(57)【要約】【課題】交流回転機及びインバータ等の駆動装置を過電流から保護するための電流制限機能を有する交流回転機の制御装置において、電気的定数が既知または未知の交流回転機を駆動する場合においても、確実な電流制限機能を有する交流回転機の制御装置を提案する。【解決手段】周波数補正値を出力する周波数補正値演算手段と、周波数指令値と周波数補正値とに基づいてインバータ周波数を出力するインバータ周波数演算手段と、インバータ周波数にしたがって電圧指令値を演算する電圧指令手段と、電圧指令値から交流回転機に電圧を印加する電圧印加手段を備え、周波数補正値演算手段は、交流回転機の電気的定数に基づいて増幅ゲインを演算する増幅ゲイン演算器と、この増幅ゲイン演算器が演算した増幅ゲインと交流回転機の電流に基づいて周波数補正演算値を演算する増幅器を有し、交流回転機の所定の運転状態において、周波数補正演算値を周波数補正値として出力する。
2010103627.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流回転機に供給される電流を検出電流値として検出する電流検出手段と、周波数補正値を出力する周波数補正値演算手段と、周波数指令値と前記周波数補正値とに基づいてインバータ周波数を出力するインバータ周波数演算手段と、前記インバータ周波数にしたがって電圧指令値を演算する電圧指令手段と、前記電圧指令値に基づいて前記交流回転機に電圧を印加する電圧印加手段を備え、
前記周波数補正値演算手段は、
前記検出電流値と電流制限指令値とに基づいて電流偏差を出力する電流偏差演算器と、
前記交流回転機の電気的定数を記憶する定数記憶器と、
前記定数記憶器が出力する前記交流回転機の電気的定数を使用して増幅ゲインを演算する増幅ゲイン演算器と、
前記増幅ゲイン演算器により演算された前記増幅ゲインに基づいて、前記電流偏差演算器が出力した前記電流偏差を増幅して周波数補正演算値を演算する増幅器と、
前記交流回転機の所定の運転状態において、前記周波数補正演算値を前記周波数補正値として出力する出力選択器とを備えたことを特徴とする交流回転機の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の交流回転機の制御装置であって、前記増幅ゲイン演算器は、前記定数記憶器が出力する前記交流回転機の電気的定数に加えて、前記インバータ周波数と前記周波数指令値のいずれか一方を使用して前記増幅器ゲインを演算して出力するようにしたことを特徴とする交流回転機の制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の交流回転機の制御装置であって、前記増幅ゲイン演算器は、
前記定数記憶器が出力する前記交流回転機の電気的定数を使用して第１の増幅ゲインを演算する第１の増幅ゲイン演算部と、
前記定数記憶器が出力する前記交流回転機の電気的定数に加えて、前記インバータ周波数と前記周波数指令値とのいずれか一方を使用して第２の増幅ゲインを演算する第２の増幅ゲイン演算部と、
前記インバータ周波数と前記周波数指令値と前記電圧指令値のうちの少なくともいずれか１つに基づき、切替信号を生成する切替信号生成部と、
前記切替信号に基づいて、前記第１の増幅ゲイン演算部による第１の増幅ゲインと、前記第２の増幅ゲイン演算部による第２の増幅ゲインを切替えて出力とする切替部を有し、
前記増幅器は、前記切替部から出力した第１の増幅ゲインと第２の増幅ゲインのいずれか一方に基づいて、前記電流偏差演算器から出力される電流偏差を増幅して前記周波数補正演算値を演算するようにしたことを特徴とする交流回転機の制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の交流回転機の制御装置であって、前記第１の増幅ゲイン演算部には、前記第１の増幅ゲインを調整する第１の増幅ゲイン調整部が、また、前記第２の増幅ゲイン演算部には、前記第２の増幅ゲインを調整する第２の増幅ゲイン調整部がそれぞれ設けられたことを特徴とする交流回転機の制御装置。
【請求項５】
請求項１記載の交流回転機の制御装置であって、前記電圧指令手段は、第１の電圧指令演算手段と、第２の電圧指令演算手段を有し、
前記第１の電圧指令演算手段は、前記交流回転機の電気的定数を測定するための測定用電圧指令を発生して、前記交流回転機に測定電圧を印加し、前記測定用電圧指令と前記測定電圧の一方と、前記測定電圧に基づいて流れる測定電流とに基づいて、前記交流回転機の電気的定数を演算し、それを前記定数記憶器に記憶し、
また前記第２の電圧指令演算手段は、前記インバータ周波数にしたがって電圧指令値を演算することを特徴とする交流回転機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は交流回転機およびその駆動回路を過電流から保護するための電流制限機能を有する交流回転機の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の交流回転機の制御装置は、特開平５−６８３９８号公報（特許文献１）に開示されている。この特許文献１に開示された交流回転機の制御装置は、交流回転機に流れる各相電流から検出電流値を演算する電流演算回路と、電流設定値と前記検出電流値から所定の演算に従って周波数補正値を演算する補正周波数演算回路と、周波数指令値から前記周波数補正値を減算する減算器と、この減算器の減算出力にしたがって電圧指令値を演算する電圧指令演算回路と、前記電圧指令値に基づいて交流回転機に駆動電圧を印加する電圧印加手段を備えたものである。【０００３】
特許文献１に開示された交流回転機の制御装置においては、電流演算回路によって検出電流値が出力される。補正周波数演算回路によって、検出電流値が予め設定された電流設定値を越えた場合、前記検出電流値と前記電流設定値との偏差を少なくとも積分することにより周波数補正値が演算され出力される。【０００４】
外部から入力される周波数指令値から前記周波数補正値が減算器によって減算され、インバータ周波数として電圧指令回路へ入力される。電圧指令回路では予め設定された関数関係に従って電圧指令値が演算され、この電圧指令値が電圧印加手段へ出力される。電圧印加手段では、交流回転機に印加される駆動電圧が前記電圧指令値に追従するように制御される。【０００５】
ここで、前記補正周波数演算回路は、交流回転機の力行および回生状態によらず、前記検出電流値が前記電流設定値を越えないように、所定の関数演算に従って、前記周波数指令値を補正する周波数補正値を出力する。このような構成とすることにより、定常運転時のみならず、急加減速時や回生時にも安定した電流制限動作によってインバータ回路を過電流から保護できる誘導電動機の制御装置を得ることが出来る。【０００６】
【特許文献１】特開平５−６８３９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この交流回転機の制御装置において、電流制限性能は駆動する交流回転機の定格や種類及び周波数補正値演算器のゲインにより大きく左右される。例えば、前記ゲインが駆動する交流回転機に対して低すぎる場合、電流制限性能の過渡応答が悪く過電流が発生する。逆に駆動する交流回転機に対して高すぎる場合、制御周期や電力変換器のキャリア周波数の影響により制御系が不安定になる。このような理由により、所望の電流制限性能を得るためには、駆動する交流回転機に対して適切に前記ゲインの設定を行う必要がある。しかしながら、特許文献１には、そのゲインの設定法は、開示されていない。
また、交流回転機の動作領域の違いによって、特に交流回転機が定出力領域において動作している場合、特許文献１に記載されている方式を用いても所望の電流制限性能を得ることができないという問題がある。【０００８】
この発明は、前記のような問題点を解決するためになされたものであり、電気的定数が既知または未知の交流回転機を駆動する場合において、確実な電流制限性能を得ることを目的とし、周波数補正値演算手段における増幅ゲインを交流回転機の電気的定数から適切に演算するようにした交流回転機の制御装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明による交流回転機の制御装置は、交流回転機に供給される電流を検出電流値として検出する電流検出手段と、周波数補正値を出力する周波数補正値演算手段と、周波数指令値と前記周波数補正値とに基づいてインバータ周波数を出力するインバータ周波数演算手段と、前記インバータ周波数にしたがって電圧指令値を演算する電圧指令演算手段と、前記電圧指令値に基づいて前記交流回転機に電圧を印加する電圧印加手段を備え、
前記周波数補正値演算手段は、前記検出電流値と電流制限指令値とに基づいて電流偏差を出力する電流偏差演算器と、前記交流回転機の電気的定数を記憶する定数記憶器と、前記定数記憶器が出力する前記交流回転機の電気的定数を使用して増幅ゲインを演算する増幅ゲイン演算器と、前記増幅ゲイン演算器により演算された増幅ゲインに基づいて、前記電流偏差演算器が出力した前記電流偏差を増幅して周波数補正演算値を演算する増幅器と、前記交流回転機の所定の運転状態において、前記周波数補正演算値を前記周波数補正値として出力する出力選択器とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明による交流回転機の制御装置では、電流検出値が電流制限指令値を越えた場合にインバータ周波数の補正をすることにより、交流回転機の電流の振幅を電流制限指令値以下に制限することができ、また、定数記憶器に記憶した電気的定数の交流回転機を駆動する場合において、増幅器ゲインを適切に設計することができ、確実な電流制限性能を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態１を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態１の電流制限動作を示すフローチャートである。
【図３】図３は、実施の形態１による制御系の伝達特性を示すブロック図である。
【図４】図４は、図３を書き換えた等価ブロック図である。
【図５】図５は、実施の形態１による制御系の伝達特性を示す特性線図である。
【図６】図６は、交流回転機の運転領域の説明図である。
【図７】図７は、実施の形態１の変形例１Ａを示すブロック図である。
【図８】図８は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態２を示すブロック図である。
【図９】図９は、実施の形態２の変形例２Ａを示すブロック図である。
【図１０】図１０は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態３を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、実施の形態３による制御装置の伝達特性を示す特性線図である。
【図１２】図１２は、実施の形態３の変形例３Ａを示すブロック図である。
【図１３】図１３は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態４を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、実施の形態４の変形例４Ａを示すブロックである。
【図１５】図１５は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態５を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、実施の形態５の変形例５Ａを示すブロックである。
【図１７】図１７は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態６を示すブロック図である。
【図１８】図１８は、実施の形態６の変形例６Ａを示すブロックである。
【図１９】図１９は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態７を示すブロック図である。
【図２０】図２０は、実施の形態７の変形例７Ａを示すブロックである。
【図２１】図２１は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態８を示すブロック図である。
【図２２】図２２は、実施の形態８の変形例８Ａを示すブロックである。
【図２３】図２３は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態９を示すブロック図である。
【図２４】図２４は、実施の形態９の変形例９Ａを示すブロックである。
【図２５】図２５は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態１０を示すブロック図である。
【図２６】図２６は、実施の形態１０の変形例１０Ａを示すブロックである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に図面を参照して、この発明にかかる交流回転機の制御装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。【００１３】
実施の形態１
（１）実施の形態１の構成の説明．
図１は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、この実施の形態１による交流回転機の制御装置は、交流回転機１０を駆動するための電圧印加手段１１と、電流検出手段１３と、電圧指令手段１５と、インバータ周波数演算手段１７と、周波数補正値演算手段２０を備えている。電流検出手段１３の三相／ｄｑ軸座標変換器１３２、電圧指令手段１５、インバータ周波数演算手段１７、および周波数補正値演算手段２０は、例えばマイクロコンピュータで構成される。【００１４】
交流回転機１０は、この実施の形態１では誘導電動機１０Ｉである。電圧印加手段１１は、交流回転機１０の駆動回路であり、具体的にはＶＶＶＦ形の三相インバータで構成され、電圧指令手段１５から入力される三相電圧指令Ｖ*に基づいて、三相交流駆動電圧Ｖuvwを発生し、この三相交流駆動電圧Ｖuvwを交流回転機１０に印加する。電圧印加手段１１を構成するＶＶＶＦ形の三相インバータは、出力する三相交流駆動電圧Ｖuvwの駆動電圧Ｖとその駆動周波数ｆが可変であり、三相電圧指令Ｖ*により指定された駆動電圧Ｖと駆動周波数ｆを有する三相交流駆動電圧Ｖuvwを発生し、この三相交流駆動電圧Ｖuvwを誘導電動機１０Ｉに供給する。【００１５】
電流検出手段１３は、電流検出器１３１と、三相／ｄｑ軸座標変換器１３２を含む。電流検出器１３１は、例えば変流器を用いて構成され、三相交流駆動電圧Ｖuvwに基づいて、誘導電動機１０Ｉに流れる三相の各相電流ｉu、ｉv、ｉwを検出し、これらの各相電流ｉu、ｉv、ｉwを三相／ｄｑ軸座標変換器１３２に供給する。三相／ｄｑ座標変換器１３２は、三相座標を、直交するｄ軸とｑ軸を含む回転二軸座標に変換する座標変換器であり、位相信号θが入力され、この位相信号θを用いて、各相電流ｉu、ｉv、ｉwから、それに対応するｄ軸電流値ｉｄとｑ軸電流値ｉｑを発生する。三相／ｄｑ軸座標変換器１３２は、ｄ軸電流値ｉｄとｑ軸電流値ｉｑとともに、検出電流値Ｉを発生する。ｄ軸電流値ｉｄとｑ軸電流値ｉｑは、電圧指令手段１５に供給される。検出電流値Ｉは、周波数補正値演算手段２０に供給される。検出電流値Ｉは、この実施の形態１では、ｑ軸電流値ｉｑと等しくされ、次の数式１で与えられる。【００１６】
【数１】
2010103627.tif 000003
【００１７】
電圧指令手段１５は、周知の誘起電圧／駆動周波数一定制御方式（以下（Ｅ／ｆ）一定制御方式という）または周知の駆動電圧／駆動周波数一定制御方式（以下（Ｖ／ｆ）一定制御方式という）として構成される。（Ｅ／ｆ）一定制御方式は、三相交流駆動電圧Ｖuvwに基づいて交流回転機１０の内部で誘起される誘起電圧Ｅと駆動周波数ｆとの比（Ｅ／ｆ）を一定とするように制御する。（Ｖ／ｆ）一定制御方式は、三相交流駆動電圧Ｖuvwの駆動電圧Ｖと駆動周波数ｆとの比（Ｖ／ｆ）を一定とするように制御する。この実施の形態１では、電圧指令手段１５は、（Ｅ／ｆ）一定制御方式として構成される。この（Ｅ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段１５は、（Ｅ／ｆ）一定制御方式の電圧指令演算手段１５３と、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７を有する。【００１８】
インバータ周波数演算手段１７は、減算器１７１を含む。この減算器１７１には、外部から周波数指令値ω*が供給され、また、周波数補正値演算手段２０から周波数補正値Δωが供給される。インバータ周波数演算手段１７は、次の数式２にしたがって、周波数指令値ω*から周波数補正値Δωを減算し、インバータ周波数ωiを出力する。【００１９】
【数２】
2010103627.tif 000004
【００２０】
（Ｅ／ｆ）一定制御方式の電圧指令演算手段１５３には、電流検出手段１３の三相／ｄｑ軸座標変換器１３２からｄ軸電流値ｉｄとｑ軸電流値ｉｑが供給され、また、インバータ周波数演算手段１７からインバータ周波数ωiが供給される。この電圧指令演算手段１５３は、これらのｄ軸電流値ｉｄとｑ軸電流値ｉｑとインバータ周波数ωiに基づいて、次の数式３、数式４にしたがってｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*を演算し、これらのｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*をｄｑ軸／三相座標変換器１５７に供給する。ｄｑ軸／三相座標変換器１５７には、位相信号θが入力され、この位相信号θを用いて、ｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*を三相電圧指令Ｖ*に変換し、この三相電圧指令Ｖ*を電圧印加手段１１に供給する。【００２１】
【数３】
2010103627.tif 000005
【数４】
2010103627.tif 000006
なお、数式３、数式４において、Ｒ1は誘導電動機１０Ｉの固定子抵抗、Ｌ1はその固定子インダクタンスである。【００２２】
周波数補正値演算手段２０は、６つの入力部２０−Ｉ１〜２０−Ｉ６と、１つの出力部２０−Ｏを有し、また、電流偏差演算器２０１と、定数記憶器２０３と、増幅ゲイン演算器２１０と、増幅器２３０と、ゼロ値出力器２３１と、状態信号生成器２３３と、出力選択器２３５とを内蔵する。入力部２０−Ｉ１には、電流検出手段１３の三相／ｄｑ軸座標変換器１３２から検出電流値Ｉが供給される。入力部２０−Ｉ２には、外部から電流制限値Ｉlimitが供給される。入力部２０−Ｉ３には、インバータ周波数ωiが供給される。入力部２０−Ｉ４には、周波数指令値ω*が供給される。入力部２０−Ｉ５には、インバータ周波数ωiと周波数指令値ω*と三相電圧指令Ｖ*の少なくとも１つが供給される。入力部２０−Ｉ６には、交流回転機１０、すなわちこの実施の形態１では、誘導電動機１０Ｉに対するｄ軸電流指令ｉｄ*が供給される。このｄ軸電流指令ｉｄ*は、誘導電動機１０Ｉに対する励磁電流であり、電圧指令演算手段１５３で使用され、この電圧指令演算手段１５３から供給される。出力部２０−Ｏは、インバータ周波数演算手段１７の減算器１７１へ周波数補正値Δωを出力する。【００２３】
電流偏差演算器２０１は、減算器２０２を含み、この減算器２０２は、入力部２０−Ｉ１、２０−Ｉ２に接続される。電流偏差演算器２０１は、次の数式５にしたがって、検出電流値Ｉから電流制限値Ｉlimitを減算し、電流偏差ΔＩを出力する。【００２４】
【数５】
2010103627.tif 000007
【００２５】
定数記憶器２０３は、交流回転機１０、この実施の形態１では誘導電動機１０Ｉに関する各種の電気的定数を記憶する。この定数記憶器２０３に記憶される電気的定数には、少なくとも、誘導電動機１０Ｉの漏れ定数σと、その回転子抵抗Ｒ2と、その回転子インダクタンスＬ2と、その誘導電動機１０Ｉに対する電流制限応答速度の設定値ωxとが含まれる。【００２６】
増幅ゲイン演算器２１０は、増幅ゲイン演算部２１３と、ゼロ値出力器２２１と、切替信号生成部２２３と、切替部２２５とを含む。定数記憶器２０３に記憶された電気的定数σ、Ｒ2、Ｌ2、ωxは増幅ゲイン演算部２１３に供給される。増幅ゲイン演算部２１３は、定数記憶部２０３と入力部２０−Ｉ６に接続される。この増幅ゲイン演算部２１３は、定数記憶器２０３から供給された電気的定数σ、Ｒ2、Ｌ2、ωx、および入力部２０−Ｉ６に供給されたｄ軸電流指令ｉｄ*を用いて、次の数式６、数式７にしたがって、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算し、これらの増幅ゲインＧ１、Ｇ２を切替部２２５の入力ａへ供給する。【００２７】
【数６】
2010103627.tif 000008
【数７】
2010103627.tif 000009
【００２８】
なお、ｄ軸電流指令ｉｄ*は、次の数式８で与えられる。【００２９】
【数８】
2010103627.tif 000010
この（８）式において、Ｖ0は交流回転機１０、すなわち実施の形態１では誘導電動機１０Ｉの定格電圧、ｆ0はその基底周波数であり、Ｋvfは、Ｖ／ｆ変換ゲインと呼ばれる。このＶ／ｆ変換ゲインＫvfは、次の数式９で与えられる。【００３０】
【数９】
2010103627.tif 000011
【００３１】
ゼロ値出力器２２１は、ゼロ値出力を切替部２２５の入力ｂに供給する。切替信号生成部２２３は入力部２０−Ｉ５に接続される。切替信号生成部２２３は、入力部２０−Ｉ５に供給されるインバータ周波数ωiと周波数指令値ω*と三相電圧指令Ｖ*の少なくとも１つに基づいて、交流回転機１０、すなわち誘導電動機１０Ｉの運転領域が定トルク領域にあるかどうかを判定し、この判定に基づいて切替信号ＳＳを発生する。切替部２２５は、増幅ゲイン演算部２１３に接続された入力ａと、ゼロ値出力器２２１に接続された入力ｂと、出力ｃを有する。交流回転機１０、すなわち実施の形態１では、誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態では、切替信号ＳＳは、切替部２２５がその入力ａを選択して出力ｃに出力するように動作させ、数式６、数式７に示す増幅ゲインＧ１、Ｇ２をその出力ｃから増幅器２３０に供給する。交流回転機１０、すなわち誘導電動機１０Ｉが定トルク領域から定出力領域に移行した状態では、切替信号ＳＳは、切替部２２５がその入力ｂを選択して出力ｃに出力するように動作させ、ゼロ値出力器２２１からのゼロ値出力を出力ｃから増幅器２３０へ供給する。【００３２】
増幅器２３０は、交流回転機１０、すなわち誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態では、増幅ゲイン演算部２１３から供給された増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて、次の数式１０にしたがって、周波数補正演算値Δωaを演算し、この周波数補正演算値Δωaを出力選択器２３５の入力ａへ出力する。【００３３】
【数１０】
2010103627.tif 000012
この（１０）式において、sはラプラス演算子である。【００３４】
ゼロ値出力器２３１は、ゼロ値出力を出力選択器２３５の入力ｂへ出力する。出力選択器２３５は、その入力ａと入力ｂのいずれか一方を選択し、出力ｃへ出力する。この出力選択器２３５の出力ｃは周波数補正値Δωであり、周波数補正値演算手段２０の出力部２０−Ｏから、インバータ周波数演算手段１７の減算器１７１へ供給される。この出力選択器２３５の出力ｃから出力される周波数補正値Δωは、増幅器２３０から出力される周波数補正演算値Δωaまたはゼロ値出力器２３１から出力されるゼロ値出力である。【００３５】
状態信号生成器２３３は、入力部２０−Ｉ１〜２０−Ｉ４に接続され、入力部２０−Ｉ１から検出電流値Ｉが、入力部２０−Ｉ２から電流制限値Ｉlimitが、入力部２０−Ｉ３からインバータ周波数ωiが、また入力部２０−Ｉ４から周波数指令値ω*が供給される。この状態信号生成器２３３は、まず検出電流値Ｉと電流制限値Ｉlimitを比較し、その比較の結果、検出電流値Ｉが電流制限値Ｉlimitよりも大きく、Ｉ＞Ｉlimitの関係にあるときには、切替信号ＣＳにより、出力選択器２３５がその入力ａを選択し、この入力ａに供給される周波数補正演算値Δωaを、周波数補正値Δωとして出力ｃに出力するように動作させる。また、状態信号生成器２３３は、出力選択器２３５が入力ａを選択している状態において、検出電流値Ｉが電流制限値Ｉlimitよりも小さく、しかもインバータ周波数ωiが周波数指令値ω*よりも大きく、ωi＜ω*の関係が否定されたときには、状態信号ＣＳにより、出力選択器２３５がその入力ｂを選択し、この入力ｂに供給されるゼロ値出力を、周波数補正値Δωとして出力するように動作させる。【００３６】
ここで、座標変換に用いる位相信号θは、インバータ周波数ωiを、次の数式１１のように積分することにより、得ることができる。【００３７】
【数１１】
2010103627.tif 000013
【００３８】
また、三相／ｄｑ軸座標変換器１３２において、直交するｄ軸とｑ軸を含む回転二軸座標上のｄ軸電流値ｉｄとｑ軸電流値ｉｑのうち、ｄ軸電流値ｉｄは位相信号θと同位相の電流成分であり、ｑ軸電流値ｉｑは位相信号θと直交する位相の電流成分であるとする。また、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７において、直交するｄ軸とｑ軸を含む回転二軸座標上のｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*のうち、ｄ軸電圧指令ｖｄ*は上記位相信号θと同位相の電圧指令成分であり、ｑ軸電圧指令ｖｑ*は位相信号θと直交する位相の電圧指令成分であるとする。【００３９】
（２）実施の形態１の動作の説明
図１を参照して、誘導電動機１０Ｉに流れる電流を電流制限指令Ｉlimitに制限する周波数補正値演算手段２０の動作について説明する。周波数補正値演算手段２０は、交流回転機１０、すなわちこの実施の形態１では誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態において、誘導電動機１０Ｉに流れる電流が電流制限指令Ｉlimitを超えてしまうような運転状態になったときに、インバータ周波数ωiを周波数補正値Δωにより補正することにより、誘導電動機１０Ｉに流れる電流が電流制限指令Ｉlimit以上にならないように抑制する機能を有する。【００４０】
誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態において、誘導電動機１０Ｉに流れる電流が電流制限指令Ｉlimitを超えるような運転状態として、例えば、周波数指令値ω*が時間的に急激に変化する急加速指令値を与えた場合、もしくは急減速指令値を与えた場合、または誘導電動機１０Ｉにインパクト負荷などの急激な負荷変動があった場合が想定される。このような運転状態の場合には、インバータ周波数ωiを減少または増加するよう周波数補正値Δωにより調整することにより、誘導電動機１０Ｉに流れる電流を抑制する。【００４１】
ここで、交流回転機１０に流れる電流が電流制限指令Ｉlimitを超えるような場合に、インバータ周波数ωiを調節する動作をストール動作ＳＡ、交流回転機１０に流れる電流が電流制限指令Ｉlimit以下の場合に、周波数指令値ω*に一致するようにインバータ周波数ωiを調節する動作を回復動作ＲＡという。実施の形態１の周波数補正値演算手段２０は、誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態において、誘導電動機１０Ｉに流れる電流が電流制限指令Ｉlimitを超えるような運転状態になったときに、インバータ周波数ωiを調整する動作を自動で行なう作用を有する。【００４２】
具体的には、まず電流偏差演算器２０１が、数式５にしたがって、電流偏差ΔＩを演算する。増幅器２３０は、交流回転機１０、すなわち誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態では、切替器２２５が増幅ゲイン演算部２１３で演算された増幅ゲインＧ１、Ｇ２を出力するので、数式１０にしたがって、誘導電動機１０Ｉの電流超過分に応じた周波数補正演算値Δωaを演算によって求める。状態信号生成器２３３は、まず検出電流値Ｉと電流制限値Ｉlimitとを比較し、その後、インバータ周波数ωiと周波数指令値ω*を比較し、状態信号ＣＳを発生する。出力選択器２３５は、状態信号ＣＳに基づき、正常運転状態ではゼロ値出力器２３１からのゼロ値出力を、また誘導電動機１０Ｉに流れる電流が電流制限指令Ｉlimitを超えるような運転状態では、周波数補正演算値Δωaをそれぞれ出力する。【００４３】
このように状態信号生成器２３３により、出力選択器２３５の出力を、ゼロ値出力と周波数補正演算値Δωaとの間で切替制御することにより、図２に示すような電流制限動作が可能となる。図２は、電流制限動作のフローチャートを示す。図２のフローチャートは、スタートに続いて、７つのステップＳ１１〜Ｓ１７を含む。まずステップＳ１１では、検出電流値Ｉが電流制限指令Ｉlimitよりも大きいかどうかが状態信号生成器２３３で判定される。その判定結果がｙｅｓならば、ステップＳ１２に進む。このステップＳ１２では、出力選択器２３５が入力ａを選択し、周波数補正演算値Δωaを周波数補正値Δωとして出力する。ステップＳ１１の判定結果がｎｏならば、再びステップＳ１１に戻る。【００４４】
ステップＳ１２からステップＳ１３に進み、このステップＳ１３において、再び検出電流値Ｉが電流制限指令Ｉlimitよりも大きいかどうかが状態信号生成器２３３で判定される。その判定結果がｙｅｓならば、ステップＳ１４に進み、このステップＳ１４でストール動作ＳＡが実行される。このステップＳ１４でのストール動作ＳＡが終了すれば、再びステップＳ１３に戻る。ステップＳ１３の判定結果がｎｏならば、ステップＳ１５に進み、このステップＳ１５で回復動作ＲＡが実行される。このステップＳ１５での回復動作ＲＡが終了すれば、ステップＳ１６に進む。【００４５】
ステップＳ１６では、インバータ周波数ωiが周波数指令値ω*より小さいかどうかが状態信号生成器２３３で判定される。インバータ周波数ωiが周波数指令値ω*より大きく、ステップＳ１６の判定結果がｎｏならば、ステップＳ１７に進み、このステップＳ１７において、出力選択器２３５が入力ｂのゼロ値出力を選択し、ステップＳ１１に戻る。ステップＳ１６の判定結果がｙｅｓならば、ステップＳ１３に戻る。【００４６】
この図２のフローチャートによれば、検出電流値Ｉが電流制限指令値Ｉlimitを越えた場合には、ステップＳ１２〜Ｓ１５において、増幅器２３０により演算される周波数補正演算値Δωaを用いて、ストール動作ＳＡと回復動作ＲＡを繰り返し、誘導電動機１０Ｉに流れる電流を電流制限指令値Ｉlimit以下となるように制御することになる。しかしながら、誘導電動機１０Ｉに流れる電流が電流制限指令値Ｉlimitを維持すれば、誘導電動機１０Ｉは常に加速を続けることになるため、ステップＳ１６において、インバータ周波数ωiが周波数指令値ω*より大きくなり、ωi＜ω*の関係が否定された場合には、ステップＳ１７において、電流制限動作完了として周波数補正値Δωをゼロ値として通常の運転をする。【００４７】
このように検出電流値Ｉが電流制限指令値Ｉlimitを越えた場合に、インバータ周波数ωiを周波数補正演算値Δωaにより補正することにより、誘導電動機１０Ｉの電流の振幅を電流制限指令値Ｉlimit以下に制限することができ、それ以外では周波数補正値演算手段２０の周波数補正値Δωをゼロ値とすることで、周波数指令値ω*に一致した周波数で誘導電動機１０Ｉを制御することができる。【００４８】
周波数補正値Δωによりインバータ周波数ωiを補正し、誘導電動機１０Ｉの電流を電流制限指令値Ｉlimit以下に抑制する動作は、あくまでも、増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２が適切に設定されている場合に限られる。例えば、増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２が極端に低めに設定されていた場合には、急激な電流振幅の増大を抑制できずに、過大な電流が誘導電動機１に流れてしまう。また、例えば増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２が極端に大きめに設定されていた場合には、制御系全体が不安定となる。このような場合には、電圧印加手段１１を構成するインバータがトリップしてしまうという問題がある。【００４９】
次に増幅ゲイン演算器２１０について説明する。増幅ゲイン演算器２１０は、誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態において、誘導電動機１０Ｉの電気的定数を記憶した定数記憶器２０３から入力される電気的定数に基づき、増幅器２３０で用いられる増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算し、これらの増幅ゲインＧ１、Ｇ２を増幅器２３０に設定する。定数記憶器２０３から入力される誘導電動機１０Ｉの電気的定数を用いて、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を適切に設定することは、実施の形態１の重要な特徴である。【００５０】
実施の形態１では、誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態において、誘導電動機１０Ｉの電流超過分に応じた周波数補正演算値Δωaを演算するのに用いられる増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２を、誘導電動機１０Ｉの電気的定数に基づき、誘導電動機１０Ｉに流れる電流を制限するのに適切なゲインとして演算し、増幅器２３０の増幅ゲインを演算された増幅ゲインＧ１、Ｇ２により自動設定している。この増幅器２３０は、適切な値に設定された増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて、数式１０にしたがって周波数補正演算値Δωaを演算することにより、過大な電流が誘導電動機１０Ｉに流れてしまう問題、又は、制御系全体が不安定となる問題を解決している。誘導電動機１０Ｉに流れる電流が電流制限指令値Ｉlimitを超えた場合には、誘導電動機１０Ｉに流れる電流は、数式６、数式７に含まれる電流制限応答速度の設定値ωxに対応する速度で抑制される。【００５１】
以上のように、実施の形態１では、周波数補正値演算手段２０を用いることにより、誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態において、電気的定数が既知の誘導電動機１０Ｉを駆動する場合、駆動される誘導電動機１０Ｉに対して増幅器２１０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２を適切に設計し、自動設定することができるので、誘導電動機１０Ｉに流れる電流を、任意の電流制限応答速度の設定値ωxで確実に抑制することができ、過大な電流が誘導電動機１０Ｉに流れてしまう問題、又は、制御系全体が不安定となる問題を解決できる。【００５２】
（３）実施の形態１における増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算する数式６、数式７の導出根拠の説明
次に増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２の演算式である数式６、数式７の導出原理について説明する。図３は、図１に示す実施の形態１において、切替部２２５がその入力ａを選択して出力ｃに出力し、また、出力選択器２３５がその入力ａに供給される周波数補正演算値Δωaを選択して出力ｃに出力する場合における制御系の伝達特性をブロック図で表現したものである。図３において、ブロック３１で示すＧIMは、図１の電圧指令手段１５と、電圧印加手段１１と、交流回転機１０と、電流検出手段１３とを含むインバータ周波数ωiから検出電流値Ｉ＝ｉｑまでの電気系のみの伝達関数である。ブロック３２で示すＧPIは、増幅器２３０の伝達関数である。また、ブロック３３は、Ｐm×Ｋt／（Ｊ×ｓ）を示し、Ｐm、Ｋt、Ｊは、それぞれ交流回転機１０の極対数、トルク定数、イナーシャであり、これにより機械系を表現する。ωrは、交流回転機１０の回転周波数を電気角で表わしたものであり、ブロック３３から、交流回転機１０の回転周波数ωrが出力される。【００５３】
伝達特性ＧIMを表わすブロック３１から、検出電流値Ｉが出力され、この検出電流値Ｉは、減算器２０２に供給される。この検出電流値ＩはＩ＝ｉｑであり、この検出電流値Ｉは、電圧印加手段１１からの出力電流を意味しており、これは交流回転機１０の機械系を示すブロック３３へも供給され、このブロック３３から、交流回転機１０の回転周波数ωrが出力される。伝達特性ＧPＩを表わすブロック３２には、減算器２０２から電流偏差ΔＩが入力され、このブロック３２から、周波数補正値Δωが減算器１７１へ出力される。減算器１７１は、減算器３４へインバータ周波数ωiを出力する。この減算器３４は、ブロック３１の入力側に等価的に挿入されるものであり、インバータ周波数ωiから、交流回転機１０の回転周波数ωrを減算し、その減算出力をブロック３１へ入力する。【００５４】
図３は、図２において周波数指令値ω*を一定としてブロック図を展開した図であり、この図３から実施の形態１では、検出電流値Ｉ＝ｉｑが電流制限指令値Ｉlimitに一致するように、増幅器２３０によりフィードバック制御をしていることが理解される。図４は、図３の等価ブロック図である。この図４では、左端部に減算器２０２が位置し、また右端部に伝達特性ＧIMを示すブロック３１が位置し、このブロック３１から検出電流値Ｉが右側へ出力されるように、図３が書き換えられている。この図４において、ブロック３５は、伝達特性ＧIMSYSを表わす。このブロック３５は、周波数補正値Δωから検出電流値Ｉ＝ｉｑまでの伝達関数であり、伝達特性ＧIMを表わすブロック３１と、交流回転機１０の機械系を表わすブロック３３と、減算器１７１、３４を含む。【００５５】
実施の形態１における制御系の電流制限性能は、増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２により決まり、その増幅ゲインＧ１、Ｇ２の適切な値は、図４に示す周波数補正値Δωから出力電流Ｉ＝ｉｑまでの伝達関数ＧIMSYSの特性から求めることができる。【００５６】
図５は、実施の形態１において、周波数補正値Δω＝０、すなわち周波数指令値ω*＝インバータ周波数ωiとし、ω*＝ωi＝１０[Ｈｚ]、２０[Ｈｚ]、３０[Ｈｚ]、４０[Ｈｚ]とした場合における伝達特性ＧIMSYSを示す特性線図である。図５（Ａ）は、出力振幅特性を示し、図５（Ｂ）は出力位相特性を示す。図５（Ａ）の出力振幅特性は、伝達特性ＧIMSYSを表わすブロック３５に対して、周波数の変化する所定振幅の入力正弦波にω*＝ωiを加えた信号を供給し、そのブロック３５から出力される出力信号の振幅の変化を解析した結果を示すもので、横軸は、入力正弦波の周波数を（ｒａｄ／秒）で表わし、縦軸は、出力信号の振幅を（ｄＢ）で表わしたものである。図５（Ａ）の特性ｍ１は、ω*＝ωi＝１０［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｍ２は、ω*＝ωi＝２０［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｍ３は、ω*＝ωi＝３０［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｍ４は、ω*＝ωi＝４０［Ｈｚ］とした場合の特性である。【００５７】
図５（Ｂ）の出力位相特性は、伝達特性ＧIMSYSを表わすブロック３５に対して、周波数の変化する所定振幅の入力正弦波にω*＝ωｉを加えた信号を供給し、そのブロック３５からの出力される出力信号の位相の変化を解析した結果を示すもので、横軸は、入力正弦波の周波数を（ｒａｄ／秒）で表わし、縦軸は、出力信号の位相を（ｄｅｇ）で表わしたものである。図５（Ｂ）の特性ｐ１は、ω*＝ωi＝１０［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｐ２は、ω*＝ωi＝２０［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｐ３は、ω*＝ωi＝３０［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｐ４は、ω*＝ωi＝４０［Ｈｚ］とした場合の特性である。【００５８】
図５（Ａ）において、特性ｍ１は、ω*＝ωi＝１０［Ｈｚ］≒６０［ｒａｄ／秒］の近傍で、特性ｍ２は、周波数指令値ω*＝ωi＝２０［Ｈｚ］≒１２０［ｒａｄ／秒］の近傍で、特性ｍ３は、周波数指令値ω*＝ωi＝３０［Ｈｚ］≒１８０［ｒａｄ／秒］の近傍で、また、特性ｍ４は、周波数指令値ω*＝ωi＝４０［Ｈｚ］≒２４０［ｒａｄ／秒］の近傍で、それぞれ急峻な特性変化があり、この急峻な特性変化よりも低周波数領域においては、ハイパスフィルタがかかったように約２０（ｄＢ／ｄｅｃａｄｅ）で振幅が低下するが、全体的には、その急峻な特性変化の高周波数領域において、エリアＡに示すような一次遅れの特性が支配的となることが理解される。【００５９】
そこで、伝達特性ＧIMSYS≒ＧIMとして、伝達特性ＧIMを誘導電動機１０Ｉの電圧方程式を線形化することで以下のように導出する。まず、誘導電動機１０Ｉの電圧方程式より、ｑ軸電流値ｉｑを表わすと、次の数式１２となる。【００６０】
【数１２】
2010103627.tif 000014
【００６１】
ただし、数式１２において、ｉｄは誘導電動機１０Ｉのｄ軸電流値、Ｒ1は誘導電動機１０Ｉの固定子抵抗、ｉｑは誘導電動機１０Ｉのｑ軸電流値、Ｒ2は誘導電動機１０Ｉの回転子抵抗、φd2は誘導電動機１０Ｉの回転子磁束のｄ軸成分、Ｌ1は誘導電動機１０Ｉの固定子インダクタンス、ｖｑは誘導電動機１０Ｉの固定子電圧のｑ軸電圧、Ｌ2は誘導電動機１０Ｉの回転子インダクタンス、σは誘導電動機１０Ｉの漏れ定数、Ｍは誘導電動機１０Ｉの相互インダクタンス、ωrは誘導電動機１０Ｉの回転周波数（電気角）、ωiは、誘導電動機１０Ｉのインバータ周波数（電気角）である。【００６２】
ここで、誘導電動機１０Ｉの伝達特性において、インバータ周波数ωiの近傍における急峻な特性変化は、ｄ−ｑ軸間の干渉特性に起因する。ｑ軸電流値ｉｑを表わす数式１２において、その第二項はｄ軸電流値ｉｄを含んでおり、この第二項は、ｄ−ｑ軸間の干渉成分である。したがって、数式１２の第二項を０とすることで、インバータ周波数ωiの近傍で急峻な特性変化を考慮しない伝達特性を導出することができる。ここで、数式１２の第二項を０とし、加えて、理想電源であると仮定してｖｑ＝ｖｑ*とした場合、次の数式１３を得ることができる。【００６３】
【数１３】
2010103627.tif 000015
【００６４】
また、上記ｑ軸電圧指令ｖｑ*の電圧演算式は数式４であり、数式１３に数式４を代入して、次の数式１４となる。【００６５】
【数１４】
2010103627.tif 000016
【００６６】
この数式１４から、次の数式１５を得る。【００６７】
【数１５】
2010103627.tif 000017
【００６８】
したがって数式１５に基づいて、インバータ周波数ωiからｑ軸電流値ｉｑまでの伝達特性ＧIMのＤＣゲインＫと、折れ点周波数１／Ｔは、それぞれ次の数式１６、数式１７のようになる。【００６９】
【数１６】
2010103627.tif 000018
【数１７】
2010103627.tif 000019
【００７０】
伝達特性ＧIMのＤＣゲインＫは、図５（Ａ）に横軸と平行な点線で例示され、また、その折れ点周波数１／Ｔは、図５（Ａ）（Ｂ）に縦軸と平行な点線で例示される。【００７１】
なお、図３、図４に示す周波数補正値Δωとインバータ周波数ωiとの関係式は、数式２であり、ここで入力である周波数指令値ω*が一定であれば、周波数補正値Δωからｑ軸電流値ｉｑまでの伝達特性は、上記伝達特性ＧIMにマイナスの符号を付けた−ＧIMとなる。【００７２】
次に、上記伝達特性ＧIMを用いて電流制限時の電流制限応答速度がωxとなるよう増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２を設定する。増幅器２３０の伝達特性ＧPIは、数式１０から、次の数式１８となる。ここで、ＧIM×ＧPIの開ループ伝達特性がωx／ｓとなるよう増幅ゲインＧ１、Ｇ２を設定することにより、電流制限時の電流制限応答速度がωxとなる。【００７３】
【数１８】
2010103627.tif 000020
【００７４】
次の数式１９の関係式から、増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２が、次の数式２０と数式２１のように求まる。数式２０により数式６が、数式２１により数式７が得られる。【００７５】
【数１９】
2010103627.tif 000021
【数２０】
2010103627.tif 000022
【数２１】
2010103627.tif 000023
【００７６】
以上の通り、増幅器２３０における周波数補正演算値Δωaの演算式である数式１０において、数式６、数式７に示す増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いることにより、電流制限時の電流制限応答速度を、設定値ωxとすることができる。【００７７】
また、誘導電動機１０Ｉの伝達特性ＧIMの折れ点周波数である１／Ｔが、電流制限応答速度設定値ωxの１／５以下で十分小さい場合、増幅ゲインＧ２の演算式を数式７と数式２１に代わり、次の数式２２とすることにより、低周波数領域の増幅ゲインを高くすることができ、特性改善をすることができる。【００７８】
【数２２】
2010103627.tif 000024
【００７９】
なお、上述したように、交流回転機１０、実施の形態１では誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態において、誘導電動機１０Ｉに流れる電流が電流制限指令Ｉlimitを超えるような運転状態として、例えば、周波数指令値ω*が時間的に急激に変化する急加速指令値を与えた場合、もしくは急減速指令値を与えた場合、誘導電動機１０Ｉにインパクト負荷などの急激な負荷変動があった場合がある。したがって、電流制限時の電流制限応答速度の設定値ωxの設定指針としては、このような急激な電流変動に対して確実に誘導電動機１０Ｉに流れる電流を電流制限指令Ｉlimit内に制限するために、電流制限時の電流制限応答速度の設計値であるωxを、インバータ周波数ωi以上で、できるだけ高めに設定することが望ましい。【００８０】
（４）実施の形態１における誘導電動機１０Ｉの運転領域の説明
図６は、交流回転機１０について、その運転領域を説明する説明図である。図６（Ａ）は、交流回転機１０の電源角周波数と出力との関係を示すグラフであり、図６（Ｂ）は、交流回転機１０の電源角周波数とトルクとの関係を示すグラフである。図６（Ａ）（Ｂ）の横軸は、交流回転機１０の電源角周波数を示し、図６（Ａ）（Ｂ）で共通に、交流回転機１０の電源角周波数を示す。図６（Ａ）の縦軸は、交流回転機１０の出力を、また図６（Ｂ）の縦軸は、そのトルクを示す。【００８１】
図６（Ａ）（Ｂ）には、定トルク領域ＣＴＡと、定出力領域ＣＯＡが示される。定トルク領域ＣＴＡは、図６（Ｂ）に示すように、交流回転機１０が定トルクで運転される領域である。交流回転機１０の内部で発生する誘起電圧をＥ、電圧印加手段１１による交流回転機１０の駆動電圧をＶとし、その駆動周波数をｆとしたとき、（Ｅ／ｆ）または（Ｖ／ｆ）を一定に保ちながら交流回転機１０を駆動すれば、交流回転機１０の磁束はほぼ一定になり、誘導電動機１０では、すべり周波数を一定とすれば、トルクは回転速度に関係なく一定となる定トルク運転が可能となる。このような定トルク運転を行なう領域が、定トルク領域ＣＴＡである。なお、同期電動機では、すべり周波数はゼロであり、すべり周波数を一定にしたと同じことになり、（Ｅ／ｆ）または（Ｖ／ｆ）を一定に保ちながら同期電動機を駆動すれば、同様に定トルク領域ＣＴＡで運転される。【００８２】
一方、（Ｅ／ｆ）または（Ｖ／ｆ）の比を一定に保ちつつ、インバータ周波数ωiを増加させ、このインバータ周波数ωiが基底周波数に到達すると、電源の制約から、駆動電圧Ｖを増加させることができなくなり、定トルク領域ＣＴＡから外れることになり、この駆動電圧Ｖを一定に保ちながら駆動周波数ｆを上昇させると、交流回転機１０の入力は一定で、トルクはインバータ周波数ωiに反比例し、出力がほぼ一定となる定出力運転が可能となる。このような定出力運転を行なう領域が、定出力領域ＣＯＡである。【００８３】
実施の形態１は、交流回転機１０を誘導電動機１０Ｉとしたものであるが、この実施の形態１で説明した伝達特性ＧIMは、定トルク領域ＣＴＡを対象とした伝達特性であり、数式６と数式７、および数式２０と数式２１による増幅ゲインＧ１、Ｇ２も、定トルク領域ＣＴＡでは適切であるが、定出力領域ＣＯＡでは、不適切な値となる。このため、実施の形態１において、切替部２２５は、切替信号生成部２２３の切替信号ＳＳにより、誘導電動機１０Ｉが定出力領域ＣＯＡで運転される状態では、ゼロ値出力器２２１からのゼロ値出力を選択し、増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２をゼロにし、増幅器２３０の周波数補正演算値Δωaをゼロとする。結果として、実施の形態１は、誘導電動機１０Ｉが定トルク領域ＣＴＡで運転される状態において、誘導電動機１０Ｉに流れる電流を、電流制限応答速度の設定値ωxで制限するのに有効である。【００８４】
実施の形態１の変形例１Ａ．
実施の形態１では、交流回転機１０を誘導電動機１０Ｉにより構成したが、これに限定されるものではなく、交流回転機１０を、その他の交流回転機、例えば同期電動機１０Ｓで構成しても、同様な効果を得ることができる。【００８５】
図７は、この変形例１Ａによる交流回転機の制御装置を示すブロック図である。この変形例１Ａは、図１に示す実施の形態１における交流回転機１０を同期電動機１０Ｓに置き換え、電圧指令手段１５を電圧指令手段１５Ａに置き換え、インバータ周波数演算手段１７をインバータ周波数演算手段１７Ａに置き換え、さらに安定化用ハイパスフィルタ４０を追加したものである。この変形例１Ａにおいて、電圧印加手段１１と、電流検出手段１３と、周波数補正値演算手段２０とは、実施の形態１と同じに構成される。電圧指令手段１５Ａ、インバータ周波数演算手段１７Ａ、および安定化用ハイパスフィルタ４０は、例えばマイクロコンピュータにより構成される。【００８６】
図７に示す変形例１Ａでは、安定化用ハイパスフィルタ４０は、電流検出手段１３から電流検出値Ｉ＝ｉｑを受けて、周波数安定化用高周波成分ωhighを出力する。この変形例１Ａにおけるインバータ周波数演算手段１７Ａは、２つの減算器１７１、１７２を含み、周波数指令値ω*と、周波数補正値演算手段２０からの周波数補正値Δωと、安定化用ハイパスフィルタ４０からの周波数安定化用高周波成分ωhighとに基づいて、インバータ周波数ωiを演算し、このインバータ周波数ωiを電圧指令手段１５Ａに供給する。減算器１７１には、周波数指令値ω*と、周波数補正値演算手段２０から周波数補正値Δωが供給され、周波数指令値ω*から周波数補正値Δωを減算し、その減算出力ω*−Δωを減算器１７２に供給する。減算器１７２には、さらに安定化用ハイパスフィルタ４０から周波数安定化用高周波成分ωhighが供給され、この減算器１７２は、減算出力ω*−Δωからさらに周波数安定化用高周波成分ωhighを減算し、次の数式２３にしたがって、インバータ周波数ωiを演算し、このインバータ周波数ωiを電圧指令手段１５Ａへ供給する。【００８７】
【数２３】
2010103627.tif 000025
【００８８】
変形例１Ａにおける電圧指令手段１５Ａは、実施の形態１と同様に、（Ｅ／ｆ）一定制御方式として構成され、（Ｅ／ｆ）一定制御方式の電圧指令演算手段１５４と、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７を有する。電圧指令演算手段１５４は、インバータ周波数演算手段１７Ａからのインバータ周波数ωi、および電流検出手段１３の三相／ｄｑ軸座標変換器１３２からのｄ軸電流値ｉｄとｑ軸電流値ｉｑに基づいて、次の数式２４と数式２５にしたがって、ｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*を演算し、それを出力する。【００８９】
【数２４】
2010103627.tif 000026
【数２５】
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数式２４、数式２５において、Ｒは同期電動機１０Ｓの電機子抵抗［Ω］、φfは同期電動機１０Ｓの磁石磁束［Ｗｂ］である。【００９０】
変形例１Ａでは、周波数補正値演算手段２０の増幅ゲイン演算部２１３は、次の数式２６と数式２７にしたがって、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算する。【００９１】
【数２６】
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【数２７】
2010103627.tif 000029
これらの数式２６と数式２７において、Ｌｑは同期電動機１０Ｓのｑ軸インダクタンス［Ｈ］であり、Ｋhは安定化用ハイパスフィルタ４０のゲインであり、また、ωxは電流制限応答速度の設定値である。同期電動機１０Ｓに関する電気的定数、具体的には、同期電動機１０Ｓのｑ軸インダクタンスＬqと、磁石磁束φfと、安定化用ハイパスフィルタ４０のゲインＫhと、電流制限応答速度の設定値ωxは、定数記憶器２０３に記憶され、増幅ゲイン演算部２１３に供給される。【００９２】
変形例１Ａにおける数式２６と数式２７の導出原理の説明について説明する。この変形例１Ａでは、数式１３から数式１７が、次の数式２８から数式３２に代えられる。先ず、変形例１Ａでは、同期電動機１０Ｓのｑ軸電流値ｉｑは、次の数式２８で与えられる。この数式２８は、実施の形態１における数式１３に代わる数式である。【００９３】
【数２８】
2010103627.tif 000030
【００９４】
この数式２８のｑ軸電圧指令ｖｑ*に、数式２５を代入して次の数式２９となる。この数式２９は、実施の形態１における数式１４に代わる数式である。【００９５】
【数２９】
2010103627.tif 000031
【００９６】
この数式２９から、次の数式３０を得る。この数式３０は、実施の形態１における数式１５に代わる数式である。
【数３０】
2010103627.tif 000032
【００９７】
数式３０から、伝達特性のＤＣゲインＫと、折れ点周波数１／Ｔは、それぞれ次の数式３１と数式３２のようになる。この数式３１と数式３２は、実施の形態１における数式１６と数式１７に代わる数式である。【００９８】
【数３１】
2010103627.tif 000033
【数３２】
2010103627.tif 000034
数式３１と数式３２に基づいて、変形例１Ａでは、増幅ゲインＧ１、Ｇ２は、次の数式３３と数式３４の通り与えられる。この数式３３と数式３４は、実施の形態１における数式２０と数式２１に相当する数式であり、これらの数式３３と３４から、数式２６と数式２７が得られる。【００９９】
【数３３】
2010103627.tif 000035
【数３４】
2010103627.tif 000036
【０１００】
この変形例１Ａにおいても、実施の形態１と同様に、周波数補正値演算手段２０を用いることにより、同期電動機１０Ｓが定トルク領域ＣＴＡで運転される状態において、電気的定数が既知の同期電動機１０Ｓを駆動する場合、駆動される同期電動機１０Ｓに対して増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２を適切に設計し、自動設定することができるので、同期電動機１０Ｓに流れる電流を、任意の電流制限応答速度の設定値ωxで確実に抑制することができ、過大な電流が同期電動機１０Ｓに流れてしまう問題、又は、制御系全体が不安定となる問題を解決できる。【０１０１】
実施の形態２．
図８は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態２を示すブロック図である。この実施の形態２では、実施の形態１における電圧指令手段１５が、電圧指令手段１５Ｂに置き換えられる。この電圧指令手段１５Ｂは、（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段とされ、具体的には、（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令演算手段１５５と、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７を有する。実施の形態２は、その他は、実施の形態１と同じに構成され、交流回転機１０は、誘導電動機１０Ｉにより構成される。電圧指令手段１５Ｂは、例えばマイクロコンピュータにより構成される。【０１０２】
実施の形態２において、電圧指令演算手段１５５は、次の数式３５に基づいて、ｄ軸電圧指令ｖｄ*＝０を出力し、また、電流検出手段１３からのｑ軸電流値ｉｑと、インバータ周波数演算手段１７からのインバータ周波数ωiに基づいて、次の数式３６にしたがって、ｑ軸電圧指令ｖｑ*を演算し、これらのｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*を、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７に供給する。【０１０３】
【数３５】
2010103627.tif 000037
【数３６】
2010103627.tif 000038
【０１０４】
数式３６におけるｉｄ*はｄ軸電流指令であり、誘導電動機１０Ｉに対する励磁電流の指令値である。このｄ軸電流指令ｉｄ*は、誘導電動機１０Ｉの仕様が異なれば、それに対応して変えられるが、誘導電動機１０Ｉの仕様が固定されれば、一定の値となる。この実施の形態２では、数式３５に示すようにｄ軸電圧指令ｖｄ*は０であり、加えて、誘導電動機１０Ｉの仕様が決まれば、ｄ軸電流指令ｉｄ*も固定値となるので、数式３６から明らかなように、ｑ軸電圧指令ｖｑ*は、インバータ周波数ωiに比例して変化し、結果として、電圧印加手段１１からの駆動電圧Ｖと駆動周波数ｆとの比を一定に保持するように制御され、（Ｖ／ｆ）一定制御方式で制御が実行される。【０１０５】
この実施の形態２では、周波数補正値演算手段２０における増幅ゲイン演算器２１０の増幅ゲイン演算部２１３は、次の数式３７と数式３８にしたがって、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算し、これらの増幅ゲインＧ１、Ｇ２を、誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態において、増幅器２３０にその増幅ゲインとして供給する。【０１０６】
【数３７】
2010103627.tif 000039
【数３８】
2010103627.tif 000040
【０１０７】
この実施の形態２では、誘導電動機１０Ｉの漏れ定数σと、その固定子抵抗Ｒ1と、その固定子インダクタンスＬ1と、電流制限応答速度の設定値ωxは、定数記憶器２０３から増幅ゲイン演算部２１３に供給され、またｄ軸電流指令ｉｄ*は、入力部２０−Ｉ６を経由して、電圧指令演算手段１５５から増幅ゲイン演算部２１３に供給される。増幅ゲイン演算部２１３は、これらのσ、Ｒ1、Ｌ1、ωxおよびｉｄ*に基づいて、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を数式３７と数式３８にしたがって演算し、増幅器２３０に供給する。【０１０８】
実施の形態２においても、誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態において、増幅器２３０が、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて、数式１０にしたがって周波数補正演算値Δωaを演算することにより、実施の形態１と同様な効果を得ることができる。【０１０９】
実施の形態２における増幅ゲインＧ１、Ｇ２の演算式３７、３８の導出根拠については、数式１３に対して、数式３６で与えられるｑ軸電圧指令ｖｑ*を代入することにより、数式１４〜数式２３と類似した式を展開することにより、数式３７と数式３８を得ることができる。【０１１０】
すなわち、まず実施の形態２では、数式３６を数式１３に代入することにより、次の数式３９が得られる。【０１１１】
【数３９】
2010103627.tif 000041
【０１１２】
この数式３９から、次の数式４０を得る。【０１１３】
【数４０】
2010103627.tif 000042
【０１１４】
したがって数式４０よりインバータ周波数ωiからｑ軸電流値ｉｑまでの伝達特性ＧIMのＤＣゲインＫと、折れ点周波数１／Ｔは、それぞれ次の数式４１と数式４２のようになる。【０１１５】
【数４１】
2010103627.tif 000043
【数４２】
2010103627.tif 000044
【０１１６】
数式２０に数式４１と数式４２式を代入することにより次の数式４３が得られ、また数式２１に数式４２を代入することにより次の数式４４が得られる。【０１１７】
【数４３】
2010103627.tif 000045
【数４４】
2010103627.tif 000046
【０１１８】
なお、数式４４では、Ｒ1×Ｌ2≫（１−σ）×Ｒ2×Ｌ1であるので、（１−σ）×Ｒ2×Ｌ1を０と見做している。数式４３により数式３７が得られ、数式４４により数式３８が得られる。実施の形態２では、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を数式３７と数式３８により演算することにより、実施の形態１と同様な効果が得られる。【０１１９】
以上の通り、実施の形態２では、誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態において、増幅器２３０の演算式である数式１０において、数式３７と数式３８に示す増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いることにより、電流制限時の電流制限応答速度を、設定値ωxとすることができる。【０１２０】
実施の形態２の変形例２Ａ．
実施の形態２では、交流回転機１０を誘導電動機１０Ｉにより構成したが、これに限定されるものではなく、交流回転機１０を、その他の交流回転機、例えば同期電動機１０Ｓで構成しても、同様な効果を得ることができる。【０１２１】
図９は、この実施の形態２の変形例２Ａによる交流回転機の制御装置を示すブロック図である。この実施の形態２の変形例２Ａは、実施の形態２における交流回転機１０を同期電動機１０Ｓに置き換え、電圧指令手段１５Ｂを電圧指令手段１５Ｃに置き換え、インバータ周波数演算手段１７をインバータ周波数演算手段１７Ａに置き換え、さらに安定化用ハイパスフィルタ４０を追加したものである。この変形例２Ａにおいて、電圧印加手段１１と、電流検出手段１３と、周波数補正値演算手段２０とは、実施の形態２と同じに構成される。電圧指令手段１５Ｃも、例えばマイクロコンピュータにより構成される。【０１２２】
図９に示す実施の形態２の変形例２Ａでは、安定化用ハイパスフィルタ４０は、電流検出手段１３から電流検出値Ｉ＝ｉｑを受けて、周波数安定化用高周波成分ωhighを出力する。変形例２Ａにおけるインバータ周波数演算手段１７Ａは、２つの減算器１７１、１７２を含み、周波数指令値ω*と、周波数補正値演算手段２０からの周波数補正値Δωと、安定化用ハイパスフィルタ４０からの周波数安定化用高周波成分ωhighとに基づいて、インバータ周波数ωiを演算し、このインバータ周波数ωiを電圧指令手段１５Ｃに供給する。減算器１７１には、周波数指令値ω*と、周波数補正値Δωが供給され、周波数指令値ω*から周波数補正値Δωを減算し、その減算出力ω*−Δωを減算器１７２に供給する。減算器１７２には、さらに安定化用ハイパスフィルタ４０から周波数安定化用高周波成分ωhighが供給され、この減算器１７２は、減算出力ω*−Δωからさらに周波数安定化用高周波成分ωhighを減算し、数式２３にしたがって、インバータ周波数ωiを演算し、このインバータ周波数ωiを電圧指令手段１５Ｃへ供給する。【０１２３】
変形例２Ａにおける電圧指令手段１５Ｃは、（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段として構成され、図９に示すように、（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令演算手段１５６と、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７を有し、電圧指令演算手段１５６は、インバータ周波数演算手段１７Ａからのインバータ周波数ωiに基づいて、次の数式４５と数式４６にしたがって、ｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*を演算し、それをｄｑ軸／三相座標変換器１５７へ出力する。【０１２４】
【数４５】
2010103627.tif 000047
【数４６】
2010103627.tif 000048
数式４６において、φfは同期電動機１０Ｓの磁石磁束［Ｗｂ］である。【０１２５】
実施の形態２の変形例２Ａでは、周波数補正値演算手段２０の増幅ゲイン演算部２１３は、次の数式４７と数式４８にしたがって、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算する。【０１２６】
【数４７】
2010103627.tif 000049
【数４８】
2010103627.tif 000050
【０１２７】
これらの数式４７と数式４８において、Ｌqは同期電動機１０Ｓのｑ軸インダクタンス［Ｈ］、Ｒはその電機子抵抗［Ω］、Ｋhは安定化用ハイパスフィルタ４０のゲインであり、また、ωxは、実施の形態２において使用されたと同じ電流制限応答速度の設定値である。同期電動機１０Ｓに関する電気的定数、具体的には、同期電動機１０Ｓのｑ軸インダクタンスＬqと、その磁石磁束φfと、その電機子抵抗Ｒと、安定化用ハイパスフィルタ４０のゲインＫhと、電流制限応答速度の設定値ωxは、定数記憶器２０３に記憶され、増幅ゲイン演算部２１３に供給される。【０１２８】
変形例２Ａにおける数式４７と数式４８は、実施の形態１の変形例１Ａにおける数式３３と数式３８と同様にして導出されるが、その導出原理の説明は省略する。この変形例２Ａにおいても、周波数補正値演算手段２０を用いることにより、同期電動機１０Ｓが定トルク領域で運転される状態において、電気的定数が既知の同期電動機１０Ｓを駆動する場合、駆動される同期電動機１０Ｓに対して増幅器２１０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２を適切に設計し、自動設定することができるので、同期電動機１０Ｓに流れる電流を、任意の電流制限応答速度の設定値ωxで確実に抑制することができ、過大な電流が同期電動機１０Ｓに流れてしまう問題、又は、制御系全体が不安定となる問題を解決できる。【０１２９】
なお、実施の形態１とその変形例１Ａ、実施の形態２とその変形例２Ａでは、電流検出手段１３は、交流回転機１０を流れる三相電流の全ての相電流ｉu、ｉv、ｉwを検出する構成を示したが、例えばこれらの三相電流のうち二相の電流を検出しても良く、また、電圧印加手段１１の母線電流を検出し、その検出値に基づいて交流回転機１０を流れる三相電流を検出する構成とすることもできる。更に、周波数補正値演算手段２０へ出力する検出電流値Ｉについては、Ｉ＝ｉｑとする構成としたが、例えば、次の数式４９にしたがって、検出電流値Ｉを演算することにより、交流回転機１０に流れる三相電流の実効値を出力することもでき、また、電圧印加手段１１の母線電流を検出し出力することもできる。【０１３０】
【数４９】
2010103627.tif 000051
【０１３１】
実施の形態３．
（１）実施の形態３の構成の説明
図１０は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態３の構成を示すブロック図である。この実施の形態３による交流回転機の制御装置は、実施の形態１における周波数補正値演算手段２０を、周波数補正値演算手段２０Ａに置き換えたものである。実施の形態３における交流回転機１０は、実施の形態１と同様に誘導電動機１０Ｉにより構成され、電圧印加手段１１と、電流検出手段１３と、電圧指令手段１５と、インバータ周波数演算手段１７は、実施の形態１と同じに構成される。周波数補正値演算手段２０Ａも、例えばマイクロコンピュータにより構成される。【０１３２】
この実施の形態３の周波数補正値演算手段２０Ａは、５つの入力部２０−Ｉ１〜２０−Ｉ５と、１つの出力部２０−Ｏを有する。この周波数補正値演算手段２０Ａでは、実施の形態１の周波数補正値演算手段２０における入力部２０−Ｉ６が削除されている。実施の形態１と同様に、入力部２０−Ｉ１には、電流検出手段１３の三相／ｄｑ軸座標変換器１３２から検出電流値Ｉが供給され、入力部２０−Ｉ２には、外部から電流制限値Ｉlimitが供給され、入力部２０−Ｉ３には、インバータ周波数ωiが供給され、入力部２０−Ｉ４には、周波数指令値ω*が供給され、入力部２０−Ｉ５には、インバータ周波数ωiと周波数指令値ω*と三相電圧指令Ｖ*の少なくとも１つが供給される。また、出力部２０−Ｏは、インバータ周波数演算手段１７の減算器１７１へ周波数補正値Δωを供給する。【０１３３】
実施の形態３における周波数補正値演算手段２０Ａは、電流偏差演算器２０１と、定数記憶器２０３と、増幅ゲイン演算器２１０Ａと、増幅器２３０と、ゼロ値出力器２３１と、状態信号生成器２３３と、出力選択器２３５を内蔵する。実施の形態３における電流偏差演算器２０１と、定数記憶器２０３と、増幅器２３０と、ゼロ値出力器２３１と、状態信号生成器２３３と、出力選択器２３５は、実施の形態１と同じに構成される。増幅ゲイン演算器２１０Ａは、実施の形態１の増幅ゲイン演算器２１０を置き換えたものである。実施の形態３における増幅ゲイン演算器２１０Ａは、増幅ゲイン演算部２１４と、ゼロ値出力器２２１と、切替信号生成器２２３と、切替部２２５を有する。増幅ゲイン演算部２１４は、切替部２２５の入力ｂに接続され、ゼロ値出力器２２１は、切替部２２５の入力部ａに接続される。【０１３４】
実施の形態３における増幅ゲイン演算部２１４には、入力部２０−Ｉ３からインバータ周波数ωiが供給され、また、定数記憶器２０３から誘導電動機１０Ｉの電気的定数が供給される。この増幅ゲイン演算部２１４は、これらのインバータ周波数ωiおよび誘導電動機１０Ｉの電気的定数に基づいて、次の数式５０と数式５１にしたがって、増幅器２３０のゲインＧ１、Ｇ２を演算し、この増幅ゲインＧ１、Ｇ２を増幅器２３０に供給する。【０１３５】
【数５０】
2010103627.tif 000052
【数５１】
2010103627.tif 000053
【０１３６】
なお、数式５０、数式５１において、σは誘導電動機１０Ｉの漏れ定数、Ｒ1はその固定子抵抗、Ｒ2はその回転子抵抗、Ｌ1はその固定子インダクタンス、Ｖ0は誘導電動機１０Ｉの定格電圧、ωiはインバータ周波数である。誘導電動機１０Ｉの漏れ定数σ、その固定子抵抗Ｒ1、その回転子抵抗Ｒ2、その固定子インダクタンスＬ1、その定格電圧Ｖ０は、定数記憶器２０３に記憶され、増幅ゲイン演算部２１４に供給される。インバータ周波数ωiは、入力部２０−Ｉ３から増幅ゲイン演算部２１４に供給される。【０１３７】
（２）実施の形態３における誘導電動機１０Ｉの運転領域の説明
インバータを用いて構成される電圧印加手段１１により、交流回転機１０を駆動する場合、交流回転機１０の運転領域は、図６に示した通り、定トルク領域ＣＴＡと、定出力領域ＣＯＡを含む。実施の形態１、実施の形態１の変形例１Ａ、実施の形態２、および実施の形態２の変形例２Ａで利用した伝達特性ＧIMは定トルク領域を考慮した伝達特性であり、それを基にして設計した増幅器ゲインでは三相交流電圧Ｖuvwの駆動電圧値Ｖが一定となる定出力領域において所望の電流制限性能を得ることができないので、交流回転機１０が定出力領域ＣＯＡで運転される状態において、切替部２２５からゼロ値出力を増幅器２３０に供給し、増幅ゲインＧ１、Ｇ２をゼロとしている。この実施の形態３は、交流回転機１０が定出力領域ＣＯＡで運転されている状態において、所望の電流制限性能を得ることができるようにしたものである。【０１３８】
（３）実施の形態３の動作の説明
誘導電動機１０Ｉを定出力領域ＣＯＡ領域において運転する状態において、増幅ゲイン演算器２１０Ａは、増幅器２３０のゲインＧ１、Ｇ２を数式５０、数式５１にしたがって演算する。【０１３９】
このように構成される周波数補正値演算手段２０Ａによれば、電気的定数が既知である誘導電動機１０Ｉを駆動する場合、定出力領域ＣＯＡにおいて駆動される誘導電動機１０Ｉに対して、増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２を適切に設計し、オンラインで設定することができるので、誘導電動機１０Ｉに流れる電流を電流制限応答速度の設定値ωxに抑制することができる。これにより、誘導電動機１０Ｉが定出力領域ＣＯＡにおいて運転されている状態において、所望の電流制限性能を得ることができる。なお、実施の形態３では、交流回転機、すなわち誘導電動機１０Ｉが定トルク領域ＣＴＡで運転される状態では、増幅ゲイン演算手段２１０Ａの切替部２２５は、ゼロ値出力器２２１からのゼロ値を増幅器２３０へ出力する。【０１４０】
この実施の形態３において、電流制限応答速度の設定値ωxは、次の数式５２により与えられる。【０１４１】
【数５２】
2010103627.tif 000054
【０１４２】
この電流制限応答速度の設定値ωxは、定数記憶器２０３にωxの設定値として記憶しても、また、定数記憶器２０３に記憶された固定子抵抗Ｒ1、固定子インダクタンスＬ1、漏れ定数σから、増幅ゲイン演算部２１４で演算することもできる。【０１４３】
（４）実施の形態３における増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算する数式５０、数式５１の導出根拠の説明
次に定出力領域ＣＯＡにおける増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２の設計式である数式５０、５１の導出原理について説明する。数式５０、数式５１の導出過程は、実施の形態１と同様で、定出力領域ＣＯＡで駆動している誘導電動機１０Ｉの伝達特性ＧIMから定出力領域ＣＯＡにおける増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２の設計をする。【０１４４】
図１１は、誘導電動機１０Ｉの運転領域が定トルク領域ＣＴＡとなる周波数指令値ω*＝インバータ周波数ωi＝４０[Ｈｚ]と、誘導電動機１０Ｉの運転領域が定出力領域ＣＯＡとなる周波数指令値ω*＝インバータ周波数ωi＝５０[Ｈｚ]、１００[Ｈｚ]、１５０[Ｈｚ]、２００[Ｈｚ]で誘導電動機１０Ｉを駆動した場合において、図４に示す周波数補正値Δωから出力電流Ｉ＝ｉｑまでの伝達特性ＧIMSYSを示す特性線図である。図１１（Ａ）は、伝達特性ＧIMSYSの出力振幅特性を示し、図１１（Ｂ）は、伝達特性ＧIMSYSの出力位相特性を示す。図１１（Ａ）の出力振幅特性は、その伝達関数ＧIMSYSを表わすブロック３５に対して、周波数の変化する所定振幅の入力正弦波にω*＝ωiを加えた信号を供給し、そのブロック３５から出力される出力信号の振幅の変化を解析した結果を示すもので、横軸は、入力正弦波の周波数を（ｒａｄ／秒）で表わし、縦軸は、出力信号の振幅を（ｄＢ）で表わしたものである。図１１（Ａ）の特性ｍ４は、ω*＝ωi＝４０［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｍ５は、ω*＝ωi＝５０［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｍ６は、ω*＝ωi＝１００［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｍ７は、ω*＝ωi＝１５０［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｍ８は、ω*＝ωi＝２００［Ｈｚ］とした場合の特性である。【０１４５】
図１１（Ｂ）の出力位相特性は、伝達関数ＧIMSYSを表わすブロック３５に対して、周波数の変化する所定振幅の入力正弦波にω*＝ωiを加えた信号を供給し、そのブロック３５から出力される出力信号の位相の変化を解析した結果を示すもので、横軸は、入力正弦波の周波数を（ｒａｄ／秒）で表わし、縦軸は、出力信号の位相を（ｄｅｇ）で表わしたものである。図１１（Ｂ）の特性ｐ４は、ω*＝ωi＝４０［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｐ５は、ω*＝ωi＝５０［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｐ６は、ω*＝ωi＝１００［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｐ７は、ω*＝ωi＝１５０［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｐ８は、ω*＝ωi＝２００［Ｈｚ］とした場合の特性である。【０１４６】
なお、図１１（Ａ）（Ｂ）において、縦軸と平行な鎖線ｆ５、ｆ６、ｆ７、ｆ８は、それぞれ周波数５０［Ｈｚ］、１００［Ｈｚ］、１５０［Ｈｚ］、２００［Ｈｚ］をプロットして示している。【０１４７】
図１１（Ａ）から、定出力領域ＣＯＡの伝達特性は、定トルク領域ＣＴＡの伝達特性である一次遅れ特性と大きく異なることが理解される。また、インバータ周波数ωi以上の周波数帯域で急激な特性変化が起こり、図１１（Ａ）の出力振幅が−２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅ以下の傾きで急激に低下する。全体的には複雑な伝達特性となるが、インバータ周波数ωi以下の帯域では一次遅れの特性となることが理解される。また、インバータ周波数ωiが上昇するにつれて伝達特性のＤＣゲインが低下することが理解される。【０１４８】
定出力領域ＣＯＡにおける伝達特性ＧIMは、誘導電動機１０Ｉの電圧方程式をｖｑ*＝Ｖ0として線形化することにより次の数式５３のように記述することができる。【０１４９】
【数５３】
2010103627.tif 000055
なお、数式５３において定数は、すべて誘導電動機１０Ｉの電気的定数から決まる値である。【０１５０】
また、実施の形態１では、インバータ周波数ωiよりも高い周波数領域において電流制限時の電流制限応答速度ωxを設定することで高応答な電流制限が実現できるとしたが、定出力領域ＣＯＡにおける伝達特性ＧIMは、図１１（Ａ）に示す出力振幅が−２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅ以下の傾きで急激に低下し、一次遅れ特性とはならない。また、位相に関しては、図１１（Ｂ）の横軸と平行な直線φ−１８０に示す−１８０°以下となるため、実施の形態１に示した増幅器２３０のゲインＧ１、Ｇ２の設計では制御系が不安定化してしまう。これらの現象が、交流回転機１０が定出力領域ＣＯＡにおいて運転されている場合、（Ｅ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段１５、１５Ａを用いても所望の電流制限性能を得ることができないという問題の原因である。【０１５１】
実施の形態３では、図１１（Ａ）において一次遅れの特性を示すインバータ周波数ωi以下の周波数帯域で増幅器２３０のゲインを設計する。具体的には、数式５３からインバータ周波数ωi以下の周波数帯域において一致する一次遅れ特性を示す伝達特性を導出し、ここで導出した伝達特性から増幅器２３０の増幅ゲインを設計する。【０１５２】
数式５３を数式１５と同様に、Ｋ／（１＋Ｔ×ｓ）に近似する。この場合、先ず数式５３におけるラプラス演算子ｓをゼロとすることにより、次の数式５４が得られ、これがＤＣゲインＫとなる。【０１５３】
【数５４】
2010103627.tif 000056
【０１５４】
また、数式５３に含まれる一次遅れ特性を抽出すると、この一次遅れ特性は、次の数式５５で表わされる。【０１５５】
【数５５】
2010103627.tif 000057
一次遅れ特性に近似した伝達特性ＧIMは、数式５４と数式５５とを総合したものとなり、数式５５の分母に含まれるσ×Ｌ1／Ｒ1の逆数が折れ点周波数１／Ｔになる。すなわち、折れ点周波数１／Ｔは、次の数式５６で与えられる。【０１５６】
【数５６】
2010103627.tif 000058
【０１５７】
数式５５と数式５６から、数式２０と数式２１と同様にして、実施の形態３における増幅ゲインＧ１、Ｇ２は、次の数式５７と数式５８で与えられる。【０１５８】
【数５７】
2010103627.tif 000059
【数５８】
2010103627.tif 000060
【０１５９】
ここで、定出力領域ＣＯＡにおける伝達関数ＧIMの特性を考慮すると、数式５７と数式５８において、電流制限時の電流制限応答速度の設定値ωxをインバータ周波数ωiよりも小さい周波数に設定することで安定性を確保することができる。電流制限応答速度の設定値ωxの設定の目安としては、インバータ周波数ωiの１／５程度が良い。さらに、図１１（Ａ）に示す定出力領域ＣＯＡにおける伝達特性ＧIMの特性では、インバータ周波数ωiが上昇するにつれて、インバータ周波数ωiの周波数帯が現われる出力振幅のピークが大きくなる傾向がある。このピーク値は伝達特性ＧIMの特性において、一次遅れ特性の振幅が、折れ点周波数１／Ｔにおける振幅と一致するか、それ以下となる。すなわち、電流制限応答速度の設定値ωxを、数式５２に示す通り、一次遅れ特性の折れ点周波数（１／Ｔ）＝Ｒ1／（σ×Ｌ1）とすることで、常に電流制限時の制御系を安定領域に納めることができる。この場合、制御系のゲイン余裕は３ｄＢ以上を確保することができる。【０１６０】
したがって、定出力領域ＣＯＡにおける伝達特性ＧIMの特性を考慮して、増幅器２３０のゲインＧ１、Ｇ２を設計すると、数式５７と数式５８に、数式５２を代入することにより、数式５０と数式５１が得られる。【０１６１】
ただし、一次遅れ特性の折れ点周波数（１／Ｔ）＝Ｒ1／（σ×Ｌ1）が、インバータ周波数ωiよりも１／５以上離れていない場合は、電流制限応答速度の設定値ωxをωx＝ωi／５として設計することで安定化することが可能である。この時、増幅器２３０のゲインＧ１、Ｇ２を設計する数式５０と数式５１は、ωx＝ωi／５を代入して次の数式５９と数式６０として示すことができる。【０１６２】
【数５９】
2010103627.tif 000061
【数６０】
2010103627.tif 000062
【０１６３】
このように、定出力領域ＣＯＡにて駆動する誘導電動機１０Ｉの電流を電流制限指令値Ｉlimitに制限する場合には、誘導電動機１０Ｉを駆動するインバータ周波数ωiに応じて、上記に示す増幅器ゲインを用いることで、確実な電流制限性能を得ることが可能となる。なお、実施の形態３では、各ゲインＧ１、Ｇ２の演算にインバータ周波数ωiを用いたが、インバータ周波数ωiの代わりに周波数指令値ω＊を使用しても同様の効果を得ることができる。【０１６４】
実施の形態３の変形例３Ａ．
実施の形態３は、交流回転機１０を誘導電動機１０Ｉにより構成するものであるが、この変形例３Ａは、実施の形態３における交流回転機１０を他の交流回転機、例えば同期電動機１０Ｓで構成するものである。【０１６５】
図１２は、この変形例３Ａによる交流回転機の制御装置を示すブロック図であり、交流回転機１０は、同期電動機１０Ｓで構成される。この変形例３Ａでは、図１０に示す実施の形態３に対し、さらに安定化用ハイパスフィルタ４０が追加され、また、実施の形態３における電圧指令手段１５が電圧指令手段１５Ａに置き換えられ、インバータ周波数演算装置１７が、インバータ周波数演算手段１７Ａに置き換えられる。安定化用ハイパスフィルタ４０、電圧指令手段１５Ａおよびインバータ周波数演算手段１７Ａは、図７に示す実施の形態１の変形例１Ａと同じである。変形例３Ａは、その他は、実施の形態３と同じに構成される。【０１６６】
この実施の形態３の変形例３Ａでは、実施の形態３における数式５０と数式５１および数式５９と数式６０を、同期電動機１０Ｓに対応して変更して増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算し、同期電動機１０Ｓが定出力領域ＣＯＡで運転される状態で、その増幅ゲインＧ１、Ｇ２を増幅器２３０に供給する。なお、実施の形態３の変形例３Ａでも、各ゲインＧ１、Ｇ２の演算において、インバータ周波数ωiの代わりに周波数指令値ω＊を使用しても同様の効果を得ることができる。【０１６７】
実施の形態４．
図１３は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態４を示すブロック図である。この実施の形態４は、図１０に示す実施の形態３における電圧指令手段１５を、電圧指令手段１５Ｂに置き換えたものである。実施の形態４は、その他は、実施の形態３と同じに構成され、交流回転機１０は、誘導電動機１０Ｉにより構成される。この実施の形態４においても、実施の形態３と同じ周波数補正値演算手段２０Ａが使用される。【０１６８】
実施の形態４における電圧指令手段１５Ｂは、図８に示す実施の形態２と同じものであり、この電圧指令手段１５Ｂは、（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段である。この電圧指令手段１５Ｂは、（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令演算手段１５５と、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７を有する。電圧指令演算手段１５５には、インバータ周波数演算手段１７からインバータ周波数ωiが供給され、電圧指令演算手段１５５は、インバータ周波数ωiに基づいて、数式３５と数式３６にしたがって、ｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*を演算し、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７に供給する。【０１６９】
この実施の形態４においても、実施の形態３と同様に、周波数補正値演算手段２０Ａの増幅ゲイン演算部２１４が、数式５０と数式５１または数式５９と数式６０にしたがって、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算し、誘導電動機１０Ｉが定出力領域ＣＯＡで運転される状態において、これらの増幅ゲインＧ１、Ｇ２を増幅器２３０に供給することにより、実施の形態３と同様の効果を得ることができる。なお、実施の形態４でも、各ゲインＧ１、Ｇ２の演算において、インバータ周波数ωiの代わりに周波数指令値ω＊を使用しても同様の効果を得ることができる。【０１７０】
実施の形態４の変形例４Ａ．
実施の形態４は、交流回転機１０を誘導電動機１０Ｉにより構成するものであるが、この変形例４Ａは、実施の形態４における交流回転機１０を他の交流回転機、例えば同期電動機１０Ｓで構成するものである。【０１７１】
図１４は、この変形例４Ａによる交流回転機の制御装置を示すブロック図であり、交流回転機１０は、同期電動機１０Ｓで構成される。この変形例４Ａでは、図１３に示す実施の形態４に対し、さらに安定化用ハイパスフィルタ４０が追加され、また、実施の形態４における電圧指令手段１５Ｂが電圧指令手段１５Ｃに置き換えられ、インバータ周波数演算装置１７が、インバータ周波数演算手段１７Ａに置き換えられる。変形例４Ａは、その他は、実施の形態４と同じに構成される。【０１７２】
この変形例４Ａにおける安定化用ハイパスフィルタ４０は、図９に示す変形例２Ａの安定化用ハイパスフィルタ４０と同じであり、また変形例４Ａにおけるインバータ周波数演算手段１７Ａは、図９に示すインバータ周波数演算手段１７Ａと同じである。【０１７３】
この実施の形態４の変形例４Ａでは、実施の形態３における数式５０と数式５１および数式５９と数式６０を同期電動機１０Ｓに対応して変更して増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算し、同期電動機１０Ｓが定出力領域ＣＯＡで運転される状態で、その増幅ゲインＧ１、Ｇ２を増幅器２３０に供給する。なお、実施の形態４の変形例４Ａでも、各ゲインＧ１、Ｇ２の演算において、インバータ周波数ωiの代わりに周波数指令値ω＊を使用しても同様の効果を得ることができる。【０１７４】
実施の形態５．
図１５は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態５を示すブロック図である。この実施の形態５は、図１に示す実施の形態１において、周波数補正値演算手段２０を周波数補正値演算手段２０Ｂに置き換えたものである。その他は、実施の形態１と同じに構成される。交流回転機１０は、実施の形態１と同じ誘導電動機１０Ｉであり、また電圧指令手段１５は、実施の形態１と同じ（Ｅ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段として構成され、（Ｅ／ｆ）一定制御方式の電圧指令演算手段１５３とｄｑ軸／三相座標変換器１５７を有する。周波数補正値演算手段２０Ｂも、例えばマイクロコンピュータにより構成される。【０１７５】
実施の形態５で使用される周波数補正値演算手段２０Ｂは、図１に示す実施の形態１における周波数補正値演算手段２０における増幅ゲイン演算器２１０を、増幅ゲイン演算器２１０Ｂに置き換えたものである。周波数補正値演算手段２０Ｂでは、実施の形態１の周波数補正演算手段２０における入力部２０−Ｉ６が削除されている。その他は、図１に示す周波数補正値演算手段２０と同じに構成される。【０１７６】
実施の形態５で使用される増幅ゲイン演算器２１０Ｂは、第１の増幅ゲイン演算部２１１と、第２の増幅ゲイン演算部２１２と、切替信号生成器２２３と、切替器２２５を有する。切替信号生成器２２３と、切替器２２５は、図１に示す実施の形態１で使用されたものと同じである。第１の増幅ゲイン演算部２１１は、図１に示す周波数補正値演算器２０において使用されたと同じ増幅ゲイン演算部２１３を用いて構成される。この増幅ゲイン演算部２１３は、定数記憶器２０３に記憶された誘導電動機１０Ｉに関する電気的定数に基づいて、数式６と数式７または数式６と数式２２にしたがって、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算し、それらを切替部２２５の入力ａへ供給する。【０１７７】
第２の増幅ゲイン演算部２１２は、図１０に示す周波数補正値演算手段２０Ａにおいて使用されたと同じ増幅ゲイン演算部２１４を用いて構成される。この増幅ゲイン演算部２１４は、定数記憶器２０３に記憶された誘導電動機１０Ｉの電気的定数と、入力端２０−Ｉ３に供給されるインバータ周波数ωiに基づいて、数式５０と数式５１または数式５９と数式６０にしたがって、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算し、それらを切替部２２５の入力ｂに供給する。【０１７８】
図１５に示す実施の形態５において、誘導電動機１０Ｉが定トルク領域ＣＴＡで運転される状態では、切替信号生成器２２３の切替信号ＳＳは、切替器２２５が入力ａに供給された増幅ゲイン演算部２１３からの増幅ゲインＧ１、Ｇ２を選択し、これを切替器２３５の出力ｃから増幅器２３０に供給するように動作させる。この誘導電動機１０Ｉが定トルク領域ＣＴＡで運転される状態では、増幅器２３０は、実施の形態１と同様に、増幅ゲイン演算部２１３が数式６と数式７または数式６と数式２２にしたがって演算した増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて、数式１０にしたがって周波数補正演算値Δωaを演算し、この周波数補正演算値Δωaを、出力選択器２３５の入力ａへ供給する。【０１７９】
図１５に示す実施の形態５において、誘導電動機１０Ｉが定出力領域ＣＯＡで運転される状態では、切替信号生成器２２３の切替信号ＳＳは、切替器２２５が入力ｂに供給された増幅ゲイン演算部２１４からの増幅ゲインＧ１、Ｇ２を選択し、これらを切替器２３５の出力ｃから増幅器２３０に供給するように動作させる。この誘導電動機１０Ｉが定出力領域ＣＯＡで運転される状態では、増幅器２３０は、実施の形態３と同様に、増幅ゲイン演算部２１４が数式５０と数式５１または数式５９と数式６０にしたがって演算した増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて、数式１０にしたがって周波数補正演算値Δωaを演算し、この周波数補正演算値Δωaを、出力選択器２３５の入力ａへ供給する。【０１８０】
結果として、実施の形態５における周波数補正値演算手段２０Ｂは、誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態では、実施の形態１において増幅器２３０が増幅ゲイン演算部２１３による増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて電流偏差ΔＩを増幅する場合と同じ動作を行ない、また、誘導電動機１０Ｉが定出力領域ＣＯＡで運転される状態では、実施の形態３において増幅器２３０が増幅ゲイン演算部２１４による増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて電流偏差ΔＩを増幅する場合と同じ動作を行なう。したがって、誘導電動機１０Ｉが、定トルク領域ＣＴＡで運転される状態でも、また、それが定出力領域ＣＯＡで運転される状態でも、誘導電動機１０Ｉに流れる電流を電流制限値Ｉlimit以下に制限することができる。【０１８１】
このように実施の形態５によれば、誘導電動機１０Ｉを定トルク領域ＣＴＡから定出力領域ＣＯＡまでの広範囲の速度領域において可変速駆動する場合において、電流制限を確実に行うことが可能となる。また、制御系の構成要素をそのままに、増幅器２３０のゲインＧ１、Ｇ２を切り替える構成としたことにより、制御系実装時のプログラムを簡素化することができる。なお、実施の形態５でも、増幅ゲイン演算部２１４による各ゲインＧ１、Ｇ２の演算において、インバータ周波数ωiの代わりに周波数指令値ω＊を使用しても同様の効果を得ることができる。【０１８２】
実施の形態５の変形例５Ａ．
図１６は、実施の形態５において、交流回転機１０を誘導電動機１０Ｉから、他の交流回転機、例えば同期電動機１０Ｓに置き換えた変形例である。この変形例５Ａでは、図１５に示す実施の形態５において、交流回転機１０が同期電動機１０Ｓで構成され、また、電圧指令手段１５が、電圧指令手段１５Ａに置き換えられ、インバータ周波数演算手段１７がインバータ周波数演算手段１７Ａに置き換えられ、さらに、安定化用ハイパスフィルタ４０が追加される。変形例５Ａは、その他は、図１５に示す実施の形態５と同じに構成される。【０１８３】
変形例５Ａにおける電圧指令手段１５Ａは、図７に示す実施の形態１の変形例１Ａと同様に、（Ｅ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段として構成され、（Ｅ／ｆ）一定制御方式の電圧指令演算手段１５４と、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７を有する。変形例５Ａにおけるインバータ周波数演算手段１７Ａおよび安定化用ハイパスフィルタ４０は、図７に示す実施の形態１の変形例１Ａと同じである。【０１８４】
この変形例５Ａでも、図１５に示すと同じ周波数補正値演算手段２０Ｂが使用される。この変形例５Ａにおいて、周波数補正値演算手段２０Ｂにおける増幅ゲイン演算部２１３は、同期電動機１０Ｓが定トルク領域ＣＴＡで運転される状態で、変形例１Ａと同様に、数式２６と数式２７にしたがって増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算し、また、増幅ゲイン演算部２１４は、同期電動機１０Ｓが定出力領域ＣＯＡで運転される状態で、数式５０と数式５１、または数式５９と数式６０を同期電動機１０Ｓに対応して変形した式にしたがって、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算する。【０１８５】
結果として、実施の形態５の変形例５Ａにおける周波数補正値演算手段２０Ｂは、同期電動機１０Ｓが定トルク領域ＣＴＡで運転される状態では、実施の形態１の変形例１Ａにおいて増幅器２３０が増幅ゲイン演算部２１３による増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて電流偏差ΔＩを増幅する場合と同じ動作を行ない、また、同期電動機１０Ｓが定出力領域ＣＯＡで運転される状態では、実施の形態３の変形例３Ａにおいて増幅器２３０が増幅ゲイン演算部２１４による増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて電流偏差ΔＩを増幅する場合と同じ動作を行なう。したがって、同期電動機１０Ｓが、定トルク領域ＣＴＡで運転される状態でも、また、それが定出力領域ＣＯＡで運転される状態でも、同期電動機１０Ｓに流れる電流を電流制限値Ｉlimit以下に制限することができる。【０１８６】
このように実施の形態５の変形例５Ａによれば、同期電動機１０Ｓを定トルク領域ＣＴＡから定出力領域ＣＯＡまでの広範囲の速度領域において可変速駆動する場合において、電流制限を確実に行なうことが可能となる。また、制御系の構成要素をそのままに、増幅器２３０のゲインＧ１、Ｇ２を切り替える構成としたことにより、制御系実装時のプログラムを簡素化することができる。なお、実施の形態５の変形例５Ａでも、増幅ゲイン演算部２１４による各ゲインＧ１、Ｇ２の演算において、インバータ周波数ωiの代わりに周波数指令値ω＊を使用しても同様の効果を得ることができる。【０１８７】
実施の形態６．
図１７は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態６を示すブロック図である。この実施の形態６では、図８に示す実施の形態２において、周波数補正値演算手段２０が、周波数補正値演算手段２０Ｂに置き換えられる。実施の形態６は、その他は、実施の形態２と同じに構成される。この実施の形態６では、図８に示す実施の形態２と同じに、交流回転機１０が誘導電動機１０Ｉで構成され、また、（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段１５Ｂが使用される。【０１８８】
この実施の形態６でも、図１５に示すと同じ周波数補正値演算手段２０Ｂが使用される。この実施の形態６において、周波数補正値演算手段２０Ｂにおける増幅ゲイン演算部２１３は、誘導電動機１０Ｓが定トルク領域ＣＴＡで運転される状態で、実施の形態２と同様に、数式３７と数式３８にしたがって増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算し、また、増幅ゲイン演算部２１４は、誘導電動機１０Ｉが定出力領域ＣＯＡで運転される状態で、数式５０と数式５１、または数式５９と数式６０にしたがって、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算する。【０１８９】
結果として、実施の形態６における周波数補正値演算手段２０Ｂは、誘導電動機１０Ｉが定トルク領域ＣＴＡで運転される状態では、実施の形態２において増幅器２３０が増幅ゲイン演算部２１３による増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて電流偏差ΔＩを増幅する場合と同じ動作を行ない、また、誘導電動機１０Ｉが定出力領域ＣＯＡで運転される状態では、実施の形態４において増幅器２３０が増幅ゲイン演算部２１４による増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて電流偏差ΔＩを増幅する場合と同じ動作を行なう。したがって、誘導電動機１０Ｉが、定トルク領域ＣＴＡで運転される状態でも、また、それが定出力領域ＣＯＡで運転される状態でも、誘導電動機１０Ｉに流れる電流を電流制限値Ｉlimit以下に制限することができる。【０１９０】
このように実施の形態６によれば、誘導電動機１０Ｉを定トルク領域ＣＴＡから定出力領域ＣＯＡまでの広範囲の速度領域において可変速駆動する場合において、電流制限を確実に行なうことが可能となる。また、制御系の構成要素をそのままに、増幅器２３０のゲインＧ１、Ｇ２を切り替える構成としたことにより、制御系実装時のプログラムを簡素化することができる。なお、実施の形態６でも、増幅ゲイン演算部２１４による各ゲインＧ１、Ｇ２の演算において、インバータ周波数ωiの代わりに周波数指令値ω＊を使用しても同様の効果を得ることができる。【０１９１】
実施の形態６の変形例６Ａ．
図１８は、実施の形態６において、交流回転機１０を誘導電動機１０Ｉから、他の交流回転機、例えば同期電動機１０Ｓに置き換えた変形例である。この変形例６Ａでは、図１７に示す実施の形態６において、交流回転機１０が同期電動機１０Ｓで構成され、また、電圧指令手段１５Ｂが、電圧指令手段１５Ｃに置き換えされ、インバータ周波数演算手段１７がインバータ周波数演算手段１７Ａに置き換えられ、さらに、安定化用ハイパスフィルタ４０が追加される。この変形例６Ａは、その他は、図１７に示す実施の形態６と同じに構成される。【０１９２】
変形例６Ａにおける電圧指令手段１５Ｃは、図９に示す実施の形態２の変形例２Ａと同じに（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段として構成され、（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令演算手段１５６と、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７を有する。変形例６Ａにおけるインバータ周波数演算手段１７Ａおよび安定化用ハイパスフィルタ４０は、図９に示す実施の形態２の変形例２Ａと同じである。【０１９３】
この変形例６Ａでも、図１５に示すと同じ周波数補正値演算手段２０Ｂが使用される。この変形例６Ａにおいて、周波数補正値演算手段２０Ｂにおける増幅ゲイン演算部２１３は、同期電動機１０Ｓが定トルク領域ＣＴＡで運転される状態で、変形例２Ａと同様に、数式４７と数式４８にしたがって増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算し、また、増幅ゲイン演算部２１４は、同期電動機１０Ｓが定出力領域ＣＯＡで運転される状態で、数式５０と数式５１、または数式５９と数式６０を同期電動機１０Ｓに対応して変形した式にしたがって、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算する。【０１９４】
結果として、実施の形態６の変形例６Ａにおける周波数補正値演算手段２０Ｂは、同期電動機１０Ｓが定トルク領域ＣＴＡで運転される状態では、実施の形態２の変形例２Ａにおいて増幅器２３０が増幅ゲイン演算部２１３による増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて電流偏差ΔＩを増幅する場合と同じ動作を行ない、また、同期電動機１０Ｓが定出力領域ＣＯＡで運転される状態では、実施の形態４の変形例４Ａにおいて増幅器２３０が増幅ゲイン演算部２１４による増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて電流偏差ΔＩを増幅する場合と同じ動作を行なう。したがって、同期電動機１０Ｓが、定トルク領域ＣＴＡで運転される状態でも、また、それが定出力領域ＣＯＡで運転される状態でも、同期電動機１０Ｓに流れる電流を電流制限値Ｉlimit以下に制限することができる。【０１９５】
このように実施の形態６の変形例６Ａによれば、同期電動機１０Ｓを定トルク領域ＣＴＡから定出力領域ＣＯＡまでの広範囲の速度領域において可変速駆動する場合において、電流制限を確実に行なうことが可能となる。また、制御系の構成要素をそのままに、増幅器２３０のゲインＧ１、Ｇ２を切り替える構成としたことにより、制御系実装時のプログラムを簡素化することができる。なお、実施の形態６の変形例６Ａでも、増幅ゲイン演算部２１４による各ゲインＧ１、Ｇ２の演算において、インバータ周波数ωiの代わりに周波数指令値ω＊を使用しても同様の効果を得ることができる。【０１９６】
実施の形態７．
図１９は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態７を示すブロック図である。この実施の形態７は、図１５に示す実施の形態５における周波数補正値演算手段２０Ｂを、周波数補正値演算手段２０Ｃに置き換えたものである。その他は、実施の形態５と同じに構成される。この実施の形態７では、交流回転機１０が誘導電動機１０Ｉで構成され、また、（Ｅ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段１５が使用される。周波数補正値演算手段２０Ｃも、例えばマイクロコンピュータにより構成される。【０１９７】
実施の形態７で使用される周波数補正値演算手段２０Ｃは、図１５に示す実施の形態５の周波数補正値演算手段２０Ｂにおける増幅ゲイン演算器２１０Ｂを、増幅ゲイン演算器２１０Ｃに置き換えたものである。周波数補正値演算手段２０Ｃは、その他は、周波数補正値演算手段２０Ｂと同じに構成される。増幅ゲイン演算器２１０Ｃは、図１５に示す実施の形態５の増幅ゲイン演算器２１０Ｂにおいて、さらに第１の増幅ゲイン演算部２１１に第１の増幅ゲイン調整部２１５を追加し、また第２の増幅ゲイン演算部２１２に第２の増幅ゲイン調整部２１６を追加したものである。その他は、増幅ゲイン演算器２１０Ｃは、増幅ゲイン演算器２１０Ｂと同じに構成される。【０１９８】
第１の増幅ゲイン調整部２１５は、増幅ゲイン演算部２１３が演算した増幅ゲインＧ１、Ｇ２を受けて、その大きさを調整し、その大きさを調整した増幅ゲインＧ１、Ｇ２を切替部２２５の入力ａへ供給する。第２の増幅ゲイン調整部２１６は、増幅ゲイン演算部２１４が演算した増幅ゲインＧ１、Ｇ２を受けて、その大きさを調整し、その大きさを調整した増幅ゲインＧ１、Ｇ２を切替器２２５の入力ｂへ供給する。【０１９９】
第１、第２の増幅ゲイン調整部２１５、２１６は、交流回転機１０が組み込まれた機械システムに対し、その機械システムにおける固有振動を調整するために、増幅ゲイン演算部２１３、２１４が演算した増幅ゲインＧ１、Ｇ２の大きさを調整する。具体的には、交流回転機１０を組み込んだ機械システムが、未知の大きな慣性モーメントに基づく固有振動を有する場合に、この機械システムに組み込まれた交流回転機１０に電流制限動作を行なうと、その機械システムの固有振動が電流制限応答に現われる。第１、第２の増幅ゲイン調整部２１５、２１６は、増幅ゲイン演算部２１３、２１４が演算した増幅ゲインＧ１、Ｇ２の大きさを調整することにより、電流制限応答に現われる固有振動を調整し、確実な電流制限性能を得ることを可能とし、これに基づいて、機械システムの固有振動を調整することが可能となる。【０２００】
実施の形態７の変形例７Ａ．
図２０は、実施の形態７の変形例７Ａを示すブロック図である。この変形例７Ａは、実施の形態７において、交流回転機１０Ｉを同期電動機１０Ｓに置き換えたものであり、図７に示す変形例１Ａと同様に、電圧指令手段１５Ａおよびインバータ周波数演算手段１７Ａを使用し、また、安定化用ハイパスフィルタ４０を使用する。その他は、変形例７Ａは、図１９に示す実施の形態７と同じである。【０２０１】
この変形例７Ａでも、図１９に示す実施の形態７と同じ周波数補正値演算手段２０Ｃが使用される。この周波数補正値演算手段２０Ｃでは、図１９に示すと同じ増幅ゲイン演算器２１０Ｃが使用され、これは実施の形態７と同じに第１、第２の増幅ゲイン調整部２１５、２１６を有する。これらの第１、第２の増幅ゲイン調整部２１５、２１６は、増幅ゲイン演算部２１３、２１４が演算した増幅ゲインＧ１、Ｇ２の大きさを調整することにより、同期電動機１０Ｓを組み込んだ機械システムから電流制限応答に現われる固有振動を調整し、確実な電流制限性能を得ることを可能とし、これに基づいて、機械システムの固有振動を調整することが可能となる。【０２０２】
実施の形態８．
図２１は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態８を示すブロック図である。この実施の形態８は、実施の形態７において、電圧指令手段１５を図８に示す実施の形態２と同じ電圧指令手段１５Ｂに置き換えたものである。その他は、実施の形態８は、図１９に示す実施の形態７と同じに構成される。交流回転機１０は、誘導電動機１０Ｉにより構成される。【０２０３】
この実施の形態８でも、図１９に示す実施の形態７と同じ周波数補正値演算手段２０Ｃが使用される。この周波数補正値演算手段２０Ｃでは、図１９に示すと同じ増幅ゲイン演算器２１０Ｃが使用され、これは実施の形態７と同じに第１、第２の増幅ゲイン調整部２１５、２１６を有する。これらの第１、第２の増幅ゲイン調整部２１５、２１６は、増幅ゲイン演算部２１３、２１４が演算した増幅ゲインＧ１、Ｇ２の大きさを調整することにより、同期電動機１０Ｓを組み込んだ機械システムから電流制限応答に現われる固有振動を調整し、確実な電流制限性能を得ることを可能とし、これに基づいて、機械システムの固有振動を調整することが可能となる。【０２０４】
実施の形態８の変形例８Ａ．
図２２は、実施の形態８の変形例８Ａによる交流回転機の制御装置を示すブロック図である。この変形例８Ａは、実施の形態８において、交流回転機１０Ｉを同期電動機１０Ｓに置き換えたものであり、図９に示す変形例２Ａと同様に、電圧指令手段１５Ｃおよびインバータ周波数演算手段１７Ａを使用し、また、安定化用ハイパスフィルタ４０を使用する。その他は、変形例８Ａは、図２１に示す実施の形態８と同じである。【０２０５】
この変形例８Ａにおける電圧指令手段１５Ｃは、図９に示す実施の形態２の変形例２Ａと同じに（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段として構成され、（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令演算手段１５６と、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７を有する。変形例８Ａにおけるインバータ周波数演算手段１７Ａおよび安定化用ハイパスフィルタ４０は、実施の形態２の変形例２Ａと同じである。【０２０６】
この変形例８Ａでも、図１９に示す実施の形態７と同じ周波数補正値演算手段２０Ｃが使用される。この周波数補正値演算手段２０Ｃでは、図１９に示すと同じ増幅ゲイン演算器２１０Ｃが使用され、これは実施の形態７と同じに第１、第２の増幅ゲイン調整部２１５、２１６を有する。これらの第１、第２の増幅ゲイン調整部２１５、２１６は、増幅ゲイン演算部２１３、２１４が演算した増幅ゲインＧ１、Ｇ２の大きさを調整することにより、同期電動機１０Ｓを組み込んだ機械システムから電流制限応答に現われる固有振動を調整し、確実な電流制限性能を得ることを可能とし、これに基づいて、機械システムの固有振動を調整することが可能となる。【０２０７】
実施の形態９．
図２３は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態９を示すブロック図である。この実施の形態９は、図１５に示す実施の形態５において、電圧指令手段１５を電圧指令手段１５ａに置き換え、また、周波数補正値演算手段２０Ｂを、周波数補正値演算手段２０Ｂａに置き換えたものである。その他は、実施の形態９は、実施の形態５と同じに構成される。この実施の形態９では、交流回転機１０は誘導電動機１０Ｉにより構成される。電圧指令手段１５ａおよび周波数補正値演算手段２０Ｂａも、例えばマイクロコンピュータで構成される。【０２０８】
この実施の形態９で使用される電圧指令手段１５ａは、第１の電圧指令演算手段１５１と、第２の電圧指令演算手段１５２と、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７と、電圧指令選択手段１５９を有する。この実施の形態９で使用される第１の電圧指令演算手段１５１は、第１、第２の２つの機能を持つ。第１の機能は、電圧印加手段１１に誘導電動機１０Ｉの電気的定数を測定するための測定用電圧指令ｖm*を供給し、誘導電動機１０Ｉの電気的定数を測定するための測定用単相交流電圧ｖmを電圧印加手段１１から誘導電動機１０に供給する機能である。第２の機能は、測定用単相交流電圧ｖmにより電圧印加手段１１から誘導電動機１０Ｉに流れる電流に基づいて、電流検出手段１３から出力される単相交流の測定電流ｉmを受けて誘導電動機１０Ｉの電気的定数を演算する機能である。【０２０９】
第２の電圧指令演算手段１５２は、（Ｅ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段であり、図１５と同じ電圧指令演算手段１５３を用いて構成され、数式３と数式４にしたがってｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*を演算し、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７へ供給する。電圧指令選択手段１５９は、第１の電圧指令演算手段１５１から測定用電圧指令ｖm*を受ける入力部ａと、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７から三相電圧指令Ｖ*を受ける入力部ｂと、電圧印加手段１１に接続された出力部ｃを有する。この電圧指令選択手段１５９は、誘導電動機１０Ｉの電気的定数を測定する場合には、入力部ａを選択して出力部ｃに接続し、第１の電圧指令演算手段１５１から測定用電圧指令ｖm*を電圧印加手段１１に供給し、また、誘導電動機１０Ｉを駆動する場合には、入力部ｂを選択して出力部ｃに接続し、三相電圧指令Ｖ*を電圧印加手段１１に供給する。【０２１０】
実施の形態９で使用される周波数補正値演算手段２０Ｂａは、図１５に示した実施の形態５における周波数補正値演算手段２０Ｂに対して、入力部２０−Ｉ７を追加したものである。この周波数補正値演算手段２０Ｂａは、その他は図１５に示した周波数補正値演算手段２０Ｂと同じに構成される。周波数補正値演算手段２０Ｂａは、実施の形態５と同じ電流偏差演算手段２０１と、定数記憶器２０３と、増幅ゲイン演算器２１０Ｂと、増幅器２３０と、ゼロ値出力器２３１と、状態信号生成器２３３と、出力選択器２３５を内蔵する。この周波数補正値演算手段２０Ｂａにおいて、新たに追加された入力部２０−Ｉ７は、第１の電圧指令演算手段１５１に接続され、また周波数補正値演算手段２０Ｂａの内部の定数記憶器２０３に接続される。【０２１１】
誘導電動機などの交流回転機１０の電気的定数を測定する定数測定装置は、本件出願と同じ出願人による国際公開公報ＷＯ２００６／００８８４６号公報に記載されているので詳細な説明は省略するが、実施の形態９における電圧指令選択手段１５９が、第１の電圧指令演算手段１５１による測定用電圧指令ｖm*を選択したときには、電圧印加手段１１から誘導電動機１０Ｉに対して、その電気的定数を測定するための測定用単相交流電圧ｖmが供給され、この測定用単相交流電圧ｖmにより誘導電動機１０Ｉに流れる単相交流の測定電流ｉmが電流検出手段１３から検出される。第１の電圧指令演算手段１５１は、これらの測定用電圧指令ｖm*と測定用単相交流電圧ｖmのいずれか一方、および測定電流ｉmに基づいて、誘導電動機１０Ｉの電気的定数を演算し、それを定数記憶器２０３に供給する。【０２１２】
実施の形態９では、交流回転機１０が誘導電動機１０Ｉであり、増幅ゲイン演算部２１３が数式６と数式７または数式６と数式２２にしたがって、また増幅ゲイン演算部２１４が数式５０と数式５１、または数式５９と数式６０にしたがってそれぞれ増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算するので、これらの演算に必要な誘導電動機１０Ｉの電気的定数を第１の電圧指令演算手段１５１で演算し、それら定数記憶器２０３に記憶する。なお、電流制限応答速度の設定値ωxは、第１の電圧指令演算手段１５１によって測定されることなく、定数記憶器２０３に記憶される。なお、実施の形態９でも、増幅ゲイン演算部２１４による各ゲインＧ１、Ｇ２の演算において、インバータ周波数ωiの代わりに周波数指令値ω＊を使用しても同様の効果を得ることができる。【０２１３】
この実施の形態９によれば、誘導電動機１０Ｉの電気的定数が未知の場合にも、まず第１の電圧指令演算手段１５１を用いて、誘導電動機１０Ｉの電気的定数を測定し、定数記憶器２０３に記憶させることができる。その後、再び電圧指令選択手段１５９により、誘導電動機１０を駆動するよう第２の電圧指令演算手段１５２が出力するｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*による三相電圧指令Ｖ*を選択した場合には、適切に設計された増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２により周波数補正演算値Δωaを演算することができるため、所望の電流制限性能で確実に電流を電流制限指令値Ｉlimitに制限することが可能となる。【０２１４】
なお、実施の形態９において、周波数補正値演算手段２０Ｂａは、図１に示す周波数補正値演算手段２０に入力部２０−Ｉ７を追加した周波数補正値演算手段２０ａ、図１０に示す周波数補正値演算手段２０Ａに、入力部２０−Ｉ７を追加した周波数補正値演算手段２０Ａａ、または図１９に示す周波数補正値演算手段２０Ｃに入力部２０−Ｉ７を追加した周波数補正手段２０Ｃａに置き換えることもできる。これらの周波数補正値演算手段２０ａ、２０Ａａ、２０Ｃａも、例えばマイクロコンピュータで構成され、追加された入力部２０−Ｉ７は、第１の電圧指令演算手段１５１と定数記憶器２０３とに接続され、第１の電圧指令演算手段１５１が演算した誘導電動機１０Ｉの電気的定数を定数記憶器２０３に記憶するように構成される。【０２１５】
実施の形態９の変形例９Ａ．
図２４は、実施の形態９の変形例９Ａによる交流回転機の制御装置を示すブロック図である。この変形例９Ａは、図１６に示す実施の形態５の変形例５Ａにおいて、電圧指令手段１５Ａを電圧指令手段１５Ａａに置き換え、また、周波数補正値演算手段２０Ｂを、周波数補正値演算手段２０Ｂａに置き換えたものである。その他は、実施の形態９の変形例９Ａは、実施の形態５の変形例５Ａと同じに構成される。この実施の形態９の変形例９Ａでは、交流回転機１０は同期電動機１０Ｓにより構成される。電圧指令手段１５Ａａも、例えばマイクロコンピュータにより構成される。【０２１６】
この変形例９Ａで使用される電圧指令手段１５Ａａは、実施の形態９と同様に、第１の電圧指令演算手段１５１と、第２の電圧指令演算手段１５２と、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７と、電圧指令選択手段１５９を有する。この変形例９Ａで使用される第１の電圧指令演算手段１５１は、図２３に示す第１の電圧指令手段１５１と同様に構成され、電圧印加手段１１に同期電動機１０Ｓの電気的定数を測定するための測定用電圧指令ｖm*を供給し、同期電動機１０Ｓの電気的定数を測定するための測定用単相交流電圧ｖmを電圧印加手段１１から同期電動機１０Ｓに供給する第１の機能と、測定用単相交流電圧ｖmにより電圧印加手段１１から同期電動機１０Ｓに流れる電流に基づいて、電流検出手段１３から出力される単相交流の測定電流ｉmを受けて同期電動機１０の電気的定数を演算する第２の機能を有する。第１の電圧指令演算手段１５１は、これらの測定用電圧指令ｖm*と測定用単相交流電圧ｖmのいずれか一方、および測定電流ｉmに基づいて、同期電動機１０の電気的定数を演算し、それを定数記憶器２０３に供給する。【０２１７】
第２の電圧指令演算手段１５２は、（Ｅ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段であり、図１６に示す実施の形態５の変形例５Ａと同じ電圧指令演算手段１５４を用いて構成され、数式２４と数式２５にしたがってｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*を演算し、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７へ供給する。電圧指令選択手段１５９は、図２３に示すものと同じである。この電圧指令選択手段１５９は、同期電動機１０Ｓの電気的定数を測定する場合には、入力部ａを選択して出力部ｃに接続し、第１の電圧指令演算手段１５１から測定用電圧指令ｖm*を電圧印加手段１１に供給し、また、同期電動機１０Ｓを駆動する場合には、入力部ｂを選択して出力部ｃに接続し、三相電圧指令Ｖ*を電圧印加手段１１に供給する。【０２１８】
変形例９Ａで使用される周波数補正値演算手段２０Ｂａは、実施の形態９と同じに構成される。この周波数補正値演算手段２０Ｂａにおいて、新たに追加された入力部２０−Ｉ７は、第１の電圧指令演算手段１５１に接続され、また周波数補正値演算手段２０Ｂａの内部の定数記憶器２０３に接続される。【０２１９】
この変形例９Ａでは、交流回転機１０が同期電動機１０Ｓであり、増幅ゲイン演算部２１３が数式２６と数式２７にしたがって、また増幅ゲイン演算部２１４が、数式５０と数式５１、または数式５９と数式６０を同期電動機１０Ｓに対応して変更した式にしたがってそれぞれ増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算するので、これらの演算に必要な同期電動機１０Ｓの電気的定数を第１の電圧指令演算手段１５１で演算し、それら定数記憶器２０３に記憶する。なお、電流制限応答速度の設定値ωxは、第１の電圧指令演算手段１５１によって測定することなく、定数記憶器２０３に記憶される。なお、実施の形態９の変形例９Ａでも、増幅ゲイン演算部２１４による各ゲインＧ１、Ｇ２の演算において、インバータ周波数ωiの代わりに周波数指令値ω＊を使用しても同様の効果を得ることができる。【０２２０】
この変形例９Ａによれば、同期電動機１０Ｓの電気的定数が未知の場合にも、まず第１の電圧指令演算手段１５１を用いて、同期電動機１０Ｓの電気的定数を測定し、定数記憶器２０３に記憶させることができる。その後、再び電圧指令選択手段１５９により、同期電動機１０Ｓを駆動するよう第２の電圧指令演算手段１５２が出力するｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*による三相電圧指令Ｖ*を選択した場合には、適切に設計された増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２により周波数補正演算値Δωaを演算することができるため、所望の電流制限性能で確実に電流を電流制限指令値Ｉlimitに制限することが可能となる。【０２２１】
なお、変形例９Ａにおいて、周波数補正値演算手段２０Ｂａは、図７に示す周波数補正値演算手段２０に入力部２０−Ｉ７を追加した周波数補正値演算手段２０ａ、図１２に示す周波数補正値演算手段２０Ａに入力部２０−Ｉ７を追加した周波数補正値演算手段２０Ａａ、または図２０に示す周波数補正値演算手段２０Ｃに入力部２０−Ｉ７を追加した周波数補正手段２０Ｃａに置き換えることもできる。これらの周波数補正値演算手段２０ａ、２０Ａａ、２０Ｃａも、例えばマイクロコンピュータで構成され、追加された入力部２０−Ｉ７は、第１の電圧指令演算手段１５１と定数記憶器２０３とに接続され、第１の電圧指令演算手段１５１が演算した誘導電動機１０Ｉの電気的定数を定数記憶器２０３に記憶するように構成される。【０２２２】
実施の形態１０．
図２５は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態１０を示すブロック図である。この実施の形態１０は、図１７に示す実施の形態６において、電圧指令手段１５Ｂを電圧指令手段１５Ｂａに置き換え、また、周波数補正値演算手段２０Ｂを、周波数補正値演算手段２０Ｂａに置き換えたものである。その他は、実施の形態１０は、実施の形態６と同じに構成される。この実施の形態１０では、交流回転機１０は誘導電動機１０Ｉにより構成される。電圧指令手段１５Ｂａも、例えばマイクロコンピュータで構成される。【０２２３】
この実施の形態１０で使用される電圧指令手段１５Ｂａは、第１の電圧指令演算手段１５１と、第２の電圧指令演算手段１５２と、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７と、電圧指令選択手段１５９を有する。この実施の形態１０で使用される第１の電圧指令演算手段１５１は、図２３に示すものと同様に構成され、電圧印加手段１１に誘導電動機１０Ｉの電気的定数を測定するための測定用電圧指令ｖm*を供給し、誘導電動機１０Ｉの電気的定数を測定するための測定用単相交流電圧ｖmを電圧印加手段１１から誘導電動機１０Ｉに供給する第１の機能と、測定用単相交流電圧ｖmにより誘導電動機１０Ｉに流れる電流に基づいて、電流検出手段１３から出力される単相交流の測定電流ｉmを受けて誘導電動機１０Ｉの電気的定数を演算する第２の機能を有する。第１の電圧指令演算手段１５１は、これらの測定用電圧指令ｖm*と測定用単相交流電圧ｖmのいずれか一方、および測定電流ｉmに基づいて、同期電動機１０の電気的定数を演算し、それを定数記憶器２０３に供給する。【０２２４】
第２の電圧指令演算手段１５２は、（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段であり、図１７と同じ電圧指令演算手段１５５を用いて構成され、数式３５と数式３６にしたがってｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*を演算し、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７へ供給する。電圧指令選択手段１５９は、図２３に示すものと同じに構成される。この電圧指令選択手段１５９は、誘導電動機１０Ｉの電気的定数を測定する場合には、入力部ａを選択して出力部ｃに接続し、第１の電圧指令演算手段１５１から測定用電圧指令ｖm*を電圧印加手段１１に供給し、また、誘導電動機１０Ｉを駆動する場合には、入力部ｂを選択して出力部ｃに接続し、三相電圧指令Ｖ*を電圧印加手段１１に供給する。【０２２５】
実施の形態１０で使用される周波数補正値演算手段２０Ｂａは、実施の形態９と同じに構成される。この周波数補正値演算手段２０Ｂａにおいて、新たに追加された入力部２０−Ｉ７は、第１の電圧指令演算手段１５１に接続され、また周波数補正値演算手段２０Ｂａの内部の定数記憶器２０３に接続される。【０２２６】
この実施の形態１０では、交流回転機１０が誘導電動機１０Ｉであり、増幅ゲイン演算部２１３が数式３７と数式３８にしたがって、また増幅ゲイン演算部２１４が数式５０と数式５１、または数式５９と数式６０にしたがってそれぞれ増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算するので、これらの演算に必要な誘導電動機１０Ｉの電気的定数を第１の電圧指令演算手段１５１で演算し、それら定数記憶器２０３に記憶する。なお、電流制限応答速度の設定値ωxは、第１の電圧指令演算手段１５１によって測定することなく、定数記憶器２０３に記憶される。なお、実施の形態１０でも、増幅ゲイン演算部２１４による各ゲインＧ１、Ｇ２の演算において、インバータ周波数ωiの代わりに周波数指令値ω＊を使用しても同様の効果を得ることができる。【０２２７】
この実施の形態１０によれば、誘導電動機１０Ｉの電気的定数が未知の場合にも、まず第１の電圧指令演算手段１５１を用いて、誘導電動機１０Ｉの電気的定数を測定し、定数記憶器２０３に記憶させることができる。その後、再び電圧指令選択手段１５９により、誘導電動機１０Ｉを駆動するよう第２の電圧指令演算手段１５２が出力するｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*による三相電圧指令Ｖ*を選択した場合には、適切に設計された増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２により周波数補正演算値Δωaを演算することができるため、所望の電流制限性能で確実に電流を電流制限指令値Ｉlimitに制限することが可能となる。【０２２８】
なお、実施の形態１０において、周波数補正値演算手段２０Ｂａは、図８に示す周波数補正値演算手段２０に入力部２０−Ｉ７を追加した周波数補正値演算手段２０ａ、図１３に示す周波数補正値演算手段２０Ａに入力部２０−Ｉ７を追加した周波数補正値演算手段２０Ａａ、または図２１に示す周波数補正値演算手段２０Ｃに入力部２０−Ｉ７を追加した周波数補正手段２０Ｃａに置き換えることもできる。これらの周波数補正値演算手段２０ａ、２０Ａａ、２０Ｃａも、例えばマイクロコンピュータで構成され、追加された入力部２０−Ｉ７は、第１の電圧指令演算手段１５１と定数記憶器２０３とに接続され、第１の電圧指令演算手段１５１が演算した誘導電動機１０Ｉの電気的定数を記憶するように構成される。【０２２９】
実施の形態１０の変形例１０Ａ．
図２６は、実施の形態１０の変形例１０Ａによる交流回転機の制御装置を示すブロック図である。この変形例１０Ａは、図１８に示す実施の形態６の変形例６Ａにおいて、電圧指令手段１５Ｃを電圧指令手段１５Ｃａに置き換え、また、周波数補正値演算手段２０Ｂを、周波数補正値演算手段２０Ｂａに置き換えたものである。その他は、変形例１０Ａは、実施の形態６の変形例６Ａと同じに構成される。この変形例１０Ａでは、交流回転機１０は同期電動機１０Ｓにより構成される。電圧指令手段１５Ｃａも、例えばマイクロコンピュータにより構成される。【０２３０】
この変形例１０Ａで使用される電圧指令手段１５Ｃａは、第１の電圧指令演算手段１５１と、第２の電圧指令演算手段１５２と、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７と、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７を有する。この変形例１０Ａで使用される第１の電圧指令演算手段１５１は、図２３に示すものと同様に構成され、電圧印加手段１１に同期電動機１０Ｓの電気的定数を測定するための測定用電圧指令ｖm*を供給し、同期電動機１０Ｓの電気的定数を測定するための測定用単相交流電圧ｖmを電圧印加手段１１から同期電動機１０Ｓに供給する第１の機能と、測定用単相交流電圧ｖmにより同期電動機１０Ｓに流れる電流に基づいて、電流検出手段１３から出力される単相交流の測定電流ｉmを受けて交流回転機１０の電気的定数を演算する第２の機能を有する。第１の電圧指令演算手段１５１は、これらの測定用電圧指令ｖm*と測定用単相交流電圧ｖmのいずれか一方、および測定電流ｉmに基づいて、同期電動機１０の電気的定数を演算し、それを定数記憶器２０３に供給する。【０２３１】
第２の電圧指令演算手段１５２は、（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段であり、図１８と同じ電圧指令演算手段１５６を用いて構成され、数式４４と数式４５にしたがってｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*を演算し、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７へ供給する。電圧指令選択手段１５９は、図２３に示すものと同じに構成される。この電圧指令選択手段１５９は、同期電動機１０Ｓの電気的定数を測定する場合には、入力部ａを選択して出力部ｃに接続し、第１の電圧指令演算手段１５１から測定用電圧指令ｖm*を電圧印加手段１１に供給し、また、同期電動機１０Ｓを駆動する場合には、入力部ｂを選択して出力部ｃに接続し、三相電圧指令Ｖ*を電圧印加手段１１に供給する。【０２３２】
変形例１０Ａで使用される周波数補正値演算手段２０Ｂａは、実施の形態９と同じに構成される。この周波数補正値演算手段２０Ｂａにおいて、新たに追加された入力部２０−Ｉ７は、第１の電圧指令演算手段１５１に接続され、また周波数補正値演算手段２０Ｂａの内部の定数記憶器２０３に接続される。【０２３３】
この変形例１０Ａでは、交流回転機１０が同期電動機１０Ｓであり、増幅ゲイン演算部２１３が数式４７と数式４８にしたがって、また増幅ゲイン演算部２１４が、数式５０と数式５１、または数式５９と数式６０を同期電動機１０Ｓに対応して変更した式にしたがってそれぞれ増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算するので、これらの演算に必要な同期電動機１０Ｓの電気的定数を第１の電圧指令演算手段１５１で演算し、それら定数記憶器２０３に記憶する。なお、電流制限応答速度の設定値ωxは、第１の電圧指令演算手段１５１によって測定することなく、定数記憶器２０３に記憶される。なお、実施の形態１０の変形例１０Ａでも、増幅ゲイン演算部２１４による各ゲインＧ１、Ｇ２の演算において、インバータ周波数ωiの代わりに周波数指令値ω＊を使用しても同様の効果を得ることができる。【０２３４】
この変形例１０Ａによれば、同期電動機１０Ｓの電気的定数が未知の場合にも、まず第１の電圧指令演算手段１５１を用いて、同期電動機１０Ｓの電気的定数を測定し、定数記憶器２０３に記憶させることができる。その後、再び電圧指令選択手段１５７により同期電動機１０Ｓを駆動するよう第２の電圧指令演算手段１５２が出力するｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*による三相電圧指令Ｖ*を選択した場合には、適切に設計された増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２により周波数補正演算値Δωaを演算することができるため、所望の電流制限性能で確実に電流を電流制限指令値Ｉlimitに制限することが可能となる。【０２３５】
なお、変形例１０Ａにおいて、周波数補正値演算手段２０Ｂａは、図９に示す周波数補正値演算手段２０に入力部２０−Ｉ７を追加した周波数補正値演算手段２０ａ、図１４に示す周波数補正値演算手段２０Ａに入力部２０−Ｉ７を追加した周波数補正値演算手段２０Ａａ、または図２２に示す周波数補正値演算手段２０Ｃに入力部２０−Ｉ７を追加した周波数補正手段２０Ｃａに置き換えることもできる。これらの周波数補正値演算手段２０ａ、２０Ａａ、２０Ｃａも、例えばマイクロコンピュータで構成され、追加された入力部２０−Ｉ７は、第１の電圧指令演算手段１５１と定数記憶器２０３とに接続され、第１の電圧指令演算手段１５１が演算した同期電動機１０Ｓの電気的定数を定数記憶器２０３に記憶するように構成される。
【産業上の利用可能性】
【０２３６】
この発明による交流回転機の制御装置は、交流回転機、例えば誘導電動機および同期電動機の制御装置として利用される。
【符号の説明】
【０２３７】
１０：交流回転機、１１：電圧印加手段、１３：電流検出手段、
１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５ａ、１５Ａａ、１５Ｂａ、１５Ｃａ：電圧指令手段、１５９：電圧指令選択器、１７、１７Ａ：インバータ周波数演算手段、
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０ａ、２０Ａａ、２０Ｂａ、２０Ｃａ：周波数補正値演算手段、２０１：電流偏差演算器、２０３：定数記憶器、
２１０、２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃ：増幅ゲイン演算器、
２１１、２１２、２１３、２１４：増幅ゲイン演算部、２２３：切替信号生成部、
２２５：切替部、２１５、２１６：ゲイン調整部、２３０：増幅器、
２３３：状態信号生成器、２３５：出力選択器。
【図１】
2010103627.tif 000063
【図２】
2010103627.tif 000064
【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】
2010103627.tif 000070
【図９】
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【図１０】
2010103627.tif 000072
【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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【手続補正書】
【提出日】平成23年8月1日(2011.8.1)
【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】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は交流回転機およびその駆動回路を過電流から保護するための電流制限機能を有する交流回転機の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の交流回転機の制御装置は、特開平５−６８３９８号公報（特許文献１）に開示されている。この特許文献１に開示された交流回転機の制御装置は、交流回転機に流れる各相電流から検出電流値を演算する電流演算回路と、電流設定値と前記検出電流値から所定の演算に従って周波数補正値を演算する補正周波数演算回路と、周波数指令値から前記周波数補正値を減算する減算器と、この減算器の減算出力にしたがって電圧指令値を演算する電圧指令演算回路と、前記電圧指令値に基づいて交流回転機に駆動電圧を印加する電圧印加手段を備えたものである。
【０００３】
特許文献１に開示された交流回転機の制御装置においては、電流演算回路によって検出電流値が出力される。補正周波数演算回路によって、検出電流値が予め設定された電流設定値を越えた場合、前記検出電流値と前記電流設定値との偏差を少なくとも積分することにより周波数補正値が演算され出力される。
【０００４】
外部から入力される周波数指令値から前記周波数補正値が減算器によって減算され、インバータ周波数として電圧指令回路へ入力される。電圧指令回路では予め設定された関数関係に従って電圧指令値が演算され、この電圧指令値が電圧印加手段へ出力される。電圧印加手段では、交流回転機に印加される駆動電圧が前記電圧指令値に追従するように制御される。
【０００５】
ここで、前記補正周波数演算回路は、交流回転機の力行および回生状態によらず、前記検出電流値が前記電流設定値を越えないように、所定の関数演算に従って、前記周波数指令値を補正する周波数補正値を出力する。このような構成とすることにより、定常運転時のみならず、急加減速時や回生時にも安定した電流制限動作によってインバータ回路を過電流から保護できる誘導電動機の制御装置を得ることが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−６８３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この交流回転機の制御装置において、電流制限性能は駆動する交流回転機の定格や種類及び周波数補正値演算器のゲインにより大きく左右される。例えば、前記ゲインが駆動する交流回転機に対して低すぎる場合、電流制限性能の過渡応答が悪く過電流が発生する。逆に駆動する交流回転機に対して高すぎる場合、制御周期や電力変換器のキャリア周波数の影響により制御系が不安定になる。このような理由により、所望の電流制限性能を得るためには、駆動する交流回転機に対して適切に前記ゲインの設定を行う必要がある。しかしながら、特許文献１には、そのゲインの設定法は、開示されていない。
また、交流回転機の動作領域の違いによって、特に交流回転機が定出力領域において動作している場合、特許文献１に記載されている方式を用いても所望の電流制限性能を得ることができないという問題がある。
【０００８】
この発明は、前記のような問題点を解決するためになされたものであり、電気的定数が既知または未知の交流回転機を駆動する場合において、確実な電流制限性能を得ることを目的とし、周波数補正値演算手段における増幅ゲインを交流回転機の電気的定数から適切に演算するようにした交流回転機の制御装置を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明による交流回転機の制御装置は、交流回転機に供給される電流を検出電流値として検出する電流検出手段と、周波数補正値を出力する周波数補正値演算手段と、周波数指令値と前記周波数補正値とに基づいてインバータ周波数を出力するインバータ周波数演算手段と、前記インバータ周波数にしたがって電圧指令値を演算する電圧指令演算手段と、前記電圧指令値に基づいて前記交流回転機に電圧を印加する電圧印加手段を備え、前記周波数補正値演算手段は、前記検出電流値と電流制限指令値とに基づいて電流偏差を出力する電流偏差演算器と、前記交流回転機の電気的定数を記憶する定数記憶器と、前記定数記憶器が出力する前記交流回転機の電気的定数と、任意の応答設定値を使用して増幅ゲインを演算する増幅ゲイン演算器と、前記増幅ゲイン演算器により演算された増幅ゲインに基づいて、前記電流偏差演算器が出力した前記電流偏差を増幅して周波数補正演算値を演算する増幅器と、前記交流回転機の所定の運転状態において、前記周波数補正演算値を前記周波数補正値として出力する出力選択器とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明による交流回転機の制御装置では、電流検出値が電流制限指令値を越えた場合にインバータ周波数の補正をすることにより、交流回転機の電流の振幅を電流制限指令値以下に制限することができ、また、定数記憶器に記憶した電気的定数の交流回転機を駆動する場合において、増幅器ゲインを適切に設計することができ、確実な電流制限性能を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態１を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態１の電流制限動作を示すフローチャートである。
【図３】図３は、実施の形態１による制御系の伝達特性を示すブロック図である。
【図４】図４は、図３を書き換えた等価ブロック図である。
【図５】図５は、実施の形態１による制御系の伝達特性を示す特性線図である。
【図６】図６は、交流回転機の運転領域の説明図である。
【図７】図７は、実施の形態１の変形例１Ａを示すブロック図である。
【図８】図８は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態２を示すブロック図である。
【図９】図９は、実施の形態２の変形例２Ａを示すブロック図である。
【図１０】図１０は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態３を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、実施の形態３による制御装置の伝達特性を示す特性線図である。
【図１２】図１２は、実施の形態３の変形例３Ａを示すブロック図である。
【図１３】図１３は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態４を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、実施の形態４の変形例４Ａを示すブロック図である。
【図１５】図１５は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態５を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、実施の形態５の変形例５Ａを示すブロック図である。
【図１７】図１７は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態６を示すブロック図である。
【図１８】図１８は、実施の形態６の変形例６Ａを示すブロック図である。
【図１９】図１９は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態７を示すブロック図である。
【図２０】図２０は、実施の形態７の変形例７Ａを示すブロック図である。
【図２１】図２１は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態８を示すブロック図である。
【図２２】図２２は、実施の形態８の変形例８Ａを示すブロック図である。
【図２３】図２３は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態９を示すブロック図である。
【図２４】図２４は、実施の形態９の変形例９Ａを示すブロック図である。
【図２５】図２５は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態１０を示すブロック図である。
【図２６】図２６は、実施の形態１０の変形例１０Ａを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に図面を参照して、この発明にかかる交流回転機の制御装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００１３】
実施の形態１．
（１）実施の形態１の構成の説明．
図１は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態１の構成を示すブロック図である。図１に示すように、この実施の形態１による交流回転機の制御装置は、交流回転機１０を駆動するための電圧印加手段１１と、電流検出手段１３と、電圧指令手段１５と、インバータ周波数演算手段１７と、周波数補正値演算手段２０を備えている。電流検出手段１３の三相／ｄｑ軸座標変換器１３２、電圧指令手段１５、インバータ周波数演算手段１７、および周波数補正値演算手段２０は、例えばマイクロコンピュータで構成される。
【００１４】
交流回転機１０は、この実施の形態１では誘導電動機１０Ｉである。電圧印加手段１１は、交流回転機１０の駆動回路であり、具体的にはＶＶＶＦ形の三相インバータで構成され、電圧指令手段１５から入力される三相電圧指令Ｖ*に基づいて、三相交流駆動電圧Ｖuvwを発生し、この三相交流駆動電圧Ｖuvwを交流回転機１０に印加する。電圧印加手段１１を構成するＶＶＶＦ形の三相インバータは、出力する三相交流駆動電圧Ｖuvwの駆動電圧Ｖとその駆動周波数ｆが可変であり、三相電圧指令Ｖ*により指定された駆動電圧Ｖと駆動周波数ｆを有する三相交流駆動電圧Ｖuvwを発生し、この三相交流駆動電圧Ｖuvwを誘導電動機１０Ｉに供給する。
【００１５】
電流検出手段１３は、電流検出器１３１と、三相／ｄｑ軸座標変換器１３２を含む。電流検出器１３１は、例えば変流器を用いて構成され、三相交流駆動電圧Ｖuvwに基づいて、誘導電動機１０Ｉに流れる三相の各相電流ｉu、ｉv、ｉwを検出し、これらの各相電流ｉu、ｉv、ｉwを三相／ｄｑ軸座標変換器１３２に供給する。三相／ｄｑ座標変換器１３２は、三相座標を、直交するｄ軸とｑ軸を含む回転二軸座標に変換する座標変換器であり、位相信号θが入力され、この位相信号θを用いて、各相電流ｉu、ｉv、ｉwから、それに対応するｄ軸電流値ｉｄとｑ軸電流値ｉｑを発生する。三相／ｄｑ軸座標変換器１３２は、ｄ軸電流値ｉｄとｑ軸電流値ｉｑとともに、検出電流値Ｉを発生する。ｄ軸電流値ｉｄとｑ軸電流値ｉｑは、電圧指令手段１５に供給される。検出電流値Ｉは、周波数補正値演算手段２０に供給される。検出電流値Ｉは、この実施の形態１では、ｑ軸電流値ｉｑと等しくされ、次の数式１で与えられる。
【００１６】
【数１】
2010103627.tif 000089
【００１７】
電圧指令手段１５は、周知の誘起電圧／駆動周波数一定制御方式（以下（Ｅ／ｆ）一定制御方式という）または周知の駆動電圧／駆動周波数一定制御方式（以下（Ｖ／ｆ）一定制御方式という）として構成される。（Ｅ／ｆ）一定制御方式は、三相交流駆動電圧Ｖuvwに基づいて交流回転機１０の内部で誘起される誘起電圧Ｅと駆動周波数ｆとの比（Ｅ／ｆ）を一定とするように制御する。（Ｖ／ｆ）一定制御方式は、三相交流駆動電圧Ｖuvwの駆動電圧Ｖと駆動周波数ｆとの比（Ｖ／ｆ）を一定とするように制御する。この実施の形態１では、電圧指令手段１５は、（Ｅ／ｆ）一定制御方式として構成される。この（Ｅ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段１５は、（Ｅ／ｆ）一定制御方式の電圧指令演算手段１５３と、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７を有する。
【００１８】
インバータ周波数演算手段１７は、減算器１７１を含む。この減算器１７１には、外部から周波数指令値ω*が供給され、また、周波数補正値演算手段２０から周波数補正値Δωが供給される。インバータ周波数演算手段１７は、次の数式２にしたがって、周波数指令値ω*から周波数補正値Δωを減算し、インバータ周波数ωiを出力する。
【００１９】
【数２】
2010103627.tif 000090
【００２０】
（Ｅ／ｆ）一定制御方式の電圧指令演算手段１５３には、電流検出手段１３の三相／ｄｑ軸座標変換器１３２からｄ軸電流値ｉｄとｑ軸電流値ｉｑが供給され、また、インバータ周波数演算手段１７からインバータ周波数ωiが供給される。この電圧指令演算手段１５３は、これらのｄ軸電流値ｉｄとｑ軸電流値ｉｑとインバータ周波数ωiに基づいて、次の数式３、数式４にしたがってｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*を演算し、これらのｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*をｄｑ軸／三相座標変換器１５７に供給する。ｄｑ軸／三相座標変換器１５７には、位相信号θが入力され、この位相信号θを用いて、ｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*を三相電圧指令Ｖ*に変換し、この三相電圧指令Ｖ*を電圧印加手段１１に供給する。
【００２１】
【数３】
2010103627.tif 000091
【数４】
2010103627.tif 000092
なお、数式３、数式４において、Ｒ1は誘導電動機１０Ｉの固定子抵抗、Ｌ1はその固定子インダクタンスである。
【００２２】
周波数補正値演算手段２０は、６つの入力部２０−Ｉ１〜２０−Ｉ６と、１つの出力部２０−Ｏを有し、また、電流偏差演算器２０１と、定数記憶器２０３と、増幅ゲイン演算器２１０と、増幅器２３０と、ゼロ値出力器２３１と、状態信号生成器２３３と、出力選択器２３５とを内蔵する。入力部２０−Ｉ１には、電流検出手段１３の三相／ｄｑ軸座標変換器１３２から検出電流値Ｉが供給される。入力部２０−Ｉ２には、外部から電流制限指令値Ｉlimitが供給される。入力部２０−Ｉ３には、インバータ周波数ωiが供給される。入力部２０−Ｉ４には、周波数指令値ω*が供給される。入力部２０−Ｉ５には、インバータ周波数ωiと周波数指令値ω*と三相電圧指令Ｖ*の少なくとも１つが供給される。入力部２０−Ｉ６には、交流回転機１０、すなわちこの実施の形態１では、誘導電動機１０Ｉに対するｄ軸電流指令ｉｄ*が供給される。このｄ軸電流指令ｉｄ*は、誘導電動機１０Ｉに対する励磁電流であり、電圧指令演算手段１５３で使用され、この電圧指令演算手段１５３から供給される。出力部２０−Ｏは、インバータ周波数演算手段１７の減算器１７１へ周波数補正値Δωを出力する。
【００２３】
電流偏差演算器２０１は、減算器２０２を含み、この減算器２０２は、入力部２０−Ｉ１、２０−Ｉ２に接続される。電流偏差演算器２０１は、次の数式５にしたがって、検出電流値Ｉから電流制限指令値Ｉlimitを減算し、電流偏差ΔＩを出力する。
【００２４】
【数５】
2010103627.tif 000093
【００２５】
定数記憶器２０３は、交流回転機１０、この実施の形態１では誘導電動機１０Ｉに関する各種の電気的定数を記憶する。この定数記憶器２０３に記憶される電気的定数には、少なくとも、誘導電動機１０Ｉの漏れ定数σと、その回転子抵抗Ｒ2と、その回転子インダクタンスＬ2と、その誘導電動機１０Ｉに対する電流制限応答速度の設定値ωxとが含まれる。
【００２６】
増幅ゲイン演算器２１０は、増幅ゲイン演算部２１３と、ゼロ値出力器２２１と、切替信号生成部２２３と、切替部２２５とを含む。定数記憶器２０３に記憶された電気的定数σ、Ｒ2、Ｌ2、ωxは増幅ゲイン演算部２１３に供給される。増幅ゲイン演算部２１３は、定数記憶部２０３と入力部２０−Ｉ６に接続される。この増幅ゲイン演算部２１３は、定数記憶器２０３から供給された電気的定数σ、Ｒ2、Ｌ2、ωx、および入力部２０−Ｉ６に供給されたｄ軸電流指令ｉｄ*を用いて、次の数式６、数式７にしたがって、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算し、これらの増幅ゲインＧ１、Ｇ２を切替部２２５の入力ａへ供給する。
【００２７】
【数６】
2010103627.tif 000094
【数７】
2010103627.tif 000095
【００２８】
なお、ｄ軸電流指令ｉｄ*は、次の数式８で与えられる。
【００２９】
【数８】
2010103627.tif 000096
この数式８において、Ｖ0は交流回転機１０、すなわち実施の形態１では誘導電動機１０Ｉの定格電圧、ｆ0はその基底周波数であり、Ｋvfは、Ｖ／ｆ変換ゲインと呼ばれる。このＶ／ｆ変換ゲインＫvfは、次の数式９で与えられる。
【００３０】
【数９】
2010103627.tif 000097
【００３１】
ゼロ値出力器２２１は、ゼロ値出力を切替部２２５の入力ｂに供給する。切替信号生成部２２３は入力部２０−Ｉ５に接続される。切替信号生成部２２３は、入力部２０−Ｉ５に供給されるインバータ周波数ωiと周波数指令値ω*と三相電圧指令Ｖ*の少なくとも１つに基づいて、交流回転機１０、すなわち誘導電動機１０Ｉの運転領域が定トルク領域にあるかどうかを判定し、この判定に基づいて切替信号ＳＳを発生する。切替部２２５は、増幅ゲイン演算部２１３に接続された入力ａと、ゼロ値出力器２２１に接続された入力ｂと、出力ｃを有する。交流回転機１０、すなわち実施の形態１では、誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態では、切替信号ＳＳは、切替部２２５がその入力ａを選択して出力ｃに出力するように動作させ、数式６、数式７に示す増幅ゲインＧ１、Ｇ２をその出力ｃから増幅器２３０に供給する。交流回転機１０、すなわち誘導電動機１０Ｉが定トルク領域から定出力領域に移行した状態では、切替信号ＳＳは、切替部２２５がその入力ｂを選択して出力ｃに出力するように動作させ、ゼロ値出力器２２１からのゼロ値出力を出力ｃから増幅器２３０へ供給する。
【００３２】
増幅器２３０は、交流回転機１０、すなわち誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態では、増幅ゲイン演算部２１３から供給された増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて、次の数式１０にしたがって、周波数補正演算値Δωaを演算し、この周波数補正演算値Δωaを出力選択器２３５の入力ａへ出力する。
【００３３】
【数１０】
2010103627.tif 000098
この数式１０において、sはラプラス演算子である。
【００３４】
ゼロ値出力器２３１は、ゼロ値出力を出力選択器２３５の入力ｂへ出力する。出力選択器２３５は、その入力ａと入力ｂのいずれか一方を選択し、出力ｃへ出力する。この出力選択器２３５の出力ｃは周波数補正値Δωであり、周波数補正値演算手段２０の出力部２０−Ｏから、インバータ周波数演算手段１７の減算器１７１へ供給される。この出力選択器２３５の出力ｃから出力される周波数補正値Δωは、増幅器２３０から出力される周波数補正演算値Δωaまたはゼロ値出力器２３１から出力されるゼロ値出力である。
【００３５】
状態信号生成器２３３は、入力部２０−Ｉ１〜２０−Ｉ４に接続され、入力部２０−Ｉ１から検出電流値Ｉが、入力部２０−Ｉ２から電流制限指令値Ｉlimitが、入力部２０−Ｉ３からインバータ周波数ωiが、また入力部２０−Ｉ４から周波数指令値ω*が供給される。この状態信号生成器２３３は、まず検出電流値Ｉと電流制限指令値Ｉlimitを比較し、その比較の結果、検出電流値Ｉが電流制限指令値Ｉlimitよりも大きく、Ｉ＞Ｉlimitの関係にあるときには、状態信号ＣＳにより、出力選択器２３５がその入力ａを選択し、この入力ａに供給される周波数補正演算値Δωaを、周波数補正値Δωとして出力ｃに出力するように動作させる。また、状態信号生成器２３３は、出力選択器２３５が入力ａを選択している状態において、検出電流値Ｉが電流制限指令値Ｉlimitよりも小さく、しかもインバータ周波数ωiが周波数指令値ω*よりも大きく、ωi＜ω*の関係が否定されたときには、状態信号ＣＳにより、出力選択器２３５がその入力ｂを選択し、この入力ｂに供給されるゼロ値出力を、周波数補正値Δωとして出力するように動作させる。
【００３６】
ここで、座標変換に用いる位相信号θは、インバータ周波数ωiを、次の数式１１のように積分することにより、得ることができる。
【００３７】
【数１１】
2010103627.tif 000099
【００３８】
また、三相／ｄｑ軸座標変換器１３２において、直交するｄ軸とｑ軸を含む回転二軸座標上のｄ軸電流値ｉｄとｑ軸電流値ｉｑのうち、ｄ軸電流値ｉｄは位相信号θと同位相の電流成分であり、ｑ軸電流値ｉｑは位相信号θと直交する位相の電流成分であるとする。また、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７において、直交するｄ軸とｑ軸を含む回転二軸座標上のｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*のうち、ｄ軸電圧指令ｖｄ*は上記位相信号θと同位相の電圧指令成分であり、ｑ軸電圧指令ｖｑ*は位相信号θと直交する位相の電圧指令成分であるとする。
【００３９】
（２）実施の形態１の動作の説明
図１を参照して、誘導電動機１０Ｉに流れる電流を電流制限指令値Ｉlimitに制限する周波数補正値演算手段２０の動作について説明する。周波数補正値演算手段２０は、交流回転機１０、すなわちこの実施の形態１では誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態において、誘導電動機１０Ｉに流れる電流が電流制限指令値Ｉlimitを超えてしまうような運転状態になったときに、インバータ周波数ωiを周波数補正値Δωにより補正することにより、誘導電動機１０Ｉに流れる電流が電流制限指令値Ｉlimit以上にならないように抑制する機能を有する。
【００４０】
誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態において、誘導電動機１０Ｉに流れる電流が電流制限指令値Ｉlimitを超えるような運転状態として、例えば、周波数指令値ω*が時間的に急激に変化する急加速指令値を与えた場合、もしくは急減速指令値を与えた場合、または誘導電動機１０Ｉにインパクト負荷などの急激な負荷変動があった場合が想定される。このような運転状態の場合には、インバータ周波数ωiを減少または増加するよう周波数補正値Δωにより調整することにより、誘導電動機１０Ｉに流れる電流を抑制する。
【００４１】
ここで、交流回転機１０に流れる電流が電流制限指令値Ｉlimitを超えるような場合に、インバータ周波数ωiを調節する動作をストール動作ＳＡ、交流回転機１０に流れる電流が電流制限指令値Ｉlimit以下の場合に、周波数指令値ω*に一致するようにインバータ周波数ωiを調節する動作を回復動作ＲＡという。実施の形態１の周波数補正値演算手段２０は、誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態において、誘導電動機１０Ｉに流れる電流が電流制限指令値Ｉlimitを超えるような運転状態になったときに、インバータ周波数ωiを調整する動作を自動で行なう作用を有する。
【００４２】
具体的には、まず電流偏差演算器２０１が、数式５にしたがって、電流偏差ΔＩを演算する。増幅器２３０は、交流回転機１０、すなわち誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態では、切替器２２５が増幅ゲイン演算部２１３で演算された増幅ゲインＧ１、Ｇ２を出力するので、数式１０にしたがって、誘導電動機１０Ｉの電流超過分に応じた周波数補正演算値Δωaを演算によって求める。状態信号生成器２３３は、まず検出電流値Ｉと電流制限指令値Ｉlimitとを比較し、その後、インバータ周波数ωiと周波数指令値ω*を比較し、状態信号ＣＳを発生する。出力選択器２３５は、状態信号ＣＳに基づき、正常運転状態ではゼロ値出力器２３１からのゼロ値出力を、また誘導電動機１０Ｉに流れる電流が電流制限指令値Ｉlimitを超えるような運転状態では、周波数補正演算値Δωaをそれぞれ出力する。
【００４３】
このように状態信号生成器２３３により、出力選択器２３５の出力を、ゼロ値出力と周波数補正演算値Δωaとの間で切替制御することにより、図２に示すような電流制限動作が可能となる。図２は、電流制限動作のフローチャートを示す。図２のフローチャートは、スタートに続いて、７つのステップＳ１１〜Ｓ１７を含む。まずステップＳ１１では、検出電流値Ｉが電流制限指令値Ｉlimitよりも大きいかどうかが状態信号生成器２３３で判定される。その判定結果がｙｅｓならば、ステップＳ１２に進む。このステップＳ１２では、出力選択器２３５が入力ａを選択し、周波数補正演算値Δωaを周波数補正値Δωとして出力する。ステップＳ１１の判定結果がｎｏならば、再びステップＳ１１に戻る。
【００４４】
ステップＳ１２からステップＳ１３に進み、このステップＳ１３において、再び検出電流値Ｉが電流制限指令値Ｉlimitよりも大きいかどうかが状態信号生成器２３３で判定される。その判定結果がｙｅｓならば、ステップＳ１４に進み、このステップＳ１４でストール動作ＳＡが実行される。このステップＳ１４でのストール動作ＳＡが終了すれば、再びステップＳ１３に戻る。ステップＳ１３の判定結果がｎｏならば、ステップＳ１５に進み、このステップＳ１５で回復動作ＲＡが実行される。このステップＳ１５での回復動作ＲＡが終了すれば、ステップＳ１６に進む。
【００４５】
ステップＳ１６では、インバータ周波数ωiが周波数指令値ω*より小さいかどうかが状態信号生成器２３３で判定される。インバータ周波数ωiが周波数指令値ω*より大きく、ステップＳ１６の判定結果がｎｏならば、ステップＳ１７に進み、このステップＳ１７において、出力選択器２３５が入力ｂのゼロ値出力を選択し、ステップＳ１１に戻る。ステップＳ１６の判定結果がｙｅｓならば、ステップＳ１３に戻る。
【００４６】
この図２のフローチャートによれば、検出電流値Ｉが電流制限指令値Ｉlimitを越えた場合には、ステップＳ１２〜Ｓ１５において、増幅器２３０により演算される周波数補正演算値Δωaを用いて、ストール動作ＳＡと回復動作ＲＡを繰り返し、誘導電動機１０Ｉに流れる電流を電流制限指令値Ｉlimit以下となるように制御することになる。しかしながら、誘導電動機１０Ｉに流れる電流が電流制限指令値Ｉlimitを維持すれば、誘導電動機１０Ｉは常に加速を続けることになるため、ステップＳ１６において、インバータ周波数ωiが周波数指令値ω*より大きくなり、ωi＜ω*の関係が否定された場合には、ステップＳ１７において、電流制限動作完了として周波数補正値Δωをゼロ値として通常の運転をする。
【００４７】
このように検出電流値Ｉが電流制限指令値Ｉlimitを越えた場合に、インバータ周波数ωiを周波数補正演算値Δωaにより補正することにより、誘導電動機１０Ｉの電流の振幅を電流制限指令値Ｉlimit以下に制限することができ、それ以外では周波数補正値演算手段２０の周波数補正値Δωをゼロ値とすることで、周波数指令値ω*に一致した周波数で誘導電動機１０Ｉを制御することができる。
【００４８】
周波数補正値Δωによりインバータ周波数ωiを補正し、誘導電動機１０Ｉの電流を電流制限指令値Ｉlimit以下に抑制する動作は、あくまでも、増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２が適切に設定されている場合に限られる。例えば、増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２が極端に低めに設定されていた場合には、急激な電流振幅の増大を抑制できずに、過大な電流が誘導電動機１０Ｉに流れてしまう。また、例えば増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２が極端に大きめに設定されていた場合には、制御系全体が不安定となる。このような場合には、電圧印加手段１１を構成するインバータがトリップしてしまうという問題がある。
【００４９】
次に増幅ゲイン演算器２１０について説明する。増幅ゲイン演算器２１０は、誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態において、誘導電動機１０Ｉの電気的定数を記憶した定数記憶器２０３から入力される電気的定数に基づき、増幅器２３０で用いられる増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算し、これらの増幅ゲインＧ１、Ｇ２を増幅器２３０に設定する。定数記憶器２０３から入力される誘導電動機１０Ｉの電気的定数を用いて、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を適切に設定することは、実施の形態１の重要な特徴である。
【００５０】
実施の形態１では、誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態において、誘導電動機１０Ｉの電流超過分に応じた周波数補正演算値Δωaを演算するのに用いられる増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２を、誘導電動機１０Ｉの電気的定数に基づき、誘導電動機１０Ｉに流れる電流を制限するのに適切なゲインとして演算し、増幅器２３０の増幅ゲインを演算された増幅ゲインＧ１、Ｇ２により自動設定している。この増幅器２３０は、適切な値に設定された増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて、数式１０にしたがって周波数補正演算値Δωaを演算することにより、過大な電流が誘導電動機１０Ｉに流れてしまう問題、又は、制御系全体が不安定となる問題を解決している。誘導電動機１０Ｉに流れる電流が電流制限指令値Ｉlimitを超えた場合には、誘導電動機１０Ｉに流れる電流は、数式６、数式７に含まれる電流制限応答速度の設定値ωxに対応する速度で抑制される。
【００５１】
以上のように、実施の形態１では、周波数補正値演算手段２０を用いることにより、誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態において、電気的定数が既知の誘導電動機１０Ｉを駆動する場合、駆動される誘導電動機１０Ｉに対して増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２を適切に設計し、自動設定することができるので、誘導電動機１０Ｉに流れる電流を、任意の電流制限応答速度の設定値ωxで確実に抑制することができ、過大な電流が誘導電動機１０Ｉに流れてしまう問題、又は、制御系全体が不安定となる問題を解決できる。
【００５２】
（３）実施の形態１における増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算する数式６、数式７の導出根拠の説明
次に増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２の演算式である数式６、数式７の導出原理について説明する。図３は、図１に示す実施の形態１において、切替部２２５がその入力ａを選択して出力ｃに出力し、また、出力選択器２３５がその入力ａに供給される周波数補正演算値Δωaを選択して出力ｃに出力する場合における制御系の伝達特性をブロック図で表現したものである。図３において、ブロック３１で示すＧIMは、図１の電圧指令手段１５と、電圧印加手段１１と、交流回転機１０と、電流検出手段１３とを含むインバータ周波数ωiから検出電流値Ｉ＝ｉｑまでの電気系のみの伝達関数である。ブロック３２で示すＧPIは、増幅器２３０の伝達関数である。また、ブロック３３は、Ｐm×Ｋt／（Ｊ×ｓ）を示し、Ｐm、Ｋt、Ｊは、それぞれ交流回転機１０の極対数、トルク定数、イナーシャであり、これにより機械系を表現する。ωrは、交流回転機１０の回転周波数を電気角で表わしたものであり、ブロック３３から、交流回転機１０の回転周波数ωrが出力される。
【００５３】
伝達特性ＧIMを表わすブロック３１から、検出電流値Ｉが出力され、この検出電流値Ｉは、減算器２０２に供給される。この検出電流値ＩはＩ＝ｉｑであり、この検出電流値Ｉは、電圧印加手段１１からの出力電流を意味しており、これは交流回転機１０の機械系を示すブロック３３へも供給され、このブロック３３から、交流回転機１０の回転周波数ωrが出力される。伝達特性ＧPＩを表わすブロック３２には、減算器２０２から電流偏差ΔＩが入力され、このブロック３２から、周波数補正値Δωが減算器１７１へ出力される。減算器１７１は、減算器３４へインバータ周波数ωiを出力する。この減算器３４は、ブロック３１の入力側に等価的に挿入されるものであり、インバータ周波数ωiから、交流回転機１０の回転周波数ωrを減算し、その減算出力をブロック３１へ入力する。
【００５４】
図３は、図２において周波数指令値ω*を一定としてブロック図を展開した図であり、この図３から実施の形態１では、検出電流値Ｉ＝ｉｑが電流制限指令値Ｉlimitに一致するように、増幅器２３０によりフィードバック制御をしていることが理解される。図４は、図３の等価ブロック図である。この図４では、左端部に減算器２０２が位置し、また右端部に伝達特性ＧIMを示すブロック３１が位置し、このブロック３１から検出電流値Ｉが右側へ出力されるように、図３が書き換えられている。この図４において、ブロック３５は、伝達特性ＧIMSYSを表わす。このブロック３５は、周波数補正値Δωから検出電流値Ｉ＝ｉｑまでの伝達関数であり、伝達特性ＧIMを表わすブロック３１と、交流回転機１０の機械系を表わすブロック３３と、減算器１７１、３４を含む。
【００５５】
実施の形態１における制御系の電流制限性能は、増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２により決まり、その増幅ゲインＧ１、Ｇ２の適切な値は、図４に示す周波数補正値Δωから出力電流Ｉ＝ｉｑまでの伝達関数ＧIMSYSの特性から求めることができる。
【００５６】
図５は、実施の形態１において、周波数補正値Δω＝０、すなわち周波数指令値ω*＝インバータ周波数ωiとし、ω*＝ωi＝１０[Ｈｚ]、２０[Ｈｚ]、３０[Ｈｚ]、４０[Ｈｚ]とした場合における伝達特性ＧIMSYSを示す特性線図である。図５（Ａ）は、出力振幅特性を示し、図５（Ｂ）は出力位相特性を示す。図５（Ａ）の出力振幅特性は、伝達特性ＧIMSYSを表わすブロック３５に対して、周波数の変化する所定振幅の入力正弦波にω*＝ωiを加えた信号を供給し、そのブロック３５から出力される出力信号の振幅の変化を解析した結果を示すもので、横軸は、入力正弦波の周波数を（ｒａｄ／秒）で表わし、縦軸は、出力信号の振幅を（ｄＢ）で表わしたものである。図５（Ａ）の特性ｍ１は、ω*＝ωi＝１０［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｍ２は、ω*＝ωi＝２０［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｍ３は、ω*＝ωi＝３０［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｍ４は、ω*＝ωi＝４０［Ｈｚ］とした場合の特性である。
【００５７】
図５（Ｂ）の出力位相特性は、伝達特性ＧIMSYSを表わすブロック３５に対して、周波数の変化する所定振幅の入力正弦波にω*＝ωｉを加えた信号を供給し、そのブロック３５からの出力される出力信号の位相の変化を解析した結果を示すもので、横軸は、入力正弦波の周波数を（ｒａｄ／秒）で表わし、縦軸は、出力信号の位相を（ｄｅｇ）で表わしたものである。図５（Ｂ）の特性ｐ１は、ω*＝ωi＝１０［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｐ２は、ω*＝ωi＝２０［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｐ３は、ω*＝ωi＝３０［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｐ４は、ω*＝ωi＝４０［Ｈｚ］とした場合の特性である。
【００５８】
図５（Ａ）において、特性ｍ１は、ω*＝ωi＝１０［Ｈｚ］≒６０［ｒａｄ／秒］の近傍で、特性ｍ２は、周波数指令値ω*＝ωi＝２０［Ｈｚ］≒１２０［ｒａｄ／秒］の近傍で、特性ｍ３は、周波数指令値ω*＝ωi＝３０［Ｈｚ］≒１８０［ｒａｄ／秒］の近傍で、また、特性ｍ４は、周波数指令値ω*＝ωi＝４０［Ｈｚ］≒２４０［ｒａｄ／秒］の近傍で、それぞれ急峻な特性変化があり、この急峻な特性変化よりも低周波数領域においては、ハイパスフィルタがかかったように約２０（ｄＢ／ｄｅｃａｄｅ）で振幅が低下するが、全体的には、その急峻な特性変化の高周波数領域において、エリアＡに示すような一次遅れの特性が支配的となることが理解される。
【００５９】
そこで、伝達特性ＧIMSYS≒ＧIMとして、伝達特性ＧIMを誘導電動機１０Ｉの電圧方程式を線形化することで以下のように導出する。まず、誘導電動機１０Ｉの電圧方程式より、ｑ軸電流値ｉｑを表わすと、次の数式１２となる。
【００６０】
【数１２】
2010103627.tif 000100
【００６１】
ただし、数式１２において、ｉｄは誘導電動機１０Ｉのｄ軸電流値、Ｒ1は誘導電動機１０Ｉの固定子抵抗、ｉｑは誘導電動機１０Ｉのｑ軸電流値、Ｒ2は誘導電動機１０Ｉの回転子抵抗、φd2は誘導電動機１０Ｉの回転子磁束のｄ軸成分、Ｌ1は誘導電動機１０Ｉの固定子インダクタンス、ｖｑは誘導電動機１０Ｉの固定子電圧のｑ軸電圧、Ｌ2は誘導電動機１０Ｉの回転子インダクタンス、σは誘導電動機１０Ｉの漏れ定数、Ｍは誘導電動機１０Ｉの相互インダクタンス、ωrは誘導電動機１０Ｉの回転周波数（電気角）、ωiは、誘導電動機１０Ｉのインバータ周波数（電気角）である。
【００６２】
ここで、誘導電動機１０Ｉの伝達特性において、インバータ周波数ωiの近傍における急峻な特性変化は、ｄ−ｑ軸間の干渉特性に起因する。ｑ軸電流値ｉｑを表わす数式１２において、その第二項はｄ軸電流値ｉｄを含んでおり、この第二項は、ｄ−ｑ軸間の干渉成分である。したがって、数式１２の第二項を０とすることで、インバータ周波数ωiの近傍で急峻な特性変化を考慮しない伝達特性を導出することができる。ここで、数式１２の第二項を０とし、加えて、理想電源であると仮定してｖｑ＝ｖｑ*とした場合、次の数式１３を得ることができる。
【００６３】
【数１３】
2010103627.tif 000101
【００６４】
また、上記ｑ軸電圧指令ｖｑ*の電圧演算式は数式４であり、数式１３に数式４を代入して、次の数式１４となる。
【００６５】
【数１４】
2010103627.tif 000102
【００６６】
この数式１４から、次の数式１５を得る。
【００６７】
【数１５】
2010103627.tif 000103
【００６８】
したがって数式１５に基づいて、インバータ周波数ωiからｑ軸電流値ｉｑまでの伝達特性ＧIMのＤＣゲインＫと、折れ点周波数１／Ｔは、それぞれ次の数式１６、数式１７のようになる。
【００６９】
【数１６】
2010103627.tif 000104
【数１７】
2010103627.tif 000105
【００７０】
伝達特性ＧIMのＤＣゲインＫは、図５（Ａ）に横軸と平行な点線で例示され、また、その折れ点周波数１／Ｔは、図５（Ａ）（Ｂ）に縦軸と平行な点線で例示される。
【００７１】
なお、図３、図４に示す周波数補正値Δωとインバータ周波数ωiとの関係式は、数式２であり、ここで入力である周波数指令値ω*が一定であれば、周波数補正値Δωからｑ軸電流値ｉｑまでの伝達特性は、上記伝達特性ＧIMにマイナスの符号を付けた−ＧIMとなる。
【００７２】
次に、上記伝達特性ＧIMを用いて電流制限時の電流制限応答速度がωxとなるよう増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２を設定する。増幅器２３０の伝達特性ＧPIは、数式１０から、次の数式１８となる。ここで、ＧIM×ＧPIの開ループ伝達特性がωx／ｓとなるよう増幅ゲインＧ１、Ｇ２を設定することにより、電流制限時の電流制限応答速度がωxとなる。
【００７３】
【数１８】
2010103627.tif 000106
【００７４】
次の数式１９の関係式から、増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２が、次の数式２０と数式２１のように求まる。数式２０により数式６が、数式２１により数式７が得られる。
【００７５】
【数１９】
2010103627.tif 000107
【数２０】
2010103627.tif 000108
【数２１】
2010103627.tif 000109
【００７６】
以上の通り、増幅器２３０における周波数補正演算値Δωaの演算式である数式１０において、数式６、数式７に示す増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いることにより、電流制限時の電流制限応答速度を、設定値ωxとすることができる。
【００７７】
また、誘導電動機１０Ｉの伝達特性ＧIMの折れ点周波数である１／Ｔが、電流制限応答速度設定値ωxの１／５以下で十分小さい場合、増幅ゲインＧ２の演算式を数式７と数式２１に代わり、次の数式２２とすることにより、低周波数領域の増幅ゲインを高くすることができ、特性改善をすることができる。
【００７８】
【数２２】
2010103627.tif 000110
【００７９】
なお、上述したように、交流回転機１０、実施の形態１では誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態において、誘導電動機１０Ｉに流れる電流が電流制限指令値Ｉlimitを超えるような運転状態として、例えば、周波数指令値ω*が時間的に急激に変化する急加速指令値を与えた場合、もしくは急減速指令値を与えた場合、誘導電動機１０Ｉにインパクト負荷などの急激な負荷変動があった場合がある。したがって、電流制限時の電流制限応答速度の設定値ωxの設定指針としては、このような急激な電流変動に対して確実に誘導電動機１０Ｉに流れる電流を電流制限指令値Ｉlimit内に制限するために、電流制限時の電流制限応答速度の設計値であるωxを、インバータ周波数ωi以上で、できるだけ高めに設定することが望ましい。
【００８０】
（４）実施の形態１における誘導電動機１０Ｉの運転領域の説明
図６は、交流回転機１０について、その運転領域を説明する説明図である。図６（Ａ）は、交流回転機１０の電源角周波数と出力との関係を示すグラフであり、図６（Ｂ）は、交流回転機１０の電源角周波数とトルクとの関係を示すグラフである。図６（Ａ）（Ｂ）の横軸は、交流回転機１０の電源角周波数を示し、図６（Ａ）（Ｂ）で共通に、交流回転機１０の電源角周波数を示す。図６（Ａ）の縦軸は、交流回転機１０の出力を、また図６（Ｂ）の縦軸は、そのトルクを示す。
【００８１】
図６（Ａ）（Ｂ）には、定トルク領域ＣＴＡと、定出力領域ＣＯＡが示される。定トルク領域ＣＴＡは、図６（Ｂ）に示すように、交流回転機１０が定トルクで運転される領域である。交流回転機１０の内部で発生する誘起電圧をＥ、電圧印加手段１１による交流回転機１０の駆動電圧をＶとし、その駆動周波数をｆとしたとき、（Ｅ／ｆ）または（Ｖ／ｆ）を一定に保ちながら交流回転機１０を駆動すれば、交流回転機１０の磁束はほぼ一定になり、誘導電動機１０では、すべり周波数を一定とすれば、トルクは回転速度に関係なく一定となる定トルク運転が可能となる。このような定トルク運転を行なう領域が、定トルク領域ＣＴＡである。なお、同期電動機では、すべり周波数はゼロであり、すべり周波数を一定にしたと同じことになり、（Ｅ／ｆ）または（Ｖ／ｆ）を一定に保ちながら同期電動機を駆動すれば、同様に定トルク領域ＣＴＡで運転される。
【００８２】
一方、（Ｅ／ｆ）または（Ｖ／ｆ）の比を一定に保ちつつ、インバータ周波数ωiを増加させ、このインバータ周波数ωiが基底周波数に到達すると、電源の制約から、駆動電圧Ｖを増加させることができなくなり、定トルク領域ＣＴＡから外れることになり、この駆動電圧Ｖを一定に保ちながら駆動周波数ｆを上昇させると、交流回転機１０の入力は一定で、トルクはインバータ周波数ωiに反比例し、出力がほぼ一定となる定出力運転が可能となる。このような定出力運転を行なう領域が、定出力領域ＣＯＡである。
【００８３】
実施の形態１は、交流回転機１０を誘導電動機１０Ｉとしたものであるが、この実施の形態１で説明した伝達特性ＧIMは、定トルク領域ＣＴＡを対象とした伝達特性であり、数式６と数式７、および数式２０と数式２１による増幅ゲインＧ１、Ｇ２も、定トルク領域ＣＴＡでは適切であるが、定出力領域ＣＯＡでは、不適切な値となる。このため、実施の形態１において、切替部２２５は、切替信号生成部２２３の切替信号ＳＳにより、誘導電動機１０Ｉが定出力領域ＣＯＡで運転される状態では、ゼロ値出力器２２１からのゼロ値出力を選択し、増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２をゼロにし、増幅器２３０の周波数補正演算値Δωaをゼロとする。結果として、実施の形態１は、誘導電動機１０Ｉが定トルク領域ＣＴＡで運転される状態において、誘導電動機１０Ｉに流れる電流を、電流制限応答速度の設定値ωxで制限するのに有効である。
【００８４】
実施の形態１の変形例１Ａ．
実施の形態１では、交流回転機１０を誘導電動機１０Ｉにより構成したが、これに限定されるものではなく、交流回転機１０を、その他の交流回転機、例えば同期電動機１０Ｓで構成しても、同様な効果を得ることができる。
【００８５】
図７は、この変形例１Ａによる交流回転機の制御装置を示すブロック図である。この変形例１Ａは、図１に示す実施の形態１における交流回転機１０を同期電動機１０Ｓに置き換え、電圧指令手段１５を電圧指令手段１５Ａに置き換え、インバータ周波数演算手段１７をインバータ周波数演算手段１７Ａに置き換え、さらに安定化用ハイパスフィルタ４０を追加したものである。この変形例１Ａにおいて、電圧印加手段１１と、電流検出手段１３と、周波数補正値演算手段２０とは、実施の形態１と同じに構成される。電圧指令手段１５Ａ、インバータ周波数演算手段１７Ａ、および安定化用ハイパスフィルタ４０は、例えばマイクロコンピュータにより構成される。
【００８６】
図７に示す変形例１Ａでは、安定化用ハイパスフィルタ４０は、電流検出手段１３から検出電流値Ｉ＝ｉｑを受けて、周波数安定化用高周波成分ωhighを出力する。この変形例１Ａにおけるインバータ周波数演算手段１７Ａは、２つの減算器１７１、１７２を含み、周波数指令値ω*と、周波数補正値演算手段２０からの周波数補正値Δωと、安定化用ハイパスフィルタ４０からの周波数安定化用高周波成分ωhighとに基づいて、インバータ周波数ωiを演算し、このインバータ周波数ωiを電圧指令手段１５Ａに供給する。減算器１７１には、周波数指令値ω*と、周波数補正値演算手段２０から周波数補正値Δωが供給され、周波数指令値ω*から周波数補正値Δωを減算し、その減算出力ω*−Δωを減算器１７２に供給する。減算器１７２には、さらに安定化用ハイパスフィルタ４０から周波数安定化用高周波成分ωhighが供給され、この減算器１７２は、減算出力ω*−Δωからさらに周波数安定化用高周波成分ωhighを減算し、次の数式２３にしたがって、インバータ周波数ωiを演算し、このインバータ周波数ωiを電圧指令手段１５Ａへ供給する。
【００８７】
【数２３】
2010103627.tif 000111
【００８８】
変形例１Ａにおける電圧指令手段１５Ａは、実施の形態１と同様に、（Ｅ／ｆ）一定制御方式として構成され、（Ｅ／ｆ）一定制御方式の電圧指令演算手段１５４と、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７を有する。電圧指令演算手段１５４は、インバータ周波数演算手段１７Ａからのインバータ周波数ωi、および電流検出手段１３の三相／ｄｑ軸座標変換器１３２からのｄ軸電流値ｉｄとｑ軸電流値ｉｑに基づいて、次の数式２４と数式２５にしたがって、ｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*を演算し、それを出力する。
【００８９】
【数２４】
2010103627.tif 000112
【数２５】
2010103627.tif 000113
数式２４、数式２５において、Ｒは同期電動機１０Ｓの電機子抵抗［Ω］、φfは同期電動機１０Ｓの磁石磁束［Ｗｂ］である。
【００９０】
変形例１Ａでは、周波数補正値演算手段２０の増幅ゲイン演算部２１３は、次の数式２６と数式２７にしたがって、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算する。
【００９１】
【数２６】
2010103627.tif 000114
【数２７】
2010103627.tif 000115
これらの数式２６と数式２７において、Ｌqは同期電動機１０Ｓのｑ軸インダクタンス［Ｈ］であり、Ｋhは安定化用ハイパスフィルタ４０のゲインであり、また、ωxは電流制限応答速度の設定値である。同期電動機１０Ｓに関する電気的定数、具体的には、同期電動機１０Ｓのｑ軸インダクタンスＬqと、磁石磁束φfと、安定化用ハイパスフィルタ４０のゲインＫhと、電流制限応答速度の設定値ωxは、定数記憶器２０３に記憶され、増幅ゲイン演算部２１３に供給される。
【００９２】
変形例１Ａにおける数式２６と数式２７の導出原理の説明について説明する。この変形例１Ａでは、数式１３から数式１７が、次の数式２８から数式３２に代えられる。先ず、変形例１Ａでは、同期電動機１０Ｓのｑ軸電流値ｉｑは、次の数式２８で与えられる。この数式２８は、実施の形態１における数式１３に代わる数式である。
【００９３】
【数２８】
2010103627.tif 000116
【００９４】
この数式２８のｑ軸電圧指令ｖｑ*に、数式２５を代入して次の数式２９となる。この数式２９は、実施の形態１における数式１４に代わる数式である。
【００９５】
【数２９】
2010103627.tif 000117
【００９６】
この数式２９から、次の数式３０を得る。この数式３０は、実施の形態１における数式１５に代わる数式である。
【数３０】
2010103627.tif 000118
【００９７】
数式３０から、伝達特性のＤＣゲインＫと、折れ点周波数１／Ｔは、それぞれ次の数式３１と数式３２のようになる。この数式３１と数式３２は、実施の形態１における数式１６と数式１７に代わる数式である。
【００９８】
【数３１】
2010103627.tif 000119
【数３２】
2010103627.tif 000120
数式３１と数式３２に基づいて、変形例１Ａでは、増幅ゲインＧ１、Ｇ２は、次の数式３３と数式３４の通り与えられる。この数式３３と数式３４は、実施の形態１における数式２０と数式２１に相当する数式であり、これらの数式３３と３４から、数式２６と数式２７が得られる。
【００９９】
【数３３】
2010103627.tif 000121
【数３４】
2010103627.tif 000122
【０１００】
この変形例１Ａにおいても、実施の形態１と同様に、周波数補正値演算手段２０を用いることにより、同期電動機１０Ｓが定トルク領域ＣＴＡで運転される状態において、電気的定数が既知の同期電動機１０Ｓを駆動する場合、駆動される同期電動機１０Ｓに対して増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２を適切に設計し、自動設定することができるので、同期電動機１０Ｓに流れる電流を、任意の電流制限応答速度の設定値ωxで確実に抑制することができ、過大な電流が同期電動機１０Ｓに流れてしまう問題、又は、制御系全体が不安定となる問題を解決できる。
【０１０１】
実施の形態２．
図８は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態２を示すブロック図である。この実施の形態２では、実施の形態１における電圧指令手段１５が、電圧指令手段１５Ｂに置き換えられる。この電圧指令手段１５Ｂは、（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段とされ、具体的には、（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令演算手段１５５と、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７を有する。実施の形態２は、その他は、実施の形態１と同じに構成され、交流回転機１０は、誘導電動機１０Ｉにより構成される。電圧指令手段１５Ｂは、例えばマイクロコンピュータにより構成される。
【０１０２】
実施の形態２において、電圧指令演算手段１５５は、次の数式３５に基づいて、ｄ軸電圧指令ｖｄ*＝０を出力し、また、電流検出手段１３からのｑ軸電流値ｉｑと、インバータ周波数演算手段１７からのインバータ周波数ωiに基づいて、次の数式３６にしたがって、ｑ軸電圧指令ｖｑ*を演算し、これらのｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*を、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７に供給する。
【０１０３】
【数３５】
2010103627.tif 000123
【数３６】
2010103627.tif 000124
【０１０４】
数式３６におけるｉｄ*はｄ軸電流指令であり、誘導電動機１０Ｉに対する励磁電流の指令値である。このｄ軸電流指令ｉｄ*は、誘導電動機１０Ｉの仕様が異なれば、それに対応して変えられるが、誘導電動機１０Ｉの仕様が固定されれば、一定の値となる。この実施の形態２では、数式３５に示すようにｄ軸電圧指令ｖｄ*は０であり、加えて、誘導電動機１０Ｉの仕様が決まれば、ｄ軸電流指令ｉｄ*も固定値となるので、数式３６から明らかなように、ｑ軸電圧指令ｖｑ*は、インバータ周波数ωiに比例して変化し、結果として、電圧印加手段１１からの駆動電圧Ｖと駆動周波数ｆとの比を一定に保持するように制御され、（Ｖ／ｆ）一定制御方式で制御が実行される。
【０１０５】
この実施の形態２では、周波数補正値演算手段２０における増幅ゲイン演算器２１０の増幅ゲイン演算部２１３は、次の数式３７と数式３８にしたがって、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算し、これらの増幅ゲインＧ１、Ｇ２を、誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態において、増幅器２３０にその増幅ゲインとして供給する。
【０１０６】
【数３７】
2010103627.tif 000125
【数３８】
2010103627.tif 000126
【０１０７】
この実施の形態２では、誘導電動機１０Ｉの漏れ定数σと、その固定子抵抗Ｒ1と、その固定子インダクタンスＬ1と、電流制限応答速度の設定値ωxは、定数記憶器２０３から増幅ゲイン演算部２１３に供給され、またｄ軸電流指令ｉｄ*は、入力部２０−Ｉ６を経由して、電圧指令演算手段１５５から増幅ゲイン演算部２１３に供給される。増幅ゲイン演算部２１３は、これらのσ、Ｒ1、Ｌ1、ωxおよびｉｄ*に基づいて、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を数式３７と数式３８にしたがって演算し、増幅器２３０に供給する。
【０１０８】
実施の形態２においても、誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態において、増幅器２３０が、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて、数式１０にしたがって周波数補正演算値Δωaを演算することにより、実施の形態１と同様な効果を得ることができる。
【０１０９】
実施の形態２における増幅ゲインＧ１、Ｇ２の演算式３７、３８の導出根拠については、数式１３に対して、数式３６で与えられるｑ軸電圧指令ｖｑ*を代入することにより、数式１４〜数式２３と類似した式を展開することにより、数式３７と数式３８を得ることができる。
【０１１０】
すなわち、まず実施の形態２では、数式３６を数式１３に代入することにより、次の数式３９が得られる。
【０１１１】
【数３９】
2010103627.tif 000127
【０１１２】
この数式３９から、次の数式４０を得る。
【０１１３】
【数４０】
2010103627.tif 000128
【０１１４】
したがって数式４０よりインバータ周波数ωiからｑ軸電流値ｉｑまでの伝達特性ＧIMのＤＣゲインＫと、折れ点周波数１／Ｔは、それぞれ次の数式４１と数式４２のようになる。
【０１１５】
【数４１】
2010103627.tif 000129
【数４２】
2010103627.tif 000130
【０１１６】
数式２０に数式４１と数式４２式を代入することにより次の数式４３が得られ、また数式２１に数式４２を代入することにより次の数式４４が得られる。
【０１１７】
【数４３】
2010103627.tif 000131
【数４４】
2010103627.tif 000132
【０１１８】
なお、数式４４では、Ｒ1×Ｌ2≫（１−σ）×Ｒ2×Ｌ1であるので、（１−σ）×Ｒ2×Ｌ1を０と見做している。数式４３により数式３７が得られ、数式４４により数式３８が得られる。実施の形態２では、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を数式３７と数式３８により演算することにより、実施の形態１と同様な効果が得られる。
【０１１９】
以上の通り、実施の形態２では、誘導電動機１０Ｉが定トルク領域で運転される状態において、増幅器２３０の演算式である数式１０において、数式３７と数式３８に示す増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いることにより、電流制限時の電流制限応答速度を、設定値ωxとすることができる。
【０１２０】
実施の形態２の変形例２Ａ．
実施の形態２では、交流回転機１０を誘導電動機１０Ｉにより構成したが、これに限定されるものではなく、交流回転機１０を、その他の交流回転機、例えば同期電動機１０Ｓで構成しても、同様な効果を得ることができる。
【０１２１】
図９は、この実施の形態２の変形例２Ａによる交流回転機の制御装置を示すブロック図である。この実施の形態２の変形例２Ａは、実施の形態２における交流回転機１０を同期電動機１０Ｓに置き換え、電圧指令手段１５Ｂを電圧指令手段１５Ｃに置き換え、インバータ周波数演算手段１７をインバータ周波数演算手段１７Ａに置き換え、さらに安定化用ハイパスフィルタ４０を追加したものである。この変形例２Ａにおいて、電圧印加手段１１と、電流検出手段１３と、周波数補正値演算手段２０とは、実施の形態２と同じに構成される。電圧指令手段１５Ｃも、例えばマイクロコンピュータにより構成される。
【０１２２】
図９に示す実施の形態２の変形例２Ａでは、安定化用ハイパスフィルタ４０は、電流検出手段１３から検出電流値Ｉ＝ｉｑを受けて、周波数安定化用高周波成分ωhighを出力する。変形例２Ａにおけるインバータ周波数演算手段１７Ａは、２つの減算器１７１、１７２を含み、周波数指令値ω*と、周波数補正値演算手段２０からの周波数補正値Δωと、安定化用ハイパスフィルタ４０からの周波数安定化用高周波成分ωhighとに基づいて、インバータ周波数ωiを演算し、このインバータ周波数ωiを電圧指令手段１５Ｃに供給する。減算器１７１には、周波数指令値ω*と、周波数補正値Δωが供給され、周波数指令値ω*から周波数補正値Δωを減算し、その減算出力ω*−Δωを減算器１７２に供給する。減算器１７２には、さらに安定化用ハイパスフィルタ４０から周波数安定化用高周波成分ωhighが供給され、この減算器１７２は、減算出力ω*−Δωからさらに周波数安定化用高周波成分ωhighを減算し、数式２３にしたがって、インバータ周波数ωiを演算し、このインバータ周波数ωiを電圧指令手段１５Ｃへ供給する。
【０１２３】
変形例２Ａにおける電圧指令手段１５Ｃは、（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段として構成され、図９に示すように、（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令演算手段１５６と、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７を有し、電圧指令演算手段１５６は、インバータ周波数演算手段１７Ａからのインバータ周波数ωiに基づいて、次の数式４５と数式４６にしたがって、ｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*を演算し、それをｄｑ軸／三相座標変換器１５７へ出力する。
【０１２４】
【数４５】
2010103627.tif 000133
【数４６】
2010103627.tif 000134
数式４６において、φfは同期電動機１０Ｓの磁石磁束［Ｗｂ］である。
【０１２５】
実施の形態２の変形例２Ａでは、周波数補正値演算手段２０の増幅ゲイン演算部２１３は、次の数式４７と数式４８にしたがって、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算する。
【０１２６】
【数４７】
2010103627.tif 000135
【数４８】
2010103627.tif 000136
【０１２７】
これらの数式４７と数式４８において、Ｌqは同期電動機１０Ｓのｑ軸インダクタンス［Ｈ］、Ｒはその電機子抵抗［Ω］、Ｋhは安定化用ハイパスフィルタ４０のゲインであり、また、ωxは、実施の形態２において使用されたと同じ電流制限応答速度の設定値である。同期電動機１０Ｓに関する電気的定数、具体的には、同期電動機１０Ｓのｑ軸インダクタンスＬqと、その磁石磁束φfと、その電機子抵抗Ｒと、安定化用ハイパスフィルタ４０のゲインＫhと、電流制限応答速度の設定値ωxは、定数記憶器２０３に記憶され、増幅ゲイン演算部２１３に供給される。
【０１２８】
変形例２Ａにおける数式４７と数式４８は、実施の形態１の変形例１Ａにおける数式３３と数式３８と同様にして導出されるが、その導出原理の説明は省略する。この変形例２Ａにおいても、周波数補正値演算手段２０を用いることにより、同期電動機１０Ｓが定トルク領域で運転される状態において、電気的定数が既知の同期電動機１０Ｓを駆動する場合、駆動される同期電動機１０Ｓに対して増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２を適切に設計し、自動設定することができるので、同期電動機１０Ｓに流れる電流を、任意の電流制限応答速度の設定値ωxで確実に抑制することができ、過大な電流が同期電動機１０Ｓに流れてしまう問題、又は、制御系全体が不安定となる問題を解決できる。
【０１２９】
なお、実施の形態１とその変形例１Ａ、実施の形態２とその変形例２Ａでは、電流検出手段１３は、交流回転機１０を流れる三相電流の全ての相電流ｉu、ｉv、ｉwを検出する構成を示したが、例えばこれらの三相電流のうち二相の電流を検出しても良く、また、電圧印加手段１１の母線電流を検出し、その検出値に基づいて交流回転機１０を流れる三相電流を検出する構成とすることもできる。更に、周波数補正値演算手段２０へ出力する検出電流値Ｉについては、Ｉ＝ｉｑとする構成としたが、例えば、次の数式４９にしたがって、検出電流値Ｉを演算することにより、交流回転機１０に流れる三相電流の実効値を出力することもでき、また、電圧印加手段１１の母線電流を検出し出力することもできる。
【０１３０】
【数４９】
2010103627.tif 000137
【０１３１】
実施の形態３．
（１）実施の形態３の構成の説明
図１０は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態３の構成を示すブロック図である。この実施の形態３による交流回転機の制御装置は、実施の形態１における周波数補正値演算手段２０を、周波数補正値演算手段２０Ａに置き換えたものである。実施の形態３における交流回転機１０は、実施の形態１と同様に誘導電動機１０Ｉにより構成され、電圧印加手段１１と、電流検出手段１３と、電圧指令手段１５と、インバータ周波数演算手段１７は、実施の形態１と同じに構成される。周波数補正値演算手段２０Ａも、例えばマイクロコンピュータにより構成される。
【０１３２】
この実施の形態３の周波数補正値演算手段２０Ａは、５つの入力部２０−Ｉ１〜２０−Ｉ５と、１つの出力部２０−Ｏを有する。この周波数補正値演算手段２０Ａでは、実施の形態１の周波数補正値演算手段２０における入力部２０−Ｉ６が削除されている。実施の形態１と同様に、入力部２０−Ｉ１には、電流検出手段１３の三相／ｄｑ軸座標変換器１３２から検出電流値Ｉが供給され、入力部２０−Ｉ２には、外部から電流制限指令値Ｉlimitが供給され、入力部２０−Ｉ３には、インバータ周波数ωiが供給され、入力部２０−Ｉ４には、周波数指令値ω*が供給され、入力部２０−Ｉ５には、インバータ周波数ωiと周波数指令値ω*と三相電圧指令Ｖ*の少なくとも１つが供給される。また、出力部２０−Ｏは、インバータ周波数演算手段１７の減算器１７１へ周波数補正値Δωを供給する。
【０１３３】
実施の形態３における周波数補正値演算手段２０Ａは、電流偏差演算器２０１と、定数記憶器２０３と、増幅ゲイン演算器２１０Ａと、増幅器２３０と、ゼロ値出力器２３１と、状態信号生成器２３３と、出力選択器２３５を内蔵する。実施の形態３における電流偏差演算器２０１と、定数記憶器２０３と、増幅器２３０と、ゼロ値出力器２３１と、状態信号生成器２３３と、出力選択器２３５は、実施の形態１と同じに構成される。増幅ゲイン演算器２１０Ａは、実施の形態１の増幅ゲイン演算器２１０を置き換えたものである。実施の形態３における増幅ゲイン演算器２１０Ａは、増幅ゲイン演算部２１４と、ゼロ値出力器２２１と、切替信号生成器２２３と、切替部２２５を有する。増幅ゲイン演算部２１４は、切替部２２５の入力ｂに接続され、ゼロ値出力器２２１は、切替部２２５の入力部ａに接続される。
【０１３４】
実施の形態３における増幅ゲイン演算部２１４には、入力部２０−Ｉ３からインバータ周波数ωiが供給され、また、定数記憶器２０３から誘導電動機１０Ｉの電気的定数が供給される。この増幅ゲイン演算部２１４は、これらのインバータ周波数ωiおよび誘導電動機１０Ｉの電気的定数に基づいて、次の数式５０と数式５１にしたがって、増幅器２３０のゲインＧ１、Ｇ２を演算し、この増幅ゲインＧ１、Ｇ２を増幅器２３０に供給する。
【０１３５】
【数５０】
2010103627.tif 000138
【数５１】
2010103627.tif 000139
【０１３６】
なお、数式５０、数式５１において、σは誘導電動機１０Ｉの漏れ定数、Ｒ1はその固定子抵抗、Ｒ2はその回転子抵抗、Ｌ1はその固定子インダクタンス、Ｖ0は誘導電動機１０Ｉの定格電圧、ωiはインバータ周波数である。誘導電動機１０Ｉの漏れ定数σ、その固定子抵抗Ｒ1、その回転子抵抗Ｒ2、その固定子インダクタンスＬ1、その定格電圧Ｖ０は、定数記憶器２０３に記憶され、増幅ゲイン演算部２１４に供給される。インバータ周波数ωiは、入力部２０−Ｉ３から増幅ゲイン演算部２１４に供給される。
【０１３７】
（２）実施の形態３における誘導電動機１０Ｉの運転領域の説明
インバータを用いて構成される電圧印加手段１１により、交流回転機１０を駆動する場合、交流回転機１０の運転領域は、図６に示した通り、定トルク領域ＣＴＡと、定出力領域ＣＯＡを含む。実施の形態１、実施の形態１の変形例１Ａ、実施の形態２、および実施の形態２の変形例２Ａで利用した伝達特性ＧIMは定トルク領域を考慮した伝達特性であり、それを基にして設計した増幅器ゲインでは三相交流駆動電圧Ｖuvwの駆動電圧値Ｖが一定となる定出力領域において所望の電流制限性能を得ることができないので、交流回転機１０が定出力領域ＣＯＡで運転される状態において、切替部２２５からゼロ値出力を増幅器２３０に供給し、増幅ゲインＧ１、Ｇ２をゼロとしている。この実施の形態３は、交流回転機１０が定出力領域ＣＯＡで運転されている状態において、所望の電流制限性能を得ることができるようにしたものである。
【０１３８】
（３）実施の形態３の動作の説明
誘導電動機１０Ｉを定出力領域ＣＯＡ領域において運転する状態において、増幅ゲイン演算器２１０Ａは、増幅器２３０のゲインＧ１、Ｇ２を数式５０、数式５１にしたがって演算する。
【０１３９】
このように構成される周波数補正値演算手段２０Ａによれば、電気的定数が既知である誘導電動機１０Ｉを駆動する場合、定出力領域ＣＯＡにおいて駆動される誘導電動機１０Ｉに対して、増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２を適切に設計し、オンラインで設定することができるので、誘導電動機１０Ｉに流れる電流を電流制限応答速度の設定値ωxに抑制することができる。これにより、誘導電動機１０Ｉが定出力領域ＣＯＡにおいて運転されている状態において、所望の電流制限性能を得ることができる。なお、実施の形態３では、交流回転機、すなわち誘導電動機１０Ｉが定トルク領域ＣＴＡで運転される状態では、増幅ゲイン演算手段２１０Ａの切替部２２５は、ゼロ値出力器２２１からのゼロ値を増幅器２３０へ出力する。
【０１４０】
この実施の形態３において、電流制限応答速度の設定値ωxは、次の数式５２により与えられる。
【０１４１】
【数５２】
2010103627.tif 000140
【０１４２】
この電流制限応答速度の設定値ωxは、定数記憶器２０３にωxの設定値として記憶しても、また、定数記憶器２０３に記憶された固定子抵抗Ｒ1、固定子インダクタンスＬ1、漏れ定数σから、増幅ゲイン演算部２１４で演算することもできる。
【０１４３】
（４）実施の形態３における増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算する数式５０、数式５１の導出根拠の説明
次に定出力領域ＣＯＡにおける増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２の設計式である数式５０、５１の導出原理について説明する。数式５０、数式５１の導出過程は、実施の形態１と同様で、定出力領域ＣＯＡで駆動している誘導電動機１０Ｉの伝達特性ＧIMから定出力領域ＣＯＡにおける増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２の設計をする。
【０１４４】
図１１は、誘導電動機１０Ｉの運転領域が定トルク領域ＣＴＡとなる周波数指令値ω*＝インバータ周波数ωi＝４０[Ｈｚ]と、誘導電動機１０Ｉの運転領域が定出力領域ＣＯＡとなる周波数指令値ω*＝インバータ周波数ωi＝５０[Ｈｚ]、１００[Ｈｚ]、１５０[Ｈｚ]、２００[Ｈｚ]で誘導電動機１０Ｉを駆動した場合において、図４に示す周波数補正値Δωから検出電流値Ｉ＝ｉｑまでの伝達特性ＧIMSYSを示す特性線図である。図１１（Ａ）は、伝達特性ＧIMSYSの出力振幅特性を示し、図１１（Ｂ）は、伝達特性ＧIMSYSの出力位相特性を示す。図１１（Ａ）の出力振幅特性は、その伝達関数ＧIMSYSを表わすブロック３５に対して、周波数の変化する所定振幅の入力正弦波にω*＝ωiを加えた信号を供給し、そのブロック３５から出力される出力信号の振幅の変化を解析した結果を示すもので、横軸は、入力正弦波の周波数を（ｒａｄ／秒）で表わし、縦軸は、出力信号の振幅を（ｄＢ）で表わしたものである。図１１（Ａ）の特性ｍ４は、ω*＝ωi＝４０［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｍ５は、ω*＝ωi＝５０［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｍ６は、ω*＝ωi＝１００［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｍ７は、ω*＝ωi＝１５０［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｍ８は、ω*＝ωi＝２００［Ｈｚ］とした場合の特性である。
【０１４５】
図１１（Ｂ）の出力位相特性は、伝達関数ＧIMSYSを表わすブロック３５に対して、周波数の変化する所定振幅の入力正弦波にω*＝ωiを加えた信号を供給し、そのブロック３５から出力される出力信号の位相の変化を解析した結果を示すもので、横軸は、入力正弦波の周波数を（ｒａｄ／秒）で表わし、縦軸は、出力信号の位相を（ｄｅｇ）で表わしたものである。図１１（Ｂ）の特性ｐ４は、ω*＝ωi＝４０［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｐ５は、ω*＝ωi＝５０［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｐ６は、ω*＝ωi＝１００［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｐ７は、ω*＝ωi＝１５０［Ｈｚ］とした場合の特性、特性ｐ８は、ω*＝ωi＝２００［Ｈｚ］とした場合の特性である。
【０１４６】
なお、図１１（Ａ）（Ｂ）において、縦軸と平行な鎖線ｆ５、ｆ６、ｆ７、ｆ８は、それぞれ周波数５０［Ｈｚ］、１００［Ｈｚ］、１５０［Ｈｚ］、２００［Ｈｚ］をプロットして示している。
【０１４７】
図１１（Ａ）から、定出力領域ＣＯＡの伝達特性は、定トルク領域ＣＴＡの伝達特性である一次遅れ特性と大きく異なることが理解される。また、インバータ周波数ωi以上の周波数帯域で急激な特性変化が起こり、図１１（Ａ）の出力振幅が−２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅ以下の傾きで急激に低下する。全体的には複雑な伝達特性となるが、インバータ周波数ωi以下の帯域では一次遅れの特性となることが理解される。また、インバータ周波数ωiが上昇するにつれて伝達特性のＤＣゲインが低下することが理解される。
【０１４８】
定出力領域ＣＯＡにおける伝達特性ＧIMは、誘導電動機１０Ｉの電圧方程式をｖｑ*＝Ｖ0として線形化することにより次の数式５３のように記述することができる。
【０１４９】
【数５３】
2010103627.tif 000141
なお、数式５３において定数は、すべて誘導電動機１０Ｉの電気的定数から決まる値である。
【０１５０】
また、実施の形態１では、インバータ周波数ωiよりも高い周波数領域において電流制限時の電流制限応答速度ωxを設定することで高応答な電流制限が実現できるとしたが、定出力領域ＣＯＡにおける伝達特性ＧIMは、図１１（Ａ）に示す出力振幅が−２０ｄＢ／ｄｅｃａｄｅ以下の傾きで急激に低下し、一次遅れ特性とはならない。また、位相に関しては、図１１（Ｂ）の横軸と平行な直線φ−１８０に示す−１８０°以下となるため、実施の形態１に示した増幅器２３０のゲインＧ１、Ｇ２の設計では制御系が不安定化してしまう。これらの現象が、交流回転機１０が定出力領域ＣＯＡにおいて運転されている場合、（Ｅ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段１５、１５Ａを用いても所望の電流制限性能を得ることができないという問題の原因である。
【０１５１】
実施の形態３では、図１１（Ａ）において一次遅れの特性を示すインバータ周波数ωi以下の周波数帯域で増幅器２３０のゲインを設計する。具体的には、数式５３からインバータ周波数ωi以下の周波数帯域において一致する一次遅れ特性を示す伝達特性を導出し、ここで導出した伝達特性から増幅器２３０の増幅ゲインを設計する。
【０１５２】
数式５３を数式１５と同様に、Ｋ／（１＋Ｔ×ｓ）に近似する。この場合、先ず数式５３におけるラプラス演算子ｓをゼロとすることにより、次の数式５４が得られ、これがＤＣゲインＫとなる。
【０１５３】
【数５４】
2010103627.tif 000142
【０１５４】
また、数式５３に含まれる一次遅れ特性を抽出すると、この一次遅れ特性は、次の数式５５で表わされる。
【０１５５】
【数５５】
2010103627.tif 000143
一次遅れ特性に近似した伝達特性ＧIMは、数式５４と数式５５とを総合したものとなり、数式５５の分母に含まれるσ×Ｌ1／Ｒ1の逆数が折れ点周波数１／Ｔになる。すなわち、折れ点周波数１／Ｔは、次の数式５６で与えられる。
【０１５６】
【数５６】
2010103627.tif 000144
【０１５７】
数式５５と数式５６から、数式２０と数式２１と同様にして、実施の形態３における増幅ゲインＧ１、Ｇ２は、次の数式５７と数式５８で与えられる。
【０１５８】
【数５７】
2010103627.tif 000145
【数５８】
2010103627.tif 000146
【０１５９】
ここで、定出力領域ＣＯＡにおける伝達関数ＧIMの特性を考慮すると、数式５７と数式５８において、電流制限時の電流制限応答速度の設定値ωxをインバータ周波数ωiよりも小さい周波数に設定することで安定性を確保することができる。電流制限応答速度の設定値ωxの設定の目安としては、インバータ周波数ωiの１／５程度が良い。さらに、図１１（Ａ）に示す定出力領域ＣＯＡにおける伝達特性ＧIMの特性では、インバータ周波数ωiが上昇するにつれて、インバータ周波数ωiの周波数帯が現われる出力振幅のピークが大きくなる傾向がある。このピーク値は伝達特性ＧIMの特性において、一次遅れ特性の振幅が、折れ点周波数１／Ｔにおける振幅と一致するか、それ以下となる。すなわち、電流制限応答速度の設定値ωxを、数式５２に示す通り、一次遅れ特性の折れ点周波数（１／Ｔ）＝Ｒ1／（σ×Ｌ1）とすることで、常に電流制限時の制御系を安定領域に納めることができる。この場合、制御系のゲイン余裕は３ｄＢ以上を確保することができる。
【０１６０】
したがって、定出力領域ＣＯＡにおける伝達特性ＧIMの特性を考慮して、増幅器２３０のゲインＧ１、Ｇ２を設計すると、数式５７と数式５８に、数式５２を代入することにより、数式５０と数式５１が得られる。
【０１６１】
ただし、一次遅れ特性の折れ点周波数（１／Ｔ）＝Ｒ1／（σ×Ｌ1）が、インバータ周波数ωiよりも１／５以上離れていない場合は、電流制限応答速度の設定値ωxをωx＝ωi／５として設計することで安定化することが可能である。この時、増幅器２３０のゲインＧ１、Ｇ２を設計する数式５０と数式５１は、ωx＝ωi／５を代入して次の数式５９と数式６０として示すことができる。
【０１６２】
【数５９】
2010103627.tif 000147
【数６０】
2010103627.tif 000148
【０１６３】
このように、定出力領域ＣＯＡにて駆動する誘導電動機１０Ｉの電流を電流制限指令値Ｉlimitに制限する場合には、誘導電動機１０Ｉを駆動するインバータ周波数ωiに応じて、上記に示す増幅器ゲインを用いることで、確実な電流制限性能を得ることが可能となる。なお、実施の形態３では、各ゲインＧ１、Ｇ２の演算にインバータ周波数ωiを用いたが、インバータ周波数ωiの代わりに周波数指令値ω*を使用しても同様の効果を得ることができる。
【０１６４】
実施の形態３の変形例３Ａ．
実施の形態３は、交流回転機１０を誘導電動機１０Ｉにより構成するものであるが、この変形例３Ａは、実施の形態３における交流回転機１０を他の交流回転機、例えば同期電動機１０Ｓで構成するものである。
【０１６５】
図１２は、この変形例３Ａによる交流回転機の制御装置を示すブロック図であり、交流回転機１０は、同期電動機１０Ｓで構成される。この変形例３Ａでは、図１０に示す実施の形態３に対し、さらに安定化用ハイパスフィルタ４０が追加され、また、実施の形態３における電圧指令手段１５が電圧指令手段１５Ａに置き換えられ、インバータ周波数演算手段１７が、インバータ周波数演算手段１７Ａに置き換えられる。安定化用ハイパスフィルタ４０、電圧指令手段１５Ａおよびインバータ周波数演算手段１７Ａは、図７に示す実施の形態１の変形例１Ａと同じである。変形例３Ａは、その他は、実施の形態３と同じに構成される。
【０１６６】
この実施の形態３の変形例３Ａでは、実施の形態３における数式５０と数式５１および数式５９と数式６０を、同期電動機１０Ｓに対応して変更して増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算し、同期電動機１０Ｓが定出力領域ＣＯＡで運転される状態で、その増幅ゲインＧ１、Ｇ２を増幅器２３０に供給する。なお、実施の形態３の変形例３Ａでも、各ゲインＧ１、Ｇ２の演算において、インバータ周波数ωiの代わりに周波数指令値ω*を使用しても同様の効果を得ることができる。
【０１６７】
実施の形態４．
図１３は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態４を示すブロック図である。この実施の形態４は、図１０に示す実施の形態３における電圧指令手段１５を、電圧指令手段１５Ｂに置き換えたものである。実施の形態４は、その他は、実施の形態３と同じに構成され、交流回転機１０は、誘導電動機１０Ｉにより構成される。この実施の形態４においても、実施の形態３と同じ周波数補正値演算手段２０Ａが使用される。
【０１６８】
実施の形態４における電圧指令手段１５Ｂは、図８に示す実施の形態２と同じものであり、この電圧指令手段１５Ｂは、（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段である。この電圧指令手段１５Ｂは、（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令演算手段１５５と、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７を有する。電圧指令演算手段１５５には、インバータ周波数演算手段１７からインバータ周波数ωiが供給され、電圧指令演算手段１５５は、インバータ周波数ωiに基づいて、数式３５と数式３６にしたがって、ｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*を演算し、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７に供給する。
【０１６９】
この実施の形態４においても、実施の形態３と同様に、周波数補正値演算手段２０Ａの増幅ゲイン演算部２１４が、数式５０と数式５１または数式５９と数式６０にしたがって、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算し、誘導電動機１０Ｉが定出力領域ＣＯＡで運転される状態において、これらの増幅ゲインＧ１、Ｇ２を増幅器２３０に供給することにより、実施の形態３と同様の効果を得ることができる。なお、実施の形態４でも、各ゲインＧ１、Ｇ２の演算において、インバータ周波数ωiの代わりに周波数指令値ω*を使用しても同様の効果を得ることができる。
【０１７０】
実施の形態４の変形例４Ａ．
実施の形態４は、交流回転機１０を誘導電動機１０Ｉにより構成するものであるが、この変形例４Ａは、実施の形態４における交流回転機１０を他の交流回転機、例えば同期電動機１０Ｓで構成するものである。
【０１７１】
図１４は、この変形例４Ａによる交流回転機の制御装置を示すブロック図であり、交流回転機１０は、同期電動機１０Ｓで構成される。この変形例４Ａでは、図１３に示す実施の形態４に対し、さらに安定化用ハイパスフィルタ４０が追加され、また、実施の形態４における電圧指令手段１５Ｂが電圧指令手段１５Ｃに置き換えられ、インバータ周波数演算手段１７が、インバータ周波数演算手段１７Ａに置き換えられる。変形例４Ａは、その他は、実施の形態４と同じに構成される。
【０１７２】
この変形例４Ａにおける安定化用ハイパスフィルタ４０は、図９に示す変形例２Ａの安定化用ハイパスフィルタ４０と同じであり、また変形例４Ａにおけるインバータ周波数演算手段１７Ａは、図９に示すインバータ周波数演算手段１７Ａと同じである。
【０１７３】
この実施の形態４の変形例４Ａでは、実施の形態３における数式５０と数式５１および数式５９と数式６０を同期電動機１０Ｓに対応して変更して増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算し、同期電動機１０Ｓが定出力領域ＣＯＡで運転される状態で、その増幅ゲインＧ１、Ｇ２を増幅器２３０に供給する。なお、実施の形態４の変形例４Ａでも、各ゲインＧ１、Ｇ２の演算において、インバータ周波数ωiの代わりに周波数指令値ω*を使用しても同様の効果を得ることができる。
【０１７４】
実施の形態５．
図１５は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態５を示すブロック図である。この実施の形態５は、図１に示す実施の形態１において、周波数補正値演算手段２０を周波数補正値演算手段２０Ｂに置き換えたものである。その他は、実施の形態１と同じに構成される。交流回転機１０は、実施の形態１と同じ誘導電動機１０Ｉであり、また電圧指令手段１５は、実施の形態１と同じ（Ｅ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段として構成され、（Ｅ／ｆ）一定制御方式の電圧指令演算手段１５３とｄｑ軸／三相座標変換器１５７を有する。周波数補正値演算手段２０Ｂも、例えばマイクロコンピュータにより構成される。
【０１７５】
実施の形態５で使用される周波数補正値演算手段２０Ｂは、図１に示す実施の形態１における周波数補正値演算手段２０における増幅ゲイン演算器２１０を、増幅ゲイン演算器２１０Ｂに置き換えたものである。周波数補正値演算手段２０Ｂでは、実施の形態１の周波数補正演算手段２０における入力部２０−Ｉ６が削除されている。その他は、図１に示す周波数補正値演算手段２０と同じに構成される。
【０１７６】
実施の形態５で使用される増幅ゲイン演算器２１０Ｂは、第１の増幅ゲイン演算部２１１と、第２の増幅ゲイン演算部２１２と、切替信号生成器２２３と、切替器２２５を有する。切替信号生成器２２３と、切替器２２５は、図１に示す実施の形態１で使用されたものと同じである。第１の増幅ゲイン演算部２１１は、図１に示す周波数補正値演算器２０において使用されたと同じ増幅ゲイン演算部２１３を用いて構成される。この増幅ゲイン演算部２１３は、定数記憶器２０３に記憶された誘導電動機１０Ｉに関する電気的定数に基づいて、数式６と数式７または数式６と数式２２にしたがって、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算し、それらを切替部２２５の入力ａへ供給する。
【０１７７】
第２の増幅ゲイン演算部２１２は、図１０に示す周波数補正値演算手段２０Ａにおいて使用されたと同じ増幅ゲイン演算部２１４を用いて構成される。この増幅ゲイン演算部２１４は、定数記憶器２０３に記憶された誘導電動機１０Ｉの電気的定数と、入力端２０−Ｉ３に供給されるインバータ周波数ωiに基づいて、数式５０と数式５１または数式５９と数式６０にしたがって、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算し、それらを切替部２２５の入力ｂに供給する。
【０１７８】
図１５に示す実施の形態５において、誘導電動機１０Ｉが定トルク領域ＣＴＡで運転される状態では、切替信号生成器２２３の切替信号ＳＳは、切替器２２５が入力ａに供給された増幅ゲイン演算部２１３からの増幅ゲインＧ１、Ｇ２を選択し、これを切替器２２５の出力ｃから増幅器２３０に供給するように動作させる。この誘導電動機１０Ｉが定トルク領域ＣＴＡで運転される状態では、増幅器２３０は、実施の形態１と同様に、増幅ゲイン演算部２１３が数式６と数式７または数式６と数式２２にしたがって演算した増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて、数式１０にしたがって周波数補正演算値Δωaを演算し、この周波数補正演算値Δωaを、出力選択器２３５の入力ａへ供給する。
【０１７９】
図１５に示す実施の形態５において、誘導電動機１０Ｉが定出力領域ＣＯＡで運転される状態では、切替信号生成器２２３の切替信号ＳＳは、切替器２２５が入力ｂに供給された増幅ゲイン演算部２１４からの増幅ゲインＧ１、Ｇ２を選択し、これらを切替器２２５の出力ｃから増幅器２３０に供給するように動作させる。この誘導電動機１０Ｉが定出力領域ＣＯＡで運転される状態では、増幅器２３０は、実施の形態３と同様に、増幅ゲイン演算部２１４が数式５０と数式５１または数式５９と数式６０にしたがって演算した増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて、数式１０にしたがって周波数補正演算値Δωaを演算し、この周波数補正演算値Δωaを、出力選択器２３５の入力ａへ供給する。
【０１８０】
結果として、実施の形態５における周波数補正値演算手段２０Ｂは、誘導電動機１０Ｉが定トルク領域ＣＴＡで運転される状態では、実施の形態１において増幅器２３０が増幅ゲイン演算部２１３による増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて電流偏差ΔＩを増幅する場合と同じ動作を行ない、また、誘導電動機１０Ｉが定出力領域ＣＯＡで運転される状態では、実施の形態３において増幅器２３０が増幅ゲイン演算部２１４による増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて電流偏差ΔＩを増幅する場合と同じ動作を行なう。したがって、誘導電動機１０Ｉが、定トルク領域ＣＴＡで運転される状態でも、また、それが定出力領域ＣＯＡで運転される状態でも、誘導電動機１０Ｉに流れる電流を電流制限指令値Ｉlimit以下に制限することができる。
【０１８１】
このように実施の形態５によれば、誘導電動機１０Ｉを定トルク領域ＣＴＡから定出力領域ＣＯＡまでの広範囲の速度領域において可変速駆動する場合において、電流制限を確実に行うことが可能となる。また、制御系の構成要素をそのままに、増幅器２３０のゲインＧ１、Ｇ２を切り替える構成としたことにより、制御系実装時のプログラムを簡素化することができる。なお、実施の形態５でも、増幅ゲイン演算部２１４による各ゲインＧ１、Ｇ２の演算において、インバータ周波数ωiの代わりに周波数指令値ω*を使用しても同様の効果を得ることができる。
【０１８２】
実施の形態５の変形例５Ａ．
図１６は、実施の形態５において、交流回転機１０を誘導電動機１０Ｉから、他の交流回転機、例えば同期電動機１０Ｓに置き換えた変形例である。この変形例５Ａでは、図１５に示す実施の形態５において、交流回転機１０が同期電動機１０Ｓで構成され、また、電圧指令手段１５が、電圧指令手段１５Ａに置き換えられ、インバータ周波数演算手段１７がインバータ周波数演算手段１７Ａに置き換えられ、さらに、安定化用ハイパスフィルタ４０が追加される。変形例５Ａは、その他は、図１５に示す実施の形態５と同じに構成される。
【０１８３】
変形例５Ａにおける電圧指令手段１５Ａは、図７に示す実施の形態１の変形例１Ａと同様に、（Ｅ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段として構成され、（Ｅ／ｆ）一定制御方式の電圧指令演算手段１５４と、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７を有する。変形例５Ａにおけるインバータ周波数演算手段１７Ａおよび安定化用ハイパスフィルタ４０は、図７に示す実施の形態１の変形例１Ａと同じである。
【０１８４】
この変形例５Ａでも、図１５に示すと同じ周波数補正値演算手段２０Ｂが使用される。この変形例５Ａにおいて、周波数補正値演算手段２０Ｂにおける増幅ゲイン演算部２１３は、同期電動機１０Ｓが定トルク領域ＣＴＡで運転される状態で、変形例１Ａと同様に、数式２６と数式２７にしたがって増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算し、また、増幅ゲイン演算部２１４は、同期電動機１０Ｓが定出力領域ＣＯＡで運転される状態で、数式５０と数式５１、または数式５９と数式６０を同期電動機１０Ｓに対応して変形した式にしたがって、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算する。
【０１８５】
結果として、実施の形態５の変形例５Ａにおける周波数補正値演算手段２０Ｂは、同期電動機１０Ｓが定トルク領域ＣＴＡで運転される状態では、実施の形態１の変形例１Ａにおいて増幅器２３０が増幅ゲイン演算部２１３による増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて電流偏差ΔＩを増幅する場合と同じ動作を行ない、また、同期電動機１０Ｓが定出力領域ＣＯＡで運転される状態では、実施の形態３の変形例３Ａにおいて増幅器２３０が増幅ゲイン演算部２１４による増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて電流偏差ΔＩを増幅する場合と同じ動作を行なう。したがって、同期電動機１０Ｓが、定トルク領域ＣＴＡで運転される状態でも、また、それが定出力領域ＣＯＡで運転される状態でも、同期電動機１０Ｓに流れる電流を電流制限指令値Ｉlimit以下に制限することができる。
【０１８６】
このように実施の形態５の変形例５Ａによれば、同期電動機１０Ｓを定トルク領域ＣＴＡから定出力領域ＣＯＡまでの広範囲の速度領域において可変速駆動する場合において、電流制限を確実に行なうことが可能となる。また、制御系の構成要素をそのままに、増幅器２３０のゲインＧ１、Ｇ２を切り替える構成としたことにより、制御系実装時のプログラムを簡素化することができる。なお、実施の形態５の変形例５Ａでも、増幅ゲイン演算部２１４による各ゲインＧ１、Ｇ２の演算において、インバータ周波数ωiの代わりに周波数指令値ω*を使用しても同様の効果を得ることができる。
【０１８７】
実施の形態６．
図１７は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態６を示すブロック図である。この実施の形態６では、図８に示す実施の形態２において、周波数補正値演算手段２０が、周波数補正値演算手段２０Ｂに置き換えられる。実施の形態６は、その他は、実施の形態２と同じに構成される。この実施の形態６では、図８に示す実施の形態２と同じに、交流回転機１０が誘導電動機１０Ｉで構成され、また、（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段１５Ｂが使用される。
【０１８８】
この実施の形態６でも、図１５に示すと同じ周波数補正値演算手段２０Ｂが使用される。この実施の形態６において、周波数補正値演算手段２０Ｂにおける増幅ゲイン演算部２１３は、誘導電動機１０Ｓが定トルク領域ＣＴＡで運転される状態で、実施の形態２と同様に、数式３７と数式３８にしたがって増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算し、また、増幅ゲイン演算部２１４は、誘導電動機１０Ｉが定出力領域ＣＯＡで運転される状態で、数式５０と数式５１、または数式５９と数式６０にしたがって、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算する。
【０１８９】
結果として、実施の形態６における周波数補正値演算手段２０Ｂは、誘導電動機１０Ｉが定トルク領域ＣＴＡで運転される状態では、実施の形態２において増幅器２３０が増幅ゲイン演算部２１３による増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて電流偏差ΔＩを増幅する場合と同じ動作を行ない、また、誘導電動機１０Ｉが定出力領域ＣＯＡで運転される状態では、実施の形態４において増幅器２３０が増幅ゲイン演算部２１４による増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて電流偏差ΔＩを増幅する場合と同じ動作を行なう。したがって、誘導電動機１０Ｉが、定トルク領域ＣＴＡで運転される状態でも、また、それが定出力領域ＣＯＡで運転される状態でも、誘導電動機１０Ｉに流れる電流を電流制限指令値Ｉlimit以下に制限することができる。
【０１９０】
このように実施の形態６によれば、誘導電動機１０Ｉを定トルク領域ＣＴＡから定出力領域ＣＯＡまでの広範囲の速度領域において可変速駆動する場合において、電流制限を確実に行なうことが可能となる。また、制御系の構成要素をそのままに、増幅器２３０のゲインＧ１、Ｇ２を切り替える構成としたことにより、制御系実装時のプログラムを簡素化することができる。なお、実施の形態６でも、増幅ゲイン演算部２１４による各ゲインＧ１、Ｇ２の演算において、インバータ周波数ωiの代わりに周波数指令値ω*を使用しても同様の効果を得ることができる。
【０１９１】
実施の形態６の変形例６Ａ．
図１８は、実施の形態６において、交流回転機１０を誘導電動機１０Ｉから、他の交流回転機、例えば同期電動機１０Ｓに置き換えた変形例である。この変形例６Ａでは、図１７に示す実施の形態６において、交流回転機１０が同期電動機１０Ｓで構成され、また、電圧指令手段１５Ｂが、電圧指令手段１５Ｃに置き換えられ、インバータ周波数演算手段１７がインバータ周波数演算手段１７Ａに置き換えられ、さらに、安定化用ハイパスフィルタ４０が追加される。この変形例６Ａは、その他は、図１７に示す実施の形態６と同じに構成される。
【０１９２】
変形例６Ａにおける電圧指令手段１５Ｃは、図９に示す実施の形態２の変形例２Ａと同じに（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段として構成され、（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令演算手段１５６と、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７を有する。変形例６Ａにおけるインバータ周波数演算手段１７Ａおよび安定化用ハイパスフィルタ４０は、図９に示す実施の形態２の変形例２Ａと同じである。
【０１９３】
この変形例６Ａでも、図１５に示すと同じ周波数補正値演算手段２０Ｂが使用される。この変形例６Ａにおいて、周波数補正値演算手段２０Ｂにおける増幅ゲイン演算部２１３は、同期電動機１０Ｓが定トルク領域ＣＴＡで運転される状態で、変形例２Ａと同様に、数式４７と数式４８にしたがって増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算し、また、増幅ゲイン演算部２１４は、同期電動機１０Ｓが定出力領域ＣＯＡで運転される状態で、数式５０と数式５１、または数式５９と数式６０を同期電動機１０Ｓに対応して変形した式にしたがって、増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算する。
【０１９４】
結果として、実施の形態６の変形例６Ａにおける周波数補正値演算手段２０Ｂは、同期電動機１０Ｓが定トルク領域ＣＴＡで運転される状態では、実施の形態２の変形例２Ａにおいて増幅器２３０が増幅ゲイン演算部２１３による増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて電流偏差ΔＩを増幅する場合と同じ動作を行ない、また、同期電動機１０Ｓが定出力領域ＣＯＡで運転される状態では、実施の形態４の変形例４Ａにおいて増幅器２３０が増幅ゲイン演算部２１４による増幅ゲインＧ１、Ｇ２を用いて電流偏差ΔＩを増幅する場合と同じ動作を行なう。したがって、同期電動機１０Ｓが、定トルク領域ＣＴＡで運転される状態でも、また、それが定出力領域ＣＯＡで運転される状態でも、同期電動機１０Ｓに流れる電流を電流制限指令値Ｉlimit以下に制限することができる。
【０１９５】
このように実施の形態６の変形例６Ａによれば、同期電動機１０Ｓを定トルク領域ＣＴＡから定出力領域ＣＯＡまでの広範囲の速度領域において可変速駆動する場合において、電流制限を確実に行なうことが可能となる。また、制御系の構成要素をそのままに、増幅器２３０のゲインＧ１、Ｇ２を切り替える構成としたことにより、制御系実装時のプログラムを簡素化することができる。なお、実施の形態６の変形例６Ａでも、増幅ゲイン演算部２１４による各ゲインＧ１、Ｇ２の演算において、インバータ周波数ωiの代わりに周波数指令値ω*を使用しても同様の効果を得ることができる。
【０１９６】
実施の形態７．
図１９は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態７を示すブロック図である。この実施の形態７は、図１５に示す実施の形態５における周波数補正値演算手段２０Ｂを、周波数補正値演算手段２０Ｃに置き換えたものである。その他は、実施の形態５と同じに構成される。この実施の形態７では、交流回転機１０が誘導電動機１０Ｉで構成され、また、（Ｅ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段１５が使用される。周波数補正値演算手段２０Ｃも、例えばマイクロコンピュータにより構成される。
【０１９７】
実施の形態７で使用される周波数補正値演算手段２０Ｃは、図１５に示す実施の形態５の周波数補正値演算手段２０Ｂにおける増幅ゲイン演算器２１０Ｂを、増幅ゲイン演算器２１０Ｃに置き換えたものである。周波数補正値演算手段２０Ｃは、その他は、周波数補正値演算手段２０Ｂと同じに構成される。増幅ゲイン演算器２１０Ｃは、図１５に示す実施の形態５の増幅ゲイン演算器２１０Ｂにおいて、さらに第１の増幅ゲイン演算部２１１に第１の増幅ゲイン調整部２１５を追加し、また第２の増幅ゲイン演算部２１２に第２の増幅ゲイン調整部２１６を追加したものである。その他は、増幅ゲイン演算器２１０Ｃは、増幅ゲイン演算器２１０Ｂと同じに構成される。
【０１９８】
第１の増幅ゲイン調整部２１５は、増幅ゲイン演算部２１３が演算した増幅ゲインＧ１、Ｇ２を受けて、その大きさを調整し、その大きさを調整した増幅ゲインＧ１、Ｇ２を切替部２２５の入力ａへ供給する。第２の増幅ゲイン調整部２１６は、増幅ゲイン演算部２１４が演算した増幅ゲインＧ１、Ｇ２を受けて、その大きさを調整し、その大きさを調整した増幅ゲインＧ１、Ｇ２を切替器２２５の入力ｂへ供給する。
【０１９９】
第１、第２の増幅ゲイン調整部２１５、２１６は、交流回転機１０が組み込まれた機械システムに対し、その機械システムにおける固有振動を調整するために、増幅ゲイン演算部２１３、２１４が演算した増幅ゲインＧ１、Ｇ２の大きさを調整する。具体的には、交流回転機１０を組み込んだ機械システムが、未知の大きな慣性モーメントに基づく固有振動を有する場合に、この機械システムに組み込まれた交流回転機１０に電流制限動作を行なうと、その機械システムの固有振動が電流制限応答に現われる。第１、第２の増幅ゲイン調整部２１５、２１６は、増幅ゲイン演算部２１３、２１４が演算した増幅ゲインＧ１、Ｇ２の大きさを調整することにより、電流制限応答に現われる固有振動を調整し、確実な電流制限性能を得ることを可能とし、これに基づいて、機械システムの固有振動を調整することが可能となる。
【０２００】
実施の形態７の変形例７Ａ．
図２０は、実施の形態７の変形例７Ａを示すブロック図である。この変形例７Ａは、実施の形態７において、交流回転機１０Ｉを同期電動機１０Ｓに置き換えたものであり、図７に示す変形例１Ａと同様に、電圧指令手段１５Ａおよびインバータ周波数演算手段１７Ａを使用し、また、安定化用ハイパスフィルタ４０を使用する。その他は、変形例７Ａは、図１９に示す実施の形態７と同じである。
【０２０１】
この変形例７Ａでも、図１９に示す実施の形態７と同じ周波数補正値演算手段２０Ｃが使用される。この周波数補正値演算手段２０Ｃでは、図１９に示すと同じ増幅ゲイン演算器２１０Ｃが使用され、これは実施の形態７と同じに第１、第２の増幅ゲイン調整部２１５、２１６を有する。これらの第１、第２の増幅ゲイン調整部２１５、２１６は、増幅ゲイン演算部２１３、２１４が演算した増幅ゲインＧ１、Ｇ２の大きさを調整することにより、同期電動機１０Ｓを組み込んだ機械システムから電流制限応答に現われる固有振動を調整し、確実な電流制限性能を得ることを可能とし、これに基づいて、機械システムの固有振動を調整することが可能となる。
【０２０２】
実施の形態８．
図２１は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態８を示すブロック図である。この実施の形態８は、実施の形態７において、電圧指令手段１５を図８に示す実施の形態２と同じ電圧指令手段１５Ｂに置き換えたものである。その他は、実施の形態８は、図１９に示す実施の形態７と同じに構成される。交流回転機１０は、誘導電動機１０Ｉにより構成される。
【０２０３】
この実施の形態８でも、図１９に示す実施の形態７と同じ周波数補正値演算手段２０Ｃが使用される。この周波数補正値演算手段２０Ｃでは、図１９に示すと同じ増幅ゲイン演算器２１０Ｃが使用され、これは実施の形態７と同じに第１、第２の増幅ゲイン調整部２１５、２１６を有する。これらの第１、第２の増幅ゲイン調整部２１５、２１６は、増幅ゲイン演算部２１３、２１４が演算した増幅ゲインＧ１、Ｇ２の大きさを調整することにより、誘導電動機１０Ｉを組み込んだ機械システムから電流制限応答に現われる固有振動を調整し、確実な電流制限性能を得ることを可能とし、これに基づいて、機械システムの固有振動を調整することが可能となる。
【０２０４】
実施の形態８の変形例８Ａ．
図２２は、実施の形態８の変形例８Ａによる交流回転機の制御装置を示すブロック図である。この変形例８Ａは、実施の形態８において、交流回転機１０Ｉを同期電動機１０Ｓに置き換えたものであり、図９に示す変形例２Ａと同様に、電圧指令手段１５Ｃおよびインバータ周波数演算手段１７Ａを使用し、また、安定化用ハイパスフィルタ４０を使用する。その他は、変形例８Ａは、図２１に示す実施の形態８と同じである。
【０２０５】
この変形例８Ａにおける電圧指令手段１５Ｃは、図９に示す実施の形態２の変形例２Ａと同じに（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段として構成され、（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令演算手段１５６と、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７を有する。変形例８Ａにおけるインバータ周波数演算手段１７Ａおよび安定化用ハイパスフィルタ４０は、実施の形態２の変形例２Ａと同じである。
【０２０６】
この変形例８Ａでも、図１９に示す実施の形態７と同じ周波数補正値演算手段２０Ｃが使用される。この周波数補正値演算手段２０Ｃでは、図１９に示すと同じ増幅ゲイン演算器２１０Ｃが使用され、これは実施の形態７と同じに第１、第２の増幅ゲイン調整部２１５、２１６を有する。これらの第１、第２の増幅ゲイン調整部２１５、２１６は、増幅ゲイン演算部２１３、２１４が演算した増幅ゲインＧ１、Ｇ２の大きさを調整することにより、同期電動機１０Ｓを組み込んだ機械システムから電流制限応答に現われる固有振動を調整し、確実な電流制限性能を得ることを可能とし、これに基づいて、機械システムの固有振動を調整することが可能となる。
【０２０７】
実施の形態９．
図２３は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態９を示すブロック図である。この実施の形態９は、図１５に示す実施の形態５において、電圧指令手段１５を電圧指令手段１５ａに置き換え、また、周波数補正値演算手段２０Ｂを、周波数補正値演算手段２０Ｂａに置き換えたものである。その他は、実施の形態９は、実施の形態５と同じに構成される。この実施の形態９では、交流回転機１０は誘導電動機１０Ｉにより構成される。電圧指令手段１５ａおよび周波数補正値演算手段２０Ｂａも、例えばマイクロコンピュータで構成される。
【０２０８】
この実施の形態９で使用される電圧指令手段１５ａは、第１の電圧指令演算手段１５１と、第２の電圧指令演算手段１５２と、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７と、電圧指令選択手段１５９を有する。この実施の形態９で使用される第１の電圧指令演算手段１５１は、第１、第２の２つの機能を持つ。第１の機能は、電圧印加手段１１に誘導電動機１０Ｉの電気的定数を測定するための測定用電圧指令ｖm*を供給し、誘導電動機１０Ｉの電気的定数を測定するための測定用単相交流電圧ｖmを電圧印加手段１１から誘導電動機１０に供給する機能である。第２の機能は、測定用単相交流電圧ｖmにより電圧印加手段１１から誘導電動機１０Ｉに流れる電流に基づいて、電流検出手段１３から出力される単相交流の測定電流ｉmを受けて誘導電動機１０Ｉの電気的定数を演算する機能である。
【０２０９】
第２の電圧指令演算手段１５２は、（Ｅ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段であり、図１５と同じ電圧指令演算手段１５３を用いて構成され、数式３と数式４にしたがってｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*を演算し、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７へ供給する。電圧指令選択手段１５９は、第１の電圧指令演算手段１５１から測定用電圧指令ｖm*を受ける入力部ａと、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７から三相電圧指令Ｖ*を受ける入力部ｂと、電圧印加手段１１に接続された出力部ｃを有する。この電圧指令選択手段１５９は、誘導電動機１０Ｉの電気的定数を測定する場合には、入力部ａを選択して出力部ｃに接続し、第１の電圧指令演算手段１５１から測定用電圧指令ｖm*を電圧印加手段１１に供給し、また、誘導電動機１０Ｉを駆動する場合には、入力部ｂを選択して出力部ｃに接続し、三相電圧指令Ｖ*を電圧印加手段１１に供給する。
【０２１０】
実施の形態９で使用される周波数補正値演算手段２０Ｂａは、図１５に示した実施の形態５における周波数補正値演算手段２０Ｂに対して、入力部２０−Ｉ７を追加したものである。この周波数補正値演算手段２０Ｂａは、その他は図１５に示した周波数補正値演算手段２０Ｂと同じに構成される。周波数補正値演算手段２０Ｂａは、実施の形態５と同じ電流偏差演算器２０１と、定数記憶器２０３と、増幅ゲイン演算器２１０Ｂと、増幅器２３０と、ゼロ値出力器２３１と、状態信号生成器２３３と、出力選択器２３５を内蔵する。この周波数補正値演算手段２０Ｂａにおいて、新たに追加された入力部２０−Ｉ７は、第１の電圧指令演算手段１５１に接続され、また周波数補正値演算手段２０Ｂａの内部の定数記憶器２０３に接続される。
【０２１１】
誘導電動機などの交流回転機１０の電気的定数を測定する定数測定装置は、本件出願と同じ出願人による国際公開公報ＷＯ２００６／００８８４６号公報に記載されているので詳細な説明は省略するが、実施の形態９における電圧指令選択手段１５９が、第１の電圧指令演算手段１５１による測定用電圧指令ｖm*を選択したときには、電圧印加手段１１から誘導電動機１０Ｉに対して、その電気的定数を測定するための測定用単相交流電圧ｖmが供給され、この測定用単相交流電圧ｖmにより誘導電動機１０Ｉに流れる単相交流の測定電流ｉmが電流検出手段１３から検出される。第１の電圧指令演算手段１５１は、これらの測定用電圧指令ｖm*と測定用単相交流電圧ｖmのいずれか一方、および測定電流ｉmに基づいて、誘導電動機１０Ｉの電気的定数を演算し、それを定数記憶器２０３に供給する。
【０２１２】
実施の形態９では、交流回転機１０が誘導電動機１０Ｉであり、増幅ゲイン演算部２１３が数式６と数式７または数式６と数式２２にしたがって、また増幅ゲイン演算部２１４が数式５０と数式５１、または数式５９と数式６０にしたがってそれぞれ増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算するので、これらの演算に必要な誘導電動機１０Ｉの電気的定数を第１の電圧指令演算手段１５１で演算し、それら定数記憶器２０３に記憶する。なお、電流制限応答速度の設定値ωxは、第１の電圧指令演算手段１５１によって測定されることなく、定数記憶器２０３に記憶される。なお、実施の形態９でも、増幅ゲイン演算部２１４による各ゲインＧ１、Ｇ２の演算において、インバータ周波数ωiの代わりに周波数指令値ω*を使用しても同様の効果を得ることができる。
【０２１３】
この実施の形態９によれば、誘導電動機１０Ｉの電気的定数が未知の場合にも、まず第１の電圧指令演算手段１５１を用いて、誘導電動機１０Ｉの電気的定数を測定し、定数記憶器２０３に記憶させることができる。その後、再び電圧指令選択手段１５９により、誘導電動機１０を駆動するよう第２の電圧指令演算手段１５２が出力するｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*による三相電圧指令Ｖ*を選択した場合には、適切に設計された増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２により周波数補正演算値Δωaを演算することができるため、所望の電流制限性能で確実に電流を電流制限指令値Ｉlimitに制限することが可能となる。
【０２１４】
なお、実施の形態９において、周波数補正値演算手段２０Ｂａは、図１に示す周波数補正値演算手段２０に入力部２０−Ｉ７を追加した周波数補正値演算手段２０ａ、図１０に示す周波数補正値演算手段２０Ａに、入力部２０−Ｉ７を追加した周波数補正値演算手段２０Ａａ、または図１９に示す周波数補正値演算手段２０Ｃに入力部２０−Ｉ７を追加した周波数補正手段２０Ｃａに置き換えることもできる。これらの周波数補正値演算手段２０ａ、２０Ａａ、２０Ｃａも、例えばマイクロコンピュータで構成され、追加された入力部２０−Ｉ７は、第１の電圧指令演算手段１５１と定数記憶器２０３とに接続され、第１の電圧指令演算手段１５１が演算した誘導電動機１０Ｉの電気的定数を定数記憶器２０３に記憶するように構成される。
【０２１５】
実施の形態９の変形例９Ａ．
図２４は、実施の形態９の変形例９Ａによる交流回転機の制御装置を示すブロック図である。この変形例９Ａは、図１６に示す実施の形態５の変形例５Ａにおいて、電圧指令手段１５Ａを電圧指令手段１５Ａａに置き換え、また、周波数補正値演算手段２０Ｂを、周波数補正値演算手段２０Ｂａに置き換えたものである。その他は、実施の形態９の変形例９Ａは、実施の形態５の変形例５Ａと同じに構成される。この実施の形態９の変形例９Ａでは、交流回転機１０は同期電動機１０Ｓにより構成される。電圧指令手段１５Ａａも、例えばマイクロコンピュータにより構成される。
【０２１６】
この変形例９Ａで使用される電圧指令手段１５Ａａは、実施の形態９と同様に、第１の電圧指令演算手段１５１と、第２の電圧指令演算手段１５２と、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７と、電圧指令選択手段１５９を有する。この変形例９Ａで使用される第１の電圧指令演算手段１５１は、図２３に示す第１の電圧指令演算手段１５１と同様に構成され、電圧印加手段１１に同期電動機１０Ｓの電気的定数を測定するための測定用電圧指令ｖm*を供給し、同期電動機１０Ｓの電気的定数を測定するための測定用単相交流電圧ｖmを電圧印加手段１１から同期電動機１０Ｓに供給する第１の機能と、測定用単相交流電圧ｖmにより電圧印加手段１１から同期電動機１０Ｓに流れる電流に基づいて、電流検出手段１３から出力される単相交流の測定電流ｉmを受けて同期電動機１０Ｓの電気的定数を演算する第２の機能を有する。第１の電圧指令演算手段１５１は、これらの測定用電圧指令ｖm*と測定用単相交流電圧ｖmのいずれか一方、および測定電流ｉmに基づいて、同期電動機１０Ｓの電気的定数を演算し、それを定数記憶器２０３に供給する。
【０２１７】
第２の電圧指令演算手段１５２は、（Ｅ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段であり、図１６に示す実施の形態５の変形例５Ａと同じ電圧指令演算手段１５４を用いて構成され、数式２４と数式２５にしたがってｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*を演算し、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７へ供給する。電圧指令選択手段１５９は、図２３に示すものと同じである。この電圧指令選択手段１５９は、同期電動機１０Ｓの電気的定数を測定する場合には、入力部ａを選択して出力部ｃに接続し、第１の電圧指令演算手段１５１から測定用電圧指令ｖm*を電圧印加手段１１に供給し、また、同期電動機１０Ｓを駆動する場合には、入力部ｂを選択して出力部ｃに接続し、三相電圧指令Ｖ*を電圧印加手段１１に供給する。
【０２１８】
変形例９Ａで使用される周波数補正値演算手段２０Ｂａは、実施の形態９と同じに構成される。この周波数補正値演算手段２０Ｂａにおいて、新たに追加された入力部２０−Ｉ７は、第１の電圧指令演算手段１５１に接続され、また周波数補正値演算手段２０Ｂａの内部の定数記憶器２０３に接続される。
【０２１９】
この変形例９Ａでは、交流回転機１０が同期電動機１０Ｓであり、増幅ゲイン演算部２１３が数式２６と数式２７にしたがって、また増幅ゲイン演算部２１４が、数式５０と数式５１、または数式５９と数式６０を同期電動機１０Ｓに対応して変更した式にしたがってそれぞれ増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算するので、これらの演算に必要な同期電動機１０Ｓの電気的定数を第１の電圧指令演算手段１５１で演算し、それら定数記憶器２０３に記憶する。なお、電流制限応答速度の設定値ωxは、第１の電圧指令演算手段１５１によって測定することなく、定数記憶器２０３に記憶される。なお、実施の形態９の変形例９Ａでも、増幅ゲイン演算部２１４による各ゲインＧ１、Ｇ２の演算において、インバータ周波数ωiの代わりに周波数指令値ω*を使用しても同様の効果を得ることができる。
【０２２０】
この変形例９Ａによれば、同期電動機１０Ｓの電気的定数が未知の場合にも、まず第１の電圧指令演算手段１５１を用いて、同期電動機１０Ｓの電気的定数を測定し、定数記憶器２０３に記憶させることができる。その後、再び電圧指令選択手段１５９により、同期電動機１０Ｓを駆動するよう第２の電圧指令演算手段１５２が出力するｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*による三相電圧指令Ｖ*を選択した場合には、適切に設計された増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２により周波数補正演算値Δωaを演算することができるため、所望の電流制限性能で確実に電流を電流制限指令値Ｉlimitに制限することが可能となる。
【０２２１】
なお、変形例９Ａにおいて、周波数補正値演算手段２０Ｂａは、図７に示す周波数補正値演算手段２０に入力部２０−Ｉ７を追加した周波数補正値演算手段２０ａ、図１２に示す周波数補正値演算手段２０Ａに入力部２０−Ｉ７を追加した周波数補正値演算手段２０Ａａ、または図２０に示す周波数補正値演算手段２０Ｃに入力部２０−Ｉ７を追加した周波数補正手段２０Ｃａに置き換えることもできる。これらの周波数補正値演算手段２０ａ、２０Ａａ、２０Ｃａも、例えばマイクロコンピュータで構成され、追加された入力部２０−Ｉ７は、第１の電圧指令演算手段１５１と定数記憶器２０３とに接続され、第１の電圧指令演算手段１５１が演算した誘導電動機１０Ｉの電気的定数を定数記憶器２０３に記憶するように構成される。
【０２２２】
実施の形態１０．
図２５は、この発明による交流回転機の制御装置の実施の形態１０を示すブロック図である。この実施の形態１０は、図１７に示す実施の形態６において、電圧指令手段１５Ｂを電圧指令手段１５Ｂａに置き換え、また、周波数補正値演算手段２０Ｂを、周波数補正値演算手段２０Ｂａに置き換えたものである。その他は、実施の形態１０は、実施の形態６と同じに構成される。この実施の形態１０では、交流回転機１０は誘導電動機１０Ｉにより構成される。電圧指令手段１５Ｂａも、例えばマイクロコンピュータで構成される。
【０２２３】
この実施の形態１０で使用される電圧指令手段１５Ｂａは、第１の電圧指令演算手段１５１と、第２の電圧指令演算手段１５２と、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７と、電圧指令選択手段１５９を有する。この実施の形態１０で使用される第１の電圧指令演算手段１５１は、図２３に示すものと同様に構成され、電圧印加手段１１に誘導電動機１０Ｉの電気的定数を測定するための測定用電圧指令ｖm*を供給し、誘導電動機１０Ｉの電気的定数を測定するための測定用単相交流電圧ｖmを電圧印加手段１１から誘導電動機１０Ｉに供給する第１の機能と、測定用単相交流電圧ｖmにより誘導電動機１０Ｉに流れる電流に基づいて、電流検出手段１３から出力される単相交流の測定電流ｉmを受けて誘導電動機１０Ｉの電気的定数を演算する第２の機能を有する。第１の電圧指令演算手段１５１は、これらの測定用電圧指令ｖm*と測定用単相交流電圧ｖmのいずれか一方、および測定電流ｉmに基づいて、誘導電動機１０Ｉの電気的定数を演算し、それを定数記憶器２０３に供給する。
【０２２４】
第２の電圧指令演算手段１５２は、（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段であり、図１７と同じ電圧指令演算手段１５５を用いて構成され、数式３５と数式３６にしたがってｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*を演算し、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７へ供給する。電圧指令選択手段１５９は、図２３に示すものと同じに構成される。この電圧指令選択手段１５９は、誘導電動機１０Ｉの電気的定数を測定する場合には、入力部ａを選択して出力部ｃに接続し、第１の電圧指令演算手段１５１から測定用電圧指令ｖm*を電圧印加手段１１に供給し、また、誘導電動機１０Ｉを駆動する場合には、入力部ｂを選択して出力部ｃに接続し、三相電圧指令Ｖ*を電圧印加手段１１に供給する。
【０２２５】
実施の形態１０で使用される周波数補正値演算手段２０Ｂａは、実施の形態９と同じに構成される。この周波数補正値演算手段２０Ｂａにおいて、新たに追加された入力部２０−Ｉ７は、第１の電圧指令演算手段１５１に接続され、また周波数補正値演算手段２０Ｂａの内部の定数記憶器２０３に接続される。
【０２２６】
この実施の形態１０では、交流回転機１０が誘導電動機１０Ｉであり、増幅ゲイン演算部２１３が数式３７と数式３８にしたがって、また増幅ゲイン演算部２１４が数式５０と数式５１、または数式５９と数式６０にしたがってそれぞれ増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算するので、これらの演算に必要な誘導電動機１０Ｉの電気的定数を第１の電圧指令演算手段１５１で演算し、それら定数記憶器２０３に記憶する。なお、電流制限応答速度の設定値ωxは、第１の電圧指令演算手段１５１によって測定することなく、定数記憶器２０３に記憶される。なお、実施の形態１０でも、増幅ゲイン演算部２１４による各ゲインＧ１、Ｇ２の演算において、インバータ周波数ωiの代わりに周波数指令値ω*を使用しても同様の効果を得ることができる。
【０２２７】
この実施の形態１０によれば、誘導電動機１０Ｉの電気的定数が未知の場合にも、まず第１の電圧指令演算手段１５１を用いて、誘導電動機１０Ｉの電気的定数を測定し、定数記憶器２０３に記憶させることができる。その後、再び電圧指令選択手段１５９により、誘導電動機１０Ｉを駆動するよう第２の電圧指令演算手段１５２が出力するｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*による三相電圧指令Ｖ*を選択した場合には、適切に設計された増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２により周波数補正演算値Δωaを演算することができるため、所望の電流制限性能で確実に電流を電流制限指令値Ｉlimitに制限することが可能となる。
【０２２８】
なお、実施の形態１０において、周波数補正値演算手段２０Ｂａは、図８に示す周波数補正値演算手段２０に入力部２０−Ｉ７を追加した周波数補正値演算手段２０ａ、図１３に示す周波数補正値演算手段２０Ａに入力部２０−Ｉ７を追加した周波数補正値演算手段２０Ａａ、または図２１に示す周波数補正値演算手段２０Ｃに入力部２０−Ｉ７を追加した周波数補正手段２０Ｃａに置き換えることもできる。これらの周波数補正値演算手段２０ａ、２０Ａａ、２０Ｃａも、例えばマイクロコンピュータで構成され、追加された入力部２０−Ｉ７は、第１の電圧指令演算手段１５１と定数記憶器２０３とに接続され、第１の電圧指令演算手段１５１が演算した誘導電動機１０Ｉの電気的定数を記憶するように構成される。
【０２２９】
実施の形態１０の変形例１０Ａ．
図２６は、実施の形態１０の変形例１０Ａによる交流回転機の制御装置を示すブロック図である。この変形例１０Ａは、図１８に示す実施の形態６の変形例６Ａにおいて、電圧指令手段１５Ｃを電圧指令手段１５Ｃａに置き換え、また、周波数補正値演算手段２０Ｂを、周波数補正値演算手段２０Ｂａに置き換えたものである。その他は、変形例１０Ａは、実施の形態６の変形例６Ａと同じに構成される。この変形例１０Ａでは、交流回転機１０は同期電動機１０Ｓにより構成される。電圧指令手段１５Ｃａも、例えばマイクロコンピュータにより構成される。
【０２３０】
この変形例１０Ａで使用される電圧指令手段１５Ｃａは、第１の電圧指令演算手段１５１と、第２の電圧指令演算手段１５２と、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７と、電圧指令選択手段１５９を有する。この変形例１０Ａで使用される第１の電圧指令演算手段１５１は、図２３に示すものと同様に構成され、電圧印加手段１１に同期電動機１０Ｓの電気的定数を測定するための測定用電圧指令ｖm*を供給し、同期電動機１０Ｓの電気的定数を測定するための測定用単相交流電圧ｖmを電圧印加手段１１から同期電動機１０Ｓに供給する第１の機能と、測定用単相交流電圧ｖmにより同期電動機１０Ｓに流れる電流に基づいて、電流検出手段１３から出力される単相交流の測定電流ｉmを受けて交流回転機１０の電気的定数を演算する第２の機能を有する。第１の電圧指令演算手段１５１は、これらの測定用電圧指令ｖm*と測定用単相交流電圧ｖmのいずれか一方、および測定電流ｉmに基づいて、同期電動機１０Ｓの電気的定数を演算し、それを定数記憶器２０３に供給する。
【０２３１】
第２の電圧指令演算手段１５２は、（Ｖ／ｆ）一定制御方式の電圧指令手段であり、図１８と同じ電圧指令演算手段１５６を用いて構成され、数式４４と数式４５にしたがってｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*を演算し、ｄｑ軸／三相座標変換器１５７へ供給する。電圧指令選択手段１５９は、図２３に示すものと同じに構成される。この電圧指令選択手段１５９は、同期電動機１０Ｓの電気的定数を測定する場合には、入力部ａを選択して出力部ｃに接続し、第１の電圧指令演算手段１５１から測定用電圧指令ｖm*を電圧印加手段１１に供給し、また、同期電動機１０Ｓを駆動する場合には、入力部ｂを選択して出力部ｃに接続し、三相電圧指令Ｖ*を電圧印加手段１１に供給する。
【０２３２】
変形例１０Ａで使用される周波数補正値演算手段２０Ｂａは、実施の形態９と同じに構成される。この周波数補正値演算手段２０Ｂａにおいて、新たに追加された入力部２０−Ｉ７は、第１の電圧指令演算手段１５１に接続され、また周波数補正値演算手段２０Ｂａの内部の定数記憶器２０３に接続される。
【０２３３】
この変形例１０Ａでは、交流回転機１０が同期電動機１０Ｓであり、増幅ゲイン演算部２１３が数式４７と数式４８にしたがって、また増幅ゲイン演算部２１４が、数式５０と数式５１、または数式５９と数式６０を同期電動機１０Ｓに対応して変更した式にしたがってそれぞれ増幅ゲインＧ１、Ｇ２を演算するので、これらの演算に必要な同期電動機１０Ｓの電気的定数を第１の電圧指令演算手段１５１で演算し、それら定数記憶器２０３に記憶する。なお、電流制限応答速度の設定値ωxは、第１の電圧指令演算手段１５１によって測定することなく、定数記憶器２０３に記憶される。なお、実施の形態１０の変形例１０Ａでも、増幅ゲイン演算部２１４による各ゲインＧ１、Ｇ２の演算において、インバータ周波数ωiの代わりに周波数指令値ω*を使用しても同様の効果を得ることができる。
【０２３４】
この変形例１０Ａによれば、同期電動機１０Ｓの電気的定数が未知の場合にも、まず第１の電圧指令演算手段１５１を用いて、同期電動機１０Ｓの電気的定数を測定し、定数記憶器２０３に記憶させることができる。その後、再び電圧指令選択手段１５９により同期電動機１０Ｓを駆動するよう第２の電圧指令演算手段１５２が出力するｄ軸電圧指令ｖｄ*とｑ軸電圧指令ｖｑ*による三相電圧指令Ｖ*を選択した場合には、適切に設計された増幅器２３０の増幅ゲインＧ１、Ｇ２により周波数補正演算値Δωaを演算することができるため、所望の電流制限性能で確実に電流を電流制限指令値Ｉlimitに制限することが可能となる。
【０２３５】
なお、変形例１０Ａにおいて、周波数補正値演算手段２０Ｂａは、図９に示す周波数補正値演算手段２０に入力部２０−Ｉ７を追加した周波数補正値演算手段２０ａ、図１４に示す周波数補正値演算手段２０Ａに入力部２０−Ｉ７を追加した周波数補正値演算手段２０Ａａ、または図２２に示す周波数補正値演算手段２０Ｃに入力部２０−Ｉ７を追加した周波数補正手段２０Ｃａに置き換えることもできる。これらの周波数補正値演算手段２０ａ、２０Ａａ、２０Ｃａも、例えばマイクロコンピュータで構成され、追加された入力部２０−Ｉ７は、第１の電圧指令演算手段１５１と定数記憶器２０３とに接続され、第１の電圧指令演算手段１５１が演算した同期電動機１０Ｓの電気的定数を定数記憶器２０３に記憶するように構成される。
【産業上の利用可能性】
【０２３６】
この発明による交流回転機の制御装置は、交流回転機、例えば誘導電動機および同期電動機の制御装置として利用される。
【符号の説明】
【０２３７】
１０：交流回転機、１１：電圧印加手段、１３：電流検出手段、１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ、１５ａ、１５Ａａ、１５Ｂａ、１５Ｃａ：電圧指令手段、
１５９：電圧指令選択器、１７、１７Ａ：インバータ周波数演算手段、
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０ａ、２０Ａａ、２０Ｂａ、２０Ｃａ：周波数補正値演算手段、２０１：電流偏差演算器、２０３：定数記憶器、２１０、２１０Ａ、２１０Ｂ、２１０Ｃ：増幅ゲイン演算器、２１１、２１２、２１３、２１４：増幅ゲイン演算部、２２３：切替信号生成部、２２５：切替部、２１５、２１６：ゲイン調整部、２３０：増幅器、２３３：状態信号生成器、２３５：出力選択器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流回転機に供給される電流を検出電流値として検出する電流検出手段と、周波数補正値を出力する周波数補正値演算手段と、周波数指令値と前記周波数補正値とに基づいてインバータ周波数を出力するインバータ周波数演算手段と、前記インバータ周波数にしたがって電圧指令値を演算する電圧指令手段と、前記電圧指令値に基づいて前記交流回転機に電圧を印加する電圧印加手段を備え、
前記周波数補正値演算手段は、
前記検出電流値と電流制限指令値とに基づいて電流偏差を出力する電流偏差演算器と、
前記交流回転機の電気的定数を記憶する定数記憶器と、
前記定数記憶器が出力する前記交流回転機の電気的定数と、任意の応答設定値を使用して増幅ゲインを演算する増幅ゲイン演算器と、
前記増幅ゲイン演算器により演算された前記増幅ゲインに基づいて、前記電流偏差演算器が出力した前記電流偏差を増幅して周波数補正演算値を演算する増幅器と、
前記交流回転機の所定の運転状態において、前記周波数補正演算値を前記周波数補正値として出力する出力選択器とを備えたことを特徴とする交流回転機の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の交流回転機の制御装置であって、前記増幅ゲイン演算器は、前記定数記憶器が出力する前記交流回転機の電気的定数と、前記任意の応答設定値に加えて、前記インバータ周波数と前記周波数指令値のいずれか一方を使用して前記増幅ゲインを演算して出力するようにしたことを特徴とする交流回転機の制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の交流回転機の制御装置であって、前記増幅ゲイン演算器は、
前記定数記憶器が出力する前記交流回転機の電気的定数と、前記任意の応答設定値を使用して第１の増幅ゲインを演算する第１の増幅ゲイン演算部と、
前記定数記憶器が出力する前記交流回転機の電気的定数と、前記任意の応答設定値に加えて、前記インバータ周波数と前記周波数指令値とのいずれか一方を使用して第２の増幅ゲインを演算する第２の増幅ゲイン演算部と、
前記インバータ周波数と前記周波数指令値と前記電圧指令値のうちの少なくともいずれか１つに基づき、切替信号を生成する切替信号生成部と、
前記切替信号に基づいて、前記第１の増幅ゲイン演算部による第１の増幅ゲインと、前記第２の増幅ゲイン演算部による第２の増幅ゲインを切替えて出力とする切替部を有し、
前記増幅器は、前記切替部から出力した第１の増幅ゲインと第２の増幅ゲインのいずれか一方に基づいて、前記電流偏差演算器から出力される電流偏差を増幅して前記周波数補正演算値を演算するようにしたことを特徴とする交流回転機の制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の交流回転機の制御装置であって、前記第１の増幅ゲイン演算部には、前記第１の増幅ゲインを調整する第１の増幅ゲイン調整部が、また、前記第２の増幅ゲイン演算部には、前記第２の増幅ゲインを調整する第２の増幅ゲイン調整部がそれぞれ設けられたことを特徴とする交流回転機の制御装置。
【請求項５】
請求項１記載の交流回転機の制御装置であって、前記電圧指令手段は、第１の電圧指令演算手段と、第２の電圧指令演算手段を有し、
前記第１の電圧指令演算手段は、前記交流回転機の電気的定数を測定するための測定用電圧指令を発生して、前記交流回転機に測定電圧を印加し、前記測定用電圧指令と前記測定電圧の一方と、前記測定電圧に基づいて流れる測定電流とに基づいて、前記交流回転機の電気的定数を演算し、それを前記定数記憶器に記憶し、
また前記第２の電圧指令演算手段は、前記インバータ周波数にしたがって電圧指令値を演算することを特徴とする交流回転機の制御装置。
【国際調査報告】
2010103627.tif 000149
2010103627.tif 000150
2010103627.tif 000151
2010103627.tif 000152