(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２巻線３相電動機の各電動機巻線ごとに、３相電動機電流を検出し３相２相変換する３相２相変換手段と、この３相２相変換手段によって得られた２相電流を共通のトルク電流指令及び励磁電流指令に対応させるような２相電圧指令を生成する演算制御手段と、前記電動機の回転子位置に応じた位相角を検出する位相角検出手段と、前記演算制御手段によって生成された２相電圧指令を前記位相角検出手段によって検出された位相角に同期する３相電圧指令に変換する２相３相変換手段と、前記３相電圧指令に基づいて制御された交流電圧を前記電動機巻線に供給するインバータとを備えた電動機制御装置において、
前記各電動機巻線ごとに、前記位相角検出手段によって検出された位相角を、前記電動機巻線の磁極位置に応じた位相角補償量によって補正する位相角補償手段を具備し、該位相角補償手段は、前記位相角補償量により前記各電動機巻線ごとの磁極位置ずれ分の補償を電動機の検出された回転子位置に加えるために、前記各電動機巻線への電流指令値を出力することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動機制御装置において、前記位相角補償手段ごとに、前記位相角補償手段による位相角補償量が所定値より大きいときにリミットをかけ且つ異常信号を発生する手段を具備することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項３】
２巻線３相電動機の各電動機巻線ごとに、３相電動機電流を検出し３相２相変換する３相２相変換手段と、この３相２相変換手段によって得られた２相電流を共通のトルク電流指令及び励磁電流指令に対応させるような２相電圧指令を生成する演算制御手段と、前記電動機の回転子位置に応じた位相角を検出する位相角検出手段と、前記演算制御手段によって生成された２相電圧指令を前記位相角検出手段によって検出された位相角に同期する３相電圧指令に変換する２相３相変換手段と、前記３相電圧指令に基づいて制御された交流電圧を前記電動機巻線に供給するインバータとを備えた電動機制御装置において、
前記位相角検出手段によって検出された位相角を微分する微分手段と、前記位相角検出手段によって検出された位相の、前記微分手段により得られた微分値にサンプル制御系のサンプリング遅れ分を乗算しサンプリング遅れ補償量を得て前記位相角検出手段によって検出された位相角を補正するサンプリング補償手段とを具備することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電動機制御装置において、前記サンプリング補償手段によって得られた前記サンプリング遅れ補償量としての位相角補償量が所定値より大きいときにリミットをかけ且つ異常信号を発生させる手段を具備することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項５】
２巻線３相電動機の各電動機巻線ごとに、３相電動機電流を検出し３相２相変換する３相２相変換手段と、この３相２相変換手段によって得られた２相電流を共通のトルク電流指令及び励磁電流指令に対応させるような２相電圧指令を生成する演算制御手段と、前記電動機の回転子位置に応じた位相角を検出する位相角検出手段と、前記演算制御手段によって生成された２相電圧指令を前記位相角検出手段によって検出された位相角に同期する３相電圧指令に変換する２相３相変換手段と、前記３相電圧指令に基づいて制御された交流電圧を前記電動機巻線に供給するインバータとを備えた電動機制御装置において、
前記各電動機巻線ごとに前記３相２相変換手段によって得られた２相電流から合成電流を算出する合成電流算出手段と、この合成電流算出手段によって算出された２つの合成電流の偏差量から位相角補償量を算出し、前記位相角検出手段によって検出された位相角を補正する位相角算出手段とを具備することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電動機制御装置において、前記位相角算出手段によって算出された位相角補償量が所定値より大きいときにリミットをかけ且つ異常信号を発生する手段を具備することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項７】
２巻線３相電動機の各電動機巻線ごとに、３相電動機電流を検出し３相２相変換する３相２相変換手段と、この３相２相変換手段によって得られた２相電流を共通のトルク電流指令及び励磁電流指令に対応させるような２相電圧指令を生成する演算制御手段と、前記電動機の回転子位置に応じた位相角を検出する位相角検出手段と、前記演算制御手段によって生成された２相電圧指令を前記位相角検出手段によって検出された位相角に同期する３相電圧指令に変換する２相３相変換手段と、前記３相電圧指令に基づいて制御された交流電圧を前記電動機巻線に供給するインバータとを備えた電動機制御装置において、
前記各電動機巻線ごとに前記３相２相変換手段によって得られた２相電流から合成電流を算出する合成電流算出手段と、前記合成電流算出手段によって算出された２つの合成電流の偏差量から、予め作成された合成電流偏差量に対する位相角補償量のデータに関するデータテーブルを参照して位相角補償量を算出し、前記位相角検出手段によって検出された位相角を補正する位相角算出手段とを具備することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電動機制御装置において、前記位相角算出手段によって算出された位相角補償量が所定値より大きいときにリミットをかけ且つ異常信号を発生する手段を具備することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項９】
２巻線３相電動機の各電動機巻線ごとに、３相電動機電流を検出し３相２相変換する３相２相変換手段と、この３相２相変換手段によって得られた２相電流を共通のトルク電流指令及び励磁電流指令に対応させるような２相電圧指令を生成する演算制御手段と、前記電動機の回転子位置に応じた位相角を検出する位相角検出手段と、前記演算制御手段によって生成された２相電圧指令を前記位相角検出手段によって検出された位相角に同期する３相電圧指令に変換する２相３相変換手段と、前記３相電圧指令に基づいて制御された交流電圧を前記電動機巻線に供給するインバータとを備えた電動機制御装置において、
前記各電動機巻線ごとに前記３相２相変換手段によって得られた２相電流及び前記演算制御手段の出力２相電圧指令とから前記電動機に供給される有効電力を算出する有効電力算出手段と、この有効電力算出手段によって算出された２つの有効電力の偏差量から位相角補償量を算出し、前記位相角検出手段によって検出された位相角を補正する位相角算出手段とを具備することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の電動機制御装置において、前記位相角算出手段によって算出された位相角補償量が所定値より大きいときにリミットをかけ且つ異常信号を発生する手段を具備することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項１１】
２巻線３相電動機の各電動機巻線ごとに、３相電動機電流を検出し３相２相変換する３相２相変換手段と、この３相２相変換手段によって得られた２相電流を共通のトルク電流指令及び励磁電流指令に対応させるような２相電圧指令を生成する演算制御手段と、前記電動機の回転子位置に応じた位相角を検出する位相角検出手段と、前記演算制御手段によって生成された２相電圧指令を前記位相角検出手段によって検出された位相角に同期する３相電圧指令に変換する２相３相変換手段と、前記３相電圧指令に基づいて制御された交流電圧を前記電動機巻線に供給するインバータとを備えた電動機制御装置において、
前記各電動機巻線ごとに前記３相２相変換手段によって得られた２相電流及び前記演算制御手段の出力２相電圧指令とから前記電動機に供給される有効電力を算出する有効電力算出手段と、前記有効電力算出手段によって算出された２つの有効電力の偏差量から、予め作成された有効電力偏差量に対する位相角補償量のデータに関するデータテーブルを参照して位相角補償量を算出し、前記位相角検出手段によって検出された位相角を補正する位相角算出手段とを具備することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電動機制御装置において、前記位相角算出手段によって算出された位相角補償量が所定値より大きいときにリミットをかけ且つ異常信号を発生する手段を具備することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項１３】
２巻線３相電動機の各電動機巻線ごとに、３相電動機電流を検出し３相２相変換する３相２相変換手段と、この３相２相変換手段によって得られた２相電流を共通のトルク電流指令及び励磁電流指令に対応させるような２相電圧指令を生成する演算制御手段と、前記電動機の回転子位置に応じた位相角を検出する位相角検出手段と、前記演算制御手段によって生成された２相電圧指令を前記位相角検出手段によって検出された位相角に同期する３相電圧指令に変換する２相３相変換手段と、前記３相電圧指令に基づいて制御された交流電圧を前記電動機巻線に供給するインバータとを備えた電動機制御装置において、
前記各電動機巻線ごとに前記３相２相変換手段によって得られた２相電流から前記電動機の誘起電圧を算出する誘起電圧算出手段と、この誘起電圧算出手段によって算出された２つの誘起電圧の偏差量から位相角補償量を算出し、前記位相角検出手段によって検出された位相角を補正する位相角算出手段とを具備することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の電動機制御装置において、前記位相角算出手段によって算出された位相角補償量が所定値より大きいときにリミットをかけ且つ異常信号を発生する手段を具備することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項１５】
２巻線３相電動機の各電動機巻線ごとに、３相電動機電流を検出し３相２相変換する３相２相変換手段と、この３相２相変換手段によって得られた２相電流を共通のトルク電流指令及び励磁電流指令に対応させるような２相電圧指令を生成する演算制御手段と、前記電動機の回転子位置に応じた位相角を検出する位相角検出手段と、前記演算制御手段によって生成された２相電圧指令を前記位相角検出手段によって検出された位相角に同期する３相電圧指令に変換する２相３相変換手段と、前記３相電圧指令に基づいて制御された交流電圧を前記電動機巻線に供給するインバータとを備えた電動機制御装置において、
前記各電動機巻線ごとに前記３相２相変換手段によって得られた２相電流から前記電動機の誘起電圧を算出する誘起電圧算出手段と、この誘起電圧算出手段によって算出された２つの誘起電圧の偏差量から、予め作成された誘起電圧偏差量に対する位相角補償量のデータに関するデータテーブルを参照して位相角補償量を算出し、前記位相角検出手段によって検出された位相角を補正する位相角算出手段とを具備することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の電動機制御装置において、前記位相角算出手段によって算出された位相角補償量が所定値より大きいときにリミットをかけ且つ異常信号を発生する手段を具備することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項１７】
２巻線３相電動機の各電動機巻線ごとに、３相電動機電流を検出し３相２相変換する３相２相変換手段と、この３相２相変換手段によって得られた２相電流を共通のトルク電流指令及び励磁電流指令に対応させるような２相電圧指令を生成する演算制御手段と、前記電動機の回転子位置に応じた位相角を検出する位相角検出手段と、前記演算制御手段によって生成された２相電圧指令を前記位相角検出手段によって検出された位相角に同期する３相電圧指令に変換する２相３相変換手段と、前記３相電圧指令に基づいて制御された交流電圧を前記電動機巻線に供給するインバータとを備えた電動機制御装置において、
前記各電動機巻線ごとに、前記３相２相変換手段によって得られた２相電流のトルク電流成分の前記トルク電流指令に対する偏差量及び前記２相電流の励磁電流成分の前記励磁電流指令に対する偏差量を算出する電流偏差算出手段と、この電流偏差算出手段によって算出された電流偏差量から位相角補償量を算出し、前記位相角検出手段によって検出された位相角を補正する位相角算出手段とを具備することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載の電動機制御装置において、前記位相角算出手段の出力側にそれぞれ位相角算出手段によって算出された位相角補償量が所定値より大きいときにリミットをかけ且つ異常信号を発生する手段を具備することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項１９】
２巻線３相電動機の各電動機巻線ごとに、３相電動機電流を検出し３相２相変換する３相２相変換手段と、この３相２相変換手段によって得られた２相電流を共通のトルク電流指令及び励磁電流指令に対応させるような２相電圧指令を生成する演算制御手段と、前記電動機の回転子位置に応じた位相角を検出する位相角検出手段と、前記演算制御手段によって生成された２相電圧指令を前記位相角検出手段によって検出された位相角に同期する３相電圧指令に変換する２相３相変換手段と、前記３相電圧指令に基づいて制御された交流電圧を前記電動機巻線に供給するインバータとを備えた電動機制御装置において、
前記各電動機巻線ごとに、前記３相２相変換手段によって得られた２相電流のトルク電流成分の前記トルク電流指令に対する偏差量及び前記２相電流の励磁電流成分の前記励磁電流指令に対する偏差量を算出する電流偏差算出手段と、この電流偏差算出手段によって算出された電流偏差量から、予め作成された電流偏差量に対する位相角補償量のデータに関するデータテーブルを参照して位相角補償量を算出し、前記位相角検出手段によって検出された位相角を補正する位相角算出手段とを具備することを特徴とする電動機制御装置。
【請求項２０】
請求項１９に記載の電動機制御装置において、前記位相角算出手段の出力側にそれぞれ位相角算出手段によって算出された位相角補償量が所定値より大きいときにリミットをかけ且つ異常信号を発生する手段を具備することを特徴とする電動機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トルク電流指令及び励磁電流指令に基づいて２巻線誘導電動機を駆動する電動機制御装置、より詳細には、２巻線３相電動機の各電動機巻線ごとに、３相電動機電流を検出し３相２相変換する３相２相変換手段と、３相２相変換手段によって得られた２相電流を共通のトルク電流指令及び励磁電流指令に対応させるような２相電圧指令を生成する演算制御手段と、電動機の回転子位置に応じた位相角を検出する位相角検出手段と、演算制御手段によって生成された２相電圧指令を位相角検出手段によって検出された位相角に同期する３相電圧指令に変換する２相３相変換手段と、３相電圧指令に基づいて制御された交流電圧を電動機巻線に供給するインバータとを備えた電動機制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２１は上述の型の従来の電動機制御装置を示す。この電動機制御装置によって制御される電動機１０は、概略図示しているように各相２巻線を有する３相誘導電動機である。電動機１０の第１の３相巻線１０Ａには、トルク電流指令装置１からのトルク電流指令及び励磁電流指令装置２からの励磁電流指令に基づいて、演算制御装置３、２相３相変換装置４、及びインバータ７を介して、制御された３相電流が供給され、同様に電動機１０の第２の３相巻線１０Ｂには、上記のトルク電流指令及び励磁電流指令に基づいて、演算制御装置１３、２相３相変換装置１４、及びインバータ１７を介して、制御された３相電流が供給される。演算制御装置３，１３は例えば比例積分制御装置として構成される。インバータ７，１７は直流電力を、２相３相変換装置４，１４から出力される制御信号に従った交流電力に変換して電動機巻線１０Ａ，１０Ｂに供給する。インバータ７，１７から各電動機巻線１０Ａ，１０Ｂに供給される電流が電流検出装置６，１６によって検出され、それぞれ３相２相変換装置５，１５を介して演算制御装置３，１３にフィードバックされる。演算制御装置３，１３は、このフィードバック電流が各電流指令に一致させるための２相指令信号を出力する。２相３相変換装置４，１４は、入力された２相指令信号を３相指令信号に変換する。電動機１０の回転子位置を表す位置信号が回転子検出装置１１によって検出され、その回転子位置信号に基づいて位相角検出装置１２により、磁極の位相角を検出する。検出された位相角信号は２相３相変換装置４，１４に入力される。２相３相変換装置４，１４は、入力された位相角に基づいて両インバータ７，１７に対し互いに同期関係にある制御信号を送出する。図２１に示す電動機制御装置は、交流電動機電流が励磁電流成分とトルク電流成分とからなるものとの考えに基づいて演算制御する方式のものであって、それ自体は周知の制御方式である。
【０００３】
図示のごとく、従来の制御装置は回転子検出装置１１及び位相角検出装置１２によって検出された位相角信号を両巻線の制御系に全く同様に与えていた。その位相角信号は両巻線１０Ａ，１０Ｂの抵抗やインダクタンスがたとえ異なっていても両巻線１０Ａ，１０Ｂの制御系に対して同じ位相角信号を与えていた。しかし、両巻線１０Ａ，１０Ｂの磁極位置にずれがあるにもかかわらず、そのずれ分を考慮していないので、両巻線系の磁極位置のずれによりトルク脈動を生じ、円滑な電動機運転をすることができないという不都合があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、トルク電流指令及び励磁電流指令に基づいて制御される２巻線電動機を制御する電動機制御装置において、２巻線電動機への電流を滑らかに与えることができ、２巻線電動機相互のトルクずれをなくし、円滑な電動機運転をすることができる電動機制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、２巻線３相電動機の各電動機巻線ごとに、３相電動機電流を検出し３相２相変換する３相２相変換手段と、この３相２相変換手段によって得られた２相電流を共通のトルク電流指令及び励磁電流指令に対応させるような２相電圧指令を生成する演算制御手段と、電動機の回転子位置に応じた位相角を検出する位相角検出手段と、演算制御手段によって生成された２相電圧指令を位相角検出手段によって検出された位相角に同期する３相電圧指令に変換する２相３相変換手段と、３相電圧指令に基づいて制御された交流電圧を電動機巻線に供給するインバータとを備えた電動機制御装置において、各電動機巻線ごとに、位相角検出手段によって検出された位相角を電動機巻線の磁極位置に応じた位相角補償量によって補正する位相角補償手段を具備し、該位相角補償手段は、前記位相角補償量により前記各電動機巻線ごとの磁極位置ずれ分の補償を電動機の検出された回転子位置に加えるために、前記各電動機巻線へ電流指令値を出力することを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の電動機制御装置において、各位相角補償手段ごとに、位相角補償手段による位相角補償量が所定値より大きいときにリミットをかけ且つ異常信号を発生する手段を具備することを特徴とする。
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項３に係る発明は、２巻線３相電動機の各電動機巻線ごとに、３相電動機電流を検出し３相２相変換する３相２相変換手段と、この３相２相変換手段によって得られた２相電流を共通のトルク電流指令及び励磁電流指令に対応させるような２相電圧指令を生成する演算制御手段と、電動機の回転子位置に応じた位相角を検出する位相角検出手段と、演算制御手段によって生成された２相電圧指令を位相角検出手段によって検出された位相角に同期する３相電圧指令に変換する２相３相変換手段と、３相電圧指令に基づいて制御された交流電圧を電動機巻線に供給するインバータとを備えた電動機制御装置において、位相角検出手段によって検出された位相角を微分する微分手段と、位相角検出手段によって検出された位相の、微分手段により得られた微分値にサンプル制御系のサンプリング遅れ分を乗算しサンプリング遅れ補償量を得て該位相角検出手段によって検出された位相角を補正するサンプリング補償手段と、を具備することを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載の電動機制御装置において、サンプリング補償手段によって得られた前記サンプリング遅れ補償量としての位相角補償量が所定値より大きいときにリミットをかけ且つ異常信号を発生させる手段を具備することを特徴とする。
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項５に係る発明は、２巻線３相電動機の各電動機巻線ごとに、３相電動機電流を検出し３相２相変換する３相２相変換手段と、この３相２相変換手段によって得られた２相電流を共通のトルク電流指令及び励磁電流指令に対応させるような２相電圧指令を生成する演算制御手段と、電動機の回転子位置に応じた位相角を検出する位相角検出手段と、演算制御手段によって生成された２相電圧指令を位相角検出手段によって検出された位相角に同期する３相電圧指令に変換する２相３相変換手段と、３相電圧指令に基づいて制御された交流電圧を電動機巻線に供給するインバータとを備えた電動機制御装置において、各電動機巻線ごとに３相２相変換手段によって得られた２相電流から合成電流を算出する合成電流算出手段と、この合成電流算出手段によって算出された２つの合成電流の偏差量から位相角補償量を算出し、位相角検出手段によって検出された位相角を補正する位相角算出手段とを具備することを特徴とする。
【００１０】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の電動機制御装置において、位相角算出手段によって算出された位相角補償量が所定値より大きいときにリミットをかけ且つ異常信号を発生する手段を具備することを特徴とする。
【００１１】
上記目的を達成するため、請求項７に係る発明は、２巻線３相電動機の各電動機巻線ごとに、３相電動機電流を検出し３相２相変換する３相２相変換手段と、この３相２相変換手段によって得られた２相電流を共通のトルク電流指令及び励磁電流指令に対応させるような２相電圧指令を生成する演算制御手段と、電動機の回転子位置に応じた位相角を検出する位相角検出手段と、演算制御手段によって生成された２相電圧指令を位相角検出手段によって検出された位相角に同期する３相電圧指令に変換する２相３相変換手段と、３相電圧指令に基づいて制御された交流電圧を電動機巻線に供給するインバータとを備えた電動機制御装置において、各電動機巻線ごとに３相２相変換手段によって得られた２相電流から合成電流を算出する合成電流算出手段と、合成電流算出手段によって算出された２つの合成電流の偏差量から、予め作成された合成電流偏差量に対する位相角補償量のデータに関するデータテーブルを参照して位相角補償量を算出し、位相角検出手段によって検出された位相角を補正する位相角算出手段とを具備することを特徴とする。
【００１２】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載の電動機制御装置において、位相角算出手段によって算出された位相角補償量が所定値より大きいときにリミットをかけ且つ異常信号を発生する手段を具備することを特徴とする。
【００１３】
上記目的を達成するため、請求項９に係る発明は、２巻線３相電動機の各電動機巻線ごとに、３相電動機電流を検出し３相２相変換する３相２相変換手段と、この３相２相変換手段によって得られた２相電流を共通のトルク電流指令及び励磁電流指令に対応させるような２相電圧指令を生成する演算制御手段と、電動機の回転子位置に応じた位相角を検出する位相角検出手段と、演算制御手段によって生成された２相電圧指令を位相角検出手段によって検出された位相角に同期する３相電圧指令に変換する２相３相変換手段と、３相電圧指令に基づいて制御された交流電圧を電動機巻線に供給するインバータとを備えた電動機制御装置において、各電動機巻線ごとに３相２相変換手段によって得られた２相電流及び演算制御手段の出力２相電圧指令とから電動機に供給される有効電力を算出する有効電力算出手段と、この有効電力算出手段によって算出された２つの有効電力の偏差量から位相角補償量を算出し、位相角検出手段によって検出された位相角を補正する位相角算出手段とを具備することを特徴とする。
【００１４】
請求項１０に係る発明は、請求項９に記載の電動機制御装置において、位相角算出手段によって算出された位相角補償量が所定値より大きいときにリミットをかけ且つ異常信号を発生する手段を具備することを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するため、請求項１１に係る発明は、２巻線３相電動機の各電動機巻線ごとに、３相電動機電流を検出し３相２相変換する３相２相変換手段と、この３相２相変換手段によって得られた２相電流を共通のトルク電流指令及び励磁電流指令に対応させるような２相電圧指令を生成する演算制御手段と、電動機の回転子位置に応じた位相角を検出する位相角検出手段と、演算制御手段によって生成された２相電圧指令を位相角検出手段によって検出された位相角に同期する３相電圧指令に変換する２相３相変換手段と、３相電圧指令に基づいて制御された交流電圧を電動機巻線に供給するインバータとを備えた電動機制御装置において、各電動機巻線ごとに３相２相変換手段によって得られた２相電流及び演算制御手段の出力２相電圧指令とから電動機に供給される有効電力を算出する有効電力算出手段と、有効電力算出手段によって算出された２つの有効電力の偏差量から、予め作成された有効電力偏差量に対する位相角補償量のデータに関するデータテーブルを参照して位相角補償量を算出し、位相角検出手段によって検出された位相角を補正する位相角算出手段とを具備することを特徴とする。
【００１６】
請求項１２に係る発明は、請求項１１に記載の電動機制御装置において、位相角算出手段によって算出された位相角補償量が所定値より大きいときにリミットをかけ且つ異常信号を発生する手段を具備することを特徴とする。
【００１７】
上記目的を達成するため、請求項１３に係る発明は、２巻線３相電動機の各電動機巻線ごとに、３相電動機電流を検出し３相２相変換する３相２相変換手段と、この３相２相変換手段によって得られた２相電流を共通のトルク電流指令及び励磁電流指令に対応させるような２相電圧指令を生成する演算制御手段と、電動機の回転子位置に応じた位相角を検出する位相角検出手段と、演算制御手段によって生成された２相電圧指令を位相角検出手段によって検出された位相角に同期する３相電圧指令に変換する２相３相変換手段と、３相電圧指令に基づいて制御された交流電圧を電動機巻線に供給するインバータとを備えた電動機制御装置において、各電動機巻線ごとに３相２相変換手段によって得られた２相電流から電動機の誘起電圧を算出する誘起電圧算出手段と、この誘起電圧算出手段によって算出された２つの誘起電圧の偏差量から位相角補償量を算出し、位相角検出手段によって検出された位相角を補正する位相角算出手段とを具備することを特徴とする。
【００１８】
請求項１４に係る発明は、請求項１３に記載の電動機制御装置において、位相角算出手段によって算出された位相角補償量が所定値より大きいときにリミットをかけ且つ異常信号を発生する手段を具備することを特徴とする。
【００１９】
上記目的を達成するため、請求項１５に係る発明は、２巻線３相電動機の各電動機巻線ごとに、３相電動機電流を検出し３相２相変換する３相２相変換手段と、この３相２相変換手段によって得られた２相電流を共通のトルク電流指令及び励磁電流指令に対応させるような２相電圧指令を生成する演算制御手段と、電動機の回転子位置に応じた位相角を検出する位相角検出手段と、演算制御手段によって生成された２相電圧指令を位相角検出手段によって検出された位相角に同期する３相電圧指令に変換する２相３相変換手段と、３相電圧指令に基づいて制御された交流電圧を電動機巻線に供給するインバータとを備えた電動機制御装置において、各電動機巻線ごとに３相２相変換手段によって得られた２相電流から電動機の誘起電圧を算出する誘起電圧算出手段と、この誘起電圧算出手段によって算出された２つの誘起電圧の偏差量から、予め作成された誘起電圧偏差量に対する位相角補償量のデータに関するデータテーブルを参照して位相角補償量を算出し、位相角検出手段によって検出された位相角を補正する位相角算出手段とを具備することを特徴とする。
【００２０】
請求項１６に係る発明は、請求項１５に記載の電動機制御装置において、位相角算出手段によって算出された位相角補償量が所定値より大きいときにリミットをかけ且つ異常信号を発生する手段を具備することを特徴とする。
【００２１】
上記目的を達成するため、請求項１７に係る発明は、２巻線３相電動機の各電動機巻線ごとに、３相電動機電流を検出し３相２相変換する３相２相変換手段と、この３相２相変換手段によって得られた２相電流を共通のトルク電流指令及び励磁電流指令に対応させるような２相電圧指令を生成する演算制御手段と、電動機の回転子位置に応じた位相角を検出する位相角検出手段と、演算制御手段によって生成された２相電圧指令を位相角検出手段によって検出された位相角に同期する３相電圧指令に変換する２相３相変換手段と、３相電圧指令に基づいて制御された交流電圧を電動機巻線に供給するインバータとを備えた電動機制御装置において、各電動機巻線ごとに、３相２相変換手段によって得られた２相電流のトルク電流成分のトルク電流指令に対する偏差量及び２相電流の励磁電流成分の励磁電流指令に対する偏差量を算出する電流偏差算出手段と、この電流偏差算出手段によって算出された電流偏差量から位相角補償量を算出し、位相角検出手段によって検出された位相角を補正する位相角算出手段とを具備することを特徴とする。
【００２２】
請求項１８に係る発明は、請求項１７に記載の電動機制御装置において、位相角算出手段の出力側にそれぞれ位相角算出手段によって算出された位相角補償量が所定値より大きいときにリミットをかけ且つ異常信号を発生する手段を具備することを特徴とする。
【００２３】
上記目的を達成するため、請求項１９に係る発明は、２巻線３相電動機の各電動機巻線ごとに、３相電動機電流を検出し３相２相変換する３相２相変換手段と、この３相２相変換手段によって得られた２相電流を共通のトルク電流指令及び励磁電流指令に対応させるような２相電圧指令を生成する演算制御手段と、電動機の回転子位置に応じた位相角を検出する位相角検出手段と、演算制御手段によって生成された２相電圧指令を位相角検出手段によって検出された位相角に同期する３相電圧指令に変換する２相３相変換手段と、３相電圧指令に基づいて制御された交流電圧を電動機巻線に供給するインバータとを備えた電動機制御装置において、各電動機巻線ごとに、３相２相変換手段によって得られた２相電流のトルク電流成分のトルク電流指令に対する偏差量及び２相電流の励磁電流成分の励磁電流指令に対する偏差量を算出する電流偏差算出手段と、この電流偏差算出手段によって算出された電流偏差量から、予め作成された電流偏差量に対する位相角補償量のデータに関するデータテーブルを参照して位相角補償量を算出し、位相角検出手段によって検出された位相角を補正する位相角算出手段とを具備することを特徴とする。
【００２４】
請求項２０に係る発明は、請求項１９に記載の電動機制御装置において、位相角算出手段の出力側にそれぞれ位相角算出手段によって算出された位相角補償量が所定値より大きいときにリミットをかけ且つ異常信号を発生する手段を具備することを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
＜実施形態１＞
図１は本発明の第１実施形態を示すブロック図である。図１において、すでに説明した図２１の制御装置における回路要素と同一ないし同一機能を有する回路要素には同一符号を付し、個々の説明は省略する。
【００２６】
さて、図１に示す電動機制御装置の特徴は、図２１に示す電動機制御装置における位相角検出装置１２と２相３相変換装置４，１４との間にそれぞれ位相角補償装置２１，２２を設けている点にある。位相角補償装置２１，２２はそれぞれ、位相角検出装置１２によって検出された位相角の、第１の巻線１０Ａの磁極位置とのずれ分、または第２の巻線１０Ｂの磁極位置とのずれ分を補償する装置である。
本実施形態では、位相角検出装置１２によって検出された位相角と、各電動機巻線１０Ａ，１０Ｂの磁極位置とのずれ分を位相角補償装置２１，２２によって補償する。したがって、検出された電動機の回転子位置に各電動機巻線の磁極位置ずれ分の補償を加えることにより、両電動機巻線への電流指令値を的確に出力することができ、両巻線系によるトルク脈動を減らし、円滑な電動機制御を達成することができる。
【００２７】
＜実施形態２＞
図２は本発明の第２実施形態を示すブロック図である。なお、図２以下図２０に至る各図には、図１に示したインバータ７，１７の図示を図面の簡単化のために省略している。本実施形態は、図１に示した実施形態１の電動機制御装置における位相角補償装置２１，２２の出力段にそれぞれ位相角補償リミット値設定器２５，２６、及び位相角補償異常検出装置２７，２８を設けたものに相当する。位相角補償装置２１，２２の位相角補償リミット値は保護上の必要に応じて設定されるものであり、それぞれ位相角補償リミット値設定器２５，２６によって設定される。位相角補償異常検出装置２７，２８は、位相角補償値が位相角補償リミット値設定器２５，２６によって設定された位相角補償リミット値より超えた場合にそのことを検出し、異常検出信号を出力する
本実施形態では、位相角補償リミット値設定器２５，２６によって、保護検出に必要な位相角補償のリミット値を設定し、位相角補償異常検出装置２７，２８によって検出された信号から、位相角補償量が異常信号を検出しているときには保護装置を動作させ、それにより、電動機の異常動作を未然に防止することができる。
【００２８】
＜実施形態３＞
図３は本発明の第３実施形態を示すブロック図である。図３の電動機制御装置は、図２１の電動機制御装置において、位相角検出装置１２の出力段に、微分装置３１及びサンプリング補償装置３２の直列回路を本来の信号系統に並列的に設け、直列回路の出力を本来の信号すなわち位相角検出装置１２の出力に乗算して２相３相変換装置４，１４に加えるようにしたものである。微分装置３１は位相角検出装置１２によって検出された位相角の微分を行って速度に換算する装置であり、サンプリング補償装置３２は、微分装置３１によって速度に換算された位相角に、ＣＰＵを含むコントローラの遅れ補償分を乗算する装置である。
【００２９】
本実施形態では、両巻線系の磁極位置ずれ分を電動機の速度に応じて補償することにより、各電動機巻線への指令値をより的確に出力することができる。したがって、電動機トルクの脈動を減らし、円滑な電動機運転を遂行することができる。
【００３０】
＜実施形態４＞
図４は本発明の第４実施形態を示すブロック図である。本実施形態は、実施形態３（図３）に記載の電動機制御装置に、実施形態２（図２）に記載の位相角補償リミッタ２３，２４を併用したものである。ここでは、微分装置３１及びサンプリング補償装置３２の出力側に位相角補償リミット値設定器３３及び位相角補償異常検出装置３４が設けられている。
【００３１】
位相角補償リミット値設定器３３により保護検出に必要な位相角補償のリミット値を設定し、位相角補償異常検出装置３４によって位相角補償量が異常であることが検出された時は、保護装置を動作させる。これにより、電動機の異常動作を未然に防止することができる。
【００３２】
＜実施形態５＞
図５は本発明の第５実施形態を示すブロック図である。この実施形態は、図２１に示す電動機制御装置に対し、合成電流算出装置４１，４２、位相角算出装置４３、及び加算器４４を付加したものに相当する。合成電流算出装置４１，４２は、それぞれ３相２相変換装置５，６によって得られた２相電流から電動機巻線１０Ａ，１０Ｂへの合成電流を算出し、位相角算出装置４３は両合成電流の偏差量から位相角の補償値を算出する。この補償値は加算器４４で、位相角検出装置１２によって検出された位相角に加算され、これにより、電動機本体の磁極位置とのずれ分を補償する。
【００３３】
このように電動機本体の磁極位置ずれ分を電動機電流から電動機の効率の良い磁極位置を算出して現在の回転子位置に補償することにより、電動機への指令値を的確に出力することができ、電動機トルクの脈動を減らし、効率的に円滑に駆動することができる。
【００３４】
＜実施形態６＞
図６は本発明の第６実施形態を示すブロック図である。本実施形態は、実施形態５（図５）の電動機制御装置における位相角算出装置４３と加算器４４との間に、実施形態４（図４）の位相角補償リミット値設定器３３及び位相角補償異常検出装置３４を設けたものに相当する。
【００３５】
本実施形態では、位相角補償リミット値設定器３３によって保護検出に必要な位相角の補償を設定し、位相角補償異常検出装置３４によって検出された信号から、位相角補償量が異常信号を検出している時には保護装置を動作させ、電動機の異常動作を未然に防止することができる。
【００３６】
＜実施形態７＞
図７は本発明の第７実施形態を示すブロック図である。本実施形態は、実施形態５（図５）の位相角算出装置４３の代わりに位相角算出装置５１を設けたものである。前者の位相角算出装置４３は演算によって位相角を算出する型のものであるが、ここで用いる位相角算出装置５１は合成電流の偏差量からデータテーブルを参照して位相角補償量を算出する。
【００３７】
本実施形態によっても、電動機本体の磁極位置ずれ分を電動機電流から電動機の効率の良い磁極位置を算出して現在の回転子位置に補償することにより、電動機への指令値を的確に出力することができ、電動機トルクの脈動を減らし、効率的に円滑に駆動することができる。
【００３８】
＜実施形態８＞
図８は本発明の第８実施形態を示すブロック図である。本実施形態は、実施形態７（図７））に記載の電動機制御装置における位相角算出装置５１と加算器４４との間に、すでに述べた位相角補償リミット値設定器３３及び位相角補償異常検出装置３４を設けたものである。
【００３９】
本実施形態では、位相角補償リミット値設定器３３によって、保護検出に必要な位相角の補償量を設定し、位相角補償異常検出装置３４によって検出された信号から、位相角補償量が異常信号を検出しているときには保護装置を動作させ電動機の異常動作を未然に防止する。
【００４０】
＜実施形態９＞
図９は本発明の第９実施形態を示すブロック図である。本実施形態は、実施形態５（図５）における合成電流算出装置４１，４２の代わりに有効電力算出装置６１，６２を設け、また位相角算出装置４３の代わりに位相角算出装置６３を設けたものである。有効電力算出装置６１，６２は、３相２相変換装置５，１５により変換された２相電流と、演算制御装置３，１３から出力される電動機の電圧指令値とから各電動機巻線１０Ａ，１０Ｂごとの有効電力を算出する。位相角算出装置６３は、両有効電力算出装置６１，６２によって算出された有効電力の偏差量から位相角補償量を算出し、加算器４４に送出する。
【００４１】
本実施形態によれば、電動機本体の磁極位置ずれ分を電動機電流から電動機の効率の良い磁極位置を算出して現在の回転子位置に補償することにより、電動機への指令値を的確に出力することができ、電動機トルクの脈動を減らし、効率的に円滑に駆動することができる。
【００４２】
＜実施形態１０＞
図１０は本発明の第１０実施形態を示すブロック図である。本実施形態は、実施形態９（図９）に記載の電動機制御装置における位相角算出装置６３と加算器４４との間に、位相角補償リミット値設定器３３及び位相角補償異常検出装置３４を設けたものである。位相角補償リミット値設定器３３及び位相角補償異常検出装置３４に機能は、図８の場合と同様である。
【００４３】
本実施形態では、位相角補償リミット値設定器３３によって、保護検出に必要な位相角の補償量を設定し、位相角補償異常検出装置３４によって検出された信号から、位相角補償量が異常信号を検出しているときには保護を働かし電動機の異常動作を防止する。
【００４４】
＜実施形態１１＞
図１１は本発明の第１１実施形態を示すブロック図である。本実施形態は、実施形態９（図９）における位相角算出装置６３の代わりに位相角算出装置７１を設けたものである。位相角算出装置６３は有効電力算出装置６１，６２によって算出された両有効電力の偏差量から演算によって位相角の補償量を求めるものであったが、ここで用いる位相角算出装置７１は両有効電力の偏差量からデータテーブルを参照して位相角補償量を求めるものである。他の回路部分は実施形態９に準ずる。
【００４５】
本実施形態によっても、電動機本体の磁極位置ずれ分を電動機の電流から電動機の効率の良い磁極位置を算出して現在の回転子位置を補償することにより、電動機への指令値を的確に出力することができ、電動機トルクの脈動を減らし、効率的に円滑に駆動することができる。
【００４６】
＜実施形態１２＞
図１２は本発明の第１２実施形態を示すブロック図である。本実施形態は、実施形態１１（図１１）の電動機制御装置における位相角算出装置７１と加算器４４との間に、位相角補償リミット値設定器３３及び位相角補償異常検出装置３４を設けたものである。位相角補償リミット値設定器３３及び位相角補償異常検出装置３４に機能は、図８の場合と同様である。
【００４７】
本実施形態では、位相角補償リミット値設定器３３によって、保護検出に必要な位相角の補償量を設定し、位相角補償異常検出装置３４によって検出された信号から、位相角補償量が異常信号を検出しているときには保護を働かし電動機の異常動作を防止する。
【００４８】
＜実施形態１３＞
図１３は本発明の第１３実施形態を示すブロック図である。この実施形態は、実施形態５（図５）の電動機制御装置における合成電流算出装置４１，４２及び位相角算出装置４３の代わりに、誘起電圧算出装置８１，８２及び位相角算出装置８３を設けたものに相当する。誘起電圧算出装置８１，８２は、３相２相変換装置５，１５から出力される２相電流から電動機巻線１０Ａ，１０Ｂの誘起電圧を算出するものであり、位相角算出装置８３は、両誘起電圧算出装置８１，８２によって得られた誘起電圧の偏差量から位相角補償量を算出する。
【００４９】
この実施形態によっても、電動機本体の磁極位置ずれ分を電動機電流から電動機の効率の良い磁極位置を算出して現在の回転子位置を補償することにより、電動機への指令値を的確に出力することができ、電動機トルクの脈動を減らし、効率的に円滑に駆動することができる。
【００５０】
＜実施形態１４＞
図１４は本発明の第１４実施形態を示すブロック図である。本実施形態は、実施形態１３（図１３）の電動機制御装置における位相角算出装置８３と加算器４４との間に、実施形態６（図６）に記載の位相角補償リミット値設定器３３及び位相角補償異常検出装置３４を設けたものに相当する。
【００５１】
位相角補償リミット値設定器３３及び位相角補償異常検出装置３４の機能は、すでに述べたものと同様である。この実施形態によっても、位相角補償量が異常信号域にあるときは保護装置を動作させ電動機の異常動作を防止する。
【００５２】
＜実施形態１５＞
図１５は本発明の第１５実施形態を示すブロック図である。本実施形態は、実施形態１３（図１３）の位相角算出装置８３の代わりに位相角算出装置８６を設けたものである。前者の位相角算出装置８３は演算によって位相角を算出する型のものであるが、ここで用いる位相角算出装置８６は誘起電圧の偏差量からデータテーブルを参照して位相角補償量を算出する。
【００５３】
本実施形態によっても、電動機本体の磁極位置ずれ分を電動機電流から電動機の効率の良い磁極位置を算出して現在の回転子位置に補償することにより、電動機への指令値を的確に出力することができ、電動機トルクの脈動を減らし、効率的に円滑に駆動することができる。
【００５４】
＜実施形態１６＞
図１６は本発明の第１６実施形態を示すブロック図である。本実施形態は、実施形態１５（図１５））に記載の電動機制御装置における位相角算出装置８６と加算器４４との間に、すでに述べた位相角補償リミット値設定器３３及び位相角補償異常検出装置３４を設けたものである。
【００５５】
本実施形態では、位相角補償リミット値設定器３３によって、保護検出に必要な位相角の補償量を設定し、位相角補償異常検出装置３４によって検出された信号から、位相角補償量が異常信号を検出しているときには保護装置を動作させ電動機の異常動作を未然に防止する。
【００５６】
＜実施形態１７＞
図１７は本発明の第１７実施形態を示すブロック図である。本実施形態は、位相角補償量算出のために電動機巻線１０Ａ，１０Ｂの系統ごとに電流偏差算出装置９１，９２及び位相角算出装置９３，９４を設け、それに対応して各系統ごとに加算器４５，４６を設けたものである。電流偏差算出装置９１，９２は、３相２相変換装置５，１５からの２相電流とトルク電流指令装置１からのトルク電流指令及び励磁電流指令装置２からの励磁電流指令との差を電流偏差として算出し、位相角算出装置９３，９４は、それぞれの電流偏差に基づいて位相角補償量を算出する。
【００５７】
本実施形態では、電動機本体の磁極位置ずれ分を電動機の電流から電動機の効率の良い磁極位置を算出して現在の回転子位置を補償することにより、電動機への指令値を的確に出力することができ、電動機トルクの脈動を減らし、効率的に円滑に駆動することができる。
【００５８】
＜実施形態１８＞
図１８は本発明の第１８実施形態を示すブロック図である。本実施形態は、実施形態１７（図１７）に記載の電動機制御装置における位相角算出装置９３，９４と加算器４５，４６との間に、各制御系ごとに、位相角補償リミット値設定器２５，２６及び位相角補償異常検出装置２７，２８を付加したものである。位相角補償リミット値設定器２５，２６及び位相角補償異常検出装置２７，２８の機能は、すでに実施形態２（図２）等で説明したものと同様である。
【００５９】
本実施形態によっても、位相角補償リミット値設定器２５，２６及び位相角補償異常検出装置２７，２８を設けた他の実施形態の場合と同様の作用効果を奏することができる。
【００６０】
＜実施形態１９＞
図１９は本発明の第１９実施形態を示すブロック図である。この実施形態は、実施形態１７（図１７）の位相角算出装置９３，９４の代わりに位相角算出装置１０１，１０２を設けたものに相当する。前者の位相角算出装置９３，９４は演算によって位相角を算出する型のものであるのに対し、ここで用いる位相角算出装置１０１，１０２はそれぞれ電流偏差からデータテーブルを参照して位相角補償量を算出するものである。
【００６１】
本実施形態によっても、電動機本体の磁極位置ずれ分を電動機電流から電動機の効率の良い磁極位置を算出して現在の回転子位置に補償することにより、電動機への指令値を的確に出力することができ、電動機トルクの脈動を減らし、効率的に円滑に駆動することができる。
【００６２】
＜実施形態２０＞
図２０は本発明の第２０実施形態を示すブロック図である。本実施形態は、実施形態１９（図１９）に記載の電動機制御装置における位相角算出装置１０１，１０２と加算器４５，４６との間に、各制御系ごとに、位相角補償リミット値設定器２５，２６及び位相角補償異常検出装置２７，２８を付加したものである。位相角補償リミット値設定器２５，２６及び位相角補償異常検出装置２７，２８の機能は、すでに実施形態２（図２）等で説明したものと同様である。
【００６３】
本実施形態によっても、位相角補償リミット値設定器２５，２６及び位相角補償異常検出装置２７，２８を設けた他の実施形態の場合と同様の作用効果を奏することができる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、トルク電流指令及び励磁電流指令に基づいて制御される２巻線電動機を制御する電動機制御装置において、２つの巻線に合わせて電流位相角を調整することにより、２巻線電動機への電流を滑らかに与えることができ、２巻線電動機の相互のずれをなくし円滑に駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電動機制御装置の第１の実施形態を示すブロック図。
【図２】本発明による電動機制御装置の第２の実施形態を示すブロック図。
【図３】本発明による電動機制御装置の第３の実施形態を示すブロック図。
【図４】本発明による電動機制御装置の第４の実施形態を示すブロック図。
【図５】本発明による電動機制御装置の第５の実施形態を示すブロック図。
【図６】本発明による電動機制御装置の第６の実施形態を示すブロック図。
【図７】本発明による電動機制御装置の第７の実施形態を示すブロック図。
【図８】本発明による電動機制御装置の第８の実施形態を示すブロック図。
【図９】本発明による電動機制御装置の第９の実施形態を示すブロック図。
【図１０】本発明による電動機制御装置の第１０の実施形態の示すブロック図。
【図１１】本発明による電動機制御装置の第１１の実施形態を示すブロック図。
【図１２】本発明による電動機制御装置の第１２の実施形態を示すブロック図。
【図１３】本発明による電動機制御装置の第１３の実施形態を示すブロック図。
【図１４】本発明による電動機制御装置の第１４の実施形態の示すブロック図。
【図１５】本発明による電動機制御装置の第１５の実施形態を示すブロック図。
【図１６】本発明による電動機制御装置の第１６の実施形態を示すブロック図。
【図１７】本発明による電動機制御装置の第１７の実施形態を示すブロック図。
【図１８】本発明による電動機制御装置の第１８の実施形態を示すブロック図。
【図１９】本発明による電動機制御装置の第１９の実施形態を示すブロック図。
【図２０】本発明による電動機制御装置の第２０の実施形態の示すブロック図。
【図２１】従来の電動機制御装置を示すブロック図。
【符号の説明】
１  トルク電流指令装置
２  励磁電流指令装置
３，１３  演算制御装置
４，１４  ２相３相変換装置
５，１５  ３相２相変換装置
６，１６  電流検出装置
７，１７  インバータ
１０  電動機
１０Ａ，１０Ｂ  電動機巻線
１１  回転子検出装置
１２  位相角検出装置
２１，２２  位相角補償装置
２５，２６  位相角補償リミット値設定器
２７  位相角補償異常検出装置
２８  位相角補償異常検出装置
３１  微分装置
３２  サンプリング補償装置
３３  位相角補償リミット値設定器
３４  位相角補償異常検出装置
４１，４２  合成電流算出装置
４３  位相角算出装置
４４，４５，４６  加算器
５１  位相角算出装置
６１，６２  有効電力算出装置
６３  位相角算出装置
７１  位相角算出装置
８１，８２  誘起電圧算出装置
８３  位相角算出装置
８６  位相角算出装置
９１，９２  電流偏差算出装置
９３，９４  位相角算出装置
１０１，１０２  位相角算出装置
【図１】
0004671521.tif 000002
【図２】
0004671521.tif 000003
【図３】
0004671521.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004671521.tif 000008
【図８】
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【図９】
0004671521.tif 000010
【図１０】
0004671521.tif 000011
【図１１】
0004671521.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
0004671521.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0004671521.tif 000017
【図１７】
0004671521.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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