(57)【要約】【課題】電動機のベクトル制御において、磁束の立ち上がりを早め、かつ磁束のオーバシュートを発生させない励磁電流指令値を得ること。【解決手段】電流制御器５の励磁電流演算部５１は、磁束指令演算部４からの磁束指令に対応する励磁電流を演算する。この励磁電流にブースト係数Ｋを乗算して励磁電流指令とする。ここで、ブースト係数Ｋは、磁束指令演算部４から入力する磁束指令から、電力変換装置６からの励磁電流フィードバックに基づいて磁束演算部５７で演算される磁束推定値を減算して得られる偏差ｘに基づいて決定される。また、ブースト係数Ｋは、磁束の立ち上げ開始からの時間の関数から求めることもできる。【選択図】図２
2008306798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁束指令値に基づいて励磁電流を制御し、トルク指令値に基づいてトルク電流を制御する電動機制御装置であって、
前記磁束指令値と磁束推定値との偏差の関数として求められる係数、あるいは前記磁束立ち上げ開始からの時間の関数として求められる係数を演算する係数演算手段と、
前記磁束指令値に相当する励磁電流値と、前記係数演算手段により演算された係数とに基づいて、励磁電流指令値を演算する励磁電流演算手段とを備え、
該演算された励磁電流指令値により、前記磁束立ち上げ開始から前記磁束が磁束指令値に到達するまでの間励磁電流を制御することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項２】
さらに、トルク電流と励磁電流とに基づいて、電動機に対して駆動電力を供給する電力変換部を備え、前記励磁電流演算手段により演算される励磁電流は、該演算された励磁電流とトルク電流のベクトル和の大きさが、前記電力変換部の最大許容電流値を超えない範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
【請求項３】
前記励磁電流演算手段は、電動機の制御モードを速度制御モードと位置制御モードとを切り換える場合に、前記励磁指令を演算することを特徴とする請求項１または２に記載の電動機制御装置。
【請求項４】
前記励磁電流演算手段は、前記電動機を非励磁状態から励磁状態に切り換える場合に、前記励磁電流指令値を演算することを特徴とする請求項１または２に記載の電動機制御装置。
【請求項５】
前記励磁電流演算手段は、前記電動機に対する速度指令値が変更される場合に、前記励磁電流指令値を演算することを特徴とする請求項１または２に記載の電動機制御装置。
【請求項６】
前記励磁電流演算手段は、前記電動機に対する磁束指令値が変更される場合に、前記励磁電流指令値を演算することを特徴とする請求項１または２に記載の電動機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘導電動機のベクトル制御を行う電動機制御装置に関する。特に、磁束の立ち上がりを早め、磁束のオーバシュートを発生させない励磁電流指令を行うことができる電動機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘導電動機は、固定子に１次電流を流して回転磁界を発生させ、回転磁界による磁束を回転子がきることにより、回転子に電圧が誘起されて２次電流が流れ、この２次電流と磁束との相互作用により、トルクを発生させるものである。従来から、誘導電動機の制御として、固定子に流す一次電流を、磁束方向の励磁電流と２次電流すなわちトルク電流に分けて制御するベクトル制御が用いられている。発生するトルクは、励磁電流によって発生する磁束とトルク電流の積に比例する。
【０００３】
図９は、従来の誘導電動機のベクトル制御を説明する図である。誘導電動機のトルクを指令するトルク指令は、電流制御器５に入力するとともに、磁束指令演算部４に入力して、磁束指令を出力させる。磁束指令は、磁束指令演算部４において、誘導電動機７の速度センサ７１により検出されフィードバックされた回転速度を考慮して演算される。磁束指令は、トルク指令と同様に電流制御器５に入力する。
【０００４】
トルク指令は、電流制御器５のトルク電流演算部５３に入力し、トルク電流演算部５３はトルク（ｑ相）電流指令を演算して出力する。出力されたトルク電流指令と電力変換装置６からフィードバックされるトルク実電流との偏差は、トルク電流制御器５４に入力し、トルク電流制御器５４は、入力されたトルク電流の偏差に従って、ｄｑ−ｕｖｗ変換部５６に入力するトルク（ｑ相）電圧指令を演算して出力する。
【０００５】
他方、励磁指令は、電流制御器５の励磁電流演算部５１に入力し、励磁電流演算部５１は励磁（ｄ相）電流指令を出力する。出力された励磁電流指令と電力変換装置６からフィードバックされる励磁実電流との偏差は、励磁電流制御器５２に入力し、励磁電流制御器５２は、入力された励磁電流の偏差に従って、ｄｑ−ｕｖｗ変換部５６に入力する励磁（ｄ相）電圧指令を演算して出力する。
【０００６】
ｄｑ−ｕｖｗ変換部５６は、入力するトルク（ｑ相）電圧指令および励磁（ｄ相）電圧指令を、ｕ相電圧指令、ｖ相電圧指令、ｗ相電圧指令に変換する。ｕ相電圧指令、ｖ相電圧指令、ｗ相電圧指令は、電流制御部５の出力として、電力変換装置６に入力する。電力変換装置６に入力したｕ相電圧指令、ｖ相電圧指令、ｗ相電圧指令は、電力変換装置６により誘導電動機７に対して供給されるｕｖｗ相の実電流に変換される。誘導電動機７は、このｕｖｗ相の実電流で駆動され、誘導電動機７は、トルク指令で指令されたトルクを出力し、主軸８を回転させる。
【０００７】
なお、電力変換装置６から出力されたｕｖｗ相の実電流は電流制御器５にフィードバックされ、電流制御器５のｕｖｗ−ｄｑ変換部５５によりトルク（ｄ相）実電流と励磁（ｑ相）実電流に変換され、トルク電流フィードバックと励磁電流フィードバックとして用いられる。また、誘導電動機７の速度センサ７１は、誘導電動機７の回転速度を磁束指令演算部４にフィードバックする。
【０００８】
このような誘導電動機の磁束を立ち上げる場合、あるいは制御の応答性を高めるような磁束指令の変更があった場合などには、すばやく磁束を立ち上げたり、変更したりすることが求められる。しかしながら、発生する磁束は励磁電流に対して回路定数から決まる時定数をもって立ち上がるので、磁束が確立するまで励磁電流に対して遅れることになる。
【０００９】
したがって従来は、磁束の立ち上がり時間を短縮するために、磁束立ち上げ時から磁束の推定値が指令値に達するまで、磁束指令に一定のブースト係数を乗算して指令値より大きな値を与えて磁束を発生させていた。しかしながら、ブースト係数を乗算した結果、発生した磁束は必ずオーバシュートし、磁束指令値に達するまでの時間が延びるという問題点が生じていた（特許文献１参照）。
【００１０】
【特許文献１】特公平６−６７２５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑み、磁束指令値と磁束推定値との偏差の関数、または磁束立ち上げ時からの時間ｔの関数から求めた値をブースト係数とすることにより、磁束の立ち上がりを早め、かつオーバシュートを発生させない電動機制御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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の電動機制御装置は、磁束指令値に基づいて励磁電流を制御し、トルク指令値に基づいてトルク電流を制御する電動機制御装置であって、前記磁束指令値と磁束推定値との偏差の関数として求められる係数、あるいは前記磁束立ち上げ開始からの時間の関数として求められる係数を演算する係数演算手段と、前記磁束指令値に相当する励磁電流値と、前記係数演算手段により演算された係数とに基づいて、励磁電流指令値を演算する励磁電流演算手段とを備え、該演算された励磁電流指令値により、前記磁束立ち上げ開始から前記磁束が磁束指令値に到達するまでの間励磁電流を制御することを特徴とする。
【００１３】
さらに、トルク電流と励磁電流とに基づいて、電動機に対して駆動電力を供給する電力変換部を備え、前記励磁電流演算手段により演算される励磁電流は、該演算された励磁電流とトルク電流のベクトル和の大きさが、前記電力変換部の最大許容電流値を超えない範囲にあるようにすることができる。
【００１４】
前記励磁電流演算手段は、電動機の制御モードを速度制御モードと位置制御モードとを切り換える場合に、前記励磁指令を演算することができる。
【００１５】
さらに、前記励磁電流演算手段は、前記電動機を非励磁状態から励磁状態に切り換える場合に、前記励磁電流指令値を演算することができる。
【００１６】
さらに、前記励磁電流演算手段は、前記電動機に対する速度指令値が変更される場合に、前記励磁電流指令値を演算することができる。
【００１７】
さらに、前記励磁電流演算手段は、前記電動機に対する磁束指令値が変更される場合に、前記励磁電流指令値を演算することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の電動機制御装置は、磁束指令値と磁束推定値との偏差の関数、または磁束立ち上げ時からの時間ｔの関数から求めた値をブースト係数とするので、磁束の立ち上がりを早めることができ、かつ磁束のオーバシュートが発生しないので、磁束が収束する時間が遅延することがなくなる。
【００１９】
磁束指令値と磁束推定値との偏差からブースト係数を求める場合には、磁束推定値をフィードバックしてブースト係数を演算するため、磁束の状態に応じた励磁電流指令を与えることができる。
【００２０】
また、磁束立ち上げ開始からの時間からブースト係数を求める場合には、電動機の回路定数から求められる時定数に応じてブースト係数を演算するため、磁束の状態を推定することなく励磁電流指令を与えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明するが、その前に、本発明の原理的な説明を行う。
【００２２】
一般に、励磁電流ｉｄによって誘導電動機に発生する磁束Φは、励磁電流ｉｄに対して比例関係ではなく、固定子巻線と回転子巻線との間の相互インダクタンスＭ、１相分の２次抵抗Ｒ２、２次インダクタンスＬ２、時間ｔとすると、
Φ＝（１−ｅｘｐ（（−Ｒ２／Ｌ２）ｔ））・Ｍ・ｉｄ      （１）
で示される関係がある。したがって、磁束Φは励磁電流ｉｄに対して、回路定数から決まる時定数Ｌ２／Ｒ２をもって立ち上がることになる。
【００２３】
本発明は、式（１）で示される磁束の立ち上がり時の磁束と励磁電流との関係を考慮して、磁束指令値に乗算するブースト係数Ｋを、磁束の偏差の関数あるいは時間の関数として変化させるものである。すなわち、磁束指令相当の励磁電流指令ｉｄ*に、磁束指令値と（１）式から推定される磁束推定値との偏差ｘの関数ｆ（ｘ）、または磁束立ち上げ時からの時間ｔの関数ｇ（ｔ）からブースト係数Ｋを求め、新たな励磁電流指令ｉｄ*’を、
ｉｄ*’＝Ｋ・ｉｄ*                （２）
に従って求める。
【００２４】
図１は、本発明の作用効果を説明するために、本発明によるブースト係数Ｋを用いた場合と従来の場合との相違を示す図である。なお、図１は、本発明の作用効果を一例により説明するための図であって、本発明を限定するものではない。本発明は、特許請求の範囲のみにより規定されるものである。
【００２５】
図１の左側には従来の場合を説明し、右側に本発明の場合を示す。従来例では、(ａ)に示す、時間ｔ＝０で出力される磁束指令に対応して、（ｂ）に示すように、所定の区間１（ｔ＝０〜Ｔ）だけブースト係数Ｋは１より大きな一定値をとる。したがって、（ｃ）に示すように、区間１ではブースト係数Ｋ（＞１）が励磁電流指令に乗算され、区間１では磁束指令値相当の励磁電流より大きな一定電流（励磁電流＋α）が流れる。その結果、（ｄ）に示すように、励磁電流により発生する磁束は、区間１の終りにはオーバシュートして、磁束指令値に収束するまで時間がかかっている。
【００２６】
本発明によれば、ｔ＝０における磁束指令に対して、ブースト係数Ｋ（＞１）は、区間１内で最初は最大値をとるが、ｔ＝ｔ１（＜Ｔ）を過ぎれば、用意した関数にしたがって１に減少してゆく。したがって、（ｃ）に示すように、区間１に流れる励磁電流も一定値ではなく、用意した関数に従って磁束指令値相当の電流値に減少してゆく。この結果、（ｄ）に示すように、区間１で磁束がオーバシュートすることなく、区間１の終りには所望の磁束指令値に収束し、磁束指令値に達する時間が遅延するということがなくなる。
【００２７】
さらに、磁束指令値と磁束推定値との偏差からブースト係数を求める場合には、磁束推定値をフィードバックしてブースト係数を演算するため、磁束の状態に応じた励磁電流指令を与えることができる。
【００２８】
また、磁束立ち上げ開始からの時間からブースト係数を求める場合には、電動機の回路定数から求められる時定数に応じてブースト係数を演算するため、磁束の状態を推定することなく励磁電流指令を与えることができる。
【００２９】
以下、図２〜７を参照して、本発明の実施形態及び具体例を説明する。
【００３０】
図２は、本発明の第１の実施形態である、磁束の偏差ｘの関数ｆ（ｘ）から求められるブースト係数Ｋを説明する図である。図２では、電流制御器５は、励磁電流指令に対するブースト係数Ｋを演算するために必要な構成のみを示し、トルク電流制御、ｄｑ−ｕｖｗ変換およびその逆変換などに関する構成は省略している。なお、理解を容易にするために、図９の一般的なベクトル制御を説明する図と同様の構成には同様の番号を付している。
【００３１】
磁束指令演算部４から電流制御器５に入力する磁束指令により、励磁電流演算部５１は、磁束指令に対応する励磁電流を計算する。算出された励磁電流はブースト係数Ｋを乗算されて励磁電流指令を得る。ブースト係数Ｋは、図２に示すように、磁束指令演算部４から入力する磁束指令から、電力変換装置６からの励磁電流フィードバックに基づいて磁束演算部５７で演算された磁束推定値を減算して得られる偏差ｘに基づいて、決定される。  励磁電流制御器５２は、このブースト係数Ｋを乗算された励磁電流指令から、電力変換装置６からの励磁電流フィードバックを減算した偏差により制御され、励磁電圧指令を演算して、ｄｑ−ｕｖｗ変換部（図示せず）を介して、電力変換装置６に出力する。なお、電力変換装置６の出力からの励磁電流フィードバックは、図９のｕｖｗ−ｄｑ変換部５５からの出力である励磁(ｄ相）実電流に対応している。
【００３２】
ブースト係数Ｋを決定する関数ｆ（ｘ）は、磁束指令値と磁束推定値との偏差ｘの関数として、例えばｆ（ｘ）＝Ｇ・ｘ＋１（Ｇは一定値）として与えられる。ただし、電流変換装置６は、最大許容電流を越える電流を出力することはできないという制約があるので、ブースト係数Ｋは、Ｉmax：最大許容電流、ｉ２*：トルク電流指令、ｉｄ*：励磁電流指令として、
ｆ（ｘ）＝Ｍｉｎ｛√（Ｉmax２−（ｉ２*）２）／ｉｄ*，ｆ（ｘ）＝Ｇ・ｘ＋１｝  （３）
として与えられる。ここで、√（Ｉmax２−（ｉ２*）２）／ｉｄ*は、図１のブースト係数Ｋの最大値Ｄに対応する。
【００３３】
すなわち、ブースト係数は、誘導電動機に電力を供給する電力変換装置６の最大許容電流から計算される値√（Ｉmax２−（ｉ２*）２）／ｉｄ*、あるいは偏差ｘから計算される値ｆ(ｘ）＝Ｇ・ｘ＋１のどちらか小さい値をとることになる。
【００３４】
図３（ａ）は、磁束立ち上げ時（区間１）において最大許容電流で立ち上がる場合の電流指令を説明する図であり、図３（ｂ）は、磁束立ち上げ後（区間２）の電流指令を説明する図である。
【００３５】
図３(ａ)に示すように、区間１の初期に最大許容電流で立ち上がる場合は、トルク電流指令が１００％であるのに対して、励磁電流指令は、１００％以上の値としている。この場合、トルク電流指令と励磁電流指令とをベクトル的に合成した一次電流電指令が電力変換装置の最大許容電流になるまで、励磁電流指令を大きく（＋αで示す）することができる。
【００３６】
図３（ｂ）は、磁束立ち上げが完了した区間２におけるトルク電流指令と励磁電流指令との関係を示している。図から明らかなように、トルク電流指令と励磁電流指令ともに１００％の値をとり、トルク電流指令と励磁電流指令を合成した１次電流指令は、最大許容電流より小さくなっている。
【００３７】
図４は、本発明の第２の実施形態である、磁束立ち上げ時からの時間ｔの関数ｇ（ｔ）から決定されるブースト係数を示す図である。図４では、図２と同様に、関数ｇ（ｔ）を演算するために必要な構成のみを示し、その他の部分は省略している。なお、理解を容易にするために、図９の一般的なベクトル制御を説明する図と同様の構成には同様の番号を付している。
【００３８】
図４に示すように、磁束指令演算部４から電流制御器５に入力する磁束指令により、励磁電流演算部５１は、磁束指令に対応する励磁電流を計算する。算出された励磁電流はブースト係数Ｋを乗算されて励磁電流指令となる。ブースト係数Ｋは、磁束立ち上げ時からの時間ｔの関数ｇ（ｔ）に基づいて決定される。ブースト係数Ｋを乗算された励磁電流指令から、電力変換装置６からの励磁電流フィードバックを減算した偏差が、電流制御器５２に入力し、励磁電圧指令を演算して、ｄｑ−ｕｖｗ変換部（図示せず）を介して、電力変換装置６に出力する。なお、電力変換装置６の出力からの励磁電流フィードバックは、図９のｕｖｗ−ｄｑ変換部５５からの出力である励磁(ｄ相）実電流に対応している。
【００３９】
図４では、ブースト係数Ｋが、磁束立ち上げからの時間ｔの関数ｇ（ｔ)として演算されるが、ｇ(ｔ)は、磁束立ち上げから所定時間ｔ１までは、電力変換装置６から最大許容電流を出力するように大きな励磁電流を出力し、所定時間ｔ１を過ぎれば時間ｔの関数として指数関数的に減少する電流を出力するものである。
【００４０】
ｇ（ｔ）を求めるには、最大許容電流に対応する最大励磁電流から指数関数的に減少する電流に切り換える時間ｔ１を求める必要がある。そのためには、ｔ≦ｔ１の場合のｇ（ｔ）の値、すなわち最大励磁電流値を出力するｇ（ｔ）の値をＤとし、磁束指令値をφ*として、ブースト係数を切り換える磁束の値をＡ（＜φ*）とするとき、
ｔ１＝（Ｒ２／Ｌ２）・ｌｎ（Ｄ／（Ｄ−Ａ／φ*））          （４）
に従って、所定時間ｔ１を求める。
【００４１】
言い換えれば、磁束が磁束指令値φ*に到達する前、磁束が磁束指令値φ*より低いレベルＡにあるときの時間ｔ１で、ブースト係数を切り換えるようにする。
【００４２】
したがって、ｔ≦ｔ１の場合には、
Ｉmax：最大許容電流、ｉ２*：トルク電流指令、ｉｄ*：励磁電流指令として、ブースト係数Ｋは、
ｇ（ｔ）＝√（Ｉmax２−（ｉ２*）２）／ｉｄ*      （ｔ≦ｔ１）      （５）
として求めることができる。すなわち、ｔ≦ｔ１では、関数ｇ（ｔ）の値は電力変換装置６の最大許容電流から求められる値をとる。
【００４３】
ｔ１＜ｔ≦Ｔの場合は、
ｇ（ｔ）＝１＋（√（Ｉmax２＋（ｉ２*）２）−１）・ｅｘｐ（（−Ｒ２／Ｌ２）（ｔ／ｔ１−１））    （ｔ１＜ｔ≦Ｔ）        （６）
できまる関数ｇ（ｔ）を、ブースト係数Ｋとする。式（６）で計算されるブースト係数Ｋ＝ｇ(ｔ)は、ｅｘｐ（（−Ｒ２／Ｌ２）（ｔ／ｔ１−１））に比例し、１に収束する値をとる。
【００４４】
なお、ｆ（ｘ）およびｇ（ｔ）は以上のように関数として値を計算することの他に、テーブルを用意し、そのテーブルから偏差ｘあるいは時間ｔに対応する値を抽出してｆ（ｘ）およびｇ（ｔ）の値とすることでも実現できる。
【００４５】
次に、図５〜８を参照して、本発明が適用される具体例を説明する。以下に説明する具体例でも、磁束の立ち上げ処理あるいは磁束の変更処理に対応する励磁電流制御を説明するための構成以外の構成、例えばトルク電流制御、ｄｑ−ｕｖｗの座標変換などに関する構成は省略されている。
【００４６】
図５は、応答性が要求されない速度制御モードから応答性が要求される位置制御モードに切り換える場合の誘導電動機の制御を説明する図である。制御対象である誘導電動機７は、誘導電動機７の速度を検出する速度センサ７１と、誘導電動機７の主軸８の回転位置を検出する位置センサ８１を備えている。誘導電動機７を制御するための指令値を出力する制御指令部１は、速度制御モードと位置制御モードとを切り換える制御モード信号を出力するとともに、速度指令と位置指令とを出力する。
【００４７】
トルク出力の応答性が要求されない速度制御から、トルク出力の応答性を要求される位置制御へ切り換える場合、制御指令部１から位置制御モードを出力し、切り換え手段１１により位置制御を可能とするともに、磁束を強めてトルクの応答性を確保するようにする。
【００４８】
位置制御モードになると、制御指令部１から出力された位置指令から、位置センサ８１からの位置フィードバックを減じた位置偏差が、位置制御器２に入力する。位置制御器２は、入力した位置偏差に対応する速度指令を出力する。出力された速度指令から、速度センサ７１により得られる速度フィードバックを減じた速度偏差を速度制御器３に入力する。速度制御器３は、入力した速度偏差に基づいてトルク指令を出力する。トルク指令は、電流制御器５に入力する。一方、トルク指令から磁束指令演算器４を介して、磁束を強めるために演算された磁束指令が、電流制御器５に入力する。電流制御器５は、一次電流指令を電力変換装置６に出力し、電力変換装置６の出力により誘導電動機が駆動制御される。
【００４９】
図５の電流制御器５には、磁束指令とフィードバックされた磁束との偏差ｘの関数ｆ（ｘ）からブースト係数（図２）、あるいは磁束立ち上げ時からの時間ｔの関数ｇ（ｔ）に基づいて決定されるブースト係数（図４）を用いるための構成が採用され、励磁電流指令にいずれかにより算出されたブースト係数を乗算する。
【００５０】
磁束指令とフィードバックされた磁束との偏差ｘの関数ｆ（ｘ）からブースト係数Ｋを求める場合は、図２に示すように、ブースト係数演算部５６と磁束演算部５７とを配置する。そして、磁束指令演算部４から電流制御器５に入力する磁束指令と、励磁電流フィードバックが入力される磁束演算部５７によって演算され出力される磁束推定値との間の偏差ｘに基づいて、関数ｆ（ｘ）を求め、ブースト係数Ｋが決定される。励磁電流演算部５１により算出された励磁電流はブースト係数Ｋを乗算されて励磁電流指令となる。
【００５１】
ブースト係数Ｋを決定する関数ｆ（ｘ）は、式（３）に規定するように、誘導電動機に電力を供給する電力変換装置の最大許容電流から計算される値√（Ｉmax２−（ｉ２*）２）／ｉｄ*、あるいは偏差ｘから計算される値ｆ(ｘ) ＝Ｇ・ｘ＋１のどちらか小さい値をとる。
【００５２】
磁束立ち上げ時からの時間ｔの関数ｇ（ｔ）からブースト係数Ｋを求める場合は、図４に記載のように、関数ｇ（ｔ）を有するブースト係数演算部５８を配置し、ブースト係数演算部５８に磁束立ち上げ時からの時間ｔを入力して関数ｇ（ｔ）の値によりブースト係数Ｋが決定される。そして、磁束指令に対応する励磁電流にブースト係数Ｋを乗算して励磁電流指令を求める。
【００５３】
ブースト係数を決定する関数ｇ（ｘ）は、式（５）、式（６）に規定するように、
ｔ≦ｔ１では、
ｇ（ｔ）＝√（Ｉmax２−（ｉ２*）２）／ｉｄ*
であり、
ｔ１＜ｔ≦Ｔでは、
ｇ（ｔ）＝１＋（√（Ｉmax２＋（ｉ２*）２）−１）・ｅｘｐ（（−Ｒ２／Ｌ２）（ｔ／ｔ１−１））
で決定される。
【００５４】
トルク出力の応答性が要求されない速度制御から、トルク出力の応答性を要求される位置制御へ切り換える場合であっても、このようなブースト係数Ｋを使用することにより、磁束の立ち上げをすばやく行うことができ、またオーバシュートを回避することができるので、磁束指令値に収束する時間が遅延するようなことはない。
【００５５】
図６は、非励磁状態から励磁状態への切り換え時の誘導電動機の励磁電流制御を説明する図である。
【００５６】
制御対象である誘導電動機７は、主軸８を回転駆動させるためもので、誘導電動機７の速度を検出する速度センサ７１を備えている。誘導電動機７を制御するための指令値を出力する制御指令部１は、駆動指令と速度指令とを出力するよう構成されている。
【００５７】
磁束が発生していない非励磁状態から励磁状態に切り換える場合、制御指令部１から励磁をＯＮにする励磁指令が出力されるともに、速度指令が出力される。
【００５８】
出力された速度指令から、速度センサ７１により得られる速度フィードバックを減じて速度偏差を算出し、この速度偏差を速度制御器３に入力する。速度制御器３は、入力した速度偏差に基づいてトルク指令を出力する。トルク指令は、電流制御器５に入力し、さらにトルク指令から磁束指令演算器４を介して、所定の磁束を発生させるために演算された磁束指令が、電流制御器５に入力する。
【００５９】
図６の制御装置においても、図５と同様に、磁束指令とフィードバックされた磁束との偏差ｘの関数ｆ（ｘ）から求められるブースト係数を用いる構成（図２）を採用することができ、また磁束立ち上げ時からの時間ｔの関数ｇ（ｔ）から求められるブースト係数を用いるための構成（図４）を採用することができる。電流制御部５の構成は、図５の制御装置と同様であるので説明は省略する。
【００６０】
いずれのブースト係数を用いても、非励磁状態から励磁状態に立ち上がる時間を早めるとともに、磁束のオーバシュートを発生させない一次電流指令を電力変換装置６に出力することができる。
【００６１】
図７は、速度指令が変更されたときの誘導電動機の励磁電流制御を示す図である。
【００６２】
図７は、制御指令部１が、励磁をＯＮ・ＯＦＦする制御指令を出力するのではなく、速度指令の変更を検出する速度指令変更検出部９を有している点で、図６のものと相違するが、その他の構成は同一である。
【００６３】
制御指令部１により速度指令が変更されると、変更された速度指令から、誘導電動機７の速度センサ７１により得られる速度フィードバックを減じて速度偏差を算出し、この速度偏差を速度制御器３に入力する。速度制御器３は、入力した速度偏差に基づいてトルク指令を出力する。トルク指令により、磁束指令演算器４は、速度フィードバックを減算して、変更された磁束を発生させるための磁束指令を出力し、この磁束指令は、電流制御器５に入力する。
【００６４】
一方、制御指令部１から変更された速度指令が出力すると、速度指令変更検出部９は、速度指令が変更されたことを検出して、速度指令変更検出信号を電流制御器５に入力する。速度指令変更検出信号の入力により、電流制御器５は、本実施形態によるブースト係数Ｋを励磁電流に乗算する磁束立ち上げ処理を開始して、磁束を強めてトルクを発生させ、変更された磁束に移行する加減速を早く終了させるようにする。
【００６５】
図７の制御装置においても、図５、６と同様に、磁束指令とフィードバックされた磁束との偏差ｘの関数ｆ（ｘ）から求められるブースト係数を用いる構成（図２）を採用することができ、また磁束立ち上げ時からの時間ｔの関数ｇ（ｔ）から求められるブースト係数を用いるための構成（図４）を採用することができる。電流制御部５の構成および機能は、図５の制御装置と同様であるので説明は省略する。
【００６６】
いずれのブースト係数を用いても、速度指令が変更された場合には、磁束の立ち上がり時間を早めるとともに、磁束のオーバシュートを発生させないように制御できるので、変更された速度に到達するまでの加減速を早く終了させることができる。
【００６７】
図８は、瞬時トルクの応答性が要求される加工あるいは動作をすることが予め分っている場合の励磁電流制御を示す図である。図８に示す制御装置は、制御指令部１が、磁束ブースト信号を電流制御器５に出力するように構成されている。図６のものと比較すると、図６は、制御指令部１が、励磁をＯＮ・ＯＦＦする制御指令を電流制御器５に出力するに対して、図８では、磁束ブースト信号を電流制御器５に出力する。その他の構成は同一である。
【００６８】
瞬時トルクの応答性が要求される加工あるいは動作をすることが予め分っている場合には、そのときになると制御指令部１は、磁束ブースト信号を出力して、電流制御器５に入力する。
【００６９】
電流制御器５は、磁束ブースト信号の入力により、本実施形態によるブースト係数Ｋを励磁電流に乗算する磁束立ち上げ処理を開始して、磁束を強めてトルクを発生させるようにする。
【００７０】
図８の制御装置においても、図５〜７と同様に、磁束指令とフィードバックされた磁束との偏差ｘの関数ｆ（ｘ）から求められるブースト係数を用いる構成（図２）を採用することができ、また磁束立ち上げ時からの時間ｔの関数ｇ（ｔ）から求められるブースト係数を用いるための構成（図４）を採用することができる。電流制御部５の構成および機能は、図２、４、５を参照して説明したもの同様であるので、説明は省略する。
【００７１】
いずれのブースト係数を用いても、磁束ブースト信号が電流制御器５に入力する場合には、磁束の立ち上がり時間を早めるとともに、磁束のオーバシュートを発生させないように制御できるので、所望のトルク変更を早く終了させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明による実施形態を従来例と比較して説明する図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を説明する図である。
【図３】本発明の実施形態の動作を説明するための図である。
【図４】本発明の第２の実施形態を説明する図である。
【図５】本発明の実施形態を適用する第１の実施例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態を適用する第２の実施例を示す図である。
【図７】本発明の実施形態を適用する第３の実施例を示す図である。
【図８】本発明の実施形態を適用する第４の実施例を示す図である。
【図９】一般的な誘導電動機のベクトル制御の従来例を示す図である。
【符号の説明】
【００７３】
１    制御指令部
２    位置制御器
３    速度制御器
４    磁束指令演算部
５    電流制御器
５１    励磁電流演算部
５２    励磁電流制御部
５６    ブースト係数演算部（Ｋ＝ｆ（ｘ））
５７    磁束演算部
５８    ブースト係数演算部（Ｋ＝ｇ（ｔ））
６    電力変換装置
７    誘導電動機
７１    速度センサ
８    主軸
８１    位置センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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