(57)【要約】【課題】  誘導機の有効電力および無効電力の簡単かつ同時的な安定調整を可能にする技術を提供することにある。【解決手段】  第一レギュレータ出力変数が、有効電力の設定点値偏差の関数として第一レギュレータ（４６−１）を用いて発生され、第二レギュレータ出力変数が、無効電力の設定点値偏差の関数として第二レギュレータ（４６−２）を用いて発生され、第一および第二レギュレータ出力変数には、誘導機の少なくとも１つの時間可変系変数の関数であるそれぞれのフィードバック変数が賦課され、誘導機の電圧または電流は、付加的従属制御ループなくしてフィードバック変数が賦課された少なくとも第一レギュレータ出力変数からの操作変数として決定され、フィードバック変数は、無効電力および有効電力が少なくとも部分的に減結合されるように選択される、誘導機（１）により出力されまたは受入れられる有効電力および無効電力を調整する方法。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線について定められた座標系で誘導機（１）により出力されまたは受入れられる有効電力および無効電力を調整する方法であって、第一レギュレータ出力変数が、有効電力の設定点値偏差の関数として第一レギュレータ（４６−１）を用いて発生され、第二レギュレータ出力変数が、無効電力の設定点値偏差の関数として第二レギュレータ（４６−２）を用いて発生され、第一および第二レギュレータ出力変数には、誘導機の少なくとも１つの時間可変系変数の関数であるそれぞれのフィードバック変数が賦課される構成の方法において、前記誘導機の電圧または電流は、付加的従属制御ループなくしてフィードバック変数が賦課された少なくとも第一レギュレータ出力変数からの操作変数として決定され、フィードバック変数は、無効電力および有効電力が少なくとも部分的に減結合されるように選択されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記レギュレータ（４６−１、４６−２）は線形レギュレータであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記レギュレータ（４６−１、４６−２）はＰＩレギュレータであることを特徴とする請求項１および２記載の方法。
【請求項４】
前記誘導機（１）の回転子電圧は操作変数として決定されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記誘導機（１）の固定子電圧は操作変数として決定されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記誘導機（１）の励磁機電流は操作変数として決定されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記誘導機（１）の固定子のオーム抵抗は、フィードバック変数を計算するときには無視されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記フィードバック変数を計算するときに、定常状態が仮定されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記誘導機（１）の固定子（１０）の有効電力および無効電力が調整されることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記誘導機（１）が接続される幹線（３）の有効電力および無効電力が調整されることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
前記第一レギュレータ出力変数には、誘導機の回転子電圧と固定子磁束とのクロス乗積に等しいフィードバック変数が賦課され、前記第二レギュレータ出力変数には、回転子電圧と固定子磁束とのクロス乗積に等しいフィードバック変数が賦課されることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
前記フィードバック変数は、固定子電圧、固定子磁束、回転子電流および回転子速度の少なくとも１つの関数であることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
前記誘導機の回転子電圧は、更に調整することなく、フィードバック変数および固定子磁束が賦課された第一および第二レギュレータ出力変数から操作変数として決定されることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
前記誘導機（１）の固定子電圧および回転子電流の少なくとも一方が測定されることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
前記誘導機（１）の固定子電流が測定されることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
前記誘導機（１）の回転子速度は、誘導機の固定子電圧、固定子電流および回転子電流から測定または決定されることを特徴とする請求項１から１５のいずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
前記誘導機（１）の回転子位置角度は、誘導機の固定子電圧、固定子電流および回転子電流から測定または決定されることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項記載の方法。
【請求項１８】
前記誘導機（１）の固定子磁束は、誘導機の固定子電圧と、固定子電圧の角周波数とから計算されることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項記載の方法。
【請求項１９】
前記誘導機（１）の電圧および電流の各々が測定され、次に、２相座標系に変換され、操作変数が２相座標系で決定され、次に、３相座標系に変換されることを特徴とする請求項１４から１８のいずれか１項記載の方法。
【請求項２０】
前記誘導機（１）は二重供給型非同期機であり、該非同期機の固定子（１０）は幹線（３）に直接接続され、非同期機の回転子（１１）はインバータ（２）に接続されていることを特徴とする請求項１から１９のいずれか１項記載の方法。
【請求項２１】
実行により、プロセッサに請求項１から２０のいずれか１項記載の方法を遂行させるコマンドを有することを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項２２】
実行により、プロセッサに請求項１から２０のいずれか１項記載の方法を遂行させるコマンドを有するコンピュータプログラムを含むことを特徴とするコンピュータプログラム製品。
【請求項２３】
巻線について定められた座標系で誘導機（１）により出力されまたは受入れられる有効電力および無効電力を調整する装置であって、有効電力の設定点値偏差が生じた場合に、第一レギュレータ出力変数を発生させる第一レギュレータ（４６−１）と、第二レギュレータ出力変数が、無効電力の設定点値偏差が生じた場合に、第二レギュレータ出力変数を発生させる第二レギュレータ（４６−２）と、第一および第二レギュレータ出力変数の各々に、誘導機の少なくとも１つの時間可変系変数からの関数としてフィードバック変数を賦課する手段（４４、４５−３、４５−４）とを有する装置において、フィードバック変数が賦課された少なくとも第一および第二レギュレータ出力変数から操作変数として誘導機の電圧または電流を決定するための、いかなる他の従属制御ループも備えていない手段（４７）を有し、有効電力および無効電力は、フィードバック変数の選択により、フィードバック変数を第一および第二レギュレータ出力変数に適用する手段を介して少なくとも部分的に減結合されることを特徴とする装置。
【請求項２４】
前記レギュレータ（４６−１、４６−２）は線形レギュレータであることを特徴とする請求項２３記載の装置。
【請求項２５】
前記レギュレータ（４６−１、４６−２）はＰＩレギュレータであることを特徴とする請求項２３および２４記載の装置。
【請求項２６】
前記誘導機（１）の電圧または電流を決定する手段（４７）は、操作変数として回転子電圧を決定することを特徴とする請求項２３から２５のいずれか１項記載の装置。
【請求項２７】
前記誘導機（１）の電圧または電流を決定する手段（４７）は、操作変数として固定子電圧を決定することを特徴とする請求項２３から２５のいずれか１項記載の装置。
【請求項２８】
前記誘導機（１）の電圧または電流を決定する手段（４７）は、操作変数として励磁機電流を決定することを特徴とする請求項２３から２５のいずれか１項記載の装置。
【請求項２９】
前記固定子（１０）の有効電力および無効電力が調整されることを特徴とする請求項２３から２８のいずれか１項記載の装置。
【請求項３０】
前記誘導機（１）が接続される幹線（３）の有効電力および無効電力が調整されることを特徴とする請求項２３から２８のいずれか１項記載の装置。
【請求項３１】
前記第一レギュレータ（４６−１）のレギュレータ出力変数には、誘導機の回転子電圧と固定子磁束とのクロス乗積に等しいフィードバック変数が賦課され、前記第二レギュレータ（４６−２）のレギュレータ出力変数には、回転子電圧と固定子磁束とのクロス乗積に等しいフィードバック変数が賦課されることを特徴とする請求項２３から３０のいずれか１項記載の装置。
【請求項３２】
前記フィードバック変数は、固定子電圧、固定子磁束、回転子電流および回転子速度の少なくとも１つの関数であることを特徴とする請求項２３から３１のいずれか１項記載の装置。
【請求項３３】
前記誘導機（１）の回転子電圧は、更に調整することなく、フィードバック変数および固定子磁束が賦課された第一および第二レギュレータ出力変数から操作変数として決定されることを特徴とする請求項２３から３２のいずれか１項記載の装置。
【請求項３４】
前記誘導機（１）の固定子電圧および回転子電流を測定する手段を有することを特徴とする請求項２３から３３のいずれか１項記載の装置。
【請求項３５】
前記固定子電流を測定する手段を有することを特徴とする請求項２３から３４のいずれか１項記載の装置。
【請求項３６】
前記誘導機（１）の回転子速度を測定する手段（４１、４２）または誘導機の固定子電圧、固定子電流および回転子電流から回転子速度を決定する手段（４４１）を有することを特徴とする請求項２３から３５のいずれか１項記載の装置。
【請求項３７】
前記誘導機（１）の回転子位置角度を測定する手段（４１、４２）または誘導機の固定子電圧、固定子電流および回転子電流から回転子位置角度を決定する手段（４４１）を有することを特徴とする請求項２３から３６のいずれか１項記載の装置。
【請求項３８】
前記誘導機（１）の電圧および電流を測定する手段と、これらの電圧および電流を２相座標系に変換する手段（４０−１、４０−２、４０−３、４０−４、４０−５）と、２相座標系で決定された操作変数を３相座標系に変換する手段（４０−６）とを有することを特徴とする請求項３４から３７のいずれか１項記載の装置。
【請求項３９】
前記誘導機（１）は二重供給型非同期機であり、該非同期機の固定子（１０）は幹線（３）に直接接続され、前記非同期機の回転子（１１）はインバータ（２）に接続されることを特徴とする請求項２３から３８のいずれか１項記載の装置。
【請求項４０】
請求項２３から３９のいずれか１項記載の巻線について定められた座標系で、誘導機が受入れた有効電力および無効電力を調整する装置を有することを特徴とする誘導機（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導機により出力されまたは受入れられる有効電力および無効電力の調整技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ作動および発電機作動の両方のマニホルド技術用途に、かご形回転子またはスリップリング回転子を備えた同期機および非同期機等の誘導機が使用されている。例えば、非同期発電機および同期発電機が、風力発電設備、シャフト発電機、フライホイールアキュムレータおよびブロックヒーティング発電所等の電力の分散発電設備に使用されている。
【０００３】
短絡回路回転子を備えたほぼ一定速度の同期発電機および非同期発電機は、原理的に、一定電圧および周波数で発電された電力を、直接、３相電流幹線に出力することができる。このような設備の長所は、簡単かつ頑丈な構造、低維持経費および高信頼性にある。
【０００４】
スリップリング回転子を備えた非同期機のような可変速設備は、可変速発電機の場合には適合電力を出力できる。非同期機の固定子は幹線に接続され、その電圧の振幅および周波数は幹線により予め決定される。回転子には、インバータの一コンポーネントであるパルス幅変調インバータにより、可変振幅および周波数を有する可変電圧が印加される。この場合には、可変滑り周波数で回転子に印加されるこの３相システム電圧を変えることにより、可能性ある全ての作動状態（例えば、アンダー同期作動またはオーバー同期作動、およびモータ作動および発電機作動）が設定される。
【０００５】
誘導機の調整には、一般に、例えば下記特許文献１に開示されているような界磁方向型調整（ｆｉｅｌｄ−ｏｒｉｅｎｔｅｄ  ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ）が使用されている。界磁方向型調整の目的は、電流の界磁発生コンポーネントおよびトルク発生コンポーネントの減結合を行うこと、すなわち、トルクおよび磁化電流（例えば回転子磁束）を互いに独立的に調節できるようにすることである。この挙動により、回転子電流が回転子磁束空間ポインタを指向する場合に、スリップリング回転子を備えた非同期機が得られる。この調整は、回転磁界座標系で行なわれる。この目的のため、座標変換するには回転子位置角度および固定子電圧ポインタの位置を知る必要がある。この方法では、誘導機の有効電力および無効電力が間接的に調整されるに過ぎず、カスケード調整による電流制御ループ（これは、電力制御ループに従属するものである）が付加的に必要とされる。
【０００６】
界磁方向型調整に対し、下記非特許文献１には、マルチスカラー系モデルの調整に基いた二重供給型非同期機（ｄｏｕｂｌｅ−ｆｅｄ  ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｍａｃｈｉｎｅ）の電力調整が開示されている。この系モデルは、非同期機の状態変数および該状態変数の関連する状態方程式（微分方程式）の定義に基いている。状態変数は、非線形フィードバッグにより線形化され、全系が、２つの線形部分系（ｌｉｎｅａｒ  ｐａｒｔｉａｌ  ｓｙｓｔｅｍ）すなわち機械的部分系および電気的部分系に変換される。機械的部分系の調整は、固定子磁束と回転子電流とのクロス乗積（すなわちベクトル積）として求められる状態変数の設定点変数偏差（ｓｅｔｐｏｉｎｔ  ｖａｒｉａｂｌｅ  ｄｅｖｉａｔｉｏｎｓ）を調整するＰＩレギュレータを介して行なわれるのに対し、電磁的部分系の調整は、固定子磁束と回転子電流とのスカラー積として求められる状態変数の設定点変数偏差を調整するＰＩレギュレータを介して行なわれる。有効電力および無効電力を調整するには、カスケード調整の形態をなす無効フィードバック電力を調整する制御ループを、機械的部分系および電磁的部分系を調整する各々の制御ループに重畳する必要がある。この場合には、有効電力レギュレータの出力変数は、機械的制御ループの設定点変数を表わし、無効電力レギュレータの出力変数は、電磁的制御ループの設定点変数を表わす。
【０００７】
非特許文献１による電力調整では、調整は回転磁界座標系で行なわれるのではなく、むしろ、巻線について定められた座標系、すなわち固定子または回転子のいずれかに固定された座標系で行なわれる。固定子の磁束および回転子の電流のクロス乗積およびスカラー積を用いることにより、巻線について定められた座標系での調整が可能になる。なぜならば、これらの積が、固定子の磁束ベクトルおよび回転子の電流ベクトルの相互位置に関する完全な情報を含んでいるからである。非線形フィードバックは、機械的制御ループおよび電磁的制御ループの線形化従って簡単化を可能にする。
【０００８】
しかしながら、非特許文献１の電力調整は幾つかの欠点を有している。調整のパラメータは、使用される作動点（例えば速度）に強く関係しており、従って、従属する機械的制御ループおよび電磁的制御ループに使用される電力制御ループのレギュレータは、異なる作動点の場合には設計変更しなければならない。また、調整の滑り範囲も制限される。最後に、調整のダイナミックスおよび安定性は満足できない結果となる。
【特許文献１】欧州特許ＥＰ  ０  ０４３  ９７３  Ａ１号明細書
【非特許文献１】論文「風力発電機の二重供給機のセンサレスマルチスカラー制御（Ｓｅｎｓｏｒｌｅｓｓ  Ｍｕｌｔｉｓｃａｌａｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｏｆ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｆｅｄ  Ｍａｃｈｉｎｅ  ｆｏｒ  Ｗｉｎｄ  Ｐｏｗｅｒ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ）」（２００２年、日本国大阪でのＩＥＥＥ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  Ｐｏｗｅｒ  ＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎにおけるＺ．  Ｋｒｚｅｍｍｉｎｓｋｉの論文）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明の目的は、誘導機の有効電力および無効電力の簡単かつ同時的な安定調整を可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、巻線について定められた座標系で誘導機により出力されまたは受入れられる有効電力および無効電力を調整する方法が下記の通り提供される。該方法は、第一レギュレータ出力変数が、有効電力の設定点変数偏差の関数として第一レギュレータを用いて発生され、第二レギュレータ出力変数が、無効電力の設定点変数偏差の関数として第二レギュレータを用いて発生され、第一および第二レギュレータ出力変数には、誘導機の少なくとも１つの時間可変系変数の関数であるそれぞれのフィードバック変数が賦課される構成の方法において、誘導機の少なくとも電圧または電流は、更に調整することなく、フィードバック変数が賦課された第一および第二レギュレータ出力変数からの操作変数として決定される。
【００１１】
誘導機は、リスかご形回転子またはスリップリング回転子を備えた非同期機または同期機であり、誘導機はモータまたは発電機として作動できる。非同期機の場合には、アンダー同期作動およびオーバー同期作動が可能である。
【００１２】
誘導機の有効電力および無効電力を制御するため、有効電力の設定点変数および無効電力の設定点変数は予め定められ、測定された有効電力および無効電力（実電力）と比較することにより、可能な設定点変数偏差が確認される。設定点変数偏差の場合には、誘導機の電圧または電流は、設定点変数偏差がなくなるか、少なくとも所定の閾値より小さくなるまで、調整の操作変数として変化される。誘導機が二重供給型非同期機である場合には、設定点変数は、例えば、回転子に印加される電圧にすることができる。
【００１３】
調整は、巻線（固定子または回転子）について定められた座標系で遂行され、これは、例えば、フィードバック変数の適当な選択により達成される。磁界方向型調整とは異なり、本発明の調整では、特定座標系に関する誘導機（例えば、固定子電圧ポインタ）の電流および電圧のポインタ位置に関する情報が必要である。
【００１４】
本発明によれば、有効電力の設定点変数偏差および無効電力の設定点変数偏差の調整を行う各場合に、単一のレギュレータのみが使用される。このレギュレータは、線形レギュレータ、例えば、比例（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ：Ｐ）レギュレータ、線形積分器アルゴリズムを有する比例−積分（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−ｉｎｔｅｇｒａｌ：ＰＩ）レギュレータ、または比例−積分−微分レギュレータ（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ−ｉｎｔｅｇｒａｌ−ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ：ＰＩＤ）レギュレータ、または非線形積分器アルゴリズムを有するＰＩレギュレータ等の非線形レギュレータで構成できるが、他のあらゆる形式のレギュレータを使用することもできる。この簡単な構造は、有効電力および無効電力を、調整が基いている状態変数として直接的に選択することにより達成される。従って、他の従属制御ループは省略できる。また、第一および第二レギュレータ出力変数にはフィードバック変数が賦課され、フィードバック変数は、状態変数が少なくとも部分的に減結合されかつ全座標系の安定化および簡単化が達成されるように選択される。
【００１５】
次に、有利に予め定めた機能を用いて、誘導機の電圧または電流が、フィードバック変数が賦課された第一および第二レギュレータ出力変数からの設定点変数として、またできるならばフィードバック変数が賦課されたレギュレータ出力変数を更に調整する必要ない変数からの設定点変数として確認される。かくして、もはや、更なるレギュレータを用いて、レギュレータ出力変数を、任意の形式の設定点値に特別に適合させる必要はない。
【００１６】
本発明の目的を達成する基礎はマルチスカラー調整アプローチであり、しかしながら、このアプローチでは、従来技術とは異なり、有効電力および無効電力が状態変数として直接的に定められる。このため、調整の合成時に従属的制御ループを省略できる。フィードバック変数の導入により、誘導機の元の状態方程式が、状態方程式の安定化および簡単化が得られるように再構成される。この場合、フィードバック変数は、誘導機の少なくとも１つの時間可変系変数の関数として決定され、上記時間可変系変数は、誘導機の固定子および／または回転子の電圧、電流または磁束により、または例えば回転子速度により表わされる。フィードバック変数およびレギュレータのパラメータは、互いに有利に適合されかつ調整すべき系に有利に適合される。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態によれば、レギュレータ（４６−１、４６−２）は線形レギュレータである。
【００１８】
２つのレギュレータの第一および第二レギュレータ出力変数が賦課されるフィードバック変数は、全系（この系自体は非線形である）が、状態変数として有効電力および無効電力を選択することにより線形化される。
【００１９】
このようにして選択されるフィードバック変数の導入により、誘導機の元の状態方程式は、有効電力および無効電力の状態方程式が線形化されるように再構成される。この場合、線形化された状態方程式は、状態変数のリンケージを表現する状態マトリックスの線形要素として表わされる。特に有利な場合には、有効電力および無効電力の各々の線形化された状態方程式は、例えば第一番目の低域通過系に等しくなる。これらの低域通過系の時定数は、再構成された全系の状態マトリックスに依存する。次に、線形レギュレータを使用して、再構成された系の有効電力および無効電力を調整し、これにより、有効電力および無効電力のコスト有効性に優れた調整（この調整は、簡単でかつ広範囲に安定してもいる）を実行できる。
【００２０】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、レギュレータはＰＩレギュレータである。ＰＩレギュレータは、強制的に、定常調整偏差を迅速消失させる。この場合、理想ＰＩレギュレータおよび非理想ＰＩレギュレータの両方を使用できる。ＰＩレギュレータの時定数は、全系に与えるフィードバック変数の影響を考慮に入れることにより有利に選択される。
【００２１】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、誘導機の回転子電圧は操作変数であると確認される。この場合、誘導機は、例えば、二重供給型非同期機で構成できる。
【００２２】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、誘導機の固定子電圧は操作変数として決定される。この場合、誘導機は、例えば、リスかご形回転子を備えた非同期機で構成できる。
【００２３】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、誘導機の励磁機電流は操作変数として決定される。この場合、誘導機は、例えば、別に励起される同期機で構成できる。
【００２４】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、誘導機の固定子のオーム抵抗は、フィードバック変数を計算するときに無視される。かくして、フィードバック変数の計算は大幅に簡単化される。固定子抵抗の無視による系モデリングが不正確になる可能性が、制御ループにより有利に改善される。
【００２５】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、フィードバック変数を計算するときに、定常状態が仮定される。この処置により、フィードバック変数の計算が大幅に簡単化される。定常状態の仮定による系モデリングが不正確になる可能性が、制御ループにより有利に改善される。
【００２６】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、誘導機の固定子の有効電力および無効電力が調整される。
【００２７】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、誘導機が接続される幹線の有効電力および無効電力が調整される。
【００２８】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、第一レギュレータ出力変数には、誘導機の回転子電圧と固定子磁束とのクロス乗積に等しいフィードバック変数が賦課され、前記第二レギュレータ出力変数には、回転子電圧と固定子磁束とのクロス乗積に等しいフィードバック変数が賦課される。この場合、クロス乗積およびスカラー積は、回転子電圧および固定子磁束から直接計算する必要はなく、クロス乗積およびスカラー積に等しい誘導機の系変数の関数を用いてフィードバック変数を間接的に計算することもできる。本発明の好ましい実施形態によるフィードバック変数の選択は、調整の操作変数として回転子電圧が使用される二重供給型非同期機に特に適している。
【００２９】
回転子電圧および固定子磁束のクロス乗積およびスカラー積を本発明による調整に使用することにより、特定座標系に関するポインタ位置の情報が不要になりかつ元の系が非線形性を有する場合でも簡単なレギュレータ合成が可能になる。機械の状態は、物理的に、ダイナミックスを記述すべく選択されているポインタの相互位置の関数である。しかしながら、ポインタ同士の関係も、別の角度情報なくしてクロス乗積およびスカラー積により記述できる。この場合、調整の設計は、巻線（例えば、固定子および回転子）について定められた任意の座標系で行うことができる。
【００３０】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、フィードバック変数は、固定子電圧、固定子磁束、回転子電流および回転子速度の少なくとも１つの関数である。一般に、フィードバック変数は、回転子電圧および固定子磁束のクロス乗積およびスカラー積から直接的に計算できない。なぜならば、回転子電圧は操作変数として使用されるからである。しかしながら、フィードバック変数は、固定子電圧、固定子磁束、回転子電流および回転子速度の少なくとも１つの関数として誘導機の状態変数を記述する状態方程式から得られる。これらの関数は更に、誘導機の誘導率および固定子抵抗の関数とすることもできる。固定子電圧、固定子磁束、回転子電流および回転子速度へのフィードバック変数の依存は、二重供給型非同期機の場合に、例えば回転子電圧が調整の操作変数として使用されるときに生じる。
【００３１】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、誘導機の回転子電圧は、更に調整することなく、フィードバック変数および固定子磁束が賦課された第一および第二レギュレータ出力変数から操作変数として決定される。この形式の手順は、二重供給型非同期機にとって特に有利である。
【００３２】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、誘導機の固定子電圧および回転子電流の少なくとも一方が測定される。この形式の手順は、二重供給型非同期機にとって特に有利である。測定は、例えば自然３相座標で行なわれ、測定変数は、次に２相座標系に変換される。
【００３３】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、誘導機の固定子電流が測定される。回転子位置角度および回転子速度を測定する位置センサが全くない場合には、回転子位置角度および回転子速度の計算ができるようにするには、固定子電流の測定が必要になる。
【００３４】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、誘導機の回転子速度は、誘導機の固定子電圧、固定子電流および回転子電流から測定または決定される。回転子速度は、例えば位置センサにより測定できる。
【００３５】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、誘導機の回転子位置角度は、誘導機の固定子電圧、固定子電流および回転子電流から測定または決定される。回転子位置角度は、例えば位置センサにより測定できる。
【００３６】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、誘導機の固定子磁束は、誘導機の固定子電圧と、固定子電圧の角周波数とから計算される。
【００３７】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、誘導機の電圧および電流の各々が測定され、次に、２相座標系に変換され、操作変数が２相座標系で決定され、次に、３相座標系に変換される。この場合、誘導機の電圧および電流は、自然３相変数として測定される。
【００３８】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、誘導機は二重供給型非同期機であり、該非同期機の固定子は幹線に直接接続され、非同期機の回転子はインバータに接続される。インバータは２つのパルス幅変調インバータと、中間回路とを有し、一方のパルス幅変調インバータは回転子に接続され、他方のパルス幅変調インバータは幹線に接続される。しかしながら、誘導機は、リスかご形回転子を備えた非同期機または同期機で構成することもできる。
【００３９】
本発明の目的を達成すべく、プロセッサに上記調整方法を遂行させるコマンドを有するコンピュータプログラムが提供される。本発明により提供される調整方法は、設定点変数偏差および入力変数としてのフィードバック変数を受入れかつ例えば出力変数として操作変数を出力するプロセッサでの実施に、非常に良く適している。フィードバック変数の計算は、プロセッサに誘導機の電流、電圧、磁束、角速度の測定された必要値が供給された場合に、プログラム内で実施することもできる。コンピュータプログラムは、例えば誘導機が作動されるときにプロセッサのメインメモリにローディングされ、次に、実行される。レギュレータのパラメータまたはできるならばフィードバック変数のその後の適用も有利に行うことができる。
【００４０】
本発明の調整方法を実行する処理プログラムを備えたコンピュータ製品も提供される。このコンピュータプログラム製品は、調整方法を実行するコマンドを有するコンピュータプログラムを記憶できる、例えば、メモリカード、ディスケットまたはＣＤ等の置換可能なデータキャリヤで構成できる。
【００４１】
更に、本発明の目的を達成するため、巻線について定められた座標系で誘導機により出力されまたは受入れられる有効電力および無効電力を調整する装置であって、有効電力の設定点値偏差が生じた場合に、第一レギュレータ出力変数を発生させる第一レギュレータと、第二レギュレータ出力変数が、無効電力の設定点値偏差が生じた場合に、第二レギュレータ出力変数を発生させる第二レギュレータと、第一および第二レギュレータ出力変数に、誘導機の少なくとも１つの時間可変系変数の関数としてフィードバック変数を賦課する手段とを有する装置において、更なる調整を行うことなく、フィードバック変数が賦課された少なくとも第一および第二レギュレータ出力変数から操作変数として誘導機の電圧または電流を決定するための、いかなる他の従属制御ループも備えていない手段を有することを特徴とする装置が提供される。
【００４２】
本発明による装置は、例えば、設定点変数偏差および測定変数を入力しかつ操作変数を出力するインターフェースを備えたモジュラレギュレータユニットで構成できる。或いは、装置は、誘導機内に永久的に一体化することもできる。フィードバック変数が適当に選択されるので、装置は、有効電力を調整する１つのレギュレータおよび無効電力を調整する１つのレギュレータのみを必要とし、レギュレータ出力変数は、対応フィードバック変数が適用された後に結合されて、調整の操作変数を決定する。
【００４３】
本発明の好ましい実施形態によれば、レギュレータは線形レギュレータである。
【００４４】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、レギュレータはＰＩレギュレータである。
【００４５】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、誘導機の電圧または電流を決定する手段は、操作変数として回転子電圧を決定する。
【００４６】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、誘導機の電圧または電流を決定する手段は、操作変数として固定子電圧を決定する。
【００４７】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、誘導機の電圧または電流を決定する手段は、操作変数として励磁機電流を決定する。
【００４８】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、固定子の有効電力および無効電力が調整される。
【００４９】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、誘導機が接続される幹線の有効電力および無効電力が調整される。
【００５０】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、第一レギュレータのレギュレータ出力変数には、誘導機の回転子電圧と固定子磁束とのクロス乗積に等しいフィードバック変数が賦課され、第二レギュレータのレギュレータ出力変数には、回転子電圧と固定子磁束とのクロス乗積に等しいフィードバック変数が賦課される。
【００５１】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、フィードバック変数は、固定子電圧、固定子磁束、回転子電流および回転子の角速度の少なくとも１つの関数である。
【００５２】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、誘導機の回転子電圧は、更に調整することなく、フィードバック変数および固定子磁束が賦課された第一および第二レギュレータ出力変数から操作変数として決定される。
【００５３】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、装置は、誘導機の固定子電圧および回転子電流を測定する手段を有する。
【００５４】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、装置は、固定子電流を測定する手段を有する。
【００５５】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、装置は、誘導機の回転子速度を測定する手段または誘導機の固定子電圧、固定子電流および回転子電流から回転子速度を決定する手段を有する。
【００５６】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、装置は、誘導機の回転子位置角度を測定する手段または誘導機の固定子電圧、固定子電流および回転子電流から回転子位置角度を決定する手段を有する。
【００５７】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、装置は、誘導機の電圧および電流を測定する手段と、これらの電圧および電流を２相座標系に変換する手段と、２相座標系で決定された操作変数を３相座標系に変換する手段とを有する。
【００５８】
本発明の他の好ましい実施形態によれば、誘導機は二重供給型非同期機であり、該非同期機の固定子は幹線に直接接続され、前記非同期機の回転子はインバータに接続されている。
【００５９】
また、本発明の目的を達成するため、上記装置の特徴に従って巻線について定められた座標系で、誘導機が受入れた有効電力および無効電力を調整する装置を有することを特徴とする誘導機が提供される。
【００６０】
この場合には、誘導機は、リスかご形回転子またはスリップリングを備えた非同期機および同期機の両方で構成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６１】
好ましい例示実施形態についての以下の詳細な説明に基いて、本発明の上記特徴および他の特徴を説明する。
【００６２】
本発明は、誘導機の有効電力および無効電力の調整に関する。この調整は、回転子回路にインバータを備えた二重供給同期機の例を用いて以下に説明する。しかしながら、本発明の調整は、他の誘導機、より詳しくは、固定子回路にリスかご形回転子およびフル・インバータを備えた非同期機にも同等に適している。
【００６３】
図１は、固定子１０および回転子１１を備えたこの形式の非同期機１を示すものである。回転子は、直接的にまたはギヤユニットを介して駆動軸に連結され、従って、機械的動力（発電機作動）または出力機械的動力（モータ作動）を交互に受ける。
【００６４】
図１に示す非同期機１の固定子１０は３相電流幹線３に直接接続され、一方、回転子１１はインバータ２を介して３相幹線３に接続されている。インバータ２は、幹線側パルス幅変調インバータ２２と機械側パルス幅変調インバータ２０とを有している。中間回路には、両パルス幅変調インバータ２０、２２を減結合するキャパシタ２１が設けられており、これにより、インバータ２を介して滑り電力が両方向に伝達される。固定子１０が３相幹線３に永久接続されているので、固定子電圧は一般に幹線（振幅および周波数）により予め定められており、ここでは別の幹線が例外を形成する。可変周波数を有する可変電圧が、パルス幅変調インバータ２０により回転子１１に印加され、これにより、異なる作動状態（アンダー同期／オーバー同期作動およびモータ／発電機作動）が設定される。非同期機１による有効電力および無効電力の入力および出力も、回転子電圧の印加により対応して制御される。
【００６５】
図１に示す非同期機１の数学的モデルは、下記の一般式で表わすことができる。
【数１】
2008511274.tif 000003
【数２】
2008511274.tif 000004
【数３】
2008511274.tif 000005
ここで、ΨｒおよびΨｓは固定子および回転子の磁束ベクトル、ｉｓおよびｉｒは固定子および回転子の電流ベクトル、ｕｓおよびｕｒは固定子および回転子の電圧ベクトル、ＲｓおよびＲｒは固定子および回転子の巻線抵抗、ｍｒはトルク、Ｊは慣性モーメント、ωｒは回転子速度、ωａは基準座標系の回転測定、およびτは相対時間である。この記載および以下の記載において、太字はベクトル変数を表わし、斜字はスカラー変数を表わす。
【００６６】
電流と磁束鎖との間には、下記関係が存在する。
【数４】
2008511274.tif 000006
【数５】
2008511274.tif 000007
ここで、Ｌｓ、ＬｒおよびＬｍは、それぞれ、固定子誘導率、回転子誘導率およびカウンタ誘導率である。
【００６７】
式（１）から式（５）を書換えると、非同期機の微分方程式についての好ましい式が得られる。
【数６】
2008511274.tif 000008
【数７】
2008511274.tif 000009
【数８】
2008511274.tif 000010
【数９】
2008511274.tif 000011
【数１０】
2008511274.tif 000012
ここで、変数ｗσは、下記のように定義される。
【数１１】
2008511274.tif 000013
【００６８】
式（６）から式（１０）および下記において、第一添字は所在（ｒは回転子、ｓは固定子）を表わし、第二添字は２相座標系における特定成分（α、β）を表わし、第三添字は使用される基準系（Ｓは固定子巻線について定められたもの、Ｒは回転子巻線について定められたもの）を表わす。
【００６９】
非同期機の状態を記述するに際し、本発明は、状態変数の下記選択を行うものとする。
回転子速度ωｒ、
固定子の有効電力ｐｓ、
固定子の無効電力ｑｓ、
固定子磁束の二乗ΨｓＳ２＝｜ΨｓＳ｜２
【００７０】
回転子速度ωｒには下記関係が適用される。
【数１２】
2008511274.tif 000014
【００７１】
発電機出力の瞬間値は、次式（１３）、（１４）を用いて表わされる。
【数１３】
2008511274.tif 000015
【数１４】
2008511274.tif 000016
【００７２】
定常状態であると仮定すると、発電機出力は次式で表わされる。
【数１５】
2008511274.tif 000017
【数１６】
2008511274.tif 000018
【００７３】
式（１５）、（１６）を微分しかつ式（６）、（７）、（８）および（９）を用いることにより、簡単化した後に下記微分方程式が得られる。
【数１７】
2008511274.tif 000019
【数１８】
2008511274.tif 000020
ここで、
【数１８ａ】
2008511274.tif 000021
である。
【００７４】
固定子磁束の絶対値の二乗は、下記のように計算される。
【数１９】
2008511274.tif 000022
【００７５】
式（１９）を微分しかつ式（６）、（７）を用いることにより、下記微分方程式が得られる。
【数２０】
2008511274.tif 000023
【００７６】
系の４つの状態方程式は、本発明による４つの状態変数の選択に基いて、下記のように要約される。
【数２１】
2008511274.tif 000024
【数２２】
2008511274.tif 000025
【数２３】
2008511274.tif 000026
【数２４】
2008511274.tif 000027
【００７７】
本発明に従って、状態変数として、回転子速度ωｒ、固定子の有効電力ｐｓ、固定子の無効電力ｑｓ、および固定子磁束の二乗ΨｓＳ２を選択することにより、本発明による有効電力および無効電力の調整は、２つの調整（１つは有効電力の調整、他は無効電力の調整）のみを用いて行うことができる。なぜならば、有効電力および無効電力は直接状態変数だからである。従って、従属的制御ループ（ｓｕｂｏｒｄｉｎａｔｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｌｏｏｐ）は用いなくてもよく、特に簡単な調整構造が可能になる。また、制御ループの角度変換の必要性も省略できるため、任意の座標系で調整の設計を行うことができる。
【００７８】
しかしながら、微分方程式（２２）、（２３）は非線形性が強いため調整設計には適していない。従って、本発明によれば、状態方程式の系は、有効電力および無効電力が系マトリックスの線形要素を形成するように再構成される。しかしながら、この系は、系の状態表現が変換されるため、強い非線形性をもつものとなる。この非線形挙動は、次に、非線形フィードバック要素により補償される。最適な場合には、新たに定められた系が、有効電力および無効電力の各場合に、第一番目の低域通過挙動を受けるようになっている。これらの低域通過挙動の時定数は、新たに定められた系の状態マトリックスの関数である。この場合には、新たに定められた系について、２つの線形調整、例えば２つのＰＩ調整を使用できる。
【００７９】
変数の下記の定義により、状態方程式の所望の線形化が達成される。
【数２５】
2008511274.tif 000028
および
【数２６】
2008511274.tif 000029
ここで、系の調整を可能にするため、変数ｓ１、ｓ２が新たに導入されている。
【００８０】
明らかなことであるが、この場合、式（２５）のν１は、回転子電圧と固定子磁束とのクロス乗積に等しく、式（２６）のν２は、回転子電圧と固定子磁束とのスカラー積に等しい。状態変数およびこれらの変数ν１、ν２の選択は、本発明による調整においてポインタ位置に関する情報を省略することを可能にし、これにより、巻線について定められた座標系での調整が可能になり、非線形であるにもかかわらず簡単な調整を行うことができる。非同期機１の状態は、物理的に、ダイナミックスを記述すべく選択されたポインタの相互位置の関数である。しかしながら、ポインタ間の関係は、クロス乗積およびスカラー積による別の角度情報を用いることなく記述できる。従って、本発明による状態ベクトルは、クロス乗積およびスカラー積を用いた記述ができるように選択される。
【００８１】
式（２５）、（２６）における回転子電圧ｕｒＳ（成分ｕｒαＳ、ｕｒβＳにより記述される）は調整の操作変数であるので、変数ν１、ν２は、回転子電圧および固定子磁束から、クロス乗積およびスカラー積の定義により直接計算することはできない（式（２５）、（２６）の各々の第一行目を比較されたい）。しかしながら、クロス乗積およびスカラー積は、式（２５）、（２６）の各第二行目による系変数により表わすことができ、従って間接的に計算できる。
【００８２】
式（２５）、（２６）による変数ν１、ν２を、式（２２）、（２３）に使用することにより、状態方程式は所望に応じて線形化され、これは下記のように要約できる。
【数２７】
2008511274.tif 000030
【数２８】
2008511274.tif 000031
【数２９】
2008511274.tif 000032
【数３０】
2008511274.tif 000033
【００８３】
式（２７）から式（３０）は、本発明による調整を合成するのに直接使用される。
【００８４】
図２は、この調整を示す概略図である。固定子１０および回転子１１を備えた二重供給型非同期機１、供給幹線３、およびインバータ２が再び示されている。
【００８５】
この系では、有効電力および無効電力の本発明による調整を行うのに、異なる電圧および電流が測定され、使用される。詳細には、これらは、幹線電圧ｕＮ、幹線電流ｉＮ、固定子電圧ｕｓＳ、および回転子ｉｓＳである。これらの電圧および電流は、自然３相座標で測定され、次に変換ユニット４０−１、４０−２、４０−３および４０−５を用いて、固定子または回転子について定められた２相座標系に変換される。次に、例えば、回転子について定められた固定子電圧ｕｓＳが２つの成分ｕｓαＳ、ｕｓβＳで与えられる（他の電圧および電流に対応する）。
【００８６】
また、任意であるが、回転子速度ωｒおよび回転子と固定子との間の回転子位置角度φＲＳを計算できるようにするため、変換ユニット４０−４を用いて、固定子電流ｉｓＳが測定されかつ固定子について定められた２相座標系に伝送する。
【００８７】
この手順とは別に、回転子速度ωｒおよび回転子と固定子との間の回転子位置角度φＲＳは、任意の位置センサ４１およびの位置レシーバ４２に基いて測定できるが、この場合、固定子電流は必ずしも必要ではない。
【００８８】
外的に予め定めた設定点有効電力ＰＳｏｌｌおよび設定点無効電力ＱＳｏｌｌを減じて、それぞれ、加算器４５−１、４５−２の出力で、有効電力の設定点変数偏差および無効電力の設定点変数偏差を発生させるべく、実有効電力Ｐおよび実無効電力Ｑが、幹線電圧ｕＮおよび幹線電流ｉＮから計算されかつ加算器４５−１、４５−２に負号が供給される。図２には、幹線電力から出発する調整が実変換として示されている。しかしながら、何も行なわないで、実変数としての幹線電力の代わりに、固定子電力に更に導くことが可能である。
【００８９】
測定変数ｕｓＳおよびｉｒＲ（これらは、次に２相座標系に変換される）、或いは測定変数ωｒおよびφＲＳまたは測定変数ｉｓＳ（これらは、次に２相座標系に変換される。２相座標系はωｒおよびφＲＳの計算に必要である）は、測定変数処理ユニット４４に供給され、該測定変数処理ユニット４４は、これらの変数の関数として少なくとも部分的に、回転子位置角度φＲＳ、固定子について定められた固定子磁束ΨｓＳ、および式（２５）、（２６）によるフィードバック変数ν１−ｓ１、ν２−ｓ２を出力する。これらの出力変数の計算は、図３の説明に関連してより詳細に論じることにする。
【００９０】
図２に示す本発明による調整は、有効電力および無効電力の設定点変数偏差の関数としてレギュレータ出力変数ｓ１、ｓ２を発生させるため、２つのＰＩレギュレータ４６−１、４６−２を使用する。レギュレータ出力変数ｓ１、ｓ２は、加算器４５−３、４５−４に別々に供給され、該加算器４５−３、４５−４を介して、レギュレータ出力変数ｓ１、ｓ２には、加算により、フィードバック変数ν１−ｓ１、ν２−ｓ２（これらのフィードバック変数は、非同期機１の瞬間的な系状態から測定変数処理ユニット４４により決定されている）が賦課される。次に、加算器４５−３、４５−４の出力で変数ν１、ν２が得られ、これらの変数ν１、ν２は、回転子電圧の計算のためにユニット４７に供給される。
【００９１】
ユニット４７は、付加入力変数として固定子について定められた固定子磁束ΨｓＳを受け、かつ下記式に従って、２相座標系での予め定めた有効電力ＰＳｏｌｌおよび予め定めた無効電力ＱＳｏｌｌを達成するのに必要な固定子について定められた回転子電圧ｕｒＳを決定する。
【数３１】
2008511274.tif 000034
【数３２】
2008511274.tif 000035
【００９２】
回転子について定められた座標系で固定子について定められた座標系からの回転子電圧の変換は、変換ユニット４８で行なわれる。変換ユニット４８は、下記ガイドラインに従って、測定変数処理ユニット４４から、付加入力変数として回転子位置角度φＲＳを受ける。
【数３３】
2008511274.tif 000036
【数３４】
2008511274.tif 000037
【００９３】
最後に、回転子について定められた回転子電圧が、変換ユニット４０−６により、２相座標系から３相座標系に変換され、かつインバータ２の機械側パルス幅変調インバータ２０を介して非同期機１の回転子１１に印加される。
【００９４】
本発明による調整が、充分な時間フレーム内で有効電力および無効電力の定常設定点値偏差を調整するのに必要とするのは、２つのＰＩレギュレータ４６−１、４６−２だけである。この目的のため、ＰＩレギュレータのパラメータ、特にＰＩレギュレータの時定数が、状態方程式に反映されるように、非同期機１のパラメータに適合される。
【００９５】
図２の測定変数処理ユニット４４の概略構造が、図３に示されている。入力変数として、測定変数処理ユニット４４は、固定子について定められた固定子電圧ｕｓＳの測定変数と、回転子について定められた回転子電流ｕｒＲと、或いは固定子について定められた固定子電流または回転子位置角度φＲＳ、（これらは、次に、対応する２相座標系に変換される）とを受入れ、かつ回転子位置角度φＲＳと、固定子について定められた固定子磁束ΨｓＳと、これらの入力変数の関数としてのフィードバック変数ν１−ｓ１、ν２−ｓ２とを出力する。
【００９６】
前述のように、回転子速度ωｒおよび回転子位置角度φＲＳは、任意であるが、図２の位置センサ４１および位置レシーバ４２を用いて測定される。或いは、回転子速度ωｒおよび回転子位置角度φＲＳは、固定子について定められた固定子電圧ｕｓＳ、固定子について定めされた固定子電流ｉｓＳ、および回転子について定められた回転子電流ｉｒＲから測定変数処理ユニット４４で評価され、これは、次にユニット４４１で実施される。次に、特定の測定／評価回転子速度ωｒおよび測定／評価回転子位置角度φＲＳは、次にスイッチ４４２、４４３を用いて選択される。もちろん、コスト的理由から、測定／評価の２つのオプションのうちの１つは完全に省略できる。
【００９７】
次に、回転子位置角度φＲＳが、変換ユニット４４５において、回転子について定められた回転子電流ｉｒＲと、固定子について定められた固定子電流ｉｒＳへの変換に使用され、更に、測定変数処理ユニット４４により図２の変換ユニット４８に出力される。
【００９８】
また、測定変数処理ユニット４４は、固定子について定められる固定子磁束ΨｓＳを計算するユニット４４４を有している。この場合、この計算は、任意の方法に従って行なわれる。例えば、固定子磁束ΨｓＳは、式（４）の変換後は、下記態様で表わされる。
【数３５】
2008511274.tif 000038
【数３６】
2008511274.tif 000039
【００９９】
固定子磁束を計算するための上記方法は、機械の飽和効果または測定コンバータの形式によっては問題が生じることがある。従って、他の方法を使用するのが有利である。高出力を有する誘導機では、固定子抵抗Ｒｓを無視できる。この場合、式（１）は下記形態で表わされる。
【数３７】
2008511274.tif 000040
【０１００】
これにより、定常状態の場合の固定子磁束の成分について、式（３７）から下記関係が得られる。
【数３８】
2008511274.tif 000041
【数３９】
2008511274.tif 000042
ここで、ωｓは、固定子電圧の角周波数である。
【０１０１】
フィードバック変数ν１−ｓ１、ν２−ｓ２の計算は、ｕｓＳ、ΨｓＳ、ｉｒＳおよびωｒの関数として、ユニット４４６で最終的に行なわれる。
【０１０２】
本発明の第一の好ましい実施形態では、フィードバック変数は、式（２５）、（２６）に従って計算される。
【０１０３】
第二の好ましい実施形態では、フィードバック変数の式を得るのに、固定子抵抗Ｒｓは無視される。例えば大型機械では、この仮定は妥当である。この場合には、固定子電圧および固定子磁束が互いに垂直であると仮定できる。定常状態であることおよび計算に関連変数が使用されることを更に仮定するならば、下記関係が得られる。
【数４０】
2008511274.tif 000043
【数４１】
2008511274.tif 000044
【数４２】
2008511274.tif 000045
【０１０４】
式（４０）、（４１）および（４２）を考察すれば、式（２２）および式（２３）が簡単化されていることが理解されよう。次に、これらは、下記のように表わすことができる。
【数４３】
2008511274.tif 000046
【数４４】
2008511274.tif 000047
【０１０５】
ここで、第一の好ましい実施形態におけるように、微分方程式（４３）、（４４）を線形化すべくフィードバックを導入すると、方程式（２７）から（３０）による状態方程式が再び得られるが、変数は異なるものとなっている。
【数４５】
2008511274.tif 000048
および
【数４６】
2008511274.tif 000049
【０１０６】
従って、第一の好ましい実施形態との単一の相違点は、測定変数処理ユニット４４のユニット４４６でのフィードバックの計算が異なることである。図２および図３に示す本発明による調整の他の構造は維持される。
【０１０７】
本発明の第二の好ましい実施形態による式（４５）、（４６）のフィードバック変数の簡単化により、フィードバックは、第一の好ましい実施形態と比較してコスト有効性に優れた方法で計算でき、従って、簡単でより迅速に調整を行うことができる。この場合には、固定子抵抗を無視するとの仮定によるモデル偏差が、系の他の全ての干渉変数と同様に調整により補償されるため、第二の好ましい実施形態には、調整のクオリティまたは安定性に損失が全く存在しない。
【０１０８】
第三の好ましい実施形態では、フィードバックの偏差において、定常状態であることが最後に仮定される。この場合には、式（６）、（７）が下記のように簡単化される。
【数４７】
2008511274.tif 000050
【数４８】
2008511274.tif 000051
【０１０９】
先ず、式（４７）、（４８）に、ΨｓαＳおよびΨｓβＳが掛けられる。これにより得られる式は、一度減算されかつ一度加算されたものとなる。かくして、下記式が得られる。
【数４９】
2008511274.tif 000052
【数５０】
2008511274.tif 000053
【０１１０】
式（１５）、（１６）に式（４９）、（５０）を使用すれば、誘導機についての下記電力の方程式が得られる。
【数５１】
2008511274.tif 000054
【数５２】
2008511274.tif 000055
【０１１１】
式（５１）、（５２）を微分しかつ式（６）から式（９）を使用することにより簡単化した後は、下記微分方程式が得られる。
【数５３】
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【数５４】
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【０１１２】
第一および第二の好ましい実施形態におけるように、微分方程式（５３）、（５４）を線形化すべくフィードバックを導入するならば、式（２７）から式（３０）による状態方程式が再び得られるが、変数は異なったものとなっている。
【数５５】
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および
【数５６】
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【０１１３】
第一および第二の好ましい実施形態との単一の相違点は、この場合も、測定変数処理ユニット４４のユニット４４６でのフィードバックの計算が異なることである。図２および図３に示す本発明による調整の他の構造は維持される。
【０１１４】
本発明の第三の好ましい実施形態による式（５５）、（５６）のフィードバック変数の簡単化により、フィードバックは、第一の好ましい実施形態と比較してコスト有効性に優れた方法で計算でき、従って、簡単でより迅速に調整を行うことができる。この場合には、定常系状態の仮定によるモデル偏差が、系の他の全ての干渉変数と同様に調整により補償されるため、第三の好ましい実施形態にも、調整のクオリティまたは安定性に損失が全く存在しない。
【０１１５】
以上、本発明を好ましい実施形態について説明した。状態方程式の偏差に異なる簡単化を用いることにより、本発明による調整の多くの変更が可能である。この形式の調整は、精度およびダイナミズムにおいて大きく異なるものとなる。インバータを制御するのに、測定変数を特定基準値に変換する必要は全くない。かくして、座標系は自由に選択できる。例えば、簡単化のため、固定子について定められた座標系を選択することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】３相幹線での二重供給非同期機を示す概略図である。
【図２】図１に二重供給非同期機の有効電力および無効電力の本発明による調整を示す概略図である。
【図３】図２の測定変数可変処理ユニット４４を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１    二重供給型非同期機
２    インバータ
３    供給幹線
１０    固定子
１１    回転子
４１    位置センサ
４２    位置レシーバ
４４    測定変数処理ユニット
４６−１    第一ＰＩレギュレータ
４６−２    第二ＰＩレギュレータ
４８    変換ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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