JP3230975B2 - 交流電動機のベクトル制御装置 - Google Patents
交流電動機のベクトル制御装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は交流誘導電動機又は
永久磁石同期電動機のベクトル制御を行う交流電動機の
ベクトル制御装置に関する。
永久磁石同期電動機のベクトル制御を行う交流電動機の
ベクトル制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】直流電力を交流電力に変換するインバー
タのような電力変換装置を介して交流電動機を制御する
方式において、特に高速な制御応答を目的とする方式と
して電動機の一次電流を磁束方向と平行な磁化電流とこ
れと直交する方向のトルク電流とに分離して制御を行う
ベクトル制御方式が知られている。
タのような電力変換装置を介して交流電動機を制御する
方式において、特に高速な制御応答を目的とする方式と
して電動機の一次電流を磁束方向と平行な磁化電流とこ
れと直交する方向のトルク電流とに分離して制御を行う
ベクトル制御方式が知られている。
【０００３】図２３は従来の誘導電動機を制御対象とす
る交流電動機のベクトル制御装置の一例を示している。
この従来のベクトル制御装置１００は、ベクトル制御指
令演算手段１０１、ｄ軸電流制御手段１０２、ｑ軸電流
制御手段１０３、すべり角周波数積分手段１０４、電圧
座標変換手段１０５及び三角波発生手段１０６、パルス
幅変調（ＰＷＭ）電圧発生手段１０７で構成される。な
お、インバータは相電圧が３レベル出力の３相出力ＰＷ
Ｍインバータとして説明する。
る交流電動機のベクトル制御装置の一例を示している。
この従来のベクトル制御装置１００は、ベクトル制御指
令演算手段１０１、ｄ軸電流制御手段１０２、ｑ軸電流
制御手段１０３、すべり角周波数積分手段１０４、電圧
座標変換手段１０５及び三角波発生手段１０６、パルス
幅変調（ＰＷＭ）電圧発生手段１０７で構成される。な
お、インバータは相電圧が３レベル出力の３相出力ＰＷ
Ｍインバータとして説明する。
【０００４】そしてベクトル制御指令値演算手段１０１
は、磁束指令値ΦRefとトルク指令値TqRefを入力とし
て、次の数１式の演算によって磁化電流指令値IdRef、
トルク電流指令値IqRef、すべり角周波数指令値ωsRef
を出力する。
は、磁束指令値ΦRefとトルク指令値TqRefを入力とし
て、次の数１式の演算によって磁化電流指令値IdRef、
トルク電流指令値IqRef、すべり角周波数指令値ωsRef
を出力する。
【０００５】
【数１】 ただし、Ｍ：電動機の相互インダクタンス L2：電動機の二次インダクタンス R2：電動機の二次抵抗 またｄ軸電流制御手段１０２は、ベクトル制御指令値演
算手段１０１から出力される磁化電流指令値IdRefから
磁化電流実際値Idを差引いた値を入力とし、次の数２式
で表わされる比例積分制御により磁束軸電圧指令値VdRe
fを出力する。
算手段１０１から出力される磁化電流指令値IdRefから
磁化電流実際値Idを差引いた値を入力とし、次の数２式
で表わされる比例積分制御により磁束軸電圧指令値VdRe
fを出力する。
【０００６】
【数２】 ただし、ｓ：微分演算子 Gp：比例ゲイン Gi：積分ゲイン ｑ軸電流制御手段１０３は、ベクトル制御指令値演算手
段１０１から出力されるトルク電流指令値IqRefからト
ルク電流実際値Iqを差引いた値を入力とし、次の数３式
で表わされる比例積分制御によりトルク軸電圧指令値Vq
Refを出力する。
段１０１から出力されるトルク電流指令値IqRefからト
ルク電流実際値Iqを差引いた値を入力とし、次の数３式
で表わされる比例積分制御によりトルク軸電圧指令値Vq
Refを出力する。
【０００７】
【数３】 ただし、ｓ：微分演算子 Gp：比例ゲイン Gi：積分ゲイン さらにすべり角周波数積分手段１０４は、ベクトル制御
指令値演算手段１０１から出力されたすべり角周波数指
令値ωsRefを入力として、入力の積分値をすべり周波数
位相角θsとして出力する。すなわち、次の数４式の演
算を実行するのである。
指令値演算手段１０１から出力されたすべり角周波数指
令値ωsRefを入力として、入力の積分値をすべり周波数
位相角θsとして出力する。すなわち、次の数４式の演
算を実行するのである。
【０００８】
【数４】 ただし、ｓ：微分演算子 さらに電圧座標変換手段１０５は、ｄ軸電流制御手段１
０２から出力される磁束軸電圧指令値VdRefと、ｑ軸電
流制御手段１０３から出力されるトルク軸電圧指令値Vq
Refと、すべり角周波数積分手段１０４から出力される
すべり周波数位相角θs及び電動機回転子位相角θrの和
であるインバータ出力電圧位相角θ1とを入力として、
次の数５式の演算によりＵ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれの電
圧指令値VuRef,VvRef,VwRefを出力する。
０２から出力される磁束軸電圧指令値VdRefと、ｑ軸電
流制御手段１０３から出力されるトルク軸電圧指令値Vq
Refと、すべり角周波数積分手段１０４から出力される
すべり周波数位相角θs及び電動機回転子位相角θrの和
であるインバータ出力電圧位相角θ1とを入力として、
次の数５式の演算によりＵ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれの電
圧指令値VuRef,VvRef,VwRefを出力する。
【０００９】
【数５】 三角波発生手段１０６は、次の数６式に示した３レベル
出力のインバータ用の正負２つの一定角周波数ωswの三
角波TRIp,TRImを発生して出力する。
出力のインバータ用の正負２つの一定角周波数ωswの三
角波TRIp,TRImを発生して出力する。
【００１０】
【数６】 ここで、θsw＝ωsw・tであり、かつ２π＞θsw≧０であ
る。
る。
【００１１】そしてＰＷＭ電圧発生手段１０７は、これ
らの電圧座標変換手段１０５からの各相の電圧指令値Vu
Ref,VvRef,VwRefと、三角波発生手段１０６からの三角
波TRIp,TRImを入力として、次の数７式の演算によって
各相のＰＷＭ電圧指令VuPWM,VvPWM,VwPWMを出力する。
らの電圧座標変換手段１０５からの各相の電圧指令値Vu
Ref,VvRef,VwRefと、三角波発生手段１０６からの三角
波TRIp,TRImを入力として、次の数７式の演算によって
各相のＰＷＭ電圧指令VuPWM,VvPWM,VwPWMを出力する。
【００１２】
【数７】 Ｕ相の場合： VuRef≧TRIpのとき： VuPWM＝Vdc/2 TRIp＞VuRef＞TRImのとき： VuPWM＝０ VuRef≦TRImのとき： VuPWM＝−Vdc/2 Ｖ相の場合： VvRef≧TRIpのとき： VvPWM＝Vdc/2 TRIp＞VvRef＞TRImのとき： VvPWM＝０ VvRef≦TRImのとき： VvPWM＝−Vdc/2 Ｗ相の場合： VwRef≧TRIpのとき： VwPWM＝Vdc/2 TRIp＞VwRef＞TRImのとき： VwPWM＝０ VwRef≦TRImのとき： VwPWM＝−Vdc/2 また従来の永久磁石同期電動機を制御対象とする交流電
動機のベクトル制御装置は、図２４に示すような構成で
ある。この従来の交流電動機のベクトル制御装置１１０
は、ベクトル制御指令演算手段１１１、ｄ軸電流制御手
段１１２、ｑ軸電流制御手段１１３、電圧座標変換手段
１１５及び三角波発生手段１０６、パルス幅変調（ＰＷ
Ｍ）電圧発生手段１１７で構成される。なお、ここでも
インバータは相電圧が３レベル出力の３相出力ＰＷＭイ
ンバータとする。
動機のベクトル制御装置は、図２４に示すような構成で
ある。この従来の交流電動機のベクトル制御装置１１０
は、ベクトル制御指令演算手段１１１、ｄ軸電流制御手
段１１２、ｑ軸電流制御手段１１３、電圧座標変換手段
１１５及び三角波発生手段１０６、パルス幅変調（ＰＷ
Ｍ）電圧発生手段１１７で構成される。なお、ここでも
インバータは相電圧が３レベル出力の３相出力ＰＷＭイ
ンバータとする。
【００１３】ベクトル制御指令値演算手段１１１は、磁
束電流指令値ΦRefとトルク指令値TqRefを入力として、
次の数８式の演算によって磁束方向電流指令値IdRef、
トルク電流指令値IqRefを出力する。ただし、永久磁石
の磁束方向をｄ軸、磁束方向と直交する方向をｑ軸とす
る。
束電流指令値ΦRefとトルク指令値TqRefを入力として、
次の数８式の演算によって磁束方向電流指令値IdRef、
トルク電流指令値IqRefを出力する。ただし、永久磁石
の磁束方向をｄ軸、磁束方向と直交する方向をｑ軸とす
る。
【００１４】
【数８】 ただし、Φf：永久磁石磁束 Ld：電動機のｄ軸インダクタンス Lq：電動機のｑ軸インダクタンス またｄ軸電流制御手段１１２は、ベクトル制御指令値演
算手段１１１から出力される磁束方向電流指令値IdRef
から磁束方向電流実際値Idを差引いた値を入力とし、次
の数９式で表わされる比例積分制御により磁束軸電圧指
令値VdRefを出力する。
算手段１１１から出力される磁束方向電流指令値IdRef
から磁束方向電流実際値Idを差引いた値を入力とし、次
の数９式で表わされる比例積分制御により磁束軸電圧指
令値VdRefを出力する。
【００１５】
【数９】 ただし、ｓ：微分演算子 Gp：比例ゲイン Gi：積分ゲイン ｑ軸電流制御手段１１３は、ベクトル制御指令値演算手
段１１１から出力されるトルク電流指令値IqRefからト
ルク電流実際値Iqを差引いた値を入力とし、次の数１０
式で表わされる比例積分制御によりトルク軸電圧指令値
VqRefを出力する。
段１１１から出力されるトルク電流指令値IqRefからト
ルク電流実際値Iqを差引いた値を入力とし、次の数１０
式で表わされる比例積分制御によりトルク軸電圧指令値
VqRefを出力する。
【００１６】
【数１０】 ただし、ｓ：微分演算子 Gp：比例ゲイン Gi：積分ゲイン さらに電圧座標変換手段１１５は、ｄ軸電流制御手段１
１２から出力される磁束軸電圧指令値VdRefとｑ軸電流
制御手段１１３から出力されるトルク軸電圧指令値VdRe
fと電動機回転子位相角θrとを入力として、次の数１１
式の演算によりＵ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれの電圧指令値
VuRef,VvRef,VwRefを出力する。
１２から出力される磁束軸電圧指令値VdRefとｑ軸電流
制御手段１１３から出力されるトルク軸電圧指令値VdRe
fと電動機回転子位相角θrとを入力として、次の数１１
式の演算によりＵ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれの電圧指令値
VuRef,VvRef,VwRefを出力する。
【００１７】
【数１１】 三角波発生手段１０６は、上記の誘導電動機を制御対象
とする場合と同様に数６式に示した３レベル出力のイン
バータ用の正負２つの一定角周波数ωswの三角波TRIp,T
RImを発生して出力する。
とする場合と同様に数６式に示した３レベル出力のイン
バータ用の正負２つの一定角周波数ωswの三角波TRIp,T
RImを発生して出力する。
【００１８】そしてＰＷＭ電圧発生手段１１７は、これ
らの電圧座標変換手段１１５からの各相の電圧指令値Vu
Ref,VvRef,VwRefと、三角波発生手段１０６からの三角
波TRIp,TRImを入力として、次の数１２式の演算によっ
て各相のＰＷＭ電圧指令VuPWM,VvPWM,VwPWMを出力す
る。
らの電圧座標変換手段１１５からの各相の電圧指令値Vu
Ref,VvRef,VwRefと、三角波発生手段１０６からの三角
波TRIp,TRImを入力として、次の数１２式の演算によっ
て各相のＰＷＭ電圧指令VuPWM,VvPWM,VwPWMを出力す
る。
【００１９】
【数１２】 Ｕ相の場合： VuRef≧TRIpのとき： VuPWM＝Vdc/2 TRIp＞VuRef＞TRImのとき： VuPWM＝０ VuRef≦TRImのとき： VuPWM＝−Vdc/2 Ｖ相の場合： VvRef≧TRIpのとき： VvPWM＝Vdc/2 TRIp＞VvRef＞TRImのとき： VvPWM＝０ VvRef≦TRImのとき： VvPWM＝−Vdc/2 Ｗ相の場合： VwRef≧TRIpのとき： VwPWM＝Vdc/2 TRIp＞VwRef＞TRImのとき： VwPWM＝０ VwRef≦TRImのとき： VwPWM＝−Vdc/2 このようなベクトル制御方式を採用した交流電動機のベ
クトル制御装置は、電動機出力トルクと電動機磁束とを
制御するために電動機の電流、電圧などをベクトル量と
見なし、電動機の固定子巻線上から見ると交流量である
これらの値を回転磁界上から見て直流量に変換し、これ
を磁束と平行な成分とこれと直交する成分とに分離して
それぞれを電流瞬時値制御によって独立に制御するよう
にしている。
クトル制御装置は、電動機出力トルクと電動機磁束とを
制御するために電動機の電流、電圧などをベクトル量と
見なし、電動機の固定子巻線上から見ると交流量である
これらの値を回転磁界上から見て直流量に変換し、これ
を磁束と平行な成分とこれと直交する成分とに分離して
それぞれを電流瞬時値制御によって独立に制御するよう
にしている。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の交流電動機のベクトル制御装置では、次のような
問題点があった。すなわち、交流電動機のベクトル制御
装置では、電力変換装置の出力周波数が可変であると共
に、電流制御の高速応答性を実現するためにパルス幅変
調（ＰＷＭ）を行って出力電圧の大きさを可変制御する
必要がある。
従来の交流電動機のベクトル制御装置では、次のような
問題点があった。すなわち、交流電動機のベクトル制御
装置では、電力変換装置の出力周波数が可変であると共
に、電流制御の高速応答性を実現するためにパルス幅変
調（ＰＷＭ）を行って出力電圧の大きさを可変制御する
必要がある。
【００２１】しかしながら、電力変換装置の出力容量を
低減するためには、出力電圧を最大限に利用することが
必要であり、ベクトル制御のために出力電圧を可変にし
て出力電圧の上限に余裕を持たせることは、電力変換装
置の出力容量の増加、さらにはこの結果として装置の体
積、重量の増加を招くことになる問題点があった。
低減するためには、出力電圧を最大限に利用することが
必要であり、ベクトル制御のために出力電圧を可変にし
て出力電圧の上限に余裕を持たせることは、電力変換装
置の出力容量の増加、さらにはこの結果として装置の体
積、重量の増加を招くことになる問題点があった。
【００２２】また永久磁石同期電動機のベクトル制御を
行う場合には、電動機の回転数が高い領域では端子電圧
が電力変換装置の最大出力電圧に近づいて電流瞬時値制
御が不安定になるため、電動機の端子電圧が電力変換装
置の最大出力電圧を超えないように磁束方向に弱め磁束
電流を流すが、この電流は電動機トルクに寄与しないも
のであるので、上記の課題に加えて、必要以上の弱め磁
束電流を流すことによって電動機の発熱量の増加と電力
変換装置の出力容量の増加を招くことになる問題点があ
った。
行う場合には、電動機の回転数が高い領域では端子電圧
が電力変換装置の最大出力電圧に近づいて電流瞬時値制
御が不安定になるため、電動機の端子電圧が電力変換装
置の最大出力電圧を超えないように磁束方向に弱め磁束
電流を流すが、この電流は電動機トルクに寄与しないも
のであるので、上記の課題に加えて、必要以上の弱め磁
束電流を流すことによって電動機の発熱量の増加と電力
変換装置の出力容量の増加を招くことになる問題点があ
った。
【００２３】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、交流電圧を交流電動機に供給する電力
変換装置の出力電圧の大きさを最大値で固定したままで
も電動機トルクの高速な制御が可能な交流電動機のベク
トル制御装置を提供することを目的とする。
なされたもので、交流電圧を交流電動機に供給する電力
変換装置の出力電圧の大きさを最大値で固定したままで
も電動機トルクの高速な制御が可能な交流電動機のベク
トル制御装置を提供することを目的とする。
【００２４】本発明の他の目的は、永久磁石同期電動機
のベクトル制御において、弱め磁束電流を必要最小限に
しつつ制御系の安定性を確保することにある。
のベクトル制御において、弱め磁束電流を必要最小限に
しつつ制御系の安定性を確保することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、誘導
電動機を制御対象として、出力電圧の大きさと周波数及
び位相の制御が可能な電力変換装置を介して前記誘導電
動機に供給される一次電流を前記誘導電動機の磁束と平
行な磁束方向成分（磁化電流）とこれに直交するトルク
方向成分（トルク電流）とに分離し、各々を独立に制御
する交流電動機のベクトル制御装置において、磁束指令
値とトルク指令値と磁束補正値とを入力とし、磁化電流
指令値とトルク電流指令値とすべり角周波数指令値とを
算出するベクトル制御指令値演算手段と、前記ベクトル
制御指令値演算手段からの磁化電流指令値とトルク電流
指令値とを入力とし、磁束方向成分電圧指令値と前記磁
束と直交する方向のトルク方向成分電圧指令値とを算出
する電圧指令値演算手段と、前記電圧指令値演算手段か
らの磁束方向成分電圧指令値とトルク方向成分電圧指令
値とを入力とし、電圧ベクトルの大きさと前記磁束方向
に対する電圧ベクトルの角度とを算出する極座標変換手
段と、前記電力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、
電圧ベクトルの大きさの指令値を算出する電圧ベクトル
の大きさ指令値演算手段と、前記極座標変換手段からの
電圧ベクトルの大きさと前記電圧ベクトルの大きさ指令
値演算手段からの電圧ベクトルの大きさの指令値と、電
圧固定指令とを入力とし、前記電圧固定指令に基づいて
新たな電圧ベクトルの大きさを算出する電圧固定手段
と、前記電圧固定手段からの新たな電圧ベクトルの大き
さと前記電力変換装置の直流リンク電圧とを入力とし、
前記電力変換装置の出力電圧の変調率を算出する変調率
演算手段と、前記ベクトル制御指令値演算手段からのす
べり角周波数指令値を積分してすべり周波数位相角とし
て出力するすべり角周波数積分手段と、前記ベクトル制
御指令値演算手段からの磁化電流指令値と、磁化電流実
際値とを入力とし、前記磁束補正値を算出して前記ベク
トル制御指令値演算手段に入力として与える磁束補正値
演算手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの
角度、前記すべり角周波数積分手段からのすべり周波数
位相角及び前記誘導電動機の回転子位相角の和である電
力変換装置の出力電圧位相角と、前記変調率演算手段か
らの変調率とを入力とし、前記電力変換装置の出力のパ
ルス幅変調電圧指令値を出力するパルス幅変調電圧発生
手段とを備えたものである。
電動機を制御対象として、出力電圧の大きさと周波数及
び位相の制御が可能な電力変換装置を介して前記誘導電
動機に供給される一次電流を前記誘導電動機の磁束と平
行な磁束方向成分（磁化電流）とこれに直交するトルク
方向成分（トルク電流）とに分離し、各々を独立に制御
する交流電動機のベクトル制御装置において、磁束指令
値とトルク指令値と磁束補正値とを入力とし、磁化電流
指令値とトルク電流指令値とすべり角周波数指令値とを
算出するベクトル制御指令値演算手段と、前記ベクトル
制御指令値演算手段からの磁化電流指令値とトルク電流
指令値とを入力とし、磁束方向成分電圧指令値と前記磁
束と直交する方向のトルク方向成分電圧指令値とを算出
する電圧指令値演算手段と、前記電圧指令値演算手段か
らの磁束方向成分電圧指令値とトルク方向成分電圧指令
値とを入力とし、電圧ベクトルの大きさと前記磁束方向
に対する電圧ベクトルの角度とを算出する極座標変換手
段と、前記電力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、
電圧ベクトルの大きさの指令値を算出する電圧ベクトル
の大きさ指令値演算手段と、前記極座標変換手段からの
電圧ベクトルの大きさと前記電圧ベクトルの大きさ指令
値演算手段からの電圧ベクトルの大きさの指令値と、電
圧固定指令とを入力とし、前記電圧固定指令に基づいて
新たな電圧ベクトルの大きさを算出する電圧固定手段
と、前記電圧固定手段からの新たな電圧ベクトルの大き
さと前記電力変換装置の直流リンク電圧とを入力とし、
前記電力変換装置の出力電圧の変調率を算出する変調率
演算手段と、前記ベクトル制御指令値演算手段からのす
べり角周波数指令値を積分してすべり周波数位相角とし
て出力するすべり角周波数積分手段と、前記ベクトル制
御指令値演算手段からの磁化電流指令値と、磁化電流実
際値とを入力とし、前記磁束補正値を算出して前記ベク
トル制御指令値演算手段に入力として与える磁束補正値
演算手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの
角度、前記すべり角周波数積分手段からのすべり周波数
位相角及び前記誘導電動機の回転子位相角の和である電
力変換装置の出力電圧位相角と、前記変調率演算手段か
らの変調率とを入力とし、前記電力変換装置の出力のパ
ルス幅変調電圧指令値を出力するパルス幅変調電圧発生
手段とを備えたものである。
【００２６】この請求項１の発明では、磁束指令値とト
ルク指令値とをもとにして磁化電流指令値とトルク電流
指令値を算出し、これらの磁化電流指令値とトルク電流
指令値とをもとにして電圧ベクトル指令値を算出する。
そしてこの電圧ベクトル指令値の磁束方向に対する角度
を電力変換装置の出力電圧位相角にフィードフォワード
で加えることによって電流制御の応答速度を速める。
ルク指令値とをもとにして磁化電流指令値とトルク電流
指令値を算出し、これらの磁化電流指令値とトルク電流
指令値とをもとにして電圧ベクトル指令値を算出する。
そしてこの電圧ベクトル指令値の磁束方向に対する角度
を電力変換装置の出力電圧位相角にフィードフォワード
で加えることによって電流制御の応答速度を速める。
【００２７】また磁束補正値を用いて磁化電流指令値、
トルク電流指令値を補正することにより、実際の磁束の
変化を考慮して誘導電動機の出力トルクをトルク指令値
に追従させる。
トルク電流指令値を補正することにより、実際の磁束の
変化を考慮して誘導電動機の出力トルクをトルク指令値
に追従させる。
【００２８】請求項２の発明は、請求項１の発明の交流
電動機のベクトル制御装置において、さらに、前記ベク
トル制御指令値演算手段からのトルク電流指令値と、ト
ルク電流実際値とを入力とし、すべり周波数位相角補正
値を演算して前記電力変換装置の出力電圧位相角に加算
するために出力するトルク電流制御手段を備えたもので
ある。
電動機のベクトル制御装置において、さらに、前記ベク
トル制御指令値演算手段からのトルク電流指令値と、ト
ルク電流実際値とを入力とし、すべり周波数位相角補正
値を演算して前記電力変換装置の出力電圧位相角に加算
するために出力するトルク電流制御手段を備えたもので
ある。
【００２９】この請求項２の発明では、トルク電流指令
値とトルク電流実際値との差から算出したすべり周波数
位相角補正値によって電力変換装置の出力電圧位相角を
補正することにより、電動機出力トルクをトルク指令値
に正確に追従させる。
値とトルク電流実際値との差から算出したすべり周波数
位相角補正値によって電力変換装置の出力電圧位相角を
補正することにより、電動機出力トルクをトルク指令値
に正確に追従させる。
【００３０】請求項３の発明は、誘導電動機を制御対象
として、出力電圧の大きさと周波数及び位相の制御が可
能な電力変換装置を介して前記誘導電動機に供給される
一次電流を前記誘導電動機の磁束と平行な磁束方向成分
（磁化電流）とこれに直交するトルク方向成分（トルク
電流）とに分離し、各々を独立に制御する交流電動機の
ベクトル制御装置において、磁束指令値とトルク指令値
と磁束補正値とを入力とし、磁化電流指令値とトルク電
流指令値とすべり角周波数指令値とを算出するベクトル
制御指令値演算手段と、前記ベクトル制御指令値演算手
段からの磁化電流指令値とトルク電流指令値とを入力と
し、磁束方向成分電圧指令値と前記磁束と直交する方向
のトルク方向成分電圧指令値とを算出する電圧指令値演
算手段と、前記電力変換装置の出力電圧の角周波数を入
力とし、第１重み係数と第２重み係数とを算出する重み
係数演算手段と、前記ベクトル制御指令値演算手段から
の磁化電流指令値と、磁化電流実際値との差に前記重み
係数演算手段からの第１重み係数を乗じた値を入力と
し、磁束方向成分電圧補正値を算出するｄ軸電流制御手
段と、前記ベクトル制御指令値演算手段からのトルク電
流指令値と、トルク電流実際値との差に前記重み係数演
算手段からの第１重み係数を乗じた値を入力とし、トル
ク方向成分電圧補正値を算出するｑ軸電流制御手段と、
前記電圧指令値演算手段からの磁束方向成分電圧指令値
に前記ｄ軸電流制御手段からの磁束方向成分電圧補正値
を加算して新たな磁束方向成分電圧指令値とし、前記電
圧指令値演算手段からのトルク方向成分電圧指令値に前
記ｑ軸電流制御手段からのトルク方向成分電圧補正値を
加算して新たなトルク方向成分電圧指令値とし、これら
の新たな磁束方向成分電圧指令値とトルク方向成分電圧
指令値とを入力とし、電圧ベクトルの大きさと前記磁束
方向に対する電圧ベクトルの角度とを算出する極座標変
換手段と、前記電力変換装置の直流リンク電圧を入力と
し、電圧ベクトルの大きさの指令値を算出する電圧ベク
トルの大きさ指令値演算手段と、前記極座標変換手段か
らの電圧ベクトルの大きさと前記電圧ベクトルの大きさ
指令値演算手段からの電圧ベクトルの大きさの指令値
と、電圧固定指令とを入力とし、前記電圧固定指令に基
づいて新たな電圧ベクトルの大きさを算出する電圧固定
手段と、前記新たな電圧ベクトルの大きさと前記電力変
換装置の直流リンク電圧とを入力とし、前記電力変換装
置の出力電圧の変調率を算出する変調率演算手段と、前
記ベクトル制御指令値演算手段からのすべり角周波数指
令値を積分してすべり周波数位相角として出力するすべ
り角周波数積分手段と、前記ベクトル制御指令値演算手
段からの磁化電流指令値と、磁化電流実際値との差に前
記重み係数演算手段からの第２重み係数を乗じた値を入
力とし、前記磁束補正値を算出して前記ベクトル制御指
令値演算手段に入力として与える磁束補正値演算手段
と、前記ベクトル制御指令値演算手段からのトルク電流
指令値と、トルク電流実際値との差に前記重み係数演算
手段からの第２重み係数を乗じた値を入力とし、すべり
周波数位相角補正値を演算して前記すべり角周波数積分
手段からのすべり周波数位相角に加算するために出力す
るトルク電流制御手段と、前記極座標変換手段からの電
圧ベクトルの角度、前記すべり角周波数積分手段からの
すべり周波数位相角、前記トルク電流制御手段からのす
べり周波数位相角補正値及び前記誘導電動機の回転子位
相角の和である電力変換装置の出力電圧位相角と、前記
変調率演算手段からの変調率とを入力とし、前記電力変
換装置の出力のパルス幅変調電圧指令値を出力するパル
ス幅変調電圧発生手段とを備えたものである。
として、出力電圧の大きさと周波数及び位相の制御が可
能な電力変換装置を介して前記誘導電動機に供給される
一次電流を前記誘導電動機の磁束と平行な磁束方向成分
（磁化電流）とこれに直交するトルク方向成分（トルク
電流）とに分離し、各々を独立に制御する交流電動機の
ベクトル制御装置において、磁束指令値とトルク指令値
と磁束補正値とを入力とし、磁化電流指令値とトルク電
流指令値とすべり角周波数指令値とを算出するベクトル
制御指令値演算手段と、前記ベクトル制御指令値演算手
段からの磁化電流指令値とトルク電流指令値とを入力と
し、磁束方向成分電圧指令値と前記磁束と直交する方向
のトルク方向成分電圧指令値とを算出する電圧指令値演
算手段と、前記電力変換装置の出力電圧の角周波数を入
力とし、第１重み係数と第２重み係数とを算出する重み
係数演算手段と、前記ベクトル制御指令値演算手段から
の磁化電流指令値と、磁化電流実際値との差に前記重み
係数演算手段からの第１重み係数を乗じた値を入力と
し、磁束方向成分電圧補正値を算出するｄ軸電流制御手
段と、前記ベクトル制御指令値演算手段からのトルク電
流指令値と、トルク電流実際値との差に前記重み係数演
算手段からの第１重み係数を乗じた値を入力とし、トル
ク方向成分電圧補正値を算出するｑ軸電流制御手段と、
前記電圧指令値演算手段からの磁束方向成分電圧指令値
に前記ｄ軸電流制御手段からの磁束方向成分電圧補正値
を加算して新たな磁束方向成分電圧指令値とし、前記電
圧指令値演算手段からのトルク方向成分電圧指令値に前
記ｑ軸電流制御手段からのトルク方向成分電圧補正値を
加算して新たなトルク方向成分電圧指令値とし、これら
の新たな磁束方向成分電圧指令値とトルク方向成分電圧
指令値とを入力とし、電圧ベクトルの大きさと前記磁束
方向に対する電圧ベクトルの角度とを算出する極座標変
換手段と、前記電力変換装置の直流リンク電圧を入力と
し、電圧ベクトルの大きさの指令値を算出する電圧ベク
トルの大きさ指令値演算手段と、前記極座標変換手段か
らの電圧ベクトルの大きさと前記電圧ベクトルの大きさ
指令値演算手段からの電圧ベクトルの大きさの指令値
と、電圧固定指令とを入力とし、前記電圧固定指令に基
づいて新たな電圧ベクトルの大きさを算出する電圧固定
手段と、前記新たな電圧ベクトルの大きさと前記電力変
換装置の直流リンク電圧とを入力とし、前記電力変換装
置の出力電圧の変調率を算出する変調率演算手段と、前
記ベクトル制御指令値演算手段からのすべり角周波数指
令値を積分してすべり周波数位相角として出力するすべ
り角周波数積分手段と、前記ベクトル制御指令値演算手
段からの磁化電流指令値と、磁化電流実際値との差に前
記重み係数演算手段からの第２重み係数を乗じた値を入
力とし、前記磁束補正値を算出して前記ベクトル制御指
令値演算手段に入力として与える磁束補正値演算手段
と、前記ベクトル制御指令値演算手段からのトルク電流
指令値と、トルク電流実際値との差に前記重み係数演算
手段からの第２重み係数を乗じた値を入力とし、すべり
周波数位相角補正値を演算して前記すべり角周波数積分
手段からのすべり周波数位相角に加算するために出力す
るトルク電流制御手段と、前記極座標変換手段からの電
圧ベクトルの角度、前記すべり角周波数積分手段からの
すべり周波数位相角、前記トルク電流制御手段からのす
べり周波数位相角補正値及び前記誘導電動機の回転子位
相角の和である電力変換装置の出力電圧位相角と、前記
変調率演算手段からの変調率とを入力とし、前記電力変
換装置の出力のパルス幅変調電圧指令値を出力するパル
ス幅変調電圧発生手段とを備えたものである。
【００３１】この請求項３の発明では、磁束指令値とト
ルク指令値とをもとにして磁化電流指令値とトルク電流
指令値を算出し、これらの磁化電流指令値とトルク電流
指令値とをもとにして電圧ベクトル指令値を算出する。
そしてこの電圧ベクトル指令値の磁束方向に対する角度
を電力変換装置の出力電圧位相角にフィードフォワード
で加えることによって電流制御の応答速度を速める。
ルク指令値とをもとにして磁化電流指令値とトルク電流
指令値を算出し、これらの磁化電流指令値とトルク電流
指令値とをもとにして電圧ベクトル指令値を算出する。
そしてこの電圧ベクトル指令値の磁束方向に対する角度
を電力変換装置の出力電圧位相角にフィードフォワード
で加えることによって電流制御の応答速度を速める。
【００３２】また磁束補正値を用いて磁化電流指令値、
トルク電流指令値を補正し、またｄ軸電流補正値、ｑ軸
電流補正値を用いて電圧ベクトル指令値を補正し、さら
にすべり周波数位相角補正値によって電力変換装置の出
力電圧位相角を補正することにより、実際の磁束の変化
を考慮して誘導電動機の出力トルクをトルク指令値に正
確に追従させる。
トルク電流指令値を補正し、またｄ軸電流補正値、ｑ軸
電流補正値を用いて電圧ベクトル指令値を補正し、さら
にすべり周波数位相角補正値によって電力変換装置の出
力電圧位相角を補正することにより、実際の磁束の変化
を考慮して誘導電動機の出力トルクをトルク指令値に正
確に追従させる。
【００３３】請求項４の発明は、誘導電動機を制御対象
として、出力電圧の大きさと周波数及び位相の制御が可
能な電力変換装置を介して前記誘導電動機に供給される
一次電流を前記誘導電動機の磁束と平行な磁束方向成分
（磁化電流）とこれに直交するトルク方向成分（トルク
電流）とに分離し、各々を独立に制御する交流電動機の
ベクトル制御装置において、磁束指令値とトルク指令値
と磁束補正値と二次抵抗補正値とを入力とし、磁化電流
指令値とトルク電流指令値とすべり角周波数指令値とを
算出するベクトル制御指令値演算手段と、前記ベクトル
制御指令値演算手段からの磁化電流指令値及びトルク電
流指令値と前記二次抵抗補正値とを入力とし、磁束方向
成分電圧指令値と前記磁束と直交する方向のトルク方向
成分電圧指令値とを算出する電圧指令値演算手段と、前
記電圧指令値演算手段からの磁束方向成分電圧指令値と
トルク方向成分電圧指令値とを入力とし、電圧ベクトル
の大きさと前記磁束方向に対する電圧ベクトルの角度と
を算出する極座標変換手段と、前記電力変換装置の直流
リンク電圧を入力とし、電圧ベクトルの大きさの指令値
を算出する電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段と、前
記極座標変換手段からの電圧ベクトルの大きさと前記電
圧ベクトルの大きさ指令値演算手段からの電圧ベクトル
の大きさの指令値と、電圧固定指令とを入力とし、前記
電圧固定指令に基づいて新たな電圧ベクトルの大きさを
算出する電圧固定手段と、前記電圧固定手段からの新た
な電圧ベクトルの大きさと前記電力変換装置の直流リン
ク電圧とを入力とし、前記電力変換装置の出力電圧の変
調率を算出する変調率演算手段と、前記ベクトル制御指
令値演算手段からのすべり角周波数指令値を積分してす
べり周波数位相角として出力するすべり角周波数積分手
段と、前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁化電流
指令値と、磁化電流実際値と前記二次抵抗補正値とを入
力とし、前記磁束補正値を算出して前記ベクトル制御指
令値演算手段に入力として与える磁束補正値演算手段
と、前記ベクトル制御指令値演算手段からのトルク電流
指令値と、トルク電流実際値と前記トルク指令値とを入
力とし、前記二次抵抗補正値を算出して前記ベクトル制
御指令値演算手段と電圧指令値演算手段と磁束補正値演
算手段とに入力として与える二次抵抗補正値演算手段
と、前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの角度、前
記すべり角周波数積分手段からのすべり周波数位相角及
び前記誘導電動機の回転子位相角の和である電力変換装
置の出力電圧位相角と、前記変調率演算手段からの変調
率とを入力とし、前記電力変換装置の出力のパルス幅変
調電圧指令値を出力するパルス幅変調電圧発生手段とを
備えたものである。
として、出力電圧の大きさと周波数及び位相の制御が可
能な電力変換装置を介して前記誘導電動機に供給される
一次電流を前記誘導電動機の磁束と平行な磁束方向成分
（磁化電流）とこれに直交するトルク方向成分（トルク
電流）とに分離し、各々を独立に制御する交流電動機の
ベクトル制御装置において、磁束指令値とトルク指令値
と磁束補正値と二次抵抗補正値とを入力とし、磁化電流
指令値とトルク電流指令値とすべり角周波数指令値とを
算出するベクトル制御指令値演算手段と、前記ベクトル
制御指令値演算手段からの磁化電流指令値及びトルク電
流指令値と前記二次抵抗補正値とを入力とし、磁束方向
成分電圧指令値と前記磁束と直交する方向のトルク方向
成分電圧指令値とを算出する電圧指令値演算手段と、前
記電圧指令値演算手段からの磁束方向成分電圧指令値と
トルク方向成分電圧指令値とを入力とし、電圧ベクトル
の大きさと前記磁束方向に対する電圧ベクトルの角度と
を算出する極座標変換手段と、前記電力変換装置の直流
リンク電圧を入力とし、電圧ベクトルの大きさの指令値
を算出する電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段と、前
記極座標変換手段からの電圧ベクトルの大きさと前記電
圧ベクトルの大きさ指令値演算手段からの電圧ベクトル
の大きさの指令値と、電圧固定指令とを入力とし、前記
電圧固定指令に基づいて新たな電圧ベクトルの大きさを
算出する電圧固定手段と、前記電圧固定手段からの新た
な電圧ベクトルの大きさと前記電力変換装置の直流リン
ク電圧とを入力とし、前記電力変換装置の出力電圧の変
調率を算出する変調率演算手段と、前記ベクトル制御指
令値演算手段からのすべり角周波数指令値を積分してす
べり周波数位相角として出力するすべり角周波数積分手
段と、前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁化電流
指令値と、磁化電流実際値と前記二次抵抗補正値とを入
力とし、前記磁束補正値を算出して前記ベクトル制御指
令値演算手段に入力として与える磁束補正値演算手段
と、前記ベクトル制御指令値演算手段からのトルク電流
指令値と、トルク電流実際値と前記トルク指令値とを入
力とし、前記二次抵抗補正値を算出して前記ベクトル制
御指令値演算手段と電圧指令値演算手段と磁束補正値演
算手段とに入力として与える二次抵抗補正値演算手段
と、前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの角度、前
記すべり角周波数積分手段からのすべり周波数位相角及
び前記誘導電動機の回転子位相角の和である電力変換装
置の出力電圧位相角と、前記変調率演算手段からの変調
率とを入力とし、前記電力変換装置の出力のパルス幅変
調電圧指令値を出力するパルス幅変調電圧発生手段とを
備えたものである。
【００３４】この請求項４の発明では、磁束指令値、ト
ルク指令値から算出した磁化電流指令値、トルク電流指
令値をもとにして電圧ベクトル指令値を算出し、この電
圧ベクトル指令値の磁束方向に対する角度を電力変換装
置の出力電圧位相角にフィードフォワードで加えること
によって出力電流の応答速度を速める。
ルク指令値から算出した磁化電流指令値、トルク電流指
令値をもとにして電圧ベクトル指令値を算出し、この電
圧ベクトル指令値の磁束方向に対する角度を電力変換装
置の出力電圧位相角にフィードフォワードで加えること
によって出力電流の応答速度を速める。
【００３５】また磁化電流指令値と磁化電流実際値との
差から算出した磁束補正値を用いて磁化電流指令値、ト
ルク電流指令値を補正し、さらにトルク電流指令値とト
ルク電流実際値との差から算出した二次抵抗補正値を用
いてすべり角周波数指令値、電圧ベクトル指令値を補正
することによって電動機出力トルクをトルク指令値に正
確に追従させる。
差から算出した磁束補正値を用いて磁化電流指令値、ト
ルク電流指令値を補正し、さらにトルク電流指令値とト
ルク電流実際値との差から算出した二次抵抗補正値を用
いてすべり角周波数指令値、電圧ベクトル指令値を補正
することによって電動機出力トルクをトルク指令値に正
確に追従させる。
【００３６】請求項５の発明は、誘導電動機を制御対象
として、出力電圧の大きさと周波数及び位相の制御が可
能な電力変換装置を介して前記誘導電動機に供給される
一次電流を前記誘導電動機の磁束と平行な磁束方向成分
（磁化電流）とこれに直交するトルク方向成分（トルク
電流）とに分離し、各々を独立に制御する交流電動機の
ベクトル制御装置において、磁束指令値とトルク指令値
と磁束補正値と二次抵抗補正値とを入力とし、磁化電流
指令値とトルク電流指令値とすべり角周波数指令値とを
算出するベクトル制御指令値演算手段と、前記ベクトル
制御指令値演算手段からの磁化電流指令値及びトルク電
流指令値と前記二次抵抗補正値とを入力とし、磁束方向
成分電圧指令値と前記磁束と直交する方向のトルク方向
成分電圧指令値とを算出する電圧指令値演算手段と、前
記電力変換装置の出力電圧の角周波数を入力とし、第１
重み係数と第２重み数とを算出する重み係数演算手段
と、前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁化電流指
令値と、磁化電流実際値との差に前記重み係数演算手段
からの第１重み係数を乗じた値を入力とし、磁束方向成
分電圧補正値を算出するｄ軸電流制御手段と、前記ベク
トル制御指令値演算手段からのベクトル電流指令値とベ
クトル電流実際値との差に前記重み係数演算手段からの
第１重み係数を乗じた値を入力とし、トルク方向成分電
圧補正値を算出するｑ軸電流制御手段と、前記電圧指令
値演算手段からの磁束方向成分電圧指令値に前記ｄ軸電
流制御手段からの磁束方向成分電圧補正値を加算して新
たな磁束方向成分電圧指令値とし、前記電圧指令値演算
手段からのトルク方向成分電圧指令値に前記ｑ軸電流制
御手段からのトルク方向成分電圧補正値を加算して新た
なトルク方向成分電圧指令値とし、これらの新たな磁束
方向成分電圧指令値とトルク方向成分電圧指令値とを入
力とし、電圧ベクトルの大きさと前記磁束方向に対する
電圧ベクトルの角度とを算出する極座標変換手段と、前
記電力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、電圧ベク
トルの大きさの指令値を算出する電圧ベクトルの大きさ
指令値演算手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベク
トルの大きさと前記電圧ベクトルの大きさ指令値演算手
段からの電圧ベクトルの大きさの指令値と、電圧固定指
令とを入力とし、前記電圧固定指令に基づいて新たな電
圧ベクトルの大きさを算出する電圧固定手段と、前記新
たな電圧ベクトルの大きさと前記電力変換装置の直流リ
ンク電圧とを入力とし、前記電力変換装置の出力電圧の
変調率を算出する変調率演算手段と、前記ベクトル制御
指令値演算手段からのすべり角周波数指令値を積分して
すべり周波数位相角として出力するすべり角周波数積分
手段と、前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁化電
流指令値と、磁化電流実際値と前記二次抵抗補正値と前
記重み係数演算手段からの第２重み係数とを入力とし、
前記磁束補正値を算出して前記ベクトル制御指令値演算
手段に入力として与える磁束補正値演算手段と、前記ベ
クトル制御指令値演算手段からのトルク電流指令値と、
トルク電流実際値との差に前記重み係数演算手段からの
第２重み係数を乗じた値と、前記トルク指令値と前記ｑ
軸電流制御手段からのトルク方向成分電圧補正値とを入
力とし、前記二次抵抗補正値を算出して前記ベクトル制
御指令値演算手段と電圧指令値演算手段と磁束補正値演
算手段とに入力として与える二次抵抗補正値演算手段
と、前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの角度、前
記すべり角周波数積分手段からのすべり周波数位相角及
び前記誘導電動機の回転子位相角の和である電力変換装
置の出力電圧位相角と、前記変調率演算手段からの変調
率とを入力とし、前記電力変換装置の出力のパルス幅変
調電圧指令値を出力するパルス幅変調電圧発生手段とを
備えたものである。
として、出力電圧の大きさと周波数及び位相の制御が可
能な電力変換装置を介して前記誘導電動機に供給される
一次電流を前記誘導電動機の磁束と平行な磁束方向成分
（磁化電流）とこれに直交するトルク方向成分（トルク
電流）とに分離し、各々を独立に制御する交流電動機の
ベクトル制御装置において、磁束指令値とトルク指令値
と磁束補正値と二次抵抗補正値とを入力とし、磁化電流
指令値とトルク電流指令値とすべり角周波数指令値とを
算出するベクトル制御指令値演算手段と、前記ベクトル
制御指令値演算手段からの磁化電流指令値及びトルク電
流指令値と前記二次抵抗補正値とを入力とし、磁束方向
成分電圧指令値と前記磁束と直交する方向のトルク方向
成分電圧指令値とを算出する電圧指令値演算手段と、前
記電力変換装置の出力電圧の角周波数を入力とし、第１
重み係数と第２重み数とを算出する重み係数演算手段
と、前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁化電流指
令値と、磁化電流実際値との差に前記重み係数演算手段
からの第１重み係数を乗じた値を入力とし、磁束方向成
分電圧補正値を算出するｄ軸電流制御手段と、前記ベク
トル制御指令値演算手段からのベクトル電流指令値とベ
クトル電流実際値との差に前記重み係数演算手段からの
第１重み係数を乗じた値を入力とし、トルク方向成分電
圧補正値を算出するｑ軸電流制御手段と、前記電圧指令
値演算手段からの磁束方向成分電圧指令値に前記ｄ軸電
流制御手段からの磁束方向成分電圧補正値を加算して新
たな磁束方向成分電圧指令値とし、前記電圧指令値演算
手段からのトルク方向成分電圧指令値に前記ｑ軸電流制
御手段からのトルク方向成分電圧補正値を加算して新た
なトルク方向成分電圧指令値とし、これらの新たな磁束
方向成分電圧指令値とトルク方向成分電圧指令値とを入
力とし、電圧ベクトルの大きさと前記磁束方向に対する
電圧ベクトルの角度とを算出する極座標変換手段と、前
記電力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、電圧ベク
トルの大きさの指令値を算出する電圧ベクトルの大きさ
指令値演算手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベク
トルの大きさと前記電圧ベクトルの大きさ指令値演算手
段からの電圧ベクトルの大きさの指令値と、電圧固定指
令とを入力とし、前記電圧固定指令に基づいて新たな電
圧ベクトルの大きさを算出する電圧固定手段と、前記新
たな電圧ベクトルの大きさと前記電力変換装置の直流リ
ンク電圧とを入力とし、前記電力変換装置の出力電圧の
変調率を算出する変調率演算手段と、前記ベクトル制御
指令値演算手段からのすべり角周波数指令値を積分して
すべり周波数位相角として出力するすべり角周波数積分
手段と、前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁化電
流指令値と、磁化電流実際値と前記二次抵抗補正値と前
記重み係数演算手段からの第２重み係数とを入力とし、
前記磁束補正値を算出して前記ベクトル制御指令値演算
手段に入力として与える磁束補正値演算手段と、前記ベ
クトル制御指令値演算手段からのトルク電流指令値と、
トルク電流実際値との差に前記重み係数演算手段からの
第２重み係数を乗じた値と、前記トルク指令値と前記ｑ
軸電流制御手段からのトルク方向成分電圧補正値とを入
力とし、前記二次抵抗補正値を算出して前記ベクトル制
御指令値演算手段と電圧指令値演算手段と磁束補正値演
算手段とに入力として与える二次抵抗補正値演算手段
と、前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの角度、前
記すべり角周波数積分手段からのすべり周波数位相角及
び前記誘導電動機の回転子位相角の和である電力変換装
置の出力電圧位相角と、前記変調率演算手段からの変調
率とを入力とし、前記電力変換装置の出力のパルス幅変
調電圧指令値を出力するパルス幅変調電圧発生手段とを
備えたものである。
【００３７】この請求項５の発明では、磁束指令値とト
ルク指令値とをもとにして磁化電流指令値とトルク電流
指令値を算出し、これらの磁化電流指令値とトルク電流
指令値とをもとにして電圧ベクトル指令値を算出する。
そしてこの電圧ベクトル指令値の磁束方向に対する角度
を電力変換装置の出力電圧位相角にフィードフォワード
で加えることによって電流制御の応答速度を速める。
ルク指令値とをもとにして磁化電流指令値とトルク電流
指令値を算出し、これらの磁化電流指令値とトルク電流
指令値とをもとにして電圧ベクトル指令値を算出する。
そしてこの電圧ベクトル指令値の磁束方向に対する角度
を電力変換装置の出力電圧位相角にフィードフォワード
で加えることによって電流制御の応答速度を速める。
【００３８】また磁束補正値を用いて磁化電流指令値、
トルク電流指令値を補正し、またｄ軸電流補正値、ｑ軸
電流補正値を用いて電圧ベクトル指令値を補正し、さら
に二次抵抗補正値を用いてすべり角周波数指令値と電圧
ベクトル指令値とを補正することにより、誘導電動機の
出力トルクをトルク指令値に正確に追従させる。
トルク電流指令値を補正し、またｄ軸電流補正値、ｑ軸
電流補正値を用いて電圧ベクトル指令値を補正し、さら
に二次抵抗補正値を用いてすべり角周波数指令値と電圧
ベクトル指令値とを補正することにより、誘導電動機の
出力トルクをトルク指令値に正確に追従させる。
【００３９】請求項６の発明は、誘導電動機を制御対象
として、出力電圧の大きさと周波数及び位相の制御が可
能な電力変換装置を介して前記誘導電動機に供給される
一次電流を前記誘導電動機の磁束と平行な磁束方向成分
（磁化電流）とこれに直交するトルク方向成分（トルク
電流）とに分離し、各々を独立に制御する交流電動機の
ベクトル制御装置において、磁束指令値とトルク指令値
と前記磁束推定値演算手段からの磁束推定値とを入力と
し、磁化電流指令値とトルク電流指令値とすべり角周波
数指令値とを算出するベクトル制御指令値演算手段と、
前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁化電流指令値
とトルク電流指令値とを入力とし、磁束方向成分電圧指
令値と前記磁束と直交する方向のトルク方向成分電圧指
令値とを算出する電圧指令値演算手段と、前記電圧指令
値演算手段からの磁束方向成分電圧指令値とトルク方向
成分電圧指令値とを入力とし、電圧ベクトルの大きさと
前記磁束方向に対する電圧ベクトルの角度とを算出する
極座標変換手段と、前記電力変換装置の直流リンク電圧
を入力とし、電圧ベクトルの大きさの指令値を算出する
電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段と、前記極座標変
換手段からの電圧ベクトルの大きさと前記電圧ベクトル
の大きさ指令値演算手段からの電圧ベクトルの大きさの
指令値と、電圧固定指令とを入力とし、前記電圧固定指
令に基づいて新たな電圧ベクトルの大きさを算出する電
圧固定手段と、前記電圧固定手段からの新たな電圧ベク
トルの大きさと前記電力変換装置の直流リンク電圧とを
入力とし、前記電力変換装置の出力電圧の変調率を算出
する変調率演算手段と、前記ベクトル制御指令値演算手
段からのすべり角周波数指令値を積分してすべり周波数
位相角として出力するすべり角周波数積分手段と、磁化
電流実際値を入力とし、前記磁束推定値を算出して前記
ベクトル制御指令値演算手段に入力として与える磁束推
定値演算手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベクト
ルの角度、前記すべり角周波数積分手段からのすべり周
波数位相角及び前記誘導電動機の回転子位相角の和であ
る電力変換装置の出力電圧位相角と、前記変調率演算手
段からの変調率とを入力とし、前記電力変換装置の出力
のパルス幅変調電圧指令値を出力するパルス幅変調電圧
発生手段とを備えたものである。
として、出力電圧の大きさと周波数及び位相の制御が可
能な電力変換装置を介して前記誘導電動機に供給される
一次電流を前記誘導電動機の磁束と平行な磁束方向成分
（磁化電流）とこれに直交するトルク方向成分（トルク
電流）とに分離し、各々を独立に制御する交流電動機の
ベクトル制御装置において、磁束指令値とトルク指令値
と前記磁束推定値演算手段からの磁束推定値とを入力と
し、磁化電流指令値とトルク電流指令値とすべり角周波
数指令値とを算出するベクトル制御指令値演算手段と、
前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁化電流指令値
とトルク電流指令値とを入力とし、磁束方向成分電圧指
令値と前記磁束と直交する方向のトルク方向成分電圧指
令値とを算出する電圧指令値演算手段と、前記電圧指令
値演算手段からの磁束方向成分電圧指令値とトルク方向
成分電圧指令値とを入力とし、電圧ベクトルの大きさと
前記磁束方向に対する電圧ベクトルの角度とを算出する
極座標変換手段と、前記電力変換装置の直流リンク電圧
を入力とし、電圧ベクトルの大きさの指令値を算出する
電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段と、前記極座標変
換手段からの電圧ベクトルの大きさと前記電圧ベクトル
の大きさ指令値演算手段からの電圧ベクトルの大きさの
指令値と、電圧固定指令とを入力とし、前記電圧固定指
令に基づいて新たな電圧ベクトルの大きさを算出する電
圧固定手段と、前記電圧固定手段からの新たな電圧ベク
トルの大きさと前記電力変換装置の直流リンク電圧とを
入力とし、前記電力変換装置の出力電圧の変調率を算出
する変調率演算手段と、前記ベクトル制御指令値演算手
段からのすべり角周波数指令値を積分してすべり周波数
位相角として出力するすべり角周波数積分手段と、磁化
電流実際値を入力とし、前記磁束推定値を算出して前記
ベクトル制御指令値演算手段に入力として与える磁束推
定値演算手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベクト
ルの角度、前記すべり角周波数積分手段からのすべり周
波数位相角及び前記誘導電動機の回転子位相角の和であ
る電力変換装置の出力電圧位相角と、前記変調率演算手
段からの変調率とを入力とし、前記電力変換装置の出力
のパルス幅変調電圧指令値を出力するパルス幅変調電圧
発生手段とを備えたものである。
【００４０】この請求項６の発明では、磁束指令値、ト
ルク指令値から算出した磁化電流指令値、トルク電流指
令値をもとにして電圧ベクトル指令値を算出し、この電
圧ベクトル指令値の磁束方向に対する角度を電力変換装
置の出力電圧位相角にフィードフォワードで加えること
によって出力電流の応答速度を速める。
ルク指令値から算出した磁化電流指令値、トルク電流指
令値をもとにして電圧ベクトル指令値を算出し、この電
圧ベクトル指令値の磁束方向に対する角度を電力変換装
置の出力電圧位相角にフィードフォワードで加えること
によって出力電流の応答速度を速める。
【００４１】また電力変換装置の出力電圧ベクトルの大
きさを固定するモードでは、磁化電流実際値から算出し
た磁束推定値を用いて磁化電流指令値、トルク電流指令
値、すべり角周波数指令値を算出することによって電動
機の出力トルクをトルク指令値に正確に追従させる。
きさを固定するモードでは、磁化電流実際値から算出し
た磁束推定値を用いて磁化電流指令値、トルク電流指令
値、すべり角周波数指令値を算出することによって電動
機の出力トルクをトルク指令値に正確に追従させる。
【００４２】請求項７の発明は、請求項６の交流電動機
のベクトル制御装置において、前記ベクトル制御指令値
演算手段からのトルク電流指令値と、トルク電流実際値
とを入力とし、すべり周波数位相角補正値を演算して前
記電力変換装置の出力電圧位相角に加算するために出力
するトルク電流制御手段を備えたものである。
のベクトル制御装置において、前記ベクトル制御指令値
演算手段からのトルク電流指令値と、トルク電流実際値
とを入力とし、すべり周波数位相角補正値を演算して前
記電力変換装置の出力電圧位相角に加算するために出力
するトルク電流制御手段を備えたものである。
【００４３】この請求項７の発明では、電力変換の出力
電圧ベクトルの大きさを固定するモードでは、磁束推定
値を用いて磁化電流指令値、トルク電流指令値、すべり
角周波数指令値を算出し、さらにすべり周波数位相角補
正値を用いて電力変換装置の出力電圧位相角を補正する
ことによって電動機出力トルクをトルク指令値に正確に
追従させる。
電圧ベクトルの大きさを固定するモードでは、磁束推定
値を用いて磁化電流指令値、トルク電流指令値、すべり
角周波数指令値を算出し、さらにすべり周波数位相角補
正値を用いて電力変換装置の出力電圧位相角を補正する
ことによって電動機出力トルクをトルク指令値に正確に
追従させる。
【００４４】請求項８の発明は、誘導電動機を制御対象
として、出力電圧の大きさと周波数及び位相の制御が可
能な電力変換装置を介して前記誘導電動機に供給される
一次電流を前記誘導電動機の磁束と平行な磁束方向成分
（磁化電流）とこれに直交するトルク方向成分（トルク
電流）とに分離し、各々を独立に制御する交流電動機の
ベクトル制御装置において、磁束指令値とトルク指令値
と磁束推定値と二次抵抗補正値と電圧固定指令とを入力
とし、磁化電流指令値とトルク電流指令値とすべり角周
波数指令値とを算出するベクトル制御指令値演算手段
と、前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁化電流指
令値及びトルク電流指令値と前記二次抵抗補正値とを入
力とし、磁束方向成分電圧指令値と前記磁束と直交する
方向のトルク方向成分電圧指令値とを算出する電圧指令
値演算手段と、前記電圧指令値演算手段からの磁束方向
成分電圧指令値とトルク方向成分電圧指令値とを入力と
し、電圧ベクトルの大きさと前記磁束方向に対する電圧
ベクトルの角度とを算出する極座標変換手段と、前記電
力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、電圧ベクトル
の大きさの指令値を算出する電圧ベクトルの大きさ指令
値演算手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベクトル
の大きさと前記電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段か
らの電圧ベクトルの大きさの指令値と、電圧固定指令と
を入力とし、前記電圧固定指令に基づいて新たな電圧ベ
クトルの大きさを算出する電圧固定手段と、前記電圧固
定手段からの新たな電圧ベクトルの大きさと前記電力変
換装置の直流リンク電圧とを入力とし、前記電力変換装
置の出力電圧の変調率を算出する変調率演算手段と、前
記ベクトル制御指令値演算手段からのすべり角周波数指
令値を積分してすべり周波数位相角として出力するすべ
り角周波数積分手段と、磁化電流実際値と前記二次抵抗
補正値とを入力とし、前記磁束推定値を算出して前記ベ
クトル制御指令値演算手段に入力として与える磁束推定
値演算手段と、前記ベクトル制御指令値演算手段からの
トルク電流指令値と、トルク電流実際値と前記トルク指
令値とを入力とし、前記二次抵抗補正値を算出して前記
ベクトル制御指令値演算手段と電圧指令値演算手段と磁
束推定値演算手段とに入力として与える二次抵抗補正値
演算手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの
角度、前記すべり角周波数積分手段からのすべり周波数
位相角及び前記誘導電動機の回転子位相角の和である電
力変換装置の出力電圧位相角と、前記変調率演算手段か
らの変調率とを入力とし、前記電力変換装置の出力のパ
ルス幅変調電圧指令値を出力するパルス幅変調電圧発生
手段とを備えたものである。
として、出力電圧の大きさと周波数及び位相の制御が可
能な電力変換装置を介して前記誘導電動機に供給される
一次電流を前記誘導電動機の磁束と平行な磁束方向成分
（磁化電流）とこれに直交するトルク方向成分（トルク
電流）とに分離し、各々を独立に制御する交流電動機の
ベクトル制御装置において、磁束指令値とトルク指令値
と磁束推定値と二次抵抗補正値と電圧固定指令とを入力
とし、磁化電流指令値とトルク電流指令値とすべり角周
波数指令値とを算出するベクトル制御指令値演算手段
と、前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁化電流指
令値及びトルク電流指令値と前記二次抵抗補正値とを入
力とし、磁束方向成分電圧指令値と前記磁束と直交する
方向のトルク方向成分電圧指令値とを算出する電圧指令
値演算手段と、前記電圧指令値演算手段からの磁束方向
成分電圧指令値とトルク方向成分電圧指令値とを入力と
し、電圧ベクトルの大きさと前記磁束方向に対する電圧
ベクトルの角度とを算出する極座標変換手段と、前記電
力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、電圧ベクトル
の大きさの指令値を算出する電圧ベクトルの大きさ指令
値演算手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベクトル
の大きさと前記電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段か
らの電圧ベクトルの大きさの指令値と、電圧固定指令と
を入力とし、前記電圧固定指令に基づいて新たな電圧ベ
クトルの大きさを算出する電圧固定手段と、前記電圧固
定手段からの新たな電圧ベクトルの大きさと前記電力変
換装置の直流リンク電圧とを入力とし、前記電力変換装
置の出力電圧の変調率を算出する変調率演算手段と、前
記ベクトル制御指令値演算手段からのすべり角周波数指
令値を積分してすべり周波数位相角として出力するすべ
り角周波数積分手段と、磁化電流実際値と前記二次抵抗
補正値とを入力とし、前記磁束推定値を算出して前記ベ
クトル制御指令値演算手段に入力として与える磁束推定
値演算手段と、前記ベクトル制御指令値演算手段からの
トルク電流指令値と、トルク電流実際値と前記トルク指
令値とを入力とし、前記二次抵抗補正値を算出して前記
ベクトル制御指令値演算手段と電圧指令値演算手段と磁
束推定値演算手段とに入力として与える二次抵抗補正値
演算手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの
角度、前記すべり角周波数積分手段からのすべり周波数
位相角及び前記誘導電動機の回転子位相角の和である電
力変換装置の出力電圧位相角と、前記変調率演算手段か
らの変調率とを入力とし、前記電力変換装置の出力のパ
ルス幅変調電圧指令値を出力するパルス幅変調電圧発生
手段とを備えたものである。
【００４５】この請求項８の発明では、磁束指令値、ト
ルク指令値から算出した磁化電流指令値、トルク電流指
令値をもとにして電圧ベクトル指令値を算出し、この電
圧ベクトル指令値の磁束方向に対する角度を電力変換装
置の出力電圧位相角にフィードフォワードで加えること
によって出力電流の応答速度を速める。
ルク指令値から算出した磁化電流指令値、トルク電流指
令値をもとにして電圧ベクトル指令値を算出し、この電
圧ベクトル指令値の磁束方向に対する角度を電力変換装
置の出力電圧位相角にフィードフォワードで加えること
によって出力電流の応答速度を速める。
【００４６】またトルク電流指令値とトルク電流実際値
との差から算出した二次抵抗補正値を用いて磁化電流指
令値、トルク電流指令値、電圧ベクトル指令値を補正
し、さらに電力変換装置の出力電圧ベクトルの大きさを
固定するモードでは、磁束推定値を用いて磁化電流指令
値、トルク電流指令値、すべり角周波数指令値を算出す
ることによって電動機出力トルクをトルク指令値に正確
に追従させる。
との差から算出した二次抵抗補正値を用いて磁化電流指
令値、トルク電流指令値、電圧ベクトル指令値を補正
し、さらに電力変換装置の出力電圧ベクトルの大きさを
固定するモードでは、磁束推定値を用いて磁化電流指令
値、トルク電流指令値、すべり角周波数指令値を算出す
ることによって電動機出力トルクをトルク指令値に正確
に追従させる。
【００４７】請求項９の発明は、請求項８の交流電動機
のベクトル制御装置において、前記磁束推定値演算手段
が、電動機回転子角周波数と前記ベクトル制御指令値演
算手段からのすべり角周波数指令値と前記極座標変換手
段からの電圧ベクトルの角度と前記電圧固定手段からの
電圧ベクトルの大きさとを入力とし、前記磁束推定値を
算出して前記ベクトル制御指令値演算手段に入力として
与えるようにしたものである。
のベクトル制御装置において、前記磁束推定値演算手段
が、電動機回転子角周波数と前記ベクトル制御指令値演
算手段からのすべり角周波数指令値と前記極座標変換手
段からの電圧ベクトルの角度と前記電圧固定手段からの
電圧ベクトルの大きさとを入力とし、前記磁束推定値を
算出して前記ベクトル制御指令値演算手段に入力として
与えるようにしたものである。
【００４８】この請求項９の発明では、すべり角周波数
指令値と電圧ベクトルの角度と電圧ベクトルの大きさと
電動機回転子角周波数とをもとにして算出した磁束推定
値を用いて磁化電流指令値、トルク電流指令値、すべり
角周波数指令値を算出することによって電動機出力トル
クをトルク指令値に正確に追従させる。
指令値と電圧ベクトルの角度と電圧ベクトルの大きさと
電動機回転子角周波数とをもとにして算出した磁束推定
値を用いて磁化電流指令値、トルク電流指令値、すべり
角周波数指令値を算出することによって電動機出力トル
クをトルク指令値に正確に追従させる。
【００４９】請求項１０の発明は、請求項８の交流電動
機のベクトル制御装置において、前記磁束推定値演算手
段が、電動機回転子角周波数と前記ベクトル制御指令値
演算手段からのすべり角周波数指令値と前記極座標変換
手段からの電圧ベクトルの角度と前記電圧固定手段から
の電圧ベクトルの大きさと前記二次抵抗補正値演算手段
からの二次抵抗補正値とを入力とし、前記磁束推定値を
算出して前記ベクトル制御指令値演算手段に入力として
与えるようにしたものである。
機のベクトル制御装置において、前記磁束推定値演算手
段が、電動機回転子角周波数と前記ベクトル制御指令値
演算手段からのすべり角周波数指令値と前記極座標変換
手段からの電圧ベクトルの角度と前記電圧固定手段から
の電圧ベクトルの大きさと前記二次抵抗補正値演算手段
からの二次抵抗補正値とを入力とし、前記磁束推定値を
算出して前記ベクトル制御指令値演算手段に入力として
与えるようにしたものである。
【００５０】この請求項１０の発明では、トルク電流指
令値とトルク電流実際値との差から算出した二次抵抗補
正値を用いて磁化電流指令値、トルク電流指令値、電圧
ベクトル指令値、磁束推定値を補正し、さらに電力変換
装置の出力電圧ベクトルの大きさを固定するモードで
は、磁束推定値を用いて磁化電流指令値、トルク電流指
令値、すべり角周波数指令値を算出することによって電
動機出力トルクをトルク指令値に正確に追従させる。
令値とトルク電流実際値との差から算出した二次抵抗補
正値を用いて磁化電流指令値、トルク電流指令値、電圧
ベクトル指令値、磁束推定値を補正し、さらに電力変換
装置の出力電圧ベクトルの大きさを固定するモードで
は、磁束推定値を用いて磁化電流指令値、トルク電流指
令値、すべり角周波数指令値を算出することによって電
動機出力トルクをトルク指令値に正確に追従させる。
【００５１】請求項１１の発明は、永久磁石同期電動機
を制御対象として、出力電圧の大きさと周波数及び位相
の制御が可能な電力変換装置を介して前記永久磁石同期
電動機に供給される一次電流を前記永久磁石同期電動機
の磁束と平行な方向の成分（磁束方向電流）とこれに直
交する方向の成分（トルク電流）とに分離し、各々を独
立に制御する交流電動機のベクトル制御装置において、
磁束指令値とトルク指令値と磁束補正値とを入力とし、
磁束方向電流指令値とトルク電流指令値とを算出するベ
クトル制御指令値演算手段と、前記ベクトル制御指令値
演算手段からの磁束方向電流指令値とトルク電流指令値
とを入力とし、磁束方向成分電圧指令値と前記磁束と直
交する方向のトルク方向成分電圧指令値とを算出する電
圧指令値演算手段と、前記電圧指令値演算手段からの磁
束方向成分電圧指令値とトルク方向成分電圧指令値とを
入力とし、電圧ベクトルの大きさと前記磁束方向に対す
る電圧ベクトルの角度とを算出する極座標変換手段と、
前記電力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、電圧ベ
クトルの大きさの指令値を算出する電圧ベクトルの大き
さ指令値演算手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベ
クトルの大きさと前記電圧ベクトルの大きさ指令値演算
手段からの電圧ベクトルの大きさの指令値と、電圧固定
指令とを入力とし、前記電圧固定指令に基づいて新たな
電圧ベクトルの大きさを算出する電圧固定手段と、前記
電圧固定手段からの新たな電圧ベクトルの大きさと前記
電力変換装置の直流リンク電圧とを入力とし、前記電力
変換装置の出力電圧の変調率を算出する変調率演算手段
と、前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁束方向電
流指令値と磁束方向電流実際値とを入力とし、前記磁束
補正値を算出して前記ベクトル制御指令値演算手段に入
力として与える磁束補正値演算手段と、前記極座標変換
手段からの電圧ベクトルの角度及び前記永久磁石同期電
動機の回転子位相角の和である電力変換装置の出力電圧
位相角と、前記変調率演算手段からの変調率とを入力と
し、前記電力変換装置の出力のパルス幅変調電圧指令値
を出力するパルス幅変調電圧発生手段とを備えたもので
ある。
を制御対象として、出力電圧の大きさと周波数及び位相
の制御が可能な電力変換装置を介して前記永久磁石同期
電動機に供給される一次電流を前記永久磁石同期電動機
の磁束と平行な方向の成分（磁束方向電流）とこれに直
交する方向の成分（トルク電流）とに分離し、各々を独
立に制御する交流電動機のベクトル制御装置において、
磁束指令値とトルク指令値と磁束補正値とを入力とし、
磁束方向電流指令値とトルク電流指令値とを算出するベ
クトル制御指令値演算手段と、前記ベクトル制御指令値
演算手段からの磁束方向電流指令値とトルク電流指令値
とを入力とし、磁束方向成分電圧指令値と前記磁束と直
交する方向のトルク方向成分電圧指令値とを算出する電
圧指令値演算手段と、前記電圧指令値演算手段からの磁
束方向成分電圧指令値とトルク方向成分電圧指令値とを
入力とし、電圧ベクトルの大きさと前記磁束方向に対す
る電圧ベクトルの角度とを算出する極座標変換手段と、
前記電力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、電圧ベ
クトルの大きさの指令値を算出する電圧ベクトルの大き
さ指令値演算手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベ
クトルの大きさと前記電圧ベクトルの大きさ指令値演算
手段からの電圧ベクトルの大きさの指令値と、電圧固定
指令とを入力とし、前記電圧固定指令に基づいて新たな
電圧ベクトルの大きさを算出する電圧固定手段と、前記
電圧固定手段からの新たな電圧ベクトルの大きさと前記
電力変換装置の直流リンク電圧とを入力とし、前記電力
変換装置の出力電圧の変調率を算出する変調率演算手段
と、前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁束方向電
流指令値と磁束方向電流実際値とを入力とし、前記磁束
補正値を算出して前記ベクトル制御指令値演算手段に入
力として与える磁束補正値演算手段と、前記極座標変換
手段からの電圧ベクトルの角度及び前記永久磁石同期電
動機の回転子位相角の和である電力変換装置の出力電圧
位相角と、前記変調率演算手段からの変調率とを入力と
し、前記電力変換装置の出力のパルス幅変調電圧指令値
を出力するパルス幅変調電圧発生手段とを備えたもので
ある。
【００５２】この請求項１１の発明では、磁束指令値、
トルク指令値から算出した磁束方向電流指令値、トルク
電流指令値をもとにして電圧ベクトル指令値を算出し、
この電圧ベクトル指令値をもとにして永久磁石同期電動
機の電圧フィードフォワード制御を行うことによって電
動機の回転数が高い領域でも電動機制御を安定させる。
トルク指令値から算出した磁束方向電流指令値、トルク
電流指令値をもとにして電圧ベクトル指令値を算出し、
この電圧ベクトル指令値をもとにして永久磁石同期電動
機の電圧フィードフォワード制御を行うことによって電
動機の回転数が高い領域でも電動機制御を安定させる。
【００５３】また磁束方向電流指令値と磁束方向電流電
流実際値との差から算出した磁束補正値を用いて磁束方
向電流指令値、トルク電流指令値を補正することによっ
て電動機出力トルクをトルク指令値に正確に追従させ
る。
流実際値との差から算出した磁束補正値を用いて磁束方
向電流指令値、トルク電流指令値を補正することによっ
て電動機出力トルクをトルク指令値に正確に追従させ
る。
【００５４】請求項１２の発明は、請求項１１の交流電
動機のベクトル制御装置において、前記ベクトル制御指
令値演算手段からのトルク電流指令値と、トルク電流実
際値とを入力とし、前記トルク電流実際値が前記トルク
電流指令値に追従するようなトルク角補正値を演算し
て、前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの角度と前
記永久磁石同期電動機の回転子位相角と共に加算するた
めに出力するトルク電流制御手段を備えたものである。
動機のベクトル制御装置において、前記ベクトル制御指
令値演算手段からのトルク電流指令値と、トルク電流実
際値とを入力とし、前記トルク電流実際値が前記トルク
電流指令値に追従するようなトルク角補正値を演算し
て、前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの角度と前
記永久磁石同期電動機の回転子位相角と共に加算するた
めに出力するトルク電流制御手段を備えたものである。
【００５５】この請求項１２の発明では、磁束補正値を
用いて磁束方向電流指令値、トルク電流指令値を補正
し、さらにトルク電流指令値とトルク電流実際値との差
から算出したトルク角補正値によって電力変換装置の出
力電圧位相角を補正することによって電動機出力トルク
をトルク指令値に正確に追従させる。
用いて磁束方向電流指令値、トルク電流指令値を補正
し、さらにトルク電流指令値とトルク電流実際値との差
から算出したトルク角補正値によって電力変換装置の出
力電圧位相角を補正することによって電動機出力トルク
をトルク指令値に正確に追従させる。
【００５６】請求項１３の発明は、永久磁石同期電動機
を制御対象として、出力電圧の大きさと周波数及び位相
の制御が可能な電力変換装置を介して前記永久磁石同期
電動機に供給される一次電流を前記永久磁石同期電動機
の磁束と平行な方向の成分（磁束方向電流）とこれに直
交する方向の成分（トルク電流）とに分離し、各々を独
立に制御する交流電動機のベクトル制御装置において、
磁束指令値とトルク指令値と磁束補正値と永久磁石磁束
補正値とを入力とし、磁束方向電流指令値とトルク電流
指令値とを算出するベクトル制御指令値演算手段と、前
記ベクトル制御指令値演算手段からの磁束方向電流指令
値及びトルク電流指令値と前記永久磁石磁束補正値とを
入力とし、磁束方向成分電圧指令値と前記磁束と直交す
る方向のトルク方向成分電圧指令値とを算出する電圧指
令値演算手段と、前記電圧指令値演算手段からの磁束方
向成分電圧指令値とトルク方向成分電圧指令値とを入力
とし、電圧ベクトルの大きさと前記磁束方向に対する電
圧ベクトルの角度とを算出する極座標変換手段と、前記
電力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、電圧ベクト
ルの大きさの指令値を算出する電圧ベクトルの大きさ指
令値演算手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベクト
ルの大きさと前記電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段
からの電圧ベクトルの大きさの指令値と、電圧固定指令
とを入力とし、前記電圧固定指令に基づいて新たな電圧
ベクトルの大きさを算出する電圧固定手段と、前記電圧
固定手段からの新たな電圧ベクトルの大きさと前記電力
変換装置の直流リンク電圧とを入力とし、前記電力変換
装置の出力電圧の変調率を算出する変調率演算手段と、
前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁束方向電流指
令値と磁束方向電流実際値とを入力とし、前記磁束補正
値を算出して前記ベクトル制御指令値演算手段に入力と
して与える磁束補正値演算手段と、前記ベクトル制御指
令値演算手段からのトルク電流指令値と、トルク電流実
際値と前記トルク指令値とを入力とし、前記永久磁石磁
束補正値を算出して前記ベクトル制御指令値演算手段と
電圧指令値演算手段とに入力として与える永久磁石磁束
補正値演算手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベク
トルの角度及び前記永久磁石同期電動機の回転子位相角
の和である電力変換装置の出力電圧位相角と、前記変調
率演算手段からの変調率とを入力とし、前記電力変換装
置の出力のパルス幅変調電圧指令値を出力するパルス幅
変調電圧発生手段とを備えたものである。
を制御対象として、出力電圧の大きさと周波数及び位相
の制御が可能な電力変換装置を介して前記永久磁石同期
電動機に供給される一次電流を前記永久磁石同期電動機
の磁束と平行な方向の成分（磁束方向電流）とこれに直
交する方向の成分（トルク電流）とに分離し、各々を独
立に制御する交流電動機のベクトル制御装置において、
磁束指令値とトルク指令値と磁束補正値と永久磁石磁束
補正値とを入力とし、磁束方向電流指令値とトルク電流
指令値とを算出するベクトル制御指令値演算手段と、前
記ベクトル制御指令値演算手段からの磁束方向電流指令
値及びトルク電流指令値と前記永久磁石磁束補正値とを
入力とし、磁束方向成分電圧指令値と前記磁束と直交す
る方向のトルク方向成分電圧指令値とを算出する電圧指
令値演算手段と、前記電圧指令値演算手段からの磁束方
向成分電圧指令値とトルク方向成分電圧指令値とを入力
とし、電圧ベクトルの大きさと前記磁束方向に対する電
圧ベクトルの角度とを算出する極座標変換手段と、前記
電力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、電圧ベクト
ルの大きさの指令値を算出する電圧ベクトルの大きさ指
令値演算手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベクト
ルの大きさと前記電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段
からの電圧ベクトルの大きさの指令値と、電圧固定指令
とを入力とし、前記電圧固定指令に基づいて新たな電圧
ベクトルの大きさを算出する電圧固定手段と、前記電圧
固定手段からの新たな電圧ベクトルの大きさと前記電力
変換装置の直流リンク電圧とを入力とし、前記電力変換
装置の出力電圧の変調率を算出する変調率演算手段と、
前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁束方向電流指
令値と磁束方向電流実際値とを入力とし、前記磁束補正
値を算出して前記ベクトル制御指令値演算手段に入力と
して与える磁束補正値演算手段と、前記ベクトル制御指
令値演算手段からのトルク電流指令値と、トルク電流実
際値と前記トルク指令値とを入力とし、前記永久磁石磁
束補正値を算出して前記ベクトル制御指令値演算手段と
電圧指令値演算手段とに入力として与える永久磁石磁束
補正値演算手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベク
トルの角度及び前記永久磁石同期電動機の回転子位相角
の和である電力変換装置の出力電圧位相角と、前記変調
率演算手段からの変調率とを入力とし、前記電力変換装
置の出力のパルス幅変調電圧指令値を出力するパルス幅
変調電圧発生手段とを備えたものである。
【００５７】この請求項１３の発明では、磁束指令値、
トルク指令値から算出した磁束方向電流指令値、トルク
電流指令値をもとにして電圧ベクトル指令値を算出し、
この電圧ベクトル指令値をもとにして永久磁石同期電動
機の電圧フィードフォワード制御を行うことによって電
動機の回転数が高い領域でも電動機制御を安定させる。
トルク指令値から算出した磁束方向電流指令値、トルク
電流指令値をもとにして電圧ベクトル指令値を算出し、
この電圧ベクトル指令値をもとにして永久磁石同期電動
機の電圧フィードフォワード制御を行うことによって電
動機の回転数が高い領域でも電動機制御を安定させる。
【００５８】また磁束方向電流指令値と磁束方向電流電
流実際値との差から算出した磁束補正値を用いて磁束方
向電流指令値、トルク電流指令値を補正し、さらにトル
ク電流指令値とトルク電流実際値との差から算出した永
久磁石磁束補正値によってトルク電流指令値、電圧ベク
トル指令値を補正することによって電動機出力トルクを
トルク指令値に正確に追従させる。
流実際値との差から算出した磁束補正値を用いて磁束方
向電流指令値、トルク電流指令値を補正し、さらにトル
ク電流指令値とトルク電流実際値との差から算出した永
久磁石磁束補正値によってトルク電流指令値、電圧ベク
トル指令値を補正することによって電動機出力トルクを
トルク指令値に正確に追従させる。
【００５９】請求項１４の発明は、永久磁石同期電動機
を制御対象として、出力電圧の大きさと周波数及び位相
の制御が可能な電力変換装置を介して前記永久磁石同期
電動機に供給される一次電流を前記永久磁石同期電動機
の磁束と平行な方向の成分（磁束方向電流）とこれに直
交する方向の成分（トルク電流）とに分離し、各々を独
立に制御する交流電動機のベクトル制御装置において、
磁束指令値とトルク指令値と磁束推定値とを入力とし、
磁束方向電流指令値とトルク電流指令値とを算出するベ
クトル制御指令値演算手段と、前記ベクトル制御指令値
演算手段からの磁束方向電流指令値とトルク電流指令値
とを入力とし、磁束方向成分電圧指令値と前記磁束と直
交する方向のトルク方向成分電圧指令値とを算出する電
圧指令値演算手段と、前記電圧指令値演算手段からの磁
束方向成分電圧指令値とトルク方向成分電圧指令値とを
入力とし、電圧ベクトルの大きさと前記磁束方向に対す
る電圧ベクトルの角度とを算出する極座標変換手段と、
前記電力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、電圧ベ
クトルの大きさの指令値を算出する電圧ベクトルの大き
さ指令値演算手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベ
クトルの大きさと前記電圧ベクトルの大きさ指令値演算
手段からの電圧ベクトルの大きさの指令値と、電圧固定
指令とを入力とし、前記電圧固定指令に基づいて新たな
電圧ベクトルの大きさを算出する電圧固定手段と、前記
電圧固定手段からの新たな電圧ベクトルの大きさと前記
電力変換装置の直流リンク電圧とを入力とし、前記電力
変換装置の出力電圧の変調率を算出する変調率演算手段
と、磁束方向電流実際値を入力とし、前記磁束推定値を
算出して前記ベクトル制御指令値演算手段に入力として
与える磁束推定値演算手段と、前記極座標変換手段から
の電圧ベクトルの角度及び前記永久磁石同期電動機の回
転子位相角の和である電力変換装置の出力電圧位相角
と、前記変調率演算手段からの変調率とを入力とし、前
記電力変換装置の出力のパルス幅変調電圧指令値を出力
するパルス幅変調電圧発生手段とを備えたものである。
を制御対象として、出力電圧の大きさと周波数及び位相
の制御が可能な電力変換装置を介して前記永久磁石同期
電動機に供給される一次電流を前記永久磁石同期電動機
の磁束と平行な方向の成分（磁束方向電流）とこれに直
交する方向の成分（トルク電流）とに分離し、各々を独
立に制御する交流電動機のベクトル制御装置において、
磁束指令値とトルク指令値と磁束推定値とを入力とし、
磁束方向電流指令値とトルク電流指令値とを算出するベ
クトル制御指令値演算手段と、前記ベクトル制御指令値
演算手段からの磁束方向電流指令値とトルク電流指令値
とを入力とし、磁束方向成分電圧指令値と前記磁束と直
交する方向のトルク方向成分電圧指令値とを算出する電
圧指令値演算手段と、前記電圧指令値演算手段からの磁
束方向成分電圧指令値とトルク方向成分電圧指令値とを
入力とし、電圧ベクトルの大きさと前記磁束方向に対す
る電圧ベクトルの角度とを算出する極座標変換手段と、
前記電力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、電圧ベ
クトルの大きさの指令値を算出する電圧ベクトルの大き
さ指令値演算手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベ
クトルの大きさと前記電圧ベクトルの大きさ指令値演算
手段からの電圧ベクトルの大きさの指令値と、電圧固定
指令とを入力とし、前記電圧固定指令に基づいて新たな
電圧ベクトルの大きさを算出する電圧固定手段と、前記
電圧固定手段からの新たな電圧ベクトルの大きさと前記
電力変換装置の直流リンク電圧とを入力とし、前記電力
変換装置の出力電圧の変調率を算出する変調率演算手段
と、磁束方向電流実際値を入力とし、前記磁束推定値を
算出して前記ベクトル制御指令値演算手段に入力として
与える磁束推定値演算手段と、前記極座標変換手段から
の電圧ベクトルの角度及び前記永久磁石同期電動機の回
転子位相角の和である電力変換装置の出力電圧位相角
と、前記変調率演算手段からの変調率とを入力とし、前
記電力変換装置の出力のパルス幅変調電圧指令値を出力
するパルス幅変調電圧発生手段とを備えたものである。
【００６０】この請求項１４の発明では、磁束指令値、
トルク指令値から算出した磁束方向電流指令値、トルク
電流指令値をもとにして電圧ベクトル指令値を算出し、
この電圧ベクトル指令値をもとにして永久磁石同期電動
機の電圧フィードフォワード制御を行うことによって電
動機の回転数が高い領域でも電動機制御を安定させる。
トルク指令値から算出した磁束方向電流指令値、トルク
電流指令値をもとにして電圧ベクトル指令値を算出し、
この電圧ベクトル指令値をもとにして永久磁石同期電動
機の電圧フィードフォワード制御を行うことによって電
動機の回転数が高い領域でも電動機制御を安定させる。
【００６１】また電力変換装置の出力電圧ベクトルの大
きさを固定するモードでは、磁束方向電流実際値から算
出した磁束推定値を用いて磁束方向電流指令値、トルク
電流指令値を算出することによって電動機出力トルクを
トルク指令値に正確に追従させる。
きさを固定するモードでは、磁束方向電流実際値から算
出した磁束推定値を用いて磁束方向電流指令値、トルク
電流指令値を算出することによって電動機出力トルクを
トルク指令値に正確に追従させる。
【００６２】請求項１５の発明は、請求項１４の交流電
動機のベクトル制御装置において、前記ベクトル制御指
令値演算手段からのトルク電流指令値と、トルク電流実
際値とを入力とし、前記トルク電流実際値が前記トルク
電流指令値に追従するようなトルク角補正値を演算し
て、前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの角度と前
記永久磁石同期電動機の回転子位相角と共に加算するた
めに出力するトルク電流制御手段を備えたものである。
動機のベクトル制御装置において、前記ベクトル制御指
令値演算手段からのトルク電流指令値と、トルク電流実
際値とを入力とし、前記トルク電流実際値が前記トルク
電流指令値に追従するようなトルク角補正値を演算し
て、前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの角度と前
記永久磁石同期電動機の回転子位相角と共に加算するた
めに出力するトルク電流制御手段を備えたものである。
【００６３】この請求項１５の発明では、電力変換装置
の出力電圧ベクトルの大きさを固定するモードでは、磁
束方向電流実際値から算出した磁束推定値を用いて磁束
方向電流指令値、トルク電流指令値を算出し、さらにト
ルク電流指令値とトルク電流実際値との差をもとにして
算出したトルク角補正値によって電力変換装置の出力電
圧位相角を補正することによって電動機出力トルクをト
ルク指令値に正確に追従させる。
の出力電圧ベクトルの大きさを固定するモードでは、磁
束方向電流実際値から算出した磁束推定値を用いて磁束
方向電流指令値、トルク電流指令値を算出し、さらにト
ルク電流指令値とトルク電流実際値との差をもとにして
算出したトルク角補正値によって電力変換装置の出力電
圧位相角を補正することによって電動機出力トルクをト
ルク指令値に正確に追従させる。
【００６４】請求項１６の発明は、永久磁石同期電動機
を制御対象として、出力電圧の大きさと周波数及び位相
の制御が可能な電力変換装置を介して前記永久磁石同期
電動機に供給される一次電流を前記永久磁石同期電動機
の磁束と平行な方向の成分（磁束方向電流）とこれに直
交する方向の成分（トルク電流）とに分離し、各々を独
立に制御する交流電動機のベクトル制御装置において、
磁束指令値とトルク指令値と磁束補正値と永久磁石磁束
補正値とを入力とし、磁束方向電流指令値とトルク電流
指令値とを算出するベクトル制御指令値演算手段と、前
記ベクトル制御指令値演算手段からの磁束方向電流指令
値とトルク電流指令値と前記永久磁石磁束補正値とを入
力とし、磁束方向成分電圧指令値と前記磁束と直交する
方向のトルク方向成分電圧指令値とを算出する電圧指令
値演算手段と、前記電圧指令値演算手段からの磁束方向
成分電圧指令値とトルク方向成分電圧指令値とを入力と
し、電圧ベクトルの大きさと前記磁束方向に対する電圧
ベクトルの角度とを算出する極座標変換手段と、前記電
力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、電圧ベクトル
の大きさの指令値を算出する電圧ベクトルの大きさ指令
値演算手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベクトル
の大きさと前記電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段か
らの電圧ベクトルの大きさの指令値と、電圧固定指令と
を入力とし、前記電圧固定指令に基づいて新たな電圧ベ
クトルの大きさを算出する電圧固定手段と、前記電圧固
定手段からの新たな電圧ベクトルの大きさと前記電力変
換装置の直流リンク電圧とを入力とし、前記電力変換装
置の出力電圧の変調率を算出する変調率演算手段と、前
記極座標変換手段からの電圧ベクトルの大きさと前記電
圧固定手段からの新たな電圧ベクトルの大きさとを入力
とし、前記磁束補正値を算出して前記ベクトル制御指令
値演算手段に入力として与える磁束補正値演算手段と、
前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁束方向電流指
令値と磁束方向電流実際値とを入力とし、前記永久磁石
磁束補正値を算出して前記ベクトル制御指令値演算手段
と前記電圧指令値演算手段とに入力として与える永久磁
石磁束補正値演算手段と、前記ベクトル制御指令値演算
手段からのトルク電流指令値と、トルク電流実際値とを
入力とし、前記トルク電流実際値が前記トルク電流指令
値に追従するようなトルク角補正値を算出するトルク電
流制御手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベクトル
の角度、前記トルク電流制御手段からのトルク角補正値
及び前記永久磁石同期電動機の回転子位相角の和である
電力変換装置の出力電圧位相角と、前記変調率演算手段
からの変調率とを入力とし、前記電力変換装置の出力の
パルス幅変調電圧指令値を出力するパルス幅変調電圧発
生手段とを備えたものである。
を制御対象として、出力電圧の大きさと周波数及び位相
の制御が可能な電力変換装置を介して前記永久磁石同期
電動機に供給される一次電流を前記永久磁石同期電動機
の磁束と平行な方向の成分（磁束方向電流）とこれに直
交する方向の成分（トルク電流）とに分離し、各々を独
立に制御する交流電動機のベクトル制御装置において、
磁束指令値とトルク指令値と磁束補正値と永久磁石磁束
補正値とを入力とし、磁束方向電流指令値とトルク電流
指令値とを算出するベクトル制御指令値演算手段と、前
記ベクトル制御指令値演算手段からの磁束方向電流指令
値とトルク電流指令値と前記永久磁石磁束補正値とを入
力とし、磁束方向成分電圧指令値と前記磁束と直交する
方向のトルク方向成分電圧指令値とを算出する電圧指令
値演算手段と、前記電圧指令値演算手段からの磁束方向
成分電圧指令値とトルク方向成分電圧指令値とを入力と
し、電圧ベクトルの大きさと前記磁束方向に対する電圧
ベクトルの角度とを算出する極座標変換手段と、前記電
力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、電圧ベクトル
の大きさの指令値を算出する電圧ベクトルの大きさ指令
値演算手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベクトル
の大きさと前記電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段か
らの電圧ベクトルの大きさの指令値と、電圧固定指令と
を入力とし、前記電圧固定指令に基づいて新たな電圧ベ
クトルの大きさを算出する電圧固定手段と、前記電圧固
定手段からの新たな電圧ベクトルの大きさと前記電力変
換装置の直流リンク電圧とを入力とし、前記電力変換装
置の出力電圧の変調率を算出する変調率演算手段と、前
記極座標変換手段からの電圧ベクトルの大きさと前記電
圧固定手段からの新たな電圧ベクトルの大きさとを入力
とし、前記磁束補正値を算出して前記ベクトル制御指令
値演算手段に入力として与える磁束補正値演算手段と、
前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁束方向電流指
令値と磁束方向電流実際値とを入力とし、前記永久磁石
磁束補正値を算出して前記ベクトル制御指令値演算手段
と前記電圧指令値演算手段とに入力として与える永久磁
石磁束補正値演算手段と、前記ベクトル制御指令値演算
手段からのトルク電流指令値と、トルク電流実際値とを
入力とし、前記トルク電流実際値が前記トルク電流指令
値に追従するようなトルク角補正値を算出するトルク電
流制御手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベクトル
の角度、前記トルク電流制御手段からのトルク角補正値
及び前記永久磁石同期電動機の回転子位相角の和である
電力変換装置の出力電圧位相角と、前記変調率演算手段
からの変調率とを入力とし、前記電力変換装置の出力の
パルス幅変調電圧指令値を出力するパルス幅変調電圧発
生手段とを備えたものである。
【００６５】この請求項１６の発明では、磁束指令値、
トルク指令値から算出した磁束方向電流指令値、トルク
電流指令値をもとにして電圧ベクトル指令値を算出し、
この電圧ベクトル指令値をもとにして永久磁石同期電動
機の電圧フィードフォワード制御を行うことによって電
動機の回転数が高い領域でも電動機制御を安定させる。
トルク指令値から算出した磁束方向電流指令値、トルク
電流指令値をもとにして電圧ベクトル指令値を算出し、
この電圧ベクトル指令値をもとにして永久磁石同期電動
機の電圧フィードフォワード制御を行うことによって電
動機の回転数が高い領域でも電動機制御を安定させる。
【００６６】またトルク電流指令値とトルク電流実際値
との差をもとにして算出したトルク角補正値によって電
力変換装置の出力電圧位相角を補正し、さらに電圧指令
値ベクトルの大きさと出力電圧ベクトルの大きさとの差
をもとにして算出した磁束補正値と、磁束方向電流指令
値と磁束方向電流実際値との差から算出した永久磁石磁
束補正値とを用いて磁束方向電流指令値、トルク電流指
令値、電圧ベクトル指令値を補正することによって電動
機出力トルクをトルク指令値に正確に追従させる。
との差をもとにして算出したトルク角補正値によって電
力変換装置の出力電圧位相角を補正し、さらに電圧指令
値ベクトルの大きさと出力電圧ベクトルの大きさとの差
をもとにして算出した磁束補正値と、磁束方向電流指令
値と磁束方向電流実際値との差から算出した永久磁石磁
束補正値とを用いて磁束方向電流指令値、トルク電流指
令値、電圧ベクトル指令値を補正することによって電動
機出力トルクをトルク指令値に正確に追従させる。
【００６７】請求項１７の発明は、永久磁石同期電動機
を制御対象として、出力電圧の大きさと周波数及び位相
の制御が可能な電力変換装置を介して前記永久磁石同期
電動機に供給される一次電流を前記永久磁石同期電動機
の磁束と平行な方向の成分（磁束方向電流）とこれに直
交する方向の成分（トルク電流）とに分離し、各々を独
立に制御する交流電動機のベクトル制御装置において、
磁束指令値とトルク指令値と磁束補正値と永久磁石磁束
補正値とを入力とし、磁束方向電流指令値とトルク電流
指令値とを算出するベクトル制御指令値演算手段と、前
記ベクトル制御指令値演算手段からの磁束方向電流指令
値とトルク電流指令値と前記永久磁石磁束補正値とを入
力とし、磁束方向成分電圧指令値と前記磁束と直交する
方向のトルク方向成分電圧指令値とを算出する電圧指令
値演算手段と、前記電圧指令値演算手段からの磁束方向
成分電圧指令値とトルク方向成分電圧指令値とを入力と
し、電圧ベクトルの大きさと前記磁束方向に対する電圧
ベクトルの角度とを算出する極座標変換手段と、前記電
力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、電圧ベクトル
の大きさの指令値を算出する電圧ベクトルの大きさ指令
値演算手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベクトル
の大きさと前記電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段か
らの電圧ベクトルの大きさの指令値と、電圧固定指令と
を入力とし、前記電圧固定指令に基づいて新たな電圧ベ
クトルの大きさを算出する電圧固定手段と、前記電圧固
定手段からの新たな電圧ベクトルの大きさと前記電力変
換装置の直流リンク電圧とを入力とし、前記電力変換装
置の出力電圧の変調率を算出する変調率演算手段と、前
記ベクトル制御指令値演算手段からの磁束方向電流指令
値と磁束方向電流実際値とを入力とし、前記磁束補正値
を算出して前記ベクトル制御指令値演算手段に入力とし
て与える磁束補正値演算手段と、前記極座標変換手段か
らの電圧ベクトルの大きさと前記電圧固定手段からの新
たな電圧ベクトルの大きさとを入力とし、前記永久磁石
磁束補正値を算出して前記ベクトル制御指令値演算手段
と前記電圧指令値演算手段とに入力として与える永久磁
石磁束補正値演算手段と、前記ベクトル制御指令値演算
手段からのトルク電流指令値と、トルク電流実際値とを
入力とし、前記トルク電流実際値が前記トルク電流指令
値に追従するようなトルク角補正値を算出するトルク電
流制御手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベクトル
の角度、前記トルク電流制御手段からのトルク角補正値
及び前記永久磁石同期電動機の回転子位相角の和である
電力変換装置の出力電圧位相角と、前記変調率演算手段
からの変調率とを入力とし、前記電力変換装置の出力の
パルス幅変調電圧指令値を出力するパルス幅変調電圧発
生手段とを備えたものである。
を制御対象として、出力電圧の大きさと周波数及び位相
の制御が可能な電力変換装置を介して前記永久磁石同期
電動機に供給される一次電流を前記永久磁石同期電動機
の磁束と平行な方向の成分（磁束方向電流）とこれに直
交する方向の成分（トルク電流）とに分離し、各々を独
立に制御する交流電動機のベクトル制御装置において、
磁束指令値とトルク指令値と磁束補正値と永久磁石磁束
補正値とを入力とし、磁束方向電流指令値とトルク電流
指令値とを算出するベクトル制御指令値演算手段と、前
記ベクトル制御指令値演算手段からの磁束方向電流指令
値とトルク電流指令値と前記永久磁石磁束補正値とを入
力とし、磁束方向成分電圧指令値と前記磁束と直交する
方向のトルク方向成分電圧指令値とを算出する電圧指令
値演算手段と、前記電圧指令値演算手段からの磁束方向
成分電圧指令値とトルク方向成分電圧指令値とを入力と
し、電圧ベクトルの大きさと前記磁束方向に対する電圧
ベクトルの角度とを算出する極座標変換手段と、前記電
力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、電圧ベクトル
の大きさの指令値を算出する電圧ベクトルの大きさ指令
値演算手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベクトル
の大きさと前記電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段か
らの電圧ベクトルの大きさの指令値と、電圧固定指令と
を入力とし、前記電圧固定指令に基づいて新たな電圧ベ
クトルの大きさを算出する電圧固定手段と、前記電圧固
定手段からの新たな電圧ベクトルの大きさと前記電力変
換装置の直流リンク電圧とを入力とし、前記電力変換装
置の出力電圧の変調率を算出する変調率演算手段と、前
記ベクトル制御指令値演算手段からの磁束方向電流指令
値と磁束方向電流実際値とを入力とし、前記磁束補正値
を算出して前記ベクトル制御指令値演算手段に入力とし
て与える磁束補正値演算手段と、前記極座標変換手段か
らの電圧ベクトルの大きさと前記電圧固定手段からの新
たな電圧ベクトルの大きさとを入力とし、前記永久磁石
磁束補正値を算出して前記ベクトル制御指令値演算手段
と前記電圧指令値演算手段とに入力として与える永久磁
石磁束補正値演算手段と、前記ベクトル制御指令値演算
手段からのトルク電流指令値と、トルク電流実際値とを
入力とし、前記トルク電流実際値が前記トルク電流指令
値に追従するようなトルク角補正値を算出するトルク電
流制御手段と、前記極座標変換手段からの電圧ベクトル
の角度、前記トルク電流制御手段からのトルク角補正値
及び前記永久磁石同期電動機の回転子位相角の和である
電力変換装置の出力電圧位相角と、前記変調率演算手段
からの変調率とを入力とし、前記電力変換装置の出力の
パルス幅変調電圧指令値を出力するパルス幅変調電圧発
生手段とを備えたものである。
【００６８】この請求項１７の発明では、磁束指令値、
トルク指令値から算出した磁束方向電流指令値、トルク
電流指令値をもとにして電圧ベクトル指令値を算出し、
この電圧ベクトル指令値をもとにして永久磁石同期電動
機の電圧フィードフォワード制御を行うことによって電
動機の回転数が高い領域でも電動機制御を安定させる。
トルク指令値から算出した磁束方向電流指令値、トルク
電流指令値をもとにして電圧ベクトル指令値を算出し、
この電圧ベクトル指令値をもとにして永久磁石同期電動
機の電圧フィードフォワード制御を行うことによって電
動機の回転数が高い領域でも電動機制御を安定させる。
【００６９】またトルク電流指令値とトルク電流実際値
との差をもとにして算出したトルク角補正値によって電
力変換装置の出力電圧位相角を補正し、さらに磁束方向
電流指令値と磁束方向電流実際値との差をもとにして算
出した磁束補正値と、電圧指令値ベクトルの大きさと出
力電圧ベクトルの大きさとの差をもとにして算出した永
久磁石磁束補正値とを用いて磁束方向電流指令値、トル
ク電流指令値、電圧ベクトル指令値を補正することによ
って電動機出力トルクをトルク指令値に正確に追従させ
る。
との差をもとにして算出したトルク角補正値によって電
力変換装置の出力電圧位相角を補正し、さらに磁束方向
電流指令値と磁束方向電流実際値との差をもとにして算
出した磁束補正値と、電圧指令値ベクトルの大きさと出
力電圧ベクトルの大きさとの差をもとにして算出した永
久磁石磁束補正値とを用いて磁束方向電流指令値、トル
ク電流指令値、電圧ベクトル指令値を補正することによ
って電動機出力トルクをトルク指令値に正確に追従させ
る。
【００７０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳説する。
基づいて詳説する。
【００７１】＜実施の形態１＞ 図１は本発明の交流電動機のベクトル制御装置の実施の
形態１を示している。この実施の形態１の交流電動機の
ベクトル制御装置２０１は、電力変換装置（以下、イン
バータと称する）として相電圧が３レベル出力の３相出
力パルス幅変調（ＰＷＭ）方式インバータのベクトル制
御を行うことによって３相交流誘導電動機の駆動制御す
るもので、ベクトル制御指令値演算手段１、電圧指令値
演算手段２、極座標変換手段３、電圧ベクトルの大きさ
指令値演算手段４、電圧固定手段５、変調率演算手段
６、ＰＷＭ電圧発生手段７、すべり角周波数積分手段８
及び磁束補正値演算手段９から構成されている。
形態１を示している。この実施の形態１の交流電動機の
ベクトル制御装置２０１は、電力変換装置（以下、イン
バータと称する）として相電圧が３レベル出力の３相出
力パルス幅変調（ＰＷＭ）方式インバータのベクトル制
御を行うことによって３相交流誘導電動機の駆動制御す
るもので、ベクトル制御指令値演算手段１、電圧指令値
演算手段２、極座標変換手段３、電圧ベクトルの大きさ
指令値演算手段４、電圧固定手段５、変調率演算手段
６、ＰＷＭ電圧発生手段７、すべり角周波数積分手段８
及び磁束補正値演算手段９から構成されている。
【００７２】ベクトル制御指令値演算手段１は、外部か
ら入力されるトルク指令値TqRefと、外部から入力され
る磁束指令値ΦRefと磁束補正値演算手段９が後述する
演算処理に基づいて出力する磁束補正値ΔΦとの差とを
用いて、次の数１３式の演算によって磁化電流指令値Id
Ref、トルク電流指令値IqRef、すべり角周波数指令値ω
sRefを出力する。
ら入力されるトルク指令値TqRefと、外部から入力され
る磁束指令値ΦRefと磁束補正値演算手段９が後述する
演算処理に基づいて出力する磁束補正値ΔΦとの差とを
用いて、次の数１３式の演算によって磁化電流指令値Id
Ref、トルク電流指令値IqRef、すべり角周波数指令値ω
sRefを出力する。
【００７３】
【数１３】 ただし、Ｍ：電動機の相互インダクタンス L2：電動機の二次インダクタンス R2：電動機の二次抵抗
【００７４】電圧指令値演算手段２は、ベクトル制御指
令値演算手段１から出力される磁化電流指令値IdRefと
トルク電流指令値IqRefを入力として、次の数１４式の
演算によって磁束軸電圧指令値VdRefとトルク軸電圧指
令値VqRefを出力する。
令値演算手段１から出力される磁化電流指令値IdRefと
トルク電流指令値IqRefを入力として、次の数１４式の
演算によって磁束軸電圧指令値VdRefとトルク軸電圧指
令値VqRefを出力する。
【００７５】
【数１４】 ただし、R1：電動機の一次抵抗 R2：電動機の二次抵抗 L1：電動機の一次インダクタンス L2：電動機の二次インダクタンス Ｍ：電動機の相互インダクタンス ω1 ：インバータ出力電圧角周波数 ωr ：電動機回転子角周波数 極座標変換手段３は、電圧指令値演算手段２から出力さ
れる磁束軸電圧指令値VdRefとトルク軸電圧指令値VqRef
を入力として、次の数１５式に基づく演算により、電圧
ベクトルの大きさ|V|と電圧ベクトルの磁束軸に対する
角度δを出力する。
れる磁束軸電圧指令値VdRefとトルク軸電圧指令値VqRef
を入力として、次の数１５式に基づく演算により、電圧
ベクトルの大きさ|V|と電圧ベクトルの磁束軸に対する
角度δを出力する。
【００７６】
【数１５】 電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段４は、インバータ
の直流リンク電圧Vdcを入力として電圧固定モードでの
電圧ベクトルの大きさの指令値|V|Refを出力する。例え
ば、|V|Refがインバータの最大出力電圧の場合は次の数
１６式で表される。
の直流リンク電圧Vdcを入力として電圧固定モードでの
電圧ベクトルの大きさの指令値|V|Refを出力する。例え
ば、|V|Refがインバータの最大出力電圧の場合は次の数
１６式で表される。
【００７７】
【数１６】 電圧固定手段５は、極座標変換手段３の出力である電圧
ベクトルの大きさ|V|と、電圧ベクトルの大きさ指令値
演算手段４の出力である電圧ベクトルの大きさの指令値
|V|Refを入力として、電圧固定指令Vfixに従って新たな
電圧ベクトルの大きさ|V|fixを出力する。
ベクトルの大きさ|V|と、電圧ベクトルの大きさ指令値
演算手段４の出力である電圧ベクトルの大きさの指令値
|V|Refを入力として、電圧固定指令Vfixに従って新たな
電圧ベクトルの大きさ|V|fixを出力する。
【００７８】ここで、電圧固定指令Vfixは、外部から与
えられる指令であり、インバータ出力電圧、したがって
電動機回転数に応じて次のように与えられる。 インバータ出力電圧ベクトルの大きさを固定するとき：Vfix＝１ （インバータ出力電圧が最大電圧に達し、インバータ周
波数が増加しても出力電圧が一定、したがって電動機回
転数も一定の場合） インバータ出力電圧ベクトルの大きさを固定しないとき：Vfix＝０ （インバータ出力電圧が最大電圧に達するまでの間で、
インバータ周波数に出力電圧が比例し、したがって電動
機回転数も比例する場合）の値をとる。そして、電圧固
定手段５は、この電圧固定指令Vfixの値に従って、 電圧固定指令Vfix＝１のとき：|V|fix＝|V|Ref 電圧固定指令Vfix＝０のとき：|V|fix＝|V|（入力をそのまま出力する） の形の出力を行う。
えられる指令であり、インバータ出力電圧、したがって
電動機回転数に応じて次のように与えられる。 インバータ出力電圧ベクトルの大きさを固定するとき：Vfix＝１ （インバータ出力電圧が最大電圧に達し、インバータ周
波数が増加しても出力電圧が一定、したがって電動機回
転数も一定の場合） インバータ出力電圧ベクトルの大きさを固定しないとき：Vfix＝０ （インバータ出力電圧が最大電圧に達するまでの間で、
インバータ周波数に出力電圧が比例し、したがって電動
機回転数も比例する場合）の値をとる。そして、電圧固
定手段５は、この電圧固定指令Vfixの値に従って、 電圧固定指令Vfix＝１のとき：|V|fix＝|V|Ref 電圧固定指令Vfix＝０のとき：|V|fix＝|V|（入力をそのまま出力する） の形の出力を行う。
【００７９】すべり角周波数積分手段８は、ベクトル制
御指令値演算手段１から出力されたすべり角周波数指令
値ωsRefを入力として、入力の積分値をすべり周波数位
相角θsとして出力する。すなわち、次の数１７式の演
算を行ってすべり周波数位相角θsを出力するのであ
る。
御指令値演算手段１から出力されたすべり角周波数指令
値ωsRefを入力として、入力の積分値をすべり周波数位
相角θsとして出力する。すなわち、次の数１７式の演
算を行ってすべり周波数位相角θsを出力するのであ
る。
【００８０】
【数１７】 ただし、ｓ：微分演算子 次に、変調率演算手段６は、電圧固定手段５から出力さ
れる電圧ベクトルの大きさ|V|fixと、インバータ直流リ
ンク電圧Vdcを入力として、次の数１８式の演算によっ
てインバータ出力電圧の変調率αを出力する。
れる電圧ベクトルの大きさ|V|fixと、インバータ直流リ
ンク電圧Vdcを入力として、次の数１８式の演算によっ
てインバータ出力電圧の変調率αを出力する。
【００８１】
【数１８】 ＰＷＭ電圧発生手段７においては、すべり角周波数積分
手段８から出力されるすべり周波数位相角θs、極座標
変換手段３から出力される電圧ベクトルの角度δ及び電
動機回転子位相角θrの和であるインバータ出力電圧位
相角θ1と、変調率演算手段６から出力される変調率α
とを入力として、次の数２０式の演算によってＵ，Ｖ，
Ｗ３相のＰＷＭ電圧指令VuPWM,VvPWM,VwPWMを出力す
る。
手段８から出力されるすべり周波数位相角θs、極座標
変換手段３から出力される電圧ベクトルの角度δ及び電
動機回転子位相角θrの和であるインバータ出力電圧位
相角θ1と、変調率演算手段６から出力される変調率α
とを入力として、次の数２０式の演算によってＵ，Ｖ，
Ｗ３相のＰＷＭ電圧指令VuPWM,VvPWM,VwPWMを出力す
る。
【００８２】ただし、数２０式におけるＵ，Ｖ，Ｗ各相
の出力電圧位相角θu,θv,θwは、インバータ出力電圧
位相角θ1を用いて次の数１９式の演算に基づいて得た
ものである。
の出力電圧位相角θu,θv,θwは、インバータ出力電圧
位相角θ1を用いて次の数１９式の演算に基づいて得た
ものである。
【００８３】
【数１９】 またインバータ出力相電圧は、例えば、図２に示す１周
期当り正負１つずつのパルスを有する３レベル出力のＰ
ＷＭ波形であり、各相の出力電圧位相角θu,θv,θwを
用いて次の数２０式の演算によってＵ相、Ｖ相、Ｗ相そ
れぞれのＰＷＭ電圧指令を出力する。そしてこのＰＷＭ
電圧指令に基づいて、インバータは出力電圧の制御を行
うのである。
期当り正負１つずつのパルスを有する３レベル出力のＰ
ＷＭ波形であり、各相の出力電圧位相角θu,θv,θwを
用いて次の数２０式の演算によってＵ相、Ｖ相、Ｗ相そ
れぞれのＰＷＭ電圧指令を出力する。そしてこのＰＷＭ
電圧指令に基づいて、インバータは出力電圧の制御を行
うのである。
【００８４】
【数２０】 θa＝arccos(α)として、 Ｕ相の場合： θa＞θu≧０のとき： VuPWM＝０ (π−θa)＞θu≧θaのとき： VuPWM＝Vdc/2 (π＋θa)＞θu≧(π−θa)のとき： VuPWM＝０ (２π−θa)＞θu≧(π＋θa)のとき： VuPWM＝−Vdc/2 ２π＞θu≧（２π−θa)のとき： VuPWM＝０ Ｖ相の場合： θa＞θv≧０のとき： VvPWM＝０ (π−θa)＞θv≧θaのとき： VvPWM＝Vdc/2 (π＋θa)＞θv≧(π−θa)のとき： VvPWM＝０ (２π−θa)＞θv≧(π＋θa)のとき： VvPWM＝−Vdc/2 ２π＞θv≧（２π−θa)のとき： VvPWM＝０ Ｗ相の場合： θa＞θw≧０のとき： VwPWM＝０ (π−θa)＞θw≧θaのとき： VwPWM＝Vdc/2 (π＋θa)＞θw≧(π−θa)のとき： VwPWM＝０ (２π−θa)＞θw≧(π＋θa)のとき： VwPWM＝−Vdc/2 ２π＞θw≧（２π−θa)のとき： VwPWM＝０ さて磁束補正値演算手段９は、ベクトル制御指令値演算
手段１の出力である磁化電流指令値IdRefと、磁化電流
実際値Idの差を入力とし、数２１式に基づく比例積分制
御により磁束補正値ΔΦを出力する。そしてこの磁束補
正値ΔΦによってベクトル制御指令値演算手段１は磁化
電流指令値IdRef、トルク電流指令値IqRefを補正して電
動機出力トルクをトルク指令値TqRefに追従させるので
ある。
手段１の出力である磁化電流指令値IdRefと、磁化電流
実際値Idの差を入力とし、数２１式に基づく比例積分制
御により磁束補正値ΔΦを出力する。そしてこの磁束補
正値ΔΦによってベクトル制御指令値演算手段１は磁化
電流指令値IdRef、トルク電流指令値IqRefを補正して電
動機出力トルクをトルク指令値TqRefに追従させるので
ある。
【００８５】
【数２１】 このようにして、この実施の形態１の交流電動機のベク
トル制御装置２０１によれば、磁束指令値ΦRef、トル
ク指令値TqRefから算出した磁化電流指令値IdRef、トル
ク電流指令値IqRefをもとにして電圧ベクトル指令値VdR
ef,VqRefを算出し、電圧ベクトル指令値の磁束方向に対
する角度をインバータの出力電圧位相角θ1にフィード
フォワードで加えることによって出力電流の応答速度を
速めることができる。
トル制御装置２０１によれば、磁束指令値ΦRef、トル
ク指令値TqRefから算出した磁化電流指令値IdRef、トル
ク電流指令値IqRefをもとにして電圧ベクトル指令値VdR
ef,VqRefを算出し、電圧ベクトル指令値の磁束方向に対
する角度をインバータの出力電圧位相角θ1にフィード
フォワードで加えることによって出力電流の応答速度を
速めることができる。
【００８６】また磁化電流指令値IdRefと磁化電流実際
値Idとの差から算出した磁束補正値ΔΦを用いて磁化電
流指令値IdRef、トルク電流指令値IqRefを補正すること
によって、電動機出力トルクをトルク指令値TqRefに正
確に追従させることができる。
値Idとの差から算出した磁束補正値ΔΦを用いて磁化電
流指令値IdRef、トルク電流指令値IqRefを補正すること
によって、電動機出力トルクをトルク指令値TqRefに正
確に追従させることができる。
【００８７】なお、この実施の形態１の交流電動機のベ
クトル制御装置において、磁束補正値演算手段９を図３
に示す構成の磁束補正値演算手段９−１に変更すること
ができる。この図３に示す磁束補正値演算手段９−１
は、一次遅れフィルタ演算手段９１と、積分演算手段９
２とで構成され、磁化電流実際値Idを一次遅れフィルタ
演算手段９１に入力し、その出力とベクトル制御指令値
演算手段１の出力である磁化電流指令値IdRefとの差ΔI
dを積分演算手段９２に入力し、さらにその出力に電動
機の相互インダクタンスＭを乗じた値を磁束補正値ΔΦ
として出力する。ここで、一次遅れフィルタ演算手段９
１の一次遅れ時定数Ｔと積分演算手段９２の積分ゲイン
Giは次の数２２式によって表される。
クトル制御装置において、磁束補正値演算手段９を図３
に示す構成の磁束補正値演算手段９−１に変更すること
ができる。この図３に示す磁束補正値演算手段９−１
は、一次遅れフィルタ演算手段９１と、積分演算手段９
２とで構成され、磁化電流実際値Idを一次遅れフィルタ
演算手段９１に入力し、その出力とベクトル制御指令値
演算手段１の出力である磁化電流指令値IdRefとの差ΔI
dを積分演算手段９２に入力し、さらにその出力に電動
機の相互インダクタンスＭを乗じた値を磁束補正値ΔΦ
として出力する。ここで、一次遅れフィルタ演算手段９
１の一次遅れ時定数Ｔと積分演算手段９２の積分ゲイン
Giは次の数２２式によって表される。
【００８８】
【数２２】 ただし、Ti：積分ゲインの時定数 R2：電動機の二次抵抗 L2：電動機の二次インダクタンス 電動機制御系において、電流の変動に対して磁束の追従
は一次遅れであるため、電流偏差を見て磁束を制御する
場合には一次遅れの補正をしてやる必要がある。ところ
が、この磁束補正値演算手段９−１における積分演算手
段９２には時定数Tiがあり、制御ループには一次遅れの
時定数L2/R2がある。そこで、一次遅れフィルタ演算手
段９１の一次遅れ時定数Ｔをこの数２２式のように設定
することによって、制御ループの遅れに対して後の積分
による遅れTi分を前段の一次遅れフィルタ演算手段９１
において早めておき、磁束補正値演算手段９−１の全体
として一次遅れになるようにしているのである。この構
成によって、ベクトル制御指令値演算手段１に入力され
る磁束指令値ΦRefとΔΦとの差（ΦRef−ΔΦ）は制御
の対象である誘導電動機の実際の二次磁束の値、及びそ
の変化と一致する。このため、電動機の出力トルクをト
ルク指令値TqRefに容易に追従させることができる。
は一次遅れであるため、電流偏差を見て磁束を制御する
場合には一次遅れの補正をしてやる必要がある。ところ
が、この磁束補正値演算手段９−１における積分演算手
段９２には時定数Tiがあり、制御ループには一次遅れの
時定数L2/R2がある。そこで、一次遅れフィルタ演算手
段９１の一次遅れ時定数Ｔをこの数２２式のように設定
することによって、制御ループの遅れに対して後の積分
による遅れTi分を前段の一次遅れフィルタ演算手段９１
において早めておき、磁束補正値演算手段９−１の全体
として一次遅れになるようにしているのである。この構
成によって、ベクトル制御指令値演算手段１に入力され
る磁束指令値ΦRefとΔΦとの差（ΦRef−ΔΦ）は制御
の対象である誘導電動機の実際の二次磁束の値、及びそ
の変化と一致する。このため、電動機の出力トルクをト
ルク指令値TqRefに容易に追従させることができる。
【００８９】＜実施の形態２＞ 次に、本発明の実施の形態２について、図４に基づいて
説明する。この実施の形態２の交流電動機のベクトル制
御装置は、図１に示したベクトル制御装置に対してさら
に、トルク電流演算手段１０を新たに付加した点を特徴
とし、その他の構成は図１に示した実施の形態１のもの
と共通する。
説明する。この実施の形態２の交流電動機のベクトル制
御装置は、図１に示したベクトル制御装置に対してさら
に、トルク電流演算手段１０を新たに付加した点を特徴
とし、その他の構成は図１に示した実施の形態１のもの
と共通する。
【００９０】トルク電流制御手段１０は、ベクトル制御
指令値演算手段１から出力されるトルク電流指令値IqRe
fとトルク電流実際値Iqとの差を入力として、この値に
ゲインG(s)を乗じた値をすべり周波数位相角補正値Δθ
sとして出力する。つまり、次の数２３式を実行して、
すべり角周波数積分手段８からの出力であるすべり周波
数位相角θsに加えるのである。
指令値演算手段１から出力されるトルク電流指令値IqRe
fとトルク電流実際値Iqとの差を入力として、この値に
ゲインG(s)を乗じた値をすべり周波数位相角補正値Δθ
sとして出力する。つまり、次の数２３式を実行して、
すべり角周波数積分手段８からの出力であるすべり周波
数位相角θsに加えるのである。
【００９１】
【数２３】Δθs＝G(s)・(IqRef−Iq) ただし、ｓ：微分演算子 したがって、ＰＷＭ電圧発生手段７は、すべり角周波数
積分手段８から出力されるすべり周波数位相角θs、ト
ルク電流制御手段１０から出力されるすべり周波数位相
角補正値Δθs、極座標変換手段３から出力される電圧
ベクトルの角度δ及び電動機回転子位相角θrの和とし
て与えられるインバータ出力電圧位相角θ1と、変調率
演算手段６から出力される変調率αとを入力とし、上記
数１９式、数２０式の演算によってＵ，Ｖ，Ｗ３相のＰ
ＷＭ電圧指令VuPWM,VvPWM,VwPWMを出力することにな
る。
積分手段８から出力されるすべり周波数位相角θs、ト
ルク電流制御手段１０から出力されるすべり周波数位相
角補正値Δθs、極座標変換手段３から出力される電圧
ベクトルの角度δ及び電動機回転子位相角θrの和とし
て与えられるインバータ出力電圧位相角θ1と、変調率
演算手段６から出力される変調率αとを入力とし、上記
数１９式、数２０式の演算によってＵ，Ｖ，Ｗ３相のＰ
ＷＭ電圧指令VuPWM,VvPWM,VwPWMを出力することにな
る。
【００９２】この実施の形態２の交流電動機のベクトル
制御装置２０２によれば、磁束指令値ΦRef、トルク指
令値TqRefから算出した磁化電流指令値IdRef、トルク電
流指令値IqRefをもとにして電圧ベクトル指令値VdRef,V
qRefを算出し、電圧ベクトル指令値の磁束方向に対する
角度をインバータの出力電圧位相角θ1にフィードフォ
ワードで加えることによって出力電流の応答速度を速め
ることができる。
制御装置２０２によれば、磁束指令値ΦRef、トルク指
令値TqRefから算出した磁化電流指令値IdRef、トルク電
流指令値IqRefをもとにして電圧ベクトル指令値VdRef,V
qRefを算出し、電圧ベクトル指令値の磁束方向に対する
角度をインバータの出力電圧位相角θ1にフィードフォ
ワードで加えることによって出力電流の応答速度を速め
ることができる。
【００９３】また磁化電流指令値IdRefと磁化電流実際
値Idとの差から算出した磁束補正値ΔΦを用いて磁化電
流指令値IdRef、トルク電流指令値IqRefを補正し、さら
にトルク電流指令値IqRefとトルク電流実際値Iqとの差
から算出したすべり周波数位相角補正値Δθsによって
インバータ出力電圧位相角θ1を補正することによっ
て、電動機出力トルクをトルク指令値TqRefに正確に追
従させることができる。
値Idとの差から算出した磁束補正値ΔΦを用いて磁化電
流指令値IdRef、トルク電流指令値IqRefを補正し、さら
にトルク電流指令値IqRefとトルク電流実際値Iqとの差
から算出したすべり周波数位相角補正値Δθsによって
インバータ出力電圧位相角θ1を補正することによっ
て、電動機出力トルクをトルク指令値TqRefに正確に追
従させることができる。
【００９４】＜実施の形態３＞ 次に、本発明の実施の形態３の交流電動機のベクトル制
御装置２０３について、図５に基づいて説明する。この
実施の形態３の交流電動機のベクトル制御装置２０３
は、実施の形態１と同様に、相電圧が３レベル出力の３
相出力ＰＷＭ方式インバータのベクトル制御を行うこと
によって３相交流誘導電動機の駆動制御するもので、ベ
クトル制御指令値演算手段１、電圧指令値演算手段２、
極座標変換手段３、電圧ベクトルの大きさ指令値演算手
段４、電圧固定手段５、変調率演算手段６、ＰＷＭ電圧
発生手段７、すべり角周波数積分手段８、磁束補正値演
算手段９−２、トルク電流制御手段１０−１、重み係数
演算手段１１、ｄ軸電流制御手段１２及びｑ軸電流制御
手段１３から構成されている。本実施の形態では重み係
数K1，K2を導入することを特徴とするが、これは次の理
由による。可変電圧制御は、電圧指令値演算手段２から
出力されるｄ軸電圧指令VdRef、ｑ軸電圧指令VqRefに誤
差が多く含まれやすい低速運転領域にて、過電流による
保護動作や電流不足による加速不良を防止するために用
いる。低速運転領域にて電圧指令に誤差が多く含まれや
すいのは、インバータ出力電圧角周波数ω１が小さい運
転領域のため温度によって大きく変化する抵抗電圧降下
分の影響が相対的に大きくなるためである。このこと
は、誘導電動機の速度センサレス制御が低速で不安定に
なる理由として周知である。そして、この可変電圧制御
では、速度が高くなっても電動機電圧が大きくなり、イ
ンバータ出力最大電圧を少しでも超えると、制御不安定
になってしまうため、限界出力電圧をインバータ出力最
大電圧の例えば９０％程度に設定し、それを超えた場合
には電動機電圧が低くなるように磁束指令（または磁束
電流指令値）を低下させる。一方、一定電圧制御は、電
圧指令値演算手段２から出力されるｄ軸電圧指令VdRe
f、ｑ軸電圧指令VqRefで電圧ベクトル振幅・位相を決定
し、電圧ベクトル位相をｑ軸電流の指令とフィードバッ
ク値とが合うようにすべり周波数を補正する制御を行
う。電流フィードバック制御の結果が電圧振幅に反映さ
れないので速度が高くなって電動機電圧が大きくなりイ
ンバータ出力最大電圧を超えたとしても、制御が不安定
になることがなく、したがって、インバータ出力最大電
圧を１００％出力することが可能である。そこで、これ
らの可変電圧制御と一定電圧制御のそれぞれの利点を活
かすために、速度に応じて両制御を切り換えるが、速度
条件で瞬時に両制御モードを切り換えると制御過渡変動
により出力トルクの急変や脈動などの問題が発生してし
まう。これを回避するために、重み係数K1，K2を導入
し、両制御が徐々に切り替わるようにするのである。
御装置２０３について、図５に基づいて説明する。この
実施の形態３の交流電動機のベクトル制御装置２０３
は、実施の形態１と同様に、相電圧が３レベル出力の３
相出力ＰＷＭ方式インバータのベクトル制御を行うこと
によって３相交流誘導電動機の駆動制御するもので、ベ
クトル制御指令値演算手段１、電圧指令値演算手段２、
極座標変換手段３、電圧ベクトルの大きさ指令値演算手
段４、電圧固定手段５、変調率演算手段６、ＰＷＭ電圧
発生手段７、すべり角周波数積分手段８、磁束補正値演
算手段９−２、トルク電流制御手段１０−１、重み係数
演算手段１１、ｄ軸電流制御手段１２及びｑ軸電流制御
手段１３から構成されている。本実施の形態では重み係
数K1，K2を導入することを特徴とするが、これは次の理
由による。可変電圧制御は、電圧指令値演算手段２から
出力されるｄ軸電圧指令VdRef、ｑ軸電圧指令VqRefに誤
差が多く含まれやすい低速運転領域にて、過電流による
保護動作や電流不足による加速不良を防止するために用
いる。低速運転領域にて電圧指令に誤差が多く含まれや
すいのは、インバータ出力電圧角周波数ω１が小さい運
転領域のため温度によって大きく変化する抵抗電圧降下
分の影響が相対的に大きくなるためである。このこと
は、誘導電動機の速度センサレス制御が低速で不安定に
なる理由として周知である。そして、この可変電圧制御
では、速度が高くなっても電動機電圧が大きくなり、イ
ンバータ出力最大電圧を少しでも超えると、制御不安定
になってしまうため、限界出力電圧をインバータ出力最
大電圧の例えば９０％程度に設定し、それを超えた場合
には電動機電圧が低くなるように磁束指令（または磁束
電流指令値）を低下させる。一方、一定電圧制御は、電
圧指令値演算手段２から出力されるｄ軸電圧指令VdRe
f、ｑ軸電圧指令VqRefで電圧ベクトル振幅・位相を決定
し、電圧ベクトル位相をｑ軸電流の指令とフィードバッ
ク値とが合うようにすべり周波数を補正する制御を行
う。電流フィードバック制御の結果が電圧振幅に反映さ
れないので速度が高くなって電動機電圧が大きくなりイ
ンバータ出力最大電圧を超えたとしても、制御が不安定
になることがなく、したがって、インバータ出力最大電
圧を１００％出力することが可能である。そこで、これ
らの可変電圧制御と一定電圧制御のそれぞれの利点を活
かすために、速度に応じて両制御を切り換えるが、速度
条件で瞬時に両制御モードを切り換えると制御過渡変動
により出力トルクの急変や脈動などの問題が発生してし
まう。これを回避するために、重み係数K1，K2を導入
し、両制御が徐々に切り替わるようにするのである。
【００９５】本実施の形態の特徴をなす重み係数演算手
段１１は、図６に示すように絶対値演算手段１１１と制
御モード切替判別手段１１２と変化率リミット部１１３
とで構成される。制御モード切替判別手段１１２は、イ
ンバータ出力電圧角周波数ω1の絶対値|ω1｜を入力と
して、次の条件判別により制御モードCmodeを出力す
る。
段１１は、図６に示すように絶対値演算手段１１１と制
御モード切替判別手段１１２と変化率リミット部１１３
とで構成される。制御モード切替判別手段１１２は、イ
ンバータ出力電圧角周波数ω1の絶対値|ω1｜を入力と
して、次の条件判別により制御モードCmodeを出力す
る。
【００９６】 それまでがCmode＝１のとき：|ω1｜≧ωCHG2ならば、Cmode＝０ |ω1｜＜ωCHG2ならば、Cmode＝１ それまでがCmode＝０のとき：|ω1｜≧ωCHG1ならば、Cmode＝０ |ω1｜＜ωCHG1ならば、Cmode＝１ ただし、ωCHG2≧ωCHG1 つまり、図６より明らかなように、インバータ出力電圧
角周波数ω１が小さく、|ω1｜＜ωCHG1の状態であれば
必ずCmode＝１であり、インバータ出力電圧角周波数ω
１が大きくて|ω1｜＞ωCHG2であれば必ずCmode＝０に
設定されるが、角周波数ω１がωCHG1〜ωCHG2の近辺で
変動する場合にCmodeが０，１の切り替わりが頻繁に発
生しないようにヒシテリシステムを設定しているのであ
る。変化率リミット部１１３は制御モード切替判別手段
１１２から出力される制御モードCmodeを入力とし、こ
の制御モードCmodeの値に応じて上昇、下降速度に制限
を与えた値を重み係数K1として出力する。
角周波数ω１が小さく、|ω1｜＜ωCHG1の状態であれば
必ずCmode＝１であり、インバータ出力電圧角周波数ω
１が大きくて|ω1｜＞ωCHG2であれば必ずCmode＝０に
設定されるが、角周波数ω１がωCHG1〜ωCHG2の近辺で
変動する場合にCmodeが０，１の切り替わりが頻繁に発
生しないようにヒシテリシステムを設定しているのであ
る。変化率リミット部１１３は制御モード切替判別手段
１１２から出力される制御モードCmodeを入力とし、こ
の制御モードCmodeの値に応じて上昇、下降速度に制限
を与えた値を重み係数K1として出力する。
【００９７】制御モードCmodeがタイミングｔ＝０にお
いて１から０に変化した場合を例にして説明すると、変
化率の制限値をａとするとき、重み係数K1は次のように
変化する。
いて１から０に変化した場合を例にして説明すると、変
化率の制限値をａとするとき、重み係数K1は次のように
変化する。
【００９８】 ｔ＜０のとき： K1＝０ １／ａ≧ｔ＞０のとき：K1＝ａ×ｔ ｔ≧１／ａのとき： K1＝１ また制御モードCmodeがタイミングｔ＝０で０から１に
変化した場合には、重み係数K1は次のように変化する。
変化した場合には、重み係数K1は次のように変化する。
【００９９】 ｔ＜０のとき： K1＝１ １／ａ≧ｔ＞０のとき：K1＝１−ａ×ｔ ｔ≧１／ａのとき： K1＝０ そしてこれらの各場合の重み係数K1に対して、もう一つ
の重み係数K2は、 K2＝１−K1 として出力される。
の重み係数K2は、 K2＝１−K1 として出力される。
【０１００】ｄ軸電流制御手段１２は、ベクトル制御指
令値演算手段１から出力される磁化電流指令値IdRefか
ら磁化電流実際値Idを差引いた値に、重み係数演算手段
１１から出力される重み係数K1を乗じた値を入力とし、
次の数２４式で表される比例積分制御によって磁束軸電
圧補正値ΔVdを出力する。
令値演算手段１から出力される磁化電流指令値IdRefか
ら磁化電流実際値Idを差引いた値に、重み係数演算手段
１１から出力される重み係数K1を乗じた値を入力とし、
次の数２４式で表される比例積分制御によって磁束軸電
圧補正値ΔVdを出力する。
【０１０１】
【数２４】 ただし、ｓ：微分演算子 Gp：比例ゲイン Gi：積分ゲイン このｄ軸電流制御手段１２で算出された磁束軸電圧補正
値ΔVdは電圧指令値演算手段２から出力される磁束軸電
圧指令値VdRefに加算されて新たな磁束軸電圧指令値VdR
efとして極座標変換手段３に入力される。
値ΔVdは電圧指令値演算手段２から出力される磁束軸電
圧指令値VdRefに加算されて新たな磁束軸電圧指令値VdR
efとして極座標変換手段３に入力される。
【０１０２】ｑ軸電流制御手段１３は、ベクトル制御指
令値演算手段１から出力されるトルク電流指令値IqRef
からトルク電流実際値Iqを差引いた値に、重み係数演算
手段１１から出力される重み係数K1を乗じた値を入力と
し、次の数２５式で表される比例積分制御によってトル
ク軸電圧補正値ΔVqを出力する。
令値演算手段１から出力されるトルク電流指令値IqRef
からトルク電流実際値Iqを差引いた値に、重み係数演算
手段１１から出力される重み係数K1を乗じた値を入力と
し、次の数２５式で表される比例積分制御によってトル
ク軸電圧補正値ΔVqを出力する。
【０１０３】
【数２５】 ただし、ｓ：微分演算子 Gp：比例ゲイン Gi：積分ゲイン このｑ軸電流制御手段１３で算出されたトルク軸電圧補
正値ΔVqは電圧指令値演算手段２から出力されるトルク
軸電圧指令値VqRefに加算されて新たなトルク軸電圧指
令値VqRefとして極座標変換手段３に入力される。
正値ΔVqは電圧指令値演算手段２から出力されるトルク
軸電圧指令値VqRefに加算されて新たなトルク軸電圧指
令値VqRefとして極座標変換手段３に入力される。
【０１０４】トルク電流制御手段１０−１は、ベクトル
制御指令値演算手段１から出力されるトルク電流指令値
IqRefからトルク電流実際値Iqを差引いた値に、重み係
数演算手段１１から出力される上記の重み係数K2を乗じ
た値を入力とし、この値にゲインG(s)を乗じた値をすべ
り周波数位相角補正値Δθsとして出力する。つまり、
次の数２６式を実行するのである。
制御指令値演算手段１から出力されるトルク電流指令値
IqRefからトルク電流実際値Iqを差引いた値に、重み係
数演算手段１１から出力される上記の重み係数K2を乗じ
た値を入力とし、この値にゲインG(s)を乗じた値をすべ
り周波数位相角補正値Δθsとして出力する。つまり、
次の数２６式を実行するのである。
【０１０５】
【数２６】Δθs＝G(s)・K2・(IqRef−Iq) ただし、ｓ：微分演算子 こうして得られるすべり周波数位相角補正値Δθsは、
極座標変換手段３から出力される電圧ベクトルの角度δ
とすべり角周波数積分手段８から出力されるすべり周波
数位相角θsと電動機の回転子位相角θrとの和に加算さ
れて、インバータ出力電圧位相角θ1としてＰＷＭ電圧
発生手段７に入力される。
極座標変換手段３から出力される電圧ベクトルの角度δ
とすべり角周波数積分手段８から出力されるすべり周波
数位相角θsと電動機の回転子位相角θrとの和に加算さ
れて、インバータ出力電圧位相角θ1としてＰＷＭ電圧
発生手段７に入力される。
【０１０６】磁束補正値演算手段９−２は、ベクトル制
御指令値演算手段１の出力である磁化電流指令値IdRef
から磁化電流実際値Idを差引いた値に、重み係数演算手
段１１から出力される重み係数K2を乗じた値を入力と
し、次の数２７式で表される比例積分制御により磁束補
正値ΔΦを出力する。
御指令値演算手段１の出力である磁化電流指令値IdRef
から磁化電流実際値Idを差引いた値に、重み係数演算手
段１１から出力される重み係数K2を乗じた値を入力と
し、次の数２７式で表される比例積分制御により磁束補
正値ΔΦを出力する。
【０１０７】
【数２７】 ただし、ｓ：微分演算子 Gp：比例ゲイン Gi：積分ゲイン そしてベクトル制御指令値演算手段１は、この磁束補正
値演算手段９−２の出力する磁束補正値ΔΦによって磁
化電流指令値IdRef、トルク電流指令値IqRefを補正して
電動機出力トルクをトルク指令値TqRefに追従させるの
である。
値演算手段９−２の出力する磁束補正値ΔΦによって磁
化電流指令値IdRef、トルク電流指令値IqRefを補正して
電動機出力トルクをトルク指令値TqRefに追従させるの
である。
【０１０８】この実施の形態３の交流電動機のベクトル
制御装置２０３によれば、磁束指令値ΦRef、トルク指
令値TqRefから算出した磁化電流指令値IdRef、トルク電
流指令値IqRefをもとにして電圧ベクトル指令値VdRef,V
qRefを算出し、電圧ベクトル指令値の磁束方向に対する
角度をインバータの出力電圧位相角θ1にフィードフォ
ワードで加えることによって出力電流の応答速度を速め
ることができる。
制御装置２０３によれば、磁束指令値ΦRef、トルク指
令値TqRefから算出した磁化電流指令値IdRef、トルク電
流指令値IqRefをもとにして電圧ベクトル指令値VdRef,V
qRefを算出し、電圧ベクトル指令値の磁束方向に対する
角度をインバータの出力電圧位相角θ1にフィードフォ
ワードで加えることによって出力電流の応答速度を速め
ることができる。
【０１０９】また磁束補正値ΔΦを用いて磁化電流指令
値IdRef、トルク電流指令値IqRefを補正し、またすべり
周波数位相角補正値Δθsによってインバータ出力電圧
位相角θ1を補正し、さらには磁束軸電圧補正値ΔVd、
トルク軸電圧補正値ΔVqそれぞれを用いて電圧指令値演
算手段２から出力される磁束軸電圧指令値VdRefとトル
ク軸電圧指令値VqRefとを補正することによって、電動
機出力トルクをトルク指令値TqRefに正確に追従させる
ことができる。
値IdRef、トルク電流指令値IqRefを補正し、またすべり
周波数位相角補正値Δθsによってインバータ出力電圧
位相角θ1を補正し、さらには磁束軸電圧補正値ΔVd、
トルク軸電圧補正値ΔVqそれぞれを用いて電圧指令値演
算手段２から出力される磁束軸電圧指令値VdRefとトル
ク軸電圧指令値VqRefとを補正することによって、電動
機出力トルクをトルク指令値TqRefに正確に追従させる
ことができる。
【０１１０】＜実施の形態４＞ 次に、本発明の実施の形態４の交流電動機のベクトル制
御装置２０４について、図７に基づいて説明する。この
実施の形態４の交流電動機のベクトル制御装置２０４
は、実施の形態１と同様に、相電圧が３レベル出力の３
相出力ＰＷＭ方式インバータのベクトル制御を行うこと
によって３相交流誘導電動機の駆動制御するもので、ベ
クトル制御指令値演算手段１−１、電圧指令値演算手段
２−１、極座標変換手段３、電圧ベクトルの大きさ指令
値演算手段４、電圧固定手段５、変調率演算手段６、Ｐ
ＷＭ電圧発生手段７、すべり角周波数積分手段８、磁束
補正値演算手段９−３及び二次抵抗補正値演算手段１４
を備えている。
御装置２０４について、図７に基づいて説明する。この
実施の形態４の交流電動機のベクトル制御装置２０４
は、実施の形態１と同様に、相電圧が３レベル出力の３
相出力ＰＷＭ方式インバータのベクトル制御を行うこと
によって３相交流誘導電動機の駆動制御するもので、ベ
クトル制御指令値演算手段１−１、電圧指令値演算手段
２−１、極座標変換手段３、電圧ベクトルの大きさ指令
値演算手段４、電圧固定手段５、変調率演算手段６、Ｐ
ＷＭ電圧発生手段７、すべり角周波数積分手段８、磁束
補正値演算手段９−３及び二次抵抗補正値演算手段１４
を備えている。
【０１１１】ベクトル制御指令値演算手段１−１は、外
部から入力されるトルク指令値TqRefと、外部から入力
される磁束指令値ΦRefと磁束補正値演算手段９が後述
する演算処理に基づいて出力する磁束補正値ΔΦとの差
と、二次抵抗補正値演算手段１４が後述する演算処理に
基づいて出力する二次抵抗補正値ΔR2とを用いて、次の
数２８式の演算によって磁化電流指令値IdRef、トルク
電流指令値IqRef、すべり角周波数指令値ωsRefを出力
する。
部から入力されるトルク指令値TqRefと、外部から入力
される磁束指令値ΦRefと磁束補正値演算手段９が後述
する演算処理に基づいて出力する磁束補正値ΔΦとの差
と、二次抵抗補正値演算手段１４が後述する演算処理に
基づいて出力する二次抵抗補正値ΔR2とを用いて、次の
数２８式の演算によって磁化電流指令値IdRef、トルク
電流指令値IqRef、すべり角周波数指令値ωsRefを出力
する。
【０１１２】
【数２８】 ただし、Ｍ：電動機の相互インダクタンス L2：電動機の二次インダクタンス R2：電動機の二次抵抗 電圧指令値演算手段２は、ベクトル制御指令値演算手段
１から出力される磁化電流指令値IdRefとトルク電流指
令値IqRefと、二次抵抗補正値演算手段１４から出力さ
れる二次抵抗補正値ΔR2とを入力として、次の数２９式
の演算によって磁束軸電圧指令値VdRefとトルク軸電圧
指令値VqRefを出力する。
１から出力される磁化電流指令値IdRefとトルク電流指
令値IqRefと、二次抵抗補正値演算手段１４から出力さ
れる二次抵抗補正値ΔR2とを入力として、次の数２９式
の演算によって磁束軸電圧指令値VdRefとトルク軸電圧
指令値VqRefを出力する。
【０１１３】
【数２９】 ただし、R1：電動機の一次抵抗 R2：電動機の二次抵抗 L1：電動機の一次インダクタンス L2：電動機の二次インダクタンス Ｍ：電動機の相互インダクタンス ω1 ：インバータ出力電圧角周波数 ωr ：電動機回転子角周波数 磁束補正値演算手段９−３は図８に示すように、一次遅
れフィルタ演算手段９１と、積分演算手段９２とで構成
され、磁化電流実際値Idを一次遅れフィルタ演算手段９
１に入力し、この出力と、ベクトル制御指令値演算手段
１の出力である磁化電流指令値IdRefとの差ΔIdと、二
次抵抗補正値演算手段１４からの二次抵抗補正値ΔR2と
を積分演算手段９２に入力し、この積分演算手段９２の
出力に電動機の相互インダクタンスＭを乗じた値を磁束
補正値ΔΦとして出力する。ここで、一次遅れフィルタ
演算手段９１の一次遅れ時定数Ｔと積分演算手段９２の
積分ゲインGiは次の数３０式によって表される。この採
用理由は、実施の形態１の場合と同様である。ただし、
第２式の右辺第１項の分母に二次抵抗補正値ΔR2を加え
ているのは、一次遅れフィルタの時定数Ｔをより厳密に
表すためである。
れフィルタ演算手段９１と、積分演算手段９２とで構成
され、磁化電流実際値Idを一次遅れフィルタ演算手段９
１に入力し、この出力と、ベクトル制御指令値演算手段
１の出力である磁化電流指令値IdRefとの差ΔIdと、二
次抵抗補正値演算手段１４からの二次抵抗補正値ΔR2と
を積分演算手段９２に入力し、この積分演算手段９２の
出力に電動機の相互インダクタンスＭを乗じた値を磁束
補正値ΔΦとして出力する。ここで、一次遅れフィルタ
演算手段９１の一次遅れ時定数Ｔと積分演算手段９２の
積分ゲインGiは次の数３０式によって表される。この採
用理由は、実施の形態１の場合と同様である。ただし、
第２式の右辺第１項の分母に二次抵抗補正値ΔR2を加え
ているのは、一次遅れフィルタの時定数Ｔをより厳密に
表すためである。
【０１１４】
【数３０】 ただし、Ti：積分ゲインの時定数 R2：電動機の二次抵抗 L2：電動機の二次インダクタンス 二次抵抗補正値演算手段１４は、ベクトル制御指令値演
算手段１−１から出力されるトルク電流指令値IqRefか
らトルク電流実際値Iqとの差と、トルク指令TqRefを入
力とし、次の数３１式で表される比例積分制御により二
次抵抗補正値ΔR2を算出して、ベクトル制御指令値演算
手段１−１、電圧指令値演算手段２−１及び磁束補正値
演算手段９−３それぞれに出力する。
算手段１−１から出力されるトルク電流指令値IqRefか
らトルク電流実際値Iqとの差と、トルク指令TqRefを入
力とし、次の数３１式で表される比例積分制御により二
次抵抗補正値ΔR2を算出して、ベクトル制御指令値演算
手段１−１、電圧指令値演算手段２−１及び磁束補正値
演算手段９−３それぞれに出力する。
【０１１５】
【数３１】 ただし、ｓ：微分演算子 Grp：比例ゲイン Gri：積分ゲイン このような式により二次抵抗補正値を求める理由は次に
よる。二次抵抗実値に比べて数１３式におけるR2の値が
小さいとトルク電流Iqが流れにくくなる。そこで｜R2｜
を強調するために、正側ではR2をより大きくし、負側で
はR2をより小さくするためにΔR2により補正するのであ
る。なお、その他の構成部分は図１に示した実施の形態
１と同様であるので、その詳しい説明は省略する。
よる。二次抵抗実値に比べて数１３式におけるR2の値が
小さいとトルク電流Iqが流れにくくなる。そこで｜R2｜
を強調するために、正側ではR2をより大きくし、負側で
はR2をより小さくするためにΔR2により補正するのであ
る。なお、その他の構成部分は図１に示した実施の形態
１と同様であるので、その詳しい説明は省略する。
【０１１６】以上の構成によって、この実施の形態４に
よれば、磁束指令値ΦRefとトルク指令値TqRefから算出
した磁化電流指令値IdRef、トルク電流指令値IqRefをも
とにして電圧ベクトル指令値VdRef，VqRefを算出し、電
圧ベクトル指令値の磁束方向に対する角度をインバータ
の出力電圧位相角θ1にフィードフォワードで加えるこ
とにより出力電流応答速度を速めることができる。
よれば、磁束指令値ΦRefとトルク指令値TqRefから算出
した磁化電流指令値IdRef、トルク電流指令値IqRefをも
とにして電圧ベクトル指令値VdRef，VqRefを算出し、電
圧ベクトル指令値の磁束方向に対する角度をインバータ
の出力電圧位相角θ1にフィードフォワードで加えるこ
とにより出力電流応答速度を速めることができる。
【０１１７】また磁化電流指令値IdRefと磁化電流実際
値Idとの差から求めた磁束補正値ΔΦを用いて磁化電流
指令値IdRef、トルク電流指令値IqRefを補正し、さらに
トルク電流指令値IqRefとトルク電流実際値Iqとの差及
びトルク指令値TqRefから求めた二次抵抗補正値ΔR2を
用いてすべり角周波数指令値ωsRef、電圧ベクトル指令
値VdRef，VqRef、さらには磁束補正値ΔΦを補正するこ
とによって電動機出力トルクをトルク指令値TqRefに正
確に追従させることができる。
値Idとの差から求めた磁束補正値ΔΦを用いて磁化電流
指令値IdRef、トルク電流指令値IqRefを補正し、さらに
トルク電流指令値IqRefとトルク電流実際値Iqとの差及
びトルク指令値TqRefから求めた二次抵抗補正値ΔR2を
用いてすべり角周波数指令値ωsRef、電圧ベクトル指令
値VdRef，VqRef、さらには磁束補正値ΔΦを補正するこ
とによって電動機出力トルクをトルク指令値TqRefに正
確に追従させることができる。
【０１１８】＜実施の形態５＞ 次に、本発明の実施の形態５の交流電動機のベクトル制
御装置を図９に基づいて説明する。この実施の形態５の
交流電動機のベクトル制御装置２０５は、ベクトル制御
指令値演算手段１−１、電圧指令値演算手段２−１、極
座標変換手段３、電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段
４、電圧固定手段５、変調率演算手段６、ＰＷＭ電圧発
生手段７、すべり角周波数積分手段８、磁束補正値演算
手段９−４、重み係数演算手段１１、ｄ軸電流制御手段
１２、ｑ軸電流制御手段１３及び二次抵抗補正値演算手
段１４−１から構成されている。
御装置を図９に基づいて説明する。この実施の形態５の
交流電動機のベクトル制御装置２０５は、ベクトル制御
指令値演算手段１−１、電圧指令値演算手段２−１、極
座標変換手段３、電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段
４、電圧固定手段５、変調率演算手段６、ＰＷＭ電圧発
生手段７、すべり角周波数積分手段８、磁束補正値演算
手段９−４、重み係数演算手段１１、ｄ軸電流制御手段
１２、ｑ軸電流制御手段１３及び二次抵抗補正値演算手
段１４−１から構成されている。
【０１１９】二次抵抗補正値演算手段１４−１は、ベク
トル制御指令値演算手段１−１から出力されるトルク電
流指令値IqRefとトルク電流実際値Iqとの差に重み係数
演算手段１１から出力される重み係数K2を乗じた値と、
ｑ軸電流制御手段１３の出力であるトルク軸電圧補正値
ΔVqと、トルク指令値TqRefとを入力とし、トルク指令
値TqRefと電圧指令値演算手段２−１の出力であるトル
ク軸電圧指令値VqRefとの条件判別により、次の数３２
式で表わされる比例積分制御によって二次抵抗補正値Δ
R2を出力する。
トル制御指令値演算手段１−１から出力されるトルク電
流指令値IqRefとトルク電流実際値Iqとの差に重み係数
演算手段１１から出力される重み係数K2を乗じた値と、
ｑ軸電流制御手段１３の出力であるトルク軸電圧補正値
ΔVqと、トルク指令値TqRefとを入力とし、トルク指令
値TqRefと電圧指令値演算手段２−１の出力であるトル
ク軸電圧指令値VqRefとの条件判別により、次の数３２
式で表わされる比例積分制御によって二次抵抗補正値Δ
R2を出力する。
【０１２０】
【数３２】 ただし、ｓ：微分演算子 Gr1p，Gr2p：比例ゲイン Gr1i，Gr2i：積分ゲイン この式の意味は次の通りである。この実施の形態の場
合、重み係数演算手段１１の出力する重み係数を使用す
る。この重み係数K2はω１の値によって変化する。そこ
で重み係数演算手段１１においてCmode＝１の場合には
（この場合、K2＝０）、IqがIqrefに正確に追従するの
で入力（Iq−IqRef）には偏差が出ないため、ｑ軸制御
手段１３の出力ΔVqによって二次抵抗補正値ΔR2（＝Δ
R2-1）を求める。しかしながら、重み係数演算手段１１
においてCmode＝０の場合には（この場合、K2＝１）、
実施の形態４と同様の手法で二次抵抗補正値ΔR2（＝Δ
R2-2）を算出する。そしてヒシテリシステムが働いてい
る範囲ではK2＝０〜１の値をとるので、ΔR2＝Δ2-1＋
ΔR2-2とするのである。磁束補正値演算手段９−４は図
１０に示した構成であり、一次遅れフィルタ演算手段９
１と、積分演算手段９２とで構成され、磁化電流実際値
Idを一次遅れフィルタ演算手段９１に入力し、その出力
とベクトル制御指令値演算手段１−１の出力である磁化
電流指令値IdRefとの差ΔIdに重み係数K2を乗じた値と
を積分演算手段９２に入力し、さらにその出力に電動機
の相互インダクタンスＭを乗じた値を磁束補正値ΔΦと
して出力する。つまり、次の数３３式に従う演算によっ
て磁束補正値ΔΦを算出するのである。ここで、一次遅
れフィルタ演算手段９１の一次遅れ時定数Ｔと積分演算
手段９２の積分ゲインGiは前述の数３０式によって表さ
れる。また磁束補正値演算手段９−４を採用する理由
は、図３を用いて説明した実施の形態１の場合と同様で
ある。
合、重み係数演算手段１１の出力する重み係数を使用す
る。この重み係数K2はω１の値によって変化する。そこ
で重み係数演算手段１１においてCmode＝１の場合には
（この場合、K2＝０）、IqがIqrefに正確に追従するの
で入力（Iq−IqRef）には偏差が出ないため、ｑ軸制御
手段１３の出力ΔVqによって二次抵抗補正値ΔR2（＝Δ
R2-1）を求める。しかしながら、重み係数演算手段１１
においてCmode＝０の場合には（この場合、K2＝１）、
実施の形態４と同様の手法で二次抵抗補正値ΔR2（＝Δ
R2-2）を算出する。そしてヒシテリシステムが働いてい
る範囲ではK2＝０〜１の値をとるので、ΔR2＝Δ2-1＋
ΔR2-2とするのである。磁束補正値演算手段９−４は図
１０に示した構成であり、一次遅れフィルタ演算手段９
１と、積分演算手段９２とで構成され、磁化電流実際値
Idを一次遅れフィルタ演算手段９１に入力し、その出力
とベクトル制御指令値演算手段１−１の出力である磁化
電流指令値IdRefとの差ΔIdに重み係数K2を乗じた値と
を積分演算手段９２に入力し、さらにその出力に電動機
の相互インダクタンスＭを乗じた値を磁束補正値ΔΦと
して出力する。つまり、次の数３３式に従う演算によっ
て磁束補正値ΔΦを算出するのである。ここで、一次遅
れフィルタ演算手段９１の一次遅れ時定数Ｔと積分演算
手段９２の積分ゲインGiは前述の数３０式によって表さ
れる。また磁束補正値演算手段９−４を採用する理由
は、図３を用いて説明した実施の形態１の場合と同様で
ある。
【０１２１】
【数３３】 ただし、ｓ：微分演算子 Ｍ：電動機の相互インダクタンス ベクトル制御指令値演算手段１−１は、磁束指令値ΦRe
fと磁束補正値演算手段９−４の出力である磁束補正値
ΔΦとの差と、トルク指令値TqRefと、二次抵抗補正値
演算手段１４−１の出力である二次抵抗補正値ΔR2とを
入力とし、前述の数２８式によって磁化電流指令値IdRe
f、トルク電流指令値IqRef、すべり角周波数指令値ωsR
efを算出する。
fと磁束補正値演算手段９−４の出力である磁束補正値
ΔΦとの差と、トルク指令値TqRefと、二次抵抗補正値
演算手段１４−１の出力である二次抵抗補正値ΔR2とを
入力とし、前述の数２８式によって磁化電流指令値IdRe
f、トルク電流指令値IqRef、すべり角周波数指令値ωsR
efを算出する。
【０１２２】電圧指令値演算手段２−１は、ベクトル制
御指令値演算手段１−１からの磁化電流指令値IdRefと
トルク電流指令値IqRef及び二次抵抗補正値演算手段１
４−１からの二次抵抗補正値ΔR2を入力とし、前述の数
２９式によって磁束軸電圧指令値VdRefとトルク軸電圧
指令値VqRefとを算出する。
御指令値演算手段１−１からの磁化電流指令値IdRefと
トルク電流指令値IqRef及び二次抵抗補正値演算手段１
４−１からの二次抵抗補正値ΔR2を入力とし、前述の数
２９式によって磁束軸電圧指令値VdRefとトルク軸電圧
指令値VqRefとを算出する。
【０１２３】なお、その他の構成部分、すなわち、極座
標変換手段３、電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段
４、電圧固定手段５、変調率演算手段６及びＰＷＭ電圧
発生手段７は図１に示した実施の形態１と同様の構成で
あり、また重み係数演算手段１１、ｄ軸電流制御手段１
２及びｑ軸電流制御手段１３は図５に示した実施の形態
３と同様の構成である。
標変換手段３、電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段
４、電圧固定手段５、変調率演算手段６及びＰＷＭ電圧
発生手段７は図１に示した実施の形態１と同様の構成で
あり、また重み係数演算手段１１、ｄ軸電流制御手段１
２及びｑ軸電流制御手段１３は図５に示した実施の形態
３と同様の構成である。
【０１２４】したがって、重み係数演算手段１１は、図
６に示すように絶対値演算手段１１１と制御モード切替
判別手段１１２と変化率リミット部１１３とで構成さ
れ、重み係数K1，K2を出力する。
６に示すように絶対値演算手段１１１と制御モード切替
判別手段１１２と変化率リミット部１１３とで構成さ
れ、重み係数K1，K2を出力する。
【０１２５】ｄ軸電流制御手段１２は、ベクトル制御指
令値演算手段１から出力される磁化電流指令値IdRefか
ら磁化電流実際値Idを差引いた値に、重み係数演算手段
１１から出力される重み係数K1を乗じた値を入力とし、
前述の数２４式で表される比例積分制御によって磁束軸
電圧補正値ΔVdを出力し、この磁束軸電圧補正値ΔVdを
電圧指令値演算手段２−１から出力される磁束軸電圧指
令値VdRefに加算して新たな磁束軸電圧指令値VdRefとし
て極座標変換手段３に入力する。
令値演算手段１から出力される磁化電流指令値IdRefか
ら磁化電流実際値Idを差引いた値に、重み係数演算手段
１１から出力される重み係数K1を乗じた値を入力とし、
前述の数２４式で表される比例積分制御によって磁束軸
電圧補正値ΔVdを出力し、この磁束軸電圧補正値ΔVdを
電圧指令値演算手段２−１から出力される磁束軸電圧指
令値VdRefに加算して新たな磁束軸電圧指令値VdRefとし
て極座標変換手段３に入力する。
【０１２６】またｑ軸電流制御手段１３は、ベクトル制
御指令値演算手段１から出力されるトルク電流指令値Iq
Refからトルク電流実際値Iqを差引いた値に、重み係数
演算手段１１から出力される重み係数K1を乗じた値を入
力とし、前述の数２５式で表される比例積分制御によっ
てトルク軸電圧補正値ΔVqを出力し、このトルク軸電圧
補正値ΔVqを電圧指令値演算手段２−１から出力される
トルク軸電圧指令値VqRefに加算して新たなトルク軸電
圧指令値VqRefとして極座標変換手段３に入力する。
御指令値演算手段１から出力されるトルク電流指令値Iq
Refからトルク電流実際値Iqを差引いた値に、重み係数
演算手段１１から出力される重み係数K1を乗じた値を入
力とし、前述の数２５式で表される比例積分制御によっ
てトルク軸電圧補正値ΔVqを出力し、このトルク軸電圧
補正値ΔVqを電圧指令値演算手段２−１から出力される
トルク軸電圧指令値VqRefに加算して新たなトルク軸電
圧指令値VqRefとして極座標変換手段３に入力する。
【０１２７】以上の構成により、この実施の形態５の交
流電動機のベクトル制御装置２０５では、磁束指令値Φ
Refとトルク指令値TqRefから算出した磁化電流指令値Id
Ref、トルク電流指令値IqRefをもとにして電圧ベクトル
指令値VdRef，VqRefを算出し、電圧ベクトル指令値の磁
束方向に対する角度をインバータの出力電圧位相角θ1
にフィードフォワードで加えることにより出力電流応答
速度を速めることができる。
流電動機のベクトル制御装置２０５では、磁束指令値Φ
Refとトルク指令値TqRefから算出した磁化電流指令値Id
Ref、トルク電流指令値IqRefをもとにして電圧ベクトル
指令値VdRef，VqRefを算出し、電圧ベクトル指令値の磁
束方向に対する角度をインバータの出力電圧位相角θ1
にフィードフォワードで加えることにより出力電流応答
速度を速めることができる。
【０１２８】また磁化電流指令値IdRefと磁化電流実際
値Idとの差から求めた磁束補正値ΔΦを用いて磁化電流
指令値IdRefとトルク電流指令値IqRefとを補正し、トル
ク電流指令値IqRefとトルク電流実際値Iqとの差とトル
ク指令値TqRefとから求めた二次抵抗補正値ΔR2を用い
てすべり角周波数指令値ωsRef、電圧ベクトル指令値Vd
Ref，VqRef、磁束補正値ΔΦそれぞれを補正し、さらに
磁束軸電圧補正値ΔVdを用いて磁束軸電圧指令値VdRef
を補正すると共に、トルク軸電圧補正値ΔVqを用いてト
ルク軸電圧指令値VqRefを補正することによって電動機
出力トルクをトルク指令値TqRefに正確に追従させるこ
とができる。
値Idとの差から求めた磁束補正値ΔΦを用いて磁化電流
指令値IdRefとトルク電流指令値IqRefとを補正し、トル
ク電流指令値IqRefとトルク電流実際値Iqとの差とトル
ク指令値TqRefとから求めた二次抵抗補正値ΔR2を用い
てすべり角周波数指令値ωsRef、電圧ベクトル指令値Vd
Ref，VqRef、磁束補正値ΔΦそれぞれを補正し、さらに
磁束軸電圧補正値ΔVdを用いて磁束軸電圧指令値VdRef
を補正すると共に、トルク軸電圧補正値ΔVqを用いてト
ルク軸電圧指令値VqRefを補正することによって電動機
出力トルクをトルク指令値TqRefに正確に追従させるこ
とができる。
【０１２９】＜実施の形態６＞ 次に、本発明の実施の形態６の交流電動機のベクトル制
御装置を図１１に基づいて説明する。この実施の形態６
の交流電動機のベクトル制御装置２０６は、ベクトル制
御指令値演算手段１−２、電圧指令値演算手段２、極座
標変換手段３、電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段
４、電圧固定手段５、変調率演算手段６、ＰＷＭ電圧発
生手段７、すべり角周波数積分手段８及びこの実施の形
態６の特徴をなす磁束推定値演算手段１５から構成され
ている。
御装置を図１１に基づいて説明する。この実施の形態６
の交流電動機のベクトル制御装置２０６は、ベクトル制
御指令値演算手段１−２、電圧指令値演算手段２、極座
標変換手段３、電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段
４、電圧固定手段５、変調率演算手段６、ＰＷＭ電圧発
生手段７、すべり角周波数積分手段８及びこの実施の形
態６の特徴をなす磁束推定値演算手段１５から構成され
ている。
【０１３０】磁束推定値演算手段１５は内部を一次遅れ
フィルタで構成し、電動機の磁化電流実際値Idを入力と
し、次の数３４式に基づく演算によって、一次遅れフィ
ルタの出力に電動機の相互インダクタンスＭを乗じた値
を電動機の磁束推定値Φ_Hとして出力する。なお、一次
遅れをかける理由は、図３に示した実施の形態１の磁束
補正値演算手段９−１と同様であり、電流に対する磁束
の追従に一次遅れ特性があるためである。
フィルタで構成し、電動機の磁化電流実際値Idを入力と
し、次の数３４式に基づく演算によって、一次遅れフィ
ルタの出力に電動機の相互インダクタンスＭを乗じた値
を電動機の磁束推定値Φ_Hとして出力する。なお、一次
遅れをかける理由は、図３に示した実施の形態１の磁束
補正値演算手段９−１と同様であり、電流に対する磁束
の追従に一次遅れ特性があるためである。
【０１３１】
【数３４】 ただし、R2：電動機の二次抵抗 L2：電動機の二次インダクタンス Ｍ：電動機の相互インダクタンス ｓ：微分演算子 ベクトル制御指令値演算手段１−２は、磁束指令値ΦRe
fとトルク指令値TqRef、磁束推定値演算手段１５からの
磁束推定値Φ_H及び電圧固定指令Vfixを入力とし、次の
数３５式の演算によって磁化電流指令値IdRef、トルク
電流指令値IqRef、すべり角周波数指令値ωsRefを出力
する。ここで、電圧固定指令Vfixは、次の値をとるもの
である。
fとトルク指令値TqRef、磁束推定値演算手段１５からの
磁束推定値Φ_H及び電圧固定指令Vfixを入力とし、次の
数３５式の演算によって磁化電流指令値IdRef、トルク
電流指令値IqRef、すべり角周波数指令値ωsRefを出力
する。ここで、電圧固定指令Vfixは、次の値をとるもの
である。
【０１３２】 インバータ出力電圧ベクトルの大きさを固定するとき：Vfix＝１ インバータ出力電圧ベクトルの大きさを固定しないとき：Vfix＝０ そして、これらの電圧固定指令Vfixの値が０又は１かを
判別条件として、次の数３５式に基づいて、磁化電流指
令値IdRef、トルク電流指令値IqRef、すべり角周波数指
令値ωsRefを出力する。
判別条件として、次の数３５式に基づいて、磁化電流指
令値IdRef、トルク電流指令値IqRef、すべり角周波数指
令値ωsRefを出力する。
【０１３３】
【数３５】 ただし、Ｍ：電動機の相互インダクタンス L2：電動機の二次インダクタンス R2：電動機の二次抵抗 この数３５式は、Vfix＝０のときには磁束指令ΦRefに
一致した磁束実値が得られるが、Vfix＝１のときには電
圧が固定されてしまい、磁束指令ΦRefに一致した磁束
実値が得られないため、磁束推定値Φ-Hを用いることを
意味している。なお、その他の構成部分は図１に示した
実施の形態１と同様の構成であり、その詳しい説明を省
略する。
一致した磁束実値が得られるが、Vfix＝１のときには電
圧が固定されてしまい、磁束指令ΦRefに一致した磁束
実値が得られないため、磁束推定値Φ-Hを用いることを
意味している。なお、その他の構成部分は図１に示した
実施の形態１と同様の構成であり、その詳しい説明を省
略する。
【０１３４】以上の構成により、この実施の形態６の交
流電動機のベクトル制御装置２０６では、磁束指令値Φ
Refとトルク指令値TqRefとから算出した磁化電流指令値
IdRef及びトルク電流指令値IqRefをもとに電圧ベクトル
指令値VdRef，VqRefを算出し、電圧ベクトル指令値の磁
束方向に対する角度δをインバータの出力電圧位相角θ
1にフィードフォワードで加えることにより出力電流の
応答速度を速めることができる。
流電動機のベクトル制御装置２０６では、磁束指令値Φ
Refとトルク指令値TqRefとから算出した磁化電流指令値
IdRef及びトルク電流指令値IqRefをもとに電圧ベクトル
指令値VdRef，VqRefを算出し、電圧ベクトル指令値の磁
束方向に対する角度δをインバータの出力電圧位相角θ
1にフィードフォワードで加えることにより出力電流の
応答速度を速めることができる。
【０１３５】またインバータ出力電圧ベクトルの大きさ
を固定するモードでは、磁化電流実際値Idに基づいて算
出した磁束推定値Φ_Hを用いて磁化電流指令値IdRef、
トルク電流指令値IqRef及びすべり角周波数指令値ωsRe
fを算出することにより、電動機出力トルクをトルク指
令値Tqrefに正確に追従させることができる。
を固定するモードでは、磁化電流実際値Idに基づいて算
出した磁束推定値Φ_Hを用いて磁化電流指令値IdRef、
トルク電流指令値IqRef及びすべり角周波数指令値ωsRe
fを算出することにより、電動機出力トルクをトルク指
令値Tqrefに正確に追従させることができる。
【０１３６】＜実施の形態７＞ 次に、本発明の実施の形態７の交流電動機のベクトル制
御装置を図１２に基づいて説明する。この実施の形態７
の交流電動機のベクトル制御装置２０７は、図１１に示
した実施の形態６の交流電動機のベクトル制御装置２０
６において、さらにトルク電流制御手段１０を付加した
ことを特徴するものであり、その他の構成部分は図１１
に示した実施の形態６と同様である。
御装置を図１２に基づいて説明する。この実施の形態７
の交流電動機のベクトル制御装置２０７は、図１１に示
した実施の形態６の交流電動機のベクトル制御装置２０
６において、さらにトルク電流制御手段１０を付加した
ことを特徴するものであり、その他の構成部分は図１１
に示した実施の形態６と同様である。
【０１３７】この実施の形態７の特徴をなすトルク電流
制御手段１０は、ベクトル制御指令値演算手段１−２か
ら出力されるトルク電流指令値IqRefとトルク電流実際
値Iqとの差を入力とし、実施の形態２の場合と同様に数
２３式に基づいてすべり周波数位相角補正値Δθs を算
出する。
制御手段１０は、ベクトル制御指令値演算手段１−２か
ら出力されるトルク電流指令値IqRefとトルク電流実際
値Iqとの差を入力とし、実施の形態２の場合と同様に数
２３式に基づいてすべり周波数位相角補正値Δθs を算
出する。
【０１３８】そしてＰＷＭ電圧発生手段７は、変調率演
算手段６から出力される変調率αと、すべり角周波数積
分手段８から出力されるすべり周波数位相角θs と、ト
ルク電流制御手段１０から出力される電圧ベクトルの角
度δと、電動機の回転子位相角θr との和をインバータ
出力電圧位相角θ1 として入力し、前述の数１９，２０
式に基づいてＵ，Ｖ，Ｗ３相のＰＷＭ電圧指令VvPWM，V
vPWM，VwPWMを出力する。
算手段６から出力される変調率αと、すべり角周波数積
分手段８から出力されるすべり周波数位相角θs と、ト
ルク電流制御手段１０から出力される電圧ベクトルの角
度δと、電動機の回転子位相角θr との和をインバータ
出力電圧位相角θ1 として入力し、前述の数１９，２０
式に基づいてＵ，Ｖ，Ｗ３相のＰＷＭ電圧指令VvPWM，V
vPWM，VwPWMを出力する。
【０１３９】以上の構成により、この実施の形態７の交
流電動機のベクトル制御装置２０７では、磁束指令値Φ
Refとトルク指令値TqRefとから算出した磁化電流指令値
IdRef及びトルク電流指令値IqRefをもとに電圧ベクトル
指令値VdRef，VqRefを算出し、電圧ベクトル指令値の磁
束方向に対する角度δをインバータの出力電圧位相角θ
1にフィードフォワードで加えることにより出力電流の
応答速度を速めることができる。
流電動機のベクトル制御装置２０７では、磁束指令値Φ
Refとトルク指令値TqRefとから算出した磁化電流指令値
IdRef及びトルク電流指令値IqRefをもとに電圧ベクトル
指令値VdRef，VqRefを算出し、電圧ベクトル指令値の磁
束方向に対する角度δをインバータの出力電圧位相角θ
1にフィードフォワードで加えることにより出力電流の
応答速度を速めることができる。
【０１４０】またインバータ出力電圧ベクトルの大きさ
を固定するモードでは、磁化電流実際値Idに基づいて算
出した磁束推定値Φ_Hを用いて磁化電流指令値IdRef、
トルク電流指令値IqRef及びすべり角周波数指令値ωsRe
fを算出し、さらにすべり周波数位相角補正値Δθsによ
ってインバータ出力電圧位相角θ1を補正することによ
り、電動機出力トルクをトルク指令値TqRefに正確に追
従させることができる。
を固定するモードでは、磁化電流実際値Idに基づいて算
出した磁束推定値Φ_Hを用いて磁化電流指令値IdRef、
トルク電流指令値IqRef及びすべり角周波数指令値ωsRe
fを算出し、さらにすべり周波数位相角補正値Δθsによ
ってインバータ出力電圧位相角θ1を補正することによ
り、電動機出力トルクをトルク指令値TqRefに正確に追
従させることができる。
【０１４１】＜実施の形態８＞ 次に、本発明の実施の形態８の交流電動機のベクトル制
御装置について、図１３に基づいて説明する。この実施
の形態８の交流電動機のベクトル制御装置２０８は、ベ
クトル制御指令値演算手段１−３、電圧指令値演算手段
２−１、極座標変換手段３、電圧ベクトルの大きさ指令
値演算手段４、電圧固定手段５、変調率演算手段６、Ｐ
ＷＭ電圧発生手段７、すべり角周波数積分手段８、二次
抵抗補正値演算手段１４及び磁束推定値演算手段１５−
１から構成されている。
御装置について、図１３に基づいて説明する。この実施
の形態８の交流電動機のベクトル制御装置２０８は、ベ
クトル制御指令値演算手段１−３、電圧指令値演算手段
２−１、極座標変換手段３、電圧ベクトルの大きさ指令
値演算手段４、電圧固定手段５、変調率演算手段６、Ｐ
ＷＭ電圧発生手段７、すべり角周波数積分手段８、二次
抵抗補正値演算手段１４及び磁束推定値演算手段１５−
１から構成されている。
【０１４２】二次抵抗補正値演算手段１４は図７に示し
た実施の形態４のものと同様で、ベクトル制御指令値演
算手段１−３から出力されトルク電流指令値IqRefから
トルク電流実際値Iqを差引いた値と、トルク指令値TqRe
fとを入力とし、前述の数３１式で表わされる比例積分
制御によって二次抵抗補正値ΔR2を得て、ベクトル制御
指令値演算手段１−３、電圧指令値演算手段２−１及び
磁束推定値演算手段１５−１に出力する。
た実施の形態４のものと同様で、ベクトル制御指令値演
算手段１−３から出力されトルク電流指令値IqRefから
トルク電流実際値Iqを差引いた値と、トルク指令値TqRe
fとを入力とし、前述の数３１式で表わされる比例積分
制御によって二次抵抗補正値ΔR2を得て、ベクトル制御
指令値演算手段１−３、電圧指令値演算手段２−１及び
磁束推定値演算手段１５−１に出力する。
【０１４３】磁束推定値演算手段１５−１は内部を一次
遅れフィルタで構成し、電動機の磁化電流実際値Idと、
二次抵抗補正値演算手段１４の出力である二次抵抗補正
値ΔR2とを入力とし、次の数３６式に基づき、磁化電流
実際値Idを入力とした一次遅れフィルタの出力に電動機
の相互インダクタンスＭを乗じた値を電動機の磁束推定
値Φ_Hとして出力する。
遅れフィルタで構成し、電動機の磁化電流実際値Idと、
二次抵抗補正値演算手段１４の出力である二次抵抗補正
値ΔR2とを入力とし、次の数３６式に基づき、磁化電流
実際値Idを入力とした一次遅れフィルタの出力に電動機
の相互インダクタンスＭを乗じた値を電動機の磁束推定
値Φ_Hとして出力する。
【０１４４】
【数３６】 ただし、ｓ：微分演算子 R2：電動機の二次抵抗 L2：電動機の二次インダクタンス Ｍ：電動機の相互インダクタンス なお、この数３６式で、一次遅れフィルタの時定数Ｔを
L2/R2ではなく、L2/(R2+ΔR2)としたのは、この後者の
方がより厳密に一次遅れの時定数を表しているためであ
る。ベクトル制御指令値演算手段１−３は、磁束指令値
ΦRefとトルク指令値TqRefと、二次抵抗補正値演算手段
１４からの二次抵抗補正値ΔR2と、磁束推定値演算手段
１５−１からの磁束推定値Φ_Hと、電圧固定指令Vfixと
を入力とし、次の数３７式の演算によって磁化電流指令
値IdRef、トルク電流指令値IqRef、すべり角周波数指令
値ωsRefを出力する。
L2/R2ではなく、L2/(R2+ΔR2)としたのは、この後者の
方がより厳密に一次遅れの時定数を表しているためであ
る。ベクトル制御指令値演算手段１−３は、磁束指令値
ΦRefとトルク指令値TqRefと、二次抵抗補正値演算手段
１４からの二次抵抗補正値ΔR2と、磁束推定値演算手段
１５−１からの磁束推定値Φ_Hと、電圧固定指令Vfixと
を入力とし、次の数３７式の演算によって磁化電流指令
値IdRef、トルク電流指令値IqRef、すべり角周波数指令
値ωsRefを出力する。
【０１４５】ここでも、電圧固定指令Vfixは、次の値を
とる。
とる。
【０１４６】 インバータ出力電圧ベクトルの大きさを固定するとき：Vfix＝１ インバータ出力電圧ベクトルの大きさを固定しないとき：Vfix＝０ そして、これらの電圧固定指令Vfixの値が０又は１かを
判別条件として、次の数３７式に基づいて、磁化電流指
令値IdRef、トルク電流指令値IqRef、すべり角周波数指
令値ωsRefを出力する。
判別条件として、次の数３７式に基づいて、磁化電流指
令値IdRef、トルク電流指令値IqRef、すべり角周波数指
令値ωsRefを出力する。
【０１４７】
【数３７】 ただし、Ｍ：電動機の相互インダクタンス L2：電動機の二次インダクタンス R2：電動機の二次抵抗 なお、このようにVfixの値によりΦRefとΦ-Hとを区別
して用いる理由は、実施の形態６における数３５式の場
合と同じである。さらに電圧指令値演算手段２−１は、
ベクトル制御指令値演算手段１−３からの磁化電流指令
値IdRefとトルク電流指令値IqRef及び二次抵抗補正値演
算手段１４からの二次抵抗補正値ΔR2を入力とし、前述
の数２９式に基づいて磁束軸電圧指令値VdRefとトルク
軸電圧指令値VqRefを算出する。
して用いる理由は、実施の形態６における数３５式の場
合と同じである。さらに電圧指令値演算手段２−１は、
ベクトル制御指令値演算手段１−３からの磁化電流指令
値IdRefとトルク電流指令値IqRef及び二次抵抗補正値演
算手段１４からの二次抵抗補正値ΔR2を入力とし、前述
の数２９式に基づいて磁束軸電圧指令値VdRefとトルク
軸電圧指令値VqRefを算出する。
【０１４８】なお、その他の構成部分は図１に示した実
施の形態１と同様の構成であり、その詳しい説明を省略
する。
施の形態１と同様の構成であり、その詳しい説明を省略
する。
【０１４９】以上の構成により、この実施の形態８の交
流電動機のベクトル制御装置２０８では、磁束指令値Φ
Refとトルク指令値TqRefとから算出した磁化電流指令値
IdRef及びトルク電流指令値IqRefをもとに電圧ベクトル
指令値VdRef，VqRefを算出し、電圧ベクトル指令値の磁
束方向に対する角度δをインバータの出力電圧位相角θ
1にフィードフォワードで加えることにより出力電流の
応答速度を速めることができる。
流電動機のベクトル制御装置２０８では、磁束指令値Φ
Refとトルク指令値TqRefとから算出した磁化電流指令値
IdRef及びトルク電流指令値IqRefをもとに電圧ベクトル
指令値VdRef，VqRefを算出し、電圧ベクトル指令値の磁
束方向に対する角度δをインバータの出力電圧位相角θ
1にフィードフォワードで加えることにより出力電流の
応答速度を速めることができる。
【０１５０】また二次抵抗補正値ΔR2を用いて磁化電流
指令値IdRef、トルク電流指令値IqRef、電圧ベクトル指
令値VdRef，VqRefを補正し、さらにインバータ出力電圧
ベクトルの大きさを固定するモードでは、磁化電流実際
値Idと二次抵抗補正値ΔR2とに基づいて算出した磁束推
定値Φ_Hを用いて磁化電流指令値IdRef、トルク電流指
令値IqRef及びすべり角周波数指令値ωsRefを算出する
ことにより、電動機出力トルクをトルク指令値TqRefに
正確に追従させることができる。
指令値IdRef、トルク電流指令値IqRef、電圧ベクトル指
令値VdRef，VqRefを補正し、さらにインバータ出力電圧
ベクトルの大きさを固定するモードでは、磁化電流実際
値Idと二次抵抗補正値ΔR2とに基づいて算出した磁束推
定値Φ_Hを用いて磁化電流指令値IdRef、トルク電流指
令値IqRef及びすべり角周波数指令値ωsRefを算出する
ことにより、電動機出力トルクをトルク指令値TqRefに
正確に追従させることができる。
【０１５１】＜実施の形態９＞ 次に、本発明の実施の形態９の交流電動機のベクトル制
御装置について、図１４に基づいて説明する。この実施
の形態９の交流電動機のベクトル制御装置２０９は、ベ
クトル制御指令値演算手段１−２、電圧指令値演算手段
２、極座標変換手段３、電圧ベクトルの大きさ指令値演
算手段４、電圧固定手段５、変調率演算手段６、ＰＷＭ
電圧発生手段７、すべり角周波数積分手段８及びこの実
施の形態９の特徴をなす磁束推定値演算手段１５−２か
ら構成されている。
御装置について、図１４に基づいて説明する。この実施
の形態９の交流電動機のベクトル制御装置２０９は、ベ
クトル制御指令値演算手段１−２、電圧指令値演算手段
２、極座標変換手段３、電圧ベクトルの大きさ指令値演
算手段４、電圧固定手段５、変調率演算手段６、ＰＷＭ
電圧発生手段７、すべり角周波数積分手段８及びこの実
施の形態９の特徴をなす磁束推定値演算手段１５−２か
ら構成されている。
【０１５２】磁束推定値演算手段１５−２はベクトル制
御指令値演算手段１−２から出力されるすべり角周波数
指令値ωsRefと、極座標変換手段３から出力される電圧
ベクトルの角度δと、電圧固定手段５から出力される電
圧ベクトルの大きさ|V|fixと、電動機回転子角周波数ω
r とを入力とし、次の数３８式に従って磁化電流推定値
Id_Hとトルク電流推定値Iq_Hとを算出し、さらにこれら
の値から磁束推定値Φ_Hを算出してベクトル制御指令値
演算手段１−２に出力する。
御指令値演算手段１−２から出力されるすべり角周波数
指令値ωsRefと、極座標変換手段３から出力される電圧
ベクトルの角度δと、電圧固定手段５から出力される電
圧ベクトルの大きさ|V|fixと、電動機回転子角周波数ω
r とを入力とし、次の数３８式に従って磁化電流推定値
Id_Hとトルク電流推定値Iq_Hとを算出し、さらにこれら
の値から磁束推定値Φ_Hを算出してベクトル制御指令値
演算手段１−２に出力する。
【０１５３】
【数３８】 ただし、R1：電動機の一次抵抗 R2：電動機の二次抵抗 L1：電動機の一次インダクタンス L2：電動機の二次インダクタンス Ｍ：電動機の相互インダクタンス ｓ：微分演算子 この数３８式の意味は、次の通りである。まず、(i)第
１式、第２式の右辺に適当な初期値、例えばΦ-H＝Id-H
＝Iq-H＝０を代入して、各左辺のId-H，Iq-Hを最初に求
める。(ii)第３式において、(i)で求めたId-Hを代入し
てΦ-Hを求める。(iii)続いて、(i)で求めたId-H，Iq-H
と(ii)で求めたΦ-Hを第１式、第２式の右辺に代入し
て、各左辺のId-H，Iq-Hを求める。(iv)第３式におい
て、(iii)で求めたId-Hを代入してΦ-Hを求める。(v)次
に、(iii)で求めたId-H，Iq-Hと(iv)で求めたΦ-Hを第
１式、第２式の右辺に代入して、各左辺のId-H，Iq-Hを
求める。以降、(iv)のステップと(v)のステップを繰り
返すことにより、磁化電流推定値Id-Hとトルク電流推定
値Iq-Hとを算出し、さらにこれらの値から磁束推定値Φ
-Hを求める演算を繰り返し、ベクトル制御指令値演算手
段１−２に出力するのである。ここにおいて、磁化電流
推定値Id-H、トルク電流推定値Iq-Hを求める演算式は一
般的に誘導電動機の制御系のシミュレータに採用されて
いる計算式であり、したがって、数３８式を用いて磁束
推定値Φ-Hを算出することは、誘導電動機制御系のシミ
ュレーションによって磁束推定値Φ-Hを厳密に求めてい
ることになる。ベクトル制御指令値演算手段１−２は、
図１１に示した実施の形態６のベクトル制御装置２０６
の場合と同様に、磁束指令値ΦRefとトルク指令値TqRe
f、磁束推定値演算手段１５−２からの磁束推定値Φ_H
及び電圧固定指令Vfixを入力とし、前述の数３５式の演
算によって磁化電流指令値IdRef、トルク電流指令値IqR
ef、すべり角周波数指令値ωsRefを出力する。
１式、第２式の右辺に適当な初期値、例えばΦ-H＝Id-H
＝Iq-H＝０を代入して、各左辺のId-H，Iq-Hを最初に求
める。(ii)第３式において、(i)で求めたId-Hを代入し
てΦ-Hを求める。(iii)続いて、(i)で求めたId-H，Iq-H
と(ii)で求めたΦ-Hを第１式、第２式の右辺に代入し
て、各左辺のId-H，Iq-Hを求める。(iv)第３式におい
て、(iii)で求めたId-Hを代入してΦ-Hを求める。(v)次
に、(iii)で求めたId-H，Iq-Hと(iv)で求めたΦ-Hを第
１式、第２式の右辺に代入して、各左辺のId-H，Iq-Hを
求める。以降、(iv)のステップと(v)のステップを繰り
返すことにより、磁化電流推定値Id-Hとトルク電流推定
値Iq-Hとを算出し、さらにこれらの値から磁束推定値Φ
-Hを求める演算を繰り返し、ベクトル制御指令値演算手
段１−２に出力するのである。ここにおいて、磁化電流
推定値Id-H、トルク電流推定値Iq-Hを求める演算式は一
般的に誘導電動機の制御系のシミュレータに採用されて
いる計算式であり、したがって、数３８式を用いて磁束
推定値Φ-Hを算出することは、誘導電動機制御系のシミ
ュレーションによって磁束推定値Φ-Hを厳密に求めてい
ることになる。ベクトル制御指令値演算手段１−２は、
図１１に示した実施の形態６のベクトル制御装置２０６
の場合と同様に、磁束指令値ΦRefとトルク指令値TqRe
f、磁束推定値演算手段１５−２からの磁束推定値Φ_H
及び電圧固定指令Vfixを入力とし、前述の数３５式の演
算によって磁化電流指令値IdRef、トルク電流指令値IqR
ef、すべり角周波数指令値ωsRefを出力する。
【０１５４】なお、その他の構成部分は図１に示した実
施の形態１と同様の構成であり、その詳しい説明を省略
する。
施の形態１と同様の構成であり、その詳しい説明を省略
する。
【０１５５】以上の構成により、この実施の形態９の交
流電動機のベクトル制御装置２０９では、磁束指令値Φ
Refとトルク指令値TqRefとから算出した磁化電流指令値
IdRef及びトルク電流指令値IqRefをもとに電圧ベクトル
指令値VdRef，VqRefを算出し、電圧ベクトル指令値の磁
束方向に対する角度δをインバータの出力電圧位相角θ
1にフィードフォワードで加えることにより出力電流の
応答速度を速めることができる。
流電動機のベクトル制御装置２０９では、磁束指令値Φ
Refとトルク指令値TqRefとから算出した磁化電流指令値
IdRef及びトルク電流指令値IqRefをもとに電圧ベクトル
指令値VdRef，VqRefを算出し、電圧ベクトル指令値の磁
束方向に対する角度δをインバータの出力電圧位相角θ
1にフィードフォワードで加えることにより出力電流の
応答速度を速めることができる。
【０１５６】またインバータ出力電圧ベクトルの大きさ
を固定するモードでは、数３８式に基づく演算によって
得られた磁束推定値Φ_Hを用いて磁化電流指令値IdRe
f、トルク電流指令値IqRef及びすべり角周波数指令値ω
sRefを算出することにより、電動機出力トルクをトルク
指令値TqRefに正確に追従させることができる。
を固定するモードでは、数３８式に基づく演算によって
得られた磁束推定値Φ_Hを用いて磁化電流指令値IdRe
f、トルク電流指令値IqRef及びすべり角周波数指令値ω
sRefを算出することにより、電動機出力トルクをトルク
指令値TqRefに正確に追従させることができる。
【０１５７】＜実施の形態１０＞ 次に、本発明の実施の形態１０の交流電動機のベクトル
制御装置について、図１５に基づいて詳説する。この実
施の形態１０の交流電動機のベクトル制御装置２１０は
実施の形態８のベクトル制御装置２０８とほぼ同様の構
成であって、ベクトル制御指令値演算手段１−３、電圧
指令値演算手段２−１、極座標変換手段３、電圧ベクト
ルの大きさ指令値演算手段４、電圧固定手段５、変調率
演算手段６、ＰＷＭ電圧発生手段７、すべり角周波数積
分手段８、二次抵抗補正値演算手段１４及び磁束推定値
演算手段１５−３から構成されている。
制御装置について、図１５に基づいて詳説する。この実
施の形態１０の交流電動機のベクトル制御装置２１０は
実施の形態８のベクトル制御装置２０８とほぼ同様の構
成であって、ベクトル制御指令値演算手段１−３、電圧
指令値演算手段２−１、極座標変換手段３、電圧ベクト
ルの大きさ指令値演算手段４、電圧固定手段５、変調率
演算手段６、ＰＷＭ電圧発生手段７、すべり角周波数積
分手段８、二次抵抗補正値演算手段１４及び磁束推定値
演算手段１５−３から構成されている。
【０１５８】二次抵抗補正値演算手段１４は図１３に示
した実施の形態８のものと同様で、ベクトル制御指令値
演算手段１−３から出力されトルク電流指令値IqRefか
らトルク電流実際値Iqを差引いた値と、トルク指令値Tq
Refとを入力とし、前述の数３１式で表わされる比例積
分制御によって二次抵抗補正値ΔR2を得て、ベクトル制
御指令値演算手段１−３、電圧指令値演算手段２−１及
び磁束推定値演算手段１５−３に出力する。
した実施の形態８のものと同様で、ベクトル制御指令値
演算手段１−３から出力されトルク電流指令値IqRefか
らトルク電流実際値Iqを差引いた値と、トルク指令値Tq
Refとを入力とし、前述の数３１式で表わされる比例積
分制御によって二次抵抗補正値ΔR2を得て、ベクトル制
御指令値演算手段１−３、電圧指令値演算手段２−１及
び磁束推定値演算手段１５−３に出力する。
【０１５９】この実施の形態１０の特徴をなす磁束推定
値演算手段１５−３は、図１３に示した実施の形態８に
おける磁束推定値演算手段１５−１と入力が異なってお
り、ベクトル制御指令値演算手段１−３から出力される
すべり角周波数指令値ωsRefと、極座標変換手段３から
出力される電圧ベクトルの角度δと、電圧固定手段５か
ら出力される電圧ベクトルの大きさ|V|fixと、電動機回
転子角周波数ωrと、二次抵抗補正値演算手段１４から
出力される二次抵抗補正値ΔR2とを入力とし、次の数３
９式に基づき、磁化電流推定値Id_Hとトルク電流推定値
Iq_Hとを算出し、さらにこれらの値から磁束推定値Φ_H
を算出して出力する。なお、この演算式の意味は数３８
式と同様であり、誘導電動機の制御系の厳密なシミュレ
ーションにより磁束推定値Φ-Hを求めるものである。
値演算手段１５−３は、図１３に示した実施の形態８に
おける磁束推定値演算手段１５−１と入力が異なってお
り、ベクトル制御指令値演算手段１−３から出力される
すべり角周波数指令値ωsRefと、極座標変換手段３から
出力される電圧ベクトルの角度δと、電圧固定手段５か
ら出力される電圧ベクトルの大きさ|V|fixと、電動機回
転子角周波数ωrと、二次抵抗補正値演算手段１４から
出力される二次抵抗補正値ΔR2とを入力とし、次の数３
９式に基づき、磁化電流推定値Id_Hとトルク電流推定値
Iq_Hとを算出し、さらにこれらの値から磁束推定値Φ_H
を算出して出力する。なお、この演算式の意味は数３８
式と同様であり、誘導電動機の制御系の厳密なシミュレ
ーションにより磁束推定値Φ-Hを求めるものである。
【０１６０】
【数３９】 ただし、R1：電動機の一次抵抗 R2：電動機の二次抵抗 L1：電動機の一次インダクタンス L2：電動機の二次インダクタンス Ｍ：電動機の相互インダクタンス ｓ：微分演算子 ベクトル制御指令値演算手段１−３は、磁束指令値ΦRe
fとトルク指令値TqRefと、二次抵抗補正値演算手段１４
からの二次抵抗補正値ΔR2と、磁束推定値演算手段１５
−３からの磁束推定値Φ_Hと、電圧固定指令Vfixとを入
力とし、前述の数３７式の演算によって磁化電流指令値
IdRef、トルク電流指令値IqRef、すべり角周波数指令値
ωsRefを出力する。
fとトルク指令値TqRefと、二次抵抗補正値演算手段１４
からの二次抵抗補正値ΔR2と、磁束推定値演算手段１５
−３からの磁束推定値Φ_Hと、電圧固定指令Vfixとを入
力とし、前述の数３７式の演算によって磁化電流指令値
IdRef、トルク電流指令値IqRef、すべり角周波数指令値
ωsRefを出力する。
【０１６１】さらに電圧指令値演算手段２−１は、ベク
トル制御指令値演算手段１−３からの磁化電流指令値Id
Refとトルク電流指令値IqRef、二次抵抗補正値演算手段
１４からの二次抵抗補正値ΔR2を入力とし、前述の数２
９式に基づいて磁束軸電圧指令値VdRefとトルク軸電圧
指令値VqRefを算出する。
トル制御指令値演算手段１−３からの磁化電流指令値Id
Refとトルク電流指令値IqRef、二次抵抗補正値演算手段
１４からの二次抵抗補正値ΔR2を入力とし、前述の数２
９式に基づいて磁束軸電圧指令値VdRefとトルク軸電圧
指令値VqRefを算出する。
【０１６２】なお、その他の構成部分は図１に示した実
施の形態１と同様の構成であり、その詳しい説明を省略
する。
施の形態１と同様の構成であり、その詳しい説明を省略
する。
【０１６３】以上の構成により、この実施の形態１０の
交流電動機のベクトル制御装置２１０では、磁束指令値
ΦRefとトルク指令値TqRefとから算出した磁化電流指令
値IdRef及びトルク電流指令値IqRefをもとに電圧ベクト
ル指令値VdRef，VqRefを算出し、電圧ベクトル指令値の
磁束方向に対する角度δをインバータの出力電圧位相角
θ1にフィードフォワードで加えることにより出力電流
の応答速度を速めることができる。
交流電動機のベクトル制御装置２１０では、磁束指令値
ΦRefとトルク指令値TqRefとから算出した磁化電流指令
値IdRef及びトルク電流指令値IqRefをもとに電圧ベクト
ル指令値VdRef，VqRefを算出し、電圧ベクトル指令値の
磁束方向に対する角度δをインバータの出力電圧位相角
θ1にフィードフォワードで加えることにより出力電流
の応答速度を速めることができる。
【０１６４】また二次抵抗補正値ΔR2を用いて磁化電流
指令値IdRef、トルク電流指令値IqRef、電圧ベクトル指
令値VdRef，VqRef及び磁束推定値Δ_Hを補正し、さらに
インバータ出力電圧ベクトルの大きさを固定するモード
では、数３９式に基づいて算出した磁束推定値Φ_Hを用
いて磁化電流指令値IdRef、トルク電流指令値IqRef及び
すべり角周波数指令値ωsRefを算出することにより、電
動機出力トルクをトルク指令値TqRefに正確に追従させ
ることができる。
指令値IdRef、トルク電流指令値IqRef、電圧ベクトル指
令値VdRef，VqRef及び磁束推定値Δ_Hを補正し、さらに
インバータ出力電圧ベクトルの大きさを固定するモード
では、数３９式に基づいて算出した磁束推定値Φ_Hを用
いて磁化電流指令値IdRef、トルク電流指令値IqRef及び
すべり角周波数指令値ωsRefを算出することにより、電
動機出力トルクをトルク指令値TqRefに正確に追従させ
ることができる。
【０１６５】＜実施の形態１１＞ 次に、本発明の実施の形態１１の交流電動機のベクトル
制御装置について、図１６に基づいて説明する。この実
施の形態１１の交流電動機のベクトル制御装置２１１
は、インバータとして相電圧が３レベル出力の３相出力
ＰＷＭ方式インバータのベクトル制御を行うことによっ
て永久磁石同期電動機を駆動制御するもので、ベクトル
制御指令値演算手段１−４、電圧指令値演算手段２−
２、極座標変換手段３、電圧ベクトルの大きさ指令値演
算手段４、電圧固定手段５、変調率演算手段６、ＰＷＭ
電圧発生手段７及び磁束補正値演算手段９−５から構成
されている。
制御装置について、図１６に基づいて説明する。この実
施の形態１１の交流電動機のベクトル制御装置２１１
は、インバータとして相電圧が３レベル出力の３相出力
ＰＷＭ方式インバータのベクトル制御を行うことによっ
て永久磁石同期電動機を駆動制御するもので、ベクトル
制御指令値演算手段１−４、電圧指令値演算手段２−
２、極座標変換手段３、電圧ベクトルの大きさ指令値演
算手段４、電圧固定手段５、変調率演算手段６、ＰＷＭ
電圧発生手段７及び磁束補正値演算手段９−５から構成
されている。
【０１６６】ベクトル制御指令値演算手段１−４は、磁
束指令値ΦRefと磁束補正値演算手段９−５から出力さ
れる磁束補正値ΔΦとの差と、トルク指令値TqRefとを
入力とし、次の数４０式に基づく演算によって、磁束方
向電流指令値IdRefとトルク電流指令値IqRefとを算出す
る。ここで永久磁石の磁束方向をｄ軸、磁束方向と直交
する方向をｑ軸とする。
束指令値ΦRefと磁束補正値演算手段９−５から出力さ
れる磁束補正値ΔΦとの差と、トルク指令値TqRefとを
入力とし、次の数４０式に基づく演算によって、磁束方
向電流指令値IdRefとトルク電流指令値IqRefとを算出す
る。ここで永久磁石の磁束方向をｄ軸、磁束方向と直交
する方向をｑ軸とする。
【０１６７】
【数４０】 ただし、Φf：永久磁石の磁束 Ld：電動機のｄ軸インダクタンス Lq：電動機のｑ軸インダクタンス 電圧指令値演算手段２−２は、ベクトル制御指令値演算
手段１−４から出力される磁束方向電流指令値IdRefと
トルク電流指令値IqRefとを入力とし、次の数４１式に
基づく演算によって磁束軸電圧指令値VdRefとトルク軸
電圧指令値VqRefとを出力する。
手段１−４から出力される磁束方向電流指令値IdRefと
トルク電流指令値IqRefとを入力とし、次の数４１式に
基づく演算によって磁束軸電圧指令値VdRefとトルク軸
電圧指令値VqRefとを出力する。
【０１６８】
【数４１】 VdRef＝Rd・IdRef−ωr・Lq・IqRef VqRef＝Rq・IqRef＋ωr・(Ld・IdRef＋Φf) ただし、Φf：永久磁石の磁束 ωr：電動機の回転子角周波数 Ld：電動機のｄ軸インダクタンス Lq：電動機のｑ軸インダクタンス Rd：電動機のｄ軸抵抗 Rq：電動機のｑ軸抵抗 磁束補正値演算手段９−５は、ベクトル制御指令値演算
手段１−４から出力される磁束方向電流指令値IdRefと
電動機の磁束方向電流実際値Idとの差を入力とし、次の
数４２式の演算によって磁束補正値ΔΦを算出し、ベク
トル制御指令値演算手段１−４に与える。
手段１−４から出力される磁束方向電流指令値IdRefと
電動機の磁束方向電流実際値Idとの差を入力とし、次の
数４２式の演算によって磁束補正値ΔΦを算出し、ベク
トル制御指令値演算手段１−４に与える。
【０１６９】
【数４２】 ただし、Ｔ：一次遅れ時定数 この数４２式では、磁束補正値ΔΦの算出は右辺の第２
項及び第３項のLd・(IdRef-Id)だけで行えるが、さらに
第１項の1/(1+s・T)の一次遅れ項を用いることによって
ノイズカットを行うことにより、補正値をより厳密化し
ている。ＰＷＭ電圧発生手段７は、極座標変換手段３か
らの電圧ベクトルの角度δと電動機回転子位相角θrと
の和としてのインバータ出力電圧位相角θ1と、変調率
演算手段６からの変調率αとを入力とし、前述した数１
９，２０式の演算によりＵ，Ｖ，Ｗ各相のインバータ出
力ＰＷＭ電圧VuPWM，VvPWM，VwPWMを出力する。
項及び第３項のLd・(IdRef-Id)だけで行えるが、さらに
第１項の1/(1+s・T)の一次遅れ項を用いることによって
ノイズカットを行うことにより、補正値をより厳密化し
ている。ＰＷＭ電圧発生手段７は、極座標変換手段３か
らの電圧ベクトルの角度δと電動機回転子位相角θrと
の和としてのインバータ出力電圧位相角θ1と、変調率
演算手段６からの変調率αとを入力とし、前述した数１
９，２０式の演算によりＵ，Ｖ，Ｗ各相のインバータ出
力ＰＷＭ電圧VuPWM，VvPWM，VwPWMを出力する。
【０１７０】なお、その他の構成部分については、図１
に示した実施の形態１のものと同様であるので、その詳
しい説明を省略する。
に示した実施の形態１のものと同様であるので、その詳
しい説明を省略する。
【０１７１】以上の構成により、この実施の形態１１の
交流電動機のベクトル制御装置２１１では、磁束指令値
ΦRefとトルク指令値TqRefから算出した磁束方向電流指
令値IdRefとトルク電流指令値IqRefとをもとにして電圧
ベクトル指令値VdRef，VqRefを演算し、電圧フィードフ
ォワード制御を行うことにより電動機の回転数が高い領
域でも電動機制御を安定させることができる。
交流電動機のベクトル制御装置２１１では、磁束指令値
ΦRefとトルク指令値TqRefから算出した磁束方向電流指
令値IdRefとトルク電流指令値IqRefとをもとにして電圧
ベクトル指令値VdRef，VqRefを演算し、電圧フィードフ
ォワード制御を行うことにより電動機の回転数が高い領
域でも電動機制御を安定させることができる。
【０１７２】また磁束方向電流指令値IdRefと磁束方向
電流実際値Idとの差から算出した磁束補正値ΔΦを用い
て磁束方向電流指令値IdRef、トルク電流指令値IqRefを
補正することにより電動機出力トルクをトルク指令値Tq
Refに正確に追従させることができる。
電流実際値Idとの差から算出した磁束補正値ΔΦを用い
て磁束方向電流指令値IdRef、トルク電流指令値IqRefを
補正することにより電動機出力トルクをトルク指令値Tq
Refに正確に追従させることができる。
【０１７３】＜実施の形態１２＞ 次に、本発明の実施の形態１２の交流電動機のベクトル
制御装置について、図１７に基づいて説明する。この実
施の形態１２の交流電動機のベクトル制御装置２１２
は、実施の形態１１のベクトル制御装置２１１に対し
て、さらにトルク電流制御手段１０−２を付加した構成
である。したがって、その他の構成部分については実施
の形態１１と共通する。
制御装置について、図１７に基づいて説明する。この実
施の形態１２の交流電動機のベクトル制御装置２１２
は、実施の形態１１のベクトル制御装置２１１に対し
て、さらにトルク電流制御手段１０−２を付加した構成
である。したがって、その他の構成部分については実施
の形態１１と共通する。
【０１７４】この実施の形態１２において付加されたト
ルク電流制御手段１０−２は、ベクトル制御指令値演算
手段１−４から出力されるトルク電流指令値IqRefとト
ルク電流実際値Iqとの差を入力とし、次の数４３式で表
わされる比例積分制御によってトルク角補正値Δθを求
め、これを電動機回転子位相角θrに加算する形で出力
する。
ルク電流制御手段１０−２は、ベクトル制御指令値演算
手段１−４から出力されるトルク電流指令値IqRefとト
ルク電流実際値Iqとの差を入力とし、次の数４３式で表
わされる比例積分制御によってトルク角補正値Δθを求
め、これを電動機回転子位相角θrに加算する形で出力
する。
【０１７５】
【数４３】 ただし、ｓ：微分演算子 Gtp：比例ゲイン Gti：積分ゲイン ＰＷＭ電圧発生手段７は、極座標変換手段３からの出力
である電圧ベクトルの角度δとトルク電流制御手段１０
−２からの出力であるトルク角補正値Δθと外部からの
電動機回転子位相角θrとの和としてのインバータ出力
電圧位相角θ1と、変調率演算手段６からの出力である
変調率αとを入力とし、前述の数１９，２０式に基づい
てＵ，Ｖ，Ｗ各相のインバータ出力ＰＷＭ電圧VuPWM，V
vPWM，VwPWMを出力する。
である電圧ベクトルの角度δとトルク電流制御手段１０
−２からの出力であるトルク角補正値Δθと外部からの
電動機回転子位相角θrとの和としてのインバータ出力
電圧位相角θ1と、変調率演算手段６からの出力である
変調率αとを入力とし、前述の数１９，２０式に基づい
てＵ，Ｖ，Ｗ各相のインバータ出力ＰＷＭ電圧VuPWM，V
vPWM，VwPWMを出力する。
【０１７６】以上の構成により、この実施の形態１２の
交流電動機のベクトル制御装置２１２では、磁束指令値
ΦRefとトルク指令値TqRefから算出した磁束方向電流指
令値IdRefとトルク電流指令値IqRefとをもとにして電圧
ベクトル指令値VdRef，VqRefを演算し、電圧フィードフ
ォワード制御を行うことにより電動機の回転数が高い領
域でも電動機制御を安定させることができる。
交流電動機のベクトル制御装置２１２では、磁束指令値
ΦRefとトルク指令値TqRefから算出した磁束方向電流指
令値IdRefとトルク電流指令値IqRefとをもとにして電圧
ベクトル指令値VdRef，VqRefを演算し、電圧フィードフ
ォワード制御を行うことにより電動機の回転数が高い領
域でも電動機制御を安定させることができる。
【０１７７】また磁束補正値ΔΦを用いて磁束方向電流
指令値IdRef、トルク電流指令値IqRefを補正し、さらに
トルク電流指令値IqRefとトルク電流実際値Iqとの差か
ら算出したトルク角補正値Δθによってインバータ出力
電圧位相角θ1を補正することにより電動機出力トルク
をトルク指令値TqRefに正確に追従させることができ
る。
指令値IdRef、トルク電流指令値IqRefを補正し、さらに
トルク電流指令値IqRefとトルク電流実際値Iqとの差か
ら算出したトルク角補正値Δθによってインバータ出力
電圧位相角θ1を補正することにより電動機出力トルク
をトルク指令値TqRefに正確に追従させることができ
る。
【０１７８】＜実施の形態１３＞ 次に、本発明の実施の形態１３の交流電動機のベクトル
制御装置について、図１８に基づいて説明する。この実
施の形態１３の交流電動機のベクトル制御装置２１３
は、相電圧が３レベル出力の３相出力ＰＷＭ方式インバ
ータのベクトル制御を行うことによって永久磁石同期電
動機を駆動制御するもので、ベクトル制御指令値演算手
段１−５、電圧指令値演算手段２−３、極座標変換手段
３、電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段４、電圧固定
手段５、変調率演算手段６、ＰＷＭ電圧発生手段７、磁
束補正値演算手段９−５及び永久磁石磁束補正値演算手
段１６から構成されている。
制御装置について、図１８に基づいて説明する。この実
施の形態１３の交流電動機のベクトル制御装置２１３
は、相電圧が３レベル出力の３相出力ＰＷＭ方式インバ
ータのベクトル制御を行うことによって永久磁石同期電
動機を駆動制御するもので、ベクトル制御指令値演算手
段１−５、電圧指令値演算手段２−３、極座標変換手段
３、電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段４、電圧固定
手段５、変調率演算手段６、ＰＷＭ電圧発生手段７、磁
束補正値演算手段９−５及び永久磁石磁束補正値演算手
段１６から構成されている。
【０１７９】この実施の形態１３の特徴をなす永久磁石
磁束補正値演算手段１６は、ベクトル制御指令値演算手
段１−５から出力されるトルク電流指令値IqRefとトル
ク電流実際値Iqとの差と、トルク指令値TqRefとを入力
として、次の数４４式で表わされる比例積分制御によっ
て永久磁石磁束補正値ΔΦfを出力する。
磁束補正値演算手段１６は、ベクトル制御指令値演算手
段１−５から出力されるトルク電流指令値IqRefとトル
ク電流実際値Iqとの差と、トルク指令値TqRefとを入力
として、次の数４４式で表わされる比例積分制御によっ
て永久磁石磁束補正値ΔΦfを出力する。
【０１８０】
【数４４】 ただし、ｓ：微分演算子 Gfp：比例ゲイン Gfi：積分ゲイン この数４４式の意味は、永久磁石の磁束がずれるとトル
ク電流に偏差が現れるので、永久磁石補正値をトルク電
流の偏差に基づいて算出するが、このトルク電流の偏差
の出方が弱まるようにトルク指令の正負により永久磁石
磁束の補正方向を異ならせているのである。ベクトル制
御指令値演算手段１−５は、磁束指令値ΦRefと磁束補
正値演算手段９−５から出力される磁束補正値ΔΦとの
差と、トルク指令値TqRefと、永久磁石磁束補正値演算
手段１６の出力である永久磁石磁束補正値ΔΦfとを入
力とし、次の数４５式に基づく演算によって、磁束方向
電流指令値IdRefとトルク電流指令値IqRefとを算出す
る。ここでも永久磁石の磁束方向をｄ軸、磁束方向と直
交する方向をｑ軸とする。
ク電流に偏差が現れるので、永久磁石補正値をトルク電
流の偏差に基づいて算出するが、このトルク電流の偏差
の出方が弱まるようにトルク指令の正負により永久磁石
磁束の補正方向を異ならせているのである。ベクトル制
御指令値演算手段１−５は、磁束指令値ΦRefと磁束補
正値演算手段９−５から出力される磁束補正値ΔΦとの
差と、トルク指令値TqRefと、永久磁石磁束補正値演算
手段１６の出力である永久磁石磁束補正値ΔΦfとを入
力とし、次の数４５式に基づく演算によって、磁束方向
電流指令値IdRefとトルク電流指令値IqRefとを算出す
る。ここでも永久磁石の磁束方向をｄ軸、磁束方向と直
交する方向をｑ軸とする。
【０１８１】
【数４５】 ただし、Φf：永久磁石の磁束 Ld：電動機のｄ軸インダクタンス Lq：電動機のｑ軸インダクタンス 電圧指令値演算手段２−３は、ベクトル制御指令値演算
手段１−５から出力される磁束方向電流指令値IdRefと
トルク電流指令値IqRef及び永久磁石磁束補正値演算手
段１６からの出力である永久磁石磁束補正値ΔΦfを入
力とし、次の数４６式に基づく演算によって磁束軸電圧
指令値VdRefとトルク軸電圧指令値VqRefとを出力する。
手段１−５から出力される磁束方向電流指令値IdRefと
トルク電流指令値IqRef及び永久磁石磁束補正値演算手
段１６からの出力である永久磁石磁束補正値ΔΦfを入
力とし、次の数４６式に基づく演算によって磁束軸電圧
指令値VdRefとトルク軸電圧指令値VqRefとを出力する。
【０１８２】
【数４６】 VdRef＝Rd・IdRef−ωr・Lq・IqRef VqRef＝Rq・IqRef＋ωr・(Ld・IdRef＋Φf＋ΔΦf) ただし、Φf：永久磁石の磁束 ωr：電動機の回転子角周波数 Ld：電動機のｄ軸インダクタンス Lq：電動機のｑ軸インダクタンス Rd：電動機のｄ軸抵抗 Rq：電動機のｑ軸抵抗 なお、その他の構成部分については、図１６に示した実
施の形態１１のものと同様であるので、その詳しい説明
を省略する。
施の形態１１のものと同様であるので、その詳しい説明
を省略する。
【０１８３】以上の構成により、この実施の形態１３の
交流電動機のベクトル制御装置２１３では、磁束指令値
ΦRefとトルク指令値TqRefから算出した磁束方向電流指
令値IdRefとトルク電流指令値IqRefとをもとにして電圧
ベクトル指令値VdRef，VqRefを演算し、電圧フィードフ
ォワード制御を行うことにより電動機の回転数が高い領
域でも電動機制御を安定させることができる。
交流電動機のベクトル制御装置２１３では、磁束指令値
ΦRefとトルク指令値TqRefから算出した磁束方向電流指
令値IdRefとトルク電流指令値IqRefとをもとにして電圧
ベクトル指令値VdRef，VqRefを演算し、電圧フィードフ
ォワード制御を行うことにより電動機の回転数が高い領
域でも電動機制御を安定させることができる。
【０１８４】また磁束補正値ΔΦを用いて磁束方向電流
指令値IdRef、トルク電流指令値IqRefを補正し、またト
ルク電流指令値IqRefとトルク電流実際値Iqとの差から
算出した永久磁石磁束補正値ΔΦfによってトルク電流
指令値IqRef、電圧ベクトル指令値VdRef，VqRefを補正
することにより電動機出力トルクをトルク指令値TqRef
に正確に追従させることができる。
指令値IdRef、トルク電流指令値IqRefを補正し、またト
ルク電流指令値IqRefとトルク電流実際値Iqとの差から
算出した永久磁石磁束補正値ΔΦfによってトルク電流
指令値IqRef、電圧ベクトル指令値VdRef，VqRefを補正
することにより電動機出力トルクをトルク指令値TqRef
に正確に追従させることができる。
【０１８５】＜実施の形態１４＞ 次に、本発明の実施の形態１４の交流電動機のベクトル
制御装置について、図１９に基づいて説明する。この実
施の形態１４の交流電動機のベクトル制御装置２１４
は、相電圧が３レベル出力の３相出力ＰＷＭ方式インバ
ータのベクトル制御を行うことによって永久磁石同期電
動機を駆動制御するもので、ベクトル制御指令値演算手
段１−６、電圧指令値演算手段２−２、極座標変換手段
３、電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段４、電圧固定
手段５、変調率演算手段６、ＰＷＭ電圧発生手段７及び
磁束推定値演算手段１５−４から構成されている。
制御装置について、図１９に基づいて説明する。この実
施の形態１４の交流電動機のベクトル制御装置２１４
は、相電圧が３レベル出力の３相出力ＰＷＭ方式インバ
ータのベクトル制御を行うことによって永久磁石同期電
動機を駆動制御するもので、ベクトル制御指令値演算手
段１−６、電圧指令値演算手段２−２、極座標変換手段
３、電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段４、電圧固定
手段５、変調率演算手段６、ＰＷＭ電圧発生手段７及び
磁束推定値演算手段１５−４から構成されている。
【０１８６】磁束推定値演算手段１５−４は、磁束方向
電流実際値Idを入力とし、次の数４７式によって磁束推
定値Φ_Hを出力する。
電流実際値Idを入力とし、次の数４７式によって磁束推
定値Φ_Hを出力する。
【０１８７】
【数４７】Φ_H＝Ld・Id＋Φf ただし、Ld：電動機のｄ軸インダクタンス Φf：永久磁石の磁束 ベクトル制御指令値演算手段１−６は、磁束指令値ΦRe
fと磁束推定値演算手段１５−４の出力である磁束推定
値Φ_Hとトルク指令値TqRefと電圧固定指令Vfixとを入
力とし、次の数４８式の演算によって磁束方向電流指令
値IdRefとトルク電流指令値IqRefとを出力する。ここで
電圧固定指令Vfixは、 インバータ出力電圧ベクトルの大きさを固定するとき：Vfix＝１ インバータ出力電圧ベクトルの大きさのを固定しないとき：Vfix＝０ の値をとる。
fと磁束推定値演算手段１５−４の出力である磁束推定
値Φ_Hとトルク指令値TqRefと電圧固定指令Vfixとを入
力とし、次の数４８式の演算によって磁束方向電流指令
値IdRefとトルク電流指令値IqRefとを出力する。ここで
電圧固定指令Vfixは、 インバータ出力電圧ベクトルの大きさを固定するとき：Vfix＝１ インバータ出力電圧ベクトルの大きさのを固定しないとき：Vfix＝０ の値をとる。
【０１８８】
【数４８】 ただし、Φf：永久磁石の磁束 Ld：電動機のｄ軸インダクタンス Lq：電動機のｑ軸インダクタンス なお、その他の構成部分については、図１６に示した実
施の形態１１のものと同様であるので、その詳しい説明
を省略する。
施の形態１１のものと同様であるので、その詳しい説明
を省略する。
【０１８９】以上の構成により、この実施の形態１４の
交流電動機のベクトル制御装置２１４では、磁束指令値
ΦRefとトルク指令値TqRefから算出した磁束方向電流指
令値IdRefとトルク電流指令値IqRefとをもとにして電圧
ベクトル指令値VdRef，VqRefを演算し、電圧フィードフ
ォワード制御を行うことにより電動機の回転数が高い領
域でも電動機制御を安定させることができる。
交流電動機のベクトル制御装置２１４では、磁束指令値
ΦRefとトルク指令値TqRefから算出した磁束方向電流指
令値IdRefとトルク電流指令値IqRefとをもとにして電圧
ベクトル指令値VdRef，VqRefを演算し、電圧フィードフ
ォワード制御を行うことにより電動機の回転数が高い領
域でも電動機制御を安定させることができる。
【０１９０】またインバータ出力電圧ベクトルの大きさ
を固定するモードでは、磁束方向電流実際値から算出し
た磁束推定値Φ_Hを用いて磁束方向電流指令値IdRef、
トルク電流指令値IqRefを算出することにより電動機出
力トルクをトルク指令値TqRefに正確に追従させること
ができる。
を固定するモードでは、磁束方向電流実際値から算出し
た磁束推定値Φ_Hを用いて磁束方向電流指令値IdRef、
トルク電流指令値IqRefを算出することにより電動機出
力トルクをトルク指令値TqRefに正確に追従させること
ができる。
【０１９１】＜実施の形態１５＞ 次に、本発明の実施の形態１５の交流電動機のベクトル
制御装置について、図２０に基づいて説明する。この実
施の形態１５の交流電動機のベクトル制御装置２１５
は、図１９に示した実施の形態１４のベクトル制御装置
２１４に対して、さらにトルク電流制御手段１０−２を
付加した構成である。したがって、その他の構成部分に
ついては実施の形態１４と共通する。
制御装置について、図２０に基づいて説明する。この実
施の形態１５の交流電動機のベクトル制御装置２１５
は、図１９に示した実施の形態１４のベクトル制御装置
２１４に対して、さらにトルク電流制御手段１０−２を
付加した構成である。したがって、その他の構成部分に
ついては実施の形態１４と共通する。
【０１９２】この実施の形態１５において付加されたト
ルク電流制御手段１０−２は、ベクトル制御指令値演算
手段１−４から出力されるトルク電流指令値IqRefとト
ルク電流実際値Iqとの差を入力とし、前述の数４３式で
表わされる比例積分制御によってトルク角補正値Δθを
求め、これを電動機回転子位相角θrに加算する形で出
力する。
ルク電流制御手段１０−２は、ベクトル制御指令値演算
手段１−４から出力されるトルク電流指令値IqRefとト
ルク電流実際値Iqとの差を入力とし、前述の数４３式で
表わされる比例積分制御によってトルク角補正値Δθを
求め、これを電動機回転子位相角θrに加算する形で出
力する。
【０１９３】ＰＷＭ電圧発生手段７は、極座標変換手段
３からの出力である電圧ベクトルの角度δとトルク電流
制御手段１０−２からの出力であるトルク角補正値Δθ
と外部からの電動機回転子位相角θrとの和としてのイ
ンバータ出力電圧位相角θ1と、変調率演算手段６から
の出力である変調率αとを入力とし、前述の数１９，２
０式に基づいてＵ，Ｖ，Ｗ各相のインバータ出力ＰＷＭ
電圧VuPWM，VvPWM，VwPWMを出力する。
３からの出力である電圧ベクトルの角度δとトルク電流
制御手段１０−２からの出力であるトルク角補正値Δθ
と外部からの電動機回転子位相角θrとの和としてのイ
ンバータ出力電圧位相角θ1と、変調率演算手段６から
の出力である変調率αとを入力とし、前述の数１９，２
０式に基づいてＵ，Ｖ，Ｗ各相のインバータ出力ＰＷＭ
電圧VuPWM，VvPWM，VwPWMを出力する。
【０１９４】以上の構成により、この実施の形態１５の
交流電動機のベクトル制御装置２１５では、磁束指令値
ΦRefとトルク指令値TqRefから算出した磁束方向電流指
令値IdRefとトルク電流指令値IqRefとをもとにして電圧
ベクトル指令値VdRef，VqRefを演算し、電圧フィードフ
ォワード制御を行うことにより電動機の回転数が高い領
域でも電動機制御を安定させることができる。
交流電動機のベクトル制御装置２１５では、磁束指令値
ΦRefとトルク指令値TqRefから算出した磁束方向電流指
令値IdRefとトルク電流指令値IqRefとをもとにして電圧
ベクトル指令値VdRef，VqRefを演算し、電圧フィードフ
ォワード制御を行うことにより電動機の回転数が高い領
域でも電動機制御を安定させることができる。
【０１９５】またインバータ出力電圧ベクトルの大きさ
を固定するモードでは、磁束補正値ΔΦを用いて磁束方
向電流指令値IdRef、トルク電流指令値IqRefを補正し、
さらにトルク電流指令値IqRefとトルク電流実際値Iqと
の差から算出したトルク角補正値Δθによってインバー
タ出力電圧位相角θ1を補正することにより電動機出力
トルクをトルク指令値TqRefに正確に追従させることが
できる。
を固定するモードでは、磁束補正値ΔΦを用いて磁束方
向電流指令値IdRef、トルク電流指令値IqRefを補正し、
さらにトルク電流指令値IqRefとトルク電流実際値Iqと
の差から算出したトルク角補正値Δθによってインバー
タ出力電圧位相角θ1を補正することにより電動機出力
トルクをトルク指令値TqRefに正確に追従させることが
できる。
【０１９６】＜実施の形態１６＞ 次に、本発明の実施の形態１６の交流電動機のベクトル
制御装置について、図２１に基づいて詳説する。この実
施の形態１６の交流電動機のベクトル制御装置２１６
は、永久磁石同期電動機を制御対象とするベクトル制御
装置であって、ベクトル制御指令値演算手段１−５、電
圧指令値演算手段２−３、極座標変換手段３、電圧ベク
トルの大きさ指令値演算手段４、電圧固定手段５、変調
率演算手段６、ＰＷＭ電圧発生手段７、磁束補正値演算
手段９−６、トルク電流制御手段１０−２及び永久磁石
磁束補正値演算手段１６−１から構成されている。
制御装置について、図２１に基づいて詳説する。この実
施の形態１６の交流電動機のベクトル制御装置２１６
は、永久磁石同期電動機を制御対象とするベクトル制御
装置であって、ベクトル制御指令値演算手段１−５、電
圧指令値演算手段２−３、極座標変換手段３、電圧ベク
トルの大きさ指令値演算手段４、電圧固定手段５、変調
率演算手段６、ＰＷＭ電圧発生手段７、磁束補正値演算
手段９−６、トルク電流制御手段１０−２及び永久磁石
磁束補正値演算手段１６−１から構成されている。
【０１９７】磁束補正値演算手段９−６は、極座標変換
手段３から出力される電圧ベクトルの大きさ|V|と、電
圧固定手段５から出力される新たな電圧ベクトルの大き
さ|V|fixとを入力とし、次の数４９式で表わされる比例
積分制御によって磁束補正値ΔΦを求めてベクトル制御
指令値演算手段１−５に与える。
手段３から出力される電圧ベクトルの大きさ|V|と、電
圧固定手段５から出力される新たな電圧ベクトルの大き
さ|V|fixとを入力とし、次の数４９式で表わされる比例
積分制御によって磁束補正値ΔΦを求めてベクトル制御
指令値演算手段１−５に与える。
【０１９８】
【数４９】 ただし、ｓ：微分演算子 Gp：比例ゲイン Gi：積分ゲイン 永久磁石磁束補正手段１６−１は、ベクトル制御指令値
演算手段１−５から出力される磁束方向電流指令値IdRe
fと磁束方向電流実際値Idとの差を入力とし、次の数５
０式で表わされる比例積分制御によって永久磁石磁束補
正値ΔΦfを求めてベクトル制御指令値演算手段１−５
と電圧指令値演算手段２−３に与える。
演算手段１−５から出力される磁束方向電流指令値IdRe
fと磁束方向電流実際値Idとの差を入力とし、次の数５
０式で表わされる比例積分制御によって永久磁石磁束補
正値ΔΦfを求めてベクトル制御指令値演算手段１−５
と電圧指令値演算手段２−３に与える。
【０１９９】
【数５０】 ただし、ｓ：微分演算子 Gfp：比例ゲイン Gfi：積分ゲイン ベクトル制御指令値演算手段１−５は、磁束指令値ΦRe
fと磁束補正値演算手段９−６からの磁束補正値ΔΦと
永久磁石磁束補正値演算手段１６−１からの永久磁石磁
束補正値ΔΦfとトルク指令値TqRefとを入力とし、前述
の数４５式に基づく演算によって磁束方向電流指令値Id
Refとトルク電流指令値IqRefとを出力する。
fと磁束補正値演算手段９−６からの磁束補正値ΔΦと
永久磁石磁束補正値演算手段１６−１からの永久磁石磁
束補正値ΔΦfとトルク指令値TqRefとを入力とし、前述
の数４５式に基づく演算によって磁束方向電流指令値Id
Refとトルク電流指令値IqRefとを出力する。
【０２００】電圧指令値演算手段２−３は、ベクトル制
御指令値演算手段１−５からの磁束方向電流指令値IdRe
fとトルク電流指令値IqRef、及び永久磁石磁束補正値演
算手段１６−１からの永久磁石磁束補正値ΔΦfを入力
とし、前述の数４６式に基づく演算によって磁束軸電圧
指令値VdRefとトルク軸電圧指令値VqRefとを出力する。
御指令値演算手段１−５からの磁束方向電流指令値IdRe
fとトルク電流指令値IqRef、及び永久磁石磁束補正値演
算手段１６−１からの永久磁石磁束補正値ΔΦfを入力
とし、前述の数４６式に基づく演算によって磁束軸電圧
指令値VdRefとトルク軸電圧指令値VqRefとを出力する。
【０２０１】トルク電流制御手段１０−２は、ベクトル
制御指令値演算手段１−５から出力されるトルク電流指
令値IqRefとトルク電流実際値Iqとの差を入力とし、前
述の数４３式で表わされる比例積分制御によってトルク
角補正値Δθを求め、電動機回転子位相角θrに加算す
る形で出力する。
制御指令値演算手段１−５から出力されるトルク電流指
令値IqRefとトルク電流実際値Iqとの差を入力とし、前
述の数４３式で表わされる比例積分制御によってトルク
角補正値Δθを求め、電動機回転子位相角θrに加算す
る形で出力する。
【０２０２】ＰＷＭ電圧発生手段７は、極座標変換手段
３からの電圧ベクトルの角度δとトルク電流制御手段１
０−２からのトルク角補正値Δθと電動機回転子位相角
θrとの和であるインバータ出力電圧位相角θ1と、変調
率演算手段６からの変調率αとを入力とし、前述の数１
９，２０式に基づく演算によってＵ，Ｖ，Ｗ各相のイン
バータ出力ＰＷＭ電圧VuPWM，VvPWM，VwPWMを出力す
る。
３からの電圧ベクトルの角度δとトルク電流制御手段１
０−２からのトルク角補正値Δθと電動機回転子位相角
θrとの和であるインバータ出力電圧位相角θ1と、変調
率演算手段６からの変調率αとを入力とし、前述の数１
９，２０式に基づく演算によってＵ，Ｖ，Ｗ各相のイン
バータ出力ＰＷＭ電圧VuPWM，VvPWM，VwPWMを出力す
る。
【０２０３】なお、その他の構成部分については、図１
６に示した実施の形態１１のものと同様であるので、そ
の詳しい説明を省略する。
６に示した実施の形態１１のものと同様であるので、そ
の詳しい説明を省略する。
【０２０４】以上の構成により、この実施の形態１６の
交流電動機のベクトル制御装置２１６では、磁束指令値
ΦRefとトルク指令値TqRefから算出した磁束方向電流指
令値IdRefとトルク電流指令値IqRefとをもとにして電圧
ベクトル指令値VdRef，VqRefを演算し、電圧フィードフ
ォワード制御を行うことにより電動機の回転数が高い領
域でも電動機制御を安定させることができる。
交流電動機のベクトル制御装置２１６では、磁束指令値
ΦRefとトルク指令値TqRefから算出した磁束方向電流指
令値IdRefとトルク電流指令値IqRefとをもとにして電圧
ベクトル指令値VdRef，VqRefを演算し、電圧フィードフ
ォワード制御を行うことにより電動機の回転数が高い領
域でも電動機制御を安定させることができる。
【０２０５】またトルク角補正値Δθによってインバー
タ出力電圧位相角θ1を補正し、また電圧ベクトル指令
値の大きさ|V|と出力電圧ベクトルの大きさ|V|fixとの
差から求めた磁束補正値ΔΦと、磁束方向電流指令値Id
Refと磁束方向電流実際値Idとの差から求めた永久磁石
磁束補正値ΔΦfとを用いて磁束方向電流指令値IdRef、
トルク電流指令値IqRef、電圧ベクトル指令値Vdref，Vq
Refを補正することにより、つまり、全体の磁束補正値
ΔΦは磁束補正値演算手段９−６により得て磁束補正を
行い、永久磁石の磁束分と電流による磁束分との比率が
ベクトル制御指令値演算手段１−５、電圧指令値演算手
段２−３の内部計算において必要となるために、永久磁
石磁束補正値演算手段１６−２により永久磁石磁束補正
値ΔΦｆを求めてこれらに与えることによって永久磁石
電動機特性を正確にモデリングすることにより、電動機
出力トルクをトルク指令値TqRefに正確に追従させるこ
とができる。
タ出力電圧位相角θ1を補正し、また電圧ベクトル指令
値の大きさ|V|と出力電圧ベクトルの大きさ|V|fixとの
差から求めた磁束補正値ΔΦと、磁束方向電流指令値Id
Refと磁束方向電流実際値Idとの差から求めた永久磁石
磁束補正値ΔΦfとを用いて磁束方向電流指令値IdRef、
トルク電流指令値IqRef、電圧ベクトル指令値Vdref，Vq
Refを補正することにより、つまり、全体の磁束補正値
ΔΦは磁束補正値演算手段９−６により得て磁束補正を
行い、永久磁石の磁束分と電流による磁束分との比率が
ベクトル制御指令値演算手段１−５、電圧指令値演算手
段２−３の内部計算において必要となるために、永久磁
石磁束補正値演算手段１６−２により永久磁石磁束補正
値ΔΦｆを求めてこれらに与えることによって永久磁石
電動機特性を正確にモデリングすることにより、電動機
出力トルクをトルク指令値TqRefに正確に追従させるこ
とができる。
【０２０６】＜実施の形態１７＞ 次に、本発明の実施の形態１７の交流電動機のベクトル
制御装置を図２２に基づいて説明する。この実施の形態
１７の交流電動機のベクトル制御装置２１７は、永久磁
石同期電動機を制御対象とするベクトル制御装置であっ
て、ベクトル制御指令値演算手段１−５、電圧指令値演
算手段２−３、極座標変換手段３、電圧ベクトルの大き
さ指令値演算手段４、電圧固定手段５、変調率演算手段
６、ＰＷＭ電圧発生手段７、磁束補正値演算手段９−
６、トルク電流制御手段１０−２及び永久磁石磁束補正
値演算手段１６−１から構成されている。この実施の形
態１７のベクトル制御装置２１７は、図２１に示した実
施の形態１６のベクトル制御装置２１６に対して、磁束
補正値演算手段９−５，９−６と永久磁石磁束補正値演
算手段１６−２，１６−１との間で入力を交換した形に
なっている。
制御装置を図２２に基づいて説明する。この実施の形態
１７の交流電動機のベクトル制御装置２１７は、永久磁
石同期電動機を制御対象とするベクトル制御装置であっ
て、ベクトル制御指令値演算手段１−５、電圧指令値演
算手段２−３、極座標変換手段３、電圧ベクトルの大き
さ指令値演算手段４、電圧固定手段５、変調率演算手段
６、ＰＷＭ電圧発生手段７、磁束補正値演算手段９−
６、トルク電流制御手段１０−２及び永久磁石磁束補正
値演算手段１６−１から構成されている。この実施の形
態１７のベクトル制御装置２１７は、図２１に示した実
施の形態１６のベクトル制御装置２１６に対して、磁束
補正値演算手段９−５，９−６と永久磁石磁束補正値演
算手段１６−２，１６−１との間で入力を交換した形に
なっている。
【０２０７】したがって、磁束補正値演算手段９−５
は、ベクトル制御指令値演算手段１−５から出力される
磁束方向電流指令値IdRefと磁束方向電流実際値Idとの
差を入力とし、前述の数４２式に基づく演算によって磁
束補正値ΔΦを求めてベクトル制御指令値演算手段１−
５に与える。
は、ベクトル制御指令値演算手段１−５から出力される
磁束方向電流指令値IdRefと磁束方向電流実際値Idとの
差を入力とし、前述の数４２式に基づく演算によって磁
束補正値ΔΦを求めてベクトル制御指令値演算手段１−
５に与える。
【０２０８】永久磁石磁束補正値演算手段１６−２は、
この実施の形態１７の場合には、極座標変換手段３から
出力される電圧ベクトルの大きさ|V|と、電圧固定手段
５から出力される新たな電圧ベクトルの大きさ|V|fixと
を入力とし、次の数５１式で表わされる比例積分制御に
よって永久磁石磁束補正値ΔΦfを求めてベクトル制御
指令値演算手段１−５と電圧指令値演算手段２−３に与
える。
この実施の形態１７の場合には、極座標変換手段３から
出力される電圧ベクトルの大きさ|V|と、電圧固定手段
５から出力される新たな電圧ベクトルの大きさ|V|fixと
を入力とし、次の数５１式で表わされる比例積分制御に
よって永久磁石磁束補正値ΔΦfを求めてベクトル制御
指令値演算手段１−５と電圧指令値演算手段２−３に与
える。
【０２０９】
【数５１】 ただし、ｓ：微分演算子 Gfp：比例ゲイン Gfi：積分ゲイン ベクトル制御指令値演算手段１−５は、磁束指令値ΦRe
fと磁束補正値演算手段９−５からの磁束補正値ΔΦと
永久磁石磁束補正値演算手段１６−２からの永久磁石磁
束補正値ΔΦfとトルク指令値TqRefとを入力とし、前述
の数４５式に基づく演算によって磁束方向電流指令値Id
Refとトルク電流指令値IqRefとを出力する。
fと磁束補正値演算手段９−５からの磁束補正値ΔΦと
永久磁石磁束補正値演算手段１６−２からの永久磁石磁
束補正値ΔΦfとトルク指令値TqRefとを入力とし、前述
の数４５式に基づく演算によって磁束方向電流指令値Id
Refとトルク電流指令値IqRefとを出力する。
【０２１０】電圧指令値演算手段２−３は、ベクトル制
御指令値演算手段１−５からの磁束方向電流指令値IdRe
fとトルク電流指令値IqRef及び永久磁石磁束補正値演算
手段１６−２からの永久磁石磁束補正値ΔΦfを入力と
し、前述の数４６式に基づく演算によって磁束軸電圧指
令値VdRefとトルク軸電圧指令値VqRefとを出力する。
御指令値演算手段１−５からの磁束方向電流指令値IdRe
fとトルク電流指令値IqRef及び永久磁石磁束補正値演算
手段１６−２からの永久磁石磁束補正値ΔΦfを入力と
し、前述の数４６式に基づく演算によって磁束軸電圧指
令値VdRefとトルク軸電圧指令値VqRefとを出力する。
【０２１１】なお、その他の構成部分については、図２
１に示した実施の形態１６のものと同様であるので、そ
の詳しい説明を省略する。
１に示した実施の形態１６のものと同様であるので、そ
の詳しい説明を省略する。
【０２１２】以上の構成により、この実施の形態１７の
交流電動機のベクトル制御装置２１７では、磁束指令値
ΦRefとトルク指令値TqRefから算出した磁束方向電流指
令値IdRefとトルク電流指令値IqRefとをもとにして電圧
ベクトル指令値VdRef，VqRefを演算し、電圧フィードフ
ォワード制御を行うことにより電動機の回転数が高い領
域でも電動機制御を安定させることができる。
交流電動機のベクトル制御装置２１７では、磁束指令値
ΦRefとトルク指令値TqRefから算出した磁束方向電流指
令値IdRefとトルク電流指令値IqRefとをもとにして電圧
ベクトル指令値VdRef，VqRefを演算し、電圧フィードフ
ォワード制御を行うことにより電動機の回転数が高い領
域でも電動機制御を安定させることができる。
【０２１３】またトルク角補正値Δθによってインバー
タ出力電圧位相角θ1を補正し、電圧ベクトル指令値の
大きさ|V|と出力電圧ベクトルの大きさ|V|fixとの差か
ら求めた永久磁石磁束補正値ΔΦfと、磁束方向電流指
令値IdRefと磁束方向電流実際値Idとの差から求めた磁
束補正値ΔΦとを用いて磁束方向電流指令値IdRef、ト
ルク電流指令値IqRef、電圧ベクトル指令値Vdref，VqRe
fを補正することにより、実施の形態１６と同様の理由
によって電動機出力トルクをトルク指令値TqRefに正確
に追従させることができる。
タ出力電圧位相角θ1を補正し、電圧ベクトル指令値の
大きさ|V|と出力電圧ベクトルの大きさ|V|fixとの差か
ら求めた永久磁石磁束補正値ΔΦfと、磁束方向電流指
令値IdRefと磁束方向電流実際値Idとの差から求めた磁
束補正値ΔΦとを用いて磁束方向電流指令値IdRef、ト
ルク電流指令値IqRef、電圧ベクトル指令値Vdref，VqRe
fを補正することにより、実施の形態１６と同様の理由
によって電動機出力トルクをトルク指令値TqRefに正確
に追従させることができる。
【０２１４】
【発明の効果】以上のように請求項１〜請求項１０のい
ずれかの発明によれば、磁束指令値とトルク指令値とを
もとにして磁化電流指令値とトルク電流指令値を算出
し、これらの磁化電流指令値とトルク電流指令値とをも
とにして電圧ベクトル指令値を算出し、この電圧ベクト
ル指令値の磁束方向に対する角度を電力変換装置の出力
電圧位相角にフィードフォワードで加えることによって
誘導電動機のトルク制御の応答速度を速めることができ
る。
ずれかの発明によれば、磁束指令値とトルク指令値とを
もとにして磁化電流指令値とトルク電流指令値を算出
し、これらの磁化電流指令値とトルク電流指令値とをも
とにして電圧ベクトル指令値を算出し、この電圧ベクト
ル指令値の磁束方向に対する角度を電力変換装置の出力
電圧位相角にフィードフォワードで加えることによって
誘導電動機のトルク制御の応答速度を速めることができ
る。
【０２１５】また磁束補正値あるいは磁束推定値を用い
て磁化電流指令値、トルク電流指令値を補正することに
より、実際の磁束の変化を考慮して誘導電動機の出力ト
ルクをトルク指令値に正確に追従させることができる。
て磁化電流指令値、トルク電流指令値を補正することに
より、実際の磁束の変化を考慮して誘導電動機の出力ト
ルクをトルク指令値に正確に追従させることができる。
【０２１６】またすべり周波数位相角補正値を用いて電
力変換装置の出力電圧位相角を補正することにより、誘
導電動機の出力トルクをトルク指令値にいっそう正確に
追従させることができる。
力変換装置の出力電圧位相角を補正することにより、誘
導電動機の出力トルクをトルク指令値にいっそう正確に
追従させることができる。
【０２１７】請求項１１〜請求項１７のいずれかの発明
によれば、磁束指令値とトルク指令値とをもとにして磁
束方向電流指令値とトルク電流指令値を算出し、これら
の磁束方向電流指令値とトルク電流指令値とをもとにし
て電圧ベクトル指令値を算出して電圧フィードフォワー
ド制御を行うことによって永久磁石同期電動機の回転速
度が高い領域でも電動機制御の安定性を確保することが
できる。
によれば、磁束指令値とトルク指令値とをもとにして磁
束方向電流指令値とトルク電流指令値を算出し、これら
の磁束方向電流指令値とトルク電流指令値とをもとにし
て電圧ベクトル指令値を算出して電圧フィードフォワー
ド制御を行うことによって永久磁石同期電動機の回転速
度が高い領域でも電動機制御の安定性を確保することが
できる。
【０２１８】また磁束補正値あるいは磁束推定値、さら
には永久磁石磁束補正値を用いて磁束方向電流指令値、
トルク電流指令値を補正することにより、磁束方向電流
を必要最小限として永久磁石動議電動機の出力トルクを
トルク指令値に正確に追従させることができる。
には永久磁石磁束補正値を用いて磁束方向電流指令値、
トルク電流指令値を補正することにより、磁束方向電流
を必要最小限として永久磁石動議電動機の出力トルクを
トルク指令値に正確に追従させることができる。
【０２１９】またトルク角補正値を用いて電力変換装置
の出力電圧位相角を補正することにより電動機出力トル
クをトルク指令値に正確に追従させることができる。
の出力電圧位相角を補正することにより電動機出力トル
クをトルク指令値に正確に追従させることができる。
【図１】本発明の実施の形態１の回路ブロック図。
【図２】上記の実施の形態１におけるＰＷＭ波形を示す
タイミングチャート。
タイミングチャート。
【図３】上記の実施の形態１における磁束補正値演算手
段の他の例を示すブロック図。
段の他の例を示すブロック図。
【図４】本発明の実施の形態２の回路ブロック図。
【図５】本発明の実施の形態３の回路ブロック図。
【図６】上記の実施の形態３における重み係数演算手段
の構成を示すブロック図。
の構成を示すブロック図。
【図７】本発明の実施の形態４の回路ブロック図。
【図８】上記の実施の形態４における磁束補正値演算手
段の構成を示すブロック図。
段の構成を示すブロック図。
【図９】本発明の実施の形態５の回路ブロック図。
【図１０】上記の実施の形態５における磁束補正値演算
手段の構成を示すブロック図。
手段の構成を示すブロック図。
【図１１】本発明の実施の形態６の回路ブロック図。
【図１２】本発明の実施の形態７の回路ブロック図。
【図１３】本発明の実施の形態８の回路ブロック図。
【図１４】本発明の実施の形態９の回路ブロック図。
【図１５】本発明の実施の形態１０の回路ブロック図。
【図１６】本発明の実施の形態１１の回路ブロック図。
【図１７】本発明の実施の形態１２の回路ブロック図。
【図１８】本発明の実施の形態１３の回路ブロック図。
【図１９】本発明の実施の形態１４の回路ブロック図。
【図２０】本発明の実施の形態１５の回路ブロック図。
【図２１】本発明の実施の形態１６の回路ブロック図。
【図２２】本発明の実施の形態１７の回路ブロック図。
【図２３】従来例の回路ブロック図。
【図２４】他の従来例の回路ブロック図。
１，１−１〜１−６ ベクトル制御指令値演算手段 ２，２−１〜２−３ 電圧指令値演算手段 ３ 極座標変換手段 ４ 電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段 ５ 電圧固定手段 ６ 変調率演算手段 ７ パルス幅変調（ＰＷＭ）電圧発生手段 ８ すべり角周波数積分手段 ９，９−１〜９−６ 磁束補正値演算手段 １０，１０−１〜１０−２ トルク電流制御手段 １１ 重み係数演算手段 １２ ｄ軸電流制御手段 １３ ｑ軸電流制御手段 １４，１４−１ 二次抵抗補正値演算手段 １５，１５−１〜１５−４ 磁束推定値演算手段 １６，１６−１，１６−２ 永久磁石磁束補正値演算手
段 ２０１〜２１７ ベクトル制御装置
段 ２０１〜２１７ ベクトル制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02P 5/408 - 5/412 H02P 7/628 - 7/632 H02P 21/00
Claims (17)
- 【請求項１】 誘導電動機を制御対象として、出力電圧
の大きさと周波数及び位相の制御が可能な電力変換装置
を介して前記誘導電動機に供給される一次電流を前記誘
導電動機の磁束と平行な磁束方向成分（磁化電流）とこ
れに直交するトルク方向成分（トルク電流）とに分離
し、各々を独立に制御する交流電動機のベクトル制御装
置において、 磁束指令値とトルク指令値と磁束補正値とを入力とし、
磁化電流指令値とトルク電流指令値とすべり角周波数指
令値とを算出するベクトル制御指令値演算手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁化電流指令値
とトルク電流指令値とを入力とし、磁束方向成分電圧指
令値と前記磁束と直交する方向のトルク方向成分電圧指
令値とを算出する電圧指令値演算手段と、 前記電圧指令値演算手段からの磁束方向成分電圧指令値
とトルク方向成分電圧指令値とを入力とし、電圧ベクト
ルの大きさと前記磁束方向に対する電圧ベクトルの角度
とを算出する極座標変換手段と、 前記電力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、電圧ベ
クトルの大きさの指令値を算出する電圧ベクトルの大き
さ指令値演算手段と、 前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの大きさと前記
電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段からの電圧ベクト
ルの大きさの指令値と、電圧固定指令とを入力とし、前
記電圧固定指令に基づいて新たな電圧ベクトルの大きさ
を算出する電圧固定手段と、 前記電圧固定手段からの新たな電圧ベクトルの大きさと
前記電力変換装置の直流リンク電圧とを入力とし、前記
電力変換装置の出力電圧の変調率を算出する変調率演算
手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からのすべり角周波数
指令値を積分してすべり周波数位相角として出力するす
べり角周波数積分手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁化電流指令値
と、磁化電流実際値とを入力とし、前記磁束補正値を算
出して前記ベクトル制御指令値演算手段に入力として与
える磁束補正値演算手段と、 前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの角度、前記す
べり角周波数積分手段からのすべり周波数位相角及び前
記誘導電動機の回転子位相角の和である電力変換装置の
出力電圧位相角と、前記変調率演算手段からの変調率と
を入力とし、前記電力変換装置の出力のパルス幅変調電
圧指令値を出力するパルス幅変調電圧発生手段とを備え
て成る交流電動機のベクトル制御装置。 - 【請求項２】 前記ベクトル制御指令値演算手段からの
トルク電流指令値と、トルク電流実際値とを入力とし、
すべり周波数位相角補正値を演算して前記電力変換装置
の出力電圧位相角に加算するために出力するトルク電流
制御手段を備えて成る請求項１記載の交流電動機のベク
トル制御装置。 - 【請求項３】 誘導電動機を制御対象として、出力電圧
の大きさと周波数及び位相の制御が可能な電力変換装置
を介して前記誘導電動機に供給される一次電流を前記誘
導電動機の磁束と平行な磁束方向成分（磁化電流）とこ
れに直交するトルク方向成分（トルク電流）とに分離
し、各々を独立に制御する交流電動機のベクトル制御装
置において、 磁束指令値とトルク指令値と磁束補正値とを入力とし、
磁化電流指令値とトルク電流指令値とすべり角周波数指
令値とを算出するベクトル制御指令値演算手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁化電流指令値
とトルク電流指令値とを入力とし、磁束方向成分電圧指
令値と前記磁束と直交する方向のトルク方向成分電圧指
令値とを算出する電圧指令値演算手段と、 前記電力変換装置の出力電圧の角周波数を入力とし、第
１重み係数と第２重み係数とを算出する重み係数演算手
段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁化電流指令値
と、磁化電流実際値との差に前記重み係数演算手段から
の第１重み係数を乗じた値を入力とし、磁束方向成分電
圧補正値を算出するｄ軸電流制御手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からのトルク電流指令
値と、トルク電流実際値との差に前記重み係数演算手段
からの第１重み係数を乗じた値を入力とし、トルク方向
成分電圧補正値を算出するｑ軸電流制御手段と、 前記電圧指令値演算手段からの磁束方向成分電圧指令値
に前記ｄ軸電流制御手段からの磁束方向成分電圧補正値
を加算して新たな磁束方向成分電圧指令値とし、前記電
圧指令値演算手段からのトルク方向成分電圧指令値に前
記ｑ軸電流制御手段からのトルク方向成分電圧補正値を
加算して新たなトルク方向成分電圧指令値とし、これら
の新たな磁束方向成分電圧指令値とトルク方向成分電圧
指令値とを入力とし、電圧ベクトルの大きさと前記磁束
方向に対する電圧ベクトルの角度とを算出する極座標変
換手段と、 前記電力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、電圧ベ
クトルの大きさの指令値を算出する電圧ベクトルの大き
さ指令値演算手段と、 前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの大きさと前記
電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段からの電圧ベクト
ルの大きさの指令値と、電圧固定指令とを入力とし、前
記電圧固定指令に基づいて新たな電圧ベクトルの大きさ
を算出する電圧固定手段と、 前記新たな電圧ベクトルの大きさと前記電力変換装置の
直流リンク電圧とを入力とし、前記電力変換装置の出力
電圧の変調率を算出する変調率演算手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からのすべり角周波数
指令値を積分してすべり周波数位相角として出力するす
べり角周波数積分手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁化電流指令値
と、磁化電流実際値との差に前記重み係数演算手段から
の第２重み係数を乗じた値を入力とし、前記磁束補正値
を算出して前記ベクトル制御指令値演算手段に入力とし
て与える磁束補正値演算手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からのトルク電流指令
値と、トルク電流実際値との差に前記重み係数演算手段
からの第２重み係数を乗じた値を入力とし、すべり周波
数位相角補正値を演算して前記すべり角周波数積分手段
からのすべり周波数位相角に加算するために出力するト
ルク電流制御手段と、 前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの角度、前記す
べり角周波数積分手段からのすべり周波数位相角、前記
トルク電流制御手段からのすべり周波数位相角補正値及
び前記誘導電動機の回転子位相角の和である電力変換装
置の出力電圧位相角と、前記変調率演算手段からの変調
率とを入力とし、前記電力変換装置の出力のパルス幅変
調電圧指令値を出力するパルス幅変調電圧発生手段とを
備えて成る交流電動機のベクトル制御装置。 - 【請求項４】 誘導電動機を制御対象として、出力電圧
の大きさと周波数及び位相の制御が可能な電力変換装置
を介して前記誘導電動機に供給される一次電流を前記誘
導電動機の磁束と平行な磁束方向成分（磁化電流）とこ
れに直交するトルク方向成分（トルク電流）とに分離
し、各々を独立に制御する交流電動機のベクトル制御装
置において、 磁束指令値とトルク指令値と磁束補正値と二次抵抗補正
値とを入力とし、磁化電流指令値とトルク電流指令値と
すべり角周波数指令値とを算出するベクトル制御指令値
演算手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁化電流指令値
及びトルク電流指令値と前記二次抵抗補正値とを入力と
し、磁束方向成分電圧指令値と前記磁束と直交する方向
のトルク方向成分電圧指令値とを算出する電圧指令値演
算手段と、 前記電圧指令値演算手段からの磁束方向成分電圧指令値
とトルク方向成分電圧指令値とを入力とし、電圧ベクト
ルの大きさと前記磁束方向に対する電圧ベクトルの角度
とを算出する極座標変換手段と、 前記電力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、電圧ベ
クトルの大きさの指令値を算出する電圧ベクトルの大き
さ指令値演算手段と、 前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの大きさと前記
電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段からの電圧ベクト
ルの大きさの指令値と、電圧固定指令とを入力とし、前
記電圧固定指令に基づいて新たな電圧ベクトルの大きさ
を算出する電圧固定手段と、 前記電圧固定手段からの新たな電圧ベクトルの大きさと
前記電力変換装置の直流リンク電圧とを入力とし、前記
電力変換装置の出力電圧の変調率を算出する変調率演算
手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からのすべり角周波数
指令値を積分してすべり周波数位相角として出力するす
べり角周波数積分手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁化電流指令値
と、磁化電流実際値と前記二次抵抗補正値とを入力と
し、前記磁束補正値を算出して前記ベクトル制御指令値
演算手段に入力として与える磁束補正値演算手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からのトルク電流指令
値と、トルク電流実際値と前記トルク指令値とを入力と
し、前記二次抵抗補正値を算出して前記ベクトル制御指
令値演算手段と電圧指令値演算手段と磁束補正値演算手
段とに入力として与える二次抵抗補正値演算手段と、 前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの角度、前記す
べり角周波数積分手段からのすべり周波数位相角及び前
記誘導電動機の回転子位相角の和である電力変換装置の
出力電圧位相角と、前記変調率演算手段からの変調率と
を入力とし、前記電力変換装置の出力のパルス幅変調電
圧指令値を出力するパルス幅変調電圧発生手段とを備え
て成る交流電動機のベクトル制御装置。 - 【請求項５】 誘導電動機を制御対象として、出力電圧
の大きさと周波数及び位相の制御が可能な電力変換装置
を介して前記誘導電動機に供給される一次電流を前記誘
導電動機の磁束と平行な磁束方向成分（磁化電流）とこ
れに直交するトルク方向成分（トルク電流）とに分離
し、各々を独立に制御する交流電動機のベクトル制御装
置において、 磁束指令値とトルク指令値と磁束補正値と二次抵抗補正
値とを入力とし、磁化電流指令値とトルク電流指令値と
すべり角周波数指令値とを算出するベクトル制御指令値
演算手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁化電流指令値
及びトルク電流指令値と前記二次抵抗補正値とを入力と
し、磁束方向成分電圧指令値と前記磁束と直交する方向
のトルク方向成分電圧指令値とを算出する電圧指令値演
算手段と、 前記電力変換装置の出力電圧の角周波数を入力とし、第
１重み係数と第２重み数とを算出する重み係数演算手段
と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁化電流指令値
と、磁化電流実際値との差に前記重み係数演算手段から
の第１重み係数を乗じた値を入力とし、磁束方向成分電
圧補正値を算出するｄ軸電流制御手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からのベクトル電流指
令値とベクトル電流実際値との差に前記重み係数演算手
段からの第１重み係数を乗じた値を入力とし、トルク方
向成分電圧補正値を算出するｑ軸電流制御手段と、 前記電圧指令値演算手段からの磁束方向成分電圧指令値
に前記ｄ軸電流制御手段からの磁束方向成分電圧補正値
を加算して新たな磁束方向成分電圧指令値とし、前記電
圧指令値演算手段からのトルク方向成分電圧指令値に前
記ｑ軸電流制御手段からのトルク方向成分電圧補正値を
加算して新たなトルク方向成分電圧指令値とし、これら
の新たな磁束方向成分電圧指令値とトルク方向成分電圧
指令値とを入力とし、電圧ベクトルの大きさと前記磁束
方向に対する電圧ベクトルの角度とを算出する極座標変
換手段と、 前記電力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、電圧ベ
クトルの大きさの指令値を算出する電圧ベクトルの大き
さ指令値演算手段と、 前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの大きさと前記
電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段からの電圧ベクト
ルの大きさの指令値と、電圧固定指令とを入力とし、前
記電圧固定指令に基づいて新たな電圧ベクトルの大きさ
を算出する電圧固定手段と、 前記新たな電圧ベクトルの大きさと前記電力変換装置の
直流リンク電圧とを入力とし、前記電力変換装置の出力
電圧の変調率を算出する変調率演算手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からのすべり角周波数
指令値を積分してすべり周波数位相角として出力するす
べり角周波数積分手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁化電流指令値
と、磁化電流実際値と前記二次抵抗補正値と前記重み係
数演算手段からの第２重み係数とを入力とし、前記磁束
補正値を算出して前記ベクトル制御指令値演算手段に入
力として与える磁束補正値演算手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からのトルク電流指令
値と、トルク電流実際値との差に前記重み係数演算手段
からの第２重み係数を乗じた値と、前記トルク指令値と
前記ｑ軸電流制御手段からのトルク方向成分電圧補正値
とを入力とし、前記二次抵抗補正値を算出して前記ベク
トル制御指令値演算手段と電圧指令値演算手段と磁束補
正値演算手段とに入力として与える二次抵抗補正値演算
手段と、 前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの角度、前記す
べり角周波数積分手段からのすべり周波数位相角及び前
記誘導電動機の回転子位相角の和である電力変換装置の
出力電圧位相角と、前記変調率演算手段からの変調率と
を入力とし、前記電力変換装置の出力のパルス幅変調電
圧指令値を出力するパルス幅変調電圧発生手段とを備え
て成る交流電動機のベクトル制御装置。 - 【請求項６】 誘導電動機を制御対象として、出力電圧
の大きさと周波数及び位相の制御が可能な電力変換装置
を介して前記誘導電動機に供給される一次電流を前記誘
導電動機の磁束と平行な磁束方向成分（磁化電流）とこ
れに直交するトルク方向成分（トルク電流）とに分離
し、各々を独立に制御する交流電動機のベクトル制御装
置において、 磁束指令値とトルク指令値と前記磁束推定値演算手段か
らの磁束推定値とを入力とし、磁化電流指令値とトルク
電流指令値とすべり角周波数指令値とを算出するベクト
ル制御指令値演算手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁化電流指令値
とトルク電流指令値とを入力とし、磁束方向成分電圧指
令値と前記磁束と直交する方向のトルク方向成分電圧指
令値とを算出する電圧指令値演算手段と、 前記電圧指令値演算手段からの磁束方向成分電圧指令値
とトルク方向成分電圧指令値とを入力とし、電圧ベクト
ルの大きさと前記磁束方向に対する電圧ベクトルの角度
とを算出する極座標変換手段と、 前記電力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、電圧ベ
クトルの大きさの指令値を算出する電圧ベクトルの大き
さ指令値演算手段と、 前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの大きさと前記
電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段からの電圧ベクト
ルの大きさの指令値と、電圧固定指令とを入力とし、前
記電圧固定指令に基づいて新たな電圧ベクトルの大きさ
を算出する電圧固定手段と、 前記電圧固定手段からの新たな電圧ベクトルの大きさと
前記電力変換装置の直流リンク電圧とを入力とし、前記
電力変換装置の出力電圧の変調率を算出する変調率演算
手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からのすべり角周波数
指令値を積分してすべり周波数位相角として出力するす
べり角周波数積分手段と、 磁化電流実際値を入力とし、前記磁束推定値を算出して
前記ベクトル制御指令値演算手段に入力として与える磁
束推定値演算手段と、 前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの角度、前記す
べり角周波数積分手段からのすべり周波数位相角及び前
記誘導電動機の回転子位相角の和である電力変換装置の
出力電圧位相角と、前記変調率演算手段からの変調率と
を入力とし、前記電力変換装置の出力のパルス幅変調電
圧指令値を出力するパルス幅変調電圧発生手段とを備え
て成る交流電動機のベクトル制御装置。 - 【請求項７】 前記ベクトル制御指令値演算手段からの
トルク電流指令値と、トルク電流実際値とを入力とし、
すべり周波数位相角補正値を演算して前記電力変換装置
の出力電圧位相角に加算するために出力するトルク電流
制御手段を備えて成る請求項６記載の交流電動機のベク
トル制御装置。 - 【請求項８】 誘導電動機を制御対象として、出力電圧
の大きさと周波数及び位相の制御が可能な電力変換装置
を介して前記誘導電動機に供給される一次電流を前記誘
導電動機の磁束と平行な磁束方向成分（磁化電流）とこ
れに直交するトルク方向成分（トルク電流）とに分離
し、各々を独立に制御する交流電動機のベクトル制御装
置において、 磁束指令値とトルク指令値と磁束推定値と二次抵抗補正
値と電圧固定指令とを入力とし、磁化電流指令値とトル
ク電流指令値とすべり角周波数指令値とを算出するベク
トル制御指令値演算手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁化電流指令値
及びトルク電流指令値と前記二次抵抗補正値とを入力と
し、磁束方向成分電圧指令値と前記磁束と直交する方向
のトルク方向成分電圧指令値とを算出する電圧指令値演
算手段と、 前記電圧指令値演算手段からの磁束方向成分電圧指令値
とトルク方向成分電圧指令値とを入力とし、電圧ベクト
ルの大きさと前記磁束方向に対する電圧ベクトルの角度
とを算出する極座標変換手段と、 前記電力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、電圧ベ
クトルの大きさの指令値を算出する電圧ベクトルの大き
さ指令値演算手段と、 前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの大きさと前記
電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段からの電圧ベクト
ルの大きさの指令値と、電圧固定指令とを入力とし、前
記電圧固定指令に基づいて新たな電圧ベクトルの大きさ
を算出する電圧固定手段と、 前記電圧固定手段からの新たな電圧ベクトルの大きさと
前記電力変換装置の直流リンク電圧とを入力とし、前記
電力変換装置の出力電圧の変調率を算出する変調率演算
手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からのすべり角周波数
指令値を積分してすべり周波数位相角として出力するす
べり角周波数積分手段と、 磁化電流実際値と前記二次抵抗補正値とを入力とし、前
記磁束推定値を算出して前記ベクトル制御指令値演算手
段に入力として与える磁束推定値演算手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からのトルク電流指令
値と、トルク電流実際値と前記トルク指令値とを入力と
し、前記二次抵抗補正値を算出して前記ベクトル制御指
令値演算手段と電圧指令値演算手段と磁束推定値演算手
段とに入力として与える二次抵抗補正値演算手段と、 前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの角度、前記す
べり角周波数積分手段からのすべり周波数位相角及び前
記誘導電動機の回転子位相角の和である電力変換装置の
出力電圧位相角と、前記変調率演算手段からの変調率と
を入力とし、前記電力変換装置の出力のパルス幅変調電
圧指令値を出力するパルス幅変調電圧発生手段とを備え
て成る交流電動機のベクトル制御装置。 - 【請求項９】 前記磁束推定値演算手段が、ベクトル制
御指令値演算手段からのすべり角周波数指令値と前記極
座標変換手段からの電圧ベクトルの角度と前記電圧固定
手段からの電圧ベクトルの大きさと電動機回転子角周波
数とを入力とし、前記磁束推定値を算出して前記ベクト
ル制御指令値演算手段に入力として与えることを特徴と
する請求項８記載の交流電動機のベクトル制御装置。 - 【請求項１０】 前記磁束推定値演算手段が、電動機回
転子角周波数と前記ベクトル制御指令値演算手段からの
すべり角周波数指令値と前記極座標変換手段からの電圧
ベクトルの角度と前記電圧固定手段からの電圧ベクトル
の大きさと前記二次抵抗補正値演算手段からの二次抵抗
補正値とを入力とし、前記磁束推定値を算出して前記ベ
クトル制御指令値演算手段に入力として与えることを特
徴とする請求項８記載の交流電動機のベクトル制御装
置。 - 【請求項１１】 永久磁石同期電動機を制御対象とし
て、出力電圧の大きさと周波数及び位相の制御が可能な
電力変換装置を介して前記永久磁石同期電動機に供給さ
れる一次電流を前記永久磁石同期電動機の磁束と平行な
方向の成分（磁束方向電流）とこれに直交する方向の成
分（トルク電流）とに分離し、各々を独立に制御する交
流電動機のベクトル制御装置において、 磁束指令値とトルク指令値と磁束補正値とを入力とし、
磁束方向電流指令値とトルク電流指令値とを算出するベ
クトル制御指令値演算手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁束方向電流指
令値とトルク電流指令値とを入力とし、磁束方向成分電
圧指令値と前記磁束と直交する方向のトルク方向成分電
圧指令値とを算出する電圧指令値演算手段と、 前記電圧指令値演算手段からの磁束方向成分電圧指令値
とトルク方向成分電圧指令値とを入力とし、電圧ベクト
ルの大きさと前記磁束方向に対する電圧ベクトルの角度
とを算出する極座標変換手段と、 前記電力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、電圧ベ
クトルの大きさの指令値を算出する電圧ベクトルの大き
さ指令値演算手段と、 前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの大きさと前記
電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段からの電圧ベクト
ルの大きさの指令値と、電圧固定指令とを入力とし、前
記電圧固定指令に基づいて新たな電圧ベクトルの大きさ
を算出する電圧固定手段と、 前記電圧固定手段からの新たな電圧ベクトルの大きさと
前記電力変換装置の直流リンク電圧とを入力とし、前記
電力変換装置の出力電圧の変調率を算出する変調率演算
手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁束方向電流指
令値と磁束方向電流実際値とを入力とし、前記磁束補正
値を算出して前記ベクトル制御指令値演算手段に入力と
して与える磁束補正値演算手段と、 前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの角度及び前記
永久磁石同期電動機の回転子位相角の和である電力変換
装置の出力電圧位相角と、前記変調率演算手段からの変
調率とを入力とし、前記電力変換装置の出力のパルス幅
変調電圧指令値を出力するパルス幅変調電圧発生手段と
を備えて成る交流電動機のベクトル制御装置。 - 【請求項１２】 前記ベクトル制御指令値演算手段から
のトルク電流指令値と、トルク電流実際値とを入力と
し、前記トルク電流実際値が前記トルク電流指令値に追
従するようなトルク角補正値を演算して、前記極座標変
換手段からの電圧ベクトルの角度と前記永久磁石同期電
動機の回転子位相角と共に加算するために出力するトル
ク電流制御手段を備えて成る請求項１１記載の交流電動
機のベクトル制御装置。 - 【請求項１３】 永久磁石同期電動機を制御対象とし
て、出力電圧の大きさと周波数及び位相の制御が可能な
電力変換装置を介して前記永久磁石同期電動機に供給さ
れる一次電流を前記永久磁石同期電動機の磁束と平行な
方向の成分（磁束方向電流）とこれに直交する方向の成
分（トルク電流）とに分離し、各々を独立に制御する交
流電動機のベクトル制御装置において、 磁束指令値とトルク指令値と磁束補正値と永久磁石磁束
補正値とを入力とし、磁束方向電流指令値とトルク電流
指令値とを算出するベクトル制御指令値演算手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁束方向電流指
令値及びトルク電流指令値と前記永久磁石磁束補正値と
を入力とし、磁束方向成分電圧指令値と前記磁束と直交
する方向のトルク方向成分電圧指令値とを算出する電圧
指令値演算手段と、 前記電圧指令値演算手段からの磁束方向成分電圧指令値
とトルク方向成分電圧指令値とを入力とし、電圧ベクト
ルの大きさと前記磁束方向に対する電圧ベクトルの角度
とを算出する極座標変換手段と、 前記電力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、電圧ベ
クトルの大きさの指令値を算出する電圧ベクトルの大き
さ指令値演算手段と、 前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの大きさと前記
電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段からの電圧ベクト
ルの大きさの指令値と、電圧固定指令とを入力とし、前
記電圧固定指令に基づいて新たな電圧ベクトルの大きさ
を算出する電圧固定手段と、 前記電圧固定手段からの新たな電圧ベクトルの大きさと
前記電力変換装置の直流リンク電圧とを入力とし、前記
電力変換装置の出力電圧の変調率を算出する変調率演算
手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁束方向電流指
令値と磁束方向電流実際値とを入力とし、前記磁束補正
値を算出して前記ベクトル制御指令値演算手段に入力と
して与える磁束補正値演算手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からのトルク電流指令
値と、トルク電流実際値と前記トルク指令値とを入力と
し、前記永久磁石磁束補正値を算出して前記ベクトル制
御指令値演算手段と電圧指令値演算手段とに入力として
与える永久磁石磁束補正値演算手段と、 前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの角度及び前記
永久磁石同期電動機の回転子位相角の和である電力変換
装置の出力電圧位相角と、前記変調率演算手段からの変
調率とを入力とし、前記電力変換装置の出力のパルス幅
変調電圧指令値を出力するパルス幅変調電圧発生手段と
を備えて成る交流電動機のベクトル制御装置。 - 【請求項１４】 永久磁石同期電動機を制御対象とし
て、出力電圧の大きさと周波数及び位相の制御が可能な
電力変換装置を介して前記永久磁石同期電動機に供給さ
れる一次電流を前記永久磁石同期電動機の磁束と平行な
方向の成分（磁束方向電流）とこれに直交する方向の成
分（トルク電流）とに分離し、各々を独立に制御する交
流電動機のベクトル制御装置において、 磁束指令値とトルク指令値と磁束推定値とを入力とし、
磁束方向電流指令値とトルク電流指令値とを算出するベ
クトル制御指令値演算手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁束方向電流指
令値とトルク電流指令値とを入力とし、磁束方向成分電
圧指令値と前記磁束と直交する方向のトルク方向成分電
圧指令値とを算出する電圧指令値演算手段と、 前記電圧指令値演算手段からの磁束方向成分電圧指令値
とトルク方向成分電圧指令値とを入力とし、電圧ベクト
ルの大きさと前記磁束方向に対する電圧ベクトルの角度
とを算出する極座標変換手段と、 前記電力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、電圧ベ
クトルの大きさの指令値を算出する電圧ベクトルの大き
さ指令値演算手段と、 前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの大きさと前記
電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段からの電圧ベクト
ルの大きさの指令値と、電圧固定指令とを入力とし、前
記電圧固定指令に基づいて新たな電圧ベクトルの大きさ
を算出する電圧固定手段と、 前記電圧固定手段からの新たな電圧ベクトルの大きさと
前記電力変換装置の直流リンク電圧とを入力とし、前記
電力変換装置の出力電圧の変調率を算出する変調率演算
手段と、 磁束方向電流実際値を入力とし、前記磁束推定値を算出
して前記ベクトル制御指令値演算手段に入力として与え
る磁束推定値演算手段と、 前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの角度及び前記
永久磁石同期電動機の回転子位相角の和である電力変換
装置の出力電圧位相角と、前記変調率演算手段からの変
調率とを入力とし、前記電力変換装置の出力のパルス幅
変調電圧指令値を出力するパルス幅変調電圧発生手段と
を備えて成る交流電動機のベクトル制御装置。 - 【請求項１５】 前記ベクトル制御指令値演算手段から
のトルク電流指令値と、トルク電流実際値とを入力と
し、前記トルク電流実際値が前記トルク電流指令値に追
従するようなトルク角補正値を演算して、前記極座標変
換手段からの電圧ベクトルの角度と前記永久磁石同期電
動機の回転子位相角と共に加算するために出力するトル
ク電流制御手段を備えて成る請求項１４記載の交流電動
機のベクトル制御装置。 - 【請求項１６】 永久磁石同期電動機を制御対象とし
て、出力電圧の大きさと周波数及び位相の制御が可能な
電力変換装置を介して前記永久磁石同期電動機に供給さ
れる一次電流を前記永久磁石同期電動機の磁束と平行な
方向の成分（磁束方向電流）とこれに直交する方向の成
分（トルク電流）とに分離し、各々を独立に制御する交
流電動機のベクトル制御装置において、 磁束指令値とトルク指令値と磁束補正値と永久磁石磁束
補正値とを入力とし、磁束方向電流指令値とトルク電流
指令値とを算出するベクトル制御指令値演算手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁束方向電流指
令値とトルク電流指令値と前記永久磁石磁束補正値とを
入力とし、磁束方向成分電圧指令値と前記磁束と直交す
る方向のトルク方向成分電圧指令値とを算出する電圧指
令値演算手段と、 前記電圧指令値演算手段からの磁束方向成分電圧指令値
とトルク方向成分電圧指令値とを入力とし、電圧ベクト
ルの大きさと前記磁束方向に対する電圧ベクトルの角度
とを算出する極座標変換手段と、 前記電力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、電圧ベ
クトルの大きさの指令値を算出する電圧ベクトルの大き
さ指令値演算手段と、 前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの大きさと前記
電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段からの電圧ベクト
ルの大きさの指令値と、電圧固定指令とを入力とし、前
記電圧固定指令に基づいて新たな電圧ベクトルの大きさ
を算出する電圧固定手段と、 前記電圧固定手段からの新たな電圧ベクトルの大きさと
前記電力変換装置の直流リンク電圧とを入力とし、前記
電力変換装置の出力電圧の変調率を算出する変調率演算
手段と、 前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの大きさと前記
電圧固定手段からの新たな電圧ベクトルの大きさとを入
力とし、前記磁束補正値を算出して前記ベクトル制御指
令値演算手段に入力として与える磁束補正値演算手段
と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁束方向電流指
令値と磁束方向電流実際値とを入力とし、前記永久磁石
磁束補正値を算出して前記ベクトル制御指令値演算手段
と前記電圧指令値演算手段とに入力として与える永久磁
石磁束補正値演算手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からのトルク電流指令
値と、トルク電流実際値とを入力とし、前記トルク電流
実際値が前記トルク電流指令値に追従するようなトルク
角補正値を算出するトルク電流制御手段と、 前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの角度、前記ト
ルク電流制御手段からのトルク角補正値及び前記永久磁
石同期電動機の回転子位相角の和である電力変換装置の
出力電圧位相角と、前記変調率演算手段からの変調率と
を入力とし、前記電力変換装置の出力のパルス幅変調電
圧指令値を出力するパルス幅変調電圧発生手段とを備え
て成る交流電動機のベクトル制御装置。 - 【請求項１７】 永久磁石同期電動機を制御対象とし
て、出力電圧の大きさと周波数及び位相の制御が可能な
電力変換装置を介して前記永久磁石同期電動機に供給さ
れる一次電流を前記永久磁石同期電動機の磁束と平行な
方向の成分（磁束方向電流）とこれに直交する方向の成
分（トルク電流）とに分離し、各々を独立に制御する交
流電動機のベクトル制御装置において、 磁束指令値とトルク指令値と磁束補正値と永久磁石磁束
補正値とを入力とし、磁束方向電流指令値とトルク電流
指令値とを算出するベクトル制御指令値演算手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁束方向電流指
令値とトルク電流指令値と前記永久磁石磁束補正値とを
入力とし、磁束方向成分電圧指令値と前記磁束と直交す
る方向のトルク方向成分電圧指令値とを算出する電圧指
令値演算手段と、 前記電圧指令値演算手段からの磁束方向成分電圧指令値
とトルク方向成分電圧指令値とを入力とし、電圧ベクト
ルの大きさと前記磁束方向に対する電圧ベクトルの角度
とを算出する極座標変換手段と、 前記電力変換装置の直流リンク電圧を入力とし、電圧ベ
クトルの大きさの指令値を算出する電圧ベクトルの大き
さ指令値演算手段と、 前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの大きさと前記
電圧ベクトルの大きさ指令値演算手段からの電圧ベクト
ルの大きさの指令値と、電圧固定指令とを入力とし、前
記電圧固定指令に基づいて新たな電圧ベクトルの大きさ
を算出する電圧固定手段と、 前記電圧固定手段からの新たな電圧ベクトルの大きさと
前記電力変換装置の直流リンク電圧とを入力とし、前記
電力変換装置の出力電圧の変調率を算出する変調率演算
手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からの磁束方向電流指
令値と磁束方向電流実際値とを入力とし、前記磁束補正
値を算出して前記ベクトル制御指令値演算手段に入力と
して与える磁束補正値演算手段と、 前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの大きさと前記
電圧固定手段からの新たな電圧ベクトルの大きさとを入
力とし、前記永久磁石磁束補正値を算出して前記ベクト
ル制御指令値演算手段と前記電圧指令値演算手段とに入
力として与える永久磁石磁束補正値演算手段と、 前記ベクトル制御指令値演算手段からのトルク電流指令
値と、トルク電流実際値とを入力とし、前記トルク電流
実際値が前記トルク電流指令値に追従するようなトルク
角補正値を算出するトルク電流制御手段と、 前記極座標変換手段からの電圧ベクトルの角度、前記ト
ルク電流制御手段からのトルク角補正値及び前記永久磁
石同期電動機の回転子位相角の和である電力変換装置の
出力電圧位相角と、前記変調率演算手段からの変調率と
を入力とし、前記電力変換装置の出力のパルス幅変調電
圧指令値を出力するパルス幅変調電圧発生手段とを備え
て成る交流電動機のベクトル制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34396095A JP3230975B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 交流電動機のベクトル制御装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34396095A JP3230975B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 交流電動機のベクトル制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09191697A JPH09191697A (ja) | 1997-07-22 |
| JP3230975B2 true JP3230975B2 (ja) | 2001-11-19 |
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ID=18365573
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|---|---|---|---|
| JP34396095A Expired - Fee Related JP3230975B2 (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 交流電動機のベクトル制御装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3230975B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102542770B1 (ko) * | 2021-07-07 | 2023-06-14 | 윤대성 | 학습 메모장 |
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| DE102006028940B3 (de) * | 2006-06-23 | 2008-01-10 | Siemens Ag | Regler und Verfahren zur Regelung eines stufenlosen elektrischen Getriebs |
| JP5104239B2 (ja) * | 2007-11-13 | 2012-12-19 | 富士電機株式会社 | 永久磁石形同期電動機の制御装置 |
| JP4883151B2 (ja) | 2009-08-05 | 2012-02-22 | 株式会社デンソー | 回転機の制御装置 |
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