JP3641526B2 - 誘導電動機の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、速度検出用のセンサを用いること無しに、誘導電動機の回転速度を演算によって推定することによりベクトル制御（センサレスベクトル制御）を行う誘導電動機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような制御方式の一つとして、例えば電学論Ｄ，１１４巻２号に示されている磁界オリエンテーション形ベクトル制御がある。図９は、この磁界オリエンテーション形ベクトル制御を行う誘導電動機の制御装置の構成を示す制御ブロック図である。まず、原理について説明する。
【０００３】
角速度ω１で回転する誘導電動機（以下、単に電動機と称す）の電圧方程式を、回転磁束座標（ｄ，ｑ）上で表すと次式のようになる。
【０００４】
【数１】
Ｖ1d，Ｖ1q ：励磁分，トルク分電圧
ｉ1d，ｉ1q ：一次の励磁分，トルク分電流
Ｒ1 ，Ｒ2 ：電動機の一次，二次抵抗
Ｌ1 ，Ｌ2 ：電動機の一次，二次自己インダクタンス
Ｍ ：電動機の一次，二次間の相互インダクタンス
ω1 ：電動機の一次角周波数
ωs ：電動機のすべり角周波数（＝ω1 −ｎωr ）
ｎ ：電動機の極対数
σ ：漏れ係数（＝１−Ｍ２／（Ｌ１Ｌ２））
Ｐ ：微分演算子
【０００５】
（１）式において、λd ′，λq ′は、二次磁束鎖交数λのｄ，ｑ軸成分を相互インダクタンスＭで除したものであり、電流の次元を有する量である。また、電動機の発生トルクτは次式で与えられる。
τ＝ｎ（１−σ）Ｌ1 （λd ′ｉ1q−λq ′ｉ1d） …（２）
ベクトル制御は、発生トルクτが一次のトルク分電流ｉ1qのみに比例するように制御することを目的とするものである。従って、その制御条件は（２）式よりλq ′＝０であり、この時、λ′（＝λd ′＋ｊλq ′）は、λ′＝λd ′となって一定になる。また、（１）式を解いて微小項を無視すると、λd ′は、
λd ′＝ｉ1d …（３）
となる。この時、（２）式は、次式のようになる。
τ＝ｎ（１−σ）Ｌ1 λd ′ｉ1q＝ｎ（１−σ）Ｌ1 ｉ1dｉ1q …（４）
【０００６】
そして、定常状態（Ｐ＝０）において、（３）式を（１）式に代入すると、次式のようになる。
Ｖ1d＝Ｒ1 ｉ1d−σＬ1 ω1 ｉ1q
Ｖ1q＝Ｒ1 ｉ1q＋σＬ1 ω1 ｉ1d＋（１−σ）Ｌ1 ω1 ｉ1d …（５）
上記Ｖ1qの式において、右辺第３項は一次誘起電圧Ｅ１である（但し、漏れインダクタンス分は含んでいない）。
【０００７】
而して、（５）式のように一次電流及び電動機定数を用いて電圧指令値を与えれば、（３）式を満足して理想的なベクトル制御を行うことができる。図１０は、（５）式の電圧電流方程式で表される電動機の等価回路である。
【０００８】
ここで、発生トルクτがトルク分電流指令値ｉ1q* に比例するような制御方式を考える。外部より、励磁，トルク分電流指令値ｉ1d* ，ｉ1q* を与えて、励磁，トルク分電流検出値ｉ1d，ｉ1qを上記各指令値ｉ1d* ，ｉ1q* に等しくするために、励磁，トルク電圧指令値Ｖ1d* ，Ｖ1q* を、（５）式に基づいて次のように与える。
上式の右辺末項は、励磁，トルク分電流検出値ｉ1d，ｉ1qの偏差をＰＩ補償器を通してＶ1d，Ｖ1qに帰還するためのものである。ＰＩ補償器のゲインＫdP及びＫdI，ＫqP及びＫqIを適当に設定することにより、また、系が安定であればｉ1d* ＝ｉ1d，ｉ1q* ＝ｉ1qとすることが可能である。
【０００９】
ここで、（６）式のＶ1q* の式を（１）式のＶ1qの式に代入して整理すると次式となる。
（１−σ）Ｌ1 ω1 ｉ1d* ＝（ＫqI／Ｐ）（ｉ1q* −ｉ1q） …（７）
但し、微小な係数σ，ＫqPを無視している。この（７）式の左辺は、（５）式のＶ1q式右辺の第３項である一次誘起電圧Ｅ1 に等しい。よって、一次角周波数ω1 は、トルク分電流の偏差の積分である一次誘起電圧Ｅ1 から求めることができる。
ω1 ＝Ｅ1 ／（（１−σ）Ｌ1 ｉ1d* ） …（８）
【００１０】
ところで、理想的なベクトル制御が行われている状態（軸ずれのない状態）では、次式が成り立つ。
ω1 ＝ｎωr ＋（Ｒ2 ／Ｌ2 ｉ1d* ）ｉ1q …（９）
従って、電動機の速度推定値ωr'は、ｎ＝１とした場合、次式のようになる。
ωr'＝ω１−（Ｒ2 ／Ｌ2 ｉ1d* ）ｉ1q …（１０）
ここで、（９），（１０）式の第２項は、すべり周波数ωs （＝ω1 −ωr ）に対応しており、次式によってすべり周波数推定値ωs'を得ることができる。
ωs'＝（Ｋωs ／ｉ1d* ）ｉ1q …（１１）
ただし、Ｋωs ＝Ｒ2 ／Ｌ2 である。
【００１１】
以上のようにして得られた速度推定値ωr'を用いると、トルク分電流指令値ｉ1q* は次式で表される。
ｉ1q* ＝（ＫωP ＋ＫωI ／Ｐ）（ωr*−ωr'） …（１２）
【００１２】
ここで、図９を参照して上記原理に基づいた電動機の制御装置の構成について説明する。電気的構成及び制御系のブロックを示す図９において、三相交流電源１のＵ，Ｖ，Ｗ各相の出力端子は、３相ブリッジ接続されたダイオードなどから構成された整流回路２の各相入力端子に接続されている。その整流回路２の直流出力端子間には、平滑コンデンサ３が接続されていると共に、インバータ主回路４の入力端子が接続されている。インバータ主回路４の出力端子は、誘導電動機（以下、単に電動機と称す）５の各相入力端子に接続されている。
【００１３】
座標変換部６は、電動機５のＵ，Ｖ，Ｗの各相巻線に流れる相電流の内、例えばＶ及びＷ相電流を検出することによりＵ，Ｖ，Ｗの各相電流を得る（Ｕ相電流は、Ｖ及びＷ相電流の和より求められる）。そして、これらの各相電流によって電動機５の一次電流ベクトルを表す三相固定子座標系（Ｕ，Ｖ，Ｗ）を二相固定子座標系（α，β）に変換する。
【００１４】
更に、この二相固定子座標系（α，β）を、後述する位相角演算部１３より出力される電動機５の回転磁束の位相角θに基づいて回転磁束座標系（ｄ，ｑ）に変換することにより、励磁及びトルク成分電流（以下、励磁及びトルク分電流と称す）検出値ｉ1d及びｉ1qを得るようになっている。そして、励磁分電流検出値ｉ1dは、励磁分電流制御部７及び電圧指令値演算部８の入力端子に与えられており、トルク分電流検出値ｉ1qは、速度推定値演算部９，トルク分電流制御部１０及び電圧指令値演算部８の入力端子に与えられるようになっている。
【００１５】
外部より与えられる励磁分電流指令値ｉ1d* は、励磁分電流制御部７，速度推定値演算部９及び一次角周波数演算部１２の入力端子に与えられる。この励磁分電流制御部７は、励磁分電流指令値ｉ1d* と励磁分電流検出値ｉ1dとの差にゲインＫdPを乗じたものと、前記差を積分して係数ＫdIを乗じたものとの和、即ち、（６）式に示すＶ1d* の式における第３項（ＫdP＋ＫdI／Ｐ）（ｉ1d* −ｉ1d）に対応する信号を励磁分電流補償出力として電圧指令値演算部８に対して出力するようになっている。
【００１６】
速度推定値演算部９は、内部のすべり角周波数推定値演算部９ａにおいて、トルク分電流検出値ｉ1qに対してゲインＫωs ／ｉ1d* を乗じることにより（１２）式で表されるすべり周波数推定値ωs'を得て、後述する一次角周波数演算部１２より与えられる一次角周波数ω1 からすべり周波数推定値ωs'を減じることにより速度推定値ωr'を得ると、速度制御部１１に出力するようになっている。
【００１７】
外部より与えられる速度指令値ωr*は、速度制御部１１の入力端子に与えられるようになっている。この速度制御部１１は、速度指令値ωr*と速度推定値ωr'との差に係数ＫωP を乗じたものと、前記差を積分して係数ＫωI を乗じたものとの和、即ち、（１２）式で表されるトルク分電流指令値ｉ1q* を得て、トルク分電流制御部１０に出力するようになっている。
【００１８】
トルク分電流制御部１０は、トルク分電流指令値ｉ1q* とトルク分電流検出値ｉ1qとの差にゲインＫqPを乗じたものと、前記差を積分して係数ＫqIを乗じたものとの和、即ち、（６）式に示すＶ1q* 式の第３項（ＫqP＋ＫqI／Ｐ）（ｉ1q* −ｉ1q）に対応する信号を、トルク分電流補償出力として電圧指令値演算部８に対して出力するようになっている。
【００１９】
また、トルク分電流制御部１０は、トルク分電流指令値ｉ1q* とトルク分電流検出値ｉ1qとの差を積分して係数ＫqIを乗じた積分結果（制御結果）を、一次誘起電圧Ｅ１に相当する誘起電圧ｅとして一次角周波数演算部１２に出力するようになっている。一次角周波数演算部１２は、誘起電圧ｅに係数１／（（１−σ）Ｌ1 ｉ1d* ）を乗じて（８）式に示す一次角周波数ω1 を得ると、電圧指令値演算部８，速度推定値演算部９及び位相角演算部１３に対して出力するようになっている。位相角演算部１３は、一次角周波数ω1 を時間積分して位相角θを得ると、座標変換部６及び後述する座標逆変換部１４に対して出力するようになっている。
【００２０】
電圧指令値演算部８は、励磁分電流制御部７から与えられる信号（ＫdP＋ＫdI／Ｐ）（ｉ1d* −ｉ1d）に、励磁分電流検出値ｉ1dに係数Ｒ1 を乗じたものを加えると共に、一次角周波数ω1 に係数σＬ1 及びトルク分電流検出値ｉ1qを乗じたものを減じて励磁電圧指令値Ｖ1d* を得ると、座標逆変換部１４に対して出力するようになっている。
【００２１】
また、電圧指令値演算部８は、トルク分電流制御部１０から与えられる信号（ＫqP＋ＫqI／Ｐ）（ｉ1q* −ｉ1q）に、トルク分電流検出値ｉ1qに係数Ｒ1 を乗じたものを加えると共に、一次角周波数ω1 に係数σＬ1 及び励磁分電流検出値ｉ1dを乗じたものを加えてトルク電圧指令値Ｖ1q* 得ると、座標逆変換部１４に対して出力するようになっている。
【００２２】
座標逆変換部１４は、励磁及びトルク電圧指令値Ｖ1d* 及びＶ1q* から、座標変換部６とは逆のプロセスで座標変換を行う（即ち、逆変換する）ことにより、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相の電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを得ると、ＰＷＭ制御回路１５に対して出力するようになっている。而して、ＰＷＭ制御回路１５は、電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに応じて搬送波からＰＷＭ信号を作成すると、図示しない駆動回路を介してインバータ主回路４の各ゲートにゲート信号を与えて、電動機５を駆動するようになっている。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
この様なセンサレスベクトル制御においては、電動機５の一次角周波数ω1 が０Ｈｚ近傍となる超低速領域において、制御が不安定になってしまうという問題があった。図１１は、横軸に電動機５の回転速度ωr ，縦軸に電動機５のトルクＴrqをとって、電動機５の一次角周波数ω1 ＝０の直線を引き表わしたものである。縦軸とω1 ＝０の直線との差は、すべり周波数ωs を示す。
【００２４】
この図１０において、ω1 ＝０の直線近傍の斜線で示した部分が制御が不安定となる超低速領域であり、第２及び第４象限である回生領域において、特に不安定になり易いのが分かる。これは、Ｅ1 ＝ｊω1 Ｍｉm で表される電動機の一次誘起電圧Ｅ1 が、一次角周波数ω1 の低下に伴い０Ｖに近くなるからであると考えられる。
【００２５】
通常、ベクトル制御では、励磁分電流ｉ1dを励磁電流ｉm に等しくすることを目的としているが、一次角周波数ω1 が零に近い場合、その積分結果として得られる位相角θを正確に得ることができなくなる。そのため、座標変換部６において電動機５の一次電流をｄ，ｑ軸座標成分に，即ち、ｉ1d，ｉ1qに分離することが困難となり、ひいては、電動機５の座標系と電流側の座標系がずれるいわゆる“軸ずれ”が発生する。
【００２６】
更に、超低速回生領域においては、電動機５の一次抵抗値Ｒ1 の誤差やデッドタイムによる影響が大きいため、軸ずれの進みも早く、制御不能になる状態に拍車をかけていると思われる。
【００２７】
従って、この様なベクトル制御による電動機５を、例えばクレーンやエレベータなどに適用した場合においては、巻下げ（下降）状態にある荷重の速度を次第に減速させて停止させる際に、上記制御不能領域（超低速回生領域）を回避するために減速機を用いたり、或いは、機械的な制動を施すことによって電動機５を停止させる必要があった。
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、超低速回生領域においても制御不能に陥ることがない誘導電動機の制御装置を提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１乃至３記載の誘導電動機の制御装置は、外部より与えられる励磁分電流指令値と誘導電動機に流れる相電流から検出された励磁分電流検出値との偏差がなくなるように制御する励磁分電流制御部と、
外部より与えられる速度指令値と速度推定値との偏差がなくなるように制御する速度制御部と、
この速度制御部の出力信号たるトルク分電流指令値と誘導電動機に流れる相電流から検出されるトルク分電流検出値との偏差がなくなるように制御するトルク分電流制御部と、
トルク分電流検出値からすべり角周波数推定値を演算するすべり角周波数推定値演算部と、
トルク分電流制御部の制御結果として得られる誘起電圧から一次角周波数を演算する一次角周波数演算部と、
この一次角周波数演算部からの一次角周波数とすべり角周波数推定値演算部からのすべり角周波数推定値とに基づいて誘導電動機の速度を推定してその速度推定値を速度制御部に与える速度推定値演算部と、
一次角周波数演算部によって演算された一次角周波数を積分して誘導電動機の回転子の回転位相角を得る位相角演算部と、
一次角周波数演算部によって演算された一次角周波数が基準値未満となった場合は、極性の異なる正極値と負極値とを交互に変化させた一次角周波数指令値を出力する一次角周波数指令値演算部を有し、一次角周波数指令値と一次角周波数との偏差からトルク分電流補正値を得て、このトルク分電流補正値を速度制御部によって出力されたトルク分電流指令値に加算するトルク分電流補正部とを備え（請求項１）、一次角周波数演算部によって演算された一次角周波数が基準値未満となった場合は、その一次角周波数の代わりに極性の異なる正極値と負極値とを交互に変化させた一次角周波数指令値を出力する一次角周波数指令値演算部とを備え（請求項２）、一次角周波数指令値演算部によって演算された一次角周波数が基準値未満となった場合は、極性の異なる正極値と負極値とを交互に変化させた一次角周波数指令値を出力する一次角周波数指令値演算部を有し、前記一次角周波数指令値を外部より与えられる速度指令値に加算する速度指令値補正部とを備え（請求項３）、位相角演算部，励磁分電流制御部及びトルク分電流制御部の出力信号に基づいてセンサレスベクトル制御を行うことを特徴とする。
【００２９】
斯様に構成すれば、誘導電動機の一次角周波数が基準値未満となった場合でも、その一次角周波数ひいては誘起電圧は零に張り付くことなく、平均的に０Ｈｚ若しくはその近傍の値に維持され（請求項１）、更に、その制御の応答がより高速に行われる（請求項２または３）。
【００３０】
この場合、トルク分電流補正部を、各制御周期毎のトルク分電流補正値の変化率を求めて、その変化率が一定値以内となるようにトルク分電流補正値を制御する構成としても良く、斯様に構成すれば、トルクリップルは更に抑制される（請求項４）。
【００３１】
また、正極値及び負極値を、正及び負の極性を有する一次角周波数基準値として（請求項５）、一次角周波数指令値演算部を、予め設定された一次角周波数基準値の最小値及び最大値を有し、その動作期間内において一次角周波数基準値を最小値から与え始めると共に最大値が示す範囲まで順次増加させる構成とするのが好適である（請求項６）。斯様に構成すれば、トルク分電流の補正制御を行う必要が殆どない場合には、補正制御は短時間で終了するようになる。
【００３２】
更に、正極値及び負極値は、一次角周波数に対して所定値を加減することにより正及び負の極性を有する上限値及び下限値として設定し、一次角周波数指令値演算部は、正極値及び負極値を交互に変化させる時間比を１：１にする構成として（請求項７）、一次角周波数指令値演算部を、前記所定値を正弦波によって振幅変調して出力する構成としても良く（請求項８）、また、一次角周波数が連続して基準値以下である時間が一定時間を経過すると、一次角周波数指令値を０Ｈｚより大または小なる一定値に設定する構成としても良い（請求項９）。斯様に構成した場合でも、請求項１乃至４と同様に作用する。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施例について図１乃至図３を参照して説明する。図１は本実施例の電気的構成及び制御系のブロックを示す図であり、図９と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。また、以下において角周波数の値は、２πで除して実質は周波数値として表記する。
【００３４】
この図１において、速度制御部１１とトルク分電流制御部１０との間には、トルク分電流補正部１６が挿入されている。また、トルク分電流補正部１６には、一次角周波数演算部１２から一次角周波数ω1 が与えられるようになっている。トルク分電流補正部１６は、その内部に一次角周波数指令値演算部１７を有している。一次角周波数指令値演算部１７は、外部より与えられる一次角周波数基準値ω1*及びトルク分電流補正値Δｉ1q（以下で述べる）に基づいて、一次角周波数指令値ω1*' を出力するようになっている。
【００３５】
このトルク分電流補正部１６の一次角周波数指令値演算部１７は、電動機（誘導電動機）５の一次角周波数ω1 が基底角周波数よりも十分に小さくなったと判断した場合に、一次角周波数指令値ω1*' と一次角周波数ω1 との差に補正ゲインＫを乗じたものに、トルク分電流検出値ｉ1qとトルク分電流指令値ｉ1q* との差分を加えたものをトルク分電流補正値Δｉ1qとして、それをトルク分電流指令値ｉ1q* に加算することにより、新たなトルク分電流指令値ｉ1q*'を得るようになっている。即ち、
Δｉ1q＝Ｋ（ω1*' −ω1 ）＋ｉ1q−ｉ1q*
ｉ1q*'＝ｉ1q* ＋Δｉ1q …（１３）
となる。尚、基底角周波数は、例えば電動機５の定格周波数である５０または６０Ｈｚ程度に設定される。而して、トルク分電流補正部１６は、補償出力としての新たなトルク分電流指令値ｉ1q*'をトルク分電流制御部１０に対して出力するようになっている。その他の構成は、図８と同様である。
【００３６】
次に、本実施例の作用について図２及び図３をも参照して説明する。図２は、一次角周波数指令値演算部１７のマイクロコンピュータなどで構成される図示しない制御部（以下、単に制御部と称す）における、制御内容のフローチャートを示すものである。この図２では、先ず、「ω1*' ＞０？」の判断ステップＳ１において、制御部は、一次角周波数指令値ω1*' が正（＞０）であるか否かを判断する。
【００３７】
一次角周波数指令値ω1*' は、図３に示すように、外部より与えられる一次角周波数基準値ω1*に、正または負の極性を与えたものを正極値及び負極値としたものである。ここで、一次角周波数基準値ω1*は、例えば０．５Ｈｚとして与えられているとする。判断ステップＳ１において、一次角周波数指令値ω1*' が初期状態で正に設定されており制御部が「ＹＥＳ」と判断すると、次の「Δｉ1q＞０？」の判断ステップＳ２に移行する。
【００３８】
判断ステップＳ２において、制御部は、トルク分電流補正値Δｉ1qが０より大であるか否かを判断するが、制御開始前の状態ではトルク分電流の補正は行われておらずΔｉ1q＝０であるから、「ＮＯ」と判断して「ω1*＞ω1 ？」の判断ステップＳ３に移行する。即ち、このフローにおけるトルク分電流指令値ｉ1q* の補正制御が開始されない限りは、判断ステップＳ２においては「ＮＯ」と判断される。
【００３９】
判断ステップＳ３において、制御部は、一次角周波数ω1 が一次角周波数基準値（基準値）ω1*よりも小であるか否かを判断する。判断ステップＳ３において、一次角周波数ω1 が一次角周波数基準値ω1*以上であり、制御部が「ＮＯ」と判断すると、「ω1*' ＝ω1 」の処理ステップＳ７に移行する。
【００４０】
処理ステップＳ７において、制御部は、一次角周波数指令値ω1*' に一次角周波数ω1 をそのまま代入する。即ち、この場合は、（１３）式におけるトルク分電流補正値Δｉ1qは＝０（定常状態では、ｉ1q* ＝ｉ1q）となり、トルク分電流補正部１６は、実質的にトルク分電流指令値ｉ1q* の補正を行わない。トルク分電流補正部１６がトルク分電流指令値ｉ1q* の補正を行わない状態では、制御装置の作用は、図９に示す従来のものと同様である。
【００４１】
一方、判断ステップＳ３において、電動機５の回転速度が低下して超低速領域にはいったことにより、一次角周波数ω1 が一次角周波数基準値ω1*未満となって制御部が「ＹＥＳ」と判断すると（即ち、基底角周波数よりも十分に小さくなったと判断すると）、「ω1*' ＝ω1*」の処理ステップＳ３ａに移行する。処理ステップＳ３ａにおいて、制御部は、一次角周波数指令値ω1*' を一次角周波数基準値ω1*（正極値）に設定することによって、トルク分電流指令値ｉ1q* の補正制御を開始し、次の「｜ω1*' −ω1 ｜＞０．５Ｈｚ？」の判断ステップＳ４に移行する。
【００４２】
判断ステップＳ４において、制御部は、このフローにおけるトルク分電流指令値ｉ1q* の補正制御を行った結果、一次角周波数ω1 が一次角周波数指令値ω1*' に追従したか否かを、両者の差の絶対値が０．５Ｈｚよりも大であるか否かによって判断する。補正制御の開始直後は、両者の差の絶対値が０．５Ｈｚ以下であるから、制御部は判断ステップＳ４において「ＮＯ」と判断し、一制御周期の処理を終了する。尚、一制御周期は、数ｍｓ乃至数１０ｍｓ程度の時間である。
【００４３】
次回の制御周期においては、補正制御が開始されたことによってトルク分電流補正値Δｉ1qは＞０となり、ステップＳ２において制御部は「ＹＥＳ」と判断してステップＳ４に移行する。以降、判断ステップＳ４において、一次角周波数ω1 が一次角周波数指令値ω1*' に追従したと判断されるまでは、制御周期毎にステップＳ１→Ｓ２→Ｓ４を繰返す。これらの処理によって、新たなトルク分電流指令値ｉ1q*'はトルク分電流補正値Δｉ1qだけ増加されるので、電動機５の一次角周波数ω1 は上昇に転ずる。
【００４４】
そして、電動機５の回転速度が上昇し、一次角周波数指令値ω1*' と一次角周波数ω1 との差の絶対値が０．５Ｈｚよりも大となり、判断ステップＳ４において制御部が「ＹＥＳ」と判断すると、「Δｉ1q＞補正値リミット？」の判断ステップＳ５に移行する。判断ステップＳ５において、制御部は、補正制御の結果トルク分電流補正値Δｉ1qが補正制御の限界を示す補正値リミットを超えたか否かを判断する。この補正値リミットは、電動機５の定格トルクの例えば２０％程度に設定される。
【００４５】
即ち、ステップＳ４において一次角周波数ω1 が一次角周波数指令値ω1*' に追従したと判断されても、判断ステップＳ５においてトルク分電流補正値Δｉ1qが補正値リミットを超えるまでは、制御周期毎にステップＳ１→Ｓ２→Ｓ４→Ｓ５を繰返し、一次角周波数指令値ω1*' を一次角周波数基準値ω1*に設定した状態で補正制御を続行する。
【００４６】
上記の状態で補正制御を続行した結果、トルク分電流補正値Δｉ1qが補正値リミットを超えて、判断ステップＳ５において制御部が「ＹＥＳ」と判断すると、「ω1*' ＝−ω1*」の処理ステップＳ６に移行する。処理ステップＳ６において、制御部は、一次角周波数指令値ω1*' を一次角周波数基準値の極性を反転した−ω1*（負極値）に設定してその制御周期を終了し、以降の補正制御を行う。ここで、一次角周波数指令値ω1*' の極性が負になったことにより、トルク分電流補正値Δｉ1qの極性も負となって電動機５の一次角周波数ω1 は減少する方向に向かう。尚、以上のステップＳ２〜Ｓ７は、正側（一次角周波数ω1 の極性）の補正制御処理である。
【００４７】
以降の制御周期では、一次角周波数指令値ω1*' の極性が負に設定されたことにより、制御部はステップＳ１において「ＮＯ」と判断し、「Δｉ1q＜０？」の判断ステップＳ８に移行する。ステップＳ８〜Ｓ１３は負側の補正制御処理であって、正側の補正制御処理であるステップＳ２〜Ｓ７に対応して設けられており、ステップＳ２〜Ｓ７の処理または判断内容とは正負の極性及び不等号の向きが逆になっている（従って、最初に電動機５が逆転しており、一次角周波数ω1 の極性が負である状態からその逆転速度が次第に低下して超低速領域に至る場合には、ステップＳ１→Ｓ８→Ｓ９→Ｓ１３の制御周期を繰返している状態から補正制御が開始される）。
【００４８】
そして、トルク分電流補正値Δｉ1qの極性が負であるから、判断ステップＳ８において、制御部は「ＹＥＳ」と判断して「｜ω1*' −ω1 ｜＜０．５Ｈｚ？」判断ステップＳ１０に移行する。判断ステップＳ１０は、判断ステップＳ４に対応しており、補正制御を行った結果、一次角周波数ω1 が負極性の一次角周波数指令値ω1*' に追従したか否かを、両者の差の絶対値が０．５Ｈｚよりも小であるか否かによって判断する。一次角周波数指令値ω1*' の極性が反転した直後は、両者の差の絶対値が０．５Ｈｚ以上であるから、制御部は判断ステップＳ１０において「ＮＯ」と判断し、その制御周期の処理を終了する。
【００４９】
以降は、判断ステップＳ１０において、一次角周波数ω1 が一次角周波数指令値ω1*' に追従したと判断されるまでは、制御周期毎にステップＳ１→Ｓ８→Ｓ１０を繰返す。そして、電動機５の一次角周波数ω1 が減少して零点を通過し、極性が負になった後、一次角周波数指令値ω1*' との差の絶対値が０．５Ｈｚよりも小になり（一次角周波数指令値ω1*' に追従して）、制御部が判断ステップＳ１０において「ＹＥＳ」と判断すると、判断ステップＳ１１に移行する。
【００５０】
判断ステップＳ１１において、制御部は、トルク分電流補正値Δｉ1qが負の補正値リミットを超えたか否かを判断し、補正値リミットを超えるまでは制御周期毎にステップＳ１→Ｓ８→Ｓ１０→Ｓ１１を繰返す。そして、補正値リミットを超えると処理ステップＳ１２に移行して、一次角周波数指令値ω1*' は、一次角周波数基準値ω1*に設定されて再び極性が反転され、以降は、再び正側の補正制御処理が開始される。
【００５１】
以上の正及び負側の補正制御処理が交互に繰返されることにより、一次角周波数指令値ω1*' は一次角周波数基準値ω1*の極性を交互に反転させた値に設定され、例えば、図３に示すように、一次角周波数ω1 の平均がω1Mとなるように、トルク分電流補正部１６からトルク分電流補正指令値ｉ1q*'がトルク分電流制御部１０に与えられ、トルク分電流制御部１０からは、補償出力が電圧指令値演算部８に出力される。そして、電圧指令値演算部８からは、励磁及びトルク電圧指令値Ｖ1d* 及びＶ1q* が出力され、座標変換部６においてＵ，Ｖ，Ｗ相電圧に座標変換された各相電圧がＰＷＭ制御回路１５に与えられ、以て、インバータ主回路４を介して電動機５が駆動制御される。従って、一次角周波数ω1 が、ベクトル制御が制御不能状態に陥る０Ｈｚ近傍に張付くことはない。
【００５２】
尚、この場合、正及び負側の補正制御処理が交互に繰返されることによって定まる一次角周波数指令値ω1*' の極性反転周期は、システムの固有振動の時定数に達して共振が生じることがないように設定する。
【００５３】
而して、上記の補正制御を継続している間に速度指令値ωr*が変化して、その速度制御部１１の出力信号であるｉ1q* が変化することにより、トルク分電流補正値Δｉ1q＝０となると、制御部は、ステップＳ２若しくはＳ８において「ＮＯ」と判断してステップＳ３若しくはＳ９に移行する。この時点では、一次角周波数ω1 は、一次角周波数基準値ω1*よりも０．５Ｈｚ以上大若しくは小となっているので、制御部は、ステップＳ３若しくはＳ９においても「ＮＯ」と判断し、ステップＳ７若しくはＳ１３に移行して、一次角周波数指令値ω1*' を一次角周波数指令値演算部１２から与えられる一次角周波数ω1 に設定すると、一連の補正制御を終了する。
【００５４】
以上のように本実施例によれば、一次角周波数指令値演算部１７は、電動機５の一次角周波数ω1 の値が一次角周波数基準値ω1*よりも小になった場合、一次角周波数基準値ω1*の大きさで正負両極性を有する一次角周波数指令値ω1*' を出力し、この一次角周波指令値ω1*' と一次角周波数ω1 との偏差からトルク分電流補正値Δｉ1qを得て、このトルク分電流補正値Δｉ1qを速度制御部１１によって出力されたトルク分電流指令値ｉ1q* に加算することによりトルク分電流補正指令値ｉ1q*'を得て、このトルク分電流補正指令値ｉ1q*'とトルク分電流検出値ｉ1qとの偏差に基づいて演算を行い、得られたトルク分電流補償出力及び励磁分電流制御部７により得られた励磁分電流補償出力並びに位相角演算部１３により得られた位相角θに基づいたセンサレスベクトル制御により電動機５を駆動するようにした。
【００５５】
従って、電動機５の超低速回生領域においても、センサレスベクトル制御が制御不能状態に陥ることを回避しつつ、一次角周波数ω1 を、０Ｈｚ若しくはその近傍の角周波数ω1Mに平均的に維持することによって、電動機５の安定した制御を行うことができる。また、本実施例においては、補正値リミットを設定して、その補正値リミットの範囲内でトルク分電流指令値ｉ1q* の補正制御を行ったので、電動機５のトルクリップルを一定範囲内に抑制することができ、更に、一次角周波数ω1 を±ω1*の範囲で変動させても、その変動は、比較的遅い応答を示す速度制御系にはほとんど影響を与えない周期なので、電動機５の実回転速度（二次角周波数）ωr に与える影響も非常に僅かである。
【００５６】
よって、電動機５を、例えばクレーンやエレベータ（遅い応答を示す速度制御系）などの巻上げ機等に適用した場合には、荷重の着地やエレベータの停止などを、機械的な制動を用いること無く非常にスムーズに行うことが可能となる。
【００５７】
図４及び図５は本発明の第２実施例を示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。電気的構成を示す図４においては、第１実施例における一次周波数演算部１２の出力信号である一次角周波数ω1 は、一次角周波数指令値演算部１７′のみに与えられるようになっている。その一次角周波数指令値演算部１７′の出力信号である一次角周波数指令値ω1*' は、第１実施例における一次角周波数ω1 の代わりに、電圧指令値演算部８，速度推定値演算部９及び位相角演算部１３に与えられるようになっている。そして、トルク分電流補正部１６自体は除かれている。
【００５８】
次に、第２実施例の作用について説明する。図５に示す一次角周波数指令値演算部１７′の制御部による制御は、第１実施例における一次角周波数指令値演算部１７が行う図２に示す制御から、以下のように変更されている。先ず、ステップＳ５及びＳ８は除かれている。そして、ステップＳ３またはＳ９において「ＹＥＳ」と判断して制御を開始した場合は、「Ｆ←１」の処理ステップＳ１４またはＳ１７に移行し、制御中であることを示すフラグＦを“１”にセットすると、ステップＳ３ａまたはＳ９ａに移行する。
【００５９】
また、ステップＳ２及びＳ８に代えて、「Ｆ＝１？」の判断ステップＳ２ａ及びＳ８ａが配されている。これらの判断ステップＳ２ａ及びＳ８ａにおいて、フラグＦが“１”にセットされており、一次角周波数指令値演算部１７′の制御部が「ＹＥＳ」と判断すると、「ωr*＜低速領域（＋）？」の判断ステップＳ１６及び「ωr*＞低速領域（−）？」の判断ステップＳ１９に夫々移行する。
【００６０】
判断ステップＳ１６及びＳ１９において、制御部は、速度指令値ωr*が正側及び負側の低速領域よりも小及び大であるかを夫々判断する。ここで、低速領域とは、超低速領域たる一次角周波数基準値±ω1*の範囲に適当なマージンを加えて若干広めに設定された領域を示す。判断ステップＳ１６及びＳ１９において、速度指令値ωr*が低速領域内の値である場合は、制御部は「ＹＥＳ」と判断してステップＳ４及びＳ１０に移行する。即ち、この判断ステップＳ１６及びＳ１９において、制御部が「ＹＥＳ」と判断している間は、一次角周波数指令値ω1*' に関する制御が第１実施例と同様に行われる。
【００６１】
そして、制御が継続された後、判断ステップＳ１６及びＳ１９において、速度指令値ωr*が低速領域の範囲外となって、制御部が「ＮＯ」と判断すると、ステップＳ７及びＳ１３に移行する。また、そのステップＳ７及びＳ１３の後には、「Ｆ←０」の処理ステップＳ１５及びＳ１８が設けられており、フラグＦを“０”にリセットして制御を終了する。
【００６２】
以上のように、第２実施例では、第１実施例においては一次角周波数ω1 に基づいて行っていた制御を、一次角周波数指令値演算部１７′から出力される一次角周波数指令値ω1*' に置き換えて、第１実施例と同様な処理を行う。斯様な構成及び作用によって、電動機５の超低速領域においては、第１実施例では一次角周波数ω1 に基づいて行われた制御のパラメータを、一次角周波数基準値ω1*の大きさで正負両極性を有する一次角周波数指令値ω1*' によって直接変化させることができ、より高速な応答の制御を行うことが可能となる。
【００６３】
図６は本発明の第３実施例を示すものであり、第１及び第２実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。電気的構成を示す図６においては、トルク分電流補正部１６は除かれており、速度制御部１１の前段には、速度指令値補正部１８が設けられている。
【００６４】
その速度指令値補正部１８の内部には、第２実施例におけるものと同様の構成である一次周波数指令値演算部１７′が設けられており、速度指令値補正部１８は、外部より与えられる速度指令値ωr*に、一次周波数指令値演算部１７′が出力する一次角周波数指令値ω1*' を加えたものを一次角周波数指令値ωr*' として速度制御部１１に与えるようになっている。その他の構成は第１実施例と同様である。
【００６５】
以上のように構成された第３実施例によれば、電動機５の超低速領域においては、速度指令値ωr*に、一次角周波数基準値ω1*の大きさで正負両極性を有する一次角周波数指令値ω1*' を加えて直接変化させることができ、第２実施例と同様に、高速な応答の制御を行うことが可能となる。
【００６６】
次に、本発明の第４実施例について図７を参照して説明する。第４実施例における電気的構成は、第１実施例と同様である。第４実施例では、図２に示すステップＳ６及びＳ１２で与えている一次角周波数基準値ω1*の初期値を最小値に設定しておき、トルク分電流ｉ1qの補正制御が持続的に行われた場合には、図７に示すように、最大値まで一次角周波数基準値ω1*の値を次第に上げていくように制御する。この場合、補正制御が持続的に行われていることを判断するには、例えば、一次角周波数指令値演算部１７の制御部において、補正制御が開始されてからの時間をカウントしたり、一次角周波数基準値ω1*の値を積分した値に基づいて判断する。
【００６７】
以上のように構成された第４実施例によれば、例えば、一次角周波数ω1 が短時間内に０Ｈｚを通過する場合など、トルク分電流ｉ1qの補正制御を行う必要が殆どない場合には、最低限の補正制御しか行わないので、出力トルクに与える影響を最小限に押さえることができる。
【００６８】
次に、本発明の第５実施例について図８を参照して説明する。第５実施例の構成は、第１実施例と同様である。そして、第５実施例では、一次周波数指令値演算部１７は、電動機５の一次角周波数ω1 が低下して超低速領域に入った時に、一次角周波数ω1 に所定値として一次角周波数基準値ω1*を加えたものをω1T* （正極値，上限値）、一次角周波数ω1 から一次角周波数基準値ω1*を減じたものをω1B* （負極値，下限値）と設定する。
【００６９】
そして、一次角周波数指令値ω1*' を、第１実施例のω1*，−ω1*に代えてω1T* ，ω1B* に交互に設定することにより、トルク分電流指令値ｉ1q* の補正制御を行う。この時、一次角周波数指令値ω1*' をω1T* ，ω1B* の夫々に設定した状態で保持する時間比は、１：１となるように制御する。
【００７０】
即ち、図２に示すフローチャートのステップＳ３ａ及びＳ９ａの代わりに「ω1T* ＝ω1 ＋ω1*」及び「ω1B* ＝ω1 −ω1*」の処理ステップを配置し、また、ステップＳ６及びＳ１２の代わりに「ω1*' ＝ω1B* 」及び「ω1*' ＝ω1T* 」の処理ステップを配置し、更に、ステップＳ４，Ｓ５及びＳ１０，Ｓ１１の代わりに「一定時間経過？」の判断ステップを配置して、夫々において制御部が「ＹＥＳ」と判断すると、「ω1T* ＝ω1 ＋ω1*」及び「ω1B* ＝ω1 −ω1*」の処理ステップを実行するようにする。この時、「一定時間」は、第１実施例と同様に、制御周期以上で且つシステムの固有振動の時定数と共振することがない程度の時間に設定する。
【００７１】
以上の様にしてトルク分電流指令値ｉ1q* の補正制御を行うと、一次角周波数指令値ω1*' は、図８に示すように、デューティ比５０％の波形で値ω1T* ，ω1B* を交互にとるようになって、平均的にはω1 に維持される。従って、一次角周波数ω1 が０Ｈｚに張付くことを防止でき、第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
また、本発明の第６実施例として、第１実施例と同様の構成において、一次角周波数指令値ω1*' を、第５実施例における所定値である一次角周波数基準値ω1*を正弦波で振幅変調したもの、即ち、ω1*' ＝ω1*・ｓｉｎθとして与えるようにしても良い。この時の正弦波の振動周期は、制御周期以上で且つシステムの固有振動の時定数と共振することがない程度の時間に設定する。この場合も、第１実施例と同様の効果が得られる。
【００７３】
加えて、本発明の第７実施例として、第１実施例の構成においてトルク分電流ｉ1qの補正制御が持続的に行われた場合に、一次角周波数指令値演算部１７は、一次角周波数指令値ω1*' を、例えば０．５Ｈｚなどの所定値ω**に設定して、強制的に電動機５の磁束を回転させるように構成しても良い。この場合、一次角周波数指令値演算部１７における通常の一次角周波数指令値ω1*' に関する制御は停止すると同時に、速度制御部１１においては、比例ゲインＫωＰ及び積分ゲインＫωＩ，若しくは、積分ゲインＫωＩのみを０にすることにより、速度制御をも停止する。
【００７４】
この場合、補正制御が持続的に行われていることを判断するには、例えば第５実施例と同様に、一次角周波数指令値演算部１７の制御部において、補正制御が開始されてからの時間をカウントしたり、一次角周波数基準値ω1*の値を積分した値に基づいて判断する。
【００７５】
尚、速度指令値ωr*が超低速領域から離れた場合、若しくは、トルク分電流検出値ｉ1qが変化したことにより、一次角周波数ω1 が所定値ω**の絶対値よりも大きくなった場合には、通常の制御、即ち、速度制御部１１における速度制御を再開する。
【００７６】
以上のような第７実施例によれば、速度指令値ωr*と、速度推定値ωr'との間に偏差が生じるが、制御装置が電動機５の制御不能状態に陥ることを回避することができ、第１実施例と略同様の効果が得られる。
【００７７】
本発明は上記しかつ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
第４乃至第７実施例の制御を、第２及び第３実施例と同様の構成で、一次角周波数指令値演算部１７′において実行させるようにしても良い。
一次角周波数基準値ω1*は０．５Ｈｚに限ること無く、基底周波数よりも十分小さい値であれば適宜変更して良い。
ステップＳ４及びＳ１０において、一次角周波数ω1 が一次角周波数指令値ω1*' に追従したと判断する角周波数差は、０．５Ｈｚに限ることなく適宜変更して良い。
【００７８】
第１実施例において、トルク分電流補正値Δｉ1qの前回の制御時からの変化率を求めるようにして、その変化率が一定値を超えないように制限することにより、トルクリップルの増加を更に抑制するようにしても良い。
第１及び第２実施例において、一次角周波数指令値ω1*' に与える正極値及び負極値は、一次角周波数基準値ω1*と異なる値に設定しても良い。
また、第５及び第６実施例における所定値についても、一次角周波数基準値ω1*と異なる値に設定して良い。
【００７９】
第７実施例における一定値は、０．５Ｈｚに限らず適宜変更して良い。
補正値リミットは、定格トルクの２０％に限ること無く、適宜変更して設定しても良い。
一次角周波数ω1 を、トルク分電流制御部９における、トルク分電流ｉ1qの偏差の積分結果である誘起電圧ｅから求める代わりに、検出した電流若しくは電圧によって同定した速度推定値ωr'にすべり角周波数推定値ωs'を加算して得るように構成しても良い。
【００８０】
【発明の効果】
本発明は以上説明した通りであるので、以下の効果を奏する。
請求項１記載の誘導電動機の制御装置によれば、励磁分電流制御部，トルク分電流制御部及び位相角演算部からの出力信号に基づいて誘導電動機のセンサレスベクトル制御を行うものにおいて、トルク分電流制御部の制御結果たる誘起電圧を演算して得られる一次角周波数が基準値未満となった場合には、極性の異なる正極値と負極値とを交互に変化させた一次角周波数指令値と前記一次角周波数との偏差として得られるトルク分電流補正値を、前記トルク分電流制御部に与えられるトルク分電流指令値に加算するようにしたので、一次角周波数ひいては誘起電圧を零にすることなく、平均的に０Ｈｚ若しくはその近傍の値に維持することによって、超低速領域において特に回生負荷の印加に対しても、制御が不安定若しくは不可能になることを防止することができる。
【００８１】
請求項２記載の誘導電動機の制御装置によれば、一次角周波数が基準値未満となった場合には、極性の異なる正極値と負極値とを交互に変化させた一次角周波数指令値を、誘導電動機の速度を推定する速度推定値演算部に与え、その速度推定値をトルク分電流制御部及びトルク分電流指令値を与える速度制御部に出力するようにしたので、補正制御の応答をより高速にすることができる。
【００８２】
請求項３記載の誘導電動機の制御装置によれば、一次角周波数が基準値未満となった場合には、極性の異なる正極値と負極値とを交互に変化させた一次角周波数指令値を、速度制御部に与えられる速度指令値に加算するようにしたので、請求項２と同様の効果が得られる。
【００８３】
請求項４記載の誘導電動機の制御装置によれば、トルク分電流補正部は、各制御周期毎のトルク分電流補正値の変化率を求めて、その変化率が一定値以内となるようにトルク分電流補正値を制御するので、トルクリップルを更に抑制することができる。
【００８４】
請求項５または６記載の誘導電動機の制御装置によれば、正極値及び負極値を正及び負の極性を有する一次角周波数基準値として（請求項５）、一次角周波数指令値演算部は、予め設定された一次角周波数基準値の最小値及び最大値を有し、その動作期間内において一次角周波数基準値を最小値から与え始めると共に最大値が示す範囲まで順次増加させるので（請求項６）、トルク分電流の補正制御を行う必要が殆どない場合には、出力トルクに与える影響を最小限に押さえることができる。
【００８５】
請求項７または８記載の誘導電動機の制御装置によれば、正極値及び負極値を、一次角周波数に対して所定値を加減することにより正及び負の極性を有する上限値及び下限値として設定して、一次角周波数指令値演算部は、正極値及び負極値を交互に変化させる時間比を１：１にし（請求項７）、また、所定値を正弦波によって振幅変調して出力する（請求項８）ので、請求項１と同様の効果が得られる。
【００８６】
請求項９記載の誘導電動機の制御装置によれば、一次角周波数が連続して基準値以下である時間が一定時間を経過すると、一次角周波数指令値を０Ｈｚより大または小なる一定値に設定するので、請求項１乃至４と略同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す電気的構成及び制御系のブロック図
【図２】一次角周波数指令値演算部における制御部の制御内容を示すフローチャート
【図３】補正制御を行う場合の時間経過に伴う一次角周波数指令値ω1*' の変化を示す図
【図４】本発明の第２実施例を示す図１相当図
【図５】図２相当図
【図６】本発明の第３実施例を示す図１相当図
【図７】本発明の第４実施例における補正制御を行う場合の時間経過に伴う一次角周波数基準値ω1*の変化を示す図
【図８】本発明の第５実施例を示す図３相当図
【図９】従来技術を示す図１相当図
【図１０】誘導電動機の等価回路図
【図１１】センサレスベクトル制御が不能となる誘導電動機の回転速度ωr の超低速領域を示す図
【符号の説明】
５は誘導電動機、７は励磁分電流制御部、９は速度推定値演算部、９ａはすべり角周波数推定値演算部、１０はトルク分電流制御部、１１は速度制御部、１２は一次角周波数演算部、１３は位相角演算部、１６はトルク分電流補正部、１７及び１７′は一次角周波数指令値演算部、１８は速度指令値補正部を示す。
【発明の属する技術分野】
本発明は、速度検出用のセンサを用いること無しに、誘導電動機の回転速度を演算によって推定することによりベクトル制御（センサレスベクトル制御）を行う誘導電動機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような制御方式の一つとして、例えば電学論Ｄ，１１４巻２号に示されている磁界オリエンテーション形ベクトル制御がある。図９は、この磁界オリエンテーション形ベクトル制御を行う誘導電動機の制御装置の構成を示す制御ブロック図である。まず、原理について説明する。
【０００３】
角速度ω１で回転する誘導電動機（以下、単に電動機と称す）の電圧方程式を、回転磁束座標（ｄ，ｑ）上で表すと次式のようになる。
【０００４】
【数１】
ｉ1d，ｉ1q ：一次の励磁分，トルク分電流
Ｒ1 ，Ｒ2 ：電動機の一次，二次抵抗
Ｌ1 ，Ｌ2 ：電動機の一次，二次自己インダクタンス
Ｍ ：電動機の一次，二次間の相互インダクタンス
ω1 ：電動機の一次角周波数
ωs ：電動機のすべり角周波数（＝ω1 −ｎωr ）
ｎ ：電動機の極対数
σ ：漏れ係数（＝１−Ｍ２／（Ｌ１Ｌ２））
Ｐ ：微分演算子
【０００５】
（１）式において、λd ′，λq ′は、二次磁束鎖交数λのｄ，ｑ軸成分を相互インダクタンスＭで除したものであり、電流の次元を有する量である。また、電動機の発生トルクτは次式で与えられる。
τ＝ｎ（１−σ）Ｌ1 （λd ′ｉ1q−λq ′ｉ1d） …（２）
ベクトル制御は、発生トルクτが一次のトルク分電流ｉ1qのみに比例するように制御することを目的とするものである。従って、その制御条件は（２）式よりλq ′＝０であり、この時、λ′（＝λd ′＋ｊλq ′）は、λ′＝λd ′となって一定になる。また、（１）式を解いて微小項を無視すると、λd ′は、
λd ′＝ｉ1d …（３）
となる。この時、（２）式は、次式のようになる。
τ＝ｎ（１−σ）Ｌ1 λd ′ｉ1q＝ｎ（１−σ）Ｌ1 ｉ1dｉ1q …（４）
【０００６】
そして、定常状態（Ｐ＝０）において、（３）式を（１）式に代入すると、次式のようになる。
Ｖ1d＝Ｒ1 ｉ1d−σＬ1 ω1 ｉ1q
Ｖ1q＝Ｒ1 ｉ1q＋σＬ1 ω1 ｉ1d＋（１−σ）Ｌ1 ω1 ｉ1d …（５）
上記Ｖ1qの式において、右辺第３項は一次誘起電圧Ｅ１である（但し、漏れインダクタンス分は含んでいない）。
【０００７】
而して、（５）式のように一次電流及び電動機定数を用いて電圧指令値を与えれば、（３）式を満足して理想的なベクトル制御を行うことができる。図１０は、（５）式の電圧電流方程式で表される電動機の等価回路である。
【０００８】
ここで、発生トルクτがトルク分電流指令値ｉ1q* に比例するような制御方式を考える。外部より、励磁，トルク分電流指令値ｉ1d* ，ｉ1q* を与えて、励磁，トルク分電流検出値ｉ1d，ｉ1qを上記各指令値ｉ1d* ，ｉ1q* に等しくするために、励磁，トルク電圧指令値Ｖ1d* ，Ｖ1q* を、（５）式に基づいて次のように与える。
【０００９】
ここで、（６）式のＶ1q* の式を（１）式のＶ1qの式に代入して整理すると次式となる。
（１−σ）Ｌ1 ω1 ｉ1d* ＝（ＫqI／Ｐ）（ｉ1q* −ｉ1q） …（７）
但し、微小な係数σ，ＫqPを無視している。この（７）式の左辺は、（５）式のＶ1q式右辺の第３項である一次誘起電圧Ｅ1 に等しい。よって、一次角周波数ω1 は、トルク分電流の偏差の積分である一次誘起電圧Ｅ1 から求めることができる。
ω1 ＝Ｅ1 ／（（１−σ）Ｌ1 ｉ1d* ） …（８）
【００１０】
ところで、理想的なベクトル制御が行われている状態（軸ずれのない状態）では、次式が成り立つ。
ω1 ＝ｎωr ＋（Ｒ2 ／Ｌ2 ｉ1d* ）ｉ1q …（９）
従って、電動機の速度推定値ωr'は、ｎ＝１とした場合、次式のようになる。
ωr'＝ω１−（Ｒ2 ／Ｌ2 ｉ1d* ）ｉ1q …（１０）
ここで、（９），（１０）式の第２項は、すべり周波数ωs （＝ω1 −ωr ）に対応しており、次式によってすべり周波数推定値ωs'を得ることができる。
ωs'＝（Ｋωs ／ｉ1d* ）ｉ1q …（１１）
ただし、Ｋωs ＝Ｒ2 ／Ｌ2 である。
【００１１】
以上のようにして得られた速度推定値ωr'を用いると、トルク分電流指令値ｉ1q* は次式で表される。
ｉ1q* ＝（ＫωP ＋ＫωI ／Ｐ）（ωr*−ωr'） …（１２）
【００１２】
ここで、図９を参照して上記原理に基づいた電動機の制御装置の構成について説明する。電気的構成及び制御系のブロックを示す図９において、三相交流電源１のＵ，Ｖ，Ｗ各相の出力端子は、３相ブリッジ接続されたダイオードなどから構成された整流回路２の各相入力端子に接続されている。その整流回路２の直流出力端子間には、平滑コンデンサ３が接続されていると共に、インバータ主回路４の入力端子が接続されている。インバータ主回路４の出力端子は、誘導電動機（以下、単に電動機と称す）５の各相入力端子に接続されている。
【００１３】
座標変換部６は、電動機５のＵ，Ｖ，Ｗの各相巻線に流れる相電流の内、例えばＶ及びＷ相電流を検出することによりＵ，Ｖ，Ｗの各相電流を得る（Ｕ相電流は、Ｖ及びＷ相電流の和より求められる）。そして、これらの各相電流によって電動機５の一次電流ベクトルを表す三相固定子座標系（Ｕ，Ｖ，Ｗ）を二相固定子座標系（α，β）に変換する。
【００１４】
更に、この二相固定子座標系（α，β）を、後述する位相角演算部１３より出力される電動機５の回転磁束の位相角θに基づいて回転磁束座標系（ｄ，ｑ）に変換することにより、励磁及びトルク成分電流（以下、励磁及びトルク分電流と称す）検出値ｉ1d及びｉ1qを得るようになっている。そして、励磁分電流検出値ｉ1dは、励磁分電流制御部７及び電圧指令値演算部８の入力端子に与えられており、トルク分電流検出値ｉ1qは、速度推定値演算部９，トルク分電流制御部１０及び電圧指令値演算部８の入力端子に与えられるようになっている。
【００１５】
外部より与えられる励磁分電流指令値ｉ1d* は、励磁分電流制御部７，速度推定値演算部９及び一次角周波数演算部１２の入力端子に与えられる。この励磁分電流制御部７は、励磁分電流指令値ｉ1d* と励磁分電流検出値ｉ1dとの差にゲインＫdPを乗じたものと、前記差を積分して係数ＫdIを乗じたものとの和、即ち、（６）式に示すＶ1d* の式における第３項（ＫdP＋ＫdI／Ｐ）（ｉ1d* −ｉ1d）に対応する信号を励磁分電流補償出力として電圧指令値演算部８に対して出力するようになっている。
【００１６】
速度推定値演算部９は、内部のすべり角周波数推定値演算部９ａにおいて、トルク分電流検出値ｉ1qに対してゲインＫωs ／ｉ1d* を乗じることにより（１２）式で表されるすべり周波数推定値ωs'を得て、後述する一次角周波数演算部１２より与えられる一次角周波数ω1 からすべり周波数推定値ωs'を減じることにより速度推定値ωr'を得ると、速度制御部１１に出力するようになっている。
【００１７】
外部より与えられる速度指令値ωr*は、速度制御部１１の入力端子に与えられるようになっている。この速度制御部１１は、速度指令値ωr*と速度推定値ωr'との差に係数ＫωP を乗じたものと、前記差を積分して係数ＫωI を乗じたものとの和、即ち、（１２）式で表されるトルク分電流指令値ｉ1q* を得て、トルク分電流制御部１０に出力するようになっている。
【００１８】
トルク分電流制御部１０は、トルク分電流指令値ｉ1q* とトルク分電流検出値ｉ1qとの差にゲインＫqPを乗じたものと、前記差を積分して係数ＫqIを乗じたものとの和、即ち、（６）式に示すＶ1q* 式の第３項（ＫqP＋ＫqI／Ｐ）（ｉ1q* −ｉ1q）に対応する信号を、トルク分電流補償出力として電圧指令値演算部８に対して出力するようになっている。
【００１９】
また、トルク分電流制御部１０は、トルク分電流指令値ｉ1q* とトルク分電流検出値ｉ1qとの差を積分して係数ＫqIを乗じた積分結果（制御結果）を、一次誘起電圧Ｅ１に相当する誘起電圧ｅとして一次角周波数演算部１２に出力するようになっている。一次角周波数演算部１２は、誘起電圧ｅに係数１／（（１−σ）Ｌ1 ｉ1d* ）を乗じて（８）式に示す一次角周波数ω1 を得ると、電圧指令値演算部８，速度推定値演算部９及び位相角演算部１３に対して出力するようになっている。位相角演算部１３は、一次角周波数ω1 を時間積分して位相角θを得ると、座標変換部６及び後述する座標逆変換部１４に対して出力するようになっている。
【００２０】
電圧指令値演算部８は、励磁分電流制御部７から与えられる信号（ＫdP＋ＫdI／Ｐ）（ｉ1d* −ｉ1d）に、励磁分電流検出値ｉ1dに係数Ｒ1 を乗じたものを加えると共に、一次角周波数ω1 に係数σＬ1 及びトルク分電流検出値ｉ1qを乗じたものを減じて励磁電圧指令値Ｖ1d* を得ると、座標逆変換部１４に対して出力するようになっている。
【００２１】
また、電圧指令値演算部８は、トルク分電流制御部１０から与えられる信号（ＫqP＋ＫqI／Ｐ）（ｉ1q* −ｉ1q）に、トルク分電流検出値ｉ1qに係数Ｒ1 を乗じたものを加えると共に、一次角周波数ω1 に係数σＬ1 及び励磁分電流検出値ｉ1dを乗じたものを加えてトルク電圧指令値Ｖ1q* 得ると、座標逆変換部１４に対して出力するようになっている。
【００２２】
座標逆変換部１４は、励磁及びトルク電圧指令値Ｖ1d* 及びＶ1q* から、座標変換部６とは逆のプロセスで座標変換を行う（即ち、逆変換する）ことにより、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相の電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを得ると、ＰＷＭ制御回路１５に対して出力するようになっている。而して、ＰＷＭ制御回路１５は、電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに応じて搬送波からＰＷＭ信号を作成すると、図示しない駆動回路を介してインバータ主回路４の各ゲートにゲート信号を与えて、電動機５を駆動するようになっている。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
この様なセンサレスベクトル制御においては、電動機５の一次角周波数ω1 が０Ｈｚ近傍となる超低速領域において、制御が不安定になってしまうという問題があった。図１１は、横軸に電動機５の回転速度ωr ，縦軸に電動機５のトルクＴrqをとって、電動機５の一次角周波数ω1 ＝０の直線を引き表わしたものである。縦軸とω1 ＝０の直線との差は、すべり周波数ωs を示す。
【００２４】
この図１０において、ω1 ＝０の直線近傍の斜線で示した部分が制御が不安定となる超低速領域であり、第２及び第４象限である回生領域において、特に不安定になり易いのが分かる。これは、Ｅ1 ＝ｊω1 Ｍｉm で表される電動機の一次誘起電圧Ｅ1 が、一次角周波数ω1 の低下に伴い０Ｖに近くなるからであると考えられる。
【００２５】
通常、ベクトル制御では、励磁分電流ｉ1dを励磁電流ｉm に等しくすることを目的としているが、一次角周波数ω1 が零に近い場合、その積分結果として得られる位相角θを正確に得ることができなくなる。そのため、座標変換部６において電動機５の一次電流をｄ，ｑ軸座標成分に，即ち、ｉ1d，ｉ1qに分離することが困難となり、ひいては、電動機５の座標系と電流側の座標系がずれるいわゆる“軸ずれ”が発生する。
【００２６】
更に、超低速回生領域においては、電動機５の一次抵抗値Ｒ1 の誤差やデッドタイムによる影響が大きいため、軸ずれの進みも早く、制御不能になる状態に拍車をかけていると思われる。
【００２７】
従って、この様なベクトル制御による電動機５を、例えばクレーンやエレベータなどに適用した場合においては、巻下げ（下降）状態にある荷重の速度を次第に減速させて停止させる際に、上記制御不能領域（超低速回生領域）を回避するために減速機を用いたり、或いは、機械的な制動を施すことによって電動機５を停止させる必要があった。
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、超低速回生領域においても制御不能に陥ることがない誘導電動機の制御装置を提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１乃至３記載の誘導電動機の制御装置は、外部より与えられる励磁分電流指令値と誘導電動機に流れる相電流から検出された励磁分電流検出値との偏差がなくなるように制御する励磁分電流制御部と、
外部より与えられる速度指令値と速度推定値との偏差がなくなるように制御する速度制御部と、
この速度制御部の出力信号たるトルク分電流指令値と誘導電動機に流れる相電流から検出されるトルク分電流検出値との偏差がなくなるように制御するトルク分電流制御部と、
トルク分電流検出値からすべり角周波数推定値を演算するすべり角周波数推定値演算部と、
トルク分電流制御部の制御結果として得られる誘起電圧から一次角周波数を演算する一次角周波数演算部と、
この一次角周波数演算部からの一次角周波数とすべり角周波数推定値演算部からのすべり角周波数推定値とに基づいて誘導電動機の速度を推定してその速度推定値を速度制御部に与える速度推定値演算部と、
一次角周波数演算部によって演算された一次角周波数を積分して誘導電動機の回転子の回転位相角を得る位相角演算部と、
一次角周波数演算部によって演算された一次角周波数が基準値未満となった場合は、極性の異なる正極値と負極値とを交互に変化させた一次角周波数指令値を出力する一次角周波数指令値演算部を有し、一次角周波数指令値と一次角周波数との偏差からトルク分電流補正値を得て、このトルク分電流補正値を速度制御部によって出力されたトルク分電流指令値に加算するトルク分電流補正部とを備え（請求項１）、一次角周波数演算部によって演算された一次角周波数が基準値未満となった場合は、その一次角周波数の代わりに極性の異なる正極値と負極値とを交互に変化させた一次角周波数指令値を出力する一次角周波数指令値演算部とを備え（請求項２）、一次角周波数指令値演算部によって演算された一次角周波数が基準値未満となった場合は、極性の異なる正極値と負極値とを交互に変化させた一次角周波数指令値を出力する一次角周波数指令値演算部を有し、前記一次角周波数指令値を外部より与えられる速度指令値に加算する速度指令値補正部とを備え（請求項３）、位相角演算部，励磁分電流制御部及びトルク分電流制御部の出力信号に基づいてセンサレスベクトル制御を行うことを特徴とする。
【００２９】
斯様に構成すれば、誘導電動機の一次角周波数が基準値未満となった場合でも、その一次角周波数ひいては誘起電圧は零に張り付くことなく、平均的に０Ｈｚ若しくはその近傍の値に維持され（請求項１）、更に、その制御の応答がより高速に行われる（請求項２または３）。
【００３０】
この場合、トルク分電流補正部を、各制御周期毎のトルク分電流補正値の変化率を求めて、その変化率が一定値以内となるようにトルク分電流補正値を制御する構成としても良く、斯様に構成すれば、トルクリップルは更に抑制される（請求項４）。
【００３１】
また、正極値及び負極値を、正及び負の極性を有する一次角周波数基準値として（請求項５）、一次角周波数指令値演算部を、予め設定された一次角周波数基準値の最小値及び最大値を有し、その動作期間内において一次角周波数基準値を最小値から与え始めると共に最大値が示す範囲まで順次増加させる構成とするのが好適である（請求項６）。斯様に構成すれば、トルク分電流の補正制御を行う必要が殆どない場合には、補正制御は短時間で終了するようになる。
【００３２】
更に、正極値及び負極値は、一次角周波数に対して所定値を加減することにより正及び負の極性を有する上限値及び下限値として設定し、一次角周波数指令値演算部は、正極値及び負極値を交互に変化させる時間比を１：１にする構成として（請求項７）、一次角周波数指令値演算部を、前記所定値を正弦波によって振幅変調して出力する構成としても良く（請求項８）、また、一次角周波数が連続して基準値以下である時間が一定時間を経過すると、一次角周波数指令値を０Ｈｚより大または小なる一定値に設定する構成としても良い（請求項９）。斯様に構成した場合でも、請求項１乃至４と同様に作用する。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施例について図１乃至図３を参照して説明する。図１は本実施例の電気的構成及び制御系のブロックを示す図であり、図９と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。また、以下において角周波数の値は、２πで除して実質は周波数値として表記する。
【００３４】
この図１において、速度制御部１１とトルク分電流制御部１０との間には、トルク分電流補正部１６が挿入されている。また、トルク分電流補正部１６には、一次角周波数演算部１２から一次角周波数ω1 が与えられるようになっている。トルク分電流補正部１６は、その内部に一次角周波数指令値演算部１７を有している。一次角周波数指令値演算部１７は、外部より与えられる一次角周波数基準値ω1*及びトルク分電流補正値Δｉ1q（以下で述べる）に基づいて、一次角周波数指令値ω1*' を出力するようになっている。
【００３５】
このトルク分電流補正部１６の一次角周波数指令値演算部１７は、電動機（誘導電動機）５の一次角周波数ω1 が基底角周波数よりも十分に小さくなったと判断した場合に、一次角周波数指令値ω1*' と一次角周波数ω1 との差に補正ゲインＫを乗じたものに、トルク分電流検出値ｉ1qとトルク分電流指令値ｉ1q* との差分を加えたものをトルク分電流補正値Δｉ1qとして、それをトルク分電流指令値ｉ1q* に加算することにより、新たなトルク分電流指令値ｉ1q*'を得るようになっている。即ち、
Δｉ1q＝Ｋ（ω1*' −ω1 ）＋ｉ1q−ｉ1q*
ｉ1q*'＝ｉ1q* ＋Δｉ1q …（１３）
となる。尚、基底角周波数は、例えば電動機５の定格周波数である５０または６０Ｈｚ程度に設定される。而して、トルク分電流補正部１６は、補償出力としての新たなトルク分電流指令値ｉ1q*'をトルク分電流制御部１０に対して出力するようになっている。その他の構成は、図８と同様である。
【００３６】
次に、本実施例の作用について図２及び図３をも参照して説明する。図２は、一次角周波数指令値演算部１７のマイクロコンピュータなどで構成される図示しない制御部（以下、単に制御部と称す）における、制御内容のフローチャートを示すものである。この図２では、先ず、「ω1*' ＞０？」の判断ステップＳ１において、制御部は、一次角周波数指令値ω1*' が正（＞０）であるか否かを判断する。
【００３７】
一次角周波数指令値ω1*' は、図３に示すように、外部より与えられる一次角周波数基準値ω1*に、正または負の極性を与えたものを正極値及び負極値としたものである。ここで、一次角周波数基準値ω1*は、例えば０．５Ｈｚとして与えられているとする。判断ステップＳ１において、一次角周波数指令値ω1*' が初期状態で正に設定されており制御部が「ＹＥＳ」と判断すると、次の「Δｉ1q＞０？」の判断ステップＳ２に移行する。
【００３８】
判断ステップＳ２において、制御部は、トルク分電流補正値Δｉ1qが０より大であるか否かを判断するが、制御開始前の状態ではトルク分電流の補正は行われておらずΔｉ1q＝０であるから、「ＮＯ」と判断して「ω1*＞ω1 ？」の判断ステップＳ３に移行する。即ち、このフローにおけるトルク分電流指令値ｉ1q* の補正制御が開始されない限りは、判断ステップＳ２においては「ＮＯ」と判断される。
【００３９】
判断ステップＳ３において、制御部は、一次角周波数ω1 が一次角周波数基準値（基準値）ω1*よりも小であるか否かを判断する。判断ステップＳ３において、一次角周波数ω1 が一次角周波数基準値ω1*以上であり、制御部が「ＮＯ」と判断すると、「ω1*' ＝ω1 」の処理ステップＳ７に移行する。
【００４０】
処理ステップＳ７において、制御部は、一次角周波数指令値ω1*' に一次角周波数ω1 をそのまま代入する。即ち、この場合は、（１３）式におけるトルク分電流補正値Δｉ1qは＝０（定常状態では、ｉ1q* ＝ｉ1q）となり、トルク分電流補正部１６は、実質的にトルク分電流指令値ｉ1q* の補正を行わない。トルク分電流補正部１６がトルク分電流指令値ｉ1q* の補正を行わない状態では、制御装置の作用は、図９に示す従来のものと同様である。
【００４１】
一方、判断ステップＳ３において、電動機５の回転速度が低下して超低速領域にはいったことにより、一次角周波数ω1 が一次角周波数基準値ω1*未満となって制御部が「ＹＥＳ」と判断すると（即ち、基底角周波数よりも十分に小さくなったと判断すると）、「ω1*' ＝ω1*」の処理ステップＳ３ａに移行する。処理ステップＳ３ａにおいて、制御部は、一次角周波数指令値ω1*' を一次角周波数基準値ω1*（正極値）に設定することによって、トルク分電流指令値ｉ1q* の補正制御を開始し、次の「｜ω1*' −ω1 ｜＞０．５Ｈｚ？」の判断ステップＳ４に移行する。
【００４２】
判断ステップＳ４において、制御部は、このフローにおけるトルク分電流指令値ｉ1q* の補正制御を行った結果、一次角周波数ω1 が一次角周波数指令値ω1*' に追従したか否かを、両者の差の絶対値が０．５Ｈｚよりも大であるか否かによって判断する。補正制御の開始直後は、両者の差の絶対値が０．５Ｈｚ以下であるから、制御部は判断ステップＳ４において「ＮＯ」と判断し、一制御周期の処理を終了する。尚、一制御周期は、数ｍｓ乃至数１０ｍｓ程度の時間である。
【００４３】
次回の制御周期においては、補正制御が開始されたことによってトルク分電流補正値Δｉ1qは＞０となり、ステップＳ２において制御部は「ＹＥＳ」と判断してステップＳ４に移行する。以降、判断ステップＳ４において、一次角周波数ω1 が一次角周波数指令値ω1*' に追従したと判断されるまでは、制御周期毎にステップＳ１→Ｓ２→Ｓ４を繰返す。これらの処理によって、新たなトルク分電流指令値ｉ1q*'はトルク分電流補正値Δｉ1qだけ増加されるので、電動機５の一次角周波数ω1 は上昇に転ずる。
【００４４】
そして、電動機５の回転速度が上昇し、一次角周波数指令値ω1*' と一次角周波数ω1 との差の絶対値が０．５Ｈｚよりも大となり、判断ステップＳ４において制御部が「ＹＥＳ」と判断すると、「Δｉ1q＞補正値リミット？」の判断ステップＳ５に移行する。判断ステップＳ５において、制御部は、補正制御の結果トルク分電流補正値Δｉ1qが補正制御の限界を示す補正値リミットを超えたか否かを判断する。この補正値リミットは、電動機５の定格トルクの例えば２０％程度に設定される。
【００４５】
即ち、ステップＳ４において一次角周波数ω1 が一次角周波数指令値ω1*' に追従したと判断されても、判断ステップＳ５においてトルク分電流補正値Δｉ1qが補正値リミットを超えるまでは、制御周期毎にステップＳ１→Ｓ２→Ｓ４→Ｓ５を繰返し、一次角周波数指令値ω1*' を一次角周波数基準値ω1*に設定した状態で補正制御を続行する。
【００４６】
上記の状態で補正制御を続行した結果、トルク分電流補正値Δｉ1qが補正値リミットを超えて、判断ステップＳ５において制御部が「ＹＥＳ」と判断すると、「ω1*' ＝−ω1*」の処理ステップＳ６に移行する。処理ステップＳ６において、制御部は、一次角周波数指令値ω1*' を一次角周波数基準値の極性を反転した−ω1*（負極値）に設定してその制御周期を終了し、以降の補正制御を行う。ここで、一次角周波数指令値ω1*' の極性が負になったことにより、トルク分電流補正値Δｉ1qの極性も負となって電動機５の一次角周波数ω1 は減少する方向に向かう。尚、以上のステップＳ２〜Ｓ７は、正側（一次角周波数ω1 の極性）の補正制御処理である。
【００４７】
以降の制御周期では、一次角周波数指令値ω1*' の極性が負に設定されたことにより、制御部はステップＳ１において「ＮＯ」と判断し、「Δｉ1q＜０？」の判断ステップＳ８に移行する。ステップＳ８〜Ｓ１３は負側の補正制御処理であって、正側の補正制御処理であるステップＳ２〜Ｓ７に対応して設けられており、ステップＳ２〜Ｓ７の処理または判断内容とは正負の極性及び不等号の向きが逆になっている（従って、最初に電動機５が逆転しており、一次角周波数ω1 の極性が負である状態からその逆転速度が次第に低下して超低速領域に至る場合には、ステップＳ１→Ｓ８→Ｓ９→Ｓ１３の制御周期を繰返している状態から補正制御が開始される）。
【００４８】
そして、トルク分電流補正値Δｉ1qの極性が負であるから、判断ステップＳ８において、制御部は「ＹＥＳ」と判断して「｜ω1*' −ω1 ｜＜０．５Ｈｚ？」判断ステップＳ１０に移行する。判断ステップＳ１０は、判断ステップＳ４に対応しており、補正制御を行った結果、一次角周波数ω1 が負極性の一次角周波数指令値ω1*' に追従したか否かを、両者の差の絶対値が０．５Ｈｚよりも小であるか否かによって判断する。一次角周波数指令値ω1*' の極性が反転した直後は、両者の差の絶対値が０．５Ｈｚ以上であるから、制御部は判断ステップＳ１０において「ＮＯ」と判断し、その制御周期の処理を終了する。
【００４９】
以降は、判断ステップＳ１０において、一次角周波数ω1 が一次角周波数指令値ω1*' に追従したと判断されるまでは、制御周期毎にステップＳ１→Ｓ８→Ｓ１０を繰返す。そして、電動機５の一次角周波数ω1 が減少して零点を通過し、極性が負になった後、一次角周波数指令値ω1*' との差の絶対値が０．５Ｈｚよりも小になり（一次角周波数指令値ω1*' に追従して）、制御部が判断ステップＳ１０において「ＹＥＳ」と判断すると、判断ステップＳ１１に移行する。
【００５０】
判断ステップＳ１１において、制御部は、トルク分電流補正値Δｉ1qが負の補正値リミットを超えたか否かを判断し、補正値リミットを超えるまでは制御周期毎にステップＳ１→Ｓ８→Ｓ１０→Ｓ１１を繰返す。そして、補正値リミットを超えると処理ステップＳ１２に移行して、一次角周波数指令値ω1*' は、一次角周波数基準値ω1*に設定されて再び極性が反転され、以降は、再び正側の補正制御処理が開始される。
【００５１】
以上の正及び負側の補正制御処理が交互に繰返されることにより、一次角周波数指令値ω1*' は一次角周波数基準値ω1*の極性を交互に反転させた値に設定され、例えば、図３に示すように、一次角周波数ω1 の平均がω1Mとなるように、トルク分電流補正部１６からトルク分電流補正指令値ｉ1q*'がトルク分電流制御部１０に与えられ、トルク分電流制御部１０からは、補償出力が電圧指令値演算部８に出力される。そして、電圧指令値演算部８からは、励磁及びトルク電圧指令値Ｖ1d* 及びＶ1q* が出力され、座標変換部６においてＵ，Ｖ，Ｗ相電圧に座標変換された各相電圧がＰＷＭ制御回路１５に与えられ、以て、インバータ主回路４を介して電動機５が駆動制御される。従って、一次角周波数ω1 が、ベクトル制御が制御不能状態に陥る０Ｈｚ近傍に張付くことはない。
【００５２】
尚、この場合、正及び負側の補正制御処理が交互に繰返されることによって定まる一次角周波数指令値ω1*' の極性反転周期は、システムの固有振動の時定数に達して共振が生じることがないように設定する。
【００５３】
而して、上記の補正制御を継続している間に速度指令値ωr*が変化して、その速度制御部１１の出力信号であるｉ1q* が変化することにより、トルク分電流補正値Δｉ1q＝０となると、制御部は、ステップＳ２若しくはＳ８において「ＮＯ」と判断してステップＳ３若しくはＳ９に移行する。この時点では、一次角周波数ω1 は、一次角周波数基準値ω1*よりも０．５Ｈｚ以上大若しくは小となっているので、制御部は、ステップＳ３若しくはＳ９においても「ＮＯ」と判断し、ステップＳ７若しくはＳ１３に移行して、一次角周波数指令値ω1*' を一次角周波数指令値演算部１２から与えられる一次角周波数ω1 に設定すると、一連の補正制御を終了する。
【００５４】
以上のように本実施例によれば、一次角周波数指令値演算部１７は、電動機５の一次角周波数ω1 の値が一次角周波数基準値ω1*よりも小になった場合、一次角周波数基準値ω1*の大きさで正負両極性を有する一次角周波数指令値ω1*' を出力し、この一次角周波指令値ω1*' と一次角周波数ω1 との偏差からトルク分電流補正値Δｉ1qを得て、このトルク分電流補正値Δｉ1qを速度制御部１１によって出力されたトルク分電流指令値ｉ1q* に加算することによりトルク分電流補正指令値ｉ1q*'を得て、このトルク分電流補正指令値ｉ1q*'とトルク分電流検出値ｉ1qとの偏差に基づいて演算を行い、得られたトルク分電流補償出力及び励磁分電流制御部７により得られた励磁分電流補償出力並びに位相角演算部１３により得られた位相角θに基づいたセンサレスベクトル制御により電動機５を駆動するようにした。
【００５５】
従って、電動機５の超低速回生領域においても、センサレスベクトル制御が制御不能状態に陥ることを回避しつつ、一次角周波数ω1 を、０Ｈｚ若しくはその近傍の角周波数ω1Mに平均的に維持することによって、電動機５の安定した制御を行うことができる。また、本実施例においては、補正値リミットを設定して、その補正値リミットの範囲内でトルク分電流指令値ｉ1q* の補正制御を行ったので、電動機５のトルクリップルを一定範囲内に抑制することができ、更に、一次角周波数ω1 を±ω1*の範囲で変動させても、その変動は、比較的遅い応答を示す速度制御系にはほとんど影響を与えない周期なので、電動機５の実回転速度（二次角周波数）ωr に与える影響も非常に僅かである。
【００５６】
よって、電動機５を、例えばクレーンやエレベータ（遅い応答を示す速度制御系）などの巻上げ機等に適用した場合には、荷重の着地やエレベータの停止などを、機械的な制動を用いること無く非常にスムーズに行うことが可能となる。
【００５７】
図４及び図５は本発明の第２実施例を示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。電気的構成を示す図４においては、第１実施例における一次周波数演算部１２の出力信号である一次角周波数ω1 は、一次角周波数指令値演算部１７′のみに与えられるようになっている。その一次角周波数指令値演算部１７′の出力信号である一次角周波数指令値ω1*' は、第１実施例における一次角周波数ω1 の代わりに、電圧指令値演算部８，速度推定値演算部９及び位相角演算部１３に与えられるようになっている。そして、トルク分電流補正部１６自体は除かれている。
【００５８】
次に、第２実施例の作用について説明する。図５に示す一次角周波数指令値演算部１７′の制御部による制御は、第１実施例における一次角周波数指令値演算部１７が行う図２に示す制御から、以下のように変更されている。先ず、ステップＳ５及びＳ８は除かれている。そして、ステップＳ３またはＳ９において「ＹＥＳ」と判断して制御を開始した場合は、「Ｆ←１」の処理ステップＳ１４またはＳ１７に移行し、制御中であることを示すフラグＦを“１”にセットすると、ステップＳ３ａまたはＳ９ａに移行する。
【００５９】
また、ステップＳ２及びＳ８に代えて、「Ｆ＝１？」の判断ステップＳ２ａ及びＳ８ａが配されている。これらの判断ステップＳ２ａ及びＳ８ａにおいて、フラグＦが“１”にセットされており、一次角周波数指令値演算部１７′の制御部が「ＹＥＳ」と判断すると、「ωr*＜低速領域（＋）？」の判断ステップＳ１６及び「ωr*＞低速領域（−）？」の判断ステップＳ１９に夫々移行する。
【００６０】
判断ステップＳ１６及びＳ１９において、制御部は、速度指令値ωr*が正側及び負側の低速領域よりも小及び大であるかを夫々判断する。ここで、低速領域とは、超低速領域たる一次角周波数基準値±ω1*の範囲に適当なマージンを加えて若干広めに設定された領域を示す。判断ステップＳ１６及びＳ１９において、速度指令値ωr*が低速領域内の値である場合は、制御部は「ＹＥＳ」と判断してステップＳ４及びＳ１０に移行する。即ち、この判断ステップＳ１６及びＳ１９において、制御部が「ＹＥＳ」と判断している間は、一次角周波数指令値ω1*' に関する制御が第１実施例と同様に行われる。
【００６１】
そして、制御が継続された後、判断ステップＳ１６及びＳ１９において、速度指令値ωr*が低速領域の範囲外となって、制御部が「ＮＯ」と判断すると、ステップＳ７及びＳ１３に移行する。また、そのステップＳ７及びＳ１３の後には、「Ｆ←０」の処理ステップＳ１５及びＳ１８が設けられており、フラグＦを“０”にリセットして制御を終了する。
【００６２】
以上のように、第２実施例では、第１実施例においては一次角周波数ω1 に基づいて行っていた制御を、一次角周波数指令値演算部１７′から出力される一次角周波数指令値ω1*' に置き換えて、第１実施例と同様な処理を行う。斯様な構成及び作用によって、電動機５の超低速領域においては、第１実施例では一次角周波数ω1 に基づいて行われた制御のパラメータを、一次角周波数基準値ω1*の大きさで正負両極性を有する一次角周波数指令値ω1*' によって直接変化させることができ、より高速な応答の制御を行うことが可能となる。
【００６３】
図６は本発明の第３実施例を示すものであり、第１及び第２実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。電気的構成を示す図６においては、トルク分電流補正部１６は除かれており、速度制御部１１の前段には、速度指令値補正部１８が設けられている。
【００６４】
その速度指令値補正部１８の内部には、第２実施例におけるものと同様の構成である一次周波数指令値演算部１７′が設けられており、速度指令値補正部１８は、外部より与えられる速度指令値ωr*に、一次周波数指令値演算部１７′が出力する一次角周波数指令値ω1*' を加えたものを一次角周波数指令値ωr*' として速度制御部１１に与えるようになっている。その他の構成は第１実施例と同様である。
【００６５】
以上のように構成された第３実施例によれば、電動機５の超低速領域においては、速度指令値ωr*に、一次角周波数基準値ω1*の大きさで正負両極性を有する一次角周波数指令値ω1*' を加えて直接変化させることができ、第２実施例と同様に、高速な応答の制御を行うことが可能となる。
【００６６】
次に、本発明の第４実施例について図７を参照して説明する。第４実施例における電気的構成は、第１実施例と同様である。第４実施例では、図２に示すステップＳ６及びＳ１２で与えている一次角周波数基準値ω1*の初期値を最小値に設定しておき、トルク分電流ｉ1qの補正制御が持続的に行われた場合には、図７に示すように、最大値まで一次角周波数基準値ω1*の値を次第に上げていくように制御する。この場合、補正制御が持続的に行われていることを判断するには、例えば、一次角周波数指令値演算部１７の制御部において、補正制御が開始されてからの時間をカウントしたり、一次角周波数基準値ω1*の値を積分した値に基づいて判断する。
【００６７】
以上のように構成された第４実施例によれば、例えば、一次角周波数ω1 が短時間内に０Ｈｚを通過する場合など、トルク分電流ｉ1qの補正制御を行う必要が殆どない場合には、最低限の補正制御しか行わないので、出力トルクに与える影響を最小限に押さえることができる。
【００６８】
次に、本発明の第５実施例について図８を参照して説明する。第５実施例の構成は、第１実施例と同様である。そして、第５実施例では、一次周波数指令値演算部１７は、電動機５の一次角周波数ω1 が低下して超低速領域に入った時に、一次角周波数ω1 に所定値として一次角周波数基準値ω1*を加えたものをω1T* （正極値，上限値）、一次角周波数ω1 から一次角周波数基準値ω1*を減じたものをω1B* （負極値，下限値）と設定する。
【００６９】
そして、一次角周波数指令値ω1*' を、第１実施例のω1*，−ω1*に代えてω1T* ，ω1B* に交互に設定することにより、トルク分電流指令値ｉ1q* の補正制御を行う。この時、一次角周波数指令値ω1*' をω1T* ，ω1B* の夫々に設定した状態で保持する時間比は、１：１となるように制御する。
【００７０】
即ち、図２に示すフローチャートのステップＳ３ａ及びＳ９ａの代わりに「ω1T* ＝ω1 ＋ω1*」及び「ω1B* ＝ω1 −ω1*」の処理ステップを配置し、また、ステップＳ６及びＳ１２の代わりに「ω1*' ＝ω1B* 」及び「ω1*' ＝ω1T* 」の処理ステップを配置し、更に、ステップＳ４，Ｓ５及びＳ１０，Ｓ１１の代わりに「一定時間経過？」の判断ステップを配置して、夫々において制御部が「ＹＥＳ」と判断すると、「ω1T* ＝ω1 ＋ω1*」及び「ω1B* ＝ω1 −ω1*」の処理ステップを実行するようにする。この時、「一定時間」は、第１実施例と同様に、制御周期以上で且つシステムの固有振動の時定数と共振することがない程度の時間に設定する。
【００７１】
以上の様にしてトルク分電流指令値ｉ1q* の補正制御を行うと、一次角周波数指令値ω1*' は、図８に示すように、デューティ比５０％の波形で値ω1T* ，ω1B* を交互にとるようになって、平均的にはω1 に維持される。従って、一次角周波数ω1 が０Ｈｚに張付くことを防止でき、第１実施例と同様の効果を得ることができる。
【００７２】
また、本発明の第６実施例として、第１実施例と同様の構成において、一次角周波数指令値ω1*' を、第５実施例における所定値である一次角周波数基準値ω1*を正弦波で振幅変調したもの、即ち、ω1*' ＝ω1*・ｓｉｎθとして与えるようにしても良い。この時の正弦波の振動周期は、制御周期以上で且つシステムの固有振動の時定数と共振することがない程度の時間に設定する。この場合も、第１実施例と同様の効果が得られる。
【００７３】
加えて、本発明の第７実施例として、第１実施例の構成においてトルク分電流ｉ1qの補正制御が持続的に行われた場合に、一次角周波数指令値演算部１７は、一次角周波数指令値ω1*' を、例えば０．５Ｈｚなどの所定値ω**に設定して、強制的に電動機５の磁束を回転させるように構成しても良い。この場合、一次角周波数指令値演算部１７における通常の一次角周波数指令値ω1*' に関する制御は停止すると同時に、速度制御部１１においては、比例ゲインＫωＰ及び積分ゲインＫωＩ，若しくは、積分ゲインＫωＩのみを０にすることにより、速度制御をも停止する。
【００７４】
この場合、補正制御が持続的に行われていることを判断するには、例えば第５実施例と同様に、一次角周波数指令値演算部１７の制御部において、補正制御が開始されてからの時間をカウントしたり、一次角周波数基準値ω1*の値を積分した値に基づいて判断する。
【００７５】
尚、速度指令値ωr*が超低速領域から離れた場合、若しくは、トルク分電流検出値ｉ1qが変化したことにより、一次角周波数ω1 が所定値ω**の絶対値よりも大きくなった場合には、通常の制御、即ち、速度制御部１１における速度制御を再開する。
【００７６】
以上のような第７実施例によれば、速度指令値ωr*と、速度推定値ωr'との間に偏差が生じるが、制御装置が電動機５の制御不能状態に陥ることを回避することができ、第１実施例と略同様の効果が得られる。
【００７７】
本発明は上記しかつ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
第４乃至第７実施例の制御を、第２及び第３実施例と同様の構成で、一次角周波数指令値演算部１７′において実行させるようにしても良い。
一次角周波数基準値ω1*は０．５Ｈｚに限ること無く、基底周波数よりも十分小さい値であれば適宜変更して良い。
ステップＳ４及びＳ１０において、一次角周波数ω1 が一次角周波数指令値ω1*' に追従したと判断する角周波数差は、０．５Ｈｚに限ることなく適宜変更して良い。
【００７８】
第１実施例において、トルク分電流補正値Δｉ1qの前回の制御時からの変化率を求めるようにして、その変化率が一定値を超えないように制限することにより、トルクリップルの増加を更に抑制するようにしても良い。
第１及び第２実施例において、一次角周波数指令値ω1*' に与える正極値及び負極値は、一次角周波数基準値ω1*と異なる値に設定しても良い。
また、第５及び第６実施例における所定値についても、一次角周波数基準値ω1*と異なる値に設定して良い。
【００７９】
第７実施例における一定値は、０．５Ｈｚに限らず適宜変更して良い。
補正値リミットは、定格トルクの２０％に限ること無く、適宜変更して設定しても良い。
一次角周波数ω1 を、トルク分電流制御部９における、トルク分電流ｉ1qの偏差の積分結果である誘起電圧ｅから求める代わりに、検出した電流若しくは電圧によって同定した速度推定値ωr'にすべり角周波数推定値ωs'を加算して得るように構成しても良い。
【００８０】
【発明の効果】
本発明は以上説明した通りであるので、以下の効果を奏する。
請求項１記載の誘導電動機の制御装置によれば、励磁分電流制御部，トルク分電流制御部及び位相角演算部からの出力信号に基づいて誘導電動機のセンサレスベクトル制御を行うものにおいて、トルク分電流制御部の制御結果たる誘起電圧を演算して得られる一次角周波数が基準値未満となった場合には、極性の異なる正極値と負極値とを交互に変化させた一次角周波数指令値と前記一次角周波数との偏差として得られるトルク分電流補正値を、前記トルク分電流制御部に与えられるトルク分電流指令値に加算するようにしたので、一次角周波数ひいては誘起電圧を零にすることなく、平均的に０Ｈｚ若しくはその近傍の値に維持することによって、超低速領域において特に回生負荷の印加に対しても、制御が不安定若しくは不可能になることを防止することができる。
【００８１】
請求項２記載の誘導電動機の制御装置によれば、一次角周波数が基準値未満となった場合には、極性の異なる正極値と負極値とを交互に変化させた一次角周波数指令値を、誘導電動機の速度を推定する速度推定値演算部に与え、その速度推定値をトルク分電流制御部及びトルク分電流指令値を与える速度制御部に出力するようにしたので、補正制御の応答をより高速にすることができる。
【００８２】
請求項３記載の誘導電動機の制御装置によれば、一次角周波数が基準値未満となった場合には、極性の異なる正極値と負極値とを交互に変化させた一次角周波数指令値を、速度制御部に与えられる速度指令値に加算するようにしたので、請求項２と同様の効果が得られる。
【００８３】
請求項４記載の誘導電動機の制御装置によれば、トルク分電流補正部は、各制御周期毎のトルク分電流補正値の変化率を求めて、その変化率が一定値以内となるようにトルク分電流補正値を制御するので、トルクリップルを更に抑制することができる。
【００８４】
請求項５または６記載の誘導電動機の制御装置によれば、正極値及び負極値を正及び負の極性を有する一次角周波数基準値として（請求項５）、一次角周波数指令値演算部は、予め設定された一次角周波数基準値の最小値及び最大値を有し、その動作期間内において一次角周波数基準値を最小値から与え始めると共に最大値が示す範囲まで順次増加させるので（請求項６）、トルク分電流の補正制御を行う必要が殆どない場合には、出力トルクに与える影響を最小限に押さえることができる。
【００８５】
請求項７または８記載の誘導電動機の制御装置によれば、正極値及び負極値を、一次角周波数に対して所定値を加減することにより正及び負の極性を有する上限値及び下限値として設定して、一次角周波数指令値演算部は、正極値及び負極値を交互に変化させる時間比を１：１にし（請求項７）、また、所定値を正弦波によって振幅変調して出力する（請求項８）ので、請求項１と同様の効果が得られる。
【００８６】
請求項９記載の誘導電動機の制御装置によれば、一次角周波数が連続して基準値以下である時間が一定時間を経過すると、一次角周波数指令値を０Ｈｚより大または小なる一定値に設定するので、請求項１乃至４と略同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す電気的構成及び制御系のブロック図
【図２】一次角周波数指令値演算部における制御部の制御内容を示すフローチャート
【図３】補正制御を行う場合の時間経過に伴う一次角周波数指令値ω1*' の変化を示す図
【図４】本発明の第２実施例を示す図１相当図
【図５】図２相当図
【図６】本発明の第３実施例を示す図１相当図
【図７】本発明の第４実施例における補正制御を行う場合の時間経過に伴う一次角周波数基準値ω1*の変化を示す図
【図８】本発明の第５実施例を示す図３相当図
【図９】従来技術を示す図１相当図
【図１０】誘導電動機の等価回路図
【図１１】センサレスベクトル制御が不能となる誘導電動機の回転速度ωr の超低速領域を示す図
【符号の説明】
５は誘導電動機、７は励磁分電流制御部、９は速度推定値演算部、９ａはすべり角周波数推定値演算部、１０はトルク分電流制御部、１１は速度制御部、１２は一次角周波数演算部、１３は位相角演算部、１６はトルク分電流補正部、１７及び１７′は一次角周波数指令値演算部、１８は速度指令値補正部を示す。
Claims (9)
- 外部より与えられる励磁分電流指令値と誘導電動機に流れる相電流から検出された励磁分電流検出値との偏差がなくなるように制御する励磁分電流制御部と、
外部より与えられる速度指令値と速度推定値との偏差がなくなるように制御する速度制御部と、
この速度制御部の出力信号たるトルク分電流指令値と前記誘導電動機に流れる相電流から検出されるトルク分電流検出値との偏差がなくなるように制御するトルク分電流制御部と、
前記トルク分電流検出値からすべり角周波数推定値を演算するすべり角周波数推定値演算部と、
前記トルク分電流制御部の制御結果として得られる誘起電圧から一次角周波数を演算する一次角周波数演算部と、
この一次角周波数演算部からの一次角周波数と前記すべり角周波数推定値演算部からのすべり角周波数推定値とに基づいて前記誘導電動機の速度を推定して、その速度推定値を前記速度制御部に与える速度推定値演算部と、
前記一次角周波数演算部によって演算された一次角周波数を積分して前記誘導電動機の回転子の回転位相角を得る位相角演算部と、
前記一次角周波数演算部によって演算された一次角周波数が基準値未満となった場合は、極性の異なる正極値と負極値とを交互に変化させた一次角周波数指令値を出力する一次角周波数指令値演算部を有し、前記一次角周波数指令値と前記一次角周波数との偏差からトルク分電流補正値を得て、このトルク分電流補正値を前記速度制御部によって出力されたトルク分電流指令値に加算するトルク分電流補正部とを備え、
前記位相角演算部，前記励磁分電流制御部及びトルク分電流制御部の出力信号に基づいてセンサレスベクトル制御を行うことを特徴とする誘導電動機の制御装置。 - 外部より与えられる励磁分電流指令値と誘導電動機に流れる相電流から検出された励磁分電流検出値との偏差がなくなるように制御する励磁分電流制御部と、
外部より与えられる速度指令値と速度推定値との偏差がなくなるように制御する速度制御部と、
この速度制御部の出力信号たるトルク分電流指令値と前記誘導電動機に流れる相電流から検出されるトルク分電流検出値との偏差がなくなるように制御するトルク分電流制御部と、
前記トルク分電流検出値からすべり角周波数推定値を演算するすべり角周波数推定値演算部と、
前記トルク分電流制御部の制御結果として得られる誘起電圧から一次角周波数を演算する一次角周波数演算部と、
この一次角周波数演算部からの一次角周波数と前記すべり角周波数推定値演算部からのすべり角周波数推定値とに基づいて前記誘導電動機の速度を推定して、その速度推定値を前記速度制御部に与える速度推定値演算部と、
前記一次角周波数演算部によって演算された一次角周波数を積分して前記誘導電動機の回転子の回転位相角を得る位相角演算部と、
前記一次角周波数演算部によって演算された一次角周波数が基準値未満となった場合は、その一次角周波数の代わりに極性の異なる正極値と負極値とを交互に変化させた一次角周波数指令値を出力する一次角周波数指令値演算部とを備え、
前記位相角演算部，前記励磁分電流制御部及びトルク分電流制御部の出力信号に基づいてセンサレスベクトル制御を行うことを特徴とする誘導電動機の制御装置。 - 外部より与えられる励磁分電流指令値と誘導電動機に流れる相電流から検出された励磁分電流検出値との偏差がなくなるように制御する励磁分電流制御部と、
外部より与えられる速度指令値と速度推定値との偏差がなくなるように制御する速度制御部と、
この速度制御部の出力信号たるトルク分電流指令値と前記誘導電動機に流れる相電流から検出されるトルク分電流検出値との偏差がなくなるように制御するトルク分電流制御部と、
前記トルク分電流検出値からすべり角周波数推定値を演算するすべり角周波数推定値演算部と、
前記トルク分電流制御部の制御結果として得られる誘起電圧から一次角周波数を演算する一次角周波数演算部と、
この一次角周波数演算部からの一次角周波数と前記すべり角周波数推定値演算部からのすべり角周波数推定値とに基づいて前記誘導電動機の速度を推定して、その速度推定値を前記速度制御部に与える速度推定値演算部と、
前記一次角周波数指令値演算部によって演算された一次角周波数指令値を積分して前記誘導電動機の回転子の回転位相角を得る位相角演算部と、
前記一次角周波数指令値演算部によって演算された一次角周波数が基準値未満となった場合は、極性の異なる正極値と負極値とを交互に変化させた一次角周波数指令値を出力する一次角周波数指令値演算部を有し、前記一次角周波数指令値を外部より与えられる速度指令値に加算する速度指令値補正部とを備え、
前記位相角演算部，前記励磁分電流制御部及びトルク分電流制御部の出力信号に基づいてセンサレスベクトル制御を行うことを特徴とする誘導電動機の制御装置。 - トルク分電流補正部は、各制御周期毎のトルク分電流補正値の変化率を求めて、その変化率が一定値以内となるようにトルク分電流補正値を制御することを特徴とする請求項１記載の誘導電動機の制御装置。
- 正極値及び負極値は、正及び負の極性を有する一次角周波数基準値であることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の誘導電動機の制御装置。
- 一次角周波数指令値演算部は、予め設定された一次角周波数基準値の最小値及び最大値を有し、その動作期間内において一次角周波数基準値を最小値から与え始めると共に最大値が示す範囲まで順次増加させることを特徴とする請求項５記載の誘導電動機の制御装置。
- 正極値及び負極値は、一次角周波数に対して所定値を加減することにより正及び負の極性を有する上限値及び下限値として設定され、一次角周波数指令値演算部は、正極値及び負極値を交互に変化させる時間比を１：１にすることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の誘導電動機の制御装置。
- 一次角周波数指令値演算部は、所定値を正弦波によって振幅変調することにより、正極値及び負極値を交互に変化させることを特徴とする請求項７記載の誘導電動機の制御装置。
- 一次角周波数が連続して基準値以下である時間が一定時間を経過すると、一次角周波数指令値を０Ｈｚより大または小なる一定値に設定することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の誘導電動機の制御装置。
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