルク電流基
準ＩT * と内部相差角制限器１３から出力される内部相
差角δ' がベクトル演算部１５に与えられる。
２から与えられ、トルク基準Ｔ* は速度制御部８から与
えられ、トルク基準補正部３８で補正されたトルク基準
Ｔ*'が除算器９ａに与えられ、磁束指令φ* で除算され
てトルク電流基準ＩT * に変換され、上記トルク電流基
準ＩT * と内部相差角制限器１３から出力される内部相
差角δ' がベクトル演算部１５に与えられる。
【００１９】上記構成において、内部相差角δの値が安
定限界判定部３７の判定条件に当てはまらない低負荷運
転の場合は補正指令Ｓが出力されず、トルク基準補正部
３８がバイパスされ、トルク基準制限部９から出力され
たトルク基準Ｔ* がそのままベクトル制御に用いられ
る。従って、この場合、従来と同様にシステム保護の限
界である最大トルク基準で制限される。
定限界判定部３７の判定条件に当てはまらない低負荷運
転の場合は補正指令Ｓが出力されず、トルク基準補正部
３８がバイパスされ、トルク基準制限部９から出力され
たトルク基準Ｔ* がそのままベクトル制御に用いられ
る。従って、この場合、従来と同様にシステム保護の限
界である最大トルク基準で制限される。
【００２０】負荷の増大に伴ってトルク基準Ｔ* が増大
し、トルク基準Ｔ* の増大つれて内部相差角δも増大
し、内部相差角δを元に計算される関数値ｆ（δ）が判
定条件の限界値ａを越えたとき安定限界判定部３７から
補正指令Ｓが出力され、トルク基準補正部３８が動作を
開始し、トルク基準Ｔ* に対して関数（ｆｌｉｍｉｔ
（Ｔ* ））で抑制が施され、補正されたトルク基準Ｔ*'
が出力される。
し、トルク基準Ｔ* の増大つれて内部相差角δも増大
し、内部相差角δを元に計算される関数値ｆ（δ）が判
定条件の限界値ａを越えたとき安定限界判定部３７から
補正指令Ｓが出力され、トルク基準補正部３８が動作を
開始し、トルク基準Ｔ* に対して関数（ｆｌｉｍｉｔ
（Ｔ* ））で抑制が施され、補正されたトルク基準Ｔ*'
が出力される。
【００２１】このように補正されたトルク基準Ｔ*'を用
いて図７のベクトル制御を行うことにより、内部相差角
δの値が内部相差角制限部１３に設定された最大内部相
差角付近の重負荷で運転され、トルク基準Ｔ* が増加す
る場合でもトルク基準に対し適当な抑制を施すことがで
き、内部相差角δについて急激に制限をかけることがな
くなり、最高出力状態で運転継続するような過酷な用途
にも制御が不安定になることもなく運転を継続させるこ
とができる。
いて図７のベクトル制御を行うことにより、内部相差角
δの値が内部相差角制限部１３に設定された最大内部相
差角付近の重負荷で運転され、トルク基準Ｔ* が増加す
る場合でもトルク基準に対し適当な抑制を施すことがで
き、内部相差角δについて急激に制限をかけることがな
くなり、最高出力状態で運転継続するような過酷な用途
にも制御が不安定になることもなく運転を継続させるこ
とができる。
【００２２】なお、同期電動機の安定限界の判定を内部
相差角δに基づいて演算された関数値（ｆ（δ））で行
うことにより同期電動機制御の動特性を良くすることが
できる。図２乃至図６は上記実施例の内容を具体的に示
したものである。
相差角δに基づいて演算された関数値（ｆ（δ））で行
うことにより同期電動機制御の動特性を良くすることが
できる。図２乃至図６は上記実施例の内容を具体的に示
したものである。
【００２３】図２は本発明の請求項２に係る実施例を示
したもので、３７ａは内部相差角δに基づいて演算され
たｔａｎδの値が判定条件とする所定値Ａを越えるとき
補正指令Ｓ1 を出力する（第１）安定限界判定部、３２
は内部相差角δに基づいて演算された１／（ｃｏｓδ）
2 の値が判定条件とする所定値Ｂを越えるとき補正指令
Ｓ2 を出力する（第２）安定限界判定部、３８ａは補正
指令Ｓ1 が出力されたとき、トルク基準Ｔ* を所定値に
制限するように補正したトルク基準Ｔ*'を出力するトル
ク基準制限部、３８ｂは補正指令Ｓ2 が出力されたと
き、トルク基準Ｔ* の変化率を制限するように補正した
トルク基準Ｔ*'を出力するトルク基準変化率制限部であ
る。なお、トルク基準制限部３８ａに設定される制限値
は安定限界におけるトルク基準に基づいて設定される。
したもので、３７ａは内部相差角δに基づいて演算され
たｔａｎδの値が判定条件とする所定値Ａを越えるとき
補正指令Ｓ1 を出力する（第１）安定限界判定部、３２
は内部相差角δに基づいて演算された１／（ｃｏｓδ）
2 の値が判定条件とする所定値Ｂを越えるとき補正指令
Ｓ2 を出力する（第２）安定限界判定部、３８ａは補正
指令Ｓ1 が出力されたとき、トルク基準Ｔ* を所定値に
制限するように補正したトルク基準Ｔ*'を出力するトル
ク基準制限部、３８ｂは補正指令Ｓ2 が出力されたと
き、トルク基準Ｔ* の変化率を制限するように補正した
トルク基準Ｔ*'を出力するトルク基準変化率制限部であ
る。なお、トルク基準制限部３８ａに設定される制限値
は安定限界におけるトルク基準に基づいて設定される。
【００２４】上記構成において、内部相差角δが安定限
界判定部３７ａ、３７ｂの両方の判定条件に当てはまら
ない低負荷運転の場合は、補正信号Ｓ1 、Ｓ2 のいずれ
も出力されず、トルク基準制限部３８ａとトルク基準変
化率制限部３８ｂはバイパスされ、トルク基準制限部９
から出力されたトルク基準Ｔ* がそのままベクトル制御
に用いられる。従って、この場合、従来と同様にシステ
ム保護の限界である最大トルク基準で制限される。
界判定部３７ａ、３７ｂの両方の判定条件に当てはまら
ない低負荷運転の場合は、補正信号Ｓ1 、Ｓ2 のいずれ
も出力されず、トルク基準制限部３８ａとトルク基準変
化率制限部３８ｂはバイパスされ、トルク基準制限部９
から出力されたトルク基準Ｔ* がそのままベクトル制御
に用いられる。従って、この場合、従来と同様にシステ
ム保護の限界である最大トルク基準で制限される。
【００２５】負荷の増大に伴ってトルク基準Ｔ* 及び内
部相差角δが増大し、内部相差角δを元に計算される１
／（ｃｏｓδ）2 が安定限界判定部３７ｂに設定された
限界値Ｂを越えたとき補正指令Ｓ2 が出力されトルク基
準変化率制限部３８ｂが動作を開始し、トルク基準Ｔ*
の一定時間中の増大量（変化量）が制限される。これに
よって、この状態における急峻なトルク基準の上昇が抑
制される。
部相差角δが増大し、内部相差角δを元に計算される１
／（ｃｏｓδ）2 が安定限界判定部３７ｂに設定された
限界値Ｂを越えたとき補正指令Ｓ2 が出力されトルク基
準変化率制限部３８ｂが動作を開始し、トルク基準Ｔ*
の一定時間中の増大量（変化量）が制限される。これに
よって、この状態における急峻なトルク基準の上昇が抑
制される。
【００２６】さらにトルク基準が増大するにつれて内部
相差角δが増大し、内部相差角δを元に計算されるｔａ
ｎδが安定限界判定部３７ａに設定された限界値Ａを越
えたとき、トルク基準制限部３８ａが動作する。これを
受けてトルク基準が所定値に制限される。本実施例によ
れば、制御上の安定性から見て３段階のトルク制限を施
すことができる。
相差角δが増大し、内部相差角δを元に計算されるｔａ
ｎδが安定限界判定部３７ａに設定された限界値Ａを越
えたとき、トルク基準制限部３８ａが動作する。これを
受けてトルク基準が所定値に制限される。本実施例によ
れば、制御上の安定性から見て３段階のトルク制限を施
すことができる。
【００２７】図３は本発明の請求項３に係る実施例を示
したもので、安定限界判定部３７は内部相差角δに基づ
いてｔａｎδを求め、ｔａｎδが所定値Ａを越えたとき
補正指令Ｓを出力し、補正指令Ｓを受けてトルク基準補
正部３８が動作しトルク基準Ｔ* の値を所定値に制限す
る。本実施例によれば、簡潔な構成によって不安定なト
ルク基準となる前にトルク基準を制限することができ
る。
したもので、安定限界判定部３７は内部相差角δに基づ
いてｔａｎδを求め、ｔａｎδが所定値Ａを越えたとき
補正指令Ｓを出力し、補正指令Ｓを受けてトルク基準補
正部３８が動作しトルク基準Ｔ* の値を所定値に制限す
る。本実施例によれば、簡潔な構成によって不安定なト
ルク基準となる前にトルク基準を制限することができ
る。
【００２８】図４は本発明の請求項４に係る実施例を示
したもので、安定限界判定部３７は内部相差角δに基づ
いてｔａｎδを求め、ｔａｎδが所定値Ａを越えたとき
補正指令Ｓを出力し、補正指令Ｓを受けてトルク基準補
正部３８が動作しトルク基準Ｔ* の一定時間中の増大量
（変化量）が制限される。本実施例によれば、簡潔な構
成によって不安定なトルク基準となる前にトルク基準の
上昇速度を抑えることが可能となり、安定したトルク制
御を行うことができる。
したもので、安定限界判定部３７は内部相差角δに基づ
いてｔａｎδを求め、ｔａｎδが所定値Ａを越えたとき
補正指令Ｓを出力し、補正指令Ｓを受けてトルク基準補
正部３８が動作しトルク基準Ｔ* の一定時間中の増大量
（変化量）が制限される。本実施例によれば、簡潔な構
成によって不安定なトルク基準となる前にトルク基準の
上昇速度を抑えることが可能となり、安定したトルク制
御を行うことができる。
【００２９】図５は本発明の請求項５に係る実施例を示
したもので、安定限界判定部３７は内部相差角δに基づ
いて１／（ｃｏｓδ）2 を求め、１／（ｃｏｓδ）2 が
所定値Ｂを越えたとき補正指令Ｓを出力し、補正指令Ｓ
を受けてトルク基準補正部３８が動作しトルク基準Ｔ*
の一定時間中の増大量（変化量）が制限される。本実施
例によれば、簡潔な構成によって不安定なトルク基準と
なる前にトルク基準の上昇速度を抑えることが可能とな
り、安定したトルク制御を行うとができる。
したもので、安定限界判定部３７は内部相差角δに基づ
いて１／（ｃｏｓδ）2 を求め、１／（ｃｏｓδ）2 が
所定値Ｂを越えたとき補正指令Ｓを出力し、補正指令Ｓ
を受けてトルク基準補正部３８が動作しトルク基準Ｔ*
の一定時間中の増大量（変化量）が制限される。本実施
例によれば、簡潔な構成によって不安定なトルク基準と
なる前にトルク基準の上昇速度を抑えることが可能とな
り、安定したトルク制御を行うとができる。
【００３０】図６は本発明の請求項６に係る実施例を示
したもので、安定限界判定部３７は内部相差角δに基づ
いて１／（ｃｏｓδ）2 を求め、１／（ｃｏｓδ）2 が
所定値Ｂを越えたとき補正指令Ｓを出力し、補正指令Ｓ
を受けてトルク基準補正部３８が動作しトルク基準Ｔ*
の値を所定値に制限する。本実施例によれば、簡潔な構
成によって不安定なトルク基準となる前にトルク基準を
制限することができる。
したもので、安定限界判定部３７は内部相差角δに基づ
いて１／（ｃｏｓδ）2 を求め、１／（ｃｏｓδ）2 が
所定値Ｂを越えたとき補正指令Ｓを出力し、補正指令Ｓ
を受けてトルク基準補正部３８が動作しトルク基準Ｔ*
の値を所定値に制限する。本実施例によれば、簡潔な構
成によって不安定なトルク基準となる前にトルク基準を
制限することができる。
【００３１】また、これらの実施例によれば、同期電動
機の速度制御で重負荷運転する場合にも、内部相差角が
急激に制限されることがなくなり、安定した速度制御を
継続させることができる。
機の速度制御で重負荷運転する場合にも、内部相差角が
急激に制限されることがなくなり、安定した速度制御を
継続させることができる。
【００３２】
【発明の効果】本発明の同期電動機の制御装置によれ
ば、同期電動機制御が不安定となる最大内部相差角に至
る前にトルク基準を抑制するように補正することが可能
となり、重負荷で運転している場合に、内部相差角が急
激に制限されることがなくなり、最高出力状態で運転継
続するような過酷な場合でも安定した運転を行うことが
できる。
ば、同期電動機制御が不安定となる最大内部相差角に至
る前にトルク基準を抑制するように補正することが可能
となり、重負荷で運転している場合に、内部相差角が急
激に制限されることがなくなり、最高出力状態で運転継
続するような過酷な場合でも安定した運転を行うことが
できる。
【図１】本発明の請求項１に係る実施例の要部構成図。
【図２】本発明の請求項２に係る実施例の要部構成図。
【図３】本発明の請求項３に係る実施例の要部構成図。
【図４】本発明の請求項４に係る実施例の要部構成図。
【図５】本発明の請求項５に係る実施例の要部構成図。
【図６】本発明の請求項６に係る実施例の要部構成図。
【図７】本発明が適用される同期電動機の速度制御装置
の構成図。
の構成図。
【図８】上記制御装置で用いるベクトル制御を説明する
ためのベクトル図。
ためのベクトル図。
【図９】上記制御装置の問題点を説明するための内部相
差角δとｔａｎδとの関係を示す特性図。
差角δとｔａｎδとの関係を示す特性図。
１…同期電動機（電機子） ２…界磁巻
線 ３…電力変換部（電機子用） ４…電力変
換部（界磁用） ５…電流検出器（電機子用） ５ａ…３相
２相変換部 ６…電流検出器（界磁用） ７…位置検
出器 ７ａ…速度変換部 ８…速度制
御部 ９…トルク基準制限部 ９ａ…除算
器 １０…弱め界磁制御部 １１…磁束
演算部 １２…内部相差角演算部 １３…内部
相差角制限部 １４…トルク電流基準制限部 １５…ベク
トル演算部 １５ａ…２相３相変換部 １６…界磁
電流制御部 ３７，３７ａ，３７ｂ…安定限界判定部 ３８，３８ａ，３８ｂ…トルク基準補正部
線 ３…電力変換部（電機子用） ４…電力変
換部（界磁用） ５…電流検出器（電機子用） ５ａ…３相
２相変換部 ６…電流検出器（界磁用） ７…位置検
出器 ７ａ…速度変換部 ８…速度制
御部 ９…トルク基準制限部 ９ａ…除算
器 １０…弱め界磁制御部 １１…磁束
演算部 １２…内部相差角演算部 １３…内部
相差角制限部 １４…トルク電流基準制限部 １５…ベク
トル演算部 １５ａ…２相３相変換部 １６…界磁
電流制御部 ３７，３７ａ，３７ｂ…安定限界判定部 ３８，３８ａ，３８ｂ…トルク基準補正部
Claims (7)
- 【請求項１】ｄｑ軸電流基準に基づいて交流電流を供給
し同期電動機を駆動する電力変換部と、磁束基準とトル
ク基準とからトルク電流基準を求め、前記同期電動機の
電機子電流から検出されるｄｑ軸電流と前記同期電動機
の界磁電流検出値とからｄｑ軸磁束を求め、前記ｄｑ軸
磁束から内部相差角を求め、前記内部相差角と前記トル
ク電流基準とから前記ｄｑ軸電流基準を求めるベクトル
制御部と、前記内部相差角に基づいて補正指令を出力す
る安定限界判定部と、前記補正指令に基づいて前記トル
ク基準を補正するトルク基準補正部とを備え、内部相差
角が所定値を越えるときトルク基準を抑制するように補
正することを特徴とする同期電動機の制御装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の同期電動機の制御装置に
おいて、前記安定限界判定部は、前記内部相差角δに基
づいて１／（ｃｏｓδ）2 を求め、この値が所定値を越
えるとき第１補正指令を出力する第１安定限界判定部
と、前記内部相差角δに基づいてｔａｎδを求め、この
値が所定値を越えるとき第２補正指令を出力する第２安
定限界判定部を備え、前記トルク基準補正部は、前記第
１補正指令が出力されたときトルク基準の変化率を抑制
するように補正し、前記第２補正指令が出力されたとき
トルク基準を所定値に制限することを特徴とする同期電
動機の制御装置。 - 【請求項３】請求項１に記載の同期電動機の制御装置に
おいて、前記安定限界判定部は前記内部相差角δに基づ
いてｔａｎδを求め、この値が所定値を越えるとき前記
補正指令を出力し、前記トルク基準補正部は補正指令が
出力されたときトルク基準を所定値に制限することを特
徴とする同期電動機の制御装置。 - 【請求項４】請求項１に記載の同期電動機の制御装置に
おいて、前記安定限界判定部は前記内部相差角δに基づ
いてｔａｎδを求め、この値が所定値を越えるとき前記
補正指令を出力し、前記トルク基準補正部は補正指令が
出力されたときトルク基準の変化率を抑制するように補
正することを特徴とする同期電動機の制御装置。 - 【請求項５】請求項１に記載の同期電動機の制御装置に
おいて、前記安定限界判定部は前記内部相差角δに基づ
いて１／（ｃｏｓδ）2 を求め、この値が所定値を越え
るとき前記補正指令を出力し、前記トルク基準補正部は
補正指令が出力されたときトルク基準の変化率を抑制す
るように補正することを特徴とする同期電動機の制御装
置。 - 【請求項６】請求項１に記載の同期電動機の制御装置に
おいて、前記安定限界判定部は前記内部相差角δに基づ
いて１／（ｃｏｓδ）2 を求め、この値が所定値を越え
るとき前記補正指令を出力し、前記トルク基準補正部は
補正指令が出力されたときトルク基準を所定値に制限す
ることを特徴とする同期電動機の制御装置。 - 【請求項７】請求項１に記載の同期電動機の制御装置に
おいて、速度基準と前記同期電動機の速度検出値とから
前記トルク基準を出力する速度制御部を備え、同期電動
機の速度を制御することを特徴とする同期電動機の制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9087834A JPH10286000A (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 同期電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9087834A JPH10286000A (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 同期電動機の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10286000A true JPH10286000A (ja) | 1998-10-23 |
Family
ID=13925970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9087834A Pending JPH10286000A (ja) | 1997-04-07 | 1997-04-07 | 同期電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10286000A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1658556A2 (en) * | 2003-08-28 | 2006-05-24 | Motorola, Inc. | Fault detection in an electric power-assisted steering system |
| WO2014033959A1 (ja) * | 2012-09-03 | 2014-03-06 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 同期電動機の駆動装置 |
| JP2016092991A (ja) * | 2014-11-06 | 2016-05-23 | ダイキン工業株式会社 | 電動機駆動装置の制御装置 |
-
1997
- 1997-04-07 JP JP9087834A patent/JPH10286000A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1658556A2 (en) * | 2003-08-28 | 2006-05-24 | Motorola, Inc. | Fault detection in an electric power-assisted steering system |
| EP1658556A4 (en) * | 2003-08-28 | 2008-12-31 | Motorola Inc | DETECTION OF FAILURES IN AN ELECTRIC POWER ASSISTED STEERING SYSTEM |
| WO2014033959A1 (ja) * | 2012-09-03 | 2014-03-06 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 同期電動機の駆動装置 |
| TWI472144B (zh) * | 2012-09-03 | 2015-02-01 | Toshiba Mitsubishi Elec Inc | 同步電動機之驅動裝置 |
| JP5835496B2 (ja) * | 2012-09-03 | 2015-12-24 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 同期電動機の駆動装置 |
| US9948223B2 (en) | 2012-09-03 | 2018-04-17 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Drive unit of synchronous motor |
| JP2016092991A (ja) * | 2014-11-06 | 2016-05-23 | ダイキン工業株式会社 | 電動機駆動装置の制御装置 |
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