(57)【要約】【課題】  電流制御により誘導電動機を駆動し、電動機起動時に所望のトルクを出力する電動機駆動装置を提供する。【解決手段】  本発明の電動機駆動装置は、速度指令値と速度推定値の偏差に基づいて電流指令値を演算する電流指令演算手段と、該電流指令値に基づいて出力電流を制御する電流制御手段と、出力電圧指令値または出力電圧検出値に基づいて周波数指令値を演算する周波数指令演算手段を備え、該誘導電動機の起動時に、速度指令値に応じて直接的に電流指令値と周波数指令値を演算し、これら電流、周波数指令値に応じて、出力電流及び出力周波数を制御する。【選択図】図１
2006238605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
速度指令値と速度推定値の偏差に基づいて電流指令値を演算する電流指令演算手段と、該電流指令値に基づいて出力電流を制御する電流制御手段と、出力電圧指令値または出力電圧検出値に基づいて周波数指令値を演算する周波数指令演算手段を備えた、誘導電動機を駆動する電動機駆動装置において、
前記誘導電動機の起動時に、速度指令値を用いて電流指令値と周波数指令値とを演算し、演算した電流指令値と周波数指令値とに応じて、出力電流と出力周波数とを制御する事を特徴とする電動機駆動装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記電流指令演算手段が、速度指令値と速度推定値の偏差を入力して第１のトルク指令を出力する速度制御部と、前記誘導電動機の起動時に、該速度制御部が出力する第１のトルク指令を低減する速度制御出力補正部とを備える事を特徴とする電動機駆動装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記電流指令演算手段が、前記速度指令値を入力して第２のトルク指令値を出力するトルク演算指令部を備え、誘導電動機の起動時に、前記第１のトルク指令値の大きさを低減し、前記第２のトルク指令値に基づいて電流指令値を演算する事を特徴とする電動機駆動装置。
【請求項４】
請求項２において、
前記電流指令演算手段が、前記速度指令値を入力して第２のトルク指令値を出力するトルク演算指令部を備え、誘導電動機の起動時に前記第２のトルク指令値を用いて電流指令値を演算し、誘導電動機が所定の速度以上では、前記第１のトルク指令値に基づいて電流指令値を演算する事を特徴とする電動機駆動装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記誘導電動機の起動時に、前記電流指令演算手段が前記速度指令値の変化幅に応じて出力電流の変化幅を制御し、前記周波数指令演算手段が前記速度指令値の変化幅に応じて出力周波数の変化幅を制御する事を特徴とする電動機駆動装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記誘導電動機の起動時に、前記出力周波数と出力電流との比を所定値に制御する事を特徴とする電動機駆動装置。
【請求項７】
請求項１において、
前記誘導電動機の起動時のすべり速度と出力電流との比が、起動後の所定の速度でのすべり速度と出力電流との比よりも小さくなるように制御する事を特徴とする電動機駆動装置。
【請求項８】
請求項１において、
前記誘導電動機の起動時における出力周波数の変化幅と出力電流の変化幅との比が、起動後所定の速度での出力周波数の変化幅と出力電流の変化幅との比より小さくなるように制御する事を特徴とする電動機駆動装置。
【請求項９】
請求項１において、
前記誘導電動機の起動時に、前記電流指令演算手段に前記速度指令値を加えて電流指令値を演算し、且つ前記速度指令値に応じて出力周波数を制御し、
前記速度指令値の変化幅が等しい条件で、起動時における前記出力周波数の変化幅と前記出力電流の変化幅との比が、起動後所定の速度以上の速度での前記出力周波数の変化幅と前記出力電流の変化幅との比よりも小さくなるように制御する事を特徴とする電動機駆動装置。
【請求項１０】
速度指令値と速度推定値の偏差に基づいて電流指令値を演算する電流指令演算手段と、該電流指令値に基づいて出力電流を制御する電流制御手段と、出力電圧指令値または出力電圧検出値に基づいて周波数指令値を演算する周波数指令演算手段と、誘導電動機のすべり速度を演算するすべり演算手段を備えた、誘導電動機を駆動する電動機駆動装置において、
前記すべり演算手段が、前記電流指令値のトルク電流成分もしくはトルク電流検出値のどちらか一方と、磁束指令もしくは励磁電流指令値もしくは励磁電流検出値のいずれか一方を用いて誘導電動機のすべり速度を演算し、
誘導電動機の起動時に、前記すべり速度演算値とトルク電流指令値の比あるいは、すべり速度演算値とトルク電流検出値の比が、起動後所定の速度以上の速度での、すべり速度演算値とトルク電流指令値の比あるいは、すべり速度演算値とトルク電流検出値の比よりも小さくなるように制御する事を特徴とする電動機駆動装置。
【請求項１１】
請求項１０において、
誘導電動機の起動時に、前記すべり速度演算値とトルク電流指令値の比あるいは、すべり速度演算値とトルク電流検出値の比に代えて、
前記すべり速度演算値と｛（トルク電流指令値もしくは検出値のどちらか一方）／（磁束指令値もしくは励磁電流指令値もしくは励磁電流検出値のいずれか一方）｝の比が、起動後の所定の速度以上の速度でのすべり速度演算値と｛（トルク電流指令値もしくは検出値のどちらか一方）／（磁束指令値もしくは励磁電流指令値もしくは励磁電流検出値のいずれか一方）｝の比より小さくなるように制御する事を特徴とする電動機駆動装置。
【請求項１２】
請求項１０において、
誘導電動機の起動時に、前記すべり速度演算値とトルク電流指令値の比あるいは、すべり速度演算値とトルク電流検出値の比に代えて、
前記すべり速度演算値と｛トルク指令値／（磁束指令値もしくは励磁電流指令値もしくは励磁電流検出値のいずれか一方の二乗）｝の比が、起動後の所定の速度以上の速度でのすべり速度演算値と｛トルク指令値／（磁束指令値もしくは励磁電流指令値もしくは励磁電流検出値のいずれか一方の二乗）｝の比より小さくなるように制御する事を特徴とする電動機駆動装置。
【請求項１３】
運転指令を出力する運転指令部と、電流指令値を演算する電流指令演算手段と、該電流指令値に基づいて出力電流を制御する電流制御手段と、出力電圧指令値または出力電圧検出値に基づいて周波数指令値を演算する周波数指令演算手段を備えた、誘導電動機を駆動する電動機駆動装置において、
該誘導電動機の起動時に、運転指令値に応じて電流指令値と周波数指令値を演算し、演算した電流指令値と周波数指令値に応じて、出力電流及び出力周波数を制御する事を特徴とする電動機駆動装置。
【請求項１４】
請求項１３において、
前記運転指令値がトルク指令であって、前記電動機駆動装置が該トルク指令を入力して速度指令値を出力する速度指令演算部を備え、
前記誘導電動機の起動時に、前記電流指令演算手段が運転指令値の変化幅に応じて出力電流の変化幅を制御し、前記周波数指令演算手段が前記運転指令値の変化幅に応じて出力周波数の変化幅を制御する事を特徴とする電動機駆動装置。
【請求項１５】
請求項１４において、前記誘導電動機の起動時に、前記速度指令値を、所定の時間変化率で所定値まで増加させることを特徴とする電動機駆動装置。
【請求項１６】
請求項１３において、前記誘導電動機の起動時に、出力周波数と出力電流との比を所定値に制御する事を特徴とする電動機駆動装置。
【請求項１７】
請求項１３において、前記誘導電動機の起動時のすべり速度と出力電流との比が、起動後所定の速度以上の速度でのすべり速度と出力電流との比より小さくなるように制御する事を特徴とする電動機駆動装置。
【請求項１８】
請求項１３において、前記誘導電動機の起動時の出力周波数の変化幅と出力電流の変化幅との比が、起動後所定の速度以上の速度での出力周波数の変化幅と出力電流の変化幅との比より小さくなるように制御する事を特徴とする電動機駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導電動機の可変速運転を行うための、電動機駆動装置に係わり、特に電動機の起動時に高トルクを出力できる駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化防止対策のための省エネ化や、生産設備の効率向上等のため、インバータによる電動機の可変速駆動が進んでいる。図８は誘導電動機の制御方式の従来技術の一例を示す。図８では速度推定値ωｒ＾が速度指令値ωｒ*に一致するように、速度制御部１１でトルク指令τ*を演算し、磁束指令演算部１２からの磁束指令Φ*と共に電流指令演算部１３で、トルク電流指令Ｉｑ*（電動機磁束に垂直）、励磁電流指令Ｉｄ*（電動機磁束に並行）を演算する。
【０００３】
すなわち、速度制御部１１、磁束指令演算部１２、電流指令演算部１３は、速度指令値ωｒ*と速度推定値ωｒ＾の偏差に基づいて、電流指令値を演算する電流指令演算手段を構成している。磁束成分に平行な軸（ｄ軸）と垂直な軸（ｑ軸）にベクトル分解して制御することから、ベクトル制御とも呼ばれる。トルク電流指令Ｉｑ*、励磁電流指令Ｉｄ*は各々ｑ軸電流制御部１４、ｄ軸電流制御部１５でトルク電流検出値ＩｑＦＢ＝トルク電流指令Ｉｑ*、励磁電流検出値ＩｄＦＢ＝励磁電流指令Ｉｄ*となるように、ｑ軸電圧指令Ｖｑ*とｄ軸電圧指令Ｖｄ*を演算する。これらは電流指令値に基づいて電流を制御する電流制御手段を構成する。ｄ軸電圧指令Ｖｄ*、ｑ軸電圧指令Ｖｑ*は後述のインバータの周波数指令値ω１*を積分することによって得られる位相θ１を用いて、３相の交流電圧指令Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*に変換される。そして３相交流電源１に接続されたＰＷＭインバータ２でＰＷＭ変調を行い、３相交流のインバータ出力電圧として誘導電動機３に印加する。ＰＷＭインバータは例えば、ＩＧＢＴなどの半導体素子を用いてスイッチングを行う。ｄ軸電圧指令Ｖｄ*、ｑ軸電圧指令Ｖｑ*は誘起電圧演算部１９により、例えば（数１）式、（数２）式のように、モータ誘起電圧Ｅｄ、Ｅｑに変換される。なお、ｒ１は電動機の１次抵抗、Ｌσは電動機の漏れインダクタンスの１次側換算値の和、Ｐは微分演算子（ｄ／ｄｔ）を示す。
【０００４】
Ｅｄ＝Ｖｄ*−ｒ１×Ｉｄ−Ｌσ×P×Ｉｄ＋ω１×Ｌσ×Ｉｑ            （数１）
Ｅｑ＝Ｖｑ*−ｒ１×Ｉｑ−Ｌσ×P×Ｉｑ−ω１×Ｌσ×Ｉｄ            （数２）
そして周波数指令演算部２０で、例えば（数３）式に従い周波数指令値ω１*を演算する。
【０００５】
ω１*＝Ｅｑ／Φ*                                                    （数３）
以上の様に誘起電圧演算部１９、周波数指令演算部２０は出力電圧指令値を基に周波数指令値ω１*を演算する、周波数指令演算手段を構成している。なお、周波数指令値ω１*は、電圧指令値の代わりに電圧検出値を用いて演算する場合もある。
【０００６】
すべり演算部１７ではトルク電流指令Ｉｑ*と磁束指令Φ*から（数４）式のように、電動機のすべり速度推定値ωｓ＾を演算する。さらに（数５）式のように、速度加算部１８で電動機の速度推定値ωｒ＾を演算する。なお、（数４）式でＴ２は電動機２次時定数、Ｍは電動機の相互インダクタンスである。
【０００７】
ωｓ＾＝１／Ｔ２×Ｍ×Ｉｑ*／Φ*                                    （数４）
ωｒ＾＝ω１*−ωｓ＾                                               （数５）
以上のように、速度推定値ωｒ＾が速度指令値ωｒ*に一致するように、トルク指令値τ*を決め、それによって決まる励磁電流指令Ｉｄ*、トルク電流指令Ｉｑ*に一致するよう、電流を制御する。なお、トルク指令τ*は速度指令値ωｒ*と速度推定値ωｒ＾の偏差に基づいて演算するのではなく、運転指令として直接トルク指令τ*を与える場合もある。
【０００８】
さらに、電動機の起動時に大きなトルクを発生させる必要がある場合に、磁束指令値を増加させて、トルク（∝電動機磁束×電流）を増加させる方法が、例えば特許文献１に開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特許３０７０３９１号公報（（００１１）段落の記載）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
（数６）式、（数７）式は電動機のｄ軸磁束Φ２ｄとｑ軸磁束Φ２ｑの関係を表す式である。Ｉｑ、Ｉｄはそれぞれ実トルク電流、実励磁電流である。実すべり速度ωｓはインバータ周波数ω１と電動機実速度ωｒとの差である。
【００１１】
Φ２ｄ＝１／（１＋Ｔ２・ｓ）×（Ｍ×Ｉｄ＋Ｔ２×ωｓ×Φ２ｑ）      （数６）
Φ２ｑ＝１／（１＋Ｔ２・ｓ）×（Ｍ×Ｉｑ−Ｔ２×ωｓ×Φ２ｄ）      （数７）
上述したベクトル制御では、ｄ軸磁束Φ２ｄ＝Ｍ×Ｉｄ、ｑ軸磁束Φ２ｑ＝０となるように実すべり速度ωｓを適正に制御する。電動機が回転していない状態では、実すべり速度ωｓ＝インバータ周波数ω１となる。実すべり速度ωｓ／実トルク電流Ｉｑが大きくなると、ｑ軸磁束Φ２ｑ＜０となり、ｄ軸磁束Φ２ｄが低下し、所望のトルクが出ない場合がある。
【００１２】
また、（数１）式、（数２）式の電動機定数に誤差があると、周波数指令値ω１*や速度推定値ωｒ＾に誤差が生じる。これらの誤差により、実すべり速度ωｓが適正値より大きくなり、磁束が低下し、大きなトルクが出ない場合がある。また、磁束指令を増加させると、電動機の磁束が飽和し、実際の磁束が指令通り発生せず、大きなトルクが出ない場合がある。
【００１３】
本発明は、上記の問題点の影響を無くし、電動機起動時に所望の大きなトルクを出力する電動機駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の電動機駆動装置は、速度指令値と速度推定値の偏差に基づいて電流指令値を演算する電流指令演算手段と、該電流指令値に基づいて出力電流を制御する電流制御手段と、出力電圧指令値または出力電圧検出値に基づいて周波数指令値を演算する周波数指令演算手段を備え、該誘導電動機の起動時に、速度指令値に応じて直接的に電流指令値と周波数指令値を演算し、これら電流、周波数指令値に応じて、出力電流及び出力周波数を制御する。また、起動時おける周波数と電流の比を所定値に制御し、すべり速度／電流を起動時は起動後よりも小さくする。また、電流指令値のトルク電流成分もしくはトルク電流検出値のどちらか一方と磁束指令もしくは励磁電流指令値のどちらか一方に基づいて誘導電動機のすべり速度を演算するすべり演算手段を備え、誘導電動機の起動時におけるすべり速度が、起動後の所定の速度以上での値よりも小さくなるように制御する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、誘導電動機の起動時に、速度指令値に応じて出力電流と出力周波数を制御し、また、起動時に磁束指令を増加させるのではなく、すべり速度を小さく制御することで、速度推定誤差等による過すべりによる磁束低下を抑制し、所望のトルクを出力できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下本発明の詳細を図面を用いながら説明する。
【実施例１】
【００１７】
本実施例の電動機駆動装置について図１を用いて、図８の従来技術と異なる部分について説明する。速度制御部１１により第１のトルク指令を演算し、トルク指令演算部３１により、速度指令値ωｒ*に応じて第２のトルク指令を演算する。第１のトルク指令と第２のトルク指令の合成をトルク指令τ*と呼ぶ。速度制御出力補正部３２では、起動時に速度制御部１１の出力をゼロに低減する。これにより、起動時には、速度指令値ωｒ*に応じてトルク指令τ*が演算され、さらに電流指令演算部１３により励磁電流指令値Ｉｄ*、トルク電流指令Ｉｑ*が演算される。なお、起動時とは電動機の速度がゼロから回転するまでの期間を示し、起動後とは所定速度、例えば定格速度の１０％以上で回転している状態とする。
【００１８】
本実施例では起動時、起動後の判断は速度指令値ωｒ*が所定速度に達したか否かで判断するが、その他に、例えば時間を判断基準とし、起動させるための駆動装置の動作開始から所定の時間が経過した場合に起動後と判断しても良い。またはトルク相当値（＝電圧×電流／速度）が所定値以上に上がってから、再び同じ値まで下がった時を起動後と判断しても良い。起動時には、周波数補正部３３を用いて、周波数指令値ω１*と速度指令値ωｒ*の偏差がゼロになるように、周波数指令値ω１*を補正する。これにより、周波数指令値ω１*を従来技術の（数５）式とは異なり、（数８）式のように速度推定値ωｒ＾やすべり速度推定値ωｓ＾には依らず、速度指令値ωｒ*に基づいて演算する。
【００１９】
ω１*＝ωｒ*                                                        （数８）
以上より、起動時は、従来の電圧指令や電圧検出値からの演算による周波数指令値ω１*誤差や速度推定誤差の影響を受けないよう、本実施例では速度指令値ωｒ*に応じて、励磁電流指令Ｉｄ*、トルク電流指令Ｉｑ*、周波数指令値ω１*を演算する。その後、電動機が起動し、速度指令値ωｒ*が所定の速度、例えば定格速度の１０％に到達した場合、速度制御出力補正部３２の出力をゼロから速度制御部１１の出力値に戻し、且つトルク指令演算部３１及び周波数補正部３３の出力をゼロに下げる。これにより起動後は、従来技術と同様に速度推定値ωｒ＾やすべり速度推定値ωｓ＾を用いて制御を行う。なお、速度制御出力補正部３２の出力は、ゼロに限らず小さな値で制御しても良い。
【００２０】
本実施例では、起動時には実すべり速度ωｓ＝周波数指令値ω１*＝速度指令値ωｒ*となる。また、実トルク電流Ｉｑは実すべり速度ωｓに比例して流れるため、周波数と電流は共に速度指令値ωｒ*に対して比例関係にある。従って、起動時における周波数と電流の比は所定値、例えば一定値になる。さらに起動時にはトルク指令演算部３１の出力を制御することで、実すべり速度ωｓ（起動時は周波数指令値ω１*）／電流の値を起動後に比べ小さく制御する。これにより、磁束低下を抑制し、所望のトルクを発生させる。なお、電流とは実トルク電流Ｉｑ、トルク電流検出値ＩｑＦＢの他、Ｉ１＝√（ＩｑＦＢ2＋ＩｄＦＢ2）≒Ｉｑを用いる。
【００２１】
また、速度指令値ωｒ*はゼロから所定の時間変化率で徐々に増加させ、実すべり速度ωｓの急激な増加を抑え、磁束低下を抑制し、所望のトルクを発生させる。この時、周波数と電流の変化幅を速度指令値ωｒ*の変化幅に対し、共に比例関係に制御し、起動時は周波数と電流の各々の変化幅の比を所定値、例えば一定値にし、その値を起動時は起動後に比べて小さく制御する。例えば、速度指令値ωｒ*が定格すべり速度程度変化した場合、出力電流は定格電流程度変化する。速度指令値ωｒ*の時間変化率は（定格すべり速度／電動機二次時定数）／１０より速い変化率で、所定値（例えば、定格すべり×所望トルク／定格トルク×２程度）まで増加させることで、徐々にトルクを増加させ、所望のトルクに到達する。
【００２２】
以上により、本実施例では、起動時にすべり速度推定値ωｓ＾や速度推定値ωｒ＾の影響を受けずに、速度指令値ωｒ*に応じて励磁電流指令Ｉｄ*、トルク電流指令Ｉｑ*、周波数指令値ω１*を演算し、実すべり速度ωｓ（起動時は周波数指令値ω１*）／電流を、小さく制御して磁束低下を抑え、所望のトルクを発生できる。
【実施例２】
【００２３】
本実施例について図２を用い、実施例１と異なる部分について説明する。本実施例では図１のトルク指令演算部３１の代わりに、速度推定値補正部３４を設け、起動時に速度推定値を低減する。これにより、速度制御部１１は速度指令値ωｒ*のみで制御され、実施例１と同様に、速度指令値ωｒ*に応じて、励磁電流指令Ｉｄ*、トルク電流指令Ｉｑ*、周波数指令値ω１*を演算するため、速度推定誤差等の影響を無くし、起動時に所望のトルクを発生できる。
【実施例３】
【００２４】
本実施例について図３を用い、実施例１、実施例２と異なる部分について説明する。すべり速度補正部３５により、すべり演算部１７の出力をｋ倍したものをすべり速度として、周波数指令値ω１*との差を取り、速度推定値ωｒ＾を演算する。ｋは起動時においてはゼロ以上１未満であるが、電動機起動後、実施例１のように所定の速度に到達した場合は、ｋを１に戻す。その後、速度制御出力補正部３２の出力をゼロから速度制御部１１の出力値に戻し、且つトルク指令演算部３１及び周波数補正部３３の出力をゼロに下げる。起動時、起動後の判断は実施例１と同様である。本実施例では周波数指令値ω１*を（数９）式で求める。
【００２５】
ω１*＝ωｒ*＋ωｓ＾×ｋ                                            （数９）
本実施例では、起動時に、ｋをゼロとすることで、実施例１、２と同様、すべり速度推定値ωｓ＾の影響を排除し、速度指令値ωｒ*に応じて、励磁電流指令Ｉｄ*、トルク電流指令Ｉｑ*、周波数指令値ω１*を制御し、実すべり速度ωｓ（起動時は周波数指令値ω１*）／電流を、起動時は起動後より小さく制御して、起動時に所望のトルクを発生できる。
【００２６】
また、（数４）式から、すべり速度推定値ωｓ＾／（トルク電流指令Ｉｑ*／磁束指令Φ*）＝Ｍ／Ｔ２×ｋとなり、その値は、起動時（０≦ｋ＜１）は起動後（ｋ＝１）に比べｋ倍小さくなる。同様に、磁束指令が一定の場合はすべり速度推定値ωｓ＾／トルク電流指令Ｉｑ*は起動時は起動後よりｋ倍（０≦ｋ＜１）小さい。この時トルク電流指令Ｉｑ*の代わりにトルク電流検出値ＩｑＦＢを用いてもよく、また実トルク電流Ｉｑは、通常実励磁電流Ｉｄよりも大きいので、電流Ｉ１＝√（ＩｑＦＢ2＋ＩｄＦＢ2）≒Ｉｑと見なし、実トルク電流ＩｑをＩ１で置き換えても良い。また、（数４）式におけるトルク電流指令Ｉｑ*はトルク指令τ*／磁束指令Φ*に比例するため、すべり速度推定値ωｓ＾もトルク指令τ*／（磁束指令Φ*2）に比例する。よって、すべり速度推定値ωｓ＾／（トルク指令τ*／磁束指令Φ*2）＝固定値×ｋとなり、その値は、起動時（０≦ｋ＜１）は起動後（ｋ＝１）に比べ、ｋ倍（０≦ｋ＜１）小さくなる。また、磁束指令Φ*＝Ｍ×励磁電流指令Ｉｄ*と定義した場合も同様に、すべり速度推定値ωｓ＾／（トルク電流指令Ｉｑ*／励磁電流指令Ｉｄ*）は、起動時は起動後に比べｋ倍小さくなる。また、励磁電流指令Ｉｄ*を励磁電流検出値ＩｄＦＢとしても同様である。なお、図３のように、すべり演算部１７の出力を補正する代わりに、すべり演算に用いる物理量を補正することでも同様の効果を得る。例えば、トルク電流指令Ｉｑ*をｋ倍したり、磁束指令Φ*を１／k倍しても良い。
【００２７】
さらに、速度指令値ωｒ*が変化（例えば加速）する場合、（数４）式で、実トルク電流Ｉｑの大きさ及び変化幅が実励磁電流Ｉｄのそれらよりも十分大きいと考えられる。そこで、すべり速度推定値ωｓ＾の変化幅Δωｓ＾は（数１０）式のようになる。ここでΔＩｑ*を出力電流変化幅ΔＩで置き換えた。
【００２８】
Δωｓ＾＝１／Ｔ２×Ｍ×ΔＩ／Φ*×ｋ                             （数１０）
ここで、起動時と起動後で、速度指令値ωｒ*の変化幅が等しい場合、起動時と起動後の周波数指令値ω１*の変化幅の差はすべり速度推定値ωｓ＾の変化幅の差に等しい。従って、速度指令値ωｒ*の変化幅が等しい条件、例えば、変化幅の差が定格速度の１％以内であれば等しいと考える条件で、Δωｓ＾／ΔＩについて、起動時は、起動後よりもｋの分小さくなる。すなわち、出力周波数と出力電流の各々の変化幅の比が、起動時は、起動後よりも小さくなる。
【００２９】
以上により、すべり速度の増加を、起動時において、起動後よりも小さくし、実施例１、２と同様、磁束低下を抑制し、所望のトルクを発生させる。また、実施例１と同じように、速度指令値ωｒ*と周波数指令演算部２０の出力の偏差に基づいて周波数指令演算部２０の出力を補正することでも、実施例１と同じ効果を得る。また、実施例２における、すべり演算部１７の出力に、すべり速度補正部３５を設けることでも、本実施例と同様の効果を得ることができる。
【実施例４】
【００３０】
本実施例について図４を用い、実施例１から実施例３と異なる部分について説明する。本実施例では電圧検出値を用い、誘起電圧演算部１９、周波数指令演算部２０を経て、周波数指令値ω１*を演算する。本実施例は、電圧指令値ではなく、電圧検出値から周波数指令値ω１*を演算した場合であり、実施例３と同じ効果を得る。また、実施例１と同じように、速度指令値ωｒ*と周波数指令演算部２０の出力の偏差に基づいて周波数指令値演算部２０の出力を補正することで実施例２と同じ効果を得る。また、実施例２において、図４の様に、電圧検出値を用い、誘起電圧演算部１９、周波数指令演算部２０を経て、周波数指令値ω１*を演算することで、実施例２と同じ効果を得、これにさらに実施例３で述べたように、すべり演算部１７の出力に、すべり速度補正部３５を設けることでも実施例３の効果を得ることができる。
【実施例５】
【００３１】
本実施例について図５を用い、実施例１から実施例４と異なる部分について説明する。本実施例では、速度制御部１１による第１のトルク指令とトルク指令演算部３１による第２のトルク指令を各々演算し、起動時には第２のトルク指令を用い、起動後所定の速度以上に到達した場合は、第１のトルク指令を用いる。トルク指令切替部４１で、起動時と判断した場合は第２のトルク指令を出力し、起動後と判断した場合は、第１のトルク指令を出力する。またこの切り替えによって、トルク指令が急峻に変化しないように、トルク指令変化率調整部４２によって、トルク指令がスムーズに切り替わるようにする。例えば、トルク指令変化率調整部４２はレートリミッタや一次遅れで構成する。
【実施例６】
【００３２】
本実施例について図６を用い、実施例１から実施例５と異なる部分について説明する。本実施例では、運転指令部５１からの運転指令としてトルク指令τ*を出力し、トルク指令τ*に応じて励磁電流指令Ｉｄ*、トルク電流指令Ｉｑ*を演算する。従来技術では周波数指令値ω１*を電圧指令値や電圧検出値からのみ求めているが、本実施例では速度指令演算部５２によって速度指令値ωｒ*を演算し、周波数切替部５３によって、起動時は周波数指令値ω１*＝速度指令値ωｒ*＝実すべり速度ωｓとし、起動後は従来技術と同様に周波数指令演算部２０による周波数指令値ω１*（＞実すべり速度ωｓ）を出力する。速度指令値ωｒ*はトルク指令τ*に比例した値とする。実トルク電流Ｉｑはトルク指令τ*に比例したトルク電流指令Ｉｑ*に一致して流れ、起動時はインバータ周波数ω１＝速度指令値ωｒ*となるため、周波数と電流がトルク指令τ*に対して共に比例関係にある。従って、起動時における周波数と電流の比は所定値、例えば一定値となる。さらに、速度指令演算部５２を制御し、実すべり速度ωｓ（起動時は周波数指令値ω１*）／電流を起動時は起動後に比べて小さくする。なお、図７にはすべり速度推定値ωｓ＾演算手段がないが、起動後は（数１１）式に従って、実すべり速度ωｓが発生する。
【００３３】
ωｓ＝１／Ｔ２×Ｍ×Ｉｑ／Φ                                      （数１１）
またトルク指令τ*を徐々に増加させ、起動時における周波数と電流の各々の変化幅の比を所定値、例えば一定値に制御し、その値を起動時は起動後に比べて小さくする。本実施例では、他の実施例と同様に起動時において、従来の電圧指令や電圧検出値からの演算による周波数指令値ω１*誤差や速度推定誤差の影響を無くし、所望のトルクを発生できる。本実施例は実施例４のように検出電圧を用いて周波数指令値ω１*を演算する場合にも同様の効果を得ることができる。
【実施例７】
【００３４】
本実施例について図７を用い、実施例１から実施例６と異なる部分について説明する。本実施例では、運転指令部５１からの運転指令としてトルク指令τ*、速度指令速度指令値ωｒ*、起動判断信号を出力する。起動時においてはトルク指令τ*を基に励磁電流指令Ｉｄ*、トルク電流指令Ｉｑ*を演算し、起動判断信号により、速度制御出力補正部３２によって速度制御部１１の出力を下げておく。起動判断信号は実施例１と同様、速度指令値ωｒ*や時間、トルク相当値などを用いて出力する。周波数補正部３３では、速度推定値ωｒ＾がゼロになるように周波数指令値ω１*を補正する。
【００３５】
これにより、周波数指令値ω１*＝すべり速度推定値ωｓ＾となるため、すべり速度補正部３５を調整することにより、周波数指令値ω１*を制御する。すべり速度補正部を調整することで、起動時において運転指令に応じて周波数と電流を制御する。これにより、起動時における周波数と電流の比や、変化幅の比を所定値に保つことができる。それにより他の実施例と同様、速度推定値等の誤差の影響を受けず、所望のトルクを発生できる。起動後は、周波数補正部３３の出力を下げ、トルク指令τ*を小さくし、速度制御出力補正部３２からの速度制御部１１の出力を用いて、従来通りの制御を行う。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施例１の電動機駆動装置の構成図である。
【図２】実施例２の電動機駆動装置の構成図である。
【図３】実施例３の電動機駆動装置の構成図である。
【図４】実施例４の電動機駆動装置の構成図である。
【図５】実施例５の電動機駆動装置の構成図である。
【図６】実施例６の電動機駆動装置の構成図である。
【図７】実施例７の電動機駆動装置の構成図である。
【図８】従来技術の電動機駆動装置の構成図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…交流電源、２…ＰＷＭインバータ、３…誘導電動機、１１…速度制御部、１２…磁束指令演算部、１３…電流指令演算部、１４…ｑ軸電流制御部、１５…ｄ軸電流制御部、１６…２相３相変換部、１７…すべり演算部、１８…速度加算部、１９…誘起電圧演算部、２０…周波数指令演算部、２１…積分器、２２…３相２相変換部、３１…トルク指令演算部、３２…速度制御出力補正部、３３…周波数補正部、３４…速度推定値補正部、３５…すべり速度補正部、４１…トルク指令切替部、４２…トルク指令変化率調整部、５１…運転指令部、５２…速度指令演算部、５３…周波数切替部。
【図１】
2006238605.tif 000003
【図２】
2006238605.tif 000004
【図３】
2006238605.tif 000005
【図４】
2006238605.tif 000006
【図５】
2006238605.tif 000007
【図６】
2006238605.tif 000008
【図７】
2006238605.tif 000009
【図８】
2006238605.tif 000010