JP3484610B2 - 電力変換器の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電力変換器の制御装置に
係り、特に過電流や過電圧を抑制する電力変換器の制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】直流電圧を可変交流電圧に変換するイン
バータにより誘導電動機を可変速制御する場合、急激に
負荷が変動した場合や負荷に対して短すぎる加減速時間
を設定した場合などにインバータに過大な出力電流が流
れることがある。また、減速の際、インバータが回生状
態となると電動機のエネルギーがインバータの直流入力
側に流入するため直流電圧が上昇しインバータ入力側に
過電圧が印加されることがある。この過電流や過電圧か
らインバータを保護するためインバータの出力側に過電
流が流れた場合やインバータに入力される直流電圧が過
電圧となった場合などにはインバータの運転を停止させ
ている。

【０００３】一方、インバータの運転を停止させること
なく過電流や過電圧を抑制する方法としては、インバー
タの出力電流を整流した値がある制限値を超過した場
合、超過分に応じてインバータの出力周波数を減少させ
る方法や、インバータの直流電圧がある一定値を越える
とインバータと並列に接続された抵抗に電流を流す方法
が知られている。なお、この種の制御装置として関連す
るものには、例えば特開昭63-48190号等が挙げられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来例によ
る、インバータの出力電流の過電流の抑制方法は電流値
のみにより制御を行っているために、電流の変化が急峻
な場合には十分な効果が得られない。例えば、離散時間
制御系において、あるサンプリング時点では電流が制限
値に達していないが電流変化が急峻なために次のサンプ
リング時点で電流値が制限値を超過するオーバーシュー
トが大きく発生するような場合においても、インバータ
周波数が制御されないためにインバータ装置の運転を停
止させねばならない状況となる。

【０００５】またこのような事態を避けるために、制限
値を小さくとると定常状態で不必要な制限がかかってし
まうという問題があった。

【０００６】また、前記従来例によるインバータに入力
される直流電圧の過電圧を抑制する方法は抵抗や、スイ
ッチング素子や、スイッチング素子を制御する制御回路
などが必要であり、装置の構成が複雑になるという問題
があった。

【０００７】本発明の第１の目的は定常状態における影
響が小さく、かつ急峻な電流変化に対しても電力変換器
の運転を停止させることなく制限を行うことである。

【０００８】本発明の第２の目的は最小限のハードウェ
ア構成により電力変換器の入力側に印加される過電圧を
防止することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の目的は、電力変換
器の出力電流とその変化量を入力とするファジィ論理演
算により電力変換器周波数の上限値を求めるか、あるい
は電力変換器の出力電流と電力変換器周波数をパラメー
タとする電力変換器周波数の上限値のテーブルを用いて
電力変換器周波数の上限値を求め、指令周波数をその上
限値で制限した値である電力変換器周波数として出力す
ることにより出力電流を制限することにより達成され
る。

【００１０】第２の目的は、電力変換器の出力電流とそ
の変化量を入力とするファジィ論理演算により電力変換
器周波数の下限値を求めるか、あるいは電力変換器の出
力電流と電力変換器周波数をパラメータとする電力変換
器周波数の下限値のテーブルを用いて電力変換器周波数
の下限値を求め、指令周波数をその下限値で制限した値
を電力変換器周波数として出力することにより直流電圧
を制限することにより達成される。

【００１１】 すなわち、本発明は、指令周波数Ｆｒと
電圧検出器により検出された電力変換器の直流電圧に基
づいて制御周期ごとに電力変換器周波数Ｆ１を演算し、
該電力変換器周波数Ｆ１を前記電力変換器に出力する制
御器を備えた電力変換器の制御装置において、前記制御
器は、前記直流電圧が第１の電圧制限値以上である場合
には、該第１の電圧制限値より大きな値に設定された第
２の電圧制限値ＶＬとの電圧偏差Ｅｖ及び前記直流電圧
の変化量ΔＥｖを求め、予め設定された第１のメンバー
シップ関数に基づき前記電圧偏差Ｅｖに対応する第１の
ファジィ変数を求めるとともに、予め設定された第２の
メンバーシップ関数に基づき前記直流電圧の変化量ΔＥ
ｖに対応する第２のファジィ変数を求め、該求めた第１
のファジィ変数と第２のファジィ変数を入力とし、前記
直流電圧が前記第２の電圧制限値ＶＬを超えないように
予め定められた制御ルールに基づいたファジィ推論によ
り許容される周波数変位量ΔＦｖを求め、該求めた周波
数変位量ΔＦｖを前回の制御に係る前記電力変換器周波
数Ｆ１’に加算して今回の制御に係る前記電力変換器周
波数Ｆ１の下限値Ｆｄを求め、今回の制御に係る前記指
令周波数Ｆｒが前記下限値Ｆｄより小さいときは今回の
制御に係る前記指令周波数Ｆｒをそのまま前記電力変換
器周波数Ｆ１とし、今回の制御に係る前記指令周波数Ｆ
ｒが前記下限値Ｆｄ以上のときは該下限値Ｆｄを前記電
力変換器周波数Ｆ１として出力する手段とを備えること
を特徴とする。

【００１２】 また本発明は、指令周波数Ｆｒと電流検
出器により検出された電力変換器の出力電流とに基づい
て制御周期ごとに電力変換器周波数Ｆ１を演算し、該電
力変換器周波数Ｆ１を前記電力変換器に出力する制御器
を備えた電力変換器の制御装置において、前記制御器
は、前記出力電流が第１の電流制限値以上である場合に
は、該第１の電流制限値より大きな値に設定された第２
の電流制限値ＩＬとの電流偏差Ｅｉ及び前記出力電流の
変化量ΔＥｉを求め、予め設定された第１のメンバーシ
ップ関数に基づき前記電流偏差Ｅｉに対応する第１のフ
ァジィ変数を求めるとともに、予め設定された第２のメ
ンバーシップ関数に基づき前記出力電流の変化量ΔＥｉ
に対応する第２のファジィ変数を求め、該求めた第１の
ファジィ変数と第２のファジィ変数を入力とし、前記出
力電流が前記第２の電流制限値ＩＬを超えないように予
め定められた制御ルールに基づいたファジィ推論により
許容される周波数変位量ΔＦｉを求め、該求めた周波数
変位量ΔＦｉを前回の制御に係る前記電力変換器周波数
Ｆ１’に加算して今回の制御に係る前記電力変換器周波
数Ｆ１の上限値Ｆｕを求め、今回の制御に係る前記指令
周波数Ｆｒが前記上限値Ｆｕより小さいときは今回の制
御に係る前記指令周波数Ｆｒをそのまま前記電力変換器
周波数Ｆ１とし、今回の制御に係る前記指令周波数Ｆｒ
が前記上限値Ｆｕ以上のときは該上限値Ｆｕを前記電力
変換器周波数Ｆ１として出力する手段とを備えることを
特徴とする。

【００１３】 更に本発明の電力変換器の制御装置は、
上記の電力変換器の直流電圧に基づく制御と、電力変換
器の出力電流に基づく制御の両方を備えて構成すること
ができる。

【００１４】 また本発明は、指令周波数Ｆｒと電圧検
出器により検出された電力変換器の直流電圧に基づいて
制御周期ごとに電力変換器周波数Ｆ１を演算し、該電力
変換器周波数Ｆ１を前記電力変換器に出力する制御器を
備えた電力変換器の制御装置において、前記制御器は、
前記直流電圧と電圧制限値ＶＬとの電圧偏差Ｅｖ及び該
電圧偏差の変化量ΔＥｖを求め、予め設定された第１の
メンバーシップ関数に基づき前記電圧偏差Ｅｖに対応す
る第１のファジィ変数を求めるとともに、予め設定され
た第２のメンバーシップ関数に基づき前記変化量ΔＥｖ
に対応する第２のファジィ変数を求め、 該求めた第１
のファジィ変数と第２のファジィ変数を入力とし、前記
直流電圧が前記電圧制限値ＶＬを超えないように予め定
められた制御ルールに基づいたファジィ推論により電圧
許容量ΔＦｖを求め、さらに前々回と前回の制御に係る
前記電力変換器周波数の変化量ΔＦ１を求めて、該変化
量ΔＦ１を前回の制御に係る前記電力変換器周波数Ｆ
１’に加算し、該加算値に前記電圧許容量ΔＦｖを加算
して今回の制御に係る前記電力変換器周波数Ｆ１の下限
値Ｆｄを求め、今回の制御に係る前記指令周波数Ｆｒが
前記下限値Ｆｄ以上のときは今回の制御に係る前記指令
周波数Ｆｒをそのまま前記電力変換器周波数Ｆ１とし、
今回の制御に係る前記指令周波数Ｆｒが前記下限値Ｆｄ
より小さいときは該下限値Ｆｄを前記電力変換器周波数
Ｆ１として出力する手段とを備えることを特徴とする。

【００１５】 更に本発明は、指令周波数Ｆｒと電圧検
出器により検出された電力変換器の直流電圧に基づいて
制御周期ごとに電力変換器周波数Ｆ１を演算し、該電力
変換器周波数Ｆ１を前記電力変換器に出力する制御器を
備えた電力変換器の制御装置において、前記制御器は、
前記出力電流と電流制限値ＩＬとの電流偏差Ｅｉ及び該
電流偏差の変化量ΔＥｉを求め、予め設定された第１の
メンバーシップ関数に基づき前記電流偏差Ｅｉに対応す
る第１のファジィ変数を求めるとともに、予め設定され
た第２のメンバーシップ関数に基づき前記変化量ΔＥｉ
に対応する第２のファジィ変数を求め、 該求めた第１
のファジィ変数と第２のファジィ変数を入力とし、前記
出力電流が前記電流制限値ＩＬを超えないように予め定
められた制御ルールに基づいたファジィ推論により電流
許容量ΔＦｉを求め、さらに前々回と前回の制御に係る
前記電力変換器周波数の変化量ΔＦ１を求め、該変化量
ΔＦ１を前回の制御に係る前記電力変換器周波数Ｆ１’
に加算し、該加算値に前記電流許容量ΔＦｉを加算して
今回の制御に係る前記電力変換器周波数Ｆ１の上限値Ｆ
ｕを求め、今回の制御に係る前記指令周波数Ｆｒが前記
上限値Ｆｕより小さいときは今回の制御に係る前記指令
周波数Ｆｒをそのまま前記電力変換器周波数Ｆ１とし、
今回の制御に係る前記指令周波数Ｆｒが前記上限値Ｆｕ
以上のときは該上限値Ｆｕを前記電力変換器周波数Ｆ１
として出力する手段とを備えることを特徴とする。

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【作用】上記構成の電力変換器の制御装置においては、
電力変換器周波数の上限値を電力変換器の出力電流値だ
けでなく、その変化量も用いてファジィ演算することに
より、予測的に制御を行うことができるため、出力電流
のオーバーシュートを小さく抑えることが可能である。
すなわち、電力変換器周波数の上限値を正確に求めるこ
とができるため、出力電流が電流制限値に係らない範囲
では指令周波数通り電力変換器を制御することができ、
また上限値で電力変換器周波数を制限することにより、
出力電流値は電流制限値を越えない。

【００３３】また上記構成の電力変換器の制御装置にお
いては、電力変換器の出力電流値と電力変換器周波数を
パラメータとする電力変換器周波数の上限値のテーブル
を用いて、電力変換器周波数の上限値を求める場合も、
電力変換器の運転状態から上限値を予測的に求めるた
め、上限値を正確に求めることができ、前記の場合と同
様第１の目的を達成できる。

【００３４】更に上記構成の電力変換器の制御装置にお
いては、電力変換器周波数の下限値を電力変換器の直流
電圧値だけでなく、その変化量も用いてファジィ演算す
ることにより、予測的に制御を行うことができるため、
直流電圧値のオーバーシュートを小さく抑えることが可
能である。すなわち、電力変換器周波数の下限値を正確
に求めることができる。このため、直流電圧値が電圧制
限値に係らない範囲では指令周波数通り電力変換器を制
御することができ、また下限値で電力変換器周波数を制
限することにより、直流電圧値は電圧制限値を越えない
ため、最小限のハードウェア構成で過電圧を防止でき
る。

【００３５】また上記構成の電力変換器の制御装置にお
いては、電力変換器の出力電流と電力変換器周波数をパ
ラメータとする電力変換器周波数の下限値のテーブルを
用いて、電力変換器周波数の下限値を求める場合も、電
力変換器の運転状態から上限値を予測的に求めるため、
下限値を正確に求めることができるため前記の場合と同
様第２の目的を達成できる。

【００３６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１には本発明に係る電力変換器の制御装置の一
実施例の構成が示されている。

【００３７】本発明による電力変換器の制御装置は、イ
ンバータ周波数Ｆ1に基づいて直流電圧を可変交流電圧
に変換することにより電動機１を駆動するインバータ２
と、直流電圧を検出する電圧検出器３と、インバータ２
の出力電流を検出する電流検出器４と、指令周波数Ｆr
と電圧検出器３の検出出力である直流電圧値Ｖと電流検
出器４の出力である出力電流値Ｉに基づいてインバータ
周波数Ｆ1を出力する制御器５からなる。

【００３８】次に制御器５の具体的構成を図２に示す。
同図において制御器５は、インバータ２の入力側の電圧
検出器３の出力である直流電圧値Ｖとその直流電圧値Ｖ
の変化量を求める微分器１０と、電流検出器４の出力で
ある出力電流値Ｉの変化量を求める微分器１１と、直流
電圧値Ｖと微分器１０の出力と出力電流値Ｉと微分器１
１の出力からファジィ推論を行ない、指令周波数Ｆｒを
修正し、インバータ周波数Ｆ１を出力するファジィ制御
器２０からなる。

【００３９】さらに、ファジィ制御器２０は、直流電圧
値Ｖと微分器１０の出力からファジィ推論を行なうファ
ジィ推論器２１と、出力電流値Ｉと微分器１１の出力か
らファジィ推論を行なうファジィ推論器２２と、ファジ
ィ推論器２１の出力とファジィ推論器２２の出力から指
令周波数Ｆｒを修正し、インバータ周波数Ｆ１を出力す
る修正器２３からなる。

【００４０】制御器５は例えばワンチップのマイクロコ
ンピュータを用いて構成され、電圧検出値と電流検出値
が制限値を越えない範囲で、インバータ周波数Ｆ1をで
きるだけ指令周波数Ｆrに近づけるように制御してい
る。

【００４１】次に、制御器５による制御の一例を図３に
よって説明する。図３は本実施例に係る電力変換器の制
御装置の動作を概略的に示したものである。

【００４２】通常インバータ周波数Ｆ1は指令周波数Ｆr
に一致させるように制御すれば良い。

【００４３】しかし、指令周波数Ｆrが急激に減少した
場合、インバータ周波数Ｆ1を急激に減少させると、電
動機１が発電機として作用し、さらに発電された電力が
インバータ２を介して直流側に流れ込みインバータの入
力側の直流電圧が上昇し、直流電圧値Ｖがインバータ２
の電圧制限値ＶLを越えてしまう。これを防止するには
インバータ周波数Ｆ1の減少を緩やかにすれば良い。そ
こで、この実施例では図３（ａ）に示すように電圧制限
値ＶLを第１目標値とし、これよりも所定量だけ小さい
第２目標値を設定し、直流電圧値Ｖが第２目標値に一致
した時点から所定のサンプリング時間ごとに第１目標値
ＶＬから直流電圧値Ｖを差し引いた電圧偏差Ｅvとこの
電圧偏差Ｅvの電圧変化量ΔＥvを算出し、図３（ａ）に
示すように直流電圧値Ｖが第１目標値ＶＬ付近に維持さ
れるようにファジィ制御を行っている。この際、直流電
圧値Ｖの変化量を用いているため予測される直流電圧値
が電圧制限値を超えることがないように制御を行うこと
が可能である。

【００４４】さらに、指令周波数Ｆrが急激に増加した
場合、インバータ周波数Ｆ1を急激に増加させるとイン
バータ２に過大な出力電流が流れ出力電流値Ｉがインバ
ータ２の電流制限値ＩLを越えてしまう。このため、イ
ンバータ周波数Ｆ1の増加を緩やかにする必要がある。
そこで、この実施例では図３（ｃ）に示すように電流制
限値ＩLを第３目標値とし、これよりも所定量だけ小さ
い第４目標値を設定する。出力電流値Ｉが第４目標値に
一致した時点から所定のサンプリング時間ごとに第３目
標値ＩＬから出力電流Ｔを差し引いた電流偏差Ｅiとこ
の電流偏差Ｅiの変化量ΔＥiを算出し、図３（ｃ）に示
すように出力電流値Ｉが第３目標値ＩＬ付近に維持され
るように、ファジィ制御を行っている。この際、出力電
流値の変化量を用いているため予測される出力電流値が
電流制限値を超えることがないように制御を行うことが
可能である。

【００４５】次に、制御器５の動作の一具体例を図４及
び図５によって説明する。

【００４６】図４及び図５はあらかじめ設定された時間
毎に制御器５が行うべき処理内容を示すフローチャート
である。同図において、外部から指令周波数Ｆrが入力
され（ステップ１０１）、直流電圧値Ｖが電圧検出器３
により検出されると（ステップ１０２）、次いで検出さ
れた直流電圧値Ｖが第２目標値に達しているか否かが判
定され、第２目標値に達していないときには電圧タイマ
Ｔvがリセットされ（ステップ１１４）、前回電圧偏差
Ｅv'に第１目標値ＶＬから直流電圧値Ｖを減算した値が
セットされ（ステップ１１５）、電流制限処理に移行す
る。

【００４７】一方、直流電圧値Ｖが第２目標値以上であ
れば、電圧タイマＴｖの値を調べる（ステップ１０
４）。

【００４８】電圧タイマＴvが０であれば第１目標値Ｖ
Ｌから直流電圧値Ｖを減算して電圧偏差Ｅvを求め（ス
テップ１０５）、さらにこの電圧偏差Ｅvから前回電圧
偏差Ｅv'を減算し電圧偏差変化量ΔＥvを求め（ステッ
プ１０６）、電圧偏差Ｅvと電圧偏差変化量ΔＥvからフ
ァジィ論理演算により周波数変位量ΔＦvを決定する
（ステップ１０７）。更にこの周波数変位量ΔＦvを最
新インバータ周波数Ｆ1に加算して下限値Ｆdを求める
（ステップ１０８）。次いで前回電圧偏差Ｆｖ’を更新
し、電圧タイマＴvにあらかじめ決められた値をセット
する。この例では電圧タイマＴvに１０をセットする
（ステップ１０９）。

【００４９】一方、指令周波数Ｆrが下限値Ｆdよりも小
さいときには、インバータ周波数Ｆ1を下げすぎないた
め下限値Ｆdをインバータ周波数Ｆ1として出力し、指令
周波数Ｆrが下限値Ｆd以上であるときには、指令周波数
Ｆrをインバータ周波数Ｆ1として出力しても直流電圧値
Ｖは第１目標値ＶＬを越えないと考えられるので指令周
波数Ｆrをインバータ周波数Ｆ1として出力する（ステッ
プ１１０，１１１，１１２，１１６）。

【００５０】一方、ステップ１０４で電圧タイマＴvの
内容が０以外であるときは電圧タイマＴvを１減らし、
前述したステップ１１０に処理が移行する（ステップ１
１３）。すなわち、ステップ１０５〜ステップ１０９の
処理は直流電圧値Ｖが第２目標値以上である期間内にお
いて１１回に１度実行される。

【００５１】次に、電流制限処理について説明する。前
述したステップ１１５の処理が終了すると、インバータ
２の出力電流値Ｉを電流検出器４により検出し（ステッ
プ１３０）、この出力電流値Ｉを第４目標値と比較する
（ステップ１３１）。ここで出力電流値Ｉが第４目標値
以下である場合は電流タイマＴiをリセットし（ステッ
プ１４２）、第３目標値から出力電流値Ｉを減算した値
を前回電流偏差Ｅi'にセットし（ステップ１４３）、指
令周波数Ｆrをインバータ周波数Ｆ1として出力する（ス
テップ１４０，１１６）。

【００５２】他方、ステップ１３１における比較の結果
出力電流値Ｉが第４目標値よりも大きい場合、電流タイ
マＴiの値を調べ（ステップ１３２）、電流タイマＴｉ
が０の時は第三目標値から出力電流値Ｉを減算して電流
偏差Ｅiを求め（ステップ１３３）、さらにこの電流偏
差Ｅiから前回電流偏差Ｅi'を減算して電流偏差変化量
ΔＥiを求め（ステップ１３４）、この電流偏差Ｅiと電
流偏差変化量ΔＥiからファジィ論理演算により周波数
変位量ΔＦiを決定する（ステップ１３５）。次いで周
波数変位量ΔＦiを最新インバータ周波数Ｆ1に加算して
上限値Ｆuを求める（ステップ１３６）。更に前回電流
偏差Ｅi'を更新し、電流タイマＴiにあらかじめ決めら
れた値をセットする。この例では電流タイマＴiに１０
をセットする（ステップ１３７）。次に指令周波数Ｆr
が上限値Ｆuよりも大きいときには、インバータ周波数
Ｆ1を上げすぎないため上限値Ｆuをインバータ周波数Ｆ
1として出力し、指令周波数Ｆrが上限値Ｆu以下である
ときには、指令周波数Ｆrをインバータ周波数Ｆ1として
出力しても直流電圧値Ｖは第１目標値を越えないと考え
られるので指令周波数Ｆrをインバータ周波数Ｆ1として
出力する（ステップ１３８，１３９，１４０，１１
６）。

【００５３】一方、ステップ１３２で電流タイマＴiが
０以外であると判定されたときは電流タイマＴiを１減
らし（ステップ１４１）、処理はステップ１３８に移行
する。

【００５４】本実施例では指令周波数Ｆrを上限値Ｆuや
下限値Ｆdで制限してインバータ周波数Ｆ1を求めている
ため、過電流や過電圧にならない場合には指令周波数Ｆ
rがインバータ周波数Ｆ1として出力されるので、指令に
忠実な運転が可能である。

【００５５】次に図４のステップ１０７における電圧偏
差Ｅvと電圧偏差変化量ΔＥvから周波数変位量ΔＦvを
決定するファジィ論理演算について、図６及び図７を参
照して説明する。

【００５６】図６（ａ）は電圧偏差Ｅvに対して「負側
に大」（ＮＢ）、「負側に小」（ＮＳ）、「ゼロ」（Ｚ
Ｏ）、「正側に小」（ＰＳ）、「正側に大」（ＰＢ）と
評価する最大を１とするグレードを示したファジィ変数
のメンバシップ関数を示している。

【００５７】また図６（ｂ）は電圧偏差変化量ΔＥvに
対して「負側に大」（ＮＢ）、「負側に小」（ＮＳ）、
「ゼロ」（ＺＯ）、「正側に小」（ＰＳ）、「正側に
大」（ＰＢ）と評価する最大を１とするグレードを示し
たファジィ変数のメンバシップ関数を示している。

【００５８】更に図６（ｃ）は周波数変位量ΔＦvに対
して「負側に大」（ＮＢ）、「負側に小」（ＮＳ）、
「ゼロ」（ＺＯ）、「正側に小」（ＰＳ）、「正側に
大」（ＰＢ）と評価する最大を１とするグレードを示し
たファジィ変数のメンバシップ関数を示している。電圧
偏差Ｅv，電圧偏差変化量ΔＥv，周波数変位量ΔＦvそ
れぞれに対する評価は一意的ではなく、図６（ａ）、図
６（ｂ）、図６（ｃ）で評価領域が異なるように、２通
りの評価も行われることになる。

【００５９】図７は周波数変位量ΔＦvをファジィ論理
演算により求めるための制御ルール、すなわち、図６
（ａ），図６（ｂ）での評価と図６（ｃ）での評価との
関係を示している。

【００６０】図７において、縦方向には電圧偏差Ｅvの
５段階のファジィ変数をとり、横方向には電圧偏差変化
量ΔＥvの５段階のファジィ変数をとって２次元に配置
されており、これら２つの条件の交わった位置に最適な
周波数変位量ΔＦvが設定されている。

【００６１】なお、図６（ａ），図６（ｂ），図６
（ｃ）の３種類のメンバシップ関数及び図７の制御ルー
ルは発明者が予めシミュレーションと実験結果に基づい
て決めたものである。また、図６に示すメンバシップ関
数及び図７に示す制御ルールは制御器５内のメモリに予
め格納されている。

【００６２】図６に示すメンバシップ関数及び図７に示
す制御ルールに基づいてｍｉｎ−ｍａｘ法を用いてファ
ジィ推論を行い、さらに重心法により非ファジィ化する
ことにより周波数変位量ΔＦvを求めている。

【００６３】次に図５のステップ１３５における電流偏
差Ｅiと電流偏差変化量ΔＥiから周波数変位量ΔＦiを
決定するファジィ論理演算について、図８及び図９を参
照して説明する。

【００６４】図８（ａ）は電流偏差Ｅiに対して「負側
に大」（ＮＢ）、「負側に小」（ＮＳ）、「ゼロ」（Ｚ
Ｏ）、「正側に小」（ＰＳ）、「正側に大」（ＰＢ）と
評価する最大を１とするグレードを示したファジィ変数
のメンバシップ関数を示している。

【００６５】また図８（ｂ）は電流偏差変化量ΔＥiに
対して「負側に大」（ＮＢ）、「負側に小」（ＮＳ）、
「ゼロ」（ＺＯ）、「正側に小」（ＰＳ）、「正側に
大」（ＰＢ）と評価する最大を１とするグレードを示し
たファジィ変数のメンバシップ関数を示している。

【００６６】更に図８（ｃ）は周波数変位量ΔＦiに対
して「負側に大」（ＮＢ）、「負側に小」（ＮＳ）、
「ゼロ」（ＺＯ）、「正側に小」（ＰＳ）、「正側に
大」（ＰＢ）と評価する最大を１とするグレードを示し
たファジィ変数のメンバシップ関数を示している。電流
偏差Ｅi，電流偏差変化量ΔＥi，周波数変位量ΔＦiそ
れぞれに対する評価は一意的ではなく、図８（ａ），図
８（ｂ），図８（ｃ）で評価領域が異なるように、２通
りの評価も行われることになる。

【００６７】図９は周波数変位量ΔＦiをファジィ論理
演算により求めるための制御ルール、すなわち、図８
（ａ），図８（ｂ）での評価と図８（ｃ）での評価との
関係を示している。図９において、縦方向には電流偏差
Ｅiの５段階のファジィ変数をとり、横方向には電流偏
差変化量ΔＥiの５段階のファジィ変数をとって２次元
に配置されており、これら２つの条件の交わった位置に
最適な周波数変位量ΔＦiが設定されている。

【００６８】なお、図８（ａ），図８（ｂ），図８
（ｃ）の３種類のメンバシップ関数及び図９の制御ルー
ルは発明者が予めシミュレーションと実験結果に基づい
て決めたものである。また、図８に示すメンバシップ関
数及び図９に示す制御ルールは制御部５内のメモリに予
め格納されている。

【００６９】図８に示すメンバシップ関数及び図９に示
す制御ルールに基づいてｍｉｎ−ｍａｘ法を用いてファ
ジィ推論を行い、さらに重心法により非ファジィ化する
ことにより周波数変位量ΔＦiを求めている。

【００７０】次に制御器５の別の実施例を図１０によっ
て説明する。本実施例は指令周波数Ｆrと直流電圧値Ｖ
と出力電流値Ｉを予め設定された時間毎に検出し、その
検出結果に基づきインバータ周波数を演算し、出力中の
インバータ周波数Ｆ1'を演算した次のインバータ周波数
Ｆ1に変更していく離散時間制御系の例を示す。本実施
例に係る制御器５は電圧検出器３により検出したインバ
ータ２の入力側の直流電圧値Ｖと制御器５より出力中の
インバータ周波数Ｆ1’から電圧変化率Ｖfを出力する第
１のテーブル２０１と、電流検出器４により検出したイ
ンバータ２出力電流値Ｉと制御器５より出力中のインバ
ータ周波数Ｆ1’から電流変化率Ｉfを出力する第２のテ
ーブル２０２と、指令周波数Ｆrと直流電圧値Ｖと出力
電値流Ｉと電圧変化率Ｖfと電流変化率Ｉfから次のイン
バータ周波数Ｆ1を求め、出力すると共に、実際の電圧
変化率Ｖf’と実際の電流変化率Ｉf’を求め、第１のテ
ーブル２０１及び第２のテーブル２０２を更新する演算
部２０３からなる。

【００７１】図１１には第１のテーブル２０１の内容が
示されてる。図１１において、縦方向には直流電圧値Ｖ
をとり、横方向にはインバータ周波数Ｆ1をとって２次
元に配置されており、これら２つの条件の交わった位置
に電圧変化率Ｖfが設定されている。電圧変化率Ｖfは予
め設定しておくことが望ましいが何度か試行を繰り返す
ことによっても設定することができる。ここで電圧変化
率ＶｆとはＶｆ＝∂Ｖ／∂Ｆｒで定義される。但し、Ｖ
はインバータ２の入力側の直流電圧、Ｆｒは指令周波数
である。

【００７２】図１２には第２のテーブル２０２の内容が
示されている。図１２において、縦方向にはインバータ
２の出力電流値Ｉをとり、横方向にはインバータ周波数
Ｆ1をとって２次元に配置されており、これら２つの条
件の交わった位置に電流変化率Ｉfが設定されている。
電流変化率Ｉfも予め設定しておくことが望ましいが何
度か試行を繰り返すことによっても設定することができ
る。ここで電流変化率はＩｆ＝∂Ｉ／∂Ｆｒで定義され
る。但し、Ｉはインバータ２の出力電流値、Ｆｒは指令
周波数である。

【００７３】次に、演算部２０３の処理内容の一例を図
１３を参照して説明する。

【００７４】同図において、外部から指令周波数Ｆrを
入力し（ステップ２１１）、インバータ２の出力電流値
Ｉを検出する（ステップ２１２）。次いで第１のテーブ
ル２０１に対して電流検出器４により検出されたインバ
ータ２の出力電流値Ｉと演算部２０３がインバータ２に
対して出力中のインバータ周波数Ｆ1'を出力し（２１
３）、第１のテーブル２０１から電圧変化率Ｖfを取り
込む（ステップ２１４）。

【００７５】この電圧変化率Ｖfが未定義であれば、す
なわち取り込むべき電圧変化率Ｖｆのデータが第１のテ
ーブル２０１に格納されていない場合には指令周波数Ｆ
rを下限周波数Ｆdとし（ステップ２１９）、電圧変化率
Ｖfが定義されていれば、すなわち、取り込むべき電圧
変化率Ｖｆのデータが格納されていれば、直流電圧値Ｖ
を検出し（ステップ２１６）、直流電圧値Ｖから電圧制
限値Ｖrを減算し電圧偏差Ｅvを求め（ステップ２１
７）、この電圧偏差Ｅvを電圧変化率Ｖfで除算した値に
出力しているインバータ周波数Ｆ1'を加算して下限周波
数Ｆdを求める（ステップ２１８）。

【００７６】次に第２のテーブル２０２に対して電流検
出器４により検出されたインバータ２の出力電流値Ｉと
演算部２０３がインバータ２に対して出力中のインバー
タ周波数Ｆ1'とを出力し（ステップ２２０）、第２のテ
ーブル２０２から電流変化率Ｉfを取り込む（ステップ
２２１）。この電流変化率Ｉfが未定義であれば、すな
わち取り込むべき電流変化率Ｉｆのデータが第２のテー
ブル２０２に格納されていない場合には指令周波数Ｆr
を上限周波数Ｆuとし（ステップ２２５）、電流変化率
Ｉfが定義されていれば、すなわち取り込むべき電流変
化率Ｉｆのデータが第２のテーブル２０２に格納されて
いる場合には、インバータ２の出力電流値Ｉから電流制
限値Ｉrを減算し、電流偏差Ｅiを求め（ステップ２２
３）、この電流偏差Ｅiを電流変化率Ｉfで除算した値に
出力しているインバータ周波数Ｆ1'を加算して上限周波
数Ｆuを求める（ステップ２２４）。

【００７７】更に上限周波数Ｆuと指令周波数Ｆrを比較
し（ステップ２２６）、小さい方の値を仮にＦr'と置き
（ステップ２２７，２２８）、このＦr'と下限周波数Ｆ
dを比較し（ステップ２２９）、大きい方の値をインバ
ータ周波数Ｆ1とする（ステップ２３０，２３１）。

【００７８】次にインバータ２の入力側から電圧検出器
３により検出される直流電圧値Ｖから前回の直流電圧値
Ｖ'を減算した値を、出力中のインバータ周波数Ｆ１''
から前回、出力していたインバータ周波数Ｆ1を減算し
た値で除算し、実際の電圧変化率Ｖf'を求め（ステップ
２３２）、この電圧変化率Ｖｆ’のデータを第１のテー
ブル２０１における出力電流値が前回の出力電流値
Ｉ'，インバータ周波数が前回のインバータ周波数Ｆ1''
である位置に設定（格納）する（ステップ２３３）。

【００７９】更に電流検出器４により検出されたインバ
ータ２の出力電流値Ｉから前回検出されたインバータ２
の出力電流値Ｉ'を減算した値を、出力中のインバータ
周波数Ｆ１’から前回出力していたインバータ周波数を
減算した値で除算し、実際の電流変化率Ｉf'を求め（ス
テップ２３４）、Ｆ１''第２のテーブル２０２の出にお
けるインバータ２の電流値が前回の出力電流値Ｉ'，イ
ンバータ周波数が前回のインバータ周波数Ｆ1''の位置
に設定（格納）する（ステップ２３５）。

【００８０】前回のインバータ周波数Ｆ1''と出力中の
インバータ周波数Ｆ1'と前回の出力電流値Ｉ'と前回の
直流電圧値Ｖ'を更新し（ステップ２３６）、次いでス
テップ２３０，２３１で求めたインバータ周波数Ｆ1を
出力する（ステップ２３７）。

【００８１】演算部２０３は以上に説明した一連の処理
を予め決めれた時間毎に実行する。

【００８２】このような構成にする事で本実施例によれ
ば電動機や電動機の負荷について詳しい情報がない場合
でも、さまざまな条件のもとで試行を繰り返すことによ
り、第１のテーブル２０１の電圧変化率Ｖf及び第２の
テーブル２０２の電流変化率Ｉfを求めることができ
る。

【００８３】また、これらの値が求められれば、インバ
ータ２の入力側の直流電圧値Ｖやその出力電流値Ｉを予
測的に制御できるため制御器５ではインバータ２の直流
電圧値Ｖ及び出力電流値Ｉを制限値以下に保ったまま、
できる限り指令周波数Ｆrに近いインバータ周波数Ｆ1を
出力することができる。

【００８４】更に、さまざまな条件で十分な試行を行
い、第１のテーブル２０１の電圧変化率Ｖfと第２のテ
ーブル２０２の電流変化率Ｉfを求めれば、更新の必要
がなくなるためステップ２３２〜ステップ２３５の処理
を省略することもできる。

【００８５】次に図１に示す制御器５の更に他の実施例
を図１４乃至図２０を参照して説明する。本実施例では
指令周波数Ｆrと直流電圧値Ｖと出力電流値Ｉを予め設
定された時間毎に検出し、検出結果に基づきインバータ
周波数Ｆ1を演算し、現在、出力中のインバータ周波数
Ｆ1'を、演算した次のインバータ周波数Ｆ1に変更して
いく離散時間制御系の例を示す。

【００８６】図１４は本実施例に係る制御器５の動作の
うちインバータ２の出力電流制限動作の概略を表したも
のである。図１４（ａ）はインバータ周波数Ｆ1を表
し、図１４（ｂ）はインバータ２の出力電流値Ｉを表し
ている。以下、図１４を用いて、時刻Ｘiで検出された
出力電流値Ａiに基づいて、時刻Ｙiでインバータ２に対
して出力すべきインバータ周波数Ｆ1を演算する動作に
ついて説明する。

【００８７】同図において時刻Ｘiの次のサンプリング
時点である時刻Ｙiで検出されるであろうインバータ２
の出力電流値Ｂiは現在出力されているインバータ周波
数で決まるため制御することはできないので、時刻Ｙi
の次のサンプリング時点である時刻Ｚiで検出されるイ
ンバータ２の出力電流値Ｉが電流制限値Ｉrを越えない
範囲で最も指令周波数Ｆrに近いインバータ周波数Ｆ1を
演算する。

【００８８】まずはじめに、時刻Ｘiでのインバータ周
波数Ｆ1の変化量と時刻Ｙiで出力されるインバータ周波
数Ｆ1の変化量が同じとなるようなインバータ周波数Ｇi
を時刻Ｙiで出力する場合（ケース１）に、時刻Ｚiでの
インバータ２の出力電流値Ｉは出力電流値Ｃiをとると
する。

【００８９】次に電流制限値Ｉrから出力電流値Ｃiを減
算した値を電流偏差Ｅiとし、これに対応する電流許容
量ΔＦiを求める。電流許容量ΔＦiは、電流許容量ΔＦ
iをインバータ周波数Ｇiに加えた値であるインバータ周
波数Ｈiを時刻Ｙiで出力する場合（ケース２）に、イン
バータ２の出力電流は制限レベルＩrとなる出力電流値
Ｄiをとるような値であるとする。この電流許容量ΔＦi
は、インバータ２の出力電流の変化量ΔＩと出力電流値
Ｉを入力とするファジィ論理演算により求められる。実
際に時刻Ｙiで出力するインバータ周波数Ｆ1は、ケース
１のインバータ周波数Ｇiに電流許容量ΔＦiを加えた値
である上限値Ｆuと指令周波数Ｆrのうち小さい方を出力
する。これにより、指令周波数Ｆrが上限値Ｆuより大き
い周波数Ｊiの場合には、上限値Ｆuを出力することで出
力電流値Ｉを制限レベルＩn以下に抑えることができ、
また、指令周波数Ｆrが上限値Ｆuより小さい周波数Ｋi
の場合には、指令周波数Ｆrを出力しても出力電流値Ｉ
は電流値Ｌiとなり、出力電流値Ｉは電流制限値Ｉr以下
であるため、指令周波数Ｆrをそのまま出力する。

【００９０】上述したような制御を行うことにより、本
実施例によれば出力電流値Ｉと出力電流値の変化量ΔＩ
に加え、過去のインバータ指令周波数Ｆrの変化量に基
づいて上限値Ｆuを求めるため制御上の外乱の影響を受
けにくくなる。

【００９１】図１５は本実施例に係る制御器５の動作の
うちインバータ２の入力側の直流電圧制限動作の概略を
表したものである。図１５（ａ）はインバータ周波数Ｆ
1を表し、図１５（ｂ）は直流電圧値Ｖを表している。
以下、図１５を用いて、時刻Ｘvで検出された直流電圧
値Ａvに基づいて、時刻Ｙvで出力すべきインバータ周波
数Ｆ1を演算する動作について説明する。同図において
時刻Ｘvの次のサンプリング時点である時刻Ｙvで検出さ
れるであろうインバータ２の入力側の直流電圧値Ｂvは
現在出力されているインバータ周波数で決まるため制御
することはできないので、時刻Ｙvの次のサンプリング
時点である時刻Ｚvで検出されるインバータ２の入力側
の直流電圧値Ｖが電圧制限値Ｖrを越えない範囲で最も
指令周波数Ｆrに近いインバータ周波数Ｆ1を演算する。

【００９２】まずはじめに、時刻Ｘvでのインバータ周
波数Ｆ1の変化量と時刻Ｙvで出力されるインバータ周波
数Ｆ1の変化量が同じとなるようなインバータ周波数Ｇv
を時刻Ｙvで出力する場合（ケース３）に、時刻Ｚiでの
インバータ２の入力側の直流電圧値Ｖは直流電圧値Ｃv
をとるとする。

【００９３】次に電圧制限値から直流電圧値Ｃvを減算
した値を電圧偏差Ｅvとし、これに対応する電圧許容量
ΔＦvを求める。電圧許容量ΔＦvは、電圧許容量Ｆvを
インバータ周波数Ｇvから減算した値であるインバータ
周波数Ｈvを時刻Ｙvで出力する場合（ケース４）に、イ
ンバータ２の入力側の直流電圧値Ｖは電圧制限値Ｖrと
なる直流電圧値Ｄvをとるような値であるとする。この
電圧許容量ΔＦvは、インバータ２の入力側の直流電圧
値の変化量ΔＶと直流電圧値Ｖを入力とするファジィ論
理演算により求められる。実際に時刻Ｙvで出力するイ
ンバータ周波数Ｆ1は、ケース３のインバータ周波数Ｇv
から電圧許容量ΔＦvを減算した値である下限値Ｆdと指
令周波数Ｆrのうち大きい方を出力する。これにより、
指令周波数Ｆrが下限値Ｆdより小さい周波数Ｊvの場合
には、下限値Ｆuを出力することで直流電圧値Ｖを制限
レベルＶr以下に抑えることができ、また、指令周波数
Ｆrが下限値Ｆuより大きい周波数Ｋvの場合には、指令
周波数Ｆrを出力しても直流電圧値Ｖは電圧値Ｌvとな
り、インバータ２の入力側の直流電圧値Ｖは電圧制限値
Ｖr以下であるため、指令周波数Ｆrをそのまま出力す
る。

【００９４】上述したような制御を行うことにより、本
実施例によれば直流電圧値Ｖと直流電圧値の変化量ΔＶ
に加え、過去のインバータ指令周波数Ｆrの変化量ΔＦ1
に基づいて下限値Ｆdを求めるため制御上の外乱の影響
を受けにくくなる。

【００９５】次に、図１４及び図１５に示す動作原理に
基づく制御器５の動作の一具体例を図１６を参照して説
明する。

【００９６】図１６は予め設定された時間毎に制御器５
が行うべき処理内容を示している。同図において外部か
ら指令周波数Ｆrが入力され（ステップ３０１）、イン
バータ２の出力電流値Ｉ及び直流電圧値Ｖがそれぞれ、
電流検出器４、電圧検出器３により検出される（３０
２，３０３）。インバータ２の出力電流の電流制限値Ｉ
Lから検出されたインバータ２の出力電流値Ｉを減算し
て電流偏差Ｅiを求め（ステップ３０４）、更にこの電
流偏差Ｅiから前回の電流偏差Ｅi'を減算して電流偏差
変化量ΔＥiを求める（ステップ３０５）。

【００９７】次に電圧制限値ＶLから検出されたインバ
ータ２の入力側の直流電圧値Ｖを減算して電圧偏差Ｅv
を求め（ステップ３０５）、更にこの電圧偏差Ｅvから
前回の電圧偏差Ｅv'を減算して電圧偏差変化量ΔＥvを
求める（ステップ３０７）。また電流偏差Ｅiと電流偏
差変化量ΔＥiからファジィ論理演算により電流許容量
ΔＦiを求める（ステップ３０８）。

【００９８】更に前回のインバータ周波数Ｆ1'（現在出
力しているインバータ周波数）から前々回のインバータ
周波数Ｆ1''を減算して、インバータ周波数変化量ΔＦ1
を求める（ステップ３０９）、このインバータ周波数変
化量ΔＦ1に前回のインバータ周波数Ｆ1'を加算し、更
に電流許容量ΔＦiを加算して上限値Ｆuを求める（ステ
ップ３１０）。

【００９９】次に電圧偏差Ｅvと電圧偏差変化量ΔＥvか
らファジィ論理演算により電圧許容量ΔＦvを求め（ス
テップ３１１）、このインバータ周波数変化量ΔＦ1に
前回のインバータ周波数Ｆ1'を加算した値から、電圧許
容量ΔＦvを減算して下限値Ｆdを求める（ステップ３１
２）。

【０１００】次に下限値Ｆdと指令周波数Ｆrを比較して
（ステップ３１３）、大きい方を仮にＦr'とおく（ステ
ップ３１４，３１５）。更にこのＦr'と上限値Ｆuを比
較して（ステップ３１６）、小さい方の値をインバータ
周波数Ｆ1とする（ステップ３１７，３１８）。前々回
のインバータ周波数Ｆ1''と、前回のインバータ周波数
Ｆ1'と、前回の出力電流値Ｉと、前回の直流電圧値Ｖを
更新して（３１９）、インバータ周波数Ｆ1を出力す
る。

【０１０１】次にステップ３０８における電流電流偏差
Ｅiと電流偏差変化量ΔＥiから電流許容量ΔＦiを決定
するファジィ論理演算について、図１７及び図１８を参
照して説明する。

【０１０２】図１７（ａ）は電流偏差Ｅiに対して「負
側に大」（ＮＢ）、「負側に小」（ＮＳ）、「ゼロ」
（ＺＯ）、「正側に小」（ＰＳ）、「正側に大」（Ｐ
Ｂ）と評価する最大を１とするグレードを示したファジ
ィ変数のメンバシップ関数を示している。

【０１０３】また図１７（ｂ）は電流偏差変化量ΔＥi
に対して「負側に大」（ＮＢ）、「負側に小」（Ｎ
Ｓ）、「ゼロ」（ＺＯ）、「正側に小」（ＰＳ）、「正
側に大」（ＰＢ）と評価する最大を１とするグレードを
示したファジィ変数のメンバシップ関数を示している。

【０１０４】更に図１７（ｃ）は周波数変位量ΔＦiに
対して「負側に大」（ＮＢ）、「負側に小」（ＮＳ）、
「ゼロ」（ＺＯ）、「正側に小」（ＰＳ）、「正側に
大」（ＰＢ）と評価する最大を１とするグレードを示し
たファジィ変数のメンバシップ関数を示している。電流
偏差Ｅi，電流偏差変化量ΔＥi，周波数変位量ΔＦiそ
れぞれに対する評価は一意的ではなく、図１７（ａ），
図１７（ｂ），図１７（ｃ）で評価領域が異なるよう
に、２通りの評価も行われることになる。

【０１０５】図１８は周波数変位量ΔＦiをファジィ論
理演算により求めるための制御ルール、すなわち、図１
７（ａ），図１７（ｂ）での評価と図１７（ｃ）での評
価との関係を示している。図１８において、縦方向には
電流偏差Ｅiの５段階のファジィ変数をとり、横方向に
は電流偏差変化量ΔＥiの５段階のファジィ変数をとっ
て２次元に配置されており、これら２つの条件の交わっ
た位置に最適な周波数変位量ΔＦiが設定されている。

【０１０６】なお、図１７（ａ），１７（ｂ），１７
（ｃ）の３種類のメンバシップ関数及び図１８の制御ル
ールは発明者が予めシミュレーションと実験結果に基づ
いて決めたものである。また、図１７のメンバシップ関
数及び図１８に示す制御ルールは制御器５内のメモリに
予め格納されている。

【０１０７】図１７に示すメンバシップ関数及び図１８
に示す制御ルールに基づいてｍｉｎ−ｍａｘ法を用いて
ファジィ推論を行い、さらに重心法により非ファジィ化
することにより周波数変位量ΔＦiを求めている。

【０１０８】次に図１６のステップ３１１における電圧
偏差Ｅvと電圧偏差変化量ΔＥvから周波数変位量ΔＦv
を決定するファジィ論理演算について、図１９と図２０
を参照して説明する。

【０１０９】図１９（ａ）は電圧偏差Ｅvに対して「負
側に大」（ＮＢ）、「負側に小」（ＮＳ）、「ゼロ」
（ＺＯ）、「正側に小」（ＰＳ）、「正側に大」（Ｐ
Ｂ）と評価する最大を１とするグレードを示したファジ
ィ変数のメンバシップ関数を示している。

【０１１０】また図１９（ｂ）は電流偏差変化量ΔＥv
に対して発明者が「負側に大」（ＮＢ）、「負側に小」
（ＮＳ）、「ゼロ」（ＺＯ）、「正側に小」（ＰＳ）、
「正側に大」（ＰＢ）と評価する最大を１とするグレー
ドを示したファジィ変数のメンバシップ関数を示してい
る。

【０１１１】更に図１９（ｃ）は周波数変位量ΔＦvに
対して「負側に大」（ＮＢ）、「負側に小」（ＮＳ）、
「ゼロ」（ＺＯ）、「正側に小」（ＰＳ）、「正側に
大」（ＰＢ）と評価する最大を１とするグレードを示し
たファジィ変数のメンバシップ関数を示している。電圧
偏差Ｅv，電圧偏差変化量ΔＥv，周波数変位量ΔＦvそ
れぞれに対する評価は一意的ではなく、図１９（ａ），
図１９（ｂ），図１９（ｃ）で評価領域が異なるよう
に、２通りの評価も行われることになる。

【０１１２】図２０は周波数変位量ΔＦvをファジィ論
理演算により求めるための制御ルール、すなわち、図１
９（ａ），図１９（ｂ）での評価と図１９（ｃ）での評
価との関係を示している。図２０において、縦方向には
電圧偏差Ｅvの５段階のファジィ変数をとり、横方向に
は電圧偏差変化量ΔＥvの５段階のファジィ変数をとっ
て２次元に配置されており、これら２つの条件の交わっ
た位置に最適な周波数変位量ΔＦvが設定されている。

【０１１３】なお、図１９（ａ），図１９（ｂ），図１
９（ｃ）に示す３種類のメンバシップ関数及び図１９に
示す制御ルールは発明者が予めシミュレーションと実験
結果に基づいて決めたものである。また、図１９に示す
メンバシップ関数及び図２０に示す制御ルールは制御器
５内のメモリに予め格納されている。

【０１１４】図１９に示すメンバシップ関数及び図２０
に示す制御ルールに基づいてｍｉｎ−ｍａｘ法を用いて
ファジィ推論を行い、さらに重心法により非ファジィ化
することにより周波数変位量ΔＦvを求めている。

【０１１５】本実施例では直流電圧を交流電圧に変換す
インバータについて述べたが、本発明はインバータに限
定されることなく、例えば交流電圧を交流電圧に変換す
るサイクロコンバータのような電力変換器においても、
その出力電流に基づいてその周波数指令を制御すること
により、電流制限できることは勿論である。

【０１１６】

【発明の効果】本発明によれば、電流の大きさと、電流
の変化量と、電力変換器の指令周波数に基づいて電力変
換器の指令周波数を制限することにより、電力変換器の
出力電流を効果的に制限することができる。

【０１１７】また本発明によれば電力変換器の入力側の
直流電圧と、その直流電圧の変化量と電力変換器の指令
周波数に基づいて電力変換器の指令周波数を制限するこ
とにより、最小限のハードウェア構成で電力変換器の出
力電流が過電流となるのを抑制することができる。

【０１１８】更にこれらの効果により、周波数指令値が
不適当であっても電力変換器を停止させることなく運転
することができ、操作が簡単になるという効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電力変換器の制御装置の一実施例
の構成を示すブロック図である。

【図２】図１における制御器の具体的構成を示すブロッ
ク図である。

【図３】図１に示すインバータの電流制限運転時の動
作、及び電圧制限時の動作の状態を示す説明図である。

【図４】図１における制御器の動作の一例を示すフロー
チャートである。

【図５】図１に置ける制御器の動作の一例を示すフロー
チャートである。

【図６】図４に示す周波数変位量ΔＦvの演算処理にお
いてファジィ演算で用いるメンバシップ関数を示す説明
図である。

【図７】図４に示す周波数変位量ΔＦvの演算処理にお
いてファジィ演算で用いるファジィ演算ルールを示す説
明図である。

【図８】図５に示す周波数変位量ΔＦiの演算処理にお
いてファジィ演算で用いるメンバシップ関数を示す説明
図である。

【図９】図５に示す周波数変位量ΔＦiの演算処理にお
いてファジィ演算で用いるファジィ演算ルールを示す説
明図である。

【図１０】図１に示す制御器の他の実施例の構成を示す
ブロック図である。

【図１１】図１０における電流変化率を求める第１のテ
ーブルの内容を示す説明図である。

【図１２】図１０における電圧変化率を求める第２のテ
ーブルの内容を示す説明図である。

【図１３】図１０に示す演算部の処理内容の一例を示す
フローチャートである。

【図１４】本発明に係る電動機の制御装置の他の実施例
の動作を示す説明図である。

【図１５】本発明に係る電動機の制御装置の他の実施例
の動作を示す説明図である。

【図１６】図１４及び図１５に示す制御動作を実現する
制御器の処理内容を示すブロック図である。

【図１７】図１６に示す電流許容量ΔＦiの演算処理に
おいてファジィ演算で用いるメンバシップ関数を示す説
明図である。

【図１８】図１６に示す電流許容量ΔＦiの演算処理に
おいてファジィ演算で用いるファジィ演算ルールを示す
説明図である。

【図１９】図１６に示す電圧許容量ΔＦvの演算処理に
おいてファジィ演算で用いるメンバシップ関数を示す説
明図である。

【図２０】図１６に示す電圧許容量ΔＦvの演算処理に
おいてファジィ演算で用いるファジィ演算ルールを示す
説明図である。

【符号の説明】

１ 電動機 ２ インバータ ３ 電圧検出器 ４ 電流検出器 ５ 制御器 １０ 微分器 １１ 微分器 ２０ ファジィ制御器 ２１ ファジィ推論器 ２２ ファジィ推論器 ２３ 修正器 ２０１ 第１のテーブル ２０３ 演算部 ２０４ 第２のテーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−48190（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−228969（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−1370（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02M 7/48

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 指令周波数Ｆｒと電圧検出器により検出
   された電力変換器の直流電圧に基づいて制御周期ごとに
   電力変換器周波数Ｆ１を演算し、該電力変換器周波数Ｆ
   １を前記電力変換器に出力する制御器を備えた電力変換
   器の制御装置において、 前記制御器は、 前記 直流電圧が第１の電圧制限値以上である場合には、
   該第１の電圧制限値より大きな値に設定された第２の電
   圧制限値ＶＬとの電圧偏差Ｅｖ及び前記直流電圧の変化
   量ΔＥｖを求め、予め設定された第１のメンバーシップ
   関数に基づき前記電圧偏差Ｅｖに対応する第１のファジ
   ィ変数を求めるとともに、予め設定された第２のメンバ
   ーシップ関数に基づき前記直流電圧の変化量ΔＥｖに対
   応する第２のファジィ変数を求め、該求めた第１のファ
   ジィ変数と第２のファジィ変数を入力とし、前記直流電
   圧が前記第２の電圧制限値ＶＬを超えないように予め定
   められた制御ルールに基づいたファジィ推論により許容
   される周波数変位量ΔＦｖを求め、該求めた周波数変位
   量ΔＦｖを前回の制御に係る前記電力変換器周波数Ｆ
   １’に加算して今回の制御に係る前記電力変換器周波数
   Ｆ１の下限値Ｆｄを求め、今回の制御に係る前記指令周
   波数Ｆｒが前記下限値Ｆｄより小さいときは今回の制御
   に係る前記指令周波数Ｆｒをそのまま前記電力変換器周
   波数Ｆ１とし、今回の制御に係る前記指令周波数Ｆｒが
   前記下限値Ｆｄ以上のときは該下限値Ｆｄを前記電力変
   換器周波数Ｆ１として出力する手段とを備えることを特
   徴とする電力変換器の制御装置。
2. 【請求項２】 指令周波数Ｆｒと電流検出器により検出
   された電力変換器の出力電流とに基づいて制御周期ごと
   に電力変換器周波数Ｆ１を演算し、該電力変換器周波数
   Ｆ１を前記電力変換器に出力する制御器を備えた電力変
   換器の制御装置において、 前記制御器は、 前記 出力電流が第１の電流制限値以上である場合には、
   該第１の電流制限値より大きな値に設定された第２の電
   流制限値ＩＬとの電流偏差Ｅｉ及び前記出力電流の変化
   量ΔＥｉを求め、予め設定された第１のメンバーシップ
   関数に基づき前記電流偏差Ｅｉに対応する第１のファジ
   ィ変数を求めるとともに、予め設定された第２のメンバ
   ーシップ関数に基づき前記出力電流の変化量ΔＥｉに対
   応する第２のファジィ変数を求め、該求めた第１のファ
   ジィ変数と第２のファジィ変数を入力とし、前記出力電
   流が前記第２の電流制限値ＩＬを超えないように予め定
   められた制御ルールに基づいたファジィ推論により許容
   される周波数変位量ΔＦｉを求め、該求めた周波数変位
   量ΔＦｉを前回の制御に係る前記電力変換器周波数Ｆ
   １’に加算して今回の制御に係る前記電力変換器周波数
   Ｆ１の上限値Ｆｕを求め、今回の制御に係る前記指令周
   波数Ｆｒが前記上限値Ｆｕより小さいときは今回の制御
   に係る前記指令周波数Ｆｒをそのまま前記電力変換器周
   波数Ｆ１とし、今回の制御に係る前記指令周波数Ｆｒが
   前記上限値Ｆｕ以上のときは該上限値Ｆｕを前記電力変
   換器周波数Ｆ１として出力する手段とを備えることを特
   徴とする電力変換器の制御装置。
3. 【請求項３】 指令周波数Ｆｒと電圧検出器により検出
   された電力変換器の直流電圧に基づいて制御周期ごとに
   電力変換器周波数Ｆ１を演算し、該電力変換器周波数Ｆ
   １を前記電力変換器に出力する制御器を備えた電力変換
   器の制御装置において、 前記制御器は、 前記直流電圧と電圧制限値ＶＬとの電圧偏差Ｅｖ及び該
   電圧偏差の変化量ΔＥｖを求め、予め設定された第１の
   メンバーシップ関数に基づき前記電圧偏差Ｅｖに対応す
   る第１のファジィ変数を求めるとともに、予め設定され
   た第２のメンバーシップ関数に基づき前記変化量ΔＥｖ
   に対応する第２のファジィ変数を求め、 該求めた第１
   のファジィ変数と第２のファジィ変数を入力とし、前記
   直流電圧が前記電圧制限値ＶＬを超えないように予め定
   められた制御ルールに基づいたファジィ推論により電圧
   許容量ΔＦｖを求め、さらに前々回と前回の制御に係る
   前記電力変換器周波数の変化量ΔＦ１を求めて、該変化
   量ΔＦ１を前回の制御に係る前記電力変換器周波数Ｆ
   １’に加算し、該加算値に前記電圧許容量ΔＦｖを加算
   して今回の制御に係る前記電力変換器周波数Ｆ１の下限
   値Ｆｄを求め、今回の制御に係る前記指令周波数Ｆｒが
   前記下限値Ｆｄ以上のときは今回の制御に係る前記指令
   周波数Ｆｒをそのまま前記電力変換器周波数Ｆ１とし、
   今回の制御に係る前記指令周波数 Ｆｒが前記下限値Ｆｄ
   より小さいときは該下限値Ｆｄを前記電力変換器周波数
   Ｆ１として出力する手段とを備えることを特徴とする電
   力変換器の制御装置。
4. 【請求項４】 指令周波数Ｆｒと電圧検出器により検出
   された電力変換器の直流電圧に基づいて制御周期ごとに
   電力変換器周波数Ｆ１を演算し、該電力変換器周波数Ｆ
   １を前記電力変換器に出力する制御器を備えた電力変換
   器の制御装置において、 前記制御器は、 前記出力電流と電流制限値ＩＬとの電流偏差Ｅｉ及び該
   電流偏差の変化量ΔＥｉを求め、予め設定された第１の
   メンバーシップ関数に基づき前記電流偏差Ｅｉに対応す
   る第１のファジィ変数を求めるとともに、予め設定され
   た第２のメンバーシップ関数に基づき前記変化量ΔＥｉ
   に対応する第２のファジィ変数を求め、 該求めた第１
   のファジィ変数と第２のファジィ変数を入力とし、前記
   出力電流が前記電流制限値ＩＬを超えないように予め定
   められた制御ルールに基づいたファジィ推論により電流
   許容量ΔＦｉを求め、さらに前々回と前回の制御に係る
   前記電力変換器周波数の変化量ΔＦ１を求め、該変化量
   ΔＦ１を前回の制御に係る前記電力変換器周波数Ｆ１’
   に加算し、該加算値に前記電流許容量ΔＦｉを加算して
   今回の制御に係る前記電力変換器周波数Ｆ１の上限値Ｆ
   ｕを求め、今回の制御に係る前記指令周波数Ｆｒが前記
   上限値Ｆｕより小さいときは今回の制御に係る前記指令
   周波数Ｆｒをそのまま前記電力変換器周波数Ｆ１とし、
   今回の制御に係る前記指令周波数Ｆｒが前記上限値Ｆｕ
   以上のときは該上限値Ｆｕを前記電力変換器周波数Ｆ１
   として出力する手段とを備えることを特徴とする電力変
   換器の制御装置。