JPH0591752A

JPH0591752A - インバータの制御方法及び制御装置

Info

Publication number: JPH0591752A
Application number: JP4013690A
Authority: JP
Inventors: Tsunehiro Endo; 常博遠藤; Shizuo Takahashi; 志津男高橋; Masaya Taniguchi; 昌也谷口; Hiroshi Maruyama; 弘丸山; Seiji Ishida; 誠司石田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-02-20
Filing date: 1992-01-29
Publication date: 1993-04-09
Anticipated expiration: 2017-03-04
Also published as: JP3261717B2

Abstract

(57)【要約】【目的】交流モータ及びそれを駆動するインバータの高
効率化を図る上で、負荷外乱や検出ノイズの影響に強く
安定したモータ電流の最小化制御が可能なインバータ制
御方法及び制御装置を提供する。【構成】操作量たる励磁電流指令のデータと被制御量た
るモータ電流のデータを格納する複数組のメモリ群１２
を設け、その中で最小のモータ電流データに対応した励
磁電流指令データがその内部となるように、励磁電流指
令の変動域を与える上限値ＩＤＵＰと下限値ＩＤＬＷを
決定し、この変動域内を励磁電流指令を変動させなが
ら、変動域をモータ電流が最小となるように決定して行
く。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、交流モータを駆動制御
するインバータに係り、特にモータ電流を最小化制御す
るためのインバータの制御方法及び制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プロセス制御系等に使用される極値探索
回路として特開昭58−191004号公報に示されたものがあ
る。これは外乱に応じて、操作量に対する被制御量の極
値が変化する制御系の、被制御量の極値探索回路におい
て、所定周期のサイクル毎に今回の被制御量と前回の被
制御量の差を求め、その差値すなわち変化分が極値と同
方向であれば、操作量をさらに同方向に変化させ、逆に
変化分が極値と逆方向への変化であれば、操作量を前回
とは逆の方向に変化させて順次この操作を繰返し、被制
御量が極値に近づくように制御することを原理としてい
る。

【０００３】また一方、モータ電流を最小に制御する方
法について示すと、上述の原理と同様に、あるサンプリ
ング時点においてインバータの出力電圧を変化させ、そ
の後安定したところでモータ電流を検出し、前回サンプ
リング時点の検出値と今回の検出値の差を求め、その変
化がモータ電流が小さくなる方向であれば、前回と同一
方向にインバータの出力電圧を変化させ、モータ電流が
大きくなるときは、前回と逆方向にインバータの出力電
圧を変化させて、モータ電流が最小値に近づくように制
御する方法が知られている。このモータ電流を最小に制
御する方法の例として特開昭62−51781 号公報に示され
た従来の方法を次に示す。

【０００４】このインバータ装置のブロック図を図２８
に示す。同図において、１は商用交流電源、２は交流電
源１を直流に変換するコンバータ、３はコンバータ２の
直流出力を平滑する直流平滑部、４は直流平滑部３から
の直流を交流に変換するインバータ、５はインバータ４
により駆動する交流モータ、７は交流モータ５の巻線入
力電流を検出して増幅する巻線電流検出増幅部、１１は
検出したモータ電流値を直流量に変換してモータ電流の
平均値を検出する直流量変換部、８は直流量変換部１１
からの直流量を記憶するメモリ、９は直流量変換部１１
からの直流量のデータとメモリ８からの記憶電流値デー
タを比較する比較部、１２は比較器９からの出力データ
と周波数指令部１４からの周波数指令ｆ* に基づいて出
力電圧パターンのシフト命令を出力するパターンシフト
演算部、１６はインバータの出力電圧Ｖと周波数Ｆの比
が一定で出力電圧が異なる出力電圧パターンが多数記憶
されている出力電圧パターン記憶部で、周波数指令ｆ*
信号とパターンシフト演算部１２からのシフト命令によ
って出力電圧指令を出力する。１３は出力電圧指令に基
づいてパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を発生するＰＷ
Ｍ信号発生部、１０はＰＷＭ信号に基づいてインバータ
４のスイッチング素子を駆動するドライブ回路である。

【０００５】従来の電流最小化制御は、予め出力電圧パ
ターンＡで運転し、この時のモータ電流値を検出し記憶
する。つぎに、出力電圧パターン（Ａ＋１）で運転し、
所定のタイムディレイ後この時のモータ電流値と前に記
憶したモータ電流値とを比較して電流が減少していれ
ば、出力電圧パターンを電圧が増加する方向である（Ａ
＋２）にシフトさせる。また、出力電圧パターンをＡか
ら（Ａ＋１）にシフトしたとき逆に電流値が増加してい
たら出力電圧パターンを電圧が減少する方向である（Ａ
−１）にシフトする。このように、電流値が減少してい
く方向に出力電圧パターンをシフトさせ、その前回の電
流値よりも電流値が上昇した場合、その前回の出力電圧
パターンを最適と判断しその前回の出力電圧パターンに
固定する。そして、出力周波数に変化があるまでこの値
を保っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の極値探索法やモ
ータ電流を最小にするインバータ制御装置は上記したよ
うな方法または構成であるため、外乱やモータ負荷が変
化する場合やモータの加減速運転の場合には、被制御量
の極値を与える最適な操作量もしくはモータ電流が最小
となる最適な出力電圧が探索できなくなる問題がある。
例えばモータ電流を最小にしようとするインバータ装置
の場合を見ると、連続に負荷が減少しこれに伴いモータ
電流値が減少したときは、インバータの出力電圧がどち
らの方向に変わっても、モータ電流は減少する。この場
合、モータ電流の減少の要因が、負荷の減少によるもの
か、または出力電圧を変化させたことによるものかの判
断ができないため、出力電圧が最適電圧ではない値で固
定してしまう不都合や、出力電圧を上昇または減少し続
ける発散状態となることがある。さらに、ノイズ等によ
るモータ電流値の誤検出の場合でも同様の問題が発生す
る。

【０００７】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたもので、交流モータ及びそれを駆動するインバー
タの高効率化を図る上で、負荷外乱や検出ノイズの影響
に強く安定したモータ電流の最小化制御が可能なインバ
ータ制御方法及び制御装置を提供することを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】直流を入力して交流を出
力するインバータで、該インバータの交流出力電圧を操
作量として、交流モータを駆動制御するインバータの制
御方法において、前記モータの入力電流が一定の運転状
態からモータ電流が増加した場合、もしくは減少した場
合には、それぞれ増加後の、もしくは減少後のモータ電
流での運転状態で、モータ電流を脈動させながら、この
脈動するモータ電流の平均値が次第に減少する方向に操
作量である前記インバータの出力電圧を順次決定して行
くようにした。

【０００９】その具体的方法としては、前記操作量を所
定の上限値と下限値の範囲内で変動させる為の変動領域
を設け、この変動領域を被制御量である前記インバータ
の入力もしくは出力電流の、変化幅もしくは変化率の少
なくともどちらか一方が小さくなる方向に時間経過と共
に移動させるようにした。

【００１０】ここで、前記変動領域は前記上限値により
決定される第１の目標値と下限値により決定される第２
の目標値を設定し、前記操作量を一方の目標値に向かっ
て変化させ、この目標値を越えようとするときは他の目
標値をその時点の上限値もしくは下限値に設定し、この
目標値に向かって変化させると共に、前記２つの目標値
を前記被制御量の変化幅もしくは変化率の少なくともど
ちらか一方が小さくなる方向に時間経過と共に移動させ
る。

【００１１】また、前記変動領域の移動は、その移動前
に得られた複数組の操作量とそれに対応する被制御量の
データ対の中から、被制御量が極値の組合わせの操作量
を選び、これがその変動領域の内部となるように操作量
の変動領域を順次決定していく。

【００１２】また、前記変動領域の変動幅は、前記操作
量に対する前記被制御量の変化率の絶対値が大きいとき
は小さく、またその変化率の絶対値が小さいときは大き
く選定する。

【００１３】また、前記操作量とそれに対応する前記被
制御量は、これら両者を１つの組として少なくとも３組
以上をメモリ群に記憶し、所定周期毎に前記操作量と被
制御量の１組のメモリを前記メモリ群の中で更新すると
共に、前記メモリ群の中で被制御量が極値となる被制御
量の組に対応する操作量を選定し、この操作量が内部に
含まれるように前記変動領域を再設定すると共に、その
操作量が前記変動領域の上限値もしくは下限値に近づく
方向で次の操作量の値を設定する。

【００１４】

【作用】本発明のインバータ制御では、以上の如く操作
量である出力電圧を決定することから、例えば負荷の増
加もしくは減少によって出力電圧の大きさに無関係にモ
ータ電流が増減した場合、もしくはノイズ等によりモー
タ電流を誤検出した場合にも次のようにして、モータ電
流が最小となるように出力電圧を制御することが出来
る。

【００１５】即ち、本発明では操作量である出力電圧に
変動領域という概念を新しく取り入れることにより、そ
の変動領域における上限値と下限値の存在により、間違
った方向のままに出力電圧がむやみに増加もしくは減少
しつづけることを防止する。また合わせて、上限値と下
限値で決められた出力電圧の変動領域をモータ電流がよ
り小さくなる方向に移動させることによって、出力電圧
を脈動させながらモータ電流が最小となる出力電圧に近
づけて行く。この時、負荷変化もしくはモータ電流の誤
検出があったとしても、出力電圧そのものはあくまでも
変動領域を決定する上限値と下限値の間でのみ変動す
る。この時変動領域の移動方向について考える。

【００１６】まず、ノイズ等によりモータ電流を誤検出
した場合では、変動領域が一旦間違った方向に修正され
るが、モータ電流がより小さくなる方向に常に決定して
いくことにより、誤修正が訂正されることになる。次
に、負荷が次第に増加することに伴い、変動させている
出力電圧に関わらず電流が次第に増加していく場合で
は、たえず電流が増加していることから、モータ電流が
より小さくなる方向を見出すことが出来なく、この結果
変動領域が移動しつづけることは無くなりホールドされ
る状態となる。更に、負荷が次第に減少することに伴
い、変動させている出力電圧に関わらず電流が次第に減
少していく場合では、たえず電流が減少していることか
ら、出力電圧の変動に応じて、その変動領域自体も上下
に移動することになり、同様に変動領域が同一方向に移
動することがない。

【００１７】また本発明では、一定のモータ電流での運
転状態から例えば負荷の変化により、モータ電流が変化
した場合になって初めて、モータ電流を上下に変動させ
つつその変動の平均がより小さくなるように出力電圧を
決定していくことにより、モータ電流の誤検出や負荷変
化による電流のむやみな増大や減少が防げる。

【００１８】また本発明では、３組以上のモータ電流と
出力電圧のデータ対のなかでモータ電流が最小のデータ
対の出力電圧値を基準として新たな出力電圧の方向を決
定できることからと、従来の２点間のモータ電流と出力
電圧の傾きから次の出力電圧を決定して行く方式より検
出ノイズに強くなる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２０】まず、図２から図４を用いて本発明実施例
の基本概念について述べる。

【００２１】図２は本発明の一般構成図と本発明の適用
可能な制御系の特性図である。同図（ａ）に示すよう
に、極値探索回路１００には、被制御量ｚが入力され操
作量ｍが出力される。操作量ｍは増幅器２００を介して
増幅された後、プロセス３００に入力される。このプロ
セスには外乱ｄが加えられ、またプロセスの出力の１つ
が被制御量ｚとなる。ここで、操作量と被制御量は図２
（ｂ）に示す関連を有している。すなわち、一定の外乱
に対して被制御量が極値（同図では最小値）となる操作
量が存在する。そして、上記の極値探索回路ではこの極
値を探索することによって、この極値を与える操作量を
決定する。

【００２２】図２（ａ）の一般構成図に対して、プロセ
スを誘導電動機，増幅器をこの誘導電動機を駆動するイ
ンバータ，被制御量を誘導電動機に流れる巻線電流、ま
た外乱を誘導電動機の負荷トルクやインバータの出力周
波数として考えた時、操作量はインバータの出力電圧と
なる。この場合、図２（ｂ）に対応した特性図の例を図
３（ａ）に示す。すなわち、誘導電動機は、その巻線に
加える電圧（インバータの出力電圧）の大きさによって
巻線電流の大きさが変化し、巻線電流の最小値を与える
出力電圧が存在することが知られている。

【００２３】そして、極値を探索するにあたって被制御
量である巻線電流を検出する場合には、検出値に含まれ
る脈動成分やノイズのために、出力電圧とその検出値と
の関係は図３（ｂ）の破線に示すように、局部的な極値
が存在する。また一方で図３（ｃ）に示すように、負荷
トルクや周波数が変化する場合には、多数の極値が表れ
る。

【００２４】本発明の極値探索回路では、極値探索中に
表れる上記の局部的な極値や外乱の変化時に生じる一時
的な極値を真の極値と誤判定することを防ぐために、図
４に示すように、操作量である出力電圧に対し変動領域
を与え、もしくは出力電圧を変化させるための２つの目
標値を与えて、変動領域もしくは２つの目標値を極値が
存在する方向に移動させることを第１の特徴としてい
る。

【００２５】次に本発明の実施例を具体的に説明する。

【００２６】《全体構成》図５はこの発明に係るインバ
ータ装置の概略構成を示すブロック図である。ここに示
す実施例は空調機や冷蔵庫などを構成する圧縮機駆動用
の誘導電動機をインバータ装置によって可変速運転する
例を示す。図５において、１〜５は図２８と同一なので
説明は省略する。６は誘導電動機の負荷である圧縮機、
７は誘導電動機５の巻線に流れる巻線電流ｉｕとｉｖを
検出して増幅する巻線電流検出増幅部、８はインバータ
の出力周波数指令ｆ* と巻線電流検出増幅部からの電流
信号ＩＵ，ＩＶを入力として時間データを出力する制御
演算器で、それはマイクロコンピュータＣＰＵ８−１，
メモリのＲＡＭ８−２，ＲＯＭ８−３，Ａ／Ｄ変換器８
−９、及びTimer８−５から構成されている。９は制御
演算部８からの時間データに従ってＰＷＭ信号を作成す
るＰＷＭ信号発生ＩＣ、１０はＰＷＭ信号に基づいてド
ライブ信号を作成してインバータ４を構成する複数のス
イッチング素子のゲートをドライブするゲートドライバ
である。

【００２７】上記の制御演算部８では、図２に示す極値
探索回路に対応した制御演算を実行する。図６は極値探
索回路に対応した制御演算ブロックを示す。同図におい
て、１１は巻線電流検出増幅部７によって得られた巻線
電流検出値ＩＵとＩＶから直流量であるモータ電流Ｉ₁
を作成する直流量変換部、１２はモータ電流Ｉ₁と操作
量に係る後述の励磁電流指令Ｉ₁ｄ*との組を複数組記憶
するメモリ群、１３は主にメモリ群１２内の複数のモー
タ電流もしくは励磁電流指令の大きさを比較する比較
部、１４は比較部１３での比較結果に基づいて、励磁電
流指令Ｉ₁ｄ*を変動させる領域を求める変動領域演算
部、１５は変動領域演算部１４に従って実際に変化させ
るべき励磁電流指令Ｉ₁ｄ*の値を求める励磁電流指令演
算部、１６はインバータ出力周波数指令ｆ*と励磁電流
指令Ｉ₁ｄ* に基づいて、インバータの出力電圧指令Ｖ*
を算出する電圧演算部、１７はインバータの出力周波数
指令ｆ*と出力電圧指令Ｖ* より、インバータの出力電
圧に係る時間データを求めるＰＷＭ信号時間データ作成
部である。

【００２８】ここで、実施例ではインバータの出力電圧
指令Ｖ*は数１に示すように与え、インバータの出力電
圧を変化させるパラメータを励磁電流指令Ｉ₁ｄ* とし
て選んで出力電圧の制御を行なうことから、本実施例で
は操作量を励磁電流指令としている。なお、数１から判
るように出力電圧指令Ｖ* は励磁電流指令Ｉ₁ｄ*に比例
しているため、操作量を出力電圧指令としてもよいこと
は勿論である。

【００２９】Ｖ*＝Ｉ₁ｄ*・ｌｍ・２・π・ｆ* …（数１）ここで、Ｖ* ：出力電圧指令Ｉ₁ｄ*：励磁電流指令ｌｍ：励磁インダクタンスｆ* ：出力周波数指令次に図６において極値探索に係る主要部分についてさら
に詳細に説明する。

【００３０】《モータ電流検出》図７は、直流量変換部
１１の処理内容を表す図である。この処理は短サンプリ
ング周期Ｔｓ毎に実行され、次の５つの処理内容からな
る。

【００３１】（１）巻線電流検出増幅部７の出力である
巻線電流検出値ＩＵとＩＶを、Ａ／Ｄ変換器８−４を用
いディジタル量として制御演算部８に取り込む。

【００３２】（２）数２により残りの巻線電流ＩＷを求
める。

【００３３】ＩＷ＝−ＩＶ−ＩＷ …（数２）（３）３相の巻線電流の全波整流値｜ＩＵ｜，｜ＩＶ
｜，｜ＩＷ｜を求める。

【００３４】（４）各相の全波整流値を比較して、短サ
ンプリング周期ごとの最大値を求める。

【００３５】（５）上記の最大値をフィルタ処理を行
い、モータ電流Ｉ₁とする。

【００３６】以上のように、本実施例では直流量変換部
１１にて求めたモータ電流Ｉ₁を被制御量である巻線電
流の検出量として取扱い、このモータ電流Ｉ₁が最小と
なる励磁電流指令の探索を行う。

【００３７】《メモリの構成とデータの格納》次に図５
中に示したＲＡＭ８−２のうち、本発明に関わる主要な
ＲＡＭとして図６に記載のメモリ群１２の構成について
図８を用いて説明する。同図に示すようにメモリ群１２
にはＩＭ（０）からＩＭ（４）までの５つのモータ電流
データと、ＩＤ（０）からＩＤ（４）までの５つの励磁
電流指令データが格納される。ここに、ＩＭ（０）とＩ
Ｄ（０）の組は、後述の長サンプリング周期Ｔｌ毎に、
その時点におけるモータ電流Ｉ₁と励磁電流指令Ｉ₁ｄ*
として得られる今回分の新しいデータである。そして、
ｉサンプリング前に確保したモータ電流と励磁電流指令
がＩＭ（ｉ）とＩＤ（ｉ）となる。

【００３８】《励磁電流指令の変動規則》次に図９と図
１０を用いて、励磁電流指令の変動方法について、その
基本的な規則を述べる。その第１点目は次の通りであ
る。

【００３９】変動させるべき励磁電流指令に対し、変動
の領域を与えるために上限値IDUPと下限値ＩＤＬＷを設
定し、既に励磁電流指令が変動領域内部の時は図９
（ａ）に示すように、励磁電流をこれらいずれかの値を
目標値として変化させる。また一方、同図（ｂ）に示す
ように、変動領域外の時は変動領域の内部となるように
変化させる。ここで、同図における破線を上記の目標値
ＥＸＩＤ，上限値と下限値の間の中間値を基準励磁電流
指令BESTIDとしている。また、同図における黒点マーク
はモータ電流データＩＭ（０）と励磁電流指令データＩ
Ｄ（０）のメモリ群１２中への格納タイミングを表す。

【００４０】規則の第２点目は、上記の変動領域のなか
で、励磁電流を一定とするモードと階段状に変化させる
モードの２つを設けることである。ここに、一定とする
励磁電流の大きさは変動領域の幅の中で、数レベルとな
るように選定する。本実施例では、ある一定の励磁電流
レベルと次のレベルの差であるステップ幅ＩＤＳＴＰを
変動領域の半分の幅の３０％として選んでいる。なお、
変動領域の半分の幅を本実施例では単に変動幅ＩＤＷと
呼ぶ。また、本実施例では変化モード中の励磁電流指令
がある目標値に達したら、その時点における上限値もし
くは下限値を新たなる目標値として変化方向を切り替え
るものとしている。

【００４１】規則の第３点目は、励磁電流指令そのもの
に最大値ＩＤＭＡＸと最小値IDMINを設け、図１０に示
すように、最大値と最小値で与えられる範囲内で励磁電
流の変動領域を決定することである。すなわち、常に数
２の関係を満足させる。

【００４２】ＩＤＵＰ ≦ ＩＤＭＡＸＩＤＬＷ ≧ ＩＤＭＩＮ …（数３）《具体的制御法》〈処理構成と実行タイミング〉以上のモータ電流の検出法，データの格納法及び、励磁
電流指令を変動させる規則に対し、極値探索のための具
体的な制御の処理方法について図１１から図２２を用い
て説明する。

【００４３】図１１は処理の構成を示す流れ図である。
全体の制御処理は大きく分けて処理ブロックＡから処理
ブロックＥまでの次の５つの内容からなる。

【００４４】処理ブロックＡはBESTID選出処理でありメ
モリ群１２中のデータの移動と、５つのモータ電流デー
タＩＭ（０）からＩＭ（４）までの中から、最小のモー
タ電流データを選びだし、これに対応した励磁電流指令
データをBESTIDとして見つける処理である。処理ブロッ
クＢのＩＤ変動開始処理は、モータ電流の変化量を作成
しつつ、それが所定の大きさを超えたかどうかによっ
て、励磁電流指令を変動させるかを判定すると共に、条
件が満足された場合には、変動を行うための準備を行
う。処理ブロックＣは、ブロックＡにて選出したBESTID
に従って励磁電流指令の変動領域、すなわち上限値ＩＤ
ＵＰと下限値ＩＤＬＷを決定する。処理ブロックＤは上
記のBESTIDがモータ電流を最小とする最適の励磁電流指
令かどうかのチェックを行い、もし該当すれば励磁電流
の変動を停止するための準備を行う。最後のＩＤ変動処
理は、先に示した励磁電流の変化規則に従って、励磁電
流指令を変化させる処理である。

【００４５】ここで、処理ブロックＡからＤまでは長サ
ンプリング周期Ｔｌ毎に実行され、処理ブロックＥは、
長サンプリング周期の中で後述する回数だけ、短サンプ
リング周期Ｔｓ毎に実行される。この点について、更に
図１２により説明する。同図（１）は処理管理タイマの
動きを示したもので、長サンプリング周期Ｔｌが１周期
となる。同図（２）は励磁電流指令の変化を表したもの
で、先に述べた励磁電流指令の一定モードと変化モード
の１組の時間がＴｌとなる。また、同図（３）は先に述
べた直流量変換部１１で実行される電流検出処理の実行
タイミングを表し、これが短サンプリング周期であり、
また処理管理タイマのタイムベースともなっている。そ
して、同図（４）に示すように長サンプリング周期の中
で、処理ブロックＥが、励磁電流指令が次の一定レベル
に達するまでの回数だけ実行され、励磁電流指令の変化
モードを形成する。また他の処理ブロックは、同図
（５）に示すタイミングにて連続して実行される。

【００４６】以下、それぞれの制御ブロックの内容につ
いて説明する。

【００４７】〈BESTID選出処理〉図１３にBESTID選出処
理の内容を表す。この処理は大きく分けて、項番Ａ−１
０から項番Ａ−３０までの３つからなる。項番Ａ−１０
で、メモリ群１２内のデータの移動を行い、項番Ａ−２
０でその時点における励磁電流指令とモータ電流を、そ
れぞれＩＤ（０）とＩＭ（０）としてメモリ群１２内に
格納する。また、項番Ａ−３０では、メモリ群中のモー
タ電流データＩＭ（０）からＩＭ（４）までの中で最小
のモータ電流データを選びだし、これに対応する励磁電
流指令をBESTIDとする。

【００４８】＜ＩＤ変動開始処理＞図１４に示したＩＤ
変動開始処理は項番Ｂ−１０からＢ−６０の内容からな
る。項番Ｂ−１０では、同図中にも示したようにメモリ
群中のモータ電流データＩＭ（０）とＩＭ（１）、すな
わち今回サンプリング時点と前回分のモータ電流データ
の差をモータ電流変化分積算値ＩＭＳＩＧに加えて、そ
の更新を行う。そして、その結果得られたＩＭＳＩＧの
絶対値の大きさが変動開始許容値ＩＭＬＶを超えたかど
うかを判定する（項番Ｂ−２０）。

【００４９】ＩＭＳＩＧの絶対値がＩＭＬＶ以上となれ
ば、励磁電流指令の変動がその時点で停止中かどうかを
判定し（項番Ｂ−３０）、停止中ならば項番Ｂ−４０に
移る。ここで、項番Ｂ−４０では変動を開始するにあた
り、その準備をする。すなわち、変動開始指令を発行
し、変動目標値ＥＸＩＤを設定し、そしてメモリ群のデ
ータＩＭ（１）からＩＭ（４）までをイニシャル値とし
て次の項番Ｂ−５０に移る。ここにイニシャル値として
はモータ電流として存在しない値として、例えば２バイ
トデータならば７ＦＦＦＨの如き最大値を選ぶ。一方、
項番Ｂ−２０にて変動開始条件が満足されない場合は、
直接項番Ｂ−５０に移り、また項番Ｂ−３０にてすでに
変動中ならば項番Ｂ−６０へ進む。なお、変動目標値の
設定法については後で説明する。

【００５０】次に、変動開始指令が発行されてなく（項
番Ｂ−５０）、または変動中でもメモリ群中のデータＩ
Ｍ（４）がイニシャル値ならば（項番Ｂ−６０）、図１
１に示したＩＤ変動処理へ移り、変動域算出処理と最適
ＩＤ判定処理をスキップする。すなわち、後述のこれら
２つの処理は、変動停止中の時と変動中であっても、変
動が開始されてからメモリ群のモータ電流データがすべ
て新しいデータと切り替わるまでは、実行されない。こ
れにより電流変化後の新しい状況での最小値探索が行わ
れる様にしている。

【００５１】＜変動域算出処理＞図１５により変動域算
出処理について説明する。項番Ｃ−１０では第１のメモ
リ群の５組の励磁電流指令とモータ電流データを用い
て、励磁電流指令に対するモータ電流変化率ＧＲＴを算
出する。すなわち、５つのモータ電流データ中での最大
値と最小値の差ΔＩＭと、それぞれに対応する励磁電流
指令データの差ΔIDから、同図中に示す式に従ってＧＲ
Ｔを得る。そして、得られたＧＲＴの大きさに応じて変
動幅ＩＤＷを調整する（項番Ｃ−２０）。その調整規則
はＧＲＴが大きいときはＩＤＷを小さく、逆にＧＲＴが
小さいときはＩＤＷを大きくする。これは、励磁電流指
令の変動に従って変化するモータ電流の脈動幅がむやみ
に大きくなったり小さくなったりするのを防ぐためであ
り、そのモータ電流の脈動幅が励磁電流の変動のどの領
域でもほぼ均一にすることができる。

【００５２】次に、先に項番Ａ−３０示したBESTIDと上
述のＩＤＷを用いて変動の領域を与えるための上限値Ｉ
ＤＵＰと下限値ＩＤＬＷを算出する（項番Ｃ−３０）。
その算出式は図１５中にも示したもので、数４に従う。

【００５３】ＩＤＵＰ＝BESTID＋ＩＤＷＩＤＬＷ＝BESTID−ＩＤＷ …（数４）ただし、ＩＤＵＰとＩＤＬＷは数３の条件が満足される
ように制限が加えられる。この時、ＩＤＵＰが最大値Ｉ
ＤＭＡＸに制限される場合は、そのＩＤＭＡＸより変動
幅ＩＤＷだけ少ない値をBESTIDとして、下限値ＩＤＬＷ
を作成する。また、ＩＤＬＷが最小値ＩＤＭＩＮに制限
される場合はそのＩＤＭＩＮより変動幅ＩＤＷだけ大き
い値をBESTIDとして、上限値ＩＤＵＰを作成する。

【００５４】次の項番Ｃ−４０では、ＩＤの１ステップ
変化分ＩＤＳＴＰをＩＤＷの３０％として求める。そし
て、ここに得られたＩＤＳＴＰの数だけＩＤ変動処理が
短サンプリング周期で長サンプリング周期毎に実行され
る。

【００５５】＜最適ＩＤ判定処理＞図１６は最適ＩＤ判
定処理の内容を示している。項番Ｄ−１０にて、メモリ
群中の５つの励磁電流指令データＩＤ（０）からＩＤ
（４）までの中で、大きい順または小さい順に並べて、
真中の値のデータをＭＩＤＩＤとして選びだす。そし
て、そのＭＩＤＩＤがBESTIDと等しければ（項番Ｄ−２
０）、変動停止のための前処理を実行する（項番Ｄ−３
０）。ここに変動停止前処理では、変動の目標値ＥＸＩ
ＤをBESTIDに設定し変動停止指令を発行する。

【００５６】＜ＩＤ変動処理＞図１７を用いてＩＤ変動
処理について説明する。まず、その時点における励磁電
流指令Ｉ₁ｄ*が目標値ＥＸＩＤと等しいかどうかチェッ
クを行い（項番Ｅ−１０）、等しくない場合はＥＸＩＤ
に近づく方向にＩ₁ｄ*を更新する（項番Ｅ−６０）。一
方等しい場合には、変動開始指令が発行中ならば項番Ｅ
−３０へ、また停止指令発行中ならば処理を抜ける。そ
して、項番Ｅ−３０では上限値IDUPが最大値ＩＤＭＡＸ
に等しいかもしくは下限値ＩＤＬＷが最小値ＩＤＭＩＮ
に等しく、かつメモリ群中のデータＩＭ（４）がイニシ
ャル値でない場合にのみ、項番Ｅ−４０に移り、そうで
ない場合は項番Ｅ−５０に移る(項番Ｅ−３０)。すなわ
ち、すでに変動域の上限が最大であるか、または下限が
最小であって、変動開始直後でない場合には、項番Ｅ−
４０にて、変動停止前準備として目標値ＥＸＩＤにその
時点のBESTIDを設定し変動停止指令を発行する。また逆
の場合では、項番Ｅ−５０にて目標値ＥＸＩＤの更新を
行う。この場合、その時点のＥＸＩＤが上限値ＩＤＵＰ
ならばその時点の下限値ＩＤＬＷを、逆にその時点のＥ
ＸＩＤが下限値ＩＤＬＷならばその時点の上限値ＩＤＵ
ＰをＥＸＩＤに設定し、変動の方向を切り替える。

【００５７】＜変動開始時での目標値の設定＞図１８
は、図１４に示した項番Ｂ−４０における変動開始時で
の目標値の設定法の一実施例を表した流れ図である。す
なわち、上限値ＩＤＵＰが最大値IDMAXに等しい場合
と、等しくなくても電流変化が増加方向（モータ電流変
化分積算値ＩＭＳＩＧが正値）ならば下限値ＩＤＬＷを
目標値に設定する。また下限値IDLWが最小値ＩＤＭＩＮ
に等しい場合と、等しくなくても電流変化が減少方向
（モータ電流変化分積算値ＩＭＳＩＧが負値）ならば上
限値ＩＤＵＰを目標値に設定する。すなわち、変動域が
制限内の場合はモータ電流変化方向と逆方向から励磁電
流指令の変動を開始する。また、制限値の場合はその制
限値から離れる方向から開始する。

【００５８】《動作説明》次に以上の制御方法からなる
極値探索法で、励磁電流指令の動きについて説明する。

【００５９】＜負荷変化と共に直線的にモータ電流が変
化する場合＞図１９と図２０はモータ電流の最小化状態
からモータ電流が連続的に増加もしくは減少した場合の
上限値ＩＤＵＰ，BESTID、下限値ＩＤＬＷ、目標値ＥＸ
ＩＤ、及び黒点マークの励磁電流指令データＩＤの変化
を示している。ただし、これらの図においては負荷の変
化によるモータ電流の変化が検出され、励磁電流の変動
に伴うモータ電流の脈動は検出されないものとしてい
る。そして、図１９はモータ電流が増加する場合であ
り、これよりBESTIDは、その時点を含めて過去５点の励
磁電流指令データのなかで、最も過去の励磁電流指令デ
ータとなる。また図２０では逆に、モータ電流が減少す
る場合であることから、その時点の励磁電流指令データ
がBESTIDとなる。

【００６０】図１９の（ｂ）および図２０の（ａ）は先
に示したように、励磁電流指令の変動開始方向をモータ
電流の増減方向とは逆方向に選んだ場合である。この場
合例えば図１９（ｂ）ではモータ電流の増加と共に励磁
電流の変動域が徐々に増加している。そして、図４に示
したように、負荷の増加によりモータ電流が増加する
時、モータ電流を最小にする励磁電流は負荷増加前より
も大きい側に存在することから、上述の変動域の動きは
図４の特性に合致した動きである。同様に、図２０
（ａ）ではモータ電流の減少と共に励磁電流指令の変動
域も減少する動きであり、図４の特性に合致している。

【００６１】一方、先に図１８に示した例とは逆に、モ
ータ電流の変化方向と同じ方向、すなわちモータ電流増
で、励磁電流指令を増加方向から、またモータ電流減で
励磁電流指令を減少方向から変動を開始する場合が、そ
れぞれ図１９（ａ）と図２０（ｂ）である。これらの場
合は、モータ電流の変化方向とは逆の方向に励磁電流指
令の変動域が移動していく。そして、このような変動開
始方法は図４の特性とは逆に、ここに実施例として示し
た誘導電動機のモータ電流最小化の例とは異なり、外乱
増加で極値が操作量の小さい方向に存在する場合に有効
な方法である。＜ステップ的に負荷が変化する場合＞次にモータ電流が
ステップ的に変化した場合の動作について先ず図１を用
いて説明する。

【００６２】図１においてのタイミングで負荷が増加
し、これに伴いモータ電流が増加したとする。このモー
タ電流の増加により、モータ電流変化分積算値ＩＭＳＩ
Ｇが変動開始許容値ＩＭＬＶを超えたことをの時点に
て検出して(項番Ｂ−２０)、同図（２）に示した変動開
始指令を発行する（項番Ｂ−４０）。そして、電流増加
に対して目標値ＥＸＩＤを下限値ＩＤＬＷに設定して、
励磁電流指令は減少方向からその変動を開始する（図１
８の項番Ｂ−４４）。の時点では変化中の励磁電流指
令が目標値に一致したことから、目標値ＥＸＩＤを上限
値ＩＤＵＰに変更して、励磁電流の変動方向を増加方向
とする（項番Ｅ−５０）。また、メモリ群１２のデータ
がすべて新しいデータとなるの時点まで変動域算出処
理や最適ＩＤ判定処理は実行されず上限値と下限値は、
変動前の値が維持される（項番Ｂ−６０）。なお、図１
（１）と（４）に示した黒点マークは、それぞれモータ
電流データＩＭ（０）と励磁電流指令データＩＤ（０）
のメモリ群１２中への格納タイミングを表す。

【００６３】の時点以降、５つのモータ電流データの
中から、最小のモータ電流データに対応する励磁電流指
令データをBESTIDとして（項番Ａ−３０）、このBESTID
を中心に変動域を与える上限値ＩＤＵＰと下限値ＩＤＬ
Ｗを算出し(項番Ｃ−３０)、またそのBESTIDが最適値か
どうかの判定を行う（項番Ｄ−２０）などの一連の処理
が実行される。またとの時点では目標値ＥＸＩＤの
変更が行われる。

【００６４】ここで、の時点にてモータ電流の最小値
が探索できたとする。すなわち、５つの励磁電流指令デ
ータＩＤ（０）からＩＤ（４）までのなかで中央の大き
さのデータがBESTID（同図の例ではＩＤ（２））と等し
いとすると、同図（３）に示すように変動停止指令を発
行し目標値ＥＸＩＤをBESTIDすなわちＩＤ（２）に設定
して最小値探索を終わる。そして、それ以降はその時点
の励磁電流指令から最適な励磁電流指令となるまで励磁
電流指令を変化させる。すなわち、その時点のBESTIDを
第１の励磁電流指令、またその時点に出力されている励
磁電流指令（図１の例ではＩＤ（０）に相当）を第２の
励磁電流指令とすると第１の方が第２より小さいことか
ら励磁電流指令の変化方向を減少方向とする。

【００６５】次に図２１について説明する。図１の例と
異なる点は、上限値ＩＤＵＰが最大値ＩＤＭＡＸとなっ
て、励磁電流変動域が制限された点である。

【００６６】負荷が変化し励磁電流指令を変動して最小
値を探索する過程において、図２１に示したの時点に
て、その時点のBESTIDから作成する上限値ＩＤＵＰが最
大値ＩＤＭＡＸを超えようとしたとする。この場合は、
図１５の項番Ｃ−３０にて説明したように、上限値ＩＤ
ＵＰが最大値ＩＤＭＡＸとなり、それより変動幅IDWだ
け少ない値がBESTID、さらにこれより変動幅ＩＤＷだけ
少ない値が下限値IDLWとなる。そして図２１に示すよう
に、の時点にて目標値ＥＸＩＤがその時点の下限値Ｉ
ＤＬＷに切り替えられて変動方向が変わり、さらにこの
下限値と一致するの時点にて目標値ＥＸＩＤがその時
点の上限値ＩＤＵＰすなわち最大値ＩＤＭＡＸに変更さ
れる。

【００６７】の時点にて変化中の励磁電流指令がその
目標値である最大値に一致したとする。この時は図１７
項番Ｅ−４０の処理が実行され、同図（３）に示すよう
に変動停止指令が発行され、その時点のBESTIDが目標値
ＥＸＩＤに設定されて、最小値探索の処理を終わり、以
降はその時点の励磁電流指令すなわち最大値からBESTID
まで励磁電流を変化させる処理が実行される。すなわ
ち、の時点において最小のモータ電流データに対応し
た励磁電流指令データＩＤ（３）を第１の励磁電流指令
とし、またその時点における励磁電流指令である最大値
ＩＤＭＡＸを第２の励磁電流指令とした時、第１の励磁
電流指令が第２の励磁電流指令よりも小さいことから、
励磁電流指令の変動方向を減少方向とする。

【００６８】以上、図２１で示した動作例は上限値ＩＤ
ＵＰが最大値ＩＤＭＡＸとなって、励磁電流変動域が制
限された場合であるが、これとは逆に下限値ＩＤＬＷが
最小値ＩＤＭＩＮとなって励磁電流変動域が制限された
場合には、下限値に向かって変動中の励磁電流指令が下
限値すなわち最小値に一致した時に変動領域の移動を停
止すると共に目標値をその時点のBESTIDに設定する。す
なわち、その時点でのBESTIDを第１の励磁電流指令とし
て、その時点の励磁電流指令すなわち最小値を第２の励
磁電流指令として、第１の励磁電流指令が第２の励磁電
流指令よりも大きいため励磁電流指令を増加方向とす
る。

【００６９】＜変動域制限状態からの変動再開＞図２１
にて説明したように変動域が制限されている状態、すな
わち上限値IDUPが最大値ＩＤＭＡＸと等しい状態、また
は逆に下限値ＩＤＬＷが最小値IDMIN となっている状態
から、負荷が変化して再び最小値の探索を開始する場合
の励磁電流指令の動きについて図２２により説明する。

【００７０】同図（ａ）は前者の場合であり、モータ電
流変化を認識した後、上限値IDUPが最大値ＩＤＭＡＸで
あることから、目標値ＥＸＩＤを下限値ＩＤＬＷに設定
して励磁電流指令を最大値ＩＤＭＡＸから離れる方向か
ら変動を開始する（図１８項番Ｂ−４４）。また一方、
同図（ｂ）は後者の場合でありモータ電流変化を認識し
た後、下限値ＩＤＬＷが最小値ＩＤＭＩＮであることか
ら、目標値ＥＸＩＤを上限値ＩＤＵＰに設定して励磁電
流指令を最小値ＩＤＭＩＮから離れる方向から変動を開
始する（図１８項番Ｂ−４５）。

【００７１】以上の再開方法であることから、励磁電流
指令がすぐ制限値となって変動が停止することがなくな
り、上限値と下限値の広い範囲での励磁電流を変動させ
ることができ、正しい最小値の探索ができる。

【００７２】《目標値の変更法における他の実施例》こ
れまでの実施例における目標値ＥＸＩＤの変更方法は、
図１７に示したように、変化中の励磁電流指令Ｉ₁ｄ＊
が目標値ＥＸＩＤに一致した時のみ、その時点の上限値
ＩＤＵＰもしくは下限値ＩＤＬＷに変更する方法であっ
た。これに対し、ここに示す方法は上限値もしくは下限
値が更新される毎に、その最新の上限値もしくは下限値
に目標値を変更するものである。このためには図１７に
示したＩＤ変動処理の先頭に、図２３に示した処理内容
を追加する。すなわち、その時点における目標値が上限
値であったならば、その時点の上限値を新たな目標値と
して設定し、一方、その時点における目標値が下限値で
あったならば、その時点の下限値を新たな目標値として
設定する。

【００７３】図２４は以上の目標値の変更法とした場合
の、図１９に対応した図である。すなわちモータ電流が
連続的に増加して励磁電流の変動を開始した場合の変動
域などの動きを示している。そして、図２４において
も、励磁電流変動に伴うモータ電流の変化は検出できな
いものとしている。同図（１）のように、励磁電流指令
を増加方向から変動開始する場合は、変動域の中心は初
期状態より上昇した状態で、また一方、同図（２）のよ
うに励磁電流指令を減少方向から変動させる場合では、
変動域の中心は初期状態より下降した状態で、それぞれ
励磁電流指令は上下に繰返し変化するままであり、先の
例のようにモータ電流の増加とともに変動域が増加して
いくことはない特徴をもつ。

【００７４】《巻線電流の動き》以上示した極値探索法
の実施例において、誘導電動機の巻線に流れる巻線電流
の動きを示したものが、図２５である。同図では、同図
（１）に示すように負荷がステップ的に上昇及び下降し
た場合の、インバータ出力電圧（同図（２））と巻線電
流（同図（３））の変化をそれらの包絡線（波高値の軌
跡）として示している。すなわち、ある負荷における最
小化状態から、負荷変化が生じて巻線電流が変化する
と、新しい巻線電流の状態で、巻線電流を上下に脈動さ
せながらその脈動の平均値が最小となる方向に、出力電
圧を変化させている。

【００７５】《本発明実施例の効果》図２６は、本発明
の実施例の具体的効果を表すもので、横軸負荷トルクに
対して、縦軸にインバータ出力電圧，巻線電流及びイン
バータとモータあわせた総合の効率を、それぞれ最小化
制御の有る場合と無い場合で示している。

【００７６】同図から分かるように、最小化制御のない
場合ではインバータ出力電圧は負荷にかかわらず一定で
あり、巻線電流は大きく、また効率も低下している。す
なわち、本発明の誘導電動機の電流最小化制御を実施す
ることにより、同一負荷において効率は向上し、巻線電
流を少なくすることができ、これによってインバータ容
量の低減や温度上昇の低減を図ることができる。さらに
は誘導電動機の負荷として設定した圧縮機の温度上昇も
抑制することができ、その圧縮機の効率も向上する。な
お、最小化制御の有る場合と無い場合とで、効率及び巻
線電流が等しい負荷があるが、これは最小化制御の無い
場合であっても、任意のある負荷状態においてのみ、巻
線電流が最小となるためであり、最小化制御の適用によ
って、この負荷状態から離れるほど、その効果は顕著と
なる。

【００７７】また、本実施例では負荷として空調機や冷
蔵庫の圧縮機を駆動する誘導電動機の電流最小化法を示
したが、本発明はこれに限らず図２に示したように、外
乱によって操作量に対する被制御量の極値が変化する制
御系ならば、いかなる制御系にも適用可能な発明であ
る。例えば、ファン，ポンプを駆動する誘導電動機のイ
ンバータ装置へも適用できる。

【００７８】《本発明の他の実施例》本発明の他の実施
例を図２７に示す。上述の実施例図５では交流モータの
巻線電流を検出して、これを被制御量としていたが、本
実施例ではインバータ４に入力される直流電流ｉdcを電
流検出増幅器２０で検出し、その出力信号ＩDCを被制御
量としているところに違いがある。即ち、インバータの
入出力で見た電流は直流と交流の違いが或るも、平均値
で見た電流の大きさは略同一である。従って、本実施例
のようにインバータの直流側で被制御量を検出した方
が、前記実施例に比べ、電流検出器は一つでよいこと、
及び電流の平均値を求めるための整流演算手段が不要に
なることから、構成が簡素化できるとともに、制御演算
処理時間が短縮でき高応答化が図れるという効果が更に
得られる。

【００７９】

【発明の効果】以上示したように、本発明によれば次に
示す効果を有する。

【００８０】（１）外乱またはモータ負荷が変化中であ
っても、その変化を認識することなく被制御量であるモ
ータ電流の最小値を探索し、これを与える操作量のイン
バータ出力電圧を得ることができる。

【００８１】（２）被制御量のモータ電流検出値に含ま
れるノイズ成分やリプルの影響を受けることなく、モー
タ電流を最小にすることが可能である。

【００８２】（３）以上の点より、モータ電流最小化に
あたって、ノイズや変化する外乱のために発生する局部
的な極値に捕らわれたり、また極値が探索できずに操作
量がむやみに大きくなったり、逆に小さくなったりする
発散現象を呈することがなく安定で、しかも非常に実用
性が高い発明ということができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】負荷がステップ的に変化したときの、本実施例
の動特性説明図。

【図２】本発明の対象とする制御系構成図と特性図。

【図３】本発明実施例の制御系特性図。

【図４】本発明実施例の発明の要点説明図。

【図５】本発明実施例のインバータ装置の全体構成ブロ
ック図。

【図６】本発明実施例のインバータ装置の要部構成ブロ
ック図。

【図７】本発明実施例のインバータ装置の電流検出法の
要部動作説明図。

【図８】本発明実施例のインバータ装置の主要メモリ構
成図。

【図９】本発明実施例のインバータ装置の励磁電流指令
変動法説明図。

【図１０】本発明実施例のインバータ装置の励磁電流指
令変動法説明図。

【図１１】本発明実施例のインバータ装置の主要制御処
理構成流れ図。

【図１２】本発明実施例のインバータ装置の主要制御処
理の実行タイミング説明図。

【図１３】本発明実施例のインバータ装置の主要制御処
理の詳細構成流れ図。

【図１４】本発明実施例のインバータ装置の主要制御処
理の詳細構成流れ図。

【図１５】本発明実施例のインバータ装置の主要制御処
理の詳細構成流れ図。

【図１６】本発明実施例のインバータ装置の主要制御処
理の詳細構成流れ図。

【図１７】本発明実施例のインバータ装置の主要制御処
理の詳細構成流れ図。

【図１８】本発明実施例のインバータ装置の主要制御処
理の詳細構成流れ図。

【図１９】本発明実施例のインバータ装置の動作説明
図。

【図２０】本発明実施例のインバータ装置の動作説明
図。

【図２１】本発明実施例のインバータ装置の動作説明
図。

【図２２】本発明実施例のインバータ装置の動作説明
図。

【図２３】本発明実施例のインバータ装置の要部変形例
の構成説明図。

【図２４】本発明実施例のインバータ装置の要部変形例
の動作説明図。

【図２５】本発明実施例のインバータ装置の出力電圧，
巻線電流の変化法説明図。

【図２６】本発明実施例のインバータ装置の効果説明
図。

【図２７】本発明の他の実施例のインバータ装置の全体
構成ブロック図。

【図２８】従来例説明のための制御ブロック図。

【符号の説明】

４…インバータ、５…誘導電動機、６…圧縮機、７…巻
線電流検出増幅部、８…制御演算部、９…ＰＷＭ信号発
生ＩＣ、１０…ゲートドライバ、１１…直流量変換部、
１２…メモリ群、１３…比較部、１４…変動領域演算
部、１５…励磁電流指令演算部、１６…電圧演算部、１
７…ＰＷＭ信号時間データ作成部、１００…極値探索回
路、２００…増幅器、３００…プロセス、ｍ…操作量、
ｄ…外乱、ｚ…被制御量、ｉｕ，ｉｖ…巻線電流、Ｉ
Ｕ，ＩＶ，ＩＷ…巻線電流検出値、Ｉ₁*…励磁電流指
令、Ｖ*…出力電圧指令、ｆ*…出力周波数指令、Ｔｓ…
短サンプリング周期、Ｔｌ…長サンプリング周期、Ｉ₁
…モータ電流、ＩＭ（ｉ）…モータ電流データ、ＩＤ
（ｉ）…励磁電流指令データ、ＥＸＩＤ…励磁電流指令
変動の目標値、ＩＤＵＰ…励磁電流指令変動の上限値、
IDLW…励磁電流指令変動の下限値、ＩＤＷ…励磁電流指
令変動の変動幅、BESTID…５つのモータ電流データのな
かで最小のモータ電流データに対応する励磁電流指令デ
ータ、ＩＤＭＡＸ…励磁電流指令変動域の最大値、ＩＤ
ＭＩＮ…励磁電流指令変動域の最小値、ＩＭＳＩＧ…モ
ータ電流変化分積算値、ＩＭＬＶ…変動開始許容値、Ｇ
ＲＴ…モータ電流変化率、ＩＤＳＴＰ…励磁電流指令の
１ステップ変化分、ＭＩＤＩＤ…５つの励磁電流指令デ
ータのなかの中央の大きさの励磁電流指令データ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者丸山弘静岡県清水市村松390番地株式会社日立製作所清水工場内 (72)発明者石田誠司茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直流を入力して交流を出力するインバータ
で、該インバータの交流出力電圧を操作量として、交流
モータを駆動制御するインバータの制御方法において、前記モータの入力電流が一定の運転状態からモータ電流
が増加した場合、もしくは減少した場合には、それぞれ
増加後の、もしくは減少後のモータ電流での運転状態
で、前記操作量を変化させてモータ電流を脈動させ、こ
の脈動するモータ電流の平均値が次第に減少する方向に
操作量を順次設定して行くことを特徴とするインバータ
の制御方法。
【請求項２】請求項１において、前記操作量は、前記イ
ンバータより交流電圧を出力させるように指令する電圧
指令値としたことを特徴とするインバータの制御方法。
【請求項３】請求項１において、前記操作量は、前記イ
ンバータより交流電圧を出力させるように指令する電圧
指令値を生成するところの、前記交流モータ電流の励磁
電流成分としたことを特徴とするインバータの制御方
法。
【請求項４】請求項１において、前記操作量を所定の上
限値と下限値の範囲内で変動させる為の変動領域を設
け、この変動領域を被制御量である前記インバータの入
力もしくは出力電流の、変化幅もしくは変化率の少なく
ともどちらか一方が小さくなる方向に時間経過と共に移
動させることを特徴とするインバータの制御方法。
【請求項５】請求項４において、前記変動領域は、前記
上限値により決定される第１の目標値と下限値により決
定される第２の目標値を設定し、前記操作量を一方の目
標値に向かって変化させ、この目標値を越えようとする
ときは他の目標値をその時点の上限値もしくは下限値に
設定し、この目標値に向かって変化させると共に、前記
２つの目標値を前記被制御量の変化幅もしくは変化率の
少なくともどちらか一方が小さくなる方向に時間経過と
共に移動させることを特徴とするインバータの制御方
法。
【請求項６】請求項４において、前記変動領域の移動
は、その移動前に得られた複数組の操作量とそれに対応
する被制御量のデータ対の中から、被制御量が極値の組
合わせの操作量を選び、これがその変動領域の内部とな
るように操作量の変動領域を順次決定していくことを特
徴とするインバータの制御方法。
【請求項７】請求項４において、前記変動領域の変動幅
は、前記操作量に対する前記被制御量の変化率の絶対値
が大きいときは小さく、またその変化率の絶対値が小さ
いときは大きく選定することを特徴とするインバータの
制御方法。
【請求項８】請求項４において、前記操作量とそれに対
応する前記被制御量は、これら両者を１つの組として少
なくとも３組以上をメモリ群に記憶し、所定周期毎に前
記操作量と被制御量の１組のメモリを前記メモリ群の中
で更新すると共に、前記メモリ群の中で被制御量が極値
となる被制御量の組に対応する操作量を選定し、この操
作量が内部に含まれるように前記変動領域を再設定する
と共に、その操作量が前記変動領域の上限値もしくは下
限値に近づく方向で次の操作量の値を設定することを特
徴とするインバータの制御方法。
【請求項９】請求項８において、前記所定周期内は第１
と第２の２つのモードに分割し、第１のモードでは、前
記所定周期より短い周期で操作量を階段状に変化させ、
第２のモードでは操作量を一定として、第２のモードか
ら次の周期の第１のモードに移行する前に、少なくとも
操作量と被制御量のメモリ群の１組を前記メモリ群へ格
納することを特徴とするインバータの制御方法。
【請求項１０】請求項８において、前記メモリ群のなか
で、複数個の操作量を小さい順もしくは大きい順に並
べ、中央の値となる操作量に対応した被制御量が前記メ
モリ群内の他の被制御量と比較して最も小さい値の場合
に変動領域の移動を停止することを特徴とするインバー
タの制御方法。
【請求項１１】請求項８において、前記変動領域の移動
が停止中からの前記操作量の変化の開始時における前記
操作量の変化は、被制御量の変化量が所定の許容値を超
えたときに行ない、この変化量が増加であれば前記操作
量を減少する方向から変化させ、また変化量が減少であ
れば前記操作量を増加させる方向から変化させることを
特徴とするインバータの制御方法。
【請求項１２】請求項８において、前記操作量に最大値
と最小値を設定し、前記変動領域の上限値が前記最大値
を、または前記変動領域の下限値が前記最小値を超えよ
うとする場合、前記最大値を前記変動領域の上限値に、
または前記最小値を下限値に設定すると共に、変化中の
前記操作量が上記の上限値もしくは下限値に達したと
き、その時点での前記メモリ群内の前記被制御量が極値
に対応した前記操作量を選びだして前記操作量を決定す
ると共に、前記変動領域の移動を停止させることを特徴
とするインバータの制御方法。
【請求項１３】請求項８において、前記変動領域の移動
が停止中からの前記操作量の変化の開始時における前記
操作量の変化は、前記被制御量の変化量が所定の許容値
を超えたときに行ない、その時点における前記操作量の
変動領域の上限が操作量の前記最大値の場合は前記操作
量を減少方向に、またその時点における前記操作量の変
動領域の下限が操作量の前記最小値の場合は前記操作量
を増加方向に設定するようにしたことを特徴とするイン
バータの制御方法。
【請求項１４】請求項４において、前記操作量の変化
と、この変化後の操作量に対応した前記被制御量の検出
を１つの制御内容として、少なくとも３回以上の前記制
御の結果によって得られた、制御回数と同数の操作量と
被制御量の組合わせの中から被制御量が極値となる組合
わせの操作量を第１の操作量として、また最新の時点に
て既に出力されている操作量を第２の操作量として選
び、第２の操作量に対して、次の前記制御における操作
量の変化方向を、第１の操作量が第２の操作量より大き
い場合は増加方向に、第１の操作量が第２の操作量より
小さい場合は減少方向に設定することを特徴とするイン
バータの制御方法。
【請求項１５】直流を交流に変換して交流モータを駆動
制御するインバータの制御装置において、前記インバータの交流出力電圧の指令値を発生する手段
と、該出力電圧指令値に基づいて前記インバータを制御
する手段と、前記インバータの交流出力電流を検出する
手段と、前記交流出力電流の大きさを直流量に変換する
手段と、前記出力電圧指令値とこれに対応する前記直流
量の一対のデータを所定時間毎に記憶する少なくとも３
個以上のメモリ要素と、該メモリ要素から前記直流量の
少なくとも３個以上のデータを取り込みその中から最小
値を演算する手段と、該最小値に対応した出力電圧指令
値と他の出力電圧指令値のデータを取り込み比較し、前
記最小値に対応した出力電圧指令値が他の出力電圧指令
値のデータより大きければ増加するように、逆に前記最
小値に対応した出力電圧指令値が他の出力電圧指令値の
データより小さければ減少するように前記インバータの
交流出力電圧指令値発生手段における出力電圧指令値を
変更する手段とを備えたことを特徴とするインバータの
制御装置。
【請求項１６】直流を交流に変換して交流モータを駆動
制御するインバータの制御装置において、前記交流モータの励磁電流指令値を発生する手段と、該
励磁電流指令値に基づいて前記インバータの交流出力電
圧の指令値を演算する手段と、該出力電圧指令値に基づ
いて前記インバータを制御する手段と、前記インバータ
の交流出力電流を検出する手段と、前記交流出力電流の
大きさを直流量に変換する手段と、前記励磁電流指令値
とこれに対応する前記直流量の一対のデータを所定時間
毎に記憶する少なくとも３個以上のメモリ要素と、該メ
モリ要素から前記直流量の少なくとも３個以上のデータ
を取り込みその中から最小値を演算する手段と、該最小
値に対応した励磁電流指令値と他の励磁電流指令値のデ
ータを取り込み比較し、前記最小値に対応した励磁電流
指令値が他の励磁電流指令値のデータより大きければ増
加するように、逆に前記最小値に対応した励磁電流指令
値が他の励磁電流指令値のデータより小さければ減少す
るように前記励磁電流指令値を発生する手段における励
磁電流指令値を変更する手段とを備えたことを特徴とす
るインバータの制御装置。
【請求項１７】直流を交流に変換して交流モータを駆動
制御するインバータの制御装置において、前記インバータの交流出力電圧の指令値を発生する手段
と、該出力電圧指令値に基づいて前記インバータを制御
する手段と、前記インバータの直流入力電流を検出する
手段と、前記出力電圧指令値とこれに対応する前記直流
電流検出値の一対のデータを所定時間毎に記憶する少な
くとも３個以上のメモリ要素と、該メモリ要素から前記
直流量の少なくとも３個以上のデータを取り込みその中
から最小値を演算する手段と、該最小値に対応した出力
電圧指令値と他の出力電圧指令値のデータを取り込み比
較し、前記最小値に対応した出力電圧指令値が他の出力
電圧指令値のデータより大きければ増加するように、逆
に前記最小値に対応した出力電圧指令値が他の出力電圧
指令値のデータより小さければ減少するように前記イン
バータの交流出力電圧指令値発生手段における出力電圧
指令値を変更する手段とを備えたことを特徴とするイン
バータの制御装置。
【請求項１８】直流を交流に変換して交流モータを駆動
制御するインバータの制御装置において、前記交流モータの励磁電流指令値を発生する手段と、該
励磁電流指令値に基づいて前記インバータの交流出力電
圧の指令値を演算する手段と、該出力電圧指令値に基づ
いて前記インバータを制御する手段と、前記インバータ
の直流入力電流を検出する手段と、前記励磁電流指令値
とこれに対応する前記直流電流検出値の一対のデータを
所定時間毎に少なくとも３個以上記憶するメモリ要素
と、該メモリ要素から前記直流量の少なくとも３個以上
のデータを取り込みその中から最小値を演算する手段
と、該最小値に対応した励磁電流指令値と他の励磁電流
指令値のデータを取り込み比較し、前記最小値に対応し
た励磁電流指令値が他の励磁電流指令値のデータより大
きければ増加するように、逆に前記最小値に対応した励
磁電流指令値が他の励磁電流指令値のデータより小さけ
れば減少するように前記励磁電流指令値を発生する手段
における励磁電流指令値を変更する手段とを備えたこと
を特徴とするインバータの制御装置。
【請求項１９】圧縮機駆動用の誘導電動機を可変速運転
するインバータの制御装置に備えた、請求項１５もしく
は請求項１８記載のインバータの制御装置。
【請求項２０】ファンもしくはポンプ駆動用の誘導電動
機を可変速運転するインバータの制御装置に備えた、請
求項１５もしくは請求項１８記載のインバータの制御装
置。