專利名稱：矢量控制用參數(shù)運算方法及電壓型變換裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及在對提供給交流電動機電功率的電壓型變換裝置進行矢量控制時，用于預先將此矢量控制中所用的參數(shù)求出的矢量控制用參數(shù)運算方法、和使用利用此運算方法求出的參數(shù)來實行矢量控制的矢量控制用電壓型變換裝置。
由于近來的變換裝置矢量控制技術的發(fā)展，使得以極高的精度和速度對交流電動機進行速度控制成為可能。然而，為了實施此控制，必需預先將交流電動機的各種參數(shù)求出。
例如，

圖10所示為交流電動機的等效電路，如此圖所示，必需將如下參數(shù)求出定子側電阻R1、轉子側電阻R2、定子側電感L1、轉子側電感L2、互感Lm以及漏電感Lσ，再有，圖中未示出的轉子側時間常數(shù)T2等。
以往，為了預先求出這些參教，曾采用以下的方法。即，建立“自動測量設置模型”，作為正式變換運行之前的模型。在此自動測量設置模型上，實施空載實驗、單相實驗以及直流實驗等，利用規(guī)定的計算式用各個實驗檢測到的電壓以及電流值對這些參數(shù)進行計算。
例如，交流電動機是3相感應電動機的情況下，曾實行如下等方法為了求出互感Lm，在空載下將3相交流電壓加在變換器上，以80％的額定頻率一邊加速，一邊讓V/f比變化，再進行額定勵磁及80％的勵磁的實驗(空載實驗)。另外，為了求出漏電感Lσ及轉子側電阻R2，在停止的電動機的2相之間加上30Hz的單相交流電壓使其產(chǎn)生額定電流，而另一相不通電(單相實驗)。并且，為了求出定子側電阻R1，在停止的電動機的2相之間加上直流電壓使其產(chǎn)生額定電流(直流實驗)。
然而，在上述的以往的方法中，實施空載實驗、單相實驗以及直流實驗等各個實驗，需要在一定程度的時間上讓電動機轉動，進行實際的運轉。而且，在電動機上已經(jīng)被安裝了負載的情況下，則必須先將負載拆卸下來，使其成為空載的狀態(tài)下才能進行實驗。另外，為了進行單相實驗以及直流實驗，進行實驗時還必須改變電源的連接。因此，用以往的方法，為了獲得矢量控制用參數(shù)，要花費不少的時間和人力才能得到結果。
本發(fā)明是鑒于上述問題所進行的，目的是提供一種能夠花費時間短而且容易地得到矢量控制用參數(shù)的矢量控制用參數(shù)運算方法，以及提供一種能夠實施此方法的矢量控制用電壓型變換裝置。
作為解決上述問題的途徑，本申請第1方面中記載的發(fā)明的特征在于在對提供給交流電動機電功率的電壓型變換裝置進行矢量控制時，在用于預先將此矢量控制中所用的參數(shù)求出的矢量控制用參數(shù)運算方法上，上述交流電動機的額定電流值被設定之后，將矩形波電壓脈沖指令信號輸入給上述變換裝置，在上述變換裝置的輸出電流達到上述額定電流值之前的期間，僅對各輸出電流值進行規(guī)定抽樣次數(shù)N的測量，利用將此測量的各輸出電流值代入規(guī)定的運算式，對于作為上述參數(shù)的上述交流電動機的漏電感Lσ進行計算。
本申請第2方面中記載的發(fā)明的特征在于在第1方面記載的發(fā)明中，上述交流電動機為3相交流電動機，其繞組為星形接法，將此繞組的3個輸入端子之中的任意2個一同連接，在此一同連接的端子與余下的另一端子之間加上直流電壓，以此實行上述矩形波電壓脈沖信號的輸入，再設抽樣次數(shù)為N；第n次抽樣的輸出電流值為iun；運算系數(shù)為K；在上述連接狀態(tài)下的總漏電感為Lσ0時，上述規(guī)定的運算式由下式表示
本申請第3方面中記載的發(fā)明的特征在于在對提供給交流電動機電功率的電壓型變換裝置進行矢量控制時，在用于預先將此矢量控制中所用的參數(shù)求出的矢量控制用參數(shù)運算方法上，對于上述變換裝置，在輸入第1及第2電壓指令信號、以使電流電平各不相同的矩形波第1及第2電流輸出信號被輸出的同時，對此第1及第2電壓指令信號的、各自達到穩(wěn)定狀態(tài)時的值V1、V2進行測定，利用將上述第1及第2電流輸出信號的值I1、I2和上述第1及第2電壓指令信號各自達到穩(wěn)定狀態(tài)時的值V1、V2代入規(guī)定的運算式，對作為上述參數(shù)的上述交流電動機的定子側電阻R1進行計算。
本申請第4方面記載的發(fā)明的特征在于在第3方面記載的發(fā)明中，上述交流電動機為3相交流電動機，其繞組為星形接法，將此繞組的3個輸入端子之中的任意2個一同連接，在此一同連接的端子與余下的另一端子之間加上直流電壓，以此實行上述矩形波電壓脈沖信號的輸入，在設上述連接狀態(tài)下的定子側總電阻為R10時，上述規(guī)定的運算式由下式表示
本申請第5方面記載的發(fā)明其特征在于在對提供給交流電動機電功率的電壓型變換裝置進行矢量控制時，在用于預先將此矢量控制中所用的參數(shù)求出的矢量控制用參數(shù)運算方法上，對于上述變換裝置，在輸入電壓指令信號、以使矩形波電流輸出信號被輸出的同時，在此電壓指令信號達到穩(wěn)定狀態(tài)之前的期間，僅對各電壓指令信號的值進行規(guī)定抽樣次數(shù)N的測量，利用將此測量的各電壓指令信號的值代入規(guī)定的運算式，對作為上述參數(shù)的上述交流電動機的轉子側時間常數(shù)T2及轉子側電阻R2進行計算。
本申請第6方面記載的發(fā)明其特征在于在第5方面記載的發(fā)明中，上述交流電動機為3相交流電動機，其繞組為星形接法，將此繞組的3個輸入端子之中的任意2個一同連接，在此一同連接的端子與余下的另一端子之間加上直流電壓，以此實行上述矩形波電壓脈沖信號的輸入，在設抽樣次數(shù)為N；第j次抽樣的電壓指令信號的值為Vj；運算系數(shù)為K1時，用來求上述轉子側時間常數(shù)T2的規(guī)定運算式由下式表示
本申請第7方面記載的發(fā)明其特征在于在第5方面記載的發(fā)明中，上述交流電動機為3相交流電動機，其繞組為星形接法，將此繞組的3個輸入端子之中的任意2個一同連接，在此一同連接的端子與余下的另一端子之間加上直流電壓，利用此，實行上述矩形波電壓脈沖信號的輸入，在設抽樣次數(shù)為N；第j次抽樣的電壓指令信號的值為Vj；運算系數(shù)為K2；在上述連接狀態(tài)下的轉子側總電阻為R20時，用來求上述轉子側電阻R2的規(guī)定運算式由下式表示
本申請第8方面記載的發(fā)明是在根據(jù)矢量控制提供給交流電動機可變電壓、可變頻率電功率的矢量控制用電壓型變換裝置中，具有參教運算電路，用于在運轉開始實行之前，對關于變換器輸出電流其規(guī)定抽樣次數(shù)的輸出電流值進行測量，上述變換器輸出電流是根據(jù)規(guī)定的矩形波變換器電壓脈沖指令信號的輸入而產(chǎn)生的，根據(jù)此測量，對上述交流電動機的漏電感Lσ進行計算，另外，對關于變換器指令電壓信號其規(guī)定抽樣次數(shù)的值進行測量，上述變換器指令電壓信號用以使規(guī)定的矩形波變換器電流輸出信號輸出，根據(jù)此測量，對上述交流電動機的定子側電阻R1、上述轉子側時間常數(shù)T2及上述轉子側電阻R2進行計算，利用由此參數(shù)運算電路計算得到的參數(shù)Lσ、R1、T2、R2之中所需的參數(shù)，實行上述根據(jù)矢量控制的運轉。
圖1是表示本發(fā)明實施例的變換裝置概略構成的方框圖。
圖2是表示圖1中變換電路6的構成的電路圖。
圖3是表示圖2的3相感應電動機3在參數(shù)測定時各相連接狀態(tài)的說明圖。
圖4是為了求漏電感Lσ的信號波形圖。
圖5是為了求定子側電阻R1、轉子側時間常數(shù)T2以及轉子側電阻R2的信號波形圖。
圖6是為了求漏電感Lσ的信號的部分波形圖。
圖7是為了求定子側電阻R1、轉子側時間常數(shù)T2以及轉子側電阻R2的信號的部分波形圖。
圖8是關于漏電感Lσ的計算方法的流程圖。
圖9是關于定子側電阻R1、轉子側時間常數(shù)T2以及轉子側電阻R2的計算方法的流程圖。
圖10是包含矢量控制所需各種參數(shù)成分的交流電動機等效電路圖。
以上附圖中各標號的意義如下1交流電源2變換裝置3交流電動機4參數(shù)運算電路5變換控制電路6變換電路7二極管Lσ漏電感R1定子側電阻T2轉子側時間常數(shù)R2轉子側電阻以下，根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施例進行說明。圖1為表示關于本發(fā)明實施例的變換裝置概略構成的方框圖。首先利用本圖，先對本發(fā)明內容的概略進行說明。
在圖1中，來自交流電源1的交流電供給到變換裝置2，變換裝置2可對交流電動機3輸出可變電壓及可變頻率的交流電。變換裝置2具有參數(shù)運算電路4、變換控制電路5及變換電路6。
在正式實行變換運轉之前，首先，由參數(shù)運算電路4將參數(shù)運算開始指令信號輸出給變換控制電路5。其后，為了計算漏電感Lσ，變換控制電路5將矩形波的變換電壓指令信號輸出給變換電路6。據(jù)此，變換電路6將變換電流輸出信號輸出給交流電動機3。由參數(shù)運算電路4對此時的變換電壓指令信號及變換電流輸出信號進行測量。并且，用規(guī)定的計算式，根據(jù)測量的結果，對漏電感Lσ進行計算。
接著，變換控制電路5將為了計算定子側電阻R1的變換電壓指令信號輸出給變換電路6，此變換電壓指令信號是為了得到電流電平各不相同的矩形波第1及第2電流輸出信號的第1及第2電壓指令信號。由參數(shù)運算電路4對此時的變換電壓指令信號及變換電流輸出信號進行測量。并且，用規(guī)定的計算式，根據(jù)測量的結果，對定子側電阻R1進行計算。
進一步，變換控制電路5將為了計算轉子側時間常數(shù)T2及轉子側電阻R2的變換電壓指令信號輸出給變換電路6，此變換電壓指令信號是為了得到矩形波的電流輸出信號的電壓指令信號。由參數(shù)運算電路4對此時的變換電壓指令信號及變換電流輸出信號進行測量。并且，用規(guī)定的計算式，根據(jù)測量的結果，對轉子側時間常數(shù)T2及轉子側電阻R2進行計算。
上述情況中，輸入給變換電路6的變換電壓指令信號僅僅是為了進行參數(shù)運算所必需的信號，不是為了讓交流電動機3轉動所必需的信號。即，此變換電壓指令信號及變換電流輸出信號是瞬時發(fā)生的信號，因此，參數(shù)運算電路4能夠在極其短的時間內對參數(shù)Lσ、R1、T2、R2進行計算。而且，由于關于本發(fā)明的變換裝置能夠在如此短的時間內對參數(shù)進行運算，無需專門建立以往那樣的自動測量設置模型，因此，能夠在每次實行變換運行時都自動地對參數(shù)進行計算。
接著，對關于本發(fā)明實施例的參數(shù)運算方法進行具體的說明。在本實施例中，作為交流電動機3，所使用的是繞組為星型連接的3相感應電動機。圖2為表示在此實施例上所使用的變換電路6的構成的電路圖。如此圖所示，變換電路6由IGBT等6個開關器件G1～G6構成，在兩個輸入端之間加有直流電壓Ed。再有，7為與各個開關器件相并聯(lián)連接的、用于防止施加反向電壓的二極管。
圖3(a)、(b)、(c)為根據(jù)電壓指令信號Vu、Vv、Vw，產(chǎn)生電流輸出信號iu、iv、iw時的各相的連接狀態(tài)。在圖3(a)的情況下，開關器件G1、G2、G6為導通狀態(tài)，在圖3(b)的情況下，開關器件G3、G4、G2為導通狀態(tài)，在圖3(c)的情況下，開關器件G5、G4、G6為導通狀態(tài)。在本實施例中，雖只對圖3(a)的情況的參數(shù)運算進行說明，但實際上是就圖3(a)、(b)、(c)各情況的參數(shù)都進行運算，然后采用其計算值的平均值。
圖4是表示為了求漏電感Lσ的U相電壓指令信號Vu和電流輸出信號iu的對應關系的波形圖。電壓指令信號Vu及電流輸出信號iu是按照(a)、(b)、(c)的順序進行變化。
這里，將圖4(a)的電壓指令信號Vu及電流輸出信號iu的波形改畫為圖6(a)、(b)那樣，再根據(jù)圖8的流程圖對漏電感Lσ的計算方法進行說明。首先，參數(shù)運算電路4對交流電動機3的額定電流ir進行設定(步驟1)。此時的設定值雖原則上繼續(xù)使用前次使用是的設定值，但也可以由操作人員任意地進行設定值變更。接著，由參數(shù)運算電路4將參數(shù)運算開始指令信號輸出給變換控制電路5，變換控制電路5將變換電路6的開關器件G1、G2、G6置為導通狀態(tài)，加上直流電壓Ed(步驟2)。由于圖6(a)所示施加的直流電壓Ed的作用，使圖6(b)所示的電流輸出信號iu上升，直到額定電流ir為止。此時的參數(shù)運算電路4以規(guī)定的周期實行N次采樣，將N個采樣值iun(表示第n個采樣值)收集并存儲在內部的存儲器中(步驟3、4)。當采樣值iun大于額定電流ir時，變換電路6停止其輸出(步驟5)，參數(shù)運算電路4使用規(guī)定的計算式，根據(jù)存儲器的值對漏電感Lσ進行計算(步驟6)。
接著，就對漏電感Lσ進行計算所用的計算式進行說明，一般，在圖3所示的連接狀態(tài)下，如下式所示，總漏電感Lσ0可以用電流的變化率(diu/dt)除電壓Ed求出。Lσ0＝Ed/(diu/dt)…(1)(1)式如使用最小二乘法的原理，將K作為運算系數(shù)，可用下面的(2)式表示。Lσ0=K·(12N+1)Σn=1Nn·ian-6Σn=1NianN(N-1)---(2)]]>并且，由于是圖3(a)、(b)、(c)那樣的連接狀態(tài)，各自的漏電感Lσ可以用下面(3)式表示。
Lσ＝(2/3)·Lσ0…(3)這里，就使用最小二乘法的原理將(1)式表示為(2)式的理由進行說明。根據(jù)最小二乘法的原理，當設xi、yi為實驗值，εi為與理論值之間的誤差時，存在某種函數(shù)關系的x和y的關系可以用下面的(4)式表示。
yi＝f(xi)+εi…(4)此時的函數(shù)f(x)被看作是如下面的(5)式表示的、將a0、a1看作系數(shù)的一次函數(shù)。
f(x)＝a0+a1·x…(5)并且，誤差εi(＝y(tǒng)i-f(xi))的平方的總和S由下面的(6)式表示。S=Σn=1N{yi-(a0+a1·xi)}2---(6)]]>由于(6)式可以看作是a0、a1的函數(shù)，為了求出使(6)式的S為最小時的a0、a1，分別對a0、a1求(6)式的偏微分并令其為零，由此得到2個聯(lián)立方程式，可以進行求解。即，對a0、a1求(6)式的偏微分，進行整理后得到(7)式，就a0、a1進行求解，得到(8)式。
將(Σi=1Nxi)=N(N+1)2]]>、(Σi=1Nxi)2=N(N+1)(2N+1)6]]>代入上述(8)式，求出如下的a0、a1。a0=Σi=1Nyi-{N+12(N-1)}{(12N+1)Σi=1Nxi·yi-6Σi=1Nyi}N---(9)]]>a1=12N+1(Σi=1Nxi·yi)-6Σi=1NyiN(N-1)---(10).]]>另一方面，(1)式可以表示為下面的(11)式，此(11)式可以看作是(5)式的f(x)被Ed替換、a0被零替換、ai被Lσ0替換、x被(diu/dt)替換所得到的。
Ed＝Lσ0·(diu/dt)…(11)因此，利用(10)式的結果，可以將(1)式的Lσ表示為如(2)式所示。
如上所述，參數(shù)運算電路4在圖8的步驟4上，對給處于圖3(a)連接狀態(tài)的交流電動機3輸出微小的電流輸出信號iu時的采樣值進行存儲，根據(jù)此采樣值，在步驟6對一相的漏電感Lσ進行計算。
接著，就定子側電阻R1、轉子側時間常數(shù)T2以及轉子側電阻R2的計算方法進行說明。圖5是為了求此R1、T2、R2的U相電壓指令信號Vu和電流輸出信號Iu的對應關系的波形圖。電壓指令信號Vu及電流輸出信號Iu是按照(a)、(b)、(c)的順序進行變化。但是，圖5的電流輸出信號Iu雖是矩形波信號，然而，一般利用電壓型變換裝置得到矩形波的電流輸出信號是困難的。因此，在本實施例中，是利用對電壓指令信號Vu進行PI控制來得到矩形波的電流輸出信號Iu。
亦即，設勵磁指令電流為Ig*、設PI控制的增益常數(shù)為Kp、KI，根據(jù)下面式(12)進行Vu的控制，以使Iu＝Ig*。再有，圖5的電流輸出信號Iu畫為垂直的上升狀態(tài)，然而不用說，圖示的僅是理想的狀態(tài)，實際上是沿一定程度的傾斜曲線上升的。Vj=Kp·(Ig*-Iu)+Kl·∫(Ig*-Iu)dt---(12)]]>首先，就定子側電阻R1的計算方法進行說明。如圖5所示，將為了得到電平各不相同的矩形波電流輸出信號I1、I2的電壓指令信號輸出給變換電路6。這里，若設額定電流為Ir，例如I1為Ir的2的平方根倍，I2為I1的3分之1倍。將I1、I2分別取為Ir的2的平方根倍和3分之1倍是為了對電流電平進行適當?shù)脑O定，并無其他更深的含義。
用于得到電流輸出信號I1的電壓指令信號Vu在上升之后逐漸進行衰減，在t1時刻成為穩(wěn)定狀態(tài)，接著輸出為了得到電流輸出信號I2的電壓指令信號Vu。然后，在t2時刻成為穩(wěn)定狀態(tài)。若設t1、t2時刻的電壓指令信號Vu的值分別為V1、V2，設3相的定子側電阻為R10，則下面的(13)、(14)式成立。
…(13)V1＝R10·I1…(13)V2＝R10·I2…(14)再有，如圖10所示，由于交流電動機除了定子側電阻R1之外，還存在轉子側電阻R2和其他的電感，因此，在施加電壓的初期，上述的(13)、(14)式不成立，然而，在進入穩(wěn)定狀態(tài)時，轉子側電阻R2和其他的電感可以被忽視，所以，(13)、(14)式成立。而且，實際上，由于存在因開關器件G1～G6的電壓降和靜寂時間(為了避免由開關器件的開關延遲時間所引起的正負支路短路而設置的空白時間帶)造成的的電壓誤差ΔV，(13)、(14)式可表示為(15)、(16)式。
…(15)V1+ΔV＝R10·I1…(15)V2+ΔV＝R10·I2…(16)然而，若從(15)、(16)式求R10，消去此ΔV，R10由(17)式表示。然后，一相的定子側電阻R1可以由(18)式求得。
…(17)R10＝(V1-V2)/(I1-I2)…(17)R1＝(1/3)·R10…(18) (18)如上所述，變換控制電路5將能得到電平各不相同的2個矩形波電流輸出信號I1、I2的2個電壓指令信號進行輸出，參數(shù)運算電路4對這些電壓指令信號達到穩(wěn)定時的值V1、V2進行測量，并對定子側電阻R1進行計算。因此，能夠回避電壓誤差ΔV的影響，正確且迅速地求出定子側電阻R1。
接著，就轉子側時間常數(shù)T2以及轉子側電阻R2的計算方法進行說明。這里，為了使說明和圖示易于理解，不用圖5(a)，而是將圖5(b)中T2及R2的測量信號部分改為圖7(a)、(b)所示那樣，根據(jù)圖9的流程圖，對轉子側時間常數(shù)T2以及轉子側電阻R2的計算方法進行說明。
首先，參數(shù)運算電路4對交流電動機3的勵磁電流Ig*進行設定(步驟11)。此時，例如設額定電流的值為Ir，Ig*的值約為(1/3)·Ir。再有，步驟11的設定實際上是與圖8中步驟1的額定電流Ir的設定同時進行。
前面已說明過，在用于R1測定的第2電壓指令信號被輸出之后，變換控制電路5將電壓指令信號的極性反轉(參照圖5(a)、(b)、(c))，輸出為了得到振幅為(1/3)Ir的矩形波電流輸出信號的電壓指令信號。亦即，如前面所說明過的那樣，用(12)式，對Vu進行PI控制，以使Iu＝Ig*(步驟12)。
圖7(a)所示為此時Vu的變化狀態(tài)。V0作為初始值，在達到穩(wěn)態(tài)值V∞之前，沿曲線衰減。參數(shù)運算電路4在對此時的Vu以規(guī)定的周期進行采樣的同時，對Vu是否達到穩(wěn)定狀態(tài)進行監(jiān)視(步驟13)。然后，如果還沒有達到穩(wěn)定狀態(tài)，就將該時的采樣值Vj存儲在存儲器中(步驟14)。之后，在達到穩(wěn)定時，將將該時的Vj作為穩(wěn)態(tài)值V∞存儲在存儲器中(步驟15)。接著，參數(shù)運算電路4用規(guī)定的計算式，根據(jù)存儲器的值對T2及R2進行計算。
下面，就T2及R2的計算所使用的計算式進行說明。在圖7(a)上，在Vu從初始值V0開始衰減到穩(wěn)態(tài)值V∞之前的期間的采樣值Vj由下面(19)式表示。另外，(19)式可以表示為(20)式。這里，Δt為采樣周期，j·Δt為從第1次開始到第j次為止的采樣所需要的時間。Vj=V∞+(V0-V∞)·e-j·ΔtT2---(19)]]>ln(Vj-V∞)-ln(V0-V∞)=-j·ΔtT2---(20)]]>這里，用ln(Vj-V∞)＝Aj、ln(V0-V∞)＝B來做替換，(20)式可表示為(21)式那樣，(21)式進一步可以表示為(22)式那樣。
…(21)Aj＝-(j·Δt/T2)+B…(21)Aj＝B+(-1/T2)·(j·Δt)…(22)此(22)式可以看作是(5)式的f(x)被Aj替換、a0被B替換、a1被(-1/T2)替換所得到的。因此，利用(10)式的結果，能夠得到下面的(23)式，另外，利用(9)式的結果，能夠得到下面的(24)式。T2=K1·N(N-1)6·Σi=1NAj-(12N+1)Σj=1N·Aj---(23)]]>B=Σj=1NAj-{N+12(N-1)}{(12N+1)Σj=1Nj·Aj-6Σj=1NAj}N---(24)]]>
然而，在圖7的衰減曲線上，若將V0～V∞的區(qū)間看作為直線，將運算系教設做K2，能夠達到下面的(25)式。此(25)式可以表示為(26)式。
R20＝K2·(V0-V∞)/iu…(25)R20=K2·eBiu---(26)]]>由于各自的轉子側電阻R2能夠用R2＝(2/3)·R20來表示，所以，根據(jù)ln(Vj-V∞)＝Aj的式子和(26)式以及(24)式，可以對R2進行計算。
如上所述，變換控制電路5將用于對定子側電阻R1進行測定的電壓指令信號輸出之后，將此信號的極性進行反轉，輸出為了求出轉子側時間常數(shù)T2以及轉子側電阻R2的電壓指令信號。然后，參數(shù)運算電路4對根據(jù)此電壓指令信號而產(chǎn)生的電流輸出信號以規(guī)定的周期進行采樣，對T2及R2進行計算。
根據(jù)以上所述各方法以及采用了此方法的變換裝置，無需讓交流電動機實際運轉，只需流過微小的脈沖電流即可將矢量控制上所用的各種參數(shù)簡便迅速地求出。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明能夠實現(xiàn)可以快速且簡便地得到矢量控制用參數(shù)的矢量控制用參數(shù)運算方法、和可以實施此方法的矢量控制用電壓型變換裝置。
權利要求
1.一種矢量控制用參數(shù)運算方法，該方法在對提供給交流電動機電功率的電壓型變換裝置進行矢量控制時，預先將此矢量控制中所用的參數(shù)求出，其特征在于上述交流電動機的額定電流值被設定之后，將矩形波電壓脈沖指令信號輸入給上述變換裝置，在上述變換裝置的輸出電流達到上述額定電流值之前的期間，僅對各輸出電流值進行規(guī)定抽樣次數(shù)N的測量，利用將此測量的各輸出電流值代入規(guī)定的運算式，對作為上述參數(shù)的上述交流電動機的漏電感Lσ進行計算。
2.如權利要求1記載的矢量控制用參數(shù)運算方法，其特征在于上述交流電動機為3相交流電動機，其繞組為星形接法，將此繞組的3個輸入端子之中的任意2個一同連接，在此一同連接的端子與余下的另一端子之間加上直流電壓，利用此，實行上述矩形波電壓脈沖信號的輸入，在設抽樣次數(shù)為N；第n次抽樣的輸出電流值為iun；運算系數(shù)為K；在上述連接狀態(tài)下的總漏電感為Lσ0時，上述規(guī)定的運算式由下式表示
3.一種矢量控制用參數(shù)運算方法，該方法在對提供給交流電動機電功率的電壓型變換裝置進行矢量控制時，用于預先將此矢量控制中所用的參數(shù)求出，其特征在于對于上述變換裝置，在輸入第1及第2電壓指令信號、以使電流電平各不相同的矩形波第1及第2電流輸出信號被輸出的同時，對此第1及第2電壓指令信號的、各自達到穩(wěn)定狀態(tài)時的值V1、V2進行測定，利用將上述第1及第2電流輸出信號的值I1、I2和上述第1及第2電壓指令信號各自達到穩(wěn)定狀態(tài)時的值V1、V2代入規(guī)定的運算式，對作為上述參數(shù)的上述交流電動機的定子側電阻R1進行計算。
4.如權利要求3記載的矢量控制用參數(shù)運算方法，其特征在于；上述交流電動機為3相交流電動機，其繞組為星形接法，將此繞組的3個輸入端子之中的任意2個一同連接，在此一同連接的端子與余下的另一端子之間加上直流電壓，利用此，實行上述矩形波電壓脈沖信號的輸入，在設上述連接狀態(tài)下的定子側總電阻為R10時，上述規(guī)定的運算式由下式表示
5.一種矢量控制用參數(shù)運算方法，該方法在對提供給交流電動機電功率的電壓型變換裝置進行矢量控制時，用于預先將此矢量控制中所用的參數(shù)求出，其特征在于對于上述變換裝置，在輸入電壓指令信號、以使矩形波電流輸出信號被輸出的同時，在此電壓指令信號達到穩(wěn)定狀態(tài)之前的期間，僅對各電壓指令信號的值進行規(guī)定抽樣次數(shù)N的測量，利用將此測量的各電壓指令信號的值代入規(guī)定的運算式，對作為上述參數(shù)的上述交流電動機的轉子側時間常數(shù)T2及轉子側電阻R2進行計算。
6.如權利要求5記載的矢量控制用參數(shù)運算方法，其特征在于上述交流電動機為3相交流電動機，其繞組為星形接法，將此繞組的3個輸入端子之中的任意2個一同連接，在此一同連接的端子與余下的另一端子之間加上直流電壓，利用此，實行上述矩形波電壓脈沖信號的輸入，在設抽樣次數(shù)為N；第j次抽樣的電壓指令信號的值為Vj；此電壓指令信號的穩(wěn)態(tài)值為V∞；運算系數(shù)為K1時，用來求上述轉子側時間常數(shù)T2的規(guī)定運算式由下式表示
7.如權利要求5記載的矢量控制用參數(shù)運算方法，其特征在于上述交流電動機為3相交流電動機，其繞組為星形接法，將此繞組的3個輸入端子之中的任意2個一同連接，在此一同連接的端子與余下的另一端子之間加上直流電壓，利用此，實行上述矩形波電壓脈沖信號的輸入，在設抽樣次數(shù)為N；第j次抽樣的電壓指令信號的值為Vj；此電壓指令信號的穩(wěn)態(tài)值為V∞；運算系數(shù)為K2；在上述連接狀態(tài)下的轉子側總電阻為R20時，用來求上述轉子側電阻R2的規(guī)定運算式由下式表示
8.一種矢量控制用電壓型變換裝置，該裝置通過矢量控制向交流電動機提供可變電壓、可變頻率的交流電力，其特征在于具有參數(shù)運算電路，用于在運轉開始實行之前，對關于變換器輸出電流其規(guī)定抽樣次數(shù)的輸出電流值進行測量，上述變換器輸出電流是根據(jù)規(guī)定的矩形波變換器電壓脈沖指令信號的輸入而產(chǎn)生的，根據(jù)此測量，對上述交流電動機的漏電感Lσ進行計算，另外，對關于變換器指令電壓信號其規(guī)定抽樣次數(shù)的值進行測量，上述變換器指令電壓信號用以使規(guī)定的矩形波變換器電流輸出信號輸出，根據(jù)此測量，對上述交流電動機的定子側電阻R1、上述轉子側時間常數(shù)T2及上述轉子側電阻R2進行計算，利用由此參數(shù)運算電路計算得到的參數(shù)Lσ、R1、T2、R2之中所需的參數(shù)，實行上述根據(jù)矢量控制的運轉。
全文摘要
本發(fā)明旨在提供可以快速且簡便地得到矢量控制用參數(shù)的矢量控制用參數(shù)運算方法和可以實施此方法的電壓型變換裝置。在正式實行變換運轉之前,由參數(shù)運算電路將參數(shù)運算開始指令信號輸出給變換控制電路。為了計算漏電感,變換控制電路將矩形波的變換電壓指令信號輸出給變換電路。變換電路將變換電流輸出信號輸出給交流電動機。由參數(shù)運算電路對此時的變換電壓指令信號及變換電流輸出信號進行測量。然后,用規(guī)定的計算式,根據(jù)測量的結果,對漏電感進行計算。
文檔編號H02M5/00GK1194492SQ9810569
公開日1998年9月30日 申請日期1998年3月24日 優(yōu)先權日1998年3月24日
發(fā)明者楊耕, 余功軍, 川由紀夫 申請人:春日電機株式會社