JP2001339998A - 誘導電動機の制御装置および制御方法 - Google Patents
誘導電動機の制御装置および制御方法Info
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- H02P21/34—Arrangements for starting
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電流容量が大きい高価なスイッチング素子を
必要とせずに、誘導電動機の起動時のトルクアップを図
ることができる誘導電動機の制御装置および制御方法を
得る。 【解決手段】 誘導電動機の制御装置は、前記誘導電動
機の励磁電流成分idsとトルク電流成分iqsとを指令値に
基づき制御する電流制御部（１）と、トルク指令τm*に
基づき前記励磁電流成分の指令値ids*と前記トルク電流
の指令値iqs*とを作成する電流指令値演算部（３）と、
起動時に少なくとも前記励磁電流指令ids*を減少させる
と同時に前記トルク電流指令iqs*を増加させる起動部
（５）とを備える。
必要とせずに、誘導電動機の起動時のトルクアップを図
ることができる誘導電動機の制御装置および制御方法を
得る。 【解決手段】 誘導電動機の制御装置は、前記誘導電動
機の励磁電流成分idsとトルク電流成分iqsとを指令値に
基づき制御する電流制御部（１）と、トルク指令τm*に
基づき前記励磁電流成分の指令値ids*と前記トルク電流
の指令値iqs*とを作成する電流指令値演算部（３）と、
起動時に少なくとも前記励磁電流指令ids*を減少させる
と同時に前記トルク電流指令iqs*を増加させる起動部
（５）とを備える。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】この発明は、誘導電動機の起
動時のトルクアップのための制御装置および制御方法に
関するものである。
動時のトルクアップのための制御装置および制御方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の誘導電動機では、ベクトル制御ま
たはフィールドオリエンテッド制御と呼ばれる制御方法
を用いることで、励磁電流成分とトルク電流成分を独立
に制御することができる。起動時には、まず励磁電流を
流し、磁束が確立した後、トルク電流を流して起動す
る。
たはフィールドオリエンテッド制御と呼ばれる制御方法
を用いることで、励磁電流成分とトルク電流成分を独立
に制御することができる。起動時には、まず励磁電流を
流し、磁束が確立した後、トルク電流を流して起動す
る。
【０００３】また、定格励磁電流以上の励磁電流を流し
て磁束を素早く立ち上げ、磁束が定格値となったところ
で励磁電流を定格値に戻し、その後トルク電流を流して
起動する「フォーシング」と呼ばれる制御方法がある。
て磁束を素早く立ち上げ、磁束が定格値となったところ
で励磁電流を定格値に戻し、その後トルク電流を流して
起動する「フォーシング」と呼ばれる制御方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、インバータ
に用いられるスイッチング素子には電流の制限があるた
め、励磁電流の２乗＋トルク電流の２乗の平方根がスイ
ッチング素子の電流制限を越えて流すことはできない。
従って、この制約範囲内で最大トルクを得る励磁電流、
トルク電流の配分を決定する必要があり、これ以上のト
ルクを得るには、電流容量が大きい高価なスイッチング
素子が必要であった。
に用いられるスイッチング素子には電流の制限があるた
め、励磁電流の２乗＋トルク電流の２乗の平方根がスイ
ッチング素子の電流制限を越えて流すことはできない。
従って、この制約範囲内で最大トルクを得る励磁電流、
トルク電流の配分を決定する必要があり、これ以上のト
ルクを得るには、電流容量が大きい高価なスイッチング
素子が必要であった。
【０００５】そこで、本発明は、電流容量が大きい高価
なスイッチング素子を必要とせずに、誘導電動機の起動
時のトルクアップを図ることができる誘導電動機の制御
装置および制御方法を得ることを目的とするものであ
る。
なスイッチング素子を必要とせずに、誘導電動機の起動
時のトルクアップを図ることができる誘導電動機の制御
装置および制御方法を得ることを目的とするものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の一側面によれ
ば、誘導電動機をベクトル制御する制御装置であって、
前記誘導電動機の励磁電流成分idsとトルク電流成分iqs
とを指令値に基づき制御する電流制御部と、トルク指令
τm*に基づき前記励磁電流成分の指令値ids*と前記トル
ク電流の指令値iqs*とを作成する電流指令値演算部と、
起動時に少なくとも前記励磁電流指令ids*を減少させる
と同時に前記トルク電流指令iqs*を増加させる起動部
と、を備える誘導電動機が提供される。
ば、誘導電動機をベクトル制御する制御装置であって、
前記誘導電動機の励磁電流成分idsとトルク電流成分iqs
とを指令値に基づき制御する電流制御部と、トルク指令
τm*に基づき前記励磁電流成分の指令値ids*と前記トル
ク電流の指令値iqs*とを作成する電流指令値演算部と、
起動時に少なくとも前記励磁電流指令ids*を減少させる
と同時に前記トルク電流指令iqs*を増加させる起動部
と、を備える誘導電動機が提供される。
【０００７】好ましくは、前記起動部は、前記誘導電動
機の起動時に少なくとも前記励磁電流指令ids*を減少さ
せると同時に、前記トルク電流指令iqs*をiqs*=（Ｉmax
2−ids*2）1/2まで増加させる。
機の起動時に少なくとも前記励磁電流指令ids*を減少さ
せると同時に、前記トルク電流指令iqs*をiqs*=（Ｉmax
2−ids*2）1/2まで増加させる。
【０００８】本発明の他の側面によれば、誘導電動機を
ベクトル制御する制御装置であって、前記誘導電動機の
１次電流を検出する電流検出器と、前記電流検出器の出
力と１次周波数ωとを入力して、前記１次電流のｄ軸及
びｑ軸成分を演算する電流指令値演算部と、前記１次電
流のｄ軸成分もしくはｄ軸成分指令と、前記１次電流の
ｑ軸成分もしくはｑ軸成分指令と、前記１次周波数ωと
を入力して前記誘導電動機の定数を用いた所定の関数演
算により、前記誘導電動機のすべり周波数ωsを演算す
るすべり周波数演算部と、前記誘導電動機の回転速度を
検出する回転速度検出器と、前記すべり周波数演算部か
ら出力されたすべり周波数ωsと、前記回転速度検出器
の出力とを加算して前記１次周波数ωとする加算器と、
前記１次電流のｄ軸成分およびｑ軸成分がぞれぞれ、ｄ
軸成分指令およびｑ軸成分指令に追従するように前記誘
導電動機の１次電流を制御する電流制御部と、前記誘導
電動機の起動時に、ｄ軸電流成分指令を所定値とし、前
記ｄ軸電流成分がほぼ前記ｄ軸電流成分指令値と等しく
なった後、前記ｄ軸電流成分指令値を減少させると同時
にｑ軸電流成分指令値を増加させる起動部と、を備える
誘導電動機の制御装置が提供される。
ベクトル制御する制御装置であって、前記誘導電動機の
１次電流を検出する電流検出器と、前記電流検出器の出
力と１次周波数ωとを入力して、前記１次電流のｄ軸及
びｑ軸成分を演算する電流指令値演算部と、前記１次電
流のｄ軸成分もしくはｄ軸成分指令と、前記１次電流の
ｑ軸成分もしくはｑ軸成分指令と、前記１次周波数ωと
を入力して前記誘導電動機の定数を用いた所定の関数演
算により、前記誘導電動機のすべり周波数ωsを演算す
るすべり周波数演算部と、前記誘導電動機の回転速度を
検出する回転速度検出器と、前記すべり周波数演算部か
ら出力されたすべり周波数ωsと、前記回転速度検出器
の出力とを加算して前記１次周波数ωとする加算器と、
前記１次電流のｄ軸成分およびｑ軸成分がぞれぞれ、ｄ
軸成分指令およびｑ軸成分指令に追従するように前記誘
導電動機の１次電流を制御する電流制御部と、前記誘導
電動機の起動時に、ｄ軸電流成分指令を所定値とし、前
記ｄ軸電流成分がほぼ前記ｄ軸電流成分指令値と等しく
なった後、前記ｄ軸電流成分指令値を減少させると同時
にｑ軸電流成分指令値を増加させる起動部と、を備える
誘導電動機の制御装置が提供される。
【０００９】好ましくは、前記起動部は、前記ｄ軸電流
成分がほぼ前記ｄ軸電流成分指令値と等しくなった後、
前記ｄ軸電流成分指令値を所定値に減少させる。
成分がほぼ前記ｄ軸電流成分指令値と等しくなった後、
前記ｄ軸電流成分指令値を所定値に減少させる。
【００１０】好ましくは、前記誘導電動機の制御装置
は、前記ｄ軸電流成分を入力して磁束推定値を出力する
磁束推定部と、起動時には、前記ｄ、ｑ軸電流指令値を
前記起動部による制御に切り替え、前記磁束推定値が所
定値になったとき、前記ｄ、ｑ軸電流指令値を前記電流
指令値演算部によるトルク指令値に基づく制御に切り替
える切替部と、を更に備えるものである。
は、前記ｄ軸電流成分を入力して磁束推定値を出力する
磁束推定部と、起動時には、前記ｄ、ｑ軸電流指令値を
前記起動部による制御に切り替え、前記磁束推定値が所
定値になったとき、前記ｄ、ｑ軸電流指令値を前記電流
指令値演算部によるトルク指令値に基づく制御に切り替
える切替部と、を更に備えるものである。
【００１１】好ましくは、前記切替部は、前記ｑ軸電流
成分指令値が所定値以下の場合には、前記起動部による
制御への切り替えを行わないものである。
成分指令値が所定値以下の場合には、前記起動部による
制御への切り替えを行わないものである。
【００１２】本発明の更に他の側面によれば、１次巻線
および２次巻線を有する誘導電動機の１次巻線に流れる
電流を制御するインバータを有する誘導電動機の制御方
法であって、前記誘導電動機の起動時に、誘導電動機が
静止している状態で、前記１次巻線に励磁電流を供給す
る第１ステップと、所定の時間経過後、前記励磁電流を
減少させると同時にトルク電流を前記１次巻線に供給
し、前記２次巻線に発生する磁束の時定数よりも速く、
前記トルク電流を増加させる第２ステップと、を備える
誘導電動機の制御方法が提供される。
および２次巻線を有する誘導電動機の１次巻線に流れる
電流を制御するインバータを有する誘導電動機の制御方
法であって、前記誘導電動機の起動時に、誘導電動機が
静止している状態で、前記１次巻線に励磁電流を供給す
る第１ステップと、所定の時間経過後、前記励磁電流を
減少させると同時にトルク電流を前記１次巻線に供給
し、前記２次巻線に発生する磁束の時定数よりも速く、
前記トルク電流を増加させる第２ステップと、を備える
誘導電動機の制御方法が提供される。
【００１３】好ましくは、前記第１ステップにおいて、
前記誘導電動機が静止している状態で、前記励磁電流を
２次磁束の時定数以上の時間流し、その後、前記励磁電
流を減少させるものである。
前記誘導電動機が静止している状態で、前記励磁電流を
２次磁束の時定数以上の時間流し、その後、前記励磁電
流を減少させるものである。
【００１４】好ましくは、前記第１ステップにおいて、
前記誘導電動機が静止している状態で、前記励磁電流を
２次磁束の時定数以上の時間流した後、前記励磁電流を
所定値に減少させるものである。
前記誘導電動機が静止している状態で、前記励磁電流を
２次磁束の時定数以上の時間流した後、前記励磁電流を
所定値に減少させるものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照して説明する。
て添付図面を参照して説明する。
【００１６】実施の形態１．図１はこの発明の実施の形
態１に係る誘導電動機の制御装置を示すブロック図であ
る。この図において、誘導電動機の制御装置は、図示し
ない誘導電動機の励磁電流成分idsとトルク電流成分iqs
とを指令値に基づき制御する電流制御部１と、トルク指
令τm*を入力して、励磁電流成分（ｄ軸電流成分）の指
令値ids*とトルク電流（ｑ軸電流成分）の指令値iqs*と
を演算する電流指令値演算部３と、起動時に少なくとも
励磁電流指令ids*を減少させると同時にトルク電流指令
iqs*を増加させる起動部５とを備える。
態１に係る誘導電動機の制御装置を示すブロック図であ
る。この図において、誘導電動機の制御装置は、図示し
ない誘導電動機の励磁電流成分idsとトルク電流成分iqs
とを指令値に基づき制御する電流制御部１と、トルク指
令τm*を入力して、励磁電流成分（ｄ軸電流成分）の指
令値ids*とトルク電流（ｑ軸電流成分）の指令値iqs*と
を演算する電流指令値演算部３と、起動時に少なくとも
励磁電流指令ids*を減少させると同時にトルク電流指令
iqs*を増加させる起動部５とを備える。
【００１７】また、制御装置は、さらに、誘導電動機の
１次電流を検出する電流検出器７と、電流検出器７から
出力されるｕ相電流iusおよびｖ相電流ivsと、後述する
１次周波数ωを積分して演算された電気角θとから、誘
導電動機の１次電流であるｄ軸電流idsおよびｑ軸電流i
qsを演算する座標変換回路である電流演算部９と、その
電流演算部９から出力されたｄ軸電流成分idsおよびｑ
軸電流成分iqsと誘導電動機の定数とからすべり周波数
ωsを演算するすべり周波数演算部１１と、誘導電動機
の回転速度を検出する回転速度検出器１３と、すべり周
波数ωsと回転速度検出器１３の出力（誘導電動機の回
転速度）ωrとを加算して１次周波数ωを演算する加算
器１５と、加算器１５の出力である１次周波数ωを積分
して電気角θを求める積分器１７とを備える。
１次電流を検出する電流検出器７と、電流検出器７から
出力されるｕ相電流iusおよびｖ相電流ivsと、後述する
１次周波数ωを積分して演算された電気角θとから、誘
導電動機の１次電流であるｄ軸電流idsおよびｑ軸電流i
qsを演算する座標変換回路である電流演算部９と、その
電流演算部９から出力されたｄ軸電流成分idsおよびｑ
軸電流成分iqsと誘導電動機の定数とからすべり周波数
ωsを演算するすべり周波数演算部１１と、誘導電動機
の回転速度を検出する回転速度検出器１３と、すべり周
波数ωsと回転速度検出器１３の出力（誘導電動機の回
転速度）ωrとを加算して１次周波数ωを演算する加算
器１５と、加算器１５の出力である１次周波数ωを積分
して電気角θを求める積分器１７とを備える。
【００１８】電流制御部１は、電流指令値演算部３或い
は起動部５の出力ids*から電流演算部９の出力idsを減
算する第１減算器１９と、電流指令値演算部３或いは起
動部５の出力iqs*から電流演算部９の出力iqsを減算す
る第２減算器２１と、第１減算器１９の出力を増幅して
ｄ軸電圧指令Vds*を演算する第１電流制御器２３と、第
２減算器２１の出力を増幅してｑ軸電圧指令Vqs*を演算
する第２電流制御器２５と、第１電流制御器２３の出力
Vqs*、第２電流制御器２５の出力Vqs*と積分器１７の出
力θから、ｕ相電圧指令Vus*、ｖ相電圧指令Vvs*、ｗ相
電圧指令Vws*を演算して、ｄ軸電流成分idsおよびｑ軸
電流成分iqsを所定の値に制御する電圧指令演算回路２
７とを備える。
は起動部５の出力ids*から電流演算部９の出力idsを減
算する第１減算器１９と、電流指令値演算部３或いは起
動部５の出力iqs*から電流演算部９の出力iqsを減算す
る第２減算器２１と、第１減算器１９の出力を増幅して
ｄ軸電圧指令Vds*を演算する第１電流制御器２３と、第
２減算器２１の出力を増幅してｑ軸電圧指令Vqs*を演算
する第２電流制御器２５と、第１電流制御器２３の出力
Vqs*、第２電流制御器２５の出力Vqs*と積分器１７の出
力θから、ｕ相電圧指令Vus*、ｖ相電圧指令Vvs*、ｗ相
電圧指令Vws*を演算して、ｄ軸電流成分idsおよびｑ軸
電流成分iqsを所定の値に制御する電圧指令演算回路２
７とを備える。
【００１９】また、電流演算部９から出力されるｄ軸電
流成分は磁束推定部２９に入力され、ここでｄ軸電流成
分より、誘導電動機の２次巻線により生成される磁束の
推定値が演算される。
流成分は磁束推定部２９に入力され、ここでｄ軸電流成
分より、誘導電動機の２次巻線により生成される磁束の
推定値が演算される。
【００２０】さらに、起動部５は、起動時に、所定のｄ
軸電流成分指令ids*およびｑ軸電流成分指令iqs*を出力
する。起動部５の出力および電流指令値演算部３の出力
とは切替部３１により選択的に切り替えられる。
軸電流成分指令ids*およびｑ軸電流成分指令iqs*を出力
する。起動部５の出力および電流指令値演算部３の出力
とは切替部３１により選択的に切り替えられる。
【００２１】切替部３１は、トルク指令値τｍ*、回転
速度検出器１３の出力（誘導電動機の回転速度）ωr、
磁束推定部２９の出力（磁束推定値）を入力して、回転
速度が零より大きく（誘導電動機の作動時）、トルク指
令値τｍ*が所定値以上である場合に、磁束推定部２９
により求められた磁束推定値が所定値を越えたとき、電
流制御部１の入力を、起動部５の出力から電流演算部９
の出力に切り替える。
速度検出器１３の出力（誘導電動機の回転速度）ωr、
磁束推定部２９の出力（磁束推定値）を入力して、回転
速度が零より大きく（誘導電動機の作動時）、トルク指
令値τｍ*が所定値以上である場合に、磁束推定部２９
により求められた磁束推定値が所定値を越えたとき、電
流制御部１の入力を、起動部５の出力から電流演算部９
の出力に切り替える。
【００２２】電流演算部９により行われるｕ相電流ius
およびｖ相電流ivsから、回転子と共に回転するｄ、ｑ
軸座標上の電流ids、iqsへの換算は、次式により求めら
れる。 ids ＝(３／２)1/2ius cosθ+((１／２)1/2ius + ２1/2
ivs sinθ) iqs ＝((１／２)1/2ius +２1/2ivs) cosθ + (３／２)
1/2ius sinθ
およびｖ相電流ivsから、回転子と共に回転するｄ、ｑ
軸座標上の電流ids、iqsへの換算は、次式により求めら
れる。 ids ＝(３／２)1/2ius cosθ+((１／２)1/2ius + ２1/2
ivs sinθ) iqs ＝((１／２)1/2ius +２1/2ivs) cosθ + (３／２)
1/2ius sinθ
【００２３】また、電圧指令演算回路２７によるｄ、ｑ
軸座標上の電圧指令vds*、vqs*からｕ、ｖ、ｗ各相の電
圧指令Vus*、Vvs*、Vws*への換算は、次式により求めら
れる。 Vus* ＝(３／２)1/2(Vds* cosθ- Vqs* sinθ) Vvs* ＝(1/2)1/2(Vds*sinθ+Vqs*cosθ)-(1/6)1/2(Vds*
cosθ-Vqs* sinθ) Vws ＝ - Vus* - Vvs*
軸座標上の電圧指令vds*、vqs*からｕ、ｖ、ｗ各相の電
圧指令Vus*、Vvs*、Vws*への換算は、次式により求めら
れる。 Vus* ＝(３／２)1/2(Vds* cosθ- Vqs* sinθ) Vvs* ＝(1/2)1/2(Vds*sinθ+Vqs*cosθ)-(1/6)1/2(Vds*
cosθ-Vqs* sinθ) Vws ＝ - Vus* - Vvs*
【００２４】さらに、すべり周波数演算部１１により演
算されるすべり周波数ωsは、誘導電動機の２次抵抗をR
r、２次インダクタンスをLrとすると、 ωs ＝ (Rr/φdr)(M/Lr)iqs φdr ＝ Mids/(1 + (Lr/Rr)P) P： 微分演算子 で与えられるから、idsが変化しない定常時では、 ωs ＝ (Rr/Lr)(iqs/ids) または ωs ＝ (Rr/Lr)(iqs/ids) で求められる。
算されるすべり周波数ωsは、誘導電動機の２次抵抗をR
r、２次インダクタンスをLrとすると、 ωs ＝ (Rr/φdr)(M/Lr)iqs φdr ＝ Mids/(1 + (Lr/Rr)P) P： 微分演算子 で与えられるから、idsが変化しない定常時では、 ωs ＝ (Rr/Lr)(iqs/ids) または ωs ＝ (Rr/Lr)(iqs/ids) で求められる。
【００２５】１次周波数ωは、前記すべり周波数ωsと
誘導電動機の回転速度を検出する回転速度検出器、例え
ばエンコーダ、レゾルバ、パルスジェネレータ、速度推
定部などの速度出力ωrとを、加算器１５により加算し
て求められる。また、１次周波数ωを積分器１７により
積分して電気角θが求められる。
誘導電動機の回転速度を検出する回転速度検出器、例え
ばエンコーダ、レゾルバ、パルスジェネレータ、速度推
定部などの速度出力ωrとを、加算器１５により加算し
て求められる。また、１次周波数ωを積分器１７により
積分して電気角θが求められる。
【００２６】通常の運転状態では、外部からのトルク指
令τm*が電流指令値演算部３に入力され、所定のｄ軸電
流成分指令ids*およびｑ軸電流成分指令iqs*が電流指令
値演算部３により演算され、前記ｄ軸電流成分ids、ｑ
軸電流成分iqsとの差が第１減算器１９及び第２減算器
２１により各々求められ、更に第１、第２電流制御器２
３、２５によりＰＩ制御（比例、積分制御）されてd、q
軸上の電圧指令Vds*、Vqs*が生成され、電圧指令演算回
路２７によりｕ、ｖ、ｗ各相の電圧指令Vus*、Vvs*、Vw
s*に変換されて出力される。
令τm*が電流指令値演算部３に入力され、所定のｄ軸電
流成分指令ids*およびｑ軸電流成分指令iqs*が電流指令
値演算部３により演算され、前記ｄ軸電流成分ids、ｑ
軸電流成分iqsとの差が第１減算器１９及び第２減算器
２１により各々求められ、更に第１、第２電流制御器２
３、２５によりＰＩ制御（比例、積分制御）されてd、q
軸上の電圧指令Vds*、Vqs*が生成され、電圧指令演算回
路２７によりｕ、ｖ、ｗ各相の電圧指令Vus*、Vvs*、Vw
s*に変換されて出力される。
【００２７】以上のように制御すると、極対数をＰｍ、
励磁インダクタンスをＭとすれば、トルクτは次式によ
り表される。 τ＝ Pm(M2/Lr)ids・iqs
励磁インダクタンスをＭとすれば、トルクτは次式によ
り表される。 τ＝ Pm(M2/Lr)ids・iqs
【００２８】ところが、電流を制御するスイッチング素
子には最大電流の制限があるため、（ids2＋iqs2）1/2
を制限範囲以内にする必要がある。従って、電流の制限
をImaxとすれば、最大トルクを得るids、iqsは、 ids＝iqs＝(１／２)1/2Ｉmax となり、最大トルクは τmax＝（Ｐｍ／２）（Ｍ2／Ｌr）Ｉmax2 となる。
子には最大電流の制限があるため、（ids2＋iqs2）1/2
を制限範囲以内にする必要がある。従って、電流の制限
をImaxとすれば、最大トルクを得るids、iqsは、 ids＝iqs＝(１／２)1/2Ｉmax となり、最大トルクは τmax＝（Ｐｍ／２）（Ｍ2／Ｌr）Ｉmax2 となる。
【００２９】次に、起動時の制御について図２を参照し
て説明する。図２は誘導電動機の電流、磁束、トルクお
よび回転速度を表す波形図であり、（ａ）は一次側のｄ
軸電流成分（ステータの励磁電流）idsの波形図、
（ｂ）は一次側のｑ軸電流成分（ステータのトルク電
流）irsの波形図、（ｃ）は二次側のｄ軸電流成分（ロ
ータの励磁電流）idrの波形図、（ｄ）は二次側のｑ軸
電流成分（ロータのトルク電流）iqrの波形図、（ｅ）
は一次側のｄ軸電流成分idsおよびｑ軸電流成分iqsを合
成した波形図、（ｆ）は誘導電動機に発生するｄ軸磁束
φdrの波形図、（ｇ）は誘導電動機に発生するトルクτ
の波形図、（ｈ）は誘導電動機の回転速度ωrを表す図
である。
て説明する。図２は誘導電動機の電流、磁束、トルクお
よび回転速度を表す波形図であり、（ａ）は一次側のｄ
軸電流成分（ステータの励磁電流）idsの波形図、
（ｂ）は一次側のｑ軸電流成分（ステータのトルク電
流）irsの波形図、（ｃ）は二次側のｄ軸電流成分（ロ
ータの励磁電流）idrの波形図、（ｄ）は二次側のｑ軸
電流成分（ロータのトルク電流）iqrの波形図、（ｅ）
は一次側のｄ軸電流成分idsおよびｑ軸電流成分iqsを合
成した波形図、（ｆ）は誘導電動機に発生するｄ軸磁束
φdrの波形図、（ｇ）は誘導電動機に発生するトルクτ
の波形図、（ｈ）は誘導電動機の回転速度ωrを表す図
である。
【００３０】誘導電動機の起動時には、すなわち、誘導
電動機の回転速度ωrが零より大きくなり、トルク指令
値τｍ*が所定値以上であり、磁束推定部２９による磁
束推定値が所定値以上のとき、d、q軸の電流成分指令id
s*、iqs*が切替部３１により起動部５の出力に切り替え
られる。
電動機の回転速度ωrが零より大きくなり、トルク指令
値τｍ*が所定値以上であり、磁束推定部２９による磁
束推定値が所定値以上のとき、d、q軸の電流成分指令id
s*、iqs*が切替部３１により起動部５の出力に切り替え
られる。
【００３１】まず、図２（ａ）、（ｂ）において、ｔ＝
０．５秒で、起動部５よりiqs*=０、ids*=Imaxが出力さ
れ、励磁電流が流れる。このとき、ｄ軸磁束φdrは時定
数Lr/Rrで立ち上がるため、、図２（ｆ）で示すよう
に、ｄ軸電流idsに対して若干遅れることになる。充分
な時間経過後（図２（ｆ）のｔ＝１秒）、ｄ軸磁束φdr
がids・Ｍとほぼ等しくなってから、d、q軸の電流成分指
令ids*=0、iqs*=Imaxとする。すなわち、励磁電流に対
して位相が電気角で９０度進んでいるトルク電流が流れ
る。ｄ軸磁束φdrは立ち上がるのが遅れたように、減少
するのにも遅れを生じるため、この様に電流を切り替え
た場合、徐々に磁束が減少するので、図３に示すよう
に、d、q軸電流成分ids、iqsは瞬間的に、ids＝Ｉmax、
iqs＝Ｉmaxとなり、このとき得られるトルクτは、τ＝
Ｐｍ（Ｍ2／Ｌr）ids・iqs＝Ｐｍ（Ｍ2／Ｌr）Ｉmax2と
なり、図２（ｇ）に示すように、トルクτはこの最大値
から徐々に減少する。従って、切替部３１のスイッチン
グ素子の電流容量を増やすことなく、瞬時で見た最大ト
ルクは、上述した通常時の最大トルク［τmax＝（Ｐｍ
／２）（Ｍ2／Ｌr）Ｉmax2］の２倍得られることにな
る。
０．５秒で、起動部５よりiqs*=０、ids*=Imaxが出力さ
れ、励磁電流が流れる。このとき、ｄ軸磁束φdrは時定
数Lr/Rrで立ち上がるため、、図２（ｆ）で示すよう
に、ｄ軸電流idsに対して若干遅れることになる。充分
な時間経過後（図２（ｆ）のｔ＝１秒）、ｄ軸磁束φdr
がids・Ｍとほぼ等しくなってから、d、q軸の電流成分指
令ids*=0、iqs*=Imaxとする。すなわち、励磁電流に対
して位相が電気角で９０度進んでいるトルク電流が流れ
る。ｄ軸磁束φdrは立ち上がるのが遅れたように、減少
するのにも遅れを生じるため、この様に電流を切り替え
た場合、徐々に磁束が減少するので、図３に示すよう
に、d、q軸電流成分ids、iqsは瞬間的に、ids＝Ｉmax、
iqs＝Ｉmaxとなり、このとき得られるトルクτは、τ＝
Ｐｍ（Ｍ2／Ｌr）ids・iqs＝Ｐｍ（Ｍ2／Ｌr）Ｉmax2と
なり、図２（ｇ）に示すように、トルクτはこの最大値
から徐々に減少する。従って、切替部３１のスイッチン
グ素子の電流容量を増やすことなく、瞬時で見た最大ト
ルクは、上述した通常時の最大トルク［τmax＝（Ｐｍ
／２）（Ｍ2／Ｌr）Ｉmax2］の２倍得られることにな
る。
【００３２】以上のようにこの発明では、まず励磁電流
を流し、磁束が確立した後に、励磁電流をその磁束を維
持できないところまで減らし、励磁電流の分もトルク電
流に振り分けて起動トルクを増加させるものである。ま
た、磁束が確立した後は、励磁電流を減らしても磁束は
時定数で減衰するため、しばらくは磁束が残るので、こ
の磁束に対しトルク電流を流して大きな起動トルクを得
るものである。
を流し、磁束が確立した後に、励磁電流をその磁束を維
持できないところまで減らし、励磁電流の分もトルク電
流に振り分けて起動トルクを増加させるものである。ま
た、磁束が確立した後は、励磁電流を減らしても磁束は
時定数で減衰するため、しばらくは磁束が残るので、こ
の磁束に対しトルク電流を流して大きな起動トルクを得
るものである。
【００３３】尚、以上の説明では、切替部３１は、誘導
電動機の回転速度ωrが零より大きく、トルク指令値τ
ｍ*が所定値以上であり、磁束推定部２９による磁束推
定値が所定値以上のとき、d、q軸の電流成分指令ids*、
iqs*を起動部５の出力に切り替えるものとして説明した
が、必要に応じて、トルク指令値τm*が所定値以上のと
き、或いは磁束推定部２９による磁束推定値が所定値以
上のとき、d、q軸の電流成分指令ids*、iqs*を切替部３
１により起動部５の出力に切り替えるようにしてもよ
い。
電動機の回転速度ωrが零より大きく、トルク指令値τ
ｍ*が所定値以上であり、磁束推定部２９による磁束推
定値が所定値以上のとき、d、q軸の電流成分指令ids*、
iqs*を起動部５の出力に切り替えるものとして説明した
が、必要に応じて、トルク指令値τm*が所定値以上のと
き、或いは磁束推定部２９による磁束推定値が所定値以
上のとき、d、q軸の電流成分指令ids*、iqs*を切替部３
１により起動部５の出力に切り替えるようにしてもよ
い。
【００３４】実施の形態２．また、磁気飽和により、ｄ
軸電流成分idsを例えばImax／２1/2 以上流しても磁束
が増えない場合の制御について、図４を参照して説明す
る。図４の（ａ）〜（ｈ）は図２の（ａ）〜（ｈ）と同
様であり説明は省略する。まず、ｄ軸電流成分idsを磁
気飽和を生じる最小電流値にして、すなわちids＝ Imax
／２1/2 として磁束を立ち上げる（図４(a)）。その
後、ids=0（図４（ａ））、iqs=Imax（図４（ｂ））と
すれば、磁束（図４（ｆ））はids= Imax／２1/2 相当
から次第に減少するため、トルクτ（図４（ｇ））は、 τ＝Ｐｍ／２1/2（Ｍ2／Ｌr）Ｉmax2 から次第に低下するようになる。即ち、idsを一定に流
し続けるよりも最大２1/2倍のトルクが得られる。
軸電流成分idsを例えばImax／２1/2 以上流しても磁束
が増えない場合の制御について、図４を参照して説明す
る。図４の（ａ）〜（ｈ）は図２の（ａ）〜（ｈ）と同
様であり説明は省略する。まず、ｄ軸電流成分idsを磁
気飽和を生じる最小電流値にして、すなわちids＝ Imax
／２1/2 として磁束を立ち上げる（図４(a)）。その
後、ids=0（図４（ａ））、iqs=Imax（図４（ｂ））と
すれば、磁束（図４（ｆ））はids= Imax／２1/2 相当
から次第に減少するため、トルクτ（図４（ｇ））は、 τ＝Ｐｍ／２1/2（Ｍ2／Ｌr）Ｉmax2 から次第に低下するようになる。即ち、idsを一定に流
し続けるよりも最大２1/2倍のトルクが得られる。
【００３５】実施の形態３．前記実施の形態１および２
では、ｄ軸電流成分idsを所定値から零に変化させた
が、例えば、所定値から、それよりも小さな値、好まし
くはその１／２程度に変化させても良い。図５はこのと
きの制御動作を表す波形図で、（ａ）〜（ｈ）は図２の
（ａ）〜（ｈ）と同様であり、説明は省略する。例え
ば、 ids＝Imax／２1/2 （図５（ａ））として磁束を立
ち上げ、その後、ids= Imax／２（２）1/2（図５
（ａ））、iqs=Imax（１−（１／２(２)1/2）2）1/2＝
Ｉmax（０．８７５）1/2 （図５（ｂ））とすれば、磁
束（図５（ｆ））はids=Imax／２1/2 相当から次第に減
少するため、トルクτ（図５（ｇ））は次式のようにな
る。 τ＝（（０．８７５）1/2／２1/2）（ＰｍＭ2／Ｌr）Ｉ
max2 ＝０．６６１（ＰｍＭ2／Ｌr）Ｉmax2 従って、定常時に比べて最大約１．３倍のトルクが得ら
れると共に、磁束は、ids＝Imax／２1/2相当からids＝I
max／2（２）1/2相当へ減少するため、磁束の持続時間
が長くなり、トルクの減少が遅くなる。
では、ｄ軸電流成分idsを所定値から零に変化させた
が、例えば、所定値から、それよりも小さな値、好まし
くはその１／２程度に変化させても良い。図５はこのと
きの制御動作を表す波形図で、（ａ）〜（ｈ）は図２の
（ａ）〜（ｈ）と同様であり、説明は省略する。例え
ば、 ids＝Imax／２1/2 （図５（ａ））として磁束を立
ち上げ、その後、ids= Imax／２（２）1/2（図５
（ａ））、iqs=Imax（１−（１／２(２)1/2）2）1/2＝
Ｉmax（０．８７５）1/2 （図５（ｂ））とすれば、磁
束（図５（ｆ））はids=Imax／２1/2 相当から次第に減
少するため、トルクτ（図５（ｇ））は次式のようにな
る。 τ＝（（０．８７５）1/2／２1/2）（ＰｍＭ2／Ｌr）Ｉ
max2 ＝０．６６１（ＰｍＭ2／Ｌr）Ｉmax2 従って、定常時に比べて最大約１．３倍のトルクが得ら
れると共に、磁束は、ids＝Imax／２1/2相当からids＝I
max／2（２）1/2相当へ減少するため、磁束の持続時間
が長くなり、トルクの減少が遅くなる。
【００３６】このように、ｄ軸電流成分がｄ軸電流成分
指令値とほぼ等しくなった後、ｄ軸電流成分指令値を所
定値に減少させることにより、起動時の磁束の持続時間
を前記所定値に応じて長くすることができ、トルクの減
少をそれだけ遅らせることができる。
指令値とほぼ等しくなった後、ｄ軸電流成分指令値を所
定値に減少させることにより、起動時の磁束の持続時間
を前記所定値に応じて長くすることができ、トルクの減
少をそれだけ遅らせることができる。
【００３７】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る誘導電動機
の制御装置によれば、誘導電動機をベクトル制御する制
御装置であって、前記誘導電動機の励磁電流成分idsと
トルク電流成分iqsとを指令値に基づき制御する電流制
御部と、トルク指令τm*に基づき前記励磁電流成分の指
令値ids*と前記トルク電流の指令値iqs*とを作成する電
流指令値演算部と、起動時に少なくとも前記励磁電流指
令ids*を減少させると同時に前記トルク電流指令iqs*を
増加させる起動部とを備えるので、電流容量が大きなス
イッチング素子を必要とすることなく、誘導電動機の起
動時のトルクを増大させることができる効果がある。
の制御装置によれば、誘導電動機をベクトル制御する制
御装置であって、前記誘導電動機の励磁電流成分idsと
トルク電流成分iqsとを指令値に基づき制御する電流制
御部と、トルク指令τm*に基づき前記励磁電流成分の指
令値ids*と前記トルク電流の指令値iqs*とを作成する電
流指令値演算部と、起動時に少なくとも前記励磁電流指
令ids*を減少させると同時に前記トルク電流指令iqs*を
増加させる起動部とを備えるので、電流容量が大きなス
イッチング素子を必要とすることなく、誘導電動機の起
動時のトルクを増大させることができる効果がある。
【００３８】また、前記起動部は、前記誘導電動機の起
動時に少なくとも前記励磁電流指令ids*を減少させると
同時に、前記トルク電流指令iqs*をiqs*=（Ｉmax2−ids
*2） 1/2まで増加させることにより、電流容量が大きな
スイッチング素子を必要とすることなく、誘導電動機の
起動時のトルクを増大させることができる効果がある。
動時に少なくとも前記励磁電流指令ids*を減少させると
同時に、前記トルク電流指令iqs*をiqs*=（Ｉmax2−ids
*2） 1/2まで増加させることにより、電流容量が大きな
スイッチング素子を必要とすることなく、誘導電動機の
起動時のトルクを増大させることができる効果がある。
【００３９】さらに、本発明に係る誘導電動機の制御装
置によれば、誘導電動機の１次電流を検出する電流検出
器と、前記電流検出器の出力と１次周波数ωとを入力し
て、前記１次電流のｄ軸及びｑ軸成分を演算する電流指
令値演算部と、前記１次電流のｄ軸成分もしくはｄ軸成
分指令と、前記１次電流のｑ軸成分もしくはｑ軸成分指
令と、前記１次周波数ωとを入力して前記誘導電動機の
定数を用いた所定の関数演算により、前記誘導電動機の
すべり周波数ωsを演算するすべり周波数演算部と、前
記誘導電動機の回転速度を検出する回転速度検出器と、
前記すべり周波数演算部から出力されたすべり周波数ω
sと、前記回転速度検出器の出力とを加算して前記１次
周波数ωとする加算器と、前記１次電流のｄ軸成分およ
びｑ軸成分がぞれぞれ、ｄ軸成分指令およびｑ軸成分指
令に追従するように前記誘導電動機の１次電流を制御す
る電流制御部と、前記誘導電動機の起動時に、ｄ軸電流
成分指令を所定値とし、前記ｄ軸電流成分がほぼ前記ｄ
軸電流成分指令値と等しくなった後、前記ｄ軸電流成分
指令値を減少させると同時にｑ軸電流成分指令値を増加
させる起動部とを備えるので、電流容量が大きなスイッ
チング素子を必要とすることなく、誘導電動機の起動時
のトルクを増大させることができる効果がある。
置によれば、誘導電動機の１次電流を検出する電流検出
器と、前記電流検出器の出力と１次周波数ωとを入力し
て、前記１次電流のｄ軸及びｑ軸成分を演算する電流指
令値演算部と、前記１次電流のｄ軸成分もしくはｄ軸成
分指令と、前記１次電流のｑ軸成分もしくはｑ軸成分指
令と、前記１次周波数ωとを入力して前記誘導電動機の
定数を用いた所定の関数演算により、前記誘導電動機の
すべり周波数ωsを演算するすべり周波数演算部と、前
記誘導電動機の回転速度を検出する回転速度検出器と、
前記すべり周波数演算部から出力されたすべり周波数ω
sと、前記回転速度検出器の出力とを加算して前記１次
周波数ωとする加算器と、前記１次電流のｄ軸成分およ
びｑ軸成分がぞれぞれ、ｄ軸成分指令およびｑ軸成分指
令に追従するように前記誘導電動機の１次電流を制御す
る電流制御部と、前記誘導電動機の起動時に、ｄ軸電流
成分指令を所定値とし、前記ｄ軸電流成分がほぼ前記ｄ
軸電流成分指令値と等しくなった後、前記ｄ軸電流成分
指令値を減少させると同時にｑ軸電流成分指令値を増加
させる起動部とを備えるので、電流容量が大きなスイッ
チング素子を必要とすることなく、誘導電動機の起動時
のトルクを増大させることができる効果がある。
【００４０】さらにまた、前記起動部は、前記ｄ軸電流
成分がほぼ前記ｄ軸電流成分指令値と等しくなった後、
前記ｄ軸電流成分指令値を所定値に減少させることによ
り、起動時の磁束の持続時間を前記所定値に応じて長く
することができ、トルクの減少を遅らせることができる
効果がある。
成分がほぼ前記ｄ軸電流成分指令値と等しくなった後、
前記ｄ軸電流成分指令値を所定値に減少させることによ
り、起動時の磁束の持続時間を前記所定値に応じて長く
することができ、トルクの減少を遅らせることができる
効果がある。
【００４１】また、本発明に係る誘導電動機の制御装置
は、前記ｄ軸電流成分を入力して磁束推定値を出力する
磁束推定部と、起動時には、前記ｄ、ｑ軸電流指令値を
前記起動部による制御に切り替え、前記磁束推定値が所
定値になったとき、前記ｄ、ｑ軸電流指令値を前記電流
指令値演算部によるトルク指令値に基づく制御に切り替
える切替部とを更に備えるので、起動時に大きなトルク
が必要な場合だけ起動部による制御を行い、起動後に磁
束推定部による磁束推定値が所定値以下になった場合
に、電流指令演算部による制御に切り替えてトルク指令
値に基づく通常の制御を行うことができる効果がある。
は、前記ｄ軸電流成分を入力して磁束推定値を出力する
磁束推定部と、起動時には、前記ｄ、ｑ軸電流指令値を
前記起動部による制御に切り替え、前記磁束推定値が所
定値になったとき、前記ｄ、ｑ軸電流指令値を前記電流
指令値演算部によるトルク指令値に基づく制御に切り替
える切替部とを更に備えるので、起動時に大きなトルク
が必要な場合だけ起動部による制御を行い、起動後に磁
束推定部による磁束推定値が所定値以下になった場合
に、電流指令演算部による制御に切り替えてトルク指令
値に基づく通常の制御を行うことができる効果がある。
【００４２】さらに、前記切替部は、前記ｑ軸電流成分
指令値が所定値以下の場合には、前記起動部による制御
への切り替えを行わないようにするので、起動時に大き
なトルクが必要ない場合には、起動部による不必要な制
御を行わないようにすることができる。
指令値が所定値以下の場合には、前記起動部による制御
への切り替えを行わないようにするので、起動時に大き
なトルクが必要ない場合には、起動部による不必要な制
御を行わないようにすることができる。
【００４３】さらにまた、本発明に係る誘導電動機の制
御方法によれば、１次巻線および２次巻線を有する誘導
電動機の１次巻線に流れる電流を制御するインバータを
有する誘導電動機の制御方法であって、前記誘導電動機
の起動時に、誘導電動機が静止している状態で、前記１
次巻線に励磁電流を供給する第１ステップと、所定の時
間経過後、前記励磁電流を減少させると同時にトルク電
流を前記１次巻線に供給し、前記２次巻線に発生する磁
束の時定数よりも速く、前記トルク電流を増加させる第
２ステップとを備えるので、電流容量が大きなスイッチ
ング素子を必要とすることなく、誘導電動機の起動時の
トルクを増大させることができる効果がある。
御方法によれば、１次巻線および２次巻線を有する誘導
電動機の１次巻線に流れる電流を制御するインバータを
有する誘導電動機の制御方法であって、前記誘導電動機
の起動時に、誘導電動機が静止している状態で、前記１
次巻線に励磁電流を供給する第１ステップと、所定の時
間経過後、前記励磁電流を減少させると同時にトルク電
流を前記１次巻線に供給し、前記２次巻線に発生する磁
束の時定数よりも速く、前記トルク電流を増加させる第
２ステップとを備えるので、電流容量が大きなスイッチ
ング素子を必要とすることなく、誘導電動機の起動時の
トルクを増大させることができる効果がある。
【００４４】また、前記第１ステップにおいて、前記誘
導電動機が静止している状態で、前記励磁電流を２次磁
束の時定数以上の時間流し、その後、前記励磁電流を減
少させることにより、起動時の磁束の持続時間を前記所
定値に応じて長くすることができ、トルクの減少を遅ら
せることができる効果がある。
導電動機が静止している状態で、前記励磁電流を２次磁
束の時定数以上の時間流し、その後、前記励磁電流を減
少させることにより、起動時の磁束の持続時間を前記所
定値に応じて長くすることができ、トルクの減少を遅ら
せることができる効果がある。
【００４５】さらに、前記第１ステップにおいて、前記
誘導電動機が静止している状態で、前記励磁電流を２次
磁束の時定数以上の時間流した後、前記励磁電流を所定
値に減少させることにより、起動時の磁束の持続時間を
前記所定値に応じて長くすることができ、トルクの減少
を遅らせることができる効果がある。
誘導電動機が静止している状態で、前記励磁電流を２次
磁束の時定数以上の時間流した後、前記励磁電流を所定
値に減少させることにより、起動時の磁束の持続時間を
前記所定値に応じて長くすることができ、トルクの減少
を遅らせることができる効果がある。
【図１】 本発明に係る誘導電動機の制御装置の概略構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図２】 本発明の実施の形態１に係る制御特性を表す
波形図である。
波形図である。
【図３】 本発明の制御装置の起動時の最大トルクと通
常運転時の最大トルクとの比較を示す図である。
常運転時の最大トルクとの比較を示す図である。
【図４】 本発明の実施の形態２に係る制御特性を表す
波形図である。
波形図である。
【図５】 本発明の実施の形態３に係る制御特性を表す
波形図である。
波形図である。
１ 電流制御部、３ 電流指令値演算部、５ 起動部、
７ 電流検出器、９電流演算部、１１ 周波数演算部、
１３ 回転速度検出器、１５ 加算器、１７積分器、１
９ 第１減算器、２１ 第２減算器、２３ 第１電流制
御器、２５第２電流制御器、２７ 電圧指令演算回路、
２９ 磁束推定部、３１ 切替部。
７ 電流検出器、９電流演算部、１１ 周波数演算部、
１３ 回転速度検出器、１５ 加算器、１７積分器、１
９ 第１減算器、２１ 第２減算器、２３ 第１電流制
御器、２５第２電流制御器、２７ 電圧指令演算回路、
２９ 磁束推定部、３１ 切替部。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１２年９月１４日（２０００．９．１
４）
４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】電流演算部９により行われるｕ相電流ius
およびｖ相電流ivsから、回転子と共に回転するｄ、ｑ
軸座標上の電流ids、iqsへの換算は、次式により求めら
れる。 ids ＝(３／２)1/2ius cosθ+((１／２)1/2ius + ２1/2
ivs）sinθ iqs ＝((１／２)1/2ius +２1/2ivs) cosθ + (３／２)
1/2ius sinθ
およびｖ相電流ivsから、回転子と共に回転するｄ、ｑ
軸座標上の電流ids、iqsへの換算は、次式により求めら
れる。 ids ＝(３／２)1/2ius cosθ+((１／２)1/2ius + ２1/2
ivs）sinθ iqs ＝((１／２)1/2ius +２1/2ivs) cosθ + (３／２)
1/2ius sinθ
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】また、電圧指令演算回路２７によるｄ、ｑ
軸座標上の電圧指令Vds*、Vqs*からｕ、ｖ、ｗ各相の電
圧指令Vus*、Vvs*、Vws*への換算は、次式により求めら
れる。 Vus* ＝(２／３)1/2(Vds* cosθ- Vqs* sinθ) Vvs* ＝(1/2)1/2(Vds*sinθ+Vqs*cosθ)-(1/6)1/2(Vds*
cosθ-Vqs* sinθ) Vws ＝ - Vus* - Vvs*
軸座標上の電圧指令Vds*、Vqs*からｕ、ｖ、ｗ各相の電
圧指令Vus*、Vvs*、Vws*への換算は、次式により求めら
れる。 Vus* ＝(２／３)1/2(Vds* cosθ- Vqs* sinθ) Vvs* ＝(1/2)1/2(Vds*sinθ+Vqs*cosθ)-(1/6)1/2(Vds*
cosθ-Vqs* sinθ) Vws ＝ - Vus* - Vvs*
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２４】さらに、すべり周波数演算部１１により演
算されるすべり周波数ωsは、誘導電動機の２次抵抗をR
r、２次インダクタンスをLrとすると、 ωs ＝ (Rr/φdr)(M/Lr)iqs φdr ＝ Mids/(1 + (Lr/Rr)P) P： 微分演算子 で与えられるから、idsが変化しない定常時では、 ωs ＝ (Rr/Lr)(iqs/ids) または ωs ＝ (Rr/Lr)(iqs*/ids*) で求められる。
算されるすべり周波数ωsは、誘導電動機の２次抵抗をR
r、２次インダクタンスをLrとすると、 ωs ＝ (Rr/φdr)(M/Lr)iqs φdr ＝ Mids/(1 + (Lr/Rr)P) P： 微分演算子 で与えられるから、idsが変化しない定常時では、 ωs ＝ (Rr/Lr)(iqs/ids) または ωs ＝ (Rr/Lr)(iqs*/ids*) で求められる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２９】次に、起動時の制御について図２を参照し
て説明する。図２は誘導電動機の電流、磁束、トルクお
よび回転速度を表す波形図であり、（ａ）は一次側のｄ
軸電流成分（ステータの励磁電流）idsの波形図、
（ｂ）は一次側のｑ軸電流成分（ステータのトルク電
流）iqsの波形図、（ｃ）は二次側のｄ軸電流成分（ロ
ータの励磁電流）idrの波形図、（ｄ）は二次側のｑ軸
電流成分（ロータのトルク電流）iqrの波形図、（ｅ）
は一次側のｄ軸電流成分idsおよびｑ軸電流成分iqsを合
成した波形図、（ｆ）は誘導電動機に発生するｄ軸磁束
φdrの波形図、（ｇ）は誘導電動機に発生するトルクτ
の波形図、（ｈ）は誘導電動機の回転速度ωrを表す図
である。
て説明する。図２は誘導電動機の電流、磁束、トルクお
よび回転速度を表す波形図であり、（ａ）は一次側のｄ
軸電流成分（ステータの励磁電流）idsの波形図、
（ｂ）は一次側のｑ軸電流成分（ステータのトルク電
流）iqsの波形図、（ｃ）は二次側のｄ軸電流成分（ロ
ータの励磁電流）idrの波形図、（ｄ）は二次側のｑ軸
電流成分（ロータのトルク電流）iqrの波形図、（ｅ）
は一次側のｄ軸電流成分idsおよびｑ軸電流成分iqsを合
成した波形図、（ｆ）は誘導電動機に発生するｄ軸磁束
φdrの波形図、（ｇ）は誘導電動機に発生するトルクτ
の波形図、（ｈ）は誘導電動機の回転速度ωrを表す図
である。
Claims (9)
- 【請求項１】 誘導電動機をベクトル制御する制御装置
であって、 前記誘導電動機の励磁電流成分idsとトルク電流成分iqs
とを指令値に基づき制御する電流制御部と、 トルク指令τm*に基づき前記励磁電流成分の指令値ids*
と前記トルク電流の指令値iqs*とを作成する電流指令値
演算部と、 起動時に少なくとも前記励磁電流指令ids*を減少させる
と同時に前記トルク電流指令iqs*を増加させる起動部
と、 を備える誘導電動機の制御装置。 - 【請求項２】 前記起動部は、前記誘導電動機の起動時
に少なくとも前記励磁電流指令ids*を減少させると同時
に、前記トルク電流指令iqs*をiqs*=（Ｉmax 2−ids*2）
1/2まで増加させることを特徴とする請求項１記載の誘
導電動機の制御装置。 - 【請求項３】 誘導電動機をベクトル制御する制御装置
であって、 前記誘導電動機の１次電流を検出する電流検出器と、 前記電流検出器の出力と１次周波数ωとを入力して、前
記１次電流のｄ軸及びｑ軸成分を演算する電流指令値演
算部と、 前記１次電流のｄ軸成分もしくはｄ軸成分指令と、前記
１次電流のｑ軸成分もしくはｑ軸成分指令と、前記１次
周波数ωとを入力して前記誘導電動機の定数を用いた所
定の関数演算により、前記誘導電動機のすべり周波数ω
sを演算するすべり周波数演算部と、 前記誘導電動機の回転速度を検出する回転速度検出器
と、 前記すべり周波数演算部から出力されたすべり周波数ω
sと、前記回転速度検出器の出力とを加算して前記１次
周波数ωとする加算器と、 前記１次電流のｄ軸成分およびｑ軸成分がぞれぞれ、ｄ
軸成分指令およびｑ軸成分指令に追従するように前記誘
導電動機の１次電流を制御する電流制御部と、 前記誘導電動機の起動時に、ｄ軸電流成分指令を所定値
とし、前記ｄ軸電流成分がほぼ前記ｄ軸電流成分指令値
と等しくなった後、前記ｄ軸電流成分指令値を減少させ
ると同時にｑ軸電流成分指令値を増加させる起動部と、 を備える誘導電動機の制御装置。 - 【請求項４】 前記起動部は、前記ｄ軸電流成分がほぼ
前記ｄ軸電流成分指令値と等しくなった後、前記ｄ軸電
流成分指令値を所定値に減少させる請求項３記載の誘導
電動機の制御装置。 - 【請求項５】 前記ｄ軸電流成分を入力して磁束推定値
を出力する磁束推定部と、 起動時には、前記ｄ、ｑ軸電流指令値を前記起動部によ
る制御に切り替え、前記磁束推定値が所定値になったと
き、前記ｄ、ｑ軸電流指令値を前記電流指令値演算部に
よるトルク指令値に基づく制御に切り替える切替部と、 を更に備える請求項３記載の誘導電動機の制御装置。 - 【請求項６】 前記切替部は、前記ｑ軸電流成分指令値
が所定値以下の場合には、前記起動部による制御への切
り替えを行わないようにする請求項５記載の誘導電動機
の制御装置。 - 【請求項７】 １次巻線および２次巻線を有する誘導電
動機の１次巻線に流れる電流を制御するインバータを有
する誘導電動機の制御方法であって、 前記誘導電動機の起動時に、誘導電動機が静止している
状態で、前記１次巻線に励磁電流を供給する第１ステッ
プと、 所定の時間経過後、前記励磁電流を減少させると同時に
トルク電流を前記１次巻線に供給し、前記２次巻線に発
生する磁束の時定数よりも速く、前記トルク電流を増加
させる第２ステップと、 を備える誘導電動機の制御方法。 - 【請求項８】 前記第１ステップにおいて、前記誘導電
動機が静止している状態で、前記励磁電流を２次磁束の
時定数以上の時間流し、その後、前記励磁電流を減少さ
せることを特徴とする請求項７記載の誘導電動機の制御
方法。 - 【請求項９】 前記第１ステップにおいて、前記誘導電
動機が静止している状態で、前記励磁電流を２次磁束の
時定数以上の時間流した後、前記励磁電流を所定値に減
少させることを特徴とする請求項８記載の誘導電動機の
制御方法。
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