(57)【要約】【課題】電動機の速度変動を抑制する際に、速度変動を抑制する割合を正確に制御し、制御装置効率の低下を抑制する。【解決手段】電動機制御装置は、速度指令に基づいて、トルク指令を出力する速度制御器と、補償係数Ｋとして、０〜１の任意の値を設定する補償係数設定部と、電動機の回転速度の周期的な変動を抑制するトルク補償値ΔＴに、前記補償係数Ｋを乗じて前記トルク指令に加算して補償後トルク指令を得る構成と、前記補償後トルク指令に基づいて、電動機に出力する電流を制御する電流制御器と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
速度指令に基づいて、トルク指令を出力する速度制御器と、
補償係数Ｋとして、０〜１の任意の値を設定する補償係数設定部と、
電動機の回転速度の周期的な変動を抑制するトルク補償値ΔＴに、前記補償係数Ｋを乗じて前記トルク指令に加算して補償後トルク指令を得る構成と、
前記補償後トルク指令に基づいて、電動機に出力する電流を制御する電流制御器と、
を有する
電動機制御装置。
【請求項２】
前記トルク補償値ΔＴに、（１−Ｋ）を乗じて得たトルク補償値の残余分（１−Ｋ）ΔＴに基づいて、速度補償値を得るトルク−速度変換部を有し、
前記速度制御器は、さらに前記速度補償値に基づいて、トルク指令を出力する、
請求項１に記載の電動機制御装置。
【請求項３】
前記トルク補償値ΔＴと前記補償係数Ｋの積があらかじめ設定した値より小さい場合に、前記トルク指令への加算を制限する
請求項１又は２に記載の電動機制御装置。
【請求項４】
前記トルク補償値ΔＴと前記補償係数Ｋの積があらかじめ設定した値より小さい場合に、前記トルク指令への加算を制限するとともに、前記トルク補償値ΔＴを前記トルク補償値の残余分として前記速度補償値を得る
請求項２に記載の電動機制御装置。
【請求項５】
前記補正係数Ｋは、時刻、電動機の回転速度、負荷及び、外部からの指令の少なくともいずれかに関する条件に基づいて変更される請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動機制御装置。
【請求項６】
速度指令に基づいて、トルク指令を算出し、
補償係数Ｋとして、０〜１の任意の値を設定し、
電動機の回転速度の周期的な変動を抑制するトルク補償値ΔＴに、前記補償係数Ｋを乗じて前記トルク指令に加算して補償後トルク指令を得、
前記補償後トルク指令に基づいて、電動機に出力する電流を制御する、
電動機制御方法。
【請求項７】
前記トルク補償値ΔＴに、（１−Ｋ）を乗じて得たトルク補償値の残余分（１−Ｋ）ΔＴに基づいて、速度補償値を得、
さらに前記速度補償値に基づいてトルク指令を算出する、
請求項６に記載の電動機制御方法。
【請求項８】
前記補償係数Ｋを０とした場合の前記電動機に対するトルク指令又は、前記電動機に生じる負荷トルクを測定し、
前記補償係数Ｋを０とした場合の前記電動機の回転速度の周期的な変動のピークを測定し、
測定された前記トルク指令又は前記負荷トルク並びに前記回転速度の周期的な変動のピークに基づいて、前記速度補償値を得るための換算計数を演算する、
請求項７に記載の電動機制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機制御装置及び電動機制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機をインバータなどの電動機制御装置を用いて速度制御する際には、フィードバック制御により、電動機の回転速度を指令速度に追従させる制御が一般に行われている。この時、電動機が圧縮機など、周期的に負荷が変動する用途に用いられていると、かかる負荷変動に伴い、周期的に電動機の速度変動が生じ、振動や騒音の原因となる。
【０００３】
特許文献１には、負荷トルクの変動に合わせた補償電圧パターンを予め電動機の所定回転角度毎に求めて当該制御手段の内部メモリに記憶して、その所定回転角度毎に内部メモリから読み出した加算データを基準電圧に加算した値を電動機の印可電圧にすることにより、その電動機の出力トルクを変化させて１回転中の回転速度の変動を抑制する電動機の制御方法が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、電動機の速度変動の１次成分をトルク制御により抑制する際に、速度変動の平均の大きさに応じて、ヒステリシス特性を持たせて、１次成分補償部への入力及び、１次成分補償部における信号モデルを切り替え制御し、速度変動を所定値近傍に保つことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２４７８７８号公報
【特許文献２】特開平１０−１７４４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、電動機の速度変動を抑制する際に、速度変動抑制の割合を正確に制御し、制御装置効率の低下を抑制することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の側面による電動機制御装置は、速度指令に基づいて、トルク指令を出力する速度制御器と、補償係数Ｋとして、０〜１の任意の値を設定する補償係数設定部と、電動機の回転速度の周期的な変動を抑制するトルク補償値ΔＴに、前記補償係数Ｋを乗じて前記トルク指令に加算して補償後トルク指令を得る構成と、前記補償後トルク指令に基づいて、電動機に出力する電流を制御する電流制御器と、を有する。
【０００８】
また、本発明の別の一側面による電動機制御装置は、前記トルク補償値ΔＴに、（１−Ｋ）を乗じて得たトルク補償値の残余分（１−Ｋ）ΔＴに基づいて、速度補償値を得るトルク−速度変換部を有し、前記速度制御器は、さらに前記速度補償値に基づいて、トルク指令を出力してよい。
【０００９】
また、本発明の別の一側面による電動機制御装置は、前記トルク補償値ΔＴと前記補償係数Ｋの積があらかじめ設定した値より小さい場合に、前記トルク指令への加算を制限してよい。
【００１０】
また、本発明の別の一側面による電動機制御装置は、前記トルク補償値ΔＴと前記補償係数Ｋの積があらかじめ設定した値より小さい場合に、前記トルク指令への加算を制限するとともに、前記トルク補償値ΔＴを前記トルク補償値の残余分として前記速度補償値を得てよい。
【００１１】
また、本発明の別の一側面による電動機制御装置では、前記補正係数Ｋは、時刻、電動機の回転速度、負荷及び、外部からの指令の少なくともいずれかに関する条件に基づいて変更されてよい。
【００１２】
また、本発明の一側面による電動機制御方法は、速度指令に基づいて、トルク指令を算出し、補償係数Ｋとして、０〜１の任意の値を設定し、電動機の回転速度の周期的な変動を抑制するトルク補償値ΔＴに、前記補償係数Ｋを乗じて前記トルク指令に加算して補償後トルク指令を得、前記補償後トルク指令に基づいて、電動機に出力する電流を制御する。
【００１３】
また、本発明の別の一側面による電動機制御方法は、前記トルク補償値ΔＴに、（１−Ｋ）を乗じて得たトルク補償値の残余分（１−Ｋ）ΔＴに基づいて、速度補償値を得、さらに前記速度補償値に基づいてトルク指令を算出してよい。
【００１４】
また、本発明の別の一側面による電動機制御方法は、前記補償係数Ｋを０とした場合の前記電動機に対するトルク指令又は、前記電動機に生じる負荷トルクを測定し、前記補償係数Ｋを０とした場合の前記電動機の回転速度の周期的な変動のピークを測定し、測定された前記トルク指令又は前記負荷トルク並びに前記回転速度の周期的な変動のピークに基づいて、前記速度補償値を得るための換算計数を演算してよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動機制御装置と、電動機及び負荷からなる電動機制御システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る電動機制御装置と、電動機及び負荷からなる電動機制御システムにおいて、騒音及び振動抑制をしながら運転する動作の一例を示すフロー図である。
【図３】ＫΔＴの値がある一定よりも小さい場合に電動機の回転速度の周期的な変動の抑制を行わないようにするためにリミッタを設けた１例を示す図である。
【図４】ＫΔＴの値がある一定よりも小さい場合に電動機の回転速度の周期的な変動の抑制を行わないようにするためにリミッタを設けた別の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る電動機制御装置１と、電動機２及び負荷３からなる電動機制御システムの構成を示すブロック図である。
【００１７】
電動機制御装置１は、入力された速度指令ωｒ＊に基づき、電動機２が所望の速度で回転するよう電力を供給する装置である。ここでは、電動機制御装置１は、いわゆるインバータ制御装置であるが、必ずしもこれに限定されず、例えば、サーボ制御装置やサイクロコンバータなどの制御装置であってもよい。電動機２は、交流電動機であるが、その形式は特に限定されず、各種の誘導機であっても、同期機であってもよい。ここでは、電動機２は一例として、３相永久磁石同期電動機である。負荷３は、電動機２により動力を受け作動する何らかの機構であり、特に制限はされないが、ここでは、電動機２の一回転中にトルク変動の大きい機構として、圧縮機を例示する。
【００１８】
電動機制御装置１の基本的な構成は、速度指令ωｒ＊と速度推定器１４により推定された電動機２の回転速度ωｒの差分である速度偏差Δω＊を速度制御器１０に入力してトルク指令Ｔ＊を得る。電流制御器１１は、かかるトルク指令Ｔ＊と図示していない電流指令Ｉｄ＊（励磁分電流指令）とから電流指令Ｉｑ＊（トルク分電流指令）を得て、後述の電流Ｉｑ（トルク分電流）及びＩｄ（励磁分電流）との差分であるｄ−ｑ座標における電圧指令ｖｑ＊（トルク分電圧指令）及びｖｄ＊（励磁分電圧指令値）を得る。電圧指令ｖｑ＊及びｖｄ＊は、座標変換器１２によりｄ−ｑ座標系からｕｖｗ座標系へと座標変換され（逆ｄ−ｑ変換）、ｕ相、ｖ相、ｗ相それぞれの電圧指令ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊へと変換される。
【００１９】
インバータ１３は、電圧指令ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊に従って、電源１４からの電力を電動機２の３相各相に印可し、負荷３を駆動する。
【００２０】
また、インバータ１３から電動機２に出力された電流の値は、座標変換器１５へと入力され、ｕｖｗ座標系からｄ−ｑ座標系へと座標変換され（ｄ−ｑ変換）、電流Ｉｑ及びＩｄへと変換される。
【００２１】
また、電圧指令ｖｑ＊及びｖｄ＊、並びに電流Ｉｑ及びＩｄは速度推定器１６に入力され、電動機２の回転子の位置θ及び回転速度ωｒの推定に用いられる。位置θは座標変換器１２及び座標変換器１５に入力されて、逆ｄ−ｑ変換及びｄ−ｑ変換に用いられ、回転速度ωｒは速度指令ωｒ＊から差し引かれる、いわゆる速度フィードバックを構成している。
【００２２】
なお、ここまでの説明で、速度制御器１０、電流制御器１１、速度推定器１６の具体的な構成としては、公知のいかなるものを用いても差し支えない。また、本実施形態では、位置θ及び回転速度ωｒは、速度推定器１６により、電圧指令ｖｑ＊及びｖｄ＊、並びに電流Ｉｑ及びＩｄより推定するものとしたが、これに変え、電動機２にロータリエンコーダもしくはリゾルバなどの回転位置検出センサを設け、直接に回転位置θを測定し、得られた回転位置θより回転速度ωｒを求めるようにしてもよい。あるいは、回転位置θ及び回転速度ωｒを推定可能な他の方法を用いてもよい。
【００２３】
以上説明した構成では、負荷３の特性等により生じる電動機２のトルク変動については、速度制御器１０の追従性能の範囲での速度補償はなされる。しかし、速度検出や速度推定によるフィードバック値に検出遅れあるいは推定遅れがあると、速度制御器１０での補償は、定常的な速度変動には効果的であるものの、急峻なトルク変動には効果がなかったり、かえって変動を増長する場合があることが知られている。そのため、急峻で周期的なトルク変動が生じると、電動機２の回転速度ωｒに周期的な変動が生じて、振動や騒音の原因となる。そこで、本実施形態では、さらに、電流制御器１１に入力されるトルク指令Ｔ＊にフィードフォワード補償を行い、電動機２の回転速度ωｒの周期的な変動を抑制する構成をとっている。
【００２４】
このフィードフォワード補償に用いられるトルク補償値ΔＴは、電動機２の回転速度ωｒ及び回転位置θに応じて与えられる。トルク補償値ΔＴを得る方法は特に限定されず、公知のいかなる方法によっても差し支えない。例えば、上述の特許文献１に記載されたものと同様にして、あらかじめトルク補償値ΔＴを電動機２の回転速度ωｒ及び回転位置θに応じてテーブルとして定めておき、かかるテーブルを参照してトルク補償値ΔＴを得るようにしてもよい。あるいは、上述の特許文献２に記載されたものと同様にして、電動機２及び負荷３のモデルからトルク補償値ΔＴを得るようにしてもよく、さらに他の方法によってもよい。
【００２５】
本実施形態では、トルク補償値ΔＴは、ブロック１７にて、補償係数Ｋと乗算されてトルク指令Ｔ＊に加算される。したがって、実際に電流制御器１１に入力されるのは、トルク指令Ｔ＊そのものではなく、トルク指令Ｔ＊にトルク補償値ΔＴと補償係数Ｋの積ＫΔＴを加算して得られた補償後トルク指令Ｔｃ＊である。
【００２６】
補償係数Ｋは、０〜１の範囲の任意の値として、補償係数設定部２１により適切な値に設定される。補償係数設定部２１は、オペレータの操作により補償係数Ｋを設定してもよいし、また、後述するように、自動的に補償係数Ｋを設定する構成であってもよい。そして、補償係数Ｋを適切な値に設定することにより、回転速度ωｒの周期的な変動をどれくらいの割合で抑制するかを任意に設定することができる。すなわち、トルク補償値ΔＴを単純にトルク指令Ｔ＊に加算した場合に、回転速度ωｒの周期的な変動を実質的に零にできる値に設定した場合、Ｋ＝１とすると、回転速度ωｒの周期的な変動を実質的に零にでき、Ｋ＝０．５とすると回転速度ωｒの周期的な変動を５０％に抑制できる。Ｋ＝０とした場合には、回転速度ωｒの周期的な変動の抑制は行われない。
【００２７】
補償係数Ｋは、電動機２を運転する際の条件により任意の値として設定してよい。例えば、トルク補償（フィードフォワード補償）を行うと電動機に印可する電流値が上昇するため、電動機制御装置１の効率が低下する。効率の低下を抑制、つまり電流値の上昇を抑制するため補償係数Ｋを適当な値に設定してよい。あるいは、夜間など騒音や振動を抑制すべき条件や、電力価格が安い条件では補償係数Ｋを１に近い高い値に設定し、電動機２の騒音や振動を抑制し、日中など騒音や振動がある程度許容される条件や、電力価格が高い条件では補償係数Ｋを０に近い低い値に設定し、騒音や振動をある程度許容しつつ消費電流を抑制することができる。
【００２８】
ところで、単純にＫΔＴをトルク指令Ｔ＊に加算するのみでは、回転速度ωｒの周期的な変動をどれくらいの割合で抑制するかを正確に制御することはできない。なぜなら、補償後トルク指令Ｔｃ＊により変動した電動機２の回転速度ωｒが速度制御器１０にフィードバックされ、速度制御器１０でのフィードバック制御の影響がトルク指令Ｔ＊に反映されてしまうからである。
【００２９】
そこで、本実施形態では、速度制御器１０に入力される速度偏差Δω＊から、ＫΔＴの影響を除去するための構成を有している。すなわち、ＫΔＴは、ブロック１８にて（１−Ｋ）／Ｋと乗算され、トルク補償（フィードフォワード補償）に用いられなかったトルク補償値の残余分（１−Ｋ）ΔＴを得る。さらにトルク−速度変換１９により、トルク補償値の残余分（１−Ｋ）ΔＴは、かかる残余分によって生じたであろう速度である、速度補償値Δωに変換される。
【００３０】
そして、最終的に速度制御器に入力される補償後速度指令ωｃ＊は、速度指令ωｒ＊に加え、さらに速度補償値Δωに基くことで、補償がなされる。具体的には、速度指令ωｒ＊からは、あらかじめ速度補償値Δωが差し引かれ、補償後速度指令ωｃ＊に変換される。したがって、本実施形態では、速度偏差Δω＊は、速度指令ωｒ＊と回転速度ωｒの差分ではなく、実際には補償後速度指令ωｃ＊と回転速度ωｒの差分である。
【００３１】
こうすることにより、速度制御器１０には、見かけ上、あたかもＫΔＴによるトルク補償がトルク指令Ｔ＊になされた場合における速度偏差Δω＊が入力されることになる。これにより、速度制御器１０は、トルク補償値の残余分（１−Ｋ）ΔＴにより生じる電動機２の回転速度ωｒの変動分がフィードバックされてしまう影響を排除し、回転速度ωｒの周期的な変動の割合を補償係数Ｋにより正確に定めることができるようになる。
【００３２】
なお、速度補償値Δωに基く速度指令ωｒ＊の補償をするための構成は、上述したような、速度指令ωｒ＊から直接速度補償値Δωを減算する構成には限定されず、計算上、結果的に速度指令ωｒ＊から速度補償値Δωが減算されている値として補償後速度指令ωｃ＊が得られていればよい。そのような別の構成としては、例えば、速度指令ωｒ＊から回転速度ωｒとの差分から、速度補償値Δωを減算する構成があげられる。あるいは、回転速度ωｒに速度補償値Δωを加算しておき、その和を速度指令ωｒ＊から減算する構成などであってもよい。
【００３３】
図２は、本実施形態に係る電動機制御装置１と、電動機２及び負荷３からなる電動機制御システムにおいて、騒音及び振動抑制をしながら運転する動作の一例を示すフロー図である。なお、同フロー図において、ステップＳＴ１〜ＳＴ４は運転前準備の動作、ステップＳＴ５〜ＳＴ８は運転時の動作である。
【００３４】
まず、ステップＳＴ１にて、電動機２の回転速度ωｒの周期的な変動の抑制を行わない場合の電動機２に対するトルク指令Ｔ＊又は、電動機２に生じる負荷トルクを測定する。負荷トルクの測定は、電動機２に適宜の測定器を取り付けて直接測定したり、外乱トルクオブザーバの出力から得たりしてよい。そして、電動機２の回転速度ωｒの周期的な変動の抑制を行わない場合とは、補償係数Ｋが０である場合に他ならないから、この測定は、Ｋ＝０において実施してよい。そして、得られたトルク指令Ｔ＊又は負荷トルクから、電動機２の回転子の位置によらない定常成分を除いた脈動成分が、トルク補償値ΔＴに相当するから、これを電動機２の回転子の回転位置θに応じて設定し、あらかじめテーブルを作成する。これを（Ａ）とする。
【００３５】
さらに、ステップＳＴ２にて、同じく電動機２の回転速度ωｒの周期的な変動の抑制を行わない場合の、かかる周期的な変動のピークを測定する。この測定もまた、電動機２に適宜の測定器を取り付けて直接測定したり、速度推定器１６から出力される回転速度ωrから得たりしてよい。ただし、速度推定器１６による速度検出に遅れがある場合には、回転速度ωｒの周期的な変動の測定に速度推定器１６の出力を用いるのは好ましくない。電動機２がロータリエンコーダなどの回転位置検出センサを持つ場合には、その出力から測定してよい。これを（Ｂ）とする。
【００３６】
次に、ステップＳＴ３にて、ステップＳＴ１により得られたトルク補償値ΔＴとステップＳＴ２より得られた周期的な変動のピークから、（Ａ）／（Ｂ）により、トルクと速度との換算計数を演算する。
【００３７】
なお、以上のステップＳＴ１〜ＳＴ３は、電動機制御システムを電動機２の回転速度ωｒの周期的な変動の抑制しつつ運転する前の準備段階としてあらかじめ行っておくべき手順であり、また、使用が予定されている電動機２の種々の回転速度毎に実行して、各回転速度に対応したトルク補償値ΔＴ、周期的な変動のピーク及びトルクと速度との換算計数を求めておく。
【００３８】
さらに、ステップＳＴ４にて、電動機２の運転状況に照らし、適切な補償係数Ｋを設定する。これで運転前準備は完了である。
【００３９】
ステップＳＴ５では、ステップＳＴ１で得られたトルク保障値ΔＴとステップＳＴ４で設定した補償係数Ｋから、ＫΔＴを求め、トルク指令Ｔ＊に加算する。これにより、保障係数Ｋに等しい割合だけ電動機２の回転速度ωｒの周期的な変動の抑制がなされる。
【００４０】
さらにステップＳＴ６で、トルク補償値の残余分（１−Ｋ）ΔＴをステップＳＴ３で求めた換算計数で割り、トルク−速度変換を行って、速度補償値Δωを導出する。
【００４１】
そしてステップＳＴ７で、速度補償値Δωを速度指令ωｒ＊から減算し、補償後速度指令ωｃ＊を得る。これにより、速度制御器１０に補償後トルク指令Ｔｃ＊により変動した電動機２の回転速度ωｒがフィードバックされることによる影響が排除される。
【００４２】
なお、ステップＳＴ６及びＳＴ７による補償後トルク指令Ｔｃ＊による影響の排除は、速度補償値Δωを速度指令ωｒ＊から減算する手法によらず、他の手法を用いてもよい。他の手法としては、例えば、補償後トルク指令Ｔｃ＊による影響は、電動機２の回転速度ωｒの周期的な変動を抑制するために生じるものであるから、かかる影響は電動機２の回転速度ωｒにおおむね等しい周期で発生すると考えられるところ、適宜の周波数フィルタ、例えばローパスフィルタやバンドパスフィルタにより、速度制御器１０からの出力や速度推定器１４の出力から、回転速度ωｒにおおむね等しい周期の周波数成分をカットする手法が挙げられる。
【００４３】
さらにステップＳＴ８で、電動機２の動作を継続する場合（ＳＴ８：Ｙ）にはステップＳＴ５へと戻り、電動機２の回転速度ωｒの周期的な変動の抑制を継続し、電動機２の動作を継続しない場合（ＳＴ８：Ｎ）には動作を終了する。
【００４４】
なお、トルク指令Ｔ＊に加算するＫΔＴの値がある一定よりも小さい場合には、そもそも騒音・振動の大きさが小さく、補償の必要性に乏しいため、ＫΔＴの値がある一定よりも小さい場合に電動機２の回転速度ωｒの周期的な変動の抑制を行わないこととしてもよい。すなわち、トルク補償値ΔＴや、検出される値には実用上の誤差があるところ、この誤差を含む推定値に基づいて電動機２の回転速度ωｒの周期的な変動を０または０に近いレベルまで抑制しようとすると、かえって変動を増大させる可能性もあるからである。
【００４５】
図３は、ＫΔＴの値がある一定よりも小さい場合に電動機２の回転速度ωｒの周期的な変動の抑制を行わないようにするためにリミッタを設けた１例を示す図である。図３は、図１に示したブロック図の一部分を構成する。
【００４６】
図３に示すように、ブロック１５からＫΔＴがトルク指令Ｔ＊に加算するまでの間に、リミッタ１８が設けられている。このリミッタ２０は、ＫΔＴが閾値トルクＴｔｈ以上である場合には、ＫΔＴをそのまま出力し、ＫΔＴが閾値トルクＴｔｈ未満である場合には、出力は０となる。これにより、ＫΔＴの値が閾値トルクＴｔｈ未満である場合には、トルク指令Ｔ＊に加算される値はＫ＝０とした場合と同様に０となり、電動機２の回転速度ωｒの周期的な変動の抑制は行なわれない。
【００４７】
図４は、ＫΔＴの値がある一定よりも小さい場合に電動機２の回転速度ωｒの周期的な変動の抑制を行わないようにするためにリミッタ２０を設けた別の例を示す図である。図４もまた、図１に示したブロック図の一部分を構成する。
【００４８】
図４の例では、トルク補償値ΔＴはブロック１５に入力され、さらにブロック１７から出力されるＫΔＴはリミッタ２０に入力される。リミッタ２０の動作は先の例と同じであり、ＫΔＴが閾値トルクＴｔｈ以上である場合には、ＫΔＴをそのまま出力し、ＫΔＴが閾値トルクＴｔｈ未満である場合には、出力は０となる。そして、このＫΔＴ又は０がトルク指令Ｔ＊に加算されるから、ＫΔＴの値が閾値トルクＴｔｈ未満である場合には、Ｋ＝０とした場合と同様となり、電動機２の回転速度ωｒの周期的な変動の抑制は行なわれない。
【００４９】
さらに、この例では、トルク補償値ΔＴから、リミッタ２０から出力されるＫΔＴ又は０を減算し、トルク−速度変換１９に入力している。ここで、ＫΔＴが閾値Ｔｔｈ以上であり、リミッタ２０からＫΔＴが出力されている場合には、トルク−速度変換１９には、ΔＴ−ＫΔＴ＝（１−Ｋ）ΔＴが入力され、図１で示したものと等しい結果が得られる。
【００５０】
そして、ＫΔＴが閾値Ｔｔｈ未満であり、リミッタ２０から０が出力されている場合には、トルク−速度変換１９には、ΔＴ−０＝ΔＴが出力される。したがって、この例では、トルク−速度変換１９に対しても、図１に示した場合において、Ｋ＝０とした場合と同様の結果が得られる。
【００５１】
また、ブロック１７及びブロック１８で用いられるＫの値は、電動機２の運転中に変更してもよい。かかる変更は、先に述べたように、電動機２を運転する際の条件に応じてオペレータがあらかじめ設定するようにしてもよいが、電動機制御装置１自体が、かかる条件を検出して自動で設定するようにしてもよい。このようにすることで、電動機２の騒音・振動の抑制を必要に応じてきめ細かく制御することができる。
【００５２】
そのような条件としては種々のものを挙げることができるが、以下にその例を示す。
【００５３】
（１）時刻に応じて補償係数Ｋを変更する。例えば、日中は騒音・振動抑制を行わないか、抑制の割合を低いものとして、夜間は騒音・振動抑制を強くする。
【００５４】
（２）電動機２の回転速度ωｒに応じて補償係数Ｋを変更する。例えば、電動機２と負荷３からなる振動系の共振周波数を予め測定しておき、かかる共振周波数に等しいかその近辺となる回転速度ωｒでは、補償係数Ｋを１かまたは１に近い大きい値とし、他の回転速度ωｒではそれより小さい値とする。あるいは、一般に電動機２の回転速度ωｒが小さい場合に振動が大きくなる傾向があるため、回転速度ωｒが小さくなるにしたがって、補償係数Ｋを大きな値とする。
【００５５】
（３）インバータ１３又は電動機２の負荷に応じて補償係数Ｋを変更する。例えば、インバータ１３から電動機２に出力される電流のピーク電流値が所定値を超えたり、インバータ１３から電動機２に出力される電力が所定値を超えるなど、インバータ１３又は電動機２の過負荷が予想される場合に、補償係数Ｋを小さい値に変更して過負荷による故障や異常停止を事前に防止する。あるいは、インバータ１３又は電動機２の負荷により生じる事象を検出してもよい。例えば、インバータ１３自体や、インバータ１３に用いるスイッチング素子の温度、電動機２の温度が所定値を超えた場合に、インバータ１３又は電動機２の過負荷が予想されるとして、補償係数Ｋを小さい値に変更してよい。
【００５６】
（４）外部からの指令に応じて補償係数Ｋを変更する。外部からの指令には、例えば、オペレータによる運転モードの指示が挙げられる。すなわち、オペレータが適宜の操作端末を操作して、電動機制御装置１に低騒音（低振動）運転モードを指示した場合には補償係数Ｋを１かまたは１に近い大きい値とし、省エネモードを指示した場合には補償係数Ｋを０かまたは０に近い小さい値とするなどである。この中間のモードを設けておき、補償係数Ｋとして、低騒音（低振動）運転モードと省エネモードの中間的な値を設定するようにしてもよい。
【００５７】
さらに、上の（１）〜（４）で上げた条件は、任意に組み合わせて使用してよい。組み合わせる際には、各条件ごとに優先順位を設けて補償係数Ｋを設定してもよく、または各条件から導かれる補償係数Ｋの積を最終的に用いる補償係数Ｋの値としてもよい。
【００５８】
以上説明した実施形態の構成は具体例として示したものであり、本明細書にて開示される発明をこれら具体例の構成そのものに限定することは意図されていない。当業者はこれら開示された実施形態に種々の変形を加えてもよく、また、フロー図に示した制御は、同等の機能を奏する他の制御に置き換えてもよい。本明細書にて開示される発明の技術的範囲は、そのようになされた変形をも含むものと理解すべきである。
【符号の説明】
【００５９】
１  電動機制御装置、２  電動機、３  負荷、１０  速度制御器、１１  電流制御器、１２  座標変換器、１３  インバータ、１４  電源、１５  座標変換器、１６  速度推定器、１７  ブロック、１８  ブロック、１９  トルク−速度変換、２０  リミッタ、２１  補償係数設定部。
【図１】
2018137851.tif 000003
【図２】
2018137851.tif 000004
【図３】
2018137851.tif 000005
【図４】
2018137851.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月8日(2017.12.8)
【手続補正１】
【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】
速度指令に基づいて、トルク指令を出力する速度制御器と、
補償係数Ｋとして、０〜１の任意の値を設定する補償係数設定部と、
電動機の回転速度の周期的な変動を抑制するトルク補償値ΔＴに、前記補償係数Ｋを乗じて前記トルク指令に加算して補償後トルク指令を得る構成と、
前記補償後トルク指令に基づいて、電動機に出力する電流を制御する電流制御器と、
を有し、
前記トルク補償値ΔＴに、（１−Ｋ）を乗じて得たトルク補償値の残余分（１−Ｋ）ΔＴに基づいて、速度補償値を得るトルク−速度変換部を有し、
前記速度制御器は、さらに前記速度補償値に基づいて、トルク指令を出力する、
電動機制御装置。
【請求項２】
前記トルク補償値ΔＴと前記補償係数Ｋの積があらかじめ設定した値より小さい場合に、前記トルク指令への加算を制限する
請求項１に記載の電動機制御装置。
【請求項３】
前記トルク補償値ΔＴと前記補償係数Ｋの積があらかじめ設定した値より小さい場合に、前記トルク指令への加算を制限するとともに、前記トルク補償値ΔＴを前記トルク補償値の残余分として前記速度補償値を得る
請求項１に記載の電動機制御装置。
【請求項４】
前記補正係数Ｋは、時刻、電動機の回転速度、負荷及び、外部からの指令の少なくともいずれかに関する条件に基づいて変更される請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動機制御装置。
【請求項５】
速度指令に基づいて、トルク指令を算出し、
補償係数Ｋとして、０〜１の任意の値を設定し、
電動機の回転速度の周期的な変動を抑制するトルク補償値ΔＴに、前記補償係数Ｋを乗じて前記トルク指令に加算して補償後トルク指令を得、
前記補償後トルク指令に基づいて、電動機に出力する電流を制御し、
前記トルク補償値ΔＴに、（１−Ｋ）を乗じて得たトルク補償値の残余分（１−Ｋ）ΔＴに基づいて、速度補償値を得、
さらに前記速度補償値に基づいてトルク指令を算出する、
電動機制御方法。
【請求項６】
前記補償係数Ｋを０とした場合の前記電動機に対するトルク指令又は、前記電動機に生じる負荷トルクを測定し、
前記補償係数Ｋを０とした場合の前記電動機の回転速度の周期的な変動のピークを測定し、
測定された前記トルク指令又は前記負荷トルク並びに前記回転速度の周期的な変動のピークに基づいて、前記速度補償値を得るための換算計数を演算する、
請求項５に記載の電動機制御方法。