(57)【要約】【課題】誘導電動機の制御装置において、力行動作と回生動作のそれぞれについて、二次時定数推定値の誤差を低減し、安定したトルク制御を行う。【解決手段】トルク指令値Ｔｒｅｆと回転数検出値ωｄｅｔとの積が０以下の場合は０、０より大きい場合は１とする力行回生判別フラグＦｌａｇを演算する。γ軸電流検出値Ｉγｄｅｔと、δ軸電流検出値Ｉδｄｅｔと、γ軸電流検出値Ｉγｄｅｔとγ軸電流推定値Ｉγｅｓｔとのγ軸電流誤差ｅｉγと、δ軸電流検出値Ｉδｄｅｔとδ軸電流推定値Ｉδｅｓｔとのδ軸電流誤差ｅｉδと、力行回生判別フラグＦｌａｇと、に基づいて、二次時定数推定値τｒｃｅｓｔを演算する。【選択図】図１
2018014809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
γ軸電流指令値とγ軸電流検出値との偏差，δ軸電流指令値とδ軸電流検出値との偏差に基づいて、γ軸電圧指令値とδ軸電圧指令値とを出力する電流制御部と、
前記γ軸電圧指令値と前記δ軸電圧指令値とを三相電圧指令値に変換する第１座標変換部と、
前記三相電圧指令値に応じた電圧を出力するインバータと、
前記インバータが出力した電圧により駆動する誘導電動機と、
前記三相のインバータ出力電流を前記γ軸電流検出値，前記δ軸電流検出値に変換する第２座標変換部と、
前記γ軸電流検出値と、前記δ軸電流検出値と、γ軸電流推定値と前記γ軸電流検出値との差分であるγ軸電流誤差と、δ軸電流推定値と前記δ軸電流検出値との差分であるδ軸電流誤差と、トルク指令値と回転数検出器との積が０以下の場合は０、０より大きい場合は１とする力行回生判別フラグと、に基づいて、二次時定数推定値を演算する二次時定数推定部と、
前記二次時定数推定値に基づいて、すべり角周波数と電気角を演算するすべり演算・電気角演算部と、
を備えたことを特徴とする誘導電動機の制御装置。
【請求項２】
前記二次時定数推定部において、
以下の（９）式〜（１２）式により、一次時定数推定値と前記二次時定数推定値を演算することを特徴とする請求項１記載の誘導電動機の制御装置。
【数１０】
2018014809.tif 000021
【請求項３】
前記二次時定数推定部において、
以下の（５）式〜（６）式により、γ軸電流誤差とδ軸電流誤差を演算することを特徴とする請求項１または２記載の誘導電動機の制御装置。
【数１１】
2018014809.tif 000022
【数１２】
2018014809.tif 000023
【請求項４】
γ軸電流指令値とγ軸電流検出値との偏差，δ軸電流指令値とδ軸電流検出値との偏差に基づいて、γ軸電圧指令値とδ軸電圧指令値とを出力する電流制御部と、
前記γ軸電圧指令値と前記δ軸電圧指令値とを三相電圧指令値に変換する第１座標変換部と、
前記三相電圧指令値に応じた電圧を出力するインバータと、
前記インバータが出力した電圧により駆動する誘導電動機と、
前記三相のインバータ出力電流を前記γ軸電流検出値，前記δ軸電流検出値に変換する第２座標変換部と、
予め求めた、回転数検出値とトルク指令値に対する第１の安定範囲と第２の安定範囲と第３の安定範囲を格納し、回転数検出値とトルク指令値が第１の安定範囲内であれば切替フラグを１，第１の安定範囲外で第２の安定範囲内であれば切替フラグを２，第１と第２の安定範囲外で第３の安定範囲内であれば切替フラグを３として切替フラグを出力する時定数推定式切換判別部と、
前記切替フラグが１の場合は（１４）式、前記切替フラグが２の場合は（１５）式、前記切替フラグが３の場合は（１６）式を選択し、選択した演算式により、前記γ軸電流検出値と、前記δ軸電流検出値と、γ軸電流推定値と前記γ軸電流検出値との差分であるγ軸電流誤差と、δ軸電流推定値と前記δ軸電流検出値との差分であるδ軸電流誤差に基づいて、二次時定数推定値を演算する二次時定数推定部と、
前記二次時定数推定値に基づいて、電気角を演算するすべり演算・電気角演算部と、
を備えたことを特徴とする誘導電動機の制御装置。
【数８】
2018014809.tif 000024
【数１３】
2018014809.tif 000025
【請求項５】
γ軸電流指令値とγ軸電流検出値との偏差，δ軸電流指令値とδ軸電流検出値との偏差に基づいて、γ軸電圧指令値とδ軸電圧指令値とを出力する電流制御部と、
前記γ軸電圧指令値と前記δ軸電圧指令値とを三相電圧指令値に変換する第１座標変換部と、
前記三相電圧指令値に応じた電圧を出力するインバータと、
前記インバータが出力した電圧により駆動する誘導電動機と、
前記三相のインバータ出力電流を前記γ軸電流検出値，前記δ軸電流検出値に変換する第２座標変換部と、
予め求めた、すべり角周波数とトルク指令値に対する第１の安定範囲と第２の安定範囲と第３の安定範囲を格納し、すべり角周波数とトルク指令値が第１の安定範囲内であれば切替フラグを１，第１の安定範囲外で第２の安定範囲内であれば切替フラグを２，第１と第２の安定範囲外で第３の安定範囲内であれば切替フラグを３として、切替フラグを出力する時定数推定式切換判別部と、
前記切替フラグが１の場合は（１４）式、前記切替フラグが２の場合は（１５）式、前記切替フラグが３の場合は（１６）式を選択し、選択した演算式により、前記γ軸電流検出値と、前記δ軸電流検出値と、γ軸電流推定値と前記γ軸電流検出値との差分であるγ軸電流誤差と、δ軸電流推定値と前記δ軸電流検出値との差分であるδ軸電流誤差に基づいて、二次時定数推定値を演算する二次時定数推定部と、
前記二次時定数推定値に基づいて、電気角を演算するすべり演算・電気角演算部と、
を備えたことを特徴とする誘導電動機の制御装置。
【数８】
2018014809.tif 000026
【数１３】
2018014809.tif 000027
【請求項６】
前記二次時定数推定部において、
以下の（５）式〜（６）式により、γ軸電流誤差とδ軸電流誤差を演算することを特徴とする請求項４または５記載の誘導電動機の制御装置。
【数１１】
2018014809.tif 000028
【数１２】
2018014809.tif 000029
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導電動機ベクトル制御時の二次抵抗値の補償方法に係り、特に力行回生の４象限運転をする際の二次抵抗値の補償方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘導電動機のベクトル制御では、電動機実パラメータである一次抵抗Ｒｓ，二次抵抗Ｒｒ，一次漏れインダクタンスｌｓ，二次漏れインダクタンスｌｒ，相互インダクタンスＭが制御設定値である一次抵抗設定値Ｒｓｃ，二次抵抗設定値Ｒｒｃ，一次漏れインダクタンス設定値ｌｓｃ，二次漏れインダクタンス設定値ｌｒｃ，相互インダクタンス設定値Ｍｃに誤差があると、ベクトル制御性能の悪化が生じる。
【０００３】
ベクトル制御性能が悪化した状態での誘導電動機の運転は、トルク制御を行う用途においてトルク誤差が生じるため好ましくない。特に、二次抵抗Ｒｒの変動はすべり周波数型ベクトル制御を行う際に、ベクトル軸のずれ（軸ずれ）に直結するため望ましくない。しかし、二次抵抗Ｒｒなどの実パラメータは運転温度等により変化するため、計測が困難である。
【０００４】
そこで、運転中の二次抵抗補償法が多数提案されている。しかし、補償方式として電流予測値と電流検出値の誤差である電流誤差を用いる場合に、回生運転で二次抵抗補償値が不安定となることが非特許文献１に示されている。実際の誘導電動機の運転では、力行回生の４象限で運転する場合もあるため、回生領域でも安定して二次抵抗補償を行う方式が必要となる。
【０００５】
下記先行技術文献は、回生時においても安定的な電動機駆動を実現することを目的とする技術である。
【０００６】
（特許文献１）
［課題］状態推定器に用いる定数を変化させることなく温度変動や定数設定誤差による制御劣化を抑制し、電動機の回生状態におけるベクトル状態を考慮し、回生時においても安定的な電動機駆動を実現できるようにする。
［解決手段］電流誤差の状態と回転子角速度および電流指令から、電圧指令を補正する。回転子角速度と電流指令（トルク電流指令相当）から力行か回生かを判別し、回生の場合は推定に用いている内積値に−１を乗じる。この値を基にインバータ電圧指令を補償することで、一次抵抗値に誤差が生じても安定した補償が可能である。また、力行回生の閾値は回転数とトルクやすべりから判定し、回生の場合には−１を乗じている。
【０００７】
（特許文献２）
［課題］モータパラメータの設定誤差に対しロバストな制御を実現する。
［解決手段］電圧指令をｄ軸電流誤差に基づき、一次電流ベクトルの方向または検出一次電流ベクトルの方向へ比例補償を行う。設定誤差やｄ軸電流誤差は負荷トルクの状態によって変動するが、負荷トルクの検出は困難であるため、ｄ軸電流誤差を利用した比例項のみの補償としている。
【０００８】
したがって、電圧補正は完全な補正とならないので、別途ｄ軸電流誤差を用いて二次磁束軸とｄ軸との誤差量も補正している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】ＷＯ２００９／０４１１５７
【特許文献２】特開２００９−１９５１０６号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】「誘導電動機パラメータ適応二次磁束オブザーバの提案とその安定性」久保田・松瀬，電気学会Ｄ部門論文誌，Ｖｏｌ．１１１，Ｎｏ３，ｐ１８８（１９９１）
【非特許文献２】「適応二次磁束オブザーバを用いたベクトル制御誘導電動機系の安定性に関する一考察」杉本・丁，電気学会Ｄ部門論文誌，Ｖｏｌ．１１９，Ｎｏ１０，ｐ１２１２（１９９９）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前述した先行技術は両方式共に、誘導電動機を力行回生の４象限運転を行う際における設定誤差や温度変化による誘導電動機パラメータのずれを補償する方式である。特に一次抵抗を補償することで、低速域でも所望の制御精度を得ることができる方式となっている。
【００１２】
しかし、一般的なすべり周波数型ベクトル制御を行う場合には、すべり周波数をγδ軸電流検出値と誘導電動機の二次時定数τｒ（＝Ｌｒ／Ｒｒ）から推定する。しかし、二次抵抗の実際の値（Ｒｒ）を計測することが困難であるため、実際には設定二次時定数τｒｃ（＝Ｌｒｃ／Ｒｒｃ）を用いることがほとんどである。
【００１３】
運転中に誘導電動機の温度変化等が生じる場合には、一次抵抗Ｒｓの変動と合わせて、二次抵抗Ｒｒも同様に変動する。そのような場合には、設定二次時定数τｒｃが二次時定数τｒの真値と誤差を持ってしまい所望の制御性能を得られないことが予測される。
【００１４】
なお、文章中の二次自己インダクタンスＬｒは漏れインダクタンスｌｒ＋相互インダクタンスＭで求める。一次自己インダクタンスＬｓも同様にＬｓ＝ｌｓ＋Ｍで求める。
【００１５】
以上示したように、誘導電動機の制御装置において、力行動作と回生動作のそれぞれについて、二次時定数推定値の誤差を低減し、安定したトルク制御を行うことが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、その一態様は、γ軸電流指令値とγ軸電流検出値との偏差，δ軸電流指令値とδ軸電流検出値との偏差に基づいて、γ軸電圧指令値とδ軸電圧指令値とを出力する電流制御部と、前記γ軸電圧指令値と前記δ軸電圧指令値とを三相電圧指令値に変換する第１座標変換部と、前記三相電圧指令値に応じた電圧を出力するインバータと、前記インバータが出力した電圧により駆動する誘導電動機と、前記三相のインバータ出力電流を前記γ軸電流検出値，前記δ軸電流検出値に変換する第２座標変換部と、前記γ軸電流検出値と、前記δ軸電流検出値と、γ軸電流推定値と前記γ軸電流検出値との差分であるγ軸電流誤差と、δ軸電流推定値と前記δ軸電流検出値との差分であるδ軸電流誤差と、トルク指令値と回転数検出器との積が０以下の場合は０、０より大きい場合は１とする力行回生判別フラグと、に基づいて、二次時定数推定値を演算する二次時定数推定部と、前記二次時定数推定値に基づいて、すべり角周波数と電気角を演算するすべり演算・電気角演算部と、を備えたことを特徴とする。 
【００１７】
また、その一態様として、前記二次時定数推定部において、以下の（９）式〜（１２）式により、一次時定数推定値と前記二次時定数推定値を演算することを特徴とする。
【００１８】
【数１０】
2018014809.tif 000003
【００１９】
また、その一態様として、前記二次時定数推定部において、以下の（５）式〜（６）式により、γ軸電流誤差とδ軸電流誤差を演算することを特徴とする。
【００２０】
【数１１】
2018014809.tif 000004
【００２１】
【数１２】
2018014809.tif 000005
【００２２】
また、他の態様として、γ軸電流指令値とγ軸電流検出値との偏差，δ軸電流指令値とδ軸電流検出値との偏差に基づいて、γ軸電圧指令値とδ軸電圧指令値とを出力する電流制御部と、前記γ軸電圧指令値と前記δ軸電圧指令値とを三相電圧指令値に変換する第１座標変換部と、前記三相電圧指令値に応じた電圧を出力するインバータと、前記インバータが出力した電圧により駆動する誘導電動機と、前記三相のインバータ出力電流を前記γ軸電流検出値，前記δ軸電流検出値に変換する第２座標変換部と、予め求めた、回転数検出値とトルク指令値に対する第１の安定範囲と第２の安定範囲と第３の安定範囲を格納し、回転数検出値とトルク指令値が第１の安定範囲内であれば切替フラグを１，第１の安定範囲外で第２の安定範囲内であれば切替フラグを２，第１と第２の安定範囲外で第３の安定範囲内であれば切替フラグを３として切替フラグを出力する時定数推定式切換判別部と、前記切替フラグが１の場合は（１４）式、前記切替フラグが２の場合は（１５）式、前記切替フラグが３の場合は（１６）式を選択し、選択した演算式により、前記γ軸電流検出値と、前記δ軸電流検出値と、γ軸電流推定値と前記γ軸電流検出値との差分であるγ軸電流誤差と、δ軸電流推定値と前記δ軸電流検出値との差分であるδ軸電流誤差に基づいて、二次時定数推定値を演算する二次時定数推定部と、前記二次時定数推定値に基づいて、電気角を演算するすべり演算・電気角演算部と、を備えたことを特徴とする。
【００２３】
【数８】
2018014809.tif 000006
【００２４】
【数１３】
2018014809.tif 000007
【００２５】
また、その一態様として、γ軸電流指令値とγ軸電流検出値との偏差，δ軸電流指令値とδ軸電流検出値との偏差に基づいて、γ軸電圧指令値とδ軸電圧指令値とを出力する電流制御部と、前記γ軸電圧指令値と前記δ軸電圧指令値とを三相電圧指令値に変換する第１座標変換部と、前記三相電圧指令値に応じた電圧を出力するインバータと、前記インバータが出力した電圧により駆動する誘導電動機と、前記三相のインバータ出力電流を前記γ軸電流検出値，前記δ軸電流検出値に変換する第２座標変換部と、予め求めた、すべり角周波数とトルク指令値に対する第１の安定範囲と第２の安定範囲と第３の安定範囲を格納し、すべり角周波数とトルク指令値が第１の安定範囲内であれば切替フラグを１，第１の安定範囲外で第２の安定範囲内であれば切替フラグを２，第１と第２の安定範囲外で第３の安定範囲内であれば切替フラグを３として、切替フラグを出力する時定数推定式切換判別部と、前記切替フラグが１の場合は（１４）式、前記切替フラグが２の場合は（１５）式、前記切替フラグが３の場合は（１６）式を選択し、選択した演算式により、前記γ軸電流検出値と、前記δ軸電流検出値と、γ軸電流推定値と前記γ軸電流検出値との差分であるγ軸電流誤差と、δ軸電流推定値と前記δ軸電流検出値との差分であるδ軸電流誤差に基づいて、二次時定数推定値を演算する二次時定数推定部と、前記二次時定数推定値に基づいて、電気角を演算するすべり演算・電気角演算部と、を備えたことを特徴とする。
【００２６】
【数８】
2018014809.tif 000008
【００２７】
【数１３】
2018014809.tif 000009
【００２８】
また、その一態様として、前記二次時定数推定部において、以下の（５）式〜（６）式により、γ軸電流誤差とδ軸電流誤差を演算することを特徴とする。
【００２９】
【数１１】
2018014809.tif 000010
【００３０】
【数１２】
2018014809.tif 000011
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、誘導電動機の制御装置において、力行動作と回生動作のそれぞれについて、二次時定数推定値の誤差を低減し、安定したトルク制御を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施形態１における誘導電動機の制御装置を示すブロック図。
【図２】実施形態１における二次時定数推定部を示すブロック図。
【図３】実施形態１の制御処理を示すフローチャート。
【図４】実施形態１におけるトルク波形を示す図。
【図５】実施形態２における誘導電動機の制御装置を示すブロック図。
【図６】実施形態２におけるパラメータ推定器を示すブロック図。
【図７】（８）式で推定を行った場合の安定範囲を示す図。
【図８】（９）式で推定を行った場合の安定範囲を示す図。
【図９】（１０）式で推定を行った場合の安定範囲を示す図。
【図１０】従来と実施形態２におけるシミュレーション結果を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本願発明は、設定二次時定数τｒｃと二次時定数τｒの真値との誤差を小さくすることによって、力行回生の４象限運転を安定に動作させることが可能な方式である。力行時の二次抵抗補償値は安定に取得可能であるが、回生時には不安定となる問題があることから、回生時には二次抵抗補償値の取得方法を切り替えるように構成している。回生時の二次抵抗補償は力行時の補償値も反映されるように構成したことで、回生時にも力行時と同等の効果を得ることができる。以下、本願発明の実施形態１〜３を図１〜図１０に基づいて説明する。
【００３４】
［実施形態１］
本実施形態１における誘導電動機の制御装置について説明する。図１は本実施形態１における誘導電動機の制御装置を示すブロック図である。まず、電流指令演算部１において、γ軸磁束指令値φγｒｅｆとトルク指令値Ｔｒｅｆに基づいて、例えば、以下の（１）式，（２）式によりγ軸電流指令値Ｉγｒｅｆとδ軸電流指令値Ｉδｒｅｆを演算する。
【００３５】
【数１】
2018014809.tif 000012
【００３６】
減算器２は、γ軸電流指令値Ｉγｒｅｆとγ軸電流検出値Ｉγｄｅｔとの偏差であるγ軸電流偏差を計算する。γ軸電流偏差は電流制御部４へ出力する。同様に、減算器３は、δ軸電流指令値Ｉδｒｅｆとδ軸電流検出値Ｉδｄｅｔとの偏差であるδ軸電流偏差を計算する。δ軸電流偏差は電流制御部４へ出力する。
【００３７】
電流制御部４では、γ軸電流偏差とδ軸電流偏差に基づいて、例えば、ＰＩ制御により、γ軸電流偏差，δ軸電流偏差がゼロとなるγ軸電圧指令値Ｖγｒｅｆ，δ軸電圧指令値Ｖδｒｅｆを算出する。座標変換部５は、電流制御部４が出力したγ軸電圧指令値Ｖγｒｅｆとδ軸電圧指令値Ｖδｒｅｆを電気角基準位相θｅに基づいて、三相電圧指令値であるｕ相電圧指令値ｖｕｒｅｆ，ｖ相電圧指令値ｖｖｒｅｆ，ｗ相電圧指令値ｖｗｒｅｆに変換する。ＰＷＭインバータ６等の電力変換器は前記三相電圧指令値ｖｕｒｅｆ，ｖｖｒｅｆ，ｖｗｒｅｆに応じた電圧を誘導電動機ＩＭに出力して誘導電動機ＩＭを運転する。
【００３８】
三相電流検出値ｉｕｄｅｔ，ｉｖｄｅｔ，ｉｗｄｅｔは座標変換部７においてγ軸電流検出値Ｉγｄｅｔとδ軸電流検出値Ｉδｄｅｔに変換される。
【００３９】
本実施形態１において、座標変換部５，７では、以下の（３）式，（４）式の回転行列と３相２相変換行列を用いて行っている。
【００４０】
【数２】
2018014809.tif 000013
【００４１】
二次時定数推定部８には、γ軸電圧指令値Ｖγｒｅｆ，δ軸電圧指令値Ｖδｒｅｆ，γ軸電流検出値Ｉγｄｅｔ，δ軸電流検出値Ｉδｄｅｔ，回転数検出値ωｄｅｔ，電気角（電気角演算値）ωｅ，トルク指令値Ｔｒｅｆが入力される。
【００４２】
二次時定数推定部８の詳細を図２に示す。 二次時定数推定部８では、γ軸電圧指令値Ｖγｒｅｆ，δ軸電圧指令値Ｖδｒｅｆ，電気角ωｅ，回転数検出値ωｄｅｔ，γ軸電流検出値Ｉγｄｅｔ，δ軸電流検出値Ｉδｄｅｔと、後述する時定数推定部８ｄの出力である二次時定数推定値τｒｃｅｓｔ，一次時定数推定値τｓｃｅｓｔ（Ｌｓｃ／Ｒｓｃ）を電流オブザーバ８ａに入力する。電流オブザーバ８ａでは、以下の（５）式によりγ軸電流推定値Ｉγｅｓｔとδ軸電流推定値Ｉδｅｓｔを計算する。
【００４３】
【数３】
2018014809.tif 000014
【００４４】
電流誤差演算部８ｂでは、γ軸電流推定値Ｉγｅｓｔとδ軸電流推定値Ｉδｅｓｔ、そして、γ軸電流検出値Ｉγｄｅｔとδ軸電流検出値Ｉδｄｅｔに基づいて、以下の（６）式により、γ軸電流検出値Ｉγｄｅｔとγ軸電流推定値Ｉγｅｓｔとの差分、および、δ軸電流検出値Ｉδｄｅｔとδ軸電流推定値Ｉδｅｓｔとの差分をとって、γ軸電流誤差ｅｉγ，δ軸電流誤差ｅｉδを演算する。
【００４５】
【数４】
2018014809.tif 000015
【００４６】
また、力行回生判別部８ｃでは、トルク指令値Ｔｒｅｆと回転数検出値ωｄｅｔに基づいて、以下の（７）式，（８）式により力行回生判別フラグＦｌａｇを演算する。
【００４７】
【数５】
2018014809.tif 000016
【００４８】
時定数推定部８ｄは、γ軸電流誤差ｅｉγ，δ軸電流誤差ｅｉδ，力行回生判別フラグＦｌａｇ，γ軸電流検出値Ｉγｄｅｔ，δ軸電流検出値Ｉδｄｅｔに基づいて、以下の（９）式〜（１２）式により一次時定数推定値τｓｃｅｓｔと二次時定数推定値τｒｃｅｓｔを演算する。
【００４９】
【数６】
2018014809.tif 000017
【００５０】
σ＝１−Ｍ２／（ＬｓＬｒ）  Ｍｃ＝相互インダクタンス
Ｌｓ＝一次自己インダクタンス  Ｌｒ：二次自己インダクタンス
図１に示すように、二次時定数推定部８で推定した二次時定数推定値τｒｃｅｓｔとγ軸電流指令値Ｉγｒｅｆ，δ軸電流指令値Ｉδｒｅｆ，回転数検出値ωｄｅｔを、すべり演算・電気角演算部９に出力し、すべり演算・電気角演算部９において、（１３）式により電気角ωｅを求める。
【００５１】
【数７】
2018014809.tif 000018
【００５２】
（１３）式は誘導電動機ＩＭでδ軸磁束指令値φδｒｅｆ＝０とするベクトル制御で導出可能な一般的な式であるため説明は省略する。
【００５３】
積分器１０において、（１３）式で求めた電気角ωｅにより電気角基準位相θｅを求め、電気角基準位相θｅを座標変換時の基準軸として利用する。
【００５４】
本実施形態１は、運転前の実際の二次抵抗Ｒｒと二次抵抗設定値Ｒｒｃに誤差がある場合や、運転中の温度変化により実際の二次抵抗Ｒｒと二次抵抗設定値Ｒｒｃに誤差が生じ、軸ずれが生じてしまう条件でも、運転中に逐次推定される二次時定数推定値τｒｃｅｓｔを用いてすべり角周波数ωｓｌｉｐを推定することで軸ずれを防ぎ、所望の制御性能を得ることができる。
【００５５】
加えて、力行もしくは回生の運転状態によって二次時定数推定値τｒｃｅｓｔの演算式を変えているため、従来制御では困難であった力行回生の４象限運転においても、その効果を得ることができる方式である。
【００５６】
本実施形態１の動作処理を図３のフローチャートに基づいて説明する。
【００５７】
Ｓ１：力行回生判別部８ｃにより、トルク指令値Ｔｒｅｆと回転数検出値ωｄｅｔに基づいて（７）式，（８）式により力行回生判別フラグＦｌａｇを演算する。
【００５８】
Ｓ２：力行回生判別フラグＦｌａｇが０か１かを判定する。力行回生判別フラグＦｌａｇ＝０（力行）の場合Ｓ３へ移行し、力行回生判別フラグＦｌａｇ＝１（回生）の場合Ｓ４へ移行する。
【００５９】
Ｓ３：時定数推定部８ｄにおいて、力行回生判別フラグＦｌａｇ＝０の場合には、（１１）式の演算を行う。
【００６０】
Ｓ４：時定数推定部８ｄにおいて、力行回生判別フラグＦｌａｇ＝１の場合には、（１２）式の演算を行う。
【００６１】
Ｓ５：このとき、Ｆｌａｇ＝０の場合に用いる（９）式，（１１）式では、新たな積分処理は行わず、前回値を保持する。
【００６２】
Ｓ６：推定した二次時定数推定値τｒｃｅｓｔを用いて、すべり角演算・電気角演算部９において、すべり角周波数ωｓｌｉｐの演算を行う。
【００６３】
実際の二次抵抗Ｒｒと二次抵抗設定値Ｒｒｃに誤差がある条件で、力行（トルク指令値＋５０％）から回生（トルク指令値−５０％）そして力行（トルク指令値＋５０％）と運転モードを切り替えた際のシミュレーション結果を図４に示す。図４の横軸は時間，縦軸はトルクである。なお、インダクタンス設定誤差はない条件でシミュレーションを行っている。
【００６４】
図４には比較のため、適応制御なしでの運転波形も併せて表示している。本実施形態１の適応制御は５秒から開始する条件である。
【００６５】
まず、適応制御なし（図４の「適応なし」）では，実際の二次抵抗Ｒｒと二次抵抗設定値Ｒｒｃの誤差があるため、軸ずれが生じている。この影響でトルク出力値が指令値通りに出力できていない。それに対して、本実施形態１（図４の「提案」）では適応制御開始から二次抵抗値の誤差を補正するため軸ずれが小さくなりトルク出力値が指令値と一致していることが確認できる。
【００６６】
本実施形態１では、誘導電動機ＩＭの力行動作と回生動作のそれぞれについて、二次時定数推定値τｒｃｅｓｔの誤差を低減できる。したがって、誘導電動機ＩＭの力行動作と回生動作を含む４象限運転で、力行動作時および回生動作時にそれぞれにおいて、安定したトルク制御を行うことが可能となる。
【００６７】
［実施形態２］
本実施形態２は、実施形態１では対応困難であった回生時のパラメータ変化にも対応可能であり、回生時により精度の高い制御の実現を可能とする発明である。
【００６８】
本実施形態２は、回生時に時定数推定部で単純に力行回生条件での推定式切り替えではなく、安定性判別結果に基づきその時々の運転状態から最適な時定数推定を行うことでパラメータ推定が不安定となることを防ぐ。この機能が実施形態１にはない内容である。
【００６９】
電流指令演算部１、減算器２，３，電流制御部４，座標変換部５，ＰＷＭインバータ６，座標変換部７，すべり演算・電気角演算部９，積分器１０は実施形態１と同様である。また、実施形態１の電流オブザーバ８ａ，電流誤差演算部８ｂと、本実施形態２の電流オブザーバ１１ａ，電流誤差演算部１１ｃの動作は同じである。本実施形態２では、パラメータ推定器１１ｂの時定数推定部１１ｅで、γ軸電流誤差ｅｉγ，δ軸電流誤差ｅｉδ，γ軸電流検出値ｉγｄｅｔ，δ軸電流検出値ｉδｄｅｔに基づいて、以下の（１４）式で一次時定数推定値τｓｃｅｓｔ，二次時定数推定値τｒｃｅｓｔを推定する。
【００７０】
【数８】
2018014809.tif 000019
【００７１】
（１４）式で時定数推定を行った場合の適応制御を含めた安定範囲を図７に示す。図７は、一次時定数推定ゲインλｓ，二次時定数ゲインλｒは同じ値としている。灰色が制御系の安定範囲であり、白色が不安定範囲である。図７に示すように（１４）式で時定数推定を行った場合には回生運転領域のほぼ全てで不安定となってしまうため、推定則の切り替えが必要となる。
【００７２】
次に、（１５）式，（１６）式で時定数推定を行った場合の安定範囲をそれぞれ図８と図９に示す。
【００７３】
【数９】
2018014809.tif 000020
【００７４】
（１５）式と（１６）式の推定則では一次時定数推定値τｓｃｅｓｔの推定を行わない。推定を行わないため、逐次推定はできないが、初期設定値のまま制御を行う。図８と図９より、図７で不安定な範囲を制御設定値を変更することで安定とすることが確認できる。
【００７５】
本実施形態２では図７〜図９の安定範囲を予め求めておき、図６の時定数推定式切替判別部１１ｄに格納しておく。なお、安定範囲を求める手法は、非特許文献２に記載されている手法（非特許文献２内の（２９）式，（３０）式を用いてフィルビッツの安定判別法によって安定範囲を求める方法）を用いる。
【００７６】
次に、図６の時定数推定式切替判別部１１ｄで、時定数推定式切替判別部１１ｄに入力される回転数検出値ωｄｅｔとトルク指令値Ｔｒｅｆが、図７〜図９の安定範囲内か否かの判定を行う。
【００７７】
切替フラグＦｌａｇ２は、例えば、運転領域が図７で安定となる範囲（すなわち、回転数検出値ωｄｅｔとトルク指令値Ｔｒｅｆが灰色の範囲内）であれば切替フラグＦｌａｇ２を１に、図７で安定となる範囲外で、かつ、図８で安定となる範囲であれば切替フラグＦｌａｇ２を２に、図７，図８で安定となる範囲外で、かつ、図９で安定となる範囲であれば切替フラグＦｌａｇ２を３とし、その切替フラグＦｌａｇ２を基に時定数推定部１１ｅでは推定式を切替えて、一時時定数推定値τｓｃｅｓｔと二次時定数推定値τｒｃｅｓｔを演算して出力する。すなわち、切替フラグＦｌａｇ２が１の場合は（１４）式、切替フラグＦｌａｇ２が２の場合は（１５）式、切替フラグＦｌａｇ２が３の場合は（１６）式を選択して、一時時定数推定値τｓｃｅｓｔと二次時定数推定値τｒｃｅｓｔを演算する。
【００７８】
以下の動作は、実施形態１と同様である。
【００７９】
本実施形態２で運転した場合と、切り替えを行わずに（１４）式でのみ時定数推定を行い、回生領域まで運転した場合のシミュレーション結果を図１０に示す。回転数（速度）を＋１０％とし、トルク指令値Ｔｒｅｆを＋１０％→−１０％→−４０％と変化させた条件でのシミュレーション結果である。
【００８０】
図１０のシミュレーションで示すように、従来法では回生領域（１００ｓ〜２００ｓ）で推定がうまくできないため、指令値（点線）に対してトルク誤差が生じている。
【００８１】
それに対し、本実施形態２では回生領域でも良好に推定することができていることが確認できる。
【００８２】
以上示したように、本実施形態２（図１０の「提案」）では、誘導電動機ＩＭの力行動作と回生動作のそれぞれについて、二次時定数推定値τｒｃｅｓｔの誤差を低減できる。
【００８３】
したがって、誘導電動機ＩＭの力行動作と回生動作を含む４象限運転で、力行動作時および回生動作時にそれぞれにおいて、安定したトルク制御を行えるようになる。
【００８４】
さらに、実施形態１と比較しても、より精度の高いトルク制御が実現できる。
【００８５】
［実施形態３］
本実施形態３の構成は、実施形態２と同様である。本実施形態３では、図６の時定数推定式切替判別部１１ｄに、回転数検出値ωｄｅｔを入力せず、図５のすべり演算・電気角演算部９で演算したすべり角周波数ωｓｌｉｐを代わりに入力 し、すべり角周波数ωｓｌｉｐ，トルク指令値Ｔｒｅｆに基づいた判別を行う。その結果、実施形態２と同様の作用効果を奏する。なお、すべり角周波数ωｓｌｉｐの演算式は、（１３）式に記載している。
【００８６】
実施形態３では、図７〜図９において、横軸をすべり角周波数ωｓｌｉｐとした安定範囲を予め求めておいて、図６の時定数推定式切替判別部１１ｄに格納しておく。以下の動作は、実施形態２と同様である。
【００８７】
以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【符号の説明】
【００８８】
１…電流指令演算部
２，３…減算部
４…電流制御部
５，７…座標変換部
６…ＰＷＭインバータ
８…二次時定数推定部
９…すべり演算・電気角演算部
ＩＭ…誘導電動機
【図１】
2018014809.tif 000030
【図２】
2018014809.tif 000031
【図３】
2018014809.tif 000032
【図４】
2018014809.tif 000033
【図５】
2018014809.tif 000034
【図６】
2018014809.tif 000035
【図７】
2018014809.tif 000036
【図８】
2018014809.tif 000037
【図９】
2018014809.tif 000038
【図１０】
2018014809.tif 000039