(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導電動機の１次電流を検出し、検出した１次電流値を、トルクを発生させるトルク電流検出値と磁束を発生させる励磁電流検出値とに等価変換し、前記トルク電流検出値と前記励磁電流検出値を１次角周波数ω1で回転する回転座標系に座標変換して、トルク電流値Ｉqfbと励磁電流値Ｉdfbを演算し、
トルク電流値Ｉqfbがトルク電流指令値Ｉqrefに一致するようにトルク方向電圧を制御するトルク方向制御信号Sqを生成し、トルク電流指令値Ｉqrefと誘導電動機の１次抵抗値Ｒ1とを乗算してトルク方向抵抗降下分Ｒ1Ｉqrefを求め、励磁電流指令値Ｉdrefと１次角周波数ω1と誘導電動機の１次自己インダクタンスＬ1とを乗算してトルク方向インダクタンス降下分ω1Ｌ1Ｉdrefを求め、前記トルク方向制御信号Sqにトルク方向抵抗降下分とトルク方向インダクタンス降下分とを加算し、その加算結果をトルク方向電圧指令とし、
励磁電流値Ｉqfbが励磁電流指令値Ｉqrefに一致するように励磁方向電圧を制御する励磁方向制御信号Sdを生成し、励磁電流指令値Ｉdrefと誘導電動機の１次抵抗値Ｒ1とを乗算して励磁方向抵抗降下分ＩdrefＲ1を求め、トルク電流指令値Ｉqrefと１次角周波数ω1と誘導電動機の漏れインダクタンスｌとを乗算して励磁方向インダクタンス降下分を求め、前記励磁方向制御信号Sdに励磁方向抵抗降下分を加算し、かつ、励磁方向インダクタンス降下分を減算し、その加算および減算した結果を励磁方向電圧指令とし、
誘導電動機の定格すべり角周波数ωS*と比Ｉqref／Ｉdrefと当該誘導電動機の検出された回転角周波数とから１次角周波数ω1を演算し、前記励磁方向電圧指令、前記トルク方向電圧指令、および前記１次角周波数ω1から１次電圧指令を演算し、前記１次電圧指令によって電力変換素子を制御して誘導電導機を駆動する誘導電動機のベクトル制御方法において、
前記トルク方向制御信号Sqが零になるように前記定格すべり角周波数ωS*の設定値を調整し、調整された定格すべり角周波数ωS*に対応して前記１次角周波数ω1を変更し、前記トルク電流検出値と前記励磁電流検出値からそれぞれ前記トルク電流値Ｉqfbと前記励磁電流値Ｉdfbへの座標変換を、変更された１次角周波数ω1で回転する回転座標系について実行し、かつ、前記１次電圧指令の演算を前記励磁方向電圧指令、前記トルク方向電圧指令、および変更された１次角周波数ω1を用いて実行することを特徴とする誘導電動機のベクトル制御方法。
【請求項２】
前記トルク方向制御信号Sqを前記１次角周波数ω1で除算し、この除算値を用いて前記定格すべり角周波数ωS*の設定値を調整することを特徴とする請求項１に記載の誘導電動機のベクトル制御方法。
【請求項３】
前記トルク電流指令値Ｉqrefまたは前記１次角周波数ω1の大きさが所定値より小さい場合には、前記トルク方向制御信号Sqによって前記定格すべり角周波数ωS*の設定値を調製することを中断して前記定格すべり角周波数ωS*を設定された値に保持し、前記トルク電流指令値Ｉqrefまたは前記１次角周波数ω1の大きさが前記所定値より大きい場合には、前記トルク方向制御信号Sqによって前記定格すべり角周波数ωS*の設定値を調整することを特徴とする請求項１に記載の誘導電動機のベクトル制御方法。
【請求項４】
前記励磁方向制御信号Sdが零になるように定格すべり角周波数ωS*の設定値を調整し、調整された定格すべり角周波数ωS*に対応して前記１次角周波数ω1を変更し、前記トルク電流検出値と前記励磁電流検出値からそれぞれ前記トルク電流値Ｉqfbと前記励磁電流値Ｉdfbへの座標変換を、変更された１次角周波数ω1で回転する回転座標系について実行し、かつ、前記１次電圧指令の演算を前記励磁方向電圧指令、前記トルク方向電圧指令、および変更された１次角周波数ω1を用いて実行することを特徴とする請求項１に記載の誘導電動機のベクトル制御方法。
【請求項５】
前記トルク電流指令値Ｉqrefまたは前記１次角周波数ω1の絶対値が所定値より小さい場合には、前記励磁方向制御信号Sdによって前記定格すべり角周波数ωS*の設定値を調整することを中断して前記定格すべり角周波数ωS*を設定された値に保持し、前記トルク電流指令値Ｉqrefまたは前記１次角周波数ω1の大きさが前記所定値より大きい場合には、前記励磁方向制御信号Sdによって前記定格すべり角周波数ωS*の設定値を調整することを特徴とする請求項４に記載の誘導電動機のベクトル制御方法。
【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方法に関し、特に、誘導電動機の２次回路時定数変化に伴うトルクの変動を補正して高精度のトルクを生成するための誘導電動機のベクトル制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
誘導電動機のトルクＴは、周知のように、式（１）で与えられる。
【０００３】
【数１】
0003770286.tif 000002
【０００４】
ここで、Ｉqはトルク電流、Ｉdは励磁電流、ｋは比例定数、Ｉ1は１次電流、ωSはすべり周波数、Ｔ2は２次回路の時定数である。
式（１）から明らかなように、トルクＴは最終的には１次電流の大きさＩ1、すべり周波数ωs及び２次回路時定数Ｔ2で与えられるが、２次回路時定数は電動機の温度で変化するので、電動機の温度状態によってはトルク指令値通りに実トルクを発生することができないという問題があった。
この問題点を解決するためのベクトル制御装置が、本発明者の発明に係る特開昭６０ー１３９１８７号公報に記載されている。以下、このベクトル制御装置を公報記載装置と記す。公報記載装置は、滑り周波数ｆsを制御することを意図している。周知のように、滑り周波数は次式で与えられる。
【０００５】
【数２】
0003770286.tif 000003
【０００６】
ここで、Ｒ2は２次抵抗値、Ｍは相互インダクタンス、Ｉdは励磁電流、Ｉ2は２次電流である。
式（２）から明らかなように、滑り周波数を正確に設定するためには、２次抵抗値Ｒ2と相互インダクタンスＭを正確に設定する必要がある。特に２次抵抗値は、モータ温度によって大きく変化するので、モータの温度変化に伴う２次抵抗値を補正することは、２次抵抗値の正確な設定に必須である。
通常、２次抵抗値の補正方法には、温度法と磁束法とがある。温度法は、１次電流値から２次抵抗値を評価し、その２次抵抗値の変化を、回転子の熱定数を用いて補正する方法である。磁束法とは、モータ端子電圧からトランスを介して２次鎖交磁束を求め、磁束指令との偏差によって２次抵抗値を補正する方法である。
【０００７】
これらの方法のうち、温度法は、広いすべり周波数範囲において使用できるという長所があるが、熱定数はモータの回転数や冷却条件によって変化するという短所がある。一方、磁束法はは低周波で不安定になり、磁束演算ができないという短所がある。
上記の公報記載装置は、磁束補正回路と２次抵抗補正回路と、モード判定回路を備えている。磁束補正回路は誘導電動機の２次鎖交磁束を検出し、磁束指令値に対するその検出値の偏差によって、すべり周波数を補正する。２次抵抗補正回路は、誘導電動機の１次電流と回転子の温度時定数から推定される２次抵抗値を計算してすべり周波数を補正する。モード判定回路は、電動機の動作モードが低速または軽負荷動作であるか、否かを判定し、低速または軽負荷動作であるときには、２次抵抗補正回路のみによってすべり周波数を補正し、また、電動機の動作モードが低速または軽負荷動作でない場合には、２次抵抗補正回路による補正と磁束補正回路による補正とを併用するように、補正回路切り換え信号を出力する。
【０００８】
このように、電動機の動作モードにしたがって補正方法を切り換えることによって、磁束補正回路および２次抵抗補正回路がもつ上記の欠点を解消することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来のベクトル制御装置においては、電力変換装置の出力電圧及び出力電流を検出し、積分器によって、この検出値から磁束を演算し、演算した磁束と所定値との偏差により、２次回路時定数の逆数でベクトル制御に用いられる定格すべり周波数設定値を調整しているので、誘導電動機のトルク特性が温度に左右されないようにすることはできる。しかし、電圧検出器、及び積分器が必要になってハードウェアが複雑になり、コストが高くなるばかりでなく、電力変換器が大きくなる等の問題が生じていた。
本発明の目的は、特別なハードウェアを必要とすることなく、電動機の温度に左右されない高いトルク精度を有するベクトル制御方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の誘導電動機のベクトル制御方法は、基本的に、次のような枠組みをもつ方法である。すなわち、誘導電動機の１次電流を検出し、検出した１次電流値を、トルクを発生させるトルク電流検出値と磁束を発生させる励磁電流検出値とに等価変換し、前記トルク電流検出値と励磁電流検出値を１次角周波数ω1で回転する回転座標系に座標変換して、トルク電流値Ｉqfbと励磁電流値Ｉdfbを演算し、トルク電流値Ｉqfbがトルク電流指令値Ｉqrefに一致するようにトルク方向電圧を制御するトルク方向制御信号を生成し、励磁電流値Ｉqfbが励磁電流指令値Ｉqrefに一致するように励磁方向電圧を制御する励磁方向制御信号を生成し、トルク方向制御信号を用いてトルク方向電圧指令を生成し、励磁方向制御信号を用いて励磁方向電圧指令を生成し、誘導電動機の定格すべり角周波数ωS*と比Ｉqref／Ｉqrefと当該誘導電動機の検出された回転角周波数とから１次角周波数ω1を演算し、励磁方向電圧指令、トルク方向電圧指令、および１次角周波数から１次電圧指令を演算し、１次電圧指令によって電力変換素子を制御して誘導電導機を駆動する。
【００１１】
前掲の課題を解決するために、本発明の誘導電動機のベクトル制御方法においては、励磁電流指令値Ｉdrefと誘導電動機の１次抵抗値Ｒ1を乗算して励磁方向抵抗降下分ＩdrefＲ1を求め、トルク電流指令値Ｉqrefと１次角周波数ω1と誘導電動機の漏れインダクタンスｌを乗算して励磁方向インダクタンス降下分を求め、トルク電流指令値Ｉqrefと誘導電動機の１次抵抗値Ｒ1を乗算してトルク方向抵抗降下分Ｒ1Ｉqrefを求め、励磁電流指令値Ｉdrefと１次角周波数ω1と誘導電動機の１次自己インダクタンスＬ1を乗算してトルク方向インダクタンス降下分ω1Ｌ1Ｉdrefを求め、
前記励磁方向制御信号に励磁方向抵抗降下分を加算し、かつ、励磁方向インダクタンス降下分を減算し、その加算および減算した結果を励磁方向電圧指令とし、前記トルク方向制御信号にトルク方向抵抗降下分とトルク方向インダクタンス降下分を加算し、その加算結果をトルク方向電圧指令とする。
【００１２】
このように、トルク方向電圧指令には、１次抵抗および１次自己インダクタンスによる電圧降下分が含まれているので、トルク方向制御信号が０のときには、１次角周波数ω1が変化しない限り、トルク電流指令に対応する１次電流が誘導電動機に通流する。同様に、励磁方向電圧指令には、１次抵抗および漏れインダクタンスによる電圧降下分が含まれているので、励磁方向制御信号が０のときには、１次角周波数ω1が変化しない限り、励磁電流指令に対応する１次電流が誘導電動機に通流する。
もし、当該電動機の温度変化等、電動機のパラメータの変化によってトルク電流値または励磁電流値が変化すると、トルク方向制御信号、励磁方向制御信号は、それぞれトルク電流指令、励磁電流指令に対する偏差を補正するように作用する。その結果、電動機のパラメータが変化しても、ある偏差範囲内で、トルク電流値および励磁電流値は、それぞれトルク電流指令および励磁電流指令に一致する。
【００１３】
通常の電流制御の場合には、上記の方法によって、トルク電流指令に対するトルク電流値の偏差、および励磁電流指令に対する励磁電流値の偏差を零にすることができるが、誘導電導機に負荷がかかっている場合には、１次電流の変化は、すべり角周波数の変化を生じ、すべり角周波数の変化はトルク電流の変化を生じ、トルク電流の変化が再びすべり角周波数の変化を生じ、この循環を繰り返す。その結果、トルク方向制御信号は零にならず、オフセット（定常偏差）を生じる。
この問題を解決するために、本発明は、トルク方向制御信号が零になるように定格すべり角周波数ωS*の設定値を調整し、調整された定格すべり角周波数ωS*に対応して１次角周波数を変更する。さらに、トルク電流検出値と励磁電流検出値からそれぞれトルク電流値Ｉqfbと励磁電流値Ｉdfbへの座標変換を、変更された１次角周波数ω1で回転する回転座標系について実行し、かつ、１次電圧指令の演算を励磁方向電圧指令、トルク方向電圧指令、および変更された１次角周波数を用いて実行する。
【００１４】
このように、調整されたすべり角周波数に対して、トルク電流の調節が行われるので、前記のトルク方向制御信号のオフセットを消去することができる。
すべり角周波数の調整方法の一実施態様として、トルク方向制御信号を１次角周波数で除算し、この除算値を用いて定格すべり周波数の設定値を調整することができる。トルク方向制御信号を１次角周波数で除算する理由は、トルク方向制御信号が１次角周波数に比例するからである。
望ましい実施形態として、トルク電流指令値または１次角周波数の大きさが所定値より小さい場合には、前記トルク方向制御信号によって前記定格すべり角周波数の設定値を調整することを中断して定格すべり角周波数ωS*を設定された値に保持し、トルク電流指令値または１次角周波数の大きさが前記所定値より大きい場合は、前記トルク方向制御信号によって前記定格すべり角周波数の設定値を調整する。
【００１５】
このように、トルク電流指令値または１次角周波数の大きさによって、定格すべり角周波数の設定値の調整を変える理由は、トルク電流指令値および１次角周波数が小さすぎる場合には、調整の精度が悪くなるからである。
定格すべり周波数の設定値の調整方法の変形例として、トルク方向制御信号ではなく、励磁方向制御信号が零になるように定格すべり角周波数ωS*の設定値を調整することができる。励磁電流とすべり角周波数との関係は、トルク電流とすべり角周波数との関係と同一ではなく、また、これらの関係は、実現しようとするトルクの大きさによっても異なるが、トルク範囲を限定すれば、定格すべり角周波数ωS*の設定値の調整は、困難なく実行することができる。
【００１６】
【作用】
前記励磁方向制御信号、またはトルク方向制御信号が零となるように定格すべり角周波数設定値を調整することによって、電動機温度に左右されない高いトルク精度を有するベクトル制御方法を提供することができる。これによれば、特別なハードウェアは不要で、簡単なソフトウェアで実現できるので従来の課題を解決することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のベクトル制御方法の第１の実施形態を示す回路図である。
図１において、電力変換部１は、平滑コンデンサと電力変換素子を備えている。平滑コンデンサは、供給された直流電源を平滑する。電力変換素子は、平滑された直流電源を、与えられたＰＷＭ指令に基づいてオンオフして３相交流電圧に変換する。この３相交流電圧は誘導電動機２に３相交流を通流する。
電流検出部４は、電力変換部１から誘導電動機に通流される３相交流のうちの２相ＩW、ＩUを検出し、座標変換部５に供給する。座標変換部５は次式３の演算を実行し、励磁電流値Ｉdfb とトルク電流値Ｉqfbとを算出する。
【００１８】
【数３】
0003770286.tif 000004
【００１９】
ここで、θ1は誘導電動機に供給する交流電圧の位相角で、後述の発振部６によって与えられる。
減算部１４は設定された励磁電流指令値Ｉdrefに対する励磁電流値Ｉdfbの偏差εdを計算する。同様に、減算部１５はトルク電流指令値Ｉqrefに対するトルク電流値Ｉqfbの偏差εqを計算する。トルク電流制御部７、励磁電流制御部８は比例積分（ＰＩ）制御部で、それぞれトルク電流値Ｉqfbの偏差εq、及び励磁電流値Ｉdfbの偏差εdを入力し、偏差が打ち消されるように、それぞれ、トルク方向電圧、励磁方向電圧を制御するためのトルク方向制御信号Ｓq、励磁方向制御信号Ｓdを出力する。
すべり周波数調整部１２は、除算部１２ａ、不感帯設定部１２ｂ、スイッチＳ１、積分部１２ｃを備えている。不感帯設定部１２ｂは、１次角周波数ω1を入力し、入力した１次角周波数ω1が所定値以上の場合には、入力した１次角周波数ω1をそのまま出力し、入力した１次角周波数ω1が所定値未満の場合には、入力した１次角周波数ω1に係わらず、一定値を出力する。除算部１２ａはトルク電流制御部７の出力値を、不感帯１６の出力で除算する。積分部１２ｃは、除算部１２ａの出力をスイッチ１８を介して入力し、その入力値を蓄積して調整信号として出力する。このように、不感帯設定部１２ｂは除算部１２ａの除数が零となって除算不能になるのを防止している。
【００２０】
すべり周波数演算部１１は除算部１１ａとすべり演算部１１ｂとを備えている。除算部１１ａはトルク電流指令値Ｉqrefを励磁電流指令値Ｉdrefで除算する。すべり演算部１１ｂは定格すべり周波数設定値ωs*を保持し、次式（４）の演算を行い、すべり角周波数ωsを算出する。
ωs＝ωs* ・（Ｉqref／Ｉdref）                    （４）
このとき、すべり演算部１１ｂは、すべり周波数調整部１２の積分部１２ｃの蓄積量に応じて定格すべり周波数設定値ωs*を調整する。本実施形態では、すべり演算部１１ｂは、すべり周波数調整部１２の積分部１２ｃの蓄積量が大きいほど、定格すべり周波数設定値ωs*が大きくなるように調整する。
加算部１６は、すべり周波数ωsと、誘導電動機の回転子に取り付けられた回転数検出部３によって検出された回転数ωrと加算し、１次角周波数ω1を生成す発振部６は、１次角周波数ω1を入力し、次式（５）の演算を行い、位相角θ1を前記座標変換部５と後述の電圧指令演算部１０に出力する。
【００２１】
【数４】
0003770286.tif 000005
【００２２】
電圧降下分演算部９は、加算部９ａ、乗算部９ｂ、９ｄ、減算部９ｃを備え、誘導電動機の１次抵抗設定値Ｒ1、１次自己インダクタンス設定値Ｌ1、漏れインダクタンス設定値ｌを保持している。電圧降下分演算部９は、トルク電流指令値Ｉqref、励磁電流指令値Ｉdref、および加算部１６によって算出された１次周波数ω1から次式（６）の演算を行いトルク方向電圧の電圧降下分を求める。また、次式（７）の演算を行い励磁方向電圧の電圧降下分を求める。
Ｖqc＝Ｒ1・Ｉqref＋ω1・Ｌ1・Ｉdref               （６）
Ｖdc＝Ｒ1・Ｉdref−ω1・ｌ・Ｉqref                （７）
ここで、式（６）の＋演算は加算部９ａによって実行され、ω1とＬ1との乗算は乗算部９ｂによって実行される。また、式（７）のー演算は、減算部９ｃによって実行され、ω1とｌとの乗算は乗算部９ｄによって実行される。
【００２３】
上記トルク方向電圧降下Ｖqcはトルク電流制御部７の出力値と加算され、トルク方向電圧指令Ｖｑ* として電圧指令演算部１０に与えられる。また、励磁方向電圧降下Ｖdcは励磁電流制御部９の出力値と加算され励磁方向電圧指令Ｖｄ* として、電圧指令演算部１０に入力される。
電圧指令演算部１０は、トルク方向電圧指令Ｖｑ*、励磁方向電圧指令Ｖｄ*、を入力すると共に、発振部６からθ1を入力し、次式（８）を演算して交流電圧指令Ｖｕ* 、Ｖｖ* 、Ｖｗ* を出力する。
【００２４】
【数５】
0003770286.tif 000006
【００２５】
ＰＷＭ制御部１３は前記交流電圧指令Ｖｕ* 、Ｖｖ* 、Ｖｗ* を入力値として、電力変換部１の電力変換素子に与えるＰＷＭ指令を生成する。
次に、本実施形態の動作を説明する。３相１次電流のうちの任意の２相は座標変換部５によって、回転座標系から見た１次側換算のトルク電流値Ｉqfbと励磁電流値Ｉdfbとに分解される（式（３）の右辺の変換行列のうち、向かって右側の２行２列の行列は３相ー２相変換の、Ｗ相、Ｕ相電流とトルク電流および励磁電流とを関連づける行列である。また、式（３）の右辺の変換行列のうち、向かって左側の２行２列の三角関数行列は固定座標系から回転座標系への座標変換行列である。したがって、トルク電流Ｉqfbおよび励磁電流Ｉdfbは回転座標系から見たトルク電流および励磁電流であり、したがって、直流である）。
【００２６】
トルク電流指令Ｉqrefおよび励磁電流指令Ｉdrefに対する、トルク電流値Ｉqfbおよび励磁電流値Ｉdfbの偏差εq、εdは、それぞれ、トルク電流制御部７および励磁電流制御部８によって、０になるようにＰＩ制御される。通常は、トルク電流制御部７および励磁電流制御部８から出力される制御信号Ｓq、Ｓdによって電圧指令が生成されるけれど、本実施形態では、誘導電導機２の１次抵抗、１次自己インダクタンス、漏れインダクタンスによる電圧降下を補償するための、トルク方向電圧降下分Ｖqc、および励磁方向電圧降下分Ｖdcを制御信号Ｓq、Ｓdに加算してトルク方向電圧指令Ｖq*、励磁方向電圧指令Ｖd*を生成し、それらの電圧指令Ｖq*、Ｖd*、および発振部６から出力される位相θ1（＝ω1）から、３相電圧指令Ｖu*、Ｖv*、Ｖw*を生成する。ＰＷＭは、電圧指令Ｖu*、Ｖv*、Ｖw*に応答して電力変換部１を制御する。電圧変換部１は、３相交流を誘導電動機２に供給する。
【００２７】
本実施形態のベクトル制御装置は、すべり周波数演算部１１、すべり周波数調整部１２および発振部６によって、トルク電流値を制御する。トルク電流値Ｉqfbがトルク電流指令Ｉqrefよりも大きい場合、すなわち、制御信号Ｓqが負になった場合には、すべり周波数調整部１２の積分部１２ｃの出力は減少する。その結果、すべり周波数演算部１１から出力されるすべり周波数ωSが減少し、トルク電流値が減少する。逆に、トルク電流値Ｉqfbがトルク電流指令Ｉqrefよりも小さい場合には、すべり周波数演算部１１から出力されるすべり周波数ωSが増大し、誘導電動機２の出力トルクは増大する。このようにしてトルク電流値は所望値に調節される。
なお、本実施形態において、すべり周波数調整部１２において制御信号Ｓqをω1で除算する理由は、一般にトルク方向制御信号Ｓqはω1に比例して変動するからである。
【００２８】
図２はすべり周波数調整部のスイッチＳ１の動作を説明する図である。図１のすべり周波数調整部１２は不感帯設定部１２ｂを備えているので、ω1が０になっても、除算部１２ａは、除算不能になることはない。その変形例として、不感帯設定部１２ｂを設けないで、スイッチＳ１をオン・オフさせて除算不能を回避することができる。図２において、スイッチＳ１は｜Ｉqref｜および｜ω1｜の双方が所定値より大きい領域（ａ）に属する時、スイッチを閉じて積分部１９への蓄積を行う。この時、積分部１２ｃの積分量に応じて、前記定格すべり周波数設定値ωS* を調整する。領域（ｂ）に属する時は、スイッチを開いて積分部１２ｃへの蓄積を中断し、積分部の値を保持させる。この時には前記定格すべり周波数設定値ωS* の調整は中断し、現状の調整量を保持させる。図３は、図２のトルク指令を回生トルク（負トルク）の範囲に拡張した図である。
【００２９】
図４は、図１のすべり周波数演算部１１の変形例の詳細図である。このすべり周波数演算部１１は、すべり周波数調整部１２の出力に１を加算する加算部１１ｃと、該加算部１１ｃの出力とωS*とを乗算する乗算部１１ｄと、乗算部１１ｄの出力と比（Ｉqref／Ｉdref）とを乗算する乗算部１１ｅとを備えている。このすべり周波数演算部１１においては、すべり周波数調整部１２の初期出力を０に設定し、したがって、初期時には、すべり周波数調整部１２の出力によって変更されない定格すべり周波数ωS*によって、すべり周波数ωSが生成される。したがって、定格すべり周波数ωS*と比（Ｉqref／Ｉdref）との積が所望のすべり角周波数に対応するように、トルク電流指令Ｉqrefと励磁電流指令Ｉdrefが設定される。
【００３０】
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。以下の記述において、対応する処理ブロックには同一の参照番号が付されている。図５は本発明の第２の実施形態を説明する図である。本実施形態は、励磁電流制御部８の出力値によってすべり周波数設定値を調整する場合の例である。すべり周波数調整部１２は、励磁電流制御部８の出力値を、スイッチ１を介して積分部１２ｃに蓄積する。定格すべり周波数設定値ωS*は積分部１２ｃの蓄積量に応じて調整される。この場合には、トルク電流の偏差と異なり、励磁電流制御部８の出力はω1に比例するということがないので、図１の除算部１２ａに対応する回路要素を備えていない。励磁電流値Ｉdfbとすべり角周波数ωSとの関係は、トルク電流値Ｉqfbとすべり角周波数ωSとの関係とは異なるので、すべり周波数演算部１１の構成は、図１のそれの構成とは異なる。本実施形態においては、すべり周波数調整部１２の出力が大きくなると、すべり角周波数ωSが小さくなるように構成されている。その他の構成および作用は、図１の回路と同様である。
【００３１】
図６は本発明の第３の実施形態を示す図である。本実施形態のベクトル制御装置は基本的には、第１図の実施形態と同様であるが、異なる点は、トルク電流指令Ｉqrefが速度指令ｖrefから生成されることである。速度指令ｖrefに対する速度計用ゼネレータ６３の出力の偏差、すなわち、速度偏差は速度制御部６２に入力される。速度制御部６２はＰＩ制御部で、速度偏差を入力して、ＰＩ制御信号を生成し、トルク電流指令Ｉqrefとして出力する。その他の動作は、図１のベクトル制御装置と同様である。なお、図６中のゲートドライブ回路６４は、図１には明示的に記載されていないが、図１の電力変換部１に含まれている。
図７は本発明の第４の実施形態を示す図である。本実施形態のベクトル制御装置は基本的には、第５図の実施形態と同様であるが、異なる点は、トルク電流指令Ｉqrefが速度指令ｖrefから生成されることである。速度指令ｖrefに対する速度計用ゼネレータ６３の出力の偏差、すなわち、速度偏差は速度制御部６２に入力される。速度制御部６２はＰＩ制御部で、速度偏差を入力して、ＰＩ制御信号を生成し、トルク電流指令Ｉqrefとして出力する。その他の動作は、図５のベクトル制御装置と同様である。なお、図７中のゲートドライブ回路６４は、図５には明示的に記載されていないが、図５の電力変換部１に含まれている。
【００３２】
【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の１次抵抗降下分、漏れインダクタンス降下分、相互インダクタンス降下分の設定値を、励磁方向電流とトルク方向電流を各々独立に制御する制御信号に加算してトルク方向電圧指令、励磁方向電圧指令を生成し、トルク方向制御信号もしくは励磁方向制御信号が零となるように、定格すべり周波数を修正することによって、電動機温度に左右されない高いトルク精度で誘導電動機を制御することができるベクトル制御方法を提供することができる。また、本発明は、特別なハードウェアは不要で、簡単なソフトウェアで実施できるので従来の課題が解決できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のベクトル制御方法の第１の実施形態を示す回路図である。
【図２】すべり周波数調整部のスイッチＳ１の動作を説明する図である。
【図３】図２のトルク指令を回生トルク（負トルク）の範囲に拡張した図である。
【図４】図１のすべり周波数演算部１１の変形例の詳細図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を説明する図である。
【図６】本発明の第３の実施形態を示す図である。
【図７】本発明の第４の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１  電力変換部
２  誘導電動機
３  パルスゼネレータ
４  電流検出部
５  座標変換部
６  発振部
７  トルク電流制御部
８  励磁電流制御部
９  電圧降下演算部
９ａ  加算部
９ｂ、９ｄ  乗算部
９ｃ  減算部
１０  電圧指令演算部
１１  すべり周波数演算部
１１ａ  除算部
１１ｂ  すべり演算部
１１ｃ加算部
１１ｄ、１１ｅ  乗算部
１２  すべり周波数調整部
１２ａ  除算部
１２ｂ  不感帯設定部
１２ｃ  積分部
１３  ＰＷＭ制御部
１４、１５  減算部
１６  加算部
６１  減算部
６２  速度制御部
６３  速度用ジェネレータ
６４  ゲートドライブ回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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