[发明专利]感应电动机的速度控制装置

说明书

本发明涉及将输入的交流电源利用PWM逆变器变换为所希望频率、电压的交流电向感应电动机供电，并且在该电动机上不使用速度传感器地对该电动机进行变速控制的感应电动机速度控制装置，特别是在PWM逆变器的起动、或所述交流电源的瞬间停电恢复之际使该逆变器的重新起动动作高可靠性地进行的感应电动机的速度控制装置。

这种感应电动机的速度控制方法公知的有日本专利特开平8-130882号公报所示的专利。图18是表示以申述公报为依据的该发明的已有例的感应电动机的速度控制装置的结构方框图。

在图18中，1是感应电动机，2是PWM逆变器，3是电流检测手段，10是速度控制装置，在该速度控制装置10具备以已有的技术做成的速度控制系统11、磁通控制系统12、电流控制系统13、2相3相变换手段14、3相2相变换手段15，此外还有用于使PWM逆变器2起动，或用于在PWM逆变器2的输入即未图示的交流电源瞬间停电恢复时使PWM逆变器2重新起动的信号发生手段16、加法器17a、17b、磁通推定手段18，以及频率运算手段19。

在图18所示的速度控制装置10中，以角频率ω₂旋转着的感应电动机1的基本方程式在固定坐标轴(α轴、β轴)上表示为式(1)所示。

eα＝s×φα

eβ＝s×φβ

0＝-R₂iα+(s+1/T₂)φα+ω₂φβ

0＝-R₂iβ+(s+1/T₂)φβ-ω₂φα                          ......(1)其中eα，eβ为感应电动机1的感应电压的α轴、β轴分量，iα、iβ是固有电动机1的初级电流的α轴、β轴分量，φα、φβ是固有电动机1的磁通的α轴、β轴分量。又R₂是感应电动机1的次级电阻换算为初级侧的电阻的换算值，T₂是感应电动机1的次级侧的时间常数，s是拉普拉斯变换的微分算符。

将上式(1)变成方框图，表示如图19，根据该图，φα、φβ可以分别表示为式(2)、式(3)所示。

φα＝(R₂(s+1/T₂)iα-ω₂R₂iβ)÷((s+1/T₂)²+(ω₂)²)

                                         ......(2)

φβ＝(R₂(s+1/T₂)iβ+ω₂R₂iα)÷((s+1/T₂)²+(ω₂)²)

                                         ......(3)

在式(2)、式(3)中，在利用PWM逆变器1变换为所希望频率、电压的交流电向感应电动机供电，一边对该电动机进行变速控制的通常的运行中，由于(1/T₂)²＜＜(ω₂)²成立，以角频率ω₂旋转着的感应电动机1的磁通的振动频率为ω₂。

也就是说，如果利用信号发生手段16与加法器17a、17b向以角频率ω₂旋转着的感应电动机1供给包含ω₂频率分量的初级电流，则可以使感应电动机1产生频率为ω₂的旋转磁场。

从而，可以以电流检测手段3检测感应电动机1的初级电流，利用3相2相变换手段15将这些检测值i_u、i_w变换为固定坐标轴(α轴、β轴)分量(iα、iβ)，在磁通推定手段18对这些变换值进行式(2)、式(3)的运算，求φα、φβ，在频率运算手段19从φα、φβ得到角频率ω₂，以其作为转速信息(f)。