(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を所望の電圧，周波数の交流電力に変換するインバータ回路を備え、当該インバータ回路の交流電力を交流電動機に供給して可変速駆動する電動機制御装置において、
前記インバータ回路の出力電圧基準位相に基づいて、前記交流電動機に流れる電流を座標変換してトルク成分電流および励磁成分電流の各成分電流に分離する電動機電流座標変換手段と、
前記交流電動機の速度基準と推定速度との偏差に基づいて、前記交流電動機のトルク基準を発生する速度制御演算手段と、
前記交流電動機の磁束基準と前記トルク基準と前記推定速度とに基づいて、トルク成分電流基準および励磁成分電流基準の各成分を分離制御するベクトル制御手段と、
前記トルク成分電流基準と前記磁束基準とに基づいて、前記交流電動機のすべり周波数を演算するすべり周波数演算手段と、
前記トルク成分電流基準と前記トルク成分電流との偏差、および前記励磁成分電流と前記励磁成分電流との偏差に基づいて、前記交流電動機のトルク電圧基準および励磁電圧基準を発生する電流制御手段と、
前記トルク電圧基準と前記励磁電圧基準と前記トルク成分電流と前記励磁成分電流とに基づいて、前記交流電動機に印加する電圧の周波数を演算する周波数演算手段と、
前記周波数演算手段の出力である周波数に基づいて、前記出力電圧基準位相を演算し出力する電圧位相演算手段と、
前記周波数演算手段の出力である周波数と前記すべり周波数とに基づいて、前記推定速度を演算し出力する推定速度演算手段と、
前記周波数演算手段の出力である周波数に対して、当該周波数が所定レベル以下にならないように下限リミットを与える下限リミット手段と、
を備えて成ることを特徴とする電動機制御装置。
【請求項２】
前記請求項１に記載の電動機制御装置において、
前記下限リミット手段としては、前記交流電動機の速度基準の極性に応じて、周波数の下限リミットの範囲を決定するようにしたこと特徴とする電動機制御装置。
【請求項３】
前記請求項２に記載の電動機制御装置において、
前記下限リミット手段としては、前記交流電動機の速度基準の極性が変化した場合に、当該極性が変化した時点から所定の時間だけ、動作させないようにしたことを特徴とする電動機制御装置。
【請求項４】
前記請求項１または請求項２に記載の電動機制御装置において、
前記下限リミット手段としては、前記交流電動機の起動から所定の時間だけ、動作させるようにしたことを特徴とする電動機制御装置。
【請求項５】
前記請求項２に記載の電動機制御装置において、
前記下限リミット手段としては、前記交流電動機の速度基準の極性が変化した場合に、前記当該極性が変化した時点から前記推定速度が所定範囲になるまでの間は、動作させないようにしたことを特徴とする電動機制御装置。
【請求項６】
前記請求項１または請求項２に記載の電動機制御装置において、
前記下限リミット手段としては、前記交流電動機の起動から前記推定速度が所定のレベルに達するまでの間だけ、動作させるようにしたことを特徴とする電動機制御装置。
【請求項７】
前記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の電動機制御装置において、
前記推定速度演算手段に対しては、前記周波数演算手段の出力である周波数をそのまま入力し、
前記電圧位相演算手段に対しては、前記下限リミット手段の出力である下限リミットを与えた周波数を入力するようにし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、速度センサレスベクトル制御を適用したインバータによる誘導電動機等の交流電動機の制御装置に係り、特にインバータ出力周波数の演算に誤差が発生したような場合でも、交流電動機を極めて安定して起動できるようにした電動機制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば誘導電動機等の交流電動機を駆動する場合、トルク電圧基準と励磁電圧基準とから、誘導電動機に印加する電圧の周波数を演算し、当該周波数からすべり周波数を減算して電動機速度を推定し、誘導電動機を駆動することが行なわれている。
【０００３】
図１５は、この種の従来の電動機制御装置の構成例を示すブロック図である。
【０００４】
図１５おいて、１は直流電源、２は直流電源１の直流電力を交流電力に変換するインバータ回路、３はインバータ回路２の出力によって駆動される誘導電動機である。
【０００５】
そして、これらの主回路は、一般的に、例えば図１６の回路図に示すような構成としていることが多い。
【０００６】
誘導電動機３に流れるＵ相電流ＩｕとＷ相電流Ｉｗは、電流検出器４によって検出される。
【０００７】
電動機電流座標変換器５は、上記Ｕ相電流ＩｕとＷ相電流Ｉｗを、出力電圧基準位相θ０によりトルク成分電流（以下“トルク電流”と記す）Ｉｑおよび励磁成分電流（以下“励磁電流”と記す）Ｉｄの各成分に分離する。
【０００８】
なお、電流検出器４によって検出する電流は、Ｕ相とＷ相以外の任意２相の組合せ、または三相全電流でも、トルク電流および励磁電流に分離することができる。
【０００９】
速度制御器６は、速度基準ωｒ＊と推定速度ωｒとの偏差が零になるように、トルク基準Ｔ＊を発生する。
【００１０】
ベクトル制御器７は、当該トルク基準Ｔ＊と上記推定速度ωｒと磁束基準φ＊とに基づいて、トルク成分電流基準（以下、“トルク電流基準”と称する）Ｉｑ＊および磁束成分電流基準（以下、“励磁電流基準”と称する）Ｉｄ＊の各成分を分離制御する。
【００１１】
すべり周波数演算器８は、上記トルク電流基準Ｉｑ＊と磁束基準φ＊とに基づいて、すべり周波数ωｓを演算する。
【００１２】
電流制御器９は、上記トルク電流基準Ｉｑ＊とトルク電流Ｉｑとの偏差、および上記励磁電流基準Ｉｄ＊と励磁電流Ｉｄとの偏差がそれぞれ零になるように、トルク電圧基準Ｖｑ＊および励磁電圧基準Ｖｄ＊を発生する。
【００１３】
電圧基準座標変換器１０は、出力電圧基準位相θ０に基づいて、トルク電圧基準Ｖｑ＊および励磁電圧基準Ｖｄ＊を座標変換し、誘導電動機３に印加する三相出力電圧基準Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を出力する。
【００１４】
周波数演算器１１は、トルク電圧基準Ｖｑ＊と励磁電圧基準Ｖｄ＊とに基づいて、誘導電動機３に印加する電圧の周波数（以下、“インバータ出力周波数”と称する）ω０を出力する。
【００１５】
なお、図１５では明示していないが、周波数演算器１１に対する入力として、トルク電流Ｉｑおよび励磁電流Ｉｄ、またはトルク電流基準Ｉｑ＊および励磁電流基準Ｉｄ＊も用いることもある。
【００１６】
推定速度演算器１２は、当該インバータ出力周波数ω０から上記すべり周波数ωｓを減算した値を、上記推定速度ωｒとしている。
【００１７】
積分器１３は、上記インバータ出力周波数ω０を積分して、上記出力電圧基準位相θ０を出力する。
【００１８】
ＰＷＭ制御器１４は、上記三相出力電圧基準Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊とインバータ出力周波数ω０とに基づいて、インバータ回路２の三相出力電圧が三相出力電圧基準Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊となるように、駆動信号Ｇを出力する。
【００１９】
インバータ回路２は、当該駆動信号Ｇによって直流電源１の直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を誘導電動機３に供給して可変速駆動する。
【００２０】
このような制御は、一般にベクトル制御と呼ばれ、他励直流電動機と同様の制御性能を得られることが知られている。
【００２１】
特に、速度センサを用いない図１５に示すような制御は、速度センサレスベクトル制御と称されている。
【００２２】
そして、この種のベクトル制御では、励磁電流を制御することによって安定した界磁制御を行なうことができ、トルク電流を制御することによって優れた速度応答、速度制御精度を実現することができる。
【００２３】
なお、上記各制御器、演算器は、電子回路（図示しない）、またはマイクロプロセッサ（図示しない）による演算、あるいはこれらの組合せで構成されることが多い。
【００２４】
また、上記各制御器、演算器の動作は、周知の技術であるので、ここではその詳細な説明を省略する。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の電動機制御装置においては、次のような問題点がある。
すなわち、周波数演算器１１では、トルク電圧基準Ｖｑ＊および励磁電圧基準Ｖｄ＊に基づいてインバータ出力周波数ω０を演算するが、当該周波数演算器１１では、誘導電動機３の励磁インダクタンス，２次抵抗等の電動機定数（図示しない）の情報を使用しており、これらの測定誤差、および温度、電流等による変化によって、電動機定数に誤差が発生することがある。
【００２６】
また、インバータ回路２のスイッチング素子の動作遅れ時間による短絡を防止するデッドタイム（図示なし）等の影響によって、誘導電動機３の実際の印加電圧とトルク電圧基準Ｖｑ＊および励磁電圧基準Ｖｄ＊に誤差が発生する。
【００２７】
そして、当該誤差によって、インバータ出力周波数ω０の演算にも誤差が発生し、起動時に誘導電動機３が正方向に回転しているにも係わらず、インバータ出力周波数ω０の演算値が負になってしまい、起動直後に短時間ではあるが交流電動機３が逆回転したり、あるいは起動に時間を費やしたり、最悪の場合には起動できない等の問題点がある。
【００２８】
なお、上記の励磁インダクタンス，２次時定数等の電動機定数、およびデッドタイム等に関しては、周知であるので、ここではその詳細な説明を省略する。
【００２９】
本発明の目的は、インバータ出力周波数の演算に誤差が発生したような場合でも、交流電動機を極めて安定して起動することが可能な電動機制御装置を提供することにある。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に対応する発明では、直流電力を所望の電圧，周波数の交流電力に変換するインバータ回路を備え、当該インバータ回路の交流電力を交流電動機に供給して可変速駆動する電動機制御装置において、インバータ回路の出力電圧基準位相に基づいて、交流電動機に流れる電流を座標変換してトルク成分電流および励磁成分電流の各成分電流に分離する電動機電流座標変換手段と、交流電動機の速度基準と推定速度との偏差に基づいて、交流電動機のトルク基準を発生する速度制御演算手段と、交流電動機の磁束基準とトルク基準と推定速度とに基づいて、トルク成分電流基準および励磁成分電流基準の各成分を分離制御するベクトル制御手段と、トルク成分電流基準と磁束基準とに基づいて、交流電動機のすべり周波数を演算するすべり周波数演算手段と、トルク成分電流基準とトルク成分電流との偏差、および励磁成分電流と励磁成分電流との偏差に基づいて、交流電動機のトルク電圧基準および励磁電圧基準を発生する電流制御手段と、トルク電圧基準と励磁電圧基準とトルク成分電流と励磁成分電流とに基づいて、交流電動機に印加する電圧の周波数を演算する周波数演算手段と、周波数演算手段の出力である周波数に基づいて、出力電圧基準位相を演算し出力する電圧位相演算手段と、周波数演算手段の出力である周波数とすべり周波数とに基づいて、推定速度を演算し出力する推定速度演算手段と、周波数演算手段の出力である周波数に対して、当該周波数が所定レベル以下にならないように下限リミットを与える下限リミット手段とを備えている。
【００３１】
従って、請求項１に対応する発明の電動機制御装置においては、周波数演算手段の出力である周波数に対し下限リミットを与えて、インバータ出力周波数が所定レベル以下に下がらないようにすることにより、低速領域では、インバータ出力周波数の演算値に係わらず所定レベル以上の周波数を交流電動機に供給できるため、周波数演算手段によるインバータ出力周波数の演算に誤差が発生したような場合でも、当該演算誤差の影響を受けないようにし、交流電動機を極めて安定して起動することができる。
【００３２】
また、請求項２に対応する発明では、上記請求項１に対応する発明の電動機制御装置において、下限リミット手段としては、交流電動機の速度基準の極性に応じて、周波数の下限リミットの範囲を決定するようにしている。
【００３３】
従って、請求項２に対応する発明の電動機制御装置においては、交流電動機の速度基準の極性に応じて、下限リミット手段における周波数の下限リミットの範囲を決定することにより、交流電動機には速度基準と同一極性の周波数の電圧が印加されるため、正および負の両回転方向で交流電動機を極めて安定して起動することができる。
【００３４】
さらに、請求項３に対応する発明では、上記請求項２に対応する発明の電動機制御装置において、下限リミット手段としては、交流電動機の速度基準の極性が変化した場合に、当該極性が変化した時点から所定の時間だけ、動作させないようにしている。
【００３５】
従って、請求項３に対応する発明の電動機制御装置においては、交流電動機の速度基準の極性が変化した場合に、当該極性が変化した時点から所定の時間だけ下限リミット手段を動作させないようにすることにより、交流電動機を極めて安定して起動することができると同時に、極性変化を伴なう速度基準の変化があり、交流電動機の速度の追従遅れがある場合でも、交流電動機を極めて安定して運転することができる。
【００３６】
一方、請求項４に対応する発明では、上記請求項１または請求項２に対応する発明の電動機制御装置において、下限リミット手段としては、交流電動機の起動から所定の時間だけ、動作させるようにしている。
【００３７】
従って、請求項４に対応する発明の電動機制御装置においては、交流電動機の起動から所定の時間だけ、下限リミット手段を動作させることにより、起動後の所定時間は、交流電動機には下限リミット手段によって決まる正転方向または逆回転方向の一方向の周波数の電圧が印加されるため、交流電動機を極めて安定して起動することができる。
【００３８】
また、請求項５に対応する発明では、上記請求項２に対応する発明の電動機制御装置において、下限リミット手段としては、交流電動機の速度基準の極性が変化した場合に、当該極性が変化した時点から推定速度が所定範囲になるまでの間は、動作させないようにしている。
【００３９】
従って、請求項５に対応する発明の電動機制御装置においては、交流電動機の速度基準の極性が変化した場合に、当該極性が変化した時点から推定速度が所定範囲になるまでの間は、下限リミット手段を動作させないようにすることにより、交流電動機を極めて安定して起動することができると同時に、極性変化を伴う速度基準の変化があり、交流電動機の速度の追従遅れがある場合でも、交流電動機を極めて安定して運転することができる。
【００４０】
さらに、請求項６に対応する発明では、上記請求項１または請求項２に対応する発明の電動機制御装置において、下限リミット手段としては、交流電動機の起動から推定速度が所定のレベルに達するまでの間だけ、動作させるようにしている。
【００４１】
従って、請求項６に対応する発明の電動機制御装置においては、交流電動機の起動から推定速度が所定のレベルに達するまでの間だけ、下限リミット手段を動作させることにより、起動後に推定速度が所定値以上になるまでは、交流電動機には下限リミット手段によって決まる正転方向または逆回転方向の一方向の周波数の電圧が印加されるため、交流電動機を極めて安定して起動することができる。
【００４２】
さらにまた、請求項７に対応する発明では、上記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明の電動機制御装置において、推定速度演算手段に対しては、周波数演算手段の出力である周波数をそのまま入力し、電圧位相演算手段に対しては、下限リミット手段の出力である下限リミットを与えた周波数を入力するようにしている。
【００４３】
従って、請求項７に対応する発明の電動機制御装置においては、推定速度演算手段には、周波数演算手段の出力である周波数をそのまま入力し、電圧位相演算手段には、下限リミット手段の出力である下限リミットを与えた周波数を入力することにより、交流電動機を極めて安定して起動することができると同時に、リミット処理前の周波数演算手段の出力である周波数を推定速度の演算に用いることで、前記請求項１に対応する発明の場合よりも高い精度の推定速度を得ることができる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
本発明では、周波数演算手段の出力である周波数に対し下限リミットを与えて、インバータ出力周波数が所定レベル以下に下がらないようにする。
【００４５】
すなわち、低速領域では、前記インバータ出力周波数の演算値に係わらず所定レベル以上の周波数を交流電動機に供給することで、周波数演算手段による演算誤差の影響を受けないようにして、交流電動機の極めて安定した起動を実現するものである。
【００４６】
以下、上記のような考え方に基づく、本発明の一実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００４７】
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態による電動機制御装置の構成例を示すブロック図であり、図１５と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００４８】
すなわち、本実施の形態による電動機制御装置は、図１に示すように、前記１５における周波数演算器１１の出力段に、下限リミット演算器１５を付加した構成としている。
【００４９】
下限リミット演算器１５は、前記周波数演算器１１の出力である周波数ω０に対して、当該周波数が所定レベル以下にならないように下限リミットω１を演算して与える。
【００５０】
図２は、下限リミット演算器１５の演算内容の一例を示す特性図である。
【００５１】
なお、図２の例では、前記誘導電動機３の速度基準ωｒ＊は、正極性（正転方向）のみと仮定している。
【００５２】
次に、以上のように構成した本実施の形態による電動機制御装置の作用について説明する。
【００５３】
なお、図１５と同一部分の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【００５４】
図１において、例えば運転指令（図示しない）に基づいて、正極性の速度基準ωｒ＊が入力されて起動を開始した時、前述した誤差によって周波数演算器１１の出力である周波数ω０が負になったとしても、下限リミット演算器１５によってインバータ出力周波数ω１が所定レベル以下になることはなく、誘導電動機３には常に正転方向の周波数の電圧が印加される。
【００５５】
これにより、誘導電動機３の極めてスムーズな起動特性を得ることができる。
【００５６】
すなわち、低速領域では、インバータ出力周波数の演算値に係わらず所定レベル以上の周波数を誘導電動機３に供給できるため、周波数演算器１１によるインバータ出力周波数の演算に誤差が発生したような場合でも、当該演算誤差の影響を受けないようにし、誘導電動機３を極めて安定して起動することができる。
【００５７】
なお、負極性（逆転方向）の場合についても同様である。
【００５８】
上述したように、本実施の形態による電動機制御装置では、周波数演算器１１の出力である周波数に対し下限リミットを与えて、インバータ出力周波数が所定レベル以下に下がらないようにしているので、誘導電動機３には常に正転方向の周波数の電圧が印加されるため、誘導電動機３の極めてスムーズな起動特性を得ることが可能となる。
【００５９】
（第２の実施の形態）
図３は、本実施の形態による電動機制御装置の構成例を示すブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００６０】
すなわち、本実施の形態による電動機制御装置は、図３に示すように、前記図１における下限リミット演算器１５を省略し、これに代えて新たに、下限リミット演算器１６を備えた構成としている。
下限リミット演算器１６は、前記周波数演算器１１の出力である周波数ω０に対して、当該周波数が所定レベル以下にならないように下限リミットω１を演算して与える。
【００６１】
また、下限リミット演算器１６は、前記誘導電動機３の速度基準ωｒ＊の極性に応じて、上記周波数の下限リミットω１の範囲を決定する。
【００６２】
図４は、下限リミット演算器１６の構成例を示すブロック図である。
【００６３】
図４に示すように、下限リミット演算器１６は、周波数演算器１１の出力である周波数ω０をそれぞれ入力とするリミット演算器１７，１８と、誘導電動機３の速度基準ωｒ＊をそれぞれ入力とし、当該速度基準ωｒ＊の極性を判別する極性判定器１９，２０と、極性判定器１９，２０の出力をセット入力，リセット入力とするＲＳフリップフロップ２１とから成っている。
図５は、リミット演算器１７，１８の演算内容の一例を示す特性図である。
【００６４】
次に、以上のように構成した本実施の形態による電動機制御装置の作用について説明する。
【００６５】
なお、図１と同一部分の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【００６６】
図３において、下限リミット演算器１６では、周波数演算器１１の出力である周波数ω０に対して、当該周波数が所定レベル以下にならないように下限リミットω１を演算して与えられる。
【００６７】
この場合、下限リミット演算器１６では、誘導電動機３の速度基準ωｒ＊の極性に応じて、周波数の下限リミットω１の範囲が決定される。
【００６８】
すなわち、図４の例では、誘導電動機３の速度基準ωｒ＊が正極性の時には、ＲＳフリップフロップ２１の出力はＱ＝１，Ｑ＝０となって、入力信号ω０は、リミット演算器１７を通して出力信号ω１となる。
【００６９】
また、誘導電動機３の速度基準ωｒ＊が負極性の時には、ＲＳフリップフロップ２１の出力はＱ＝０，Ｑ＝１となって、入力信号ω０は、リミット演算器１８を通して出力信号ω１となる。
【００７０】
すなわち、誘導電動機３の速度基準ωｒ＊が正極性の時は、インバータ出力周波数ω１が正極性にリミットされ、誘導電動機３の速度基準ωｒ＊が負極性の時は、インバータ出力周波数ω１が負極性にリミットされる。
【００７１】
これにより、誘導電動機３の極めてスムーズな起動特性を得ることができる。
【００７２】
すなわち、誘導電動機３には、その速度基準ωｒ＊と同一極性の周波数の電圧が印加されるため、正および負の両回転方向で極めてスムーズな起動特性を得ることができる。
【００７３】
上述したように、本実施の形態による電動機制御装置では、誘導電動機３の速度基準ωｒ＊の極性に応じて、下限リミット演算器１６における周波数の下限リミットω１の範囲を決定するようにしているので、誘導電動機３には速度基準  ωｒ＊と同一極性の周波数の電圧が印加されるため、正および負の両回転方向で、誘導電動機３の極めてスムーズな起動特性を得ることが可能となる。
【００７４】
（第３の実施の形態）
図６は、本実施の形態による電動機制御装置における下限リミット演算器１６の構成例を示すブロック図であり、図４と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００７５】
すなわち、本実施の形態による下限リミット演算器１６は、図６に示すように、前記図４に新たに、前記極性判定器１９，２０の出力を入力とし、当該入力信号が１になってから所定時間後に出力信号が１になるオン遅延器２２，２３と、極性判定器１９の出力およびオン遅延器２２の出力を入力とする排他的論理和演算器２４と、極性判定器２０の出力およびオン遅延器２３の出力を入力とする排他的論理和演算器２５と、排他的論理和演算器２４，２５の出力を入力とする論理和演算器２６とを付加した構成としている。
以上により、誘導電動機３の速度基準ωｒ＊の極性が変化した場合に、当該極性が変化した時点から所定の時間だけ、下限リミット演算器１６を動作させないようにしている。
【００７６】
図７は、下限リミット演算器１６の演算内容の一例（時間軸動作例）を示す特性図である。
【００７７】
次に、以上のように構成した本実施の形態による電動機制御装置の作用について説明する。
【００７８】
なお、図４と同一部分の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【００７９】
図６において、誘導電動機３の速度基準ωｒ＊の極性が変化した場合には、当該極性が変化した時点から所定の時間だけ、下限リミット演算器１６は動作しない。
【００８０】
すなわち、図６の例では、図７に示すように、時刻ｔ＝ｔ１において、誘導電動機３の速度基準ωｒ＊が正極性から負極性に変化した時、オン遅延器２３の遅延動作時間Δｔ１だけ論理和演算器２６の出力が１となって、出力信号ω１＝入力信号ω０となり、この時間Δｔ１の間はリミット動作が解除される。
【００８１】
これは、極性変化を伴なう誘導電動機３の速度基準ωｒ＊の変化があった時、当該速度基準ωｒ＊の変化に対して、慣性モーメントが大きい等の理由で誘導電動機３の速度の追従遅れがある場合に、リミット演算器１７，１８によってインバータ出力周波数ω１が不連続になるのを防止することができる。
【００８２】
なお、上記は、誘導電動機３の速度基準ωｒ＊が負極性から正極性に変化する時についても同様である。
【００８３】
これにより、誘導電動機３の極めてスムーズな起動特性が得られると同時に、極性変化を伴なう誘導電動機３の速度基準ωｒ＊の変化があり、誘導電動機３の速度の追従遅れがある場合でも、誘導電動機３の極めてスムーズな運転特性を得ることができる。
【００８４】
上述したように、本実施の形態による電動機制御装置では、誘導電動機３の速度基準の極性が変化した場合に、当該極性が変化した時点から所定の時間だけ下限リミット演算器１６を動作させないようにしているので、誘導電動機３の極めてスムーズな起動特性が得られると同時に、極性変化を伴なう誘導電動機３の速度基準ωｒ＊の変化があり、誘導電動機３の速度の追従遅れがある場合でも、誘導電動機３の極めてスムーズな運転特性を得ることが可能となる。
（第４の実施の形態）
図８は、本実施の形態による電動機制御装置における下限リミット演算器１５の構成例を示すブロック図であり、図２と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００８５】
すなわち、本実施の形態による下限リミット演算器１５は、図８に示すように、前記図２に新たに、前記誘導電動機３の起動指令を入力とするオン遅延器２７を付加した構成としている。
以上により、誘導電動機３の起動から所定の時間だけ、下限リミット演算器１５を動作させるようにしている。
【００８６】
次に、以上のように構成した本実施の形態による電動機制御装置の作用について説明する。
【００８７】
なお、図１および図２と同一部分の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【００８８】
すなわち、図８の例では、時刻ｔ＝ｔ２において、誘導電動機３の起動指令が入力されてからオン遅延器２７の動作時間Δｔ２の間だけ、下限リミット演算器１５によりリミット処理された信号がω１として出力され、その後はω１＝ω０となり、リミット処理なしの動作となる。
【００８９】
なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態を基に実施したものであるが、これに限らず、前記第２の実施の形態を基に実施することもできる。
【００９０】
これにより、誘導電動機３の起動後の所定時間は、誘導電動機３には下限リミット演算器１５によって決まる正転方向または逆回転方向の一方向の周波数の電圧が印加されるため、誘導電動機３の極めてスムーズな起動特性を得ることができる。
【００９１】
上述したように、本実施の形態による電動機制御装置では、誘導電動機３の起動から所定の時間だけ、下限リミット演算器１５を動作させるようにしているので、起動後の所定時間は、誘導電動機３には下限リミット演算器１５によって決まる正転方向または逆回転方向の一方向の周波数の電圧が印加されるため、誘導電動機３の極めてスムーズな起動特性を得ることが可能となる。
【００９２】
（第５の実施の形態）
図９は、本実施の形態による電動機制御装置の構成例を示すブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００９３】
すなわち、本実施の形態による電動機制御装置は、図９に示すように、前記図１における下限リミット演算器１５を省略し、これに代えて新たに、下限リミット演算器２８を備えた構成としている。
下限リミット演算器２８は、前記周波数演算器１１の出力である周波数ω０に対して、当該周波数が所定レベル以下にならないように下限リミットω１を演算して与える。
【００９４】
また、下限リミット演算器２８は、前記誘導電動機３の速度基準ωｒ＊の極性が変化した場合に、当該極性が変化した時点から推定速度ωｒが所定範囲になるまでの間は、動作しない。
【００９５】
図１０は、下限リミット演算器２８の構成例を示すブロック図である。
【００９６】
図１０に示すように、下限リミット演算器２８は、誘導電動機３の推定速度ωｒが所定値以上であることを判定するレベル判定器２９と、誘導電動機３の推定速度ωｒが所定値以下であることを判定するレベル判定器３０と、極性判定器１９の出力およびレベル判定器２９の出力を入力とする排他的論理和演算器３１と、極性判定器２０の出力およびレベル判定器３０の出力を入力とする排他的論理和演算器３２と、排他的論理和演算器３１，３２の出力を入力とする論理和演算器３３と、誘導電動機３の起動指令を入力とし、当該入力信号が１になってから所定時間後に出力信号が１になるオン遅延器３４と、論理和演算器３３の出力およびオン遅延器３４の出力を入力とする論理積演算器３５とから成っている。
以上により、誘導電動機３の速度基準ωｒ＊の極性が変化した場合に、当該極性が変化した時点から誘導電動機３の推定速度ωｒが所定範囲になるまでの間は、下限リミット演算器２８を動作させないようにしている。
【００９７】
図１１は、下限リミット演算器２８の演算内容の一例（時間軸動作例）を示す特性図である。
【００９８】
次に、以上のように構成した本実施の形態による電動機制御装置の作用について説明する。
【００９９】
なお、図１と同一部分の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【０１００】
図９において、誘導電動機３の速度基準ωｒ＊の極性が変化した場合には、当該極性が変化した時点から誘導電動機３の推定速度ωｒが所定範囲になるまでの間は、下限リミット演算器２８は動作しない。
【０１０１】
すなわち、図１０の例では、図１１に示すように、誘導電動機３の起動指令が入力され、運転開始してオン遅延器３４の遅延動作が完了した後、時刻ｔ＝ｔ３において、誘導電動機３の速度基準ωｒ＊が正極性から負極性に変化した後、誘導電動機３の推定速度ωｒが追従してレベル判定器３０の出力が１になるまでの間だけ、論理和演算器３３の出力が１となって出力信号ω１＝入力信号ω０となり、このｔ＝ｔ３〜ｔ４の時間はリミット動作が解除される。
【０１０２】
これは、極性変化を伴なう誘導電動機３の速度基準ωｒ＊の変化があった時、当該速度基準ωｒ＊の変化に対して、慣性モーメントが大きい等の理由で誘導電動機３の速度の追従遅れがある場合に、リミット演算器１７，１８によってインバータ出力周波数ω１が不連続になるのを防止することができる。
【０１０３】
なお、上記は、誘導電動機３の速度基準ωｒ＊が負極性から正極性に変化する時についても同様である。
【０１０４】
また、レベル判定器２９の判定基準値ａとレベル判定器３０の判定基準値−ｂを時々刻々変化させるようにしてもよい。
【０１０５】
これにより、誘導電動機３の極めてスムーズな起動特性が得られると同時に、極性変化を伴なう誘導電動機３の速度基準ωｒ＊の変化があり、誘導電動機３の速度の追従遅れがある場合でも、誘導電動機３の極めてスムーズな運転特性を得ることができる。
【０１０６】
上述したように、本実施の形態による電動機制御装置では、、誘導電動機３の速度基準ωｒ＊の極性が変化した場合に、当該極性が変化した時点から誘導電動機３の推定速度ωｒが所定範囲になるまでの間は、下限リミット演算器２８を動作させないようにしているので、誘導電動機３の極めてスムーズな起動特性が得られると同時に、極性変化を伴なう誘導電動機３の速度基準ωｒ＊の変化があり、誘導電動機３の速度の追従遅れがある場合でも、誘導電動機３の極めてスムーズな運転特性を得ることが可能となる。
（第６の実施の形態）
図１２は、本実施の形態による電動機制御装置の構成例を示すブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１０７】
すなわち、本実施の形態による電動機制御装置は、図１２に示すように、前記図１における下限リミット演算器１５を省略し、これに代えて新たに、下限リミット演算器３６を備えた構成としている。
下限リミット演算器３６は、前記周波数演算器１１の出力である周波数ω０に対して、当該周波数が所定レベル以下にならないように下限リミットω１を演算して与える。
【０１０８】
また、下限リミット演算器３６は、前記誘導電動機３の起動から前記誘導電動機３の推定速度ωｒが所定のレベルに達するまでの間だけ、動作する。
【０１０９】
図１３は、下限リミット演算器３６の構成例を示すブロック図であり、図２と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１１０】
すなわち、下限リミット演算器３６は、図１３に示すように、前記図２に新たに、誘導電動機３の推定速度ωｒが判定基準値ｃ以上であることを判定するレベル判定器３７を付加した構成としている。
次に、以上のように構成した本実施の形態による電動機制御装置の作用について説明する。
【０１１１】
なお、図１および図２と同一部分の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【０１１２】
図１２において、誘導電動機３の起動から誘導電動機３の推定速度ωｒが所定のレベルに達するまでの間だけ、下限リミット演算器３６は動作する。
【０１１３】
すなわち、図１２の例では、図１３に示すように、誘導電動機３の推定速度ωｒがレベル判定器３７の判定基準値ｃ以上になるまでの間は、リミット演算器３６によりリミット処理され、この後はリミット動作が解除される。
【０１１４】
なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態を基に実施したものであるが、これに限らず、前記第２の実施の形態を基に実施することもできる。
【０１１５】
これにより、誘導電動機３の起動後に推定速度ωｒが所定値以上になるまでの間は、誘導電動機３には下限リミット演算器３６によって決まる正転方向または逆回転方向の一方向の周波数の電圧が印加されるため、誘導電動機３の極めてスムーズな起動特性を得ることができる。
【０１１６】
上述したように、本実施の形態による電動機制御装置では、誘導電動機３の起動から推定速度ωｒが所定のレベルに達するまでの間だけ、下限リミット演算器３６を動作させるようにしているので、起動後の所定時間は、誘導電動機３には下限リミット演算器１５によって決まる正転方向または逆回転方向の一方向の周波数の電圧が印加されるため、誘導電動機３の極めてスムーズな起動特性を得ることが可能となる。
【０１１７】
（第７の実施の形態）
図１４は、本実施の形態による電動機制御装置の構成例を示すブロック図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【０１１８】
すなわち、本実施の形態による電動機制御装置は、図１４に示すように、前記図１における推定速度演算器１２に対しては、前記周波数演算器１１の出力である周波数ω０をそのまま入力し、電圧位相演算器１３に対しては、前記下限リミット演算器１５の出力である下限リミットを与えた周波数ω１を入力する構成としている。
次に、以上のように構成した本実施の形態による電動機制御装置の作用について説明する。
【０１１９】
なお、図１と同一部分の作用についてはその説明を省略し、ここでは異なる部分の作用についてのみ述べる。
【０１２０】
前記図１では、誘導電動機３の推定速度ωｒを演算する推定速度演算器１２の入力として、下限リミット演算器１５の出力を用いているのに対して、図１４に示す本実施の形態では、周波数演算器１１の出力（＝下限リミット演算器１５の入力）を、推定速度演算器１２の入力として用いている。
【０１２１】
これにより、誘導電動機３のスムーズな起動特性を得ることができるだけでなく、リミット処理前の周波数ω０を誘導電動機３の推定速度ωｒの演算に用いることで、前記第１の実施の形態の場合よりも極めて高い精度の推定速度ωｒを得ることができる。
【０１２２】
なお、本実施の形態では、前記第１の実施の形態を基に実施したものであるが、これに限らず、前記第２乃至第６のいずれかの実施の形態と組み合わせて実施することもでき、同様の作用を得ることができる。
【０１２３】
上述したように、本実施の形態による電動機制御装置では、推定速度演算器１２に対しては、周波数演算器１１の出力である周波数ω０をそのまま入力し、電圧位相演算器１３に対しては、下限リミット演算器１５の出力である下限リミットを与えた周波数ω１を入力するようにしているので、誘導電動機３の極めてスムーズな起動特性が得られると同時に、極性変化を伴なう誘導電動機３の速度基準ωｒ＊の変化があり、誘導電動機３の速度の追従遅れがある場合でも、誘導電動機３の極めてスムーズな運転特性を得ることが可能となる。
【０１２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電動機制御装置によれば、周波数演算手段の出力である周波数に対し下限リミットを与えて、インバータ出力周波数が所定レベル以下にならないようにしているので、インバータ出力周波数の演算に誤差が発生したような場合でも、交流電動機を極めて安定して起動する（極めて安定した起動特性を得る）ことが可能となる。
【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】同第１の実施の形態の電動機制御装置における下限リミット演算器の演算内容の一例を示す特性図。
【図３】本発明による電動機制御装置第２の実施の形態を示すブロック図。
【図４】同第２の実施の形態の電動機制御装置における下限リミット演算器の構成例を示すブロック図。
【図５】同第２の実施の形態の電動機制御装置における下限リミット演算器のリミット演算器の演算内容の一例を示す特性図。
【図６】本発明の第３の実施の形態による電動機制御装置における下限リミット演算器の構成例を示すブロック図。
【図７】同第３の実施の形態の電動機制御装置における下限リミット演算器の演算内容の一例を示す特性図。
【図８】本発明の第４の実施の形態による電動機制御装置における下限リミット演算器の構成例を示すブロック図。
【図９】本発明による電動機制御装置の第５の実施の形態を示すブロック図。
【図１０】同第５の実施の形態による電動機制御装置における下限リミット演算器の構成例を示すブロック図。
【図１１】同第５の実施の形態による電動機制御装置における下限リミット演算器２８の演算内容の一例（時間軸動作例）を示す特性図。
【図１２】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１３】同第６の実施の形態による電動機制御装置における下限リミット演算器の構成例を示すブロック図。
【図１４】本発明による電動機制御装置の第７の実施の形態を示すブロック図。
【図１５】従来の電動機制御装置の構成例を示すブロック図。
【図１６】図１５の電動機制御装置におけるインバータ回路の主回路構成例を示す回路図。
【符号の説明】
１…直流電源、
２…インバータ回路、
３…誘導電動機、
４…電流検出器、
５…電動機電流座標変換器、
６…速度制御器、
７…ベクトル制御器、
８…すべり周波数演算器、
９…電流制御器、
１０…電圧基準座標変換器、
１１…周波数演算器、
１２…推定速度演算器、
１３…電圧位相演算器、
１４…ＰＷＭ制御器、
１５…下限リミット演算器、
１６…下限リミット演算器、
１７，１８…リミット演算器、
１９，２０…極性判定器、
２１…ＲＳフリップフロップ、
２２，２３…オン遅延器、
２４，２５…排他的論理和演算器、
２６…論理和演算器、
２７…オン遅延器、
２８…下限リミット演算器、
２９，３０…レベル判定器、
３１，３２…排他的論理和演算器、
３３…論理和演算器、
３４…オン遅延器、
３５…論理積演算器、
３６…下限リミット演算器、
３７…レベル判定器。
【図１】
0003745633.tif 000002
【図２】
0003745633.tif 000003
【図３】
0003745633.tif 000004
【図４】
0003745633.tif 000005
【図５】
0003745633.tif 000006
【図６】
0003745633.tif 000007
【図７】
0003745633.tif 000008
【図８】
0003745633.tif 000009
【図９】
0003745633.tif 000010
【図１０】
0003745633.tif 000011
【図１１】
0003745633.tif 000012
【図１２】
0003745633.tif 000013
【図１３】
0003745633.tif 000014
【図１４】
0003745633.tif 000015
【図１５】
0003745633.tif 000016
【図１６】
0003745633.tif 000017