JP3508982B2 - 交流電動機制御装置 - Google Patents
交流電動機制御装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，交流電動機を駆動
するインバータの制御に関するもので，特に始動を滑ら
かにするものである。
するインバータの制御に関するもので，特に始動を滑ら
かにするものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術を図３，図４，図５に基づい
て説明をする。まず図３について説明する。第１制御装
置４０は電圧指令Ｖｃを電力変換器１に出力し，電力変
換器１は交流電動機２に指令Ｖｃ通りの電圧を印加す
る。加減速度制限器３は，角周波数指令ωｃを入力し，
加減速度を制限してそれに追従するように角周波数ωｍ
を出力する。例えば、ωｃがステップ的に変化しても出
力ωｍは制限された傾きで斜めに変化するようになる。
電圧大きさ指令発生器４は，角周波数ωｍを入力し例え
ばそれに比例させた電圧大きさ指令Ｖｍを出力する。積
分器５は角周波数ωｍを積分して電圧位相θｖを出力す
る。ベクトル変換器は，大きさが前記電圧大きさ指令Ｖ
ｍで位相が前記電圧位相θｖである電圧指令Ｖｃを求め
て出力する。以上の構成で，交流電動機２は角周波数指
令ωｃ相当の回転数で回転することになる。
て説明をする。まず図３について説明する。第１制御装
置４０は電圧指令Ｖｃを電力変換器１に出力し，電力変
換器１は交流電動機２に指令Ｖｃ通りの電圧を印加す
る。加減速度制限器３は，角周波数指令ωｃを入力し，
加減速度を制限してそれに追従するように角周波数ωｍ
を出力する。例えば、ωｃがステップ的に変化しても出
力ωｍは制限された傾きで斜めに変化するようになる。
電圧大きさ指令発生器４は，角周波数ωｍを入力し例え
ばそれに比例させた電圧大きさ指令Ｖｍを出力する。積
分器５は角周波数ωｍを積分して電圧位相θｖを出力す
る。ベクトル変換器は，大きさが前記電圧大きさ指令Ｖ
ｍで位相が前記電圧位相θｖである電圧指令Ｖｃを求め
て出力する。以上の構成で，交流電動機２は角周波数指
令ωｃ相当の回転数で回転することになる。
【０００３】次に図４について説明する。第２制御装置
４１は電圧指令Ｖｃを電力変換器１に出力し，電力変換
器１は交流電動機２に指令Ｖｃ通りの電圧を印加する。
電流検出器１４は電動機２の入力電流ベクトルｉを検出
し，電圧検出手段１５は入力電圧ベクトルｖを検出また
は推定する。磁束演算器１３は，電流検出器１４と電圧
検出手段１５との出力より積分演算で電動機２の回転子
の磁束ベクトルφを演算し出力する。トルク演算器１２
は，磁束演算器１３の出力のφと電流検出器１４出力の
ｉより，電動機２の出力トルクＴを演算して出力する。
トルク磁束制御器１１は，磁束演算器１３の出力のφの
大きさとトルク演算器１２出力のトルクＴがそれらの指
令値の磁束指令φｃとトルク指令Ｔｃに追従するような
電圧指令Ｖｃを求めて出力する。以上の構成で，交流電
動機２は磁束指令φｃの大きさの磁束状態でトルク指令
Ｔｃ通りのトルクを出力するようになる。
４１は電圧指令Ｖｃを電力変換器１に出力し，電力変換
器１は交流電動機２に指令Ｖｃ通りの電圧を印加する。
電流検出器１４は電動機２の入力電流ベクトルｉを検出
し，電圧検出手段１５は入力電圧ベクトルｖを検出また
は推定する。磁束演算器１３は，電流検出器１４と電圧
検出手段１５との出力より積分演算で電動機２の回転子
の磁束ベクトルφを演算し出力する。トルク演算器１２
は，磁束演算器１３の出力のφと電流検出器１４出力の
ｉより，電動機２の出力トルクＴを演算して出力する。
トルク磁束制御器１１は，磁束演算器１３の出力のφの
大きさとトルク演算器１２出力のトルクＴがそれらの指
令値の磁束指令φｃとトルク指令Ｔｃに追従するような
電圧指令Ｖｃを求めて出力する。以上の構成で，交流電
動機２は磁束指令φｃの大きさの磁束状態でトルク指令
Ｔｃ通りのトルクを出力するようになる。
【０００４】最後に図５について説明する。第３制御装
置４２は電圧指令Ｖｃを電力変換器１に出力し，電力変
換器１は交流電動機２に指令Ｖｃ通りの電圧を印加す
る。電流指令変換器２１は，トルク指令Ｔｃと磁束指令
φｃに相当する電流指令ベクトルｉｃを出力する。周波
数指令変換器２６はトルク指令Ｔｃと磁束指令φｃと速
度検出器２７の出力の電動機２の回転角周波数ωｒとを
入力して回転子磁束の回転角周波数指令ωc を出力す
る。積分器２５は，回転子磁束の回転角周波数指令ωc
を時間積分して，回転子磁束の位相θを求める。周波数
指令変換器２６と積分器２５が磁束の位相を求める位相
演算手段２８となる。回転座標変換２４は，電流検出器
１４の出力のｉを回転子磁束の位相θの逆位相で回転座
標変換をして磁束と同期した座標上の電流ベクトルｉｘ
を出力する。電流制御器２２は，電流指令ベクトルｉｃ
にｉｘが追従するような電圧指令ベクトルＶｘを求めて
出力する。回転座標変換２３は，回転子磁束の位相θで
Ｖｘを回転座標変換して静止座標上の電圧指令ベクトル
Ｖｃを出力する。以上の構成で，交流電動機２は磁束指
令φｃの大きさの磁束状態でトルク指令Ｔｃ通りのトル
クを出力するようになる。
置４２は電圧指令Ｖｃを電力変換器１に出力し，電力変
換器１は交流電動機２に指令Ｖｃ通りの電圧を印加す
る。電流指令変換器２１は，トルク指令Ｔｃと磁束指令
φｃに相当する電流指令ベクトルｉｃを出力する。周波
数指令変換器２６はトルク指令Ｔｃと磁束指令φｃと速
度検出器２７の出力の電動機２の回転角周波数ωｒとを
入力して回転子磁束の回転角周波数指令ωc を出力す
る。積分器２５は，回転子磁束の回転角周波数指令ωc
を時間積分して，回転子磁束の位相θを求める。周波数
指令変換器２６と積分器２５が磁束の位相を求める位相
演算手段２８となる。回転座標変換２４は，電流検出器
１４の出力のｉを回転子磁束の位相θの逆位相で回転座
標変換をして磁束と同期した座標上の電流ベクトルｉｘ
を出力する。電流制御器２２は，電流指令ベクトルｉｃ
にｉｘが追従するような電圧指令ベクトルＶｘを求めて
出力する。回転座標変換２３は，回転子磁束の位相θで
Ｖｘを回転座標変換して静止座標上の電圧指令ベクトル
Ｖｃを出力する。以上の構成で，交流電動機２は磁束指
令φｃの大きさの磁束状態でトルク指令Ｔｃ通りのトル
クを出力するようになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図３における従来技術
では，加減速制限器３や積分器５を具備しており，これ
らはその性質上それぞれの初期値ω０とθ０を必要とす
る。しかしそれらの初期値を得ることが困難なため，ω
０＝θ０＝０としている。よって第１制御装置の始動時
点においては，角周波数ωｍは必ず初期値ω０の値の０
の値から立ち上がることになる。もし電動機２が回転し
ている状態での始動においても角周波数ωｍは０から立
ち上がるので，電動機２が誘導電動機の場合はωｍ相当
まで急減速から再度加速することになり危険である。ま
た電動機２が同期電動機の場合は，同期状態とならず脱
調状態となってしまう。また電圧位相θｖの初期値にお
いても磁束の位相に合った電圧位相と必ずしもならない
ので過電流となる可能性がある。
では，加減速制限器３や積分器５を具備しており，これ
らはその性質上それぞれの初期値ω０とθ０を必要とす
る。しかしそれらの初期値を得ることが困難なため，ω
０＝θ０＝０としている。よって第１制御装置の始動時
点においては，角周波数ωｍは必ず初期値ω０の値の０
の値から立ち上がることになる。もし電動機２が回転し
ている状態での始動においても角周波数ωｍは０から立
ち上がるので，電動機２が誘導電動機の場合はωｍ相当
まで急減速から再度加速することになり危険である。ま
た電動機２が同期電動機の場合は，同期状態とならず脱
調状態となってしまう。また電圧位相θｖの初期値にお
いても磁束の位相に合った電圧位相と必ずしもならない
ので過電流となる可能性がある。
【０００６】図４における従来技術では，磁束演算器１
３を具備しており，これは前述したように積分演算で磁
束を求めているので磁束の大きさの初期値φ０と磁束の
位相θ０を必要とする。しかしその初期値を得ることが
困難なため，φ０＝０としている。しかし電動機２が同
期電動機の場合は，回転子の磁束は必ず存在するし，電
動機２が誘導電動機の場合でも残留磁束が存在すること
がある。よって磁束演算の初期値を間違うことになるの
で，間違った磁束演算をすることになり，それによって
トルクを演算しているので，トルク指令通りの出力トル
クが得られないことになる。
３を具備しており，これは前述したように積分演算で磁
束を求めているので磁束の大きさの初期値φ０と磁束の
位相θ０を必要とする。しかしその初期値を得ることが
困難なため，φ０＝０としている。しかし電動機２が同
期電動機の場合は，回転子の磁束は必ず存在するし，電
動機２が誘導電動機の場合でも残留磁束が存在すること
がある。よって磁束演算の初期値を間違うことになるの
で，間違った磁束演算をすることになり，それによって
トルクを演算しているので，トルク指令通りの出力トル
クが得られないことになる。
【０００７】図５における従来技術では，位相演算手段
２８の中の積分器２５を具備しており，初期値θ０を必
要とする。しかしその初期値を得ることが困難なため，
θ０＝０としている。しかし回転子の磁束の位相が０か
ら始まることは希であるため位相演算手段２８の出力の
磁束位相θは誤差を含むようになる。よって，トルク指
令通りの出力トルクが得られないことになる。本発明は
上述した点に鑑みて創案されたもので，その目的とする
ところは，各種制御装置内の初期値を提供し，問題のな
い制御装置の始動を可能とすることにある。
２８の中の積分器２５を具備しており，初期値θ０を必
要とする。しかしその初期値を得ることが困難なため，
θ０＝０としている。しかし回転子の磁束の位相が０か
ら始まることは希であるため位相演算手段２８の出力の
磁束位相θは誤差を含むようになる。よって，トルク指
令通りの出力トルクが得られないことになる。本発明は
上述した点に鑑みて創案されたもので，その目的とする
ところは，各種制御装置内の初期値を提供し，問題のな
い制御装置の始動を可能とすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の問題点を解決する
ために本発明は，請求項１において，交流電動機に電力
を供給し始めてからの微少時間は，前記電動機の入力電
流が零またはそれに近い値となるように前記電力変換器
を制御する微少電流制御手段と，前記微少期間において
前記電動機の入力の電圧ベクトルを検出または推定する
電圧検出手段と，前記電圧検出手段の出力の電圧ベクト
ルより前記電動機の回転子の磁束の大きさと位相と回転
角周波数を推定演算する第１磁束推定手段とを具備し，
前記第１磁束推定手段の出力を、前記交流電動機制御装
置内で前記交流電動機の状態変数を演算又は出力する数
値の初期値とする。
ために本発明は，請求項１において，交流電動機に電力
を供給し始めてからの微少時間は，前記電動機の入力電
流が零またはそれに近い値となるように前記電力変換器
を制御する微少電流制御手段と，前記微少期間において
前記電動機の入力の電圧ベクトルを検出または推定する
電圧検出手段と，前記電圧検出手段の出力の電圧ベクト
ルより前記電動機の回転子の磁束の大きさと位相と回転
角周波数を推定演算する第１磁束推定手段とを具備し，
前記第１磁束推定手段の出力を、前記交流電動機制御装
置内で前記交流電動機の状態変数を演算又は出力する数
値の初期値とする。
【０００９】また請求項２において，交流電動機に電力
を供給し始めてからの微少時間は，前記電動機の入力電
流が零またはそれに近い値となるように前記電力変換器
を制御する微少電流制御手段と，前記微少期間において
前記電圧検出手段の出力の電圧ベクトルを時間積分演算
する電圧積分手段と，前記電圧積分手段の出力の電圧積
分ベクトルより前記電動機の回転子の磁束の大きさと位
相と回転角周波数を推定演算する第２磁束推定手段とを
具備し，前記第２磁束推定手段の出力を、前記交流電動
機制御装置内で前記交流電動機の状態変数を演算又は出
力する数値の初期値とする。
を供給し始めてからの微少時間は，前記電動機の入力電
流が零またはそれに近い値となるように前記電力変換器
を制御する微少電流制御手段と，前記微少期間において
前記電圧検出手段の出力の電圧ベクトルを時間積分演算
する電圧積分手段と，前記電圧積分手段の出力の電圧積
分ベクトルより前記電動機の回転子の磁束の大きさと位
相と回転角周波数を推定演算する第２磁束推定手段とを
具備し，前記第２磁束推定手段の出力を、前記交流電動
機制御装置内で前記交流電動機の状態変数を演算又は出
力する数値の初期値とする。
【００１０】また請求項３において，前記電動機の入力
電流が零またはそれに近い微少の大きさの直流となるよ
うに前記電力変換器を制御する微少電流制御手段を具備
する。
電流が零またはそれに近い微少の大きさの直流となるよ
うに前記電力変換器を制御する微少電流制御手段を具備
する。
【００１１】請求項４において，前記第１磁束推定手段
または第２磁束推定手段の出力を，前記微少時間直後に
前記電動機に印加する電圧の周波数と位相の初期値とす
ることを特徴とする。
または第２磁束推定手段の出力を，前記微少時間直後に
前記電動機に印加する電圧の周波数と位相の初期値とす
ることを特徴とする。
【００１２】請求項５において，前記電動機の回転子の
磁束を演算する磁束演算手段を具備し，前記磁束演算手
段の初期値として前記第１磁束推定手段または第２磁束
推定手段の出力を前記微少時間直後に用いることを特徴
とする。
磁束を演算する磁束演算手段を具備し，前記磁束演算手
段の初期値として前記第１磁束推定手段または第２磁束
推定手段の出力を前記微少時間直後に用いることを特徴
とする。
【００１３】請求項６において，前記電動機のトルク指
令と磁束指令とに基づいて磁束の周波数指令を作り，該
周波数指令を積分することにより前記回転子の磁束の位
相を求める位相演算手段を具備し，前記位相演算手段の
初期値として前記第１磁束推定手段または第２磁束推定
手段の出力の磁束の位相を前記微少時間直後に用いるこ
とを特徴とする。
令と磁束指令とに基づいて磁束の周波数指令を作り，該
周波数指令を積分することにより前記回転子の磁束の位
相を求める位相演算手段を具備し，前記位相演算手段の
初期値として前記第１磁束推定手段または第２磁束推定
手段の出力の磁束の位相を前記微少時間直後に用いるこ
とを特徴とする。
【００１４】請求項７において，前記微少期間内の任意
の２つの時点の前記電圧検出手段の出力の電圧ベクトル
をＶ１，Ｖ２とし，Ｖ１とＶ２の位相差を前記Ｖ１検出
時点からＶ２検出時点までの経過時間で除することによ
り二次側の磁束の回転角周波数を求め，Ｖ１またはＶ２
の大きさ，またはＶ１とＶ２の大きさの平均値を前記回
転角周波数で除することにより回転子の磁束の大きさを
求め，Ｖ２の位相より９０度だけ前記回転角周波数と逆
の方向に回転させた位相をＶ２の時点の回転子の磁束の
位相とする第１磁束推定手段を具備する。
の２つの時点の前記電圧検出手段の出力の電圧ベクトル
をＶ１，Ｖ２とし，Ｖ１とＶ２の位相差を前記Ｖ１検出
時点からＶ２検出時点までの経過時間で除することによ
り二次側の磁束の回転角周波数を求め，Ｖ１またはＶ２
の大きさ，またはＶ１とＶ２の大きさの平均値を前記回
転角周波数で除することにより回転子の磁束の大きさを
求め，Ｖ２の位相より９０度だけ前記回転角周波数と逆
の方向に回転させた位相をＶ２の時点の回転子の磁束の
位相とする第１磁束推定手段を具備する。
【００１５】請求項８において，前記微少期間内の任意
の３つの時点の前記電圧積分手段の出力の電圧積分ベク
トルをＦ１，Ｆ２，Ｆ３とし，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を通る
円の中心Ｆ０を求め，Ｆ１−Ｆ０とＦ３−Ｆ０との位相
差をＦ１検出時点からＦ３検出時点までの時間で除する
ことにより回転子の磁束の回転角周波数を求め，Ｆ３−
Ｆ０の位相をＦ３検出時点の回転子の磁束の位相とし，
Ｆ３−Ｆ０の大きさをＦ３検出時点の回転子の磁束の大
きさとする第２磁束推定手段を具備する。
の３つの時点の前記電圧積分手段の出力の電圧積分ベク
トルをＦ１，Ｆ２，Ｆ３とし，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を通る
円の中心Ｆ０を求め，Ｆ１−Ｆ０とＦ３−Ｆ０との位相
差をＦ１検出時点からＦ３検出時点までの時間で除する
ことにより回転子の磁束の回転角周波数を求め，Ｆ３−
Ｆ０の位相をＦ３検出時点の回転子の磁束の位相とし，
Ｆ３−Ｆ０の大きさをＦ３検出時点の回転子の磁束の大
きさとする第２磁束推定手段を具備する。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１，図２に発明の実施例を示
し，これらの図に従って説明する。図１において，始動
関連信号発生器５５は始動ＯＮで１となり始動ＯＦＦで
０となる電力変換器始動信号Ｓ０と，始動ＯＮ後の微少
時間だけ１となる微少時間信号Ｓ１と始動ＯＮ後の微少
時間経過後に１となる制御器始動信号Ｓ２を出力する。
し，これらの図に従って説明する。図１において，始動
関連信号発生器５５は始動ＯＮで１となり始動ＯＦＦで
０となる電力変換器始動信号Ｓ０と，始動ＯＮ後の微少
時間だけ１となる微少時間信号Ｓ１と始動ＯＮ後の微少
時間経過後に１となる制御器始動信号Ｓ２を出力する。
【００１７】電力変換器１は前記電力変換器始動信号Ｓ
０が１となっている状態の時に交流電動機２に指令Ｖｃ
通りの電圧を印加する。スイッチ５４は，前記微少時間
信号Ｓ１が０の時は，第１制御装置４０または第２制御
装置４１または第３制御装置４２の出力の電圧指令Ｖｃ
１を選択しＶｃ０として電力変換器１に出力する。一方
前記微少時間信号Ｓ１が１の時は，微少電流制御手段５
１の出力の電圧指令Ｖｃ２を選択しＶｃ０として電力変
換器１に出力する。
０が１となっている状態の時に交流電動機２に指令Ｖｃ
通りの電圧を印加する。スイッチ５４は，前記微少時間
信号Ｓ１が０の時は，第１制御装置４０または第２制御
装置４１または第３制御装置４２の出力の電圧指令Ｖｃ
１を選択しＶｃ０として電力変換器１に出力する。一方
前記微少時間信号Ｓ１が１の時は，微少電流制御手段５
１の出力の電圧指令Ｖｃ２を選択しＶｃ０として電力変
換器１に出力する。
【００１８】微少電流制御手段５１は，電流検出器１４
の出力の電動機２の入力電流ベクトルｉが零またはそれ
に近い微少の大きさの直流となるような電圧指令Ｖｃ２
を出力する。
の出力の電動機２の入力電流ベクトルｉが零またはそれ
に近い微少の大きさの直流となるような電圧指令Ｖｃ２
を出力する。
【００１９】第１磁束推定手段５３は，前記微少時間信
号Ｓ１が１の時の任意の２つの時点において電圧検出手
段１５の出力の電圧ベクトルｖを入力し，それらをＶ
１，Ｖ２とし，Ｖ１とＶ２の位相差をＶ１検出時点から
Ｖ２検出時点までの経過時間で除することにより回転子
の磁束の回転角周波数ω０を求め，Ｖ１またはＶ２の大
きさ，またはＶ１とＶ２の大きさの平均値を前記回転角
周波数で除することにより回転子の磁束の大きさφ０を
求め，Ｖ２の位相より９０度だけ前記回転角周波数と逆
の方向に回転させた位相θ０を求め，前記ω０，φ０，
θ０を出力する。
号Ｓ１が１の時の任意の２つの時点において電圧検出手
段１５の出力の電圧ベクトルｖを入力し，それらをＶ
１，Ｖ２とし，Ｖ１とＶ２の位相差をＶ１検出時点から
Ｖ２検出時点までの経過時間で除することにより回転子
の磁束の回転角周波数ω０を求め，Ｖ１またはＶ２の大
きさ，またはＶ１とＶ２の大きさの平均値を前記回転角
周波数で除することにより回転子の磁束の大きさφ０を
求め，Ｖ２の位相より９０度だけ前記回転角周波数と逆
の方向に回転させた位相θ０を求め，前記ω０，φ０，
θ０を出力する。
【００２０】第１制御装置４０は，前記制御器始動信号
Ｓ２が１になった時に，第１磁束推定手段の出力のω０
を図３における加減速度制限器３の初期値とし，第１磁
束推定手段の出力のθ０から９０度位相を進ませた値を
図３における積分器５の初期値とする。
Ｓ２が１になった時に，第１磁束推定手段の出力のω０
を図３における加減速度制限器３の初期値とし，第１磁
束推定手段の出力のθ０から９０度位相を進ませた値を
図３における積分器５の初期値とする。
【００２１】第２制御装置４１は，前記制御器始動信号
Ｓ２が１になった時に，第１磁束推定手段の出力のφ
０，θ０を図４における磁束演算器１３の初期値とす
る。
Ｓ２が１になった時に，第１磁束推定手段の出力のφ
０，θ０を図４における磁束演算器１３の初期値とす
る。
【００２２】第３制御装置４２は，前記制御器始動信号
Ｓ２が１になった時に，第１磁束推定手段の出力のθ０
を図５における積分器２５の初期値とする。
Ｓ２が１になった時に，第１磁束推定手段の出力のθ０
を図５における積分器２５の初期値とする。
【００２３】図２においては，図１と同一部分の説明は
省略する。電圧積分手段５６は，電圧検出手段１５の出
力の電圧ベクトルｖを入力して時間積分して電圧積分ベ
クトルＦとして出力する。
省略する。電圧積分手段５６は，電圧検出手段１５の出
力の電圧ベクトルｖを入力して時間積分して電圧積分ベ
クトルＦとして出力する。
【００２４】第２磁束推定手段５７は，前記微少時間信
号Ｓ１が１の時の任意の３つの時点において前記電圧積
分手段５６の出力の電圧積分ベクトルＦを入力し，それ
らをＦ１，Ｆ２，Ｆ３とし，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を通る円
の中心Ｆ０を求め，Ｆ１−Ｆ０とＦ３−Ｆ０との位相差
をＦ１検出時点からＦ３検出時点までの時間で除するこ
とにより回転子の磁束の回転角周波数ω０を求め，Ｆ３
−Ｆ０の位相をＦ３検出時点の回転子の磁束の位相θ０
とし，Ｆ３−Ｆ０の大きさをＦ３検出時点の回転子の磁
束の大きさφ０として出力する。
号Ｓ１が１の時の任意の３つの時点において前記電圧積
分手段５６の出力の電圧積分ベクトルＦを入力し，それ
らをＦ１，Ｆ２，Ｆ３とし，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を通る円
の中心Ｆ０を求め，Ｆ１−Ｆ０とＦ３−Ｆ０との位相差
をＦ１検出時点からＦ３検出時点までの時間で除するこ
とにより回転子の磁束の回転角周波数ω０を求め，Ｆ３
−Ｆ０の位相をＦ３検出時点の回転子の磁束の位相θ０
とし，Ｆ３−Ｆ０の大きさをＦ３検出時点の回転子の磁
束の大きさφ０として出力する。
【００２５】第１制御装置４０は，前記制御器始動信号
Ｓ２が１になった時に，第２磁束推定手段の出力のω０
を図３における加減速度制限器３の初期値とし，第２磁
束推定手段の出力のθ０から９０度位相を進ませた値を
図３における積分器５の初期値とする。
Ｓ２が１になった時に，第２磁束推定手段の出力のω０
を図３における加減速度制限器３の初期値とし，第２磁
束推定手段の出力のθ０から９０度位相を進ませた値を
図３における積分器５の初期値とする。
【００２６】第２制御装置４１は，前記制御器始動信号
Ｓ２が１になった時に，第２磁束推定手段の出力のφ
０，θ０を図４における磁束演算器１３の初期値とす
る。
Ｓ２が１になった時に，第２磁束推定手段の出力のφ
０，θ０を図４における磁束演算器１３の初期値とす
る。
【００２７】第３制御装置４２は，前記制御器始動信号
Ｓ２が１になった時に，第２磁束推定手段の出力のθ０
を図５における積分器２５の初期値とする。
Ｓ２が１になった時に，第２磁束推定手段の出力のθ０
を図５における積分器２５の初期値とする。
【００２８】以下では，第１磁束推定手段５３と第２磁
束推定手段５７において磁束の大きさと位相と回転角周
波数が求めることができる理由を述べる。交流電動機は
一般的に ｖ＝Ｒ１・ｉ＋Ｌ・Ｐ（ｉ）＋Ｐ（φｘ） （１） で表される。ここでＲ１は一次の巻線抵抗，Ｌは漏れイ
ンダクタンス，ｖは入力電圧ベクトル，ｉは入力電流ベ
クトル，φｘは二次磁束ベクトル，Ｐ（）は時間微分を
表す。微少電流制御手段５３で入力電流ベクトルｉは，
零またはそれに近い微少の大きさの直流となるので，式
（１）の右辺の第１項と第２項は無視できる。また二次
磁束ベクトルがω０の角周波数で回転しているとする
と，φｘ＝φ０・ＥＸＰ（ｊ・ω０・ｔ）と表すことが
できる。ここでφ０は二次磁束ベクトルの大きさ，ＥＸ
Ｐ（）は指数関数を表し，ｔは時間，ｊは虚数単位を表
している。すると式（１）は，φ０が一定ならば ｖ＝ｊ・ω０・φ０・ＥＸＰ（ｊ・ω０・ｔ） （２） と書き直すことができる。式（２）より，入力電圧ベク
トルｖは，二次磁束ベクトルより９０度位相が進んでお
り，その大きさはω０・φ０であり，その回転角周波数
はω０となることが分かる。よって第１磁束推定手段５
３の方法で，φ０，ω０，θ０を求めることが可能とな
る。
束推定手段５７において磁束の大きさと位相と回転角周
波数が求めることができる理由を述べる。交流電動機は
一般的に ｖ＝Ｒ１・ｉ＋Ｌ・Ｐ（ｉ）＋Ｐ（φｘ） （１） で表される。ここでＲ１は一次の巻線抵抗，Ｌは漏れイ
ンダクタンス，ｖは入力電圧ベクトル，ｉは入力電流ベ
クトル，φｘは二次磁束ベクトル，Ｐ（）は時間微分を
表す。微少電流制御手段５３で入力電流ベクトルｉは，
零またはそれに近い微少の大きさの直流となるので，式
（１）の右辺の第１項と第２項は無視できる。また二次
磁束ベクトルがω０の角周波数で回転しているとする
と，φｘ＝φ０・ＥＸＰ（ｊ・ω０・ｔ）と表すことが
できる。ここでφ０は二次磁束ベクトルの大きさ，ＥＸ
Ｐ（）は指数関数を表し，ｔは時間，ｊは虚数単位を表
している。すると式（１）は，φ０が一定ならば ｖ＝ｊ・ω０・φ０・ＥＸＰ（ｊ・ω０・ｔ） （２） と書き直すことができる。式（２）より，入力電圧ベク
トルｖは，二次磁束ベクトルより９０度位相が進んでお
り，その大きさはω０・φ０であり，その回転角周波数
はω０となることが分かる。よって第１磁束推定手段５
３の方法で，φ０，ω０，θ０を求めることが可能とな
る。
【００２９】前記と同様の理由により式（１）の第１項
と第２項を無視して両辺を積分すると， 積分（ｖ）＝φ０・ＥＸＰ（ｊ・ω０・ｔ）＋Ｆ０ （３） となる。積分（ｖ）は，入力電圧ベクトルｖを時間積分
することであり，電圧積分手段５６の出力の電圧積分ベ
クトルＦと同じものである。Ｆ０は積分の初期値であ
る。式（３）より，電圧積分ベクトルＦは，中心がＦ０
で大きさがφ０で角周波数ω０で回転するベクトルとな
ることが分かる。よって第２磁束推定手段５７の前記３
つの電圧積分ベクトルＦ１，Ｆ２，Ｆ３はＦ０を中心と
した円を通ることになり，第２磁束推定手段５７の方法
で，φ０，ω０，θ０を求めることが可能となることが
分かる。
と第２項を無視して両辺を積分すると， 積分（ｖ）＝φ０・ＥＸＰ（ｊ・ω０・ｔ）＋Ｆ０ （３） となる。積分（ｖ）は，入力電圧ベクトルｖを時間積分
することであり，電圧積分手段５６の出力の電圧積分ベ
クトルＦと同じものである。Ｆ０は積分の初期値であ
る。式（３）より，電圧積分ベクトルＦは，中心がＦ０
で大きさがφ０で角周波数ω０で回転するベクトルとな
ることが分かる。よって第２磁束推定手段５７の前記３
つの電圧積分ベクトルＦ１，Ｆ２，Ｆ３はＦ０を中心と
した円を通ることになり，第２磁束推定手段５７の方法
で，φ０，ω０，θ０を求めることが可能となることが
分かる。
【００３０】
【発明の効果】本発明により，交流電動機制御装置内の
数値の初期値を適切な値に設定する事ができるので，制
御装置の始動直後における急減速や過電流や制御精度悪
化などの様々な過渡現象を抑制することができる。
数値の初期値を適切な値に設定する事ができるので，制
御装置の始動直後における急減速や過電流や制御精度悪
化などの様々な過渡現象を抑制することができる。
【図１】本発明の１つの実施例である。
【図２】本発明のもう１つの実施例である。
【図３】従来技術の１例である。
【図４】第２番目の従来技術の例である。
【図５】第３番目の従来技術の例である。
１ 電力変換器
２ 交流電動機
３ 加減速度制限器
４ 電圧大きさ指令発生器
５ 積分器
６ ベクトル変換器
１１ トルク磁束制御器
１２ トルク演算器
１３ 磁束演算器
１４ 電流検出器
１５ 電圧検出手段
２１ 電流指令変換器
２２ 電流制御器
２３ 回転座標変換器
２４ 回転座標変換器
２５ 積分器
２６ 周波数指令演算器
２７ 速度検出器
２８ 位相演算手段
４０ 第１制御装置
４２ 第２制御装置
４３ 第３制御装置
５１ 微少電流制御手段
５３ 第１磁束推定手段
５４ スイッチ
５５ 始動関連信号発生器
５６ 電圧積分手段
５７ 第２磁束推定手段
Claims (4)
- 【請求項１】 誘導電動機や同期電動機等の交流電動機
に電力を供給する電力変換器を制御する交流電動機制御
装置において，前記交流電動機に電力を供給し始めてか
らの微少時間は，前記交流電動機の入力電流が零となる
ように前記電力変換器を制御する微少電流制御手段と，
前記微少期間において前記交流電動機の入力の電圧ベク
トルを検出または推定する電圧検出手段と，前記電圧検
出手段の出力の電圧ベクトルより前記電動機の回転子の
磁束の大きさと位相と回転角周波数を推定演算する第１
磁束推定手段を具備する事を特徴とする交流電動機制御
装置。 - 【請求項２】 誘導電動機や同期電動機等の交流電動機
に電力を供給する電力変換器を制御する交流電動機制御
装置において，前記交流電動機に電力を供給し始めてか
らの微少時間は，前記交流電動機の入力電流が零となる
ように前記電力変換器を制御する微少電流制御手段と，
前記微少期間において前記電圧検出手段の出力の電圧ベ
クトルを時間積分演算する電圧積分手段と，該電圧積分
手段の出力の電圧積分ベクトルより前記交流電動機の回
転子の磁束の大きさと位相と回転角周波数を推定演算す
る第２磁束推定手段とを具備する事を特徴とする交流電
動機制御装置。 - 【請求項３】 前記微少期間内の任意の２つの時点の前
記電圧検出手段の出力の電圧ベクトルをＶ１，Ｖ２と
し，Ｖ１とＶ２の位相差を前記Ｖ１検出時点からＶ２検
出時点までの経過時間で除することにより二次側の磁束
の回転角周波数を求め，Ｖ１またはＶ２の大きさ，また
はＶ１とＶ２の大きさの平均値を前記回転角周波数で除
することにより回転子の磁束の大きさを求め，Ｖ２の位
相より９０度だけ前記回転角周波数と逆の方向に回転さ
せた位相をＶ２の時点の回転子の磁束の位相とする第１
磁束推定手段を具備することを特徴とする請求項１記載
の交流電動機制御装置。 - 【請求項４】 前記微少期間内の任意の３つの時点の前
記電圧積分手段の出力の電圧積分ベクトルをＦ１，Ｆ
２，Ｆ３とし，Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３を通る円の中心Ｆ０を
求め，Ｆ１−Ｆ０とＦ３−Ｆ０との位相差をＦ１検出時
点からＦ３検出時点までの時間で除することにより回転
子の磁束の回転角周波数を求め，Ｆ３−Ｆ０の位相をＦ
３検出時点の回転子の磁束の位相とし，Ｆ３−Ｆ０の大
きさをＦ３検出時点の回転子の磁束の大きさとする第２
磁束推定手段を具備することを特徴とする請求項２記載
の交流電動機制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36483197A JP3508982B2 (ja) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | 交流電動機制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36483197A JP3508982B2 (ja) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | 交流電動機制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11187695A JPH11187695A (ja) | 1999-07-09 |
| JP3508982B2 true JP3508982B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=18482772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36483197A Expired - Lifetime JP3508982B2 (ja) | 1997-12-22 | 1997-12-22 | 交流電動機制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3508982B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11223313B2 (en) | 2016-09-05 | 2022-01-11 | Toshiba Infrastructure Systems & Solutions Corporation | Inverter control device and motor drive system |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000156497A (ja) * | 1998-11-20 | 2000-06-06 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP4777051B2 (ja) * | 2005-11-22 | 2011-09-21 | 三菱電機株式会社 | 交流電動機の制御装置 |
| US9281772B2 (en) * | 2014-06-26 | 2016-03-08 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Controller for power converter |
-
1997
- 1997-12-22 JP JP36483197A patent/JP3508982B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11223313B2 (en) | 2016-09-05 | 2022-01-11 | Toshiba Infrastructure Systems & Solutions Corporation | Inverter control device and motor drive system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11187695A (ja) | 1999-07-09 |
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