(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出された電動機電流のトルク電流成分及び励磁電流成分をそれぞれ与えられたトルク電流指令値及び励磁電流指令値に一致させるための電流指令を生成する電流制御手段と、
前記トルク電流指令値及び励磁電流指令値に基づいて被制御誘導電動機をＰＷＭ制御する時のデッドタイムの電流補償を行うデッドタイム補償手段と、
前記デッドタイム補償手段からのデッドタイム補償量にゲインを乗じて出力するデッドタイム補償ゲイン手段と、
前記デッドタイム補償ゲイン手段から出力されるデッドタイム補償量によってデッドタイム補償された、前記電流制御手段からの電流指令を入力し、この入力に基づき前記被制御誘導電動機のＰＷＭ制御を行うインバータと、
を備えた電動機制御装置において、
前記トルク電流指令値の入力に基づきトルク量を算出するトルク量算出手段と、
前記トルク量算出手段で算出されたトルク量に応じたデッドタイム補償ゲインを算出するデッドタイム補償ゲイン算出手段と、
を備え、前記デッドタイム補償ゲイン手段は、前記デッドタイム補償ゲイン算出手段により算出されたデッドタイム補償ゲインを、前記デッドタイム補償手段からのデッドタイム補償量に乗じて出力するものである、
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、前記デッドタイム補償ゲイン算出手段によって算出されたデッドタイム補償ゲインが所定の補償ゲインリミット値を超えたとき補償ゲイン異常信号を出力する補償ゲイン異常検出手段をさらに備えたことを特徴とする電動機制御装置。
【請求項３】
検出された電動機電流のトルク電流成分及び励磁電流成分をそれぞれ与えられたトルク電流指令値及び励磁電流指令値に一致させるための電流指令を生成する電流制御手段と、
前記トルク電流指令値及び励磁電流指令値に基づいて被制御誘導電動機をＰＷＭ制御する時のデッドタイムの電流補償を行うデッドタイム補償手段と、
前記デッドタイム補償手段からのデッドタイム補償量にゲインを乗じて出力するデッドタイム補償ゲイン手段と、
前記デッドタイム補償ゲイン手段から出力されるデッドタイム補償量によってデッドタイム補償された、前記電流制御手段からの電流指令を入力し、この入力に基づき前記被制御誘導電動機のＰＷＭ制御を行うインバータと、
を備えた電動機制御装置において、
前記トルク電流指令値の入力に基づきトルク量を算出するトルク量算出手段と、
種々のトルク量とそれに対応する最適なデッドタイム補償ゲインとの関係をデータテーブルとして予め記憶しており、前記トルク量算出手段で算出されたトルク量に応じたデッドタイム補償ゲインを出力するデータテーブル手段と、
を備え、前記デッドタイム補償ゲイン手段は、前記データテーブル手段からのデッドタイム補償ゲインを、前記デッドタイム補償手段からのデッドタイム補償量に乗じて出力するものである、
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、前記データテーブル手段から出力されたデッドタイム補償ゲインが所定の補償ゲインリミット値を超えたとき補償ゲイン異常信号を出力する補償ゲイン異常検出手段をさらに備えたことを特徴とする電動機制御装置。
【請求項５】
検出された電動機電流のトルク電流成分及び励磁電流成分をそれぞれ与えられたトルク電流指令値及び励磁電流指令値に一致させるための電流指令を生成する電流制御手段と、
前記トルク電流指令値及び励磁電流指令値に基づいて被制御誘導電動機をＰＷＭ制御する時のデッドタイムの電流補償を行うデッドタイム補償手段と、
前記デッドタイム補償手段からのデッドタイム補償量にゲインを乗じて出力するデッドタイム補償ゲイン手段と、
前記デッドタイム補償ゲイン手段から出力されるデッドタイム補償量によってデッドタイム補償された、前記電流制御手段からの電流指令を入力し、この入力に基づき前記被制御誘導電動機のＰＷＭ制御を行うインバータと、
を備えた電動機制御装置において、
前記トルク電流指令値及び検出された電動機電流のトルク電流成分に基づいてトルク量偏差を算出するトルク量偏差算出手段と、
前記トルク量偏差算出手段で算出されたトルク量偏差に応じたデッドタイム補償ゲインを算出するデッドタイム補償ゲイン算出手段と、
を備え、前記デッドタイム補償ゲイン手段は、前記デッドタイム補償ゲイン算出手段により算出されたデッドタイム補償ゲインを、前記デッドタイム補償手段からのデッドタイム補償量に乗じて出力するものである、
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、前記デッドタイム補償ゲイン算出手段によって算出されたデッドタイム補償ゲインが所定の補償ゲインリミット値を超えたとき補償ゲイン異常信号を出力する補償ゲイン異常検出手段をさらに備えた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、トルク電流指令および励磁電流指令に基づいて生成された電流指令により誘導電動機をＰＷＭ制御する電動機制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず図面を参照して従来の電動機制御装置について説明する。図７は従来の電動機制御装置を示すブロック図である。トルク電流指令装置１によって設定されたトルク電流指令値、及び励磁電流指令装置２によって設定された励磁電流指令値がそれぞれ比例積分制御装置３及び２相３相変換装置６に導入される。比例積分制御装置３は、３相２相変換装置４から与えられる、検出された電動機電流のトルク電流成分及び励磁電流成分をそれぞれトルク電流指令値及び励磁電流指令値に一致させるための各電流成分ごとの電流指令、換言すれば検出された電動機電流のトルク電流成分及び励磁電流成分とトルク電流指令値及び励磁電流指令値との差すなわち各電流成分偏差をゼロにするための各電流成分指令を生成する比例積分型すなわちＰＩ制御型の電流制御装置である。比例積分制御装置３によって生成された各電流成分指令は２相信号として出力され、２相３相変換装置５を介して３相電流指令に変換され、各相別に加算器１２の一方の入力端に入力される。２相３相変換装置６は、トルク電流指令装置１から与えれたトルク電流指令値、及び励磁電流指令装置２から与えられた励磁電流指令値からなる２相電流指令値を３相電流指令に変換しデッドタイム補償装置７に与える。デッドタイム補償装置７は入力された３相電流指令に対し、ＰＷＭ制御に特有のデッドタイムの電流補償を行うための装置であって、デッドタイム補償ゲイン装置８によるゲイン調整を介して各相別に加算器１２の他方の入力端に入力される。デッドタイム補償ゲイン装置８には一定ゲイン付与装置１１から一定ゲインが与えられる。加算器１２からはデッドタイム補償された３相電流指令が３相ＰＷＭインバータ１３の制御端に入力される。インバータ１３は、入力された３相電流指令に基づきＰＷＭ制御された３相出力電流を３相誘導電動機（以下、「モータ」と称する）１０に供給する。モータ電流は電流検出装置９によって検出され、３相２相変換装置４を介して比例積分制御装置３にフィードバックされる。
【０００３】
図７に示す電動機制御装置はＰＷＭ制御のデッドタイムの電流補償のため、インバータ１３に対する電流指令に対し、デッドタイム補償装置７によるデッドタイム補償量を与え、補償を行っている。その場合の補償量は、いかなる電流指令値に対しても一定ゲインで与えていた。そのため、電流指令値が小さい場合には過剰な補償量となってしまい、電流歪みを生じる原因になっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、電流指令に対し、ＰＷＭ制御によって生じるデッドタイムの補償量を与える制御装置において、モータ電流を滑らかに与えることができ、モータをより円滑に駆動し得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、検出された電動機電流のトルク電流成分及び励磁電流成分をそれぞれ与えられたトルク電流指令値及び励磁電流指令値に一致させるための電流指令を生成する電流制御手段と、前記トルク電流指令値及び励磁電流指令値に基づいて被制御誘導電動機をＰＷＭ制御する時のデッドタイムの電流補償を行うデッドタイム補償手段と、前記デッドタイム補償手段からのデッドタイム補償量にゲインを乗じて出力するデッドタイム補償ゲイン手段と、前記デッドタイム補償ゲイン手段から出力されるデッドタイム補償量によってデッドタイム補償された、前記電流制御手段からの電流指令を入力し、この入力に基づき前記被制御誘導電動機のＰＷＭ制御を行うインバータと、を備えた電動機制御装置において、 前記トルク電流指令値の入力に基づきトルク量を算出するトルク量算出手段と、前記トルク量算出手段で算出されたトルク量に応じたデッドタイム補償ゲインを算出するデッドタイム補償ゲイン算出手段と、を備え、前記デッドタイム補償ゲイン手段は、前記デッドタイム補償ゲイン算出手段により算出されたデッドタイム補償ゲインを、前記デッドタイム補償手段からのデッドタイム補償量に乗じて出力するものである、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、デッドタイム補償ゲイン算出手段によって算出されたデッドタイム補償ゲインが所定の補償ゲインリミット値を超えたとき補償ゲイン異常信号を出力する補償ゲイン異常検出手段をさらに備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項３に係る発明は、検出された電動機電流のトルク電流成分及び励磁電流成分をそれぞれ与えられたトルク電流指令値及び励磁電流指令値に一致させるための電流指令を生成する電流制御手段と、前記トルク電流指令値及び励磁電流指令値に基づいて被制御誘導電動機をＰＷＭ制御する時のデッドタイムの電流補償を行うデッドタイム補償手段と、前記デッドタイム補償手段からのデッドタイム補償量にゲインを乗じて出力するデッドタイム補償ゲイン手段と、前記デッドタイム補償ゲイン手段から出力されるデッドタイム補償量によってデッドタイム補償された、前記電流制御手段からの電流指令を入力し、この入力に基づき前記被制御誘導電動機のＰＷＭ制御を行うインバータと、を備えた電動機制御装置において、前記トルク電流指令値の入力に基づきトルク量を算出するトルク量算出手段と、種々のトルク量とそれに対応する最適なデッドタイム補償ゲインとの関係をデータテーブルとして予め記憶しており、前記トルク量算出手段で算出されたトルク量に応じたデッドタイム補償ゲインを出力するデータテーブル手段と、を備え、前記デッドタイム補償ゲイン手段は、前記データテーブル手段からのデッドタイム補償ゲインを、前記デッドタイム補償手段からのデッドタイム補償量に乗じて出力するものである、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、データテーブル手段から出力されたデッドタイム補償ゲインが所定の補償ゲインリミット値を超えたとき補償ゲイン異常信号を出力する補償ゲイン異常検出手段をさらに備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項５に係る発明は、検出された電動機電流のトルク電流成分及び励磁電流成分をそれぞれ与えられたトルク電流指令値及び励磁電流指令値に一致させるための電流指令を生成する電流制御手段と、前記トルク電流指令値及び励磁電流指令値に基づいて被制御誘導電動機をＰＷＭ制御する時のデッドタイムの電流補償を行うデッドタイム補償手段と、前記デッドタイム補償手段からのデッドタイム補償量にゲインを乗じて出力するデッドタイム補償ゲイン手段と、前記デッドタイム補償ゲイン手段から出力されるデッドタイム補償量によってデッドタイム補償された、前記電流制御手段からの電流指令を入力し、この入力に基づき前記被制御誘導電動機のＰＷＭ制御を行うインバータと、を備えた電動機制御装置において、前記トルク電流指令値及び検出された電動機電流のトルク電流成分に基づいてトルク量偏差を算出するトルク量偏差算出手段と、前記トルク量偏差算出手段で算出されたトルク量偏差に応じたデッドタイム補償ゲインを算出するデッドタイム補償ゲイン算出手段と、を備え、前記デッドタイム補償ゲイン手段は、前記デッドタイム補償ゲイン算出手段により算出されたデッドタイム補償ゲインを、前記デッドタイム補償手段からのデッドタイム補償量に乗じて出力するものである、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、デッドタイム補償ゲイン算出手段によって算出されたデッドタイム補償ゲインが所定の補償ゲインリミット値を超えたとき補償ゲイン異常信号を出力する補償ゲイン異常検出手段をさらに備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。なお、特許請求の範囲又は課題を解決するための手段の欄において各機能手段はコンピュータのソフトウェアによって実現可能なものであるという意味からそのように表現しているが、以下に示す実施の形態においては、便宜上、各機能要素は個々に独立した機能部品として表現することにする。
【００１２】
［実施の形態１］
（実施の形態の構成）
図１は本発明の第１の実施の形態を示すブロック図である。図１において図７と同一機能要素には同一符号を付して、個々の要素の説明は省略する。図１に示す電動機制御装置においては、一定ゲイン付与装置１１が除去され、その代りに、デッドタイム補償ゲイン算出装置２０及びトルク量算出装置２１が設けられている。他は、すでに述べた図７の制御装置と変りが無い。トルク量算出装置２１はトルク電流指令装置１からのトルク電流指令値に基づいてトルク量を算出し、その算出結果をデッドタイム補償ゲイン算出装置２０に送出する。デッドタイム補償ゲイン算出装置２０は、トルク量算出装置２１によって算出されたトルク量に応じたデッドタイム補償ゲインを算出し、それをデッドタイム補償ゲイン装置８に送出する。
【００１３】
（実施の形態の作用）
本実施の形態では、トルク量算出装置２１によってトルク量を算出し、算出されたトルク量に応じたデッドタイム補償ゲインをデッドタイム補償ゲイン算出装置２０によって算出し、算出されたデッドタイム補償ゲインをデッドタイム補償ゲイン装置８に送出する。デッドタイム補償ゲイン装置８は、デッドタイム補償装置７から入力されたデッドタイム補償量に、デッドタイム補償ゲイン算出装置２０から入力されたデッドタイム補償ゲインを乗じて出力する。
【００１４】
（実施の形態の効果）
本実施の形態では、モータ電流の大きさに応じてデッドタイム補償量を調整することにより、インバータ１３へ送出する電流指令を滑らかに出力することができ、モータ１０の電流リップルすなわち電流振動を抑制し、モータ１０をより円滑に駆動することができる。
【００１５】
［実施の形態２］
（実施の形態の構成）
図２は本発明の第２の実施の形態を示すブロック図である。本実施の形態は、図１の電動機制御装置を基本として、これにゲイン補償リミット値設定装置３０を有するゲイン補償異常検出装置３１を付加したものである。ゲイン補償異常検出装置３１は、デッドタイム補償ゲイン算出装置２０から出力されるデッドタイム補償ゲインを監視し、それがゲイン補償リミット値設定装置３０によって設定される保護検出に必要なゲイン補償リミット値を超えたとき補償ゲイン異常検出信号を出力する。
【００１６】
（実施の形態の作用）
本実施の形態では、ゲイン補償リミット値設定装置３０で、保護検出に必要な補償ゲインのリミット値を設定し、補償ゲインがリミット値を超えたとき、異常検出信号を出力する。この異常検出信号により必要に応じて保護装置を動作させることができる。
【００１７】
（実施の形態の効果）
本実施の形態では、ゲイン補償リミット値設定装置３０で、保護検出に必要な補償ゲインリミット値を設定し、ゲイン補償異常検出装置３１によって異常検出信号が出力されているときには、保護装置を動作させる。さらに、補償ゲインが異常である時にはトルク電流指令値を出力するトルク電流指令装置１が異常である可能性があるため、異常検出信号により保護装置を動作させてトルク電流指令装置１の異常動作を防ぐことができる。
【００１８】
［実施の形態３］
（実施の形態の構成）
図３は本発明の第３の実施の形態を示すブロック図である。本実施の形態は、図１に示した電動機制御装置におけるデッドタイム補償ゲイン算出装置２０の代りにデータテーブル装置２２を設けたものである。データテーブル装置２２は、トルク量とそれに対応する最適なデッドタイム補償ゲインとの関係をデッドタイム補償データテーブルとして保有しており、トルク量算出装置２１によって算出されたトルク量が与えられると、デッドタイム補償テーブルを参照し、対応するデッドタイム補償ゲインをデッドタイム補償ゲイン装置８に送出する。
【００１９】
（実施の形態の作用）
本実施の形態では、トルク量算出装置２１により算出されたトルク量からそれに対応する最適なデッドタイム補償ゲインをデータテーブルから読出し、それをデッドタイム補償ゲイン装置８に送出する。
【００２０】
（実施の形態の効果）
本実施の形態では、トルク指令値に応じ最適なデッドタイム補償ゲインをデータテーブル２２から読出すことにより、電流指令を滑らかに出力することができ、モータ１０のリップル振動を減らし、モータ１０を円滑に駆動することができる。
【００２１】
［実施の形態４］
（実施の形態の構成）
図４は本発明の第４の実施の形態を示すブロック図である。本実施の形態は、データテーブル装置２２を備えた図３の電動機制御装置に、図２を参照して説明したゲイン補償リミット値設定装置３０及びゲイン補償異常検出装置３１を付加したものである。ゲイン補償リミット値設定装置３０及びゲイン補償異常検出装置３１の機能は、図２を参照して説明したものと変りがない。
【００２２】
（実施の形態の作用）
本実施の形態におけるゲイン補償リミット値設定装置３０及びゲイン補償異常検出装置３１の作用は、実質的に図２のものと同等である。
【００２３】
（実施の形態の効果）
本実施の形態はデータテーブル装置２２を除いて図２の制御装置と同等であり、ゲイン補償リミット値設定装置３０及びゲイン補償異常検出装置３１を設けたことによる効果は、図２の制御装置のものと同等である。
【００２４】
［実施の形態５］
（実施の形態の構成）
図５は本発明の第５の実施の形態を示すブロック図である。本実施の形態は、図１の電動機制御装置におけるデッドタイム補償ゲイン算出装置２０及びトルク量算出装置２１の代りに、デッドタイム補償ゲイン算出装置２３及びトルク量偏差算出装置２４を設けたものである。トルク量偏差算出装置２４は、トルク電流指令装置１からのトルク電流指令値と、３相２相変換装置４から出力される検出トルク電流とを入力し、両電流の差すなわちトルク電流偏差を算出し、それをデッドタイム補償ゲイン算出装置２３に送出する。デッドタイム補償ゲイン算出装置２３は、トルク量偏差算出装置２４により算出されたトルク電流偏差からそれに応じたデッドタイム補償ゲインを算出し、デッドタイム補償ゲイン装置８に送出する。
【００２５】
（実施の形態の作用）
本実施の形態では、トルク量偏差算出装置２４により算出されたトルク電流偏差を入力として、デッドタイム補償ゲイン算出装置２３によって、入力されたトルク電流偏差に応じたデッドタイム補償ゲインを算出し、それをデッドタイム補償ゲイン装置８に送出し、デッドタイム補償を行う。
【００２６】
（実施の形態の効果）
本実施の形態では、モータ電流の大きさに応じて、デッドタイム補償量を調整することにより電流指令を滑らかに出力することができ、それによりモータ１０のリップル振動を減らし、円滑な駆動を達成することができる。
【００２７】
［実施の形態６］
（実施の形態の構成）
図６は本発明の第６の実施の形態を示すブロック図である。本実施の形態は、図５の電動機制御装置に対し、図２，４に示したゲイン補償リミット値設定装置３０及びゲイン補償異常検出装置３１を付加したものである。ゲイン補償リミット値設定装置３０及びゲイン補償異常検出装置３１の機能は、図２，４を参照して説明したものと変りがない。
【００２８】
（実施の形態の作用）
本実施の形態におけるゲイン補償リミット値設定装置３０及びゲイン補償異常検出装置３１の作用は、図２，４のものと同等である。
【００２９】
（実施の形態の効果）
ゲイン補償リミット値設定装置３０及びゲイン補償異常検出装置３１を設けたことによる本実施の形態における効果は、図２，４の制御装置のものと同等である。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、モータ電流の大きさに応じて、デッドタイム補償量を調整することにより、インバータへ送出する電流指令を滑らかに出力することができ、モータの電流リップルすなわち電流振動を抑制し、モータをより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の実施の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の実施の形態の示すブロック図。
【図３】本発明による電動機制御装置の第３の実施の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の実施の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の実施の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の実施の形態を示すブロック図。
【図７】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  比例積分制御装置
４  ３相２相変換装置
５  ２相３相変換装置
６  ２相３相変換装置
７  デッドタイム補償装置
８  デッドタイム補償ゲイン装置
９  電流検出装置
１０  誘導電動機（モータ）
１１  一定ゲイン付与装置
１２  加算器
１３  ＰＷＭインバータ
２０  デッドタイム補償ゲイン算出装置
２１  トルク量算出装置
２２  データテーブル装置
２３  デッドタイム補償ゲイン算出装置
２４  トルク量偏差算出装置
３０  ゲイン補償リミット値設定装置
３１  ゲイン補償異常検出装置
【図１】
0004592155.tif 000002
【図２】
0004592155.tif 000003
【図３】
0004592155.tif 000004
【図４】
0004592155.tif 000005
【図５】
0004592155.tif 000006
【図６】
0004592155.tif 000007
【図７】
0004592155.tif 000008