JP3707244B2 - 誘導電動機の速度制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、入力の交流電源をＰＷＭインバータにより所望の周波数，電圧の交流に変換して誘導電動機に給電しつつ、この電動機に速度センサを用いないで該電動機を可変速制御する誘導電動機の速度制御装置に関し、特に、ＰＷＭインバータの起動、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際の該インバータの再起動を動作信頼性高く行う誘導電動機の速度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の誘導電動機の速度制御方法としては、特開平８−１３０８８２号公報に開示されているものが知られている。
図１８は、上記公報に基づくこの発明の従来例を示す誘導電動機の速度制御装置のブロック構成図である。
【０００３】
図１８において、１は誘導電動機、２はＰＷＭインバータ、３は電流検出手段、１０は速度制御装置を示し、この速度制御装置１０には周知の技術で形成された速度制御系１１，磁束制御系１２，電流制御系１３，２相３相変換手段１４，３相２相変換手段１５それぞれの他に、ＰＷＭインバータ２を起動させるため、又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために信号発生手段１６と、加算演算器１７ａ，１７ｂと、磁束推定手段１８と、周波数演算手段１９とを備えている。
【０００４】
図１８に示した速度制御装置１０において、角周波数ω2 で回転している誘導電動機１の基本方程式は、固定座標軸（α軸，β軸）上で表現すると、式（１）で表される。
【０００５】
【数１】
ｅα＝ｓ・φα
ｅβ＝ｓ・φβ
０＝−Ｒ2 ｉα＋（ｓ＋１／Ｔ2 ）φα＋ω2 φβ
０＝−Ｒ2 ｉβ＋（ｓ＋１／Ｔ2 ）φβ−ω2 φα …（１）
ここで、ｅα，ｅβは誘導電動機１の誘起電圧のα，β軸成分、ｉα，ｉβは誘導電動機１の一次電流のα，β軸成分、φα，φβは誘導電動機１の磁束のα，β軸成分である。また、Ｒ2 は誘導電動機１の２次抵抗の一次側換算値、Ｔ2 は誘導電動機１の２次側時定数、ｓはラプラス変換の微分演算子である。
【０００６】
上記式（１）をブロック図化すると図１９に示すように表され、この図よりφα，φβはそれぞれ式（２），式（３）で表すことができる。
【０００７】
【数２】
【０００８】
【数３】
式（２），式（３）において、ＰＷＭインバータ１により所望の周波数，電圧の交流に変換して誘導電動機１に給電しつつ、該電動機を可変速制御する通常の運転時では、（１／Ｔ2 ）2 ≪（ω2 ）2 が成立するので、角周波数ω2 で回転している誘導電動機１の磁束の振動周波数はω2 である。
【０００９】
すなわち、角周波数ω2 で回転している誘導電動機１に、信号発生手段１６と加算演算器１７ａ，１７ｂとによりω2 の周波数成分を含む一次電流を供給すれば、周波数がω2 である回転磁界を誘導電動機１に発生させることができる。
よって、誘導電動機１の一次電流を電流検出手段２で検出し、これらの検出値（ｉU ，ｉW ）を３相２相変換手段１５により固定座標軸（α軸，β軸）成分（ｉα，ｉβ）に変換し、これらの変換値を磁束推定手段１８で式（２），式（３）の演算を行って、φα，φβを求め、周波数演算手段１９ではφα，φβから角周波数ω2 が得られ、これを回転速度情報（ｆ）とすることができる。
【００１０】
すなわち、図１８に示した速度制御装置１０はＰＷＭインバータ２を起動させるとき、又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるときに、先ず、信号発生手段１６を所定の期間動作させ、このとき周波数演算手段１９で得られた回転速度情報（ｆ）に基づいて、ＰＷＭインバータ２を起動させることにより、起動時にＰＷＭインバータ２が過負荷状態なるなどの不具合を回避しようとするものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図１８に示した従来の速度制御装置１０によると、信号発生手段１６と加算演算器１７ａ，１７ｂとにより前記ω2 の周波数成分を含む一次電流を供給し、このときに磁束推定手段１８と周波数演算手段１９とにより、誘導電動機１の回転速度情報を得るようにしているため、電流制御系１３は高速応答を必要とし、この電流制御系１３を機能をマイクロコンピュータで具現する場合には、高価な高速のマイクロコンピュータが必要になり、また、高速フーリェ変換（ＦＦＴ）により回転速度情報を得るときには複雑な演算処理を必要としていた。
【００１２】
さらに、原理的に誘導電動機の磁束の振動周波数は、該電動機の回転時の角周波数と同一になるが、該磁束の振動振幅は該電動機の２次側時定数（Ｔ2 ）で減衰するので、特に、前記電動機が低速で回転しているときには、振動振幅の減衰が相対的に速くなり、前記回転速度情報を得ることが困難な場合があった。
この発明の目的は上記問題点を解決し、安価なマイクロコンピュータが使用でき、簡単な演算処理で、前記電動機が低速で回転しているときも、該電動機の回転速度情報が得られる誘導電動機の速度制御装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この第１の発明は、入力の交流電源をＰＷＭインバータにより所望の周波数，電圧の交流に変換して誘導電動機に給電しつつ、該電動機を可変速制御する誘導電動機の速度制御装置において、
速度制御装置に自励発振用の電圧発生手段と、回転速度演算手段とを付加し、前記電圧発生手段が出力する固定座標軸上の直交した２軸（α軸，β軸）それぞれの電圧指令値に基づいて前記速度制御装置を介したＰＷＭインバータから誘導電動機に供給した電圧により、該電動機の一次電流を、発振動作が持続するよう自励発振させ、回転速度演算手段により、前記電動機の自励発振した一次電流のα軸成分とβ軸成分のいずれか一方若しくは双方の周波数を検出し、この検出値から該電動機の回転速度情報を演算し、この演算した回転速度情報に基づいてＰＷＭインバータを起動させる、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際に該インバータの再起動をさせるようにしたことを特徴とする。
【００１４】
第２の発明は前記第１の発明において、
前記回転速度演算手段には前記電動機の自励発振した一次電流のα軸成分とβ軸成分それぞれにハイパスフィルタを介した成分を入力することを特徴とする。
第３の発明は前記誘導電動機の速度制御装置において、
速度制御装置に自励発振用の電圧発生手段と、回転速度演算手段と、起動位相演算手段とを付加し、前記電圧発生手段が出力する固定座標軸上の直交した２軸（α軸，β軸）それぞれの電圧指令値に基づいて前記速度制御装置を介したＰＷＭインバータから誘導電動機に供給した電圧により、該電動機の一次電流を、発振動作が持続するよう自励発振させ、回転速度演算手段により、前記電動機の自励発振した一次電流のα軸成分とβ軸成分のいずれか一方若しくは双方の周波数を検出し、この検出値から該電動機の回転速度情報を演算し、起動位相演算手段では前記一次電流のα軸成分とβ軸成分のいずれか一方若しくは双方と、前記回転速度情報とに基づくＰＷＭインバータの起動タイミング若しくは起動位相情報を演算し、この演算した起動タイミング若しくは起動位相情報と、前記回転速度情報とに基づいてＰＷＭインバータを起動させる、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際に該インバータの再起動をさせるようにしたことを特徴とする。
【００１５】
第４の発明は前記第３の発明において、
前記回転速度演算手段と起動位相演算手段とには前記電動機の自励発振した一次電流のα軸成分とβ軸成分それぞれにハイパスフィルタを介した成分を入力することを特徴とする。
第５の発明は前記誘導電動機の速度制御装置において、
速度制御装置に自励発振用の電圧発生手段と、回転速度演算手段と、回転方向判別手段とを付加し、前記電圧発生手段が出力する固定座標軸上の直交した２軸（α軸，β軸）それぞれの電圧指令値に基づいて前記速度制御装置を介したＰＷＭインバータから誘導電動機に供給した電圧により、該電動機の一次電流を、発振動作が持続するよう自励発振させ、回転速度演算手段により、前記電動機の自励発振した一次電流のα軸成分とβ軸成分のいずれか一方若しくは双方の周波数を検出し、この検出値から該電動機の回転速度情報を演算し、回転方向判別手段により、前記α軸成分の電流とβ軸成分の電流との位相関係から前記電動機の回転方向を判別し、前記回転速度情報と回転方向とに基づいてＰＷＭインバータを起動させる、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際に該インバータの再起動をさせるようにしたことを特徴とする。
【００１６】
第６の発明は前記第５の発明において、
前記回転速度演算手段と回転方向判別手段とには前記電動機の自励発振した一次電流のα軸成分とβ軸成分それぞれにハイパスフィルタを介した成分を入力することを特徴とする。
第７の発明は前記誘導電動機の速度制御装置において、
速度制御装置に自励発振用の電圧発生手段と、回転速度演算手段と、回転方向判別手段と、起動位相演算手段とを付加し、前記電圧発生手段が出力する固定座標軸上の直交した２軸（α軸，β軸）それぞれの電圧指令値に基づいて前記速度制御装置を介したＰＷＭインバータから誘導電動機に供給した電圧により、該電動機の一次電流を、発振動作が持続するよう自励発振させ、回転速度演算手段により、前記電動機の自励発振した一次電流のα軸成分とβ軸成分のいずれか一方若しくは双方の周波数を検出し、この検出値から該電動機の回転速度情報を演算し、回転方向判別手段により、前記α軸成分の電流とβ軸成分の電流との位相関係から前記電動機の回転方向を判別し、起動位相演算手段では前記一次電流のα軸成分とβ軸成分のいずれか一方若しくは双方と、前記回転速度情報とに基づくＰＷＭインバータの起動タ
イミング若しくは起動位相情報を演算し、この演算した起動タイミング若しくは起動位相情報と、前記回転速度情報と、回転方向とに基づいてＰＷＭインバータを起動させる、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際に該インバータの再起動をさせるようにしたことを特徴とする。
【００１７】
第８の発明は前記第７の発明において、
前記回転速度演算手段と回転方向判別手段と起動位相演算手段とには前記電動機の自励発振した一次電流のα軸成分とβ軸成分それぞれにハイパスフィルタを介した成分を入力することを特徴とする。
第９の発明は前記誘導電動機の速度制御装置において、
速度制御装置に自励発振用の電圧発生手段と、回転速度演算手段とを付加し、前記電圧発生手段が出力する固定座標軸上の直交した２軸（α軸，β軸）それぞれの電圧指令値に基づいて前記速度制御装置を介したＰＷＭインバータから誘導電動機に供給した電圧により、該電動機の一次電流を、発振動作が持続するよう自励発振させ、回転速度演算手段により、前記電圧発生手段内部でのα軸演算値とβ軸演算値のいずれか一方若しくは双方の周波数を検出し、この検出値から該電動機の回転速度情報を演算し、この演算した回転速度情報に基づいてＰＷＭインバータを起動させる、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際に該インバータの再起動をさせるようにしたことを特徴とする。
【００１８】
第１０の発明は前記第９の発明において、
前記電圧発生手段から前記回転速度演算手段への経路にハイパスフィルタを挿設したことを特徴とする。
第１１の発明は前記誘導電動機の速度制御装置において、
速度制御装置に自励発振用の電圧発生手段と、回転速度演算手段と、起動位相演算手段とを付加し、前記電圧発生手段が出力する固定座標軸上の直交した２軸（α軸，β軸）それぞれの電圧指令値に基づいて前記速度制御装置を介したＰＷＭインバータから誘導電動機に供給した電圧により、該電動機の一次電流を、発振動作が持続するよう自励発振させ、回転速度演算手段により、前記電圧発生手段内部でのα軸演算値とβ軸演算値のいずれか一方若しくは双方の周波数を検出し、この検出値から該電動機の回転速度情報を演算し、起動位相演算手段では前記α軸演算値とβ軸演算値のいずれか一方若しくは双方と、前記回転速度情報とに基づくＰＷＭインバータの起動タイミング若しくは起動位相情報を演算し、この演算した起動タイミング若しくは起動位相情報と、前記回転速度情報とに基づいてＰＷＭインバータを起動させる、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際に該インバータの再起動をさせるようにしたことを特徴とする。
【００１９】
第１２の発明は前記第１１の発明において、
前記電圧発生手段から前記回転速度演算手段および起動位相演算手段への経路にハイパスフィルタを挿設したことを特徴とする。
第１３の発明は前記誘導電動機の速度制御装置において、
速度制御装置に自励発振用の電圧発生手段と、回転速度演算手段と、回転方向判別手段とを付加し、前記電圧発生手段が出力する固定座標軸上の直交した２軸（α軸，β軸）それぞれの電圧指令値に基づいて前記速度制御装置を介したＰＷＭインバータから誘導電動機に供給した電圧により、該電動機の一次電流を、発振動作が持続するよう自励発振させ、回転速度演算手段により、前記電圧発生手段内部でのα軸演算値とβ軸演算値のいずれか一方若しくは双方の周波数を検出し、この検出値から該電動機の回転速度情報を演算し、回転方向判別手段により、前記α軸演算値とβ軸演算値との位相関係から前記電動機の回転方向を判別し、前記回転速度情報と回転方向とに基づいてＰＷＭインバータを起動させる、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際に該インバータの再起動をさせるようにしたことを特徴とする。
【００２０】
第１４の発明は前記第１３の発明において、
前記電圧発生手段から前記回転速度演算手段および回転方向判別手段への経路にハイパスフィルタを挿設したことを特徴とする。
第１５の発明は前記誘導電動機の速度制御装置において、
速度制御装置に自励発振用の電圧発生手段と、回転速度演算手段と、回転方向判別手段と、起動位相演算手段とを付加し、前記電圧発生手段が出力する固定座標軸上の直交した２軸（α軸，β軸）それぞれの電圧指令値に基づいて前記速度制御装置を介したＰＷＭインバータから誘導電動機に供給した電圧により、該電動機の一次電流を、発振動作が持続するよう自励発振させ、回転速度演算手段により、前記電圧発生手段内部でのα軸演算値とβ軸演算値のいずれか一方若しくは双方の周波数を検出し、この検出値から該電動機の回転速度情報を演算し、回転方向判別手段により、前記α軸演算値とβ軸演算値との位相関係から前記電動機の回転方向を判別し、起動位相演算手段では前記α軸演算値とβ軸演算値のいずれか一方若しくは双方と、前記回転速度情報とに基づくＰＷＭインバータの起動タイミング若しくは起動
位相情報を演算し、この演算した起動タイミング若しくは起動位相情報と、前記回転速度情報と、前記回転方向とに基づいてＰＷＭインバータを起動させる、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際に該インバータの再起動をさせるようにしたことを特徴とする。
【００２１】
第１６の発明は前記第１５の発明において、
前記電圧発生手段から前記回転速度演算手段および回転方向判別手段および起動位相演算手段への経路にハイパスフィルタを挿設したことを特徴とする。
第１７の発明は前記第１〜第１６のいずれかの発明において、
前記電圧発生手段は、前記α軸の電圧指令値から第１の誘導電動機モデルを介して得られる電圧と、前記誘導電動機の一次電流のα軸成分に第１の帰還ゲインを乗算して得られる電圧との偏差を第１加算演算器で求め、第１加算演算器の出力の制限を第１リミッタで行い、この制限された出力を前記α軸の電圧指令値とし、前記β軸の電圧指令値から第２の誘導電動機モデルを介して得られる電圧と、前記誘導電動機の一次電流のβ軸成分に第２の帰還ゲインを乗算して得られる電圧との偏差を第２加算演算器で求め、第２加算演算器の出力の制限を第２リミッタで行い、この制限された出力を前記β軸の電圧指令値とし、前記第１加算演算器、または第２加算演算器のいずれか一方には初期電圧発生回路の出力をさらに加算するように構成したことを特徴とする。
【００２２】
第１８の発明は前記第１〜第１６のいずれかの発明において、
前記電圧発生手段は、前記α軸の電圧指令値と前記誘導電動機の一次電流のα軸成分とが入力される第１の誘導電動機モデルを介して得られる電圧を第１リミッタにより制限し、この制限された電圧と前記一次電流のα軸成分に第１の帰還ゲインを乗算して得られる電圧との偏差を第１加算演算器で求め、この偏差を前記α軸の電圧指令値とし、前記β軸の電圧指令値と前記誘導電動機の一次電流のβ軸成分とが入力される第２の誘導電動機モデルを介して得られる電圧を第２リミッタにより制限し、この制限された電圧と前記一次電流のβ軸成分に第２の帰還ゲインを乗算して得られる電圧との偏差を第２加算演算器で求め、この偏差を前記β軸の電圧指令値とし、前記第１の誘導電動機モデルから第１リミッタへの経路、または前記第２の誘導電動機モデルから第２リミッタへの経路のいずれか一方の経路に、前記誘導電動機モデルの出力と、初期電圧発生回路の出力とを加算する第３加算演算器を挿設する構成にしたことを特徴とする。
【００２３】
第１９の発明は前記第１〜第１６のいずれかの発明において、
前記電圧発生手段は、第１加算演算器の出力から第１の誘導電動機モデルを介して得られる電圧を第１リミッタにより制限し、この制限された電圧と前記一次電流のα軸成分に第１の帰還ゲインを乗算して得られる電圧との偏差を第１加算演算器で求め、第１加算演算器の出力と前記一次電流のα軸成分の前記誘導電動機の一次抵抗に係わるα軸補償電圧とを第２加算演算器で加算し、この加算値を前記α軸の電圧指令値とし、第３加算演算器の出力から第２の誘導電動機モデルを介して得られる電圧を第２リミッタにより制限し、この制限された電圧と前記一次電流のβ軸成分に第２の帰還ゲインを乗算して得られる電圧との偏差を第３加算演算器で求め、第３加算演算器の出力と前記一次電流のβ軸成分の前記誘導電動機の一次抵抗に係わるβ軸補償電圧とを第４加算演算器で加算し、この加算値を前記β軸の電圧指令値とし、前記第１の誘導電動機モデルから第１リミッタへの経路、または前記第２の誘導電動機モデルから第２リミッタへの経路のいずれか一方の経路に、前記誘導電動機モデルの出力と、初期電圧発生回路の出力とを加算する第５加算演算器を挿設する構成にしたことを特徴とする。
【００２４】
第２０の発明は前記第１〜第１６のいずれかの発明において、
前記電圧発生手段は、第１電流制御器の出力から第１の誘導電動機モデルを介して得られる値を第１リミッタにより制限し、この制限された値と前記一次電流のα軸成分との偏差を第１加算演算器で求め、この偏差を第１電流制御器で調節演算し、第１電流制御器の出力と前記一次電流のα軸成分の前記誘導電動機の一次抵抗に係わるα軸補償電圧とを第２加算演算器で加算し、この加算値を前記α軸の電圧指令値とし、第２電流制御器の出力から第２の誘導電動機モデルを介して得られる値を第２リミッタにより制限し、この制限された値と前記一次電流のβ軸成分との偏差を第３加算演算器で求め、この偏差を第２電流制御器で調節演算し、第２電流制御器の出力と前記一次電流のβ軸成分の前記誘導電動機の一次抵抗に係わるβ軸補償電圧とを第４加算演算器で加算し、この加算値を前記β軸の電圧指令値とし、前記第１加算演算器、または第３加算演算器のいずれか一方には初期電圧発生回路の出力をさらに加算するように構成したことを特徴とする。
【００２５】
第２１の発明は前記第１７〜第２０のいずれかの発明において、
前記初期電圧発生回路の出力はステップ波形状、またはインパルス波形状の電圧にしたことを特徴とする。
この発明は下記の作用に着目してなされたものである。
すなわち、角周波数ω2 で回転している誘導電動機のインピーダンスは、ＰＷＭインバータが該電動機に供給する電圧の角周波数が前記ω2 であるときに最も大きくなる特性を有することが知られている。
【００２６】
従って、前記電圧発生手段の回路構成とその回路定数とを適切に設定し、該電圧発生手段，ＰＷＭインバータ，誘導電動機などからなる一巡ループで自励発振回路の機能を形成させると、この自励発振回路は角周波数が前記ω2 （＝２πｆ）で発振動作を図９に示す如く持続し、このときの誘導電動機の一次電流のα軸成分（図９（イ）参照）、またはβ軸成分（図９（ロ）参照）の周波数を前記回転速度演算手段で計測することにより該電動機の回転速度情報が得られ、また、その振幅も図９に示す如く減衰しないので、該電動機が低速回転時にも前記回転速度情報を確実に演算することができる。さらに、このときの誘導電動機の一次電流のα軸成分（図９（イ）参照）とβ軸成分（図９（ロ）参照）との位相関係を前記回転方向判別手段により検知することにより該電動機の回転方向を判別することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の第１の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図であり、図１８に示した従来例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
すなわち、図１に示した速度制御装置２０，３０，４０，５０それぞれには速度制御系１１，磁束制御系１２，電流制御系１３，２相３相変換手段１４，３相２相変換手段１５の他に、ＰＷＭインバータ２を起動させるため又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために所定の期間動作をする電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、加算演算器２２，２３と、回転速度演算手段２４と、回転方向判別手段２５と、乗算演算器２６とを備えている。
【００２８】
図１に示した速度制御装置２０，３０，４０，５０それぞれにおいて、電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、２相３相変換手段１４と、ＰＷＭインバータ２と、誘導電動機１と、電流検出手段３と、３相２相変換手段１５とからなる一巡ループで自励発振回路の機能を形成させると、この自励発振回路は角周波数が前記ω2 （＝２πｆ）で発振動作を図９に示す如く持続し、このときの３相２相変換手段１５の出力である誘導電動機１の一次電流のα軸成分（図９（イ）参照）、またはβ軸成分（図９（ロ）参照）の周波数を回転速度演算手段２４で計測することにより誘導電動機１の回転速度情報（ｆ）が得られ、また、その振幅も図９に示す如く減衰しないので、誘導電動機１が低速回転時にも回転速度情報（ｆ）を確実に演算することができる。
【００２９】
さらに、上述の発振動作中の前記α軸成分とβ軸成分との位相関係を回転方向判別手段２５により検知し、図９（ロ）の実線の如き波形のときには誘導電動機１は正転とし、図９（ロ）の破線の如き波形のときには誘導電動機１は逆転とし、この方向極性と、回転速度演算手段２４で得られた回転速度情報とを乗算演算器２６で乗算することにより符号付きの回転速度情報が得られる。
【００３０】
図２は、この発明の第２の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図であり、図１に示した第１の実施形態例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
すなわち、図２に示した速度制御装置６０，７０，８０，９０それぞれには速度制御系１１，磁束制御系１２，電流制御系１３，２相３相変換手段１４，３相２相変換手段１５の他に、ＰＷＭインバータ２を起動させるため又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために所定の期間動作をする電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、加算演算器２２，２３と、回転速度演算手段２４と、回転方向判別手段２５と、乗算演算器２６と、ハイパスフィルタ６１とを備えている。
【００３１】
図２において、３相２相変換手段１５の出力から回転速度演算手段２４，回転方向判別手段２５への経路に挿設されたハイパスフィルタ６１により、３相２相変換手段１５の出力である誘導電動機１の一次電流のα，β軸成分（ｉα，ｉβ）に含まれるオフセット成分が除去され、回転速度演算手段２４および回転方向判別手段２５の動作信頼性の向上が計れる。
【００３２】
以下に、図１または図２に示した電圧発生手段２１，３１，４１，５１それぞれの詳細について説明する。
図３は、電圧発生手段２１の回路構成図である。
この電圧発生手段２１は電圧発生手段２１の出力であるα軸の電圧指令値ｖ1 α* から第１の誘導電動機モデルしての誘導電動機モデル２１ａを介して得られる電圧と、３相２相変換手段１５の出力である誘導電動機１の一次電流のα軸成分（ｉα）に第１の帰還ゲインＫ21を乗算して得られる電圧との偏差を第１加算演算器しての加算演算器２１ｂで求め、加算演算器２１ｂの出力の制限を第１リミッタとしてのリミッタ２１ｃで行い、この制限された出力をα軸の電圧指令値ｖ1 α* とし、同様に電圧発生手段２１の出力であるβ軸の電圧指令値ｖ1 β* から第２の誘導電動機モデルしての誘導電動機モデル２１ｄを介して得られる電圧と、３相２相変換手段１５の出力である誘導電動機１の一次電流のβ軸成分（ｉβ）に第２の帰還ゲインＫ22を乗算して得られる電圧との偏差を第２加算演算器しての加算演算器２１ｅで求め、加算演算器２１ｅの出力の制限を第２リミッタとしてのリミッタ２１ｆで行い、この制限された出力をβ軸の電圧指令値ｖ1 β* とし、また、加算演算器２１ｂには初期電圧発生回路２１ｇの出力をさらに加算するように構成している。
【００３３】
図３に示した誘導電動機モデル２１ａ，２１ｄでは、下記式（４）に示す演算を行っている。
【００３４】
【数４】
ＶO ＝ＧF ＶI ＋（ＫF ／ｓＬM ）ＶI …（４）
ここで、ＶO はこの誘導電動機モデルの出力、ＶI はこの誘導電動機モデルの入力、ＧF はローパスフィルタ、ＫF は積分ゲイン、ＬM は誘導電動機１の励磁インダクタンス、ｓはラプラス変換の微分演算子である。
【００３５】
図３において、初期電圧発生回路２１ｇからステップ波形状、またはインパルス波形状の電圧を出力することにより、電圧発生手段２１と、２相３相変換手段１４と、ＰＷＭインバータ２と、誘導電動機１と、電流検出手段３と、３相２相変換手段１５とからなる一巡ループでの自励発振を励起し、リミッタ２１ｃ，２１ｆそれぞれのリミッタ値と帰還ゲインＫ21，Ｋ22とを調整することにより、前記自励発振を継続することができる。
【００３６】
なお、図３に示した電圧発生手段２１において、初期電圧発生回路２１ｇの出力は加算演算器２１ｂに代えて加算演算器２１ｅに入力してもよく、また、リミッタ２１ｃ，２１ｆは省略してもよい。
図４は、電圧発生手段３１の回路構成図である。
この電圧発生手段３１は電圧発生手段３１の出力であるα軸の電圧指令値ｖ1 α* と３相２相変換手段１５の出力である誘導電動機１の一次電流のα軸成分（ｉα）とが入力される第１の誘導電動機モデルとしての誘導電動機モデル３１ａを介して得られる電圧の第３加算演算器としての加算演算器３１ｂを介した値を第１リミッタとしてのリミッタ３１ｃにより制限し、この制限された電圧と前記ｉαに第１の帰還ゲインＫ31を乗算して得られる電圧との偏差を第１加算演算器としての加算演算器３１ｄで求め、この偏差をα軸の電圧指令値ｖ1 α* とし、同様に電圧発生手段３１の出力であるα軸の電圧指令値ｖ1 β* と３相２相変換手段１５の出力である誘導電動機１の一次電流のβ軸成分（ｉβ）とが入力される第２の誘導電動機モデルとしての誘導電動機モデル３１ｅを介して得られる電圧を第２リミッタとしてのリミッタ３１ｆにより制限し、この制限された電圧と前記ｉβに第２の帰還ゲインＫ32を乗算して得られる電圧との偏差を第２加算演算器としての加算演算器３１ｇで求め、この偏差をβ軸の電圧指令値ｖ1 β* とし、また、加算演算器３１ｂには初期電圧発生回路３１ｈの出力をさらに加算するように構成している。
【００３７】
図４に示した誘導電動機モデル３１ａ，３１ｅでは、下記式（５）に示す演算を行っている。
【００３８】
【数５】
ＶO ＝ＧF ＶI ＋（ＫF ／ｓＬM ）ＶI −Ｒ1 ＩI …（５）
ここで、ＶO はこの誘導電動機モデルの出力、ＶI ，ＩI はこの誘導電動機モデルの入力、ＧF はローパスフィルタ、ＫF は積分ゲイン、ＬM は誘導電動機１の励磁インダクタンス、Ｒ1 は誘導電動機１の一次抵抗、ｓはラプラス変換の微分演算子である。
【００３９】
図４において、初期電圧発生回路３１ｈからステップ波形状、またはインパルス波形状の電圧を出力することにより、電圧発生手段３１と、２相３相変換手段１４と、ＰＷＭインバータ２と、誘導電動機１と、電流検出手段３と、３相２相変換手段１５とからなる一巡ループでの自励発振を励起し、リミッタ３１ｃ，３１ｆそれぞれのリミッタ値と帰還ゲインＫ31，Ｋ32とを調整することにより、前記自励発振を継続することができる。
【００４０】
なお、図４に示した電圧発生手段３１において、初期電圧発生回路３１ｈの出力はα軸の電圧指令値側に代えてβ軸の電圧指令値側に入力してもよく、また、リミッタ３１ｃ，３１ｆは省略してもよい。
図５は、電圧発生手段４１の回路構成図である。
この電圧発生手段４１は第１加算演算器としての加算演算器４１ａの出力から第１の誘導電動機モデルとしての誘導電動機モデル４１ｂを介して得られる電圧の第５の加算演算器としての加算演算器４１ｃを介した値を第１リミッタとしてのリミッタ４１ｄにより制限し、この制限された電圧と３相２相変換手段１５の出力である誘導電動機１の一次電流のα軸成分（ｉα）に第１の帰還ゲインＫ41を乗算して得られる電圧との偏差を加算演算器４１ａで求め、加算演算器４１ａの出力と前記ｉαの誘導電動機の一次抵抗（Ｒ1 ）に係わるα軸補償電圧とを第２加算演算器としての加算演算器４１ｅで加算し、この加算値をα軸の電圧指令値ｖ1 α* とし、同様に第３加算演算器としての加算演算器４１ｆの出力から第２の誘導電動機モデルとしての誘導電動機モデル４１ｇを介して得られる電圧を第２リミッタとしてのリミッタ４１ｈにより制限し、この制限された電圧と３相２相変換手段１５の出力である誘導電動機１の一次電流のβ軸成分（ｉβ）に第２の帰還ゲインＫ42を乗算して得られる電圧との偏差を加算演算器４１ｆで求め、加算演算器４１ｆの出力と前記ｉβの誘導電動機の一次抵抗（Ｒ1 ）に係わるβ軸補償電圧とを第４加算演算器としての加算演算器４１ｋで加算し、この加算値をβ軸の電圧指令値ｖ1 β* とし、また、加算演算器４１ｃには初期電圧発生回路３１ｍの出力をさらに加算するように構成している。
【００４１】
図５に示した誘導電動機モデル４１ｂ，４１ｇでは、下記式（６）に示す演算を行っている。
【００４２】
【数６】
ＶO ＝ＧF ＶI ＋（ＫF ／ｓＬM ）ＶI …（６）
ここで、ＶO はこの誘導電動機モデルの出力、ＶI はこの誘導電動機モデルの入力、ＧF はローパスフィルタ、ＫF は積分ゲイン、ＬM は誘導電動機１の励磁インダクタンス、ｓはラプラス変換の微分演算子である。
【００４３】
図５において、初期電圧発生回路３１ｍからステップ波形状、またはインパルス波形状の電圧を出力することにより、電圧発生手段４１と、２相３相変換手段１４と、ＰＷＭインバータ２と、誘導電動機１と、電流検出手段３と、３相２相変換手段１５とからなる一巡ループでの自励発振を励起し、リミッタ４１ｄ，４１ｈそれぞれのリミッタ値と帰還ゲインＫ41，Ｋ42とを調整することにより、前記自励発振を継続することができる。
【００４４】
なお、図５に示した電圧発生手段４１において、初期電圧発生回路４１ｍの出力はα軸の電圧指令値側に代えてβ軸の電圧指令値側に入力してもよく、また、リミッタ４１ｄ，４１ｈは省略してもよい。
図６は、電圧発生手段５１の回路構成図である。
この電圧発生手段５１は第１電流制御器としての電流制御器５１ａの出力から第１の誘導電動機モデルとしての誘導機モデル５１ｂを介して得られる値を第１リミッタとしてのリミッタ５１ｃにより制限し、この制限された値と３相２相変換手段１５の出力である誘導電動機１の一次電流のα軸成分（ｉα）との偏差を第１加算演算器としての加算演算器５１ｄで求め、この偏差を電流制御器５１ａで調節演算し、電流制御器５１ａの出力と前記ｉαの誘導電動機１の一次抵抗（Ｒ1 ）に係わるα軸補償電圧とを第２加算演算器としての加算演算器５１ｅで加算し、この加算値をα軸の電圧指令値ｖ1 α* とし、同様に第２電流制御器としての電流制御器５１ｆの出力から第２の誘導電動機モデルとしての誘導機モデル５１ｇを介して得られる値を第２リミッタとしてのリミッタ５１ｈにより制限し、この制限された値と３相２相変換手段１５の出力である誘導電動機１の一次電流のβ軸成分（ｉβ）との偏差を第３加算演算器としての加算演算器５１ｋで求め、この偏差を電流制御器５１ｆで調節演算し、電流制御器５１ｆの出力と前記ｉβの誘導電動機１の一次抵抗（Ｒ1 ）に係わるβ軸補償電圧とを第４加算演算器としての加算演算器５１ｍで加算し、この加算値をβ軸の電圧指令値ｖ1 β* とし、また、加算演算器５１ｄには初期電圧発生回路５１ｎの出力をさらに加算するように構成している。
【００４５】
図６に示した誘導電動機モデル５１ｂ，５１ｇでは、下記式（７）に示す演算を行っている。
【００４６】
【数７】
ＶO ＝（ＫF ／ｓＬM ）ＶI …（７）
ここで、ＶO はこの誘導電動機モデルの出力、ＶI はこの誘導電動機モデルの入力、ＫF は積分ゲイン、ＬM は誘導電動機１の励磁インダクタンス、ｓはラプラス変換の微分演算子である。
【００４７】
図６において、初期電圧発生回路５１ｎからステップ波形状、またはインパルス波形状の電圧を出力することにより、電圧発生手段５１と、２相３相変換手段１４と、ＰＷＭインバータ２と、誘導電動機１と、電流検出手段３と、３相２相変換手段１５とからなる一巡ループでの自励発振を励起し、リミッタ５１ｃ，５１ｈそれぞれのリミッタ値を調整することにより、前記自励発振を継続することができる。
【００４８】
なお、図６に示した電圧発生手段５１において、初期電圧発生回路５１ｎの出力は加算演算器５１ｄに代えて加算演算器５１ｋに入力してもよく、また、リミッタ５１ｃ，５１ｈは省略してもよい。
図７は、この発明の第３の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図であり、図１に示した第１の実施形態例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
【００４９】
すなわち、図７に示した速度制御装置２０ａ，３０ａ，４０ａ，５０ａそれぞれには速度制御系１１，磁束制御系１２，電流制御系１３，２相３相変換手段１４，３相２相変換手段１５の他に、ＰＷＭインバータ２を起動させるため又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために所定の期間動作をする電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、加算演算器２２，２３と、図１に示した回転速度演算手段２４と同様機能の回転速度演算手段２４ａと、図１に示した回転方向判別手段２５と同様機能の回転方向判別手段２５ａと、乗算演算器２６とを備えている。
【００５０】
図７に示した速度制御装置２０ａ，３０ａ，４０ａ，５０ａそれぞれにおいて、電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、２相３相変換手段１４と、ＰＷＭインバータ２と、誘導電動機１と、電流検出手段３と、３相２相変換手段１５とからなる一巡ループで自励発振回路の機能を形成させると、この自励発振回路は角周波数が前記ω2 （＝２πｆ）で発振動作を図９に示す如く持続し、このときの電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかの先述の式（４）〜（７）それぞれの右辺の積分演算項の前記α軸およびβ軸の演算結果は、図９と同様な波形となり、これらの演算結果の周波数を回転速度演算手段２４ａで計測することにより誘導電動機１の回転速度情報（ｆ）が得られ、また、その振幅も減衰しないので、誘導電動機１が低速回転時にも回転速度情報（ｆ）を確実に演算することができる。
【００５１】
さらに、上述の発振動作中の前記演算結果の位相関係を回転方向判別手段２５ａにより検知し、この方向極性と、回転速度演算手段２４ａで得られた回転速度情報とを乗算演算器２６で乗算することにより符号付きの回転速度情報が得られる。
図８は、この発明の第４の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図であり、図７に示した第３の実施形態例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
【００５２】
すなわち、図８に示した速度制御装置６０ａ，７０ａ，８０ａ，９０ａそれぞれには速度制御系１１，磁束制御系１２，電流制御系１３，２相３相変換手段１４，３相２相変換手段１５の他に、ＰＷＭインバータ２を起動させるため又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために所定の期間動作をする電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、加算演算器２２，２３と、回転速度演算手段２４ａと、回転方向判別手段２５ａと、乗算演算器２６と、ハイパスフィルタ６１ａとを備えている。
【００５３】
図８において、電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかの出力から回転速度演算手段２４ａ，回転方向判別手段２５ａへの経路に挿設されたハイパスフィルタ６１ａにより、前記電圧発生手段内部の前記α軸およびβ軸の演算項に含まれるオフセット成分が除去され、回転速度演算手段２４ａおよび回転方向判別手段２５ａの動作信頼性の向上が計れる。
【００５４】
図１０は、この発明の第５の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図であり、図１に示した第１の実施形態例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
すなわち、図１０に示した速度制御装置２０ｂ，３０ｂ，４０ｂ，５０ｂそれぞれには速度制御系１１と、磁束制御系１２と、電流制御系１３と、２相３相変換手段１４と、３相２相変換手段１５と、電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、加算演算器２２，２３と、回転速度演算手段２４と、回転方向判別手段２５と、乗算演算器２６と、起動位相演算手段２７とを備えている。
【００５５】
図１０において、ＰＷＭインバータ２を起動させるため又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために、先ず、前記電圧発生手段のいずれかを所定の時間動作させ、このときの誘導電動機１の回転速度情報（ｆ）を求める。
次に、起動位相演算手段２７では求めた回転速度情報（ｆ）に基づき、起動直後のＰＷＭインバータ２の予め定めた電圧指令値（ｖU * ，ｖV * ，ｖW * ）の位相関係に対する誘導電動機１の一次電流のα軸成分（ｉα）の零クロス点からの時限を演算し、この時限が経過した後、起動タイミング信号を出力する。
【００５６】
すなわち、ＰＷＭインバータ２への起動指令が発せられ、且つ、前記起動タイミング信号が出力された時点でＰＷＭインバータ２を実際に起動させることにより、ＰＷＭインバータ２の起動直前の誘導電動機１の回転にほぼ同期した周波数，位相の３相電圧を誘導電動機１に供給することができ、ＰＷＭインバータ２のショックレス起動が可能になる。
【００５７】
なお、図１０に示した回路構成では、起動位相演算手段２７には誘導電動機１の一次電流のα軸成分が入力されているが、誘導電動機１の一次電流のβ軸成分を入力して演算することもできる。
図１１は、この発明の第６の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図であり、図２に示した第２の実施形態例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
【００５８】
すなわち、図１１に示した速度制御装置６０ｂ，７０ｂ，８０ｂ，９０ｂそれぞれには速度制御系１１と、磁束制御系１２と、電流制御系１３と、２相３相変換手段１４と、３相２相変換手段１５と、電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、加算演算器２２，２３と、回転速度演算手段２４と、回転方向判別手段２５と、乗算演算器２６と、ハイパスフィルタ６１と起動位相演算手段２７ａとを備えている。
【００５９】
図１１において、ＰＷＭインバータ２を起動させるため又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために、先ず、前記電圧発生手段のいずれかを所定の時間動作させ、このときの誘導電動機１の回転速度情報（ｆ）を求める。
次に、起動位相演算手段２７ａでは求めた回転速度情報（ｆ）に基づき、起動直後のＰＷＭインバータ２の予め定めた電圧指令値（ｖU * ，ｖV * ，ｖW * ）の位相関係に対するハイパスフィルタ６１を介した誘導電動機１の一次電流のα軸成分（ｉα）の零クロス点からのハイパスフィルタ６１の遅れ時間を補正した時限を演算し、この時限が経過した後、起動タイミング信号を出力する。
【００６０】
すなわち、ＰＷＭインバータ２への起動指令が発せられ、且つ、前記起動タイミング信号が出力された時点でＰＷＭインバータ２を実際に起動させることにより、ＰＷＭインバータ２の起動直前の誘導電動機１の回転にほぼ同期した周波数，位相の３相電圧を誘導電動機１に供給することができ、ＰＷＭインバータ２のショックレス起動が可能になる。
【００６１】
なお、図１１に示した回路構成では、起動位相演算手段２７ａには誘導電動機１の一次電流のα軸成分のハイパスフィルタ６１を介した値が入力されているが、誘導電動機１の一次電流のβ軸成分のハイパスフィルタ６１を介した値を入力して演算することもできる。
図１２は、この発明の第７の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図であり、図７に示した第３の実施形態例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
【００６２】
すなわち図１２に示した速度制御装置２０ｃ，３０ｃ，４０ｃ，５０ｃそれぞれには速度制御系１１と、磁束制御系１２と、電流制御系１３と、２相３相変換手段１４と、３相２相変換手段１５と、電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、加算演算器２２，２３と、回転速度演算手段２４ａと、回転方向判別手段２５ａと、乗算演算器２６と、起動位相演算手段２７ｂとを備えている。
【００６３】
図１２において、ＰＷＭインバータ２を起動させるため又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために、先ず、前記電圧発生手段のいずれかを所定の時間動作させ、このときの誘導電動機１の回転速度情報（ｆ）を求める。
次に、起動位相演算手段２７ｂでは求めた回転速度情報（ｆ）に基づき、起動直後のＰＷＭインバータ２の予め定めた電圧指令値（ｖU * ，ｖV * ，ｖW * ）の位相関係に対する前記電圧発生手段のいずれかにおける先述の式（４）〜（７）それぞれの右辺の積分演算項に基づく波形の零クロス点からの時限を演算し、この時限が経過した後、起動タイミング信号を出力する。
【００６４】
すなわち、ＰＷＭインバータ２への起動指令が発せられ、且つ、前記起動タイミング信号が出力された時点でＰＷＭインバータ２を実際に起動させることにより、ＰＷＭインバータ２の起動直前の誘導電動機１の回転にほぼ同期した周波数，位相の３相電圧を誘導電動機１に供給することができ、ＰＷＭインバータ２のショックレス起動が可能になる。
【００６５】
なお、図１２に示した回路構成では、起動位相演算手段２７ｂには前記電圧発生手段のいずれかのα軸積分演算項の波形が入力されているが、β軸積分演算項の波形を入力して演算することもできる。
図１３は、この発明の第８の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図であり、図８に示した第４の実施形態例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
【００６６】
すなわち、図１３に示した速度制御装置６０ｃ，７０ｃ，８０ｃ，９０ｃそれぞれには速度制御系１１と、磁束制御系１２と、電流制御系１３と、２相３相変換手段１４と、３相２相変換手段１５と、電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、加算演算器２２，２３と、回転速度演算手段２４ａと、回転方向判別手段２５ａと、乗算演算器２６と、ハイパスフィルタ６１ａと、起動位相演算手段２７ｃとを備えている。
【００６７】
図１３において、ＰＷＭインバータ２を起動させるため又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために、先ず、前記電圧発生手段のいずれかを所定の時間動作させ、このときの誘導電動機１の回転速度情報（ｆ）を求める。
次に、起動位相演算手段２７ｃでは求めた回転速度情報（ｆ）に基づき、起動直後のＰＷＭインバータ２の予め定めた電圧指令値（ｖU * ，ｖV * ，ｖW * ）の位相関係に対する前記電圧発生手段のいずれかにおける先述の式（４）〜（７）それぞれの右辺の積分演算項に基づく波形のハイパスフィルタ６１ａを介した零クロス点からのハイパスフィルタ６１ａの遅れ時間を補正した時限を演算し、この時限が経過した後、起動タイミング信号を出力する。
【００６８】
すなわち、ＰＷＭインバータ２への起動指令が発せられ、且つ、前記起動タイミング信号が出力された時点でＰＷＭインバータ２を実際に起動させることにより、ＰＷＭインバータ２の起動直前の誘導電動機１の回転にほぼ同期した周波数，位相の３相電圧を誘導電動機１に供給することができ、ＰＷＭインバータ２のショックレス起動が可能になる。
【００６９】
なお、図１３に示した回路構成では、起動位相演算手段２７ｃには前記電圧発生手段のいずれかのα軸積分演算項にハイパスフィルタ６１ａを介した波形が入力されているが、β軸積分演算項にハイパスフィルタ６１ａを介した波形を入力して演算することもできる。
図１４は、この発明の第９の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図であり、図１に示した第１の実施形態例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
【００７０】
すなわち、図１４に示した速度制御装置２０ｄ，３０ｄ，４０ｄ，５０ｄそれぞれには速度制御系１１と、磁束制御系１２と、電流制御系１３と、２相３相変換手段１４と、３相２相変換手段１５と、電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、加算演算器２２，２３と、回転速度演算手段２４と、回転方向判別手段２５と、乗算演算器２６と、起動位相演算手段２８とを備えている。
【００７１】
図１４において、ＰＷＭインバータ２を起動させるため又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために、先ず、前記電圧発生手段のいずれかを所定の時間動作させ、このときの誘導電動機１の回転速度情報（ｆ）を求める。
次に、起動位相演算手段２８では求めた回転速度情報（ｆ）に基づく誘導電動機１の一次電流のα軸成分（ｉα）とβ軸成分（ｉβ）とから得られるその都度の起動位相情報（θ1 ，θ1 ＝ｔａｎ-1（ｉβ／ｉα））を演算する。
【００７２】
すなわち、ＰＷＭインバータ２への起動指令が発せられると、前記θ1 に基づいた電圧指令値（ｖU * ，ｖV * ，ｖW * ）それぞれの位相関係で、ＰＷＭインバータ２を起動させることにより、ＰＷＭインバータ２の起動直前の誘導電動機１の回転にほぼ同期した周波数，位相の３相電圧を誘導電動機１に供給することができ、ＰＷＭインバータ２のショックレス起動が可能になる。
【００７３】
図１５は、この発明の第１０の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図であり、図２に示した第２の実施形態例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
すなわち、図１５に示した速度制御装置６０ｄ，７０ｄ，８０ｄ，９０ｄそれぞれには速度制御系１１と、磁束制御系１２と、電流制御系１３と、２相３相変換手段１４と、３相２相変換手段１５と、電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、加算演算器２２，２３と、回転速度演算手段２４と、回転方向判別手段２５と、乗算演算器２６と、ハイパスフィルタ６１と、起動位相演算手段２８ａとを備えている。
【００７４】
図１５において、ＰＷＭインバータ２を起動させるため又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために、先ず、前記電圧発生手段のいずれかを所定の時間動作させ、このときの誘導電動機１の回転速度情報（ｆ）を求める。
次に、起動位相演算手段２８ａでは求めた回転速度情報（ｆ）に基づく誘導電動機１の一次電流のα軸成分のハイパスフィルタ６１を介した値（ｉαF ）とβ軸成分のハイパスフィルタ６１を介した値（ｉβF ）とから得られるその都度の位相（θ2 ，θ2 ＝ｔａｎ-1（ｉβF ／ｉαF ））を演算し、さらに、この位相θ2 に対してハイパスフィルタ６１の位相遅れを補正した起動位相情報θ2Fを演算する。
【００７５】
すなわち、ＰＷＭインバータ２への起動指令が発せられると、前記θ2Fに基づいた電圧指令値（ｖU * ，ｖV * ，ｖW * ）それぞれの位相関係で、ＰＷＭインバータ２を起動させることにより、ＰＷＭインバータ２の起動直前の誘導電動機１の回転にほぼ同期した周波数，位相の３相電圧を誘導電動機１に供給することができ、ＰＷＭインバータ２のショックレス起動が可能になる。
【００７６】
図１６は、この発明の第１１の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図であり、図７に示した第３の実施形態例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
すなわち図１６に示した速度制御装置２０ｅ，３０ｅ，４０ｅ，５０ｅそれぞれには速度制御系１１と、磁束制御系１２と、電流制御系１３と、２相３相変換手段１４と、３相２相変換手段１５と、電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、加算演算器２２，２３と、回転速度演算手段２４ａと、回転方向判別手段２５ａと、乗算演算器２６と、起動位相演算手段２８ｂとを備えている。
【００７７】
図１６において、ＰＷＭインバータ２を起動させるため又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために、先ず、前記電圧発生手段のいずれかを所定の時間動作させ、このときの誘導電動機１の回転速度情報（ｆ）を求める。
次に、起動位相演算手段２８ｂでは求めた回転速度情報（ｆ）に基づく電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかの先述の式（４）〜（７）それぞれの右辺の積分演算項の値のα軸成分（ｖα）とβ軸成分（ｖβ）とから得られるその都度の起動位相情報（θ3 ，θ3 ＝ｔａｎ-1（ｖβ／ｖα））を演算する。
【００７８】
すなわち、ＰＷＭインバータ２への起動指令が発せられると、前記θ3 に基づいた電圧指令値（ｖU * ，ｖV * ，ｖW * ）それぞれの位相関係で、ＰＷＭインバータ２を起動させることにより、ＰＷＭインバータ２の起動直前の誘導電動機１の回転にほぼ同期した周波数，位相の３相電圧を誘導電動機１に供給することができ、ＰＷＭインバータ２のショックレス起動が可能になる。
【００７９】
図１７は、この発明の第１２の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図であり、図８に示した第４の実施形態例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
すなわち、図１７に示した速度制御装置６０ｅ，７０ｅ，８０ｅ，９０ｅそれぞれには速度制御系１１と、磁束制御系１２と、電流制御系１３と、２相３相変換手段１４と、３相２相変換手段１５と、電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、加算演算器２２，２３と、回転速度演算手段２４ａと、回転方向判別手段２５ａと、乗算演算器２６と、ハイパスフィルタ６１ａと、起動位相演算手段２８ｃとを備えている。
【００８０】
図１７において、ＰＷＭインバータ２を起動させるため又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために、先ず、前記電圧発生手段のいずれかを所定の時間動作させ、このときの誘導電動機１の回転速度情報（ｆ）を求める。
次に、起動位相演算手段２８ｃでは求めた回転速度情報（ｆ）に基づく電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかの先述の式（４）〜（７）それぞれの右辺の積分演算項にハイパスフィルタ６１ａを介した値のα軸成分（ｖαF ）とβ軸成分（ｖβF ）とから得られるその都度の位相（θ4 ，θ4 ＝ｔａｎ-1（ｖβF ／ｖαF ））を演算し、さらに、この位相θ4 に対してハイパスフィルタ６１ａの位相遅れを補正した起動位相情報θ4Fを演算する。
【００８１】
すなわち、ＰＷＭインバータ２への起動指令が発せられると、前記θ4Fに基づいた電圧指令値（ｖU * ，ｖV * ，ｖW * ）それぞれの位相関係で、ＰＷＭインバータ２を起動させることにより、ＰＷＭインバータ２の起動直前の誘導電動機１の回転にほぼ同期した周波数，位相の３相電圧を誘導電動機１に供給することができ、ＰＷＭインバータ２のショックレス起動が可能になる。
【００８２】
【発明の効果】
この発明によれば、誘導電動機に給電するＰＷＭインバータの起動時若しくは再起動時に、任意の周波数成分を含む電圧を初期電圧として、自励発振を励起することにより、該電動機が低速回転でも該電動機の回転速度情報と回転方向とを的確に検知することが可能となり、ＰＷＭインバータが過負荷で非常停止する恐れや、該電動機に不要なショックを与えることが回避される。さらにこの演算には高速のマイクロコンピュータを必要としないので、安価な速度制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路図
【図２】この発明の第２の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路図
【図３】この発明の誘導電動機の速度制御装置の部分詳細回路構成図
【図４】この発明の誘導電動機の速度制御装置の部分詳細回路構成図
【図５】この発明の誘導電動機の速度制御装置の部分詳細回路構成図
【図６】この発明の誘導電動機の速度制御装置の部分詳細回路構成図
【図７】この発明の第３の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路図
【図８】この発明の第４の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路図
【図９】この発明の作用を説明する波形図
【図１０】この発明の第５の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路図
【図１１】この発明の第６の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路図
【図１２】この発明の第７の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路図
【図１３】この発明の第８の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路図
【図１４】この発明の第９の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路図
【図１５】この発明の第１０の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路図
【図１６】この発明の第１１の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路図
【図１７】この発明の第１２の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路図
【図１８】従来例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図
【図１９】図１８の動作を説明するブロック構成図
【符号の説明】
１…誘導電動機、２…ＰＷＭインバータ、３…電流検出手段、１０…速度制御装置、１１…速度制御系、１２…磁束制御系、１３…電流制御系、１４…２相３相変換手段、１５…３相２相変換手段、１６…信号発生手段、１７ａ，１７ｂ…加算演算器、１８…磁束推定手段、１９…周波数演算手段、２０，２０ａ〜２０ｅ，３０，３０ａ〜３０ｅ，４０，４０ａ〜４０ｅ，５０，５０ａ〜５０ｅ…速度制御装置、２１，３１，４１，５１…電圧発生手段、２２，２３…加算演算器、２４，２４ａ…回転速度演算手段、２５，２５ａ…回転方向判別手段、２６…乗算演算器、２７，２７ａ〜２７ｃ，２８，２８ａ〜２８ｃ…起動位相演算手段、６０，６０ａ〜６０ｅ，７０，７０ａ〜７０ｅ，８０，８０ａ〜８０ｅ，９０，９０ａ〜９０ｅ…速度制御装置、６１，６１ａ…ハイパスフィルタ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、入力の交流電源をＰＷＭインバータにより所望の周波数，電圧の交流に変換して誘導電動機に給電しつつ、この電動機に速度センサを用いないで該電動機を可変速制御する誘導電動機の速度制御装置に関し、特に、ＰＷＭインバータの起動、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際の該インバータの再起動を動作信頼性高く行う誘導電動機の速度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の誘導電動機の速度制御方法としては、特開平８−１３０８８２号公報に開示されているものが知られている。
図１８は、上記公報に基づくこの発明の従来例を示す誘導電動機の速度制御装置のブロック構成図である。
【０００３】
図１８において、１は誘導電動機、２はＰＷＭインバータ、３は電流検出手段、１０は速度制御装置を示し、この速度制御装置１０には周知の技術で形成された速度制御系１１，磁束制御系１２，電流制御系１３，２相３相変換手段１４，３相２相変換手段１５それぞれの他に、ＰＷＭインバータ２を起動させるため、又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために信号発生手段１６と、加算演算器１７ａ，１７ｂと、磁束推定手段１８と、周波数演算手段１９とを備えている。
【０００４】
図１８に示した速度制御装置１０において、角周波数ω2 で回転している誘導電動機１の基本方程式は、固定座標軸（α軸，β軸）上で表現すると、式（１）で表される。
【０００５】
【数１】
ｅα＝ｓ・φα
ｅβ＝ｓ・φβ
０＝−Ｒ2 ｉα＋（ｓ＋１／Ｔ2 ）φα＋ω2 φβ
０＝−Ｒ2 ｉβ＋（ｓ＋１／Ｔ2 ）φβ−ω2 φα …（１）
ここで、ｅα，ｅβは誘導電動機１の誘起電圧のα，β軸成分、ｉα，ｉβは誘導電動機１の一次電流のα，β軸成分、φα，φβは誘導電動機１の磁束のα，β軸成分である。また、Ｒ2 は誘導電動機１の２次抵抗の一次側換算値、Ｔ2 は誘導電動機１の２次側時定数、ｓはラプラス変換の微分演算子である。
【０００６】
上記式（１）をブロック図化すると図１９に示すように表され、この図よりφα，φβはそれぞれ式（２），式（３）で表すことができる。
【０００７】
【数２】
【数３】
【０００９】
すなわち、角周波数ω2 で回転している誘導電動機１に、信号発生手段１６と加算演算器１７ａ，１７ｂとによりω2 の周波数成分を含む一次電流を供給すれば、周波数がω2 である回転磁界を誘導電動機１に発生させることができる。
よって、誘導電動機１の一次電流を電流検出手段２で検出し、これらの検出値（ｉU ，ｉW ）を３相２相変換手段１５により固定座標軸（α軸，β軸）成分（ｉα，ｉβ）に変換し、これらの変換値を磁束推定手段１８で式（２），式（３）の演算を行って、φα，φβを求め、周波数演算手段１９ではφα，φβから角周波数ω2 が得られ、これを回転速度情報（ｆ）とすることができる。
【００１０】
すなわち、図１８に示した速度制御装置１０はＰＷＭインバータ２を起動させるとき、又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるときに、先ず、信号発生手段１６を所定の期間動作させ、このとき周波数演算手段１９で得られた回転速度情報（ｆ）に基づいて、ＰＷＭインバータ２を起動させることにより、起動時にＰＷＭインバータ２が過負荷状態なるなどの不具合を回避しようとするものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図１８に示した従来の速度制御装置１０によると、信号発生手段１６と加算演算器１７ａ，１７ｂとにより前記ω2 の周波数成分を含む一次電流を供給し、このときに磁束推定手段１８と周波数演算手段１９とにより、誘導電動機１の回転速度情報を得るようにしているため、電流制御系１３は高速応答を必要とし、この電流制御系１３を機能をマイクロコンピュータで具現する場合には、高価な高速のマイクロコンピュータが必要になり、また、高速フーリェ変換（ＦＦＴ）により回転速度情報を得るときには複雑な演算処理を必要としていた。
【００１２】
さらに、原理的に誘導電動機の磁束の振動周波数は、該電動機の回転時の角周波数と同一になるが、該磁束の振動振幅は該電動機の２次側時定数（Ｔ2 ）で減衰するので、特に、前記電動機が低速で回転しているときには、振動振幅の減衰が相対的に速くなり、前記回転速度情報を得ることが困難な場合があった。
この発明の目的は上記問題点を解決し、安価なマイクロコンピュータが使用でき、簡単な演算処理で、前記電動機が低速で回転しているときも、該電動機の回転速度情報が得られる誘導電動機の速度制御装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この第１の発明は、入力の交流電源をＰＷＭインバータにより所望の周波数，電圧の交流に変換して誘導電動機に給電しつつ、該電動機を可変速制御する誘導電動機の速度制御装置において、
速度制御装置に自励発振用の電圧発生手段と、回転速度演算手段とを付加し、前記電圧発生手段が出力する固定座標軸上の直交した２軸（α軸，β軸）それぞれの電圧指令値に基づいて前記速度制御装置を介したＰＷＭインバータから誘導電動機に供給した電圧により、該電動機の一次電流を、発振動作が持続するよう自励発振させ、回転速度演算手段により、前記電動機の自励発振した一次電流のα軸成分とβ軸成分のいずれか一方若しくは双方の周波数を検出し、この検出値から該電動機の回転速度情報を演算し、この演算した回転速度情報に基づいてＰＷＭインバータを起動させる、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際に該インバータの再起動をさせるようにしたことを特徴とする。
【００１４】
第２の発明は前記第１の発明において、
前記回転速度演算手段には前記電動機の自励発振した一次電流のα軸成分とβ軸成分それぞれにハイパスフィルタを介した成分を入力することを特徴とする。
第３の発明は前記誘導電動機の速度制御装置において、
速度制御装置に自励発振用の電圧発生手段と、回転速度演算手段と、起動位相演算手段とを付加し、前記電圧発生手段が出力する固定座標軸上の直交した２軸（α軸，β軸）それぞれの電圧指令値に基づいて前記速度制御装置を介したＰＷＭインバータから誘導電動機に供給した電圧により、該電動機の一次電流を、発振動作が持続するよう自励発振させ、回転速度演算手段により、前記電動機の自励発振した一次電流のα軸成分とβ軸成分のいずれか一方若しくは双方の周波数を検出し、この検出値から該電動機の回転速度情報を演算し、起動位相演算手段では前記一次電流のα軸成分とβ軸成分のいずれか一方若しくは双方と、前記回転速度情報とに基づくＰＷＭインバータの起動タイミング若しくは起動位相情報を演算し、この演算した起動タイミング若しくは起動位相情報と、前記回転速度情報とに基づいてＰＷＭインバータを起動させる、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際に該インバータの再起動をさせるようにしたことを特徴とする。
【００１５】
第４の発明は前記第３の発明において、
前記回転速度演算手段と起動位相演算手段とには前記電動機の自励発振した一次電流のα軸成分とβ軸成分それぞれにハイパスフィルタを介した成分を入力することを特徴とする。
第５の発明は前記誘導電動機の速度制御装置において、
速度制御装置に自励発振用の電圧発生手段と、回転速度演算手段と、回転方向判別手段とを付加し、前記電圧発生手段が出力する固定座標軸上の直交した２軸（α軸，β軸）それぞれの電圧指令値に基づいて前記速度制御装置を介したＰＷＭインバータから誘導電動機に供給した電圧により、該電動機の一次電流を、発振動作が持続するよう自励発振させ、回転速度演算手段により、前記電動機の自励発振した一次電流のα軸成分とβ軸成分のいずれか一方若しくは双方の周波数を検出し、この検出値から該電動機の回転速度情報を演算し、回転方向判別手段により、前記α軸成分の電流とβ軸成分の電流との位相関係から前記電動機の回転方向を判別し、前記回転速度情報と回転方向とに基づいてＰＷＭインバータを起動させる、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際に該インバータの再起動をさせるようにしたことを特徴とする。
【００１６】
第６の発明は前記第５の発明において、
前記回転速度演算手段と回転方向判別手段とには前記電動機の自励発振した一次電流のα軸成分とβ軸成分それぞれにハイパスフィルタを介した成分を入力することを特徴とする。
第７の発明は前記誘導電動機の速度制御装置において、
速度制御装置に自励発振用の電圧発生手段と、回転速度演算手段と、回転方向判別手段と、起動位相演算手段とを付加し、前記電圧発生手段が出力する固定座標軸上の直交した２軸（α軸，β軸）それぞれの電圧指令値に基づいて前記速度制御装置を介したＰＷＭインバータから誘導電動機に供給した電圧により、該電動機の一次電流を、発振動作が持続するよう自励発振させ、回転速度演算手段により、前記電動機の自励発振した一次電流のα軸成分とβ軸成分のいずれか一方若しくは双方の周波数を検出し、この検出値から該電動機の回転速度情報を演算し、回転方向判別手段により、前記α軸成分の電流とβ軸成分の電流との位相関係から前記電動機の回転方向を判別し、起動位相演算手段では前記一次電流のα軸成分とβ軸成分のいずれか一方若しくは双方と、前記回転速度情報とに基づくＰＷＭインバータの起動タ
イミング若しくは起動位相情報を演算し、この演算した起動タイミング若しくは起動位相情報と、前記回転速度情報と、回転方向とに基づいてＰＷＭインバータを起動させる、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際に該インバータの再起動をさせるようにしたことを特徴とする。
【００１７】
第８の発明は前記第７の発明において、
前記回転速度演算手段と回転方向判別手段と起動位相演算手段とには前記電動機の自励発振した一次電流のα軸成分とβ軸成分それぞれにハイパスフィルタを介した成分を入力することを特徴とする。
第９の発明は前記誘導電動機の速度制御装置において、
速度制御装置に自励発振用の電圧発生手段と、回転速度演算手段とを付加し、前記電圧発生手段が出力する固定座標軸上の直交した２軸（α軸，β軸）それぞれの電圧指令値に基づいて前記速度制御装置を介したＰＷＭインバータから誘導電動機に供給した電圧により、該電動機の一次電流を、発振動作が持続するよう自励発振させ、回転速度演算手段により、前記電圧発生手段内部でのα軸演算値とβ軸演算値のいずれか一方若しくは双方の周波数を検出し、この検出値から該電動機の回転速度情報を演算し、この演算した回転速度情報に基づいてＰＷＭインバータを起動させる、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際に該インバータの再起動をさせるようにしたことを特徴とする。
【００１８】
第１０の発明は前記第９の発明において、
前記電圧発生手段から前記回転速度演算手段への経路にハイパスフィルタを挿設したことを特徴とする。
第１１の発明は前記誘導電動機の速度制御装置において、
速度制御装置に自励発振用の電圧発生手段と、回転速度演算手段と、起動位相演算手段とを付加し、前記電圧発生手段が出力する固定座標軸上の直交した２軸（α軸，β軸）それぞれの電圧指令値に基づいて前記速度制御装置を介したＰＷＭインバータから誘導電動機に供給した電圧により、該電動機の一次電流を、発振動作が持続するよう自励発振させ、回転速度演算手段により、前記電圧発生手段内部でのα軸演算値とβ軸演算値のいずれか一方若しくは双方の周波数を検出し、この検出値から該電動機の回転速度情報を演算し、起動位相演算手段では前記α軸演算値とβ軸演算値のいずれか一方若しくは双方と、前記回転速度情報とに基づくＰＷＭインバータの起動タイミング若しくは起動位相情報を演算し、この演算した起動タイミング若しくは起動位相情報と、前記回転速度情報とに基づいてＰＷＭインバータを起動させる、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際に該インバータの再起動をさせるようにしたことを特徴とする。
【００１９】
第１２の発明は前記第１１の発明において、
前記電圧発生手段から前記回転速度演算手段および起動位相演算手段への経路にハイパスフィルタを挿設したことを特徴とする。
第１３の発明は前記誘導電動機の速度制御装置において、
速度制御装置に自励発振用の電圧発生手段と、回転速度演算手段と、回転方向判別手段とを付加し、前記電圧発生手段が出力する固定座標軸上の直交した２軸（α軸，β軸）それぞれの電圧指令値に基づいて前記速度制御装置を介したＰＷＭインバータから誘導電動機に供給した電圧により、該電動機の一次電流を、発振動作が持続するよう自励発振させ、回転速度演算手段により、前記電圧発生手段内部でのα軸演算値とβ軸演算値のいずれか一方若しくは双方の周波数を検出し、この検出値から該電動機の回転速度情報を演算し、回転方向判別手段により、前記α軸演算値とβ軸演算値との位相関係から前記電動機の回転方向を判別し、前記回転速度情報と回転方向とに基づいてＰＷＭインバータを起動させる、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際に該インバータの再起動をさせるようにしたことを特徴とする。
【００２０】
第１４の発明は前記第１３の発明において、
前記電圧発生手段から前記回転速度演算手段および回転方向判別手段への経路にハイパスフィルタを挿設したことを特徴とする。
第１５の発明は前記誘導電動機の速度制御装置において、
速度制御装置に自励発振用の電圧発生手段と、回転速度演算手段と、回転方向判別手段と、起動位相演算手段とを付加し、前記電圧発生手段が出力する固定座標軸上の直交した２軸（α軸，β軸）それぞれの電圧指令値に基づいて前記速度制御装置を介したＰＷＭインバータから誘導電動機に供給した電圧により、該電動機の一次電流を、発振動作が持続するよう自励発振させ、回転速度演算手段により、前記電圧発生手段内部でのα軸演算値とβ軸演算値のいずれか一方若しくは双方の周波数を検出し、この検出値から該電動機の回転速度情報を演算し、回転方向判別手段により、前記α軸演算値とβ軸演算値との位相関係から前記電動機の回転方向を判別し、起動位相演算手段では前記α軸演算値とβ軸演算値のいずれか一方若しくは双方と、前記回転速度情報とに基づくＰＷＭインバータの起動タイミング若しくは起動
位相情報を演算し、この演算した起動タイミング若しくは起動位相情報と、前記回転速度情報と、前記回転方向とに基づいてＰＷＭインバータを起動させる、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際に該インバータの再起動をさせるようにしたことを特徴とする。
【００２１】
第１６の発明は前記第１５の発明において、
前記電圧発生手段から前記回転速度演算手段および回転方向判別手段および起動位相演算手段への経路にハイパスフィルタを挿設したことを特徴とする。
第１７の発明は前記第１〜第１６のいずれかの発明において、
前記電圧発生手段は、前記α軸の電圧指令値から第１の誘導電動機モデルを介して得られる電圧と、前記誘導電動機の一次電流のα軸成分に第１の帰還ゲインを乗算して得られる電圧との偏差を第１加算演算器で求め、第１加算演算器の出力の制限を第１リミッタで行い、この制限された出力を前記α軸の電圧指令値とし、前記β軸の電圧指令値から第２の誘導電動機モデルを介して得られる電圧と、前記誘導電動機の一次電流のβ軸成分に第２の帰還ゲインを乗算して得られる電圧との偏差を第２加算演算器で求め、第２加算演算器の出力の制限を第２リミッタで行い、この制限された出力を前記β軸の電圧指令値とし、前記第１加算演算器、または第２加算演算器のいずれか一方には初期電圧発生回路の出力をさらに加算するように構成したことを特徴とする。
【００２２】
第１８の発明は前記第１〜第１６のいずれかの発明において、
前記電圧発生手段は、前記α軸の電圧指令値と前記誘導電動機の一次電流のα軸成分とが入力される第１の誘導電動機モデルを介して得られる電圧を第１リミッタにより制限し、この制限された電圧と前記一次電流のα軸成分に第１の帰還ゲインを乗算して得られる電圧との偏差を第１加算演算器で求め、この偏差を前記α軸の電圧指令値とし、前記β軸の電圧指令値と前記誘導電動機の一次電流のβ軸成分とが入力される第２の誘導電動機モデルを介して得られる電圧を第２リミッタにより制限し、この制限された電圧と前記一次電流のβ軸成分に第２の帰還ゲインを乗算して得られる電圧との偏差を第２加算演算器で求め、この偏差を前記β軸の電圧指令値とし、前記第１の誘導電動機モデルから第１リミッタへの経路、または前記第２の誘導電動機モデルから第２リミッタへの経路のいずれか一方の経路に、前記誘導電動機モデルの出力と、初期電圧発生回路の出力とを加算する第３加算演算器を挿設する構成にしたことを特徴とする。
【００２３】
第１９の発明は前記第１〜第１６のいずれかの発明において、
前記電圧発生手段は、第１加算演算器の出力から第１の誘導電動機モデルを介して得られる電圧を第１リミッタにより制限し、この制限された電圧と前記一次電流のα軸成分に第１の帰還ゲインを乗算して得られる電圧との偏差を第１加算演算器で求め、第１加算演算器の出力と前記一次電流のα軸成分の前記誘導電動機の一次抵抗に係わるα軸補償電圧とを第２加算演算器で加算し、この加算値を前記α軸の電圧指令値とし、第３加算演算器の出力から第２の誘導電動機モデルを介して得られる電圧を第２リミッタにより制限し、この制限された電圧と前記一次電流のβ軸成分に第２の帰還ゲインを乗算して得られる電圧との偏差を第３加算演算器で求め、第３加算演算器の出力と前記一次電流のβ軸成分の前記誘導電動機の一次抵抗に係わるβ軸補償電圧とを第４加算演算器で加算し、この加算値を前記β軸の電圧指令値とし、前記第１の誘導電動機モデルから第１リミッタへの経路、または前記第２の誘導電動機モデルから第２リミッタへの経路のいずれか一方の経路に、前記誘導電動機モデルの出力と、初期電圧発生回路の出力とを加算する第５加算演算器を挿設する構成にしたことを特徴とする。
【００２４】
第２０の発明は前記第１〜第１６のいずれかの発明において、
前記電圧発生手段は、第１電流制御器の出力から第１の誘導電動機モデルを介して得られる値を第１リミッタにより制限し、この制限された値と前記一次電流のα軸成分との偏差を第１加算演算器で求め、この偏差を第１電流制御器で調節演算し、第１電流制御器の出力と前記一次電流のα軸成分の前記誘導電動機の一次抵抗に係わるα軸補償電圧とを第２加算演算器で加算し、この加算値を前記α軸の電圧指令値とし、第２電流制御器の出力から第２の誘導電動機モデルを介して得られる値を第２リミッタにより制限し、この制限された値と前記一次電流のβ軸成分との偏差を第３加算演算器で求め、この偏差を第２電流制御器で調節演算し、第２電流制御器の出力と前記一次電流のβ軸成分の前記誘導電動機の一次抵抗に係わるβ軸補償電圧とを第４加算演算器で加算し、この加算値を前記β軸の電圧指令値とし、前記第１加算演算器、または第３加算演算器のいずれか一方には初期電圧発生回路の出力をさらに加算するように構成したことを特徴とする。
【００２５】
第２１の発明は前記第１７〜第２０のいずれかの発明において、
前記初期電圧発生回路の出力はステップ波形状、またはインパルス波形状の電圧にしたことを特徴とする。
この発明は下記の作用に着目してなされたものである。
すなわち、角周波数ω2 で回転している誘導電動機のインピーダンスは、ＰＷＭインバータが該電動機に供給する電圧の角周波数が前記ω2 であるときに最も大きくなる特性を有することが知られている。
【００２６】
従って、前記電圧発生手段の回路構成とその回路定数とを適切に設定し、該電圧発生手段，ＰＷＭインバータ，誘導電動機などからなる一巡ループで自励発振回路の機能を形成させると、この自励発振回路は角周波数が前記ω2 （＝２πｆ）で発振動作を図９に示す如く持続し、このときの誘導電動機の一次電流のα軸成分（図９（イ）参照）、またはβ軸成分（図９（ロ）参照）の周波数を前記回転速度演算手段で計測することにより該電動機の回転速度情報が得られ、また、その振幅も図９に示す如く減衰しないので、該電動機が低速回転時にも前記回転速度情報を確実に演算することができる。さらに、このときの誘導電動機の一次電流のα軸成分（図９（イ）参照）とβ軸成分（図９（ロ）参照）との位相関係を前記回転方向判別手段により検知することにより該電動機の回転方向を判別することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の第１の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図であり、図１８に示した従来例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
すなわち、図１に示した速度制御装置２０，３０，４０，５０それぞれには速度制御系１１，磁束制御系１２，電流制御系１３，２相３相変換手段１４，３相２相変換手段１５の他に、ＰＷＭインバータ２を起動させるため又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために所定の期間動作をする電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、加算演算器２２，２３と、回転速度演算手段２４と、回転方向判別手段２５と、乗算演算器２６とを備えている。
【００２８】
図１に示した速度制御装置２０，３０，４０，５０それぞれにおいて、電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、２相３相変換手段１４と、ＰＷＭインバータ２と、誘導電動機１と、電流検出手段３と、３相２相変換手段１５とからなる一巡ループで自励発振回路の機能を形成させると、この自励発振回路は角周波数が前記ω2 （＝２πｆ）で発振動作を図９に示す如く持続し、このときの３相２相変換手段１５の出力である誘導電動機１の一次電流のα軸成分（図９（イ）参照）、またはβ軸成分（図９（ロ）参照）の周波数を回転速度演算手段２４で計測することにより誘導電動機１の回転速度情報（ｆ）が得られ、また、その振幅も図９に示す如く減衰しないので、誘導電動機１が低速回転時にも回転速度情報（ｆ）を確実に演算することができる。
【００２９】
さらに、上述の発振動作中の前記α軸成分とβ軸成分との位相関係を回転方向判別手段２５により検知し、図９（ロ）の実線の如き波形のときには誘導電動機１は正転とし、図９（ロ）の破線の如き波形のときには誘導電動機１は逆転とし、この方向極性と、回転速度演算手段２４で得られた回転速度情報とを乗算演算器２６で乗算することにより符号付きの回転速度情報が得られる。
【００３０】
図２は、この発明の第２の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図であり、図１に示した第１の実施形態例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
すなわち、図２に示した速度制御装置６０，７０，８０，９０それぞれには速度制御系１１，磁束制御系１２，電流制御系１３，２相３相変換手段１４，３相２相変換手段１５の他に、ＰＷＭインバータ２を起動させるため又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために所定の期間動作をする電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、加算演算器２２，２３と、回転速度演算手段２４と、回転方向判別手段２５と、乗算演算器２６と、ハイパスフィルタ６１とを備えている。
【００３１】
図２において、３相２相変換手段１５の出力から回転速度演算手段２４，回転方向判別手段２５への経路に挿設されたハイパスフィルタ６１により、３相２相変換手段１５の出力である誘導電動機１の一次電流のα，β軸成分（ｉα，ｉβ）に含まれるオフセット成分が除去され、回転速度演算手段２４および回転方向判別手段２５の動作信頼性の向上が計れる。
【００３２】
以下に、図１または図２に示した電圧発生手段２１，３１，４１，５１それぞれの詳細について説明する。
図３は、電圧発生手段２１の回路構成図である。
この電圧発生手段２１は電圧発生手段２１の出力であるα軸の電圧指令値ｖ1 α* から第１の誘導電動機モデルしての誘導電動機モデル２１ａを介して得られる電圧と、３相２相変換手段１５の出力である誘導電動機１の一次電流のα軸成分（ｉα）に第１の帰還ゲインＫ21を乗算して得られる電圧との偏差を第１加算演算器しての加算演算器２１ｂで求め、加算演算器２１ｂの出力の制限を第１リミッタとしてのリミッタ２１ｃで行い、この制限された出力をα軸の電圧指令値ｖ1 α* とし、同様に電圧発生手段２１の出力であるβ軸の電圧指令値ｖ1 β* から第２の誘導電動機モデルしての誘導電動機モデル２１ｄを介して得られる電圧と、３相２相変換手段１５の出力である誘導電動機１の一次電流のβ軸成分（ｉβ）に第２の帰還ゲインＫ22を乗算して得られる電圧との偏差を第２加算演算器しての加算演算器２１ｅで求め、加算演算器２１ｅの出力の制限を第２リミッタとしてのリミッタ２１ｆで行い、この制限された出力をβ軸の電圧指令値ｖ1 β* とし、また、加算演算器２１ｂには初期電圧発生回路２１ｇの出力をさらに加算するように構成している。
【００３３】
図３に示した誘導電動機モデル２１ａ，２１ｄでは、下記式（４）に示す演算を行っている。
【００３４】
【数４】
ＶO ＝ＧF ＶI ＋（ＫF ／ｓＬM ）ＶI …（４）
ここで、ＶO はこの誘導電動機モデルの出力、ＶI はこの誘導電動機モデルの入力、ＧF はローパスフィルタ、ＫF は積分ゲイン、ＬM は誘導電動機１の励磁インダクタンス、ｓはラプラス変換の微分演算子である。
【００３５】
図３において、初期電圧発生回路２１ｇからステップ波形状、またはインパルス波形状の電圧を出力することにより、電圧発生手段２１と、２相３相変換手段１４と、ＰＷＭインバータ２と、誘導電動機１と、電流検出手段３と、３相２相変換手段１５とからなる一巡ループでの自励発振を励起し、リミッタ２１ｃ，２１ｆそれぞれのリミッタ値と帰還ゲインＫ21，Ｋ22とを調整することにより、前記自励発振を継続することができる。
【００３６】
なお、図３に示した電圧発生手段２１において、初期電圧発生回路２１ｇの出力は加算演算器２１ｂに代えて加算演算器２１ｅに入力してもよく、また、リミッタ２１ｃ，２１ｆは省略してもよい。
図４は、電圧発生手段３１の回路構成図である。
この電圧発生手段３１は電圧発生手段３１の出力であるα軸の電圧指令値ｖ1 α* と３相２相変換手段１５の出力である誘導電動機１の一次電流のα軸成分（ｉα）とが入力される第１の誘導電動機モデルとしての誘導電動機モデル３１ａを介して得られる電圧の第３加算演算器としての加算演算器３１ｂを介した値を第１リミッタとしてのリミッタ３１ｃにより制限し、この制限された電圧と前記ｉαに第１の帰還ゲインＫ31を乗算して得られる電圧との偏差を第１加算演算器としての加算演算器３１ｄで求め、この偏差をα軸の電圧指令値ｖ1 α* とし、同様に電圧発生手段３１の出力であるα軸の電圧指令値ｖ1 β* と３相２相変換手段１５の出力である誘導電動機１の一次電流のβ軸成分（ｉβ）とが入力される第２の誘導電動機モデルとしての誘導電動機モデル３１ｅを介して得られる電圧を第２リミッタとしてのリミッタ３１ｆにより制限し、この制限された電圧と前記ｉβに第２の帰還ゲインＫ32を乗算して得られる電圧との偏差を第２加算演算器としての加算演算器３１ｇで求め、この偏差をβ軸の電圧指令値ｖ1 β* とし、また、加算演算器３１ｂには初期電圧発生回路３１ｈの出力をさらに加算するように構成している。
【００３７】
図４に示した誘導電動機モデル３１ａ，３１ｅでは、下記式（５）に示す演算を行っている。
【００３８】
【数５】
ＶO ＝ＧF ＶI ＋（ＫF ／ｓＬM ）ＶI −Ｒ1 ＩI …（５）
ここで、ＶO はこの誘導電動機モデルの出力、ＶI ，ＩI はこの誘導電動機モデルの入力、ＧF はローパスフィルタ、ＫF は積分ゲイン、ＬM は誘導電動機１の励磁インダクタンス、Ｒ1 は誘導電動機１の一次抵抗、ｓはラプラス変換の微分演算子である。
【００３９】
図４において、初期電圧発生回路３１ｈからステップ波形状、またはインパルス波形状の電圧を出力することにより、電圧発生手段３１と、２相３相変換手段１４と、ＰＷＭインバータ２と、誘導電動機１と、電流検出手段３と、３相２相変換手段１５とからなる一巡ループでの自励発振を励起し、リミッタ３１ｃ，３１ｆそれぞれのリミッタ値と帰還ゲインＫ31，Ｋ32とを調整することにより、前記自励発振を継続することができる。
【００４０】
なお、図４に示した電圧発生手段３１において、初期電圧発生回路３１ｈの出力はα軸の電圧指令値側に代えてβ軸の電圧指令値側に入力してもよく、また、リミッタ３１ｃ，３１ｆは省略してもよい。
図５は、電圧発生手段４１の回路構成図である。
この電圧発生手段４１は第１加算演算器としての加算演算器４１ａの出力から第１の誘導電動機モデルとしての誘導電動機モデル４１ｂを介して得られる電圧の第５の加算演算器としての加算演算器４１ｃを介した値を第１リミッタとしてのリミッタ４１ｄにより制限し、この制限された電圧と３相２相変換手段１５の出力である誘導電動機１の一次電流のα軸成分（ｉα）に第１の帰還ゲインＫ41を乗算して得られる電圧との偏差を加算演算器４１ａで求め、加算演算器４１ａの出力と前記ｉαの誘導電動機の一次抵抗（Ｒ1 ）に係わるα軸補償電圧とを第２加算演算器としての加算演算器４１ｅで加算し、この加算値をα軸の電圧指令値ｖ1 α* とし、同様に第３加算演算器としての加算演算器４１ｆの出力から第２の誘導電動機モデルとしての誘導電動機モデル４１ｇを介して得られる電圧を第２リミッタとしてのリミッタ４１ｈにより制限し、この制限された電圧と３相２相変換手段１５の出力である誘導電動機１の一次電流のβ軸成分（ｉβ）に第２の帰還ゲインＫ42を乗算して得られる電圧との偏差を加算演算器４１ｆで求め、加算演算器４１ｆの出力と前記ｉβの誘導電動機の一次抵抗（Ｒ1 ）に係わるβ軸補償電圧とを第４加算演算器としての加算演算器４１ｋで加算し、この加算値をβ軸の電圧指令値ｖ1 β* とし、また、加算演算器４１ｃには初期電圧発生回路３１ｍの出力をさらに加算するように構成している。
【００４１】
図５に示した誘導電動機モデル４１ｂ，４１ｇでは、下記式（６）に示す演算を行っている。
【００４２】
【数６】
ＶO ＝ＧF ＶI ＋（ＫF ／ｓＬM ）ＶI …（６）
ここで、ＶO はこの誘導電動機モデルの出力、ＶI はこの誘導電動機モデルの入力、ＧF はローパスフィルタ、ＫF は積分ゲイン、ＬM は誘導電動機１の励磁インダクタンス、ｓはラプラス変換の微分演算子である。
【００４３】
図５において、初期電圧発生回路３１ｍからステップ波形状、またはインパルス波形状の電圧を出力することにより、電圧発生手段４１と、２相３相変換手段１４と、ＰＷＭインバータ２と、誘導電動機１と、電流検出手段３と、３相２相変換手段１５とからなる一巡ループでの自励発振を励起し、リミッタ４１ｄ，４１ｈそれぞれのリミッタ値と帰還ゲインＫ41，Ｋ42とを調整することにより、前記自励発振を継続することができる。
【００４４】
なお、図５に示した電圧発生手段４１において、初期電圧発生回路４１ｍの出力はα軸の電圧指令値側に代えてβ軸の電圧指令値側に入力してもよく、また、リミッタ４１ｄ，４１ｈは省略してもよい。
図６は、電圧発生手段５１の回路構成図である。
この電圧発生手段５１は第１電流制御器としての電流制御器５１ａの出力から第１の誘導電動機モデルとしての誘導機モデル５１ｂを介して得られる値を第１リミッタとしてのリミッタ５１ｃにより制限し、この制限された値と３相２相変換手段１５の出力である誘導電動機１の一次電流のα軸成分（ｉα）との偏差を第１加算演算器としての加算演算器５１ｄで求め、この偏差を電流制御器５１ａで調節演算し、電流制御器５１ａの出力と前記ｉαの誘導電動機１の一次抵抗（Ｒ1 ）に係わるα軸補償電圧とを第２加算演算器としての加算演算器５１ｅで加算し、この加算値をα軸の電圧指令値ｖ1 α* とし、同様に第２電流制御器としての電流制御器５１ｆの出力から第２の誘導電動機モデルとしての誘導機モデル５１ｇを介して得られる値を第２リミッタとしてのリミッタ５１ｈにより制限し、この制限された値と３相２相変換手段１５の出力である誘導電動機１の一次電流のβ軸成分（ｉβ）との偏差を第３加算演算器としての加算演算器５１ｋで求め、この偏差を電流制御器５１ｆで調節演算し、電流制御器５１ｆの出力と前記ｉβの誘導電動機１の一次抵抗（Ｒ1 ）に係わるβ軸補償電圧とを第４加算演算器としての加算演算器５１ｍで加算し、この加算値をβ軸の電圧指令値ｖ1 β* とし、また、加算演算器５１ｄには初期電圧発生回路５１ｎの出力をさらに加算するように構成している。
【００４５】
図６に示した誘導電動機モデル５１ｂ，５１ｇでは、下記式（７）に示す演算を行っている。
【００４６】
【数７】
ＶO ＝（ＫF ／ｓＬM ）ＶI …（７）
ここで、ＶO はこの誘導電動機モデルの出力、ＶI はこの誘導電動機モデルの入力、ＫF は積分ゲイン、ＬM は誘導電動機１の励磁インダクタンス、ｓはラプラス変換の微分演算子である。
【００４７】
図６において、初期電圧発生回路５１ｎからステップ波形状、またはインパルス波形状の電圧を出力することにより、電圧発生手段５１と、２相３相変換手段１４と、ＰＷＭインバータ２と、誘導電動機１と、電流検出手段３と、３相２相変換手段１５とからなる一巡ループでの自励発振を励起し、リミッタ５１ｃ，５１ｈそれぞれのリミッタ値を調整することにより、前記自励発振を継続することができる。
【００４８】
なお、図６に示した電圧発生手段５１において、初期電圧発生回路５１ｎの出力は加算演算器５１ｄに代えて加算演算器５１ｋに入力してもよく、また、リミッタ５１ｃ，５１ｈは省略してもよい。
図７は、この発明の第３の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図であり、図１に示した第１の実施形態例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
【００４９】
すなわち、図７に示した速度制御装置２０ａ，３０ａ，４０ａ，５０ａそれぞれには速度制御系１１，磁束制御系１２，電流制御系１３，２相３相変換手段１４，３相２相変換手段１５の他に、ＰＷＭインバータ２を起動させるため又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために所定の期間動作をする電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、加算演算器２２，２３と、図１に示した回転速度演算手段２４と同様機能の回転速度演算手段２４ａと、図１に示した回転方向判別手段２５と同様機能の回転方向判別手段２５ａと、乗算演算器２６とを備えている。
【００５０】
図７に示した速度制御装置２０ａ，３０ａ，４０ａ，５０ａそれぞれにおいて、電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、２相３相変換手段１４と、ＰＷＭインバータ２と、誘導電動機１と、電流検出手段３と、３相２相変換手段１５とからなる一巡ループで自励発振回路の機能を形成させると、この自励発振回路は角周波数が前記ω2 （＝２πｆ）で発振動作を図９に示す如く持続し、このときの電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかの先述の式（４）〜（７）それぞれの右辺の積分演算項の前記α軸およびβ軸の演算結果は、図９と同様な波形となり、これらの演算結果の周波数を回転速度演算手段２４ａで計測することにより誘導電動機１の回転速度情報（ｆ）が得られ、また、その振幅も減衰しないので、誘導電動機１が低速回転時にも回転速度情報（ｆ）を確実に演算することができる。
【００５１】
さらに、上述の発振動作中の前記演算結果の位相関係を回転方向判別手段２５ａにより検知し、この方向極性と、回転速度演算手段２４ａで得られた回転速度情報とを乗算演算器２６で乗算することにより符号付きの回転速度情報が得られる。
図８は、この発明の第４の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図であり、図７に示した第３の実施形態例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
【００５２】
すなわち、図８に示した速度制御装置６０ａ，７０ａ，８０ａ，９０ａそれぞれには速度制御系１１，磁束制御系１２，電流制御系１３，２相３相変換手段１４，３相２相変換手段１５の他に、ＰＷＭインバータ２を起動させるため又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために所定の期間動作をする電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、加算演算器２２，２３と、回転速度演算手段２４ａと、回転方向判別手段２５ａと、乗算演算器２６と、ハイパスフィルタ６１ａとを備えている。
【００５３】
図８において、電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかの出力から回転速度演算手段２４ａ，回転方向判別手段２５ａへの経路に挿設されたハイパスフィルタ６１ａにより、前記電圧発生手段内部の前記α軸およびβ軸の演算項に含まれるオフセット成分が除去され、回転速度演算手段２４ａおよび回転方向判別手段２５ａの動作信頼性の向上が計れる。
【００５４】
図１０は、この発明の第５の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図であり、図１に示した第１の実施形態例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
すなわち、図１０に示した速度制御装置２０ｂ，３０ｂ，４０ｂ，５０ｂそれぞれには速度制御系１１と、磁束制御系１２と、電流制御系１３と、２相３相変換手段１４と、３相２相変換手段１５と、電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、加算演算器２２，２３と、回転速度演算手段２４と、回転方向判別手段２５と、乗算演算器２６と、起動位相演算手段２７とを備えている。
【００５５】
図１０において、ＰＷＭインバータ２を起動させるため又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために、先ず、前記電圧発生手段のいずれかを所定の時間動作させ、このときの誘導電動機１の回転速度情報（ｆ）を求める。
次に、起動位相演算手段２７では求めた回転速度情報（ｆ）に基づき、起動直後のＰＷＭインバータ２の予め定めた電圧指令値（ｖU * ，ｖV * ，ｖW * ）の位相関係に対する誘導電動機１の一次電流のα軸成分（ｉα）の零クロス点からの時限を演算し、この時限が経過した後、起動タイミング信号を出力する。
【００５６】
すなわち、ＰＷＭインバータ２への起動指令が発せられ、且つ、前記起動タイミング信号が出力された時点でＰＷＭインバータ２を実際に起動させることにより、ＰＷＭインバータ２の起動直前の誘導電動機１の回転にほぼ同期した周波数，位相の３相電圧を誘導電動機１に供給することができ、ＰＷＭインバータ２のショックレス起動が可能になる。
【００５７】
なお、図１０に示した回路構成では、起動位相演算手段２７には誘導電動機１の一次電流のα軸成分が入力されているが、誘導電動機１の一次電流のβ軸成分を入力して演算することもできる。
図１１は、この発明の第６の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図であり、図２に示した第２の実施形態例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
【００５８】
すなわち、図１１に示した速度制御装置６０ｂ，７０ｂ，８０ｂ，９０ｂそれぞれには速度制御系１１と、磁束制御系１２と、電流制御系１３と、２相３相変換手段１４と、３相２相変換手段１５と、電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、加算演算器２２，２３と、回転速度演算手段２４と、回転方向判別手段２５と、乗算演算器２６と、ハイパスフィルタ６１と起動位相演算手段２７ａとを備えている。
【００５９】
図１１において、ＰＷＭインバータ２を起動させるため又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために、先ず、前記電圧発生手段のいずれかを所定の時間動作させ、このときの誘導電動機１の回転速度情報（ｆ）を求める。
次に、起動位相演算手段２７ａでは求めた回転速度情報（ｆ）に基づき、起動直後のＰＷＭインバータ２の予め定めた電圧指令値（ｖU * ，ｖV * ，ｖW * ）の位相関係に対するハイパスフィルタ６１を介した誘導電動機１の一次電流のα軸成分（ｉα）の零クロス点からのハイパスフィルタ６１の遅れ時間を補正した時限を演算し、この時限が経過した後、起動タイミング信号を出力する。
【００６０】
すなわち、ＰＷＭインバータ２への起動指令が発せられ、且つ、前記起動タイミング信号が出力された時点でＰＷＭインバータ２を実際に起動させることにより、ＰＷＭインバータ２の起動直前の誘導電動機１の回転にほぼ同期した周波数，位相の３相電圧を誘導電動機１に供給することができ、ＰＷＭインバータ２のショックレス起動が可能になる。
【００６１】
なお、図１１に示した回路構成では、起動位相演算手段２７ａには誘導電動機１の一次電流のα軸成分のハイパスフィルタ６１を介した値が入力されているが、誘導電動機１の一次電流のβ軸成分のハイパスフィルタ６１を介した値を入力して演算することもできる。
図１２は、この発明の第７の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図であり、図７に示した第３の実施形態例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
【００６２】
すなわち図１２に示した速度制御装置２０ｃ，３０ｃ，４０ｃ，５０ｃそれぞれには速度制御系１１と、磁束制御系１２と、電流制御系１３と、２相３相変換手段１４と、３相２相変換手段１５と、電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、加算演算器２２，２３と、回転速度演算手段２４ａと、回転方向判別手段２５ａと、乗算演算器２６と、起動位相演算手段２７ｂとを備えている。
【００６３】
図１２において、ＰＷＭインバータ２を起動させるため又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために、先ず、前記電圧発生手段のいずれかを所定の時間動作させ、このときの誘導電動機１の回転速度情報（ｆ）を求める。
次に、起動位相演算手段２７ｂでは求めた回転速度情報（ｆ）に基づき、起動直後のＰＷＭインバータ２の予め定めた電圧指令値（ｖU * ，ｖV * ，ｖW * ）の位相関係に対する前記電圧発生手段のいずれかにおける先述の式（４）〜（７）それぞれの右辺の積分演算項に基づく波形の零クロス点からの時限を演算し、この時限が経過した後、起動タイミング信号を出力する。
【００６４】
すなわち、ＰＷＭインバータ２への起動指令が発せられ、且つ、前記起動タイミング信号が出力された時点でＰＷＭインバータ２を実際に起動させることにより、ＰＷＭインバータ２の起動直前の誘導電動機１の回転にほぼ同期した周波数，位相の３相電圧を誘導電動機１に供給することができ、ＰＷＭインバータ２のショックレス起動が可能になる。
【００６５】
なお、図１２に示した回路構成では、起動位相演算手段２７ｂには前記電圧発生手段のいずれかのα軸積分演算項の波形が入力されているが、β軸積分演算項の波形を入力して演算することもできる。
図１３は、この発明の第８の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図であり、図８に示した第４の実施形態例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
【００６６】
すなわち、図１３に示した速度制御装置６０ｃ，７０ｃ，８０ｃ，９０ｃそれぞれには速度制御系１１と、磁束制御系１２と、電流制御系１３と、２相３相変換手段１４と、３相２相変換手段１５と、電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、加算演算器２２，２３と、回転速度演算手段２４ａと、回転方向判別手段２５ａと、乗算演算器２６と、ハイパスフィルタ６１ａと、起動位相演算手段２７ｃとを備えている。
【００６７】
図１３において、ＰＷＭインバータ２を起動させるため又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために、先ず、前記電圧発生手段のいずれかを所定の時間動作させ、このときの誘導電動機１の回転速度情報（ｆ）を求める。
次に、起動位相演算手段２７ｃでは求めた回転速度情報（ｆ）に基づき、起動直後のＰＷＭインバータ２の予め定めた電圧指令値（ｖU * ，ｖV * ，ｖW * ）の位相関係に対する前記電圧発生手段のいずれかにおける先述の式（４）〜（７）それぞれの右辺の積分演算項に基づく波形のハイパスフィルタ６１ａを介した零クロス点からのハイパスフィルタ６１ａの遅れ時間を補正した時限を演算し、この時限が経過した後、起動タイミング信号を出力する。
【００６８】
すなわち、ＰＷＭインバータ２への起動指令が発せられ、且つ、前記起動タイミング信号が出力された時点でＰＷＭインバータ２を実際に起動させることにより、ＰＷＭインバータ２の起動直前の誘導電動機１の回転にほぼ同期した周波数，位相の３相電圧を誘導電動機１に供給することができ、ＰＷＭインバータ２のショックレス起動が可能になる。
【００６９】
なお、図１３に示した回路構成では、起動位相演算手段２７ｃには前記電圧発生手段のいずれかのα軸積分演算項にハイパスフィルタ６１ａを介した波形が入力されているが、β軸積分演算項にハイパスフィルタ６１ａを介した波形を入力して演算することもできる。
図１４は、この発明の第９の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図であり、図１に示した第１の実施形態例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
【００７０】
すなわち、図１４に示した速度制御装置２０ｄ，３０ｄ，４０ｄ，５０ｄそれぞれには速度制御系１１と、磁束制御系１２と、電流制御系１３と、２相３相変換手段１４と、３相２相変換手段１５と、電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、加算演算器２２，２３と、回転速度演算手段２４と、回転方向判別手段２５と、乗算演算器２６と、起動位相演算手段２８とを備えている。
【００７１】
図１４において、ＰＷＭインバータ２を起動させるため又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために、先ず、前記電圧発生手段のいずれかを所定の時間動作させ、このときの誘導電動機１の回転速度情報（ｆ）を求める。
次に、起動位相演算手段２８では求めた回転速度情報（ｆ）に基づく誘導電動機１の一次電流のα軸成分（ｉα）とβ軸成分（ｉβ）とから得られるその都度の起動位相情報（θ1 ，θ1 ＝ｔａｎ-1（ｉβ／ｉα））を演算する。
【００７２】
すなわち、ＰＷＭインバータ２への起動指令が発せられると、前記θ1 に基づいた電圧指令値（ｖU * ，ｖV * ，ｖW * ）それぞれの位相関係で、ＰＷＭインバータ２を起動させることにより、ＰＷＭインバータ２の起動直前の誘導電動機１の回転にほぼ同期した周波数，位相の３相電圧を誘導電動機１に供給することができ、ＰＷＭインバータ２のショックレス起動が可能になる。
【００７３】
図１５は、この発明の第１０の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図であり、図２に示した第２の実施形態例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
すなわち、図１５に示した速度制御装置６０ｄ，７０ｄ，８０ｄ，９０ｄそれぞれには速度制御系１１と、磁束制御系１２と、電流制御系１３と、２相３相変換手段１４と、３相２相変換手段１５と、電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、加算演算器２２，２３と、回転速度演算手段２４と、回転方向判別手段２５と、乗算演算器２６と、ハイパスフィルタ６１と、起動位相演算手段２８ａとを備えている。
【００７４】
図１５において、ＰＷＭインバータ２を起動させるため又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために、先ず、前記電圧発生手段のいずれかを所定の時間動作させ、このときの誘導電動機１の回転速度情報（ｆ）を求める。
次に、起動位相演算手段２８ａでは求めた回転速度情報（ｆ）に基づく誘導電動機１の一次電流のα軸成分のハイパスフィルタ６１を介した値（ｉαF ）とβ軸成分のハイパスフィルタ６１を介した値（ｉβF ）とから得られるその都度の位相（θ2 ，θ2 ＝ｔａｎ-1（ｉβF ／ｉαF ））を演算し、さらに、この位相θ2 に対してハイパスフィルタ６１の位相遅れを補正した起動位相情報θ2Fを演算する。
【００７５】
すなわち、ＰＷＭインバータ２への起動指令が発せられると、前記θ2Fに基づいた電圧指令値（ｖU * ，ｖV * ，ｖW * ）それぞれの位相関係で、ＰＷＭインバータ２を起動させることにより、ＰＷＭインバータ２の起動直前の誘導電動機１の回転にほぼ同期した周波数，位相の３相電圧を誘導電動機１に供給することができ、ＰＷＭインバータ２のショックレス起動が可能になる。
【００７６】
図１６は、この発明の第１１の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図であり、図７に示した第３の実施形態例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
すなわち図１６に示した速度制御装置２０ｅ，３０ｅ，４０ｅ，５０ｅそれぞれには速度制御系１１と、磁束制御系１２と、電流制御系１３と、２相３相変換手段１４と、３相２相変換手段１５と、電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、加算演算器２２，２３と、回転速度演算手段２４ａと、回転方向判別手段２５ａと、乗算演算器２６と、起動位相演算手段２８ｂとを備えている。
【００７７】
図１６において、ＰＷＭインバータ２を起動させるため又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために、先ず、前記電圧発生手段のいずれかを所定の時間動作させ、このときの誘導電動機１の回転速度情報（ｆ）を求める。
次に、起動位相演算手段２８ｂでは求めた回転速度情報（ｆ）に基づく電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかの先述の式（４）〜（７）それぞれの右辺の積分演算項の値のα軸成分（ｖα）とβ軸成分（ｖβ）とから得られるその都度の起動位相情報（θ3 ，θ3 ＝ｔａｎ-1（ｖβ／ｖα））を演算する。
【００７８】
すなわち、ＰＷＭインバータ２への起動指令が発せられると、前記θ3 に基づいた電圧指令値（ｖU * ，ｖV * ，ｖW * ）それぞれの位相関係で、ＰＷＭインバータ２を起動させることにより、ＰＷＭインバータ２の起動直前の誘導電動機１の回転にほぼ同期した周波数，位相の３相電圧を誘導電動機１に供給することができ、ＰＷＭインバータ２のショックレス起動が可能になる。
【００７９】
図１７は、この発明の第１２の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図であり、図８に示した第４の実施形態例回路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
すなわち、図１７に示した速度制御装置６０ｅ，７０ｅ，８０ｅ，９０ｅそれぞれには速度制御系１１と、磁束制御系１２と、電流制御系１３と、２相３相変換手段１４と、３相２相変換手段１５と、電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかと、加算演算器２２，２３と、回転速度演算手段２４ａと、回転方向判別手段２５ａと、乗算演算器２６と、ハイパスフィルタ６１ａと、起動位相演算手段２８ｃとを備えている。
【００８０】
図１７において、ＰＷＭインバータ２を起動させるため又はＰＷＭインバータ２の入力の図示しない交流電源の瞬停が回復したときにＰＷＭインバータ２を再起動させるために、先ず、前記電圧発生手段のいずれかを所定の時間動作させ、このときの誘導電動機１の回転速度情報（ｆ）を求める。
次に、起動位相演算手段２８ｃでは求めた回転速度情報（ｆ）に基づく電圧発生手段２１，３１，４１，５１のいずれかの先述の式（４）〜（７）それぞれの右辺の積分演算項にハイパスフィルタ６１ａを介した値のα軸成分（ｖαF ）とβ軸成分（ｖβF ）とから得られるその都度の位相（θ4 ，θ4 ＝ｔａｎ-1（ｖβF ／ｖαF ））を演算し、さらに、この位相θ4 に対してハイパスフィルタ６１ａの位相遅れを補正した起動位相情報θ4Fを演算する。
【００８１】
すなわち、ＰＷＭインバータ２への起動指令が発せられると、前記θ4Fに基づいた電圧指令値（ｖU * ，ｖV * ，ｖW * ）それぞれの位相関係で、ＰＷＭインバータ２を起動させることにより、ＰＷＭインバータ２の起動直前の誘導電動機１の回転にほぼ同期した周波数，位相の３相電圧を誘導電動機１に供給することができ、ＰＷＭインバータ２のショックレス起動が可能になる。
【００８２】
【発明の効果】
この発明によれば、誘導電動機に給電するＰＷＭインバータの起動時若しくは再起動時に、任意の周波数成分を含む電圧を初期電圧として、自励発振を励起することにより、該電動機が低速回転でも該電動機の回転速度情報と回転方向とを的確に検知することが可能となり、ＰＷＭインバータが過負荷で非常停止する恐れや、該電動機に不要なショックを与えることが回避される。さらにこの演算には高速のマイクロコンピュータを必要としないので、安価な速度制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路図
【図２】この発明の第２の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路図
【図３】この発明の誘導電動機の速度制御装置の部分詳細回路構成図
【図４】この発明の誘導電動機の速度制御装置の部分詳細回路構成図
【図５】この発明の誘導電動機の速度制御装置の部分詳細回路構成図
【図６】この発明の誘導電動機の速度制御装置の部分詳細回路構成図
【図７】この発明の第３の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路図
【図８】この発明の第４の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路図
【図９】この発明の作用を説明する波形図
【図１０】この発明の第５の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路図
【図１１】この発明の第６の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路図
【図１２】この発明の第７の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路図
【図１３】この発明の第８の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路図
【図１４】この発明の第９の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路図
【図１５】この発明の第１０の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路図
【図１６】この発明の第１１の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路図
【図１７】この発明の第１２の実施の形態例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路図
【図１８】従来例を示す誘導電動機の速度制御装置の回路構成図
【図１９】図１８の動作を説明するブロック構成図
【符号の説明】
１…誘導電動機、２…ＰＷＭインバータ、３…電流検出手段、１０…速度制御装置、１１…速度制御系、１２…磁束制御系、１３…電流制御系、１４…２相３相変換手段、１５…３相２相変換手段、１６…信号発生手段、１７ａ，１７ｂ…加算演算器、１８…磁束推定手段、１９…周波数演算手段、２０，２０ａ〜２０ｅ，３０，３０ａ〜３０ｅ，４０，４０ａ〜４０ｅ，５０，５０ａ〜５０ｅ…速度制御装置、２１，３１，４１，５１…電圧発生手段、２２，２３…加算演算器、２４，２４ａ…回転速度演算手段、２５，２５ａ…回転方向判別手段、２６…乗算演算器、２７，２７ａ〜２７ｃ，２８，２８ａ〜２８ｃ…起動位相演算手段、６０，６０ａ〜６０ｅ，７０，７０ａ〜７０ｅ，８０，８０ａ〜８０ｅ，９０，９０ａ〜９０ｅ…速度制御装置、６１，６１ａ…ハイパスフィルタ。
Claims (21)
- 入力の交流電源をＰＷＭインバータにより所望の周波数，電圧の交流に変換して誘導電動機に給電しつつ、該電動機を可変速制御する誘導電動機の速度制御装置において、
速度制御装置に自励発振用の電圧発生手段と、回転速度演算手段とを付加し、前記電圧発生手段が出力する固定座標軸上の直交した２軸（α軸，β軸）それぞれの電圧指令値に基づいて前記速度制御装置を介したＰＷＭインバータから誘導電動機に供給した電圧により、該電動機の一次電流を、発振動作が持続するよう自励発振させ、
回転速度演算手段により、前記電動機の自励発振した一次電流のα軸成分とβ軸成分のいずれか一方若しくは双方の周波数を検出し、この検出値から該電動機の回転速度情報を演算し、
この演算した回転速度情報に基づいてＰＷＭインバータを起動させる、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際に該インバータの再起動をさせるようにしたことを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。 - 請求項１に記載の誘導電動機の速度制御装置において、
前記回転速度演算手段には前記電動機の自励発振した一次電流のα軸成分とβ軸成分それぞれにハイパスフィルタを介した成分を入力することを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。 - 入力の交流電源をＰＷＭインバータにより所望の周波数，電圧の交流に変換して誘導電動機に給電しつつ、該電動機を可変速制御する誘導電動機の速度制御装置において、
速度制御装置に自励発振用の電圧発生手段と、回転速度演算手段と、起動位相演算手段とを付加し、
前記電圧発生手段が出力する固定座標軸上の直交した２軸（α軸，β軸）それぞれの電圧指令値に基づいて前記速度制御装置を介したＰＷＭインバータから誘導電動機に供給した電圧により、該電動機の一次電流を、発振動作が持続するよう自励発振させ、
回転速度演算手段により、前記電動機の自励発振した一次電流のα軸成分とβ軸成分のいずれか一方若しくは双方の周波数を検出し、この検出値から該電動機の回転速度情報を演算し、
起動位相演算手段では前記一次電流のα軸成分とβ軸成分のいずれか一方若しくは双方と、前記回転速度情報とに基づくＰＷＭインバータの起動タイミング若しくは起動位相情報を演算し、
この演算した起動タイミング若しくは起動位相情報と、前記回転速度情報とに基づいてＰＷＭインバータを起動させる、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際に該インバータの再起動をさせるようにしたことを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。 - 請求項３に記載の誘導電動機の速度制御装置において、
前記回転速度演算手段と起動位相演算手段とには前記電動機の自励発振した一次電流のα軸成分とβ軸成分それぞれにハイパスフィルタを介した成分を入力することを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。 - 入力の交流電源をＰＷＭインバータにより所望の周波数，電圧の交流に変換して誘導電動機に給電しつつ、該電動機を可変速制御する誘導電動機の速度制御装置において、
速度制御装置に自励発振用の電圧発生手段と、回転速度演算手段と、回転方向判別手段とを付加し、前記電圧発生手段が出力する固定座標軸上の直交した２軸（α軸，β軸）それぞれの電圧指令値に基づいて前記速度制御装置を介したＰＷＭインバータから誘導電動機に供給した電圧により、該電動機の一次電流を、発振動作が持続するよう自励発振させ、 回転速度演算手段により、前記電動機の自励発振した一次電流のα軸成分とβ軸成分のいずれか一方若しくは双方の周波数を検出し、この検出値から該電動機の回転速度情報を演算し、
回転方向判別手段により、前記α軸成分の電流とβ軸成分の電流との位相関係から前記電動機の回転方向を判別し、
前記回転速度情報と回転方向とに基づいてＰＷＭインバータを起動させる、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際に該インバータの再起動をさせるようにしたことを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。 - 請求項５に記載の誘導電動機の速度制御装置において、
前記回転速度演算手段と回転方向判別手段とには前記電動機の自励発振した一次電流のα軸成分とβ軸成分それぞれにハイパスフィルタを介した成分を入力することを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。 - 入力の交流電源をＰＷＭインバータにより所望の周波数，電圧の交流に変換して誘導電動機に給電しつつ、該電動機を可変速制御する誘導電動機の速度制御装置において、
速度制御装置に自励発振用の電圧発生手段と、回転速度演算手段と、回転方向判別手段と、起動位相演算手段とを付加し、
前記電圧発生手段が出力する固定座標軸上の直交した２軸（α軸，β軸）それぞれの電圧指令値に基づいて前記速度制御装置を介したＰＷＭインバータから誘導電動機に供給した電圧により、該電動機の一次電流を、発振動作が持続するよう自励発振させ、
回転速度演算手段により、前記電動機の自励発振した一次電流のα軸成分とβ軸成分のいずれか一方若しくは双方の周波数を検出し、この検出値から該電動機の回転速度情報を演算し、
回転方向判別手段により、前記α軸成分の電流とβ軸成分の電流との位相関係から前記電動機の回転方向を判別し、起動位相演算手段では前記一次電流のα軸成分とβ軸成分のいずれか一方若しくは双方と、前記回転速度情報とに基づくＰＷＭインバータの起動タイミング若しくは起動位相情報を演算し、
この演算した起動タイミング若しくは起動位相情報と、前記回転速度情報と、回転方向とに基づいてＰＷＭインバータを起動させる、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際に該インバータの再起動をさせるようにしたことを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。 - 請求項７に記載の誘導電動機の速度制御装置において、
前記回転速度演算手段と回転方向判別手段と起動位相演算手段とには前記電動機の自励発振した一次電流のα軸成分とβ軸成分それぞれにハイパスフィルタを介した成分を入力することを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。 - 入力の交流電源をＰＷＭインバータにより所望の周波数，電圧の交流に変換して誘導電動機に給電しつつ、該電動機を可変速制御する誘導電動機の速度制御装置において、
速度制御装置に自励発振用の電圧発生手段と、回転速度演算手段とを付加し、
前記電圧発生手段が出力する固定座標軸上の直交した２軸（α軸，β軸）それぞれの電圧指令値に基づいて前記速度制御装置を介したＰＷＭインバータから誘導電動機に供給した電圧により、該電動機の一次電流を、発振動作が持続するよう自励発振させ、
回転速度演算手段により、前記電圧発生手段内部でのα軸演算値とβ軸演算値のいずれか一方若しくは双方の周波数を検出し、この検出値から該電動機の回転速度情報を演算し、
この演算した回転速度情報に基づいてＰＷＭインバータを起動させる、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際に該インバータの再起動をさせるようにしたことを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。 - 請求項９に記載の誘導電動機の速度制御装置において、
前記電圧発生手段から前記回転速度演算手段への経路にハイパスフィルタを挿設したことを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。 - 入力の交流電源をＰＷＭインバータにより所望の周波数，電圧の交流に変換して誘導電動機に給電しつつ、該電動機を可変速制御する誘導電動機の速度制御装置において、
速度制御装置に自励発振用の電圧発生手段と、回転速度演算手段と、起動位相演算手段とを付加し、
前記電圧発生手段が出力する固定座標軸上の直交した２軸（α軸，β軸）それぞれの電圧指令値に基づいて前記速度制御装置を介したＰＷＭインバータから誘導電動機に供給した電圧により、該電動機の一次電流を、発振動作が持続するよう自励発振させ、
回転速度演算手段により、前記電圧発生手段内部でのα軸演算値とβ軸演算値のいずれか一方若しくは双方の周波数を検出し、この検出値から該電動機の回転速度情報を演算し、
起動位相演算手段では前記α軸演算値とβ軸演算値のいずれか一方若しくは双方と、前記回転速度情報とに基づくＰＷＭインバータの起動タイミング若しくは起動位相情報を演算し、
この演算した起動タイミング若しくは起動位相情報と、前記回転速度情報とに基づいてＰＷＭインバータを起動させる、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際に該インバータの再起動をさせるようにしたことを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。 - 請求項１１に記載の誘導電動機の速度制御装置において、
前記電圧発生手段から前記回転速度演算手段および起動位相演算手段への経路にハイパスフィルタを挿設したことを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。 - 入力の交流電源をＰＷＭインバータにより所望の周波数，電圧の交流に変換して誘導電動機に給電しつつ、該電動機を可変速制御する誘導電動機の速度制御装置において、
速度制御装置に自励発振用の電圧発生手段と、回転速度演算手段と、回転方向判別手段とを付加し、
前記電圧発生手段が出力する固定座標軸上の直交した２軸（α軸，β軸）それぞれの電圧指令値に基づいて前記速度制御装置を介したＰＷＭインバータから誘導電動機に供給した電圧により、該電動機の一次電流を、発振動作が持続するよう自励発振させ、
回転速度演算手段により、前記電圧発生手段内部でのα軸演算値とβ軸演算値のいずれか一方若しくは双方の周波数を検出し、この検出値から該電動機の回転速度情報を演算し、
回転方向判別手段により、前記α軸演算値とβ軸演算値との位相関係から前記電動機の回転方向を判別し、
前記回転速度情報と回転方向とに基づいてＰＷＭインバータを起動させる、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際に該インバータの再起動をさせるようにしたことを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。 - 請求項１３に記載の誘導電動機の速度制御装置において、
前記電圧発生手段から前記回転速度演算手段および回転方向判別手段への経路にハイパスフィルタを挿設したことを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。 - 入力の交流電源をＰＷＭインバータにより所望の周波数，電圧の交流に変換して誘導電動機に給電しつつ、該電動機を可変速制御する誘導電動機の速度制御装置において、
速度制御装置に自励発振用の電圧発生手段と、回転速度演算手段と、回転方向判別手段と、起動位相演算手段とを付加し、
前記電圧発生手段が出力する固定座標軸上の直交した２軸（α軸，β軸）それぞれの電圧指令値に基づいて前記速度制御装置を介したＰＷＭインバータから誘導電動機に供給した電圧により、該電動機の一次電流を、発振動作が持続するよう自励発振させ、
回転速度演算手段により、前記電圧発生手段内部でのα軸演算値とβ軸演算値のいずれか一方若しくは双方の周波数を検出し、この検出値から該電動機の回転速度情報を演算し、
回転方向判別手段により、前記α軸演算値とβ軸演算値との位相関係から前記電動機の回転方向を判別し、
起動位相演算手段では前記α軸演算値とβ軸演算値のいずれか一方若しくは双方と、前記回転速度情報とに基づくＰＷＭインバータの起動タイミング若しくは起動位相情報を演算し、
この演算した起動タイミング若しくは起動位相情報と、前記回転速度情報と、前記回転方向とに基づいてＰＷＭインバータを起動させる、又は前記交流電源の瞬時停電が回復した際に該インバータの再起動をさせるようにしたことを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。 - 請求項１５に記載の誘導電動機の速度制御装置において、
前記電圧発生手段から前記回転速度演算手段および回転方向判別手段および起動位相演算手段への経路にハイパスフィルタを挿設したことを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。 - 請求項１乃至請求項１６のいずれかに記載の誘導電動機の速度制御装置において、
前記電圧発生手段は、
前記α軸の電圧指令値から第１の誘導電動機モデルを介して得られる電圧と、前記誘導電動機の一次電流のα軸成分に第１の帰還ゲインを乗算して得られる電圧との偏差を第１加算演算器で求め、第１加算演算器の出力の制限を第１リミッタで行い、この制限された出力を前記α軸の電圧指令値とし、
前記β軸の電圧指令値から第２の誘導電動機モデルを介して得られる電圧と、前記誘導電動機の一次電流のβ軸成分に第２の帰還ゲインを乗算して得られる電圧との偏差を第２加算演算器で求め、第２加算演算器の出力の制限を第２リミッタで行い、この制限された出力を前記β軸の電圧指令値とし、
前記第１加算演算器、または第２加算演算器のいずれか一方には初期電圧発生回路の出力をさらに加算するように構成したことを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。 - 請求項１乃至請求項１６のいずれかに記載の誘導電動機の速度制御装置において、
前記電圧発生手段は、
前記α軸の電圧指令値と前記誘導電動機の一次電流のα軸成分とが入力される第１の誘導電動機モデルを介して得られる電圧を第１リミッタにより制限し、この制限された電圧と前記一次電流のα軸成分に第１の帰還ゲインを乗算して得られる電圧との偏差を第１加算演算器で求め、この偏差を前記α軸の電圧指令値とし、
前記β軸の電圧指令値と前記誘導電動機の一次電流のβ軸成分とが入力される第２の誘導電動機モデルを介して得られる電圧を第２リミッタにより制限し、この制限された電圧と前記一次電流のβ軸成分に第２の帰還ゲインを乗算して得られる電圧との偏差を第２加算演算器で求め、この偏差を前記β軸の電圧指令値とし、
前記第１の誘導電動機モデルから第１リミッタへの経路、または前記第２の誘導電動機モデルから第２リミッタへの経路のいずれか一方の経路に、前記誘導電動機モデルの出力と、初期電圧発生回路の出力とを加算する第３加算演算器を挿設する構成にしたことを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。 - 請求項１乃至請求項１６のいずれかに記載の誘導電動機の速度制御装置において、
前記電圧発生手段は、
第１加算演算器の出力から第１の誘導電動機モデルを介して得られる電圧を第１リミッタにより制限し、この制限された電圧と前記一次電流のα軸成分に第１の帰還ゲインを乗算して得られる電圧との偏差を第１加算演算器で求め、第１加算演算器の出力と前記一次電流のα軸成分の前記誘導電動機の一次抵抗に係わるα軸補償電圧とを第２加算演算器で加算し、この加算値を前記α軸の電圧指令値とし、
第３加算演算器の出力から第２の誘導電動機モデルを介して得られる電圧を第２リミッタにより制限し、この制限された電圧と前記一次電流のβ軸成分に第２の帰還ゲインを乗算して得られる電圧との偏差を第３加算演算器で求め、第３加算演算器の出力と前記一次電流のβ軸成分の前記誘導電動機の一次抵抗に係わるβ軸補償電圧とを第４加算演算器で加算し、この加算値を前記β軸の電圧指令値とし、
前記第１の誘導電動機モデルから第１リミッタへの経路、または前記第２の誘導電動機モデルから第２リミッタへの経路のいずれか一方の経路に、前記誘導電動機モデルの出力と、初期電圧発生回路の出力とを加算する第５加算演算器を挿設する構成にしたことを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。 - 請求項１乃至請求項１６のいずれかに記載の誘導電動機の速度制御装置において、
前記電圧発生手段は、
第１電流制御器の出力から第１の誘導電動機モデルを介して得られる値を第１リミッタにより制限し、この制限された値と前記一次電流のα軸成分との偏差を第１加算演算器で求め、この偏差を第１電流制御器で調節演算し、第１電流制御器の出力と前記一次電流のα軸成分の前記誘導電動機の一次抵抗に係わるα軸補償電圧とを第２加算演算器で加算し、この加算値を前記α軸の電圧指令値とし、
第２電流制御器の出力から第２の誘導電動機モデルを介して得られる値を第２リミッタにより制限し、この制限された値と前記一次電流のβ軸成分との偏差を第３加算演算器で求め、この偏差を第２電流制御器で調節演算し、第２電流制御器の出力と前記一次電流のβ軸成分の前記誘導電動機の一次抵抗に係わるβ軸補償電圧とを第４加算演算器で加算し、この加算値を前記β軸の電圧指令値とし、
前記第１加算演算器、または第３加算演算器のいずれか一方には初期電圧発生回路の出力をさらに加算するように構成したことを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。 - 請求項１７乃至請求項２０のいずれかに記載の誘導電動機の速度制御装置において、
前記初期電圧発生回路の出力はステップ波形状、またはインパルス波形状の電圧にしたことを特徴とする誘導電動機の速度制御装置。
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