(57)【要約】【課題】負荷へ供給する電気エネルギーが一時的に必要となり、電源からの電気エネルギーのみでは不十分な場合に、フライホイールに蓄積されたエネルギーを有効に利用する。【解決手段】モータ制御装置１のドループ速度生成部２１は、バス電圧フィードバックｅbusが低下すると、その低下分が反映されたドループ速度ωDRを生成し、速度指令ωFW*からドループ速度ωDRを減算して速度指令ωFWDR*を求め、速度指令ωFWDR*からエネルギー指令ωFW２を算出し、速度フィードバックωからエネルギーフィードバックω２を算出し、これらの間のエネルギー偏差を算出してドループ速度成分Δωを生成する。トルク指令生成部２２は、速度指令ωFW*と速度フィードバックωとの間の偏差にドループ速度成分Δωを反映し、速度制御により電流指令を求め、電流指令にドループ速度ωDRの微分値を反映して、トルク指令τ*を生成する。【選択図】図２
2018152963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から供給された交流電力を直流電力に変換するコンバータと、直流電力と交流電力とを双方向に変換し、前記交流電力を、フライホイールに連結されたモータへ供給するインバータと、前記コンバータと前記インバータとの間の直流バスに接続された負荷と、前記インバータを介して前記モータを制御するモータ制御装置とにより構成された制御システムの下で、駆動モード時に、前記電源から供給されたエネルギーを用いて、前記モータを一定速度で回転させ、前記フライホイールにエネルギーを蓄積させ、回生モード時に、前記フライホイールに蓄積されたエネルギーを、前記直流バスを介して前記負荷へ供給する前記モータ制御装置において、
所定の定常バス電圧指令から、前記直流バスの電圧として検出されたバス電圧フィードバックを減算してバス電圧偏差を求め、当該バス電圧偏差に基づいて、ドループの速度値を生成するドループ速度生成部と、
所定の速度指令から、前記モータの回転速度として検出または推定された速度フィードバックを減算して速度偏差を求め、当該速度偏差、及び前記ドループ速度生成部により生成された前記ドループの速度値に基づいて、トルク指令を生成するトルク指令生成部と、を備え、
前記バス電圧フィードバックが低下し、前記バス電圧偏差がマイナスの値となった場合、前記ドループ速度生成部は、前記バス電圧フィードバックの低下分が反映された前記ドループの速度値を求め、前記トルク指令生成部は、前記バス電圧フィードバックの低下分が反映された前記トルク指令を生成し、
前記トルク指令生成部により生成された前記トルク指令に基づいて、前記インバータにより前記交流電力が前記直流電力に変換され、前記フライホイールに蓄積されたエネルギーを、前記直流バスを介して前記負荷へ供給する、ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ制御装置において、
前記ドループ速度生成部は、
前記バス電圧偏差に基づいてドループ速度を生成し、所定の速度指令から前記ドループ速度を減算して新たな速度指令を求め、当該新たな速度指令に基づいて算出したエネルギー指令から、前記速度フィードバックに基づいて算出したエネルギーフィードバックを減算し、エネルギー偏差を求め、当該エネルギー偏差に基づいてドループ速度成分を生成し、
前記トルク指令生成部は、
前記速度偏差に、前記ドループ速度生成部により生成された前記ドループ速度成分を加算し、新たな速度偏差を求め、当該新たな速度偏差が０となるように電流指令を生成し、当該電流指令から、前記ドループ速度生成部により生成された前記ドループ速度の微分値を減算して新たな電流指令を求め、当該新たな電流指令に基づいて前記トルク指令を生成する、ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のモータ制御装置において、
前記ドループ速度生成部は、
前記バス電圧フィードバックを前記所定の定常バス電圧指令として保持する保持器と、
前記保持器により保持された前記所定の定常バス電圧指令から、前記バス電圧フィードバックを減算し、前記バス電圧偏差を求める第１の減算器と、
前記第１の減算器により求めた前記バス電圧偏差に、予め設定されたゲインを乗算し、乗算結果を出力するドループレギュレータと、
前記ドループレギュレータにより出力された前記乗算結果に対し所定範囲の制限を加え、制限後の乗算結果を出力する第１のリミッタと、
前記第１のリミッタにより出力された前記制限後の乗算結果に対し、所定のレートによるランプ処理を行い、前記ドループ速度を生成する第１のランプ器と、
前記所定の速度指令から、前記第１のランプ器により求めた前記ドループ速度を減算し、前記新たな速度指令を求める第２の減算器と、
前記第２の減算器により求めた前記新たな速度指令に、当該新たな速度指令の絶対値を乗算し、前記エネルギー指令を求める第１の乗算器と、
前記速度フィードバックに、当該速度フィードバックの絶対値を乗算し、前記エネルギーフィードバックを求める第２の乗算器と、
前記第１の乗算器により求めた前記エネルギー指令から、前記第２の乗算器により求めた前記エネルギーフィードバックを減算し、前記エネルギー偏差を求める第３の減算器と、
前記第３の減算器により求めた前記エネルギー偏差に、予め設定されたゲインを乗算し、前記ドループ速度成分を求めるエネルギーレギュレータと、
を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載のモータ制御装置において、
前記トルク指令生成部は、
前記ドループ速度生成部により生成された前記ドループ速度に対し、１次遅れフィルタ処理及び微分処理を施すドループ微分補償器と、
前記所定の速度指令から前記速度フィードバックを減算し、さらに前記ドループ速度生成部により生成された前記ドループ速度成分を加算し、前記新たな速度偏差を求める第４の減算器と、
前記第４の減算器により求めた前記新たな速度偏差が０となるように、前記電流指令を生成する速度制御器と、
前記速度制御器により生成された前記電流指令から、前記ドループ微分補償器により前記１次遅れフィルタ処理及び前記微分処理が施された前記ドループ速度成分を減算し、新たな電流指令を求める第５の減算器と、
前記第５の減算器により求めた前記新たな電流指令に対し、前記フライホイールのイナーシャの値を積分ゲインとした積分処理を施し、速度指令を生成し、当該速度指令から前記速度フィードバックを減算して速度偏差を求め、当該速度偏差に予め設定されたゲインを乗算し、負荷トルク補償値を求める負荷トルクＦＦ（フィードフォワード）補償器と、
前記第５の減算器により求めた前記新たな電流指令に、前記負荷トルクＦＦ補償器により求めた前記負荷トルク補償値を加算し、加算結果を出力する加算器と、
前記加算器により出力された前記加算結果に対し所定範囲の制限を加え、前記トルク指令を出力する第２のリミッタと、
を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フライホイール用のモータ制御装置に関し、特に、フライホイールに蓄積されたエネルギーを回生制御するモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フライホイールが連結されたモータを制御し、フライホイールに蓄積されたエネルギーを回生するモータ制御装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。このモータ制御装置によるモータの制御モードには、駆動モード、無負荷運転モード及び回生モードがある。
【０００３】
駆動モードは、電力をモータへ供給することでモータを駆動し、フライホイールを一定速度で回転させるモードである。無負荷運転モードは、モータへの電力の供給を停止し、フライホイールをその慣性力で回転させるモードである。また、回生モードは、フライホイールが回転することで蓄積された機械エネルギーを電気エネルギーに変換するモードである。
【０００４】
一般に、電源から供給された電気エネルギーを用いて負荷を運転する場合、フライホイールに蓄積されたエネルギーは、バックアップとして利用される。モータ制御装置は、駆動モードのときに、モータを駆動してフライホイールを一定速度で回転させる。そして、モータ制御装置は、駆動モードから無負荷運転モードに変更して、フライホイールをその慣性力で回転させる。これにより、フライホイールにはエネルギーが蓄積され、その慣性力にて回転状態を維持する。
【０００５】
ここで、停電が発生し、電源からの電気エネルギーの供給が制限されることがあり得る。また、電源から負荷へ電気エネルギーが供給され、負荷が運転している状態であっても、負荷が一時的に重くなり、より以上の電気エネルギーが必要となることがあり得る。このような場合に、モータ制御装置は、その状態を検知し、制御モードを回生モードに設定し、フライホイールに蓄積された機械エネルギーを電気エネルギーに変換し、電気エネルギーを負荷へ供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１７１２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述のモータ制御装置では、必ずしも速やかに回生モードへ移行できるとは限らないという問題があった。このため、フライホイールに蓄積されたエネルギーを、十分に有効利用していない可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、負荷へ供給する電気エネルギーが一時的に必要となり、電源からの電気エネルギーのみでは不十分な場合に、フライホイールに蓄積されたエネルギーを有効に利用可能なモータ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するために、請求項１のモータ制御装置は、電源から供給された交流電力を直流電力に変換するコンバータと、直流電力と交流電力とを双方向に変換し、前記交流電力を、フライホイールに連結されたモータへ供給するインバータと、前記コンバータと前記インバータとの間の直流バスに接続された負荷と、前記インバータを介して前記モータを制御するモータ制御装置とにより構成された制御システムの下で、駆動モード時に、前記電源から供給されたエネルギーを用いて、前記モータを一定速度で回転させ、前記フライホイールにエネルギーを蓄積させ、回生モード時に、前記フライホイールに蓄積されたエネルギーを、前記直流バスを介して前記負荷へ供給する前記モータ制御装置において、所定の定常バス電圧指令から、前記直流バスの電圧として検出されたバス電圧フィードバックを減算してバス電圧偏差を求め、当該バス電圧偏差に基づいて、ドループの速度値を生成するドループ速度生成部と、所定の速度指令から、前記モータの回転速度として検出または推定された速度フィードバックを減算して速度偏差を求め、当該速度偏差、及び前記ドループ速度生成部により生成された前記ドループの速度値に基づいて、トルク指令を生成するトルク指令生成部と、を備え、前記バス電圧フィードバックが低下し、前記バス電圧偏差がマイナスの値となった場合、前記ドループ速度生成部が、前記バス電圧フィードバックの低下分が反映された前記ドループの速度値を求め、前記トルク指令生成部が、前記バス電圧フィードバックの低下分が反映された前記トルク指令を生成し、前記トルク指令生成部により生成された前記トルク指令に基づいて、前記インバータにより前記交流電力が前記直流電力に変換され、前記フライホイールに蓄積されたエネルギーを、前記直流バスを介して前記負荷へ供給する、ことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２のモータ制御装置は、請求項１に記載のモータ制御装置において、前記ドループ速度生成部が、前記バス電圧偏差に基づいてドループ速度を生成し、所定の速度指令から前記ドループ速度を減算して新たな速度指令を求め、当該新たな速度指令に基づいて算出したエネルギー指令から、前記速度フィードバックに基づいて算出したエネルギーフィードバックを減算し、エネルギー偏差を求め、当該エネルギー偏差に基づいてドループ速度成分を生成し、前記トルク指令生成部が、前記速度偏差に、前記ドループ速度生成部により生成された前記ドループ速度成分を加算し、新たな速度偏差を求め、当該新たな速度偏差が０となるように電流指令を生成し、当該電流指令から、前記ドループ速度生成部により生成された前記ドループ速度の微分値を減算して新たな電流指令を求め、当該新たな電流指令に基づいて前記トルク指令を生成する、ことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３のモータ制御装置は、請求項２に記載のモータ制御装置において、前記ドループ速度生成部が、前記バス電圧フィードバックを前記所定の定常バス電圧指令として保持する保持器と、前記保持器により保持された前記所定の定常バス電圧指令から、前記バス電圧フィードバックを減算し、前記バス電圧偏差を求める第１の減算器と、前記第１の減算器により求めた前記バス電圧偏差に、予め設定されたゲインを乗算し、乗算結果を出力するドループレギュレータと、前記ドループレギュレータにより出力された前記乗算結果に対し所定範囲の制限を加え、制限後の乗算結果を出力する第１のリミッタと、前記第１のリミッタにより出力された前記制限後の乗算結果に対し、所定のレートによるランプ処理を行い、前記ドループ速度を生成する第１のランプ器と、前記所定の速度指令から、前記第１のランプ器により求めた前記ドループ速度を減算し、前記新たな速度指令を求める第２の減算器と、前記第２の減算器により求めた前記新たな速度指令に、当該新たな速度指令の絶対値を乗算し、前記エネルギー指令を求める第１の乗算器と、前記速度フィードバックに、当該速度フィードバックの絶対値を乗算し、前記エネルギーフィードバックを求める第２の乗算器と、前記第１の乗算器により求めた前記エネルギー指令から、前記第２の乗算器により求めた前記エネルギーフィードバックを減算し、前記エネルギー偏差を求める第３の減算器と、前記第３の減算器により求めた前記エネルギー偏差に、予め設定されたゲインを乗算し、前記ドループ速度成分を求めるエネルギーレギュレータと、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４のモータ制御装置は、請求項２または３に記載のモータ制御装置において、前記トルク指令生成部が、前記ドループ速度生成部により生成された前記ドループ速度に対し、１次遅れフィルタ処理及び微分処理を施すドループ微分補償器と、前記所定の速度指令から前記速度フィードバックを減算し、さらに前記ドループ速度生成部により生成された前記ドループ速度成分を加算し、前記新たな速度偏差を求める第４の減算器と、前記第４の減算器により求めた前記新たな速度偏差が０となるように、前記電流指令を生成する速度制御器と、前記速度制御器により生成された前記電流指令から、前記ドループ微分補償器により前記１次遅れフィルタ処理及び前記微分処理が施された前記ドループ速度成分を減算し、新たな電流指令を求める第５の減算器と、前記第５の減算器により求めた前記新たな電流指令に対し、前記フライホイールのイナーシャの値を積分ゲインとした積分処理を施し、速度指令を生成し、当該速度指令から前記速度フィードバックを減算して速度偏差を求め、当該速度偏差に予め設定されたゲインを乗算し、負荷トルク補償値を求める負荷トルクＦＦ（フィードフォワード）補償器と、前記第５の減算器により求めた前記新たな電流指令に、前記負荷トルクＦＦ補償器により求めた前記負荷トルク補償値を加算し、加算結果を出力する加算器と、前記加算器により出力された前記加算結果に対し所定範囲の制限を加え、前記トルク指令を出力する第２のリミッタと、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、負荷へ供給する電気エネルギーが一時的に必要となり、電源からの電気エネルギーのみでは不十分な場合に、フライホイールに蓄積されたエネルギーを有効に利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態によるモータ制御装置を含む制御システムの構成例を示す全体図である。
【図２】モータ制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】ドループ速度生成部の構成例を示すブロック図である。
【図４】トルク指令生成部の構成例を示すブロック図である。
【図５】計算機シミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。
〔制御システム〕
図１は、本発明の実施形態によるモータ制御装置を含む制御システムの構成例を示す全体図である。この制御システムは、モータ制御装置１、電源２、リアクタ３、ＰＷＭ（パルス幅変調）コンバータ４、平滑用コンデンサ５、ＰＷＭインバータ６、モータ７、フライホイール８、電圧検出器９、ＰＧ（パルスジェネレータ）１０及び負荷１１を備えて構成される。
【００１６】
制御システムは、電源２から供給される電気エネルギーを、ＰＷＭコンバータ４及びＰＷＭインバータ６を介して、モータ７へ供給し、モータ７に連結されたフライホイール８を一定速度で回転させる。これにより、フライホイール８にエネルギーが蓄積され、モータ７及びフライホイール８はフライホイールＵＰＳ（フライホイール８を用いた無停電電源装置）として機能する。
【００１７】
また、制御システムは、ＰＷＭコンバータ４、ＰＷＭインバータ６及び負荷１１の間の直流バスの電圧が低下した場合、フライホイール８に蓄積されたエネルギーを、モータ７からＰＷＭインバータ６（及び直流バス）を介して負荷１１へ供給する。直流バスの電圧は、電圧検出器９によりバス電圧フィードバックｅbusとして検出される。
【００１８】
例えば、電源２から供給される電気エネルギーが低下したり、負荷１１が一時的に重くなったりして、電源２からの電気エネルギーのみでは不十分になることがある。このような状況では、負荷１１へ供給する電気エネルギーが不足し、直流バスの電圧が低下する。負荷１１に対しより以上の電気エネルギーが必要となった場合、直流バスの電圧が低下し、フライホイール８に蓄積されたエネルギーが回生される。電源２が停電し、電源２からの電気エネルギーの供給が停止した場合も同様である。
【００１９】
ここで、負荷１１は、直流バスに接続された装置であり、当該直流バスをエネルギー源として動作するインバータ、ＤＣ−ＤＣコンバータ等である。
【００２０】
さらに、制御システムは、負荷１１が元の状態に戻り、フライホイール８からの回生が不要となった場合、電源２からの電気エネルギーをモータ７へ供給し、フライホイール８を元の一定速度で回転させる。これにより、フライホイール８には、以前と同様のエネルギーが蓄積される。
【００２１】
モータ制御装置１は、電圧検出器９から直流バスの電圧であるバス電圧フィードバックｅbusを入力すると共に、ＰＧ１０からモータ７及びフライホイール８の回転速度である速度フィードバックωを入力する。そして、モータ制御装置１は、モータ７を一定速度で回転させ、フライホイール８にエネルギーを蓄積する。
【００２２】
尚、モータ制御装置１は、内部でフライホイール８の回転速度を推定し、これを推定速度フィードバックω＾とし、ＰＧ１０から入力する速度フィードバックωの代わりに、推定速度フィードバックω＾を用いるようにしてもよい。
【００２３】
また、モータ制御装置１は、バス電圧フィードバックｅbusが低下すると、フライホイール８に蓄積されたエネルギーを回生するためのトルク指令τ*を生成する。そして、モータ制御装置１は、トルク指令τ*をＰＷＭインバータ６へ出力する。
【００２４】
これにより、フライホイール８に蓄積された機械エネルギーが電気エネルギーに変換され、電気エネルギーが、モータ７からＰＷＭインバータ６を介して負荷１１へ供給される。つまり、フライホイール８に蓄積されたエネルギーが回生される。回生モードにおいては、フライホイール８の回転速度である速度フィードバックωは低下する。
【００２５】
さらに、モータ制御装置１は、バス電圧フィードバックｅbusが元の値（後述する定常バス電圧指令ｅbus*の値）に戻ると、モータ７を一定速度で回転させるためのトルク指令τ*を生成し、フライホイール８にエネルギーを蓄積する。これにより、駆動モードに戻り、速度フィードバックωは元の一定速度に戻る。
【００２６】
リアクタ３は、電源２からＰＷＭコンバータ４へ供給される交流電力のエネルギー制御用のインダクタンス機器であり、電流変化を抑制するために用いられる。
【００２７】
ＰＷＭコンバータ４は、電源２から交流電力が供給され、交流電力を直流電力に変換し、直流電力を、平滑用コンデンサ５を介してＰＷＭインバータ６及び負荷１１へ供給する。
【００２８】
平滑用コンデンサ５は、ＰＷＭコンバータ４、ＰＷＭインバータ６及び負荷１１の間の直流バスに挿入されている。平滑用コンデンサ５は、ＰＷＭコンバータ４からＰＷＭインバータ６及び負荷１１へ供給される直流電力、並びに、ＰＷＭインバータ６から負荷１１へ供給される直流電力の電圧を平滑化する。
【００２９】
ＰＷＭインバータ６は、可変速制御により直流電力と交流電力とを双方向に変換する装置である。ＰＷＭインバータ６は、モータ制御装置１からトルク指令τ*を入力する。ＰＷＭインバータ６は、駆動モードにおいて、トルク指令τ*に基づいて、ＰＷＭコンバータ４から供給された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ７へ供給する。これにより、モータ７は、トルク指令τ*に基づいて可変速制御され一定速度で回転する。そして、フライホイール８は慣性により回転し、フライホイール８には機械エネルギーが蓄積される。
【００３０】
一方、ＰＷＭインバータ６は、回生モードにおいて、モータ７から供給された交流電力を直流電力に変換し、直流電力を負荷１１へ供給する。これにより、フライホイール８に蓄積された機械エネルギーが電気エネルギーに変換され、電気エネルギーが負荷１１へ供給される。
【００３１】
モータ７は、フライホイール８に連結されており、例えばインダクションモータ、ＩＰＭモータ、シンクロナスリラクタンスモータ等が用いられる。モータ７の種類は、フライホイール８を駆動させることが可能であれば、何でもよい。
【００３２】
電圧検出器９は、ＰＷＭコンバータ４、ＰＷＭインバータ６及び負荷１１の間の直流バスの電圧を、バス電圧フィードバックｅbusとして検出する。バス電圧フィードバックｅbusはモータ制御装置１へ入力される。ＰＧ１０は、モータ７の回転に応じたパルス信号を発生する。このパルス信号のカウント値からモータ７の回転速度である速度フィードバックωが得られ、速度フィードバックωがモータ制御装置１へ入力される。尚、図１には、ＰＧ１０からモータ制御装置１へ速度フィードバックωが入力されるように略して示してある。
【００３３】
〔モータ制御装置１〕
次に、図１に示したモータ制御装置１について詳細に説明する。図２は、モータ制御装置１の構成例を示すブロック図である。このモータ制御装置１は、ランプ器２０、ドループ速度生成部２１及びトルク指令生成部２２を備えている。
【００３４】
ランプ器２０は、予め設定されたフライホイール速度指令ωref、加速レートＡＲ及び減速レートＤＲを入力する。そして、ランプ器２０は、フライホイール速度指令ωrefに対し、加速レートＡＲ及び減速レートＤＲによるランプ処理を行い、０の値から１の値までの範囲の速度指令ωFW*を生成する。ランプ器２０は、速度指令ωFW*をドループ速度生成部２１及びトルク指令生成部２２に出力する。
【００３５】
具体的には、ランプ器２０は、フライホイール速度指令ωrefの値がステップ状に増加した場合、その傾きが加速レートＡＲに一致するように、フライホイール速度指令ωrefの値を漸増させる速度指令ωFW*を生成する。また、ランプ器２０は、フライホイール速度指令ωrefの値がステップ状に減少した場合、その傾きが減速レートＤＲに一致するように、フライホイール速度指令ωrefの値を漸減させる速度指令ωFW*を生成する。
【００３６】
ここで、フライホイール速度指令ωrefは、モータ７及びフライホイール８をフライホイールＵＰＳとして機能させる際に、常時一定速度で回転させたい定格回転数の速度が予め設定される。
【００３７】
加速レートＡＲ及び減速レートＤＲは、フライホイール８のイナーシャの加速定数をＪ＾とすると、イナーシャの加速定数Ｊ＾に応じた値が用いられ、予め設定される。例えば、加速レートＡＲ＝１／２Ｊ＾、減速レートＤＲ＝１／２Ｊ＾の値が用いられる。
【００３８】
ドループ速度生成部２１は、電圧検出器９からバス電圧フィードバックｅbusを入力すると共に、ＰＧ１０から速度フィードバックωを入力し、さらに、ランプ器２０から速度指令ωFW*を入力する。
【００３９】
ドループ速度生成部２１は、バス電圧フィードバックｅbusが低下すると、その低下分が反映されたドループ速度ωDRを生成する。そして、ドループ速度生成部２１は、ドループ速度ωDRが反映された速度指令からエネルギー成分を算出し、速度フィードバックωからエネルギー成分を算出し、両エネルギー成分の偏差からドループ速度成分Δωを生成する。ドループ速度生成部２１は、ドループ速度ωDR及びドループ速度成分Δωをトルク指令生成部２２に出力する。
【００４０】
ドループ速度ωDRは、バス電圧フィードバックｅbusの低下分が速度ベースで反映された値であり、ドループ速度成分Δωは、バス電圧フィードバックｅbusの低下分がエネルギーベースで反映された値である。ドループ速度生成部２１の詳細については後述する。
【００４１】
トルク指令生成部２２は、ＰＧ１０から速度フィードバックωを入力すると共に、ランプ器２０から速度指令ωFW*を入力し、さらに、ドループ速度生成部２１からドループ速度ωDR及びドループ速度成分Δωを入力する。
【００４２】
トルク指令生成部２２は、速度指令ωFW*と速度フィードバックωとの間の偏差にドループ速度成分Δωを反映して速度制御を行い、その結果にドループ速度ωDRの微分値を反映してトルク指令τ*を生成する。トルク指令生成部２２は、トルク指令τ*をＰＷＭインバータ６に出力する。トルク指令τ*は、バス電圧フィードバックｅbusが低下すると、フライホイール８に蓄積されたエネルギーを回生させるために、マイナスの値となる。トルク指令生成部２２の詳細については後述する。
【００４３】
〔ドループ速度生成部２１〕
次に、図２に示したドループ速度生成部２１について詳細に説明する。図３は、ドループ速度生成部２１の構成例を示すブロック図である。このドループ速度生成部２１は、保持器３０、減算器３１，３６，４１、ドループレギュレータ３２、リミッタ３３、ヒステリシス回路３４、ランプ器３５、絶対値演算器３７，３９、乗算器３８，４０及びエネルギーレギュレータ４２を備えている。
【００４４】
保持器３０は、電圧検出器９からバス電圧フィードバックｅbusを入力し、入力したバス電圧フィードバックｅbusを定常バス電圧指令ｅbus*として保持し、保持した定常バス電圧指令ｅbus*を減算器３１に出力する。
【００４５】
減算器３１は、保持器３０から定常バス電圧指令ｅbus*を入力すると共に、電圧検出器９からバス電圧フィードバックｅbusを入力し、さらに、ヒステリシス回路３４からヒステリシス定数δLまたはδHを入力する。そして、減算器３１は、定常バス電圧指令ｅbus*からバス電圧フィードバックｅbusを減算し、この減算結果からヒステリシス定数δLまたはδHを減算し、この減算結果をバス電圧偏差としてドループレギュレータ３２に出力する。
【００４６】
ここで、バス電圧フィードバックｅbusが低下して定常バス電圧指令ｅbus*よりも小さくなると、フライホイール８に蓄積されたエネルギーを回生させるためのプラスのバス電圧偏差が出力される。そして、後段のランプ器３５によりプラスのドループ速度ωDRが生成され、後段のエネルギーレギュレータ４２によりマイナスのドループ速度成分Δωが生成される。
【００４７】
ドループレギュレータ３２は、減算器３１からバス電圧偏差を入力し、バス電圧偏差に予め設定されたゲインＫFを乗算し、乗算結果をリミッタ３３に出力する。
【００４８】
リミッタ３３は、ドループレギュレータ３２から乗算結果を入力し、乗算結果に対し、０から１までの範囲で制限を加え、リミッタ後（制限後）の乗算結果をランプ器３５に出力する。また、リミッタ３３は、入力した乗算結果が０以下の場合、ヒステリシス指示Ｈ＠をオンに設定し、オンに設定したヒステリシス指示Ｈ＠をヒステリシス回路３４に出力する。一方、リミッタ３３は、入力した乗算結果が０よりも大きい場合、ヒステリシス指示Ｈ＠をオフに設定し、オフに設定したヒステリシス指示Ｈ＠をヒステリシス回路３４に出力する。
【００４９】
ヒステリシス回路３４は、リミッタ３３からヒステリシス指示Ｈ＠を入力すると共に、所定のヒステリシス定数δL，δHを入力し、ヒステリシス指示Ｈ＠がオンの場合、ヒステリシス定数δLを減算器３１に出力する。一方、ヒステリシス回路３４は、ヒステリシス指示Ｈ＠がオフの場合、ヒステリシス定数δHを減算器３１に出力する。
【００５０】
ヒステリシス定数δLは、定常バス電圧指令ｅbus*からバス電圧フィードバックｅbusを減算した減算結果であるバス電圧偏差の絶対値に対し、所定の割合の値が用いられる。また、ヒステリシス定数δHも、バス電圧偏差の絶対値に対する所定の割合の値が用いられる。
【００５１】
これにより、減算器３１により出力されるバス電圧偏差は、ヒステリシス定数δL，δHのヒステリシス特性を有する値となり、リミッタ３３が出力するリミッタ後の乗算結果は、チャタリングしない安定した値となる。
【００５２】
ランプ器３５は、リミッタ３３から０から１までの範囲のリミッタ後の乗算結果を入力すると共に、予め設定された図示しない加速レートＡＲ’及び減速レートＤＲ’を入力する。そして、ランプ器３５は、リミッタ後の乗算結果に対し、加速レートＡＲ’及び減速レートＤＲ’によるランプ処理を行い、０の値から１の値までの範囲の乗算結果をドループ速度ωDRとして生成する。ランプ器３５は、ドループ速度ωDRを減算器３６及びトルク指令生成部２２に出力する。
【００５３】
具体的には、ランプ器３５は、リミッタ後の乗算結果の値がステップ状に増加した場合、その傾きが加速レートＡＲ’に一致するように、リミッタ後の乗算結果の値を漸増させるドループ速度ωDRを生成する。また、ランプ器３５は、リミッタ後の乗算結果の値がステップ状に減少した場合、その傾きが減速レートＤＲ’に一致するように、リミッタ後の乗算結果の値を漸減させるドループ速度ωDRを生成する。
【００５４】
加速レートＡＲ’及び減速レートＤＲ’は、予め設定された値である。例えば、フライホイール８のイナーシャの加速定数Ｊ＾、及び、電源２からＰＷＭコンバータ４を介してＰＷＭインバータ６へ供給される電力の容量を反映した予め設定された加速率ηa，ηdが用いられる。例えば、加速レートＡＲ’＝ηa／Ｊ＾、減速レートＤＲ’＝ηd／Ｊ＾の値が用いられる。
【００５５】
減算器３６は、ランプ器２０から速度指令ωFW*を入力すると共に、ランプ器３５からドループ速度ωDRを入力し、速度指令ωFW*からドループ速度ωDRを減算し、減算結果を新たな速度指令ωFWDR*として絶対値演算器３７及び乗算器３８に出力する。
【００５６】
ここで、バス電圧フィードバックｅbusが低下して定常バス電圧指令ｅbus*よりも小さくなると、ドループ速度ωDRはプラスの値となる。したがって、減算器３６が出力する速度指令ωFWDR*は、通常の値（バス電圧フィードバックｅbusが定常バス電圧指令ｅbus*と一致しているときの値、すなわちドループ速度ωDR＝０であり、速度指令ωFWDR*＝ωFW*）よりも小さくなる。
【００５７】
絶対値演算器３７は、減算器３６から速度指令ωFWDR*を入力し、速度指令ωFWDR*の絶対値を演算し、速度指令ωFWDR*の絶対値を乗算器３８に出力する。乗算器３８は、減算器３６から速度指令ωFWDR*を入力すると共に、絶対値演算器３７から速度指令ωFWDR*の絶対値を入力し、速度指令ωFWDR*に速度指令ωFWDR*の絶対値を乗算し、エネルギー指令ωFW２を求める。そして、乗算器３８は、エネルギー指令ωFW２を減算器４１に出力する。エネルギー指令ωFW２は、極性を有する値となる。
【００５８】
絶対値演算器３９は、ＰＧ１０から速度フィードバックωを入力し、速度フィードバックωの絶対値を演算し、速度フィードバックωの絶対値を乗算器４０に出力する。乗算器４０は、ＰＧ１０から速度フィードバックωを入力すると共に、絶対値演算器３９から速度フィードバックωの絶対値を入力し、速度フィードバックωに速度フィードバックωの絶対値を乗算し、エネルギーフィードバックω２を求める。そして、乗算器４０は、エネルギーフィードバックω２を減算器４１に出力する。エネルギーフィードバックω２は、極性を有する値となる。
【００５９】
減算器４１は、乗算器３８からエネルギー指令ωFW２を入力すると共に、乗算器４０からエネルギーフィードバックω２を入力し、エネルギー指令ωFW２からエネルギーフィードバックω２を減算し、減算結果をエネルギー偏差としてエネルギーレギュレータ４２に出力する。
【００６０】
ここで、バス電圧フィードバックｅbusが低下して定常バス電圧指令ｅbus*よりも小さくなると、速度指令ωFWDR*は速度指令ωFW*よりも小さくなり、エネルギー指令ωFW２はエネルギーフィードバックω２よりも小さくなる。これにより、減算器４１が出力するエネルギー偏差は、バス電圧フィードバックｅbusの低下分が反映されたマイナスの値となる。
【００６１】
エネルギーレギュレータ４２は、減算器４１からエネルギー偏差を入力し、エネルギー偏差に予め設定されたゲインＫPを乗算し、乗算結果をドループ速度成分Δωとしてトルク指令生成部２２に出力する。
【００６２】
ここで、バス電圧フィードバックｅbusが低下して定常バス電圧指令ｅbus*よりも小さくなると、減算器４１が出力するエネルギー偏差はマイナスの値となるから、ドループ速度成分Δωも、バス電圧フィードバックｅbusの低下分が反映されたマイナスの値となる。
【００６３】
〔トルク指令生成部２２〕
次に、図２に示したトルク指令生成部２２について詳細に説明する。図４は、トルク指令生成部２２の構成例を示すブロック図である。このトルク指令生成部２２は、ドループ微分補償器５１、減算器５２，５４、速度制御器５３、負荷トルクＦＦ（フィードフォワード）補償器５５、加算器５９及びリミッタ６０を備えている。
【００６４】
ドループ微分補償器５１は、１次遅れフィルタ及び微分器により構成され、ドループ速度生成部２１からドループ速度ωDRを入力する。そして、ドループ微分補償器５１は、ドループ速度ωDRに対し、予め設定された時定数（１／ωc）による１次遅れフィルタの処理を施すと共に、フライホイール８のイナーシャの加速定数Ｊ＾を微分ゲインとして微分処理を施す。ドループ微分補償器５１は、１次遅れフィルタ及び微分処理後のドループ速度ωDRを減算器５４に出力する。図４のドループ微分補償器５１において、ｓはラプラス変換の変数である。後述する積分器５６においても同様である。
【００６５】
ここで、バス電圧フィードバックｅbusが低下して定常バス電圧指令ｅbus*よりも小さくなると、ドループ速度ωDRはプラスの値となるから、ドループ微分補償器５１が出力する１次遅れフィルタ処理及び微分処理後のドループ速度ωDRもプラスの値となる。これにより、バス電圧フィードバックｅbusの低下に伴い、この低下分が反映されたドループ速度ωDRをトルク指令τ*に迅速に反映させることができ、その応答性を高めることができる。つまり、バス電圧フィードバックｅbusの低下に伴い、フライホイール８に蓄積されたエネルギーを速やかに回生させることができる。
【００６６】
減算器５２は、ランプ器２０から速度指令ωFW*を入力すると共に、ＰＧ１０から速度フィードバックωを入力し、さらに、ドループ速度生成部２１からドループ速度成分Δωを入力する。そして、減算器５２は、速度指令ωFW*から速度フィードバックωを減算して速度偏差を求め、速度偏差にドループ速度成分Δωを加算し、加算結果を、ドループ速度成分Δωが反映された速度偏差として速度制御器５３に出力する。
【００６７】
ここで、バス電圧フィードバックｅbusが低下して定常バス電圧指令ｅbus*よりも小さくなると、ドループ速度成分Δωはマイナスの値となる。これにより、速度指令ωFW*から速度フィードバックωを減算した速度偏差を０とすると、ドループ速度成分Δωが反映された速度偏差も、バス電圧フィードバックｅbusの低下分が反映されたマイナスの値となる。
【００６８】
速度制御器５３は、減算器５２からドループ速度成分Δωが反映された速度偏差を入力し、この速度偏差が０となるように、予め設定された比例ゲインＫvのＰ制御器による速度制御を行い、電流指令を生成し、電流指令を減算器５４に出力する。
【００６９】
減算器５４は、速度制御器５３から電流指令を入力すると共に、ドループ微分補償器５１から１次遅れフィルタ処理及び微分処理後のドループ速度ωDRを入力し、電流指令から１次遅れフィルタ処理及び微分処理後のドループ速度ωDRを減算する。そして、減算器５４は、減算結果を、ドループ速度成分Δωと１次遅れフィルタ処理及び微分処理後のドループ速度ωDRとが反映された電流指令として、負荷トルクＦＦ補償器５５及び加算器５９に出力する。
【００７０】
ここで、バス電圧フィードバックｅbusが低下して定常バス電圧指令ｅbus*よりも小さくなると、速度制御器５３が出力する電流指令はマイナスの値となり、ドループ微分補償器５１が出力する１次遅れフィルタ処理及び微分処理後のドループ速度ωDRはプラスの値となる。このプラスの値のドループ速度ωDRは減算器５４にて減算されるから、減算器５４が出力する電流指令は、バス電圧フィードバックｅbusの低下分が反映されたマイナスの値となる。
【００７１】
負荷トルクＦＦ補償器５５は、積分器５６、減算器５７及び乗算器５８を備えている。積分器５６は、減算器５４から、ドループ速度成分Δωと１次遅れフィルタ処理及び微分処理後のドループ速度ωDRとが反映された電流指令を入力する。そして、積分器５６は、この電流指令に対し、フライホイール８のイナーシャの加速定数Ｊ＾を積分ゲインとして積分処理を施し、フライホイール８の負荷に応じた速度指令を推定し、この速度指令を減算器５７に出力する。
【００７２】
減算器５７は、積分器５６から速度指令を入力すると共に、ＰＧ１０から速度フィードバックωを入力し、速度指令から速度フィードバックωを減算し、減算結果を乗算器５８に出力する。
【００７３】
乗算器５８は、減算器５７から減算結果を入力し、減算結果に予め設定されたゲインＫを乗算し、乗算結果を負荷トルク補償値として加算器５９に出力する。
【００７４】
加算器５９は、減算器５４から、ドループ速度成分Δωと１次遅れフィルタ処理及び微分処理後のドループ速度ωDRとが反映された電流指令を入力すると共に、負荷トルクＦＦ補償器５５の乗算器５８から負荷トルク補償値を入力する。そして、加算器５９は、この電流指令に負荷トルク補償値を加算し、加算結果を新たな電流指令としてリミッタ６０に出力する。
【００７５】
リミッタ６０は、加算器５９から新たな電流指令を入力し、新たな電流指令に対し、−１．５から＋１．５までの範囲で制限を加え、リミッタ後の電流指令をトルク指令τ*としてＰＷＭインバータ６へ出力する。
【００７６】
これにより、バス電圧フィードバックｅbusが低下して定常バス電圧指令ｅbus*よりも小さくなると、トルク指令τ*は、バス電圧フィードバックｅbusの低下分が反映されたマイナスの値となる。このトルク指令τ*はＰＷＭインバータ６へ出力され、フライホイール８に蓄積されたエネルギーが回生され、電気エネルギーが、モータ７からＰＷＭインバータ６を介して負荷１１へ供給される。そして、フライホイール８の回転速度、すなわち速度フィードバックωは低下する。
【００７７】
〔計算機シミュレーション結果〕
次に、計算機シミュレーション結果について説明する。図５は、計算機シミュレーション結果を示す図である。図５において、グラフの上からバス電圧フィードバックｅbus、速度フィードバックω、負荷電力ＰL、系統電源電力Ｐinの特性を示しており、横軸は時間である。単位は、図５に示すとおりである。
【００７８】
負荷電力ＰLは、図１に示した負荷１１における正弦波の負荷電力であり、系統電源電力Ｐinは、図１に示した電源２の電力である。図１に示すように、バスコンデンサ電流成分ｉc、電源電流成分ｉq、負荷電流成分ｉLOAD、モータ電流成分ｉLはそれぞれ、平滑用コンデンサ５に流れ込む電流、ＰＷＭコンバータ４から出力された電流、負荷１１へ流れ込む電流、ＰＷＭインバータ６へ流れ込む電流である。負荷電流成分ｉLOADは、ＰL／ｅbusの数式にて求められる。
【００７９】
図５を参照して、フライホイール８にエネルギーが蓄積された状態で、負荷１１に対し、負荷電力ＰLの正弦波の負荷が加えられ、その値が上昇して電源２から供給される電気エネルギーのみでは不十分な状態になる。そうすると、そのタイミングにて（ａ）、モータ制御装置１は、バス電圧フィードバックｅbusの低下を検出し、フライホイール８に蓄積されたエネルギーを回生する。
【００８０】
これにより、負荷１１には、電源２からのエネルギー及びフライホイール８からのエネルギーが供給され、バス電圧フィードバックｅbusは、急峻に低下することなく、徐々に低下する（ｂ）。バス電圧フィードバックｅbusがリニアに漸減するのは、この電圧低下を反映したドループ速度ωDRが生成され、エネルギーレギュレータ４２により、この電圧低下を反映したドループ速度成分Δωが生成され、結果として、この電圧低下を反映したトルク指令τ*が生成され、フライホイール８に蓄積されたエネルギーが回生するからである。
【００８１】
そして、フライホイール８に蓄積されたエネルギーの回生に伴い、フライホイール８の回転速度である速度フィードバックωは低下し（ｃ）、フライホイール８からのエネルギーも低下する。
【００８２】
負荷電力ＰLが下降し、電源２から供給される電気エネルギーのみで賄うことができる状態となる。そうすると、そのタイミングにて（ｄ）、バス電圧フィードバックｅbusが回復して元に戻り（ｅ）、速度フィードバックωが増加して元に戻る（ｆ）。このとき、モータ制御装置１は、バス電圧フィードバックｅbusの回復を検出し、フライホイール８にエネルギーを蓄積する。
【００８３】
尚、系統電源電力Ｐinは、負荷電力ＰLの上昇に伴って追従するが（ｅ）、これ以上の供給が不可能になり、回生モードへ移行する。この状態の系統電源電力Ｐinは一定となる（ｆ）。そして、駆動モードへ移行すると、系統電源電力Ｐinは、元の状態に戻り、負荷電力ＰLの上昇に伴って追従するようになる（ｇ）。
【００８４】
このように、図５から、正弦波の負荷電力ＰLが加えられ上昇すると、バス電圧フィードバックｅbusの低下に連動して、速やかに回生モードへ移行し、負荷電力ＰLが下降すると、駆動モードへ移行することがわかる。速やかに回生モードへ移行するのは、図４に示したドループ微分補償器５１によるものである。
【００８５】
以上のように、本発明の実施形態のモータ制御装置１によれば、ドループ速度生成部２１において、減算器３１は、定常バス電圧指令ｅbus*からバス電圧フィードバックｅbusを減算し、ヒステリシス特性を有するバス電圧偏差を求める。ドループレギュレータ３２は、バス電圧偏差にゲインＫFを乗算し、リミッタ３３は、乗算結果に対し０から１までの範囲で制限を加え、ランプ器３５は、リミッタ後の乗算結果に対し加速レートＡＲ’及び減速レートＤＲ’によるランプ処理を行い、ドループ速度ωDRを生成する。減算器３６は、速度指令ωFW*からドループ速度ωDRを減算し、新たな速度指令ωFWDR*を求める。
【００８６】
減算器４１は、速度指令ωFWDR*を用いて算出したエネルギー指令ωFW２から、速度フィードバックωを用いて算出したエネルギーフィードバックω２を減算し、エネルギー偏差を求める。エネルギーレギュレータ４２は、エネルギー偏差にゲインＫPを乗算し、ドループ速度成分Δωを求める。
【００８７】
そして、トルク指令生成部２２において、ドループ微分補償器５１は、ドループ速度ωDRに対し１次遅れフィルタの処理及び微分処理を施す。
【００８８】
減算器５２は、速度指令ωFW*から速度フィードバックωを減算し、減算結果にドループ速度成分Δωを加算し、速度偏差を求める。速度制御器５３は、この速度偏差が０となるように速度制御を行い、電流指令を生成する。減算器５４は、電流指令から１次遅れフィルタ処理及び微分処理後のドループ速度ωDRを減算し、加算器５９は、さらに、負荷トルクＦＦ補償器５５により算出された負荷トルク補償値を加算し、ドループ速度成分とドループ速度ωDRの微分値とが反映された電流指令を求める。リミッタ６０は、この電流指令に対し−１．５から＋１．５までの範囲で制限を加え、トルク指令τ*を求める。
【００８９】
このトルク指令τ*は、ＰＷＭインバータ６へ出力される。駆動モードでは、電源２からの電気エネルギーがＰＷＭインバータ６を介してモータ７へ供給され、モータ７は一定速度で回転し、フライホイール８に機械エネルギーが蓄積される。また、回生モードでは、フライホイール８の機械エネルギーが電気エネルギーに変換され、電気エネルギーがモータ７からＰＷＭインバータ６を介して負荷１１へ供給される。
【００９０】
ここで、負荷１１へ供給する電気エネルギーが一時的に必要となり、電源２からの電気エネルギーのみでは不十分な状態を想定する。このような状態では、バス電圧フィードバックｅbusが低下し、バス電圧フィードバックｅbusが定常バス電圧指令ｅbus*よりも小さくなる。
【００９１】
そうすると、減算器３１が出力するバス電圧偏差はプラスの値となり、ランプ器３５が出力するドループ速度ωDRはプラスの値となり、減算器３６が出力する速度指令ωFWDR*はマイナスの値となり、減算器４１が出力するエネルギー偏差もマイナスの値となり、エネルギーレギュレータ４２が出力するドループ速度成分Δωもマイナスの値となる。そして、ドループ微分補償器５１が出力する１次遅れフィルタ処理及び微分処理後のドループ速度ωDRはプラスの値となる。
【００９２】
減算器５２が出力する速度偏差は、速度指令ωFW*から速度フィードバックωを減算した速度偏差を０とすると、マイナスの値となり、減算器５４が出力する電流偏差も、プラスの値の１次遅れフィルタ処理及び微分処理後のドループ速度ωDRが減算されて、マイナスの値となる。加算器５９が出力する電流偏差もマイナスの値となり、リミッタ６０が出力するトルク指令τ*もマイナスの値となる。
【００９３】
このように、バス電圧フィードバックｅbusが低下すると、トルク指令τ*は、バス電圧フィードバックｅbusの低下分が反映されたマイナスの値となる。このトルク指令τ*は、ＰＷＭインバータ６へ出力され、フライホイール８に蓄積されたエネルギーが回生され、電気エネルギーが、モータ７からＰＷＭインバータ６を介して負荷１１へ供給される。
【００９４】
したがって、負荷１１へ供給する電気エネルギーが一時的に必要となり、電源２からの電気エネルギーのみでは不十分な状態になると、フライホイール８に蓄積されたエネルギーが回生され、これを用いて不足した電気エネルギーを補うことができる。
【００９５】
このトルク指令τ*は、減算器４１が出力するエネルギー偏差が反映された値である。一般に、フライホイール８のエネルギーは、イナーシャをＪ、回転速度をω（速度フィードバックωに相当）とすると、Ｊω２／２であり、回転速度の２乗の成分で表される。減算器４１が出力するエネルギー偏差も、回転速度である速度フィードバックωの２乗の成分を含んでいる。
【００９６】
つまり、フライホイール８に蓄積されたエネルギーを、不足分の電気エネルギーとして取り出す際に、エネルギーレベルで求めたトルク指令τ*が用いられる。したがって、バス電圧フィードバックｅbusの低下に連動して、フライホイール８に蓄積されたエネルギーを有効に利用することが可能となる。
【００９７】
そして、負荷１１が元の状態に戻り、電源２からの電気エネルギーが不足していた状態が解消されると、バス電圧フィードバックｅbusも元に戻り、バス電圧フィードバックｅbusが定常バス電圧指令ｅbus*に一致することとなる。そして、回生に伴って低下した速度フィードバックは速度指令ωFW*に一致することとなり、一定速度で回転させるための制御が行われ、フライホイール８にエネルギーが蓄積される。
【００９８】
また、本発明の実施形態によるモータ制御装置１は、ドループ微分補償器５１を備え、ドループ微分補償器５１により生成されたドループ速度ωDRの微分値をトルク指令τ*に反映するようにした。これにより、バス電圧フィードバックｅbusの低下に連動して、フライホイール８に蓄積されたエネルギーを速やかに回生させることができる。
【００９９】
また、本発明の実施形態によるモータ制御装置１は、ランプ器３５を備え、ランプ器３５によりランプ処理が施されたドループ速度ωDRを用いて、ドループ速度成分Δω及びトルク指令τ*を求めるようにした。これにより、ドループ速度ωDRは急激に変化することがないから、安定した回生制御を実現することができ、回生制御から駆動制御へ、安定して復帰することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１  モータ制御装置
２  電源
３  リアクタ
４  ＰＷＭ（パルス幅変調）コンバータ
５  平滑用コンデンサ
６  ＰＷＭインバータ
７  モータ
８  フライホイール
９  電圧検出器
１０  ＰＧ（パルスジェネレータ）
１１  負荷
２０，３５  ランプ器
２１  ドループ速度生成部
２２  トルク指令生成部
３０  保持器
３１，３６，４１，５２，５４，５７  減算器
３２  ドループレギュレータ
３３，６０  リミッタ
３４  ヒステリシス回路
３７，３９  絶対値演算器
３８，４０，５８  乗算器
４２  エネルギーレギュレータ
５１  ドループ微分補償器
５３  速度制御器
５５  負荷トルクＦＦ（フィードフォワード）補償器
５６  積分器
５９  加算器
ｉq  電源電流成分
ｉc  バスコンデンサ電流成分
ｉL  モータ電流成分
ｉLOAD  負荷電流成分
ｅbus  バス電圧フィードバック
ω  速度フィードバック
τ*  トルク指令
ωref  フライホイール速度指令
ωFW*，ωFWDR*  速度指令
ωDR  ドループ速度
Δω  ドループ速度成分
ｅbus*  定常バス電圧指令
Ｊ＾  イナーシャの加速定数
δL，δH  ヒステリシス定数
Ｈ＠  ヒステリシス指示
ηa，ηd  加速率
ωFW２  エネルギー指令
ω２  エネルギーフィードバック
ＡＲ，ＡＲ’  加速レート
ＤＲ，ＤＲ’  減速レート
１／ωc  時定数
ＰL  負荷電力
Ｐin  系統電源電力
ω＾  推定速度フィードバック
【図１】
2018152963.tif 000003
【図２】
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【図３】
2018152963.tif 000005
【図４】
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【図５】
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