• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1984002235A1
    申请号:PCT/JP1983/000421
    申请日:1983-11-25
    公开日:1984-06-07
    发明作者:Mitsuo Kurakake；Keiji Sakamoto
    申请人:Fanuc Ltd；
    IPC主号:H02P23-00
    专利说明:
    [0001] .與 細 眷
    [0002] 交濂モ ー タ の制御方式
    [0003] 技 裙 分 野
    [0004] 本発明は、 交淹モ ー タ の速度ループ演算と ¾流ループ 演算と をマ イ ク ロ プ ロ セ ッ サによ って演算し、 交流モ ー を制御する交流モー タ の制御方式に闥し、 特に速度及 -—ひ電流ルー プの応答特性を向上せしめる と と 出来 交 流モー タ の制御方式に関する。
    [0005] 背 景 技 術
    [0006] 交濂モ ータ をサーボ制御するのに、 近年マ イ ク ロ ブ口 セ プ サ等の演算回路が用い られて.いる。 マ イ ク ロ ブ ロ セ ッ サでは、 指令速度と交流モ ー タ の実速度との差速度か ら電流指'会を演算する速度ループ演算と、 鷺流指合と交 流モ ー タ の電機子電流との差に基づき、 サ ー ボモ ー タ の 鼋流駆動回路への指令を演算する電流ループ演算とを少 る く と も実行する必要がある。
    [0007] サ ー ボモ ー タ の動作特性を望ま しい も のとするには、 速度ループに比べて、 罨流ル ー プの応答特性が早 こ と が必要とされるが、 サーボモータには逆起電力に よ る速 度と電流の干渉があるため、 前記速度ループ演算と雷流 ルー プ演算は独立させる こ とができず、 所定サ ン ブ リ ン グ周期で両演算を実行し ければ ¾ ら ¾ ので、 マイ ク 口 プ ロ セ ッ サの ½理時間の上での負担と ¾ つて た a しかも速度ル ーブ演箅を電流ループ演算に比し長 周 期毎に実行したと して も、 逮度ル ーブ演算降に、 実効値 電流を求める演算を行 ¾ う と演算時間が長 ため、 速度 ル-一ブの応答特性が劣化してしま う とい う問鬣も生じて いた。
    [0008] 従って、 本発明の目的は、 電流ループの応答特性を向 上せしめ しかも速度ルー プの応答特性を も 向上せしめる ことのでき る交流モ ー タ の制御方式を提供するにある。
    [0009] 発 明 の 開 示
    [0010] 交" ¾ モータの速度を検出する検出器と、. 該交流モ ー タ に流れる実電流を検出する検出器と、 該交流モータの ¾ 力駆動回路と、 該交流モータへの速度掬令と該検出され た実速度との差速 ¾から電流指令を求める速度ル ーブ演 算と、 該電流指令と該検出されえ実電流との差電流を得 る電流ループ演算とを行 う制御部とを設け、 該制御部 の差電流を該電力軀動回路へ与えて交流モータの制御を 行 う場合に、 前記電流ループ演算にお ては、 該検出 された実速度を所定倍率で增幅した速度補價侰号を得て 電力駆動回路への指余を該速度補儍信号で補儍し、 かつ 電流ループ演算を速度ループ演算よ ] 小さ サ ンプ リ ン グ周期で実行する と共に速度ループ演算時に 1 サ ンプ リ ング前の電流指会値から当該サンブ ング時の実電流を 推定し、 該推定された実電流と該差速度から電流指会を 演算する よ う に構成する。
    [0011] 図面の籣単 説明
    [0012] 第 1 図は同期モ ー タ の構成図、 第.2 図は徒来のサ一ボ 制御ブロ グ ク図、 第 3 図は従来の制御方式 よる速 ¾、
    [0013] Ο ΡΙ 電流説明図、 第 4 図は本発明のサー 制掷ブロ グ ク図、 第 5 図は本発明の一実施例回路図、 第 6 図は第 5 図構成 の要部構成図、 第 7 図は第 6 図構成の動作説明図、 第 8 図、 第 9 図は本発明に よ る動作説明図である。
    [0014] 発明を実施する めの最良の形態 以下、 本発明を図面に従い詳細に説明する。
    [0015] 電流ループが応答特性の早 ものが要求される交流モ ータ と して同期モータがある。
    [0016] この様 ¾同期モータ にお ては、 ト ルクを一定に制御 る必要があ 、 このため、 ステータ である罨機子巻線 には、 ロ ータに よ 誘起される誘起起鷺力 と.同相の電流 を流す様に制御する技術が開発されている。 この技術を、 第 1 図に示す同期モー タ の構成図を用いて説明する と、 永久磁石である ロ ータ 1 の磁界の q轴よ ]) の角度の位 置での磁束密度 Bは、
    [0017] B = Bm sia θ (ι) と るる。
    [0018] 又、 図のス テー タ 2 の a 卷線と鎖交する磁束 #は、
    [0019] — —≠m cos σ (2) と ¾る。 （ 但し、 #mはロータ 1 の q 轴上での磁束とする β) 従って a巻線の誘起起電力 は、
    [0020] =：―≠ · ρ · »m -sia β (3) とる る。 （ 但し、 0= Ρ ΠΙ= Ρ · "1Β · t とする。 ） ^様にして a巻線と各々 + ， の角度に S置されたス テ一タ 2 の b巻線、 c巻擦の誘起起 ¾力 es , esは、
    [0021] 2
    [0022] e¾ =— m · P · ®m · sii ( 一- ) (4) e3 =— · P · &m · sii ( r* ) (S) と ¾る β
    [0023] こ こで、 各電機子巻線 , b, cに流す ¾流を ii , i,', i3 とする と、 係る 3 相同期モータの出力 ト ル ク Τは、
    [0024] Τ = ^ ei · ii + e¾ ·· i2 4- β¾ · ii ) (β) で表現されるか ら、 （3), (4), )式を 式に代入じて、 Τ =— - r≠ · P · «m { i j · sii S + i z · sii ( 5一" )
    [0025] + i3. sii ( S— -ar ) } …。 … .（7) と る。 ト ルク Tを一定にするには、 角度 Sに依存し ¾ 様にすれば良 から、
    [0026]
    [0027] ( 但し、 I は電流の振欏である。 ）
    [0028] とすれば、 （7)式の ト ル ク Tは、
    [0029] = -¾· Ι (9)
    [0030] O PI
    [0031] . 舊 と- ¾ i ト ルク τはロ ー タ 1 の回転位置に よ.らず一定と るる。
    [0032] こ の様 ¾制御を行る う めには、 同期モ ー タ の ロ ー タ 角度を検出 し、 これによつて各電機子 ¾¾の値を制脔す ることが必要と ¾る。
    [0033] しかしるが ら、 各電機子巻線の電流が理想値よ ] ^ だ け遅れていると、 各鷲機子巻線の電流 "， i«, isは、 i！ = I sia ( — ιίβ ) is ss I sii ( Θ— ^rx— 9 )
    [0034] "
    [0035] " - I sii ( ί一了 *一 ) とな るから、 出力 ト ルク Τは
    [0036] T =-|- I sii ( + 9) とな って、 1 ^ ルクが滅少する こと に ¾る。
    [0037] この様に、 同期モ ー タ の ト ルク一定制槨をするために は、 電流指会に対する実嬝の電流の応答铨を良好にする ことが必要と ¾ る。 郢ち、 第 2 図の同期モ ー タ の従来の 制御回路プロ グ ク図に示す様に、 同期モー タ 1 Q 1 の実回 転速度 ▼ を検出 し、 指令速度 VCMDとの差を演算器 105 で 求め、 得られた差速変を速度ループ演算回路 106で電流 指令 I に変換後、 同期モー タ 1 に流れる実電流 i との差 を演算器 1 1 αで求め、 この差 «流を電流ルーブ谏箅回路
    [0038] 113で演算し、 パルス幅変調兼イ ン パータ画路 1 15で電 カ增幅して罔期モータ 101 に与える様に構成されている- ¾ れをマイ ク ロ ブ口 セ プ サで実行するには、 浪算器105 から電流ループ演算器 u sの動作を演算 ¾理によ ！？実行 すればよ く、 この実行を電流ルー プの応答特性に応じた サン-ブ リ ンダ周期で行 ¾ う必要がある。 しかし、 サーボ
    [0039] 5 モータには逆起電力による速度と電流の干湊があるため、 - -前記 S流ル ーブ涑算と速度ループ演算を独立させる こと 一- —ができず、 所定サ ン プ リ ン グ周期で两演算を実-行し ¾け れば ら ので、 マイ ク ロ ブ口セ グ サの^理降降上で の負担と ¾ つて た。
    [0040] 18 そこで、 本発明では、 覚淹ループを速度ループから独 立に動作可能とする と共に電流ループ演算の周期を速度 ループ演算の周期よ 小さ く し、 逆に言えば、 速度ル ー ブ演算の周期は大き く して、 マ イ ク ロ プ ロ セ ッ サの負 H を軽減して、 鷺流ループ演算の周期を小さ く している。
    [0041] 15 更に、 本発明では、 このよ に周期が大き く された速 度ループ演算の応答性を向上せしめるえめ、 速度ループ に電機子電流成分をフ ィ ー ドパッ ク して ]) 、 しかも こ の電機子電流成分を 1 サ ンプリ ング前の電流指令か ら予 測しマイ ク 《 プ ロ セ ッ サの処理時間增大を防止して る。
    [0042] 20 第 4図は本発明の原理説明ブロ ッ ク図であ 、 図中、 第 2 図と同一の ものは同一の記号で示してあ 、 1 2 0 は 加算器、 1 2 1は乗算器であ ] 、 速 ¾ フ ィ ー ドバッ クを構 成する ものである。 ΜΡιは第 1 のマイクロ ブ a セ グ サであ ]？、 演算回路 1 0 5、 速度ルー プ演算器 1 0 6の動作を周期
    [0043] 25 Taで渙算処理によ って行る う も のであ ] 、 ΜΡ» は第 2 の マイ ク ロ ブ口セ プ サであ ])、 演算回路 1 10、 ¾流ループ 演算器 1 1ミ、 加算器 120の動作を周期 で演算処理 する ものである。 そ して、 各マ イ ク ロ ブ 口 セ グ サ MPi , MPs の周期 ， Taは次の闋係にする。
    [0044] T¾ = η · Τι 3) 伹し、 nは 2以上の整教である。
    [0045] こ ©第 1 のマイ ク ロ ブ ロ セ ッ サ MP は更に速庋ルーブ演 算して I P制御を行 、 マ イ ク ロ プ ロ セ サ M3Pi の ¾力
    [0046] u(k)は次式で与えられる。 u(¾=-k, ·∑ ( v(i)- r(i)- k, - Y(¾ - k3 - i(¾ 但し、 Wi)は実回転速度、 r(i)は指合速度、 i<k)は実効值電 機子電流である。
    [0047] 実効値電機子電流 は、 同期モータ 101の実相電流
    [0048] lav, law, lauを用 て次式で表わされる。
    [0049] ヽ , Iau、2 , ,Iav、a , - law—、2 i(k)= ~-( I2au + Iaav + I2aw ) 0¾
    [0050] しか しながら、 マイ ク ロ プ ロ セ ッ サにと って乗算命令 の実行時間は他の命令に比べて時間がかかるので、 マイ ク π ブ π セ ッ サ MPiが実相電流を検出 して係る演算を行 ¾ う こ とは、 負荷が增加するので、 前のサン プ リ ング時の 出力 u (k— 1 ) を k時点の実効値電機子電流と推定して る， i ( = a(k— 1 ) ：
    [0051] 即ち、 マイ ク ロ プ ロ セ ッ サ MP!から （K一 1 )時に出力
    [0052] O PI ii(k一 1 )が ループ （マイク βプロセ グサ MP,)に出力され ると、 電流ル ーブは攝期 Tiで速度ループの次のサ ン ブ リ ン グ時 ( k時） ま でに実効值電流が a(fc—1 ) に ¾る様制御す る。 換言すれば、 髦流ルー プを実裀 ¾流がサンプ リ ン グ 周期 Tsの間に速度ルー プの指令出力 a に整定する様に後 述する比倒積分僳数を設定して設計する。 この様にすれ ば k時点のサ ンプ リ ン グ時の実効値電流は u (k—1 ) と 推定でき る。 従って、 第 ^式は、 第 ^式を代入して、 u(¾ = - ki · ∑ r(i)) -k,« T(k -ks- ( 1 )"·縛
    [0053] i=0 と ¾る。
    [0054] マイ ク α プロ セ ッ サ が Τ2周期毎に第^式を演算する ことに よ って、 制御対象の完全フ ィ ー ドパ プ ク制御によ る IP制御が可能とる ] 、 系を安定化し、 指会と制御量と の誤差に対しては、 積分特性を入れ、 よ 応答特性が向 上する。
    [0055] 又は、 第 4 図にお て、 電流ループ演算器であるマイ ク ロ プ ロ セ プ サ MPSに速度フィ ー ドパック （乗算器 121、 M 算器 1 20 ) が設けられている理由は、 ¾流ルー プの実速 窒依存性を打消 し、 «流ループと速度ループを独立動作 せしめる めである。
    [0056] 即ち、 同期モータ 101 を伝達 ¾数で示すと、 第 2 図の 鉬 く 、 電流ループには、 モータの逆起覚カ定数 Keによる 速 ¾ ▼からの滞逢がある。 尙、 Tilは負荷 ト ル ク 、 La, Ra, t, J は各々伝達定数である。 この速度帰還は、 実 電流に影響を与え、 特に速度が大きい時には、 電流ルー ブは速度 T の影饗を受け、 実電流の応答は劣化する。
    [0057] 即ち、 加速時を考える と、 第 3 図に示す様に、 係る速 度帰還を無視した場合には、 点線で示す様に各 * 時閽 t に対する速度 、 実電流 i は理想的に推移するが、 係る 速度埽逮のため、 実際には実線の如 く 、 実電流 i は速度 τ の影饗を受けて、 電流値が大き く ¾つえ ] 、 又、 加速 時間が延びる。
    [0058] 第 2 図において、 実速度 V、 実電流 i に対する負荷 ト ルクを焦視しえ微分方程式は、
    [0059] d dt〔÷〕 〔千〕 +〔や〕 e
    [0060] と ¾ る。
    [0061] こ こで、 マイ ク ロ ブ口 セ タ サに よ る実現を考えて、 以 下離散値系で説明する。
    [0062] 式をサ ン プ リ ン グ周期 Tの離散値系に直すと、
    [0063] V (k + 1 ) = ΐ! · v(k)+ Χ2 - i (k)
    [0064] 4- h2 - u(¾)
    [0065] i (k+1 ) = ½· v (お i(k)
    [0066] -h2 - u(k) 0$ 但し、 U ( は電流ループ演算回路 1 15の出力である。
    [0067] 第 ^式を見る と、 速度項 マ (k)をるくすことによって、電流 i (k+1 ) は速度に関係が ¾ く ¾る。
    [0068] このため、 電流ループに速度 フ ィ ー ドパ タ クを追加し、 - 两期モータ固有の速縻フ ィ 一 ドバ グ クを打消す搛に構成 されて る。
    [0069] 第 4図は本発 の一実歲锊ブロ グ ク図であ ] 、 図中、 第 2 図と同一のものは同一の記号で示 してあ ] 、 1 2Sは
    [0070] 5 加算器、 121 は乗算器であ ] 、 速度フ ィ ー ドパッ クを構 成する ものである。 乗算器 121の伝達僳数を ki とし、 第
    [0071] - 一^ ¾にこの速度フ ィ 一 ド パ プ ク を加える と、 式は、 i (k+1 ) = ( ½-kf * h， ) τ ( +#β· i s)+h» …
    [0072] 10 とまる。
    [0073] 従って、 ^i-kf · h» = Q
    [0074] .·. kf = ^a/ht
    [0075] と還べば、 第 式は、
    [0076] i (k+1 ) =^ei ©
    [0077] 15 と ¾ ] 、 実電流 i (k+1 ) は、 速度 τと無関係と ¾る。
    [0078] これによ ] 、 ¾流ルー プの特性を同期モー タの速度に 麵関係で制御できるから、 速度が大きい と きでも電流ル ー ブの応答は劣化し ¾ 。
    [0079] 第 S 図は本発明の一実旄例回路図であ ] 、 1 つのマイ 20 ク ロ コ ン ビュータで速度ループ、 電流ルー プの濱算を行 it *> ものである。
    [0080] 図中、 101 は回転界磁形の同期 ¾動機、 1 Q 8は濱算制 御部であ ] 、 第 3 図に演算回路 1 Q 5、 速褎ループ演算回 路 1 Q6、 演算回路 1 10、 電淹ループ演算回路 1 1 S及び加 25 算器 1 20の動作をプロ ダ ラ ム制街に よる浪箅動作によ つ て行な う も のである。 演算制御部 1 EJ 3はモータ制御プロ グ ラ ム に従い濱算動作を行 ¾ ゥブ ロ セ グ サ 108»と、モー タ制御プ ロ グ ラ ムを格納する プ ロ グ ラ ム メ モ リ と、 データの記懷のためのデー タ メ モ 108 c と、 NC装置等 の外部からの指令を受けるための入出力ポー ト 108d と、 パ ル ス輟変調回路 1 14にアナ π グの電流指会を与えるた めのディ ジタ ル ' アナロ グ （ DA) 変換器 108 « と、 変流器 112ひ， 1 12V, 112Wからの実相 ¾流 Ia Ia , lawを受け、 ディ ジタ ル値に栾換するためのアナロ グ · ディ ジタ ル (AD) 変換器 108f と、 パ ル スコーダ 112から最初に同期 モータ 101の界磁極の回転位置 な を示す位置コ 一 ドが B ー ドされ、 ^降パ ル ス コーダ 1 1 2から同期モ ータ 10 iが 所定角回転する毎に発生される回転パ ル ス Pi , を計教 する カ ウ ンタ 1 08^と、 これらを接続するえめのア ド レ ス . データバ ス 108h とで構成されている。 尙、 バ ル スコー.ダ itsは、 同期モー タ 1 Q 1 の界磁極の位置を示す位置コ ー ドと、 同期モータ 101が所定角回転毎に出力される回転 パ ル スを発生する も ので-ある。 1 14はパルス幅变調回路、 115はパルス幅変調回路の出力信号に よ ] 制御されるィ ン バ ータ、 1 16は 3 相交流鷲源、 117は 5相交流を直流 に整流する公知の整流回路でダイ ォー ド群 117a及びコン デンサ 1 1 7bを有して る。 パルス幅変調回路 114は第 図に示す如く 鋸歯状波 STSを発生する鋸歯状波発生回路 STSGと、 比較器 COMU， COMV, COMWと、 ノ タ ト ゲー ト NOTi〜 NOT3 と、 ドライバ DVi〜 1>ν·とから: ¾ ] 又ィ ン バ 一ダ INVは ά僂のパワー ト ランジスタ <¾〜 C とダイ オ ー ド Di〜 Deを有して る。 パルス幅変調器 の各比較器 COMU, COMV, COMWはそれぞれ鋸齒状波信号 STSとミ钼 交流侰号 iu， i iwの振幅を比較し、 Ia， IT, IW^ STSの值 よ ] 大き と きに を、 小さ と きに をそれぞれ ¾力する。 従って、 iuにつ て着目すれば比較器 COMU から第 7 図に示す電流指令 iucが出力される。 郎ち、 , irt if©振幅に応じてパル ス幅変調された三相の電澹攉令 iuc, ire, iwcが出力される。 そして、 これら三相の肴淹指 令 iuc， ivc, iweは、 ノ ク ト ゲー ト ΝΟΤι〜 NOT,、 ドライバ DVi〜 DV*を介してィンパー タ駆動僂号 S 〜 SQ, として出 力され、 イ ン バ ータ 11 5に入力される。 イ ン パ ータ 115 に入力されたこれらィ ンパー タ慝動信号 SC 〜 SQ«はそ れぞれパ ワ ー ト ラ ンジス タ Qi〜 Qeのベースに入力さ れ、 該パワ ー ト ラ ン ジス タ 〜Q*をオンノオフ制御して誘導電 動機 1 Q 1 に三相電流を供給する。
    [0081] 次に、 第 5 図構成の動作について同期モ ー タ 1 U 1があ る速度で回転して る と きに速度指令が上昇した場合に つ て説明する と、 既にカ ウ ン タ i o a^には、 同期モータ 1 01 の回転鬨始直酋に位置コー ドがロ ー ドされ、 同期モ ー タ 101 の回転に泮¾ 発生する回転パ ルス P!, を計 数して るから、 カ ウ ン タ 1 Q 8 は常に同期モータ 101 の 界磁極の回転位置を表示して る こ とにる ！）、 回転パ ル ス Pi, Paの周期モータ 1 Q 1 の速度に比例するか ら、 所定 時間間隔におけるカ ウ ン タ 108 の值の增分は同期モータ 1 Q 1の回転速度に対応する。
    [0082] (3)先ず、 同期モータ 1 o 1 を所望の回転速度 Vcで回転せ しめるべく 、 NC装置等の外部から速度指会 VCMDが 入出力 ボー ト 1 (38 dに入力し、 パス 10811を介しブ ロ セ ッ サ 108a に伝え られる。 次にプ ロ セ ッ サ 108 aはカウ ン タ 108^の カ ウ ン ト値をバス 10811を介し読取 、 前回読取った値と の差分を演算し、 サン プ リ ン グ間隔 T2で割って、 実達変 Vaを演算する （ 実速度検出ス テ ッ プ ） 。 ②更 ：、 ブ ロ セ ッ サ 108aは速度指余 VCMDと実速度 Vaの差である速度誤 差 ERを演算し、 更に前述の第 $式の演算を行 う。 即ち、 前回のサンプ リ ング時である （k一 1 ) 時に用い it .∑ _ { τ(ί)
    [0083] 1=0
    [0084] -r(i))及び u (fc— 1 ) をデータ メ モ リ 108cに記憶して き、 先づ
    [0085] S(¾ = ^ ( v(i)- r(i)H-ER 但し、 ER-v ( 一 r ( とする。
    [0086] を演算し、 を演算する。 そして、 デー タ メ モ リ 108cの s — 1 )を s ( に、 u (k— 1 ) を u に更新し、 次回の演算に備える。 尙、 钧式の演算結果 u(k)は電機子電流の振幅に栢当する。 即ち、 負荷が変動 し、 ある は速度指会が変化する と速度誤差
    [0087] ERが大きく 、 これに応じて電機子電流振幅 I s も大き く ¾ る。 I sが大き く ればよ ] 大き ¾ トルクが発生し、 この ト ル クに よ 電動機の実速度が指令速度にも た らされる。 振 IPO 辐指令 Isを得る （ IP制御演算ステツブ） β
    [0088] ^上は速度ループ演算ステ ッ プであ 、 第.8 図に示す 如く 、 サ ン プ ング周期 Τ2毎に行 われる。
    [0089] ③次に、 ブ ロ セ グ サ 108*はカ ウンタ 1 Q 8 のカ ウ ン ト 値か ら、 同期モータ 1 Q 1の界磁極の回転位置 なを示す
    [0090] SIN なのデ ィ ジタ ル値、 お よび な + の回転位置を示す
    [0091] SIN ( α-Η— ) のディ ジ タ ル値を、 デー タ メ モ リ 108 c に 記憶-されえテ一ブルから検索して求める。 この値を用い て、 プ ロ セ ッ サ 1 Q Saは、 次式から三相の電流指合 Iu, Iv,
    [0092] を滾算する。
    [0093]
    [0094] ④次に、 ブ ロ セ ク サ 108aiは、 変流器 1 12U, 112 V，
    [0095] 112Wから得られた実相電流 I av， law, I aaを AD変換器 108f でディ ジタ ル化された各実電流をバス 10811を介し読み取 1 、 前述の三相の電流指令 Iu, ίτ, と実相電流 ia
    [0096] I ailとの差分を演算し、 次式に示す比例積分演算 をおこ ¾ つて、 DAコンバータ 108eへの指令
    [0097]
    [0098] OMPI WIPO 値 iu, iy, iwを求める。
    [0099] 前述の如 く 、 プ ロ セ ッ サ 108aから、 k—† ^点に電流指 A Is (k— 1 ) が出力されると、 鼋流ループは速度ループの次 のサ ン プ リ ン グ時 （ k 時点 ） ま でに、 交流モ ー タ の実効 値電流が I s (k— 1 ) にるる よ う に制御するために、 換言 すれば、 交流モ ー タ の実効値電流が、 サ ン プ リ ン グ周期
    [0100] T2の間に速度ループの電流指会 I sに整定する よ う に、 電- 流ルー プはサン プ リ ン グ周期 で制御を こ ¾ うために、 ^式の ゲイ ン , Κ» 'を調整する ことで、 この よ う 制御 状態を実現させる。
    [0101] ⑤次に、 プロ セ ッ サ 108 aは、 前述の速度ル ーブ演箕ステ ッ ブで得た実速度 Vaに前述の係数 fcf を乗じ、 速度補儍出 力 VC"5"を得、 前述の三相交流信号 iti， iv， から差引き、 補償された三相交流信号 iu， iv， iwを得る。 ^上が電流ル ーブ演算ステ グ ブであ ] 、 第 8 図のサ ン プ リ ン グ周期 Ti 毎に行るわれる。
    [0102] この様に して得た補儍三相交流信号 iu， iv, をブ πセ サ サ 108aがパス 108hを介 し DA変換器 108 eへ送！？、 当 該三相交流信号 iu， iv, iwをアナログ変換して パ ル ス幅変 調回路 1 14へ送 ] 、 以降同様に して同期モー タ 101に三 相電流がィ ンバ ータ 1 15から送 られる。
    [0103] プ ロ セ ッ サ 108 aは、 前述の速度ル ーブ演算をサンプリ ン グ周期 T2毎に、 電流ループ演算をサ ン プ リ ング周期
    [0104] 毎に行な う 。 第 8 図の例では 1 回の速度ループ演算に対 し、 4 回の鷺流ループ演算を行るい、 第 9 図の如 く 速度
    [0105] OMPI ループ演算による電流指会は邇期 T2でステップ状に変化 し、 これに対し鼋流ルーブ演箕は 4 回行 ¾われるから、 ^式のゲイ ン を調整し、 電流応答がサ ンプ リ ング周期 Τ* の間に指会に対して整定する よ う にすれぱ、 電流ループ
    [0106] 5 の蔼 答特性を満足でき る。 ブ口 セ ッ サ 1 Q 8a はサン ブ リ ング周期 Τ2毎に前述の演算動作をプ ロ グ ラ ム メ モ
    [0107] ' -リ 1 Q 8bの制御ブログラムに従って実行し、 同期モータ 10t - を制御して、 最終的に同期モータ 1 01 を指令速度で回転 せしめる。
    [0108] 0 第 5 図の実施例では、 1 つの演算制御部によって速度 及び電流ル ーブ滇算を行 つているが、 第 4 図の如 く 速 度ループ用と電流ループ用に別々 の演算制御部を設けて も炱い。
    [0109] ま た、 第 5 図に 、ける DA変換器 108eをカウンタで構成5 し、 デ ィ ジ タ ル値の Ξ相交流信号をプ ロ セ ッ サ 1 (38a が バス 108hを介して該カウ ンタへ送] 、 ここで パ ルス幅変調 を出力-する よ う にして も よい。 お、 パルス幅変調を行 う場合に、 例えぱ特開昭 53— 48449号公報に見られる 様に、 ア ツ ブ * ダ ウ ン カ ウ ン タ 回路を駆動するためにク0 口 タ ク発振回路を傭えたデ ィ ジ タ ル集積回路を招い、 該 ア ツ ブ · ダ ウ ン カ ウ ン タ にプ ロ グ ラ ム可能 ¾読出 し專用 メ モ 9が応答して電力段に对し要求されるパ ルス幅変調 駆動信号に比例するディ ジタ ル出力信号を発生させる様 に構成して交流基準波形を使用する こ と ¾ く 直流電圧を5 交流出力波形に直接デ ィ ジ タ ル的に栾換する よ うにして も よ 。 その場合は、 該パ ルス 幅変調信号はベース ^動 回路へ送 ] 、 該信号によ ！） イ ンパ ー タを制御する こ とが でき る。
    [0110] 以上説明 した様に、 本発明に よれば、 速度ループ演算 と電流ループ演算と を演算回路によ っ て行る う に際 し、 電流ループ演算の周期を小と し、 速度ループ演算の周期 を大と しているので、 演算回路の処理能力内で電流ル ー ブの応答特柱を向上せしめる こ とができ る と う効果を 奏する他に、 速度及び電流ループを独立にする こ とがで き、 速度ループ演算に際し、 1 サ ン プ リ ング前の振幅指 令値によ っ て当該サ ン プ リ ン グ時の振幅指会を補正 して い る ので、 当該サ ン プ リ ン グ時の実効値電流を演算する こ と く 、 I P制御が可能と 速度ループの応答特性 を向上せしめる こ とができ る とい う効果を奏し、 一層電 流ループ演算の周期を小さ く する こ とが可能と ¾ る。
    [0111] 尙、 本発明を一実施例に よ ] 説明 したが、 本発明はこ の実施例に限られず、 本発明の主旨の範囲内で種々 の変 形が可能であ ] 、 本発明の範困から これ らを排除する も のでは い。
    [0112] 産業上の利用可能性
    [0113] ¾上、 本発明によ れば、 交流モ ー タ の速度ルー プ演算 と電流ループ演算と をブ 口 セ ッ サを用 て行 い交流モ ータ を制御する方式において、 速度及び電流ループの応 答特性を向上させる こ とができ る。 従って、 本発明は交 流モ ータ の制御の分野に適用 して好適である。
    权利要求:
    Claims 請 求 の 範 囲
    1. 交流モ ータの制御方式にお て
    (a) 交流モー タの速度を検出する検出器と、
    (b) 該交流モータに流れる実電流を検出する検出器と、
    5 (C) 該交流モータ を駆動する電力駆動回路と、
    (<0 該交流モ ー タへの速度指令と該検出された実速度
    ― -との差速度か ら電流指令を求める速度ル ーブ演集と、 該
    - 電流指令と該検出された実電流との差鼋流を得る電流ル
    ———ブ演算と を行 う制御部とを設け、 該電流ループ演算
    to -に ては、 該検出された実速度を所定倍率で增幅した
    速度補償信号を得て、 該電力駆動回路への指令を該速度
    補價信号で補僳し、 かつ該鷲流ループ演算を該速 ¾ ル ー
    ブ演算よ D小さいサ ンブ リ ン グ周期で実行する と と も に
    該速度ループ演算時に 1 サ ンプリ ン グ前の電流指令値か
    15 ら当該サン プリ ン グ時の実電流を推定し、 該推定された
    実電流と該差速度から電流指佘を演算する こ とを特徵と
    する交流モータ の制御方式。
    2. 前記速度ル 一 ブ演算と前記電流ループ演算と を 1 つ
    のブ ロ セ ッ サで行る う こ と を特徵とする請求の範囲第 1
    項記載の交流モータの制御方式。
    i 前記速度ループ演算と前記電流ループ演算と をそれ
    ぞれ別個の演算制鉀部で行 ¾ う こ とを特徵とする請求の
    範囲第 1 項記載の交流モ ー タ の制御方式。
    25
    Ο ΡΪ
    ゝ 1PO , AA J
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    ES2717601T3|2019-06-24|Aparato de estimación de parámetros para un sistema de accionamiento de motor síncrono de imán permanente
    US9124209B2|2015-09-01|Method and apparatus for controlling power converter with inverter output filter
    KR100222384B1|1999-10-01|회전자석형 다상동기 전동기의 제어방법 및 그 장치
    EP1705789B1|2010-01-13|Power inverter system and method of correcting supply voltage of the same
    US5747971A|1998-05-05|Position and velocity sensorless control for a motor generator system operated as a motor using exciter impedance
    CN101582650B|2012-07-04|电力变换装置
    US5384527A|1995-01-24|Rotor position detector with back EMF voltage estimation
    JP3803659B2|2006-08-02|モータの制御システムおよびその制御方法
    EP1728315B1|2010-11-17|Adaptive position sensing method and apparatus for synchronous motor generator system
    Gallegos-Lopez et al.1999|High-grade position estimation for SRM drives using flux linkage/current correction model
    DE102009000609B4|2013-03-21|Stromregler und Verfahren und System zur Stromregelung für Wechselstrommotoren
    EP1100191B1|2004-04-07|Inverter control apparatus and method for controlling an inverter
    JP4007268B2|2007-11-14|風力発電装置
    US7388341B2|2008-06-17|Control system for permanent magnet synchronous motor and module
    JP3226253B2|2001-11-05|永久磁石同期電動機の制御装置
    JP4022630B2|2007-12-19|電力変換制御装置、電力変換制御方法、および電力変換制御用プログラム
    JP4785183B2|2011-10-05|永久磁石同期モータ制御システムおよび方法
    EP0175154B1|1991-11-06|Method of controlling inverter-driven induction motor
    EP1672780B1|2009-09-02|Lead-angle control method and device for operating permanent magnet synchronous motor in flux weakening regions
    US6812660B2|2004-11-02|Apparatus for controlling brushless motor
    US4862343A|1989-08-29|Induction motor control apparatus
    JP3972124B2|2007-09-05|同期電動機の速度制御装置
    Grenier et al.1997|Experimental nonlinear torque control of a permanent-magnet synchronous motor using saliency
    US7187155B2|2007-03-06|Leakage inductance saturation compensation for a slip control technique of a motor drive
    JP4685509B2|2011-05-18|交流電動機の駆動制御装置および駆動制御方法
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    JPS5996891A|1984-06-04|
    EP0126779B1|1987-03-18|
    EP0126779A1|1984-12-05|
    DE3370419D1|1987-04-23|
    EP0126779A4|1985-08-21|
    US4611159A|1986-09-09|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1984-06-07| AK| Designated states|Designated state(s): US |
    1984-06-07| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): DE FR GB |
    1984-07-21| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1983903585 Country of ref document: EP |
    1984-09-13| CR1| Correction of entry in section i|Free format text: IN 14/84,BETWEEN INID 22 INT.FILING DATE AND 71 APPL INSERT INID 31 PRIO APPL NR 57/206424 INID 32 PRIO DATE 251182 AND INID 33 PRIO COUNTRY:JP |
    1984-12-05| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1983903585 Country of ref document: EP |
    1987-03-18| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1983903585 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP57206424A|JPS5996891A|1982-11-25|1982-11-25|Control system for ac motor|DE8383903585A| DE3370419D1|1982-11-25|1983-11-25|Ac motor control system|
    [返回顶部]