JP2003284398A - 交流電動機の定数測定方法および制御装置 - Google Patents

交流電動機の定数測定方法および制御装置

Info

Publication number
JP2003284398A
JP2003284398A JP2002076735A JP2002076735A JP2003284398A JP 2003284398 A JP2003284398 A JP 2003284398A JP 2002076735 A JP2002076735 A JP 2002076735A JP 2002076735 A JP2002076735 A JP 2002076735A JP 2003284398 A JP2003284398 A JP 2003284398A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
ave
voltage
current
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002076735A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3959617B2 (ja
Inventor
Yoichi Yamamoto
陽一 山本
Shuichi Fujii
秋一 藤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
Priority to JP2002076735A priority Critical patent/JP3959617B2/ja
Publication of JP2003284398A publication Critical patent/JP2003284398A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3959617B2 publication Critical patent/JP3959617B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御周期毎のオン電圧降下の補正と、精度良
いパワー素子のオン電圧降下特性の設定を不要とした、
定数測定方法を提供する。 【解決手段】 交流電動機2のインバータ制御装置8
で、交流電動機の回転を停止させた状態で、正弦波発生
器により交番磁束が発生するように電圧位相を予め設定
された任意の値に固定し、周波数fhの正弦波の電圧指
令を与え、電圧指令値は出力電流の大きさが所定値にな
るように調整した後、所定時間経過後に電圧指令の絶対
値の平均値V_aveおよび出力電流の絶対値の平均値
I_aveおよび電圧指令と出力電流の位相差θ_di
fを測定し27、V_aveとI_aveとの比のco
s成分から合成抵抗(R1+R2)を演算測定し、V_
aveとI_aveとの比のsin成分から、漏れイン
ダクタンスl=l1+l2を演算測定する方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベクトル制御等で
制御定数として使用される交流電動機の一次及び二次の
合成抵抗(R1+R2)及び漏れインダクタンス(l=
l1+l2)の測定方法に関し、詳しくは、交流電動機
を可変制御するインバータ装置を用いて、交流電動機の
合成抵抗(R1+R2)、及び漏れインダクタンス(l
=l1+l2)を測定する方法および交流電動機の制御
装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来技術として、交流電動機を停止した
ままの状態で、交流電動機の合成抵抗(R1+R2)と
漏れインダクタンス(l=l1+l2)を測定する方法
は、例えば、特開平06−98595号に開示されてい
る「交流電動機の定数測定方法および制御装置」が知ら
れている。図11は従来の交流電動機の定数測定装置の
構成図であり、通常の運転時は、インバータ入力電圧V
dcをインバータ104によりPWM制御することで交
流電圧を作り、誘導電動機105を可変速制御してい
る。また、1チップマイコン等を用いた制御回路106
により、通常運転時には速度指令ωrに追従するように
速度センサレスベクトル制御処理107を行い、ゲート
回路108にPWM信号を発生する。この場合、1次抵
抗測定値r1や、二次抵抗値r2、漏れインダクタンス
測定値(l1+l2)や、他のモータ定数設定値及びモ
ータ電流検出器109の出力を基に速度及びトルク制御
を行っている。
【0003】従って、合成抵抗値(r1+r2)、漏れ
インダクタンス(l1+l2)といった定数測定は運転
前に行われる。先ず、単相交流励磁処理110で測定用
の正弦波変調信号を作り、これによりゲート回路108
を介してインバータ104を動作させ、交流励磁電圧に
より電動機105に交流電流を流して測定を行うもの
で、電動機105を停止状態のままで、有効パワー電流
Iq無効パワー電流Id演算処理回路111では、測定
用の1次周波数指令ω1を積分した交流励磁電圧のベク
トルの回転位相をθとすると、sinθ、−cosθと
U相の電動機電流iuを基に、Iq、Idを演算する。
次に、抵抗・インダクタンス演算処理回路112で、I
q、Id演算値と励磁電圧指令の大きさVc1から、
(r1+r2)、(l1+l2)を演算する。
【0004】
【発明が解決しようする課題】しかしながら、上記従来
例では、パワー素子のオン電圧降下によるインバータ出
力電圧誤差の補正を行うことで、励磁電圧指令の大きさ
と電動機の瞬時電流検出値のみから、合成抵抗(r1+
r2)、漏れインダクタンス(l1+l2)を精度良く
演算測定するようにしているので、このうちパワー素子
のオン電圧降下による出力電圧誤差は、出力電流の大き
さで変化するため、制御周期毎に出力電流の瞬時値に対
するオン電圧降下を補正する必要があった。このため
に、定数測定のソフトが複雑になることと、事前に精度
良くパワー素子のオン電圧降下を設定しておくことが必
要になるという問題があった。
【0005】そこで、本発明は、パワー半導体素子のオ
ン電圧降下による振幅誤差及び位相誤差を、測定後の電
圧指令の絶対値の平均値V_aveおよび電圧指令と出
力電流の位相差θ_difに補正することで、瞬時値に
対する制御周期毎のオン電圧降下の補正、及び精度の良
いパワー素子のオン電圧降下特性の設定が不要となる合
成抵抗(R1+R2)および漏れインダクタンス(l=
l1+l2)の高精度な演算方法と、その測定値を用い
た交流電動機の制御装置を提供することを目的としてい
る。
【0006】
【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に記載の発明は、出力電圧の大きさ、周波
数および位相の制御が可能なパワー半導体素子から構成
される電力変換器を介して供給される一次電流を、該交
流電動機の磁束と平行な成分(励磁電流)とこれに直交
する成分(トルク電流)とに分離して各々を独立に調整
し、交流電動機の各相に流れる出力電流を検出する電流
検出器を有する交流電動機の定数測定方法において、前
記インバータ装置は、前記交流電動機の回転を停止させ
た状態で、正弦波発生器により交番磁束が発生するよう
に電圧位相を予め設定された任意の値に固定し、周波数
fhの正弦波の電圧指令を与え、電圧指令値は出力電流
の大きさが所定値になるように調整した後、所定時間経
過後に前記電圧指令の絶対値の平均値V_aveおよび
出力電流の絶対値の平均値I_aveおよび前記電圧指
令と出力電流の位相差θ_difを測定し、前記V_a
veとI_aveとの比のcos成分から一次および二
次の合成抵抗(R1+R2)を演算測定し、前記V_a
veとI_aveとの比のsin成分から演算測定する
か、または次式、
【数3】 より漏れインダクタンスl=l1+l2を演算測定する
ことを特徴としている。また、請求項2に記載の発明
は、請求項1に記載の交流電動機の定数測定方法におい
て、出力電圧誤差のうち少なくともバワー半導体素子の
オン電圧降下による振幅および位相差誤差を、測定した
電圧指令の絶対値の平均値V_aveおよび電圧指令と
出力電流の位相差θ_difに補正した後、一次および
二次の合成抵抗(R1+R2)と漏れインダクタンスl
=l1+l2を演算測定することを特徴としている。ま
た、請求項3に記載の発明は、出力電圧の大きさ、周波
数および位相の制御が可能なパワー半導体素子から構成
される電力変換器を介して供給される一次電流を、該交
流電動機の磁束と平行な成分(励磁電流)とこれに直交
する成分(トルク電流)とに分離して各々を独立に調整
し、交流電動機の各相に流れる出力電流を検出する電流
検出器を有する交流電動機の制御装置において、前記イ
ンバータ装置は、前記交流電動機の回転を停止させた状
態で、正弦波発生器により交番磁束が発生するように電
圧位相を予め設定された任意の値に固定し、周波数fh
の正弦波の電圧指令を与える手段と、電圧指令値は出力
電流の大きさが所定値になるように調整した後、所定時
間経過後に前記電圧指令の絶対値の平均値V_ave、
出力電流の絶対値の平均値I_aveおよび前記電圧指
令と出力電流の位相差θ_difを測定する手段を具備
し、前記V_aveとI_aveとの比のcos成分か
ら一次および二次の合成抵抗(R1+R2)を演算測定
し、前記V_aveとI_aveとの比のsin成分か
ら演算測定するか、あるいは次式、
【数4】 より漏れインダクタンスl=l1+l2を演算測定する
ことを特徴としている。また、請求項4に記載の発明
は、請求項3に記載の交流電動機の制御装置において、
出力電圧誤差のうち少なくともバワー半導体素子のオン
電圧降下による振幅および位相差誤差を、測定した電圧
指令の絶対値の平均値V_aveおよび電圧指令と出力
電流の位相差θ_difに補正する手段を具備し、これ
ら補正したV_aveおよびθ_difを用いて一次お
よび二次の合成抵抗(R1+R2)と漏れインダクタン
スl=l1+l2を演算測定し、これらの測定値を基に
交流電動機を制御することを特徴としている。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施の形態
について図を参照して説明する。図1は本発明の第1の
実施の形態に係る電圧形インバータの回路構成図であ
る。図2は図1に示すインバータ制御装置の詳細回路図
である。図3は図1に示す平均値・位相差演算器の詳細
回路図である。図4は図1に示す電動機の等価回路図で
ある。図5は図1に示す電圧形インバータの動作のフロ
ーチャーチャートである。図6は図4に示す等価回路の
インピーダンスのベクトル図である。図7は図3に示す
平均的・位相差演算器の電圧指令値・電流検出値のタイ
ムチャートである。図1において、1は電圧形インバー
タ、2は交流電動機、3は電流検出器、4は比較器、5
は発振器、6は加算器、7はゲート回路、8はインバー
タ制御装置、 9はデッドバンド補償器、10は直流電
源、11は速度指令回路、14は速度検出器、27は平
均値・位相演算器である。同図において、電圧形インバ
ータ1は直流電源10から加えられる直流電圧をPWM
制御方式により任意の周波数と電圧の交流に変換する。
電圧形インバータ1はトランジスタやIGBT等のパワ
ー半導体素子からなるスイッチング素子TUP、TV
P、…TWNと各スイッチング素子に逆並列接続された
帰還ダイオードDUP、DVP、…DWNとから構成さ
れる。
【0008】電圧形インバータ1の各相U、V、Wの交
流出力端に交流電動機2が接続されている。交流電動機
2のU相、V相、W相の1次電流Iu、Iv、Iwは電
流検出器3u、3v、3wによって検出される。また、
速度検出器14により交流電動機2の回転速度を検出す
る。インバータ制御装置8には、速度指令回路11で作
成された速度指令値ωr*と、電流検出器3u、3v、
3wにより検出した交流電動機2のU相、V相、W相の
1次電流Iu、Iv、Iwと、速度検出器14からの速
度検出値ωrが加えられ、120°位相差のU、V、W
の各相の電圧指令パターン信号(Vu*、Vv*、V
*)と、デッドバンドによる電圧誤差を補償するデッ
ドバンド補償器9u、9v、9wに位相γを出力する。
デッドバンド補償器9u、9v、9Wは位相γを引数と
して電圧誤差補償値を加算器6u、6v、6wに出力す
る。
【0009】また、加算器6u、6v、6wは、電圧パ
ターン信号Vu*、Vv*、Vw*と、デッドバンド補償
器9u、9v、9wの出力値を加算し、加算値を比較器
4u、4v、4wに送出する。PWM制御のための搬送
波信号を発生する発振器5の出力信号も比較器4u、4
v、4wへ送出され、比較器4u、4v、4wは加算器
6u、6v、6wの出力信号と搬送波信号を比較し、電
圧形インバータ1を構成するスイッチング素子TUP、
TVP、TWNをオン/オフするためのPWMパルスを
発生する。ゲート回路7は比較器4u、4v、4wの出
力するPWMパルスに応じてスイッチング素子TUP、
TVP、…TWNにゲート信号を与える。
【0010】図2において、8はインバータ制御装置、
12は励磁電流指令回路、15は3相/2相変換器、1
6は2相/3相変換器、17は一次角周波数演算回路、
18は速度制御回路、19はトルク電流制御回路、20
は励磁電流制御回路、21は電圧指令補償回路、22は
加算器、23は積算器、24は位相計算器、25はチュ
ーニング処理部、26は電流振幅演算器である。同図に
おいて、インバータ制御装置8には、交流電動機2への
一次電流Iu、Iv、Iwを検出して座標変換を行った
トルク電流帰還値Iqfbと、励磁電流帰還値Idfb
を送出する3相/2相変換器15が設けられている。速
度指令回路11からの速度指令値ωr*と、速度検出器
14からの速度検出値ωrが一致するように設けられた
速度制御回路ASR18の出力値をトルク電流指令値I
qrefとし、このIqrefと3相/2相変換器15
が出力するトルク電流帰還値Iqfbとが一致するよう
に制御するためのトルク電流制御回路ACRq19と、
励磁電流指令回路12からの励磁電流指令値Idref
と、3相/2相変換器15からの励磁電流帰還値Idf
bとが一致するように、励磁電流方向電圧を制御する励
磁電流制御回路ACRd20が設けられている。
【0011】また、交流電動機2の磁束で発生し、誘導
起電力係数による誘起電圧と一次抵抗R1による逆起電
力のトルク電流方向成分の電圧と、交流電動機2の漏れ
インダクタンス(l=l1+l2)や一次抵抗R1によ
る逆起電力の励磁電流方向成分の電圧を出力する電圧指
令補償回路21を有している。電圧指令補償回路21の
出力のうちトルク電流方向成分の電圧は、トルク電流制
御回路19の出力と、加算器22Aで加算されトルク電
流方向電圧指令値Vqrefを生成し、励磁電流方向成
分の電圧は、励磁電流制御回路20の出力と加算器22
Bで加算され励磁電流方向電圧指令値Vdrefを生成
する。更に、トルク電流方向電圧指令値Vqrefと、
励磁電流方向電圧指令値Vdrefとから、120°位
相差のU、V、Wの各相の電圧指令パターン信号(Vu
*、Vv*、Vw*)を生成して出力する2相/3相変換
器16が設けられている。
【0012】なお、3相/2相変換器15、2相/3相
変換器16は、夫々次の(1)式、(2)式で演算され
る。
【数5】 また、インバータ制御装置8は、Idref、Iqre
fと設定された二次抵抗R2から、すべり周波数指令値
ωs*を求め、速度検出器14からの速度検出値ωrと
から一次角周波数ω1*を演算して出力する一次角周波
数指令演算回路17を有し、一次角周波数指令演算回路
17からの一次角周波数ω1*は、積算器23により積
算され、3相/2相変換器15と2相/3相変換器16
へ、位相θとして出力される。また、位相θは位相計算
回路24の出力であるtan-1(Iqfb/Idfb)
と加算器22cで加算され、位相γとしてデッドバンド
補償器9u、9v、9wへ出力される。
【0013】図2のインバータ制御装置中、本発明の中
核部分を構成するチューニング処理は、実運転前の合成
抵抗、漏れインダクタンス測定動作をコントロールする
チューニング処理部25と、チューニング処理部25か
らの切替信号Cswにより実運転と定数測定動作を切替
えられるスイッチ回路13A、13B、13Cを設け
て、実運転前の定数測定時にはb端子側へ切替え、スイ
ッチ回路13Aではトルク電流方向電圧指令値Vqre
fは0に切替え、スイッチ回路13Bでは励磁電流方向
電圧指令値Vdrefは、チューニング処理部25で定
数測定用に設定したチューニング電圧指令値V_ref
に切替え、スイッチ回路13Cでは位相θを設定値(固
定値)に切替える処理を行う。従って、定数測定時のチ
ューニング処理部25の出力としては、スイッチ切替信
号Csw、定数測定用信号として設定されたチューニン
グ電圧指令値V ref、および同じ位相θhを出力
し、スイッチ13Cにより位相θに任意の固定値に設定
する処理を行う。また、電流振幅演算器26はトルク電
流帰還値Iqfbと励磁電流帰還値Idfbを入力とし
て、出力電流の振幅値I_fbを演算出力する。
【0014】図3において、27は平均値・位相演算
器、28はLPF、29はHPF、30は絶対値回路、
31は乗算器、32は減算器、33は正弦波発生器であ
る。同図において、平均値・位相差演算器27は、イン
バータ制御装置8からの定数測定時の信号V_ref、
I_fb、位相θhを入力して、両信号の位相差θ_d
ifと、各信号の絶対値の平均値V_ave、I_av
eを演算するものであり、直流分を除去するハイパスフ
ィルターHPF29A、29Bと、sin、cosを出
力する正弦波発生器33と、HPF29の出力とsin
θh、cosθhを乗算する乗算回路31A〜Dと、平
均値処理を行うローパスフィルタLPF28A〜Fと、
絶対値演算回路(ABS)30A、30Bと、位相計算
回路24B、24Cを有している。
【0015】以上の図1に示した電圧形インバータ1
と、図2に示したインバータ制御装置8と、図3に示し
た平均値・位相差演算器27による、定数測定処理の概
略は、先ず、図2に示すインバータ制御装置8におい
て、実運転前に、チューニング処理部25より切替信号
Cswによりスイッチ13A、13B、13Cを測定用
のb端子側へ切替えて、Vqrefは0に、Vdref
は定数測定用の電圧指令値V_refに、位相θは固定
値に設定して、定数測定時の電動機停止状態での電圧指
令パターン信号Vu*〜Vw*を出力して、図1に示す電
圧形インバータにより交流電動機2を駆動し、定数測定
時の一次電流Iu、Iv、Iwを検出する。定数測定用
電圧指令V_refと同位相θhと、電流振幅Ifbを
図3の平均値・位相差演算器27へ出力する。平均値・
位相差演算器27では、V_ref、θh、Ifb信号
より位相差θ_difと、平均値V_ave、I_av
eを演算し、定数演算器(図示していない)により合成
抵抗(R1+R2)、漏れインダクタンス(l1+l
2)を求めて記憶する。定数測定が終了したら、図2の
スイッチ13A、13B、13Cを切替え、実運転用の
a端子側に戻し、求めた電動機定数を用いて、図1に示
すインバータ1を制御し実運転を行うものである。
【0016】つぎに図5を参照して本発明の定数測定方
法について説明する。定数測定時(チューニング時)に
は、インバータ制御装置8のチューニング処理部25に
おいて、チューニング時に流す定数測定用の交流電流の
大きさと周波数fhを決める(S100)。この場合の
交流電流の大きさは、電圧形インバータ1と交流電動機
2の定格電流値を基に、例えば、2つの定格電流値のう
ち小さい方の50%〜100%程度とし、周波数fh
は、2π・fh ・M≫R2が成立する周波数とする。図
4(a)は交流電動機のT−1型等価回路であり、R
1、R2、l=l1+l2、Mはそれぞれ1次抵抗、2
次抵抗、漏れインダクタンス、相互インダクタンスであ
るが、定数測定用fhのように印加する運転周波数が高
いと、ωM≫R2となるので、Mには殆ど電流は流れず
等価回路は図4(b)のようになる。また、この時の電
圧と電流の位相差θ_difと、(R1+R2)、(l
1+l2)×2πfh、Z、の関係は図6のようにな
る。
【0017】次に、チューニング処理部25は、定数測
定時には切替信号Cswにより、スイッチ回路13Aで
はVqrefを0に、13Bではチューニング電圧指令
値V_refに、13Cでは位相θを固定値に設定する
(S101)。ここでV_ref=Vamp・sin
(2πfh・t)、であり、Vampの初期値は0とし
て測定運転を開始する。その後、電流検出値の絶対値の
平均値I_aveが、S100で決めた所定の電流値に
なるように、Vamp(V_refの振幅)を増加させ
る。そしてI_aveの値が所定値に達したら、平均値
・位相差演算器27内のLPF28A〜28Fの出力が
安定するまで、所定時間の経過を待つ(S102)。
【0018】なお、電流平均値I_aveは、図3に示
す平均値・位相差演算器27において、I_fb入力か
ら絶対値回路30Bと平均値処理回路LPF28Fによ
り演算している。V_aveは絶対値回路30AとLP
F28Eにより求めている。また、基本信号と各信号の
位相差θv´、θi´を位相計算回路24B、24Cの
出力として求め、その差θv´−θi´を減算器32出
力θ_difとして求めている。次に、求めた電圧平均
値V_ave、電流平均値I_ave、位相差θ_di
fの値をそれぞれメモリに保存して、運転を停止する
(S103)。この時の電圧指令V_refと、電流検
出値I_fbの変化の様子を図7に示す。図7(a)に
は、LPFの出力が時間tの経過と共に安定する様子
が、図7(b)にはその時のV_refとI_fbと位
相差θ_difの関係図が示されている。
【0019】V_ave、I_ave、θ_difが求
められたら、次の(3)式、(4)式、(5)式によ
り、
【数6】 (R1+R2)、(l1+l2)を求める(S10
4)。また、(3)式、(4)式、(5)式は、図6か
ら、回路のインピーダンスをZ=(V_ave/√3)
/I_ave、Zと実軸Reとのなす角をθ_difと
すれば、図示の関係から求められる。
【0020】以上の第1の実施の形態によれば、ここま
でVampの初期値を0として測定開始するように説明
したが、実際運転時には、流れる電流値を交流電動機の
V/f特性値から予測し、予めいくらかの値を設定し
て、そこから加減することにより時間短縮することも可
能である。また、図3において各信号の平均値V_av
e、I_aveをLPF28E、28Fによって求めて
いるが、移動平均によって求めてもよいし、V_av
e、位相θV´は、チューニング電圧指令値V_ref
の振幅、周波数、及びLPF28Eの時定数が自明なの
で、演算で求めることもできる。更に、チューニング電
圧指令値V_aveにオフセット値V_ref_ofs
を加えたものを電圧指令値とすると、オフセット分の電
圧は直流として出力されるので、この直流分から同時に
一次抵抗R1を求めることもできる。R1が求まれば、
(R1+R2)よりR2を求めることは容易である。ま
た、本実施の形態では、1種類の振幅、周波数の交流信
号V_refで合成抵抗、漏れインダクタンスを測定し
たが、複数の条件で測定を行い、測定結果の平均を取っ
たり、オフセット量の影響を避けるために差分量を用い
て演算する等しても本発明は実施できる。
【0021】次に、本発明の第2の実施の形態について
図を参照して説明する。図8は本発明の第2の実施の形
態に係る電圧形インバータの動作のフローチャートであ
る。図9は図8に示す電圧形インバータのオン電圧降下
量を示す図である。図10は図8に示すオン電圧降下量
による補正処理の説明図である。第1の実施の形態で
は、パワー半導体素子の電圧降下の補正を行っていない
ために、測定したV_ave、θ_difに誤差が生じ
る場合があるので、第2の実施の形態では、V_ave
とθ_difの値の補正手段(図示していない)を平均
値・位相差演算器27内に設けて、図8に示すように、
第1の実施の形態の処理に、S105、S106の補正
処理を追加している。
【0022】なお、図8において、S100〜S104
の処理は第1の実施の形態そのままなので、重複する説
明は省略する。先ず、S100〜S103の処理により
測定したV_aveの補正を行う(S105)。具体的
には、測定交流電流のピーク値Ipkを電流の平均値×
π/2として、電流の位相がθ_difの時の瞬時電流
値をIpk×sinθ_dif、として求める。次に、
各電流値でのパワー半導体素子のオン電圧降下量の平均
値Von_aveを次の(6)式で演算し、V_ave
からVon_aveを減じて、新たなV_aveとす
る。
【0023】 Von_ave=(A+B)/2×(90−θ_dif)/90 …(6) 但し、A=2/3×[Von(Ipk)+Von(Ip
k/2)] B=2/3×[Von(Ipk×sinθ_dif)+
Von(Ipk/2×sinθ_dif)] なお、Von(I)は、電流Iが流れている時のパワー
半導体素子のオン電圧降下量を示し、図9に示すように
スイッチング素子による降下量とダイオードによる降下
量との平均値として求め、電流Iの関数として平均値・
位相演算器27に内蔵されている。
【0024】次に、位相差θ_difの補正を行う(S
106)。具体的には、位相補正量θcmpを次の
(7)式で演算し、θ_difにθcmpを加算して新
たなθ_difとする。 θ_dif=K×4/3×Von(Ipk) /V_ave×θ_dif/90 …(7) なお、(7)式中のKは、電圧指令値V_aveとピー
ク電流値Ipkの時のオン電圧降下量4/3×Von
(Ipk)との比で決定される、位相角度の補正のため
の比例係数である。
【0025】上の(6)式、(7)式の、(90−θ_
dif)/90、とθ_dif/90は、パワー半導体
素子のオン電圧降下の影響が平均することで相殺される
残りの部分を位相90°単位で平均していることを示し
ている。図10にこの関係を示している。図10(a)
のA1とA2、図10(b)のB1とB2の領域での影
響は相殺されること、A1の領域はθ_difと一致す
ること、B1の領域は90−θ_difと一致すること
が分かる。また、図10(a)から分かるように、電流
0付近の電圧誤差の影響は相殺されてしまうために、微
小電流でのオン電圧降下量の特性を知る必要が無く、オ
ン電圧分の影響を補正することが可能になる。最後に、
S104でオン電圧量により補正された制御定数を演算
して、測定を終了する(S104)。
【0026】このように本発明によれば、測定した合成
抵抗、漏れインダクタンス測定値と、事前に設定された
1次抵抗R1の値から、R2及び(l=l1+l2)を
求め、一次角周波数演算回路17と、電圧指令補償回路
21に設定して、実運転時にはスイッチ回路13A〜1
3Cをa端子側に戻し切替えることで、測定した抵抗、
漏れインダクタンス等の制御定数によって、ベクトル制
御を行うことができる。また、ここまでは実施対象を速
度検出器付きの誘導電動機により説明したが、速度検出
器無しの誘導電動機や、同期機を用いても適用可能であ
る。すなわち、速度検出器の代りに速度推定器や速度指
令値から周波数指令を作成したり、すべり周波数指令値
ωs*の補償をしない等で実施可能であり、速度推定器
に測定した抵抗、漏れインダクタンスの制御定数を設定
することもできる。なお、本発明により開示された合成
抵抗、漏れインダクタンス測定方法は、実運転時の制御
方法が異なっても、何等問題なく使用できることは言う
までもない。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
合成抵抗(R1+R2)、漏れインダクタンス(l=l
1+l2)等の制御定数を測定する場合に、インバータ
の出力電圧検出器が不要で、且つ、電動機を停止した状
態で合成抵抗及び漏れインダクタンスの測定演算が可能
であって、特に、パワー半導体素子のオン電圧降下の影
響を電圧指令の平均値V_ave、及び電圧指令と出力
電流の位相差θ_difに補正することで、制御周期毎
のオン電圧降下の瞬時補正、精度を考慮したパワー素子
のオン電圧降下特性の設定なしでも、簡単に高精度な制
御定数の測定演算が可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る電圧形インバ
ータの回路構成図である。
【図2】図1に示すインバータ制御装置の詳細回路図で
ある。
【図3】図1に示す平均値・位相差演算器の詳細回路図
である。
【図4】図1に示す交流電動機の等価回路図である。
【図5】図1に示す電圧形インバータの動作のフローチ
ャートである。
【図6】図4に示す等価回路のインピーダンスのベクト
ル図である。
【図7】図3に示す平均値・位相差演算器の電圧指令値
・電流検出値のタイムチャートである。
【図8】本発明の第2の実施の形態に係る電圧形インバ
ータの動作のフローチャートである。
【図9】図8に示す電圧形インバータのオン電圧降下量
を示す図である。
【図10】図8に示すオン電圧降下量による補正処理の
説明図である。
【図11】従来の交流電動機の定数測定装置の構成図で
ある。
【符号の説明】
1 電圧形インバータ 2 交流電動機 3 電流検出器 4 比較器 5 発振器 6 加算器 7 ゲート回路 8 インバータ制御装置 9 デッドバンド補償器 10 直流電源 11 速度指令回路 12 励磁電流指令回路 13 スイッチ回路 14 速度検出器 15 3相/2相変換器 16 2相/3相変換器 17 一次角周波数演算回路 18 速度制御回路 19 トルク電流制御回路 20 励磁電流制御回路 21 電圧指令補償回路 22 加算器 23 積算器 24 位相計算器 25 チューニング処理部 26 電流振幅演算器 27 平均値・位相演算器 28 LPF 29 HPF 30 絶対値回路 31 乗算器 32 減算器 33 正弦波発生器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H576 BB06 BB07 CC01 DD02 DD04 DD05 DD07 EE01 EE11 FF05 GG02 GG04 HA02 HB02 JJ03 JJ04 JJ17 JJ26 KK06 LL01 LL22 LL29 LL40

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 出力電圧の大きさ、周波数および位相の
    制御が可能なパワー半導体素子から構成される電力変換
    器を介して供給される一次電流を、該交流電動機の磁束
    と平行な成分(励磁電流)とこれに直交する成分(トル
    ク電流)とに分離して各々を独立に調整し、交流電動機
    の各相に流れる出力電流を検出する電流検出器を有する
    交流電動機の定数測定方法において、 インバータ装置は前記交流電動機の回転を停止させた状
    態で、正弦波発生器により交番磁束が発生するように電
    圧位相を予め設定された任意の値に固定し、周波数fh
    の正弦波の電圧指令を与え、電圧指令値は出力電流の大
    きさが所定値になるように調整した後、所定時間経過後
    に前記電圧指令の絶対値の平均値V_aveおよび出力
    電流の絶対値の平均値I_aveおよび前記電圧指令と
    出力電流の位相差θ_difを測定し、前記V_ave
    とI_aveとの比のcos成分から一次および二次の
    合成抵抗(R1+R2)を演算測定し、前記V_ave
    とI_aveとの比のsin成分から演算測定するか、
    または次式、 【数1】 より、漏れインダクタンスl=l1+l2を演算測定す
    ることを特徴とする交流電動機の定数測定方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の交流電動機の定数測定
    方法において、 出力電圧誤差のうち少なくともバワー半導体素子のオン
    電圧降下による振幅および位相差誤差を、測定した電圧
    指令の絶対値の平均値V_aveおよび電圧指令と出力
    電流の位相差θ_difに補正した後、一次および二次
    の合成抵抗(R1+R2)と漏れインダクタンスl=l
    1+l2を演算測定することを特徴とする交流電動機の
    定数測定方法。
  3. 【請求項3】 出力電圧の大きさ、周波数および位相の
    制御が可能なパワー半導体素子から構成される電力変換
    器を介して供給される一次電流を、該交流電動機の磁束
    と平行な成分(励磁電流)とこれに直交する成分(トル
    ク電流)とに分離して各々を独立に調整し、交流電動機
    の各相に流れる出力電流を検出する電流検出器を有する
    交流電動機の制御装置において、 インバータ装置は、前記交流電動機の回転を停止させた
    状態で、正弦波発生器により交番磁束が発生するように
    電圧位相を予め設定された任意の値に固定し、周波数f
    hの正弦波の電圧指令を与える手段と、電圧指令値は出
    力電流の大きさが所定値になるように調整した後、所定
    時間経過後に前記電圧指令の絶対値の平均値V_ave
    および出力電流の絶対値の平均値I_aveおよび前記
    電圧指令と出力電流の位相差θ_difを測定する手段
    を具備し、前記V_aveとI_aveとの比のcos
    成分から一次および二次の合成抵抗(R1+R2)を演
    算測定し、前記V_aveとI_aveとの比のsin
    成分から演算測定するか、あるいは次式、 【数2】 より漏れインダクタンスl=l1+l2を演算測定する
    ことを特徴とする交流電動機の制御装置。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の交流電動機の制御装置
    において、 出力電圧誤差のうち少なくともパワー半導体素子のオン
    電圧降下による振幅および位相差誤差を、測定した電圧
    指令の絶対値の平均値V_aveおよび電圧指令と出力
    電流の位相差θ_difに補正する手段を具備し、これ
    ら補正したV_aveおよびθ_aveを用いて一次お
    よび二次の合成抵抗(R1+R2)と漏れインダクタン
    スl=l1+l2を演算測定し、これらの測定値を基に
    交流電動機を制御することを特徴とする交流電動機の制
    御装置。
JP2002076735A 2002-03-19 2002-03-19 交流電動機の定数測定方法および制御装置 Expired - Fee Related JP3959617B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002076735A JP3959617B2 (ja) 2002-03-19 2002-03-19 交流電動機の定数測定方法および制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002076735A JP3959617B2 (ja) 2002-03-19 2002-03-19 交流電動機の定数測定方法および制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003284398A true JP2003284398A (ja) 2003-10-03
JP3959617B2 JP3959617B2 (ja) 2007-08-15

Family

ID=29227811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002076735A Expired - Fee Related JP3959617B2 (ja) 2002-03-19 2002-03-19 交流電動機の定数測定方法および制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3959617B2 (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7218282B2 (en) 2003-04-28 2007-05-15 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Antenna device
WO2009078216A1 (ja) * 2007-12-18 2009-06-25 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki 誘導電動機制御装置及びその電動機定数測定演算方法
JP2010045914A (ja) * 2008-08-12 2010-02-25 Sinfonia Technology Co Ltd 同期モータ駆動制御装置
US7852022B2 (en) * 2007-01-12 2010-12-14 Mitsubishi Electric Corporation Control apparatus for electric car
JP2015204651A (ja) * 2014-04-11 2015-11-16 株式会社明電舎 誘導電動機の制御装置および制御方法
US9335356B2 (en) 2010-12-06 2016-05-10 Mitsubishi Electric Corporation Inductance measuring device and measuring method for synchronous motor
WO2019111728A1 (ja) * 2017-12-06 2019-06-13 日本電産株式会社 コントローラ、当該コントローラを有するモータ制御システム、および当該モータ制御システムを有する電動パワーステアリングシステム
WO2019111730A1 (ja) * 2017-12-06 2019-06-13 日本電産株式会社 コントローラ、当該コントローラを有するモータ制御システム、および当該モータ制御システムを有する電動パワーステアリングシステム
KR20210102643A (ko) * 2020-02-12 2021-08-20 엘에스일렉트릭(주) 전동기 제정수 추정 장치

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7218282B2 (en) 2003-04-28 2007-05-15 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Antenna device
US7852022B2 (en) * 2007-01-12 2010-12-14 Mitsubishi Electric Corporation Control apparatus for electric car
WO2009078216A1 (ja) * 2007-12-18 2009-06-25 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki 誘導電動機制御装置及びその電動機定数測定演算方法
JP5146925B2 (ja) * 2007-12-18 2013-02-20 株式会社安川電機 誘導電動機制御装置及びその電動機定数測定演算方法
JP2010045914A (ja) * 2008-08-12 2010-02-25 Sinfonia Technology Co Ltd 同期モータ駆動制御装置
US9335356B2 (en) 2010-12-06 2016-05-10 Mitsubishi Electric Corporation Inductance measuring device and measuring method for synchronous motor
JP2015204651A (ja) * 2014-04-11 2015-11-16 株式会社明電舎 誘導電動機の制御装置および制御方法
WO2019111730A1 (ja) * 2017-12-06 2019-06-13 日本電産株式会社 コントローラ、当該コントローラを有するモータ制御システム、および当該モータ制御システムを有する電動パワーステアリングシステム
WO2019111728A1 (ja) * 2017-12-06 2019-06-13 日本電産株式会社 コントローラ、当該コントローラを有するモータ制御システム、および当該モータ制御システムを有する電動パワーステアリングシステム
CN111344945A (zh) * 2017-12-06 2020-06-26 日本电产株式会社 控制器、具有该控制器的马达控制***以及具有该马达控制***的电动助力转向***
CN111344943A (zh) * 2017-12-06 2020-06-26 日本电产株式会社 控制器、具有该控制器的马达控制***以及具有该马达控制***的电动助力转向***
JPWO2019111730A1 (ja) * 2017-12-06 2020-11-26 日本電産株式会社 コントローラ、当該コントローラを有するモータ制御システム、および当該モータ制御システムを有する電動パワーステアリングシステム
US11271503B2 (en) 2017-12-06 2022-03-08 Nidec Corporation Controller, motor control system having the controller, and electric power steering system having the motor control system
CN111344943B (zh) * 2017-12-06 2023-11-03 日本电产株式会社 控制器、具有该控制器的马达控制***以及具有该马达控制***的电动助力转向***
KR20210102643A (ko) * 2020-02-12 2021-08-20 엘에스일렉트릭(주) 전동기 제정수 추정 장치
KR102414478B1 (ko) * 2020-02-12 2022-06-28 엘에스일렉트릭(주) 전동기 제정수 추정 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP3959617B2 (ja) 2007-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3611492B2 (ja) インバータの制御方法および装置
US8988027B2 (en) Motor control apparatus and motor control method
US7800337B2 (en) Control apparatus for AC rotary machine and method for measuring electrical constant of AC rotary machine using the control apparatus
US10498283B2 (en) Motor drive device
JP2004112898A (ja) 位置センサレスモータ制御方法および装置
JP2008167568A (ja) 永久磁石モータのビートレス制御装置
WO2016121237A1 (ja) インバータ制御装置及びモータ駆動システム
US7423401B2 (en) AC rotary machine constant measuring apparatus for measuring constants of stationary AC rotary machine
US20050253550A1 (en) Leakage inductance saturation compensation for a slip control technique of a motor drive
JP3832443B2 (ja) 交流電動機の制御装置
JP4377091B2 (ja) インバータ装置、及びその交流電流検出方法
JP3959617B2 (ja) 交流電動機の定数測定方法および制御装置
JP3284602B2 (ja) 交流電動機の定数測定方法及び制御装置
JP2008206330A (ja) 同期電動機の磁極位置推定装置および磁極位置推定方法
JP2929344B2 (ja) 電動機定数測定方法及びその装置
JP3771239B2 (ja) 誘導電動機制御装置
KR102409792B1 (ko) 영구 자석 동기 전동기의 제어 장치, 마이크로 컴퓨터, 전동기 시스템 및 영구 자석 동기 전동기의 운전 방법
US11456691B2 (en) Inverter control device
JP2018125955A (ja) モータ制御装置
JP2004135407A (ja) 交流電動機の制御装置
JP4803413B2 (ja) 交流電動機のインバータ装置
JP7226211B2 (ja) インバータ装置及びインバータ装置の制御方法
JP3849857B2 (ja) 交流電動機の抵抗測定方法
JP2003259698A (ja) 三相電流検出器のゲイン補正方法
JP2000342000A (ja) 誘導電動機の制御装置およびその制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050228

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20060324

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060802

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060809

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061005

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070418

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070501

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3959617

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100525

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110525

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130525

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140525

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees