JP3422101B2 - 速度センサレスベクトル制御方法 - Google Patents
速度センサレスベクトル制御方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、速度センサを用いる
ことなく誘導電動機（以下、単に誘導機とも称する）を
可変速制御するＰＷＭ（パルス幅変調）インバータのベ
クトル制御に関し、誘導電動機の回転の有無が判明して
いない状態における、該ＰＷＭインバータを起動すると
き若しくは商用電源の瞬時停電（以下、単に瞬停とも称
する）が回復して再起動するときのベクトル制御方法い
わゆる、速度センサレスベクトル制御方法に関する。
ことなく誘導電動機（以下、単に誘導機とも称する）を
可変速制御するＰＷＭ（パルス幅変調）インバータのベ
クトル制御に関し、誘導電動機の回転の有無が判明して
いない状態における、該ＰＷＭインバータを起動すると
き若しくは商用電源の瞬時停電（以下、単に瞬停とも称
する）が回復して再起動するときのベクトル制御方法い
わゆる、速度センサレスベクトル制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１４に、従来の制御方法による誘導電
動機を可変速制御するＰＷＭインバータの速度センサレ
スベクトル制御装置のブロック構成図を示す。図１４に
おいて、１は誘導機、２はＰＷＭインバータ、３は電流
検出手段、４は電圧検出手段、５ａ，５ｂは３相２相変
換手段、６ａ，６ｂは座標変換手段１、７は誘起電圧演
算手段、８は一次角周波数指令演算手段、９は磁束推定
手段、１０はすべり角周波数演算手段、１１は一次角周
波数指令積分器、１２は減算器、１３は速度調節手段、
１４は磁束調節手段、１５は電流調節手段、１６は座標
変換手段２、１７は２相３相変換手段、１８は起動処理
手段、１９は磁束指令切替手段、２０は速度指令切替手
段、２１，２２は切替スイッチから構成されている。
動機を可変速制御するＰＷＭインバータの速度センサレ
スベクトル制御装置のブロック構成図を示す。図１４に
おいて、１は誘導機、２はＰＷＭインバータ、３は電流
検出手段、４は電圧検出手段、５ａ，５ｂは３相２相変
換手段、６ａ，６ｂは座標変換手段１、７は誘起電圧演
算手段、８は一次角周波数指令演算手段、９は磁束推定
手段、１０はすべり角周波数演算手段、１１は一次角周
波数指令積分器、１２は減算器、１３は速度調節手段、
１４は磁束調節手段、１５は電流調節手段、１６は座標
変換手段２、１７は２相３相変換手段、１８は起動処理
手段、１９は磁束指令切替手段、２０は速度指令切替手
段、２１，２２は切替スイッチから構成されている。
【０００３】図１４の従来例の制御動作を、以下に説明
する。即ち、電流検出手段３で検出した誘導機１の電流
ｉｕ，ｉｗは、３相２相変換手段５ａで固定座標軸上の
２相量ｉα、ｉβに変換され、符号６ａの座標変換手段
１で磁化軸を基準とする回転座標軸上の２相量ｉM （磁
化軸電流成分）とこれと直交するｉT （トルク軸電流成
分）に変換される。
する。即ち、電流検出手段３で検出した誘導機１の電流
ｉｕ，ｉｗは、３相２相変換手段５ａで固定座標軸上の
２相量ｉα、ｉβに変換され、符号６ａの座標変換手段
１で磁化軸を基準とする回転座標軸上の２相量ｉM （磁
化軸電流成分）とこれと直交するｉT （トルク軸電流成
分）に変換される。
【０００４】また、電圧検出手段４で検出したＰＷＭイ
ンバータ２の出力電圧ｖｕ，ｖｖ，ｖｗは、３相２相変
換手段５ｂで固定座標軸上の２相量ｖα、ｖβに変換さ
れ、符号６ｂの座標変換手段１で磁化軸を基準とする回
転座標軸上の２相量ｖM （磁化軸電圧成分）とこれと直
交するｖT （トルク軸電圧成分）に変換される。誘起電
圧演算手段７では、上記ｉT ，ｉM ，ｖT ，ｖM および
一次角周波数指令演算手段８で演算した一次角周波数指
令値ω1 * とを入力とし、下記の式（１），式（２）に
従って、誘起電圧の磁化軸成分ｅM トルク軸成分ｅT を
演算している。
ンバータ２の出力電圧ｖｕ，ｖｖ，ｖｗは、３相２相変
換手段５ｂで固定座標軸上の２相量ｖα、ｖβに変換さ
れ、符号６ｂの座標変換手段１で磁化軸を基準とする回
転座標軸上の２相量ｖM （磁化軸電圧成分）とこれと直
交するｖT （トルク軸電圧成分）に変換される。誘起電
圧演算手段７では、上記ｉT ，ｉM ，ｖT ，ｖM および
一次角周波数指令演算手段８で演算した一次角周波数指
令値ω1 * とを入力とし、下記の式（１），式（２）に
従って、誘起電圧の磁化軸成分ｅM トルク軸成分ｅT を
演算している。
【０００５】
【数１】
ｅT ＝ｖT −Ｒ1 ｉT −Ｌσ（ｄ／ｄｔ）ｉT −ｊω1 * ＬσｉM …（１）
【０００６】
【数２】
ｅM ＝ｖM −Ｒ1 ｉM −Ｌσ（ｄ／ｄｔ）ｉM ＋ｊω1 * ＬσｉT …（２）
但し、Ｒ1 は誘導機１の一次抵抗、Ｌσは漏れインダク
タンス、ｊは虚数単位である。一次角周波数指令演算手
段８では、以下に示す式（３）に従って、一次角周波数
指令値ω1 * を演算している。
タンス、ｊは虚数単位である。一次角周波数指令演算手
段８では、以下に示す式（３）に従って、一次角周波数
指令値ω1 * を演算している。
【０００７】
【数３】
ω1 * ＝（ｅT ／φ# ）ｈ1(S) ……（３）
但し、ｈ1(S)はフィルタの伝達特性を表している。磁束
推定手段９では、式（４）に従って磁束推定値φ# を演
算している。
推定手段９では、式（４）に従って磁束推定値φ# を演
算している。
【０００８】
【数４】
φ# ＝（ｅT ／ω1 * ）ｈ2(S) ……（４）
但し、ｈ2(S)はフィルタの伝達特性を表している。すべ
り角周波数演算手段１０では、トルク軸電流成分ｉT 、
磁束推定値φ# からすべり角周波数ωS を演算してい
る。
り角周波数演算手段１０では、トルク軸電流成分ｉT 、
磁束推定値φ# からすべり角周波数ωS を演算してい
る。
【０００９】誘導機１の回転角周波数推定値ωr # は、
減算器１２で一次角周波数指令値ω1 * からすべり角周
波数ωS を減算して求めている。速度調節手段１３で
は、誘導機１の回転角周波数推定値ωr # と切替スイッ
チ２２の出力である回転角周波数指令値ωr * ' とによ
り、誘導機１の回転速度の調節を行っている。
減算器１２で一次角周波数指令値ω1 * からすべり角周
波数ωS を減算して求めている。速度調節手段１３で
は、誘導機１の回転角周波数推定値ωr # と切替スイッ
チ２２の出力である回転角周波数指令値ωr * ' とによ
り、誘導機１の回転速度の調節を行っている。
【００１０】磁束調節手段１４は、磁束推定手段９で演
算した磁束推定値φ# と切替スイッチ２１の出力である
磁束指令値φ* ' を入力とし、その調節動作の結果とし
て磁化軸電流指令値ｉM * を出力する。電流調節手段１
５は、磁束調節手段１４から出力される磁化軸電流指令
値ｉM * 、速度調節手段１３から出力されるトルク軸電
流指令値ｉT * および符号６ａの座標変換手段１で変換
したトルク軸電流成分ｉT 、磁化軸電流成分ｉM を入力
とし、各軸の電流の調節動作の結果として磁化軸電圧指
令値ｖM * とトルク軸電圧指令値ｖT * を出力する。
算した磁束推定値φ# と切替スイッチ２１の出力である
磁束指令値φ* ' を入力とし、その調節動作の結果とし
て磁化軸電流指令値ｉM * を出力する。電流調節手段１
５は、磁束調節手段１４から出力される磁化軸電流指令
値ｉM * 、速度調節手段１３から出力されるトルク軸電
流指令値ｉT * および符号６ａの座標変換手段１で変換
したトルク軸電流成分ｉT 、磁化軸電流成分ｉM を入力
とし、各軸の電流の調節動作の結果として磁化軸電圧指
令値ｖM * とトルク軸電圧指令値ｖT * を出力する。
【００１１】この回転座標軸上の電圧指令値ｖM * およ
びｖT * を符号１６の座標変換手段２で固定座標軸上の
２相の電圧指令値ｖα* ，ｖβ* に変換し、２相３相変
換手段１７を介してＰＷＭインバータ２に３相分の電圧
指令値ｖu * ，ｖv * ，ｖw* を出力している。起動処
理手段１８、磁束指令切替手段１９、速度指令切替手段
２０、切替スイッチ２１，２２の動作の詳細について
は、図１５に示す動作タイミングチャ−トを参照しつ
つ、以下に説明する。
びｖT * を符号１６の座標変換手段２で固定座標軸上の
２相の電圧指令値ｖα* ，ｖβ* に変換し、２相３相変
換手段１７を介してＰＷＭインバータ２に３相分の電圧
指令値ｖu * ，ｖv * ，ｖw* を出力している。起動処
理手段１８、磁束指令切替手段１９、速度指令切替手段
２０、切替スイッチ２１，２２の動作の詳細について
は、図１５に示す動作タイミングチャ−トを参照しつ
つ、以下に説明する。
【００１２】起動処理手段１８は、図示しない商用電源
の瞬停の検出手段よりの瞬停信号（図１５（イ））と、
外部よりの起動信号（図１５（ロ））とを入力して、Ｐ
ＷＭインバータ２を起動するとき若しくは前記商用電源
の瞬停が回復して再起動するときに、磁束指令切替手段
１９および速度指令切替手段２０に起動処理信号（図１
５（ハ））を出力する。
の瞬停の検出手段よりの瞬停信号（図１５（イ））と、
外部よりの起動信号（図１５（ロ））とを入力して、Ｐ
ＷＭインバータ２を起動するとき若しくは前記商用電源
の瞬停が回復して再起動するときに、磁束指令切替手段
１９および速度指令切替手段２０に起動処理信号（図１
５（ハ））を出力する。
【００１３】磁束指令切替手段１９は、前記起動処理信
号が入力されＴφ秒（図１５（ニ））経過してから切替
スイッチ２１により磁束調節手段１４の磁束指令値
φ* ' を零から磁束指令値φ* に切り換える。速度指令
切替手段２０は、前記起動処理信号が入力されＴω（Ｔ
ω ＞Ｔφ）秒（図１５（ホ））経過してから切替スイ
ッチ２２により速度調節手段１４の回転角周波数指令値
ωr * ' を零から回転角周波数指令値ωr * に切り換え
る。
号が入力されＴφ秒（図１５（ニ））経過してから切替
スイッチ２１により磁束調節手段１４の磁束指令値
φ* ' を零から磁束指令値φ* に切り換える。速度指令
切替手段２０は、前記起動処理信号が入力されＴω（Ｔ
ω ＞Ｔφ）秒（図１５（ホ））経過してから切替スイ
ッチ２２により速度調節手段１４の回転角周波数指令値
ωr * ' を零から回転角周波数指令値ωr * に切り換え
る。
【００１４】ＰＷＭインバータ２は、前記起動処理信号
により運転または停止状態となる。即ち、前記起動信号
が無いとき、または商用電源が瞬停中ではＰＷＭインバ
ータ２が停止状態になっている。
により運転または停止状態となる。即ち、前記起動信号
が無いとき、または商用電源が瞬停中ではＰＷＭインバ
ータ２が停止状態になっている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の制御方法
による誘導機を可変速制御するＰＷＭインバータの速度
センサレスベクトル制御装置では、ＰＷＭインバータを
起動するとき若しくは商用電源の瞬停が回復して再起動
するときに、まず、磁束指令値に基づいて磁化軸電流を
流すが、このときの誘導機の回転角周波数と等しい周波
数の回転磁界が発生できず、回転角周波数（回転速度）
を正しく推定できないために、該ＰＷＭインバータが過
負荷になって非常停止をする恐れがあった。
による誘導機を可変速制御するＰＷＭインバータの速度
センサレスベクトル制御装置では、ＰＷＭインバータを
起動するとき若しくは商用電源の瞬停が回復して再起動
するときに、まず、磁束指令値に基づいて磁化軸電流を
流すが、このときの誘導機の回転角周波数と等しい周波
数の回転磁界が発生できず、回転角周波数（回転速度）
を正しく推定できないために、該ＰＷＭインバータが過
負荷になって非常停止をする恐れがあった。
【００１６】また、前記再起動時と同様に、機械設備等
によっては誘導機が回転している状態でＰＷＭインバー
タを起動して速度センサレス制御をすることがあり、こ
のとき誘導機の回転角周波数と等しい周波数の回転磁界
が発生できず、回転角周波数（回転速度）を正しく推定
できないために、該誘導機が直流制動状態になる恐れが
あった。
によっては誘導機が回転している状態でＰＷＭインバー
タを起動して速度センサレス制御をすることがあり、こ
のとき誘導機の回転角周波数と等しい周波数の回転磁界
が発生できず、回転角周波数（回転速度）を正しく推定
できないために、該誘導機が直流制動状態になる恐れが
あった。
【００１７】従って、この発明の課題は、上述の起動も
しくは再起動する際に、回転角周波数と等しい周波数の
回転磁界を発生させ、回転角周波数（回転速度）を正し
く推定し、確実に、ＰＷＭインバータが起動もしくは再
起動できる速度センサレスベクトル制御方法を提供する
ことにある。
しくは再起動する際に、回転角周波数と等しい周波数の
回転磁界を発生させ、回転角周波数（回転速度）を正し
く推定し、確実に、ＰＷＭインバータが起動もしくは再
起動できる速度センサレスベクトル制御方法を提供する
ことにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】誘導電動機をＰＷＭイン
バータによって可変速制御すべく、誘導電動機の一次電
流および電圧を磁束ベクトルと平行な成分（磁化成分）
と、これと直交する成分（トルク成分）とに分離して、
それぞれ独立して制御する速度センサレスベクトル制御
方法において、第１の発明では、ＰＷＭインバータを起
動する場合、商用電源の瞬時停電が回復して再起動する
場合、のいずれか一方若しくは双方の場合に、ＰＷＭイ
ンバ−タから誘導電動機に供給する電流をステップ状に
変化させ、第２の発明では、ＰＷＭインバータを起動す
る場合、商用電源の瞬時停電が回復して再起動する場
合、のいずれか一方若しくは双方の場合に、磁化電流指
令値を零から予め定めた値までステップ状に変化させ、
第３の発明では、ＰＷＭインバータの制御回路内に雑音
源を設け、ＰＷＭインバータを起動する場合、商用電源
の瞬時停電が回復して再起動する場合、のいずれか一方
若しくは双方の場合に、前記雑音源から出力される疑似
雑音信号を、ＰＷＭインバータの制御信号に重畳する。
バータによって可変速制御すべく、誘導電動機の一次電
流および電圧を磁束ベクトルと平行な成分（磁化成分）
と、これと直交する成分（トルク成分）とに分離して、
それぞれ独立して制御する速度センサレスベクトル制御
方法において、第１の発明では、ＰＷＭインバータを起
動する場合、商用電源の瞬時停電が回復して再起動する
場合、のいずれか一方若しくは双方の場合に、ＰＷＭイ
ンバ−タから誘導電動機に供給する電流をステップ状に
変化させ、第２の発明では、ＰＷＭインバータを起動す
る場合、商用電源の瞬時停電が回復して再起動する場
合、のいずれか一方若しくは双方の場合に、磁化電流指
令値を零から予め定めた値までステップ状に変化させ、
第３の発明では、ＰＷＭインバータの制御回路内に雑音
源を設け、ＰＷＭインバータを起動する場合、商用電源
の瞬時停電が回復して再起動する場合、のいずれか一方
若しくは双方の場合に、前記雑音源から出力される疑似
雑音信号を、ＰＷＭインバータの制御信号に重畳する。
【００１９】第４の発明では、前記第３の発明におい
て、前記疑似雑音信号を、Ｍ系列の乱数信号とする。第
５の発明では、前記第３または第４の発明において、前
記疑似雑音信号を、磁化電流指令値とトルク電流指令値
のうち少なくとも一方に重畳させる。第６の発明では、
前記第３または第４の発明において、前記疑似雑音信号
を、磁化電流検出値とトルク電流検出値のうち少なくと
も一方に重畳させる。
て、前記疑似雑音信号を、Ｍ系列の乱数信号とする。第
５の発明では、前記第３または第４の発明において、前
記疑似雑音信号を、磁化電流指令値とトルク電流指令値
のうち少なくとも一方に重畳させる。第６の発明では、
前記第３または第４の発明において、前記疑似雑音信号
を、磁化電流検出値とトルク電流検出値のうち少なくと
も一方に重畳させる。
【００２０】第７の発明では、前記第３または第４の発
明において、前記疑似雑音信号を、回転座標上の電圧指
令である磁化軸電圧指令値とトルク軸電圧指令値のうち
少なくとも一方に重畳させる。第８の発明では、前記第
３または第４の発明において、前記疑似雑音信号を、固
定座標上の電圧指令であるα軸電圧指令値とβ軸電圧指
令値のうち少なくとも一方に重畳させる。
明において、前記疑似雑音信号を、回転座標上の電圧指
令である磁化軸電圧指令値とトルク軸電圧指令値のうち
少なくとも一方に重畳させる。第８の発明では、前記第
３または第４の発明において、前記疑似雑音信号を、固
定座標上の電圧指令であるα軸電圧指令値とβ軸電圧指
令値のうち少なくとも一方に重畳させる。
【００２１】第９の発明では、前記第３または第４の発
明において、前記疑似雑音信号を、ＰＷＭインバータの
各相の電圧指令値に重畳させる。第１０の発明では、前
記第３または第４の発明において、前記疑似雑音信号
を、磁化軸の位相指令値に重畳させる。第１１の発明で
は、前記第３または第４の発明において、前記疑似雑音
信号を、一次角周波数指令値に重畳させる。
明において、前記疑似雑音信号を、ＰＷＭインバータの
各相の電圧指令値に重畳させる。第１０の発明では、前
記第３または第４の発明において、前記疑似雑音信号
を、磁化軸の位相指令値に重畳させる。第１１の発明で
は、前記第３または第４の発明において、前記疑似雑音
信号を、一次角周波数指令値に重畳させる。
【００２２】第１２の発明では、前記第３ないし第１１
の発明において、ＰＷＭインバータの起動開始、あるい
は商用電源の瞬時停電が回復して再起動開始から、一次
角周波数指令値の絶対値が予め定めた値に達するまでの
期間、前記疑似雑音信号を重畳する。第１３の発明で
は、前記第３ないし第１１の発明において、ＰＷＭイン
バータの起動開始あるいは商用電源の瞬時停電が回復し
て再起動開始から、回転速度推定値の絶対値が予め定め
た値に達するまでの期間、前記疑似雑音信号を重畳す
る。
の発明において、ＰＷＭインバータの起動開始、あるい
は商用電源の瞬時停電が回復して再起動開始から、一次
角周波数指令値の絶対値が予め定めた値に達するまでの
期間、前記疑似雑音信号を重畳する。第１３の発明で
は、前記第３ないし第１１の発明において、ＰＷＭイン
バータの起動開始あるいは商用電源の瞬時停電が回復し
て再起動開始から、回転速度推定値の絶対値が予め定め
た値に達するまでの期間、前記疑似雑音信号を重畳す
る。
【００２３】第１４の発明では、前記第３ないし第１１
の発明において、ＰＷＭインバータの起動開始、あるい
は商用電源の瞬時停電が回復して再起動開始から、一次
角周波数指令値の変化率が予め定めた値以下になるまで
の期間、前記疑似雑音信号を重畳する。第１５の発明で
は、前記第３ないし第１１の発明において、ＰＷＭイン
バータの起動開始，あるいは商用電源の瞬時停電が回復
して再起動開始から、回転速度推定値の変化率が予め定
めた値以下になるまでの期間、前記疑似雑音信号を重畳
する。
の発明において、ＰＷＭインバータの起動開始、あるい
は商用電源の瞬時停電が回復して再起動開始から、一次
角周波数指令値の変化率が予め定めた値以下になるまで
の期間、前記疑似雑音信号を重畳する。第１５の発明で
は、前記第３ないし第１１の発明において、ＰＷＭイン
バータの起動開始，あるいは商用電源の瞬時停電が回復
して再起動開始から、回転速度推定値の変化率が予め定
めた値以下になるまでの期間、前記疑似雑音信号を重畳
する。
【００２４】
【作用】角周波数ωr で回転している誘導機の基礎方程
式は、固定座標軸（α、β軸）上で表現すると、式
（５）で表される。
式は、固定座標軸（α、β軸）上で表現すると、式
（５）で表される。
【００２５】
【数５】
ｅα＝ ｓφα ……（５−１）
ｅβ＝ ｓφβ ……（５−２）
０＝−Ｒ2'ｉα＋（ｓ＋１／Ｔ2 ）φα＋ωr φβ ……（５−３）
０＝−Ｒ2'ｉβ−ωr φα＋（ｓ＋１／Ｔ2 ）φβ ……（５−４）
式（５）において、ｅα、ｅβは誘起電圧のα、β軸成
分、ｉα、ｉβは一次側電流のα、β軸成分、φα、φ
βは磁束のα、β軸成分である。また、Ｒ2'は二次抵抗
の一次側換算値、Ｔ2 は二次側時定数、ｓはラプラス変
換の微分演算子である。
分、ｉα、ｉβは一次側電流のα、β軸成分、φα、φ
βは磁束のα、β軸成分である。また、Ｒ2'は二次抵抗
の一次側換算値、Ｔ2 は二次側時定数、ｓはラプラス変
換の微分演算子である。
【００２６】式（５）をブロック図化すると、図１６に
示すようになる。図１６より、φα、φβは、それぞれ
式（６）、式（７）で表すことができる。
示すようになる。図１６より、φα、φβは、それぞれ
式（６）、式（７）で表すことができる。
【００２７】
【数６】
【００２８】
【数７】
通常運転時では（１／Ｔ2 ）2 ≪（ωr ）2 が成立する
ので、角周波数ωr で回転している誘導機の磁束の共振
周波数はωr である。即ち、角周波数ωr で回転してい
る誘導機にωr の周波数成分を含む電流を供給すれば、
周波数がωr である回転磁界（磁束）を発生させること
ができる。
ので、角周波数ωr で回転している誘導機の磁束の共振
周波数はωr である。即ち、角周波数ωr で回転してい
る誘導機にωr の周波数成分を含む電流を供給すれば、
周波数がωr である回転磁界（磁束）を発生させること
ができる。
【００２９】周波数がωr である回転磁界が発生したと
き、ωr で回転する回転座標軸（ｄ，ｑ軸）上における
誘起電圧（ｅd ，ｅq ）と回転磁界（磁束φd ，φq ）
には式（８）の関係がある。
き、ωr で回転する回転座標軸（ｄ，ｑ軸）上における
誘起電圧（ｅd ，ｅq ）と回転磁界（磁束φd ，φq ）
には式（８）の関係がある。
【００３０】
【数８】
ｅd ＝ −ωr φq ……（８−１）
ｅq ＝ ωr φd ……（８−２）
ベクトル制御ではｄ軸を磁化軸（Ｍ軸）に合わせるの
で、各軸の磁束は式（９）、式（１０）のとおりとな
る。
で、各軸の磁束は式（９）、式（１０）のとおりとな
る。
【００３１】
【数９】
φT ＝φq ＝０ ……（９）
【００３２】
【数１０】
φM ＝φd ＝φ ……（１０）
また、式（８）、式（１０）から、式（１１）を導くこ
とができる。
とができる。
【００３３】
【数１１】
ｅT ＝ωr ・ φ ……（１１）
一方、従来例における一次角周波数指令値ω1 * は、式
（３）のフィルタ項を無視すると、式（１２）で表すこ
とができる。
（３）のフィルタ項を無視すると、式（１２）で表すこ
とができる。
【００３４】
【数１２】
ω1 * ＝ｅT ／φ# ……（１２）
式（１２）において、φ# は磁束推定手段で推定した磁
束推定値、ｅT は誘起電圧演算手段で演算した誘起電圧
トルク軸成分である。即ち、先述のＰＷＭインバータの
起動若しくは再起動時に、回転している誘導機の角周波
数ωr と等しい周波数成分を含む電流を誘導機に供給し
て回転磁界（磁束）と誘起電圧を発生させれば、従来例
どおりに一次角周波数指令値ω1 * を演算して磁化電流
を供給することで誘導機の回転角周波数と等しい周波数
の回転磁界（磁束）および誘起電圧の発生を持続させる
ことができる。そして、このときの一次角周波数指令値
ω1 * は誘導機の回転角周波数ωr に等しくなっている
ので、一次角周波数指令値ω1 * から回転速度を正しく
推定できる。
束推定値、ｅT は誘起電圧演算手段で演算した誘起電圧
トルク軸成分である。即ち、先述のＰＷＭインバータの
起動若しくは再起動時に、回転している誘導機の角周波
数ωr と等しい周波数成分を含む電流を誘導機に供給し
て回転磁界（磁束）と誘起電圧を発生させれば、従来例
どおりに一次角周波数指令値ω1 * を演算して磁化電流
を供給することで誘導機の回転角周波数と等しい周波数
の回転磁界（磁束）および誘起電圧の発生を持続させる
ことができる。そして、このときの一次角周波数指令値
ω1 * は誘導機の回転角周波数ωr に等しくなっている
ので、一次角周波数指令値ω1 * から回転速度を正しく
推定できる。
【００３５】以下に、この発明の具体的な作用について
説明する。第１の発明においては、ＰＷＭインバータか
ら誘導機に供給する電流をステップ状に変化させてい
る。ここで、ステップ信号をラプラス変換すると、式
（１３）のとおりとなる。また、式（１３）より式（１
４）が容易に導出できる。
説明する。第１の発明においては、ＰＷＭインバータか
ら誘導機に供給する電流をステップ状に変化させてい
る。ここで、ステップ信号をラプラス変換すると、式
（１３）のとおりとなる。また、式（１３）より式（１
４）が容易に導出できる。
【００３６】
【数１３】
Ｆ（ｓ）＝１／ｓ ……（１３）
【００３７】
【数１４】
｜Ｆ（ω）｜＝１／ω ……（１４）
式（１４）は、ステップ信号には、周波数成分の大きさ
は高周波になるにつれて減衰する、任意の周波数成分を
有していることを示している。即ち、起動もしくは再起
動時にＰＷＭインバータの電流をステップ状に変化させ
ることで、任意周波数成分を含む電流を誘導機に供給し
て、該誘導機の回転角周波数と等しい回転磁界と誘起電
圧を発生させ、誘導機の回転速度を正しく推定すること
により、確実にＰＷＭインバータが起動もしくは再起動
をする。
は高周波になるにつれて減衰する、任意の周波数成分を
有していることを示している。即ち、起動もしくは再起
動時にＰＷＭインバータの電流をステップ状に変化させ
ることで、任意周波数成分を含む電流を誘導機に供給し
て、該誘導機の回転角周波数と等しい回転磁界と誘起電
圧を発生させ、誘導機の回転速度を正しく推定すること
により、確実にＰＷＭインバータが起動もしくは再起動
をする。
【００３８】第２の発明においては、起動もしくは再起
動時に磁化電流指令値をステップ状に変化させることに
より、誘導機に供給する電流をステップ状に変化させる
ことができ、前述の第１の発明の作用が得られる。ま
た、ＰＷＭインバータの出力電流に含まれる雑音成分
は、不規則な時間間隔で発生する成分である。従って、
この雑音成分には、低周波領域から高周波領域にいたる
まで様々な周波数成分が含まれている。
動時に磁化電流指令値をステップ状に変化させることに
より、誘導機に供給する電流をステップ状に変化させる
ことができ、前述の第１の発明の作用が得られる。ま
た、ＰＷＭインバータの出力電流に含まれる雑音成分
は、不規則な時間間隔で発生する成分である。従って、
この雑音成分には、低周波領域から高周波領域にいたる
まで様々な周波数成分が含まれている。
【００３９】すなわち、起動もしくは再起動時にＰＷＭ
インバータの電流に雑音成分を含ませることで、任意の
周波数成分を含む電流を誘導機に供給することができ、
誘導機の回転角周波数と等しい回転磁界と誘起電圧を発
生させ、誘導機の回転速度を正しく推定することによ
り、確実にＰＷＭインバータが起動もしくは再起動をす
る。
インバータの電流に雑音成分を含ませることで、任意の
周波数成分を含む電流を誘導機に供給することができ、
誘導機の回転角周波数と等しい回転磁界と誘起電圧を発
生させ、誘導機の回転速度を正しく推定することによ
り、確実にＰＷＭインバータが起動もしくは再起動をす
る。
【００４０】第３の発明においては、ＰＷＭインバータ
の制御回路内に疑似雑音信号を発生させる雑音源を設
け、この疑似雑音信号を該制御回路内の制御信号に重畳
させて該ＰＷＭインバータの出力電流に雑音成分を含ま
せることで、前述の作用が得られる。第４の発明では、
前記第４の発明において、前記疑似雑音信号をＭ系列の
乱数信号とする。このＭ系列については、例えば「計測
と制御」，第２０巻，２号，pp．４２〜５０（昭．５
６）に説明されている。すなわちＭ系列の乱数信号は、
簡単な規則によって作られる信号であり、発生手段も容
易である。しかも、不規則な時間間隔で発生する信号で
ある。
の制御回路内に疑似雑音信号を発生させる雑音源を設
け、この疑似雑音信号を該制御回路内の制御信号に重畳
させて該ＰＷＭインバータの出力電流に雑音成分を含ま
せることで、前述の作用が得られる。第４の発明では、
前記第４の発明において、前記疑似雑音信号をＭ系列の
乱数信号とする。このＭ系列については、例えば「計測
と制御」，第２０巻，２号，pp．４２〜５０（昭．５
６）に説明されている。すなわちＭ系列の乱数信号は、
簡単な規則によって作られる信号であり、発生手段も容
易である。しかも、不規則な時間間隔で発生する信号で
ある。
【００４１】第５の発明では、前記第３または第４の発
明において、前記疑似雑音信号を磁化電流指令値とトル
ク電流指令値のうち少なくとも一方に重畳させること
で、誘導機に供給する電流に雑音成分が含まれ、前記の
作用が得られる。第６の発明では、前記第３または第４
の発明において、前記疑似雑音信号を磁化電流検出値と
トルク電流検出値のうち少なくとも一方に重畳させるこ
とで、誘導機に供給する電流に雑音成分が含まれ、前記
の作用が得られる。
明において、前記疑似雑音信号を磁化電流指令値とトル
ク電流指令値のうち少なくとも一方に重畳させること
で、誘導機に供給する電流に雑音成分が含まれ、前記の
作用が得られる。第６の発明では、前記第３または第４
の発明において、前記疑似雑音信号を磁化電流検出値と
トルク電流検出値のうち少なくとも一方に重畳させるこ
とで、誘導機に供給する電流に雑音成分が含まれ、前記
の作用が得られる。
【００４２】第７の発明では、前記第３または第４の発
明において、前記疑似雑音信号を回転座標上の電圧指令
である磁化電圧指令値とトルク軸電圧指令値のうち少な
くとも一方に重畳させることで、誘導機に供給する電流
に雑音成分が含まれ、前記の作用が得られる。第８の発
明では、前記第３または第４の発明において、前記疑似
雑音信号を固定座標上の電圧指令であるα軸電圧指令値
とβ軸成分電圧指令値のうち少なくとも一方に重畳させ
ることで、誘導機に供給する電流に雑音成分が含まれ、
前記の作用が得られる。
明において、前記疑似雑音信号を回転座標上の電圧指令
である磁化電圧指令値とトルク軸電圧指令値のうち少な
くとも一方に重畳させることで、誘導機に供給する電流
に雑音成分が含まれ、前記の作用が得られる。第８の発
明では、前記第３または第４の発明において、前記疑似
雑音信号を固定座標上の電圧指令であるα軸電圧指令値
とβ軸成分電圧指令値のうち少なくとも一方に重畳させ
ることで、誘導機に供給する電流に雑音成分が含まれ、
前記の作用が得られる。
【００４３】第９の発明では、前記第３または第４の発
明において、前記疑似雑音信号をＰＷＭインバータへの
各相の電圧指令値に重畳させることで、誘導機に供給す
る電流に雑音成分が含まれ、前記の作用が得られる。第
１０の発明では、前記第３または第４の発明において、
前記疑似雑音信号を磁化軸の位相指令値にに重畳させる
ことで、誘導機に供給する電流に雑音成分が含まれ、前
記の作用が得られる。
明において、前記疑似雑音信号をＰＷＭインバータへの
各相の電圧指令値に重畳させることで、誘導機に供給す
る電流に雑音成分が含まれ、前記の作用が得られる。第
１０の発明では、前記第３または第４の発明において、
前記疑似雑音信号を磁化軸の位相指令値にに重畳させる
ことで、誘導機に供給する電流に雑音成分が含まれ、前
記の作用が得られる。
【００４４】第１１の発明では、前記第３または第４の
発明において、前記疑似雑音信号を一次角周波数指令値
に重畳させることで、誘導機に供給する電流に雑音成分
が含まれ、前記の作用が得られる。第１２の発明におい
ては、起動もしくは再起動時の一次角周波数指令値の初
期値は零、つまり誘導機の回転速度の推定値の初期値は
零である。そして、電流に雑音成分を含ませることで誘
導機の角周波数と等しい回転磁界（磁束）と誘起電圧が
発生でき、演算した一次角周波数指令値は、誘導機の回
転角周波数と等しくなる。
発明において、前記疑似雑音信号を一次角周波数指令値
に重畳させることで、誘導機に供給する電流に雑音成分
が含まれ、前記の作用が得られる。第１２の発明におい
ては、起動もしくは再起動時の一次角周波数指令値の初
期値は零、つまり誘導機の回転速度の推定値の初期値は
零である。そして、電流に雑音成分を含ませることで誘
導機の角周波数と等しい回転磁界（磁束）と誘起電圧が
発生でき、演算した一次角周波数指令値は、誘導機の回
転角周波数と等しくなる。
【００４５】従って、一次角周波数指令値推定値は、零
か誘導機の回転角周波数のいずれかの値となる。即ち、
前記第３ないし第１１の発明における疑似雑音信号を重
畳する期間を一次角周波数指令値の絶対値が予め定めた
値に達するまでの期間とすることで、誘導機のベクトル
制御にとって不必要な疑似雑音信号を重畳する期間、即
ち、疑似雑音信号の重畳によって発生するトルク電流の
不要な成分を出力する期間を必要最小限に抑えられる。
か誘導機の回転角周波数のいずれかの値となる。即ち、
前記第３ないし第１１の発明における疑似雑音信号を重
畳する期間を一次角周波数指令値の絶対値が予め定めた
値に達するまでの期間とすることで、誘導機のベクトル
制御にとって不必要な疑似雑音信号を重畳する期間、即
ち、疑似雑音信号の重畳によって発生するトルク電流の
不要な成分を出力する期間を必要最小限に抑えられる。
【００４６】第１３の発明においては、起動もしくは再
起動時の一次角周波数指令値の初期値は零、つまり誘導
機の回転速度の推定値の初期値は零である。そして、電
流に雑音成分を含ませることで誘導機の角周波数と等し
い回転磁界（磁束）と誘起電圧が発生でき、演算した一
次角周波数指令値は、誘導機の回転角周波数と等しくな
る。
起動時の一次角周波数指令値の初期値は零、つまり誘導
機の回転速度の推定値の初期値は零である。そして、電
流に雑音成分を含ませることで誘導機の角周波数と等し
い回転磁界（磁束）と誘起電圧が発生でき、演算した一
次角周波数指令値は、誘導機の回転角周波数と等しくな
る。
【００４７】従って、回転角周波数の推定値は、零か誘
導機の回転角周波数のいずれかの値となる。即ち、前記
第３ないし第１１の発明における疑似雑音信号を重畳す
る期間を回転角周波数（回転速度）の推定値の絶対値が
予め定めた値に達するまでの期間とすることで、誘導機
のベクトル制御にとって不必要な疑似雑音信号を重畳す
る期間、即ち、疑似雑音信号の重畳によって発生するト
ルク電流の不要な成分を出力する期間を必要最小限に抑
えられる。
導機の回転角周波数のいずれかの値となる。即ち、前記
第３ないし第１１の発明における疑似雑音信号を重畳す
る期間を回転角周波数（回転速度）の推定値の絶対値が
予め定めた値に達するまでの期間とすることで、誘導機
のベクトル制御にとって不必要な疑似雑音信号を重畳す
る期間、即ち、疑似雑音信号の重畳によって発生するト
ルク電流の不要な成分を出力する期間を必要最小限に抑
えられる。
【００４８】第１４の発明においては、前記第３ないし
第１１の発明における疑似雑音信号を重畳する期間を、
ＰＷＭインバータの起動開始，あるいは商用電源の瞬時
停電が回復して再起動開始から、一次周波数指令値の変
化率が予め定めた値に達するまでとすることで、前記第
１２の発明と同じ作用が得られる。第１５の発明におい
ては、前記第３ないし第１１の発明における疑似雑音信
号を重畳する期間を、ＰＷＭインバータの起動開始，あ
るいは商用電源の瞬時停電が回復して再起動開始から、
回転速度推定値の絶対値が予め定めた値に達するまでと
することで、前記第１３の発明と同じ作用が得られる。
第１１の発明における疑似雑音信号を重畳する期間を、
ＰＷＭインバータの起動開始，あるいは商用電源の瞬時
停電が回復して再起動開始から、一次周波数指令値の変
化率が予め定めた値に達するまでとすることで、前記第
１２の発明と同じ作用が得られる。第１５の発明におい
ては、前記第３ないし第１１の発明における疑似雑音信
号を重畳する期間を、ＰＷＭインバータの起動開始，あ
るいは商用電源の瞬時停電が回復して再起動開始から、
回転速度推定値の絶対値が予め定めた値に達するまでと
することで、前記第１３の発明と同じ作用が得られる。
【００４９】
【実施例】以下に記載するこの発明の実施例において、
図１４の従来例と同一機能を有するものには同一符号を
付して説明を省略し、図１４と異なる機能のものを中心
に説明する。図１は、この発明の制御方法による第１の
実施例を示すＰＷＭインバータの速度センサレスベクト
ル制御装置のブロック構成図である。
図１４の従来例と同一機能を有するものには同一符号を
付して説明を省略し、図１４と異なる機能のものを中心
に説明する。図１は、この発明の制御方法による第１の
実施例を示すＰＷＭインバータの速度センサレスベクト
ル制御装置のブロック構成図である。
【００５０】図１においては、磁束調節手段１４と電流
調節手段１５との間に切替スイッチ２５を設け、この切
替スイッチ２５を切り替えるために磁化電流指令切替手
段２４を設けている。磁化電流指令切替手段２４の動作
を、図２に示す動作タイミングチャートを参照しつつ、
以下に説明する。
調節手段１５との間に切替スイッチ２５を設け、この切
替スイッチ２５を切り替えるために磁化電流指令切替手
段２４を設けている。磁化電流指令切替手段２４の動作
を、図２に示す動作タイミングチャートを参照しつつ、
以下に説明する。
【００５１】即ち、磁束指令切替手段１９の動作出力
（図２（イ））が磁化電流切替手段２４に入力される
と、磁化電流切替手段２４は、Ｔ1 秒（図２（ロ））経
過してから切替スイッチ２５により電流調節手段１５の
電流指令値ｉM * ' を零からｉM * に切り換えることで
（図２（ハ））、起動もしくは再起動時にＰＷＭインバ
ータ２の電流をステップ状に変化させ、任意の周波数成
分を含む電流を誘導機１に供給する。
（図２（イ））が磁化電流切替手段２４に入力される
と、磁化電流切替手段２４は、Ｔ1 秒（図２（ロ））経
過してから切替スイッチ２５により電流調節手段１５の
電流指令値ｉM * ' を零からｉM * に切り換えることで
（図２（ハ））、起動もしくは再起動時にＰＷＭインバ
ータ２の電流をステップ状に変化させ、任意の周波数成
分を含む電流を誘導機１に供給する。
【００５２】図３は、この発明の制御方法による第２の
実施例を示すＰＷＭインバータの速度センサレスベクト
ル制御装置のブロック構成図である。図３においては、
単パルス発生手段２７と符号２８の疑似雑音信号発生手
段１とを設け、さらに、符号２８の疑似雑音信号発生手
段１の出力信号を磁化電流指令値ｉM * とトルク電流指
令値ｉT * とに加算するための加算器２９ａ、２９ｂを
設けている。
実施例を示すＰＷＭインバータの速度センサレスベクト
ル制御装置のブロック構成図である。図３においては、
単パルス発生手段２７と符号２８の疑似雑音信号発生手
段１とを設け、さらに、符号２８の疑似雑音信号発生手
段１の出力信号を磁化電流指令値ｉM * とトルク電流指
令値ｉT * とに加算するための加算器２９ａ、２９ｂを
設けている。
【００５３】単パルス発生手段２７と符号２８の疑似雑
音信号発生手段１の動作を、図４に示す動作タイミング
チャートを参照しつつ、以下に説明する。即ち、磁束指
令切替手段１９の動作出力（図４（イ））が単パルス発
生手段２７に入力されると、単パルス発生手段２７はパ
ルス幅Ｔ2 秒（図４（ロ））の信号を発生し、このＴ2
秒間、符号２８の疑似雑音信号発生手段１は疑似雑音信
号（図４（ハ））を出力し、加算器２９ａ、２９ｂによ
り磁化電流指令値ｉM * とトルク電流指令値ｉT * とに
それぞれ加算することで、起動もしくは再起動時にＰＷ
Ｍインバータ２の電流に雑音成分を含ませることがで
き、任意の周波数成分を含む電流を誘導機１に供給す
る。尚、図３に示した実施例では、前記疑似雑音信号を
磁化電流指令値ｉM * とトルク電流指令値ｉT * とにそ
れぞれ加算しているが、いずれか一方のみに該疑似雑音
信号を加算しても、ＰＷＭインバータ２の電流に雑音成
分を含ませることができる。
音信号発生手段１の動作を、図４に示す動作タイミング
チャートを参照しつつ、以下に説明する。即ち、磁束指
令切替手段１９の動作出力（図４（イ））が単パルス発
生手段２７に入力されると、単パルス発生手段２７はパ
ルス幅Ｔ2 秒（図４（ロ））の信号を発生し、このＴ2
秒間、符号２８の疑似雑音信号発生手段１は疑似雑音信
号（図４（ハ））を出力し、加算器２９ａ、２９ｂによ
り磁化電流指令値ｉM * とトルク電流指令値ｉT * とに
それぞれ加算することで、起動もしくは再起動時にＰＷ
Ｍインバータ２の電流に雑音成分を含ませることがで
き、任意の周波数成分を含む電流を誘導機１に供給す
る。尚、図３に示した実施例では、前記疑似雑音信号を
磁化電流指令値ｉM * とトルク電流指令値ｉT * とにそ
れぞれ加算しているが、いずれか一方のみに該疑似雑音
信号を加算しても、ＰＷＭインバータ２の電流に雑音成
分を含ませることができる。
【００５４】図５は、この発明の制御方法による第３の
実施例を示すＰＷＭインバータの速度センサレスベクト
ル制御装置のブロック構成図である。図５においては、
磁束指令切替手段１９の出力と回転角周波数推定値ωr
# とを入力とする符号３０の疑似雑音信号発生手段２を
設けている。符号３０の疑似雑音信号発生手段２は、磁
束指令切替手段１９が動作して、回転角周波数推定値ω
r # の絶対値が一定値以上になるまで疑似雑音信号を出
力し、加算器２９ａ、２９ｂにより磁化電流指令値ｉM
* とトルク電流指令値ｉT * とにそれぞれ加算すること
で、起動もしくは再起動時に誘導機１の回転速度が正し
く推定できるまで、ＰＷＭインバータ２の電流に雑音成
分を含ませることができ、任意の周波数成分を含む電流
を誘導機１に供給することができる。尚、図５に示した
実施例では、前記疑似雑音信号を磁化電流指令値ｉM *
とトルク電流指令値ｉT * とにそれぞれ加算している
が、いずれか一方のみに該疑似雑音信号を加算しても、
ＰＷＭインバータ２の電流に雑音成分を含ませることが
できる。
実施例を示すＰＷＭインバータの速度センサレスベクト
ル制御装置のブロック構成図である。図５においては、
磁束指令切替手段１９の出力と回転角周波数推定値ωr
# とを入力とする符号３０の疑似雑音信号発生手段２を
設けている。符号３０の疑似雑音信号発生手段２は、磁
束指令切替手段１９が動作して、回転角周波数推定値ω
r # の絶対値が一定値以上になるまで疑似雑音信号を出
力し、加算器２９ａ、２９ｂにより磁化電流指令値ｉM
* とトルク電流指令値ｉT * とにそれぞれ加算すること
で、起動もしくは再起動時に誘導機１の回転速度が正し
く推定できるまで、ＰＷＭインバータ２の電流に雑音成
分を含ませることができ、任意の周波数成分を含む電流
を誘導機１に供給することができる。尚、図５に示した
実施例では、前記疑似雑音信号を磁化電流指令値ｉM *
とトルク電流指令値ｉT * とにそれぞれ加算している
が、いずれか一方のみに該疑似雑音信号を加算しても、
ＰＷＭインバータ２の電流に雑音成分を含ませることが
できる。
【００５５】また、図５に示した実施例では、符号３０
の疑似雑音信号発生手段２に回転角周波数推定値ωr #
を入力しているが、回転角周波数推定値ωr # の代わり
に一次角周波数指令値ω1 * あるいは回転角周波数推定
値ωr # を誘導機１の極対数で除算することで求まる回
転速度推定値を入力してもよい。図６は、この発明の制
御方法による第４の実施例を示すＰＷＭインバータの速
度センサレスベクトル制御装置のブロック構成図であ
る。
の疑似雑音信号発生手段２に回転角周波数推定値ωr #
を入力しているが、回転角周波数推定値ωr # の代わり
に一次角周波数指令値ω1 * あるいは回転角周波数推定
値ωr # を誘導機１の極対数で除算することで求まる回
転速度推定値を入力してもよい。図６は、この発明の制
御方法による第４の実施例を示すＰＷＭインバータの速
度センサレスベクトル制御装置のブロック構成図であ
る。
【００５６】図６においては、図５に示した第３の実施
例の符号３０の疑似雑音信号発生手段２の代わりに符号
３１の疑似雑音信号発生手段３を設けている。符号３１
の疑似雑音信号発生手段３は、磁束指令切替手段１９の
出力が変化してから、回転角周波数推定値ωr # の一定
時間内の変化量が一定値以下になるまで疑似雑音信号を
出力するものであり、加算器２９ａ、２９ｂにより磁化
電流指令値ｉM * とトルク電流指令値ｉT * とにそれぞ
れ加算することで、起動若しくは再起動時に誘導機１の
回転速度が正しく推定できるまで、ＰＷＭインバータ２
の電流に雑音成分を含ませる。尚、図６に示した実施例
では、前記疑似雑音信号を磁化電流指令値ｉM * とトル
ク電流指令値ｉT * とにそれぞれ加算しているが、いず
れか一方のみに該疑似雑音信号を加算しても、ＰＷＭイ
ンバータ２の電流に雑音成分を含ませることができる。
例の符号３０の疑似雑音信号発生手段２の代わりに符号
３１の疑似雑音信号発生手段３を設けている。符号３１
の疑似雑音信号発生手段３は、磁束指令切替手段１９の
出力が変化してから、回転角周波数推定値ωr # の一定
時間内の変化量が一定値以下になるまで疑似雑音信号を
出力するものであり、加算器２９ａ、２９ｂにより磁化
電流指令値ｉM * とトルク電流指令値ｉT * とにそれぞ
れ加算することで、起動若しくは再起動時に誘導機１の
回転速度が正しく推定できるまで、ＰＷＭインバータ２
の電流に雑音成分を含ませる。尚、図６に示した実施例
では、前記疑似雑音信号を磁化電流指令値ｉM * とトル
ク電流指令値ｉT * とにそれぞれ加算しているが、いず
れか一方のみに該疑似雑音信号を加算しても、ＰＷＭイ
ンバータ２の電流に雑音成分を含ませることができる。
【００５７】また、図６に示した実施例では、符号３１
の疑似雑音信号発生手段３に回転角周波数推定値ωr #
を入力しているが、回転角周波数推定値ωr # の代わり
に一次角周波数指令値ω1 * あるいは回転角周波数推定
値ωr # を誘導機１の極対数で除算することで求まる回
転速度推定値を入力してもよい。図７は、この発明の制
御方法による第５の実施例を示すＰＷＭインバータの速
度センサレスベクトル制御装置のブロック構成図であ
る。
の疑似雑音信号発生手段３に回転角周波数推定値ωr #
を入力しているが、回転角周波数推定値ωr # の代わり
に一次角周波数指令値ω1 * あるいは回転角周波数推定
値ωr # を誘導機１の極対数で除算することで求まる回
転速度推定値を入力してもよい。図７は、この発明の制
御方法による第５の実施例を示すＰＷＭインバータの速
度センサレスベクトル制御装置のブロック構成図であ
る。
【００５８】図７においては、図６に示した第４の実施
例の符号３１の疑似雑音信号発生手段３の代わりにＭ系
列乱数信号発生手段３２を設けたこと以外は、第４の実
施例と同じであるので、この実施例の動作の説明は、こ
こでは省略する。図８は、この発明の制御方法による第
６の実施例を示すＰＷＭインバータの速度センサレスベ
クトル制御装置のブロック構成図である。
例の符号３１の疑似雑音信号発生手段３の代わりにＭ系
列乱数信号発生手段３２を設けたこと以外は、第４の実
施例と同じであるので、この実施例の動作の説明は、こ
こでは省略する。図８は、この発明の制御方法による第
６の実施例を示すＰＷＭインバータの速度センサレスベ
クトル制御装置のブロック構成図である。
【００５９】図８においては、図３に示した第２の実施
例の符号２８の疑似雑音信号発生手段１の出力信号を磁
化電流指令値ｉM * とトルク電流指令値ｉT * とに加算
する代わりに、加算器３３ａ，３３ｂにより磁化電流検
出値ｉM とトルク電流検出値ｉT とに加算することで、
起動もしくは再起動時にＰＷＭインバータ２の電流に雑
音成分を含ませることができ、任意の周波数成分を含む
電流を誘導機１に供給する。尚、図８に示した実施例で
は、前記疑似雑音信号を磁化電流検出値ｉM とトルク電
流検出値ｉT とにそれぞれ加算しているが、いずれか一
方のみに該疑似雑音信号を加算しても、ＰＷＭインバー
タ２の電流に雑音成分を含ませることができる。
例の符号２８の疑似雑音信号発生手段１の出力信号を磁
化電流指令値ｉM * とトルク電流指令値ｉT * とに加算
する代わりに、加算器３３ａ，３３ｂにより磁化電流検
出値ｉM とトルク電流検出値ｉT とに加算することで、
起動もしくは再起動時にＰＷＭインバータ２の電流に雑
音成分を含ませることができ、任意の周波数成分を含む
電流を誘導機１に供給する。尚、図８に示した実施例で
は、前記疑似雑音信号を磁化電流検出値ｉM とトルク電
流検出値ｉT とにそれぞれ加算しているが、いずれか一
方のみに該疑似雑音信号を加算しても、ＰＷＭインバー
タ２の電流に雑音成分を含ませることができる。
【００６０】図９は、この発明の制御方法による第７の
実施例を示すＰＷＭインバータの速度センサレスベクト
ル制御装置のブロック構成図である。図９においては、
図３に示した第２の実施例の符号２８の疑似雑音信号発
生手段１の出力信号を磁化電流指令値ｉM * とトルク電
流指令値ｉT * とに加算する代わりに、加算器３４ａ，
３４ｂにより磁化軸電圧指令値ｖM * とトルク軸電圧指
令値ｖT * とに加算することで、起動もしくは再起動時
にＰＷＭインバータ２の電流に雑音成分を含ませること
ができ、任意の周波数成分を含む電流を誘導機１に供給
する。尚、図９に示した実施例では、疑似雑音信号を磁
化軸電圧指令値ｖM * とトルク軸電圧指令値ｖT * とに
それぞれ加算しているが、いずれか一方のみに該疑似雑
音信号を加算しても、ＰＷＭインバータ２の電流に雑音
成分を含ませることができる。
実施例を示すＰＷＭインバータの速度センサレスベクト
ル制御装置のブロック構成図である。図９においては、
図３に示した第２の実施例の符号２８の疑似雑音信号発
生手段１の出力信号を磁化電流指令値ｉM * とトルク電
流指令値ｉT * とに加算する代わりに、加算器３４ａ，
３４ｂにより磁化軸電圧指令値ｖM * とトルク軸電圧指
令値ｖT * とに加算することで、起動もしくは再起動時
にＰＷＭインバータ２の電流に雑音成分を含ませること
ができ、任意の周波数成分を含む電流を誘導機１に供給
する。尚、図９に示した実施例では、疑似雑音信号を磁
化軸電圧指令値ｖM * とトルク軸電圧指令値ｖT * とに
それぞれ加算しているが、いずれか一方のみに該疑似雑
音信号を加算しても、ＰＷＭインバータ２の電流に雑音
成分を含ませることができる。
【００６１】図１０は、この発明の制御方法による第８
の実施例を示すＰＷＭインバータの速度センサレスベク
トル制御装置のブロック構成図である。図１０において
は、図３に示した第２の実施例の符号２８の疑似雑音信
号発生手段１の出力信号を磁化電流指令値ｉM * とトル
ク電流指令値ｉT * とに加算する代わりに、加算器３５
ａ，３５ｂにより固定座標上の２相の電圧指令値ｖ
α*、ｖβ* に加算することで、起動もしくは再起動時
にＰＷＭインバータ２の電流に雑音成分を含ませること
ができ、任意の周波数成分を含む電流を誘導機１に供給
する。尚、図９に示した実施例では、疑似雑音信号をｖ
βS * ，ｖαS * の双方に加算しているが、いずれか一
方のみに該疑似雑音信号を加算しても、ＰＷＭインバー
タ２の電流に雑音成分を含ませることができる。
の実施例を示すＰＷＭインバータの速度センサレスベク
トル制御装置のブロック構成図である。図１０において
は、図３に示した第２の実施例の符号２８の疑似雑音信
号発生手段１の出力信号を磁化電流指令値ｉM * とトル
ク電流指令値ｉT * とに加算する代わりに、加算器３５
ａ，３５ｂにより固定座標上の２相の電圧指令値ｖ
α*、ｖβ* に加算することで、起動もしくは再起動時
にＰＷＭインバータ２の電流に雑音成分を含ませること
ができ、任意の周波数成分を含む電流を誘導機１に供給
する。尚、図９に示した実施例では、疑似雑音信号をｖ
βS * ，ｖαS * の双方に加算しているが、いずれか一
方のみに該疑似雑音信号を加算しても、ＰＷＭインバー
タ２の電流に雑音成分を含ませることができる。
【００６２】図１１は、この発明の制御方法による第９
の実施例を示すＰＷＭインバータの速度センサレスベク
トル制御装置のブロック構成図である。図１１において
は、図３に示した第２の実施例の符号２８の疑似雑音信
号発生手段１の出力信号を磁化電流指令値ｉM * とトル
ク電流指令値ｉT * とに加算する代わりに、加算器３６
ａ，３６ｂ，３６ｃにより３相の電圧指令値ｖU * , ｖ
V * , ｖW * に加算することで、起動もしくは再起動時
にＰＷＭインバータ２の電流に雑音成分を含ませること
ができ、任意の周波数成分を含む電流を誘導機１に供給
する。
の実施例を示すＰＷＭインバータの速度センサレスベク
トル制御装置のブロック構成図である。図１１において
は、図３に示した第２の実施例の符号２８の疑似雑音信
号発生手段１の出力信号を磁化電流指令値ｉM * とトル
ク電流指令値ｉT * とに加算する代わりに、加算器３６
ａ，３６ｂ，３６ｃにより３相の電圧指令値ｖU * , ｖ
V * , ｖW * に加算することで、起動もしくは再起動時
にＰＷＭインバータ２の電流に雑音成分を含ませること
ができ、任意の周波数成分を含む電流を誘導機１に供給
する。
【００６３】図１２は、この発明の制御方法による第１
０の実施例を示すＰＷＭインバータの速度センサレスベ
クトル制御装置のブロック構成図である。図１２におい
ては、図３に示した第２の実施例の符号２８の疑似雑音
信号発生手段１の出力信号を磁化電流指令値ｉM * とト
ルク電流指令値ｉT * とに加算する代わりに、加算器３
７により磁化軸位相指令値θ* に加算することで、起動
もしくは再起動時にＰＷＭインバータ２の電流に雑音成
分を含ませることができ、任意の周波数成分を含む電流
を誘導機１に供給する。
０の実施例を示すＰＷＭインバータの速度センサレスベ
クトル制御装置のブロック構成図である。図１２におい
ては、図３に示した第２の実施例の符号２８の疑似雑音
信号発生手段１の出力信号を磁化電流指令値ｉM * とト
ルク電流指令値ｉT * とに加算する代わりに、加算器３
７により磁化軸位相指令値θ* に加算することで、起動
もしくは再起動時にＰＷＭインバータ２の電流に雑音成
分を含ませることができ、任意の周波数成分を含む電流
を誘導機１に供給する。
【００６４】図１３は、この発明の制御方法による第１
１の実施例を示すＰＷＭインバータの速度センサレスベ
クトル制御装置のブロック構成図である。図１３におい
ては、図３に示した第２の実施例の符号２８の疑似雑音
信号発生手段１の出力信号を磁化電流指令値ｉM * とト
ルク電流指令値ｉT * とに加算する代わりに、加算器３
８により一次角周波数指令値ω1 * に加算することで、
起動もしくは再起動時にＰＷＭインバータ２の電流に雑
音成分を含ませることができ、任意の周波数成分を含む
電流を誘導機１に供給する。
１の実施例を示すＰＷＭインバータの速度センサレスベ
クトル制御装置のブロック構成図である。図１３におい
ては、図３に示した第２の実施例の符号２８の疑似雑音
信号発生手段１の出力信号を磁化電流指令値ｉM * とト
ルク電流指令値ｉT * とに加算する代わりに、加算器３
８により一次角周波数指令値ω1 * に加算することで、
起動もしくは再起動時にＰＷＭインバータ２の電流に雑
音成分を含ませることができ、任意の周波数成分を含む
電流を誘導機１に供給する。
【００６５】以上に説明したこの発明のそれぞれの実施
例において、速度調節手段１３に回転角周波数指令値ω
r * と回転角速度推定値ωr # とを入力しているが、前
記それぞれの値を誘導機１の極対数で除算した回転速度
指令値と回転速度推定値とを入力としてもよい。また、
３相２相変換手段５ｂに電圧検出手段４で検出した電圧
ｖU , ｖV , ｖW を入力しているが、２相３相変換手段
１７の出力ｖU * , ｖV * , ｖW * を入力してもよい。
例において、速度調節手段１３に回転角周波数指令値ω
r * と回転角速度推定値ωr # とを入力しているが、前
記それぞれの値を誘導機１の極対数で除算した回転速度
指令値と回転速度推定値とを入力としてもよい。また、
３相２相変換手段５ｂに電圧検出手段４で検出した電圧
ｖU , ｖV , ｖW を入力しているが、２相３相変換手段
１７の出力ｖU * , ｖV * , ｖW * を入力してもよい。
【００６６】また、これまで説明した実施例は、単独で
用いることに限定されるものではなく、複数の実施例を
組み合わせて使用することが可能である。
用いることに限定されるものではなく、複数の実施例を
組み合わせて使用することが可能である。
【００６７】
【発明の効果】この発明によれば、ＰＷＭインバータの
起動もしくは再起動時に、任意の周波数成分を含む電流
を誘導機に供給することにより、該誘導機の回転角周波
数と等しい回転磁界と誘起電圧を発生させ、該誘導機の
回転速度を正しくかつ確実に推定することが可能となる
ので、速度センサを用いなくても該ＰＷＭインバータが
非常停止をする恐れや、該誘導機に直流制動がかかる恐
れがなくなり、確実にＰＷＭインバータが起動もしくは
再起動をするので、好適な誘導機の速度センサレスベク
トルベクトル制御が行える。
起動もしくは再起動時に、任意の周波数成分を含む電流
を誘導機に供給することにより、該誘導機の回転角周波
数と等しい回転磁界と誘起電圧を発生させ、該誘導機の
回転速度を正しくかつ確実に推定することが可能となる
ので、速度センサを用いなくても該ＰＷＭインバータが
非常停止をする恐れや、該誘導機に直流制動がかかる恐
れがなくなり、確実にＰＷＭインバータが起動もしくは
再起動をするので、好適な誘導機の速度センサレスベク
トルベクトル制御が行える。
【図１】この発明の第１の実施例を示すブロック構成図
【図２】この発明の第１の実施例の動作を説明するため
のタイミングチャート
のタイミングチャート
【図３】この発明の第２の実施例を示すブロック構成図
【図４】この発明の第２の実施例の動作を説明するため
のタイミングチャート
のタイミングチャート
【図５】この発明の第３の実施例を示すブロック構成図
【図６】この発明の第４の実施例を示すブロック構成図
【図７】この発明の第５の実施例を示すブロック構成図
【図８】この発明の第６の実施例を示すブロック構成図
【図９】この発明の第７の実施例を示すブロック構成図
【図１０】この発明の第８の実施例を示すブロック構成
図
図
【図１１】この発明の第９の実施例を示すブロック構成
図
図
【図１２】この発明の第１０の実施例を示すブロック構
成図
成図
【図１３】この発明の第１１の実施例を示すブロック構
成図
成図
【図１４】従来例を示すブロック構成図
【図１５】図１４の動作を説明するためのタイミングチ
ャート
ャート
【図１６】この発明の作用を説明するためのブロック図
１…誘導機、２…ＰＷＭインバータ、３…電流検出手
段、４…電圧検出手段、５…３相２相変換手段、６…座
標変換手段１、７…誘起電圧演算手段、８…一次角周波
数指令演算手段、９…磁束推定手段、１０…すべり周波
数演算手段、１１…一次角周波数指令積分器、１２…減
算器、１３…速度調節手段、１４…磁束調節手段、１５
…電流調節手段、１６…座標変換手段２、１７…２相３
相変換手段、１８…起動処理手段、１９…磁束指令切替
手段、２０…速度指令切替手段、２１，２２，２５…切
替スイッチ、２４…磁化電流指令切替手段、２７…単パ
ルス発生手段、２８…疑似雑音発生手段１、２９…加算
器、３０…疑似雑音発生手段２、３１…疑似雑音発生手
段３、３２…Ｍ系列乱数信号発生手段、３３〜３８…加
算器。
段、４…電圧検出手段、５…３相２相変換手段、６…座
標変換手段１、７…誘起電圧演算手段、８…一次角周波
数指令演算手段、９…磁束推定手段、１０…すべり周波
数演算手段、１１…一次角周波数指令積分器、１２…減
算器、１３…速度調節手段、１４…磁束調節手段、１５
…電流調節手段、１６…座標変換手段２、１７…２相３
相変換手段、１８…起動処理手段、１９…磁束指令切替
手段、２０…速度指令切替手段、２１，２２，２５…切
替スイッチ、２４…磁化電流指令切替手段、２７…単パ
ルス発生手段、２８…疑似雑音発生手段１、２９…加算
器、３０…疑似雑音発生手段２、３１…疑似雑音発生手
段３、３２…Ｍ系列乱数信号発生手段、３３〜３８…加
算器。
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭61−62392（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−214486（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02M 7/42 - 7/98
H02P 7/63
H02P 21/00
Claims (15)
- 【請求項１】誘導電動機をＰＷＭインバータによって可
変速制御すべく、誘導電動機の一次電流および電圧を磁
束ベクトルと平行な成分（磁化成分）と、これと直交す
る成分（トルク成分）とに分離して、それぞれ独立して
制御する速度センサレスベクトル制御方法において、 ＰＷＭインバータを起動する場合、商用電源の瞬時停電
が回復して再起動する場合、のいずれか一方若しくは双
方の場合における誘導電動機の回転速度を正しく推定す
るために、 ＰＷＭインバ−タから誘導電動機に供給する電流をステ
ップ状に変化させることにより、誘導電動機の回転角周
波数に等しい回転磁界と誘起電圧を発生させる ことを特
徴とする速度センサレスベクトル制御方法。 - 【請求項２】誘導電動機をＰＷＭインバータによって可
変速制御すべく、誘導電動機の一次電流および電圧を磁
束ベクトルと平行な成分（磁化成分）と、これと直交す
る成分（トルク成分）とに分離して、それぞれ独立して
制御する速度センサレスベクトル制御方法において、 ＰＷＭインバータを起動する場合、商用電源の瞬時停電
が回復して再起動する場合、のいずれか一方若しくは双
方の場合における誘導電動機の回転速度を正しく推定す
るために、 磁化電流指令値を零から予め定めた値までステップ状に
変化させることにより、誘導電動機の回転角周波数に等
しい回転磁界と誘起電圧を発生させること を特徴とする
速度センサレスベクトル制御方法。 - 【請求項３】誘導電動機をＰＷＭインバータによって可
変速制御すべく、誘導電動機の一次電流および電圧を磁
束ベクトルと平行な成分（磁化成分）と、これと直交す
る成分（トルク成分）とに分離して、それぞれ独立して
制御する速度センサレスベクトル制御方法において、 ＰＷＭインバータの制御回路内に雑音源を設け、 ＰＷＭインバータを起動する場合、商用電源の瞬時停電
が回復して再起動する場合、のいずれか一方若しくは双
方の場合における誘導電動機の回転速度を正しく推定す
るために、 前記雑音源から出力される疑似雑音信号を、ＰＷＭイン
バータの制御信号に重畳することにより、誘導電動機の
回転角周波数に等しい回転磁界と誘起電圧を発生させる
こと を特徴とする速度センサレスベクトル制御方法。 - 【請求項４】請求項３に記載の速度センサレスベクトル
制御方法において、前記疑似雑音信号を、Ｍ系列の乱数
信号とすることを特徴とする速度センサレスベクトル制
御方法。 - 【請求項５】請求項３または請求項４に記載の速度セン
サレスベクトル制御方法において、 前記疑似雑音信号を、磁化電流指令値とトルク電流指令
値のうち少なくとも一方に重畳させることを特徴とする
速度センサレスベクトル制御方法。 - 【請求項６】請求項３または請求項４に記載の速度セン
サレスベクトル制御方法において、 前記疑似雑音信号を、磁化電流検出値とトルク電流検出
値のうち少なくとも一方に重畳させることを特徴とする
速度センサレスベクトル制御方法。 - 【請求項７】請求項３または請求項４に記載の速度セン
サレスベクトル制御方法において、 前記疑似雑音信号を、回転座標上の電圧指令である磁化
軸電圧指令値とトルク軸電圧指令値のうち少なくとも一
方に重畳させることを特徴とする速度センサレスベクト
ル制御方法。 - 【請求項８】請求項３または請求項４に記載の速度セン
サレスベクトル制御方法において、 前記疑似雑音信号を、固定座標上の電圧指令であるα軸
電圧指令値とβ軸電圧指令値のうち少なくとも一方に重
畳させることを特徴とする速度センサレスベクトル制御
方法。 - 【請求項９】請求項３または請求項４に記載の速度セン
サレスベクトル制御方法において、 前記疑似雑音信号を、ＰＷＭインバータの各相の電圧指
令値に重畳させることを特徴とする速度センサレスベク
トル制御方法。 - 【請求項１０】請求項３または請求項４に記載の速度セ
ンサレスベクトル制御方法において、 前記疑似雑音信号を、磁化軸の位相指令値に重畳させる
ことを特徴とする速度センサレスベクトル制御方法。 - 【請求項１１】請求項３または請求項４に記載の速度セ
ンサレスベクトル制御方法において、 前記疑似雑音信号を、一次角周波数指令値に重畳させる
ことを特徴とする速度センサレスベクトル制御方法。 - 【請求項１２】請求項３乃至請求項１１に記載のセンサ
レスベクトル制御方法において、 ＰＷＭインバータの起動開始、あるいは商用電源の瞬時
停電が回復して再起動開始から、一次角周波数指令値の
絶対値が予め定めた値に達するまでの期間、前記疑似雑
音信号を重畳することを特徴とする速度センサレスベク
トル制御方法。 - 【請求項１３】請求項３乃至請求項１１に記載のセンサ
レスベクトル制御方法において、 ＰＷＭインバータの起動開始、あるいは商用電源の瞬時
停電が回復して再起動開始から、回転速度推定値の絶対
値が予め定めた値に達するまでの期間、前記疑似雑音信
号を重畳することを特徴とする速度センサレスベクトル
制御方法。 - 【請求項１４】請求項３乃至請求項１１に記載のセンサ
レスベクトル制御方法において、 ＰＷＭインバータの起動開始、あるいは商用電源の瞬時
停電が回復して再起動開始から、一次角周波数指令値の
変化率が予め定めた値以下になるまでの期間、前記疑似
雑音信号を重畳することを特徴とする速度センサレスベ
クトル制御方法。 - 【請求項１５】請求項３乃至請求項１１に記載のセンサ
レスベクトル制御方法において、 ＰＷＭインバータの起動開始、あるいは商用電源の瞬時
停電が回復して再起動開始から、回転速度推定値の変化
率が予め定めた値以下になるまでの期間、前記疑似雑音
信号を重畳することを特徴とする速度センサレスベクト
ル制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27075094A JP3422101B2 (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | 速度センサレスベクトル制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27075094A JP3422101B2 (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | 速度センサレスベクトル制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08130882A JPH08130882A (ja) | 1996-05-21 |
| JP3422101B2 true JP3422101B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=17490463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27075094A Expired - Lifetime JP3422101B2 (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | 速度センサレスベクトル制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3422101B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP3372177B2 (ja) * | 1996-12-04 | 2003-01-27 | 株式会社荏原製作所 | 直交２軸信号用フィルタ回路 |
| JP3707244B2 (ja) * | 1998-04-03 | 2005-10-19 | 富士電機機器制御株式会社 | 誘導電動機の速度制御装置 |
| JP4139934B2 (ja) | 1999-09-21 | 2008-08-27 | 株式会社安川電機 | 交流電動機の制御方法および制御装置 |
| DE10135286B4 (de) * | 2001-07-19 | 2006-04-27 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Überbrückung von kurzzeitigen Netzausfällen bei einem Matrixumrichter |
| JP2007228662A (ja) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 誘導電動機の制御装置 |
| EP2034604A4 (en) | 2006-06-29 | 2012-11-14 | Mitsubishi Electric Corp | AC ROTARY MACHINE CONTROL |
| JP2009171712A (ja) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 速度センサレスベクトル制御装置 |
-
1994
- 1994-11-04 JP JP27075094A patent/JP3422101B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08130882A (ja) | 1996-05-21 |
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