(57)【要約】【課題】汎用性の高い誘導電動機を高性能に運転するに当たり、センサレスベクトル技術が重要であるが、特に低速域では電圧情報が小さくなるので、満足なベクトル制御性能を発揮できず、起動不能になることもある。【解決手段】電圧型磁束演算器（１）の入力である電流型磁束ベクトルΨｉにゲインGを乗算し、回転角速度ωｍが設定値より小さい場合かつ起動直後一定時間内は前記ゲインGを1未満にする手段を設けることで、式（１）のΨｉがΨｖより大きくなる場合でも、Ψｖの位相角は遅れず、その変化率である角速度ωは低下せず、低速域からの起動時でＲ1の誤差が大きい場合でも、起動不能になることを防ぐことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導電動機に供給される電流ベクトルｉと電圧ベクトルｖと一次自己インダクタンスＬ1と２次自己インダクタンスＬ２と相互インダクタンスＭと一次抵抗Ｒ１とドリフト補正ゲインＫと電流型磁束ベクトルΨｉから電圧型磁束ベクトルΨｖを
Ψv＝∫｛Ｌ2／Ｍ（ｖ−Ｒ1ｉ）−Ｋ（Ψv−Ψi）｝dt−（Ｌ1Ｌ2／Ｍ−Ｍ）ｉ      (1)
より演算する電圧型磁束演算器と、前記電圧型磁束ベクトルΨｖの回転角速度ωと２次抵抗Ｒ２と相互インダクタンスＭと前記電圧型磁束ベクトルΨｖと前記電流ベクトルｉと２次自己インダクタンスＬ２とから前記電動機の回転角速度ωｍを
ωｍ＝ω−Ｒ2Ｍ（Ψv×ｉ）／（Ｌ2Ψv2）      (2)
より演算する速度演算器と、２次抵抗Ｒ２と２次自己インダクタンスＬ２と相互インダクタンスＭと前記電流ベクトルｉと前記回転角速度ωｍとから前記電流型磁束ベクトルΨｉを
Ψi＝∫｛Ｒ2Ｌ2／Ｍｉ−Ｒ2／Ｌ2Ψi＋ｊωｍΨi｝dt      (3)
より演算する電流型磁束演算器と、トルク指令と磁束指令からトルク分電流指令と磁束分電流指令を演算する電流指令演算器と、前記トルク分電流指令と前記磁束分電流指令からすべり周波数を演算するすべり周波数指令演算器と、前記回転角速度と前記すべり周波数指令から位相指令を演算する位相指令演算器と、前記電流ベクトルを前記位相指令によりトルク分電流と磁束分電流に分ける座標変換器と、前記トルク分電流指令と前記磁束分電流指令と前記位相指令と前記トルク分電流と前記磁束分電流を入力して前記トルク分電流と前記磁束分電流がそれぞれ前記トルク分電流指令と前記磁束分電流指令に追従するような電圧を前記電動機に供給するトルク制御器、からなる速度センサレス制御装置において、前記電圧型磁束演算器の入力である電流型磁束ベクトルΨｉにゲインGを乗算し、前記回転角速度が設定値より小さい場合かつ起動直後一定時間内は前記ゲインGを1未満にすることを特徴とする速度センサレス制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、速度センサの付いていない誘導電動機のトルクや速度を制御する技術に関するもので、特に停止や低速回転時からの起動における制御特性の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
速度センサレス制御装置の従来例を図２に示す。
電圧型磁束演算器（１）は誘導電動機に供給される電流ベクトルｉと電圧ベクトルｖと電流型磁束ベクトルΨｉを入力して、（１）式より電圧型磁束ベクトルΨｖを演算する。
Ψv＝∫｛Ｌ2／Ｍ（ｖ−Ｒ1ｉ）−Ｋ（Ψv−Ψi）｝dt−（Ｌ1Ｌ2／Ｍ−Ｍ）ｉ      (1)
ただし、Ｌ1は一次自己インダクタンス、Ｌ２は２次自己インダクタンス、Ｍは相互インダクタンス、Ｒ１は一次抵抗、Ｋはドリフト補正ゲインである。
速度演算器（２）は電圧型磁束ベクトルΨｖと電流ベクトルｉを入力して、電圧型磁束ベクトルΨｖの回転角速度ωを演算し、さらに（２）式より誘導電動機の回転角速度ωｍを演算する。
ωｍ＝ω−Ｒ2Ｍ（Ψv×ｉ）／（Ｌ2Ψv2）      (2)
ただし、Ｒ２は２次抵抗である。
電流型磁束演算器（３）は電流ベクトルｉと前記回転角速度ωｍを入力して、（３）式より電流型磁束ベクトルΨｉを演算する。
Ψi＝∫｛Ｒ2Ｌ2／Ｍｉ−Ｒ2／Ｌ2Ψi＋ｊωｍΨi｝dt      (3)
【０００３】
電流指令演算器（４）はトルク指令Ｔ＊と磁束指令Ψ＊を入力して、トルク分電流指令ＩＱ＊と磁束分電流指令ＩＤ＊を演算する。
すべり周波数指令演算器（４）トルク分電流指令ＩＱ＊と前記磁束分電流指令ＩＤ＊を入力して、すべり周波数指令ωＳを演算する。
位相指令演算器（５）は回転角速度ωｍと前記すべり周波数指令ωＳを入力して、位相指令θを演算する。
座標変換器（６）は電流ベクトルｉと前記位相指令θを入力して、トルク分電流ＩＱと磁束分電流ＩＤを演算する。
トルク制御器（７）はトルク分電流指令ＩＱ＊と磁束分電流指令ＩＤ＊と位相指令θとトルク分電流ＩＱと磁束分電流ＩＤを入力して、トルク分電流ＩＤと磁束分電流ＩＤがそれぞれトルク分電流指令ＩＱと磁束分電流指令ＩＤに追従するような電圧ベクトルｖを前記電動機に供給する。（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−８６７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
誘導電動機の逆起電圧は低速域では小さく、起動直後はさらに小さい。また、一次抵抗Ｒ1と二次抵抗Ｒ2は温度により変動するため、式（１）より得られる電圧型磁束ベクトルΨｖの誤差が大きくなる。この様に誤差が大きくなると式（２）から得られる回転角速度ωｍにも誤差が生じる。
ここで、トルク分電流指令が０の場合、誘導電動機に供給される電流は全て磁束分電流になるが、回転角速度ωｍの誤差があると実際の磁束は指令値どおりには励磁されず、電圧型磁束ベクトルΨｖも増加しない。ただし、電流型磁束ベクトルΨｉは回転角速度に誤差があっても増加する。
式（１）のΨｉがΨｖより大きくなる場合、Ψｖの位相角は遅れ、その変化率である角速度ωは低下する。
つまり、低速域からの起動時でＲ1の誤差が大きい場合、Ψｉは増加するが、Ψｖは増加せず、さらにΨｖの角速度ωは低下し、さらに速度誤差が増大する悪循環となり、起動不能になる場合がある。
本発明はこの問題を解決するためのものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記問題を解決するために、電圧型磁束演算器（１）の入力である電流型磁束ベクトルΨｉにゲインGを乗算し、回転角速度ωｍが設定値より小さい場合かつ起動直後一定時間内は前記ゲインGを1未満にする手段を設ける。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、式（１）のΨｉがΨｖより大きくなる場合でも、Ψｉに1未満のゲインGを乗算することで、Ψｖの位相角は遅れず、その変化率である角速度ωは低下せず、低速域からの起動時でＲ1の誤差が大きい場合でも、起動不能になることを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
低速且つ起動後一定時間以内には、電流形磁束ベクトルΨｉのゲインを１以下にして、電圧形磁束演算に活用する。
【実施例１】
【０００８】
図１に本発明の実施例を示す。従来技術の図２と同一部分の説明は省略する。
ゲイン発生器（８）は、回転角速度ωｍと運転信号Sを入力し、回転角速度ωｍが設定値より小さい場合かつ起動直後一定時間内はゲインGを0.5にし、回転角速度ωｍが設定値より大きい場合または起動直後一定時間後はゲインGを１にして出力する。
ゲイン乗算器（９）は前記ゲインGと電流型磁束ベクトルΨｉを入力し、電圧型磁束演算器（１）の入力である電流型磁束ベクトルΨｉの代わりに、ΨｉとGを乗算して得られる調整済電流型磁束ベクトルΨｉGを出力する。
【産業上の利用可能性】
【０００９】
センサーを不要とすることで汎用性を向上させた誘導電動機のベクトル制御にあって、低速制御性を向上し、車両用のみでなく一般産業用に広く活用できる技術である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図1は本発明の実施例を示す図である。
【図２】図２は従来例を示す図である。
【符号の説明】
【００１１】
１    電圧型磁束演算器
２    速度演算器
３    電流型磁束演算器
４    電流指令演算器
５    位相指令演算器
６    座標変換器
７    トルク制御器
８    ゲイン発生器
９    ゲイン乗算器
【図１】
2005160245.tif 000003
【図２】
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