(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータ回路によって駆動される誘導電動機の１次電流を検出する電流検出器と、
前記誘導電動機に所定のギヤ比で連結された負荷側の位置を検出する負荷側位置検出器と、
前記負荷側位置検出器によって検出した負荷側の位置の変化率により前記誘導電動機の速度を推定するようにした速度推定回路と、
前記電流検出器による電流検出値と前記誘導電動機の速度指令値と前記速度推定回路の出力に基いて、前記インバータ回路をパルス幅変調するベクトル制御パルス幅変調回路と
を具備することを特徴とするベクトル制御インバータ装置。
【請求項２】
前記速度推定回路は、所定の速度以下では前記誘導電動機の速度推定値の平均値を速度推定値として使用することを特徴とする請求項１に記載のベクトル制御インバータ装置。
【請求項３】
前記速度推定回路は、加速または減速に応じてギヤによるバックラッシュ補正を行うことを特徴とする請求項１に記載のベクトル制御インバータ装置。
【請求項４】
前記速度推定回路は、トルク分電流検出値と誘導電動機のイナーシャ、その負荷イナーシャから算出した理論的な速度の符号が反転したときにギヤによるバックラッシュ補正を行うことを特徴とする請求項１に記載のベクトル制御インバータ装置。
【請求項５】
前記速度推定回路は、前記負荷側位置検出器の断線検出を行うことを特徴とする請求項１に記載のベクトル制御インバータ装置。
【請求項６】
前記速度推定回路は、前記負荷側位置検出器のパルス数の検出を行うことを特徴とする請求項１に記載のベクトル制御インバータ装置。
【請求項７】
前記速度推定回路は、前記負荷側位置検出器の取付け方向の検出を行うことを特徴とする請求項１に記載のベクトル制御インバータ装置。
【請求項８】
前記速度推定回路は、ギヤのバックラッシュ量の検出を行うことを特徴とする請求項１に記載のベクトル制御インバータ装置。
【請求項９】
前記速度推定回路は、前記負荷側位置検出器が断線したときにベクトル制御運転からＶ／Ｆ運転に切替えることを特徴とする請求項１に記載のベクトル制御インバータ装置。
【請求項１０】
前記速度推定回路は、加減速時に速度制御系のゲインを大きくすることを特徴とする請求項１に記載のベクトル制御インバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導電動機等の電動機をベクトル制御するベクトル制御インバータ装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２９は電流制御形ベクトル制御による従来のベクトル制御インバータ装置の全体構成図、図３０は電流制御形ベクトル制御によるベクトル制御インバータ装置のベクトル制御演算回路のブロック図である。
【０００３】
図２９において、１は三相交流電源、２は三相交流電源１から直流電圧を得るダイオード等で構成される整流回路、３はコンデンサからなる直流電圧平滑用フィルタ、４はトランジスタ等のスイッチング素子で構成されたインバータ回路、５は負荷の誘導電動機、６は誘導電動機５の速度を検出するエンコーダ等の速度検出器、７は誘導電動機５に流れる電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出する電流検出器、８は誘導電動機５の速度基準を与える速度指令回路、９は速度指令回路８の指令値ωｒ* と速度検出器６の検出値ωｒ及び電流検出器７の検出値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを入力することにより誘導電動機５に与える１次電圧指令値Ｖｕ* 、Ｖｖ* 、Ｖｗ* を演算するベクトル制御演算回路、１０は上記１次電圧指令値Ｖｕ* 、Ｖｖ* 、Ｖｗ* に基づいてインバータ回路４のスイッチング素子をオン／オフさせるための信号を発生するパルス幅変調制御回路、１１は誘導電動機５と機械の間に介在するギヤ比αのギヤまたはベルト等の誘導電動機伝達機構、１２は誘導電動機５によって駆動される負荷機械、１３は負荷機械１２の回転位置を検出するエンコーダ等からなる負荷側位置検出器で、誘導電動機５の速度を検出するエンコーダ等の速度検出器６と実質的に相違するものでない。１３ａはベクトル制御インバータの外部に設置され負荷側位置検出器１３の検出値θを入力して負荷機械１２の回転位置を監視する外部位置監視手段、１４は負荷機械１２と機械端の位置検出器１３の間に介在するギヤ比βのギヤまたはベルト等の伝達機構である。
【０００４】
次に、上記構成におけるベクトル制御演算回路９の内部構成を図３０のベクトル制御ブロック図に従って説明する。
１１Ａは速度指令回路８の指令値ωｒ* と速度検出器６の検出値ωｒの偏差を増幅してトルク分電流指令値Ｉｑ* を出力する速度演算増幅器、１２Ａは電流検出器７の交流三相検出値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを直流の二相電流Ｉｑ（トルク分電流検出値）及びＩｄ（励磁分電流検出値）に変換する三相−二相変換器、１３Ａは励磁分電流検出値Ｉｄから誘導電動機５の２次磁束検出値Ф2 を推定演算するための１次遅れ演算器、１４Ａは速度検出器６の検出値ωｒに応じて２次磁束指令値Ф2 * を発生する２次磁束指令発生器、１５Ａは２次磁束指令値Ф2 * と２次磁束検出値Ф2 の偏差を増幅して励磁分電流指令値Ｉｄ* を出力する磁束演算増幅器、１６Ａは引算器、１７Ａａはトルク分電流指令値Ｉｑ* とトルク分電流検出値Ｉｑの偏差を増幅してトルク分電圧指令値Ｖｑ* を出力するトルク分電流増幅器、１７Ａｂは励磁分電流指令値Ｉｄ* と励磁分電流検出値Ｉｄの偏差を増幅して励磁分電圧指令値Ｖｄ* を出力する励磁分電流増幅器、１８Ａはトルク分電流指令値Ｉｑ* を２磁束検出値Ф2 で除算してすべり指令ωｓ* を算出する除算器、１９Ａは速度検出値ωｒにすべり指令ωｓ* を加算して誘導電動機５への１次角周波数指令ω0 * を演算する加算器、２０Ａは１次角周波数指令ω0 * を積分してトルク偏角θ0 を演算する積分器、２１Ａは直流のトルク分電圧指令値Ｖｑ* と励磁分電圧指令値Ｖｄ* を交流三相の１次電圧指令Ｖｕ* 、Ｖｖ* 、Ｖｗ* に変換する二相−三相変換器であり、これらによりベクトル制御演算回路９が構成されている。
なお、ここで電流検出器７の出力は必ずしも三相すべてが必要ではなく、いずれか二相を検出して、Ｉｕ＋Ｉｖ＋Ｉｗ＝０の関係から残りの１相電流を求めてもよい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の誘導電動機５を駆動するベクトル制御インバータ装置では、ベクトル制御を行うために誘導電動機５の速度を検出する必要があり、必ず誘導電動機５に速度検出器６を搭載する必要がある。
これに対して、ベクトル制御を行わない汎用インバータ装置では、速度の検出は不要であり、誘導電動機５に速度検出器６を搭載する必要がない。
したがって、ベクトル制御インバータ装置では、汎用インバータ装置と比較して、駆動する誘導電動機５のコストが高くなる。また、誘導電動機５の外形が大きくなる等の問題点があった。
【０００６】
一方、従来の技術として、誘導電動機の駆動制御装置については、特開昭５９−８９５９１号公報に記載の技術がある。
この特開昭５９−８９５９１８公報の技術は、すべり周波数を一定にして速度制御するもので、電動機の出力軸に位置検出用として取付けられた位置検出器（レゾルバ）の位相変調信号を時間微分して速度検出信号として用い、従来速度検出用に取付けていたタコメータジェネレータを付設不要とするものである。
したがって、位置検出器の信号を時間微分して速度信号として用い、従来誘導電動機に取付けていた速度検出器を不要とすることができる。
この公報に掲載の技術は、レゾルバが誘導電動機軸と同一軸（即ち、ギヤ比１：１）で連結されてることが構成上の条件となる。したがって、工作機械等、位置検出器の取付け軸と誘導電動機軸とのギヤ比が１：１でない場合がほとんどである機械には適用できないことになり、使用できる対象機械が非常に限定されてしまう。
したがって、位置検出器と誘導電動機軸とのギヤ比は任意に設定でき、特に、工作機械は勿論、他の同様な構成を有する機械にも幅広く適用可能で、ギヤ比によらずローコスト化な装置が必要である。
【０００７】
そこで、この発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、誘導電動機の重複するエンコーダ等からなる速度検出器を省略でき、誘導電動機をベクトル制御で駆動する場合においても誘導電動機がコストアップせず、外形も大きくならないベクトル制御インバータ装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【問題を解決するための手段】
請求項１にかかるベクトル制御インバータ装置は、インバータ回路によって駆動される誘導電動機の１次電流を検出する電流検出器と、前記誘導電動機に所定のギヤ比で連結された負荷側の位置を検出する負荷側位置検出器と、前記負荷側位置検出器によって検出した負荷側の位置の変化率により前記誘導電動機の速度を推定するようにした速度推定回路と、前記電流検出器による電流検出値と前記誘導電動機の速度指令値と前記速度推定回路の出力に基いて、前記インバータ回路をパルス幅変調するベクトル制御パルス幅変調回路とを具備するものである。
【０００９】
請求項２にかかるベクトル制御インバータ装置の前記速度推定回路は、所定の速度以下では前記誘導電動機の速度推定値の平均値を速度推定値として使用するものである。
【００１０】
請求項３にかかるベクトル制御インバータ装置の前記速度推定回路は、加速または減速に応じてギヤによるバックラッシュ補正を行うものである。
【００１１】
請求項４にかかるベクトル制御インバータ装置の前記速度推定回路は、トルク分電流検出値と誘導電動機のイナーシャ、その負荷イナーシャから算出した理論的な速度の符号が反転したときにギヤによるバックラッシュ補正を行うものである。
【００１２】
請求項５にかかるベクトル制御インバータ装置の前記速度推定回路は、前記負荷側位置検出器の断線検出を行うものである。
【００１３】
請求項６にかかるベクトル制御インバータ装置の前記速度推定回路は、前記負荷側位置検出器のパルス数の検出を行うものである。
【００１４】
請求項７にかかるベクトル制御インバータ装置の前記速度推定回路は、前記負荷側位置検出器の取付け方向の検出を行うものである。
【００１５】
請求項８にかかるベクトル制御インバータ装置の前記速度推定回路は、ギヤのバックラッシュ量の検出を行うものである。
【００１６】
請求項９にかかるベクトル制御インバータ装置の前記速度推定回路は、前記負荷側位置検出器が断線したときに、ベクトル制御運転からＶ／Ｆ運転に切替えるものである。
【００１７】
請求項１０にかかるベクトル制御インバータ装置の前記速度推定回路は、加減速時に速度制御系のゲインを大きくするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１乃至図２８を用いて説明する。
なお、図中、従来例と同一符号及び記号は従来例の構成部分と同一または相当する構成部分を示すものであり、また、各実施の形態の同一符号及び記号は各実施の形態の構成部分と同一または相当する構成部分を示すものである。
【００１９】
実施の形態１．
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の全体構成図である。なお、ここでは従来例で使用した図３０のベクトル制御演算回路をそのまま使用することとする。
図１及び図３０において、１は三相交流電源、２は三相交流電源１から直流電圧を得るダイオード等で構成される整流回路、３はコンデンサからなる直流電圧平滑用フィルタ、４はトランジスタ等のスイッチング素子で構成されたインバータ回路、５は負荷の誘導電動機、７は誘導電動機５に流れる電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出する電流検出器、８は誘導電動機５の速度基準を与える速度指令回路、９は速度指令回路８の指令値ωｒ* と速度検出器６の検出値ωｒ及び電流検出器７の検出値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを入力することにより誘導電動機５に与える１次電圧指令値Ｖｕ* 、Ｖｖ* 、Ｖｗ* を演算するベクトル制御演算回路、１０は上記１次電圧指令値Ｖｕ* 、Ｖｖ* 、Ｖｗ* に基づいてインバータ回路４のスイッチング素子をオン／オフさせるための信号を発生するパルス幅変調制御回路、１１は誘導電動機５と機械の間に介在するギヤ比αのギヤまたはベルト等の誘導電動機伝達機構、１２は誘導電動機５によって駆動される負荷機械、１３は負荷機械１２の回転位置を検出するエンコーダ等からなる負荷側位置検出器、１３ａはベクトル制御インバータの外部に設置され負荷側位置検出器１３の検出値θを入力して負荷機械１２の回転位置を監視する外部位置監視手段、１４は負荷機械１２と機械端の位置検出器１３の間に介在するギヤ比βのギヤまたはベルト等の伝達機構である。
【００２０】
また、１５は負荷側位置検出器１３の検出出力θを入力して微分することにより負荷側位置検出器１３の回転速度ω0 を出力する微分回路、１６は微分回路１５の回転速度ω0 にギヤ比を乗じて誘導電動機５の誘導電動機推定速度値ωｒを演算するギヤ比乗算回路である。
ここで、本実施の形態の負荷側位置検出器１３によって検出した負荷側の位置の変化率により誘導電動機５の速度を推定するようにした負荷側位置検出器１３の検出出力を微分する微分回路１５、微分回路１５の出力ω0 にギヤ比を乗じて誘導電動機５の推定速度検出値ωｎを演算するギヤ比乗算回路１６は、速度推定回路１００Ａを構成している。また、本実施の形態の電流検出器７による電流検出値と誘導電動機５の速度指令値ωｒ* と速度推定回路１００Ａの誘導電動機推定速度値ωｒに基いて、インバータ回路４をパルス幅変調するベクトル制御演算回路９及びパルス幅変調制御回路１０は、ベクトル制御パルス幅変調回路１００Ｂを構成している。
【００２１】
更に、ベクトル制御演算回路９の内部構成は、本実施の形態で使用する回路は、従来例で説明した図３０のベクトル制御ブロック図と相違するものではないので、図３０のベクトル制御ブロック図を用いて説明する。
１１Ａは速度指令回路８の指令値ωｒ* と速度検出器６の検出値ωｒの偏差を増幅してトルク分電流指令値Ｉｑ* を出力する速度演算増幅器、１２Ａは電流検出器７の交流三相検出値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを直流の二相電流Ｉｑ（トルク分電流検出値）及びＩｄ（励磁分電流検出値）に変換する三相−二相変換器、１３Ａは励磁分電流検出値Ｉｄから誘導電動機５の２次磁束検出値Ф2 を推定演算するための１次遅れ演算器、１４Ａは速度検出器６の検出値ωｒに応じて２次磁束指令値Ф2 * を発生する２次磁束指令発生器、１５Ａは２次磁束指令値Ф2 * と２次磁束検出値Ф2 の偏差を増幅して励磁分電流指令値Ｉｄ* を出力する磁束演算増幅器、１６Ａは引算器、１７Ａａはトルク分電流指令値Ｉｑ* とトルク分電流検出値Ｉｑの偏差を増幅してトルク分電圧指令値Ｖｑ* を出力するトルク分電流増幅器、１７Ａｂは励磁分電流指令値Ｉｄ* と励磁分電流検出値Ｉｄの偏差を増幅して励磁分電圧指令値Ｖｄ* を出力する励磁分電流増幅器、１８Ａはトルク分電流指令値Ｉｑ* を２磁束検出値Ф2 で除算してすべり指令ωｓ* を算出する除算器、１９Ａは速度検出値ωｒにすべり指令ωｓ* を加算して誘導電動機５への１次角周波数指令ω0 * を演算する加算器、２０Ａは１次角周波数指令ω0 * を積分してトルク偏角θ0 を演算する積分器、２１Ａは直流のトルク分電圧指令値Ｖｑ* と励磁分電圧指令値Ｖｄ* を交流三相の１次電圧指令Ｖｕ* 、Ｖｖ* 、Ｖｗ* に変換する二相−三相変換器であり、これらによりベクトル制御演算回路９が構成されている。
なお、本実施の形態の形態においても、電流検出器７の出力は必ずしも三相すべてが必要ではなく、いずれか二相を検出して、Ｉｕ＋Ｉｖ＋Ｉｗ＝０の関係から残りの１相電流を求めてもよい。
【００２２】
次に、この実施の形態の動作原理を説明する。
まず、負荷側位置検出器１３の出力θを微分回路１５で微分した値は、負荷側位置検出器１３の回転速度に相当し、これを回転速度ω0 とする。しかし、この値をそのまま誘導電動機５の速度検出値、即ち、従来例でいう速度検出器６の検出値としては使用できない。したがって、誘導電動機５の速度相当に換算するために、ギヤ比乗算回路１６にて下記の演算を行う。
誘導電動機推定速度値＝ωｒ＝ω0 ×α×β
ただし、αは伝達機構１１のギヤ比、βは伝達機構１４のギヤ比である。
したがって、図２９に示す速度検出器６の誘導電動機推定速度値ωｒとして、ω0 ×α×βを使用することができる。
【００２３】
この実施の形態のベクトル制御インバータ装置は、インバータ回路４によって駆動される誘導電動機５の１次電流を検出する電流検出器７と、誘導電動機５に伝達機構１１のギヤ比α、伝達機構１４のギヤ比β等からなる所定のギヤ比で連結された負荷側の位置を検出する負荷側位置検出器１３と、負荷側位置検出器１３によって検出した負荷側の位置の変化率により誘導電動機５の速度を推定するようにした負荷側位置検出器１３の検出出力を微分する微分回路１５及び微分回路１５の出力ω0 にギヤ比を乗じて誘導電動機５の誘導電動機推定速度値ωｒを演算するギヤ比乗算回路１６からなる速度推定回路１００Ａと、電流検出器７による電流検出値と誘導電動機５の速度指令値ωｒ* と速度推定回路の誘導電動機推定速度値ωｒに基いて、インバータ回路４をパルス幅変調するベクトル制御演算回路９及びパルス幅変調制御回路１０からなるベクトル制御パルス幅変調回路１００Ｂとを具備するものである。
したがって、速度検出器６の誘導電動機推定速度値ωｒとして、ω0 ×α×βを使用することができるから、誘導電動機５の速度検出器６を省略でき、誘導電動機５をベクトル制御で駆動する場合でも、コストアップせず、また、機械的な大きさも小さくなる。
【００２４】
ここで、念のため、従来例で説明した特開昭５９−８９５９１号公報に記載の技術との差異について述べる。
従来の公報に記載の技術は、すべり周波数を一定にして速度制御するもので、電動機の出力軸に位置検出用として取付けられたレゾルバの位相変調信号を時間微分して速度検出信号として用い、従来速度検出用に取付けていたタコメータジェネレータを付設不要とするものである。したがって、位置検出器の信号を時間微分して速度信号として用い、従来誘導電動機に取付けていた速度検出器を不要とすることができる。
しかし、レゾルバが誘導電動機軸と同一軸（即ち、ギヤ比１：１）で連結されており、ギヤ比が１：１でない場合には適用できないことになり、使用できる対象機械が非常に限定されてしまう。
これに対し、本実施の形態では、誘導電動機５と速度検出器６のギヤ比、誘導電動機５と機械の間に介在するギヤまたはベルト等の誘導電動機伝達機構１１のギヤ比α、負荷機械１２と機械端の負荷側位置検出器１３の間に介在するギヤまたはベルト等の伝達機構１４のギヤ比βは任意で良いため、工作機械はもちろん他の同様な構成を有する機械にも幅広く適用可能であり、ギヤ比によらずローコスト化を実現可能となる。特に、誘導電動機５の機械端に取付けられた負荷側位置検出器１３から演算により求めているので、誘導電動機５に速度検出器６を取付ける必要がないため、誘導電動機５のコストを高くすることなく、また、誘導電動機５の外形を大きくすることなく、高性能なベクトル制御を行うことが可能となる。
【００２５】
実施の形態２．
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
図２は本発明の第２の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の構成図、図３は本発明の第２の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の動作説明を行う要部回路図、図４は本発明の第２の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の動作フローチャートである。
図２において、１７は第１の実施の形態のギヤ比乗算回路１６（図１参照）の出力（ここでは、最終処理した誘導電動機推定速度値ωｒとの違いを表現するため『ωｎ』とする。以下同種の実施の形態に共通して扱う）である誘導電動機推定速度値を入力して、その推定速度が所定の値以下であるかどうかを判別して速度の平均をとるかとらないかを切替える速度平均切替回路である。
ここで、本実施の形態の負荷側位置検出器１３によって検出した負荷側の位置の変化率により誘導電動機５の速度を推定するようにした負荷側位置検出器１３の検出出力を微分する微分回路１５、微分回路１５の出力ω0 にギヤ比を乗じて誘導電動機５の推定速度検出値ωｎを演算するギヤ比乗算回路１６、所定の速度以下では誘導電動機５の推定速度検出値ωｎの平均値を誘導電動機推定速度値ωｒとして使用する速度平均切替回路１７は、速度推定回路１１０Ａを構成している。また、本実施の形態の電流検出器７による電流検出値と誘導電動機５の速度指令値ωｒ* と速度推定回路１１０Ａの誘導電動機推定速度値ωｒに基いて、インバータ回路４をパルス幅変調するベクトル制御演算回路９及びパルス幅変調制御回路１０は、ベクトル制御パルス幅変調回路１００Ｂを構成している。
【００２６】
次に、図３を用いてこの実施の形態の動作原理を説明する。
図３は速度平均切替回路１７の内部構成を示すもので、１７ａは速度判定回路、１７ｂは４回平均回路、１７ｃは平均切替スイッチである。
図３において、第１の実施の形態のギヤ比乗算回路１６の推定速度検出値ωｎが速度平均切替回路１７に入力されると、そのままの値が平均切替スイッチ１７ｃのｂ点に接続され、過去４回の平均値がａ点に接続される。そして、速度判定回路１７ａによって、ギヤ比乗算回路１６の推定速度検出値ωｎが所定の速度（例えば、５００ｒｐｍ）以下であれば、速度判定回路１７ａの出力Ｓ1 はＯＮとなり平均切替スイッチ１７ｂはａ側が選択され、ギヤ比乗算回路１６の推定速度検出値ωｎが所定の速度（例えば、５００ｒｐｍ）以上であれば速度判定回路１７ａの出力Ｓ1 はＯＦＦとなり平均切替スイッチ１７ｃはｂ側が選択される。
ここで、所定の速度以下でａ側を選択し、平均値を使用する必要性について説明する。
【００２７】
従来技術の如く誘導電動機５に速度検出器６が配設されていると速度検出値は、誘導電動機５の速度を正確に検出でき、低速から高速まで精度良く検出されることになり、平均化する必要性はない。
しかし、本発明の実施の形態では、誘導電動機５の端部に直接配設されているものではなく、機械端の速度検出器１３の検出値から誘導電動機５の速度を推定しているので、瞬間的な速度推定においては誘導電動機５と機械間のバックラッシュによる推定誤差が発生する可能性がある。しかも、その影響は低速域ほど大きくなる確率が高くなる（バックラッシュ量は速度によらず一定であるため）。したがって、低速域ではバックラッシュによる速度推定誤差を平均化するために４回の平均を行うから、バックラッシュによる速度推定誤差を少なくすることができる。但し、平均回数が大きすぎると、ベクトル制御の応答性が低下するため、本実施の形態では４回平均にとどめ、現実的には、２〜１０回平均が好適である。
【００２８】
次に、図４によって、速度平均切替回路１７にて行う動作を説明する。
まず、ステップＳ１０１にて推定速度検出値ωｎが５００ｒｐｍ以下かどうかを判定し、５００ｒｐｍ以下であれば、ステップＳ１０２にてスイッチ１７ｃでａ側を選択し、ステップＳ１０３にて過去４回の平均値を計算して、それをωｒとする。また、５００ｒｐｍ以上であれば、ステップＳ１０４にてスイッチ１７ｃをｂ側に選択し、ステップＳ１０５にて推定速度検出値ωｎをそのまま誘導電動機推定速度値ωｒとする。したがって、図２９に示す速度検出器６の誘導電動機推定速度値ωｒとして、その値の信頼性を高くすることができる。
【００２９】
この実施の形態のベクトル制御インバータ装置は、インバータ回路４によって駆動される誘導電動機５の１次電流を検出する電流検出器７と、誘導電動機５に伝達機構１１のギヤ比α、伝達機構１４のギヤ比β等からなる所定のギヤ比で連結された負荷側の位置を検出する負荷側位置検出器１３と、負荷側位置検出器１３によって検出した負荷側の位置の変化率により誘導電動機５の速度を推定するようにした負荷側位置検出器１３の検出出力を微分する微分回路１５及び微分回路１５の出力ω0 にギヤ比を乗じて誘導電動機５の推定速度検出値ωｎを演算するギヤ比乗算回路１６及び所定の速度以下では誘導電動機５の推定速度検出値ωｎの平均値を誘導電動機推定速度値ωｒとして使用する速度平均切替回路１７からなる速度推定回路１１０Ａと、電流検出器７による電流検出値と誘導電動機５の速度指令値ωｒ* と速度推定回路１１０Ａの誘導電動機推定速度値ωｒに基いて、インバータ回路４をパルス幅変調するベクトル制御演算回路９及びパルス幅変調制御回路１０からなるベクトル制御パルス幅変調回路１００Ｂとを具備するものである。
したがって、速度検出器６の推定速度検出値ωｎとして、ω0 ×α×βを使用することができるから、誘導電動機５の速度検出器６を省略できるから、コストアップせず、また、機械的な大きさも小さくなる。更に、所定の速度以下では誘導電動機５の推定速度検出値ωｎの平均値を誘導電動機推定速度値ωｒとして使用する速度平均切替回路１７を具備しているから、特に、瞬間的な速度推定においては誘導電動機５と機械間のバックラッシュによる推定誤差が発生する可能性があり、その影響は低速域ほど大きくなる確率が高くなるが、低速域ではバックラッシュによる速度推定誤差を平均化するために、バックラッシュによる速度推定誤差を少なくすることができる。
故に、バックラッシュの影響が大きくなる低速域では推定速度の平均を行い、バックラッシュの影響が小さくなる高速域では推定速度をそのまま使用しているので、誘導電動機５の速度を直接検出せず機械端の負荷側位置検出器１３から間接的に誘導電動機速度を検出しても、低速域では安定性を向上させ、高速域では速度応答性を向上させる。
【００３０】
実施の形態３．
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
図５は本発明の第３の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の構成図、図６は本発明の第３の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の要部回路図、図７は本発明の第３の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の動作フローチャートである。
図５において、１８は速度指令回路８の出力である速度指令値ωｒ* が変化したことを検出する速度指令変化検出回路、１９は第１の実施の形態のギヤ比乗算回路１６（図１参照）の推定速度出力（ここでは『ωｎ』とする）である誘導電動機推定速度値と、速度指令回路８の出力である速度指令値ωｒ* 及び速度指令変化検出回路１８の出力Ｓ2 を入力してバックラッシュ補正を行うバックラッシュ補正Ａ回路である。
速度指令変化検出回路１８は速度指令値ωｒ* を入力し、出力Ｓ2 をバックラッシュ補正Ａ回路１９に入力する。バックラッシュ補正Ａ回路１９は速度指令値ωｒ* を直接入力し、また、速度指令変化検出回路１８の出力Ｓ2 、ギヤ比乗算回路１６の出力である推定速度検出値ωｎを入力し、バックラッシュ補正Ａ回路１９の出力として速度指令値ωｒを得ている。
【００３１】
ここで、本実施の形態の負荷側位置検出器１３によって検出した負荷側の位置の変化率により誘導電動機５の速度を推定するようにした負荷側位置検出器１３の検出出力を微分する微分回路１５、微分回路１５の出力ω0 にギヤ比を乗じて誘導電動機５の推定速度検出値ωｎを演算するギヤ比乗算回路１６、速度指令回路８の出力である速度指令値ωｒ* が変化したことを検出する速度指令変化検出回路１８、ギヤ比乗算回路１６の推定速度検出値ωｎである誘導電動機推定速度値と速度指令回路８の出力である速度指令値ωｒ* 及び速度指令変化検出回路１８の出力Ｓ2 を入力してバックラッシュ補正を行うバックラッシュ補正Ａ回路１９は、速度推定回路１２０Ａを構成している。
また、本実施の形態の電流検出器７による電流検出値と誘導電動機５の速度指令値ωｒ* と速度推定回路１２０Ａの誘導電動機推定速度値ωｒに基いて、インバータ回路４をパルス幅変調するベクトル制御演算回路９及びパルス幅変調制御回路１０は、ベクトル制御パルス幅変調回路１００Ｂを構成している。
【００３２】
次に、図６を用いてこの実施の形態の動作原理を説明する。
図６は速度指令変化検出回路１８及びバックラッシュ補正Ａ回路１９の内部構成を示すもので、１９ａは推定速度変化検出回路、１９ｂはバックラッシュ補正Ａ部、１９ｃはバックラッシュ補正Ａの切替スイッチである。
図６において、速度指令変化検出回路１８に速度指令値ωｒ* が入力されると、速度指令値ωｒ* が変化したときのみＯＮとなる信号Ｓ2 をバックラッシュ補正Ａ回路１９に出力する。また、バックラッシュ補正Ａ回路１９の内部においては、推定速度変化検出回路１９ａにて推定速度が変化したときのみＯＮとなる信号Ｓ3 を出力する。そして、速度指令変化検出回路１８の出力Ｓ2 がＯＮで、かつ、推定速度変化検出回路１９ａの出力Ｓ3 がＯＦＦのとき、即ち、推定速度が変化していないときのみ、バックラッシュ補正Ａの切替スイッチ１９ｃはｂ側となり、バックラッシュ補正Ａ部１９ｂの出力を速度検出値ωｒとして使用する。
【００３３】
ここで、速度指令が変化して推定速度が変化していない期間のみバックラッシュ補正を行う必要性は、次の理由によるものである。
誘導電動機５に速度検出器６が配設されていれば、誘導電動機推定速度値ωｒは誘導電動機５の速度を正確に検出した値となり、低速から高速まで精度良く検出されており、バックラッシュ補正を行う必要性はなくなる。
しかし、本実施の形態によると、駆動側の誘導電動機５ではなく、負荷側となる負荷機械１２の回転位置を検出する負荷側位置検出器１３の検出値から誘導電動機速度を推定しており、誘導電動機５と機械間のバックラッシュによる速度推定誤差が介在することになる。但し、このバックラッシュの影響は、誘導電動機５の加速度が変化したとき、即ち、加減速の開始時に発生しやすく、一定速度で回転中においては影響が少ない。これは、実際に誘導電動機５は加速度が変化しているにも拘わらずバックラッシュの影響で負荷側位置検出器１３の加速度は変化していない期間があるためである。したがって、負荷側位置検出器１３による速度検出推定値が変化していなくても、速度指令が変化したときはバックラッシュ補正を行うことで、速度推定誤差を低減する。
【００３４】
次に、図７により、速度指令変化検出回路１８及びバックラッシュ補正Ａ回路１９で行う動作を説明する。
まず、ステップＳ２０１でバックラッシュ補正ＡフラグがＯＮしているかどうかを判別し、ＯＮしていなければステップＳ２０２で速度指令値ωｒ* が変化したかどうかを判別する。変化していなければ、ステップＳ２０３にてスイッチ１９ｃはａ側を選択し、ステップＳ２０４にて推定速度検出値ωｎをそのまま誘導電動機推定速度値ωｒとする。
ステップＳ２０１でバックラッシュ補正ＡフラグがＯＮしていたとき、ステップＳ２０２にて、速度指令値ωｒ* が変化したとき、ステップＳ２０５で推定速度検出値ωｎが変化したかどうかを判別する。変化していなければ、ステップＳ２０６でバックラッシュ補正ＡフラグをＯＮにしてステップＳ２０７でスイッチ１９ｃをｂ側とし、ステップＳ２０８でバックラッシュ補正Ａの誘導電動機推定速度値ωｒ＝ωｎ−Δωｒ* を実行する。
また、ステップＳ２０５にて、推定速度検出値ωｎが変化したら、ステップＳ２０９にてバックラッシュ補正ＡフラグをＯＦＦとしステップＳ２０３からのルーチンの処理に入る。
【００３５】
この実施の形態のベクトル制御インバータ装置は、インバータ回路４によって駆動される誘導電動機５の１次電流を検出する電流検出器７と、誘導電動機５に伝達機構１１のギヤ比α、伝達機構１４のギヤ比β等からなる所定のギヤ比で連結された負荷側の位置を検出する負荷側位置検出器１３と、負荷側位置検出器１３によって検出した負荷側の位置の変化率により誘導電動機５の速度を推定するようにした負荷側位置検出器１３の検出出力を微分する微分回路１５、微分回路１５の出力ω0 にギヤ比を乗じて誘導電動機５の推定速度検出値ωｎを演算するギヤ比乗算回路１６、速度指令回路８の出力である速度指令値ωｒ* が変化したことを検出する速度指令変化検出回路１８、ギヤ比乗算回路１６の推定速度検出値ωｎである誘導電動機推定速度値と速度指令回路８の出力である速度指令値ωｒ* 及び速度指令変化検出回路１８の出力Ｓ2 を入力してバックラッシュ補正を行うバックラッシュ補正Ａ回路１９からなる速度推定回路１２０Ａと、電流検出器７による電流検出値と誘導電動機５の速度指令値ωｒ* と速度推定回路の誘導電動機推定速度値ωｒに基いて、インバータ回路４をパルス幅変調するベクトル制御演算回路９及びパルス幅変調制御回路１０からなるベクトル制御パルス幅変調回路１００Ｂとを具備するものである。
【００３６】
したがって、速度検出器６の推定速度検出値ωｎとして、ω0 ×α×βを使用することができるから、誘導電動機５の速度検出器６を省略でき、誘導電動機５をベクトル制御で駆動する場合でも誘導電動機５に速度検出器６が不要となり、それだけ廉価となり、また、機械的な大きさも小さくなる。更に、ギヤ比乗算回路１６の推定速度検出値ωｎである誘導電動機推定速度値と速度指令回路８の出力である速度指令値ωｒ* 及び速度指令値ωｒ* が変化したことを検出する速度指令変化検出回路１８の出力Ｓ2 を入力してバックラッシュ補正を行うバックラッシュ補正Ａ回路１９により、バックラッシュの影響が大きくなる加減速の開始時においてバックラッシュ補正を行っているので、誘導電動機５の速度を直接検出せず機械端の負荷側位置検出値１３から間接的に誘導電動機速度を検出しても、加減速の振動発生や応答遅れを低減することができ、バックラッシュによる速度推定誤差を少なくすることができる。
【００３７】
実施の形態４．
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。
図８は本発明の第４の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の構成図、図９は本発明の第４の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の要部回路図、図１０は本発明の第４の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の動作フローチャートである。
図８において、２０はベクトル制御演算回路９の演算結果であるトルク分電流検出値Ｉｑを入力し、モデル速度ωｒｍの作成及びそのモデル速度ωｒｍが変化したことを検出するモデル速度作成／変化検出回路、２１は第１の実施の形態のギヤ比乗算回路１６の推定速度検出値ωｎである誘導電動機推定速度値とモデル速度作成／変化検出回路２０の出力であるモデル速度ωｒｍ及び出力Ｓ3 を入力してバックラッシュ補正を行うバックラッシュ補正Ｂ回路である。
モデル速度作成／変化検出回路２０はベクトル制御演算回路９の演算結果であるトルク分電流検出値Ｉｑを入力し、モデル速度ωｒｍ及び出力Ｓ3 を生成し、それらモデル速度ωｒｍ及び出力Ｓ3 をバックラッシュ補正Ｂ回路２１に入力し、また、バックラッシュ補正Ｂ回路２１はギヤ比乗算回路１６の推定速度検出値ωｎを入力し、出力として誘導電動機推定速度値ωｒを得ている。
【００３８】
ここで、本実施の形態の負荷側位置検出器１３によって検出した負荷側の位置の変化率により誘導電動機５の速度を推定するようにした負荷側位置検出器１３の検出出力を微分する微分回路１５、微分回路１５の出力ω0 にギヤ比を乗じて誘導電動機５の推定速度検出値ωｎを演算するギヤ比乗算回路１６、ベクトル制御演算回路９の演算結果であるトルク分電流検出値Ｉｑを入力し、モデル速度ωｒｍの作成及びそのモデル速度ωｒｍが変化したことを検出するモデル速度作成／変化検出回路２０、ギヤ比乗算回路１６の推定速度検出値ωｎである誘導電動機推定速度値とモデル速度作成／変化検出回路２０の出力であるモデル速度ωｒｍ及び出力Ｓ3 を入力してバックラッシュ補正を行うバックラッシュ補正Ｂ回路２１は、速度推定回路１３０Ａを構成している。
また、本実施の形態の電流検出器７による電流検出値と誘導電動機５の速度指令値ωｒ* と速度推定回路１３０Ａの誘導電動機推定速度値ωｒに基いて、インバータ回路４をパルス幅変調し、その際の演算によってトルク分電流検出値Ｉｑを出力するベクトル制御演算回路９及びパルス幅変調制御回路１０は、ベクトル制御パルス幅変調回路１３０Ｂを構成している。
【００３９】
次に、図９を用いてこの実施の形態の動作原理を説明する。
図９はモデル速度作成／変化検出回路２０及びバックラッシュ補正Ｂ回路２１の内部構成を示すもので、２０ａは速度モデル演算回路、２０ｂは速度モデル変化検出回路で、モデル速度作成／変化検出回路２０は速度モデル演算回路２０ａ、速度モデル変化検出回路２０ｂから構成されている。また、２１ａはバックラッシュ補正Ｂ部、２１ｂはバックラッシュ補正Ｂの切替スイッチであり、バックラッシュ補正Ｂ回路２１はバックラッシュ補正Ｂ部２１ａ及びバックラッシュ補正Ｂの切替スイッチ２１ｂから構成されている。
図９において、モデル速度作成／変化検出回路２０にベクトル制御演算回路９の演算結果であるトルク分電流検出値Ｉｑが入力されると、速度モデル演算回路２０ａでは、誘導電動機５の出力トルクＴは誘導電動機５のイナーシャＪｍ、負荷イナーシャをＪｌとすれば、
Ｔ＝（Ｊｍ＋Ｊｌ）・ｄωｒ／ｄｔ
で求められるから、トルク分電流検出値ＩｑをトルクＴに置換え、モデル速度ωｒｍを演算すると、
ωｒｍ＝∫Ｉｑｄｔ／（Ｊｍ＋Ｊｌ）
となり、ＩｑとイナーシャＪｍ＋Ｊｌから理論的な速度が求まる。即ち、トルク分電流検出値Ｉｑと誘導電動機５のイナーシャＪｍ、負荷イナーシャＪｌから産出した理論的な速度をモデル速度ωｒｍとして、このモデル速度ωｒｍが変化したときのみＯＮとなる信号Ｓ4 及びモデル速度ωｒｍをバックラッシュ補正Ｂ回路２１に出力する。
【００４０】
また、バックラッシュ補正Ｂ回路２１内部においては、変化検出回路２０の出力Ｓ4 がＯＮで、かつ、推定速度指令変化検出回路１９ａの出力Ｓ3 がＯＦＦのときには、バックラッシュ補正Ｂの切替スイッチ２１ｂはｂ側となり、バックラッシュ補正Ｂ部２１ａの出力を誘導電動機推定速度値ωｒとして使用する。
ここで、モデル速度ωｒｍが変化して速度検出値が変化していない期間のみバックラッシュ補正を行う必要性は、次の理由によるものである。
誘導電動機５に速度検出器６が直接配設されていれば、誘導電動機推定速度値ωｒは誘導電動機５の速度を正確に検出した値であり、低速から高速まで精度良く検出されており、バックラッシュ補正を行う必要性はない。
しかし、本実施の形態によると、駆動側の誘導電動機５ではなく、負荷側となる負荷機械１２の回転位置を検出する負荷側位置検出器１３の検出値から誘導電動機速度を推定しており、誘導電動機５と機械間のバックラッシュによる速度推定誤差が介在することになる。但し、このバックラッシュの影響は、常に発生しているわけではなく、誘導電動機５の加速度が変化したときや誘導電動機回転方向の反転時等に発生しやすい。これは、実際に誘導電動機５は加速度が変化しているにも拘わらずバックラッシュの影響で負荷側位置検出器１３の加速度は変化していない期間があるためである。したがって、負荷側位置検出器１３による速度検出推定値が変化していなくても、モデル速度が変化したときはバックラッシュ補正を行うことで、速度推定誤差を低減する。
【００４１】
次に、図１０により、モデル速度作成／変化検出回路２０及びバックラッシュ補正Ｂ回路２１で行う動作を説明する。
まず、ステップＳ３０１でモデル速度ωｒｍを演算し、ステップＳ３０２でバックラッシュ補正ＢフラグがＯＮしているかどうかを判別し、ＯＮしていなければステップＳ３０３でモデル速度ωｒｍが変化したかどうかを判別する。モデル速度ωｒｍが変化していなければ、ステップＳ３０４で切替スイッチ２１ｂとしてａ側を選択し、ステップＳ３０５でギヤ比乗算回路１６の誘導電動機推定速度値である推定速度検出値ωｎをそのまま誘導電動機推定速度値ωｒとする。
ステップＳ３０２でバックラッシュ補正ＢフラグがＯＮしているとき、ステップＳ３０３でモデル速度ωｒｍが変化した場合、ステップＳ３０６でギヤ比乗算回路１６の推定速度検出値ωｎが変化したかどうかを判別する。変化していなければ、ステップＳ３０７でバックラッシュ補正ＢフラグをＯＮにしてステップＳ３０８で切替スイッチ２１ｂをｂ側とし、ステップＳ３０９でバックラッシュ補正Ｂについて誘導電動機推定速度値ωｒ＝ωｒｍを実行する。
ステップＳ３０６で、ギヤ比乗算回路１６の推定速度検出値ωｎが変化したら、ステップＳ３１０でバックラッシュ補正ＢフラグをＯＦＦし、ステップＳ３０４からのルーチンの処理に入る。
【００４２】
この実施の形態のベクトル制御インバータ装置は、インバータ回路４によって駆動される誘導電動機５の１次電流を検出する電流検出器７と、誘導電動機５に伝達機構１１のギヤ比α、伝達機構１４のギヤ比β等からなる所定のギヤ比で連結された負荷側の位置を検出する負荷側位置検出器１３と、負荷側位置検出器１３によって検出した負荷側の位置の変化率により誘導電動機５の速度を推定するようにした負荷側位置検出器１３の検出出力を微分する微分回路１５、微分回路１５の出力ω0 にギヤ比を乗じて誘導電動機５の推定速度検出値ωｎを演算するギヤ比乗算回路１６、ベクトル制御演算回路９の演算結果であるトルク分電流検出値Ｉｑを入力し、モデル速度ωｒｍを作成し、トルク分電流検出値Ｉｑと誘導電動機のイナーシャＪｍ、その負荷イナーシャＪｌから算出した理論的な速度の符号が反転したことを検出するモデル速度作成／変化検出回路２０、ギヤ比乗算回路１６の推定速度検出値ωｎである誘導電動機推定速度値とモデル速度作成／変化検出回路２０の出力であるモデル速度ωｒｍ及び出力Ｓ3 を入力してバックラッシュ補正Ｂを行うバックラッシュ補正Ｂ回路２１からなる速度推定回路１３０Ａと、電流検出器７による電流検出値と誘導電動機５の速度指令値ωｒ* と速度推定回路１３０Ａの誘導電動機推定速度値ωｒに基いて、インバータ回路４をパルス幅変調し、その際の演算によってトルク分電流検出値Ｉｑを出力するベクトル制御演算回路９及びパルス幅変調制御回路１０からなるベクトル制御パルス幅変調回路１３０Ｂとを具備するものである。
【００４３】
したがって、速度検出器６の推定速度検出値ωｎとして、ω0 ×α×βを使用することができるから、誘導電動機５の速度検出器６を省略でき、誘導電動機５をベクトル制御で駆動する場合でも誘導電動機５が速度検出器６を省略できるから、コストアップせず、また、機械的な大きさも小さくなる。更に、ベクトル制御演算回路９の演算結果であるトルク分電流検出値Ｉｑを入力し、モデル速度ωｒｍの作成及びそのモデル速度ωｒｍの符号が反転したことを検出するモデル速度作成／変化検出回路２０、ギヤ比乗算回路１６の推定速度検出値ωｎである誘導電動機推定速度値とモデル速度作成／変化検出回路２０の出力であるモデル速度ωｒｍ及び出力Ｓ3 を入力してバックラッシュ補正Ｂを行うバックラッシュ補正Ｂ回路２１により、バックラッシュの影響が大きくなる加減速の開始時においてバックラッシュ補正を行っているので、バックラッシュの影響が大きくなる可能性を負荷側位置検出器１３による推定速度値ωｎとモデル速度ωｒｍとの比較により自動的に検出し、バックラッシュ補正を行っているので、特に、速度推定回路１３０Ａは、モデル速度ωｒｍの符号が反転したときにギヤによるバックラッシュ補正を行うことができる。よって、誘導電動機５の速度を直接検出せず機械端の負荷側位置検出値１３から間接的に誘導電動機速度を検出しても、加減速の振動発生や応答遅れを低減することができ、バックラッシュによる速度推定誤差を少なくすることができる。
【００４４】
実施の形態５．
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。
図１１は本発明の第５の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の構成図、図１２は本発明の第５の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置のタイミングチャート、図１３は本発明の第５の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の動作フローチャートである。
図１１において、２２は第１の実施の形態のギヤ比乗算回路１６の出力である誘導電動機推定速度値ωｒと、図示しない外部の制御装置からのテストモード信号を入力して速度指令回路８へＴＥＳＴ信号を、また、後述するＶ／Ｆ切替スイッチ２４へ切替信号Ｓ5 を出力する断線検出回路、２３は速度指令ωｒ* を入力して所定のＶ／Ｆパターンを発生するＶ／Ｆ発生回路、２４は信号Ｓ5 を入力してベクトル制御演算回路９の出力Ｖｕａ* 、Ｖｖａ* 、Ｖｗａ* またはＶ／Ｆ発生回路２３の出力Ｖｕｂ* 、Ｖｖｂ* 、Ｖｗｂ* の何れかを選択するＶ／Ｆ切替スイッチである。
ここで、本実施の形態の負荷側位置検出器１３によって検出した負荷側の位置の変化率により誘導電動機５の速度を推定するようにした負荷側位置検出器１３の検出出力を微分する微分回路１５、微分回路１５の出力ω0 にギヤ比を乗じて誘導電動機５の推定速度検出値ωｎを演算するギヤ比乗算回路１６、ギヤ比乗算回路１６の出力である誘導電動機推定速度値ωｒとテストモード信号を入力して速度指令回路８へＴＥＳＴ信号を、また、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４へ切替信号Ｓ5 を出力する断線検出回路２２、速度指令ωｒ* を入力して所定のＶ／Ｆパターンを発生するＶ／Ｆ発生回路２３、信号Ｓ5 を入力してベクトル制御演算回路９の出力Ｖｕａ* 、Ｖｖａ* 、Ｖｗａ* またはＶ／Ｆ発生回路２３の出力Ｖｕｂ* 、Ｖｖｂ* 、Ｖｗｂ* の何れかを選択するＶ／Ｆ切替スイッチ２４は、速度推定回路１４０Ａを構成している。
また、本実施の形態の電流検出器７による電流検出値と誘導電動機５の速度指令値ωｒ* と速度推定回路１４０Ａの誘導電動機推定速度値ωｒに基いて、インバータ回路４をパルス幅変調するベクトル制御演算回路９及びパルス幅変調制御回路１０は、ベクトル制御パルス幅変調回路１４０Ｂを構成している。
【００４５】
次に、図１２によりこの実施の形態の動作原理を説明する。
図１２は断線検出回路２２、Ｖ／Ｆ発生回路２３、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４で実施する動作のタイミングチャートを示すもので、（ａ）は外部装置より入力されるテストモード信号である。このテストモード信号に同期して断線検出回路２２からＴＥＳＴ信号及びＳ5 信号を出力するので、テストモード信号（ａ）はこれらの３信号を共用している。（ｂ）は速度指令回路８の出力である速度指令ωｒ* 、（ｃ）は断線検出回路２２から出力されるテストモード完了信号、（ｄ）はギヤ比乗算回路１６の出力の誘導電動機推定速度値ωｒ、（ｅ）はＶ／Ｆ切替スイッチ２４のスイッチのａ側またはｂ側の方向、（ｆ）は断線検出回路２２で検出する図示しない断線アラーム判別信号である。
図１２において、時刻ｔ0 でテストモード信号がＯＮになると、ＴＥＳＴ信号及びＶ／Ｆ切替スイッチ２４への切替信号Ｓ5 がＯＮする。それを受けて、速度指令回路８は予め記憶された「テストパターン１」に基づく速度指令を出力する。また、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４はｂ側に切替わり、Ｖ／Ｆ運転モードとなる。次に、時刻ｔ0 から期間Ｔsec 後の時刻ｔ1 で実際の誘導電動機推定速度値ωｒが変化したかどうかを確認し、変化した場合は、その出力が存在することを意味するから、負荷側位置検出器１３の配線が断線していないことの証左であるから、時刻ｔ1 で正常と判定している。時刻ｔ2 で、「テストパターン１」が終了した時点でテストモード完了信号を出力する。
時刻ｔ3 で、テストモード信号がＯＦＦされると、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４はａ側に切替わり、通常のベクトル制御運転モードになる。時刻ｔ4 からｔ7 はｔ0 からｔ3 と同様のタイミングチャートとなるが、実際に断線している事例を示したものである。即ち、時刻ｔ4 から期間Ｔsec 後の時刻ｔ5 において、誘導電動機推定速度値ωｒが出力されておらず、かつ、変化していないので、断線していると判定し、時刻ｔ5 で断線アラームを出力する。
【００４６】
次に、図１３を用いて線検出回路２２、Ｖ／Ｆ発生回路２３、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４で行う動作を説明する。
まず、ステップＳ４０１でテストモード信号がＯＮされているかどうかを判別し、ＯＮされていたらステップＳ４０２でＶ／Ｆ切替スイッチ２４をｂ側とし、ステップＳ４０３でＶ／Ｆモードを選定する。次に、ステップＳ４０４で「テストパターン１」のモードで運転を開始し、ステップＳ４０５で期間Ｔsec の経過を待ち、期間Ｔsec 後にステップＳ４０６で実際の誘導電動機推定速度値ωｒが変化したかどうかを確認する。変化していればステップＳ４０７で正常と判定し、変化していなければステップＳ４０８で異常と判断し、ステップＳ４０８で断線アラームを発生する。
また、ステップＳ４０１でテストモード信号がＯＮしていなければ、ステップＳ４０９でＶ／Ｆ切替スイッチ２４をａ側とし、ステップＳ４１０でベクトル制御モードを選定する。
【００４７】
この実施の形態のベクトル制御インバータ装置は、インバータ回路４によって駆動される誘導電動機５の１次電流を検出する電流検出器７と、誘導電動機５に伝達機構１１のギヤ比α、伝達機構１４のギヤ比β等からなる所定のギヤ比で連結された負荷側の位置を検出する負荷側位置検出器１３と、負荷側位置検出器１３の検出出力を微分する微分回路１５、微分回路１５の出力ω0 にギヤ比を乗じて誘導電動機５の誘導電動機推定速度値ωｒを演算するギヤ比乗算回路１６、ギヤ比乗算回路１６の出力である誘導電動機推定速度値ωｒとテストモード信号を入力して速度指令回路８へＴＥＳＴ信号を、また、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４へ切替信号Ｓ5 を出力する断線検出回路２２、速度指令ωｒ* を入力して所定のＶ／Ｆパターンを発生するＶ／Ｆ発生回路２３、信号Ｓ5 を入力してベクトル制御演算回路９の出力Ｖｕａ* 、Ｖｖａ* 、Ｖｗａ* またはＶ／Ｆ発生回路２３の出力Ｖｕｂ* 、Ｖｖｂ* 、Ｖｗｂ* の何れかを選択するＶ／Ｆ切替スイッチ２４からなる速度推定回路１４０Ａと、電流検出器７による電流検出値と誘導電動機５の速度指令値ωｒ* と速度推定回路１４０Ａの誘導電動機推定速度値ωｒに基いて、インバータ回路４をパルス幅変調するベクトル制御演算回路９及びパルス幅変調制御回路１０からなるベクトル制御パルス幅変調回路１４０Ｂとを具備するものである。
したがって、速度検出器６の誘導電動機推定速度値ωｒとして、ω0 ×α×βを使用することができるから、誘導電動機５の速度検出器６を省略でき、誘導電動機５をベクトル制御で駆動する場合でもコストアップせず、また、機械的な大きさも小さくなる。更に、負荷側位置検出器１３の配線の断線をテスト運転によるＶ／Ｆモード運転で検出しているので、譬え断線している状態であっても、テスト運転を行うことで、ベクトル制御運転を実施した場合の振動発生や暴走を未然に防止することができる。
【００４８】
実施の形態６．
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。
図１４は本発明の第６の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の構成図、図１５は本発明の第６の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置のタイミングチャート、図１６は本発明の第６の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の動作フローチャートである。
図１４において、２５は第１の実施の形態のギヤ比乗算回路１６の出力である誘導電動機推定速度値ωｒと図示しない外部の制御装置からのテストモード信号を入力して速度指令回路８へＴＥＳＴ信号を、また、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４へ切替信号Ｓ5 を出力する位置検出器パルス数検出回路である。また、第５の実施の形態と同様、２３は速度指令ωｒ* を入力して所定のＶ／Ｆパターンを発生するＶ／Ｆ発生回路、２４は信号Ｓ5 を入力してベクトル制御演算回路９の出力Ｖｕａ* 、Ｖｖａ* 、Ｖｗａ* またはＶ／Ｆ発生回路２３の出力Ｖｕｂ* 、Ｖｖｂ* 、Ｖｗｂ* の何れかを選択するＶ／Ｆ切替スイッチである。
ここで、本実施の形態の負荷側位置検出器１３によって検出した負荷側の位置の変化率により誘導電動機５の速度を推定するようにした負荷側位置検出器１３の検出出力を微分する微分回路１５、微分回路１５の出力ω0 にギヤ比を乗じて誘導電動機５の誘導電動機推定速度値ωｒを演算するギヤ比乗算回路１６、誘導電動機推定速度値ωｒと外部の制御装置からのテストモード信号を入力して速度指令回路８へＴＥＳＴ信号を、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４へ切替信号Ｓ5 を出力する位置検出器パルス数検出回路２５、速度指令ωｒ* を入力して所定のＶ／Ｆパターンを発生するＶ／Ｆ発生回路２３、信号Ｓ5 を入力してベクトル制御演算回路９の出力Ｖｕａ* 、Ｖｖａ* 、Ｖｗａ* またはＶ／Ｆ発生回路２３の出力Ｖｕｂ* 、Ｖｖｂ* 、Ｖｗｂ* の何れかを選択するＶ／Ｆ切替スイッチ２４は、速度推定回路１５０Ａを構成している。
また、本実施の形態の電流検出器７による電流検出値と誘導電動機５の速度指令値ωｒ* と速度推定回路１５０Ａの誘導電動機推定速度値ωｒに基いて、インバータ回路４をパルス幅変調するベクトル制御演算回路９及びパルス幅変調制御回路１０は、ベクトル制御パルス幅変調回路１５０Ｂを構成している。
【００４９】
次に、図１５によりこの実施の形態の動作原理を説明する。
図１５は位置検出器パルス数検出回路２５、Ｖ／Ｆ発生回路２３、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４で実施する動作を示すものである。
図１５において、（ａ）は外部装置より入力されるテストモード信号で、この信号に同期して位置検出器パルス数検出回路２５からＴＥＳＴ信号及びＶ／Ｆ切替スイッチ２４への切替信号Ｓ5 を出力するので、テストモード信号（ａ）はこれらの３信号を共用している。（ｂ）は速度指令回路８の出力である速度指令ωｒ* 、（ｃ）は位置検出器パルス数検出回路２５から出力されるテストモード完了信号、（ｄ）はギヤ比乗算回路１６の出力の誘導電動機推定速度値ωｒ、（ｅ）はＶ／Ｆ切替スイッチ２４のａ側またはｂ側の方向、（ｆ）は負荷側位置検出器１３から出力される１パルス／rev のＺ相信号、（ｇ）は検出対象となるパルスカウンタである。
まず、時刻ｔ0 でテストモード信号がＯＮになると、ＴＥＳＴ信号及びＶ／Ｆ切替スイッチ２４への切替信号Ｓ5 がＯＮする。それを受けて、速度指令回路８は予め記憶された「テストパターン２」に基づく速度指令を出力する。また、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４はｂ側に切替わり、Ｖ／Ｆ運転モードとなる。
次に、時刻ｔ0 後、最初のＺ相が入力された瞬間（＝時刻ｔ1 ）のパルスカウンタの値（＝Ｐ１）を記憶し、また、次のＺ相が入力された瞬間（＝時刻ｔ2 ）のパルスカウンタの値（＝Ｐ２）を記憶する。このパルスカウンタ値Ｐ１とパルスカウンタ値Ｐ２の差分が負荷側位置検出器１３のパルス数に相当する。次に、時刻ｔ3 で、「テストパターン２」が終了した時点でテストモード完了信号を出力する。時刻ｔ4 で、テストモード信号がＯＦＦされると、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４はａ側に切替わり、通常のベクトル制御運転モードに切替わる。
【００５０】
次に、図１６により、位置検出器パルス数検出回路２５、Ｖ／Ｆ発生回路２３、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４で行う動作を説明する。
まず、ステップＳ５０１でテストモード信号がＯＮされているかどうかを判別し、ＯＮされていたらステップＳ５０２でＶ／Ｆ切替スイッチ２４をｂ側とし、ステップＳ５０３でＶ／Ｆモードを選定する。ステップＳ５０４で「テストパターン２」のモードで運転を開始し、ステップＳ５０５でＺ相が２回通過するのを待ち、２回通過後にステップＳ５０６で２回通過時のパルスカウンタ値を記憶し（Ｐ１，Ｐ２）、ステップＳ５０７でＰＬＧパルス数（＝Ｐ２−Ｐ１）を求める。ステップＳ５０１でテストモード信号がＯＮしていなければ、ステップＳ５０８でＶ／Ｆ切替スイッチ２４をａ側とし、ステップＳ５０９でベクトル制御モードを選定する。
【００５１】
この実施の形態のベクトル制御インバータ装置は、インバータ回路４によって駆動される誘導電動機５の１次電流を検出する電流検出器７と、誘導電動機５に伝達機構１１のギヤ比α、伝達機構１４のギヤ比β等からなる所定のギヤ比で連結された負荷側の位置を検出する負荷側位置検出器１３と、負荷側位置検出器１３の検出出力を微分する微分回路１５、微分回路１５の出力ω0 にギヤ比を乗じて誘導電動機５の誘導電動機推定速度値ωｒを演算するギヤ比乗算回路１６、誘導電動機推定速度値ωｒと外部の制御装置からのテストモード信号を入力して速度指令回路８へＴＥＳＴ信号をＶ／Ｆ切替スイッチ２４へ切替信号Ｓ5 を出力する位置検出器パルス数検出回路２５、速度指令ωｒ* を入力して所定のＶ／Ｆパターンを発生するＶ／Ｆ発生回路２３、信号Ｓ5 を入力してベクトル制御演算回路９の出力Ｖｕａ* 、Ｖｖａ* 、Ｖｗａ* またはＶ／Ｆ発生回路２３の出力Ｖｕｂ* 、Ｖｖｂ* 、Ｖｗｂ* の何れかを選択するＶ／Ｆ切替スイッチ２４からなる速度推定回路１５０Ａと、電流検出器７による電流検出値と誘導電動機５の速度指令値ωｒ* と速度推定回路１５０Ａの誘導電動機推定速度値ωｒに基いて、インバータ回路４をパルス幅変調するベクトル制御演算回路９及びパルス幅変調制御回路１０からなるベクトル制御パルス幅変調回路１５０Ｂとを具備するものである。
したがって、速度検出器６の誘導電動機推定速度値ωｒとして、ω0 ×α×βを使用することができるから、誘導電動機５の速度検出器６を省略でき、誘導電動機５をベクトル制御で駆動する場合でもコストアップせず、また、機械的な大きさも小さくなる。更に、負荷側位置検出器１３のパルス数をテスト運転によるＶ／Ｆモード運転で検出しているので、テスト運転を行うことで、喩え、負荷側位置検出器１３のパルス数が不明な状態でベクトル制御運転を実施した場合においても、振動発生や暴走を未然に防止することができる。
【００５２】
実施の形態７．
次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。
図１７は本発明の第７の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の構成図、図１８は本発明の第７の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置のタイミングチャート、図１９は本発明の第７の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の動作フローチャートである。
図１７において、２６は第１の実施の形態のギヤ比乗算回路１６の出力である推定速度検出値ωｎと、図示しない外部の制御装置からのテストモード信号を入力し、速度指令回路８にＴＥＳＴ信号を、また、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４へ切替信号Ｓ5 を出力する位置検出器方向検出回路、２７は推定速度検出値ωｎを「１」倍する正極性回路、２８は推定速度検出値ωｎを「−１」倍する負極性回路、２９は正極性回路２７の出力と負極性回路２８の出力の何れを選択するかを切替える極性切替スイッチである。
ここで、本実施の形態の負荷側位置検出器１３によって検出した負荷側の位置の変化率により誘導電動機５の速度を推定するようにした負荷側位置検出器１３の検出出力を微分する微分回路１５、微分回路１５の出力ω0 にギヤ比を乗じて誘導電動機５の誘導電動機推定速度値ωｒを演算するギヤ比乗算回路１６、速度指令ωｒ* を入力して所定のＶ／Ｆパターンを発生するＶ／Ｆ発生回路２３、信号Ｓ5 を入力してベクトル制御演算回路９の出力Ｖｕａ* 、Ｖｖａ* 、Ｖｗａ* またはＶ／Ｆ発生回路２３の出力Ｖｕｂ* 、Ｖｖｂ* 、Ｖｗｂ* の何れかを選択するＶ／Ｆ切替スイッチ２４、推定速度検出値ωｎと外部の制御装置からのテストモード信号を入力し、速度指令回路８にＴＥＳＴ信号を、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４へ切替信号Ｓ5 を出力する位置検出器方向検出回路２６、推定速度検出値ωｎを「１」倍する正極性回路２７、推定速度検出値ωｎを「−１」倍する負極性回路２８、正極性回路２７の出力と負極性回路２８の出力の何れを選択するかを切替える極性切替スイッチ２９は、速度推定回路１６０Ａを構成している。
また、本実施の形態の電流検出器７による電流検出値と誘導電動機５の速度指令値ωｒ* と速度推定回路１６０Ａの誘導電動機推定速度値ωｒに基いて、インバータ回路４をパルス幅変調するベクトル制御演算回路９及びパルス幅変調制御回路１０は、ベクトル制御パルス幅変調回路１６０Ｂを構成している。
【００５３】
次に、図１８を用いてこの実施の形態の動作原理を説明する。
図１８は位置検出器方向検出回路２６、正極性回路２７、負極性回路２８、極性切替スイッチ２９、Ｖ／Ｆ発生回路２３、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４で実施する動作のタイミングチャートを示すものである。
（ａ）は外部装置より入力されるテストモード信号で、（ｂ）は速度指令回路８の出力である速度指令ωｒ* 、（ｃ）は位置検出器方向検出回路２６から出力されるテストモード完了信号、（ｄ）はギヤ比乗算回路１６の出力の誘導電動機推定速度値ωｒ、（ｅ）はＶ／Ｆ切替スイッチ２４のスイッチの方向、（ｆ）は極性切替スイッチ２９の方向である。
まず、時刻ｔ0 でテストモード信号がＯＮになると、ＴＥＳＴ信号及びＶ／Ｆ切替スイッチ２４に対して切替信号である出力Ｓ5 のＯＮが出力される。それを受けて、速度指令回路８は予め記憶された「テストパターン３」に基づく速度指令を出力する。また、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４はｂ側に切替わりＶ／Ｆ運転モードとなる。次に、時刻ｔ0 後、時刻ｔ1 までは正転指令で運転し、時刻ｔ2 後、時刻ｔ3 までは逆転指令で運転する。そして、時刻ｔ3 で速度指令の方向と実際の速度の方向が逆である場合は、時刻ｔ3 で極性切替スイッチ２９をｂ側とする。時刻ｔ3 で「テストパターン３」が終了した時点でテストモード完了信号を出力する。次に、時刻ｔ4 でテストモード信号がＯＦＦされると、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４はａ側に切替わり、通常のベクトル制御運転モードに切替わる。
【００５４】
次に、図１９を用いて、位置検出器方向検出回路２６、正極性回路２７、負極性回路２８、極性切替スイッチ２９、Ｖ／Ｆ発生回路２３、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４で行う動作を説明する。
まず、ステップＳ６０１でテストモード信号がＯＮされているかどうかを判別し、ＯＮされていたらステップＳ６０２でＶ／Ｆ切替スイッチ２４をｂ側とし、ステップＳ６０３でＶ／Ｆモードを選定する。次に、ステップＳ６０４で「テストパターン３」のモードで運転を開始し、ステップＳ６０５で正転指令時に速度検出値が正であるかを判別する。正であれば、ステップＳ６０６で逆転指令時に速度検出値が負であるかを判別する。負であれば、ステップＳ６０７で極性切替スイッチ２９をａ側としてステップＳ６０８で正極性と判断する。
ステップＳ６０５で負であればステップＳ６０９で逆転指令時に速度検出値が正であるかを判別する。正であれば、ステップＳ６１０で極性切替スイッチ２９をｂ側としてステップＳ６１１で負極性と判断する。
ステップＳ６０６で正またはステップＳ６０９で負である場合には、異常と見なしステップＳ６１２でアラーム出力する。ステップＳ６０１でテストモード信号がＯＮしていなければ、ステップＳ６１３でＶ／Ｆ切替スイッチ２４をａ側とし、ステップＳ６１４でベクトル制御モードを選定する。
【００５５】
この実施の形態のベクトル制御インバータ装置は、インバータ回路４によって駆動される誘導電動機５の１次電流を検出する電流検出器７と、誘導電動機５に伝達機構１１のギヤ比α、伝達機構１４のギヤ比β等からなる所定のギヤ比で連結された負荷側の位置を検出する負荷側位置検出器１３と、負荷側位置検出器１３の検出出力を微分する微分回路１５、微分回路１５の出力ω0 にギヤ比を乗じて誘導電動機５の推定速度検出値ωｎを演算するギヤ比乗算回路１６、速度指令ωｒ* を入力して所定のＶ／Ｆパターンを発生するＶ／Ｆ発生回路２３、信号Ｓ5 を入力してベクトル制御演算回路９の出力Ｖｕａ* 、Ｖｖａ* 、Ｖｗａ* またはＶ／Ｆ発生回路２３の出力Ｖｕｂ* 、Ｖｖｂ* 、Ｖｗｂ* の何れかを選択するＶ／Ｆ切替スイッチ２４、推定速度検出値ωｎと外部の制御装置からのテストモード信号を入力し、速度指令回路８にＴＥＳＴ信号を、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４へ切替信号Ｓ5 を出力する位置検出器方向検出回路２６、推定速度検出値ωｎを「１」倍する正極性回路２７、推定速度検出値ωｎを「−１」倍する負極性回路２８、正極性回路２７の出力と負極性回路２８の出力の何れを選択するかを切替える極性切替スイッチ２９からなる速度推定回路１６０Ａと、電流検出器７による電流検出値と誘導電動機５の速度指令値ωｒ* と速度推定回路１６０Ａの誘導電動機推定速度値ωｒに基いて、インバータ回路４をパルス幅変調するベクトル制御演算回路９及びパルス幅変調制御回路１０からなるベクトル制御パルス幅変調回路１６０Ｂとを具備するものである。
したがって、速度検出器６の誘導電動機推定速度値ωｒとして、ω0 ×α×βを使用することができるから、誘導電動機５の速度検出器６を省略でき、誘導電動機５をベクトル制御で駆動する場合でも誘導電動機５に速度検出器６を配設する必要性がなくなり、コストアップせず、また、機械的な大きさも小さくなる。更に、負荷側位置検出器１３の方向をテスト運転を行うことで、喩え、負荷側位置検出器１３のの方向がわからない状態でベクトル制御運転を実施した場合においても、振動発生や暴走を未然に防止することができる。
【００５６】
実施の形態８．
次に、本発明の第８の実施の形態について説明する。
図２０は本発明の第８の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の構成図、図２１は本発明の第８の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置のタイミングチャート、図２２は本発明の第８の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の動作フローチャートである。
なお、推定速度選択スイッチ回路３０Ａは、推定速度検出値ωｎを「１」倍する正極性回路２７、推定速度検出値ωｎを「−１」倍する負極性回路２８、正極性回路２７の出力と負極性回路２８の出力の何れを選択するかを切替える極性切替スイッチ２９で構成されているが、基本的には、上記第７の実施の形態と相違するものではないので、その説明を省略する。
図２０において、３０は第１の実施の形態のギヤ比乗算回路１６の出力である推定速度検出値ωｎと、図示しない外部の制御装置からのテストモード信号を入力して速度指令回路８にＴＥＳＴ信号を、また、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４へ切替信号Ｓ5 を出力するバックラッシュ検出回路である。
ここで、本実施の形態の負荷側位置検出器１３によって検出した負荷側の位置の変化率により誘導電動機５の速度を推定するようにした負荷側位置検出器１３の検出出力を微分する微分回路１５、及び微分回路１５の出力ω0 にギヤ比を乗じて誘導電動機５の誘導電動機推定速度値ωｒを演算するギヤ比乗算回路１６、及び速度指令ωｒ* を入力して所定のＶ／Ｆパターンを発生するＶ／Ｆ発生回路２３、及び切替信号の出力Ｓ5 を入力してベクトル制御演算回路９の出力Ｖｕａ* 、Ｖｖａ* 、Ｖｗａ* またはＶ／Ｆ発生回路２３の出力Ｖｕｂ* 、Ｖｖｂ* 、Ｖｗｂ* の何れかを選択するＶ／Ｆ切替スイッチ２４、及び推定速度検出値ωｎと外部の制御装置からのテストモード信号を入力して速度指令回路８にＴＥＳＴ信号を、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４へ切替信号Ｓ5 を出力するバックラッシュ検出回路３０、及び図１７に示した推定速度検出値ωｎを「１」倍する正極性回路２７、推定速度検出値ωｎを「−１」倍する負極性回路２８、正極性回路２７の出力と負極性回路２８の出力の何れを選択するかを切替える極性切替スイッチ２９は、速度推定回路１７０Ａを構成している。
また、本実施の形態の電流検出器７による電流検出値と誘導電動機５の速度指令値ωｒ* と速度推定回路１７０Ａの誘導電動機推定速度値ωｒに基いて、インバータ回路４をパルス幅変調するベクトル制御演算回路９及びパルス幅変調制御回路１０は、ベクトル制御パルス幅変調回路１７０Ｂを構成している。
【００５７】
次に、図２１によりこの実施の形態の動作原理を説明する。
図２１はバックラッシュ検出回路３０、Ｖ／Ｆ発生回路２３、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４で実施する動作のタイミングチャートを示すもので、（ａ）は外部装置より入力されるテストモード信号、（ｂ）は速度指令回路８の出力である速度指令ωｒ* 、（ｃ）はバックラッシュ検出回路３０から出力されるテストモード完了信号、（ｄ）はギヤ比乗算回路１６の出力の誘導電動機推定速度値ωｒ、（ｅ）はＶ／Ｆ切替スイッチ２４のスイッチの方向である。
まず、時刻ｔ0 でテストモード信号がＯＮになると、ＴＥＳＴ信号及び切替信号Ｓ5 信号がＯＮする。それを受けて、速度指令回路８は予め記憶された「テストパターン４」に基づく速度指令を出力する。また、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４はｂ側に切替わり、Ｖ／Ｆ運転モードとなる。
次に、時刻ｔ0 から時刻ｔ1 までは正転指令で運転し、時刻ｔ2 から時刻ｔ4 までは逆転指令で運転する。そして、時刻ｔ2 から実際に速度が変化するまで、即ち、図示の例では時刻ｔ3 までの時間をＴ0 として記憶する。時刻ｔ5 から時刻ｔ7 までは正転指令で運転する。そして、時刻ｔ5 後に実際に速度が変化するまで、即ち、図示の例では時刻ｔ6 までの時間をＴ1 として記憶する。時刻ｔ7 で、「テストパターン４」が終了した時点でテストモード完了信号を出力する。時刻ｔ8 でテストモード信号がＯＦＦされると、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４はａ側に切替わり、通常のベクトル制御運転モードに切替る。
【００５８】
次に、図２２により、バックラッシュ検出回路３０、Ｖ／Ｆ発生回路２３、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４で行う動作を説明する。
まず、ステップＳ７０１でテストモード信号がＯＮされているかどうかを判別し、ＯＮされていたらステップＳ７０２でＶ／Ｆ切替スイッチ２４をｂ側とし、ステップＳ７０３でＶ／Ｆモードを選定する。ステップＳ７０４で「テストパターン４」のモードで運転を開始し、ステップＳ７０５で正転指令から逆転指令に反転したかどうかを判別する。反転したらステップＳ７０６で指令反転後の誘導電動機推定速度値ωｒが変化するまでの時間（＝Ｔ0 ）を記憶する。ステップＳ７０７で逆転指令から正転指令に反転したかどうかを判別する。反転したらステップＳ７０８で指令反転後、ギヤ比乗算回路１６の出力の誘導電動機推定速度値ωｒが変化するまでの時間（＝Ｔ1 ）を記憶する。次に、ステップＳ７０９でバックラッシュ推定値｛（Ｔ0 ＋Ｔ1 ）／２｝を求める。また、ステップＳ７０１でテストモード信号がＯＮしていなければ、ステップＳ７１０でＶ／Ｆ切替スイッチ２４をａ側とし、ステップＳ７１１でベクトル制御モードを選定する。
【００５９】
この実施の形態のベクトル制御インバータ装置は、インバータ回路４によって駆動される誘導電動機５の１次電流を検出する電流検出器７と、誘導電動機５に伝達機構１１のギヤ比α、伝達機構１４のギヤ比β等からなる所定のギヤ比で連結された負荷側の位置を検出する負荷側位置検出器１３と、負荷側位置検出器１３の検出出力を微分する微分回路１５、及び微分回路１５の出力ω0 にギヤ比を乗じて誘導電動機５の推定速度検出値ωｎを演算するギヤ比乗算回路１６、及び速度指令ωｒ* を入力して所定のＶ／Ｆパターンを発生するＶ／Ｆ発生回路２３、及び信号Ｓ5 を入力してベクトル制御演算回路９の出力Ｖｕａ* 、Ｖｖａ* 、Ｖｗａ* またはＶ／Ｆ発生回路２３の出力Ｖｕｂ* 、Ｖｖｂ* 、Ｖｗｂ* の何れかを選択するＶ／Ｆ切替スイッチ２４、及び推定速度検出値ωｎと外部の制御装置からのテストモード信号を入力し、速度指令回路８にＴＥＳＴ信号を、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４へ切替信号Ｓ5 を出力するバックラッシュ検出回路３０、推定速度検出値ωｎを「１」倍する正極性回路２７、推定速度検出値ωｎを「−１」倍する負極性回路２８、正極性回路２７の出力と負極性回路２８の出力の何れを選択するかを切替える極性切替スイッチ２９で構成される推定速度選択スイッチ回路３０Ａからなる速度推定回路１７０Ａと、電流検出器７による電流検出値と誘導電動機５の速度指令値ωｒ* と速度推定回路１７０Ａの誘導電動機推定速度値ωｒに基いて、インバータ回路４をパルス幅変調するベクトル制御演算回路９及びパルス幅変調制御回路１０からなるベクトル制御パルス幅変調回路１７０Ｂとを具備するものである。
したがって、速度検出器６の誘導電動機推定速度値ωｒとして、ω0 ×α×βを使用することができるから、誘導電動機５の速度検出器６を省略でき、誘導電動機５をベクトル制御で駆動する場合においても誘導電動機５が速度検出器６を持たないからコストアップせず、また、機械的な大きさも小さくなる。更に、バックラッシュ量を検出しているので、全速度域で安定性及び速度応答性を向上できる。当然、振動発生や暴走を未然に防止することができる。
【００６０】
実施の形態９．
次に、本発明の第９の実施の形態について説明する。
図２３は本発明の第９の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の構成図、図２４は本発明の第９の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置のタイミングチャート、図２５は本発明の第９の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の動作フローチャートである。
図２３において、３１は第１の実施の形態のギヤ比乗算回路１６の出力である誘導電動機推定速度値ωｒを入力してＶ／Ｆ切替スイッチ２４へ切替信号Ｓ5 を出力する自動Ｖ／Ｆモード切替回路である。
ここで、本実施の形態の負荷側位置検出器１３によって検出した負荷側の位置の変化率により誘導電動機５の速度を推定するようにした負荷側位置検出器１３の検出出力を微分する微分回路１５、微分回路１５の出力ω0 にギヤ比を乗じて誘導電動機５の誘導電動機推定速度値ωｒを演算するギヤ比乗算回路１６、誘導電動機推定速度値ωｒを入力してＶ／Ｆ切替スイッチ２４へ切替信号Ｓ5 を出力する自動Ｖ／Ｆモード切替回路３１は、速度推定回路１８０Ａを構成している。また、本実施の形態の電流検出器７による電流検出値と誘導電動機５の速度指令値ωｒ* と速度推定回路１８０Ａの誘導電動機推定速度値ωｒに基いて、インバータ回路４をパルス幅変調するベクトル制御演算回路９及びパルス幅変調制御回路１０は、ベクトル制御パルス幅変調回路１８０Ｂを構成している。
【００６１】
次に、図２４によりこの実施の形態の動作原理を説明する。
図２４は自動Ｖ／Ｆモード切替回路３１、Ｖ／Ｆ発生回路２３、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４で実施する動作を示すもので、速度指令回路８の出力である速度指令ωｒ* 、（ｂ）はギヤ比乗算回路１６の誘導電動機推定速度値ωｒ、（ｃ）はＶ／Ｆ切替スイッチ２４のスイッチの方向である。
図において、まず、時刻ｔ0 で、速度指令回路８が速度指令を出力する。このとき誘導電動機推定速度値ωｒも変化すれば正常ということで通常のベクトル制御を行い、また、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４はａ側に切替わり、ベクトル制御運転モードとなる。時刻ｔ1 で速度指令が変化したにも拘わらず、誘導電動機推定速度値ωｒが変化しなかった場合、断線と見なして、Ｖ／Ｆモード運転に切替る。
【００６２】
次に、図２５により自動Ｖ／Ｆモード切替回路３１、Ｖ／Ｆ発生回路２３、Ｖ／Ｆ切替スイッチ２４で行う動作を説明する。
まず、ステップＳ８０１で速度指令ωｒ* が「０」であるかどうかを判別し、「０」でなければ、ステップＳ８０２で誘導電動機推定速度値ωｒが「０」であるかどうかをチェックする。「０」であれば、ステップＳ８０５でＶ／Ｆ切替スイッチ２４をｂ側とし、ステップＳ８０６でＶ／Ｆモードを選定する。
ステップＳ８０２で誘導電動機推定速度値ωｒが「０」でなければ、ステップＳ８０３でＶ／Ｆ切替スイッチ２４をａ側とし、ステップＳ８０４でベクトル制御モードを選定する。また、ステップＳ８０１で速度指令ωｒ* が「０」であった場合は、無処理とする。
【００６３】
この実施の形態のベクトル制御インバータ装置は、インバータ回路４によって駆動される誘導電動機５の１次電流を検出する電流検出器７と、誘導電動機５に伝達機構１１のギヤ比α、伝達機構１４のギヤ比β等からなる所定のギヤ比で連結された負荷側の位置を検出する負荷側位置検出器１３と、負荷側位置検出器１３の検出出力を微分する微分回路１５、及び微分回路１５の出力ω0 にギヤ比を乗じて誘導電動機５の推定速度検出値ωｎを演算するギヤ比乗算回路１６、及び誘導電動機推定速度値ωｒを入力してＶ／Ｆ切替スイッチ２４へ切替信号Ｓ5 を出力する自動Ｖ／Ｆモード切替回路３１からなる速度推定回路１８０Ａと、電流検出器７による電流検出値と誘導電動機５の速度指令値ωｒ* と速度推定回路１８０Ａの誘導電動機推定速度値ωｒに基いて、インバータ回路４をパルス幅変調するベクトル制御演算回路９及びパルス幅変調制御回路１０からなるベクトル制御パルス幅変調回路１８０Ｂとを具備するものである。
したがって、速度検出器６の誘導電動機推定速度値ωｒとして、ω0 ×α×βを使用することができるから、誘導電動機５の速度検出器６を省略でき、誘導電動機５をベクトル制御で駆動する場合においても誘導電動機５が速度検出器６を有していないからコストアップせず、また、機械的な大きさも小さくなる。更に、負荷側位置検出器１３の断線時は、振動発生や暴走を未然に防止することができる。
【００６４】
実施の形態１０．
次に、本発明の第１０の実施の形態について説明する。
図２６は本発明の第１０の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の構成図、図２７は本発明の第１０の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置のタイミングチャート、図２８は本発明の第１０の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の動作フローチャートである。
図２６において、３２は誘導電動機推定速度値ωｒが変化中でないとき、速度ループゲインを小さくし、変化中のとき、速度ループゲインを大きくする加減速中判別回路である。
ここで、本実施の形態の負荷側位置検出器１３によって検出した負荷側の位置の変化率により誘導電動機５の速度を推定するようにした負荷側位置検出器１３の検出出力を微分する微分回路１５、微分回路１５の出力ω0 にギヤ比を乗じて誘導電動機５の誘導電動機推定速度値ωｒを演算するギヤ比乗算回路１６、誘導電動機推定速度値ωｒが変化中でないとき、速度ループゲインを小さくし、変化中のとき、速度ループゲインを大きくする加減速中判別回路３２は、速度推定回路１９０Ａを構成している。
また、本実施の形態の電流検出器７による電流検出値と誘導電動機５の速度指令値ωｒ* と速度推定回路１９０Ａの誘導電動機推定速度値ωｒに基いて、インバータ回路４をパルス幅変調するベクトル制御演算回路９及びパルス幅変調制御回路１０は、ベクトル制御パルス幅変調回路１９０Ｂを構成している。
【００６５】
次に、図２７によりこの実施の形態の動作原理を説明する。
図２７は加減速中判別回路３２で実施する動作を示すもので、（ａ）は速度指令回路８の出力である速度指令ωｒ* 、（ｂ）はギヤ比乗算回路１６の出力の誘導電動機推定速度値ωｒ、（ｃ）は誘導電動機推定速度値ωｒの変化率である△ωｒ、（ｄ）は速度ループゲインの値である。
図において、まず、時刻ｔ0 で、速度指令回路８が速度指令を出力する。このとき誘導電動機推定速度値ωｒも変化するが、速度検出値が速度指令に到達すると誘導電動機推定速度値ωｒの変化率（＝△ωｒ）はほぼ「０」になる。これを利用して、変化率△ωｒが変化しているときは加減速中と判断して速度ループゲインを大きくする。
【００６６】
次に、図２８により、加減速中判別回路３２で行う動作を説明する。
まず、ステップＳ９０１で誘導電動機推定速度値ωｒが変化中であるかを判別し、変化中でなければステップＳ９０２で速度ループゲインを小さくする。変化中であれば、ステップＳ９０３で速度ループゲインを大きくする。
【００６７】
この実施の形態のベクトル制御インバータ装置は、インバータ回路４によって駆動される誘導電動機５の１次電流を検出する電流検出器７と、誘導電動機５に伝達機構１１のギヤ比α、伝達機構１４のギヤ比β等からなる所定のギヤ比で連結された負荷側の位置を検出する負荷側位置検出器１３と、負荷側位置検出器１３の検出出力を微分する微分回路１５、及び微分回路１５の出力ω0 にギヤ比を乗じて誘導電動機５の推定速度検出値ωｎを演算するギヤ比乗算回路１６、及び誘導電動機推定速度値ωｒが変化中でないとき、速度ループゲインを小さくし、変化中のとき、速度ループゲインを大きくする加減速中判別回路３２からなる速度推定回路１９０Ａと、電流検出器７による電流検出値と誘導電動機５の速度指令値ωｒ* と速度推定回路１９０Ａの誘導電動機推定速度値ωｒに基いて、インバータ回路４をパルス幅変調するベクトル制御演算回路９及びパルス幅変調制御回路１０からなるベクトル制御パルス幅変調回路１９０Ｂとを具備するものである。
したがって、速度検出器６の誘導電動機推定速度値ωｒとして、ω0 ×α×βを使用することができるから、誘導電動機５の速度検出器６を省略でき、誘導電動機５をベクトル制御で駆動する場合においても誘導電動機５が速度検出器６を有していないからコストアップせず、また、機械的な大きさも小さくなる。更に、バックラッシュの影響の少ない加減速中においては速度ループゲインをあげるので、全速度域で振動の低減及び速度応答を向上できる。
なお、上記各実施の形態では、速度検出器６を省略することを前提に説明したが、同様に負荷側位置検出器１３を省略し、速度検出器６のみの検出とすることも可能である。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように、請求項１のベクトル制御インバータ装置は、インバータ回路によって駆動される誘導電動機の１次電流を検出する電流検出器と、前記誘導電動機に所定のギヤ比で連結された負荷側の位置を検出する負荷側位置検出器と、前記負荷側位置検出器によって検出した負荷側の位置の変化率により前記誘導電動機の速度を推定するようにした速度推定回路と、前記電流検出器による電流検出値と前記誘導電動機の速度指令値と前記速度推定回路の出力に基いて、前記インバータ回路をパルス幅変調するベクトル制御パルス幅変調回路とを具備するものである。
したがって、速度検出器の誘導電動機推定速度値として、誘導電動機の速度指令値と前記速度推定回路の出力に基いて演算することができ、誘導電動機の速度検出器を省略でき、誘導電動機をベクトル制御で駆動する場合でも、装置がコストアップせず、また、機械的な大きさも小さくなる効果がある。
【００６９】
請求項２のベクトル制御インバータ装置は、請求項１に記載の前記速度推定回路を、所定の速度以下では前記誘導電動機の速度推定値の平均値を速度推定値として使用するものであるから、請求項１に記載の効果に加えて、所定の速度以下では誘導電動機の誘導電動機推定速度値の平均値を誘導電動機推定速度値として使用でき、特に、瞬間的な速度推定においては誘導電動機と機械間のバックラッシュによる推定誤差が発生しても、その影響は低速域ほど大きくなる確率が高くなるが、低速域でバックラッシュによる速度推定誤差を平均化するために、バックラッシュによる速度推定誤差を少なくすることができる。
したがって、バックラッシュの影響が大きくなる低速域では誘導電動機推定速度値の平均を行い、バックラッシュの影響が小さくなる高速域では誘導電動機推定速度値をそのまま使用しているので、誘導電動機の速度を直接検出せず機械端の負荷側位置検出器から間接的に誘導電動機速度を検出しても、低速域で安定性を向上させ、高速域では速度応答性を向上させる効果がある。
【００７０】
請求項３のベクトル制御インバータ装置は、請求項１に記載の前記速度推定回路を、加速または減速に応じてギヤによるバックラッシュ補正を行うものであるから、請求項１に記載の効果に加えて、推定速度検出値と速度指令値及び速度指令値が変化したことを検出する速度指令変化検出回路の出力を入力してバックラッシュ補正を行うバックラッシュ補正回路により、バックラッシュの影響が大きくなる加減速の開始時においてバックラッシュ補正を行っているので、誘導電動機の速度を直接検出せず機械端の負荷側位置検出器から間接的に誘導電動機速度を検出しても、加減速の振動発生や応答遅れを低減することができ、バックラッシュによる速度推定誤差を少なくすることができる効果がある。
【００７１】
請求項４のベクトル制御インバータ装置は、請求項１に記載の前記速度推定回路を、トルク分電流検出値と誘導電動機のイナーシャ、その負荷イナーシャから算出した理論的な速度の符号が反転したときにギヤによるバックラッシュ補正を行うものであるから、請求項１に記載の効果に加えて、誘導電動機の速度を直接検出せず機械端の負荷側位置検出器から間接的に誘導電動機速度を検出しても、加減速の振動発生や応答遅れを低減することができ、バックラッシュによる速度推定誤差を少なくすることができる効果がある。
【００７２】
請求項５のベクトル制御インバータ装置は、請求項１に記載の前記速度推定回路を、前記負荷側位置検出器の断線検出を行うものであるから、請求項１に記載の効果に加えて、負荷側位置検出器の配線の断線をテスト運転で検出しているので、喩え、断線している状態であっても、テスト運転を行うことで、ベクトル制御運転を実施した場合の振動発生や暴走を未然に防止することができる効果がある。
【００７３】
請求項６のベクトル制御インバータ装置は、請求項１に記載の前記速度推定回路を、前記負荷側位置検出器のパルス数の検出を行うものであるから、請求項１に記載の効果に加えて、負荷側位置検出器のパルス数をテスト運転で検出しているので、テスト運転を行うことで、喩え、前記負荷側位置検出器のパルス数が不明な状態でベクトル制御運転を実施した場合においても、振動発生や暴走を未然に防止することができる効果がある。
【００７４】
請求項７のベクトル制御インバータ装置は、請求項１に記載の前記速度推定回路を、前記負荷側位置検出器の取付け方向の検出を行うものであるから、請求項１に記載の効果に加えて、負荷側位置検出器の方向をテスト運転で検出しているので、テスト運転を行うことで、喩え、負荷側位置検出器の方向がわからない状態でベクトル制御運転を実施した場合においても、振動発生や暴走を未然に防止することができる。
【００７５】
請求項８のベクトル制御インバータ装置は、請求項１に記載の前記速度推定回路を、ギヤのバックラッシュ量の検出を行うものであるから、請求項１に記載の効果に加えて、バックラッシュ量をテスト運転で検出しているので、全速度域で安定性及び速度応答性を向上できる。当然、振動発生や暴走を未然に防止することができる効果がある。
【００７６】
請求項９のベクトル制御インバータ装置は、請求項１に記載の前記速度推定回路を、前記負荷側位置検出器が断線したときに、ベクトル制御運転からＶ／Ｆ運転に切替えるものであるから、請求項１に記載の効果に加えて、負荷側位置検出器の断線時はベクトル制御運転からＶ／Ｆ制御に切替るので、全速度域で安定性及び運転の持続性を向上でき、振動発生や暴走を未然に防止することができる効果がある。
【００７７】
請求項１０のベクトル制御インバータ装置は、請求項１に記載の前記速度推定回路を、加減速時に速度制御系のゲインを大きくするものであるから、請求項１に記載の効果に加えて、バックラッシュの影響の少ない加減速中においては速度ループゲインをあげるので、全速度域で振動の低減及び速度応答を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は本発明の第１の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の全体構成図である。
【図２】  図２は本発明の第２の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の構成図である。
【図３】  図３は本発明の第２の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ回路の動作説明を行う要部回路図である。
【図４】  図４は本発明の第２の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ回路の動作フローチャートである。
【図５】  図５は本発明の第３の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の構成図である。
【図６】  図６は本発明の第３の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の要部回路図である。
【図７】  図７は本発明の第３の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の動作フローチャートである。
【図８】  図８は本発明の第４の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の構成図である。
【図９】  図９は本発明の第４の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の要部回路図である。
【図１０】  図１０は本発明の第４の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の構成図である。
【図１１】  図１１は本発明の第５の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の構成図である。
【図１２】  図１２は本発明の第５の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置のタイミングチャートである。
【図１３】  図１３は本発明の第５の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の動作フローチャートである。
【図１４】  図１４は本発明の第６の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の構成図である。
【図１５】  図１５は本発明の第６の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置のタイミングチャートである。
【図１６】  図１６は本発明の第６の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の動作フローチャートである。
【図１７】  図１７は本発明の第７の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の構成図である。
【図１８】  図１８は本発明の第７の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置のタイミングチャートである。
【図１９】  図１９は本発明の第７の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の動作フローチャートである。
【図２０】  図２０は本発明の第８の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の構成図である。
【図２１】  図２１は本発明の第８の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置のタイミングチャートである。
【図２２】  図２２は本発明の第８の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の動作フローチャートである。
【図２３】  図２３は本発明の第９の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の構成図である。
【図２４】  図２４は本発明の第９の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置のタイミングチャートである。
【図２５】  図２５は本発明の第９の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の動作フローチャートである。
【図２６】  図２６は本発明の第１０の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の構成図である。
【図２７】  図２７は本発明の第１０の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置のタイミングチャートである。
【図２８】  図２８は本発明の第１０の実施の形態の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の動作フローチャートである。
【図２９】  図２９は従来の誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置の要部構成図である。
【図３０】  図３０は従来及び本発明の実施の形態で使用する誘導電動機を駆動するベクトル制御インバータ装置のベクトル制御演算回路のブロック図である。
【符号の説明】
４  インバータ回路、５  誘導電動機、６  速度検出器、７  電流検出器、８速度指令回路、９  ベクトル制御演算回路、１０  パルス幅変調制御回路、１１  誘導電動機伝達機構、１３  負荷側位置検出器、１４  伝達機構、１５  微分回路、１６  ギヤ比乗算回路、１７  速度平均切替回路、１８  速度指令変化検出回路、１９  バックラッシュ補正Ａ回路、２０  モデル速度作成／変化検出回路、２１  バックラッシュ補正Ｂ回路、２２  断線検出回路、２３  Ｖ／Ｆ発生回路、２４  Ｖ／Ｆ切替スイッチ、２５  位置検出器パルス数検出回路、２６位置検出器方向検出回路、２７  正極性回路、２８  負極性回路、２９  極性切替スイッチ、３０  バックラッシュ検出回路、３０Ａ  推定速度選択スイッチ回路、３１  自動Ｖ／Ｆモード切替回路、３２  加減速中判別回路、１００Ａ，１１０Ａ，１２０Ａ，１３０Ａ，１４０Ａ，１５０Ａ，１６０Ａ，１７０Ａ，１８０Ａ，１９０Ａ  速度推定回路、１００Ｂ，１３０Ｂ，１４０Ｂ，１５０Ｂ，１６０Ｂ，１７０Ｂ，１８０Ｂ，１９０Ｂ  ベクトル制御パルス幅変調回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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