(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｄ軸電流比例積分制御器と、ｑ軸電流比例積分制御器と、ｄ軸電圧指令値およびｑ軸電圧指令値から電圧指令の大きさｖ＿ｒｅｆと電圧位相θｖを演算し、電圧指令の大きさと電圧指令の位相を基に直流を三相交流に変換して誘導電動機へ出力する電力変換器と、を備えた誘導電動機のベクトル制御装置において、
予め任意に設定された一定値のｄ軸電流指令値ｉｄ＿ｒｅｆ１とｑ軸電流指令値ｉｑ＿ｒｅｆ１を１番目の指令値として与え、ｄ軸補助電圧指令値ｖｄ＿ｒｅｆ＿ｃとｑ軸補助電圧指令値ｖｑ＿ｒｅｆ＿ｃをともに零として与えて前記ベクトル制御装置を動作させ、予め設定された第１の時間経過した後、ｄ軸比例積分制御器の比例ゲインおよびｑ軸比例積分制御器の比例ゲインを零とし、この時刻から予め設定された第２の時間経過した後に、ｄ軸電圧指令ｖｄ＿ｒｅｆおよびｑ軸電圧指令ｖｑ＿ｒｅｆから電圧指令ｖ＿ｒｅｆを作成し、ｄ軸電流検出値ｉｄ＿ｆｂとｑ軸電流検出値ｉｑ＿ｆｂから電流検出値ｉ＿ｆｂを作成し、この第２の時間内の任意の時間内においてｖ＿ｒｅｆの平均値とｉ＿ｆｂの平均値を１番目のデータｖ＿ｒｅｆ１、ｉ＿ｆｂ１とし、前記両比例積分制御器のゲインを元の値に戻し、予め任意に設定された一定値のｄ軸電流指令値ｉｄ＿ｒｅｆ２とｑ軸電流指令値ｉｑ＿ｒｅｆ２を２番目の指令値として与え、ｄ軸補助電圧指令値ｖｄ＿ｒｅｆ＿ｃとｑ軸補助電圧指令値ｖｑ＿ｒｅｆ＿ｃをともに零として与えて前記ベクトル制御装置を動作させ、予め設定された第１の設定時間経過した後、ｄ軸電流比例積分制御器の比例ゲインおよびｑ軸電流比例積分制御器の比例ゲインを零とし、この時刻から予め設定された第２の時間経過した後に、この第２の時間内の任意の時間内においてｖ＿ｒｅｆの平均値とｉ＿ｆｂの平均値を２番目のデータｖ＿ｒｅｆ２、ｉ＿ｆｂ２とし、
前記第２の時間経過した後の電圧指令の平均値ｖ＿ｒｅｆ２と前記前記第１の時間経過した後の電圧指令の平均値ｖ＿ｒｅｆ１との差およびｉ＿ｆｂ２と前記第２の時間経過した後の電流検出値ｉ＿ｆｂ２と前記第１の時間経過した後の電流検出値ｉ＿ｆｂ１との差に基づいて前記誘導電動機の一次抵抗Ｒ１を求める、
ことを特徴とする、誘導電動機のベクトル制御装置。
【請求項２】
前記第１の時間経過した後に、前記ｄ軸電流比例積分制御器の出力をｄ軸補助電圧指令値とすると同時に前記ｄ軸電流比例積分制御器の比例ゲインおよび積分ゲインおよびｄ軸電流比例積分制御器の出力を零とし、前記ｑ軸電流比例積分制御器の出力をｑ軸補助電圧指令値とすると同時に前記ｑ軸電流比例積分制御器の比例ゲインおよび積分ゲインおよび前記ｑ軸電流比例積分制御器の出力を零として前記第１の時間経過後の動作を同様に行う、請求項１記載の誘導電動機のベクトル制御装置。
【請求項３】
予め任意に設定された一定値の指令値であるｄ軸電流指令値とｑ軸電流指令値を３種類以上のレベルとし、それぞれの区間において求めた一次抵抗の値の平均値を一次抵抗値として求める、請求項１または２記載の誘導電動機のベクトル制御装置。
【請求項４】
ｄ軸電流比例積分制御器と、ｑ軸電流比例積分制御器と、ｄ軸電圧指令値およびｑ軸電圧指令値から電圧指令の大きさｖ＿ｒｅｆと電圧位相θｖを演算し、電圧指令の大きさと電圧指令の位相を基に直流を三相交流に変換して誘導電動機へ出力する電力変換器とを備えた、誘導電動機のベクトル制御装置において、
前記両比例積分制御器のゲインおよび出力およびｄ軸補助電圧指令およびｑ軸補助電圧指令を零とし、電圧位相θｖを予め設定された任意の固定値とし、電圧指令の大きさｖｒｅｆを、電動機の定格運転周波数の１０分の１以上の周波数ｆｈおよび電圧の振幅をｖａｍｐとしてｖ＿ｒｅｆ＝ｖａｍｐ・ｓｉｎ（２・π・ｆｈ・ｔ）で与え、ｖａｍｐは、ｄ軸電流検出値ｉｄ＿ｆｂとｑ軸電流検出値ｉｑ＿ｆｂから求まる電流値ｉ＿ｆｂが予め任意に設定された第１の電流設定値になるようにｉ＿ｆｂを監視しながらｖａｍｐを加減調整し、ｉ＿ｆｂが前記第１の電流設定値になった後、任意の設定時間を経過した後に、電圧指令の大きさｖ＿ｒｅｆの絶対値の平均値をｖ＿ｒｅｆ＿ａｖｅ１、電流検出値ｉ＿ｆｂの大きさの絶対値の平均値をｉ＿ｆｂ＿ａｖｅ１、およびｖ＿ｒｅｆを基準としたｉ＿ｆｂの位相をθｄｉｆ１とし、次に、電流値ｉ＿ｆｂが予め設定された第２の電流設定値になるようにｖａｍｐを調整し、前記設定時間経過した後に、電圧指令の大きさｖ＿ｒｅｆの絶対値の平均値をｖ＿ｒｅｆ＿ａｖｅ２、電流検出値ｉ＿ｆｂの大きさの絶対値の平均値をｉ＿ｆｂ＿ａｖｅ２、ｖ＿ｒｅｆを基準としたｉ＿ｆｂの位相をθｄｉｆ２とし、
電圧指令の大きさの絶対値の平均値ｖ＿ｒｅｆ＿ａｖｅ２とｖ＿ｒｅｆ＿ａｖｅ１との差、電流検出値の大きさの絶対値の平均値ｉ＿ｆｂ＿ａｖｅ２と平均値ｉ＿ｆｂ＿ａｖｅ１との差、および電流検出値ｉ＿ｆｂの位相θｄｉｆ２とθｄｉｆ１の平均とに基づく値からＺｘ＿ｒ、Ｚｘ＿ｉからそれぞれ、電動機の二次抵抗をＲ２＝Ｚｘ＿ｒ−Ｒ１、漏れインダクタンスをＬ＝Ｚｘ＿ｉ／（２・π・ｆｈ）として求めることを特徴とする、誘導電動機のベクトル制御装置。
【請求項５】
電圧指令値に直流オフセット成分ｖ＿ｒｅｆ＿ｏｆｓを加え、ｖ＿ｒｅｆ＝ｖａｍｐ・ｓｉｎ（２・π・ｆｈ・ｔ）＋ｖ＿ｒｅｆ＿ｏｆｓとなる電圧指令を与え、電流検出値ｉ＿ｆｂを、直流成分を除去しｆｈ成分の信号は通過できるように設計されたハイパスフィルタに入力し、その出力を新たにｉ＿ｆｂとして用い、同様にｖ＿ｒｅｆをｉ＿ｆｂに用いたのと同じ特性を持つハイパスフィルタに入力し、その出力を新たにｖ＿ｒｅｆとして用いて前記演算式を用いて電動機の二次抵抗Ｒ２および漏れインダクタンスＬを求める、請求項４記載の誘導電動機のベクトル制御装置。
【請求項６】
第１の電流設定値におけるハイパスフィルタに入力する前の電圧指令ｖ＿ｒｅｆの平均値ｖ＿ｒｅｆ＿ｄｃ１および電流検出値ｉ＿ｆｂの平均値ｉ＿ｆｂ＿ｄｃ１と、前記第２の電流設定値におけるハイパスフィルタに入力する前の電圧指令ｖ＿ｒｅｆの平均値ｖ＿ｒｅｆ＿ｄｃ２および電流検出値ｉ＿ｆｂの平均値ｉ＿ｆｂ＿ｄｃ２を用いて、一次抵抗Ｒ１を求め、この一次抵抗値を用い、電圧指令ｖ＿ｒｅｆの平均値ｖ＿ｒｅｆ＿ｄｃ２とｖ＿ｒｅｆ＿ｄｃ１の差および電流検出値ｉ＿ｆｂの平均値ｉ＿ｆｂ＿ｄｃ２とｉ＿ｆｂ＿ｄｃ１の差に基づいて二次抵抗Ｒ２を求める、請求項５記載の誘導電動機のベクトル制御装置。
【請求項７】
ｄ軸電流比例積分制御器と、ｑ軸電流比例積分制御器と、ｄ軸電圧指令値およびｑ軸電圧指令値から電圧指令の大きさｖ＿ｒｅｆと電圧位相θｖを演算し、電圧指令の大きさと電圧指令の位相を基に直流を三相交流に変換して誘導電動機へ出力する電力変換器とを備えた、誘導電動機のベクトル制御装置において、
前記両比例積分制御器のゲインおよび出力およびｄ軸補助電圧指令およびｑ軸補助電圧指令を零とし、電圧位相θｖを予め設定された任意の固定値とし、電圧指令の大きさｖｒｅｆを、電動機の定格運転周波数の５分の１以下の周波数ｆｌおよび電圧の振幅をｖａｍｐとしてｖ＿ｒｅｆ＝ｖａｍｐ・ｓｉｎ（２・π・ｆｌ・ｔ）で与え、ｖａｍｐは、ｄ軸電流検出値ｉｄ＿ｆｂとｑ軸電流検出値ｉｑ＿ｆｂから求まる電流値ｉｑ＿ｆｂが予め任意に設定された第１の電流設定値になるようにｉ＿ｆｂを監視しながらｖａｍｐを加減調整する機能を有し、ｉ＿ｆｂが前記第１の電流設定値になった後、任意の第１の設定時間を経過した後に、電圧指令の大きさｖ＿ｒｅｆの絶対値の平均値をｖ＿ｒｅｆ＿ａｖｅ３、電流検出値ｉ＿ｆｂの大きさの絶対値の平均値をｉ＿ｆｂ＿ａｖｅ３、ｖ＿ｒｅｆを基準としたｉ＿ｆｂの位相をθｄｉｆ３とし、次に、予め設定された第２の電流設定値になるようにｖａｍｐを調整し、前記第１の設定時間を経過した後に、電圧指令の大きさｖ＿ｒｅｆの絶対値の平均値をｖ＿ｒｅｆ＿ａｖｅ４、電流検出値ｉ＿ｆｂの大きさの絶対値の平均値をｉ＿ｆｂ＿ａｖｅ４、ｖ＿ｒｅｆを基準としたｉ＿ｆｂの位相をθｄｉｆ４とし、
電圧指令の大きさの絶対値の平均値ｖ＿ｒｅｆ＿ａｖｅ４とｖ＿ｒｅｆ＿ａｖｅ３との差、電流検出値の大きさの絶対値の平均値ｉ＿ｆｂ＿ａｖｅ４とｉ＿ｆｂ＿ａｖｅ３との差、および電流検出値ｉ＿ｆｂの位相θｄｉｆ４とｉ＿ｆｂの位相θｄｉｆ３の平均とに基づく値と一次、二次抵抗値Ｒ１、Ｒ２から、電動機の相互インダクタンスを求めることを特徴とする、誘導電動機のベクトル制御装置。
【請求項８】
電圧指令値に直流オフセット成分ｖ＿ｒｅｆ＿ｏｆｓを加え、ｖ＿ｒｅｆ＝ｖａｍｐ・ｓｉｎ（２・π・ｆｌ・ｔ）＋ｖ＿ｒｅｆ＿ｏｆｓとなる電圧指令を与え、電流検出値ｉ＿ｆｂを、直流成分を除去しｆｈ成分の信号は通過できるように設計されたハイパスフィルタに入力し、その出力を新たにｉ＿ｆｂとして用い、同様にｖ＿ｒｅｆをｉ＿ｆｂに用いたのと同じ特性を持つハイパスフィルタに入力し、その出力を新たにｖ＿ｒｅｆとして前記演算式を用いて電動機の相互インダクタンスＭを求める、請求項７記載の誘導電動機のベクトル制御装置。
【請求項９】
第１の電流設定値におけるハイパスフィルタに入力する前の電圧指令ｖ＿ｒｅｆの平均値ｖ＿ｒｅｆ＿ｄｃ１および電流検出値ｉ＿ｆｂの平均値ｉ＿ｆｂ＿ｄｃ１と、第２の電流設定値におけるハイパスフィルタに入力する前の電圧指令ｖ＿ｒｅｆの平均値ｖ＿ｒｅｆ＿ｄｃ２および電流検出値ｉ＿ｆｂの平均値ｉ＿ｆｂ＿ｄｃ２を用い、電圧指令ｖ＿ｒｅｆの平均値ｖ＿ｒｅｆ＿ｄｃ２とｖ＿ｒｅｆ＿ｄｃ１の差および電流検出値ｉ＿ｆｂの平均値ｉ＿ｆｂ＿ｄｃ２とｉ＿ｆｂ＿ｄｃ１の差に基づいて一次抵抗Ｒ１を求め、この一次抵抗値を用いて二次抵抗Ｒ２を求める、請求項８記載の誘導電動機のベクトル制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導電動機のベクトル制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、ＪＥＣ−３７に示されるような巻線抵抗測定、拘束試験、無負荷試験を行って電動機定数を求める方法をインバータの制御ソフトウェアに組込んだものがある（従来例１）。また、誘導電動機を停止したままの状態で、誘導電動機の定数をチューニングする方法として、特開平７−５５８９９がある（従来例２）。この方法では、単相交流を誘導電動機に供給し、ｄ軸電流検出値あるいはｑ軸電流検出値をフーリエ級数展開し、誘導電動機の定数を求めていた。ここで、ｄ−ｑ軸座標は電動機の回転磁界と同じ速度で回転する回転座標である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来例１に示す方法では、拘束試験と無負荷電流試験の間に誘導電動機の回転子の固定および固定の解除といった作業が必要であり、インバータ駆動による自動計測には向いていない面がある。また、無負荷電流試験では、誘導電動機単体で運転する必要があり、負荷が既に結合されている場合には、一旦切り離し電動機単体にするという作業が必要となり、効率が悪いという問題があった。
【０００４】
また、従来例２では、単相交流を印加し、フーリエ級数展開を利用して求めているのでソフトが複雑になり、ソフトの処理時間が長くなり、ソフトに大きな記憶容量を要するといった問題があった。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、誘導電動機に負荷が結合された状態でも誘導電動機の定数を高精度にチューニングすることが可能であり、かつ、このための演算が簡単な、誘導電動機のベクトル制御装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電動機一次電流を磁束成分（ｄ軸成分）とトルク成分（ｑ軸成分）とに分離し、ｄ軸成分の電流指令とｄ軸成分の電流検出値を入力とし、両者の偏差を零とするように制御するｄ軸電流比例積分制御器と、この比例積分制御器の出力と任意のｄ軸補助電圧指令値とを加算し、ｄ軸電圧指令値を得る第１の加算器と、ｑ軸成分の電流指令とｑ軸成分の電流検出値を入力とし、両者の偏差を零とするように制御するｑ軸電流比例積分制御器と、この比例積分制御器の出力と任意のｑ軸補助電圧指令値とを加算し、ｑ軸電圧指令値を得る第２の加算器と、ｄ軸電圧指令値およびｑ軸電圧指令値から電圧指令の大きさｖ＿ｒｅｆと電圧位相θｖを演算し、電圧指令の大きさと電圧指令の位相を基に直流を三相交流に変換して出力する電力変換器を有し、電動機を三相Ｙ（スター）結線の等価回路に変換して扱うことにより制御する、電動機のベクトル制御装置において、予め任意に設定された一定値のｄ軸電流指令値ｉｄ＿ｒｅｆ１とｑ軸電流指令値ｉｑ＿ｒｅｆ１を１番目の指令値として与え、ｄ軸補助電圧指令値ｖｄ＿ｒｅｆ＿ｃとｑ軸補助電圧指令値ｖｑ＿ｒｅｆ＿ｃをともに零として与えて前記ベクトル制御装置を動作させ、予め設定された第１の時間経過した後、ｄ軸比例積分制御器の比例ゲインおよびｑ軸比例積分制御器の比例ゲインを零とし、この時刻から予め設定された第２の時間経過した後に、ｄ軸電圧指令ｖｄ＿ｒｅｆおよびｑ軸電圧指令ｖｑ＿ｒｅｆから電圧指令
【０００７】
【数１】
0004816838.tif 000002
【０００８】
を作成し、ｄ軸電流検出値ｉｄ＿ｆｂとｑ軸電流検出値ｉｑ＿ｆｂから電流検出値
【０００９】
【数２】
0004816838.tif 000003
【００１０】
を作成し、この第２の時間内の任意の時間内において記録したｖ＿ｒｅｆの平均値とｉ＿ｆｂの平均値を１番目のデータｖ＿ｒｅｆ１、ｉ＿ｆｂ１とし、次に、前記両比例積分制御器のゲインを元の値に戻し、予め任意に設定された一定値のｄ軸電流指令値ｉｄ＿ｒｅｆ２とｑ軸電流指令値ｉｑ＿ｒｅｆ２を２２番目の指令値として与え、ｄ軸補助電圧指令値ｖｄ＿ｒｅｆ＿ｃとｑ軸補助電圧指令値ｖｑ＿ｒｅｆ＿ｃをともに零として与えて前記ベクトル制御装置を動作させ、予め設定された第１の設定時間経過した後、ｄ軸電流比例積分制御器の比例ゲインおよびｑ軸電流比例積分制御器の比例ゲインを零とし、この時刻から予め設定された第２の時間経過した後に、この第２の時間内の任意の時間内において記録したｖ＿ｒｅｆの平均値とｉ＿ｆｂの平均値を第２番目のデータｖ＿ｒｅｆ２、ｉ＿ｆｂ２として電動機の１次抵抗を
【００１１】
【数３】
0004816838.tif 000004
【００１２】
より求め、
および電動機の線間抵抗値をＲL-L＝２・Ｒ１より求める。
【００１３】
あるいは、比例積分制御器のゲインおよび出力およびｄ軸補助電圧指令およびｑ軸補助電圧指令を零とし、電圧位相θｖを予め設定された任意の固定値とし、電圧指令の大きさｖｒｅｆを、電動機の電動機の定格運転周波数の１０分の１以上の適当な周波数ｆｈおよび電圧の振幅をｖａｍｐとしてｖ＿ｒｅｆ＝ｖａｍｐ・ｓｉｎ（２・π・ｆｈ・ｔ）で与え、ｖａｍｐは、ｄ軸電流検出値ｉｄ＿ｆｂとｑ軸電流検出値ｉｑ＿ｆｂから求まる電流値
【００１４】
【数４】
0004816838.tif 000005
【００１５】
が予め任意に設定された電流設定値になるようにｉ＿ｆｂを監視しながらｖａｍｐを加減調整し、ｉ＿ｆｂが前記電流設定値になった後、任意の設定時間を経過した後に、電圧指令の大きさｖ＿ｒｅｆの絶対値の平均値をｖ＿ｒｅｆ＿ａｖｅ１、電流検出値ｉ＿ｆｂの大きさの絶対値の平均値をｉ＿ｆｂ＿ａｖｅ１、およびｖ＿ｒｅｆを基準としたｉ＿ｆｂの位相をθｄｉｆ１とし、次に、予め設定された第４の電流設定値になるようにｖａｍｐを調整し、前記設定時間経過した後に、電圧指令の大きさｖ＿ｒｅｆの絶対値の平均値をｖ＿ｒｅｆ＿ａｖｅ２、電流検出値ｉ＿ｆｂの大きさの絶対値の平均値をｉ＿ｆｂ＿ａｂｅ２、ｖ＿ｒｅｆを基準としたｉ＿ｆｂの位相をθｄｉｆ２とし、
【００１６】
【数５】
0004816838.tif 000006
【００１７】
を計算し、
これらから、電動機の二次抵抗をＲ２＝Ｚｘ＿ｒ−Ｒ１、漏れインダクタンスをＬ＝Ｚｘ＿ｉ／（２・π・ｆｈ）として求める。
【００１８】
あるいは、比例積分制御器のゲインおよび出力およびｄ軸補助電圧指令およびｑ軸補助電圧指令を零とし、電圧位相θｖを予め設定された任意の固定値とし、電圧指令の大きさｖｒｅｆを、電動機の電動機の定格運転周波数の５分の１以下の適当な周波数ｆｌおよび電圧の振幅をｖａｍｐとしてｖ＿ｒｅｆ＝ｖａｍｐ・ｓｉｎ（２・π・ｆｌ・ｔ）で与え、ｖａｍｐは、ｄ軸電流検出値ｉｄ＿ｆｂとｑ軸電流検出値ｉｑ＿ｆｂから求まる電流値
【００１９】
【数６】
0004816838.tif 000007
【００２０】
が予め任意に設定された第１の電流設定値になるようにｉ＿ｆｂを監視しながらｖａｍｐを加減調整し、ｉ＿ｆｂが前記第１の電流設定値になった後、任意の第１の設定時間を経過した後に、電圧指令の大きさｖ＿ｒｅｆの絶対値の平均値をｖ＿ｒｅｆ＿ａｖｅ３、電流検出値ｉ＿ｆｂの大きさの絶対値の平均値をｉ＿ｆｂ＿ａｖｅ３、およびｖ＿ｒｅｆを基準としたｉ＿ｆｂの位相をθｄｉｆ３とし、
次に、予め設定された第２の電流設定値になるようにｖａｍｐを調整し、任意の第２の設定時間を経過した後に、電圧指令の大きさｖ＿ｒｅｆの絶対値の平均値ｖ＿ｒｅｆ＿ａｖｅ４、電流検出値ｉ＿ｆｂの大きさの絶対値の平均値をｉ＿ｆｂ＿ａｖｅ４、ｖ＿ｒｅｆを基準としたｉ＿ｆｂの位相をθｄｉｆ４とし、
【００２１】
【数７】
0004816838.tif 000008
【００２２】
を計算し、
これらから、電動機の相互インダクタンスを
【００２３】
【数８】
0004816838.tif 000009
【００２４】
として求める。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２６】
図１は本発明における誘導電動機の制御装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。比例積分制御器１０はｑ軸電流指令ｉｑ＿ｒｅｆとｑ軸電流検出値ｉｑ＿ｆｂの偏差が零となるように制御するものであり、比例積分制御器１０の出力にｑ軸補助電圧指令ｖｑ＿ｒｅｆ＿ｃを加算しｑ軸電圧指令ｖｑ＿ｒｅｆを作成する。同様に、比例積分制御器１１はｄ軸電流指令ｉｄ＿ｒｅｆとｄ軸電流検出値ｉｄ＿ｆｂの偏差が零となるように制御するものであり、比例積分制御器１１の出力にｄ軸補助電圧指令ｖｄ＿ｒｅｆ＿ｃを加算しｄ軸電圧指令ｖｄ＿ｒｅｆを作成する。比例積分器の比例ゲインはＫｉ、積分ゲインは（１／Ｔ）で表している。電圧指令演算器１２はｖｑ＿ｒｅｆおよびｖｄ＿ｒｅｆから電圧指令の大きさｖ＿ｒｅｆおよび電圧位相θｖを演算し、さらにθｖに磁束の位相θｆｐｈｉを加算して三相交流座標での電圧位相を計算する。また、電圧指令の大きさｖ＿ｒｅｆには電圧指令オフセット値ｖ＿ｒｅｆ＿ｏｆｓを加算する。ここで、ｉｑ＿ｒｅｆおよびｉｄ＿ｒｅｆおよびｆｐｈｉは、通常の誘導電動機の運転状態では別に設けられた演算回路から与えられるものである。電力変換器２は前記ｖ＿ｒｅｆ＋ｖ＿ｒｅｆ＿ｏｆｓおよびθｒｅｆに基づく三相交流電圧を誘導電動機３に供給するための電力変換器である。誘導電動機３に流れる電流は電流検出器４および５で検出され、座標変換器６に入力され、ｄ−ｑ座標に変換されｉｑ＿ｆｂおよびｉｄ＿ｆｂとなる。ｉｑ＿ｆｂおよびｉｄ＿ｆｂは電流演算器７によってその合成ベクトルの大きさｉ＿ｆｂに変換される。平均値・位相差演算器８は、ｖ＿ｒｅｆ＋ｖ＿ｒｅｆ＿ｏｆｓおよびｉ＿ｆｂから誘導電動機３の電動機定数の演算に必要となる電圧指令および電流検出値の平均値および電圧指令と電流検出値の位相差を演算する演算器であり、電動機定数演算器１は平均値・位相差演算器８で演算された信号を基に誘導電動機３の電動機定数を演算する演算器である。
【００２７】
図２に平均値・位相差演算器８の具体的な構成を示す。ｖ＿ｒｅｆおよびｉ＿ｆｂから 図２に示す構成によって、両者の位相差およびそれぞれの周波数成分の絶対値の平均値およびＤＣ分を演算している。ここで、平均値はローパスフィルタ（ＬＰＦ）によって求めているが、移動平均などによる方法でもよい。
【００２８】
図３に本実施形態で誘導電動機の電動機定数を求めるのに使用した誘導電動機のＴ−１型等価回路を示す。図３は一相当たりの等価回路であり、印加される電圧は
【００２９】
【外１】
0004816838.tif 000010
【００３０】
となっている。Ｉ１は電動機の一次電流であり、Ｒ１は電動機の一次抵抗、Ｒ２は電動機の二次抵抗、ｌは電動機の漏れインダクタンス、Ｍは電動機の相互インダクタンスである。
【００３１】
請求項１の実施形態について説明する。
【００３２】
誘導電動機３に直流を印加した場合相互インダクタンスＭにおけるインピーダンスωＭは零となるので図３の等価回路は図４に示すようになる。したがって、
【００３３】
【外２】
0004816838.tif 000011
【００３４】
で求まる。線間抵抗として設定する場合にはＲL-L＝２・Ｒ１を線間抵抗として取り扱う。一次抵抗のチューニングが開始されると、電流指令として任意に設定された第１の電流指令値としてｉｑ＿ｒｅｆおよびｉｄ＿ｒｅｆを与える。電流指令が与えられると比例積分制御器１０、１１のゲインに応じて電圧指令が発生し、三相交流電圧が電力変換器２より出力されて電動機３に加えられ電流Ｉ１が流れる。電流Ｉ１は電流検出器４、５によって検出され、座標変換および電流演算されｉ＿ｆｂとして電動機定数演算器１に加えられる。電流の立ち上がりに必要な時間は比例積分制御器１０、１１のゲインで決まるのでこの時間を予め設定される任意の時間として設定しておき、この設定時間経過した後にｑ軸およびｄ軸の比例積分制御器の比例ゲインを零とする。これにより積分器への入力が０となるため、比例制御器の出力は比例ゲインを零にする直前の出力値で固定されるので、電圧指令は一定値に保たれ安定する。この状態で一定時間待ち、この間に電圧指令ｖ＿ｒｅｆおよび電流検出値ｉ＿ｆｂの平均値測定を行い、それぞれｖ＿ｒｅｆ１およびｉ＿ｆｂ１とする。次に、比例積分制御器１０、１１の比例ゲインを元の値に戻し、電流指令値ｉｑ＿ｒｅｆおよびｉｄ＿ｒｅｆを第２の電流設定値とし、同様な操作を行い、この時の電圧指令値および電流指令値の平均をそれぞれｖ＿ｒｅｆ２、ｉ＿ｆｂ２とする。このときの電圧指令ｖ＿ｒｅｆおよび電流検出値ｉ＿ｆｂの時間変化を図５に示す。ｖ＿ｒｅｆ１、ｉ＿ｆｂ１、ｖ＿ｒｅｆ２、ｉ＿ｆｂ２の関係は図６に示すようになり、この直線の傾きから一次抵抗値Ｒ１が求まる。ｖ＿ｒｅｆが線間での値であることを考慮すると、
【００３５】
【数９】
0004816838.tif 000012
【００３６】
となる。
【００３７】
請求項２の実施形態を説明する。
【００３８】
上記に説明した請求項１記載の実施形態において、比例積分制御器１０、１１の比例ゲインＫｉを零とするときに、その時点でのｑ軸およびｄ軸電圧指令をそれぞれ補助電圧指令値ｖｑ＿ｒｅｆ＿ｃおよびｖｄ＿ｒｅｆ＿ｃに代入すると同時に比例積分制御器１０、１１の比例ゲインＫｉおよび積分ゲイン（Ｉ／Ｔ）および比例積分制御器１０、１１の出力を０とすることにより、電圧指令を与えるようにしたもので、その他の処理は請求項１の実施形態と同じである。
【００３９】
請求項３記載の実施形態について説明する。
【００４０】
上記に説明した請求項１と２の実施形態においては電流のレベルは２点であったが、測定精度を上げるために３点以上について測定するようにしたものである。３点の場合について説明すると、それぞれの測定を１、２、３とした場合に、１−２間、２−３間、１−３間のそれぞれあるいは任意の二つについて請求項１、２の実施形態のようにＲ１を求め、その平均値を求めるべきＲ１として採用するものである。４点以上の場合にも同様に任意の区間でＲ１を求めてそれぞれの平均値を用いればよい。
【００４１】
請求項４の実施形態について説明する。
【００４２】
電圧指令をｖ＿ｒｅｆ＝ｖａｍｐ・ｓｉｎ（２・π・ｆｈ・ｔ）、θｒｅｆ＝任意の固定値として与える。ｖａｍｐは初期として零とし、ｆｈは電動機の定格運転周波数以上の値とする。周波数が高い場合には、図３に示す等価回路においてωＭ>>Ｒ２となるのでＭにはほとんど電流が流れないと考えると等価回路は図７に示す様になる。このときの電圧と電流の位相差をθｄｉｆとすると（Ｒ１＋Ｒ２）とωｌの関係は図８のようになり、回路のインピーダンスを｜Ｚｘ｜とすると、（Ｒ１＋Ｒ２）＝｜Ｚｘ｜・ｃｏｓθｄｉｆ、ωｌ＝｜Ｚｘ｜・ｓｉｎθｄｉｆとなり、既に求めたＲ１を用いれば、Ｒ２およびＬが求まる。
【００４３】
｜Ｚｘ｜を求めるには、上記に示したｖ＿ｒｅｆを与え、電流検出値の絶対値の平均値ｉ＿ｆｂ＿ａｖｅが予め設定しておいた第１の電流設定値になるまでｖａｍｐを増加させていく。そして、ｉ＿ｆｂ＿ａｖｅが設定された値に一致したら、フィルタの出力が安定になるまで一定時間待った後、ｖ＿ｒｅｆの周波数成分の成分の絶対値の平均値ｖ＿ｒｅｆ＿ａｖｅと電流検出値の絶対値の平均値ｉ＿ｆｂ＿ａｖｅおよび位相差θｄｉｆをそれぞれｖ＿ｒｅｆ＿ａｖｅ１、ｉ＿ｆｂ＿ａｖｅ１、θｄｉｆ１としてメモリに保存する。次に予め設定された第２の電流設定値になるようにｖａｍｐを加減し電流値が一致したら同様に値を読み込みそれぞれｖ＿ｒｅｆ＿ａｖｅ２、ｉ＿ｆｂ＿ａｖｅ２、θｄｉｆ２として保存する。このときの電圧指令および電流検出値の時間変化を図９に示す。回路のインピーダンス｜Ｚｘ｜はＲ１のときと同様に電圧と電流の傾きとして、
【００４４】
【数１０】
0004816838.tif 000013
【００４５】
より求める。
また、位相差はθｄｉｆ＿Ｌ＝（θｄｉｆ１＋θｄｉｆ２）／２とする。
【００４６】
この式と前記した式から、
【００４７】
【数１１】
0004816838.tif 000014
【００４８】
として、二次抵抗Ｒ２および漏れインダクタンスＬが求まる。
【００４９】
ここでｖａｍｐの初期値を零として説明したが、流れる電流値はＶ／ｆパターンを目安にして予測がつくので、予めいくらの値を設定しそこから加減することにより時間短縮することも可能である。
【００５０】
請求項５の実施形態について説明する。
【００５１】
上記請求項４の実施形態において、電圧指令ｖ＿ｒｅｆにオフセット値としてｖ＿ｒｅｆ＿ｏｆｓを足したものを電圧指令としたものである。図２に示すように、Ｒ１＋Ｒ２およびＬを求めるために使うデータｖ＿ｒｅｆ＿ａｖｅ，ｉ＿ｆｂ＿ａｖ，θｄｉｆは、入力信号をハイパスフィルタに入力して直流分を取り除いたデータを使うことにより、請求項４記載と同様に考えることが出来る。
【００５２】
請求項６の発明の実施形態について説明する。
【００５３】
上記請求項４の実施形態において、電圧指令ｖ＿ｒｅｆにオフセット値としてｖ＿ｒｅｆ＿ｏｆｓを足したものを電圧指令としたものである。オフセット分の電圧は直流として出力されるので、これに対する等価回路は図４に示すようになるので、この電圧指令値の直流分と電流検出値の直流分の比をとることで一次抵抗Ｒ１が求まる。直流分の信号を取り出すには信号の平均値を取ればよく、実施形態では図２に示すようにローパスフィルタ［ＬＰＦ３］を用いて検出している。ｖ＿ｒｅｆ＿ｏｆｓの値の決定の仕方は、ここでは、交流信号を与える前に、請求項４の実施形態と同様に電流検出値と電流設定値を比較しながらｖ＿ｒｅｆ＿ｏｆｓを加減して決定している。
【００５４】
こうして求めたＲ１をＲ２の演算に使う以外は請求項４の実施形態と同じである。これにより、Ｒ１、Ｒ２、Ｌを一つのステップの中で求めることができるため実行時間が短縮できる。
【００５５】
請求項７記載の実施形態について説明する。
【００５６】
請求項４の実施形態においてｆｌの周波数を電動機の定格運転周波数に対して非常に低い周波数に設定する。このときはＭに流れる電流が無視できないので図３に示す等価回路で考える。
【００５７】
等価回路で式を立てると、
【００５８】
【数１２】
0004816838.tif 000015
【００５９】
実部について比較してＭを求めると、
【００６０】
【数１３】
0004816838.tif 000016
【００６１】
となり、Ｍが得られる。
ここで、ｆｈを低い周波数にする以外は請求項４の実施形態と同様にして求めて、インピーダンスを｜Ｚｘ２｜、位相差をθｄｉｆ＿ｍとすると、Ｚｘ＿ｒ２＝｜Ｚｘ２｜・ｃｏｓθｄｉｆ＿ｍとなり、これと既に求めたＲ１、Ｒ２とから
【００６２】
【数１４】
0004816838.tif 000017
【００６３】
により、相互インダクタンスＭが求まる。
【００６４】
請求項８および９の実施形態について説明する。
【００６５】
請求項５と６の実施形態に示したのと同様に電圧指令ｖ＿ｒｅｆにオフセットとしてｖ＿ｒｅｆ＿ｏｆｓを加えたものである。処理の内容は請求項５と６の実施形態に示したものと同じである。請求項７の実施形態のときは周波数が低いため本方法に示すように直流オフセットを与えることにより電動機が不必要に動くのを防止することができる。
【００６６】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、誘導電動機を高精度に制御するために必要となる誘導電動機の一次抵抗および二次抵抗および漏れインダクタンスおよび相互インダクタンスあるいは無負荷電流を、該誘導電動機に負荷が結合されている状態においても高精度にチューニングすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】誘導電動機制御装置の本発明の実施部分のブロック図である。
【図２】平均値・位相差演算器８の構成図である。
【図３】誘導電動機のＴ−１型等価回路図である。
【図４】一次抵抗チューニング時の等価回路図である。
【図５】一次抵抗チューニング時の電圧指令値・電流検出値のタイムチャートである。
【図６】一次抵抗チューニング時の電圧指令値・電流検出値のグラフである。
【図７】二次抵抗および漏れインダクタンスチューニング時の等価回路図である。
【図８】二次抵抗およびに漏れインダクタンスチューニング時の等価回路のインピーダンスのベクトル図である。
【図９】二次抵抗およびに漏れインダクタンスチューニング時の電圧指令値・電流検出値のタイムチャートである。
【符号の説明】
１ 電動機定数演算器
２ 電力変換器
３ 誘導電動機
４，５ 電流検出器
６ 座標変換器（三相−二相変換）
７ 電流検出値演算器
８ 平均値・位相差演算器
９ 座標変換回路（三相−二相変換およびｄｑ座標変換）
１０ ｑ電流ＰＩ制御器
１１ ｄ電流ＰＩ制御器
１２ 電圧指令演算器
１３ 電流ＰＩ制御器
１４ 速度制御器
【図１】
0004816838.tif 000018
【図２】
0004816838.tif 000019
【図３】
0004816838.tif 000020
【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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