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JPS5917625B2 - Induction motor control device - Google Patents

Induction motor control device

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Publication number
JPS5917625B2
JPS5917625B2 JP50073685A JP7368575A JPS5917625B2 JP S5917625 B2 JPS5917625 B2 JP S5917625B2 JP 50073685 A JP50073685 A JP 50073685A JP 7368575 A JP7368575 A JP 7368575A JP S5917625 B2 JPS5917625 B2 JP S5917625B2
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JP
Japan
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value
frequency
operation signal
control operation
control
Prior art date
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Application number
JP50073685A
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Japanese (ja)
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JPS51150016A (en
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修一 高橋
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Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to JP50073685A priority Critical patent/JPS5917625B2/en
Priority to US05/693,262 priority patent/US4051419A/en
Publication of JPS51150016A publication Critical patent/JPS51150016A/en
Publication of JPS5917625B2 publication Critical patent/JPS5917625B2/en
Expired legal-status Critical Current

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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は多相交流誘導電動機の制御装置に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a control device for a polyphase AC induction motor.

多相交流誘導電動機(以下特別の場合を除き単5 に電
動機と言う)の制御装置については本願出願人が昭和4
9年2月25日に出願した昭和49年特許願第2140
3号「交流電動機の適応制御装置」(以下先出願と言う
)に開示されている。
The applicant of this application developed a control system for a polyphase AC induction motor (hereinafter referred to as AA motor except in special cases) in 1939.
Patent Application No. 2140 filed on February 25, 1972
No. 3 "Adaptive Control Device for AC Motor" (hereinafter referred to as the "earlier application").

先出願においてはフィードバック制御における・o 指
令位置をθC)制御量すなわち電動機に連結して駆動さ
れる被制御体の現在位置をθa)電動機の現在速度をf
2とし、位置誤差(θc−θa)に関連して制御周波数
信号flの値をf1=f2+G1(θc−θa)または
f1=G1(θc−θa)と定め5(但しG1は比例常
数)、この制御周波数信号の値があらかじめ定められた
一定値のすベー周波数fkの値に対し(f、+fk)ま
たは(f、−fk)の関係にある変速周波数信号の値よ
りもf2に近いときは制御周波数信号により交流電源の
周波数を0 制御し、変速周波数信号の値が制御周波数
信号の値よりもf2に近いときは変速周波数信号により
交流電源の周波数を制御してθa■θcとなるよう制御
する制御装置を開示した。したがつて先出願の制御装置
においては制御量5 波数信号をfl〕’2+G1(θ
c−θa)に従つて合成する場合および変速周波数信号
(f2±fk)を合成する場合には電動機の現在速度f
2が交流電源の周波数を決定する要素となるが、充分短
い時間にf2の値を正確に測定することは困難であつて
、フ 特にf2の値が小さい場合に測定の精度が低下す
るとゆう欠点があつた。
In the earlier application, in feedback control, o command position is θC) control amount, that is, the current position of the controlled object connected to and driven by the motor is θa) current speed of the motor is f
2, the value of the control frequency signal fl in relation to the position error (θc - θa) is set as f1 = f2 + G1 (θc - θa) or f1 = G1 (θc - θa)5 (however, G1 is a proportional constant), and this When the value of the control frequency signal is closer to f2 than the value of the shift frequency signal, which has a relationship of (f, +fk) or (f, -fk) with respect to the value of the base frequency fk, which is a predetermined constant value, control is performed. The frequency of the AC power source is controlled to 0 using the frequency signal, and when the value of the variable speed frequency signal is closer to f2 than the value of the control frequency signal, the frequency of the AC power source is controlled using the variable speed frequency signal so that θa ■ θc. A control device is disclosed. Therefore, in the control device of the earlier application, the control amount 5 wave number signal is expressed as fl]'2+G1(θ
c-θa) and when synthesizing the variable speed frequency signal (f2±fk), the current speed f of the motor
2 is a factor that determines the frequency of the AC power supply, but it is difficult to accurately measure the value of f2 in a sufficiently short time, and the disadvantage is that measurement accuracy decreases, especially when the value of f2 is small. It was hot.

本発明の目的はこの欠点を除去し多相交流誘導電動機の
制御装置として最適の制御装置を得る点にある。
An object of the present invention is to eliminate this drawback and obtain a control device that is optimal as a control device for a multiphase AC induction motor.

以下図面について詳細に説明する。The drawings will be explained in detail below.

第1図は多相交流誘導電動機の簡易等価回路を示す回路
図とそのベクトル図で、図においてfl、V1、I4は
それぞれ電源周波数、入力電圧、人力電流であり、IO
,LO,ROはそれぞれ励磁電流(すなわら無負荷電流
)、励磁回路のインダクタンス、およびその損失を表わ
す等価抵抗、Ll,R,はそれぞれ一次側のインダクタ
ンスおよび抵抗、L2,R2はそれぞれ一次側に換算し
た二次側のインダクタンスおよび抵抗、VLは回転によ
り誘起する電圧(一次*側に換算した値)、Sはすべり
で である。
Figure 1 is a circuit diagram and its vector diagram showing a simple equivalent circuit of a polyphase AC induction motor. In the figure, fl, V1, and I4 are the power supply frequency, input voltage, and human power current, respectively, and
, LO, and RO are the excitation current (i.e., no-load current), the inductance of the excitation circuit, and the equivalent resistance representing its loss, Ll, R are the inductance and resistance of the primary side, respectively, and L2 and R2 are the primary side, respectively. The inductance and resistance on the secondary side converted to , VL is the voltage induced by rotation (value converted to the primary * side), and S is the slip.

またF2は電動機の速度であつて周波数に対し基準化し
た値で表わすものとする。電動機のトルクTは であり、ここにFs= fl − F2をすべり周波数
と言う。
Further, F2 is the speed of the electric motor and is expressed as a value normalized to the frequency. The torque T of the electric motor is , where Fs = fl - F2 is called the slip frequency.

また電流12は となる。Also, the current 12 is becomes.

式(1)から明らかなようにFs=0の点でT=0であ
り、Fs=0を中心としてFsの小さな範囲内ではTは
ほゞFsに比例して変化する。
As is clear from equation (1), T=0 at the point Fs=0, and within a small range of Fs around Fs=0, T changes approximately in proportion to Fs.

したがつてフイードバツク制御における指令位置をθC
)制御量である現在位置をθaとし、一般の場合制御動
作信号は速度フイードバツクを含めてとして、Eにより
すべり周波数Fsを制御すれば、TがFsに比例する範
囲ではとなる。
Therefore, the command position in feedback control is θC
) If the current position, which is a controlled variable, is θa, and in general, the control operation signal includes speed feedback, and the slip frequency Fs is controlled by E, then in the range where T is proportional to Fs, the following equation is obtained.

ここにKsはT(7)Fsに対する比例常数、Jは電動
機とその負荷を含む回転系の綜合慣性能率、Fは摩擦係
数であり、pは微分演算子を表わす。すべり周波数Fs
は色々な条件によつて制限される。
Here, Ks is a proportional constant for T(7)Fs, J is the total inertia rate of the rotating system including the electric motor and its load, F is the friction coefficient, and p represents a differential operator. Slip frequency Fs
is limited by various conditions.

絶対的な制限条件は最大トルクを与えるすべり周波数(
FTで表わす)による制限であるがFTは4種の場合が
存在する。すなわら仮に左回転の方向をFl,f2,f
sの正方向に定めると、Tの正負はFsの正負に一致す
るから(F2>0,fs>0)は左廻転加速トルクの場
合、(F2>0,fs<0)は左廻転減速トルクの場合
、(F2<0,fs<0)は右廻転加速トルクの場合、
(F,<0,fs>0)は右廻転減速トルクの場合、で
あつて、この4種の場合にいずれも最大トルクを与える
すべり周波数FTが存在しFsがこの値を超すと電動機
は不安定状態となる。
The absolute limiting condition is the slip frequency (
There are four types of FT cases. In other words, if the direction of left rotation is Fl, f2, f
If the positive direction of s is set, the positive or negative of T matches the positive or negative of Fs, so (F2>0, fs>0) is the counterclockwise acceleration torque, and (F2>0, fs<0) is the counterclockwise deceleration torque. In the case of (F2<0, fs<0) is the clockwise acceleration torque,
(F, <0, fs>0) is for clockwise deceleration torque, and in all four cases there is a slip frequency FT that gives the maximum torque, and when Fs exceeds this value, the motor is disabled. It becomes stable.

FTの値はR,が(2πF,)(L1+L2)に対し省
略できる範囲では式(1)からとなる。
The value of FT is from equation (1) within the range where R can be omitted for (2πF,)(L1+L2).

すなわらFsの絶対値はこのFTの値を超してはいけな
い。
That is, the absolute value of Fs must not exceed this value of FT.

Fsに対する第2の制限条件はV,の制御方法と12の
制限とから発生する。
The second limiting condition for Fs arises from the control method of V, and the limit of 12.

V1の制御方法は電動機の設計と関連して定めるべき問
題であつて色色な方法を考へることができるが、以下の
説明では便宜上T:1− 1 に従つて制御される場合について述べる。
The method of controlling V1 is an issue that should be determined in connection with the design of the electric motor, and various methods can be considered, but in the following explanation, for convenience, the case where it is controlled according to T:1-1 will be described.

式(6)は設計上の一つの数値例であつて、本発明の装
置がこの数値例に限定されるものでないことは申すまで
もなく、この分野の技術の知識を有する者にとつては本
明細書で述べる数値例を理解することによつて、他の数
値を用いる場合にもこれに応じて本発明の装置を設計す
ることは容易であろう。以下この明細書で説明の便宜の
ため数値例を用いるときは(数値例)と記載する。J2
Jl 式(2)においてR,をR2+− R2= − R2に
対しFOfO省略して式(6−1)を代入すれば を得るが、式(7)から明らかなようにFsが大きくな
ると12は増加するので12の値が設計上の許容値を超
過しないようにFsを制限しなければならぬ。
Equation (6) is one numerical example for design purposes, and it goes without saying that the device of the present invention is not limited to this numerical example. By understanding the numerical examples given herein, it will be easy to design the device of the invention accordingly if other numerical values are used. Hereinafter, in this specification, when a numerical example is used for convenience of explanation, it will be written as (numerical example). J2
Jl In equation (2), if we omit FOofO and substitute R into equation (6-1) for R2+-R2=-R2, we obtain Therefore, Fs must be limited so that the value of 12 does not exceed the design tolerance.

Fsに対する第3の制限条件は可変周波数交流電源装置
の性能の制限から発生する。
A third limitation on Fs arises from performance limitations of variable frequency AC power supplies.

たとえばFsとF2との正負が逆である場合はF2が充
分大きな領域内では式(2)から明らかなように電流1
2の位相が電圧V,の位相に対し第1図cで示すような
関係になり、もし可変周波数交流電源装置がこのような
位相関係の電流を流すことができない場合はFsとF2
との関係がこのようにならないようにFsの値を制限し
なければならぬ。ただしF2が充分小さな領域内ではF
sとF2の正負が反対であつても11=IO+I2とV
,の位相関係は可変周波数交流電源装置に対し許容し得
る関係になることは式(2)から明らかである。このよ
うな条件を考慮してすべり周波数値制限装置に設定すべ
き制限値の上限と下限とが設定される。第2図は本発明
の実施例の一を示すプロツク回路図であつて、受電端1
2からの商用交流電源が整流器14で整流され、インバ
ータ16で多相交流に変換されて誘導電動機18を駆動
する。
For example, if Fs and F2 have opposite signs, the current will be 1 as is clear from equation (2) in a sufficiently large region
The phase of Fs and F2 have a relationship as shown in Figure 1c with respect to the phase of voltage V, and if the variable frequency AC power supply cannot flow a current with such a phase relationship, Fs and F2
The value of Fs must be limited so that the relationship with However, within the region where F2 is sufficiently small, F
Even if the positive and negative signs of s and F2 are opposite, 11=IO+I2 and V
It is clear from equation (2) that the phase relationship of , is acceptable for a variable frequency AC power supply. The upper and lower limits of the limit value to be set in the slip frequency limiter are set in consideration of such conditions. FIG. 2 is a block circuit diagram showing one embodiment of the present invention.
The commercial AC power source from 2 is rectified by a rectifier 14 and converted into multiphase AC power by an inverter 16 to drive an induction motor 18.

電動機18の瞬間角度位置は電動機に連結されてその位
置が制御される負荷(図に示してない)の位置と共にθ
aとして電動機18とその負荷との回転軸に歯車22,
24で連結される角度位置検知装置26,28によつて
表示される。角度位置検知装置としては本実施例におい
てはいわゆる符号板(Shaftdigifizer)
と称せられるものを用いることを想定しθaの数値を2
進コード(数値例)で出力しそのMSB(最高位の桁の
ビツト)はθCO)MSBに対応し、θaの下位8ビツ
ト程度(数値例)が電動機の一回転以下の角度を表わす
ものとする。位相角発生装置200は制御動作信号発生
装置と、すベリ周波数値制限装置と、すベリ周波数値積
分装置と位相角計算装置とを含み、θcとθaを入力し
て交流電源電圧の瞬間位相角に対する目標値θpを出力
する。
The instantaneous angular position of the motor 18 is determined by θ together with the position of a load (not shown) coupled to the motor and whose position is controlled.
As a, a gear 22 is attached to the rotating shaft of the electric motor 18 and its load.
angular position sensing devices 26, 28 connected at 24. In this embodiment, the angular position detection device is a so-called code plate (Shaft digitizer).
Assuming that we use something called θa, we set the value of θa to 2
It is output as a base code (numerical example), and its MSB (highest digit bit) corresponds to θCO) MSB, and the lower 8 bits of θa (numerical example) represent the angle less than one revolution of the motor. . The phase angle generator 200 includes a control operation signal generator, a frequency limiter, a frequency integrator, and a phase angle calculator, and inputs θc and θa to calculate the instantaneous phase angle of the AC power supply voltage. The target value θp for the target value θp is output.

周波数発生装置300はθpを入力して、周波数制御装
置34を介して、インバータ16の発生する交流電源の
周波数、相回転方向がθpで指示される値になるよう制
御する。
The frequency generator 300 inputs θp and controls the frequency and phase rotation direction of the AC power generated by the inverter 16 through the frequency controller 34 so that they become the values indicated by θp.

電圧信号発生装置30は位相角発生装置200から周波
数値信号F,を入力し、式(6)に従つて電圧値信号1
を出力する。
The voltage signal generator 30 inputs the frequency value signal F, from the phase angle generator 200, and generates the voltage value signal 1 according to equation (6).
Output.

電圧制御装置32は電圧値信号V,を入力して整流器1
4の電圧を制御し、インバータ16の出力電圧が,に相
当する電圧値になるよう制御する。
The voltage control device 32 inputs the voltage value signal V, and controls the rectifier 1.
4 is controlled so that the output voltage of the inverter 16 becomes a voltage value corresponding to .

タイミングパルス発生装置100は位相角発生装置20
0、周波数発生装置300、電圧信号発生装置30に対
し必要なゲート波形とクロツクパルスを供給する。なお
この明細書で電源周波数制御装置と称する場合は第2図
における角度位置検知装置26,28、タイミングパル
ス発生装置100、位相角発生装置200、周波数発生
装置300および周波数制御装置34を含む装置を総称
する。
The timing pulse generator 100 is a phase angle generator 20
0, supplies necessary gate waveforms and clock pulses to the frequency generator 300 and voltage signal generator 30. In this specification, when the power supply frequency control device is referred to as a device including the angular position detection devices 26 and 28, the timing pulse generation device 100, the phase angle generation device 200, the frequency generation device 300, and the frequency control device 34 in FIG. collectively.

タイミングパルス発生装置100のプロツク回路図とそ
の出力波形を第3図に示す。
A block circuit diagram of the timing pulse generator 100 and its output waveform are shown in FIG.

クロツクパルス発生器110は524,288Hz(数
値例)のクロツクパルスPcを発生し、カウンタ112
で1/16(数値例)に分周して32,768Hz(数
値例)のパルスP,を出力し、これを更にカウンタ11
4で1/1,024(数値例)に分周してその最初の3
2,768Hzの1周期G32波形をアンドゲート11
8から出力する。カウンタ112にはデコーダ116が
接続され、カウンタ112のO〜15の16種の計数位
相のうTE)O〜11の12種(数値例)の計数位相を
それぞれGO〜Gllのゲート波形として出力する。
A clock pulse generator 110 generates a clock pulse Pc of 524,288 Hz (numerical example) and a clock pulse Pc of 524,288 Hz (numerical example).
divides the frequency into 1/16 (numerical example) and outputs a pulse P of 32,768 Hz (numerical example), which is further passed to the counter 11.
Divide the frequency by 4 to 1/1,024 (numerical example) and divide the first 3
AND gate 11 for one period G32 waveform of 2,768Hz
Output from 8. A decoder 116 is connected to the counter 112, and outputs 16 types of counting phases from O to 15 of the counter 112, and 12 types (numerical example) from TE) to O to 11 as gate waveforms of GO to Gll, respectively. .

波形図にはG2〜Gllのゲート波形を省略してある。
アンドゲート120によつて波形G32に含まれるゲー
ト波形GOをとりだしてこれをゲート波形G32−0と
する。符号122はクロツクパルスPcに適当な遅延を
与える素子である。第4図aに位相角発生装置200の
プロツク回路図を、第4図bにその動作時間表を示す。
第4図aには第2図の電圧信号発生装置30の一実施例
を示す回路をも含んでおり、電圧信号発生装置について
も同時に説明する。第4図aの加算器(減算回路を含む
)210、θaレジスタ212、F2レジスタ214、
1f21レジスタ215、θpレジスタ216、Eレジ
スタ218、θsレジスタ220、f1レジスタ222
、1f11レジスタ224等は並列入出力型のものとし
、それぞれ必要なビツト数に対応する人力端子および出
力端子を有するものであるが、図面を簡単にするためそ
のうちの1ビツトの回路だけを示す。たゾFll−FO
レジスタ226は正負を示す1ビツトだけでよい。
The gate waveforms of G2 to Gll are omitted in the waveform diagram.
The AND gate 120 extracts the gate waveform GO included in the waveform G32 and sets it as the gate waveform G32-0. Reference numeral 122 is an element that provides an appropriate delay to the clock pulse Pc. FIG. 4a shows a block circuit diagram of the phase angle generator 200, and FIG. 4b shows its operating time table.
FIG. 4a also includes a circuit showing an embodiment of the voltage signal generating device 30 of FIG. 2, and the voltage signal generating device will also be explained at the same time. Adder (including subtraction circuit) 210, θa register 212, F2 register 214,
1f21 register 215, θp register 216, E register 218, θs register 220, f1 register 222
, 1f11 register 224, etc. are of a parallel input/output type, and each has a manual terminal and an output terminal corresponding to the required number of bits, but to simplify the drawing, only one bit of the circuit is shown. TazoFll-FO
Register 226 only needs one bit to indicate positive or negative.

またクロツクパルスの回路は示してなく、レジスタの内
容の正負を表わすビツトは説明のため必要なものだけを
示してある。加算器、レジスタ等は極めてありふれた回
路であるから第4図aの如く省略して表わしても容易に
理解できるであろうし、その動作は第4図bの時間表と
第4図aの回路図とを対照すれば容易に理解できるので
、以下の説明は要点についてだけ述べることにする。G
32−0のゲート波形のとき加算器210の被加数入力
端子Aにはゲート248を経てθaのデータが接続され
、加数入力端子Bには1/32秒前(数値例)のθaの
データで現在θaレジスタ212に入力されている数値
がゲート230を経て接続され、加算器210の加減算
切換信号人力端子sには減算信号が加えられており、加
算器の出力端子Σはゲート276を経てF2レジスタ2
14の入力に接続されており、またθaレジスタ212
の人力端子にはゲート274を経てθaのデータが接続
されているのでゲート波形32一0中のクロツクパルス
によつてF2レジスタ214には現在のθaの値から1
/32秒前にθaレジスタ212に入力されていたθa
の値を減じた数値が入る。
Further, the clock pulse circuit is not shown, and only the bits representing the positive/negative status of the contents of the register are shown for purposes of explanation. Adders, registers, etc. are extremely common circuits, so they can be easily understood even if they are omitted as shown in Figure 4a, and their operations can be explained using the time table in Figure 4b and the circuit in Figure 4a. Since it can be easily understood by comparing it with the figures, only the main points will be described in the following explanation. G
When the gate waveform is 32-0, the data of θa is connected to the addend input terminal A of the adder 210 via the gate 248, and the data of θa from 1/32 seconds ago (numerical example) is connected to the addend input terminal B. The numerical value currently input to the θa register 212 as data is connected via the gate 230, a subtraction signal is applied to the addition/subtraction switching signal input terminal s of the adder 210, and the output terminal Σ of the adder is connected to the gate 276. via F2 register 2
14 input, and is also connected to the θa register 212
Since the data of θa is connected to the human input terminal via the gate 274, the clock pulse in the gate waveform 32-0 causes the F2 register 214 to change the current value of θa by 1.
/θa that was input to the θa register 212 32 seconds ago
The value obtained by subtracting the value is entered.

この数値はF2に相当するものである。同時にθaレジ
スタ212の内容はθaの現在の値となり1/32秒後
の減算に使用される。第4図b(7)tは時刻で、ゲー
ト波形を以て表わし、A,B,S,Σはそれぞれ上述の
とおりの加算器210の入出力端子に接続されるレジス
タまたはレジスタ以外のデータ(レジスタ以外のデータ
はθcの如く括弧に入れて表わす)を示し、0PEは加
算器内で行なわれる演算を、TRANSは加算器210
を経ずして行なわれるデータ移送を表わす。第4図bに
示すとおりGO,glおよびG2のゲート波形のときθ
C,θaには定数G1の乗算F2には定数G2の乗算が
それぞれ行なわれるが、G,とG2をいずれも2の整数
乗の値に選べばθC,θA,f2をEレジスタに加算す
るとき適当な桁ずらしを行なつて加算するだけで定数乗
算を行なつたことになる。
This value corresponds to F2. At the same time, the contents of the θa register 212 become the current value of θa and are used for subtraction after 1/32 seconds. 4b (7) t is time, which is represented by a gate waveform, and A, B, S, and Σ are registers connected to the input/output terminals of the adder 210 as described above, or data other than registers (other than registers). data is shown in parentheses like θc), 0PE indicates the operation performed in the adder, and TRANS indicates the operation performed in the adder 210.
Represents data transfer that is performed without going through . As shown in Figure 4b, when the gate waveforms of GO, gl and G2 are θ
C and θa are multiplied by a constant G1, and F2 is multiplied by a constant G2, but if G and G2 are both selected as integer powers of 2, when θC, θA, and f2 are added to the E register, Just by shifting the digits appropriately and adding them, you can perform constant multiplication.

第4図aはこのようにして乗算回路を省略した実施例を
示してある。Eレジスタ218に関連する回路を制御動
作信号発生装置と言う。
FIG. 4a shows an embodiment in which the multiplier circuit is omitted in this manner. The circuit related to the E register 218 is called a control operation signal generator.

第4図aに符号228で示すものはすべり周波数値制限
装置であつて、(−16Hz)〈F2〈(16Hz)(
数値例)のときはFsを(−16Hz)くFs〈(+1
6Hz)(数値例)に限し、F2〉16Hzの領域では
0Hz<Fsく16HzにF2く(−16Hz)の領域
では(−16Hz)〈Fsく0Hzに制限する場合、す
なわち第5図に示す斜線の領域内にFsを制限する数値
例の場合のすべり周波数値制限装置228を構成する論
理回路の一例を第6図に示す。
What is shown with reference numeral 228 in FIG.
numerical example), subtract Fs by (-16Hz) Fs〈(+1
6Hz) (numerical example), in the region of F2 > 16Hz, 0Hz <Fs; in the region of F2 > (-16Hz), (-16Hz) <Fs > 0Hz, as shown in Figure 5. FIG. 6 shows an example of a logic circuit constituting the slip frequency value limiting device 228 in the case of a numerical example in which Fs is limited within the shaded area.

すべり周波数値に対し第5図に示す数値例のような制限
を行なう場合はF2の絶対値げ,lを算出しまたF2が
負の場合はEの正負を反転しておいた方が都合がよい。
これは第4図bに示すとおりそれぞれG3およびG4が
ゲート波形のときに行なわれる。第6図において符号2
881はEレジスタ218からの並列出力が接続される
端子であり、符号2882はげ,Iレジスタ215から
の並列出力が接続される端子であつてゲート2885の
出力はげ,lく16Hzの条件を、ゲート2883はO
<Eく16Hzの条件を、ゲート2884は(−16H
z)〈E<Oの条件をそれぞれ示している。また一般の
場合加算器210の関係から負の数はレジスタの中では
補数の形で表わされているのでゲート群2890によつ
てこれを修正しておく。ゲート2887の出力は0〈E
〈16Hzか、または(−16Hz)〈E〈0でげ,I
く16Hzの条件を表わしているので、この出力が存在
するときFsの23以下を表わすビツトはゲート群28
91からそれぞれ出力される。またゲート2888の出
力はE〉16Hzの条件を表わし、ゲート2889の出
力はE〈(16Hz)でげ,I〈16Hzの条件を表わ
しているのでこのいずれの場合もその出力がFsの24
を表わすビツトとして出力される。さらにFsの負を表
わすビツトはげ,Kl6Hzの場合にだけゲート289
2から出力される。以上のようにしてすべり周波数値を
第5図斜線で示す範囲に制限することができる。
When limiting the slip frequency value as shown in the numerical example shown in Figure 5, it is more convenient to calculate the absolute value of F2, l, and if F2 is negative, invert the sign of E. good.
This is done when G3 and G4 are gate waveforms, respectively, as shown in FIG. 4b. In Figure 6, number 2
881 is a terminal to which the parallel output from the E register 218 is connected, and 2882 is a terminal to which the parallel output from the I register 215 is connected. 2883 is O
<E>16Hz condition, gate 2884 is (-16H
z) <E<O conditions are shown respectively. Further, in general, negative numbers are represented in the form of complements in the register due to the relationship of the adder 210, so this is corrected by the gate group 2890. The output of gate 2887 is 0〈E
〈16Hz or (-16Hz)〈E〈0, I
Since this represents the condition of 16 Hz, when this output exists, the bit representing Fs of 23 or less is connected to gate group 28.
91, respectively. Furthermore, the output of the gate 2888 represents the condition of E>16Hz, and the output of the gate 2889 represents the condition of E<(16Hz) and I<16Hz, so in both cases, the output is 24% of Fs.
is output as a bit representing the value. In addition, the bit missing representing the negative value of Fs, the gate 289 only in the case of Kl6Hz.
Output from 2. As described above, the slip frequency value can be limited to the range shown by diagonal lines in FIG.

本発明の特徴としてゲート波形G8のときF2がθsレ
ジスタ220に累算され、すべり位相角θsを算出する
ため、θs=−Fsの演算が行なpわれる。
A feature of the present invention is that when the gate waveform G8 is present, F2 is accumulated in the θs register 220, and in order to calculate the slip phase angle θs, the calculation θs=−Fs is performed.

すなわらθsレジスタ220に関連する回路がすべり周
波数値積分装置を構成する。またゲート波形G9のとき
θp=θa+θsの演算が行なわれる。すなわちθpレ
ジスタ216に関連する回路が位相角計算装置を構成し
、電源電圧の瞬間位相角目標値θpが32,768Hz
の高いサンプリング速度で算出され、このことによつて
F2の測定精度が不充分な場合にもf1を高い精度で決
定することができる。第4図b(7)G4ゲートのとき
Eの正負をF2が負の場合に反転してあるので、すべり
周波数値制限装置228から出力されるFsの正負を示
すビツトはF2の正負とFsの正負とが合致しているか
反対であるかを意味する。
In other words, the circuit related to the θs register 220 constitutes a slip frequency value integrator. Further, for gate waveform G9, the calculation θp=θa+θs is performed. That is, the circuit related to the θp register 216 constitutes a phase angle calculation device, and the instantaneous phase angle target value θp of the power supply voltage is 32,768 Hz.
This allows f1 to be determined with high precision even when the measurement precision of F2 is insufficient. Fig. 4b (7) Since the positive/negative of E is inverted when F2 is negative in the case of G4 gate, the bit indicating the positive/negative of Fs output from the slip frequency limiter 228 is the positive/negative of F2 and the positive/negative of Fs. It means whether the positive and negative agree or disagree.

したがつてゲート波形G9のときの減算信号は第4図b
(7)G9のらんに示す如く決定せねばならぬ。ゲート
273−,275はこのための装置である。ゲート波形
G7のときげ,I−FOの演算を行なう。
Therefore, the subtraction signal when the gate waveform G9 is as shown in Fig. 4b.
(7) Decisions must be made as shown in the G9 column. Gates 273- and 275 are devices for this purpose. The peak of gate waveform G7 and I-FO are calculated.

ここにF。=RO/2πLOであつて式6による1の値
を算出するための演算であり、げ,l−FOレジスタ2
26およびゲート284,286によつて電圧信号発生
装置30を構成する。すなわらFll−FOが正の場合
はげ,1を負の場合はF。をそれぞれゲート284,2
86から出力すれば、これに定数2πLOIOmを乗じ
た値がすなわら電圧の値1となる。以上、第4図aに示
す回路の動作について要点だけを説明したが、これらの
説明から第4図aに示す回路がθcとθaのデータを入
力してθpおよびV1/2πLOIOmのデータを出力
するまでの綜合動作を理解し得るであらう。
F here. = RO/2πLO, which is an operation to calculate the value of 1 according to equation 6, and ge,l-FO register 2
26 and gates 284 and 286 constitute a voltage signal generator 30. In other words, if Fll-FO is positive, it is bald, and if 1 is negative, it is F. gates 284 and 2 respectively
86, the value obtained by multiplying this by the constant 2πLOIOm becomes the voltage value 1. Above, only the main points of the operation of the circuit shown in Fig. 4a have been explained, but from this explanation, the circuit shown in Fig. 4a inputs data of θc and θa and outputs data of θp and V1/2πLOIOm. You should be able to understand the integrated operation up to this point.

周波数発生装置300、周波数制御装置34および電圧
制御装置32には従来公知の装置を用いることができる
ので説明を省略するが、θpのデータが32,768H
z(数値例)の高いサンプリング速度で与えられるので
周波数発生装置300および周波数制御装置34の構成
は極めて容易となる。
Conventionally known devices can be used as the frequency generator 300, the frequency controller 34, and the voltage controller 32, so their explanation will be omitted, but if the data of θp is 32,768H
Since the frequency z (numerical example) is given at a high sampling rate, the configuration of the frequency generator 300 and the frequency controller 34 becomes extremely easy.

たとえばインバータ16と周波数制御装置34とを含む
従来の可変周波数交流電源装置には、発生しようとする
交流周波数の特定位相点(単数または複数)においてト
リガパルスを入力して制御するよう設計されたものがあ
るが、θpから上記の特定位相点を選出することは極め
て容易である。以上の説明によつて、第2図に示す制御
装置を用い誘導電動機18を駆動して電動機に連結され
た負荷の位置θaを指令位置θcに追従させるフイード
バツク制御装置を構成し得ることが理解できるであろう
For example, a conventional variable frequency AC power supply including an inverter 16 and a frequency controller 34 is designed to be controlled by inputting a trigger pulse at a specific phase point(s) of the AC frequency to be generated. However, it is extremely easy to select the above specific phase point from θp. From the above explanation, it can be understood that the control device shown in FIG. 2 can be used to configure a feedback control device that drives the induction motor 18 and causes the position θa of the load connected to the motor to follow the command position θc. Will.

本発明に関する上述の説明は位置制御について行なつた
が、位置の時間に関する微分値が速度であることから、
速度制御は位置制御と等価であると見做すことができる
The above explanation regarding the present invention was made regarding position control, but since the differential value of position with respect to time is velocity,
Speed control can be considered equivalent to position control.

したがつてこの明細書において「位置制御」と言うとき
は速度制御をも含むものと理解すべきである。すなわち
速度Fcが指令されるときは第2図の構成にFcを時間
積分してθcを算出する積分装置を付加すればθaθc
の如く制御されF2=Fcとなる。また本発明の制御装
置をプログラム制御に用いることも容易である。
Therefore, when referring to "position control" in this specification, it should be understood that it also includes speed control. In other words, when the speed Fc is commanded, if an integrating device is added to the configuration shown in Fig. 2 to calculate θc by time-integrating Fc, θaθc can be obtained.
It is controlled as follows, and F2=Fc. Furthermore, it is easy to use the control device of the present invention for program control.

θcの値の時間に対する関係をプログラムしてこれを記
憶装置に入力しておき、第2図の構成にこの記憶装置と
その読み出し装置とを付加すればθcは自動的に読み出
されθa二θcの制御が行なわれ、θaの時間に対する
関係があらかじめプログラムされたとおりになる。以上
の説明によつて明らかなように本発明によつて誘導電動
機を精巧なフイードバツク制御およびプログラム制御の
目的に使用することのできる制御装置が得られる。また
本発明の精神から逸脱することなく種々の変形が考えら
れることは申すまでもない。
If the relationship between the value of θc and time is programmed and inputted into a storage device, and this storage device and its reading device are added to the configuration shown in FIG. 2, θc will be automatically read out. is controlled, and the relationship between θa and time becomes as programmed in advance. As is clear from the above description, the present invention provides a control system that allows an induction motor to be used for sophisticated feedback control and program control purposes. It goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

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

第1図は多相交流誘導電動機の簡易等価回路図とそのベ
クトル図、第2図は本発明の実施例の一を示すプロツク
回路図、第3図は第2図に示す装置に用いられるタイミ
ングパルス発生装置100のプロツク回路図とその出力
波形図、第4図aは第2図に示す装置に用いられる位相
角発生装置200のプロツク回路図、第4図bは第4図
aに示す回路の動作を示す時間表、第5図は本発明に用
いられるすベリ周波数値制限装置の制限範囲の一数値例
を示すグラフ、第6図は第4図aに符号228で示すす
ベリ周波数値制限装置により第5図の制限範囲にすベリ
周波数値を制限する場合の論理回路を示すプロツク図で
ある。 14・・・・・・整流器、16・・・・・・インバータ
、18・・・・・・誘導電動機、26,28・・・・・
・角度位置検知装置、30・・・・・・電圧信号発生装
置、32・・・・・・電圧制御装置、34・・・・・・
周波数制御装置、100・・・・・・タイミングパルス
発生装置、200・・・・・・位相角発生装置、300
・・・・・・周波数発生装置、210・・・・・・加算
器、212・・・・・・θaレジスタ、214・・・・
・・F2レジスタ、216・・・・・・θpレジスタ、
218・・・・・・Eレジスタ、220・・・・・・θ
sレジスタ、222・・・・・・f1レジスタ、228
・・・・・・すベリ周波数値制限装置。
Fig. 1 is a simplified equivalent circuit diagram of a polyphase AC induction motor and its vector diagram, Fig. 2 is a block circuit diagram showing one embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a timing diagram used in the device shown in Fig. 2. A block circuit diagram of the pulse generator 100 and its output waveform diagram; FIG. 4a is a block circuit diagram of the phase angle generator 200 used in the device shown in FIG. 2; FIG. 4b is a circuit diagram of the circuit shown in FIG. 4a. FIG. 5 is a graph showing an example of the limiting range of the limit frequency value limiting device used in the present invention, and FIG. 6 is a time table showing the operation of the limit frequency value shown in FIG. FIG. 6 is a block diagram showing a logic circuit when the limiter limits the frequency value to the limit range shown in FIG. 5; 14... Rectifier, 16... Inverter, 18... Induction motor, 26, 28...
- Angular position detection device, 30... Voltage signal generator, 32... Voltage control device, 34...
Frequency control device, 100... Timing pulse generator, 200... Phase angle generator, 300
...Frequency generator, 210...Adder, 212...θa register, 214...
...F2 register, 216...θp register,
218...E register, 220...θ
s register, 222...f1 register, 228
...Suberi frequency value limiting device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 可変周波数の多相交流を発生する電源装置と、前記
電源装置から電力を供給される誘導電動機と、前記電源
装置の周波数および相回転方向を制御する電源周波数制
御装置とを有し、前記誘導電動機の速度を制御して位置
制御を行なうフィードバック制御装置において、前記電
源周波数制御装置は誤差に関連して定められる制御動作
信号を発生する制御動作信号発生装置と、前記制御動作
信号があらかじめ定められた制限値の上限と下限との範
囲内にあるときは前記制御動作信号をすべり周波数値信
号として出力し、前記制御動作信号が前記制御値の上限
より大なるときは前記制限値の上限を、前記制御動作信
号が前記制限値の下限より小なるときは前記制限値の下
限をそれぞれ前記すべり周波数値信号として出力するす
べり周波数値制限装置と、前記すべり周波数値を時間積
分してすべり位相角の瞬間値を算出するすべり周波数値
積分装置と、前記誘導電動機の瞬間角度位置を検知する
角度位置検知装置と、前記検知された瞬間角度位置に前
記すべり位相角の瞬間値を加算して交流電圧の瞬間位相
角信号を合成する位相角計算装置とを備えたことを特徴
とする誘導電動機の制御装置。
1 A power supply device that generates variable frequency multiphase alternating current, an induction motor supplied with power from the power supply device, and a power frequency control device that controls the frequency and phase rotation direction of the power supply device, In a feedback control device that controls the speed of an electric motor to perform position control, the power supply frequency control device includes a control operation signal generator that generates a control operation signal determined in relation to an error, and a control operation signal generator that generates a control operation signal determined in relation to an error, and a control operation signal generator that generates a control operation signal determined in relation to an error. When the control operation signal is within the range between the upper limit and the lower limit of the limit value, the control operation signal is output as a slip frequency value signal, and when the control operation signal is larger than the upper limit of the control value, the upper limit of the limit value is outputted. a slip frequency value limiting device that outputs the lower limit of the limit value as the slip frequency value signal when the control operation signal is smaller than the lower limit of the limit value; and a slip frequency value limiting device that outputs the lower limit of the limit value as the slip frequency value signal; a slip frequency value integrator for calculating an instantaneous value; an angular position detecting device for detecting the instantaneous angular position of the induction motor; 1. A control device for an induction motor, comprising: a phase angle calculation device for synthesizing instantaneous phase angle signals.
JP50073685A 1975-06-09 1975-06-19 Induction motor control device Expired JPS5917625B2 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07147528A (en) * 1993-11-22 1995-06-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ultrasonic delay line

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07147528A (en) * 1993-11-22 1995-06-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ultrasonic delay line

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