JP6580983B2 - 誘導電動機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、誘導電動機の制御装置に関し、特に、トルクの変化を抑えるための制御技術に関する。

従来、励磁電流を制御することで所定の回転磁界を発生させ、すべり周波数を制御することで所定のトルクを発生させる誘導電動機の制御装置が知られている。例えば、すべり周波数を制御する手法として、スリップの発生を抑えるために、誘導電動機の電流から温度を推定し、推定した温度と基準設定温度との間の差に基づいて、すべり周波数を補正する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

また、すべり周波数を制御する手法として、誘導電動機のトルク不足を回避するための技術が提案されている（例えば、特許文献２を参照）。この手法では、誘導電動機への印加電圧及び電流に基づいて回転数を推定すると共に、トルク指令に基づいて回転数を予測する。そして、回転数が低い領域では予測した回転数による速度を補償値とし、それ以外の領域では推定した回転数による速度を補償値とすることで、すべり周波数を算出する。

このように、すべり周波数を制御することで所定のトルクを発生させる手法として、様々な技術が提案されており、励磁電流を制御することで所定の回転磁界を発生させる手法についても同様である。

ところで、励磁電流と当該励磁電流により発生する回転磁界との間には、磁束飽和特性や時間的な遅れがあり、また、すべり周波数は誘導電動機の抵抗の温度に伴い変化する。

このため、励磁電流を制御する際には、発生する回転磁界との間の磁束飽和特性や時間的な遅れを考慮する必要があり、すべり周波数を制御する際には、誘導電動機の抵抗温度の変化を考慮する必要がある。

従来、磁束飽和特性や回転磁界の発生の遅れを補償し、誘導電動機の抵抗温度の変化に伴うすべり変動を補償するために、フラックスレギュレータ及びスリップレギュレータが用いられる。フラックスレギュレータは、トルク電圧の変化に基づいて、その指令との間の偏差が０になるように励磁電流を制御する。スリップレギュレータは、励磁電圧の変化に基づいて、その指令との間の偏差が０になるようにすべり周波数を制御する。

しかしながら、励磁電流の制御及びすべり周波数の制御では、電圧レベルの低い低回転領域において、フラックスレギュレータ及びスリップレギュレータを動作させることができない。また、中回転以上の領域においても、トルクが低い場合は、トルク成分に対する電圧が低いため、スリップレギュレータを動作させることができない。

このため、従来の励磁電流の制御においては、誘導電動機の電気角速度（出力周波数）の低い領域ではフラックスレギュレータ及びスリップレギュレータの動作を停止し、それ以外の領域では動作させるＯＮ／ＯＦＦ（オン／オフ）制御を行うようになっている。従来のすべり周波数の制御においても同様である。

また、従来のすべり周波数の制御においては、トルクの低い領域ではスリップレギュレータの動作を停止し、それ以外の領域では動作させるＯＮ／ＯＦＦ制御を行うようになっている。

つまり、誘導電動機の回転速度の低い領域では、フラックスレギュレータによる励磁電流の制御が反映されないように、励磁電流指令Ｉｄ＊が算出される。このときのフラックスレギュレータの動作がＯＦＦであり、それ以外の領域の動作がＯＮである。

また、誘導電動機の回転速度の低い領域またはトルクの低い領域では、スリップレギュレータによるすべり周波数係数の制御が反映されないように、すべり周波数係数ωｋが算出される。このときのスリップレギュレータの動作がＯＦＦであり、それ以外の領域の動作がＯＮである。

図１２は、従来のすべり周波数係数の制御を説明する図である。図１２（１）は、スリップレギュレータがＯＦＦからＯＮへ変化するときのすべり周波数係数ωｋの範囲を示し、図１２（２）は、スリップレギュレータがＯＮからＯＦＦへ変化するときのすべり周波数係数ωｋの範囲を示す。

図１２（１）を参照して、スリップレギュレータがＯＦＦからＯＮへ変化する場合、トルク電流指令Ｉｑ＊の絶対値であるトルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜が閾値Ｉｂ（＞Ｉａ）以下のときに、スリップレギュレータの出力に関わらず、所定の初期値がすべり周波数係数ωｋとして用いられる。そして、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜が閾値Ｉｂよりも大きくなると、所定の初期値×２を上限値、所定の初期値×０．５を下限値とした範囲内で、スリップレギュレータの出力がすべり周波数係数ωｋとして用いられる。

図１２（２）を参照して、スリップレギュレータがＯＮからＯＦＦへ変化する場合、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜が閾値Ｉａ（＜Ｉｂ）よりも大きいときに、所定の初期値×２を上限値、所定の初期値×０．５を下限値とした範囲内で、スリップレギュレータの出力がすべり周波数係数ωｋとして用いられる。そして、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜が閾値Ｉａ以下になると、スリップレギュレータの出力に関わらず、所定の初期値がすべり周波数係数ωｋとして用いられる。

特開平５−１９９７８６号公報 特開２００７−１０４７７７号公報

このように、従来の励磁電流の制御及びすべり周波数係数の制御においては、誘導電動機の回転速度の低い領域ではフラックスレギュレータ及びスリップレギュレータの動作を停止し、それ以外の領域では動作させるＯＮ／ＯＦＦ制御が行われる。

また、従来のすべり周波数係数の制御においては、トルクの低い領域ではスリップレギュレータの動作を停止し、それ以外の領域では動作させるＯＮ／ＯＦＦ制御が行われる。

しかしながら、フラックスレギュレータ及びスリップレギュレータのＯＮ／ＯＦＦの切り替え時に、電圧誤差が大きい場合には、励磁電流及びすべり周波数係数が過大に変動してしまうという問題があった。励磁電流及びすべり周波数係数が過大に変動すると、トルクが過大に変動することから、アプリケーションによっては、制御対象の誤動作を招くことがあった。

図１３は、従来技術のシミュレーション結果を示す図である。このシミュレーション結果は、スリップレギュレータがＯＦＦからＯＮに切り替わるときの速度フィードバック値である回転子角速度ω、トルク電流指令Ｉｑ＊及びすべり周波数係数ωｋの特性を示している。トルク電流指令Ｉｑ＊の増加特性の中で、スリップレギュレータがＯＦＦからＯＮに切り替わる。

図１３のαに示すように、スリップレギュレータの動作がＯＦＦからＯＮに切り替わるときに、すべり周波数係数ωｋが変動していることがわかる。このような特性では、制御対象の誤動作を招くことがあり得る。

そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、フラックスレギュレータまたはスリップレギュレータのＯＮ／ＯＦＦの切り替え時に、トルクの変化を抑えることが可能な誘導電動機の制御装置を提供することにある。

前記課題を解決するために、請求項１の制御装置は、励磁電流指令に基づいて励磁電圧指令を算出し、トルク電流指令に基づいてトルク電圧指令を算出し、前記トルク電流指令に基づいてすべり周波数を算出し、前記励磁電圧指令、前記トルク電圧指令及び前記すべり周波数により、インバータを介して誘導電動機を制御する制御装置において、前記誘導電動機の電気角速度、励磁電流検出値及びトルク電流検出値に基づいて算出された基準トルク電圧指令と前記トルク電圧指令との間の偏差が０になるように、フラックスレギュレータ出力値を生成するフラックスレギュレータと、予め設定された元励磁電流指令に、前記フラックスレギュレータにより生成された前記フラックスレギュレータ出力値を加算し、第１励磁電流指令を生成する第１の加算器と、前記第１の加算器により生成された前記第１励磁電流指令に対し、所定の上下限値にて制限を加え、前記励磁電流指令を出力する第１のリミッタと、を備え、前記第１のリミッタが、前記電気角速度の絶対値が予め設定された第１の閾値以下の場合に、前記元励磁電流指令を前記励磁電流指令として出力し、前記電気角速度の絶対値が前記第１の閾値よりも大きく、かつ予め設定された第２の閾値よりも小さい場合に、前記電気角速度の絶対値が前記第１の閾値から前記第２の閾値へ変化したときに、下限値が前記元励磁電流指令から漸減して所定の下限設定値へ変化し、上限値が前記元励磁電流指令から漸増して所定の上限設定値へ変化するように、前記電気角速度の絶対値に対応する前記下限値及び前記上限値を用いて、前記下限値から前記上限値までの範囲内で、前記第１励磁電流指令を前記励磁電流指令として出力し、前記電気角速度の絶対値が前記第２の閾値以上の場合に、前記下限値として前記下限設定値を用い、前記上限値として前記上限設定値を用いて、前記下限値から前記上限値までの範囲内で、前記第１励磁電流指令を前記励磁電流指令として出力する、ことを特徴とする。

また、請求項２の制御装置は、励磁電流指令に基づいて励磁電圧指令を算出し、トルク電流指令に基づいてトルク電圧指令を算出し、前記トルク電流指令に基づいてすべり周波数を算出し、前記励磁電圧指令、前記トルク電圧指令及び前記すべり周波数により、インバータを介して誘導電動機を制御する制御装置において、前記誘導電動機の電気角速度、励磁電流検出値及びトルク電流検出値に基づいて算出された基準励磁電圧指令と前記励磁電圧指令との間の偏差が０になるように、スリップレギュレータ出力値を生成するスリップレギュレータと、予め設定された元すべり周波数係数に、前記スリップレギュレータにより生成された前記スリップレギュレータ出力値を加算し、第１すべり周波数係数を生成する第２の加算器と、前記第２の加算器により生成された前記第１すべり周波数係数に対し、所定の上下限値にて制限を加え、第２すべり周波数係数を出力する第２のリミッタと、前記トルク電流指令に前記第２のリミッタにより出力された前記第２すべり周波数係数を乗算し、前記すべり周波数を生成する第１の乗算器と、を備え、前記第２のリミッタが、前記トルク電流指令の絶対値が予め設定された第３の閾値以下の場合に、前記元すべり周波数係数を前記第２すべり周波数係数として出力し、前記トルク電流指令の絶対値が前記第３の閾値よりも大きく、かつ予め設定された第４の閾値よりも小さい場合に、前記トルク電流指令の絶対値が前記第３の閾値から前記第４の閾値へ変化したときに、下限値が前記元すべり周波数係数から漸減して所定の下限設定値へ変化し、上限値が前記元すべり周波数係数から漸増して所定の上限設定値へ変化するように、前記トルク電流指令の絶対値に対応する前記下限値及び前記上限値を用いて、前記下限値から前記上限値までの範囲内で、前記第１すべり周波数係数を前記第２すべり周波数係数として出力し、前記トルク電流指令の絶対値が前記第４の閾値以上の場合に、前記下限値として前記下限設定値を用い、前記上限値として前記上限設定値を用いて、前記下限値から前記上限値までの範囲内で、前記第１すべり周波数係数を前記第２すべり周波数係数として出力する、ことを特徴とする。

また、請求項３の制御装置は、請求項１に記載の制御装置において、さらに、前記誘導電動機の電気角速度、励磁電流検出値及びトルク電流検出値に基づいて算出された基準励磁電圧指令と前記励磁電圧指令との間の偏差が０になるように、スリップレギュレータ出力値を生成するスリップレギュレータと、予め設定された元すべり周波数係数に、前記スリップレギュレータにより生成された前記スリップレギュレータ出力値を加算し、第１すべり周波数係数を生成する第２の加算器と、前記第２の加算器により生成された前記第１すべり周波数係数に対し、所定の上下限値にて制限を加え、第２すべり周波数係数を出力する第２のリミッタと、前記トルク電流指令に前記第２のリミッタにより出力された前記第２すべり周波数係数を乗算し、前記すべり周波数を生成する第１の乗算器と、を備え、前記第２のリミッタが、前記トルク電流指令の絶対値が予め設定された第３の閾値以下の場合に、前記元すべり周波数係数を前記第２すべり周波数係数として出力し、前記トルク電流指令の絶対値が前記第３の閾値よりも大きく、かつ予め設定された第４の閾値よりも小さい場合に、前記トルク電流指令の絶対値が前記第３の閾値から前記第４の閾値へ変化したときに、下限値が前記元すべり周波数係数から漸減して所定の下限設定値へ変化し、上限値が前記元すべり周波数係数から漸増して所定の上限設定値へ変化するように、前記トルク電流指令の絶対値に対応する前記下限値及び前記上限値を用いて、前記下限値から前記上限値までの範囲内で、前記第１すべり周波数係数を前記第２すべり周波数係数として出力し、前記トルク電流指令の絶対値が前記第４の閾値以上の場合に、前記下限値として前記下限設定値を用い、前記上限値として前記上限設定値を用いて、前記下限値から前記上限値までの範囲内で、前記第１すべり周波数係数を前記第２すべり周波数係数として出力する、ことを特徴とする。

また、請求項４の制御装置は、励磁電流指令に基づいて励磁電圧指令を算出し、トルク電流指令に基づいてトルク電圧指令を算出し、前記トルク電流指令に基づいてすべり周波数を算出し、前記励磁電圧指令、前記トルク電圧指令及び前記すべり周波数により、インバータを介して誘導電動機を制御する制御装置において、前記誘導電動機の電気角速度、励磁電流検出値及びトルク電流検出値に基づいて算出された基準トルク電圧指令と前記トルク電圧指令との間の偏差が０になるように、フラックスレギュレータ出力値を生成するフラックスレギュレータと、前記フラックスレギュレータにより生成された前記フラックスレギュレータ出力値に対し、所定の上下限値にて制限を加え、制限後フラックスレギュレータ出力値を出力する第３のリミッタと、予め設定された元励磁電流指令に、前記第３のリミッタにより出力された前記制限後フラックスレギュレータ出力値を加算し、前記励磁電流指令を生成する第３の加算器と、を備え、前記第３のリミッタが、前記電気角速度の絶対値が予め設定された第１の閾値以下の場合に、０の値を前記制限後フラックスレギュレータ出力値として出力し、前記電気角速度の絶対値が前記第１の閾値よりも大きく、かつ予め設定された第２の閾値よりも小さい場合に、前記電気角速度の絶対値が前記第１の閾値から前記第２の閾値へ変化したときに、下限値が前記０の値から漸減して所定の下限設定値へ変化し、上限値が前記０の値から漸増して所定の上限設定値へ変化するように、前記電気角速度の絶対値に対応する前記下限値及び前記上限値を用いて、前記下限値から前記上限値までの範囲内で、前記フラックスレギュレータ出力値を前記制限後フラックスレギュレータ出力値として出力し、前記電気角速度の絶対値が前記第２の閾値以上の場合に、前記下限値として前記下限設定値を用い、前記上限値として前記上限設定値を用いて、前記下限値から前記上限値までの範囲内で、前記フラックスレギュレータ出力値を前記制限後フラックスレギュレータ出力値として出力する、ことを特徴とする。

また、請求項５の制御装置は、励磁電流指令に基づいて励磁電圧指令を算出し、トルク電流指令に基づいてトルク電圧指令を算出し、前記トルク電流指令に基づいてすべり周波数を算出し、前記励磁電圧指令、前記トルク電圧指令及び前記すべり周波数により、インバータを介して誘導電動機を制御する制御装置において、前記誘導電動機の電気角速度、励磁電流検出値及びトルク電流検出値に基づいて算出された基準励磁電圧指令と前記励磁電圧指令との間の偏差が０になるように、スリップレギュレータ出力値を生成するスリップレギュレータと、前記スリップレギュレータにより生成されたスリップレギュレータ出力値に対し、所定の上下限値にて制限を加え、制限後スリップレギュレータ出力値を出力する第４のリミッタと、予め設定された元すべり周波数係数に、前記第４のリミッタにより生成された前記制限後スリップレギュレータ出力値を加算し、加算結果を生成する第４の加算器と、前記トルク電流指令に前記第４の加算器により生成された前記加算結果を乗算し、前記すべり周波数を生成する第２の乗算器と、を備え、前記第４のリミッタが、前記トルク電流指令の絶対値が予め設定された第３の閾値以下の場合に、０の値を前記制限後スリップレギュレータ出力値として出力し、前記トルク電流指令の絶対値が前記第３の閾値よりも大きく、かつ予め設定された第４の閾値よりも小さい場合に、前記トルク電流指令の絶対値が前記第３の閾値から前記第４の閾値へ変化したときに、下限値が前記０の値から漸減して所定の下限設定値へ変化し、上限値が前記０の値から漸増して所定の上限設定値へ変化するように、前記トルク電流指令の絶対値に対応する前記下限値及び前記上限値を用いて、前記下限値から前記上限値までの範囲内で、前記スリップレギュレータ出力値を前記制限後スリップレギュレータ出力値として出力し、前記トルク電流指令の絶対値が前記第４の閾値以上の場合に、前記下限値として前記下限設定値を用い、前記上限値として前記上限設定値を用いて、前記下限値から前記上限値までの範囲内で、前記スリップレギュレータ出力値を前記制限後スリップレギュレータ出力値として出力する、ことを特徴とする。

また、請求項６の制御装置は、請求項４に記載の制御装置において、さらに、前記誘導電動機の電気角速度、励磁電流検出値及びトルク電流検出値に基づいて算出された基準励磁電圧指令と前記励磁電圧指令との間の偏差が０になるように、スリップレギュレータ出力値を生成するスリップレギュレータと、前記スリップレギュレータにより生成された前記スリップレギュレータ出力値に対し、所定の上下限値にて制限を加え、制限後スリップレギュレータ出力値を出力する第４のリミッタと、予め設定された元すべり周波数係数に、前記第４のリミッタにより生成された前記制限後スリップレギュレータ出力値を加算し、加算結果を生成する第４の加算器と、前記トルク電流指令に前記第４の加算器により生成された前記加算結果を乗算し、前記すべり周波数を生成する第２の乗算器と、を備え、前記第４のリミッタが、前記トルク電流指令の絶対値が予め設定された第３の閾値以下の場合に、０の値を前記制限後スリップレギュレータ出力値として出力し、前記トルク電流指令の絶対値が前記第３の閾値よりも大きく、かつ予め設定された第４の閾値よりも小さい場合に、前記トルク電流指令の絶対値が前記第３の閾値から前記第４の閾値へ変化したときに、下限値が前記０の値から漸減して所定の下限設定値へ変化し、上限値が前記０の値から漸増して所定の上限設定値へ変化するように、前記トルク電流指令の絶対値に対応する前記下限値及び前記上限値を用いて、前記下限値から前記上限値までの範囲内で、前記スリップレギュレータ出力値を前記制限後スリップレギュレータ出力値として出力し、前記トルク電流指令の絶対値が前記第４の閾値以上の場合に、前記下限値として前記下限設定値を用い、前記上限値として前記上限設定値を用いて、前記下限値から前記上限値までの範囲内で、前記スリップレギュレータ出力値を前記制限後スリップレギュレータ出力値として出力する、ことを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、フラックスレギュレータまたはスリップレギュレータのＯＮ／ＯＦＦの切り替え時に、トルクの変化を抑えることが可能となる。

実施例１の制御装置の構成例を示すブロック図である。 リミッタ１７−１による励磁電流指令の制御を説明する図である。 リミッタ１７−１の処理を示すフローチャートである。 リミッタ１８−１によるすべり周波数係数の制御を説明する図である。 リミッタ１８−１の処理を示すフローチャートである。 実施例２の制御装置の構成例を示すブロック図である。 リミッタ１７−２によるフラックスレギュレータ出力値の制御を説明する図である。 リミッタ１７−２の処理を示すフローチャートである。 リミッタ１８−２によるスリップレギュレータ出力値の制御を説明する図である。 リミッタ１８−２の処理を示すフローチャートである。 実施例１のシミュレーション結果を示す図である。 従来のすべり周波数係数の制御を説明する図である。 従来技術のシミュレーション結果を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。本発明は、フラックスレギュレータの動作をＯＮ／ＯＦＦさせるときに、フラックスレギュレータの出力を励磁電流指令Ｉｄ＊に直接反映させないように、上下限値による制限を加えることを特徴とする。

また、本発明は、スリップレギュレータの動作をＯＮ／ＯＦＦさせるときに、スリップレギュレータの出力をすべり周波数係数ωｋに直接反映させないように、上下限値による制限を加えることを特徴とする。

例えば、電圧レベルの低い低回転領域では、フラックスレギュレータの出力を励磁電流指令Ｉｄ＊に反映させないようにする。励磁電流指令Ｉｄ＊の上下限値は、以下の式のように、誘導電動機の電気角速度ωｅの絶対値である電気角速度絶対値｜ωｅ｜に応じて設定される。
上限値＝ＬＩＭＩＴ（Kmax×（電気角速度絶対値｜ωｅ｜−ＯＳ））
下限値＝ＬＩＭＩＴ (Kmin×（電気角速度絶対値｜ωｅ｜−ＯＳ）)
ＬＩＭＩＴは、かっこ内の数式の計算結果をパラメータとする関数を示し、Kmax及びKminは、予め設定された係数を示す。ＯＳは、オフセット値を示す。

また、電圧レベルの低い低回転領域またはトルク成分に対する電圧が低い低トルク領域では、スリップレギュレータの出力をすべり周波数係数ωｋに反映させないようにする。すべり周波数係数ωｋの上下限値は、以下の式のように、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜に応じて設定される。
上限値＝ＬＩＭＩＴ（Kmax×（トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜−ＯＳ））
下限値＝ＬＩＭＩＴ (Kmin×（トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜−ＯＳ）)
ＬＩＭＩＴは、かっこ内の数式の計算結果をパラメータとする関数を示し、Kmax及びKminは、予め設定された係数を示す。ＯＳは、オフセット値を示す。

〔実施例１〕
まず、実施例１について説明する。実施例１は、予め設定された元の励磁電流指令（元励磁電流指令ＩｄＲ）にフラックスレギュレータの出力（フラックスレギュレータ出力値Ｉｄ’）を加算して得られる励磁電流指令Ｉｄ＊に対し、誘導電動機の電気角速度絶対値｜ωｅ｜に基づいて上下限値による制限を加える。また、実施例１は、予め設定された元のすべり周波数係数（元すべり周波数係数ωＲ）にスリップレギュレータの出力（スリップレギュレータ出力値ω’）を加算して得られるすべり周波数係数ωｋに対し、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜に基づいて上下限値による制限を加える。

〔制御装置／実施例１〕
図１は、実施例１の制御装置の構成例を示すブロック図である。この制御装置１は、インバータ３０を介して誘導電動機であるモータ３２を、ｄ軸及びｑ軸にてベクトル制御する装置である。この制御装置１は、基準電圧指令生成部１０、フラックスレギュレータ１１、スリップレギュレータ１２、加算器１３，１５，２１、速度レギュレータ１４、乗算器１６、リミッタ１７−１，１８−１、電流アンプ１９，２０、座標変換部２２，２３を備えている。

制御装置１は、励磁電流指令Ｉｄ＊から励磁電圧指令Ｖｄ＊を生成し、トルク電流指令Ｉｑ＊からトルク電圧指令Ｖｑ＊を生成する。そして、制御装置１は、励磁電圧指令Ｖｄ＊及びトルク電圧指令Ｖｑ＊からＵ相、Ｖ相及びＷ相の３相交流電圧指令（Ｕ相交流電圧指令Ｖｕ＊、Ｖ相交流電圧指令Ｖｖ＊及びＷ相交流電圧指令Ｖｗ＊）を生成する。

制御装置１は、Ｕ相交流電圧指令Ｖｕ＊、Ｖ相交流電圧指令Ｖｖ＊及びＷ相交流電圧指令Ｖｗ＊をインバータ３０へ出力する。また、制御装置１は、インバータ３０とモータ３２との間に設けられた電流検出器３１により検出されたＵ相、Ｖ相及びＷ相の３相交流電流検出値（Ｕ相交流電流検出値Ｉｕ、Ｖ相交流電流検出値Ｉｖ及びＷ相交流電流検出値Ｉｗ）を入力すると共に、速度センサ３３からモータ３２の回転子角速度ωを入力する。

インバータ３０は、制御装置１からＵ相交流電圧指令Ｖｕ＊、Ｖ相交流電圧指令Ｖｖ＊及びＷ相交流電圧指令Ｖｗ＊を入力し、これらの指令から生成したＰＷＭ信号によってスイッチング素子のゲートをオンオフし、図示しない電源から供給された直流電圧を任意の周波数及び振幅の交流電圧へと変換する。そして、インバータ３０は、変換した交流電圧をモータ３２へ供給する。

速度センサ３３は、モータ３２の回転に応じたパルス信号を発生する。このパルス信号のカウント値からモータ３２の回転子角速度ωが得られ、当該回転子角速度ωが制御装置１に入力される。尚、図１には、速度センサ３３から制御装置１へ、回転子角速度ωが入力されるように略して示してある。

制御装置１の基準電圧指令生成部１０は、後述する加算器２１からモータ３２の電気角速度ωｅを入力すると共に、後述する座標変換部２２から励磁電流検出値Ｉｄ及びトルク電流検出値Ｉｑを入力する。

基準電圧指令生成部１０は、電気角速度ωｅ、励磁電流検出値Ｉｄ及びトルク電流検出値Ｉｑに基づいて、以下の式により、基準励磁電圧指令Ｖdref及び基準トルク電圧指令Ｖqrefを算出する。
Ｖdref＝ｒ１×Ｉｄ−ωｅ×Ｉｑ×ｋ１
Ｖqref＝ｒ１×Ｉｑ＋ωｅ×Ｉｄ×ｋ２
ｒ１は、モータ３２の１次抵抗値を示し、ｋ１及びｋ２は、モータ３２のインダクタンスの係数を示す。

基準電圧指令生成部１０は、基準トルク電圧指令Ｖqrefをフラックスレギュレータ１１に出力し、基準励磁電圧指令Ｖdrefをスリップレギュレータ１２に出力する。基準トルク電圧指令Ｖqref及び基準励磁電圧指令Ｖdrefは、現在の電気角速度ωｅ、励磁電流検出値Ｉｄ及びトルク電流検出値Ｉｑを得るための理想的な電圧指令値である。

フラックスレギュレータ１１は、後述する電流アンプ２０からトルク電圧指令Ｖｑ＊を入力すると共に、基準電圧指令生成部１０から基準トルク電圧指令Ｖqrefを入力し、トルク電圧指令Ｖｑ＊と基準トルク電圧指令Ｖqrefとの間の偏差を算出する。そして、フラックスレギュレータ１１は、この偏差が０となるように、フラックスレギュレータ出力値Ｉｄ’を生成し、フラックスレギュレータ出力値Ｉｄ’を加算器１３に出力する。

このフラックスレギュレータ１１により、励磁電流指令Ｉｄ＊と当該励磁電流指令Ｉｄ＊により発生する回転磁界との間の磁束飽和特性や時間的な遅れを補償するための補償用の指令として、フラックスレギュレータ出力値Ｉｄ’が生成される。トルク電圧指令Ｖｑ＊と基準トルク電圧指令Ｖqrefとの間の偏差が、この磁束飽和特性や時間的な遅れが反映された値である。

スリップレギュレータ１２は、後述する電流アンプ１９から励磁電圧指令Ｖｄ＊を入力すると共に、基準電圧指令生成部１０から基準励磁電圧指令Ｖdrefを入力し、励磁電圧指令Ｖｄ＊と基準励磁電圧指令Ｖdrefとの間の偏差を算出する。そして、スリップレギュレータ１２は、この偏差が０となるように、スリップレギュレータ出力値ω’を生成し、スリップレギュレータ出力値ω’を加算器１５に出力する。

このスリップレギュレータ１２により、すべり周波数係数ωｋがモータ３２の抵抗温度の変化に伴い変化することを補償するための補償用の指令として、スリップレギュレータ出力値ω’が生成される。励磁電圧指令Ｖｄ＊と基準励磁電圧指令Ｖdrefとの間の偏差が、抵抗温度の変化に伴うすべり周波数係数ωｋの変化が反映された値となる。

加算器１３は、予め設定された（初期の励磁電流指令Ｉｄ＊である）元励磁電流指令ＩｄＲを入力すると共に、フラックスレギュレータ１１からフラックスレギュレータ出力値Ｉｄ’を入力する。そして、加算器１３は、元励磁電流指令ＩｄＲにフラックスレギュレータ出力値Ｉｄ’を加算し、励磁電流指令Ｉｄ＊を求め、励磁電流指令Ｉｄ＊をリミッタ１７−１に出力する。

リミッタ１７−１は、加算器１３から励磁電流指令Ｉｄ＊を入力すると共に、後述する加算器２１から電気角速度ωｅを入力してその絶対値を電気角速度絶対値｜ωｅ｜として求め、さらに、予め設定された元励磁電流指令ＩｄＲを初期値として入力する。リミッタ１７−１は、当該リミッタ１７−１が出力する励磁電流指令Ｉｄ＊’が大きく変化しないように、電気角速度絶対値｜ωｅ｜に基づいて上下限値を設定し、上下限値の制限を受けた励磁電流指令Ｉｄ＊’を電流アンプ１９に出力する。

図２は、リミッタ１７−１による励磁電流指令の制御を説明する図であり、図３は、リミッタ１７−１の処理を示すフローチャートである。図２において、横軸は、リミッタ１７−１が入力する電気角速度ωｅの絶対値である電気角速度絶対値｜ωｅ｜を示し、縦軸は、リミッタ１７−１が出力する励磁電流指令Ｉｄ＊’を示し、図２全体として、リミッタ１７−１の出力可能範囲を示している。

図２及び図３を参照して、リミッタ１７−１は、励磁電流指令Ｉｄ＊、電気角速度ωｅ及び初期値である元励磁電流指令ＩｄＲを入力する（ステップＳ３０１）。そして、リミッタ１７−１は、電気角速度絶対値｜ωｅ｜を求め、電気角速度絶対値｜ωｅ｜と予め設定された閾値ω１，ω２（ω１＜ω２）とを比較する（ステップＳ３０２）。

リミッタ１７−１は、ステップＳ３０２において、電気角速度絶対値｜ωｅ｜が閾値ω１以下であると判定した場合（｜ωｅ｜≦ω１）、励磁電流指令Ｉｄ＊’として、初期値である元励磁電流指令ＩｄＲを出力する（ステップＳ３０３）。

また、リミッタ１７−１は、ステップＳ３０２において、電気角速度絶対値｜ωｅ｜が閾値ω１よりも大きく、かつ閾値ω２よりも小さいと判定した場合（ω１＜｜ωｅ｜＜ω２）、図２に示す下限値Ｌ１及び上限値Ｕ１を設定する（ステップＳ３０４）。

例えば、リミッタ１７−１は、図２に示すように、電気角速度絶対値｜ωｅ｜に対応する下限値Ｌ１及び上限値Ｕ１を、電気角速度絶対値｜ωｅ｜＝ω１〜ω２について下限値Ｌ１＝ＩｄＲ〜ＩｄＲ×０．５、上限値Ｕ１＝ＩｄＲ〜ＩｄＲ×２となるように、所定の数式にて設定する。つまり、下限値Ｌ１は、電気角速度絶対値｜ωｅ｜＝ω１〜ω２の値に対し、元励磁電流指令ＩｄＲ〜ＩｄＲ×０．５へ漸減するように設定される。また、上限値Ｕ１は、電気角速度絶対値｜ωｅ｜＝ω１〜ω２の値に対し、元励磁電流指令ＩｄＲ〜ＩｄＲ×２へ漸増するように設定される。

尚、下限値Ｌ１及び上限値Ｕ１は、予め設定されていてもよい。また、リミッタ１７−１は、閾値ω１から閾値ω２までの間の電気角速度絶対値｜ωｅ｜に対応する下限値Ｌ１及び上限値Ｕ１が格納されたテーブルを用いるようにしてもよい。リミッタ１７−１は、当該テーブルから、電気角速度絶対値｜ωｅ｜に対応する下限値Ｌ１及び上限値Ｕ１を読み出す。

リミッタ１７−１は、ステップＳ３０４の後、下限値Ｌ１及び上限値Ｕ１の範囲内で制限を受けた励磁電流指令Ｉｄ＊’を出力する（ステップＳ３０５）。具体的には、リミッタ１７−１は、入力した励磁電流指令Ｉｄ＊が下限値Ｌ１よりも小さい場合、励磁電流指令Ｉｄ＊’として下限値Ｌ１を出力する。また、リミッタ１７−１は、入力した励磁電流指令Ｉｄ＊が下限値Ｌ１から上限値Ｕ１までの範囲内である場合、励磁電流指令Ｉｄ＊’として励磁電流指令Ｉｄ＊をそのまま出力する。また、リミッタ１７−１は、入力した励磁電流指令Ｉｄ＊が上限値Ｕ１よりも大きい場合、励磁電流指令Ｉｄ＊’として上限値Ｕ１を出力する。

また、リミッタ１７−１は、ステップＳ３０２において、電気角速度絶対値｜ωｅ｜が閾値ω２以上であると判定した場合（ω２≦｜ωｅ｜）、図２に示す下限値Ｌ２及び上限値Ｕ２を設定する（ステップＳ３０６）。

例えば、リミッタ１７−１は、図２に示すように、初期値である元励磁電流指令ＩｄＲに所定値（０．５）を乗算することで、乗算結果を下限値Ｌ２に設定し、元励磁電流指令ＩｄＲに所定値（２）を乗算することで、乗算結果を上限値Ｕ２に設定する。尚、下限値Ｌ２及び上限値Ｕ２は、予め設定されていてもよい。

リミッタ１７−１は、ステップＳ３０６の後、下限値Ｌ２及び上限値Ｕ２の範囲内で制限を受けた励磁電流指令Ｉｄ＊’を出力する（ステップＳ３０７）。具体的には、リミッタ１７−１は、入力した励磁電流指令Ｉｄ＊が下限値Ｌ２よりも小さい場合、励磁電流指令Ｉｄ＊’として下限値Ｌ２を出力する。また、リミッタ１７−１は、入力した励磁電流指令Ｉｄ＊が下限値Ｌ２から上限値Ｕ２までの範囲内である場合、励磁電流指令Ｉｄ＊’として励磁電流指令Ｉｄ＊をそのまま出力する。また、リミッタ１７−１は、入力した励磁電流指令Ｉｄ＊が上限値Ｕ２よりも大きい場合、励磁電流指令Ｉｄ＊’として上限値Ｕ２を出力する。

これにより、リミッタ１７−１から、励磁電流指令Ｉｄ＊と当該励磁電流指令Ｉｄ＊により発生する回転磁界との間の磁束飽和特性や時間的な遅れを補償し、かつ変動の少ない励磁電流指令Ｉｄ＊’が出力される。つまり、フラックスレギュレータ１１のＯＮ／ＯＦＦの切り替え時に、トルク電圧指令Ｖｑ＊と基準トルク電圧指令Ｖqrefとの間の偏差が大きい場合であっても、リミッタ１７−１において、フラックスレギュレータ出力値Ｉｄ’が加算された励磁電流指令Ｉｄ＊に対し、上下限値の制限が加えられる。このため、リミッタ１７−１により、変動の少ない励磁電流指令Ｉｄ＊’が出力される。

図１に戻って、電流アンプ１９は、リミッタ１７−１から励磁電流指令Ｉｄ＊’を入力すると共に、後述する座標変換部２２から励磁電流検出値Ｉｄを入力し、励磁電流指令Ｉｄ＊’と励磁電流検出値Ｉｄとの間の偏差を算出する。そして、電流アンプ１９は、この偏差が０となるように、励磁電圧指令Ｖｄ＊を生成し、励磁電圧指令Ｖｄ＊を座標変換部２３及びスリップレギュレータ１２に出力する。

速度レギュレータ１４は、回転子角速度指令ω*を入力すると共に、速度センサ３３から回転子角速度ωを入力し、回転子角速度指令ω*と回転子角速度ωとの間の偏差を算出する。そして、速度レギュレータ１４は、この偏差が０となるように、トルク電流指令Ｉｑ＊を生成し、トルク電流指令Ｉｑ＊を乗算器１６、リミッタ１８−１及び電流アンプ２０に出力する。

加算器１５は、予め設定された（初期のすべり周波数係数である）元すべり周波数係数ωＲを入力すると共に、スリップレギュレータ１２からスリップレギュレータ出力値ω’を入力する。そして、加算器１５は、元すべり周波数係数ωＲにスリップレギュレータ出力値ω’を加算し、加算結果をすべり周波数係数ωｋとしてリミッタ１８−１に出力する。予め設定された元すべり周波数係数ωＲは、定格トルクにおける値である。

リミッタ１８−１は、予め設定された（初期のすべり周波数係数である）元すべり周波数係数ωＲを入力すると共に、加算器１５からすべり周波数係数ωｋを入力し、さらに、速度レギュレータ１４からトルク電流指令Ｉｑ＊を入力してその絶対値をトルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜として求める。そして、リミッタ１８−１は、当該リミッタ１８−１が出力するすべり周波数係数ωｋ’が大きく変化しないように、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜に基づいて上下限値を設定し、上下限値の制限を受けたすべり周波数係数ωｋ’を乗算器１６に出力する。

図４は、リミッタ１８−１によるすべり周波数係数の制御を説明する図であり、図５は、リミッタ１８−１の処理を示すフローチャートである。図４において、横軸は、リミッタ１８−１が入力するトルク電流指令Ｉｑ＊の絶対値であるトルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜を示し、縦軸は、リミッタ１８−１が出力するすべり周波数係数ωｋ’を示し、図４全体として、リミッタ１８−１の出力可能範囲を示している。

図４及び図５を参照して、リミッタ１８−１は、すべり周波数係数ωｋ、トルク電流指令Ｉｑ＊、及び予め設定された（初期のすべり周波数係数である）元すべり周波数係数ωＲを入力する（ステップＳ５０１）。そして、リミッタ１８−１は、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜を求め、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜と予め設定された閾値Ｉ１，Ｉ２（Ｉ１＜Ｉ２）とを比較する（ステップＳ５０２）。

リミッタ１８−１は、ステップＳ５０２において、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜が閾値Ｉ１以下であると判定した場合（｜Ｉｑ＊｜≦Ｉ１）、すべり周波数係数ωｋ’として、予め設定された（初期のすべり周波数係数である）元すべり周波数係数ωＲを出力する（ステップＳ５０３）。

また、リミッタ１８−１は、ステップＳ５０２において、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜が閾値Ｉ１よりも大きく、かつ閾値Ｉ２よりも小さいと判定した場合（Ｉ１＜｜Ｉｑ＊｜＜Ｉ２）、図４に示す下限値Ｌ３及び上限値Ｕ３を設定する（ステップＳ５０４）。

例えば、リミッタ１８−１は、図４に示すように、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜に対応する下限値Ｌ３及び上限値Ｕ３を、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜＝Ｉ１〜Ｉ２について下限値Ｌ３＝ωＲ〜ωＲ×０．５、上限値Ｕ３＝ωＲ〜ωＲ×２となるように、所定の数式にて設定する。つまり、下限値Ｌ３は、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜＝Ｉ１〜Ｉ２の値に対し、元すべり周波数係数ωＲ〜ωＲ×０．５へ漸減するように設定される。また、上限値Ｕ３は、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜＝Ｉ１〜Ｉ２の値に対し、元すべり周波数係数ωＲ〜ωＲ×２へ漸増するように設定される。

尚、下限値Ｌ３及び上限値Ｕ３は、予め設定されていてもよい。また、リミッタ１８−１は、閾値Ｉ１から閾値Ｉ２までの間のトルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜に対応する下限値Ｌ３及び上限値Ｕ３が格納されたテーブルを用いるようにしてもよい。リミッタ１８−１は、当該テーブルから、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜に対応する下限値Ｌ３及び上限値Ｕ３を読み出す。

リミッタ１８−１は、ステップＳ５０４の後、下限値Ｌ３及び上限値Ｕ３の範囲内で制限を受けたすべり周波数係数ωｋ’を出力する（ステップＳ５０５）。具体的には、リミッタ１８−１は、入力したすべり周波数係数ωｋが下限値Ｌ３よりも小さい場合、すべり周波数係数ωｋ’として下限値Ｌ３を出力する。また、リミッタ１８−１は、入力したすべり周波数係数ωｋが下限値Ｌ３から上限値Ｕ３までの範囲内である場合、すべり周波数係数ωｋ’としてすべり周波数係数ωｋをそのまま出力する。また、リミッタ１８−１は、入力したすべり周波数係数ωｋが上限値Ｕ３よりも大きい場合、すべり周波数係数ωｋ’として上限値Ｕ３を出力する。

また、リミッタ１８−１は、ステップＳ５０２において、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜が閾値Ｉ２以上であると判定した場合（Ｉ２≦｜Ｉｑ＊｜）、図４に示す下限値Ｌ４及び上限値Ｕ４を設定する（ステップＳ５０６）。

例えば、リミッタ１８−１は、図４に示すように、すべり周波数係数ωｋ’の初期値（ωＲ）に所定値（０．５）を乗算することで、乗算結果を下限値Ｌ４に設定する。また、リミッタ１８−１は、すべり周波数係数ωｋ’の初期値（ωＲ）に所定値（２）を乗算することで、乗算結果を上限値Ｕ４に設定する。尚、下限値Ｌ４及び上限値Ｕ４は、予め設定されていてもよい。

リミッタ１８−１は、ステップＳ５０６の後、下限値Ｌ４及び上限値Ｕ４の範囲内で制限を受けたすべり周波数係数ωｋ’を出力する（ステップＳ５０７）。具体的には、リミッタ１８−１は、入力したすべり周波数係数ωｋが下限値Ｌ４よりも小さい場合、すべり周波数係数ωｋ’として下限値Ｌ４を出力する。また、リミッタ１８−１は、入力したすべり周波数係数ωｋが下限値Ｌ４から上限値Ｕ４までの範囲内である場合、すべり周波数係数ωｋ’としてすべり周波数係数ωｋをそのまま出力する。また、リミッタ１８−１は、入力したすべり周波数係数ωｋが上限値Ｕ４よりも大きい場合、すべり周波数係数ωｋ’として上限値Ｕ４を出力する。

これにより、リミッタ１８−１から、モータ３２の抵抗温度の変化に伴うすべり周波数係数ωｋの変化を補償し、かつ変動の少ないすべり周波数係数ωｋ’が出力される。つまり、スリップレギュレータ１２のＯＮ／ＯＦＦの切り替え時に、励磁電圧指令Ｖｄ＊と基準励磁電圧指令Ｖdrefとの間の偏差が大きい場合であっても、リミッタ１８−１において、スリップレギュレータ出力値ω’が反映されたすべり周波数係数ωｋに対し、上下限値の制限が加えられる。このため、リミッタ１８−１により、変動の少ないすべり周波数係数ωｋ’が出力される。

図１に戻って、乗算器１６は、速度レギュレータ１４からトルク電流指令Ｉｑ＊を入力すると共に、リミッタ１８−１からすべり周波数係数ωｋ’を入力し、トルク電流指令Ｉｑ＊にすべり周波数係数ωｋ’を乗算し、すべり周波数ωｓを求める。そして、乗算器１６は、すべり周波数ωｓを加算器２１に出力する。

加算器２１は、乗算器１６からすべり周波数ωｓを入力すると共に、速度センサ３３から回転子角速度ωを入力し、すべり周波数ωｓに回転子角速度ωを加算し、加算結果の電気角速度ωｅを求める。そして、加算器２１は、電気角速度ωｅを座標変換部２２、座標変換部２３及び基準電圧指令生成部１０に出力する。

電流アンプ２０は、速度レギュレータ１４からトルク電流指令Ｉｑ＊を入力すると共に、後述する座標変換部２２からトルク電流検出値Ｉｑを入力し、トルク電流指令Ｉｑ＊とトルク電流検出値Ｉｑとの間の偏差を算出する。そして、電流アンプ２０は、この偏差が０となるように、トルク電圧指令Ｖｑ＊を生成し、トルク電圧指令Ｖｑ＊を座標変換部２３及びフラックスレギュレータ１１に出力する。

座標変換部２３は、電流アンプ１９から励磁電圧指令Ｖｄ＊を入力すると共に、電流アンプ２０からトルク電圧指令Ｖｑ＊を入力し、さらに、加算器２１から電気角速度ωｅを入力する。そして、座標変換部２３は、電気角速度ωｅに基づいて、回転座標系の励磁電圧指令Ｖｄ＊及びトルク電圧指令Ｖｑ＊を、Ｕ相交流電圧指令Ｖｕ＊、Ｖ相交流電圧指令Ｖｖ＊及びＷ相交流電圧指令Ｖｗ＊に変換する。座標変換部２３は、Ｕ相交流電圧指令Ｖｕ＊、Ｖ相交流電圧指令Ｖｖ＊及びＷ相交流電圧指令Ｖｗ＊をインバータ３０に出力する。

座標変換部２２は、電流検出器３１により検出されたＵ相交流電流検出値Ｉｕ、Ｖ相交流電流検出値Ｉｖ及びＷ相交流電流検出値Ｉｗを入力すると共に、加算器２１から電気角速度ωｅを入力する。そして、座標変換部２２は、電気角速度ωｅに基づいて、Ｕ相交流電流検出値Ｉｕ、Ｖ相交流電流検出値Ｉｖ及びＷ相交流電流検出値Ｉｗを回転座標系の励磁電流検出値Ｉｄ及びトルク電流検出値Ｉｑに変換する。座標変換部２２は、励磁電流検出値Ｉｄを基準電圧指令生成部１０及び電流アンプ１９に出力する。また、座標変換部２２は、トルク電流検出値Ｉｑを基準電圧指令生成部１０及び電流アンプ２０に出力する。

以上のように、実施例１の制御装置１によれば、フラックスレギュレータ１１は、トルク電圧指令Ｖｑ＊と基準トルク電圧指令Ｖqrefとの間の偏差が０になるようにフラックスレギュレータ出力値Ｉｄ’を生成し、加算器１３は、元励磁電流指令ＩｄＲにフラックスレギュレータ出力値Ｉｄ’を加算して励磁電流指令Ｉｄ＊を生成する。

リミッタ１７−１は、電気角速度絶対値｜ωｅ｜が閾値ω１以下の場合に、フラックスレギュレータ出力値Ｉｄ’が反映された励磁電流指令Ｉｄ＊の代わりに元励磁電流指令ＩｄＲを励磁電流指令Ｉｄ＊’として出力する。また、リミッタ１７−１は、電気角速度絶対値｜ωｅ｜が閾値ω１よりも大きく、かつ閾値ω２よりも小さい場合に、電気角速度絶対値｜ωｅ｜＝ω１〜ω２に対応する下限値Ｌ１＝ＩｄＲ〜ＩｄＲ×０．５、及び上限値Ｕ１＝ＩｄＲ〜ＩｄＲ×２を設定する。そして、リミッタ１７−１は、励磁電流指令Ｉｄ＊に対してこの上下限値による制限を加えた励磁電流指令Ｉｄ＊’を出力する。また、リミッタ１７−１は、電気角速度絶対値｜ωｅ｜が閾値ω２以上の場合に、下限値Ｌ２＝ＩｄＲ×０．５及び上限値Ｕ２＝ＩｄＲ×２を設定する。そして、リミッタ１７−１は、励磁電流指令Ｉｄ＊に対してこの上下限値による制限を加えた励磁電流指令Ｉｄ＊’を出力する。

これにより、電気角速度絶対値｜ωｅ｜が閾値ω１以下の場合、リミッタ１７−１から、励磁電流指令Ｉｄ＊’として、フラックスレギュレータ出力値Ｉｄ’が反映されない元励磁電流指令ＩｄＲが出力される。この場合のフラックスレギュレータ１１の動作は、制御装置１全体としてＯＦＦの状態であるといえる。

電気角速度絶対値｜ωｅ｜が閾値ω１よりも大きく、かつ閾値ω２よりも小さい場合、リミッタ１７−１から、励磁電流指令Ｉｄ＊’として、フラックスレギュレータ出力値Ｉｄ’が反映され、かつ、元励磁電流指令ＩｄＲから漸減する下限値Ｌ１及び元励磁電流指令ＩｄＲから漸増する上限値Ｕ１の制限を受けた指令が出力される。また、電気角速度絶対値｜ωｅ｜が閾値ω２以上の場合、リミッタ１７−１から、励磁電流指令Ｉｄ＊’として、フラックスレギュレータ出力値Ｉｄ’が反映され、かつ、所定の下限値Ｌ２及び上限値Ｕ２の制限を受けた指令が出力される。この場合のフラックスレギュレータ１１の動作は、制御装置１全体として上下限値の制限が加えられたＯＮの状態であるといえる。

したがって、リミッタ１７−１から、励磁電流指令Ｉｄ＊と当該励磁電流指令Ｉｄ＊により発生する回転磁界との間の磁束飽和特性や時間的な遅れを補償し、かつ変動の少ない励磁電流指令Ｉｄ＊’が出力される。つまり、フラックスレギュレータ１１のＯＮ／ＯＦＦの切り替え時に、トルク電圧指令Ｖｑ＊と基準トルク電圧指令Ｖqrefとの間の偏差が大きい場合であっても、リミッタ１７−１において、元励磁電流指令ＩｄＲを基準とした上下限値の制限が加えられた励磁電流指令Ｉｄ＊’が出力され、または励磁電流指令Ｉｄ＊’＝ＩｄＲが出力される。このため、リミッタ１７−１により、変動の少ない励磁電流指令Ｉｄ＊’が出力され、結果として、トルクの急激な変化を抑えることができる。

このように、リミッタ１７−１を用いることにより、フラックスレギュレータ１１のＯＮ／ＯＦＦの切り替え時に、励磁電流指令Ｉｄ＊’がステップ状に変化することがないから、結果として、トルクの急激な変化を抑えることができる。

また、実施例１の制御装置１によれば、スリップレギュレータ１２は、励磁電圧指令Ｖｄ＊と基準励磁電圧指令Ｖdrefとの間の偏差が０になるようにスリップレギュレータ出力値ω’を生成し、加算器１５は、元すべり周波数係数ωＲにスリップレギュレータ出力値ω’を加算してすべり周波数係数ωｋを出力する。

リミッタ１８−１は、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜が閾値Ｉ１以下の場合に、スリップレギュレータ出力値ω’が反映されたすべり周波数係数ωｋの代わりに、元すべり周波数係数ωＲをすべり周波数係数ωｋ’として出力する。また、リミッタ１８−１は、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜が閾値Ｉ１よりも大きく、かつ閾値Ｉ２よりも小さい場合に、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜＝Ｉ１〜Ｉ２に対応する下限値Ｌ３＝ωＲ〜ωＲ×０．５、及び上限値Ｕ３＝ωＲ〜ωＲ×２を設定する。そして、リミッタ１８−１は、すべり周波数係数ωｋに対してこの上下限値による制限を加えたすべり周波数係数ωｋ’を出力する。また、リミッタ１８−１は、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜が閾値Ｉ２以上の場合に、下限値Ｌ４＝ωＲ×０．５及び上限値Ｕ４＝ωＲ×２を設定する。そして、リミッタ１８−１は、すべり周波数係数ωｋに対してこの上下限値による制限を加えたすべり周波数係数ωｋ’を出力する。

これにより、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜が閾値Ｉ１以下の場合、リミッタ１８−１から、すべり周波数係数ωｋ’として、スリップレギュレータ出力値ω’が反映されない元すべり周波数係数ωＲが出力される。この場合のスリップレギュレータ１２の動作は、制御装置１全体としてＯＦＦの状態であるといえる。

トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜が閾値Ｉ１よりも大きく、かつ閾値Ｉ２よりも小さい場合、リミッタ１８−１から、すべり周波数係数ωｋ’として、スリップレギュレータ出力値ω’が反映され、かつ、元すべり周波数係数ωＲから漸減する下限値Ｌ３及び元すべり周波数係数ωＲから漸増する上限値Ｕ３の制限を受けた指令が出力される。また、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜が閾値Ｉ２以上の場合、リミッタ１８−１から、すべり周波数係数ωｋ’として、スリップレギュレータ出力値ω’が反映され、かつ、所定の下限値Ｌ４及び上限値Ｕ４の制限を受けた指令が出力される。この場合のスリップレギュレータ１２の動作は、制御装置１全体として上下限値の制限が加えられたＯＮの状態であるといえる。

したがって、リミッタ１８−１から、モータ３２の抵抗温度の変化に伴うすべり周波数係数ωｋの変化を補償し、かつ変動の少ないすべり周波数係数ωｋ’が出力される。つまり、スリップレギュレータ１２のＯＮ／ＯＦＦの切り替え時に、励磁電圧指令Ｖｄ＊と基準励磁電圧指令Ｖdrefとの間の偏差が大きい場合であっても、リミッタ１８−１において、元すべり周波数係数ωＲを基準とした上下限値の制限が加えられたすべり周波数係数ωｋ’が出力され、または、すべり周波数係数ωｋ’＝ωＲが出力される。このため、リミッタ１８−１により、変動の少ないすべり周波数係数ωｋ’が出力される。乗算器１６は、トルク電流指令Ｉｑ＊にこのすべり周波数係数ωｋ’を乗算してすべり周波数ωｓを生成する。

このように、リミッタ１８−１を用いることにより、スリップレギュレータ１２のＯＮ／ＯＦＦの切り替え時に、すべり周波数係数ωｋ’がステップ状に変化することがないから、結果として、トルクの急激な変化を抑えることができる。

図１１は、実施例１のシミュレーション結果を示す図である。このシミュレーション結果は、スリップレギュレータ１２がＯＦＦからＯＮに切り替わるときの速度フィードバック値である回転子角速度ω、トルク電流指令Ｉｑ＊及びすべり周波数係数ωｋ’の特性を示している。トルク電流指令Ｉｑ＊の増加特性の中で、スリップレギュレータ１２がＯＦＦからＯＮに切り替わる。

ここで、スリップレギュレータ１２がＯＦＦとは、図４に示したトルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜が閾値Ｉ１以下の領域における動作をいう。この場合、スリップレギュレータ１２により出力されたスリップレギュレータ出力値ω’は、リミッタ１８−１により出力されるすべり周波数係数ωｋ’に反映されない。

また、スリップレギュレータ１２がＯＮとは、図４に示したトルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜が閾値Ｉ１よりも大きい領域における動作をいう。この場合、スリップレギュレータ１２により出力されたスリップレギュレータ出力値ω’は、リミッタ１８−１により出力されるすべり周波数係数ωｋ’に反映される。

図１１に示す特性から、スリップレギュレータ１２の動作がＯＦＦからＯＮに切り替わるときに、すべり周波数係数ωｋ’がさほど変動していないことがわかる。これは、図１３に示した従来技術のシミュレーション結果と大きく異なっている。これにより、スリップレギュレータ１２がＯＦＦからＯＮに切り替わるときに、制御対象は誤動作することがない。

〔実施例２〕
次に、実施例２について説明する。実施例２は、フラックスレギュレータ出力値Ｉｄ’に対し、誘導電動機の電気角速度絶対値｜ωｅ｜に基づいて上下限値による制限を加える。また、実施例２は、スリップレギュレータ出力値ω’に対し、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜に基づいて上下限値による制限を加える。

〔制御装置／実施例２〕
図６は、実施例２の制御装置の構成例を示すブロック図である。この制御装置２は、図１に示した制御装置１と同様に、インバータ３０を介してモータ３２を、ｄ軸及びｑ軸にてベクトル制御する装置である。この制御装置２は、基準電圧指令生成部１０、フラックスレギュレータ１１、スリップレギュレータ１２、リミッタ１７−２、リミッタ１８−２、加算器１３，１５，２１、速度レギュレータ１４、乗算器１６、電流アンプ１９，２０、座標変換部２２，２３を備えている。

図１に示した実施例１の制御装置１と図６に示す実施例２の制御装置２とを比較すると、両制御装置１，２は、基準電圧指令生成部１０、フラックスレギュレータ１１、スリップレギュレータ１２、加算器１３，１５，２１、速度レギュレータ１４、乗算器１６、電流アンプ１９，２０、座標変換部２２，２３を備えている点で同一である。

一方、制御装置１は、加算器１３の後段にリミッタ１７−１を備えているのに対し、制御装置２は、フラックスレギュレータ１１の後段にリミッタ１７−２を備えている点で、制御装置１と相違する。また、制御装置１は、加算器１５の後段にリミッタ１８−１を備えているのに対し、制御装置２は、スリップレギュレータ１２の後段にリミッタ１８−２を備えている点で、制御装置１と相違する。以下、図６において、図１と共通する部分には図１と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。

制御装置２は、制御装置１と同様に、Ｕ相交流電圧指令Ｖｕ＊、Ｖ相交流電圧指令Ｖｖ＊及びＷ相交流電圧指令Ｖｗ＊を生成し、これらの指令をインバータ３０へ出力する。また、制御装置２は、電流検出器３１により検出されたＵ相交流電流検出値Ｉｕ、Ｖ相交流電流検出値Ｉｖ及びＷ相交流電流検出値Ｉｗを入力すると共に、速度センサ３３から回転子角速度ωを入力する。

リミッタ１７−２は、フラックスレギュレータ１１からフラックスレギュレータ出力値Ｉｄ’を入力すると共に、加算器２１から電気角速度ωｅを入力してその絶対値を電気角速度絶対値｜ωｅ｜として求め、さらに、予め設定された元励磁電流指令ＩｄＲを入力する。リミッタ１７−２は、当該リミッタ１７−２が出力するフラックスレギュレータ出力値ＩｄＬが大きく変化しないように、電気角速度絶対値｜ωｅ｜に基づいて上下限値を設定し、上下限値の制限を受けたフラックスレギュレータ出力値ＩｄＬを加算器１３に出力する。

図７は、リミッタ１７−２によるフラックスレギュレータ出力値の制御を説明する図であり、図８は、リミッタ１７−２の処理を示すフローチャートである。図７において、横軸は、リミッタ１７−２が入力する電気角速度絶対値｜ωｅ｜を示し、縦軸は、リミッタ１７−２が出力するフラックスレギュレータ出力値ＩｄＬを示し、図７全体として、リミッタ１７−２の出力可能範囲を示している。

図７及び図８を参照して、リミッタ１７−２は、フラックスレギュレータ出力値Ｉｄ’、電気角速度ωｅ及び元励磁電流指令ＩｄＲを入力する（ステップＳ８０１）。そして、リミッタ１７−２は、電気角速度絶対値｜ωｅ｜を求め、電気角速度絶対値｜ωｅ｜と予め設定された閾値ω１，ω２（ω１＜ω２）とを比較する（ステップＳ８０２）。

リミッタ１７−２は、ステップＳ８０２において、電気角速度絶対値｜ωｅ｜が閾値ω１以下であると判定した場合（｜ωｅ｜≦ω１）、フラックスレギュレータ出力値ＩｄＬ＝０を出力する（ステップＳ８０３）。

また、リミッタ１７−２は、ステップＳ８０２において、電気角速度絶対値｜ωｅ｜が閾値ω１よりも大きく、かつ閾値ω２よりも小さいと判定した場合（ω１＜｜ωｅ｜＜ω２）、図７に示す下限値Ｌ５及び上限値Ｕ５を設定する（ステップＳ８０４）。

例えば、リミッタ１７−２は、図７に示すように、電気角速度絶対値｜ωｅ｜に対応する下限値Ｌ５及び上限値Ｕ５を、電気角速度絶対値｜ωｅ｜＝ω１〜ω２について下限値Ｌ５＝０〜−ＩｄＲ×０．５、上限値Ｕ５＝０〜ＩｄＲとなるように、所定の数式にて設定する。つまり、下限値Ｌ５は、電気角速度絶対値｜ωｅ｜＝ω１〜ω２の値に対し、０〜−ＩｄＲ×０．５へ漸減するように設定される。また、上限値Ｕ５は、電気角速度絶対値｜ωｅ｜＝ω１〜ω２の値に対し、０〜ＩｄＲへ漸増するように設定される。

尚、下限値Ｌ５及び上限値Ｕ５は、予め設定されていてもよい。また、リミッタ１７−２は、閾値ω１から閾値ω２までの間の電気角速度絶対値｜ωｅ｜に対応する下限値Ｌ５及び上限値Ｕ５が格納されたテーブルを用いるようにしてもよい。リミッタ１７−２は、当該テーブルから、電気角速度絶対値｜ωｅ｜に対応する下限値Ｌ５及び上限値Ｕ５を読み出す。

リミッタ１７−２は、ステップＳ８０４の後、下限値Ｌ５及び上限値Ｕ５の範囲内で制限を受けたフラックスレギュレータ出力値ＩｄＬを出力する（ステップＳ８０５）。

また、リミッタ１７−２は、ステップＳ８０２において、電気角速度絶対値｜ωｅ｜が閾値ω２以上であると判定した場合（ω２≦｜ωｅ｜）、図７に示す下限値Ｌ６及び上限値Ｕ６を設定する（ステップＳ８０６）。

例えば、リミッタ１７−２は、元励磁電流指令ＩｄＲに−０．５を乗算することで、乗算結果を下限値Ｌ６に設定し、元励磁電流指令ＩｄＲを上限値Ｕ６に設定する。

リミッタ１７−２は、ステップＳ８０６の後、下限値Ｌ６及び上限値Ｕ６の範囲内で制限を受けたフラックスレギュレータ出力値ＩｄＬを出力する（ステップＳ８０７）。

これにより、後段の加算器１３は、リミッタ１７−２からフラックスレギュレータ出力値ＩｄＬを入力して加算処理を行う。したがって、加算器１３は、励磁電流指令Ｉｄ＊と当該励磁電流指令Ｉｄ＊により発生する回転磁界との間の磁束飽和特性や時間的な遅れを補償し、かつ変動の少ない励磁電流指令Ｉｄ＊を生成することができる。つまり、フラックスレギュレータ１１のＯＮ／ＯＦＦの切り替え時に、トルク電圧指令Ｖｑ＊と基準トルク電圧指令Ｖqrefとの間の偏差が大きい場合であっても、リミッタ１７−２において、フラックスレギュレータ出力値Ｉｄ’に対し、上下限値の制限が加えられる。このため、後段の加算器１３により、変動の少ない励磁電流指令Ｉｄ＊が生成される。

図６に戻って、加算器１３は、予め設定された元励磁電流指令ＩｄＲを入力すると共に、リミッタ１７−２からフラックスレギュレータ出力値ＩｄＬを入力し、元励磁電流指令ＩｄＲにフラックスレギュレータ出力値ＩｄＬを加算し、励磁電流指令Ｉｄ＊を求める。そして、加算器１３は、励磁電流指令Ｉｄ＊を電流アンプ１９に出力する。

リミッタ１８−２は、スリップレギュレータ１２からスリップレギュレータ出力値ω’を入力すると共に、速度レギュレータ１４からトルク電流指令Ｉｑ＊を入力してその絶対値をトルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜として求め、さらに、予め設定された元すべり周波数係数ωＲを入力する。リミッタ１８−２は、当該リミッタ１８−２が出力するスリップレギュレータ出力値ωＬが大きく変化しないように、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜に基づいて上下限値を設定し、上下限値の制限を受けたスリップレギュレータ出力値ωＬを加算器１５に出力する。

図９は、リミッタ１８−２によるスリップレギュレータ出力値の制御を説明する図であり、図１０は、リミッタ１８−２の処理を示すフローチャートである。図９において、横軸は、リミッタ１８−２が入力するトルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜を示し、縦軸は、リミッタ１８−２が出力するスリップレギュレータ出力値ωＬを示し、図９全体として、リミッタ１８−２の出力可能範囲を示している。

図９及び図１０を参照して、リミッタ１８−２は、スリップレギュレータ出力値ω’、トルク電流指令Ｉｑ＊及び元すべり周波数係数ωＲを入力する（ステップＳ１００１）。そして、リミッタ１８−２は、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜を求め、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜と予め設定された閾値Ｉ１，Ｉ２（Ｉ１＜Ｉ２）とを比較する（ステップＳ１００２）。

リミッタ１８−２は、ステップＳ１００２において、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜が閾値Ｉ１以下であると判定した場合（｜Ｉｑ＊｜≦Ｉ１）、スリップレギュレータ出力値ωＬ＝０を出力する（ステップＳ１００３）。

また、リミッタ１８−２は、ステップＳ１００２において、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜が閾値Ｉ１よりも大きく、かつ閾値Ｉ２よりも小さいと判定した場合（Ｉ１＜｜Ｉｑ＊｜＜Ｉ２）、図９に示す下限値Ｌ７及び上限値Ｕ７を設定する（ステップＳ１００４）。

例えば、リミッタ１８−２は、図９に示すように、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜に対応する下限値Ｌ７及び上限値Ｕ７を、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜＝Ｉ１〜Ｉ２について下限値Ｌ７＝０〜−ωＲ×０．５、上限値Ｕ７３＝０〜ωＲとなるように、所定の数式にて設定する。つまり、下限値Ｌ７は、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜＝Ｉ１〜Ｉ２の値に対し、０〜−ωＲ×０．５へ漸減するように設定される。また、上限値Ｕ７は、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜＝Ｉ１〜Ｉ２の値に対し、０〜ωＲへ漸増するように設定される。

尚、下限値Ｌ７及び上限値Ｕ７は、予め設定されていてもよい。また、リミッタ１８−２は、閾値Ｉ１から閾値Ｉ２までの間のトルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜に対応する下限値Ｌ７及び上限値Ｕ７が格納されたテーブルを用いるようにしてもよい。リミッタ１８−２は、当該テーブルから、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜に対応する下限値Ｌ７及び上限値Ｕ７を読み出す。

リミッタ１８−２は、ステップＳ１００４の後、下限値Ｌ７及び上限値Ｕ７の範囲内で制限を受けたスリップレギュレータ出力値ωＬを出力する（ステップＳ１００５）。

また、リミッタ１８−２は、ステップＳ１００２において、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜が閾値Ｉ２以上であると判定した場合（Ｉ２≦｜Ｉｑ＊｜）、図９に示す下限値Ｌ８及び上限値Ｕ８を設定する（ステップＳ１００６）。

例えば、リミッタ１８−２は、元すべり周波数係数ωＲに−０．５を乗算することで、乗算結果を下限値Ｌ８に設定し、元すべり周波数係数ωＲを上限値Ｕ８に設定する。

リミッタ１８−２は、ステップＳ１００６の後、下限値Ｌ８及び上限値Ｕ８の範囲内で制限を受けたスリップレギュレータ出力値ωＬを出力する（ステップＳ１００７）。

これにより、後段の加算器１５は、リミッタ１８−２からスリップレギュレータ出力値ωＬを入力して加算処理を行う。したがって、加算器１５は、モータ３２の抵抗温度の変化に伴うすべり周波数係数ωｋの変化を補償し、かつ変動の少ないすべり周波数係数ωｋを生成することができる。つまり、スリップレギュレータ１２のＯＮ／ＯＦＦの切り替え時に、励磁電圧指令Ｖｄ＊と基準励磁電圧指令Ｖdrefとの間の偏差が大きい場合であっても、リミッタ１８−２において、スリップレギュレータ出力値ω’に対し、上下限値の制限が加えられる。このため、後段の加算器１５により、変動の少ないすべり周波数係数ωｋが生成される。

図６に戻って、加算器１５は、予め設定された元すべり周波数係数ωＲを入力すると共に、リミッタ１８−２からスリップレギュレータ出力値ωＬを入力する。そして、加算器１５は、元すべり周波数係数ωＲにスリップレギュレータ出力値ωＬを加算し、加算結果をすべり周波数係数ωｋとして乗算器１６に出力する。

以上のように、実施例２の制御装置２によれば、フラックスレギュレータ１１は、トルク電圧指令Ｖｑ＊と基準トルク電圧指令Ｖqrefとの間の偏差が０になるようにフラックスレギュレータ出力値Ｉｄ’を生成する。

リミッタ１７−２は、電気角速度絶対値｜ωｅ｜が閾値ω１以下の場合に、フラックスレギュレータ出力値Ｉｄ’の代わりにフラックスレギュレータ出力値ＩｄＬ＝０を出力する。また、リミッタ１７−２は、電気角速度絶対値｜ωｅ｜が閾値ω１よりも大きく、かつ閾値ω２よりも小さい場合に、電気角速度絶対値｜ωｅ｜＝ω１〜ω２に対応する下限値Ｌ５＝０〜−ＩｄＲ×０．５、及び上限値Ｕ５＝０〜ＩｄＲを設定する。そして、リミッタ１７−２は、フラックスレギュレータ出力値Ｉｄ’に対してこの上下限値による制限を加えたフラックスレギュレータ出力値ＩｄＬを出力する。また、リミッタ１７−２は、電気角速度絶対値｜ωｅ｜が閾値ω２以上の場合に、下限値Ｌ６＝−ＩｄＲ×０．５及び上限値Ｕ６＝ＩｄＲを設定する。そして、リミッタ１７−２は、フラックスレギュレータ出力値Ｉｄ’に対してこの上下限値による制限を加えたフラックスレギュレータ出力値ＩｄＬを出力する。

加算器１３は、元励磁電流指令ＩｄＲにフラックスレギュレータ出力値ＩｄＬを加算して励磁電流指令Ｉｄ＊を生成する。

これにより、電気角速度絶対値｜ωｅ｜が閾値ω１以下の場合、加算器１３から、励磁電流指令Ｉｄ＊として、フラックスレギュレータ出力値Ｉｄ’が反映されない元励磁電流指令ＩｄＲが出力される。この場合のフラックスレギュレータ１１の動作は、制御装置２全体としてＯＦＦの状態であるといえる。

電気角速度絶対値｜ωｅ｜が閾値ω１よりも大きく、かつ閾値ω２よりも小さい場合、加算器１３から、励磁電流指令Ｉｄ＊として、フラックスレギュレータ出力値Ｉｄ’が反映され、かつ、リミッタ１７−２において０から漸減する下限値Ｌ５及び０から漸増する上限値Ｕ５の制限を受けた指令が出力される。また、電気角速度絶対値｜ωｅ｜が閾値ω２以上の場合、加算器１３から、励磁電流指令Ｉｄ＊として、フラックスレギュレータ出力値Ｉｄ’が反映され、かつ、下限値Ｌ６及び上限値Ｕ６の制限を受けた指令が出力される。この場合のフラックスレギュレータ１１の動作は、制御装置２全体として上下限値の制限が加えられたＯＮの状態であるといえる。

したがって、加算器１３から、励磁電流と当該励磁電流により発生する回転磁界との間の磁束飽和特性や時間的な遅れを補償し、かつ変動の少ない励磁電流指令Ｉｄ＊が出力される。つまり、フラックスレギュレータ１１のＯＮ／ＯＦＦの切り替え時に、トルク電圧指令Ｖｑ＊と基準トルク電圧指令Ｖqrefとの間の偏差が大きい場合であっても、リミッタ１７−２において、０を基準とした上下限値の制限が加えられたフラックスレギュレータ出力値ＩｄＬ、またはフラックスレギュレータ出力値ＩｄＬ＝０が出力される。このため、加算器１３により、変動の少ない励磁電流指令Ｉｄ＊が出力される。

このように、リミッタ１７−２を用いることにより、フラックスレギュレータ１１のＯＮ／ＯＦＦの切り替え時に、励磁電流指令Ｉｄ＊がステップ状に変化することがないから、結果として、トルクの急激な変化を抑えることができる。

また、実施例２の制御装置２によれば、スリップレギュレータ１２は、励磁電圧指令Ｖｄ＊と基準励磁電圧指令Ｖdrefとの間の偏差が０になるようにスリップレギュレータ出力値ω’を生成する。

リミッタ１８−２は、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜が閾値Ｉ１以下の場合に、スリップレギュレータ出力値ω’の代わりにスリップレギュレータ出力値ωＬ＝０を出力する。また、リミッタ１８−２は、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜が閾値Ｉ１よりも大きく、かつ閾値Ｉ２よりも小さい場合に、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜＝Ｉ１〜Ｉ２に対応する下限値Ｌ７＝０〜−ωＲ×０．５、及び上限値Ｕ７＝０〜ωＲを設定する。そして、リミッタ１８−２は、スリップレギュレータ出力値ω’に対してこの上下限値による制限を加えたスリップレギュレータ出力値ωＬを出力する。また、リミッタ１８−２は、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜が閾値Ｉ２以上の場合に、下限値Ｌ８＝−ωＲ×０．５及び上限値Ｕ８＝ωＲを設定する。そして、リミッタ１８−２は、スリップレギュレータ出力値ω’に対してこの上下限値による制限を加えたスリップレギュレータ出力値ωＬを出力する。

加算器１５は、元すべり周波数係数ωＲにスリップレギュレータ出力値ωＬを加算してすべり周波数係数ωｋを生成する。

これにより、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜が閾値Ｉ１以下の場合、加算器１５から、すべり周波数係数ωｋとして、スリップレギュレータ出力値ω’が反映されないすべり周波数係数ωｋ＝ωＲが出力される。この場合のスリップレギュレータ１２の動作は、制御装置２全体としてＯＦＦの状態であるといえる。

トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜が閾値Ｉ１よりも大きく、かつ閾値Ｉ２よりも小さい場合、加算器１５から、すべり周波数係数ωｋとして、スリップレギュレータ出力値ω’が反映され、かつ、０から−ωＲ×０．５へ漸減する下限値Ｌ７及び０からωＲへ漸増する上限値Ｕ７の制限を受けた指令が出力される。また、トルク電流指令絶対値｜Ｉｑ＊｜が閾値Ｉ２以上の場合、加算器１５から、すべり周波数係数ωｋとして、スリップレギュレータ出力値ω’が反映され、かつ、所定の下限値Ｌ８及び上限値Ｕ８の制限を受けた指令が出力される。この場合のスリップレギュレータ１２の動作は、制御装置２全体として上下限値の制限が加えられたＯＮの状態であるといえる。

したがって、加算器１５から、モータ３２の抵抗温度の変化に伴うすべり周波数係数ωｋの変化を補償し、かつ変動の少ないすべり周波数係数ωｋが出力される。つまり、スリップレギュレータ１２のＯＮ／ＯＦＦの切り替え時に、励磁電圧指令Ｖｄ＊と基準励磁電圧指令Ｖdrefとの間の偏差が大きい場合であっても、リミッタ１８−２において、元すべり周波数係数ωＲを基準とした上下限値の制限が加えられたスリップレギュレータ出力値ωＬが出力され、またはスリップレギュレータ出力値ωＬ＝０が出力される。このため、加算器１５により、変動の少ないすべり周波数係数ωｋが出力される。乗算器１６は、トルク電流指令Ｉｑ＊にこのすべり周波数係数ωｋを乗算してすべり周波数ωｓを生成する。

このように、リミッタ１８−２を用いることにより、スリップレギュレータ１２のＯＮ／ＯＦＦの切り替え時に、すべり周波数係数ωｋがステップ状に変化することがないから、結果として、トルクの急激な変化を抑えることができる。

以上、実施例１，２を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施例１，２に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、図２において、ＩｄＲ×２を上限値Ｕ２とし、ＩｄＲ×０．５を下限値Ｌ２としたが、これらは例であり、他の値を用いるようにしてもよい。図４における上限値Ｕ４及び下限値Ｌ４、図７における上限値Ｕ６及び下限値Ｌ６、図９における上限値Ｕ８及び下限値Ｌ８についても同様である。

１，２ 制御装置
１０ 基準電圧指令生成部
１１ フラックスレギュレータ
１２ スリップレギュレータ
１３，１５，２１ 加算器
１４ 速度レギュレータ
１６ 乗算器
１７−１，１７−２，１８−１，１８−２ リミッタ
１９，２０ 電流アンプ
２２，２３ 座標変換部
３０ インバータ
３１ 電流検出器
３２ モータ
３３ 速度センサ
ω 回転子角速度
ωｅ 電気角速度
ω＊ 回転子角速度指令
ωｓ すべり周波数
ω’，ωＬ スリップレギュレータ出力値
ωＲ 元すべり周波数係数
ωｋ，ωｋ’ すべり周波数係数
Ｉｕ Ｕ相交流電流検出値
Ｉｖ Ｖ相交流電流検出値
Ｉｗ Ｗ相交流電流検出値
Ｉｄ 励磁電流検出値
Ｉｑ トルク電流検出値
Ｉｄ’，ＩｄＬ フラックスレギュレータ出力値
ＩｄＲ 元励磁電流指令
Ｉｄ＊，Ｉｄ＊’ 励磁電流指令
Ｉｑ＊ トルク電流指令
Ｖdref 基準励磁電圧指令
Ｖqref 基準トルク電圧指令
Ｖｄ＊ 励磁電圧指令
Ｖｑ＊ トルク電圧指令
Ｖｕ＊ Ｕ相交流電圧指令
Ｖｖ＊ Ｖ相交流電圧指令
Ｖｗ＊ Ｗ相交流電圧指令

Claims (6)

1. 励磁電流指令に基づいて励磁電圧指令を算出し、トルク電流指令に基づいてトルク電圧指令を算出し、前記トルク電流指令に基づいてすべり周波数を算出し、前記励磁電圧指令、前記トルク電圧指令及び前記すべり周波数により、インバータを介して誘導電動機を制御する制御装置において、
   前記誘導電動機の電気角速度、励磁電流検出値及びトルク電流検出値に基づいて算出された基準トルク電圧指令と前記トルク電圧指令との間の偏差が０になるように、フラックスレギュレータ出力値を生成するフラックスレギュレータと、
   予め設定された元励磁電流指令に、前記フラックスレギュレータにより生成された前記フラックスレギュレータ出力値を加算し、第１励磁電流指令を生成する第１の加算器と、
   前記第１の加算器により生成された前記第１励磁電流指令に対し、所定の上下限値にて制限を加え、前記励磁電流指令を出力する第１のリミッタと、を備え、
   前記第１のリミッタは、
   前記電気角速度の絶対値が予め設定された第１の閾値以下の場合に、前記元励磁電流指令を前記励磁電流指令として出力し、
   前記電気角速度の絶対値が前記第１の閾値よりも大きく、かつ予め設定された第２の閾値よりも小さい場合に、前記電気角速度の絶対値が前記第１の閾値から前記第２の閾値へ変化したときに、下限値が前記元励磁電流指令から漸減して所定の下限設定値へ変化し、上限値が前記元励磁電流指令から漸増して所定の上限設定値へ変化するように、前記電気角速度の絶対値に対応する前記下限値及び前記上限値を用いて、前記下限値から前記上限値までの範囲内で、前記第１励磁電流指令を前記励磁電流指令として出力し、
   前記電気角速度の絶対値が前記第２の閾値以上の場合に、前記下限値として前記下限設定値を用い、前記上限値として前記上限設定値を用いて、前記下限値から前記上限値までの範囲内で、前記第１励磁電流指令を前記励磁電流指令として出力する、ことを特徴とする制御装置。
2. 励磁電流指令に基づいて励磁電圧指令を算出し、トルク電流指令に基づいてトルク電圧指令を算出し、前記トルク電流指令に基づいてすべり周波数を算出し、前記励磁電圧指令、前記トルク電圧指令及び前記すべり周波数により、インバータを介して誘導電動機を制御する制御装置において、
   前記誘導電動機の電気角速度、励磁電流検出値及びトルク電流検出値に基づいて算出された基準励磁電圧指令と前記励磁電圧指令との間の偏差が０になるように、スリップレギュレータ出力値を生成するスリップレギュレータと、
   予め設定された元すべり周波数係数に、前記スリップレギュレータにより生成された前記スリップレギュレータ出力値を加算し、第１すべり周波数係数を生成する第２の加算器と、
   前記第２の加算器により生成された前記第１すべり周波数係数に対し、所定の上下限値にて制限を加え、第２すべり周波数係数を出力する第２のリミッタと、
   前記トルク電流指令に前記第２のリミッタにより出力された前記第２すべり周波数係数を乗算し、前記すべり周波数を生成する第１の乗算器と、を備え、
   前記第２のリミッタは、
   前記トルク電流指令の絶対値が予め設定された第３の閾値以下の場合に、前記元すべり周波数係数を前記第２すべり周波数係数として出力し、
   前記トルク電流指令の絶対値が前記第３の閾値よりも大きく、かつ予め設定された第４の閾値よりも小さい場合に、前記トルク電流指令の絶対値が前記第３の閾値から前記第４の閾値へ変化したときに、下限値が前記元すべり周波数係数から漸減して所定の下限設定値へ変化し、上限値が前記元すべり周波数係数から漸増して所定の上限設定値へ変化するように、前記トルク電流指令の絶対値に対応する前記下限値及び前記上限値を用いて、前記下限値から前記上限値までの範囲内で、前記第１すべり周波数係数を前記第２すべり周波数係数として出力し、
   前記トルク電流指令の絶対値が前記第４の閾値以上の場合に、前記下限値として前記下限設定値を用い、前記上限値として前記上限設定値を用いて、前記下限値から前記上限値までの範囲内で、前記第１すべり周波数係数を前記第２すべり周波数係数として出力する、ことを特徴とする制御装置。
3. 請求項１に記載の制御装置において、
   さらに、前記誘導電動機の電気角速度、励磁電流検出値及びトルク電流検出値に基づいて算出された基準励磁電圧指令と前記励磁電圧指令との間の偏差が０になるように、スリップレギュレータ出力値を生成するスリップレギュレータと、
   予め設定された元すべり周波数係数に、前記スリップレギュレータにより生成された前記スリップレギュレータ出力値を加算し、第１すべり周波数係数を生成する第２の加算器と、
   前記第２の加算器により生成された前記第１すべり周波数係数に対し、所定の上下限値にて制限を加え、第２すべり周波数係数を出力する第２のリミッタと、
   前記トルク電流指令に前記第２のリミッタにより出力された前記第２すべり周波数係数を乗算し、前記すべり周波数を生成する第１の乗算器と、を備え、
   前記第２のリミッタは、
   前記トルク電流指令の絶対値が予め設定された第３の閾値以下の場合に、前記元すべり周波数係数を前記第２すべり周波数係数として出力し、
   前記トルク電流指令の絶対値が前記第３の閾値よりも大きく、かつ予め設定された第４の閾値よりも小さい場合に、前記トルク電流指令の絶対値が前記第３の閾値から前記第４の閾値へ変化したときに、下限値が前記元すべり周波数係数から漸減して所定の下限設定値へ変化し、上限値が前記元すべり周波数係数から漸増して所定の上限設定値へ変化するように、前記トルク電流指令の絶対値に対応する前記下限値及び前記上限値を用いて、前記下限値から前記上限値までの範囲内で、前記第１すべり周波数係数を前記第２すべり周波数係数として出力し、
   前記トルク電流指令の絶対値が前記第４の閾値以上の場合に、前記下限値として前記下限設定値を用い、前記上限値として前記上限設定値を用いて、前記下限値から前記上限値までの範囲内で、前記第１すべり周波数係数を前記第２すべり周波数係数として出力する、ことを特徴とする制御装置。
4. 励磁電流指令に基づいて励磁電圧指令を算出し、トルク電流指令に基づいてトルク電圧指令を算出し、前記トルク電流指令に基づいてすべり周波数を算出し、前記励磁電圧指令、前記トルク電圧指令及び前記すべり周波数により、インバータを介して誘導電動機を制御する制御装置において、
   前記誘導電動機の電気角速度、励磁電流検出値及びトルク電流検出値に基づいて算出された基準トルク電圧指令と前記トルク電圧指令との間の偏差が０になるように、フラックスレギュレータ出力値を生成するフラックスレギュレータと、
   前記フラックスレギュレータにより生成された前記フラックスレギュレータ出力値に対し、所定の上下限値にて制限を加え、制限後フラックスレギュレータ出力値を出力する第３のリミッタと、
   予め設定された元励磁電流指令に、前記第３のリミッタにより出力された前記制限後フラックスレギュレータ出力値を加算し、前記励磁電流指令を生成する第３の加算器と、を備え、
   前記第３のリミッタは、
   前記電気角速度の絶対値が予め設定された第１の閾値以下の場合に、０の値を前記制限後フラックスレギュレータ出力値として出力し、
   前記電気角速度の絶対値が前記第１の閾値よりも大きく、かつ予め設定された第２の閾値よりも小さい場合に、前記電気角速度の絶対値が前記第１の閾値から前記第２の閾値へ変化したときに、下限値が前記０の値から漸減して所定の下限設定値へ変化し、上限値が前記０の値から漸増して所定の上限設定値へ変化するように、前記電気角速度の絶対値に対応する前記下限値及び前記上限値を用いて、前記下限値から前記上限値までの範囲内で、前記フラックスレギュレータ出力値を前記制限後フラックスレギュレータ出力値として出力し、
   前記電気角速度の絶対値が前記第２の閾値以上の場合に、前記下限値として前記下限設定値を用い、前記上限値として前記上限設定値を用いて、前記下限値から前記上限値までの範囲内で、前記フラックスレギュレータ出力値を前記制限後フラックスレギュレータ出力値として出力する、ことを特徴とする制御装置。
5. 励磁電流指令に基づいて励磁電圧指令を算出し、トルク電流指令に基づいてトルク電圧指令を算出し、前記トルク電流指令に基づいてすべり周波数を算出し、前記励磁電圧指令、前記トルク電圧指令及び前記すべり周波数により、インバータを介して誘導電動機を制御する制御装置において、
   前記誘導電動機の電気角速度、励磁電流検出値及びトルク電流検出値に基づいて算出された基準励磁電圧指令と前記励磁電圧指令との間の偏差が０になるように、スリップレギュレータ出力値を生成するスリップレギュレータと、
   前記スリップレギュレータにより生成された前記スリップレギュレータ出力値に対し、所定の上下限値にて制限を加え、制限後スリップレギュレータ出力値を出力する第４のリミッタと、
   予め設定された元すべり周波数係数に、前記第４のリミッタにより生成された前記制限後スリップレギュレータ出力値を加算し、加算結果を生成する第４の加算器と、
   前記トルク電流指令に前記第４の加算器により生成された前記加算結果を乗算し、前記すべり周波数を生成する第２の乗算器と、を備え、
   前記第４のリミッタは、
   前記トルク電流指令の絶対値が予め設定された第３の閾値以下の場合に、０の値を前記制限後スリップレギュレータ出力値として出力し、
   前記トルク電流指令の絶対値が前記第３の閾値よりも大きく、かつ予め設定された第４の閾値よりも小さい場合に、前記トルク電流指令の絶対値が前記第３の閾値から前記第４の閾値へ変化したときに、下限値が前記０の値から漸減して所定の下限設定値へ変化し、上限値が前記０の値から漸増して所定の上限設定値へ変化するように、前記トルク電流指令の絶対値に対応する前記下限値及び前記上限値を用いて、前記下限値から前記上限値までの範囲内で、前記スリップレギュレータ出力値を前記制限後スリップレギュレータ出力値として出力し、
   前記トルク電流指令の絶対値が前記第４の閾値以上の場合に、前記下限値として前記下限設定値を用い、前記上限値として前記上限設定値を用いて、前記下限値から前記上限値までの範囲内で、前記スリップレギュレータ出力値を前記制限後スリップレギュレータ出力値として出力する、ことを特徴とする制御装置。
6. 請求項４に記載の制御装置において、
   さらに、前記誘導電動機の電気角速度、励磁電流検出値及びトルク電流検出値に基づいて算出された基準励磁電圧指令と前記励磁電圧指令との間の偏差が０になるように、スリップレギュレータ出力値を生成するスリップレギュレータと、
   前記スリップレギュレータにより生成された前記スリップレギュレータ出力値に対し、所定の上下限値にて制限を加え、制限後スリップレギュレータ出力値を出力する第４のリミッタと、
   予め設定された元すべり周波数係数に、前記第４のリミッタにより生成された前記制限後スリップレギュレータ出力値を加算し、加算結果を生成する第４の加算器と、
   前記トルク電流指令に前記第４の加算器により生成された前記加算結果を乗算し、前記すべり周波数を生成する第２の乗算器と、を備え、
   前記第４のリミッタは、
   前記トルク電流指令の絶対値が予め設定された第３の閾値以下の場合に、０の値を前記制限後スリップレギュレータ出力値として出力し、
   前記トルク電流指令の絶対値が前記第３の閾値よりも大きく、かつ予め設定された第４の閾値よりも小さい場合に、前記トルク電流指令の絶対値が前記第３の閾値から前記第４の閾値へ変化したときに、下限値が前記０の値から漸減して所定の下限設定値へ変化し、上限値が前記０の値から漸増して所定の上限設定値へ変化するように、前記トルク電流指令の絶対値に対応する前記下限値及び前記上限値を用いて、前記下限値から前記上限値までの範囲内で、前記スリップレギュレータ出力値を前記制限後スリップレギュレータ出力値として出力し、
   前記トルク電流指令の絶対値が前記第４の閾値以上の場合に、前記下限値として前記下限設定値を用い、前記上限値として前記上限設定値を用いて、前記下限値から前記上限値までの範囲内で、前記スリップレギュレータ出力値を前記制限後スリップレギュレータ出力値として出力する、ことを特徴とする制御装置。

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