JP2000228888A

JP2000228888A - 誘導電動機の制御方法及び装置

Info

Publication number: JP2000228888A
Application number: JP11029662A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Sugiura; 康之杉浦; Jun Abe; 純阿部
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-02-08
Filing date: 1999-02-08
Publication date: 2000-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】電動機の始動時、瞬時停電再始動時に短時間
の間に始動ができると共に、電動機に発生する過電流を
防止し、安定した運転を可能にすることにある。【解決手段】誘導電動機の制御部７に指令部９、加減
速制御部１０、電流角速度制御部１４、電流制御判別回
路１５、切換器１６、角速度指令部１７、瞬停加減速制
御３０、瞬停設定電流制御３２、励磁電流可変遅回路３
１、フィードバック電流選択回路３３を設け、瞬時停電
時は、瞬停前の出力角速度の値を出力角速度記憶回路に
記憶し、瞬停再始動時は、電動機の誘起電圧が規定値以
下になったことを確認して出力角速度に記憶した角速度
を初期値として出力角速度に戻すと共に、フィードバッ
クのトルク電流と励磁電流の大きい方と設定電流と比較
して電流角速度制御を行い、電動機の４象限に渡って瞬
停再始動可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可変電圧、可変周
波数の交流電圧を出力して誘導電動機を可変駆動する誘
導電動機の制御方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】インバータにより誘導電動機を駆動する
場合、電動機に印加する交流電圧の電圧と周波数の比
（Ｖ／Ｆ）を一定にして可変駆動するＶ／Ｆ一定制御方
式は、簡単な構成になるため、広く使用されている。し
かしながら、誘導電動機の運転中に発生した電源瞬停後
の運転再起動のとき、電動機が回転中の残留電圧等から
周波数を予測して再始動している。例えば、一例として
特開平７−２７４５８８号公報には、瞬停時、誘導電動
機が電源から切り離された状態で誘起電圧等から電動機
の回転周波数を予測し、再起動して電動機を制御する技
術が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、ｄｑ軸上で主に励磁電流ｉｄと一次インダ
クタンスＬ１と角速度からｑ軸電圧Ｖｑを与えてＶ／Ｆ
一定制御を行う方式において、周波数を検出して再始動
する場合、初期状態では再始動するタイミングで残留電
圧の存在が不確実であったり、大きさが異なることで誘
導電動機のｄｑ軸と励磁電流を与えた制御用励磁電流の
軸が一致しないため、電動機電流が過電流になり、制御
装置がトリップして正常な運転ができなくなる、という
問題が発生する。

【０００４】本発明の課題は、上記従来技術の問題点を
解決し、電動機が瞬時停電再始動時でも、効率よく、ス
ムーズに加速できる誘導電動機の制御方法及び装置を提
供することにある。また、本発明の他の課題は、逆転運
転時も含め、瞬停再始動時に、電動機電流が増加しない
ように、電動機に発生する過電流を防止し、安定した運
転を可能にする誘導電動機の制御方法及び装置を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題は、ＰＷＭイン
バータにより駆動される誘導電動機の制御装置が加減制
御部、電流角速度制御部及びフィードバック電流選択回
路を具備し、運転時には、定格角速度と加速角速度と出
力角速度から前記電動機の加減速度を演算し、前記電動
機の負荷に伴うトルク電流と励磁電流を検出すると共
に、フィードバック電流選択回路によってトルク電流と
励磁電流の正および負を判断し、正のときは正の設定電
流を定め、負のときは負の設定電流を定め、トルク電流
または励磁電流が時間軸に対して正負の設定電流範囲内
では、加減制御部によって出力角速度に加速角速度を加
算して加減速制御を行い、トルク電流または励磁電流が
時間軸に対して正負の設定電流範囲外では、電流角速度
制御部によってトルク電流または励磁電流と前記正また
は負の設定電流との差から偏差電流を生成し、偏差電流
と比例定数の乗算から電流角速度を生成し、出力角速度
から電流角速度を減算または加算して電流角速度制御を
実行することによって、解決される。ここで、制御装置
は、出力角速度記憶回路、正および負の設定電流可変遅
回路及び励磁電流可変遅回路を具備し、瞬時停電時に
は、瞬停前の前記出力角速度の値を出力角速度記憶回路
に記憶し、瞬停再始動時には、前記電動機の誘起電圧が
規定値以下になったことを確認して前記記憶した出力角
速度を初期値として出力角速度に戻し、正および負の設
定電流可変遅回路の正および負の設定電流初期値と設定
電流可変遅定数を設定すると共に、励磁電流可変遅回路
の励磁電流初期値と励磁電流可変遅定数を設定して前記
電動機を加速する。また、フィードバック電流選択回路
において、正転指令時に、フィードバック電流であるト
ルク電流と励磁電流の絶対値を比較し、大きい方のフィ
ードバック電流と正の設定電流を比較して、フィードバ
ック電流が前記設定電流より大きいときは、フィードバ
ック電流と前記正の設定電流との差より偏差電流を生成
し、偏差電流と比例定数の乗算から電流角速度を生成
し、出力角速度から電流角速度を減算または加算して電
流角速度制御を実行する。また、正転指令時に、トルク
電流が負のときは負トルク電流を最優先して、トルク電
流と負の設定電流を比較して、トルク電流が負の設定電
流より小さいときは、トルク電流と前記負の電流設定電
流との差より偏差電流を生成し、偏差電流と比例定数の
乗算から電流角速度を生成し、出力角速度から電流角速
度を加算して電流角速度制御を実行し、トルク電流が負
の設定電流より大きいときは、加減速制御を実行する。
また、逆転指令時に、フィードバック電流であるトルク
電流と励磁電流の絶対値を比較し、トルク電流が大きい
ときは、トルク電流と負の設定電流を比較し、励磁電流
が大きいときは、励磁電流を負に変換し、負の設定電流
と比較し、フィードバック電流が負の設定電流より小さ
いときは、フィードバック電流と負の設定電流との差よ
り偏差電流を生成し、偏差電流と比例定数の乗算から電
流角速度を生成し、出力角速度から電流角速度を加算し
て電流角速度制御を実行する。また、逆転指令時に、ト
ルク電流が正のときは正のトルク電流を最優先して、ト
ルク電流と正の設定電流を比較して、トルク電流が前記
正の設定電流より大きいときは、トルク電流と正の電流
設定電流との差より偏差電流を生成し、偏差電流と比例
定数の乗算から電流角速度を生成し、出力角速度から電
流角速度を加算して電流角速度制御を実行し、トルク電
流が正の設定電流より小さいときは、加減速制御を実行
する。

【０００６】本発明は、電動機の定格周波数、演算のた
めのサンプリング時間、３相正弦波を作るテーブルのデ
ータ数に基づいて定格速度を生成し、運転時には、定格
角速度と加速時間から加速角速度を演算し、サンプリン
グ時間毎に初期角速度に加速角速度を加算して出力角速
度を生成し、この出力角速度と定格角速度を比較し、出
力角速度が定格角速度より小さい時は加算動作で加速度
を加算し、出力角速度が定格角速度より大きくなった時
は出力角速度から加速角速度を減算して、電動機を定常
運転に移行する。また、停止指令時には停止命令と停止
角速度と減速角速度を与え、サンプリング時間毎に出力
角速度から減速角速度を減算し、出力角速度が停止角速
度以下に達した時、電動機を停止する。ここで、定格周
波数、初期角速度、停止角速度を負の値にして逆転運転
を実行し、または、各演算を符号付として力行から回生
までの運転を実行する。また、電動機の負荷の増加に伴
うトルク電流を検出すると共に、設定電流を定め、トル
ク電流と設定電流の差から偏差電流を生成し、偏差電流
と比例定数の乗算から電流角速度を生成し、トルク電流
が設定電流より大きい時は出力角速度から電流角速度を
減算して電流角速度制御を実行し、トルク電流が設定電
流より小さくなった時は出力角速度に加速角速度を加算
して加速減速制御に移り、定常運転に移行する。ここ
で、比例定数は、偏差電流が零から電流偏差最小値まで
の範囲を比例定数最小値と定めると共に、比例定数最小
値より大きい所定値を比例定数最大値として定め、偏差
電流と偏差電流最小値の差に可変比例定数を乗算して得
た値に比例定数最小値を加算して生成する。また、電流
角速度制御は、偏差電流が電流偏差最小値以下の時は比
例最小値を選択し、それぞれ比例定数最小値または比例
定数に偏差電流を乗算して生成する。また、瞬時停電時
には、瞬時停電前の出力角速度を記憶しておき、瞬時停
電復帰時には、記憶された角速度を出力角速度に与える
と共に、励磁電流指令の励磁電流可変遅回路の初期値を
零とし、遅れ定数を選択する。また、設定電流の設定値
を正負対称に２個の値を持ち、励磁電流可変遅回路の初
期値を設定値より小さい値に設定して遅れ定数を選択
し、電動機を再始動する。これによって、力行、回生に
対応した急激なトルク電流の増大を抑制する。また、設
定電流が最終設定値に達する前にトルク電流の増大を検
出することから、トルク電流が小さい値から電流角速度
制御を働かせることができるので、電動機の過電流を抑
制制御することができる。また、瞬停再始動時の初期時
は電動機と制御装置から発生させるｄｑ電流軸が一致し
ていないので、トルク（ｑ）電流軸と励磁（ｄ）電流軸
の大きい方を選択して電流角速度制御を働かせると共
に、トルク電流が回生領域の範囲では電流角速度制御は
トルク電流を優先して制御することにより、正転、逆
転、力行、回生の広範囲領域で安定した制御が可能にな
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態による誘
導電動機の制御装置を示す。図１において、交流電源１
に接続される整流器２は交流電圧を直流電圧に変換す
る。整流器２の直流出力側には平滑コンデンサ３が並列
に接続される。ＰＷＭインバータ４は、平滑コンデンサ
３に接続され、直流電圧を可変電圧、可変周波数の３相
交流電圧に変換する。誘導電動機５はＰＷＭインバータ
４の出力側に接続される。ここで、電流変流器（ＣＴ）
６は電動機の瞬時電流を検出する。ホールＣＴ６−１、
６−２、６−３はＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電流を検出する。
制御部７は電動機を制御する。サンプリングタイマ８は
一定時間Ｔｓ毎に演算させるための信号を発生し、制御
部７の演算の間隔はＴｓに依存する。また、電源１の瞬
時停電及び復帰を検出する瞬停検出回路２３、ＰＷＭ発
生回路のパルスをサプレス及び解除するゲートサプレス
解除回路２４を有する。

【０００８】制御部７は、指令部９、加減速制御部１
０、電流Ａ／Ｄ変換器１１、電流変換器１２、電流制御
減算器１３、電流角速度制御部１４、電流制御判別回路
１５、加減速電流制御切換器１６、角速度指令部１７、
積算回路１８、磁束電流指令部１９、電動機定数回路２
０、ベクトル演算部２１、ＰＷＭ発生回路２２、瞬停時
に制御部７を制御する瞬停指令部２５、誘導電動機５が
フリーラン運転時の誘起電圧を検出する電圧検出回路２
６、電圧Ａ／Ｄ変換器２７、電圧変換器２８、電圧判定
回路２９、瞬停時と瞬停復帰時及び始動時に加減速制御
部１０と角速度指令部１７を制御する瞬停加減速制御部
３０、瞬停時と瞬停復帰時及び始動時に励磁電流指令の
遅れ時間を制御する励磁電流可変遅回路３１、電流角速
度制御部１４の設定値の初期値及び遅れを制御する瞬停
設定電流制御３２、瞬停再始動時にトルク電流Ｉqfと励
磁電流Ｉdfの大きさの判定と回生電流になっているかを
判定し、どの電流を電流角速度制御部１４に使用するか
を選択するフィードバック電流選択回路３３からなる。

【０００９】指令部９は、電動機５の運転周波数を指令
する周波数指令９−１、加速レート及び減速レートを指
令する加減速指令９−２、電動機の起動停止を指令する
起動停止指令９−３、電流角速度制御の定数を設定する
定数設定９−４、電流角速度制御を動作させるか否を決
定する設定電流９−５、始動時に初期角速度を角速度指
令に与える初期角速度指令９−６、正転／逆転指令９−
７からなる。加減速制御部１０は、周波数指令９−１、
正転／逆転指令９−７を受け、電動機が始動時から定格
周波数に到達するまでの角速度を加速レートに基づいて
加速角速度を加算し、停止命令時には減速レートに基づ
き減速角速度を減算する。そして、加減速電流制御切換
器１６の接点ａを介してその出力を角速度指令部１７に
与える。角速度指令部１７は出力角速度ωoutを出力す
る。電流Ａ／Ｄ変換器１１は、電動機の交流電流ｉｕ，
ｉｖ，ｉｗのアナログ瞬時値をサンプリングＴｓ毎にデ
ィジタル値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに変換する。電流変換器１
２は、３相の相電流を２相のα−β軸に変換し、さら
に、回転座標のｄ−ｑ軸に変換する。その結果、トルク
電流成分Ｉqfと励磁電流成分Ｉdfを出力する。電流角速
度制御部１４は、負荷等が増加し、トルク電流成分Ｉqf
が設定電流より大きくなったときに動作する。ここで、
電流角速度制御部１４は指令部９から初期始動時には初
期角速度９−６及び設定電流９−５のデータを記憶す
る。運転時には電流変換器１２で得たトルク電流成分Ｉ
qfと設定電流９−５を比較し、トルク電流成分Ｉqfが設
定電流９−５より大きくなったとき、トルク電流成分Ｉ
qfと設定電流９−５との偏差に応じて電流角速度ωｉを
生成し、角速度指令部１７の出力角速度ωoutの値から
電流角速度ωｉを電流制御減算器１３を介して減算す
る。一方、電流制御判別回路１５は、トルク電流成分Ｉ
qfが設定電流より大きくなったことを判別し、加減速電
流制御切換器１６の接点ｂと接続して角速度指令部１７
に与える。その結果、角速度指令部１７の出力角速度ω
outが低下して電動機５の回転数を下げて負荷を軽減さ
せる。このため、トルク電流成分Ｉqfが低下する。そし
て、トルク電流成分Ｉqfが設定電流９−５より小さくな
ったことを電流制御判別回路１５により検出したとき、
加減速電流制御切換器１６は再び接点ａを選択し、加減
速制御１０を行い、加速する。このように加減速制御１
０と電流角速度制御１４はトルク電流成分Ｉqfの大きさ
が設定電流値９−５を境に切換られるため、過負荷のと
きに出力角速度ωoutは定格角速度より小さい値で運転
されることになる。積算回路１８は、角速度指令部１７
の出力角速度ωoutをサンプリング時間Ｔｓ毎に積算
し、位相θを得る。磁束電流指令部１９は、電動機の励
磁電流指令値Ｉdを出力する。励磁電流可変遅回路３１
は、励磁電流指令値Ｉdを最終値とし、励磁電流指令値
Ｉdより小さい初期値と一次遅れ定数を任意の値として
与えることにより、自由なソフトスタートを実現する。
この励磁電流可変遅回路３１には始動時と瞬時停電再始
動時に瞬停指令部２５から初期値と遅れ定数を設定す
る。図４は、励磁電流可変遅回路３１のブロック図であ
る。通常、励磁電流初期切換スイッチ３１−４は接点ａ
ｃが接続されている一次遅れ回路である。すなわち、励
磁電流可変遅回路３１は磁束電流指令部１９からの出力
Ｉd(３１−１)を入力として受けてＩd(n)を出力する。
また、Ｉd(n)は励磁電流記憶器３１−７に記憶する。減
算器３１−５は入力Ｉdから１回前に記憶した励磁電流
記憶器３１−７の出力Ｉd(n-1)を減算して偏差電流Ｉd
−Ｉd(n-1)を求め、この偏差電流に遅れ定数Ｋｐｄを乗
算したものと励磁電流記憶器３１−７の値Ｉd(n-1)を加
算器３１−６で加算して励磁電流可変遅回路の出力Ｉd
(n)とする。この動作は（数１）式で表わされる。

【数１】また、励磁電流初期切換スイッチ３１−４は、始動時及
び瞬時停電再始動時の１回目のサンプリング時間の時の
み接点ｂを選択し、初期値励磁電流指令３１−３Ｉd(in
i)を励磁電流記憶器３１−７の出力の代わりとする。そ
のため、（数１）式の第２項のＩd(n-1)＝Ｉd(ini)とし
て始動し、第２回目のサンプリングからは励磁電流初期
切換スイッチ３１−４は接点ａを選択し、動作させる。
この結果、励磁電流可変遅回路３１の出力Ｉd(n)は初期
値Ｉd(ini)から始まる一次遅れ出力を得ることができ
る。電動機定数回路２０は、角速度指令１７の出力角速
度ωoutと励磁電流可変遅回路３１の出力Ｉd(n)と電動
機トルク電流Ｉqfを入力とし、電動機の１次換算推定抵
抗値ｒ１、１次換算総合インダクタンスＬσ、一次リア
クタンスＬ１からｑ軸トルク電圧成分Ｖ1qとｄ軸励磁電
圧成分Ｖ1dを得る。ベクトル演算部２１は、ｑ軸トルク
電圧成分Ｖ1q、ｄ軸励磁電圧成分Ｖ1dからベクトル演算
し、電動機交流電圧指令の大きさＶｕ，Ｖｖ，Ｖｗを得
る。ＰＷＭ発生回路２２は、電動機交流電圧指令Ｖｕ，
Ｖｖ，Ｖｗと三角波等の搬送波と比較し、ＰＷＭパルス
Ｔｕ，Ｔｘ，Ｔｖ，Ｔｙ，Ｔｗ，Ｔｚを作る。このＰＷ
Ｍパルスをインバータ４の半導体素子のゲートに印加
し、所望の周波数および交流電圧を誘導電動機５に加え
て駆動する。

【００１０】次に、本実施形態を詳細に説明する。図３
に、定格周波数Ｆdefと正弦波の発生原理を示す。
（ａ）はサンプリング時間Ｔｓ毎に定格角速度ωdefを
加算する状態、（ｂ）は正弦波と余弦波を３６０度分格
納する正弦波、余弦波テーブル、（ｃ）は定格周波数Ｆ
defの時の定格角速度ωdefと位相θと正弦波、余弦波を
示す。いま、正弦波と余弦波がそれぞれＮtb個のテーブ
ル数が有るとすると、電動機の定格周波数Ｆdefの１周
期の時間幅Ｔdefは１／Ｆdefで求まる。１周期のサンプ
ル回数Ｎsnpは（数２）式により演算する。この時は正
弦波を発生させるための電気角３６０度を表現するテー
ブル数Ｎtbとすると、定格角速度ωdefは（数３）式を
用いて演算する。

【数２】

【数３】ここで、サンプリング時間毎にωdefを積算すると、
（数４）式から位相θが求まる。

【数４】（数３）、（数４）式の積算結果を図３の（ｂ）正弦
波、余弦波テーブルのアドレスとして引くと、ｓｉｎ
θ、ｃｏｓθが求り、θの積算結果がテーブル数Ｎｔｂ
より大きくなった時、θの値を零にして積算すれば、連
続的な正弦波と余弦波が得られる。ここで、正転指令の
ときは、ωｄｅｆを正の値として積算することでｓｉｎ
θ、ｃｏｓθは０から３６０度の方向に進行する。逆転
指令のときは、ωdefの値を負とすることでｓｉｎθ、
ｃｏｓθは３６０から０度の方向に逆進行することで達
成される。

【００１１】次に、電動機の加速時と減速時に関して説
明する。電動機の始動時、電動機が始動周波数から定格
周波数Ｆdefまで加速する加速時間Ｔａとする。定格周
波数Ｆdefまで加速するサンプル回数Ｎsnaは、サンプリ
ング時間Ｔｓと加速時間Ｔａから（数５）式を用いて求
める。加速角速度ωaは定格角速度ωdefとサンプル回数
Ｎsnaから（数６）式により求める。

【数５】

【数６】出力角速度ωoutが定格角速度ωrefに到達しない時は、
出力角速度ωoutに（数６）式で得られた加速角速度ωa
を加算する。すなわち、（数７）式に従い加算する。ま
た、出力角速度ωoutが定格角速度ωrefに到達した時
は、出力角速度ωoutに（数６）式で得られた加速角速
度ωaを減算する。すなわち、（数８）式に従い減算す
る。逆転指令の時は、加速角速度ωaを負の値を代入し
て（数７）、（数８）式に従えば、正転も逆転も図３
（ｂ）に示すテーブルを使用することができる。

【数７】

【数８】電動機の運転中、停止命令が発生されると、（数９）式
に従い、減速角速度ωdを出力角速度ωoutから減算し
て、出力角速度ωoutが停止角速度以下に達すると、電
動機を停止する。逆転時は、減速角速度ωdを負に選択
することにより、（数９）式はωdを加算することで実
施できる。

【数９】

【００１２】図２は、本実施形態の加減速制御部１０の
詳細ブロック図を示す。なお、図中、９は指令部、２５
は瞬停指令部、３０は瞬停加減速制御を表わす。まず、
電動機の始動から加速して定格回転数に上昇する状態を
説明する。図２において、始動時には瞬停指令部２５の
通常始動指令２５−１から瞬停加減速指令スイッチ３０
−１の接点ａを選択し、接点ａｃを接続する。その結
果、初期角速度９−６からωiniを出力角速度部１０−
４に格納する。電動機はこの初期角速度ωiniで初動回
転する。続いて、運転指令定格周波数値９−１−１から
定格周波数Ｆdefと始動命令を発生すると、角速度変換
器１０−１は周波数指令を角速度指令ωrefに変換す
る。一方、加速指令９−２−１は加速減速スイッチ１０
−２の接点ａを選択し、接点ａｃを接続する。第１の比
較器１０−３は出力角速度１０−４の値ωoutと角速度
指令ωrefを比較し、ωout≦ωrefの時は加速スイッチ
１０−５を接点ａを選択し、接点ａｃを接続する。その
結果、加速加算器１０−６は出力角速度ωoutと加速角
速度１０−７のωaを加算し、出力角速度部１０−４に
格納する。これは前記（数７）式を実施したことにな
る。この動作をサンプリング毎に実施すれば、やがてＴ
ａ秒後にはωout≧ωrefの条件が発生する。この時、第
１の比較器１０−３は加速スイッチ１０−５の接点ｂを
選択し、接点ｃｂを接続する。その結果、加速減算器１
０−８は出力角速度ωoutから加速角速度ωaを減算し、
出力角速度部１０−４に格納する。これは前記（数８）
式を実施したことになる。この動作をサンプリング毎に
実施すれば、やがてωout≦ωrefの条件が発生する。す
なわち、（数７）式と（数８）式を選択しながら、定常
運転することになる。逆転指令時は、ωrefとωaとωou
tの負の値が入るので、（数７）式と（数８）式の不等
号の向きが反対となる。

【００１３】次に、電動機が停止命令を受け、減速して
停止する状態を説明する。停止指令停止周波数値９−１
−２から停止指令と電動機の停止周波数Ｆstを発生する
と、角速度指令変換器１０−９は停止周波数Ｆstを停止
角速度ωstに変換する。また、停止命令と共に減速指令
９−２−２は加速減速スイッチ１０−２の接点ｂを選択
し、接点ｃｂを接続する。第２の比較器１０−１０は出
力角速度部１０−４の値ωoutと停止角速度指令ωstを
比較し、ωout≧ωstの時は減速スイッチ１０−１１の
接点ａを選択し、接点ａｃを接続する。その結果、減速
減算器１０−１２は出力角速度部１０−４の値ωoutか
ら減速角速度１０−１３のωdを減算して出力角速度ωo
utを減少させる。これは（数９）式を実施したことにな
る。この動作をサンプリング毎に実施すれば、やがてω
out≦ωstの条件が成立する。そのとき第２の比較器１
０−１０は減速スイッチの接点ｂを選択し、接点ｃｂを
接続し、ゲートサプレス信号１０−１４を発生し、図１
のＰＷＭ演算回路２４からゲート信号を発生し、電動機
を停止する。逆転指令時は、ωout、ωstの符号が負の
値になるので、不等号式の向きが反対になる。

【００１４】図１及び図２において、電動機が運転中
に、電源の瞬停検出回路２３が瞬時停電を検出すると、
ゲートサプレス解除器２４はゲートサプレス信号を出力
し、ＰＷＭ演算回路２２の出力パルスを停止すると共
に、瞬停指令部２５の瞬停一次停止指令２５−３は瞬停
加減速制御３０に指令を与える。図２のスイッチ３０−
２を接続して運転中の出力角速度ωoutを出力角速度記
憶回路３０−３に一次格納する。また、電源の瞬停検出
回路２３が瞬時停電の解除を検出すると、瞬停再始動部
２５−２は電圧判定器２９から電動機の誘起電圧が規定
値低下になったときに指令する信号を受け、ゲートサプ
レス解除器２４から解除信号を出力し、ＰＷＭ演算回路
２２の出力パルスを再出力すると共に、瞬停解除再始動
部２５−２はスイッチ３０−１の接点ｂを選択し、接点
ｃｂを接続する。これにより、瞬停前に記憶した出力角
速度記憶回路３０−３の値ωoutを出力角速度部１０−
４に戻して再始動する。ここで、誘起電圧の判断は誘導
電動機５の電圧を電圧検出器２６で検出し、Ａ／Ｄ変換
器２７でアナログ値を瞬時電圧値としてサンプルホール
ドし、ディジタル値ＶMu，ＶMv，ＶMwをに変換する。変
換されたディジタル値の３相電圧を電圧変換器１２にお
いて（数１０）式により２相のα−β軸のＶMα，ＶMβ
に変換し、（数１１）式を用いて回転子座標であるｄ−
ｑ軸のＶdf，Ｖdqに変換する。そして、電圧判定器２９
では（数１２）式に示したようにＶdf，Ｖdqの二乗和を
基準に規定値Ｖtmin以下に達したとき、瞬停指令部２５
とゲートサプレス解除器２４に信号を与える。

【数１０】

【数１１】

【数１２】図１において、Ａ／Ｄ変換器１１は電動機の交流電流の
アナログ値を瞬時電流値としてサンプルホールドし、デ
ィジタル値Ｉu，Ｉv，Ｉwをに変換する。変換されたデ
ィジタル値の３相電流を電流変換器１２において（数１
３）式により２相のα−β軸のＩα，Ｉβに変換し、
（数１４）式を用いて回転子座標であるｄ−ｑ軸のＩd
f，Ｉqfに変換する。ここで、Ｉdfは励磁電流のフィー
ドバック値、Ｉqfはトルク電流のフィードバック値と一
致する。

【数１３】

【数１４】積算回路１８は、（数４）式を原理式とし、出力角速度
ωoutを（数１５）式のようにサンプリング毎に積算す
ることにより、位相θを求める。図３に示したように、
電気角で３６０度分の正弦波のデータをＮtbのテーブル
に分割して格納する。図３（ａ）は出力角速度ωoutを
サンプリング毎に積算して位相θを求める図である。図
中の○印部はサンプリング毎にωoutを積算する詳細図
を付記する。求められた位相θより図３（ｂ）に示す正
弦波および余弦波のテーブルを引く。すなわち、位相θ
の値はテーブルのアドレスとなる。アドレスがテーブル
総数Ｎｔｂになったとき、θを零にクリアすれば、図３
（ａ）に示すような鋸歯状が得られる。図３（ｃ）はテ
ーブルから得られた０から３６０度までの連続した正弦
波及び余弦波である。

【数１５】ここで、ωout(n-1)は前回の出力角速度ωoutの積算値
である。磁束電流指令部１９は、磁束電流指令Ｉdを出
力し、電動機に相当した励磁電流を予め設定しておく。
電動機定数回路２０は、１次換算抵抗値ｒ１、１次換算
総合インダクタンスＬσ、１次インダクタンスＬ1の電
動機定数と磁束電流Ｉdn、出力角速度ωout、電動機の
トルク成分Ｉqfより、（数１６）、（数１７）式を用い
てｑ軸電圧トルク成分Ｖ1qとｄ軸電圧励磁成分Ｖ1dを求
める。また、励磁電流指令Ｉdは、正転時も逆転指令時
も正の値を指令し、（数１５）式のωoutは正転の時は
正、逆転の時は負の値とすることにより、位相θは正転
時は角速度ωoutを加算することになり、逆転時は角速
度ωoutを減算することになる。すなわち、（数１
６）、（数１７）式は符号付演算をすることにより、正
転から逆転まで連続的に制御可能となる。

【数１６】

【数１７】ベクトル演算部２１は、Ｖ1qとＶ1dから電動機交流電圧
指令Ｖu，Ｖv，Ｖwを（数１８）、（数１９）式により
求める。

【数１８】

【数１９】ここで、ｓｉｎθ、ｃｏｓθは図３（ｂ）のテーブルか
ら求めた正弦波値、余弦波値を使用する。ＰＷＭ演算回
路２２は、ベクトル演算で得た電動機交流電圧指令Ｖ
u，Ｖv，Ｖwを３角波と比較してパルス幅変調し、イン
バータ４のゲートパルスを得る。

【００１５】次に、電流角速度制御部１４について説明
する。図１において、設定電流９−５の出力値は正の設
定値ＩESTA_Pと負の設定値の値ＩESTA_Nを持ち、符号が
正負で絶対値は同一値である。いま、正転指令のとき、
電流角速度制御１４において負荷が増加してトルク電流
Ｉqfが正の設定値ＩESTA_P以上の電流が流れたとき、イ
ンバータ４に流れる電流を抑制するために、出力角速度
ωoutを減少させることになる。その原理は、電動機の
交流電流を変流器６で検出し、サンプリング毎にＡ／Ｄ
変換器１１でアナログ値をディジタル値に変換する。電
流変換器１２で（数１３）、（数１４）式でｄｑ変換す
る。変換されたｑ軸トルク電流Ｉqfが正のときは正の設
定値ＩESTA_Pと比較し、Ｉqf≧ＩESTA_Pの条件になった
時に、（数２０）式に示すように、正の電流角速度ωi
を出力角速度ωoutから減算してωoutを減少させる。す
なわち、電流角速度制御部１４では、電流角速度ωiを
出力し、角速度指令部１７の出力ωoutから減算器１３
によりωiを減算する。一方、電流制御判別回路１５で
は、Ｉqf≧ＩESTA_Pの条件を確認してスイッチ１６の接
点ｂを選択し、接点ｂｃを接続し、電流角速度制御１４
を行う。そして、減算した結果を角速度指令部１７に格
納すれば、運転している出力角速度ωoutを低下させる
ことができる。すなわち、電動機の運転周波数が減少
し、ｑ軸トルク電流Ｉqfが設定電流９−５のＩESTA_Pの
値より小さくなれば、電流制御判別回路１５は再びスイ
ッチ１６の接点ａを選択し、接点ａｃを接続し、通常の
加速減速制御１０を行う。その結果、最大負荷電流は設
定電流ＩESTA_Pの近傍で運転されることになる。

【数２０】

【００１６】また、逆転指令のときは、磁束電流指令１
９の値Ｉdは正を設定し、（数３）から（数９）式まで
のωdef、ωa、ωdは負の値を設定するため、出力角速
度ωoutは負の値となる。このため、電動機の指令電圧
が支配的になる（数１６）式のＶ1qが負の値となるの
で、電流変換器１２の出力はｑ軸トルク電流Ｉqfが負の
値、ｄ軸トルク電流Ｉdfが正の値となる。電流角速度制
御１４において負の方向に負荷が増加してトルク電流Ｉ
qfが負の設定値ＩESTA_N以下の電流が流れたとき、イン
バータ４に流れる電流を抑制するために、出力角速度ω
outに電流角速度ωiを加算して出力角速度ωoutの絶対
値を減少させる。すなわち、電流変換器１２で（数１
３）、（数１４）式で検出した負のｑ軸トルク電流Ｉqf
が負の設定値ＩESTA_Nと比較し、Ｉqf≦ＩESTA_Nの条件
になった時、（数２０）式を動作させる。このとき、出
力角速度ωoutから負の電流角速度ωiを減算することは
出力角速度ωoutの絶対値を減少させることになり、
（数１６）式のＶ1qを減少させ、電動機電流の絶対値を
減少させることになる。すなわち、電流角速度制御１４
では、電流角速度ωiを出力し、角速度指令部１７の出
力ωoutから減算器１３により−ωiを減算する（すなわ
ち、加算する）。一方、電流制御判別回路１５ではＩqf
≦ＩESTA_Nの条件を確認してスイッチ１６の接点ｂを選
択し、接点ｂｃを接続する。そして、加算した結果を角
速度指令部１８に格納すれば、運転している出力角速度
の絶対値を減少させることができる。すなわち、電動機
の運転周波数が減少し、ｑ軸トルク電流Ｉqfが設定電流
９−５のＩESTA_Nの値より大さくなれば、電流制御判別
回路１５は再びスイッチ１６の接点ａを選択し、接点ａ
ｃを接続し、通常の加速減速制御を行う。その結果、最
大負荷電流は設定電流ＩESTA_Nの近傍で運転されること
になる。

【００１７】ここで、図５に、トルク電流Ｉqfと設定電
流ＩESTA_P、ＩESTA_Nの関係、図６に、ｑ軸電流Ｉqfと
設定電流ＩESTA_P、ＩESTA_Nから求めた偏差電流ＩQDEF
に対する比例定数ＫIDEFとの関係を示す。図５におい
て、正転時または逆転時に回生領域にあり、ｑ軸トルク
電流Ｉqfが正の設定電流ＩESTA_Pを超えたとき、（数２
１）式によりｑ軸偏差電流ＩQDEFを得る。このＩQDEFと
比例定数ＫIDEFの乗算から電流による角速度ωiを（数
２３）式で求める。同様に、逆転時または正転時に回生
領域にあり、ｑ軸トルク電流Ｉqfが負の設定電流ＩESTA
_Nを超えたとき、または、逆転時に負の設定電流ＩESTA
_Nを超えたとき、（数２２）式によりｑ軸偏差電流ＩQD
EFを得る。この負のＩQDEFと比例定数ＫIDEFの乗算から
電流による角速度ωiを（数２３）式で求める。

【数２１】

【数２２】

【数２３】この電流角速度制御系において、偏差電流±ＩQDEFが小
さい範囲では、比例係数ＫIDEFを小さく選んで制御系が
ハンチングしないようにし、偏差電流±ＩQDEFが大きい
範囲では比例係数ＫIDEFを大きく選んで電流角速度ωi
を大きくして出力角速度ωoutを早く減少させて、イン
バータ４の過電流を保護する必要がある。そこで、本
実施形態では、図６に示すように、偏差電流ＩQDEFの大
きさに従い、比例定数ＫIDEFを可変にする特性を実現し
た。すなわち、偏差電流ＩQDEFが零から最小値ＩQDEF_M
INまでの小さい範囲では、比例定数値ＫIDEFは最小比例
係数ＫIDEF_MINを選択し、偏差電流ＩQDEFが偏差電流最
小値ＩQDEF_MIN以上になったとき、比例定数ＫIDEFは偏
差電流ＩQDEFと偏差電流最小値ＩQDEF_MINの差に比例し
た定数を作る。そして、比例係数の最大値ＫIDEF_MAXを
設ける。これにより、偏差電流ＩQDEFの大きさに応じて
比例係数ＫIDEFを自由に選択することが可能になり、偏
差電流ＩQDEFが小さい範囲では、比例係数ＫIDEFを小さ
く選んで制御系がハンチングしないようにし、偏差電流
ＩQDEFが大きい範囲では、比例係数ＫIDEFを大きく選ん
でインバータ４の過電流を保護することができる。（数
２４）式は、可変比例定数ＫIDEF_COEを用いて比例定数
ＫIDEFを求める式である。また、偏差電流ＩQDEFが負の
値を持ったときも、（数２４）式は符号付で演算すれ
ば、正転、逆転の力行から回生まで制御できる。

【数２４】

【００１８】図７は、本実施形態の電流角速度制御部１
４及び瞬停設定電流制御３２の詳細ブロック図を示す。
通常は瞬停設定スイッチ３２−２は接点ａを選択し、接
点ａｃが接続されているので、設定電流比較器１４−１
は、指令部９の電流設定値９−５が有するＩESTA_P、Ｉ
ESTA_Nの出力値と電流変換器１２の出力トルク電流Ｉqf
を比較して、出力トルク電流Ｉqfが正のときは、Ｉqf≦
ＩESTA_Pの範囲で、零１スイッチ１４−２の接点ａを選
択し、接点ａｃを接続して零値１４−３を選択する。そ
の結果、第１の乗算器１４−４は零と乗算するので、出
力ωiは零となり、電流角速度制御１４は動作しない。
また、Ｉqf≧ＩESTA_Pの範囲では、設定電流比較器１４
−１は零１スイッチ１４−２の接点ｂを選択し、接点ｂ
ｃを接続し、１の値１４−５を選択する。その結果、第
１の乗算器１４−４は１と乗算するので、出力ωiは次
に説明する方法で電流角速度制御を行い、ωiを出力す
る。まず、設定減算器１４−６は（数２１）式に従い、
偏差電流ＩQDEFを出力する。偏差電流ＩQDEFとトルク電
流偏差最小値９−４−４の出力において、ＩQDEF≦ＩQD
EF_MINの範囲では最小電流偏差比較器１４−８は比例定
数スイッチ１４−９の接点ｂを選択し、接点ｂｃを接続
する。このため、可変比例定数は零値１４−３を選択
し、第２の乗算器１４−１０は出力零となる。比例定数
リミッタ１４−１１は比例定数最大値９−４−１からＫ
IDEF_MAXを格納してあるが、この条件では無視され、比
例定数加算器１４−１２は比例定数最小値ＫIDEF_MIN９
−４−２を加算するから、比例定数ＫIDEF＝ＫIDEF_MIN
となり、第３の乗算器１４−１３はＩQDEFとＫIDEF_MIN
を乗算する。すなわち（数２３）式を実施する。つぎ
に、ＩQDEF≧ＩQDEF_MINの範囲では、最小電流偏差比較
器１４−８は比例定数スイッチ１４−９の接点ａを選択
し、接点ａｃを接続する。このため、可変比例定数９−
４−３はＫIDEF_COEを出力し、第２の乗算器１４−１０
に入力する。偏差電流減算器１４−７はＩQDEF−ＩQDEF
_MINを演算し、第２の乗算器１４−１０に印加されるの
で、（数２４）式の第２項の演算をしたことになる。比
例定数リミッタ１４−１１は、この第２項と比例定数最
大値ＫIDEF_MAXを比較し、ＫIDEF_MAX以上にならないよ
うにリミッタを設ける。続いて、比例定数加算器１４−
１２は比例定数最小値９−４−２のＫIDEF_MINを加算
し、（数２４）式を実行する。この加算結果がＫIDEFと
なり、第３の乗算器１４−１３でＩQDEFと乗算すれば、
電流角速度ωiが求まり、（数２３）式を実施したこと
になる。この結果、比例定数ＫIDEFは、トルク偏差電流
ＩQDEFの値に従い、図６に示す値から自由に選択するこ
とができる。

【００１９】また、トルク電流Ｉqfが負の値を検出した
ときは、電流設定値９−５はＩESTA_Nを出力し、Ｉqf≧
ＩESTA_Nの範囲で、零１スイッチ１４−２の接点ａを選
択し、接点ａｃを接続して零値１４−３を選択する。そ
の結果、第１の乗算器１４−４は零と乗算するので、出
力ωiは零となり、電流角速度制御１４は動作しない。
また、Ｉqf≦ＩESTA_Nの範囲では、設定電流比較器１４
−１は零１スイッチ１４−２の接点ｂを選択し、接点ｂ
ｃを接続して１の値１４−５を選択する。その結果、第
１の乗算器１４−４は１と乗算するので、出力ωiは次
に説明する方法で電流角速度制御を行い、ωiを出力す
る。まず、設定減算器１４−６は（数２２）式に従い、
負の偏差電流ＩQDEFを出力する。負の偏差電流ＩQDEFの
時はトルク電流偏差最小値９−４−４の出力は−ＩQDEF
_MINを出力し、−ＩQDEF≧−ＩQDEF_MINの範囲では最小
電流偏差比較器１４−８は比例定数スイッチ１４−９の
接点ｂを選択し、接点ｂｃを接続する。このため、可変
比例定数は零値１４−３を選択し、第２の乗算器１４−
１０は出力零となる。比例定数リミッタ１４−１１は比
例定数最大値９−４−１からＫIDEF_MAXを格納してある
が、この条件では無視され、比例定数加算器１４−１２
は比例定数最小値９−４−２のＫIDEF_MINを加算するか
ら、比例定数ＫIDEF＝ＫIDEF_MINとなり、第３の乗算器
１４−１３は−ＩQDEFとＫIDEF_MINを乗算する。すなわ
ち（数２３）式を実施する。つぎに、−ＩQDEF≦−ＩQD
EF_MINの範囲では、最小電流偏差比較器１４−８は比例
定数スイッチ１４−９の接点ａを選択し、接点ａｃを接
続する。このため、可変比例定数９−４−３はＫIDEF_C
OEを出力し、第２の乗算器１４−１０に入力する。偏差
電流減算器１４−７は（−ＩQDEF）−（−ＩQDEF_MIN）
の絶対値を演算し、第２の乗算器１４−１０に印加され
るので、（数２４）式の第２項の演算をしたことにな
る。比例定数リミッタ１４−１１は、この第２項と比例
定数最大値ＫIDEF_MAXを比較し、ＫIDEF_MAX以上になら
ないようにリミッタを設ける。続いて、比例定数加算器
１４−１２は比例定数最小値９−４−２のＫIDEF_MINを
加算し、（数２４）式を実行する。この加算結果がＫID
EFとなり、第３の乗算器１４−１３でＩQDEFと乗算すれ
ば、電流角速度ωiが求まり、（数２３）式を実施した
ことになる。この結果、比例定数ＫIDEFは、トルク偏差
電流ＩQDEFの値に従い、図６に示す偏差電流に対し、第
１象限から第２象限を自由に選択することができる。

【００２０】また、本実施形態において、通常運転時は
設定電流ＩESTA_Pは定格電流より大きい値に設定されて
いる。ところが、始動時とか瞬停再始動時は電動機の電
流が過大に流れることがある。通常の設定電流ＩESTA_P
では急峻な電流増大に対して電流角速度制御１４を始め
るときには、電動機電流がオーバーシュートして装置の
トリップに至ってしまう。そのため、始動時とか瞬停再
始動時は、電流設定値を小さくしてトルク電流Ｉqfが小
さい範囲でも電流角速度制御１４を行えば、電動機電流
がオーバーシュートすることなく、装置のトリップを起
こさなくなる。そのため、電動機の始動時及び瞬時停電
再始動時に、設定値可変遅回路３２−３に初期値ＩESTA
(ini)を与えると共に、最終設定値ＩESTA_Pに至る時間
を一次遅れ要素Ｋｐｅを加味して増加させれば、Ｉqf≧
ＩESTA(n)の条件を早く達成させることができ、（数２
０）式を早めに動作させて出力角速度ωoutを低下さ
せ、電動機の過電流を防止できると共に、前記した励磁
電流可変遅回路３１の初期励磁電流値Ｉd(ini)と遅れ定
数Ｋｐｄを最適に選択することにより、電動機の過電流
を防止できる。この動作を図７により説明すると、始動
時に起動停止指令９−３から、または、瞬停再始動時に
瞬停解除再始動指令２５−２から判定回路３２−１に指
令を送り、設定スイッチ３２−２の接点ｂを選択し、接
点ｂｃを接続する。一方、設定値可変遅回路３２−３に
は初期値ＩESTA(ini)と遅れ係数Ｋｐｅを設定し、始動
する。設定値可変遅回路３２−３の詳細を図８に示す。
図８は、前記した励磁電流可変遅回路３１と構成は同一
であり、演算式も（数１）式と同一である。すなわち、
（数２５）式に示すように、電流設定９−５の出力IEST
A_Pを設定値可変遅回路３２−３の入力ＩESTAとして取
込み、ＩESTA（n）として出力する。

【００２１】図９は、瞬時停電再始動時の特性図であ
り、図７のブロック図と併用して説明する。設定値可変
遅回路３２−３の出力ＩESTA（n）は初期値ＩESTA(ini)
から出発し、一次遅定数Ｋｐｅに従い増加する。設定電
流比較器１４−１はトルク電流検出値ＩqfとＩESTA
（n）を比較し、図９のの点でＩqf≧ＩESTA(n)の条件
が成立すると、零１スイッチ１４−２の接点ｂを選択
し、接点ｂｃを接続して第１の乗算器１４−４の入力の
１つを１にして、（数２０）式を有効にさせて出力角速
度ωoutを急速に低下させる。そのため、トルク電流検
出値Ｉqfの増加を抑制する。すなわち、最終設定電流値
ＩESTA_Pよりも小さい電流値で電流角速度制御１４すな
わち（数２０）、（数２１）、（数２３）式の制御を実
施する。次に、図９のの時点で、Ｉqf≦ＩESTA(n)の
条件が成立すると、設定電流比較器１４−１は零１スイ
ッチ１４−２の接点ａを選択し、接点ａｃを接続して第
１の乗算器の入力の１つを零にして電流角速度制御１４
を無効にすると共に、瞬停設定電流制御３２の判定回路
３２−１は設定スイッチ３２−２の接点ａを選択し、接
点ａｃを接続して設定電流比較器１４−１の比較設定値
を最終電流設定値ＩESTA_Pに置き換えて通常運転に戻
す。

【００２２】図１０は、本発明の電流角速度制御部１４
と瞬停再始動及び始動時の瞬停設定電流制御３２の他の
詳細ブロック図を示す。すなわち、電動機の始動時に起
動停止指令９−３から、または、瞬停再始動時に瞬停解
除再始動指令２５−２からの指令により、設定値可変遅
回路３２−３に初期値設定電流指令３２−３−３のＩES
TA(ini)を与えると共に、最終設定値ＩESTA_Pに至る時
間を一次遅れ要素の設定電流可変遅定数３２−３−２の
Ｋｐｅで与える。設定値可変遅回路３２−３の出力ＩES
TA（n）は初期値ＩESTA(ini)から出発し、一次遅定数Ｋ
ｐｅに従い増加する。設定電流比較器１４−１はトルク
電流検出値ＩqfとＩESTA（n）を比較し、Ｉqf≧ＩESTA
(n)の条件が成立すると、零１スイッチ１４−２の接点
ｂを選択し、接点ｂｃを接続して第１の乗算器１４−４
の入力の１つを１にして、（数２０）式を有効にさせて
出力角速度ωoutを急速に低下させる。そのため、トル
ク電流検出値Ｉqfの増加を抑制する。これは最終設定電
流値ＩESTA_Pよりも小さい電流値で電流角速度制御（数
２０）式から（数２３）式の制御を実施する。次に、Ｉ
qf≦ＩESTA(n）の条件が成立すると、設定電流比較器１
４−１は零１スイッチ１４−２の接点ａを選択し、接点
ａｃを接続して第１の乗算器の入力の１つを零にして電
流角速度制御を無効にする。この他の詳細ブロック図で
は設定値可変遅回路３２−３は通常運転に戻った時点で
も一次遅れ動作を持続させ、最終値ＩESTA_Pに到達す
る。始動時は過渡現象により設定値可変遅回路３２−３
の出力が最終値ＩESTA_Pに到達しない前にトルク電流検
出値Ｉqfが振動して再度ＩESTA（n）より大きくなれ
ば、早めに電流角速度制御を実施し、電動機の過電流を
抑制させることができる。図１０は、図７で行った設定
スイッチ３２−２がないので、図７で行ったＩqf≦ＩES
TA(n)の条件が成立すると、ＩESTA_Pの値を最終値に戻
すことは行わない。そのため、再度Ｉqf≧ＩESTA(n)の
条件が成立する可能性が高くなり、装置がより過電流に
なる要素を抑制することになる。

【００２３】図８の設定値可変遅回路３２−３は、ＩES
TA_Nに対しても同時に所有し、実施する。ＩESTA_Nの動
作は時間軸に対してＩESTA_Pと対称な動作を行うことに
なるので、トルク電流Ｉqfが負に対しても同様な動作を
行う。

【００２４】また、本実施形態において、前述したよう
に瞬時停電再始動のタイミングは瞬時停電復帰後、電動
機の誘起電圧が或る値以下に低下したことを判断して、
図２の出力角速度記憶回路３０−３に示すように、記憶
してある瞬時停電前の角速度出力ωoutを出力角速度の
初期値として装置を再始動する。その時、誘起電圧が残
っているとき、いないとき、電動機が回転していると
き、停止しているとき等、種々の条件がある。そのた
め、図１のゲートサプレス解除部２４が働いて、装置が
可動状態になった直後は、電流変換器１２で演算したｄ
軸とｑ軸電流は実際の電動機電流のｄ軸、ｑ軸と一致す
ることは期待できない。しかし、始動電流は電動機の励
磁電流指令１９をソフトスタートしても大きな電流が流
れることが多々ある。すなわち、始動時に励磁電流指令
１９をソフトスタートさせても、始動してから数サイク
ルはｄ軸、ｑ軸電流指令値と電動機のｄ軸、ｑ電流が一
致しないので、（数１４）式のθが一致せず、そのた
め、Ｉdfが過大になるか、Ｉqfが過大になるかは投入条
件により異なる。本実施形態では、図１のフィードバッ
ク電流選択回路３３を設け、瞬停再始動時に軸ずれが生
じて、本来Ｉqfが増大するところ、Ｉdfが大きくなって
も、電流角速度が動作するように、ＩdfかＩqfの大きい
方を選択して電流角速度制御１４を行う。

【００２５】ここで、瞬停再始動時に電流角速度制御１
４の比例可変係数ＫIDEFが大き過ぎて電動機がフリーラ
ンしているはずの角速度より出力角速度ωoutを小さく
し過ぎると、電動機が制動領域に入り、トルク電流が負
の回生領域に入ることがある。この状態においても軸ず
れ等でＩdfがＩESTA_Pより大きくなって出力角速度ωou
tを減算し続けることがある。電動機が回生領域に入っ
時は、たとえＩdfがＩESTA_Pより大きくても、回生電流
を優先して電流角速度制御１４を行う。すなわち、回生
領域に入ったとき、Ｉqf≧ＩESTA_N（Ｉqf＜０の条件）
の時は（数２０）式の演算を実施しない。比例可変係数
ＫIDEFが大き過ぎて制動電流が流れたとき、電流角速度
制御を中止するので、その時点で、出力角速度ωoutの
減算を中止して通常加速制御に戻り、出力角速度ωout
は電動機のフリーラン回転数に近い近傍で運転される。
また、瞬停再始動時に電流角速度制御１４の比例可変係
数ＫIDEFが大きかったりして電動機が急制動してトルク
電流が回生領域に入り、さらにＩESTA_N以下の負のＩqf
になったときは、すなわち、Ｉqf≦ＩESTA_N（Ｉqf＜０
の条件）のときは（数２０）式が有効になり、ωｉは加
算される。これはフリーラン回転数より電流角速度ωｉ
を引きすぎて回生電流ＩqfがＩESTA_Nよりさらに小さく
なったときは、出力角速度ωoutに電流角速度ωｉを加
算して出力角速度ωoutがよりフリーラン回転数の角速
度で運転される。

【００２６】図１１は、本実施形態のフィードバック電
流選択回路３３の詳細ブロック図である。図１または図
７で使用した同一番号は同じものである。電動機電流を
電流変換器１２でトルク電流フィードバックＩqfと励磁
電流フィードバックＩdfとして検出する。フィードバッ
ク電流選択回路３３は、このフィードバック電流Ｉqfま
たはＩdfと設定電流９−５のＩESTA_PまたはＩESTA_Nを
比較して電流角速度制御１４を動作させるか、加減速制
御１０を動作させるかにある。詳細に説明すると、絶対
値回路３３−１によってトルク電流フィードバック値Ｉ
qfと励磁電流フィードバック値Ｉdfをそれぞれ絶対値Ｉ
qABSとＩdABSに変換する。一方、正転／逆転指令２５−
４はスイッチ３３−２の接点ａまたはｂを選択する。

【００２７】いま、正転指令のときの説明をする。この
フィードバック電流選択回路３３は正転時で回生電流を
最優先している。すなわち、スイッチ３３−２は正転で
接点ａを選択する。スイッチ３３−３はトルク電流フィ
ードバックＩqfが負のときは、Ｉqf負信号発生器３３−
４がスイッチ３３−３の接点ａを選択し、フィードバッ
ク電流はフィードバック電流記憶器３３−５に回生電流
ＩqfをＩfとして格納する。フィードバック極性信号判
定器３３−６はＩfが負であるので、スイッチ３３−７
は接点ｂを選択し、負の設定値ＩESTA_Nを選択する。電
流制御判別回路１５はＩfが負のときは、Ｉf＞ＩESTA_N
の条件でスイッチ１６の接点ａを選択して加減速制御１
０を行い、Ｉf≦ＩESTA_Nの条件で接点ｂを選択して電
流角速度制御１４を行い、前記説明したように角速度指
令１７を動作させ、出力角速度ωoutを出力する。

【００２８】次に、正転指令かつ力行時でＩqfが正のと
きの説明をする。スイッチ３３−２は接点ａ（正転）を
選択、スイッチ３３−３は接点ｂ（Ｉｑｆ＞０）を選択
する。絶対値回路３３−１の出力を絶対値比較器３３−
８で判断し、トルク電流フィードバックの絶対値ＩｑＡ
ＢＳが励磁電流絶対値ＩdABSより大きいときは、トルク
電流フィードバックＩqfを選択するようにスイッチ３３
−９は接点ａを選択し、励磁電流絶対値Ｉdfの絶対値Ｉ
dABSがトルク電流フィードバックの絶対値ＩqABSがより
大きいときは、励磁電流フィードバックの絶対値ＩdABS
を選択するようにスイッチ３３−９は接点ｂを選択す
る。その結果、フィードバック電流記憶器３３−５は正
のトルク電流か励磁電流フィードバックの絶対値が格納
される。いずれにせよフィードバック電流記憶器３３−
５の出力Ｉfは正の値を格納するので、Ｉfの極性信号３
３−６はスイッチ３３−７の接点ａを選択し、正の設定
電流ＩESTA_Pを選択する。このとき電流制御判別回路１
５はＩfとＩESTA_Pを比較し、Ｉf＜ＩESTA_Pの範囲では
スイッチ１６の接点ａを選択して加減速制御１０を行
い、Ｉf≧ＩESTA_Pの条件が成立したときはスイッチ１
６は接点ｂを選択して電流角速度制御１４を行う。

【００２９】次に、逆転指令のときの説明をする。この
フィードバック電流選択回路３３は逆転時で回生電流を
最優先している。すなわち、スイッチ３３−２は逆転で
接点ｂを選択する。スイッチ３３−３はトルク電流フィ
ードバックＩqfが正のときは、Ｉqf正信号発生器３３−
１１がスイッチ３３ー１０の接点ａを選択し、フィード
バック電流はフィードバック電流記憶器３３−５に回生
電流ＩqfをＩfとして格納する。フィードバック極性信
号判定器３３−６はＩfが正であるので、スイッチ３３
−７は接点ａを選択し、正の設定値ＩESTA_Pを選択す
る。電流制御判定回路１５はＩfが正のときは、Ｉf＜IE
STA_Pの条件でスイッチ１６の接点ａを選択して加減速
制御１０を行い、Ｉf≧ＩESTA_Pの条件で接点ｂを選択
して電流角速度制御１４を行い、前記説明したように角
速度指令１７を動作させ、出力角速度ωoutを出力す
る。

【００３０】次に、逆転指令かつ力行時でＩqfが負のと
きの説明をする。スイッチ３３−２は接点ｂ（逆転）を
選択し、スイッチ３３−１０は接点ｂ（Ｉqf＜０）を選
択する。絶対値回路３３−１の出力を絶対値比較器３３
−８で判断し、トルク電流フィードバックの絶対値ＩqA
BSが励磁電流絶対値ＩdABSより大きいときは、トルク電
流フィードバックＩqfを選択するようにスイッチ３３−
１２は接点ａを選択する。この時のＩqfは負である。ま
た、励磁電流フィードバックＩdfの絶対値ＩdABSがトル
ク電流フィードバックの絶対値ＩqABSがより大きいとき
は、励磁電流フィードバックＩdfをＩdf負変換回路３３
−１３でＩdfの値を負に変換し、スイッチ３３−１２は
接点ｂを選択する。その結果、フィードバック電流記憶
器３３−５には負のトルク電流か負の励磁電流フィード
バックが格納される。いずれにせよフィードバック電流
記憶器３３−５の出力Ｉfは負の値を格納するので、Ｉf
の極性信号はスイッチ３３−７の接点ｂを選択し、負の
設定電流ＩESTA_Nを選択する。このとき電流制御判別回
路１５はＩfとＩESTA_Nを比較し、Ｉf＞ＩESTA_Nの範囲
ではスイッチ１６の接点ａを選択して加減速制御１０を
行い、Ｉf≦ＩESTA_Nの条件が成立したときはスイッチ
１６は接点ｂを選択して電流角速度制御を行う。

【００３１】図１で前記したように、本実施形態は、逆
転時に励磁電流指令Ｉｄに正の値を与え、角速度を負に
設定して（数１６）式に示すように電動機に印加する主
たる要素Ｖ1qを負にして逆転を成立させている。そのた
め、瞬停再始動時、トルク電流フィードバックＩqfは負
の値を発生するが、励磁電流フィードバックＩdfは正の
値を発生する。この時、軸ずれで励磁電流のフィードバ
ックの絶対値ＩdABSがトルク電流のフィードバックＩqf
より大きくなった時、実はトルク電流が大きくなったと
考えるべきである。よって、瞬停再始動時の励磁電流の
フィードバックの絶対値ＩdABSがトルク電流のフィード
バックＩqfより大きくなった時は励磁電流フィードバッ
ク値Ｉdfを負に置き換えて判断するようにした。この選
択方法を実施することにより、電動機は４象限運転がで
きる。

【００３２】図１２は、本発明の電流選択の方法を示す
ＰＡＤ図である。ここで、Ｉfは正の設定電流ＩESTA_P
または負の設定電流ＩESTA_Nと比較するための電動機フ
ィードバック電流を格納するためのメモリ領域である。
１００で電流選択方法を開始する。１０１は電動機が正
転指令で運転しているか、逆転指令で運転しているかを
判別し、正転ならば１０２に移行する。正転時にトルク
電流フィードバック値Ｉqfが正ならば、１１０にジャン
プする。Ｉqfが負のときは１０３に移行する。この時電
動機は回生運転領域で運転しているので、最優先して負
のＩqfをＩfに代入しておき、１３０にジャンプする。
また、１０１で逆転指令の時は１０５に移行する。逆転
時にトルク電流フィードバック値Ｉqfが負ならば、１１
０にジャンプする。Ｉqfが正のときは１０６に移行す
る。この時電動機は回生運転領域で逆転しているので、
最優先して正のＩqfをＩfに代入しておき、１３０にジ
ャンプする。１１０はトルク電流のフィードバック値Ｉ
qfを絶対値に変換し、トルク電流メモリ領域ＩqABSに絶
対値を格納する。１１１は励磁電流のフィードバック値
Ｉdfを絶対値に変換し、励磁電流メモリ領域ＩdABSに絶
対値を格納する。１２０はトルク電流フィードバック絶
対値ＩqABSと励磁電流のフィードバック絶対値ＩdABSの
大きさを比較し、大きい方を選択する。ＩqABSが大きい
ときは１２１に移行する。この時、正転／逆転を考慮し
て符号付のＩqfをＩfに格納する。１２０でＩdABSが大
きいときは１２５に移行する。ここで、図１で磁束電流
指令は正転でも逆転でも符号は正を指令している。今、
電動機が回転中に瞬停再始動命令が来て、励磁電流をソ
フトスタートさせたとき、電動機励磁電流が確立するま
での数サイクルで（数１４）式の計算においてｄ軸電流
とｑ軸電流の値が確立せず、軸ずれが発生し、トルク電
流フィードバックＩqfと励磁電流フィードバックＩdfが
正常に計算されないことがある。また、逆転指令時は、
励磁電流指令は正、出力角速度ωoutは負に設定するこ
とにより、位相θを逆回転させている。そのため、逆転
指令の時は、励磁電流を負に置き換える必要がある。す
なわち、１２５で正転指令のときは１２６に移行して励
磁電流フィードバック値を正にしてＩfに代入し、逆転
のときは１２７に移行して励磁電流フィードバック値を
負にしてＩfに代入する。１３０はトルク電流フィード
バック値か励磁電流フィードバック値がＩfの中に代入
されているので、Ｉfが正の設定電流ＩESTA_P以上であ
るかを検査して、Ｉfが大きい時は１３１に移行して、
（数２１）、（数２３）、（数２４）、（数２０）式に
従い、電流角速度ωｉを求め、出力角速度ωoutを小さ
くして電流抑制を行う。また、１３０でＩfが正の設定
電流ＩESTA_P以下であるかを検査して、Ｉfが小さい時
は１３５に移行して、Ｉfが負の設定電流ＩESTA_N以下
であるかを検査して、Ｉfが小さい時は１３６に移行し
て、（数２２）、（数２３）、（数２４）、（数２０）
式に従い、電流角速度ωｉを求め、出力角速度ωoutを
大きくして電流抑制を行う。また、１３５でＩfが負の
設定電流ＩESTA_N以上のときは通常運転の範囲であるの
で、１３７に移行して、偏差電流の値ＩQDEFと比例係数
ＫIDEFの値を零にする。１３８では電流角速度ωｉを零
にして電流選択方法を終了させる。

【００３３】図１３は、図１１のブロック図における正
転時の瞬時停電再始動時の特性図である。時間軸０で再
始動する。このときＩESTA_P及びＩESTA_Nは初期値±Ｉ
ESTA(ini)、出力角速度ωoutは瞬停前に記憶した値から
出発し、励磁電流指令Ｉdn、トルク電流Ｉqf、励磁電流
Ｉdf、偏差電流ＩQDEF、比例係数ＫIDEF、相電圧は零か
ら出発する。時間軸において、ｄ軸ｑ軸の軸ずれが起
り、Ｉdf＞ＩqfでしかもＩdfがＩESTA_Pより大きくな
る。そのため、スイッチ３３−２は接点ａ（正転）、ス
イッチ３３−３は接点ｂ（Ｉｑｆ≧０）、スイッチ３３
−９は接点ｂ（ＩdABS＞ＩqABS）が選択され、電流制御
判別回路１５は正の設定電流ＩESTA_PとＩdABSと比較
し、Ｉf＞ＩESTA_Pの条件でスイッチ１６の接点ｂを選
択し、電流角速度制御１４を実施する。時間軸におい
て、偏差電流ＩQDEFが大きくなり、比例係数ＫIDEFの値
が大きくなるので、（数２３）式のωｉが大きくなり、
出力角速度ωoutが急速に低下する。すなわち、ＫIDEF
が大きい値を選び過ぎた例である。このとき、電動機は
ブレーキがかかる。時間軸において、Ｉqfが負の回生
領域に入ったので、Ｉqfが負信号発生３３−４によりス
イッチ３３−３は接点ａを選択する。ここで、電流制御
判別回路１５は負の設定電流ＩESTA_Nと比較し、Ｉf＞
ＩESTA_Nの条件のため、スイッチ１６は接点ａを選択し
て通常の加減速制御１０を行う。そのため、出力角速度
ωoutは一定加速度で加速する。時間軸、におい
て、回生電流Ｉqfが負の方向に大きくなり、Ｉqf＜ＩES
TA_Nの条件になり、スイッチ３３−３は接点ａを保ち、
電流制御判別回路１５ではＩqf＜ＩESTA_Nの条件で再び
スイッチ１６の接点ｂを選択して電流角速度制御１４を
行う。このとき、偏差電流ＩQDEF＜０、比例係数ＫIDEF
＞０であるので、（数２３）式のωｉ＜０となり、（数
２０）式の出力角速度ωoutはωｉを加算して大きくな
り、より電動機のフリーランしている角速度に近づくと
共に、電動機のｄｑ軸と制御装置で指令するｄｑ軸がや
がては一致し、電動機は安定して運転する。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
出力角速度及び加速角速度から減速角速度を生成するこ
とによって、電動機の加速レート、減速レートを自由に
設定でき、電動機の低速時及び無負荷時でも、過励磁に
ならず、効率よく、スムーズに電動機を加減速すること
が可能になる。また、トルク電流と設定電流との差から
偏差電流を作り、偏差電流に依存して比例定数を算出
し、偏差電流と比例定数から電流角速度を生成すること
によって、電動機の負荷が増加しても電動機の回転数を
低下させ、電動機電流を過電流にさせずに、安定した運
転が可能になる。また、比例定数の大きさを偏差電流に
対して自由に選択できるので、比例定数を偏差電流が小
さい時は小さく、大きい時は大きく可変することができ
る。そのため、定常負荷でトルク電流が設定電流近傍で
は比例定数が小さいので、設定電流をリミッタとしてハ
ンチングなしに安定に運転することができ、また、過渡
時に急激にトルクが大きくなったときは比例定数が大き
いので、速やかに電動機の角速度指令を低下し、これに
より、過電流の発生を防止でき、制御装置のトリップ等
の事故を未然に防ぎ、安定に運転することが可能にな
る。また、指令部の設定値及び制御部の演算を符号付で
行うことにより、正転、逆転、力行及び回生運転を簡単
に実行することができる。また、電動機の始動時及び瞬
時停電再始動時に設定値可変遅回路に正負の初期値を与
えると共に、正負の最終設定値に至る時間を一次遅れ要
素を加味して調整すれば、トルク電流≧設定電流の条件
を早く達成させることができ、出力角速度を低下させ、
電動機の過電流を防止できると共に、励磁電流可変遅回
路の初期励磁電流値と遅れ定数を最適に選択することに
より、電動機の過電流を防止することができる。また、
始動時は、初期角速度を出力角速度に初期値として与
え、瞬時停電を検出したとき、運転中の角速度を記憶
し、瞬停再始動時に運転中に記憶した角速度を出力角速
度に初期値として与えて始動し、始動時及び瞬時停電再
始動時の１回目のサンプリング時間の時のみ、初期値励
磁電流指令から一次遅れ要素効果を働かせて励磁電流を
ソフトスタートすると共に、設定電流値に関しても１回
目のサンプリング時間の時のみ、初期値設定電流値から
一次遅れ要素効果を働かせて電流角速度制御の設定値を
下げることによって、トルク電流が定格電流以下でも電
流角速度制御を動作させて電動機の過電流を防止するこ
とができる。また、正転指令で力行時、すなわち、トル
ク電流が正のとき、フィードバック電流であるトルク電
流と励磁電流の絶対値を作り、比較し、大きい方のフィ
ードバック電流と正の設定電流と比較して電流角速度制
御を行うと共に、トルク電流が負の回生領域に入ったと
きは、回生電流を優先して負の設定電流と比較して電流
角速度制御を実施し、また、逆転指令で力行の時、すな
わち、トルク電流が負のとき、フィードバック電流であ
るトルク電流と励磁電流の絶対値を作り、比較し、トル
ク電流が大きいときは負のトルク電流と、励磁電流が大
きいときは励磁電流を負の値に変換して負の設定電流と
比較して電流角速度制御を行うと共に、トルク電流が正
の回生領域に入ったときは、回生電流を優先して正の設
定電流と比較して電流角速度制御を実施することによ
り、電動機の４象限運転が可能となり、しかも、瞬停再
始動のときの比例係数の大きさが最適でなくても、より
早く電動機がフリーランしている角速度の近傍に角速度
出力を設定できるので、電動機電流が過電流にならず
に、速やかに瞬停再始動が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による誘導電動機の制御装
置の構成図

【図２】本発明の加減速制御部の詳細ブロック図

【図３】本発明の定格角速度と正弦波発生原理の説明図

【図４】本発明の励磁電流可変遅回路の説明図

【図５】本発明のトルク電流と設定電流の関係を示す図

【図６】本発明のトルク偏差電流と比例定数を示す特性
図

【図７】本発明の電流角速度制御を示す詳細ブロック図

【図８】本発明の設定電流可変遅回路の説明図

【図９】本発明の瞬停始動特性

【図１０】本発明の電流角速度制御を示す他の詳細ブロ
ック図

【図１１】本発明のフィードバック電流選択回路の詳細
ブロック図

【図１２】本発明の電流選択の方法を示すＰＡＤ図

【図１３】本発明の電動機瞬停再始動特性図

【符号の説明】

１…交流電源、２…整流器またはコンバータ、３…平滑
コンデンサ、４…インバータ、５…誘導電動機、８…サ
ンプリングタイマ、９…指令部、９−１…周波数指令、
９−２…加減速指令、９−３…起動停止指令、９−４…
定数設定、９−４−１…比例定数最大値、９−４−２…
比例定数最小値、９−４−３…可変比例定数、９−４−
４…トルク電流偏差最小値、９−５…設定電流値、９−
６…初期角速度、１０…加減速制御部、１０−１…角速
度指令変換器、１０−２…加速減速スイッチ、１０−３
…第１の比較器、１０−４…出力角速度部、１０−５…
加速スイッチ、１０−６…加速加算器、１０−７…加速
角速度、１０−８…加速減算器、１０−９…角速度指令
変換器、１０−１０…第２の比較器、１０−１１…減速
スイッチ、１０−１２…減速減算器、１０−１３…減速
角速度、１０−１４…ゲートサプレス信号、１１…電流
Ａ／Ｄ変換器、１２…電流変換器、１３…電流制御減算
器、１４…電流角速度制御部、１４−１…設定電流比較
器、１４−２…零１スイッチ、１４−３…零値、１４−
４…第１の乗算器、１４−５…１の値、１４−６…設定
減算器、１４−７…偏差電流減算器、１４−８…最小電
流偏差比較器、１４−９…比例定数スイッチ、１４−１
０…第２の乗算器、１４−１１…比例定数リミッタ、１
４−１２…比例定数加算器、１４−１３…第３の乗算
器、１５…電流制御判別回路、１６…加減速電流制御切
換器、１７…角速度指令部、１８…積算回路、１９…磁
束電流指令部、２０…電動機定数回路、２１…ベクトル
演算部、２２…ＰＷＭ演算回路、２３…瞬停検出回路、
２４…ゲートサプレス解除回路、２５…瞬停指令部、２
６…電圧検出回路、２７…電圧Ａ／Ｄ変換器、２８…電
圧変換器、２９…電圧判定回路、３０…瞬停加減速制
御、３１…励磁電流可変遅回路、３１−１…励磁電流可
変遅回路入力、３１−２…励磁電流可変遅定数、３１−
３…初期値励磁電流指令、３１−４…励磁電流初期切換
スイッチ、３１−５…励磁電流可変減算器、３１−６…
励磁電流可変加算器、３１−７…励磁電流記憶器、３２
…瞬停設定電流制御、３２−１…判定回路、３２−２…
設定スイッチ、３２−３…設定値可変遅回路、３２−３
−１…設定電流可変遅回路入力、３２−３−２…設定電
流可変遅定数、３２−３−３…初期値設定電流指令、３
２−３−４…設定電流初期切換スイッチ、３２−３−５
…設定電流可変減算器、３２−３−６…設定電流可変加
算器、３２−３−７…設定電流記憶器、３３…フィード
バック電流選択回路、３３−１…絶対値回路、３３−２
…正転逆転スイッチ、３３−３…正転回生電流スイッ
チ、３３−４…Ｉqf負信号発生、３３−５…フィードバ
ック電流記憶器、３３−５…フィードバック電流記憶
器、３３−６…フィードバック極性信号、３３−７…正
負設定電流切換スイッチ、３３−８…絶対値比較回路、
３３−９…正転ＩdＩqスイッチ、３３−１０…逆転回生
電流スイッチ、３３−１１…Ｉqf正信号発生、３３−１
２…逆転ＩdＩqスイッチ、３３−１３…Ｉdf負変換器

フロントページの続きＦターム(参考） 5H576 BB06 CC05 DD02 DD04 EE01 EE04 EE10 EE11 EE22 FF01 FF02 FF04 GG04 HB01 JJ03 JJ08 JJ11 JJ16 JJ17 JJ20 JJ22 JJ29 LL22 LL24 LL60 MM02 MM13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流電源からコンバータにより直流に変
換し、可変電圧、可変周波数の交流電圧をＰＷＭインバ
ータにより出力して駆動する誘導電動機の制御方法にお
いて、運転時には、定格角速度と加速角速度と出力角速
度から前記電動機の加減速度を演算し、前記電動機の負
荷に伴うトルク電流と励磁電流を検出すると共に、前記
トルク電流と前記励磁電流の正および負を判断し、正の
ときは正の設定電流を定め、負のときは負の設定電流を
定め、前記トルク電流または前記励磁電流が時間軸に対
して前記正負の設定電流範囲内では、前記出力角速度に
前記加速角速度を加算して加減速制御を行い、前記トル
ク電流または前記励磁電流が時間軸に対して前記正負の
設定電流範囲外では、前記トルク電流または前記励磁電
流と前記正または負の設定電流との差から偏差電流を生
成し、前記偏差電流と比例定数の乗算から電流角速度を
生成し、前記出力角速度から前記電流角速度を減算また
は加算して電流角速度制御を実行することを特徴とする
誘導電動機の制御方法。
【請求項２】請求項１において、前記トルク電流また
は前記励磁電流が時間軸に対して前記正負の設定電流範
囲外とは、前記トルク電流または前記励磁電流の絶対値
が正または負の設定電流の絶対値より大きくなった範囲
であることを特徴とする誘導電動機の制御方法。
【請求項３】請求項１において、瞬時停電時には、瞬
停前の前記出力角速度の値を記憶し、瞬停再始動時に
は、前記電動機の誘起電圧が規定値以下になったことを
確認して前記記憶した出力角速度を初期値として出力角
速度に戻し、正および負の設定電流初期値と設定電流可
変遅定数を設定すると共に、励磁電流初期値と励磁電流
可変遅定数を設定して前記電動機を加速することを特徴
とする誘導電動機の制御方法。
【請求項４】請求項１から請求項３のいずれかにおい
て、正転指令時に、フィードバック電流である前記トル
ク電流と前記励磁電流の絶対値を比較し、大きい方のフ
ィードバック電流と正の設定電流を比較して、前記フィ
ードバック電流が前記設定電流より大きいときは、前記
フィードバック電流と前記正の設定電流との差より偏差
電流を生成し、前記偏差電流と比例定数の乗算から電流
角速度を生成し、前記出力角速度から前記電流角速度を
減算または加算して電流角速度制御を実行することを特
徴とする誘導電動機の制御方法。
【請求項５】請求項１から請求項３のいずれにおい
て、正転指令時に、前記トルク電流が負のときは負トル
ク電流を最優先して、前記トルク電流と負の設定電流を
比較して、前記トルク電流が負の設定電流より小さいと
きは、前記トルク電流と前記負の電流設定電流との差よ
り偏差電流を生成し、前記偏差電流と比例定数の乗算か
ら電流角速度を生成し、前記出力角速度から前記電流角
速度を加算して電流角速度制御を実行し、前記トルク電
流が前記負の設定電流より大きいときは、加減速制御を
実行することを特徴とする誘導電動機の制御方法。
【請求項６】請求項１から請求項３のいずれにおい
て、逆転指令時に、フィードバック電流であるトルク電
流と励磁電流の絶対値を比較し、前記トルク電流が大き
いときは、前記トルク電流と負の設定電流を比較し、前
記励磁電流が大きいときは、励磁電流を負に変換し、前
記負の設定電流と比較し、前記フィードバック電流が前
記負の設定電流より小さいときは、前記フィードバック
電流と前記負の設定電流との差より偏差電流を生成し、
前記偏差電流と比例定数の乗算から電流角速度を生成
し、前記出力角速度から前記電流角速度を加算して電流
角速度制御を実行することを特徴とする誘導電動機の制
御方法。
【請求項７】請求項１から請求項３のいずれにおい
て、逆転指令時に、前記トルク電流が正のときは正のト
ルク電流を最優先して、前記トルク電流と正の設定電流
を比較して、前記トルク電流が前記正の設定電流より大
きいときは、前記トルク電流と前記正の電流設定電流と
の差より偏差電流を生成し、前記偏差電流と比例定数の
乗算から電流角速度を生成し、前記出力角速度から前記
電流角速度を加算して電流角速度制御を実行し、前記ト
ルク電流が前記正の設定電流より小さいときは、加減速
制御を実行することを特徴とする誘導電動機の制御方
法。
【請求項８】交流電源からコンバータにより直流に変換
し、可変電圧、可変周波数の交流電圧をＰＷＭインバー
タにより出力して駆動する誘導電動機の制御装置におい
て、前記制御装置は、加減制御部、電流角速度制御部及
びフィードバック電流選択回路を具備し、運転時には、
定格角速度と加速角速度と出力角速度から前記電動機の
加減速度を演算し、前記電動機の負荷に伴うトルク電流
と励磁電流を検出すると共に、前記フィードバック電流
選択回路によって前記トルク電流と前記励磁電流の正お
よび負を判断し、正のときは正の設定電流を定め、負の
ときは負の設定電流を定め、前記トルク電流または前記
励磁電流が時間軸に対して前記正負の設定電流範囲内で
は、前記加減制御部によって前記出力角速度に前記加速
角速度を加算して加減速制御を行い、前記トルク電流ま
たは前記励磁電流が時間軸に対して前記正負の設定電流
範囲外では、前記電流角速度制御部によって前記トルク
電流または前記励磁電流と前記正または負の設定電流と
の差から偏差電流を生成し、前記偏差電流と比例定数の
乗算から電流角速度を生成し、前記出力角速度から前記
電流角速度を減算または加算して電流角速度制御を実行
することを特徴とする誘導電動機の制御装置。
【請求項９】請求項８において、前記制御装置は、出
力角速度記憶回路、正および負の設定電流可変遅回路及
び励磁電流可変遅回路を具備し、瞬時停電時には、瞬停
前の前記出力角速度の値を出力角速度記憶回路に記憶
し、瞬停再始動時には、前記電動機の誘起電圧が規定値
以下になったことを確認して前記記憶した出力角速度を
初期値として出力角速度に戻し、前記正および負の設定
電流可変遅回路の正および負の設定電流初期値と設定電
流可変遅定数を設定すると共に、前記励磁電流可変遅回
路の励磁電流初期値と励磁電流可変遅定数を設定して前
記電動機を加速することを特徴とする誘導電動機の制御
装置。
【請求項１０】請求項８または請求項９において、正
転指令時に、フィードバック電流選択回路においてフィ
ードバック電流である前記トルク電流と前記励磁電流の
絶対値を比較し、大きい方のフィードバック電流と正の
設定電流を比較して、前記フィードバック電流が前記設
定電流より大きいときは、前記フィードバック電流と前
記正の設定電流との差より偏差電流を生成し、前記偏差
電流と比例定数の乗算から電流角速度を生成し、前記出
力角速度から前記電流角速度を減算または加算して電流
角速度制御を実行することを特徴とする誘導電動機の制
御装置。
【請求項１１】請求項８または請求項９において、正
転指令時に、フィードバック電流選択回路において前記
トルク電流が負のときは負トルク電流を最優先して、前
記トルク電流と負の設定電流を比較して、前記トルク電
流が負の設定電流より小さいときは、前記トルク電流と
前記負の電流設定電流との差より偏差電流を生成し、前
記偏差電流と比例定数の乗算から電流角速度を生成し、
前記出力角速度から前記電流角速度を加算して電流角速
度制御を実行し、前記トルク電流が前記負の設定電流よ
り大きいときは、加減速制御を実行することを特徴とす
る誘導電動機の制御装置。
【請求項１２】請求項８または請求項９において、逆
転指令時に、フィードバック電流選択回路においてフィ
ードバック電流であるトルク電流と励磁電流の絶対値を
比較し、前記トルク電流が大きいときは、前記トルク電
流と負の設定電流を比較し、前記励磁電流が大きいとき
は、励磁電流を負に変換し、前記負の設定電流と比較
し、前記フィードバック電流が前記負の設定電流より小
さいときは、前記フィードバック電流と前記負の設定電
流との差より偏差電流を生成し、前記偏差電流と比例定
数の乗算から電流角速度を生成し、前記出力角速度から
前記電流角速度を加算して電流角速度制御を実行するこ
とを特徴とする誘導電動機の制御装置。
【請求項１３】請求項８または請求項９において、逆
転指令時に、フィードバック電流選択回路において前記
トルク電流が正のときは正のトルク電流を最優先して、
前記トルク電流と正の設定電流を比較して、前記トルク
電流が前記正の設定電流より大きいときは、前記トルク
電流と前記正の電流設定電流との差より偏差電流を生成
し、前記偏差電流と比例定数の乗算から電流角速度を生
成し、前記出力角速度から前記電流角速度を加算して電
流角速度制御を実行し、前記トルク電流が前記正の設定
電流より小さいときは、加減速制御を実行することを特
徴とする誘導電動機の制御装置。