【手続補正書】
【提出日】平成17年10月14日(2005.10.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  誘導電動機の電動機定数測定方法および誘導電動機駆動装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】  インバータにより三相交流を誘導電動機に供給し、該誘導電動機の可変速運転を行う電動機駆動装置であって、出力電圧指令値v_refと電圧出力位相θvを基に三相交流を出力する電力変換器と、該誘導電動機に流れる一次電流を検出する電流検出器を有し、該電流検出器によって検出された電流値から得られる一次電流検出値i1を入力とする電動機定数測定方法において、
誘導電動機の一相当たりの等価回路をT―1型等価回路とし、  電圧出力位相θvを予め設定された任意の固定値とし、出力電圧指令値v_refとして所定の一定値を与え、この際に誘導電動機に流れる一次電流検出値i1を読み取り、かつ、出力電圧指令値v_refを与えたときに、一次電流検出値i1が一定値に収束したときの値をi1∞とした場合に、前記一次電流検出値の時刻tにおける値i1(t)およびT―1型等価回路における一次抵抗値R1より相互インダクタンスMの磁束推定値
【数１】
2004144658.tif 000001
を
【数２】
2004144658.tif 000002
により推定して
【数３】
2004144658.tif 000003
の収束値に係数kを乗じた値
【数４】
2004144658.tif 000004
がi1∞と同じになるようにkを定めたときに、前記i1∞、一次電流検出値i1(t)、およびT―1型等価回路における既知の一次抵抗値R1より、T―1型等価回路における二次抵抗値R2を
【数５】
2004144658.tif 000005
によりi1∞―i1(t)＝０とならない範囲で推定することを特徴とする、誘導電動機の電動機定数測定方法。
【請求項２】  インバータにより三相交流を誘導電動機に供給し、該誘導電動機の可変速運転を行う電動機駆動装置であって、出力電圧指令値v_refと電圧出力位相θvを基に三相交流を出力する電力変換器と、該誘導電動機に流れる一次電流を検出する電流検出器を有し、該電流検出器によって検出された電流値から得られる一次電流検出値i1を入力とする電動機定数測定方法において、
誘導電動機の一相当たりの等価回路をT―1型等価回路とし、  電圧出力位相θvを予め設定された任意の固定値とし、出力電圧指令値v_refとして所定の一定値を与え、この際に誘導電動機に流れる一次電流検出値i1を読み取り、かつ、出力電圧指令値v_refを与えたときに、一次電流検出値i1が一定値に収束したときの値をi1∞とした場合に、前記一次電流検出値の時刻tにおける値i1(t)および別の手段により与えられた一次抵抗値R1、相互インダクタンスMの磁束推定値
【数６】
2004144658.tif 000006
を
【数７】
2004144658.tif 000007
によって推定し、この磁束推定値
【数８】
2004144658.tif 000008
の立ち上がり波形から時定数
【数９】
2004144658.tif 000009
を求め、相互インダクタンスMを、既知の一次抵抗R1、請求項１記載の電動機定数測定方法によって求められた二次抵抗R2を用いて
【数１０】
2004144658.tif 000010
により求めることを特徴とする、誘導電動機の電動機定数測定方法。
【請求項３】  インバータにより三相交流を誘導電動機に供給し、該誘導電動機の可変速運転を行う電動機駆動装置であって、出力電圧指令値v_refと電圧出力位相θvを基に三相交流を出力する電力変換器と、該誘導電動機に流れる一次電流を検出する電流検出器を有し、該電流検出器によって検出された電流値から得られる一次電流検出値i1を入力とする電動機定数測定方法において、
誘導電動機の一相当たりの等価回路をT―1型等価回路とし、電圧出力位相θvを予め設定された任意の固定値とし、出力電圧指令値v_refとして所定の一定値を与え、この際に誘導電動機に流れる一次電流検出値i1を読み取り、かつ、出力電圧指令値v_refを与えたときに、一次電流検出値i1が一定値に収束したときの値をi1∞とした場合に、前記一次電流検出値の時刻tにおける値i1(t)および別の手段により与えられた一次抵抗値R1、請求項１記載の電動機定数測定方法によって求められた二次抵抗値R2を用いて、漏れインダクタンスL、相互インダクタンスMに流れる励磁電流imの推定値を
【数１１】
2004144658.tif 000011
として、漏れインダクタンスLを測定ごとに０から徐々に大きい値を代入し、
【数１２】
2004144658.tif 000012
を繰り返し測定し、そして出力電圧指令値v_refを加えた直後に、
【数１３】
2004144658.tif 000013
が負にならなかった場合、または、負の小さい値になった場合、その測定時に使用した漏れインダクタンスLを推定値とすることを特徴とする、誘導電動機の電動機定数測定方法。
【請求項４】  請求項１から３のいずれか１項に記載の電動機定数測定方法により求められた相互インダクタンスMあるいは時定数
【数１４】
2004144658.tif 000014
漏れインダクタンスL、二次抵抗値R2、および別の手段により与えられた一次抵抗値R1、電動機の定格として与えられる定格電圧Vrate、定格周波数frate、前記相互インダクタンスMを用いて無負荷電流I0を求めることを特徴とする、誘導電動機の電動機定数測定方法。
【請求項５】  三相交流を誘導電動機に供給し、該誘導電動機の可変速運転を行う電動機駆動装置であって、出力電圧指令値v_refと電圧出力位相θvを基に三相交流を出力する電力変換器と、該誘導電動機に流れる一次電流を検出する電流検出器を有し、該電流検出器によって検出された電流値から得られる一次電流検出値i1を入力とする電動機定数演算器を備えた誘導電動機駆動装置において、
誘導電動機の一相当たりの等価回路をT―1型等価回路とし、  電圧出力位相θvを予め設定された任意の固定値とし、出力電圧指令値v_refとして所定の一定値を与え、この際に誘導電動機に流れる一次電流検出値i1を読み取り、かつ、出力電圧指令値v_refを与えたときに、一次電流検出値i1が一定値に収束したときの値をi1∞とした場合に、前記一次電流検出値の時刻tにおける値i1(t)およびT―1型等価回路における一次抵抗値R1より相互インダクタンスMの磁束推定値
【数１５】
2004144658.tif 000015
を
【数１６】
2004144658.tif 000016
により推定して
【数１７】
2004144658.tif 000017
の収束値に係数kを乗じた値
【数１８】
2004144658.tif 000018
がi1∞と同じになるようにkを定めたときに、前記i1∞、一次電流検出値i1(t)、およびT―1型等価回路における既知の一次抵抗値R1より、T―1型等価回路における二次抵抗値R2を
【数１９】
2004144658.tif 000019
によりi1∞―i1(t)＝０とならない範囲で推定することを特徴とする誘導電動機駆動装置。
【請求項６】  三相交流を誘導電動機に供給し、該誘導電動機の可変速運転を行う電動機駆動装置であって、出力電圧指令値v_refと電圧出力位相θvを基に三相交流を出力する電力変換器と、該誘導電動機に流れる一次電流を検出する電流検出器を有し、該電流検出器によって検出された電流値から得られる一次電流検出値i1を入力とする電動機定数演算器を備えた誘導電動機駆動装置において、
誘導電動機の一相当たりの等価回路をT―1型等価回路とし、  電圧出力位相θvを予め設定された任意の固定値とし、出力電圧指令値v_refとして所定の一定値を与え、この際に誘導電動機に流れる一次電流検出値i1を読み取り、かつ、出力電圧指令値v_refを与えたときに、一次電流検出値i1が一定値に収束したときの値をi1∞とした場合に、前記一次電流検出値の時刻tにおける値i1(t)および別の手段により与えられた一次抵抗値R1、相互インダクタンスMの磁束推定値
【数２０】
2004144658.tif 000020
を
【数２１】
2004144658.tif 000021
によって推定し、この磁束推定値
【数２２】
2004144658.tif 000022
の立ち上がり波形から時定数
【数２３】
2004144658.tif 000023
を求め、相互インダクタンスMを、既知の一次抵抗R1、請求項１記載の電動機定数測定方法によって求められた二次抵抗R2を用いて
【数２４】
2004144658.tif 000024
により求めることを特徴とする誘導電動機駆動装置。
【請求項７】  三相交流を誘導電動機に供給し、該誘導電動機の可変速運転を行う電動機駆動装置であって、出力電圧指令値v_refと電圧出力位相θvを基に三相交流を出力する電力変換器と、該誘導電動機に流れる一次電流を検出する電流検出器を有し、該電流検出器によって検出された電流値から得られる一次電流検出値i1を入力とする電動機定数演算器を備えた誘導電動機駆動装置において、
誘導電動機の一相当たりの等価回路をT―1型等価回路とし、電圧出力位相θvを予め設定された任意の固定値とし、出力電圧指令値v_refとして所定の一定値を与え、この際に誘導電動機に流れる一次電流検出値i1を読み取り、かつ、出力電圧指令値v_refを与えたときに、一次電流検出値i1が一定値に収束したときの値をi1∞とした場合に、前記一次電流検出値の時刻tにおける値i1(t)および別の手段により与えられた一次抵抗値R1、請求項１記載の電動機定数測定方法によって求められた二次抵抗値R2を用いて、漏れインダクタンスL、相互インダクタンスMに流れる励磁電流imの推定値を
【数２５】
2004144658.tif 000025
として、漏れインダクタンスLを測定ごとに０から徐々に大きい値を代入し、
【数２６】
2004144658.tif 000026
を繰り返し測定し、そして出力電圧指令値v_refを加えた直後に、
【数２７】
2004144658.tif 000027
が負にならなかった場合、または、負の小さい値になった場合、その測定時に使用した漏れインダクタンスLを推定値とすることを特徴とする誘導電動機駆動装置。
【請求項８】  請求項５から７のいずれか１項に記載の誘導電動機駆動装置により求められた相互インダクタンスMあるいは時定数
【数２８】
2004144658.tif 000028
漏れインダクタンスL、二次抵抗値R2、および別の手段により与えられた一次抵抗値R1、電動機の定格として与えられる定格電圧Vrate、定格周波数frate、前記相互インダクタンスMを用いて無負荷電流I0を求めることを特徴とする誘導電動機駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導電動機の電動機定数を測定する方法とその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、電気学会電気規格調査会標準規格(Japanese Electromechanical Committe）であるJEC―2137−2000に示されるような巻線抵抗測定、拘束試験、無負荷試験を行って電動機定数を求める方法をインバータの制御ソフトウェアに組み込んだものがある（従来例１）。また、誘導電動機を停止したままの状態で、誘導電動機の定数を同定する方法として、単相交流を誘導電動機に供給し、d軸電流検出値あるいはq軸電流検出値をフーリエ級数展開し、誘導電動機の定数を求める方法があった（従来例２、特許文献１参照）。また、停止状態での二次抵抗の測定方法として、相互インダクタンスＭの影響が無視できる程度に高い周波数成分を印加することにより、誘導電動機の等価回路を一次抵抗と二次抵抗および漏れインダクタンスの直列回路として近似して、そのときの電圧、電流値の大きさおよびその位相差から二次抵抗と漏れインダクタンスを求め、その後に低い周波数成分の電圧を印加してその時の電圧、電流値および相互インダクタンスＭおよび無負荷電流を求めていた（従来例３、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】    特開平７−５５８９９号
【特許文献２】    特開２００２−２２８１３号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来例１に示す方法では、拘束試験と無負荷電流試験の間に誘導電動機の回転子の固定および固定の解除といった作業が必要であり、インバータ駆動による自動計測には向いていない面がある。また、無負荷電流試験では、誘導電動機単体で運転する必要があり、負荷が既に結合されている場合には、一旦切り離し電動機単体にするという作業が必要となり効率が悪いという問題があった。
【０００５】
従来例２では、単相交流を印加し、フーリエ級数展開を利用して求めているのでソフトが複雑になり、ソフトの処理時間が長くなり、ソフトの記憶に大きな記憶容量を要するといった問題があった。
【０００６】
従来例３では、二次抵抗の誤差が大きい場合には、無負荷電流のチューニング値のズレも大きくなるという問題があった。
【０００７】
また、いずれの方法も測定に際して電圧検出値あるいは電圧指令値を使用するため、駆動装置の電圧精度の影響により、測定精度が良くならないという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、誘導電動機を回転させることなく、また電圧精度がなくても誘導電動機の定数を高精度に同定することが可能であり、かつ、比較的測定が容易な誘導電動機の線間抵抗値だけを既知とすることで誘導電動機のT―1型等価回路のすべてのパラメータを求める、誘導電動機の電動機定数測定方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様では、
インバータにより三相交流を誘導電動機に供給し、該誘導電動機の可変速運転を行う電動機駆動装置であって、出力電圧指令値v_refと電圧出力位相θvを基に三相交流を出力する電力変換器と、該誘導電動機に流れる一次電流を検出する電流検出器を有し、該電流検出器によって検出された電流値から得られる一次電流検出値i1を入力とする電動機駆動装置において、
誘導電動機の一相当たりの等価回路をT―1型等価回路とし、
電圧出力位相θvを予め設定された任意の固定値とし、出力電圧指令値v_refとして所定の一定値を与え、この際に誘導電動機に流れる一次電流検出値ilを読み取り、かつ、出力電圧指令値v_refを与えたときに、一次電流検出値i1が一定値に収束したときの値をi1∞とした場合に、一次電流検出値i1およびT―1型等価回路における一次抵抗値R1より相互インダクタンスMの磁束推定値
【００１０】
【数２９】
2004144658.tif 000029
を
【００１１】
【数３０】
2004144658.tif 000030
により推定して、この値の収束値に係数kをかけて、その値がi1∞と
【００１２】
【数３１】
2004144658.tif 000031
の収束値を同じにし、
前記i1∞、一次電流検出値i1およびT―1型等価回路における一次抵抗値R1より、T―1型等価回路における二次抵抗値R2を
【００１３】
【数３２】
2004144658.tif 000032
2004144658.tif 000033
によりi1∞―il(t)＝０とならない範囲で推定する。
【００１４】
また、本発明の第２の態様では、前述の相互インダクタンスMの磁束推定値
【００１５】
【数３３】
2004144658.tif 000034
を
【００１６】
【数３４】
2004144658.tif 000035
により推定する構成において、この磁束推定値
【００１７】
【数３５】
2004144658.tif 000036
の立ち上がり波形から時定数
【００１８】
【数３６】
2004144658.tif 000037
を求め、別の手段により与えられた一次抵抗R1と第１の態様により求められた二次抵抗R2、時定数
【００１９】
【数３７】
2004144658.tif 000038
より相互インダクタンスMを
【００２０】
【数３８】
2004144658.tif 000039
により求める。
【００２１】
本発明の第３の態様では、出力電圧指令値v_refを与えた場合に、一次電流検出値i1が一定値に収束したときの値をi1∞とした場合に、前記一次電流検出値ilおよび別の手段により与えられた一次抵抗値R1、第２の態様で求められた二次抵抗値R2を用いて、漏れインダクタンスL、相互インダクタンスMに流れる電流imを
【００２２】
【数３９】
2004144658.tif 000040
として、漏れインダクタンスLを測定ごとに０から徐々に大きくして代入し、
【００２３】
【数４０】
2004144658.tif 000041
を繰り返し測定し、そして出力電圧指令値v_refを加えた直後に、
【００２４】
【数４１】
2004144658.tif 000042
が負にならなかった場合、または負の小さい値になった場合、その測定時に使用した漏れインダクタンスLを推定値とする。
【００２５】
本発明の第４の態様では、第１から第３のいずれかの態様でより求められた相互インダクタンスMあるいは時定数
【００２６】
【数４２】
2004144658.tif 000043
漏れインダクタンスL、二次抵抗値R2、および別の手段により与えられた一次抵抗値R1、電動機の定格として与えられる定格電圧Vrate、定格周波数frate 、前記相互インダクタンスMを用いて無負荷電流I0を求める。
【００２７】
本発明は、特許文献２に記載の方式を応用することにより、
（１）磁束推定値の時定数と、励磁電流測定値の時定数が一致するように二次抵抗R2を変化させることにより二次抵抗R2を推定する。
（２）時定数を測定して無負荷電流IOを求める。
（３）励磁電流測定値が負側にいかないように、漏れインダクタンスＬを調整するようにしたものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２９】
図１は本発明における請求項１〜２記載の誘導電動機の電動機定数測定方法の実施形態の構成を示すブロック図である。図１において、電動機定数演算器１から与えられる出力電圧指令値v_refと電圧出力位相θvを用いて、電力変換器２において三相交流電力への変換を行い、誘導電動機３に三相交流電力を供給する。
誘導電動機３に流れる電流値はU相に設けられた電流検出器４で検出された電流iuとＶ相に設けられた電流検出器５で検出された電流ivを取り込み、三相二相変換器６によって（１）式および（２）式の演算を行い二相交流電流iα, iβに変換する。
【００３０】
【数４３】
2004144658.tif 000044
（２）式において（２／３）を乗じているのは、変換前と変換後で振幅の大きさを等しくするためである。電流を検出する相はU相とV相の組み合わせに限らず任意の二相あるいは三相すべてを検出してもよい。
【００３１】
二相交流電流iα, iβは電動機定数演算器１に入力される。一次電流検出値i1は電動機定数演算器１においてiα, iβの二乗の和の平方根として計算される。
一次電流検出値i1は電動機定数演算器１に入力される。
【００３２】
図１は、インバータによる電動機駆動装置において、通常運転時および従来の電動機定数の同定方法において、電圧指令、出力電圧位相の前段に設けられる速度制御、電流制御等のブロックを電動機定数演算器１に置き換えたもので、本発明の実施に必要な部分を抜粋して図示したものであり、両者は別途設けられたスイッチにより切り替えるようになっている。
【００３３】
まず、請求項１記載の実施形態の原理について説明する。
【００３４】
図２に誘導電動機の停止状態（すべりs＝１）における一相当たりのT―1型等価回路を示す。R1は一次抵抗、Lは漏れインダクタンス、R2は二次抵抗、Mは相互インダクタンスであり、vは印加される電圧、i1は電動機の一次電流、i2は電動機の二次電流、imは相互インダクタンスMに流れる電流（励磁電流）である。
【００３５】
相互インダクタンスMに流れる電流の変化により生じる起電力をemとして、図２の等価回路においてキルヒホッフの法則に基づいて方程式をたてると
【００３６】
【数４４】
2004144658.tif 000045
となる。
【００３７】
漏れインダクタンスLは相互インダクタンスMに比べ小さいので、簡単のため漏れインダクタンスLを無視すると（３）式は、
v＝R1・i1＋ｅｍ      （６）
となる。
【００３８】
また、相互インダクタンスMに流れる電流imは、誘導電動機内部を流れる電流であり、誘導電動機入力端子側からは直接測定することはできない。そこで、次に相互インダクタンスMを流れる電流imを推定する方法について説明する。
【００３９】
（４）式と（６）式から
【００４０】
【数４５】
2004144658.tif 000046
（１３）式を（５）式に代入して、
【００４１】
【数４６】
2004144658.tif 000047
となる。
【００４２】
また、直流を流した状態では誘導電動機の等価回路は一次抵抗R1だけとみなすことができる。したがって、直流電圧を印加した直後は過渡的に二次抵抗R2にも電流が流れるが、十分時間が経過したときには、一次抵抗R1だけとなるため、一次電流検出値i1が収束した場合の電流値をi1∞とすれば、電圧v＝R1・i1∞となり、前記（９）式は、
【００４３】
【数４７】
2004144658.tif 000048
と書き直すことができる。
【００４４】
また、（４）と（５）式により、
【００４５】
【数４８】
2004144658.tif 000049
（４）式と（１０）式を（６）式に代入してまとめると、
【００４６】
【数４９】
2004144658.tif 000050
初期条件を
時刻t＝０において、im0＝０            （１２）
として、imについて解くと、
【００４７】
【数５０】
2004144658.tif 000051
となる。
【００４８】
ここで、τは時定数である。
【００４９】
よって、
【００５０】
【数５１】
2004144658.tif 000052
となる。
【００５１】
さらに、相互インダクタンスMの磁束Φ(t)を次式で表すことができる。
【００５２】
【数５２】
2004144658.tif 000053
ここで、漏れインダクタンスLは小さいので簡単のため無視して
【００５３】
【数５３】
2004144658.tif 000054
とする。
【００５４】
相互インダクタンスMの磁束Φ(t)に係数kをかけて、i1∞と
【００５５】
【数５４】
2004144658.tif 000055
の収束値を同じにする。
【００５６】
【数５５】
2004144658.tif 000056
の収束値はi1∞と等しく
【００５７】
【数５６】
2004144658.tif 000057
の時定数は
【００５８】
【数５７】
2004144658.tif 000058
と等しいので、
【００５９】
【数５８】
2004144658.tif 000059
とおける。
【００６０】
また、i1∞―i1(t）＝０とならない範囲のある時間（t1)のデータi1(t1)、
【００６１】
【数５９】
2004144658.tif 000060
と（９’）および（１８）式より
【００６２】
【数６０】
2004144658.tif 000061
（１９）式よりR2について解くと
【００６３】
【数６１】
2004144658.tif 000062
（２０）式より、二次抵抗値R2を推定することができる。
【００６４】
また、（１７）式により、磁束推定値
【００６５】
【数６２】
2004144658.tif 000063
の立ち上がり波形から時定数
【００６６】
【数６３】
2004144658.tif 000064
を求め、
（１５）式を用いて、相互インダクタンスMを
【００６７】
【数６４】
2004144658.tif 000065
により求めることができる。
【００６８】
さらに、電圧出力位相θvを予め設定された任意の固定値とし、出力電圧指令値v_refとして所定の一定値を与え、この際に誘導電動機に流れる一次電流検出値i1を読み取り、かつ、出力電圧指令値v_refを与えたときに、一次電流検出値i1が一定値に収束したときの値をi1∞とした場合に、一次電流検出値i1および別の手段により与えられた一次抵抗値R1、（２０）式で求められた二次抵抗値R2を用いて、漏れインダクタンスL、相互インダクタンスMに流れる電流imを
【００６９】
【数６５】
2004144658.tif 000066
として、漏れインダクタンスLに測定度ごとに大きい値を代入し
【００７０】
【数６６】
2004144658.tif 000067
を繰り返し測定する。そして出力電圧指令値v_refを加えた直後に、
【００７１】
【数６７】
2004144658.tif 000068
が負にならなかったときもしくは、負の値になったとしてもそれが非常に小さい場合、その測定時に使用した漏れインダクタンスLを推定値とする。
【００７２】
無負荷電流I0は、定格電圧、定格周波数の電源を誘導電動機に与え、無負荷で回転させた場合に流れる電流であり、このときの等価回路は、図２のT―１型等価回路で、R1、Ｌ、Mの直列回路として表される。
【００７３】
したがって、このときの電圧vと電流i1の関係は、
【００７４】
【数６８】
2004144658.tif 000069
となり、定格電圧をVとして、電圧、電流の大きさだけに注目し、i1＝I0として（２２）式を書き直すと、
【００７５】
【数６９】
2004144658.tif 000070
V、I0はそれぞれ電圧と電流の大きさを表す数値で、実効値あるいは最大値もしくは平均値のいずれかで、電圧と電流で同じものであればよい。
【００７６】
（２４）式をI0について解くと、
【００７７】
【数７０】
2004144658.tif 000071
となり、無負荷電流I0が求まる。
【００７８】
（２０）式から（２５）式において、R1およびLを考慮しているが、簡単のためR1およびLを無視することも考えられる。
【００７９】
図３に、直流電圧vを与えたときの一次電流検出値、相互インダクタンスの実磁束Φ(t)に一次電流値i1(t)と実磁束の収束値Φが等しくなるような係数kをかけたものの波形、および相互インダクタンスの磁束推定値
【００８０】
【数７１】
2004144658.tif 000072
に係数kをかけ収束値を一次電流検出値の収束値i1∞と等しくしたものの波形を示す。実磁束値と推定磁束値はほぼ一致しており、磁束推定値が０からi1∞まで立ち上がるときの時定数をもって、磁束の立ち上がりの時定数として扱える。
【００８１】
以上から、無負荷電流IOは、直流電圧Vを印加し、一次電流値i1から（１７）式により
【００８２】
【数７２】
2004144658.tif 000073
を演算し、その立ち上がり時定数を求め、（１５’）、（２５）式を用いて求め
ることができる。
【００８３】
ここから、上記原理に基づく方法を２００Ｖ、３.７kWの誘導電動機に対して実施した例について図１および図４に基づいて説明する。ここで用いた誘導電動機の電動機定数は、R1＝０.２５２Ω、R2＝０.１４３Ω、L＝３.６９mH、Ｍ＝４９.９７mHである。無負荷試験により求めた無負荷電流は５.７Aである。
【００８４】
以下では、U相がピークとなるときの位相を０゜として説明する。本実施形態では、電圧出力位相θvの位相を０゜とした。
【００８５】
まず、電動機与える所定の電圧V1の大きさの決定方法について説明する。電動機に印加する電圧V1は任意の値でよいが、実際には電流による発熱により誘導電動機を焼損しない範囲とする必要がある。したがって、ここでは電動機定格電流の５０％の電流値となるようにV1を与える場合についてV1の決定方法を例を擧げて説明する。まず、出力電圧指令値v_refを零として与え、一次電流検出値i1を測定しながら、出力電圧指令値v_refを誘導電動機の定格電圧の１０００分の１刻みずつ加算して大きくしていく。そして、一次電流検出値ilが誘導電動機定格電流の５０％に達したところで、そのときの出力電圧指令値v_refの値を電圧V1として記憶し、電動機への電力の供給を遮断する。電圧指令の増加量は、急激に電流が変化しない程度の大きさで任意に設定すればよい。また、電流制御器が備わっている場合には、電流指令として定格電流の５０％の値を与え、電流検出値が電流指令値に一致した段階で、そのときの電流指令値をV1とすればよいし、本発明で述べている相互インダクタンスＭあるいは無負荷電流IOの同定の前に、直流電流を流して一次抵抗を測定している場合には、そのときの電流値および電圧指令値を用いてもよい。もちろん、電流値は定格電流の５０％以外の値としてもよい。
【００８６】
R1は、本処理の開始前の従来の測定方法で測定が完了する等の別の手段で既知となっているものとして説明する。
【００８７】
請求項１の実施形態について説明する。
【００８８】
出力電圧指令値v_refとしてV1を与え、誘導電動機に電圧をステップで印加する。ここでは説明上V1＝２（V）としているが実際には測定に適当な値となるような電圧値に設定する。適当な電流値とは電動機の定格に対して極端に大きすぎたり小さすぎたりしないような範囲の値である。このときの一次電流検出値i1を測定し、上記（１５’）式により相互インダクタンスＭの磁束推定値
【００８９】
【数７３】
2004144658.tif 000074
および一次電流検出値の収束値i1∞と
【００９０】
【数７４】
2004144658.tif 000075
が等しくなる係数kを求める。再度出力電圧指令値v_refを与えて、一次電流検出値i1が増加していく際のil∞に対して例えば１０〜９５％のある時間（t1)のデータi1(t1)、
【００９１】
【数７５】
2004144658.tif 000076
を記憶しておき、ある時間（t1)のときの値il(t1)、
【００９２】
【数７６】
2004144658.tif 000077
から（２０）式によって二次抵抗R2を求める。
【００９３】
2004144658.tif 000078
請求項２の実施形態について説明する。
【００９４】
ここでは（１９）式においてｋ＝１として求めた磁束の推定値Фの立ち上がり波形から時定数τを求める。ここで時定数
【００９５】
【数７７】
2004144658.tif 000079
2004144658.tif 000080
は、
【００９６】
【数７８】
2004144658.tif 000081
が０から最終（収束）値の
【００９７】
【数７９】
2004144658.tif 000082
倍に達するまでの時間を計測して求めている。時定数に相当する変化幅は計算によって簡単に求まり、他にも２０.０％〜７０.６％、３０.０％〜７４.２％、４０.０％〜７７.９％の間に要する時間も時定数に相当する。したがって、これらの条件でも測定して平均値をとってもよい。図３に前記電動機定数を用いて測定した結果を示す。ここでは請求項１と同じ図を用いて説明するため、
【００９８】
【数８０】
2004144658.tif 000083
に請求項１の実施形態で得たｋを乗じて、
【００９９】
【数８１】
2004144658.tif 000084
を用いている。ここで測定するのは立ち上がり時間であるので定数ｋを乗じても時定数τは同じであるので問題ない。
【０１００】
請求項２の実施形態について説明する。
【０１０１】
請求項１の実施形態で求めた結果を用いて、相互インダクタンスMを（１５）式により求めるものである。R1を既知の値、本方法で求めたR2および時定数τとして図３に示す値を用いて（１５）式に代入すると、
【０１０２】
【数８２】
2004144658.tif 000085
となる。
【０１０３】
請求項３の実施形態について説明する。
【０１０４】
一次電流検出値i1および別の手段により与えられた一次抵抗値R1、請求項１の実施形態で求められた二次抵抗値R2を用いて、漏れインダクタンスL、相互インダクタンスMに流れる電流imを
【０１０５】
【数８３】
2004144658.tif 000086
として、漏れインダクタンスLを０から徐々に大きくして
【０１０６】
【数８４】
2004144658.tif 000087
を繰り返し測定する。そして出力電圧指令値v_refを与えた場合に、
【０１０７】
【数８５】
2004144658.tif 000088
が負にならなかったときの漏れインダクタンスLを真値とする。
【０１０８】
図４で説明すると、上式にL＝０、L＝３.６９mH／２＝（真値）／２、L＝３.６９mH＝真値を入れたときの波形を示す。L＝０に近いほど出力電圧指令値v_refを与えた場合の
【０１０９】
【数８６】
2004144658.tif 000089
の推定値は大きくマイナスとなっている。
【０１１０】
【数８７】
2004144658.tif 000090
の値がマイナスにならなかったときもしくは、マイナス値がある程度０に近づいてときにLの推定を終了し、そのときのLを推定値として使う。
【０１１１】
請求項４の実施形態について説明する。
【０１１２】
誘導電動機の定格電圧Vrateおよび定格周波数frateは、誘導電動機の仕様として与えられるものであるので、これと、誘導電動機の試験成績表あるいは既存の別の同定手段により与えられたR1、L、および前述の方法により同定されR2、L、Mを用いて、（２５）式に当てはめると、
【０１１３】
【数８８】
2004144658.tif 000091
となり、無負荷電流I0が求まる。
【０１１４】
ある程度の誤差が許容できる場合には、簡単のため、LおよびR1を省略して計算してもよい。同様に測定結果を当てはめてみると
【０１１５】
【数８９】
2004144658.tif 000092
となる。ここで、
【０１１６】
【数９０】
2004144658.tif 000093
は一相当たりに換算するためである。
【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、誘導電動機を回すことなく、かつ電動機駆動装置の電圧精度に関係なく、測定の容易な一次抵抗R1のみを知ることにより該誘導電動機の２次抵抗、相互インダクタンスM、漏れインダクタンスL、あるいは無負荷電流I0を高精度に同定することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】
請求項１〜４の実施形態を適用したブロック図である。
【図２】
誘導電動機のT―１型等価回路の回路図である。
【図３】
２００V、３.７kWの誘導電動機に直流電圧を印加した場合の電流と磁束、磁束推定値の時間変化波形を示す図である。
【図４】
２００V、３.７kWの誘導電動機にLを推定する場合の推定電流波形（演算に用いる既知の定数が正しい場合）を示す図である。
【符号の説明】
１    電動機定数演算器
２    電力変換器
３    誘導電動機
４、５    電流検出器
６    座標変換器（三相二相変換）