(57)【要約】    【課題】  誘導電動機を可変速制御する際に好適な該電動機の励磁インダクタンスの導出方法を提供する    【解決手段】  インバータ１を介して駆動する誘導電動機２の制御装置２０を積分器１２と座標変換器１３，１４と指令値演算器２１〜２３の内の何れか１台と定数演算器２４〜２７の内の何れか１台とで構成し、前記指令値演算器からの指令によりインバータ１から直流電圧を発生させ、この直流電圧による誘導電動機２への電流と該直流電圧とに基づいて誘導電動機２の励磁インダクタンス演算値Ｌｍ#を前記定数演算器で導出する誘導電動機２の制御方法により、誘導電動機２を回転させること無く前記演算値が得られる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導電動機に直流電圧を印加し、
このときに前記誘導電動機に流れる電流と前記直流電圧とに基づいて該誘導電動機の励磁インダクタンスを求め、
この求めた励磁インダクタンスに基づいて前記誘導電動機を可変速制御することを特徴とする誘導電動機の制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の誘導電動機の制御方法において、
電力変換装置に指令される前記誘導電動機の定格誘起電圧に対応した電圧指令値に基づいて該電力変換装置から前記直流電圧を発生させ、
このときに前記誘導電動機に流れる電流の検出値と前記電圧指令値とに基づいて該誘導電動機の励磁電流演算値を求め、
この励磁電流演算値に基づいて前記誘導電動機の励磁インダクタンス演算値を求め、
この励磁インダクタンス演算値を前記誘導電動機の可変速制御における電動機定数としたことを特徴とする誘導電動機の制御方法。
【請求項３】
請求項２に記載の誘導電動機の制御方法において、
前記誘導電動機の定格二次磁束値を前記電圧指令値で除算して得られる値に基づいた時間Ｔ0を予め算出し、
前記誘導電動機に前記直流電圧を印加した後の前記時間Ｔ0が経過した時の該電動機の電流検出値と、前記電圧指令値と、前記誘導電動機の二次抵抗値とから該誘導電動機の励磁電流演算値を導出し、
前記励磁インダクタンス演算値は前記定格二次磁束値を前記励磁電流演算値で除算演算して得られる値に基づくことを特徴とする誘導電動機の制御方法。
【請求項４】
請求項２に記載の誘導電動機の制御方法において、
前記誘導電動機の定格二次磁束値を前記電圧指令値で除算して得られる値に基づいた時間Ｔ0を予め算出し、この時間Ｔ0に対応したＮ（Ｎ≧１）個の時間Ｔ1，Ｔ2，・・・ＴN（Ｔ1＜Ｔ2＜・・・＜ＴN＜Ｔ0）を設定し、
前記誘導電動機に前記直流電圧を印加した後の前記時間Ｔ1，Ｔ2，・・・ＴN，Ｔ0それぞれが経過した時毎の該電動機の電流検出値と、前記電圧指令値と、前記誘導電動機の二次抵抗値とから該誘導電動機の励磁電流演算値をそれぞれ導出し、
前記励磁インダクタンス演算値は前記定格二次磁束値に係数Ｔ1／Ｔ0，Ｔ2／Ｔ0，・・・ＴN／Ｔ0，Ｔ0／Ｔ0それぞれを乗じた値と対応する前記励磁電流演算値それぞれで除算演算して得られるそれぞれの値に基づくことを特徴とする誘導電動機の制御方法。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の誘導電動機の制御方法において、
前記誘導電動機に前記直流電圧（ＶF）を印加する前に、先ず、前記ＶFとは逆極性でほぼ等しい振幅の直流電圧（ＶR）をＴR（ＴR＜Ｔ0）時間印加し、その直後から前記直流電圧（ＶF）を印加して前記時間ＴRが経過した時点を前記Ｔ0の始点としたことを特徴とする誘導電動機の制御方法。
【請求項６】
請求項３又は請求項４に記載の誘導電動機の制御方法において、
前記誘導電動機に前記直流電圧（ＶF）を前記Ｔ0時間印加した後、前記ＶFとは逆極性でほぼ等しい振幅の直流電圧（ＶR）を前記Ｔ0時間印加し、
前記直流電圧（ＶF）における前記励磁インダクタンス演算値と前記直流電圧（ＶR）における前記励磁インダクタンス演算値との平均値を求め、この平均値を新たな前記誘導電動機の励磁インダクタンス演算値としたことを特徴とする誘導電動機の制御方法。
【請求項７】
請求項１に記載の誘導電動機の制御方法において、
電力変換装置に指令される前記誘導電動機の定格誘起電圧に対応した電圧指令値に基づいて該電力変換装置から前記直流電圧を発生させ、
前記直流電圧が前記誘導電動機に印加された直後に該誘導電動機に流れる電流の検出値と該誘導電動機の二次抵抗値とに基づいて該誘導電動機の誘起電圧演算値を求め、
前記誘起電圧演算値と、前記定格誘起電圧値と、前記誘導電動機の定格二次磁束値とから該誘導電動機の二次磁束演算値を求め、
前記直流電圧が前記誘導電動機に印加されている期間中に該誘導電動機に流れる電流の検出値と前記電圧指令値とに基づいて該誘導電動機の励磁電流演算値を求め、
前記二次磁束演算値と、前記励磁電流演算値とから前記誘導電動機の励磁インダクタンス演算値を求め、
この励磁インダクタンス演算値を前記誘導電動機の可変速制御における電動機定数としたことを特徴とする誘導電動機の制御方法。
【請求項８】
請求項１に記載の誘導電動機の制御方法において、
電力変換装置に指令される前記誘導電動機の定格誘起電圧に対応した電圧指令値に基づいて該電力変換装置から前記直流電圧を発生させ、
前記直流電圧が前記誘導電動機に印加されている期間中の予め定めた区間の開始点および終了点での該誘導電動機に流れる電流の検出値それぞれと、該誘導電動機の二次抵抗値とに基づいて該誘導電動機の誘起電圧演算値を求め、
前記誘起電圧演算値と、前記定格誘起電圧値と、前記誘導電動機の定格二次磁束値とにから該誘導電動機の二次磁束演算値を求め、
前記直流電圧が前記誘導電動機に印加されている期間中に該誘導電動機に流れる電流の検出値と前記電圧指令値とに基づいて該誘導電動機の励磁電流演算値を求め、
前記二次磁束演算値と、前記励磁電流演算値とから前記誘導電動機の励磁インダクタンス演算値を求め、
この励磁インダクタンス演算値を前記誘導電動機の可変速制御における電動機定数としたことを特徴とする誘導電動機の制御方法。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載の誘導電動機の制御方法において、
前記誘導電動機の定格二次磁束値を前記電圧指令値で除算して得られる値に基づいた時間Ｔ0を予め算出し、
前記誘導電動機に前記直流電圧を印加した後の前記時間Ｔ0が経過した時の該電動機の電流検出値と、前記電圧指令値と、前記誘導電動機の二次抵抗値とから該誘導電動機の励磁電流演算値を導出することを特徴とする誘導電動機の制御方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の誘導電動機の制御方法において、
前記誘導電動機に前記直流電圧（ＶF）を印加する前に、先ず、前記ＶFとは逆極性でほぼ等しい振幅の直流電圧（ＶR）をＴR（ＴR＜Ｔ0）時間印加し、その直後から前記直流電圧（ＶF）を印加して前記時間ＴRが経過した時点を前記Ｔ0の始点としたことを特徴とする誘導電動機の制御方法。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０の何れかに記載の誘導電動機の制御方法において、
前記求めた励磁インダクタンス演算値を記憶し、この記憶した値を前記誘導電動機の可変速制御における電動機定数としたことを特徴とする誘導電動機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はインバータなどの電力変換装置により駆動される誘導電動機の制御方法に関し、特に、前記誘導電動機を可変速制御する際に用いられる電動機定数としての励磁インダクタンスの導出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１は、下記特許文献１に開示されている誘導電動機の制御方法を含む、この種の誘導電動機の制御装置の従来例を示す回路構成図である。
【０００３】
図１１において、１は後述の制御装置１０からの三相の電圧指令値ｖU*，ｖV*，ｖW*（交流量）それぞれをＰＷＭ演算して内蔵するインバータ主回路を形成するそれぞれの半導体スイッチへのオン・オフ駆動信号に変換し、これらのオン・オフ駆動信号に基づき前記インバータ主回路から通常は三相の交流電圧を発生するインバータ、２はインバータ１により給電される誘導電動機、３はインバータ１から誘導電動機２への電流、すなわち、誘導電動機２の一次電流ｉ1を検出する電流検出器、１０は指令値演算器１１と積分器１２と座標変換器１３，１４と定数演算器１５とから形成され、インバータ１を介して誘導電動機２を可変速制御する制御装置である。
【０００４】
この制御装置１０において、指令値演算器１１では指令される誘導電動機２の一次角周波数指令値ω1*と、この一次角周波数指令値ω1*を積分器１２による時間積分演算で得られる位相角指令値θ1*に基づき電流検出器３で検出された誘導電動機２の一次電流ｉ1を座標変換器１３による三相−二相変換およびｄ−ｑ軸変換したｉ1d，ｉ1qと、後述の定数演算器１５から得られる誘導電動機２の励磁インダクタンス演算値Ｌｍ#や他の電動機定数とから誘導電動機２のｄ軸電圧指令値ｖ1d*，ｑ軸電圧指令値ｖ1q*を演算し、これらの値を座標変換器１４へ出力している。また、この座標変換器１４では位相角指令値θ1*に基づきｄ軸電圧指令値ｖ1d*，ｑ軸電圧指令値ｖ1q*をα−β変換および二相−三相変換した前記電圧指令値ｖU*，ｖV*，ｖW*を生成し、これらの電圧指令値に基づいて誘導電動機２を可変速制御している。
【０００５】
この制御装置１０とインバータ１と電流検出器３とによる誘導電動機２の制御方法は、一般的なＶ／ｆ制御方式に磁束調節機能を付加したものと称されている。
【特許文献１】特開２００３−２４４９８２号公報  （第３，４頁、図１など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１１に示した誘導電動機２の従来の制御装置１０において、定数演算器１５では、先ず誘導電動機２を無負荷状態で回転させ、このときの前記一次角周波数指令値ω1*とｄ軸電圧指令値ｖ1d*，ｑ軸電圧指令値ｖ1q*と電流検出値ｉ1dとに基づいて誘導電動機２の電動機定数としての励磁インダクンス演算値Ｌｍ#を導出するようにしているが、この定数演算器１５では誘導電動機２が機械設備などに組み込まれ、この誘導電動機２を無負荷状態で回転させることが許されないときには、前記導出方法を用いることは困難である。
【０００７】
この発明の目的は、誘導電動機を可変速制御する際の電動機定数としての励磁インダクタンスを、該誘導電動機を回転させること無く導出できる誘導電動機の制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この第１の発明の誘導電動機の制御方法は、誘導電動機に直流電圧を印加し、このときに前記誘導電動機に流れる電流と前記直流電圧とに基づいて該誘導電動機の励磁インダクタンスを求め、この求めた励磁インダクタンスに基づいて前記誘導電動機を可変速制御することを特徴とする。
【０００９】
第２の発明は前記第１の発明の誘導電動機の制御方法において、
電力変換装置に指令される前記誘導電動機の定格誘起電圧に対応した電圧指令値に基づいて該電力変換装置から前記直流電圧を発生させ、このときに前記誘導電動機に流れる電流の検出値と前記電圧指令値とに基づいて該誘導電動機の励磁電流演算値を求め、この励磁電流演算値に基づいて前記誘導電動機の励磁インダクタンス演算値を求め、この励磁インダクタンス演算値を前記誘導電動機の可変速制御における電動機定数としたことを特徴とする。
【００１０】
第３の発明は前記第２の発明の誘導電動機の制御方法において、
前記誘導電動機の定格二次磁束値を前記電圧指令値で除算して得られる値に基づいた時間Ｔ0を予め算出し、前記誘導電動機に前記直流電圧を印加した後の前記時間Ｔ0が経過した時の該電動機の電流検出値と、前記電圧指令値と、前記誘導電動機の二次抵抗値とから該誘導電動機の励磁電流演算値を導出し、前記励磁インダクタンス演算値は前記定格二次磁束値を前記励磁電流演算値で除算演算して得られる値に基づくことを特徴とする。
【００１１】
第４の発明は前記第２の発明の誘導電動機の制御方法において、
前記誘導電動機の定格二次磁束値を前記電圧指令値で除算して得られる値に基づいた時間Ｔ0を予め算出し、この時間Ｔ0に対応したＮ（Ｎ≧１）個の時間Ｔ1，Ｔ2，・・・ＴN（Ｔ1＜Ｔ2＜・・・＜ＴN＜Ｔ0）を設定し、前記誘導電動機に前記直流電圧を印加した後の前記時間Ｔ1，Ｔ2，・・・ＴN，Ｔ0それぞれが経過した時毎の該電動機の電流検出値と、前記電圧指令値と、前記誘導電動機の二次抵抗値とから該誘導電動機の励磁電流演算値をそれぞれ導出し、前記励磁インダクタンス演算値は前記定格二次磁束値に係数Ｔ1／Ｔ0，Ｔ2／Ｔ0，・・・ＴN／Ｔ0，Ｔ0／Ｔ0それぞれを乗じた値と対応する前記励磁電流演算値それぞれで除算演算して得られるそれぞれの値に基づくことを特徴とする。
【００１２】
第５の発明は前記第３または第４の発明の誘導電動機の制御方法において、
前記誘導電動機に前記直流電圧（ＶF）を印加する前に、先ず、前記ＶFとは逆極性でほぼ等しい振幅の直流電圧（ＶR）をＴR（ＴR＜Ｔ0）時間印加し、その直後から前記直流電圧（ＶF）を印加して前記時間ＴRが経過した時点を前記Ｔ0の始点としたことを特徴とする。
【００１３】
第６の発明は前記第３または第４の発明の誘導電動機の制御方法において、
前記誘導電動機に前記直流電圧（ＶF）を前記Ｔ0時間印加した後、前記ＶFとは逆極性でほぼ等しい振幅の直流電圧（ＶR）を前記Ｔ0時間印加し、前記直流電圧（ＶF）における前記励磁インダクタンス演算値と前記直流電圧（ＶR）における前記励磁インダクタンス演算値との平均値を求め、この平均値を新たな前記誘導電動機の励磁インダクタンス演算値としたことを特徴とする。
【００１４】
第７の発明は前記第１の発明の誘導電動機の制御方法において、
電力変換装置に指令される前記誘導電動機の定格誘起電圧に対応した電圧指令値に基づいて該電力変換装置から前記直流電圧を発生させ、前記直流電圧が前記誘導電動機に印加された直後に該誘導電動機に流れる電流の検出値と該誘導電動機の二次抵抗値とに基づいて該誘導電動機の誘起電圧演算値を求め、前記誘起電圧演算値と、前記定格誘起電圧値と、前記誘導電動機の定格二次磁束値とから該誘導電動機の二次磁束演算値を求め、前記直流電圧が前記誘導電動機に印加されている期間中に該誘導電動機に流れる電流の検出値と前記電圧指令値とに基づいて該誘導電動機の励磁電流演算値を求め、前記二次磁束演算値と、前記励磁電流演算値とから前記誘導電動機の励磁インダクタンス演算値を求め、この励磁インダクタンス演算値を前記誘導電動機の可変速制御における電動機定数としたことを特徴とする。
【００１５】
第８の発明は前記第１の発明の誘導電動機の制御方法において、
電力変換装置に指令される前記誘導電動機の定格誘起電圧に対応した電圧指令値に基づいて該電力変換装置から前記直流電圧を発生させ、前記直流電圧が前記誘導電動機に印加されている期間中の予め定めた区間の開始点および終了点での該誘導電動機に流れる電流の検出値それぞれと、該誘導電動機の二次抵抗値とに基づいて該誘導電動機の誘起電圧演算値を求め、前記誘起電圧演算値と、前記定格誘起電圧値と、前記誘導電動機の定格二次磁束値とにから該誘導電動機の二次磁束演算値を求め、前記直流電圧が前記誘導電動機に印加されている期間中に該誘導電動機に流れる電流の検出値と前記電圧指令値とに基づいて該誘導電動機の励磁電流演算値を求め、前記二次磁束演算値と、前記励磁電流演算値とから前記誘導電動機の励磁インダクタンス演算値を求め、この励磁インダクタンス演算値を前記誘導電動機の可変速制御における電動機定数としたことを特徴とする。
【００１６】
第９の発明は前記第７または第８の発明の誘導電動機の制御方法において、
前記誘導電動機の定格二次磁束値を前記電圧指令値で除算して得られる値に基づいた時間Ｔ0を予め算出し、前記誘導電動機に前記直流電圧を印加した後の前記時間Ｔ0が経過した時の該電動機の電流検出値と、前記電圧指令値と、前記誘導電動機の二次抵抗値とから該誘導電動機の励磁電流演算値を導出することを特徴とする。
【００１７】
第１０の発明は前記第９の発明の誘導電動機の制御方法において、
前記誘導電動機に前記直流電圧（ＶF）を印加する前に、先ず、前記ＶFとは逆極性でほぼ等しい振幅の直流電圧（ＶR）をＴR（ＴR＜Ｔ0）時間印加し、その直後から前記直流電圧（ＶF）を印加して前記時間ＴRが経過した時点を前記Ｔ0の始点としたことを特徴とする。
【００１８】
第１１の発明は前記第１〜第１０の発明の誘導電動機の制御方法において、
前記求めた励磁インダクタンス演算値を記憶し、この記憶した値を前記誘導電動機の可変速制御における電動機定数としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、誘導電動機を回転させること無くその励磁インダクタンスを導出できるので、この誘導電動機が無負荷状態で回転させることを許されない用途に使用される場合にも、該誘導電動機の高精度の速度制御，トルク制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１はこの発明の第１の実施の形態を示す誘導電動機の制御装置の回路構成図であり、この図において、図１１に示した従来例構成と同一機能を有するものには同一符号を付して、ここではその説明を省略する。
【００２１】
すなわち、図１に示した誘導電動機２の制御装置２０には指令値演算器１１，定数演算器１５に代えて、指令値演算器２１〜２３のうちの何れか１台と、定数演算器２４〜２７のうちの何れか１台とを備えている。
【００２２】
図２は、図１に示した指令値演算器２１〜２３における部分詳細回路構成図であり、指令値演算器２１にはその１部として誘起電圧発生部２１ａと電圧指令値演算部２１ｂとを備え、同様に、指令値演算器２２には誘起電圧発生部２２ａ，電圧指令値演算部２２ｂを、指令値演算器２３には誘起電圧発生部２３ａ，電圧指令値演算部２３ｂを備えている。
【００２３】
また、図３は図１に示した定数演算器２４〜２７の詳細回路構成図であり、定数演算器２４は励磁電流演算部２４ａ，励磁インダクタンス演算部２４ｂから形成され、同様に、定数演算器２５は励磁電流演算部２５ａ，励磁インダクタンス演算部２５ｂから、定数演算器２６は励磁電流演算部２６ａ，励磁インダクタンス演算部２６ｂから、定数演算器２７は励磁電流演算部２７ａ，励磁インダクタンス演算部２７ｂから形成されている。
【００２４】
図４はこの発明の第２の実施の形態を示す誘導電動機の制御装置の回路構成図であり、図１に示した回路構成と同一機能を有するものには同一符号を付しており、図１では電圧指令値，電流検出値に誘導電動機２のｄ軸成分を使用しているのに対して、図４ではｑ軸成分を使用している以外は基本的に同じである。
【００２５】
すなわち、図４に示した誘導電動機２の制御装置３０には指令値演算器２１〜２３に代えて、指令値演算器３１〜３３のうちの何れか１台を備えている。
【００２６】
図５は、図４に示した指令値演算器３１〜３３における部分詳細回路構成図であり、指令値演算器３１にはその１部として誘起電圧発生部３１ａと電圧指令値演算部３１ｂとを備え、同様に、指令値演算器３２には誘起電圧発生部３２ａ，電圧指令値演算部３２ｂを、指令値演算器３３には誘起電圧発生部３３ａ，電圧指令値演算部３３ｂを備えている。
【００２７】
図１に示した誘導電動機２の制御装置２０および図４に示した制御装置３０における誘導電動機２の励磁インダクタンス演算値Ｌｍ#の導出方法を、図６に示した誘導電動機２の等価回路図と図７〜図１０に示した動作波形図とを参照しつつ、以下に説明をする。
【００２８】
図６は誘導電動機２の静止状態（すべりｓ＝１）における等価回路図を示し、この図において、励磁電流ｉMは下記数１式で表される。なお、以下の数式において、励磁インダクタンスＬｍ以外の他の電動機定数Ｒ1，Ｒ2，Ｌσ等は固定値あるいは周知の演算方法により求めた値とする。
〔数１〕
ｉM ＝ｉ1−ｉ2＝ｉ1−ｅ2DC／Ｒ2 
ここで、誘起電圧ｅ2DCは下記数２式で表される。
〔数２〕
ｅ2DC＝ｖ1−（Ｒ1＋ｐＬσ）ｉ1 
ここで、ｐは微分演算子である。
【００２９】
励磁インダクタンスＬｍは下記数３式で表される。
〔数３〕
Ｌｍ＝φ2／ｉM 
ここで、φ2は誘導電動機２の二次磁束である。
【００３０】
また、前記誘起電圧ｅ2DCに対応する直流電圧を誘導電動機２に印加すると、この直流電圧の通流時間Ｔと前記φ2，ｅ2DCとの間には下記数４式の関係がある。
〔数４〕
φ2 ＝ｅ2DC・Ｔ
図７は、この発明の誘導電動機の制御方法の第１の実施例を示す動作波形図であり、図１に示した制御装置２０における指令値演算器２１，定数演算器２４、または、図４に示した制御装置３０における指令値演算器３１，定数演算器２４での動作波形図である。
【００３１】
すなわち、通常運転前にインバータ１より誘導電動機２に直流電圧を印加して該電動機を回転させずに通流し、励磁インダクタンスＬｍを演算するときのものであり、制御装置２０における指令値演算器２１では誘起電圧発生部２１ａから誘起電圧指令値ｅ2DC*として、図７に示す如く誘導電動機２の定格二次磁束値に対応する直流の誘起電圧ｅ2DC0が発せられると、電圧指令値演算部２１ｂでは前記誘起電圧ｅ2DC0と座標変換器１３からの電流検出値ｉ1dとから前記数２式を用いて、誘導電動機２の一次電圧ｖ1に対応する値としてのｄ軸電圧指令値ｖ1d*を出力している。なお、このときには前記誘起電圧指令値ｅ2DC*が直流電圧であるため、電圧指令値演算部２１ｂからのｑ軸電圧指令値ｖ1q*および座標変換器１３からの電流検出値ｉ1qの値は零である。
【００３２】
定数演算器２４では、前記誘導電動機２の定格二次磁束値φ20と対応する直流の誘起電圧ｅ2DC0とから、予め前記数４式に基づいた時間Ｔ0を算出し、励磁電流演算部２４ａでは前記時間Ｔ0が経過したときの電圧指令値（ｖ1d*）と電流検出値（ｉ1d）と二次抵抗値（Ｒ2）とから前記数１式に基づいて誘導電動機２の励磁電流演算値ｉM#を求め、励磁インダクタンス演算部２４ｂでは励磁電流演算値ｉM#と誘起電圧ｅ2DC0とから前記数３式に基づいて、励磁インダクタンス演算値Ｌｍ#を導出し、この導出した値を定数演算器２４内のメモリ（図示せず）に記憶し、この記憶値を指令値演算器２１へ出力している。なお、定数演算器２４で得られた励磁インダクタンス演算値Ｌｍ#を記憶するメモリは指令値演算器２１内に設けてもよい。
【００３３】
その後の通常運転時には、指令値演算器２１では誘導電動機２の電動機定数としての前記記憶値と他の電動機定数とに基づいて、図１１に示した制御装置１０と同様に、電圧指令値を演算して誘導電動機２を可変速制御する。
【００３４】
また、制御装置３０における指令値演算器３１では、誘起電圧発生部３１ａから、図７に示す如く誘導電動機２の定格二次磁束値に対応する直流の誘起電圧ｅ2DC0が発せられると、電圧指令値演算部３１ｂでは前記誘起電圧ｅ2DC0と座標変換器１３からの電流検出値ｉ1qとから前記数２式を用いて、誘導電動機２の一次電圧ｖ1に対応する値としてのｑ軸電圧指令値ｖ1q*を出力している。なお、このときには電圧指令値演算部３１ｂからのｄ軸電圧指令値ｖ1d*および座標変換器１３からの電流検出値ｉ1dの値は零である。
【００３５】
この場合、定数演算器２４では前述の制御装置２０の定数演算器２４における電圧指令値（ｖ1d*），電流検出値（ｉ1d）に代えて、電圧指令値（ｖ1q*），電流検出値（ｉ1q）に基づいて誘導電動機２の励磁電流演算値ｉM#を導出すること以外は、基本的に前記と同様である。
【００３６】
図８は、この発明の誘導電動機の制御方法の第２の実施例を示す動作波形図であり、図１に示した制御装置２０における指令値演算器２１，定数演算器２５、または、図４に示した制御装置３０における指令値演算器３１，定数演算器２５での動作波形図である。
【００３７】
すなわち定数演算器２５では、前記誘導電動機２の定格二次磁束値φ20と対応する直流の誘起電圧ｅ2DC0とから、予め前記数４式に基づいた時間Ｔ0と、図８に示した実施例では前記Ｔ0の、例えば、約１／２（１／２に限るものではない）の値Ｔ1を前記Ｎ＝１として算出し、励磁電流演算部２５ａでは、先ず、前記時間Ｔ1が経過したときの電圧指令値（ｖ1d*）と電流検出値（ｉ1d）と誘起電圧［ｅ2DC0・Ｔ1／Ｔ0］と二次抵抗値（Ｒ2）とから前記数１式に基づいて誘導電動機２の励磁電流演算値ｉM#（１）を求め、励磁インダクタンス演算部２４ｂでは励磁電流演算値ｉM#（１）と誘起電圧［ｅ2DC0・Ｔ1／Ｔ0］とから前記数３式に基づいて、励磁インダクタンス演算値Ｌｍ#（１）を導出し、次に前記時間Ｔ0が経過したときの電圧指令値（ｖ1d*）と電流検出値（ｉ1d）とから前記数１式に基づいて誘導電動機２の励磁電流演算値ｉM#（０）を求め、励磁インダクタンス演算部２４ｂでは励磁電流演算値ｉM#（０）と誘起電圧ｅ2DC0とから前記数３式に基づいて、励磁インダクタンス演算値Ｌｍ#（０）を導出し、これらの導出した値を定数演算器２５内のメモリ（図示せず）に記憶し、これらの記憶値を指令値演算器２１へ出力している。なお、定数演算器２５で得られた励磁インダクタンス演算値Ｌｍ#を記憶するメモリは指令値演算器２１内に設けてもよい。
【００３８】
その後の通常運転時には、指令値演算器２１では誘導電動機２の電動機定数としての前記記憶値と他の電動機定数とに基づいて、図１１に示した制御装置１０と同様に、電圧指令値を演算して誘導電動機２を可変速制御する。
【００３９】
その結果、図８に示した誘導電動機２の制御方法では励磁インダクタンスＬｍの電流依存性を考慮した演算値を導出することができる。なお、上記実施例ではＮ＝１の場合を例に挙げたが、Ｎ＝２以上として、Ｔ1，Ｔ2，・・・ＴN（Ｔ1＜Ｔ2＜・・・＜ＴN＜Ｔ0）を設定し、各時間Ｔ1，Ｔ2，・・・それぞれが経過した時毎の電圧指令値（ｖ1d*）と電流検出値（ｉ1d）と二次抵抗値Ｒ2とから励磁電流演算値ｉM#（１），ｉM#（２），・・・を求め、これらの演算値と誘起電圧ｅ2DC0・Ｔ1／Ｔ0，ｅ2DC0Ｔ2／Ｔ0，・・・とから励磁インダクタンス演算値Ｌｍ#（１），Ｌｍ#（２），・・・を求めることができる。このように、前記Ｎを１個以上設定することにより、誘導電動機２を一定界磁領域から弱め界磁領域に亙って、該誘導電動機の高精度の速度制御，トルク制御を行う際に好適である。
【００４０】
図９は、この発明の誘導電動機の制御方法の第３の実施例を示す動作波形図であり、図１に示した制御装置２０における指令値演算器２２，定数演算器２６、または、図４に示した制御装置３０における指令値演算器３２，定数演算器２６での動作波形図である。
【００４１】
すなわち、図９に示した誘導電動機２の制御方法が、図８に示した制御方法と異なる点は、図９に示す如く誘導電動機２に前記誘起電圧ｅ2DC0に対応する直流電圧（ＶF）を印加する前に、先ず、前記ＶFとは逆極性でほぼ等しい振幅の直流電圧（ＶR）をＴR（ＴR＜Ｔ0）時間印加し、その直後から前記直流電圧（ＶF）を印加して前記時間ＴRが経過した時点を前記時間Ｔ1およびＴ0の始点としたことであり、この制御方法を用いることにより、誘導電動機２の励磁インダクタンスＬｍを導出する際の誘導電動機２の残留磁束による影響を軽減することができる。
【００４２】
なお、図９に示した誘起電圧指令値ｅ2DC*を用いて、前述の図７に示した方法により励磁インダクタンス演算値Ｌｍ#を求めてもよい。
【００４３】
図１０は、この発明の誘導電動機の制御方法の第４の実施例を示す動作波形図であり、図１に示した制御装置２０における指令値演算器２３，定数演算器２７、または、図４に示した制御装置３０における指令値演算器３３，定数演算器２７での動作波形図である。
【００４４】
すなわち、図１０に示した誘導電動機２の制御方法が図８に示した制御方法と異なる点は、図１０に示す如く誘導電動機２に誘起電圧ｅ2DC0に対応する前記直流電圧（ＶF）を前記Ｔ0時間印加した後、前記ＶFとは逆極性でほぼ等しい振幅の直流電圧（ＶR）を前記Ｔ0時間印加し、このとき、前記直流電圧（ＶF）における図１０に示した時間Ｔ1での励磁インダクタンス演算値Ｌｍ#（１F）と前記直流電圧（ＶR）における図１０に示した時間Ｔ1での励磁インダクタンス演算値Ｌｍ#（１R）との平均値を求め、この平均値を誘導電動機２の励磁インダクタンス演算値Ｌｍ#（１）とし、また、前記直流電圧（ＶF）における図１０に示す時間Ｔ0での励磁インダクタンス演算値Ｌｍ#（０）としていることであり、この制御方法を用いることにより、誘導電動機２の励磁インダクタンスＬｍのヒステリシス特性を相殺することができる。
【００４５】
また、図９，図１０に示した実施例においても、Ｎ＝２以上として、Ｔ1，Ｔ2，・・・ＴN（Ｔ1＜Ｔ2＜・・・＜ＴN＜Ｔ0）を設定し、各時間Ｔ1，Ｔ2，・・・それぞれが経過した時毎の電圧指令値と電流検出値と二次抵抗値Ｒ2とから励磁電流演算値それぞれを求め、これらの演算値に基づいてそれぞれの励磁インダクタンス演算値を求めてもよい。
【００４６】
図１２は、この発明の第３の実施の形態を示す誘導電動機の制御装置の回路構成図であり、この図において、図１１に示した従来例構成と同一機能を有するものには同一符号を付して、ここではその説明を省略する。
【００４７】
すなわち、図１２に示した誘導電動機２の制御装置４０には指令値演算器１１，定数演算器１５に代えて、指令値演算器４１，４２のうちの何れか１台と、定数演算器４３〜４６のうちの何れか１台とを備えている。
【００４８】
図１３は、図１２に示した指令値演算器４１，４２における部分詳細回路構成図であり、指令値演算器４１にはその１部として誘起電圧発生部４１ａと電圧指令値演算部４１ｂとを備え、同様に、指令値演算器４２には誘起電圧発生部４２ａ，電圧指令値演算部４２ｂを備えている。
【００４９】
また、図１４は図１２に示した定数演算器４３〜４６の詳細回路構成図であり、定数演算器４３は励磁電流演算部４３ａ，補正部４３ｂ，励磁インダクタンス演算部４３ｃから形成され、同様に、定数演算器２５は励磁電流演算部４４ａ，補正部４４ｂ，励磁インダクタンス演算部４４ｃから、定数演算器４５は励磁電流演算部４５ａ，補正部４５ｂ，励磁インダクタンス演算部４５ｃから、定数演算器４６は励磁電流演算部４６ａ，補正部４６ｂ，励磁インダクタンス演算部４６ｃから形成されている。
【００５０】
図１５は、この発明の第４の実施の形態を示す誘導電動機の制御装置の回路構成図であり、図１２に示した回路構成と同一機能を有するものには同一符号を付しており、図１２では電圧指令値，電流検出値に誘導電動機２のｄ軸成分を使用しているのに対して、図１５ではｑ軸成分を使用している以外は基本的に同じである。
【００５１】
すなわち、図１５に示した誘導電動機２の制御装置５０には指令値演算器４１，４２に代えて、指令値演算器５１，５２のうちの何れか１台を備えている。
【００５２】
図１６は、図１５に示した指令値演算器５１，５２における部分詳細回路構成図であり、指令値演算器５１にはその１部として誘起電圧発生部５１ａと電圧指令値演算部５１ｂとを備え、同様に、指令値演算器３２には誘起電圧発生部５２ａ，電圧指令値演算部５２ｂを備えている。
【００５３】
図１２に示した誘導電動機２の制御装置４０および図１５に示した制御装置５０における誘導電動機２の励磁インダクタンス演算値Ｌｍ#の導出方法を、図１７〜図２０に示した動作波形図とを参照しつつ、以下に説明をする。
【００５４】
図１７は、この発明の誘導電動機の制御方法の第５の実施例を示す動作波形図であり、図１２に示した制御装置４０における指令値演算器４１，定数演算器４３、または、図１５に示した制御装置５０における指令値演算器５１，定数演算器４３での動作波形図である。
【００５５】
すなわち、通常運転前にインバータ１より誘導電動機２に直流電圧を印加して該電動機を回転させずに通流し、励磁インダクタンスＬｍを演算するときのものであり、制御装置４０における指令値演算器４１では、誘起電圧発生部４１ａから誘起電圧指令値ｅ2DC*として、誘導電動機２の定格二次磁束値に対応する直流の誘起電圧ｅ2DC0が発せられると、電圧指令値演算部４１ｂでは、誘起電圧ｅ2DC0と座標変換器１３からの電流検出値ｉ1dとから前記数２式を用いて、誘導電動機２の一次電圧ｖ1に対応する値としてのｄ軸電圧指令値ｖ1d*を出力している。なお、このときには前記誘起電圧指令値ｅ2DC*が直流電圧であるため、電圧指令値演算部４１ｂからのｑ軸電圧指令値ｖ1q*および座標変換器１３からの電流検出値ｉ1qの値は零である。
【００５６】
定数演算器４３では、前記誘導電動機２の定格二次磁束値φ20と対応する直流の誘起電圧ｅ2DC0とから、予め前記数４式に基づいた時間Ｔ0を算出し、励磁電流演算部４３ａにおいて前記時間Ｔ0が経過したときの電圧指令値（ｖ1d*）と電流検出値（ｉ1d）と二次抵抗値（Ｒ2）とから前記数１式に基づいて誘導電動機２の励磁電流演算値ｉM#を求めている。
【００５７】
このとき補正部４３ｂでは、電圧指令値（ｖ1d*）が誘導電動機２に印加された直後の励磁インダクタンス（Ｌｍ）への電流（ｉM）がほぼ零と見做せることに着目し（図６参照）、電圧指令値（ｖ1d*）が印加された直後の電流検出値（ｉ1d）と、誘導電動機２の二次抵抗値（Ｒ2）とから下記数５式により、誘起電圧演算値ｅ2DCを求めている。
［数５］
ｅ2DC＝Ｒ2・ｉ1
さらに、補正部４３ｂでは上記数５式から得られたｅ2DCと誘導電動機２の定格二次磁束値（φ20）と対応する誘起電圧（ｅ2DC*）とから補正された二次磁束値（φ2C）を下記数６式に従って求め、励磁インダクタンス演算部２４ｂに出力している。
［数６］
φ2C＝（ｅ2DC／ｅ2DC*）φ20
すなわち、励磁インダクタンス演算部４３ｃでは、前記励磁電流演算値（ｉM#）と、前記二次磁束（φ2C）とから下記数７式に基づいて、励磁インダクタンス演算値Ｌｍ#を導出している。
［数７］
Ｌｍ#＝φ2C／ｉM#
上記数７式で導出した値を定数演算器２４内のメモリ（図示せず）に記憶し、この記憶値を指令値演算器２１へ出力している。なお、定数演算器４３で得られた励磁インダクタンス演算値Ｌｍ#を記憶するメモリは指令値演算器４１内に設けてもよい。
【００５８】
その後の通常運転時には、指令値演算器４１では誘導電動機２の電動機定数としての前記記憶値と他の電動機定数とに基づいて、図１１に示した制御装置１０と同様に、電圧指令値を演算して誘導電動機２を可変速制御する。
【００５９】
また、制御装置５０における指令値演算器５１では誘起電圧発生部５１ａから誘導電動機２の定格二次磁束値に対応する直流の誘起電圧ｅ2DC0が発せられると、電圧指令値演算部５１ｂでは誘起電圧ｅ2DC0と座標変換器１３からの電流検出値ｉ1qとから前記数２式を用いて、誘導電動機２の一次電圧ｖ1に対応する値としてのｑ軸電圧指令値ｖ1q*を出力している。なお、このときには電圧指令値演算部５１ｂからのｄ軸電圧指令値ｖ1d*および座標変換器１３からの電流検出値ｉ1dの値は零である。
【００６０】
この場合、定数演算器４３では前述の制御装置４０の定数演算器４３における電圧指令値（ｖ1d*），電流検出値（ｉ1d）に代えて、電圧指令値（ｖ1q*）と電流検出値（ｉ1q）とに基づいて誘導電動機２の励磁電流演算値ｉM#を導出すること以外は、基本的に前記と同様である。
【００６１】
図１８は、この発明の誘導電動機の制御方法の第６の実施例を示す動作波形図であり、図１２に示した制御装置４０における指令値演算器４１，定数演算器４４、または、図１５に示した制御装置５０における指令値演算器５１，定数演算器４４での動作波形図である。
【００６２】
すなわち定数演算器４４では、前記誘導電動機２の定格二次磁束値φ20と対応する直流の誘起電圧ｅ2DC0とから、予め前記数４式に基づいた時間Ｔ0を算出し、励磁電流演算部４４ａにおいて前記時間Ｔ0が経過したときの電圧指令値（ｖ1d*）と電流検出値（ｉ1d）と二次抵抗値（Ｒ2）とから前記数１式に基づいて誘導電動機２の励磁電流演算値ｉM#を求めている。
【００６３】
このとき補正部４４ｂでは、電圧指令値（ｖ1d*）が誘導電動機２に印加された直後の電流検出値（ｉ1d）は、主として、漏れインダクタンスＬσ（図６参照）の影響で一次遅れの変化をすることから、前記直流電圧が印加されている期間中で、電流検出値（ｉ1d）が直線状に変化する（図１８参照）印加開始時からの時間ｔ（１）とｔ（２）での誘導電動機２に流れる電流ｉ1（１）とｉ1（２）それぞれから下記数８式に基づいて、前記数５式と等価的な電流ｉ1Linを求めている。
［数８］
ｉ1Lin＝ｉｉ（１）
−ｔ（１）｛ｉ1（２）−ｉ1（１）｝／｛ｔ（２）−ｔ（１）｝
また、補正部４４ｂでは上記数８式での電流ｉ1Linと、誘導電動機２の二次抵抗値Ｒ2とから下記数９式により、誘起電圧演算値ｅ2DCを求めている。
［数９］
ｅ2DC＝Ｒ2・ｉ1Lin
さらに、補正部４４ｂでは上記数９式から得られたｅ2DCと誘導電動機２の定格二次磁束値（φ20）と対応する誘起電圧（ｅ2DC*）とから補正された二次磁束値（φ2C）を前記数６式に従って求め、励磁インダクタンス演算部２４ｃに出力している。
【００６４】
すなわち、励磁インダクタンス演算部４４ｃでは、前記励磁電流演算値（ｉM#）と、前記二次磁束（φ2C）とから前記数７式に基づいて励磁インダクタンス演算値Ｌｍ#を導出した値を、定数演算器２４内のメモリ（図示せず）に記憶し、この記憶値を指令値演算器２１へ出力している。なお、定数演算器４３で得られた励磁インダクタンス演算値Ｌｍ#を記憶するメモリは指令値演算器４１内に設けてもよい。
【００６５】
また、制御装置５０における定数演算器４４では、前述の制御装置４０の定数演算器４４における電圧指令値（ｖ1d*），電流検出値（ｉ1d）に代えて、電圧指令値（ｖ1q*）と電流検出値（ｉ1q）とに基づいて誘導電動機２の励磁電流演算値ｉM#を導出すること以外は、基本的に前記と同様である。
【００６６】
図１９は、この発明の誘導電動機の制御方法の第７の実施例を示す動作波形図であり、図１２に示した制御装置４０における指令値演算器４２，定数演算器４５、または、図１５に示した制御装置５０における指令値演算器５２，定数演算器４５での動作波形図である。
【００６７】
すなわち、図１９に示した誘導電動機２の制御方法が、図１７に示した制御方法と異なる点は、図１９に示す如く誘導電動機２に前記誘起電圧ｅ2DC0に対応する直流電圧（ＶF）を印加する前に、先ず、前記ＶFとは逆極性でほぼ等しい振幅の直流電圧（ＶR）をＴR（ＴR＜Ｔ0）時間印加し、その直後から前記直流電圧（ＶF）を印加して前記時間ＴRが経過した時点を前記時間Ｔ0の始点としたことであり、この制御方法を用いることにより、誘導電動機２の励磁インダクタンスＬｍを導出する際の誘導電動機２の残留磁束による影響を軽減することができる。
【００６８】
図２０は、この発明の誘導電動機の制御方法の第８の実施例を示す動作波形図であり、図１２に示した制御装置４０における指令値演算器４２，定数演算器４６、または、図１５に示した制御装置５０における指令値演算器５２，定数演算器４６での動作波形図である。
【００６９】
すなわち、図２０に示した誘導電動機２の制御方法が、図１８に示した制御方法と異なる点は、図２０に示す如く誘導電動機２に前記誘起電圧ｅ2DC0に対応する直流電圧（ＶF）を印加する前に、先ず、前記ＶFとは逆極性でほぼ等しい振幅の直流電圧（ＶR）をＴR（ＴR＜Ｔ0）時間印加し、その直後から前記直流電圧（ＶF）を印加して前記時間ＴRが経過した時点を前記時間Ｔ0およびｔ（１），ｔ（２）の始点としたことであり、この制御方法を用いることにより、誘導電動機２の励磁インダクタンスＬｍを導出する際の誘導電動機２の残留磁束による影響を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】この発明の第１の実施の形態を示す誘導電動機の制御装置の回路構成図
【図２】図１の部分詳細回路構成図
【図３】図１の部分詳細回路構成図
【図４】この発明の第２の実施の形態を示す誘導電動機の制御装置の回路構成図
【図５】図４の部分詳細回路構成図
【図６】図１および図４の動作を説明する誘導電動機の等価回路図
【図７】この発明の第１の実施例の動作を説明する波形図
【図８】この発明の第２の実施例の動作を説明する波形図
【図９】この発明の第３の実施例の動作を説明する波形図
【図１０】この発明の第４の実施例の動作を説明する波形図
【図１１】従来例を示す誘導電動機の制御装置の回路構成図
【図１２】この発明の第３の実施の形態を示す誘導電動機の制御装置の回路構成図
【図１３】図１２の部分詳細回路構成図
【図１４】図１２の部分詳細回路構成図
【図１５】この発明の第４の実施の形態を示す誘導電動機の制御装置の回路構成図
【図１６】図１５の部分詳細回路構成図
【図１７】この発明の第５の実施例の動作を説明する波形図
【図１８】この発明の第６の実施例の動作を説明する波形図
【図１９】この発明の第７の実施例の動作を説明する波形図
【図２０】この発明の第８の実施例の動作を説明する波形図
【符号の説明】
【００７１】
１…インバータ、２…誘導電動機、３…電流検出器、１０…制御装置、１１…指令値演算器、１２…積分器、１３，１４…座標変換器、１５…定数演算器、２０…制御装置、２１〜２３…指令値演算器、２４〜２７…定数演算器、３０…制御装置、３１〜３３…指令値演算器、４０…制御装置、４１，４２…指令値演算器、４３〜４６…定数演算器、５０…制御装置、５１，５２…指令値演算器。
【図１】
2006158178.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006158178.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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