JP4354148B2 - 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】
この発明は、速度センサを用いることなく誘導電動機を制御する誘導電動機の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
速度センサが備えられていない誘導電動機駆動システムにおいては、誘導電動機に電圧が印加されずフリーランしている状態から過大な電流やトルクによるショックを発生させずに安定に再起動する機能が必要となる。そのためには、誘導電動機においては、フリーラン回転速度とフリーラン回転方向の検出が必要である。このようなフリーラン回転速度およびフリーラン回転方向の検出を行っている従来技術として特開平３−３６９４号公報がある。図１１を用いてこの従来技術の構成を説明する。
【０００３】
図１１において、１は誘導電動機、２は電力供給手段、３は電流検出手段、４は電流指令値生成手段、５は電圧指令値生成手段、６ｈはリプル抽出手段、７ｈはフリーラン状態推定手段、３１ｃは回転周波数検出手段、４１は比較タイミング発生手段、４２は位相比較手段である。
【０００４】
まず、誘導電動機１、電力供給手段２、電流指令値生成手段４、電流検出手段３、電圧指令値生成手段５とで構成される電流制御ループのフリーラン状態の際の動作について説明する。本説明においては電流指令値、電圧指令値、電流値を固定子座標上の直交した２軸（α軸，β軸）で与えている。
【０００５】
電流検出手段３は、実際の電流を電流センサなどで取得した３相での値ｉu，ｉｖ，ｉwに対し、次の式(１)(２)を用いてα，β軸での値ｉα、ｉβに座標変換して電圧指令値生成手段５に出力する。
ｉα＝(2/3)-1*(ｉu−１/2*ｉv−１/2*ｉw) …(１)
ｉβ＝(1/2)-(1/2)*ｉw−(１/2)-(1/2)*ｉv …(２)
【０００６】
電圧指令値生成手段５は、電流指令値生成手段４から入力されるα軸電流指令値ｉα_ref，β軸電流指令値ｉβ_refと上記のようにして得られたｉα、ｉβを入力とし、次の式(３)(４)によってα軸電圧指令値ｖα_ref，β軸電圧指令値ｖβ_refを算出する。ただし、Kp、Kiは、電流制御の応答を決定する比例ゲイン定数、積分ゲイン定数である。
ｖα_ref＝Kp*(ｉα_ref−ｉα)＋Ki*∫(ｉα_ref−ｉα)dt …(３)
ｖβ_ref＝Kp*(ｉβ_ref−ｉβ)＋Ki*∫(ｉβ_ref−ｉβ)dt …(４)
【０００７】
α，β軸電圧指令値ｖα_ref、ｖβ_refは、電力供給手段２へと出力される。電力供給手段２では、入力されたα，β軸電圧指令値ｖα_ref、ｖβ_refに基づく実際の電圧ベクトルを誘導電動機１へと出力する。例えば主回路として電圧型インバータを用いる場合には、α，β軸電圧指令値ｖα_ref、ｖβ_refを３相での波形に変換した後、３相のインバータのスイッチングパターンを生成する演算処理を経て、主回路の制御入力にスイッチングパターンを入力することで、誘導電動機１にパルス幅変調された３相電圧が供給される。
【０００８】
このように構成される電流制御ループによって、実際のα，β軸電流ｉα、ｉβは、電流指令値生成手段４が出力するα，β軸電流指令値ｉα_ref、ｉβ_refに追従するように制御される。
【０００９】
次に、リプル抽出手段６ｈ、フリーラン状態推定手段７ｈについて説明する。
図１２は、従来技術のフリーラン状態の推定について説明するためのものであり、電流指令値生成手段４から直流の電流指令値をステップ状に出力したときの電圧指令信号ｉα_ref、および電流検出値ｉα、ｉβの挙動を示している。本例では、図１２（ａ）に破線で示すように、α軸電流指令値としてステップ状のｉα_ref＝Ｉ0（直流値）を与え、図１２（ｂ）に示すように、β軸電流指令値としてｉβ_ref＝０を与えている。図１２（ａ）に実線で示すように、あるいは図１２（ｂ）に実線（正転時）および破線（逆転時）で示すように、上記の電流ループの機能が働くことによって、実際のα，β軸電流ｉα、ｉβの平均値は、電流指令値生成手段４が出力するα，β軸電流指令値ｉα_ref＝Ｉ0、ｉβ_ref＝０に追従するように制御されるが、ｖα_ref、ｖβ_ref、ｉα、ｉβにはフリーラン回転周波数と同じ周波数のリプルが現れる。これは、誘導電動機１が、回転周波数と同じ周波数の共振点をもつ電気回路の特性を有しているためであり、電流指令値をステップ状に与えるショックが電流制御ループに印加されることによって各軸の電流と、各軸の電圧指令値に振動が誘起される。振動の持続性は、誘導電動機の回路定数に関係しているが、電圧指令値生成手段５のゲインの値によって操作が可能である。
【００１０】
図１２に示すとおり、ステップ状の指令値を印加しないβ軸の電流ｉβ、電圧指令値ｖβ_refには直流分が含まれず、リプル成分のみとなる。よって回転周波数検出手段３１ｃでは、β軸電圧指令値ｖβ_refの符号反転のタイミングをカウントすることでリプル周波数、すなわち回転周波数を検知する。具体的には、フリーラン状態推定手段７ｈは、リプル計測期間をＴ[sec]、この期間中の符号反転の回数Ｎを計測して、これらの計測値を用いて回転周波数を次式
(N-１)/(2*Ｔ)[Hz]
によって算出し、算出した回転周波数の検出結果を外部に出力する。
【００１１】
一方、フリーランの回転方向については、ｖα_refとｖβ_ref、或いはｉαとｉβのリプル成分の位相順に注目することで確認が可能である。フリーラン回転方向と、ｖβ_refとｖα_ref、或いはｉαとｉβのリプル成分の位相順は図１３に示すようになる。
【００１２】
正回転時にあっては、ｖα_ref（ｉα）のリプル成分の位相（図１２（ｃ）参照）は、ｖβ_ref（ｉβ）のリプル成分の位相（図１２（ｄ）の実線参照）に対し９０[deg]進んで発生し、逆転時にあっては、ｖα_ref（ｉα）のリプル成分の位相は、ｖβ_ref（ｉβ）のリプル成分の位相（図１２（ｄ）の破線参照）に対し９０[deg]遅れて発生する。この特性を活かし、α，β軸それぞれのリプル成分を抽出して図１３の関係を用いれば、フリーラン回転方向の判別が可能である。
【００１３】
図１３においては、ｖβ_refが「−」から「＋」への符号反転をするときにｖα_refが「＋」であれば、正転と推定し、ｖβ_refが「＋」から「−」への符号反転をするときにｖα_refが「−」であれば、正転と推定し、ｖβ_refが「−」から「＋」への符号反転をするときにｖα_refが「−」であれば、逆転と推定し、ｖβ_refが「＋」から「−」への符号反転をするときにｖα_refが「＋」であれば、逆転と推定している。
【００１４】
リプル成分の抽出に際し、従来技術では、β軸に関してはｖβ_refそのものをリプル成分として用い、α軸に関しては、ｖα_refから、誘導電動機の一次抵抗値における電圧降下を差し引くことでリプル成分を抽出している。その原理を以下に説明する。
【００１５】
誘導電動機の回路方程式は、以下のように記述できる。ただし、固定子直交座標α，β軸による記述であり、ｖα、ｖβは実際の一次電圧、ｉrα、ｉrβは二次電流、Ｒsは一次抵抗、Ｌsは一次インダクタンス、Ｍは相互インダクタンスを指す。
ｖα＝Ｒs*ｉα＋d/dt(Ｌs*ｉα＋Ｍ*ｉrα) …(５)
ｖβ＝Ｒs*ｉβ＋d/dt(Ｌs*ｉβ＋Ｍ*ｉrβ) …(６)
【００１６】
ここで、ｉα、ｉβの平均値をｉα0、ｉβ0、リプル成分をｉαp、ｉβpとすると、ｉα、ｉβは以下のように表現できる。ただし、従来技術の電流指令値の与え方の場合、電流制御によってｉα0＝Ｉ0、ｉβ0＝０となる点に注意する。
ｉα＝ｉα0＋ｉαp＝Ｉ0＋ｉαp …(７)
ｉβ＝ｉβ0＋ｉβp＝ｉβp …(８)
【００１７】
一方、誘導電動機の二次側回路は相互インダクタンスによって一次側と結合しているため、二次電流ｉrα、ｉrβには、直流分は含まれない。式(７)(８)と同様の表記をすると次のようになる。
ｉrα＝ｉrαp …(９)
ｉrβ＝ｉrβp …(１０)
【００１８】
電圧型インバータではほぼ指令どおりの電圧が印加できるため、ｖα_ref＝ｖα、ｖβ_ref＝ｖβと仮定できる。この仮定と式(５)〜(１０)とから、リプル情報を含む電流の項をまとめて整理すると次のようになる。
（α軸の電圧リプル成分）
＝Ｒs*ｉαp＋d/dt(Ｌs*ｉαp＋Ｍ*ｉrαp)
＝ｖα_ref−Ｒs*Ｉ0…(１１)
（β軸の電圧リプル成分）
＝Ｒs*ｉβp＋d/dt(Ｌs*ｉβp＋Ｍ*ｉrβp)
＝ｖβ_ref…(１２)
【００１９】
式(１２)より、β軸の電圧リプル成分はｖβ_refそのものであることが再度確認できる。一方、式(１１)より、α軸の電圧リプル成分は、ｖα_ref−Ｒs*Ｉ0で算出できることが分かる。
【００２０】
このことを利用し、従来技術では、リプル抽出手段６ｈにおいて一次抵抗値Ｒs_nを設定しておき、ｖα_ref−Ｒs_n*Ｉ0を演算することでｖα_refのリプル成分を抽出している。抽出したリプル成分ｖα_ref−Ｒs_n*Ｉ0は、位相比較手段４２に入力される。
【００２１】
こうして得られるα，β軸のリプル成分の位相関係を比較し、回転方向を検出する。具体的には、直流分の含まれないｖβ_refの符号反転タイミングを比較タイミング発生手段４１にて検知し、この検知されたタイミングにおいて位相比較手段４２がｖα_ref−Ｒs_n*Ｉ0の符号（極性）を判別し、さらに図１３の関係の中から当てはまる回転方向情報を得る。そして、得られた回転方向検知結果をフリーラン状態推定手段７ｈの外部に出力する。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の誘導電動機の制御装置にあっては、ｖα_refのリプル成分の抽出にあたり、ｉα_refのステップ指令値Ｉ0と一次抵抗設定値Ｒs_nを用いて、オフセットを演算除去しているため、熱などによって実際の一次抵抗値Ｒsが変化し、制御装置に用いている一次抵抗値Ｒsと食い違いが生じている場合には、(Ｒs_n-Ｒs)*Ｉαのオフセットが残存することになる。このとき、図１３を利用した正負判別において誤った符号を判別するケースが増え、位相順の誤判別、フリーラン回転方向の誤判別を引き起こす。その結果、安定なフリーラン再起動ができず、過電流に陥る、或いは、大きなトルクショックを生じるケースがあるという問題がある。
【００２３】
また、図１３に示すように、位相比較のタイミングがｖβ_refの符号変化時に限定されており、フリーラン回転数が低くリプル周波数が低い場合には一定期間内の位相比較のタイミングが少なくなる問題もある。上記抵抗変動や他の要因に起因した誤判断の影響を少なくするために複数回の符号判別結果を平均化処理しても、位相比較回数そのものが少ない場合には平均処理の効果が得にくいという問題もある。
【００２４】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、実際の抵抗値が温度変化などによって変動しても、精度良くリプル成分の抽出が可能とし、フリーランの回転方向を正確に検出し得る誘導電動機の制御装置を得ることを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかる誘導電動機の制御装置は、誘導電動機と、誘導電動機の電流指令値を出力する電流指令値生成手段と、誘導電動機の電流値を検出する電流検出手段と、電流指令値生成手段から出力される電流指令値と電流検出手段から出力される電流値とから電圧指令値を算出する電圧指令値生成手段と、電圧指令値生成手段からの電圧指令値を用いて誘導電動機へ電力を供給する電力供給手段とを備える誘導電動機の制御装置において、上記誘導電動機がフリーラン中に、上記電流指令値生成手段から直流電流指令値が出力された場合、前記電流検出手段からの電流値または電圧指令値生成手段からの電圧指令値を微分してリプル成分を抽出するリプル抽出手段と、このリプル抽出手段の出力を用い、前記リプル成分の周波数と位相関係から誘導電動機のフリーラン状態を推定するフリーラン状態推定手段とを備えることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、リプル成分抽出に微分演算を用いるようにしており、これにより誘導電動機の抵抗値を用いずに電流値或いは電圧指令値の直流分を除去することができ、実際の抵抗値が温度変化などによって変動しても、精度良くリプル成分の抽出が可能となる。
【００２７】
つぎの発明にかかる誘導電動機の制御装置は、上記の発明において、上記電流指令値生成手段は、直交する固定子座標軸のうちα軸の電流指令値を所定の直流量とし、他方のβ軸の電流指令値を０として前記電力供給手段に出力するものであり、前記リプル抽出手段は、α軸の電流値またはα軸の電圧指令値と、β軸の電流値またはβ軸の電圧指令値とを微分してリプル成分を抽出し、前記フリーラン状態推定手段は、リプル抽出手段からのα軸の微分電流値とβ軸の微分電流値とに基づく周波数と位相関係を用いるか、あるいはリプル抽出手段からのα軸の微分電圧指令値とβ軸の微分電圧指令値とに基づく周波数と位相関係を用いることにより、誘導電動機のフリーラン状態を推定することを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、α軸およびβ軸のリプル成分抽出に微分演算を用いるようにしており、これにより誘導電動機の抵抗値を用いずに電流値或いは電圧指令値の直流分を除去することができ、実際の抵抗値が温度変化などによって変動しても、精度良くリプル成分の抽出が可能となる。
【００２９】
つぎの発明にかかる誘導電動機の制御装置は、上記の発明において、上記電流指令値生成手段は、直交する固定子座標軸のうちα軸の電流指令値を所定の直流量とし、他方のβ軸の電流指令値を０として前記電力供給手段に出力するものであり、前記リプル抽出手段は、α軸の電流値またはα軸の電圧指令値を微分してリプル成分を抽出し、前記フリーラン状態推定手段は、リプル抽出手段からのα軸の微分電流値と前記電流検出手段からのβ軸の電流値とに基づく周波数と位相関係を用いるか、あるいはリプル抽出手段からのα軸の微分電圧指令値と前記電圧指令値生成手段からのβ軸の電圧指令値とに基づく周波数と位相関係を用いることにより、誘導電動機のフリーラン状態を推定することを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、直流分の重畳しているα軸の電流値或いは電圧指令値のみに微分演算を施してリプル抽出を行うようにしたので、電流或いは電圧指令値のα軸およびβ軸リプル成分の位相関係が、誘導電動機の回転子が正転の場合ほぼ１8０度、逆転の場合ほぼ０度となるため、直流電流指令値を印加中の任意のタイミングで、各リプル成分の符号を確認するだけで容易に回転方向判別が可能となる。
【００３１】
つぎの発明にかかる誘導電動機の制御装置は、上記の発明において、前記フリーラン状態推定手段は、上記リプル抽出手段が出力するα軸の微分電流値またはα軸の微分電圧指令値の符号を判別する第１の符号判別手段と、前記電流検出手段からのβ軸の電流値または前記電圧指令値生成手段からのβ軸の電圧指令値の符号を判別する第２の符号判別手段と、前記第１および第２の符号判別手段の出力の積を演算して第１の回転方向判別結果を出力する積算出手段と、上記積算出手段の出力を積分する積分手段と、この積分手段の出力の符号を判別し、この判別結果を最終的なフリーラン回転方向として出力する最終符号判別手段とを備えることを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、直流電流指令値の印加期間中における第１のフリーラン回転方向の判別結果が積分することで、ノイズの影響を平均化によって薄めるようにしており、これによりノイズの影響があってもより正確な回転方向の判別をなし得る。
【００３３】
つぎの発明にかかる誘導電動機の制御装置は、誘導電動機と、誘導電動機の電流指令値を出力する電流指令値生成手段と、誘導電動機の電流値を検出する電流検出手段と、電流指令値生成手段から出力される電流指令値と電流検出手段から出力される電流値とから電圧指令値を算出する電圧指令値生成手段と、電圧指令値生成手段からの電圧指令値を用いて誘導電動機へ電力を供給する電力供給手段とを備える誘導電動機の制御装置において、上記誘導電動機がフリーラン中に、上記電流指令値生成手段から直流電流指令値が出力された場合、前記電流指令値生成手段からの電流指令値と電流検出手段からの電流値との偏差を求めることにより電流リプル成分を抽出するリプル抽出手段と、このリプル抽出手段の出力を用い、前記リプル成分の周波数と位相関係から誘導電動機のフリーラン状態を推定するフリーラン状態推定手段とを備えることを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、電流リプル抽出に偏差算出演算を用いるようにしており、これにより誘導電動機の抵抗値を用いずに電流値或いは電圧指令値の直流分を除去することができ、実際の抵抗値が温度変化などによって変動しても、精度良くリプル成分の抽出が可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる誘導電動機の制御装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３６】
実施の形態１．
図１は実施の形態１における誘導電動機の制御装置を示すもので、図１１に示した従来技術と同じ構成要素については同一符号を付している。
【００３７】
図１において、１は誘導電動機、２は電力供給手段、３は電流検出手段、４は電流指令値生成手段、５は電圧指令値生成手段、６ａはリプル抽出手段、７ａはフリーラン状態推定手段である。
【００３８】
電流指令値生成手段４は、誘導電動機の電流指令値ｉα_ref，ｉβ_refを電圧指令値生成手段５に出力する。電流検出手段３は、誘導電動機の電流値ｉα，ｉβを検出し、検出した電流値ｉα，ｉβを電圧指令値生成手段に出力する。電圧指令値生成手段５は、電流指令値生成手段４から出力される電流指令値と電流検出手段３から出力される電流値とから電圧指令値ｖα_ref，ｖβ_refを算出し、算出した電圧指令値を電力供給手段２に出力する。電力供給手段２は、入力された電圧指令値に基づき電圧ベクトルを生成し、生成した電圧ベクトルを誘導電動機１へ出力する。
【００３９】
リプル抽出手段６ａは、誘導電動機がフリーラン中に電流指令値生成手段４から直流電流指令値を出力した場合に、電流値ｉα，ｉβ或いは電圧指令値ｖα_ref，ｖβ_refの少なくとも一方からリプル成分を抽出する。この場合は、電圧指令値ｖα_ref，ｖβ_refを用いてリプル成分を抽出するものとする。
【００４０】
フリーラン状態推定手段７ａは、リプル抽出手段６ａによって抽出されたリプル成分の周波数と位相関係から誘導電動機１のフリーラン状態、すなわち回転周波数および回転方向を推定する。
【００４１】
つぎに、この実施の形態１における特徴的な構成であるリプル抽出手段６ａについて説明する。
【００４２】
先の式(１１)(１２)を用いた説明で述べたように、α軸電圧指令値ｖα_refには一次抵抗部分の電圧降下によるオフセットが重畳している。従来技術では、このオフセット分を、一次抵抗設定値Ｒs_nと電流指令値Ｉ0を用いて減算処理している。また一方、β軸電流指令値をｉβ_ref=0と選択することで、電圧指令値ｖβ_refにオフセットが重畳することは回避している。
【００４３】
図１のリプル抽出手段６ａでは、このようなｖα_ref、ｖβ_refに対し微分演算を施してリプル成分を抽出する。Ｉ0が直流量であり、d/dtＩ0=0であることに注意すると、リプル抽出手段６ａにおける処理は以下のようになる。
【００４４】
式(１３)を先の式(１１)と比較すると、電圧指令値ｖα_refの直流分が微分によって除去され、α軸電圧のリプル成分を抽出できることが確認できる。ただし微分によってリプルの位相は９０[deg]進むことに注意が必要である。
【００４５】
一方、式(１４)と先の式(１２)を比較すると、同様にβ軸電圧のリプル成分が微分によって９０[deg]進んで抽出される。こうしてリプル抽出手段６ａで抽出された信号、d/dt(ｖα_ref)、d/dt(ｖβ_ref)は、フリーラン状態推定手段７ａに入力される。
【００４６】
α，β軸の電圧リプル成分の位相はそろって９０[deg]進むため、位相の関係は先の図１２で示したものと全く同様である。従って、フリーラン状態推定手段７ａでは、従来技術のフリーラン状態推定手段７ｈでの処理と同一の処理手順で回転周波数の検知、回転方向の検知が可能である。すなわち、図１３に示したように、回転方向については、ｖβ_refが「−」から「＋」への符号反転をするときにｖα_refが「＋」であれば、正転と推定し、ｖβ_refが「＋」から「−」への符号反転をするときにｖα_refが「−」であれば、正転と推定し、ｖβ_refが「−」から「＋」への符号反転をするときにｖα_refが「−」であれば、逆転と推定し、ｖβ_refが「＋」から「−」への符号反転をするときにｖα_refが「＋」であれば、逆転と推定する。また、回転周波数については、リプル計測期間をＴ[sec]、この期間中の符号反転の回数Ｎを計測して、これらの計測値を用いて回転周波数を式(N-１)/(2*Ｔ)[Hz]によって算出する。
【００４７】
このように、実施の形態１によれば、電圧指令値ｖα_refに重畳した直流分を微分演算によって消去できるため、抵抗値を用いることなくリプル成分を抽出可能である。よってリプル成分抽出結果に実際の抵抗変動の影響を受けないという効果が得られ、回転方向判別の精度が改善される効果が得られる。
【００４８】
なお、上記の例では、β軸電流指令値ｉβ_refに関しては、ｉβ_ref＝０の場合について説明したが、ｉβ_refとして任意の直流量を加えた場合、ｖβ_refにも電圧降下分のオフセットが生じる。しかしその場合でも式(１４)は成り立つ。よって、実施の形態１の場合には、印加する直流電流指令値ベクトルの方向を限定しなくとも良いという効果も得られる。
【００４９】
図２は、実施の形態１の変形態様を示す図である。この変形態様においては、リプル抽出手段６ｂは、電流検出手段３から出力される電流値ｉα，ｉβを用いてリプル成分を抽出するようにしている。
【００５０】
先の式(７)、(８)に示したとおり、電流値ｉαには指令値ｉα_ref＝Ｉ0に等しい直流分が重畳している。式(７)、(８)の両辺を微分すると以下の式(１５)、(１６)のようになる。
d/dt（ｉα）＝d/dt(Ｉ0＋ｉαp)＝d/dt(ｉαp) …(１５)
d/dt（ｉβ）＝d/dt(ｉβp) …(１６)
【００５１】
α軸電流ｉαの直流分が微分によって除去され、α軸電圧のリプル成分を抽出できることが確認できる。ただし微分によってリプルの位相は９０[deg]進むことに注意が必要である。一方、式(１６)と同様にβ軸電流ｉβのリプル成分が微分によって９０[deg]進んで抽出される。こうしてリプル抽出手段６ｂで抽出された信号d/dt（ｉα）、d/dt（ｉβ）は、フリーラン状態推定手段７ｂに入力される。
【００５２】
α，β軸の電圧リプル成分の位相はそろって９０[deg]進むため、位相の関係は先の図１２で示したものと全く同様である。従って、フリーラン状態推定手段７ｂでは、従来技術のフリーラン状態推定手段７ｈでの処理と同じ処理手順で回転周波数の検知、回転方向の検知が可能である。すなわち、図１３に示したように、回転方向については、ｉβが「−」から「＋」への符号反転をするときにｉαが「＋」であれば、正転と推定し、ｉβが「＋」から「−」への符号反転をするときにｉαが「−」であれば、正転と推定し、ｉβが「−」から「＋」への符号反転をするときにｉαが「−」であれば、逆転と推定し、ｉβが「＋」から「−」への符号反転をするときにｉαが「＋」であれば、逆転と推定する。また、回転周波数については、リプル計測期間をＴ[sec]、この期間中の符号反転の回数Ｎを計測して、これらの計測値を用いて回転周波数を式(N-１)/(2*Ｔ)[Hz]によって算出する。
【００５３】
このように、図２に示す実施の形態１の変形態様によれば、検出電流ｉαに重畳した直流分を微分演算によって消去できるため、抵抗値を用いることなくリプル成分を抽出可能である。よってリプル成分抽出結果に実際の抵抗変動の影響を受けないという効果が得られ、回転方向判別の精度が改善される効果が得られる。
【００５４】
なお、上記の例では、β軸電流指令値ｉβ_refに関しては、ｉβ_ref＝０の場合について説明したが、ｉβ_refとして任意の直流量を加えた場合、ｉβにも指令値ｉβ_refに相当するオフセットが生じる。しかしその場合でも式(１６)は成り立つ。よって、図２の構成例の場合には、図１の場合と同様、印加する直流電流指令値ベクトルの方向を限定しなくとも良いという効果が得られる。
【００５５】
また、実施の形態１のリプル抽出手段６ａ、６ｂの後段に位置するフリーラン状態推定手段７ａ、７ｂでは、リプル成分の位相情報、符号情報しか用いない。よってリプル抽出手段６ａ、６ｂでの微分演算では、電圧指令値や電流値からオフセットが除去さえできれば、リプルの振幅情報を必ずしも保存する必要はない。よって、微分演算後にリプルの符号判別を助けるために適当なゲインを積算してリプル成分信号の振幅を大きくしたり、微分演算の代替として時間の割り算を省略した差分演算を利用したり、高周波ノイズを過大に増幅させないように微分演算ではなくハイパスフィルタ演算（擬似微分演算）を利用するなどしても良い。
【００５６】
実施の形態２．
つぎに、図３〜図６を用いてこの発明の実施の形態２について説明する。図３は実施の形態２における誘導電動機の制御装置を示すもので、実施の形態１と同じ構成要素については同一符号を付している。
【００５７】
この実施の形態２においては、リプル抽出手段６ｃは、直交する固定子座標軸の２軸のうち、ステップ状に直流の指令値を印加する軸の電圧指令値（この場合は、Ｖα_ref）に対してのみ微分演算を行うようにしており、他方の軸の電圧指令値（Ｖβ_ref）に関しては、微分演算を行うことなくフリーラン状態推定手段７ｃに入力している。
【００５８】
先の式(１１)、(１２)に関する説明で述べたように、電流指令値をｉα_ref＝Ｉ0、ｉβ_ref＝0として与えた場合、α軸電圧指令値ｖα_refには一次抵抗部分の電圧降下によるオフセットが重畳しており、β軸電圧指令値ｖβ_refにはオフセットは重畳しない。また、α軸のリプル成分とβ軸のリプル成分は位相差が９０[deg]であり、図１２および図１３を用いて説明したように、フリーラン回転方向によってそれらの進み／遅れ関係が決まっている。
【００５９】
ここで、リプル抽出手段６ｃによって、α軸電圧指令値ｖα_refに対して微分演算を施すと、先の式(１１)のように抵抗値を用いることなく、α軸電圧のリプル成分を抽出可能である。一方、β軸の電圧指令値（Ｖβ_ref）に関しては、微分演算を行うことなくフリーラン状態推定手段７ｃに入力しているので、フリーラン状態推定手段７ｃには、位相が９０[deg]進んだα軸電圧リプル成分d/dt(ｖα_ref)と、β軸の電圧リプル成分ｖβ_refそのものが入力されることになる。
【００６０】
図５（ａ）は、位相が９０[deg]進んだα軸電圧リプル成分d/dt(ｖα_ref)を示すものである。また図５（ｂ）は、β軸の電圧リプル成分ｖβ_refを示すものであり、実線が正転時を、破線が逆転時を示している。
【００６１】
図６は、フリーラン状態推定手段７ｃでの、フリーラン回転方向の判別条件を示すものである。図５（ａ）および図５（ｂ）の各波形を照合すれば判るように、フリーラン回転方向の判別条件には、次のような関係が成立する。
【００６２】
すなわち、α軸電圧リプル成分d/dt(ｖα_ref)およびβ軸の電圧リプル成分ｖβ_refの符号が不一致の時には、正転と推定し、α軸電圧リプル成分d/dt(ｖα_ref)およびβ軸の電圧リプル成分ｖβ_refの符号が一致の時には、逆転と推定する。
【００６３】
このように、α軸電圧リプル成分の方だけ位相を９０[deg]進める結果、フリーラン状態推定手段７ｃで比較される２つのリプル成分の位相差は、正転時には１80[deg]、逆転時には0[deg]となるため、各リプル成分の符号に注目するとフリーラン回転方向が分かることになる。従来技術におけるフリーラン状態推定手段７ｈでは、９０[deg]の位相進み/遅れを判別するため、ｖβ_refの符号反転のタイミングにおけるｖα_refの符号に注目する必要があったが、実施の形態２の場合、フリーラン状態推定手段７ｃでは、任意の時刻で各リプル成分の符号さえ検知すれば、回転方向判別が可能となる。
【００６４】
以上のように、実施の形態２によれば、抵抗値を用いることなく、直流電流指令を印加した軸のオフセット成分を除去でき、フリーラン状態推定手段の検出精度が抵抗変動に左右されないという効果が得られる。さらに、直交した固定子座標２軸のうちの一方のリプル成分のみに微分演算を施し、２軸のリプル成分の抽出結果の位相差を１80[deg]或いは0[deg]とすることで、任意のタイミングにおける２つのリプル成分の符号判別で回転方向の判別が可能となり、シーケンスが単純になって制御の信頼性が向上し、方向判別のＳ／Ｎ比が大幅に向上する効果が得られる。
【００６５】
図４は、実施の形態２の変形態様を示す図である。この変形態様においては、リプル抽出手段６ｄは、電流検出手段３から出力される電流値ｉαを用いてリプル成分を抽出するようにしている。すなわち、リプル抽出手段６ｄは、直交する固定子座標軸の２軸のうち、オフセットの重畳する軸の電流値（この場合は、ｉα）に対してのみ微分演算を行い、他方の軸の電流値（ｉβ）に関しては、微分演算を行うことなくフリーラン状態推定手段７ｄに入力している。
【００６６】
先の図１２を用いて説明したように、電流指令値をｉα_ref＝Ｉ0、ｉβ_ref＝０として与えた場合、α軸電流値ｉαには直流分Ｉ0に加えてリプル成分が重畳しており、β軸電流ｉβはリプル成分のみである。また、α軸のリプル成分とβ軸のリプル成分は位相差が９０[deg]であり、図１２および図１３を用いて説明したように、フリーラン回転方向によってそれらの進み／遅れ関係が決まっている。
【００６７】
ここで、リプル抽出手段６ｄによって、α軸の電流値ｉαに対して微分演算を施すと、先の式(１１)のように抵抗値を用いることなく、α軸電圧のリプル成分を抽出可能である。一方、β軸の電流値ｉβに関しては、微分演算を行うことなくフリーラン状態推定手段７ｄに入力しているので、フリーラン状態推定手段７ｄには、位相が９０[deg]進んだα軸電流リプル成分d/dt(ｉα)と、β軸の電流リプル成分ｉβそのものが入力されることになる。
【００６８】
図５（ｃ）は、位相が９０[deg]進んだα軸電流リプル成分d/dt(ｉα)を示すものである。また図５（ｄ）は、β軸の電流リプル成分ｉβを示すものであり、実線が正転時を、破線が逆転時を示している。
【００６９】
この場合も、フリーラン状態推定手段７ｄでの、フリーラン回転方向の判別条件は、図６に示すように、α軸電流リプル成分d/dt(ｉα)およびβ軸の電流リプル成分ｉβの符号が不一致の時には、正転と推定し、α軸電流リプル成分d/dt(ｉα)およびβ軸の電圧リプル成分ｉβの符号が一致の時には、逆転と推定する。
【００７０】
このようにこの変形態様においても、実際の抵抗変動の影響を受けずにフリーラン状態を推定できる。また、２軸のリプル成分の抽出結果の位相差を１80[deg]或いは0[deg]とすることで、任意のタイミングにおける２つのリプル成分の符号判別で回転方向の判別が可能となり、シーケンスが単純になって制御の信頼性が向上し、方向判別のＳ／Ｎ比が大幅に向上する効果が得られる。
【００７１】
なお、実施の形態２のリプル抽出手段６ｃ、６ｄの後段に位置するフリーラン状態推定手段７ｃ、７ｄでは、リプル成分の位相情報、符号情報しか用いない。よってリプル抽出手段６ｃ、６ｄでの微分演算では、電圧指令値や電流値からオフセットが除去さえできれば、リプルの振幅情報を必ずしも保存する必要はない。よって、微分演算後にリプルの符号判別を助けるために適当なゲインを積算してリプル成分信号の振幅を大きくしたり、微分演算の代替として時間の割り算を省略した差分演算を利用したり、高周波ノイズを過大に増幅させないように微分演算ではなくハイパスフィルタ演算（擬似微分演算）を利用するなどしても良い。
【００７２】
実施の形態３．
つぎに、図７および図８を用いてこの発明の実施の形態３について説明する。図７は実施の形態３における誘導電動機の制御装置を示すものでものである。この実施の形態３において、リプル抽出手段６ｅは、図３に示したリプル抽出手段６ｃと同様、直交する固定子座標軸の２軸のうち、ステップ状に直流の指令値を印加する軸の電圧指令値（この場合は、Ｖα_ref）に対してのみ微分演算を行っている。フリーラン状態推定手段７ｅには、図３に示す実施の形態２と同様、リプル抽出手段６ｅで微分演算を行った後のα軸のリプル成分d/dt(ｖα_ref)と、他方の軸の電圧指令値のリプル成分（Ｖβ_ref）が入力されている。
【００７３】
この実施の形態３においては、フリーラン状態推定手段７ｅのより具体的な構成を示している。
【００７４】
フリーラン状態推定手段７ｅは、微分によって抽出されたα軸のリプル成分d/dt(ｖα_ref)の符号を判別し出力する符号判別手段２１ａと、β軸のリプル成分ｖβ_refの符号を判別し出力する符号判別手段２２ａと、符号判別手段２１ａおよび符号判別手段２２ａの各出力の積によって第１のフリーラン回転方向判別結果を算出する積算出手段２３ａと、積算出手段２３ａの出力を積分する積分手段２４ａと、積分手段２４ａの符号を判別し第２のフリーラン回転方向判別結果を出力する最終符号判別手段２５ａと、回転周波数を検出する回転周波数検出手段３１ａとから構成される。回転周波数検出手段３１ａは、従来技術の図１１の回転周波数検出手段３１ｃと同じであり、その説明は省略する。
【００７５】
フリーラン状態推定手段７ｅには、微分によって抽出されたα軸の電圧リプル成分d/dt(ｖα_ref)とβ軸のリプル成分ｖβ_refが入力される。これらの位相関係については実施の形態２で説明したとおりであり、図５（ａ）（ｂ）及び図６に示したようになる。これらの符号を算出する符号判別手段２１ａ、符号判別手段２２ａでは、判別された符号が正の場合には１、負の場合には−１を出力する。これらの２つの出力結果を、積算出手段２３ａにて逐次積算すると、図６に示した関係から、積算出手段２３ａからは、正転の場合−１、逆転の場合１が逐次出力されることになる。これを、下式（１７）に示すように、第１のフリーラン回転方向判別結果とする。
【００７６】
実際の装置においては、電流センサからノイズが混入したり、電流センサ情報にオフセットが重畳していたり、運転条件によってはリプル振幅が小さかったりといった要因で、積算出手段２３ａの出力である第１のフリーラン回転方向判別結果は、必ずしも、逐次正しい結果、すなわち式(１７)のとおりの出力をしているとは限らない。そこで、以下の式(１８)(１９)に基づき、第１のフリーラン回転方向判別結果を積分手段２４ａにて逐次積分し、積分された結果の符合を最終符号判別手段２５ａにて判別し、これが負であれば正転、正であれば逆転と判断して第２のフリーラン回転方向判別結果とする。
【００７７】
式(１７)(１８)によれば、(誤った結果を出力した期間の総計)＜（正しい結果を出力した期間の総計）であれば、以下の式(１９)が成り立つ。
【００７８】
このように実施の形態３によれば、直流電流指令値の印加期間中における第１のフリーラン回転方向判別結果が積分されるため、実施の形態２の効果に加え、ノイズの影響等で図６に示した判定条件に基づく判別が失敗した期間があっても影響を平均化によって薄めることで、Ｓ／Ｎ比を改善した第２のフリーラン回転方向判別結果が得られ、より正確な回転方向の判別をなし得る。
【００７９】
なお、上記符号判別手段２１ａあるいは符号判別手段２２ａにおいては、積算出手段２３ａの出力のチャタリングを防止して第１のフリーラン回転方向判別結果のＳ／Ｎ比を改善するために、符号判別の際に絶対値がある閾値以下の場合には０を出力する機能を付加することが望ましい。
【００８０】
図８は、実施の形態３の変形態様を示す図である。この変形態様においては、リプル抽出手段６ｆは、電流検出手段３から出力される電流値ｉαを用いてリプル成分を抽出するようにしている。すなわち、リプル抽出手段６ｄは、直交する固定子座標軸の２軸のうち、オフセットの重畳する軸の電流値（この場合は、ｉα）に対してのみ微分演算を行っている。フリーラン状態推定手段７ｆには、図４に示す実施の形態２と同様、リプル抽出手段６ｆで微分演算を行った後のα軸の電流値のリプル成分d/dt（ｉα）と、他方のβ軸の電流値のリプル成分ｉβが入力されている。
【００８１】
フリーラン状態推定手段７ｆは、微分によって抽出されたα軸のリプル成分d/dt(ｉα)の符号を判別し出力する符号判別手段２１ｂと、β軸のリプル成分ｉβの符号を判別し出力する符号判別手段２２ｂと、符号判別手段２１ｂおよび符号判別手段２２ｂの各出力の積によって第１のフリーラン回転方向判別結果を算出する積算出手段２３ｂと、積算出手段２３ｂの出力を積分する積分手段２４ｂと、積分手段２４ｂの符号を判別し第２のフリーラン回転方向判別結果を出力する最終符号判別手段２５ｂと、回転周波数を検出する回転周波数検出手段３１ｂとから構成される。
【００８２】
この図８に示すフリーラン状態推定手段７ｆの各構成要素の動作は、図７に示したフリーラン状態推定手段７ｅの各構成要素の動作と同じである。
【００８３】
すなわち、フリーラン状態推定手段７ｅに入力される、微分によって抽出されたα軸の電流リプル成分d/dt(ｉα)とβ軸の電流リプル成分ｉβの位相関係については、実施の形態２で説明したとおりであり、図５（ｃ）（ｄ）及び図６に示したようになる。すなわち、微分によって抽出されたα軸の電流リプル成分d/dt(ｉα)とβ軸の電流リプル成分ｉβの位相関係（図５（ｃ）（ｄ））と、微分によって抽出されたα軸の電圧リプル成分d/dt(ｖα_ref)とβ軸の電圧リプル成分ｖβ_refの位相関係（図５（ａ）（ｂ））は同じであるので、最終符号判別手段２５ｂでは、前述した式（１９）に基づいて、フリーランの回転方向を判別することができる。
【００８４】
このようにこの変形態様においては、直流電流指令値の印加期間中における第１のフリーラン回転方向判別結果が積分されるため、実施の形態２の効果に加え、ノイズの影響等で図６に示した判定条件に基づく判別が失敗した期間があっても影響を平均化によって薄めることで、Ｓ／Ｎ比を改善した第２のフリーラン回転方向判別結果が得られ、より正確な回転方向の判別をなし得る。
【００８５】
なお、実施の形態３のリプル抽出手段６ｅ、６fとしては、後段のフリーラン状態推定手段７ｅ、７fでリプルの振幅情報を用いないことから、微分演算後にリプルの符号判別を助けるために適当なゲインを積算してリプル成分信号の振幅を大きくしたり、微分演算の代替として時間の割り算を省略した差分演算を利用したり、高周波ノイズを過大に増幅させないように微分演算の代替としてハイパスフィルタ演算を利用するようにしてもよい。
【００８６】
実施の形態４．
つぎに、図９および図１０を用いてこの発明の実施の形態４について説明する。図９は実施の形態４における誘導電動機の制御装置を示すものでものである。この実施の形態４においては、リプル抽出手段６ｇは、直交する固定子座標軸の２軸に対する電流指令値と実際電流値との偏差を夫々算出し、それらの結果をフリーラン状態推定手段７ｇに出力するようにしている。
【００８７】
すなわち、リプル抽出手段６ｇは、電流指令値生成手段４から入力されるα，β軸の電流指令値ｉα_ref、ｉβ_refと、電流検出手段３から入力されるα，β軸の電流値ｉα、ｉβとを用い、下式によってα，β軸における実際電流値と電流指令値との偏差を算出している。
ｉα−ｉα_ref …(２０)
ｉβ−ｉβ_ref …(２１)
【００８８】
ここで、従来技術の説明で述べたように、電流ループの機能が働くことによって、実際のα，β軸電流ｉα、ｉβの平均値ｉα0、ｉβ0は、電流指令値生成手段４から出力されるα，β軸電流指令値ｉα_ref、ｉβ_refに追従（一致）する。
【００８９】
したがって、ｉα、ｉβのリプル成分をｉαp、ｉβpとすると、下式（２２），（２３）が成立する。
ｉα＝ｉα0＋ｉαp＝ｉα_ref＋ｉαp …(２２)
ｉβ＝ｉβ0＋ｉβp＝ｉβ_ref＋ｉβp …(２３)
【００９０】
従って、リプル抽出手段６ｇにて、上式（２０）（２１）に示すように、ｉα−ｉα_ref、ｉβ-ｉβ_refを演算することにより、抵抗値を用いることなく、各軸のリプル成分を抽出することが可能である。
【００９１】
図１０（ａ）は、α軸における実際電流値と電流指令値との偏差ｉα−ｉα_refを示すもので、図１０（ｂ）は、リプル抽出手段６ｇから出力されるβ軸における実際電流値と電流指令値との偏差ｉβ（この場合、ｉβ_ref＝０）を示すものであり、実線が正転時を、破線が逆転時を示している。
【００９２】
図１０からも判るように、リプル抽出手段６ｇでは、微分処理等は用いないため、リプル成分の位相の進み遅れは生じない。よって、これらの位相の関係は先の図１２で示したものと全く同様である。従って、フリーラン状態推定手段７ｇでは、従来技術のフリーラン状態推定手段７ｈでの処理と同一の処理手順で回転周波数の検知、回転方向の検知が可能である。すなわち、図１３に示したように、回転方向については、ｉβが「−」から「＋」への符号反転をするときにｉα−ｉα_refが「＋」であれば、正転と推定し、ｉβが「＋」から「−」への符号反転をするときにｉα−ｉα_refが「−」であれば、正転と推定し、ｉβが「−」から「＋」への符号反転をするときにｉα−ｉα_refが「−」であれば、逆転と推定し、ｉβが「＋」から「−」への符号反転をするときにｉα−ｉα_refが「＋」であれば、逆転と推定する。また、回転周波数については、リプル計測期間をＴ[sec]、この期間中の符号反転の回数Ｎを計測して、これらの計測値を用いて回転周波数を式(N-１)/(2*Ｔ)[Hz]によって算出する。
【００９３】
このようにこの実施の形態４によれば、抵抗値を用いることなくｉα、ｉβのリプル成分を抽出可能である。よってリプル成分抽出結果に実際の抵抗変動の影響を受けないという効果が得られる。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、リプル抽出に微分演算を用いるようにしたので、誘導電動機の抵抗値を用いずに電流値或いは電圧指令値の直流分を除去することができ、これにより実際の抵抗値が温度変化などによって変動しても、精度良くリプル成分の抽出が可能となる。
【００９５】
つぎの発明によれば、α軸およびβ軸のリプル成分抽出に双方とも微分演算を用いるようにしたので、誘導電動機の抵抗値を用いずに電流値或いは電圧指令値の直流分を除去することができ、これにより実際の抵抗値が温度変化などによって変動しても、精度良くリプル成分の抽出が可能となる。
【００９６】
つぎの発明によれば、直流分の重畳しているα軸の電流値或いは電圧指令値に微分演算を施してリプル抽出を行うようにしたので、電流或いは電圧指令値のα軸およびβ軸リプル成分の位相関係が、誘導電動機の回転子が正転の場合ほぼ１8０度、逆転の場合ほぼ０度となるため、直流電流指令値を印加中の任意のタイミングで、各リプル成分の符号を確認するだけで容易に回転方向判別が可能となる。
【００９７】
つぎの発明によれば、直流電流指令値の印加期間中における第１のフリーラン回転方向の判別結果が積分するようにしているので、ノイズの影響を平均化によって薄めることができ、これによりノイズの影響があってもより正確な回転方向の判別をなし得る。
【００９８】
つぎの発明によれば、電流リプル抽出に偏差算出演算を用いるようにしたので、誘導電動機の抵抗値を用いずに電流値或いは電圧指令値の直流分を除去することができ、これにより実際の抵抗値が温度変化などによって変動しても、精度良くリプル成分の抽出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１の誘導電動機の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１の誘導電動機の制御装置の他の構成を示すブロック図である。
【図３】 この発明の実施の形態２の誘導電動機の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】 この発明の実施の形態２の誘導電動機の制御装置の他の構成を示すブロック図である。
【図５】 （ａ）（ｂ）は図３に示す誘導電動機の制御装置におけるフリーラン状態推定手段に入力される２つの信号の波形を示す図であり、（ｃ）（ｄ）は図４に示す誘導電動機の制御装置におけるフリーラン状態推定手段に入力される２つの信号の波形を示す図である。
【図６】 実施の形態２の誘導電動機の制御装置におけるフリーラン状態推定手段でのフリーラン回転方向の判定条件を示す図である。
【図７】 この発明の実施の形態３の誘導電動機の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図８】 この発明の実施の形態３の誘導電動機の制御装置の他の構成を示すブロック図である。
【図９】 この発明の実施の形態４の誘導電動機の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】 実施の形態４の誘導電動機の制御装置におけるフリーラン状態推定手段に入力される２つの信号の波形を示す図である。
【図１１】 従来技術を示すブロック図である。
【図１２】 従来の誘導電動機の制御装置における各種信号の波形を示す図である。
【図１３】 従来の誘導電動機の制御装置におけるフリーラン状態推定手段でのフリーラン回転方向の判定条件を示す図である。
【符号の説明】
１ 誘導電動機、２ 電力供給手段、３ 電流検出手段、４ 電流指令値生成手段、５ 電圧指令値生成手段、６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈ リプル抽出手段、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈ フリーラン状態推定手段、２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ 符号判別手段、２３ａ，２３ｂ 積算出手段、２４ａ，２４ｂ 積分手段、２５ａ，２５ｂ 最終符号判別手段、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ 回転周波数検出手段、４１ 比較タイミング発生手段、４２ 位相比較手段。
【発明の属する技術分野】
この発明は、速度センサを用いることなく誘導電動機を制御する誘導電動機の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
速度センサが備えられていない誘導電動機駆動システムにおいては、誘導電動機に電圧が印加されずフリーランしている状態から過大な電流やトルクによるショックを発生させずに安定に再起動する機能が必要となる。そのためには、誘導電動機においては、フリーラン回転速度とフリーラン回転方向の検出が必要である。このようなフリーラン回転速度およびフリーラン回転方向の検出を行っている従来技術として特開平３−３６９４号公報がある。図１１を用いてこの従来技術の構成を説明する。
【０００３】
図１１において、１は誘導電動機、２は電力供給手段、３は電流検出手段、４は電流指令値生成手段、５は電圧指令値生成手段、６ｈはリプル抽出手段、７ｈはフリーラン状態推定手段、３１ｃは回転周波数検出手段、４１は比較タイミング発生手段、４２は位相比較手段である。
【０００４】
まず、誘導電動機１、電力供給手段２、電流指令値生成手段４、電流検出手段３、電圧指令値生成手段５とで構成される電流制御ループのフリーラン状態の際の動作について説明する。本説明においては電流指令値、電圧指令値、電流値を固定子座標上の直交した２軸（α軸，β軸）で与えている。
【０００５】
電流検出手段３は、実際の電流を電流センサなどで取得した３相での値ｉu，ｉｖ，ｉwに対し、次の式(１)(２)を用いてα，β軸での値ｉα、ｉβに座標変換して電圧指令値生成手段５に出力する。
ｉα＝(2/3)-1*(ｉu−１/2*ｉv−１/2*ｉw) …(１)
ｉβ＝(1/2)-(1/2)*ｉw−(１/2)-(1/2)*ｉv …(２)
【０００６】
電圧指令値生成手段５は、電流指令値生成手段４から入力されるα軸電流指令値ｉα_ref，β軸電流指令値ｉβ_refと上記のようにして得られたｉα、ｉβを入力とし、次の式(３)(４)によってα軸電圧指令値ｖα_ref，β軸電圧指令値ｖβ_refを算出する。ただし、Kp、Kiは、電流制御の応答を決定する比例ゲイン定数、積分ゲイン定数である。
ｖα_ref＝Kp*(ｉα_ref−ｉα)＋Ki*∫(ｉα_ref−ｉα)dt …(３)
ｖβ_ref＝Kp*(ｉβ_ref−ｉβ)＋Ki*∫(ｉβ_ref−ｉβ)dt …(４)
【０００７】
α，β軸電圧指令値ｖα_ref、ｖβ_refは、電力供給手段２へと出力される。電力供給手段２では、入力されたα，β軸電圧指令値ｖα_ref、ｖβ_refに基づく実際の電圧ベクトルを誘導電動機１へと出力する。例えば主回路として電圧型インバータを用いる場合には、α，β軸電圧指令値ｖα_ref、ｖβ_refを３相での波形に変換した後、３相のインバータのスイッチングパターンを生成する演算処理を経て、主回路の制御入力にスイッチングパターンを入力することで、誘導電動機１にパルス幅変調された３相電圧が供給される。
【０００８】
このように構成される電流制御ループによって、実際のα，β軸電流ｉα、ｉβは、電流指令値生成手段４が出力するα，β軸電流指令値ｉα_ref、ｉβ_refに追従するように制御される。
【０００９】
次に、リプル抽出手段６ｈ、フリーラン状態推定手段７ｈについて説明する。
図１２は、従来技術のフリーラン状態の推定について説明するためのものであり、電流指令値生成手段４から直流の電流指令値をステップ状に出力したときの電圧指令信号ｉα_ref、および電流検出値ｉα、ｉβの挙動を示している。本例では、図１２（ａ）に破線で示すように、α軸電流指令値としてステップ状のｉα_ref＝Ｉ0（直流値）を与え、図１２（ｂ）に示すように、β軸電流指令値としてｉβ_ref＝０を与えている。図１２（ａ）に実線で示すように、あるいは図１２（ｂ）に実線（正転時）および破線（逆転時）で示すように、上記の電流ループの機能が働くことによって、実際のα，β軸電流ｉα、ｉβの平均値は、電流指令値生成手段４が出力するα，β軸電流指令値ｉα_ref＝Ｉ0、ｉβ_ref＝０に追従するように制御されるが、ｖα_ref、ｖβ_ref、ｉα、ｉβにはフリーラン回転周波数と同じ周波数のリプルが現れる。これは、誘導電動機１が、回転周波数と同じ周波数の共振点をもつ電気回路の特性を有しているためであり、電流指令値をステップ状に与えるショックが電流制御ループに印加されることによって各軸の電流と、各軸の電圧指令値に振動が誘起される。振動の持続性は、誘導電動機の回路定数に関係しているが、電圧指令値生成手段５のゲインの値によって操作が可能である。
【００１０】
図１２に示すとおり、ステップ状の指令値を印加しないβ軸の電流ｉβ、電圧指令値ｖβ_refには直流分が含まれず、リプル成分のみとなる。よって回転周波数検出手段３１ｃでは、β軸電圧指令値ｖβ_refの符号反転のタイミングをカウントすることでリプル周波数、すなわち回転周波数を検知する。具体的には、フリーラン状態推定手段７ｈは、リプル計測期間をＴ[sec]、この期間中の符号反転の回数Ｎを計測して、これらの計測値を用いて回転周波数を次式
(N-１)/(2*Ｔ)[Hz]
によって算出し、算出した回転周波数の検出結果を外部に出力する。
【００１１】
一方、フリーランの回転方向については、ｖα_refとｖβ_ref、或いはｉαとｉβのリプル成分の位相順に注目することで確認が可能である。フリーラン回転方向と、ｖβ_refとｖα_ref、或いはｉαとｉβのリプル成分の位相順は図１３に示すようになる。
【００１２】
正回転時にあっては、ｖα_ref（ｉα）のリプル成分の位相（図１２（ｃ）参照）は、ｖβ_ref（ｉβ）のリプル成分の位相（図１２（ｄ）の実線参照）に対し９０[deg]進んで発生し、逆転時にあっては、ｖα_ref（ｉα）のリプル成分の位相は、ｖβ_ref（ｉβ）のリプル成分の位相（図１２（ｄ）の破線参照）に対し９０[deg]遅れて発生する。この特性を活かし、α，β軸それぞれのリプル成分を抽出して図１３の関係を用いれば、フリーラン回転方向の判別が可能である。
【００１３】
図１３においては、ｖβ_refが「−」から「＋」への符号反転をするときにｖα_refが「＋」であれば、正転と推定し、ｖβ_refが「＋」から「−」への符号反転をするときにｖα_refが「−」であれば、正転と推定し、ｖβ_refが「−」から「＋」への符号反転をするときにｖα_refが「−」であれば、逆転と推定し、ｖβ_refが「＋」から「−」への符号反転をするときにｖα_refが「＋」であれば、逆転と推定している。
【００１４】
リプル成分の抽出に際し、従来技術では、β軸に関してはｖβ_refそのものをリプル成分として用い、α軸に関しては、ｖα_refから、誘導電動機の一次抵抗値における電圧降下を差し引くことでリプル成分を抽出している。その原理を以下に説明する。
【００１５】
誘導電動機の回路方程式は、以下のように記述できる。ただし、固定子直交座標α，β軸による記述であり、ｖα、ｖβは実際の一次電圧、ｉrα、ｉrβは二次電流、Ｒsは一次抵抗、Ｌsは一次インダクタンス、Ｍは相互インダクタンスを指す。
ｖα＝Ｒs*ｉα＋d/dt(Ｌs*ｉα＋Ｍ*ｉrα) …(５)
ｖβ＝Ｒs*ｉβ＋d/dt(Ｌs*ｉβ＋Ｍ*ｉrβ) …(６)
【００１６】
ここで、ｉα、ｉβの平均値をｉα0、ｉβ0、リプル成分をｉαp、ｉβpとすると、ｉα、ｉβは以下のように表現できる。ただし、従来技術の電流指令値の与え方の場合、電流制御によってｉα0＝Ｉ0、ｉβ0＝０となる点に注意する。
ｉα＝ｉα0＋ｉαp＝Ｉ0＋ｉαp …(７)
ｉβ＝ｉβ0＋ｉβp＝ｉβp …(８)
【００１７】
一方、誘導電動機の二次側回路は相互インダクタンスによって一次側と結合しているため、二次電流ｉrα、ｉrβには、直流分は含まれない。式(７)(８)と同様の表記をすると次のようになる。
ｉrα＝ｉrαp …(９)
ｉrβ＝ｉrβp …(１０)
【００１８】
電圧型インバータではほぼ指令どおりの電圧が印加できるため、ｖα_ref＝ｖα、ｖβ_ref＝ｖβと仮定できる。この仮定と式(５)〜(１０)とから、リプル情報を含む電流の項をまとめて整理すると次のようになる。
（α軸の電圧リプル成分）
＝Ｒs*ｉαp＋d/dt(Ｌs*ｉαp＋Ｍ*ｉrαp)
＝ｖα_ref−Ｒs*Ｉ0…(１１)
（β軸の電圧リプル成分）
＝Ｒs*ｉβp＋d/dt(Ｌs*ｉβp＋Ｍ*ｉrβp)
＝ｖβ_ref…(１２)
【００１９】
式(１２)より、β軸の電圧リプル成分はｖβ_refそのものであることが再度確認できる。一方、式(１１)より、α軸の電圧リプル成分は、ｖα_ref−Ｒs*Ｉ0で算出できることが分かる。
【００２０】
このことを利用し、従来技術では、リプル抽出手段６ｈにおいて一次抵抗値Ｒs_nを設定しておき、ｖα_ref−Ｒs_n*Ｉ0を演算することでｖα_refのリプル成分を抽出している。抽出したリプル成分ｖα_ref−Ｒs_n*Ｉ0は、位相比較手段４２に入力される。
【００２１】
こうして得られるα，β軸のリプル成分の位相関係を比較し、回転方向を検出する。具体的には、直流分の含まれないｖβ_refの符号反転タイミングを比較タイミング発生手段４１にて検知し、この検知されたタイミングにおいて位相比較手段４２がｖα_ref−Ｒs_n*Ｉ0の符号（極性）を判別し、さらに図１３の関係の中から当てはまる回転方向情報を得る。そして、得られた回転方向検知結果をフリーラン状態推定手段７ｈの外部に出力する。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の誘導電動機の制御装置にあっては、ｖα_refのリプル成分の抽出にあたり、ｉα_refのステップ指令値Ｉ0と一次抵抗設定値Ｒs_nを用いて、オフセットを演算除去しているため、熱などによって実際の一次抵抗値Ｒsが変化し、制御装置に用いている一次抵抗値Ｒsと食い違いが生じている場合には、(Ｒs_n-Ｒs)*Ｉαのオフセットが残存することになる。このとき、図１３を利用した正負判別において誤った符号を判別するケースが増え、位相順の誤判別、フリーラン回転方向の誤判別を引き起こす。その結果、安定なフリーラン再起動ができず、過電流に陥る、或いは、大きなトルクショックを生じるケースがあるという問題がある。
【００２３】
また、図１３に示すように、位相比較のタイミングがｖβ_refの符号変化時に限定されており、フリーラン回転数が低くリプル周波数が低い場合には一定期間内の位相比較のタイミングが少なくなる問題もある。上記抵抗変動や他の要因に起因した誤判断の影響を少なくするために複数回の符号判別結果を平均化処理しても、位相比較回数そのものが少ない場合には平均処理の効果が得にくいという問題もある。
【００２４】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、実際の抵抗値が温度変化などによって変動しても、精度良くリプル成分の抽出が可能とし、フリーランの回転方向を正確に検出し得る誘導電動機の制御装置を得ることを目的とする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかる誘導電動機の制御装置は、誘導電動機と、誘導電動機の電流指令値を出力する電流指令値生成手段と、誘導電動機の電流値を検出する電流検出手段と、電流指令値生成手段から出力される電流指令値と電流検出手段から出力される電流値とから電圧指令値を算出する電圧指令値生成手段と、電圧指令値生成手段からの電圧指令値を用いて誘導電動機へ電力を供給する電力供給手段とを備える誘導電動機の制御装置において、上記誘導電動機がフリーラン中に、上記電流指令値生成手段から直流電流指令値が出力された場合、前記電流検出手段からの電流値または電圧指令値生成手段からの電圧指令値を微分してリプル成分を抽出するリプル抽出手段と、このリプル抽出手段の出力を用い、前記リプル成分の周波数と位相関係から誘導電動機のフリーラン状態を推定するフリーラン状態推定手段とを備えることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、リプル成分抽出に微分演算を用いるようにしており、これにより誘導電動機の抵抗値を用いずに電流値或いは電圧指令値の直流分を除去することができ、実際の抵抗値が温度変化などによって変動しても、精度良くリプル成分の抽出が可能となる。
【００２７】
つぎの発明にかかる誘導電動機の制御装置は、上記の発明において、上記電流指令値生成手段は、直交する固定子座標軸のうちα軸の電流指令値を所定の直流量とし、他方のβ軸の電流指令値を０として前記電力供給手段に出力するものであり、前記リプル抽出手段は、α軸の電流値またはα軸の電圧指令値と、β軸の電流値またはβ軸の電圧指令値とを微分してリプル成分を抽出し、前記フリーラン状態推定手段は、リプル抽出手段からのα軸の微分電流値とβ軸の微分電流値とに基づく周波数と位相関係を用いるか、あるいはリプル抽出手段からのα軸の微分電圧指令値とβ軸の微分電圧指令値とに基づく周波数と位相関係を用いることにより、誘導電動機のフリーラン状態を推定することを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、α軸およびβ軸のリプル成分抽出に微分演算を用いるようにしており、これにより誘導電動機の抵抗値を用いずに電流値或いは電圧指令値の直流分を除去することができ、実際の抵抗値が温度変化などによって変動しても、精度良くリプル成分の抽出が可能となる。
【００２９】
つぎの発明にかかる誘導電動機の制御装置は、上記の発明において、上記電流指令値生成手段は、直交する固定子座標軸のうちα軸の電流指令値を所定の直流量とし、他方のβ軸の電流指令値を０として前記電力供給手段に出力するものであり、前記リプル抽出手段は、α軸の電流値またはα軸の電圧指令値を微分してリプル成分を抽出し、前記フリーラン状態推定手段は、リプル抽出手段からのα軸の微分電流値と前記電流検出手段からのβ軸の電流値とに基づく周波数と位相関係を用いるか、あるいはリプル抽出手段からのα軸の微分電圧指令値と前記電圧指令値生成手段からのβ軸の電圧指令値とに基づく周波数と位相関係を用いることにより、誘導電動機のフリーラン状態を推定することを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、直流分の重畳しているα軸の電流値或いは電圧指令値のみに微分演算を施してリプル抽出を行うようにしたので、電流或いは電圧指令値のα軸およびβ軸リプル成分の位相関係が、誘導電動機の回転子が正転の場合ほぼ１8０度、逆転の場合ほぼ０度となるため、直流電流指令値を印加中の任意のタイミングで、各リプル成分の符号を確認するだけで容易に回転方向判別が可能となる。
【００３１】
つぎの発明にかかる誘導電動機の制御装置は、上記の発明において、前記フリーラン状態推定手段は、上記リプル抽出手段が出力するα軸の微分電流値またはα軸の微分電圧指令値の符号を判別する第１の符号判別手段と、前記電流検出手段からのβ軸の電流値または前記電圧指令値生成手段からのβ軸の電圧指令値の符号を判別する第２の符号判別手段と、前記第１および第２の符号判別手段の出力の積を演算して第１の回転方向判別結果を出力する積算出手段と、上記積算出手段の出力を積分する積分手段と、この積分手段の出力の符号を判別し、この判別結果を最終的なフリーラン回転方向として出力する最終符号判別手段とを備えることを特徴とする。
【００３２】
この発明によれば、直流電流指令値の印加期間中における第１のフリーラン回転方向の判別結果が積分することで、ノイズの影響を平均化によって薄めるようにしており、これによりノイズの影響があってもより正確な回転方向の判別をなし得る。
【００３３】
つぎの発明にかかる誘導電動機の制御装置は、誘導電動機と、誘導電動機の電流指令値を出力する電流指令値生成手段と、誘導電動機の電流値を検出する電流検出手段と、電流指令値生成手段から出力される電流指令値と電流検出手段から出力される電流値とから電圧指令値を算出する電圧指令値生成手段と、電圧指令値生成手段からの電圧指令値を用いて誘導電動機へ電力を供給する電力供給手段とを備える誘導電動機の制御装置において、上記誘導電動機がフリーラン中に、上記電流指令値生成手段から直流電流指令値が出力された場合、前記電流指令値生成手段からの電流指令値と電流検出手段からの電流値との偏差を求めることにより電流リプル成分を抽出するリプル抽出手段と、このリプル抽出手段の出力を用い、前記リプル成分の周波数と位相関係から誘導電動機のフリーラン状態を推定するフリーラン状態推定手段とを備えることを特徴とする。
【００３４】
この発明によれば、電流リプル抽出に偏差算出演算を用いるようにしており、これにより誘導電動機の抵抗値を用いずに電流値或いは電圧指令値の直流分を除去することができ、実際の抵抗値が温度変化などによって変動しても、精度良くリプル成分の抽出が可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる誘導電動機の制御装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３６】
実施の形態１．
図１は実施の形態１における誘導電動機の制御装置を示すもので、図１１に示した従来技術と同じ構成要素については同一符号を付している。
【００３７】
図１において、１は誘導電動機、２は電力供給手段、３は電流検出手段、４は電流指令値生成手段、５は電圧指令値生成手段、６ａはリプル抽出手段、７ａはフリーラン状態推定手段である。
【００３８】
電流指令値生成手段４は、誘導電動機の電流指令値ｉα_ref，ｉβ_refを電圧指令値生成手段５に出力する。電流検出手段３は、誘導電動機の電流値ｉα，ｉβを検出し、検出した電流値ｉα，ｉβを電圧指令値生成手段に出力する。電圧指令値生成手段５は、電流指令値生成手段４から出力される電流指令値と電流検出手段３から出力される電流値とから電圧指令値ｖα_ref，ｖβ_refを算出し、算出した電圧指令値を電力供給手段２に出力する。電力供給手段２は、入力された電圧指令値に基づき電圧ベクトルを生成し、生成した電圧ベクトルを誘導電動機１へ出力する。
【００３９】
リプル抽出手段６ａは、誘導電動機がフリーラン中に電流指令値生成手段４から直流電流指令値を出力した場合に、電流値ｉα，ｉβ或いは電圧指令値ｖα_ref，ｖβ_refの少なくとも一方からリプル成分を抽出する。この場合は、電圧指令値ｖα_ref，ｖβ_refを用いてリプル成分を抽出するものとする。
【００４０】
フリーラン状態推定手段７ａは、リプル抽出手段６ａによって抽出されたリプル成分の周波数と位相関係から誘導電動機１のフリーラン状態、すなわち回転周波数および回転方向を推定する。
【００４１】
つぎに、この実施の形態１における特徴的な構成であるリプル抽出手段６ａについて説明する。
【００４２】
先の式(１１)(１２)を用いた説明で述べたように、α軸電圧指令値ｖα_refには一次抵抗部分の電圧降下によるオフセットが重畳している。従来技術では、このオフセット分を、一次抵抗設定値Ｒs_nと電流指令値Ｉ0を用いて減算処理している。また一方、β軸電流指令値をｉβ_ref=0と選択することで、電圧指令値ｖβ_refにオフセットが重畳することは回避している。
【００４３】
図１のリプル抽出手段６ａでは、このようなｖα_ref、ｖβ_refに対し微分演算を施してリプル成分を抽出する。Ｉ0が直流量であり、d/dtＩ0=0であることに注意すると、リプル抽出手段６ａにおける処理は以下のようになる。
式(１３)を先の式(１１)と比較すると、電圧指令値ｖα_refの直流分が微分によって除去され、α軸電圧のリプル成分を抽出できることが確認できる。ただし微分によってリプルの位相は９０[deg]進むことに注意が必要である。
【００４５】
一方、式(１４)と先の式(１２)を比較すると、同様にβ軸電圧のリプル成分が微分によって９０[deg]進んで抽出される。こうしてリプル抽出手段６ａで抽出された信号、d/dt(ｖα_ref)、d/dt(ｖβ_ref)は、フリーラン状態推定手段７ａに入力される。
【００４６】
α，β軸の電圧リプル成分の位相はそろって９０[deg]進むため、位相の関係は先の図１２で示したものと全く同様である。従って、フリーラン状態推定手段７ａでは、従来技術のフリーラン状態推定手段７ｈでの処理と同一の処理手順で回転周波数の検知、回転方向の検知が可能である。すなわち、図１３に示したように、回転方向については、ｖβ_refが「−」から「＋」への符号反転をするときにｖα_refが「＋」であれば、正転と推定し、ｖβ_refが「＋」から「−」への符号反転をするときにｖα_refが「−」であれば、正転と推定し、ｖβ_refが「−」から「＋」への符号反転をするときにｖα_refが「−」であれば、逆転と推定し、ｖβ_refが「＋」から「−」への符号反転をするときにｖα_refが「＋」であれば、逆転と推定する。また、回転周波数については、リプル計測期間をＴ[sec]、この期間中の符号反転の回数Ｎを計測して、これらの計測値を用いて回転周波数を式(N-１)/(2*Ｔ)[Hz]によって算出する。
【００４７】
このように、実施の形態１によれば、電圧指令値ｖα_refに重畳した直流分を微分演算によって消去できるため、抵抗値を用いることなくリプル成分を抽出可能である。よってリプル成分抽出結果に実際の抵抗変動の影響を受けないという効果が得られ、回転方向判別の精度が改善される効果が得られる。
【００４８】
なお、上記の例では、β軸電流指令値ｉβ_refに関しては、ｉβ_ref＝０の場合について説明したが、ｉβ_refとして任意の直流量を加えた場合、ｖβ_refにも電圧降下分のオフセットが生じる。しかしその場合でも式(１４)は成り立つ。よって、実施の形態１の場合には、印加する直流電流指令値ベクトルの方向を限定しなくとも良いという効果も得られる。
【００４９】
図２は、実施の形態１の変形態様を示す図である。この変形態様においては、リプル抽出手段６ｂは、電流検出手段３から出力される電流値ｉα，ｉβを用いてリプル成分を抽出するようにしている。
【００５０】
先の式(７)、(８)に示したとおり、電流値ｉαには指令値ｉα_ref＝Ｉ0に等しい直流分が重畳している。式(７)、(８)の両辺を微分すると以下の式(１５)、(１６)のようになる。
d/dt（ｉα）＝d/dt(Ｉ0＋ｉαp)＝d/dt(ｉαp) …(１５)
d/dt（ｉβ）＝d/dt(ｉβp) …(１６)
【００５１】
α軸電流ｉαの直流分が微分によって除去され、α軸電圧のリプル成分を抽出できることが確認できる。ただし微分によってリプルの位相は９０[deg]進むことに注意が必要である。一方、式(１６)と同様にβ軸電流ｉβのリプル成分が微分によって９０[deg]進んで抽出される。こうしてリプル抽出手段６ｂで抽出された信号d/dt（ｉα）、d/dt（ｉβ）は、フリーラン状態推定手段７ｂに入力される。
【００５２】
α，β軸の電圧リプル成分の位相はそろって９０[deg]進むため、位相の関係は先の図１２で示したものと全く同様である。従って、フリーラン状態推定手段７ｂでは、従来技術のフリーラン状態推定手段７ｈでの処理と同じ処理手順で回転周波数の検知、回転方向の検知が可能である。すなわち、図１３に示したように、回転方向については、ｉβが「−」から「＋」への符号反転をするときにｉαが「＋」であれば、正転と推定し、ｉβが「＋」から「−」への符号反転をするときにｉαが「−」であれば、正転と推定し、ｉβが「−」から「＋」への符号反転をするときにｉαが「−」であれば、逆転と推定し、ｉβが「＋」から「−」への符号反転をするときにｉαが「＋」であれば、逆転と推定する。また、回転周波数については、リプル計測期間をＴ[sec]、この期間中の符号反転の回数Ｎを計測して、これらの計測値を用いて回転周波数を式(N-１)/(2*Ｔ)[Hz]によって算出する。
【００５３】
このように、図２に示す実施の形態１の変形態様によれば、検出電流ｉαに重畳した直流分を微分演算によって消去できるため、抵抗値を用いることなくリプル成分を抽出可能である。よってリプル成分抽出結果に実際の抵抗変動の影響を受けないという効果が得られ、回転方向判別の精度が改善される効果が得られる。
【００５４】
なお、上記の例では、β軸電流指令値ｉβ_refに関しては、ｉβ_ref＝０の場合について説明したが、ｉβ_refとして任意の直流量を加えた場合、ｉβにも指令値ｉβ_refに相当するオフセットが生じる。しかしその場合でも式(１６)は成り立つ。よって、図２の構成例の場合には、図１の場合と同様、印加する直流電流指令値ベクトルの方向を限定しなくとも良いという効果が得られる。
【００５５】
また、実施の形態１のリプル抽出手段６ａ、６ｂの後段に位置するフリーラン状態推定手段７ａ、７ｂでは、リプル成分の位相情報、符号情報しか用いない。よってリプル抽出手段６ａ、６ｂでの微分演算では、電圧指令値や電流値からオフセットが除去さえできれば、リプルの振幅情報を必ずしも保存する必要はない。よって、微分演算後にリプルの符号判別を助けるために適当なゲインを積算してリプル成分信号の振幅を大きくしたり、微分演算の代替として時間の割り算を省略した差分演算を利用したり、高周波ノイズを過大に増幅させないように微分演算ではなくハイパスフィルタ演算（擬似微分演算）を利用するなどしても良い。
【００５６】
実施の形態２．
つぎに、図３〜図６を用いてこの発明の実施の形態２について説明する。図３は実施の形態２における誘導電動機の制御装置を示すもので、実施の形態１と同じ構成要素については同一符号を付している。
【００５７】
この実施の形態２においては、リプル抽出手段６ｃは、直交する固定子座標軸の２軸のうち、ステップ状に直流の指令値を印加する軸の電圧指令値（この場合は、Ｖα_ref）に対してのみ微分演算を行うようにしており、他方の軸の電圧指令値（Ｖβ_ref）に関しては、微分演算を行うことなくフリーラン状態推定手段７ｃに入力している。
【００５８】
先の式(１１)、(１２)に関する説明で述べたように、電流指令値をｉα_ref＝Ｉ0、ｉβ_ref＝0として与えた場合、α軸電圧指令値ｖα_refには一次抵抗部分の電圧降下によるオフセットが重畳しており、β軸電圧指令値ｖβ_refにはオフセットは重畳しない。また、α軸のリプル成分とβ軸のリプル成分は位相差が９０[deg]であり、図１２および図１３を用いて説明したように、フリーラン回転方向によってそれらの進み／遅れ関係が決まっている。
【００５９】
ここで、リプル抽出手段６ｃによって、α軸電圧指令値ｖα_refに対して微分演算を施すと、先の式(１１)のように抵抗値を用いることなく、α軸電圧のリプル成分を抽出可能である。一方、β軸の電圧指令値（Ｖβ_ref）に関しては、微分演算を行うことなくフリーラン状態推定手段７ｃに入力しているので、フリーラン状態推定手段７ｃには、位相が９０[deg]進んだα軸電圧リプル成分d/dt(ｖα_ref)と、β軸の電圧リプル成分ｖβ_refそのものが入力されることになる。
【００６０】
図５（ａ）は、位相が９０[deg]進んだα軸電圧リプル成分d/dt(ｖα_ref)を示すものである。また図５（ｂ）は、β軸の電圧リプル成分ｖβ_refを示すものであり、実線が正転時を、破線が逆転時を示している。
【００６１】
図６は、フリーラン状態推定手段７ｃでの、フリーラン回転方向の判別条件を示すものである。図５（ａ）および図５（ｂ）の各波形を照合すれば判るように、フリーラン回転方向の判別条件には、次のような関係が成立する。
【００６２】
すなわち、α軸電圧リプル成分d/dt(ｖα_ref)およびβ軸の電圧リプル成分ｖβ_refの符号が不一致の時には、正転と推定し、α軸電圧リプル成分d/dt(ｖα_ref)およびβ軸の電圧リプル成分ｖβ_refの符号が一致の時には、逆転と推定する。
【００６３】
このように、α軸電圧リプル成分の方だけ位相を９０[deg]進める結果、フリーラン状態推定手段７ｃで比較される２つのリプル成分の位相差は、正転時には１80[deg]、逆転時には0[deg]となるため、各リプル成分の符号に注目するとフリーラン回転方向が分かることになる。従来技術におけるフリーラン状態推定手段７ｈでは、９０[deg]の位相進み/遅れを判別するため、ｖβ_refの符号反転のタイミングにおけるｖα_refの符号に注目する必要があったが、実施の形態２の場合、フリーラン状態推定手段７ｃでは、任意の時刻で各リプル成分の符号さえ検知すれば、回転方向判別が可能となる。
【００６４】
以上のように、実施の形態２によれば、抵抗値を用いることなく、直流電流指令を印加した軸のオフセット成分を除去でき、フリーラン状態推定手段の検出精度が抵抗変動に左右されないという効果が得られる。さらに、直交した固定子座標２軸のうちの一方のリプル成分のみに微分演算を施し、２軸のリプル成分の抽出結果の位相差を１80[deg]或いは0[deg]とすることで、任意のタイミングにおける２つのリプル成分の符号判別で回転方向の判別が可能となり、シーケンスが単純になって制御の信頼性が向上し、方向判別のＳ／Ｎ比が大幅に向上する効果が得られる。
【００６５】
図４は、実施の形態２の変形態様を示す図である。この変形態様においては、リプル抽出手段６ｄは、電流検出手段３から出力される電流値ｉαを用いてリプル成分を抽出するようにしている。すなわち、リプル抽出手段６ｄは、直交する固定子座標軸の２軸のうち、オフセットの重畳する軸の電流値（この場合は、ｉα）に対してのみ微分演算を行い、他方の軸の電流値（ｉβ）に関しては、微分演算を行うことなくフリーラン状態推定手段７ｄに入力している。
【００６６】
先の図１２を用いて説明したように、電流指令値をｉα_ref＝Ｉ0、ｉβ_ref＝０として与えた場合、α軸電流値ｉαには直流分Ｉ0に加えてリプル成分が重畳しており、β軸電流ｉβはリプル成分のみである。また、α軸のリプル成分とβ軸のリプル成分は位相差が９０[deg]であり、図１２および図１３を用いて説明したように、フリーラン回転方向によってそれらの進み／遅れ関係が決まっている。
【００６７】
ここで、リプル抽出手段６ｄによって、α軸の電流値ｉαに対して微分演算を施すと、先の式(１１)のように抵抗値を用いることなく、α軸電圧のリプル成分を抽出可能である。一方、β軸の電流値ｉβに関しては、微分演算を行うことなくフリーラン状態推定手段７ｄに入力しているので、フリーラン状態推定手段７ｄには、位相が９０[deg]進んだα軸電流リプル成分d/dt(ｉα)と、β軸の電流リプル成分ｉβそのものが入力されることになる。
【００６８】
図５（ｃ）は、位相が９０[deg]進んだα軸電流リプル成分d/dt(ｉα)を示すものである。また図５（ｄ）は、β軸の電流リプル成分ｉβを示すものであり、実線が正転時を、破線が逆転時を示している。
【００６９】
この場合も、フリーラン状態推定手段７ｄでの、フリーラン回転方向の判別条件は、図６に示すように、α軸電流リプル成分d/dt(ｉα)およびβ軸の電流リプル成分ｉβの符号が不一致の時には、正転と推定し、α軸電流リプル成分d/dt(ｉα)およびβ軸の電圧リプル成分ｉβの符号が一致の時には、逆転と推定する。
【００７０】
このようにこの変形態様においても、実際の抵抗変動の影響を受けずにフリーラン状態を推定できる。また、２軸のリプル成分の抽出結果の位相差を１80[deg]或いは0[deg]とすることで、任意のタイミングにおける２つのリプル成分の符号判別で回転方向の判別が可能となり、シーケンスが単純になって制御の信頼性が向上し、方向判別のＳ／Ｎ比が大幅に向上する効果が得られる。
【００７１】
なお、実施の形態２のリプル抽出手段６ｃ、６ｄの後段に位置するフリーラン状態推定手段７ｃ、７ｄでは、リプル成分の位相情報、符号情報しか用いない。よってリプル抽出手段６ｃ、６ｄでの微分演算では、電圧指令値や電流値からオフセットが除去さえできれば、リプルの振幅情報を必ずしも保存する必要はない。よって、微分演算後にリプルの符号判別を助けるために適当なゲインを積算してリプル成分信号の振幅を大きくしたり、微分演算の代替として時間の割り算を省略した差分演算を利用したり、高周波ノイズを過大に増幅させないように微分演算ではなくハイパスフィルタ演算（擬似微分演算）を利用するなどしても良い。
【００７２】
実施の形態３．
つぎに、図７および図８を用いてこの発明の実施の形態３について説明する。図７は実施の形態３における誘導電動機の制御装置を示すものでものである。この実施の形態３において、リプル抽出手段６ｅは、図３に示したリプル抽出手段６ｃと同様、直交する固定子座標軸の２軸のうち、ステップ状に直流の指令値を印加する軸の電圧指令値（この場合は、Ｖα_ref）に対してのみ微分演算を行っている。フリーラン状態推定手段７ｅには、図３に示す実施の形態２と同様、リプル抽出手段６ｅで微分演算を行った後のα軸のリプル成分d/dt(ｖα_ref)と、他方の軸の電圧指令値のリプル成分（Ｖβ_ref）が入力されている。
【００７３】
この実施の形態３においては、フリーラン状態推定手段７ｅのより具体的な構成を示している。
【００７４】
フリーラン状態推定手段７ｅは、微分によって抽出されたα軸のリプル成分d/dt(ｖα_ref)の符号を判別し出力する符号判別手段２１ａと、β軸のリプル成分ｖβ_refの符号を判別し出力する符号判別手段２２ａと、符号判別手段２１ａおよび符号判別手段２２ａの各出力の積によって第１のフリーラン回転方向判別結果を算出する積算出手段２３ａと、積算出手段２３ａの出力を積分する積分手段２４ａと、積分手段２４ａの符号を判別し第２のフリーラン回転方向判別結果を出力する最終符号判別手段２５ａと、回転周波数を検出する回転周波数検出手段３１ａとから構成される。回転周波数検出手段３１ａは、従来技術の図１１の回転周波数検出手段３１ｃと同じであり、その説明は省略する。
【００７５】
フリーラン状態推定手段７ｅには、微分によって抽出されたα軸の電圧リプル成分d/dt(ｖα_ref)とβ軸のリプル成分ｖβ_refが入力される。これらの位相関係については実施の形態２で説明したとおりであり、図５（ａ）（ｂ）及び図６に示したようになる。これらの符号を算出する符号判別手段２１ａ、符号判別手段２２ａでは、判別された符号が正の場合には１、負の場合には−１を出力する。これらの２つの出力結果を、積算出手段２３ａにて逐次積算すると、図６に示した関係から、積算出手段２３ａからは、正転の場合−１、逆転の場合１が逐次出力されることになる。これを、下式（１７）に示すように、第１のフリーラン回転方向判別結果とする。
実際の装置においては、電流センサからノイズが混入したり、電流センサ情報にオフセットが重畳していたり、運転条件によってはリプル振幅が小さかったりといった要因で、積算出手段２３ａの出力である第１のフリーラン回転方向判別結果は、必ずしも、逐次正しい結果、すなわち式(１７)のとおりの出力をしているとは限らない。そこで、以下の式(１８)(１９)に基づき、第１のフリーラン回転方向判別結果を積分手段２４ａにて逐次積分し、積分された結果の符合を最終符号判別手段２５ａにて判別し、これが負であれば正転、正であれば逆転と判断して第２のフリーラン回転方向判別結果とする。
式(１７)(１８)によれば、(誤った結果を出力した期間の総計)＜（正しい結果を出力した期間の総計）であれば、以下の式(１９)が成り立つ。
このように実施の形態３によれば、直流電流指令値の印加期間中における第１のフリーラン回転方向判別結果が積分されるため、実施の形態２の効果に加え、ノイズの影響等で図６に示した判定条件に基づく判別が失敗した期間があっても影響を平均化によって薄めることで、Ｓ／Ｎ比を改善した第２のフリーラン回転方向判別結果が得られ、より正確な回転方向の判別をなし得る。
【００７９】
なお、上記符号判別手段２１ａあるいは符号判別手段２２ａにおいては、積算出手段２３ａの出力のチャタリングを防止して第１のフリーラン回転方向判別結果のＳ／Ｎ比を改善するために、符号判別の際に絶対値がある閾値以下の場合には０を出力する機能を付加することが望ましい。
【００８０】
図８は、実施の形態３の変形態様を示す図である。この変形態様においては、リプル抽出手段６ｆは、電流検出手段３から出力される電流値ｉαを用いてリプル成分を抽出するようにしている。すなわち、リプル抽出手段６ｄは、直交する固定子座標軸の２軸のうち、オフセットの重畳する軸の電流値（この場合は、ｉα）に対してのみ微分演算を行っている。フリーラン状態推定手段７ｆには、図４に示す実施の形態２と同様、リプル抽出手段６ｆで微分演算を行った後のα軸の電流値のリプル成分d/dt（ｉα）と、他方のβ軸の電流値のリプル成分ｉβが入力されている。
【００８１】
フリーラン状態推定手段７ｆは、微分によって抽出されたα軸のリプル成分d/dt(ｉα)の符号を判別し出力する符号判別手段２１ｂと、β軸のリプル成分ｉβの符号を判別し出力する符号判別手段２２ｂと、符号判別手段２１ｂおよび符号判別手段２２ｂの各出力の積によって第１のフリーラン回転方向判別結果を算出する積算出手段２３ｂと、積算出手段２３ｂの出力を積分する積分手段２４ｂと、積分手段２４ｂの符号を判別し第２のフリーラン回転方向判別結果を出力する最終符号判別手段２５ｂと、回転周波数を検出する回転周波数検出手段３１ｂとから構成される。
【００８２】
この図８に示すフリーラン状態推定手段７ｆの各構成要素の動作は、図７に示したフリーラン状態推定手段７ｅの各構成要素の動作と同じである。
【００８３】
すなわち、フリーラン状態推定手段７ｅに入力される、微分によって抽出されたα軸の電流リプル成分d/dt(ｉα)とβ軸の電流リプル成分ｉβの位相関係については、実施の形態２で説明したとおりであり、図５（ｃ）（ｄ）及び図６に示したようになる。すなわち、微分によって抽出されたα軸の電流リプル成分d/dt(ｉα)とβ軸の電流リプル成分ｉβの位相関係（図５（ｃ）（ｄ））と、微分によって抽出されたα軸の電圧リプル成分d/dt(ｖα_ref)とβ軸の電圧リプル成分ｖβ_refの位相関係（図５（ａ）（ｂ））は同じであるので、最終符号判別手段２５ｂでは、前述した式（１９）に基づいて、フリーランの回転方向を判別することができる。
【００８４】
このようにこの変形態様においては、直流電流指令値の印加期間中における第１のフリーラン回転方向判別結果が積分されるため、実施の形態２の効果に加え、ノイズの影響等で図６に示した判定条件に基づく判別が失敗した期間があっても影響を平均化によって薄めることで、Ｓ／Ｎ比を改善した第２のフリーラン回転方向判別結果が得られ、より正確な回転方向の判別をなし得る。
【００８５】
なお、実施の形態３のリプル抽出手段６ｅ、６fとしては、後段のフリーラン状態推定手段７ｅ、７fでリプルの振幅情報を用いないことから、微分演算後にリプルの符号判別を助けるために適当なゲインを積算してリプル成分信号の振幅を大きくしたり、微分演算の代替として時間の割り算を省略した差分演算を利用したり、高周波ノイズを過大に増幅させないように微分演算の代替としてハイパスフィルタ演算を利用するようにしてもよい。
【００８６】
実施の形態４．
つぎに、図９および図１０を用いてこの発明の実施の形態４について説明する。図９は実施の形態４における誘導電動機の制御装置を示すものでものである。この実施の形態４においては、リプル抽出手段６ｇは、直交する固定子座標軸の２軸に対する電流指令値と実際電流値との偏差を夫々算出し、それらの結果をフリーラン状態推定手段７ｇに出力するようにしている。
【００８７】
すなわち、リプル抽出手段６ｇは、電流指令値生成手段４から入力されるα，β軸の電流指令値ｉα_ref、ｉβ_refと、電流検出手段３から入力されるα，β軸の電流値ｉα、ｉβとを用い、下式によってα，β軸における実際電流値と電流指令値との偏差を算出している。
ｉα−ｉα_ref …(２０)
ｉβ−ｉβ_ref …(２１)
【００８８】
ここで、従来技術の説明で述べたように、電流ループの機能が働くことによって、実際のα，β軸電流ｉα、ｉβの平均値ｉα0、ｉβ0は、電流指令値生成手段４から出力されるα，β軸電流指令値ｉα_ref、ｉβ_refに追従（一致）する。
【００８９】
したがって、ｉα、ｉβのリプル成分をｉαp、ｉβpとすると、下式（２２），（２３）が成立する。
ｉα＝ｉα0＋ｉαp＝ｉα_ref＋ｉαp …(２２)
ｉβ＝ｉβ0＋ｉβp＝ｉβ_ref＋ｉβp …(２３)
【００９０】
従って、リプル抽出手段６ｇにて、上式（２０）（２１）に示すように、ｉα−ｉα_ref、ｉβ-ｉβ_refを演算することにより、抵抗値を用いることなく、各軸のリプル成分を抽出することが可能である。
【００９１】
図１０（ａ）は、α軸における実際電流値と電流指令値との偏差ｉα−ｉα_refを示すもので、図１０（ｂ）は、リプル抽出手段６ｇから出力されるβ軸における実際電流値と電流指令値との偏差ｉβ（この場合、ｉβ_ref＝０）を示すものであり、実線が正転時を、破線が逆転時を示している。
【００９２】
図１０からも判るように、リプル抽出手段６ｇでは、微分処理等は用いないため、リプル成分の位相の進み遅れは生じない。よって、これらの位相の関係は先の図１２で示したものと全く同様である。従って、フリーラン状態推定手段７ｇでは、従来技術のフリーラン状態推定手段７ｈでの処理と同一の処理手順で回転周波数の検知、回転方向の検知が可能である。すなわち、図１３に示したように、回転方向については、ｉβが「−」から「＋」への符号反転をするときにｉα−ｉα_refが「＋」であれば、正転と推定し、ｉβが「＋」から「−」への符号反転をするときにｉα−ｉα_refが「−」であれば、正転と推定し、ｉβが「−」から「＋」への符号反転をするときにｉα−ｉα_refが「−」であれば、逆転と推定し、ｉβが「＋」から「−」への符号反転をするときにｉα−ｉα_refが「＋」であれば、逆転と推定する。また、回転周波数については、リプル計測期間をＴ[sec]、この期間中の符号反転の回数Ｎを計測して、これらの計測値を用いて回転周波数を式(N-１)/(2*Ｔ)[Hz]によって算出する。
【００９３】
このようにこの実施の形態４によれば、抵抗値を用いることなくｉα、ｉβのリプル成分を抽出可能である。よってリプル成分抽出結果に実際の抵抗変動の影響を受けないという効果が得られる。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、リプル抽出に微分演算を用いるようにしたので、誘導電動機の抵抗値を用いずに電流値或いは電圧指令値の直流分を除去することができ、これにより実際の抵抗値が温度変化などによって変動しても、精度良くリプル成分の抽出が可能となる。
【００９５】
つぎの発明によれば、α軸およびβ軸のリプル成分抽出に双方とも微分演算を用いるようにしたので、誘導電動機の抵抗値を用いずに電流値或いは電圧指令値の直流分を除去することができ、これにより実際の抵抗値が温度変化などによって変動しても、精度良くリプル成分の抽出が可能となる。
【００９６】
つぎの発明によれば、直流分の重畳しているα軸の電流値或いは電圧指令値に微分演算を施してリプル抽出を行うようにしたので、電流或いは電圧指令値のα軸およびβ軸リプル成分の位相関係が、誘導電動機の回転子が正転の場合ほぼ１8０度、逆転の場合ほぼ０度となるため、直流電流指令値を印加中の任意のタイミングで、各リプル成分の符号を確認するだけで容易に回転方向判別が可能となる。
【００９７】
つぎの発明によれば、直流電流指令値の印加期間中における第１のフリーラン回転方向の判別結果が積分するようにしているので、ノイズの影響を平均化によって薄めることができ、これによりノイズの影響があってもより正確な回転方向の判別をなし得る。
【００９８】
つぎの発明によれば、電流リプル抽出に偏差算出演算を用いるようにしたので、誘導電動機の抵抗値を用いずに電流値或いは電圧指令値の直流分を除去することができ、これにより実際の抵抗値が温度変化などによって変動しても、精度良くリプル成分の抽出が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１の誘導電動機の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１の誘導電動機の制御装置の他の構成を示すブロック図である。
【図３】 この発明の実施の形態２の誘導電動機の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】 この発明の実施の形態２の誘導電動機の制御装置の他の構成を示すブロック図である。
【図５】 （ａ）（ｂ）は図３に示す誘導電動機の制御装置におけるフリーラン状態推定手段に入力される２つの信号の波形を示す図であり、（ｃ）（ｄ）は図４に示す誘導電動機の制御装置におけるフリーラン状態推定手段に入力される２つの信号の波形を示す図である。
【図６】 実施の形態２の誘導電動機の制御装置におけるフリーラン状態推定手段でのフリーラン回転方向の判定条件を示す図である。
【図７】 この発明の実施の形態３の誘導電動機の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図８】 この発明の実施の形態３の誘導電動機の制御装置の他の構成を示すブロック図である。
【図９】 この発明の実施の形態４の誘導電動機の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】 実施の形態４の誘導電動機の制御装置におけるフリーラン状態推定手段に入力される２つの信号の波形を示す図である。
【図１１】 従来技術を示すブロック図である。
【図１２】 従来の誘導電動機の制御装置における各種信号の波形を示す図である。
【図１３】 従来の誘導電動機の制御装置におけるフリーラン状態推定手段でのフリーラン回転方向の判定条件を示す図である。
【符号の説明】
１ 誘導電動機、２ 電力供給手段、３ 電流検出手段、４ 電流指令値生成手段、５ 電圧指令値生成手段、６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ，６ｆ，６ｇ，６ｈ リプル抽出手段、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ，７ｆ，７ｇ，７ｈ フリーラン状態推定手段、２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂ 符号判別手段、２３ａ，２３ｂ 積算出手段、２４ａ，２４ｂ 積分手段、２５ａ，２５ｂ 最終符号判別手段、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ 回転周波数検出手段、４１ 比較タイミング発生手段、４２ 位相比較手段。
Claims (3)
- 誘導電動機と、
誘導電動機の電流指令値を出力する電流指令値生成手段と、
誘導電動機の電流値を検出する電流検出手段と、
電流指令値生成手段から出力される電流指令値と電流検出手段から出力される電流値とから電圧指令値を算出する電圧指令値生成手段と、
電圧指令値生成手段からの電圧指令値を用いて誘導電動機へ電力を供給する電力供給手段と、
を備える誘導電動機の制御装置において、
上記誘導電動機がフリーラン中に、上記電流指令値生成手段から直流電流指令値が出力された場合、前記電流検出手段からの電流値または電圧指令値生成手段からの電圧指令値を微分してリプル成分を抽出するリプル抽出手段と、
このリプル抽出手段の出力を用い、前記リプル成分の周波数と位相関係から誘導電動機のフリーラン状態を推定するフリーラン状態推定手段と、
を備え、
上記電流指令値生成手段は、直交する固定子座標軸のうちα軸の電流指令値を所定の直流量とし、他方のβ軸の電流指令値を０として前記電力供給手段に出力するものであり、
前記リプル抽出手段は、α軸の電流値またはα軸の電圧指令値を微分してリプル成分を抽出し、
前記フリーラン状態推定手段は、リプル抽出手段からのα軸の微分電流値と前記電流検出手段からのβ軸の電流値とに基づく周波数と位相関係を用いるか、あるいはリプル抽出手段からのα軸の微分電圧指令値と前記電圧指令値生成手段からのβ軸の電圧指令値とに基づく周波数と位相関係を用いることにより、誘導電動機のフリーラン状態を推定する
ことを特徴とする誘導電動機の制御装置。 - 前記フリーラン状態推定手段は、
上記リプル抽出手段が出力するα軸の微分電流値またはα軸の微分電圧指令値の符号を判別する第１の符号判別手段と、
前記電流検出手段からのβ軸の電流値または前記電圧指令値生成手段からのβ軸の電圧指令値の符号を判別する第２の符号判別手段と、
前記第１および第２の符号判別手段の出力の積を演算して第１の回転方向判別結果を出力する積算出手段と、
上記積算出手段の出力を積分する積分手段と、
この積分手段の出力の符号を判別し、この判別結果を最終的なフリーラン回転方向として出力する最終符号判別手段と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の誘導電動機の制御装置。 - 誘導電動機と、
誘導電動機の電流指令値を出力する電流指令値生成手段と、
誘導電動機の電流値を検出する電流検出手段と、
電流指令値生成手段から出力される電流指令値と電流検出手段から出力される電流値とから電圧指令値を算出する電圧指令値生成手段と、
電圧指令値生成手段からの電圧指令値を用いて誘導電動機へ電力を供給する電力供給手段と、
を備える誘導電動機の制御装置において、
前記誘導電動機がフリーラン中に、前記電流指令値生成手段から直流電流指令値が出力された場合、前記電流指令値生成手段からの複数の直流電流指令値と電流検出手段からの複数の電流値との対応するそれぞれの減算値を複数の電流リプル成分として抽出するリプル抽出手段と、
このリプル抽出手段の出力を用い、前記複数のリプル成分のうちの少なくとも一つの電流
リプル成分の周波数と前記複数の電流リプル成分の位相関係から誘導電動機のフリーラン状態を推定するフリーラン状態推定手段と、
を備えることを特徴とする誘導電動機の制御装置。
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