JPH10191677A - 交流電動機速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 駆動用交流電動機としてリニアモータを用い
た場合に、リニアモータの端効果による推力脈動を低減
させ、また、駆動用交流電動機として通常の回転型交流
電動機を用いた場合に、電動機定数の３相不平衡や電流
検出器の各相毎の振幅のばらつきに起因するトルク脈動
を低減させること。 【解決手段】 速度制御器７からのトルク電流基準及び
磁束電流基準発生器１０からの磁束電流基準は静止／回
転座標変換器１６に出力され、回転座標系での３相電流
基準信号に変換される。ゲイン定数設定器１７ａ，１７
ｃ，１７ｂは、電力変換器である３相電流源１５の各相
の出力電流の振幅及び位相を各相毎に調整する調整手段
として設けられている。つまり、座標変換器１６からの
各電流基準信号に固定のゲイン定数ＫU ，ＫV ，ＫW が
乗じられ、これが３相電流源１５の各相に出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力変換器を介し
て交流電動機の速度制御をベクトル制御に基づいて行う
交流電動機速度制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】交流電動機の可変速制御にベクトル制御
が取り入れられて制御特性が大幅に向上した結果、交流
電動機も直流電動機と同様に、種々の可変速制御装置に
用いられるようになった。そして、交流電動機の一種で
あるリニアモータについての開発も大きく進んでおり、
リニアモータは、エレベータを始めとする種々の装置の
駆動用電動機として使用されている。

【０００３】図１０は、このようなリニアモータを用い
た従来の交流電動機速度制御装置の構成を示すブロック
図である。この図において、交流電動機としての３相リ
ニアモータ３の速度制御を行う制御装置は、直流電源
１、電力変換器２、速度検出器４、速度基準発生器５、
比較器６、速度制御器７、電流検出器８ａ，８ｂ、回転
／静止座標変換器９、磁束電流基準発生器１０、比較器
１１ａ，１１ｂ、電流制御器１２、静止／回転座標変換
器１３、及びＰＷＭパターン発生器１４により構成され
ている。

【０００４】次に、このように構成された従来装置の動
作につき説明する。直流電源１からの直流電力は電力変
換器２に入力され、電力変換器２は可変振幅・可変周波
数の交流電力を交流電動機としての３相リニアモータ３
に出力する。そして、リニアモータ３には、その速度を
検出するための速度検出器４が取り付けられており、そ
の検出信号が比較器６に出力される。

【０００５】一方、速度基準発生器５はリニアモータ３
に対する速度基準を比較器６に出力する。比較器６は、
速度基準発生器５からの速度基準と速度検出器４からの
検出速度との偏差を速度制御器７に出力する。速度制御
器７及び磁束電流基準発生器１０はそれぞれ、ベクトル
制御の静止座標系でのトルク電流基準及び磁束電流基準
を出力する。

【０００６】電流検出器８ａ，８ｂは、電力変換器２の
２相の出力電流を検出し、その検出信号を回転／静止座
標変換器９に出力する。回転／静止座標変換器９は、こ
の検出信号の入力に基づき、ベクトル制御の静止座標系
でのトルク電流成分検出信号及び磁束電流成分検出信号
を比較器１１ａ，１１ｂに出力する。比較器１１ａは、
磁束電流基準発生器１０からの磁束電流基準と回転／静
止座標変換器９からの磁束電流成分検出信号との偏差を
電流制御器１２に出力し、比較器１１ｂは、速度制御器
７からのトルク電流基準と回転／静止座標変換器９から
のトルク電流成分検出信号との偏差を電流制御器１２に
出力する。

【０００７】電流制御器１２は、比較器１１ａ，１１ｂ
の各偏差がゼロになるように電力変換器２の出力電流を
制御するための電圧指令信号を出力する。静止／回転座
標変換器１３は、この電圧指令信号を回転座標系での信
号に変換し、これをＰＷＭパターン発生器１４に出力す
る。そして、ＰＷＭパターン発生器１４は、この電圧指
令信号に基づきＰＷＭ信号を電力変換器２に出力する。

【０００８】上記の構成では、速度制御器７及び磁束電
流基準発生器１０からのトルク電流基準及び磁束電流基
準、並びに回転／静止座標変換器９からのトルク電流成
分検出信号及び磁束電流成分検出信号は直流量として与
えられている。したがって、電流制御器１２は、この直
流量を制御すればよいので、電流制御器１２の負担は交
流量である３相交流をそのまま制御する場合と比較して
小さくなっており、設計上も容易なものとなっている。

【０００９】そして、静止／回転座標変換器１３を介し
てＰＷＭパターン発生器１４に与えられる電圧指令値は
３相対称となっており、電力変換器２から出力される電
流も３相対称の正弦波となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】通常の回転型の交流電
動機の場合、電力変換器２から出力される電流が３相対
称の正弦波であれば、トルク脈動が発生することはな
い。ところが、交流電動機がリニアモータの場合には、
電力変換器２から出力される電流が３相対称の正弦波で
あったとしても、リニアモータのいわゆる「端効果」の
ために、推力が電源周波数の２倍の周波数で脈動するこ
とになる（端効果についての資料としては、例えば、昭
和４５年３月号の電気学会会報（Ｖｏｌ．９０，Ｎｏ．
３）の「誘導形リニアモータの端効果について」があ
る。）。したがって、エレベータ制御装置の駆動用交流
電動機としてリニアモータを用いた場合には、この脈動
により乗り心地を悪化させてしまうことになる。なお、
「電源周波数」の「電源」とは、交流電動機側から見た
場合の電源であり、「電源周波数」とは電力変換器２の
出力周波数を指している。

【００１１】また、実際にトルク脈動が発生していない
場合でも、電流検出器８ａ，８ｂの出力信号の振幅にば
らつきがあった場合には、トルク電流成分に電源周波数
の２倍の周波数成分が重畳し、この変動を除去するよう
に電流制御器１２が動作するため、電力変換器２の出力
電流は３相非対称となりトルク脈動が発生する。

【００１２】さらに、通常の回転型の交流電動機を使用
した場合でも、電動機の回路定数が３相非対称である場
合には、上記と同様の現象が発生する。

【００１３】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、駆動用交流電動機としてリニアモータを用いた場
合に、リニアモータの端効果による推力脈動を低減さ
せ、また、駆動用交流電動機として通常の回転型交流電
動機を用いた場合に、電動機定数の３相不平衡や電流検
出器の各相毎の振幅のばらつきに起因するトルク脈動を
低減させることが可能な交流電動機制御装置を提供する
ことを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、請求項１記載の発明は、Ｎ相の交流電動
機に対する速度基準とこの交流電動機の検出速度との偏
差に基づいて、静止座標系でのトルク電流基準信号を出
力する速度制御器と、前記静止座標系でのトルク電流基
準と直交する方向の磁束電流基準信号を生成する磁束電
流基準発生器と、前記速度制御器及び磁束電流基準発生
器からのトルク電流基準信号及び磁束電流基準信号を、
回転座標系でのＮ個の電流基準信号に変換する静止／回
転座標変換器と、前記Ｎ個の電流基準信号に基づき前記
Ｎ相の交流電動機に可変振幅・可変周波数の交流電流を
供給する電力変換器と、を備え、前記交流電動機に対す
る速度制御をベクトル制御に基づいて行う交流電動機速
度制御装置において、前記電力変換器の各相の出力電流
の振幅及び位相を各相毎に調整する調整手段を設けた、
ことを特徴とする。

【００１５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記Ｎ相を３相とした、ことを特徴とす
る。

【００１６】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、前記調整手段は、前記静止／回転座標変換
器からの各電流基準信号に所定のゲイン定数を乗じるゲ
イン定数設定器である、ことを特徴とする。

【００１７】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、前記電力変換器の各相の出力電流を検出す
る３つの電流検出器と、前記３つのゲイン定数設定器か
らの電流基準信号と前記３つの電流検出器からの電流検
出信号との偏差に基づいて、前記電力変換器の出力電流
を制御するための電圧指令信号を演算してこれを前記電
力変換器に出力する電流制御器と、を備えたことを特徴
とする。

【００１８】請求項５記載の発明は、請求項４記載の発
明において、いずれか１相分の前記電流検出器及び前記
ゲイン定数設定器を省略すると共に、前記電流制御器の
出力側に、この電流制御器が演算した２相分の前記偏差
同士を減算する減算器を設け、これら電流制御器及び減
算器により３相分の前記電圧指令信号を前記電力変換器
に出力させるようにした、ことを特徴とする。

【００１９】請求項６記載の発明は、請求項５記載の発
明において、前記電流検出器の出力側に設けられた検出
電流用回転／静止座標変換器と、前記ゲイン定数設定器
の出力側に設けられた電流基準用回転／静止座標変換器
と、前記電流制御器の出力側に設けられた第２の静止／
回転座標変換器と、を備え、前記電流制御器は、前記検
出電流用回転／静止座標変換器からの信号と前記電流基
準用回転／静止座標変換器からの信号との偏差に基づい
て前記電圧指令信号を演算し、これを前記第２の静止／
回転座標変換器を介して前記電力変換器に出力するもの
である、ことを特徴とする。

【００２０】請求項７記載の発明は、Ｎ相の交流電動機
に対する速度基準とこの交流電動機の検出速度との偏差
に基づいて、静止座標系でのトルク電流基準信号を出力
する速度制御器と、前記静止座標系でのトルク電流基準
と直交する方向の磁束電流基準信号を生成する磁束電流
基準発生器と、前記Ｎ個の電流基準信号に基づき前記Ｎ
相の交流電動機に可変振幅・可変周波数の交流電流を供
給する電力変換器と、を備え、前記交流電動機に対する
速度制御をベクトル制御に基づいて行う交流電動機速度
制御装置において、前記電力変換器のいずれか２相の出
力電流を検出する２つの電流検出器と、前記各電流検出
器からの各検出信号に所定のゲイン定数を乗じる２つの
ゲイン定数設定器と、前記２つのゲイン定数設定器から
の各検出信号を入力し、静止座標系でのトルク電流成分
検出信号及び磁束電流成分検出信号を出力する回転／静
止座標変換器と、前記トルク電流基準信号とトルク電流
成分検出信号との偏差、及び前記磁束電流基準信号と磁
束電流成分検出信号との偏差に基づいて、前記電力変換
器の出力電流を制御するための電圧指令信号を出力する
電流制御器と、前記電流制御器から出力される静止座標
系での電圧指令信号を回転座標系での各相ごとの電圧指
令信号に変換し、これを前記電力変換器に出力する静止
／回転座標変換器と、を備えたことを特徴とする。

【００２１】請求項８記載の発明は、請求項７記載の発
明において、前記交流電動機の加速度を検出する加速度
検出器と、前記加速度検出器からの検出信号の入力に基
づいて、前記電力変換器の電源周波数の２倍周波数成分
の振幅を検出する電源２倍周波数振動振幅検出器と、前
記電源２倍周波数振動振幅検出器からの検出信号に基づ
いて、前記交流電動機の脈動を防止するための補償量を
演算する補償量演算回路と、を備えており、前記２つの
ゲイン定数設定器は、前記補償量演算回路で演算された
補償量に対応するゲイン定数を前記各電流検出器からの
各検出信号に乗じるものである、ことを特徴とする。

【００２２】請求項９記載の発明は、請求項８記載の発
明において、前記電源２倍周波数振動振幅検出器は、前
記加速度検出器からの検出信号に代え、前記交流電動機
の速度を検出する速度検出器からの速度検出信号の入力
に基づいて、前記２倍周波数成分の振幅を検出するもの
である、ことを特徴とする。

【００２３】請求項１０記載の発明は、請求項９記載の
発明において、前記電源２倍周波数振動振幅検出器を省
略し、前記補償量演算回路は、前記速度検出器からの速
度検出信号を直接入力して前記補償量を演算するもので
ある、ことを特徴とする。

【００２４】請求項１１記載の発明は、請求項１０記載
の発明において、前記補償量演算回路は、前記速度検出
器からの速度検出信号の入力に代え、前記静止／回転座
標変換器からの電圧指令信号の入力に基づいて、前記補
償量を演算するものである、ことを特徴とする。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１乃
至図９に基づき説明する。但し、図１０と同様の構成要
素には同一符号を付し、重複した説明を省略することと
する。

【００２６】図１は第１の実施形態の構成を示すブロッ
ク図である。この図において、リニアモータ３には３相
電流源１５から可変振幅・可変周波数の３相交流電流が
供給されるようになっている。この３相電流源１５は、
例えば、電流型３相インバータ、又は３台の電流型単相
インバータ等により構成される。

【００２７】速度制御器７からのトルク電流基準及び磁
束電流基準発生器１０からの磁束電流基準は静止／回転
座標変換器１６に出力され、静止座標系でのこれらの基
準信号は、回転座標系での３相電流基準信号に変換され
る。ゲイン定数設定器１７ａ，１７ｃ，１７ｂは、電力
変換器である３相電流源１５の各相の出力電流の振幅及
び位相を各相毎に調整する調整手段として設けられたも
のであり、静止／回転座標変換器１６からの各電流基準
信号に固定のゲイン定数ＫU ，ＫV ，ＫW を乗じて、こ
れを３相電流源１５の各相に出力する。

【００２８】これらのゲイン定数ＫU ，ＫV ，ＫW の値
は、予め実施したテスト運転において、脈動を最も効果
的に低減させることができる値として試行錯誤的に求め
られたものである。

【００２９】本実施形態では、静止／回転座標変換器１
６から出力される各相の電流基準信号にゲイン定数ＫU
，ＫV ，ＫW が乗じられるため、３相電流源１５から
リニアモータ３に供給される電流が３相非対称となっ
て、リニアモータ３に対して故意に推力脈動を発生させ
ることになる。しかし、この故意に発生させた推力脈動
は、リニアモータ３の端効果により発生する推力脈動と
逆相となっているため、これらの推力脈動は互いに相殺
される。したがって、結果として、リニアモータ３の端
効果に起因する推力脈動は低減されることになる。

【００３０】図２は第２の実施形態の構成を示すブロッ
ク図である。この図において、電力変換器２の各相の出
力電流は電流検出器８ａ，８ｃ，８ｂにより検出され、
その電流検出信号は比較器１１ａ，１１ｃ，１１ｂに出
力される。

【００３１】一方、速度制御器７からのトルク電流基準
及び磁束電流基準発生器１０からの磁束電流基準は静止
／回転座標変換器１６により３相電流基準信号に変換さ
れる。ゲイン定数設定器１７ａ，１７ｃ，１７ｂは、静
止／回転座標変換器１６から出力される各電流基準信号
にゲイン定数ＫU ，ＫV ，ＫW を乗じ、これを比較器１
１ａ，１１ｃ，１１ｂに出力する。比較器１１ａ，１１
ｃ，１１ｂは、ゲイン定数設定器１７ａ，１７ｃ，１７
ｂからの各電流基準信号と電流検出器８ａ，８ｃ，８ｂ
からの電流検出信号との偏差を電流制御器１２に出力す
る。電流制御器１２は、これらの偏差がゼロになるよう
に電力変換器２の出力電流を制御するための電圧指令信
号をＰＷＭパターン発生器１４に出力する。

【００３２】本実施形態においても、第１の実施形態の
場合と同様に、ゲイン定数ＫU ，ＫV ，ＫW を最適に設
定することによりリニアモータ３に供給される電流を故
意に３相非対称とすることができ、リニアモータの端効
果による推力脈動を低減させることができる。

【００３３】図３は第３の実施形態の構成を示すブロッ
ク図である。リニアモータ３への電力供給が３相３線式
で行われる場合、電力変換器２の出力電流及び出力電圧
の総和はゼロとなるため、いずれか２相の検出電流がわ
かれば残りの１相の電流もわかることになる。本実施形
態は、このことを利用して構成を簡略化したものであ
る。

【００３４】すなわち、図２における電流検出器８ｃ、
ゲイン定数設定器１７ｃ、及び比較器１１ｃを省略する
と共に、電流制御器１２の出力側に減算器１９を設けた
ものである。

【００３５】本実施形態においては、静止／回転座標変
換器１６はトルク電流基準及び磁束電流基準の入力に基
づいてＵ相及びＷ相の２相分の電流基準信号を出力し、
また、電流検出器８ａ，８ｂはＵ相及びＷ相の２相分の
電流検出信号を出力する。比較器１１ａ，１１ｂは、こ
れら電流基準信号と電流検出信号との偏差をＰＷＭパタ
ーン発生器１４に出力する。そして、電流制御器１２の
出力側に設けられている減算器１９はＵ相及びＷ相の偏
差から残りのＶ相の偏差を演算し、これをＰＷＭパター
ン発生器１４に出力する。

【００３６】図４は第４の実施形態の構成を示すブロッ
ク図である。図４が図３と異なる点は、ゲイン定数設定
器１７ａ，１７ｂの出力側に電流基準用回転／静止座標
変換器１８が設けられていると共に、電流検出器８ａ，
８ｂからの電流検出信号が検出電流用回転／静止座標変
換器２４を介して比較器１１ａ，１１ｂに出力され、さ
らに、電流制御器１２の出力側に第２の静止／回転座標
変換器２５が設けられている点である。

【００３７】本実施形態では、速度制御器７で生成した
トルク電流基準及び磁束電流基準発生器１０で生成した
磁束電流基を静止／回転座標変換器１６により座標変換
し、ゲイン定数設定器１７ａ，１７ｂによりゲイン定数
ＫU ，ＫW を乗じた後、さらに電流基準用回転／静止座
標変換器１８により座標変換を行っている。また、電流
検出器８ａ，８ｂからの電流検出信号も検出電流用回転
／静止座標変換器２４により座標変換されている。比較
器１１ａ，１１ｂは、このように静止座標系に変換され
た磁束電流基準と磁束電流成分検出信号との偏差、及び
トルク電流基準とトルク電流成分検出信号との偏差を電
流制御器１２に出力する。電流制御器１２は、これらの
偏差に基づき電力変換器２に対する電圧指令信号を生成
し、これを第２の静止／回転座標変換器２５でもう一度
回転座標系に戻してからＰＷＭパターン発生器１４に出
力する。

【００３８】図４における電流制御器１２は、図１乃至
図３における電流制御器１２と異なり、回転座標系上の
偏差（交流値）ではなく、静止座標系上の偏差（直流
値）に基づいて演算を行っているので、少ない負担で制
御動作を行うことができ制御特性を向上させることがで
きる。なお、電流制御器１２の入力を直流量にする構成
としたことにより、座標変換器が増えているが、座標変
換器はソフトウエア上で構成することができるため特に
問題となることはない。

【００３９】図５は第５の実施形態の構成を示すブロッ
ク図である。これまでの実施形態では、ゲイン定数設定
器が速度制御器７及び磁束電流基準発生器１０の出力側
以降に設けられた構成であったが、本実施形態では電流
検出器の出力側にゲイン定数設定器を設けた構成として
ある。

【００４０】すなわち、電流検出器８ａ，８ｂの出力側
にゲイン定数設定器２０ａ，２０ｂを設け、電流検出信
号にゲイン定数ＫU ，ＫW を乗じた後、これを検出電流
用回転／静止座標変換器２４により静止座標系に変換し
て比較器１１ａ，１１ｂに出力している。電流制御器１
２は、ゲイン定数設定器２０ａ，２０ｂによりゲイン補
償されたトルク電流成分検出信号及び磁束電流成分検出
信号にトルク電流基準及び磁束電流基準が一致するよう
に制御を行うので、ゲイン定数ＫU ，ＫW を適切に設定
することにより、リニアモータ３に供給される電流を故
意に３相非対称とすることができ、リニアモータ３の端
効果による推力脈動を低減することが可能になる。

【００４１】図６は第６の実施形態の構成を示すブロッ
ク図である。これまでの実施形態では、ゲイン定数が固
定値の場合について説明してきたが本実施形態ではゲイ
ン定数を可変できる構成となっている。すなわち、電流
検出器８ａ，８ｂの出力側に可変のゲイン定数を設定す
ることが可能なゲイン定数設定器２０ａ，２０ｂを設け
ると共に、リニアモータ３に加速度検出器２１を取り付
け、さらに、電源２倍周波数振動振幅検出器２２及び補
償量演算回路２３を設けた構成となっている。

【００４２】電流検出器８ａ，８ｂからの電流検出信号
は、ゲイン定数設定器２０ａ，２０ｂによりゲイン定数
ＫU ，ＫW を乗じられて検出電流用回転／静止座標変換
器２４に送られる。この時、加速度検出器２１はリニア
モータ３の加速度を検出し、その検出信号を電源２倍周
波数振動振幅検出器２２に出力する。電源２倍周波数振
動振幅検出器２２は、この加速度検出信号から電源周波
数の２倍の周波数成分の振幅を得て、これを補償量演算
回路２３に出力する。補償量演算回路２３は、電源２倍
周波数振動振幅検出器２２の出力に基づいてリニアモー
タ３の端効果による推力脈動を防止するための補償ゲイ
ンを演算する。ゲイン定数設定器２０ａ，２０ｂは、こ
のように補償量演算回路２３により演算された補償ゲイ
ンに対応するゲイン定数ＫU ，ＫW を電流検出器８ａ，
８ｂからの電流検出信号に乗じている。

【００４３】本実施形態では、これまでの実施形態のよ
うにゲイン定数を固定値とせずに、リニアモータ３の状
態に対応させた可変値としているので、推力脈動をより
効果的に低減させることができる。そして、本実施形態
では電源２倍周波数振動振幅検出器２２を設けてリニア
モータ特有の推力脈動を低減させることを主要目的とし
ている。電源周波数の２倍の周波数成分の発生により脈
動が生じるという現象は、必ずしもリニアモータだけで
なく通常の回転型交流電動機においても生じ得るが、こ
の現象はリニアモータにおいて最も顕著に現れるため、
本実施形態の構成は交流電動機がリニアモータの場合に
適用するのがより効果的である。

【００４４】図７は第７の実施形態の構成を示すブロッ
ク図である。図７が図６と異なる点は、図６における加
速度検出器２１を省略し、速度検出器４からの速度検出
信号を電源２倍周波数振動振幅検出器２２に入力させる
ようにしている点である。電源周波数の２倍の周波数成
分は、加速度検出信号ばかりでなく速度検出信号からも
得ることができるので、本実施形態のように加速度検出
器２１を省略して構成を簡単化することができる。

【００４５】図８は第８の実施形態の構成を示すブロッ
ク図である。本実施形態は、図７の構成からさらに電源
２倍周波数振動振幅検出器２２を省略したものである。
本実施形態では補償量演算回路２３が速度検出器４から
速度検出信号を直接入力して補償ゲインを演算している
が、これはリニアモータの端効果による推力脈動の現象
が電動機速度の関数により表わされることを利用したも
のである。したがって、本実施形態も交流電動機がリニ
アモータである場合に特に有効である。

【００４６】図９は第９の実施形態の構成を示すブロッ
ク図である。図８の構成では、補償量演算回路２３が速
度検出器４からの速度検出信号の入力に基づいて補償ゲ
インの演算を行っているが、本実施形態の補償量演算回
路２３は静止／回転座標変換器２５からの電圧指令信号
を入力し、これに基づき補償ゲインを演算している。リ
ニアモータの端効果による推力脈動は電源周波数の２倍
の周波数成分に起因して発生し、電源周波数とは前述し
たように電力変換器２の出力周波数に他ならないから、
結局、補償量演算回路２３は、電力変換器２の出力を制
御するための電圧指令信号に基づいて補償ゲインを演算
することができる。本実施形態も交流電動機がリニアモ
ータである場合に特に有効である。

【００４７】以上、繰り返し述べたように、本発明の技
術は交流電動機がリニアモータの場合に特に効果的であ
るが、回転型の交流電動機に対しても有効である。ま
た、上記各実施形態の構成は、基本的にはリニアモータ
を採用したエレベータ制御装置に適用することを想定し
ているが、エレベータ制御装置に限定されることなく、
リニアモータを用いた種々の駆動装置に対して適用する
ことが可能である。さらに、上記各実施形態では、３相
のリニアモータの場合を例にとり説明したが、本発明は
Ｎ相（Ｎは２以上の整数）の交流電動機に対して適用可
能である。但し、２相の場合には直交２相交流であるこ
とが好ましい。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、駆動用
交流電動機としてリニアモータを用いた場合に、リニア
モータの端効果による推力脈動を低減させ、また、駆動
用交流電動機として通常の回転型交流電動機を用いた場
合に、電動機定数の３相不平衡や電流検出器の各相毎の
振幅のばらつきに起因するトルク脈動を低減させること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の構成を示すブロック
図。

【図２】本発明の第２の実施形態の構成を示すブロック
図。

【図３】本発明の第３の実施形態の構成を示すブロック
図。

【図４】本発明の第４の実施形態の構成を示すブロック
図。

【図５】本発明の第５の実施形態の構成を示すブロック
図。

【図６】本発明の第６の実施形態の構成を示すブロック
図。

【図７】本発明の第７の実施形態の構成を示すブロック
図。

【図８】本発明の第８の実施形態の構成を示すブロック
図。

【図９】本発明の第９の実施形態の構成を示すブロック
図。

【図１０】従来装置の構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１ 直流電源 ２ 電力変換器 ３ リニアモータ ４ 速度検出器 ５ 速度基準発生器 ６ 比較器 ７ 速度制御器 ８ａ，８ｂ，８ｃ 電流検出器 ９ 回転／静止座標変換器 １０ 磁束電流基準発生器 １１ａ，１１ｂ 比較器 １２ 電流制御器 １３ 静止／回転座標変換器 １４ ＰＷＭパターン発生器 １５ ３相電流源 １６ 静止／回転座標変換器 １７ａ，１７ｂ，１７ｃ ゲイン定数設定器 １８ 電流基準用回転／静止座標変換器 １９ 減算器 ２０ａ，２０ｂ ゲイン定数設定器 ２１ 加速度検出器 ２２ 電源２倍周波数振動振幅検出器 ２３ 補償量演算回路 ２４ 検出電流用回転／静止座標変換器 ２５ 第２の静止／回転座標変換器

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｎ相の交流電動機に対する速度基準とこの
   交流電動機の検出速度との偏差に基づいて、静止座標系
   でのトルク電流基準信号を出力する速度制御器と、 前記静止座標系でのトルク電流基準と直交する方向の磁
   束電流基準信号を生成する磁束電流基準発生器と、 前記速度制御器及び磁束電流基準発生器からのトルク電
   流基準信号及び磁束電流基準信号を、回転座標系でのＮ
   個の電流基準信号に変換する静止／回転座標変換器と、 前記Ｎ個の電流基準信号に基づき前記Ｎ相の交流電動機
   に可変振幅・可変周波数の交流電流を供給する電力変換
   器と、 を備え、前記交流電動機に対する速度制御をベクトル制
   御に基づいて行う交流電動機速度制御装置において、 前記電力変換器の各相の出力電流の振幅及び位相を各相
   毎に調整する調整手段を設けた、 ことを特徴とする交流電動機速度制御装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の交流電動機制御装置におい
   て、 前記Ｎ相を３相とした、 ことを特徴とする交流電動機速度制御装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の交流電動機制御装置におい
   て、 前記調整手段は、前記静止／回転座標変換器からの各電
   流基準信号に所定のゲイン定数を乗じるゲイン定数設定
   器である、 ことを特徴とする交流電動機速度制御装置。
4. 【請求項４】請求項３記載の交流電動機制御装置におい
   て、 前記電力変換器の各相の出力電流を検出する３つの電流
   検出器と、 前記３つのゲイン定数設定器からの電流基準信号と前記
   ３つの電流検出器からの電流検出信号との偏差に基づい
   て、前記電力変換器の出力電流を制御するための電圧指
   令信号を演算してこれを前記電力変換器に出力する電流
   制御器と、 を備えたことを特徴とする交流電動機速度制御装置。
5. 【請求項５】請求項４記載の交流電動機制御装置におい
   て、 いずれか１相分の前記電流検出器及び前記ゲイン定数設
   定器を省略すると共に、前記電流制御器の出力側に、こ
   の電流制御器が演算した２相分の前記偏差同士を減算す
   る減算器を設け、これら電流制御器及び減算器により３
   相分の前記電圧指令信号を前記電力変換器に出力させる
   ようにした、 ことを特徴とする交流電動機速度制御装置。
6. 【請求項６】請求項５記載の交流電動機制御装置におい
   て、 前記電流検出器の出力側に設けられた検出電流用回転／
   静止座標変換器と、 前記ゲイン定数設定器の出力側に設けられた電流基準用
   回転／静止座標変換器と、 前記電流制御器の出力側に設けられた第２の静止／回転
   座標変換器と、 を備え、前記電流制御器は、前記検出電流用回転／静止
   座標変換器からの信号と前記電流基準用回転／静止座標
   変換器からの信号との偏差に基づいて前記電圧指令信号
   を演算し、これを前記第２の静止／回転座標変換器を介
   して前記電力変換器に出力するものである、 ことを特徴とする交流電動機速度制御装置。
7. 【請求項７】Ｎ相の交流電動機に対する速度基準とこの
   交流電動機の検出速度との偏差に基づいて、静止座標系
   でのトルク電流基準信号を出力する速度制御器と、 前記静止座標系でのトルク電流基準と直交する方向の磁
   束電流基準信号を生成する磁束電流基準発生器と、 前記Ｎ個の電流基準信号に基づき前記Ｎ相の交流電動機
   に可変振幅・可変周波数の交流電流を供給する電力変換
   器と、 を備え、前記交流電動機に対する速度制御をベクトル制
   御に基づいて行う交流電動機速度制御装置において、 前記電力変換器のいずれか２相の出力電流を検出する２
   つの電流検出器と、 前記各電流検出器からの各検出信号に所定のゲイン定数
   を乗じる２つのゲイン定数設定器と、 前記２つのゲイン定数設定器からの各検出信号を入力
   し、静止座標系でのトルク電流成分検出信号及び磁束電
   流成分検出信号を出力する回転／静止座標変換器と、 前記トルク電流基準信号とトルク電流成分検出信号との
   偏差、及び前記磁束電流基準信号と磁束電流成分検出信
   号との偏差に基づいて、前記電力変換器の出力電流を制
   御するための電圧指令信号を出力する電流制御器と、 前記電流制御器から出力される静止座標系での電圧指令
   信号を回転座標系での各相ごとの電圧指令信号に変換
   し、これを前記電力変換器に出力する静止／回転座標変
   換器と、 を備えたことを特徴とする交流電動機速度制御装置。
8. 【請求項８】請求項７記載の交流電動機速度制御装置に
   おいて、 前記交流電動機の加速度を検出する加速度検出器と、 前記加速度検出器からの検出信号の入力に基づいて、前
   記電力変換器の電源周波数の２倍周波数成分の振幅を検
   出する電源２倍周波数振動振幅検出器と、 前記電源２倍周波数振動振幅検出器からの検出信号に基
   づいて、前記交流電動機の脈動を防止するための補償量
   を演算する補償量演算回路と、 を備えており、 前記２つのゲイン定数設定器は、前記補償量演算回路で
   演算された補償量に対応するゲイン定数を前記各電流検
   出器からの各検出信号に乗じるものである、 ことを特徴とする交流電動機速度制御装置。
9. 【請求項９】請求項８記載の交流電動機制御装置におい
   て、 前記電源２倍周波数振動振幅検出器は、前記加速度検出
   器からの検出信号に代え、前記交流電動機の速度を検出
   する速度検出器からの速度検出信号の入力に基づいて、
   前記２倍周波数成分の振幅を検出するものである、 ことを特徴とする交流電動機速度制御装置。
10. 【請求項１０】請求項９記載の交流電動機制御装置にお
    いて、 前記電源２倍周波数振動振幅検出器を省略し、 前記補償量演算回路は、前記速度検出器からの速度検出
    信号を直接入力して前記補償量を演算するものである、 ことを特徴とする交流電動機速度制御装置。
11. 【請求項１１】請求項１０記載の交流電動機制御装置に
    おいて、 前記補償量演算回路は、前記速度検出器からの速度検出
    信号の入力に代え、前記静止／回転座標変換器からの電
    圧指令信号の入力に基づいて、前記補償量を演算するも
    のである、 ことを特徴とする交流電動機速度制御装置。