JPH0755899A - 電動機定数測定方法及び装置 - Google Patents
電動機定数測定方法及び装置Info
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- JPH0755899A JPH0755899A JP19723293A JP19723293A JPH0755899A JP H0755899 A JPH0755899 A JP H0755899A JP 19723293 A JP19723293 A JP 19723293A JP 19723293 A JP19723293 A JP 19723293A JP H0755899 A JPH0755899 A JP H0755899A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電動機の回転を停止した状態で、電動機定数
を正確に測定することができること。 【構成】 電動機定数演算機７によりω1*及びＶ1q* を
０に設定し、ｄ軸の指令値として交流信号が座標変換器
３に入力され三相電圧指令信号に変換されると、インバ
ータ２からは交流電動機１に単相交流電流を流す信号が
出力される。この結果、電動機１に流れる電流が電流検
出器４ａ、４ｂで検出され、座標変換器５から得られた
ｄ軸の電流成分Ｉ1dを、前記交流信号を基準とするフー
リエ展開に従って分析し、この基本波成分のフーリエ係
数を得る。これを二つの周波数を用いて行い、そのフー
リエ係数と電動機モデルの出力電流／入力電圧の周波数
特性から得られる前記フーリエ係数と対応する電流成分
値との関係から電動機定数が演算される。
を正確に測定することができること。 【構成】 電動機定数演算機７によりω1*及びＶ1q* を
０に設定し、ｄ軸の指令値として交流信号が座標変換器
３に入力され三相電圧指令信号に変換されると、インバ
ータ２からは交流電動機１に単相交流電流を流す信号が
出力される。この結果、電動機１に流れる電流が電流検
出器４ａ、４ｂで検出され、座標変換器５から得られた
ｄ軸の電流成分Ｉ1dを、前記交流信号を基準とするフー
リエ展開に従って分析し、この基本波成分のフーリエ係
数を得る。これを二つの周波数を用いて行い、そのフー
リエ係数と電動機モデルの出力電流／入力電圧の周波数
特性から得られる前記フーリエ係数と対応する電流成分
値との関係から電動機定数が演算される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電動機定数測定方法及
び装置に係り、特に交流電動機をベクトル制御する制御
装置において必要な電動機定数を測定するに好適な電動
機定数測定方法及びその装置に関する。
び装置に係り、特に交流電動機をベクトル制御する制御
装置において必要な電動機定数を測定するに好適な電動
機定数測定方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ベクトル制御装置を用いて交流電動機を
制御するに際しては、対象となる交流電動機の定数に基
づいて制御定数を設定することが必要である。このた
め、従来、電動機定数の設計値に基づいて制御定数を設
定したり、または抵抗測定試験、無負荷試験、拘束試験
により必要な電動機定数を測定し、この測定結果から制
御定数を設定する方法が採用されている。
制御するに際しては、対象となる交流電動機の定数に基
づいて制御定数を設定することが必要である。このた
め、従来、電動機定数の設計値に基づいて制御定数を設
定したり、または抵抗測定試験、無負荷試験、拘束試験
により必要な電動機定数を測定し、この測定結果から制
御定数を設定する方法が採用されている。
【０００３】しかし、電動機の設計値を用いる前者の方
法では、設計値と実際値の不一致により制御演算誤差が
生じ、制御定数を設定したあと再調整を余儀なくされて
いる。
法では、設計値と実際値の不一致により制御演算誤差が
生じ、制御定数を設定したあと再調整を余儀なくされて
いる。
【０００４】一方、各種の測定試験によって得られた測
定結果を用いる後者の方法では、拘束試験で電動機を固
定する器具が必要となるなど、各種測定を行うための準
備作業が煩雑となる。
定結果を用いる後者の方法では、拘束試験で電動機を固
定する器具が必要となるなど、各種測定を行うための準
備作業が煩雑となる。
【０００５】そこで、これらの問題点に対処するものと
して、特開昭６２−２６２６９７号公報に記載されてい
るものがある。これは、インバータ制御装置に電動機を
接続した状態で、各種測定条件を与えたときの電圧指令
値と電流検出値を求め、これらの値に従って、電動機定
数を測定し、この測定結果に従って制御定数を設定する
ものであり、直流励磁により一次抵抗（ｒ1）を、三相
交流励磁により一次と二次の合成抵抗（ｒσ=ｒ1+ｒ
2’）及び一次と二次の合成漏れインダクタンス（Ｌσ=
ｌ1+ｌ2’）を、さらに無負荷一定速運転により相互イ
ンダクタンス （Ｍ’)を測定している。
して、特開昭６２−２６２６９７号公報に記載されてい
るものがある。これは、インバータ制御装置に電動機を
接続した状態で、各種測定条件を与えたときの電圧指令
値と電流検出値を求め、これらの値に従って、電動機定
数を測定し、この測定結果に従って制御定数を設定する
ものであり、直流励磁により一次抵抗（ｒ1）を、三相
交流励磁により一次と二次の合成抵抗（ｒσ=ｒ1+ｒ
2’）及び一次と二次の合成漏れインダクタンス（Ｌσ=
ｌ1+ｌ2’）を、さらに無負荷一定速運転により相互イ
ンダクタンス （Ｍ’)を測定している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来技術で
は、上記合成抵抗ｒσ、合成漏れインダクタンスＬσの
測定時に電動機に三相の交流電流が流れ、トルクが発生
するため、電動機を回転停止状態に維持することができ
ず、測定時に電動機が回転すると、測定精度が劣化し電
動機定数として正確な値が得られない。
は、上記合成抵抗ｒσ、合成漏れインダクタンスＬσの
測定時に電動機に三相の交流電流が流れ、トルクが発生
するため、電動機を回転停止状態に維持することができ
ず、測定時に電動機が回転すると、測定精度が劣化し電
動機定数として正確な値が得られない。
【０００７】また電動機が回転しない程度の微小電流に
て測定を行うとインバータの高調波成分やノイズの影響
によって同様に測定精度が劣化する。
て測定を行うとインバータの高調波成分やノイズの影響
によって同様に測定精度が劣化する。
【０００８】さらに電動機定数の測定式が高周波電圧に
基づく近似から導かれているため、有限周波数では必ず
誤差が生じる。
基づく近似から導かれているため、有限周波数では必ず
誤差が生じる。
【０００９】また高周波電圧印加時には、インバータの
パルス分解能やインクルメント誤差の影響により、出力
電圧が指令電圧と異なり、その結果測定精度が劣化す
る。
パルス分解能やインクルメント誤差の影響により、出力
電圧が指令電圧と異なり、その結果測定精度が劣化す
る。
【００１０】また相互インダクタンスＭ’の測定におい
ては測定式の中にそれ以前に測定した一次抵抗ｒ1、合
成漏れインダクタンスＬσ が使用され、さらに二次抵
抗（ｒ2）及び 二次時定数（Ｔ2） では以前に測定した
値ｒ1、 ｒσ、Ｍ’を用いて演算される為、その測定精
度には前測定値の精度が大きく影響を与えるという問題
があった。
ては測定式の中にそれ以前に測定した一次抵抗ｒ1、合
成漏れインダクタンスＬσ が使用され、さらに二次抵
抗（ｒ2）及び 二次時定数（Ｔ2） では以前に測定した
値ｒ1、 ｒσ、Ｍ’を用いて演算される為、その測定精
度には前測定値の精度が大きく影響を与えるという問題
があった。
【００１１】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、電動機を回転停止状態を維持しながら任意
の周波数の測定信号を用いて、必要な全ての電動機定数
を正確に測定することのできる電動機定数測定方法及び
装置を提供することを目的とする。
ものであり、電動機を回転停止状態を維持しながら任意
の周波数の測定信号を用いて、必要な全ての電動機定数
を正確に測定することのできる電動機定数測定方法及び
装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の電動機定数測定
方法は、ｄ軸電圧指令とｑ軸電圧指令並びに一次角周波
数指令に従って三相電圧指令信号を生成し、これに比例
して電力変換器の出力電圧を制御して電動機に印加する
とともに、出力電流を検出し、この検出電流と一次角周
波数指令に従ってｄ軸電流成分とｑ軸電流成分を検出す
るに際して、一次角周波数指令とｑ軸電圧指令の各指令
値をそれぞれ零とする条件下で、ｄ軸電圧指令値として
交流信号を与え、これに基づいて生成された三相電圧指
令信号に従う変換器出力電圧を電動機に印加し、このと
き電動機に流れるｄ軸電流成分を検出し、この検出値を
前記交流信号を基準とするフーリエ展開に従って分析
し、この基本波成分のフーリエ係数を得るのに前記交流
信号に関して二つの周波数を用いて行い、そのフーリエ
係数と電動機モデルにおける出力電流／入力電圧の周波
数特性から得られる前記フーリエ係数と対応する電流成
分値との関係から電動機定数を求めることを特徴とす
る。
方法は、ｄ軸電圧指令とｑ軸電圧指令並びに一次角周波
数指令に従って三相電圧指令信号を生成し、これに比例
して電力変換器の出力電圧を制御して電動機に印加する
とともに、出力電流を検出し、この検出電流と一次角周
波数指令に従ってｄ軸電流成分とｑ軸電流成分を検出す
るに際して、一次角周波数指令とｑ軸電圧指令の各指令
値をそれぞれ零とする条件下で、ｄ軸電圧指令値として
交流信号を与え、これに基づいて生成された三相電圧指
令信号に従う変換器出力電圧を電動機に印加し、このと
き電動機に流れるｄ軸電流成分を検出し、この検出値を
前記交流信号を基準とするフーリエ展開に従って分析
し、この基本波成分のフーリエ係数を得るのに前記交流
信号に関して二つの周波数を用いて行い、そのフーリエ
係数と電動機モデルにおける出力電流／入力電圧の周波
数特性から得られる前記フーリエ係数と対応する電流成
分値との関係から電動機定数を求めることを特徴とす
る。
【００１３】また本発明の電動機定数測定方法は、ｄ軸
電圧指令とｑ軸電圧指令並びに一次角周波数指令に従っ
て三相電圧指令信号を生成し、これに比例して電力変換
器の出力電圧を制御して電動機に印加するとともに、出
力電流を検出し、この検出電流と一次角周波数指令に従
ってｄ軸電流成分とｑ軸電流成分を検出するに際して、
一次角周波数指令とｄ軸電圧指令の各指令値をそれぞれ
零とする条件下で、ｑ軸電圧指令値として交流信号を与
え、これに基づいて生成された三相電圧指令信号に従う
変換器出力電圧を電動機に印加し、このとき電動機に流
れるｑ軸電流成分を検出し、この検出値を前記交流信号
を基準とするフーリエ展開に従って分析し、この基本波
成分のフーリエ係数を得るのに前記交流信号に関して二
つの周波数を用いて行い、そのフーリエ係数と電動機モ
デルにおける出力電流／入力電圧の周波数特性から得ら
れる前記フーリエ係数と対応する電流成分値との関係か
ら電動機定数を求めることを特徴とする。
電圧指令とｑ軸電圧指令並びに一次角周波数指令に従っ
て三相電圧指令信号を生成し、これに比例して電力変換
器の出力電圧を制御して電動機に印加するとともに、出
力電流を検出し、この検出電流と一次角周波数指令に従
ってｄ軸電流成分とｑ軸電流成分を検出するに際して、
一次角周波数指令とｄ軸電圧指令の各指令値をそれぞれ
零とする条件下で、ｑ軸電圧指令値として交流信号を与
え、これに基づいて生成された三相電圧指令信号に従う
変換器出力電圧を電動機に印加し、このとき電動機に流
れるｑ軸電流成分を検出し、この検出値を前記交流信号
を基準とするフーリエ展開に従って分析し、この基本波
成分のフーリエ係数を得るのに前記交流信号に関して二
つの周波数を用いて行い、そのフーリエ係数と電動機モ
デルにおける出力電流／入力電圧の周波数特性から得ら
れる前記フーリエ係数と対応する電流成分値との関係か
ら電動機定数を求めることを特徴とする。
【００１４】更に本発明の電動機定数測定方法は、ｄ軸
電圧指令とｑ軸電圧指令並びに一次角周波数指令に従っ
て三相電圧指令信号を生成し、これに比例して電力変換
器の出力電圧を制御して電動機に印加するとともに、出
力電流を検出し、この検出電流と一次角周波数指令に従
ってｄ軸電流成分とｑ軸電流成分を検出するに際して、
一次角周波数指令とｑ軸電圧指令の各指令値をそれぞれ
零とする条件下で、ｄ軸電圧指令値として二つの周波数
成分を含む交流信号を与え、これに基づいて生成された
三相電圧指令信号に従う変換器出力電圧を電動機に印加
し、このとき電動機に流れるｄ軸電流成分を検出し、こ
の検出値を前記交流信号を基準とするフーリエ展開に従
って分析し、前記二つの周波数成分の各基本波成分に対
するフーリエ係数を得、それらのフーリエ係数と電動機
モデルにおける出力電流／入力電圧の周波数特性から得
られる前記フーリエ係数と対応する電流成分値との関係
から電動機定数を求めることを特徴とする。
電圧指令とｑ軸電圧指令並びに一次角周波数指令に従っ
て三相電圧指令信号を生成し、これに比例して電力変換
器の出力電圧を制御して電動機に印加するとともに、出
力電流を検出し、この検出電流と一次角周波数指令に従
ってｄ軸電流成分とｑ軸電流成分を検出するに際して、
一次角周波数指令とｑ軸電圧指令の各指令値をそれぞれ
零とする条件下で、ｄ軸電圧指令値として二つの周波数
成分を含む交流信号を与え、これに基づいて生成された
三相電圧指令信号に従う変換器出力電圧を電動機に印加
し、このとき電動機に流れるｄ軸電流成分を検出し、こ
の検出値を前記交流信号を基準とするフーリエ展開に従
って分析し、前記二つの周波数成分の各基本波成分に対
するフーリエ係数を得、それらのフーリエ係数と電動機
モデルにおける出力電流／入力電圧の周波数特性から得
られる前記フーリエ係数と対応する電流成分値との関係
から電動機定数を求めることを特徴とする。
【００１５】また本発明の電動機定数測定方法は、ｄ軸
電圧指令とｑ軸電圧指令並びに一次角周波数指令に従っ
て三相電圧指令信号を生成し、これに比例して電力変換
器の出力電圧を制御して電動機に印加するとともに、出
力電流を検出し、この検出電流と一次角周波数指令に従
ってｄ軸電流成分とｑ軸電流成分を検出するに際して、
一次角周波数指令とｄ軸電圧指令の各指令値をそれぞれ
零とする条件下で、ｑ軸電圧指令値として二つの周波数
成分を含む交流信号を与え、これに基づいて生成された
三相電圧指令信号に従う変換器出力電圧を電動機に印加
し、このとき電動機に流れるｑ軸電流成分を検出し、こ
の検出値を前記交流信号を基準とするフーリエ展開に従
って分析し、前記二つの周波数成分の各基本波成分に対
するフーリエ係数を得、それらフーリエ係数と電動機モ
デルにおける出力電流／入力電圧の周波数特性から得ら
れる前記フーリエ係数と対応する電流成分値との関係か
ら電動機定数を求めることを特徴とする。
電圧指令とｑ軸電圧指令並びに一次角周波数指令に従っ
て三相電圧指令信号を生成し、これに比例して電力変換
器の出力電圧を制御して電動機に印加するとともに、出
力電流を検出し、この検出電流と一次角周波数指令に従
ってｄ軸電流成分とｑ軸電流成分を検出するに際して、
一次角周波数指令とｄ軸電圧指令の各指令値をそれぞれ
零とする条件下で、ｑ軸電圧指令値として二つの周波数
成分を含む交流信号を与え、これに基づいて生成された
三相電圧指令信号に従う変換器出力電圧を電動機に印加
し、このとき電動機に流れるｑ軸電流成分を検出し、こ
の検出値を前記交流信号を基準とするフーリエ展開に従
って分析し、前記二つの周波数成分の各基本波成分に対
するフーリエ係数を得、それらフーリエ係数と電動機モ
デルにおける出力電流／入力電圧の周波数特性から得ら
れる前記フーリエ係数と対応する電流成分値との関係か
ら電動機定数を求めることを特徴とする。
【００１６】更に本発明のベクトル制御器の制御定数設
定方法は、前記いずれかの電動機定数測測定方法により
求められた電動機定数に基づいて、ｑ軸電流指令とｄ軸
電流指令並びにｑ軸電流成分とｄ軸電流成分を基にｄ軸
電圧指令とｑ軸電圧指令並びに一次角周波数指令を生成
するためのベクトル制御器の制御定数を設定することを
特徴とする。
定方法は、前記いずれかの電動機定数測測定方法により
求められた電動機定数に基づいて、ｑ軸電流指令とｄ軸
電流指令並びにｑ軸電流成分とｄ軸電流成分を基にｄ軸
電圧指令とｑ軸電圧指令並びに一次角周波数指令を生成
するためのベクトル制御器の制御定数を設定することを
特徴とする。
【００１７】また本発明の電動機定数測定装置は、ｄ軸
電圧指令とｑ軸電圧指令並びに一次角周波数指令に従っ
て三相電圧指令信号を生成する三相電圧指令信号生成手
段と、前記三相電圧指令に比例した交流電圧を電動機に
印加する電力変換器と、該電力変換器の出力電流を検出
する出力電流検出手段と、出力電流検出手段の検出電流
と一次角周波数指令に従ってｄ軸電流成分とｑ軸電流成
分を生成する電流成分生成手段と、一次角周波数指令と
ｑ軸電圧指令の各指令値をそれぞれ零に設定するととも
にｄ軸電圧指令値として交流信号を与える測定信号発生
手段と、前記交流信号に従って変化する三相交流電圧が
電動機に印加された結果として、電流成分生成手段で検
出されたｄ軸電流成分に基づいて、請求項１または３の
いずれかの方法により電動機定数を算出する電動機定数
算出手段とを有することを特徴とする。
電圧指令とｑ軸電圧指令並びに一次角周波数指令に従っ
て三相電圧指令信号を生成する三相電圧指令信号生成手
段と、前記三相電圧指令に比例した交流電圧を電動機に
印加する電力変換器と、該電力変換器の出力電流を検出
する出力電流検出手段と、出力電流検出手段の検出電流
と一次角周波数指令に従ってｄ軸電流成分とｑ軸電流成
分を生成する電流成分生成手段と、一次角周波数指令と
ｑ軸電圧指令の各指令値をそれぞれ零に設定するととも
にｄ軸電圧指令値として交流信号を与える測定信号発生
手段と、前記交流信号に従って変化する三相交流電圧が
電動機に印加された結果として、電流成分生成手段で検
出されたｄ軸電流成分に基づいて、請求項１または３の
いずれかの方法により電動機定数を算出する電動機定数
算出手段とを有することを特徴とする。
【００１８】更に本発明の電動機定数測定装置は、ｄ軸
電圧指令とｑ軸電圧指令並びに一次角周波数指令に従っ
て三相電圧指令信号を生成する三相電圧指令信号生成手
段と、前記三相電圧指令に比例した交流電圧を電動機に
印加する電力変換器と、該電力変換器の出力電流を検出
する出力電流検出手段と、出力電流検出手段の検出電流
と一次角周波数指令に従ってｄ軸電流成分とｑ軸電流成
分を生成する電流成分生成手段と、一次角周波数指令と
ｄ軸電圧指令の各指令値をそれぞれ零に設定するととも
にｑ軸電圧指令値として交流信号を与える測定信号発生
手段と、前記交流信号に従って変化する三相交流電圧が
電動機に印加された結果として、電流成分生成手段で検
出されたｄ軸電流成分に基づいて、請求項２または４の
いずれかの方法により電動機定数を算出する電動機定数
算出手段とを有することを特徴とする。
電圧指令とｑ軸電圧指令並びに一次角周波数指令に従っ
て三相電圧指令信号を生成する三相電圧指令信号生成手
段と、前記三相電圧指令に比例した交流電圧を電動機に
印加する電力変換器と、該電力変換器の出力電流を検出
する出力電流検出手段と、出力電流検出手段の検出電流
と一次角周波数指令に従ってｄ軸電流成分とｑ軸電流成
分を生成する電流成分生成手段と、一次角周波数指令と
ｄ軸電圧指令の各指令値をそれぞれ零に設定するととも
にｑ軸電圧指令値として交流信号を与える測定信号発生
手段と、前記交流信号に従って変化する三相交流電圧が
電動機に印加された結果として、電流成分生成手段で検
出されたｄ軸電流成分に基づいて、請求項２または４の
いずれかの方法により電動機定数を算出する電動機定数
算出手段とを有することを特徴とする。
【００１９】また本発明のインバータ装置は、前記ベク
トル制御器の制御定数設定方法により制御定数が設定さ
れるベクトル制御器を含んで構成されたことを特徴とす
る。
トル制御器の制御定数設定方法により制御定数が設定さ
れるベクトル制御器を含んで構成されたことを特徴とす
る。
【００２０】
【作用】上記構成の電動機定数測定方法では一次角周波
数指令とｑ軸電圧指令の各指令値をそれぞれ零とし、ｄ
軸電圧指令値として交流信号を付加すると、電動機巻線
には三相交流電流が流れず、Ｖ相とＷ相の電流が同相と
なり、単相交流電流が流れるため、電動機は回転せずに
停止状態を維持することができる。そして、電動機の回
転が停止されているときに、電動機に流れるｄ軸電流成
分を検出し、この検出値に基づいて電動機定数の測定値
を得ることができる。この場合、電動機に流れるｄ軸電
流成分の検出値を前記交流信号を基準とするフーリエ展
開に従って分析し、基本波成分のフーリエ係数を得る。
これを前記交流信号に関して二つの周波数を用いて行
い、そのフーリエ係数と電動機モデルにおける出力電流
／入力電圧の周波数特性から得られる前記フーリエ係数
と対応する電流成分値との関係から電動機定数を求める
ことにより、同じ測定状態の下で、精度劣化の要因であ
るインバータのパルス分解能やインクルメント誤差など
の影響が小さい任意の周波数の測定信号を用いて、必要
な全ての電動機定数を正確に求めることができる。
数指令とｑ軸電圧指令の各指令値をそれぞれ零とし、ｄ
軸電圧指令値として交流信号を付加すると、電動機巻線
には三相交流電流が流れず、Ｖ相とＷ相の電流が同相と
なり、単相交流電流が流れるため、電動機は回転せずに
停止状態を維持することができる。そして、電動機の回
転が停止されているときに、電動機に流れるｄ軸電流成
分を検出し、この検出値に基づいて電動機定数の測定値
を得ることができる。この場合、電動機に流れるｄ軸電
流成分の検出値を前記交流信号を基準とするフーリエ展
開に従って分析し、基本波成分のフーリエ係数を得る。
これを前記交流信号に関して二つの周波数を用いて行
い、そのフーリエ係数と電動機モデルにおける出力電流
／入力電圧の周波数特性から得られる前記フーリエ係数
と対応する電流成分値との関係から電動機定数を求める
ことにより、同じ測定状態の下で、精度劣化の要因であ
るインバータのパルス分解能やインクルメント誤差など
の影響が小さい任意の周波数の測定信号を用いて、必要
な全ての電動機定数を正確に求めることができる。
【００２１】また上記構成の電動機定数測定方法では、
一次角周波数指令とｑ軸電圧指令の各指令値をそれぞれ
零とし、ｄ軸電圧指令値として二つの周波数成分を持つ
交流信号を付加すると、電動機巻線には三相交流電流が
流れず、Ｖ相とＷ相の電流が同相となり、単相交流電流
が流れるため、電動機は回転せずに停止状態を維持する
ことができる。そして、電動機の回転が停止されている
ときに、電動機に流れるｄ軸電流成分を検出し、この検
出値に基づいて、電動機定数の測定値を得ることができ
る。この場合、電動機に流れるｄ軸電流成分の検出値を
前記交流信号を基準とするフーリエ展開に従って分析
し、前記二つの周波数成分の各基本波成分に対するフー
リエ係数を得る。それらフーリエ係数と電動機モデルに
おける出力電流／入力電圧の周波数特性から得られる前
記フーリエ係数と対応する電流成分値との関係から電動
機の定数を求めることにより、同じ測定状態の下で、精
度劣化の要因であるインバータのパルス分解能やインク
ルメント誤差などの影響が小さい任意の周波数の測定信
号を用いて、必要な全ての電動機定数を正確に求めるこ
とができる。
一次角周波数指令とｑ軸電圧指令の各指令値をそれぞれ
零とし、ｄ軸電圧指令値として二つの周波数成分を持つ
交流信号を付加すると、電動機巻線には三相交流電流が
流れず、Ｖ相とＷ相の電流が同相となり、単相交流電流
が流れるため、電動機は回転せずに停止状態を維持する
ことができる。そして、電動機の回転が停止されている
ときに、電動機に流れるｄ軸電流成分を検出し、この検
出値に基づいて、電動機定数の測定値を得ることができ
る。この場合、電動機に流れるｄ軸電流成分の検出値を
前記交流信号を基準とするフーリエ展開に従って分析
し、前記二つの周波数成分の各基本波成分に対するフー
リエ係数を得る。それらフーリエ係数と電動機モデルに
おける出力電流／入力電圧の周波数特性から得られる前
記フーリエ係数と対応する電流成分値との関係から電動
機の定数を求めることにより、同じ測定状態の下で、精
度劣化の要因であるインバータのパルス分解能やインク
ルメント誤差などの影響が小さい任意の周波数の測定信
号を用いて、必要な全ての電動機定数を正確に求めるこ
とができる。
【００２２】更に上記構成の電動機定数測定方法では、
一次角周波数指令とｄ軸電圧指令の各指令値をそれぞれ
零とし、ｑ軸電圧指令値として交流信号を付加すると、
電動機巻線には三相交流電流が流れず、Ｕ相が０とな
り、Ｖ相とＷ相の電流は同じ大きさで逆相となり、単相
交流電流が流れるため、電動機は回転せずに停止状態を
維持することができる。そして、電動機の回転が停止さ
れているときに、電動機に流れるｄ軸電流成分を検出
し、この検出値に基づいて電動機定数の測定値を得るこ
とができる。この場合、電動機に流れるｑ軸電流成分の
検出値を前記交流信号を基準とするフーリエ展開に従っ
て分析し、基本波成分のフーリエ係数を得る。これを前
記交流信号に関して二つの周波数を用いて行い、そのフ
ーリエ係数と電動機モデルにおける出力電流／入力電圧
の周波数特性から得られる前記フーリエ係数と対応する
電流成分値との関係から電動機定数を求めることによ
り、同じ測定状態の下で、精度劣化の要因であるインバ
ータのパルス分解能やインクルメント誤差などの影響が
小さい任意の周波数の測定信号を用いて、必要な全ての
電動機定数を正確に求めることができる。
一次角周波数指令とｄ軸電圧指令の各指令値をそれぞれ
零とし、ｑ軸電圧指令値として交流信号を付加すると、
電動機巻線には三相交流電流が流れず、Ｕ相が０とな
り、Ｖ相とＷ相の電流は同じ大きさで逆相となり、単相
交流電流が流れるため、電動機は回転せずに停止状態を
維持することができる。そして、電動機の回転が停止さ
れているときに、電動機に流れるｄ軸電流成分を検出
し、この検出値に基づいて電動機定数の測定値を得るこ
とができる。この場合、電動機に流れるｑ軸電流成分の
検出値を前記交流信号を基準とするフーリエ展開に従っ
て分析し、基本波成分のフーリエ係数を得る。これを前
記交流信号に関して二つの周波数を用いて行い、そのフ
ーリエ係数と電動機モデルにおける出力電流／入力電圧
の周波数特性から得られる前記フーリエ係数と対応する
電流成分値との関係から電動機定数を求めることによ
り、同じ測定状態の下で、精度劣化の要因であるインバ
ータのパルス分解能やインクルメント誤差などの影響が
小さい任意の周波数の測定信号を用いて、必要な全ての
電動機定数を正確に求めることができる。
【００２３】また上記構成の電動機定数測定方法では、
一次角周波数指令とｄ軸電圧指令の各指令値をそれぞれ
零とし、ｑ軸電圧指令値として二つの周波数成分を持つ
交流信号を付加すると、電動機巻線には三相交流電流が
流れず、Ｕ相が０となり、Ｖ相とＷ相の電流は同じ大き
さで逆相となり、単相交流電流が流れるため、電動機は
回転せずに停止状態を維持することができる。そして、
電動機の回転が停止されているときに、電動機に流れる
ｄ軸電流成分を検出し、この検出値に基づいて、電動機
定数の測定値を得ることができる。この場合、電動機に
流れるｑ軸電流成分の検出値を前記交流信号を基準とす
るフーリエ展開に従って分析し、前記二つの周波数成分
の各基本波成分に対するフーリエ係数を得る。それらフ
ーリエ係数と電動機モデルにおける出力電流／入力電圧
の周波数特性から得られる前記フーリエ係数と対応する
電流成分値との関係から電動機の定数を求めることによ
り、同じ測定状態の下で、精度劣化の要因であるインバ
ータのパルス分解能やインクルメント誤差などの影響が
小さい任意の周波数の測定信号を用いて、必要な全ての
電動機定数を正確に求めることができる。
一次角周波数指令とｄ軸電圧指令の各指令値をそれぞれ
零とし、ｑ軸電圧指令値として二つの周波数成分を持つ
交流信号を付加すると、電動機巻線には三相交流電流が
流れず、Ｕ相が０となり、Ｖ相とＷ相の電流は同じ大き
さで逆相となり、単相交流電流が流れるため、電動機は
回転せずに停止状態を維持することができる。そして、
電動機の回転が停止されているときに、電動機に流れる
ｄ軸電流成分を検出し、この検出値に基づいて、電動機
定数の測定値を得ることができる。この場合、電動機に
流れるｑ軸電流成分の検出値を前記交流信号を基準とす
るフーリエ展開に従って分析し、前記二つの周波数成分
の各基本波成分に対するフーリエ係数を得る。それらフ
ーリエ係数と電動機モデルにおける出力電流／入力電圧
の周波数特性から得られる前記フーリエ係数と対応する
電流成分値との関係から電動機の定数を求めることによ
り、同じ測定状態の下で、精度劣化の要因であるインバ
ータのパルス分解能やインクルメント誤差などの影響が
小さい任意の周波数の測定信号を用いて、必要な全ての
電動機定数を正確に求めることができる。
【００２４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。
明する。
【００２５】図１はＰＷＭインバータにより交流電動機
を駆動するシステムに本発明の電動機定数測定方法を適
用したときの一実施例を示す回路構成図である。図１に
おいて、測定対象となる交流電動機１にはＰＷＭインバ
ータ２が接続されている。ＰＷＭインバータ２はトラン
ジスタなどのスイッチング素子を備えていると共に、三
相電圧指令信号Ｖ1u* 、Ｖ1v* 、Ｖ1w* と搬送波とを比
較して三相ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成手段を
備えており、ＰＷＭ信号に従って可変周波数の交流電圧
を交流電動機１に供給するようになっている。三相電圧
指令信号Ｖ1u*〜Ｖ1w* は座標変換器３で生成されるよ
うになっている。この座標変換器３は、次の（１）式に
従って、ｄ軸電圧指令としての一次電圧指令Ｖ1d* とｑ
軸電圧指令としての一次電圧指令Ｖ1q* 及び一次角周波
数指令ω1*から三相電圧指令信号Ｖ1u* 、Ｖ1v* 、Ｖ1w
* を演算するように構成されている。
を駆動するシステムに本発明の電動機定数測定方法を適
用したときの一実施例を示す回路構成図である。図１に
おいて、測定対象となる交流電動機１にはＰＷＭインバ
ータ２が接続されている。ＰＷＭインバータ２はトラン
ジスタなどのスイッチング素子を備えていると共に、三
相電圧指令信号Ｖ1u* 、Ｖ1v* 、Ｖ1w* と搬送波とを比
較して三相ＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成手段を
備えており、ＰＷＭ信号に従って可変周波数の交流電圧
を交流電動機１に供給するようになっている。三相電圧
指令信号Ｖ1u*〜Ｖ1w* は座標変換器３で生成されるよ
うになっている。この座標変換器３は、次の（１）式に
従って、ｄ軸電圧指令としての一次電圧指令Ｖ1d* とｑ
軸電圧指令としての一次電圧指令Ｖ1q* 及び一次角周波
数指令ω1*から三相電圧指令信号Ｖ1u* 、Ｖ1v* 、Ｖ1w
* を演算するように構成されている。
【００２６】
【数１】
【００２７】一方、ＰＷＭインバータ２と交流電動機１
とを結ぶ線路中にはＵ相の電流を検出する電流検出器４
ａとＷ相の電流を検出する電流検出器４ｂが設けられて
おり、各電流検出器４ａ，４ｂの検出電流が座標変換器
５に供給されている。
とを結ぶ線路中にはＵ相の電流を検出する電流検出器４
ａとＷ相の電流を検出する電流検出器４ｂが設けられて
おり、各電流検出器４ａ，４ｂの検出電流が座標変換器
５に供給されている。
【００２８】座標変換器５は、次の（２）式に従って、
電流検出器４ａ，４ｂの検出電流と一次角周波数指令ω
1*からｄ，ｑ軸で表される二軸のｄ軸電流成分Ｉ1d、ｑ
軸電流成分Ｉ1qを生成する電流成分生成手段として構成
されており、各電流成分に関する信号がオートチューニ
ング機能を備えたベクトル制御装置６に供給されてい
る。
電流検出器４ａ，４ｂの検出電流と一次角周波数指令ω
1*からｄ，ｑ軸で表される二軸のｄ軸電流成分Ｉ1d、ｑ
軸電流成分Ｉ1qを生成する電流成分生成手段として構成
されており、各電流成分に関する信号がオートチューニ
ング機能を備えたベクトル制御装置６に供給されてい
る。
【００２９】
【数２】
【００３０】ベクトル制御装置６は電動機定数演算器
７、制御定数演算器８、ベクトル制御器９から構成され
ている。
７、制御定数演算器８、ベクトル制御器９から構成され
ている。
【００３１】電動機定数演算器７は、座標変換器５から
得られた電流成分Ｉ1dに基づいて電動機の定数を算出す
る電動機定数算出手段を構成すると共に、一次角周波数
指令ω1*とｑ軸電圧指令Ｖ1q* を０に設定すると共に、
ｄ軸電圧指令Ｖ1d* として交流信号を発生する測定信号
発生手段として構成されている。
得られた電流成分Ｉ1dに基づいて電動機の定数を算出す
る電動機定数算出手段を構成すると共に、一次角周波数
指令ω1*とｑ軸電圧指令Ｖ1q* を０に設定すると共に、
ｄ軸電圧指令Ｖ1d* として交流信号を発生する測定信号
発生手段として構成されている。
【００３２】制御定数演算器８は、電動機定数演算器７
で演算された電動機定数に基づいてベクトル制御器９の
制御定数を演算するように構成されている。
で演算された電動機定数に基づいてベクトル制御器９の
制御定数を演算するように構成されている。
【００３３】ベクトル制御器９は、制御定数演算器８で
演算された制御定数に従って一次電圧指令Ｖ1d* 、Ｖ1q
* 、一次角周波数指令ω1*などの信号を制御するように
構成されている。
演算された制御定数に従って一次電圧指令Ｖ1d* 、Ｖ1q
* 、一次角周波数指令ω1*などの信号を制御するように
構成されている。
【００３４】本実施例においては、測定時にベクトル制
御器９を切り離し、電動機定数演算器７から測定条件と
して一次角周波数指令ω1*を０、ｑ軸電圧指令Ｖ1q* を
０とし、ｄ軸電圧指令値として交流信号（Ｖ1d*=Ｖdsin
ωｔ ） を座標変換器３に入力する。この場合、前記測
定条件に従った信号を座標変換器３に入力すると、座標
変換器３からの出力値は（１）式に基づいて次の（３）
式が得られる。
御器９を切り離し、電動機定数演算器７から測定条件と
して一次角周波数指令ω1*を０、ｑ軸電圧指令Ｖ1q* を
０とし、ｄ軸電圧指令値として交流信号（Ｖ1d*=Ｖdsin
ωｔ ） を座標変換器３に入力する。この場合、前記測
定条件に従った信号を座標変換器３に入力すると、座標
変換器３からの出力値は（１）式に基づいて次の（３）
式が得られる。
【００３５】
【数３】
【００３６】（３）式より、Ｖ相とＷ相の電圧が同相で
あることが理解される。Ｖ相とＷ相の電圧が同相になっ
たことによって、Ｖ相とＷ相の電流も同相となる。
あることが理解される。Ｖ相とＷ相の電圧が同相になっ
たことによって、Ｖ相とＷ相の電流も同相となる。
【００３７】上記の関係から、ω1*が０、Ｖ1q* が０の
ときには、交流電動機１の巻線に三相交流電流が流れ
ず、Ｖ相とＷ相の電流が同相の単相交流電流が流れるこ
とになる。このため、ｄ軸に大きな測定信号を加えても
交流電動機１にトルクは発生せず、交流電動機１の回転
が停止された状態に維持されることとなる。また、上記
測定条件を適用すると、電動機速度ωreは０、すべり角
周波数ωs が０のため、例えば交流電動機１に誘導電動
機を使用した場合、誘導電動機のモデルにおいて、ωr
e、ωs に関係するブロックが省略され、誘導電動機モ
デルが図２のように簡単なモデルで表せる。
ときには、交流電動機１の巻線に三相交流電流が流れ
ず、Ｖ相とＷ相の電流が同相の単相交流電流が流れるこ
とになる。このため、ｄ軸に大きな測定信号を加えても
交流電動機１にトルクは発生せず、交流電動機１の回転
が停止された状態に維持されることとなる。また、上記
測定条件を適用すると、電動機速度ωreは０、すべり角
周波数ωs が０のため、例えば交流電動機１に誘導電動
機を使用した場合、誘導電動機のモデルにおいて、ωr
e、ωs に関係するブロックが省略され、誘導電動機モ
デルが図２のように簡単なモデルで表せる。
【００３８】次に、電動機定数ｒσ、Ｌσ、ｒ2’、Ｔ2
の測定方法について説明する。
の測定方法について説明する。
【００３９】先ず、測定信号としてＶ1d*=Ｖdsinωｔを
座標変換器３に入力し、これに従った電圧を交流電動機
１に印加し、このとき交流電動機１に流れる電流を各電
流検出器４ａ、４ｂで検出し、この検出電流に従ってｄ
軸電流成分Ｉ1dを生成する。そして、このｄ軸電流成分
Ｉ1dを前記交流信号Ｖ1d*=Ｖdsinωｔを基準としてフー
リエ展開を行う。その基本波成分を示すと次の（４）式
となる。
座標変換器３に入力し、これに従った電圧を交流電動機
１に印加し、このとき交流電動機１に流れる電流を各電
流検出器４ａ、４ｂで検出し、この検出電流に従ってｄ
軸電流成分Ｉ1dを生成する。そして、このｄ軸電流成分
Ｉ1dを前記交流信号Ｖ1d*=Ｖdsinωｔを基準としてフー
リエ展開を行う。その基本波成分を示すと次の（４）式
となる。
【００４０】
【数４】
【００４１】ここで、周期Ｔは2π／ωである。なお、
一周期の積分のみでなく任意の周期でフーリエ係数を演
算することも可能である。
一周期の積分のみでなく任意の周期でフーリエ係数を演
算することも可能である。
【００４２】さて、図２よりＶ1d*からＩ1dが得られる
までの伝達関数は次の（５）式で表される。
までの伝達関数は次の（５）式で表される。
【００４３】
【数５】
【００４４】（５）式の伝達関数に交流信号Ｖdsinωｔ
を加えた場合、出力される電流Ｉ1dは次の（６）式で表
される。
を加えた場合、出力される電流Ｉ1dは次の（６）式で表
される。
【００４５】
【数６】
【００４６】（４）式におけるsinωｔの係数と（６）
式のsinωｔの係数が一致し、（４）式におけるcosωｔ
の係数と（６）式のcosωｔの係数が一致するべきであ
るから、この条件を基に連立方程式をたてると、次の
（７）式で表される。
式のsinωｔの係数が一致し、（４）式におけるcosωｔ
の係数と（６）式のcosωｔの係数が一致するべきであ
るから、この条件を基に連立方程式をたてると、次の
（７）式で表される。
【００４７】
【数７】
【００４８】（７）式において、未知変数四つに対し、
方程式が二つなので、このままでは解くことはできな
い。そこで、二つの異なる周波数（ωα、ωβ）を用い
て二回の測定を行うことにより、次の（８）式で表され
る四元連立方程式を得る。
方程式が二つなので、このままでは解くことはできな
い。そこで、二つの異なる周波数（ωα、ωβ）を用い
て二回の測定を行うことにより、次の（８）式で表され
る四元連立方程式を得る。
【００４９】
【数８】
【００５０】（８）式の連立方程式を解くことにより、
電動機定数ｒσ、Ｌσ、ｒ2’、Ｔ2が求められる。
電動機定数ｒσ、Ｌσ、ｒ2’、Ｔ2が求められる。
【００５１】ここで、（８）式を見ると、非常に複雑な
式であり、直接（８）式の連立方程式を解くことは困難
である。そこで、媒介変数を利用することにより、
（８）式を簡単に解く。
式であり、直接（８）式の連立方程式を解くことは困難
である。そこで、媒介変数を利用することにより、
（８）式を簡単に解く。
【００５２】ここで、媒介変数を次の（９）、（１０）
式とおく。
式とおく。
【００５３】
【数９】
【００５４】
【数１０】
【００５５】（９）、（１０）式より、ｒσ、Ｌσは次
の（１１）、（１２）式で表される。
の（１１）、（１２）式で表される。
【００５６】
【数１１】
【００５７】
【数１２】
【００５８】（１１）、（１２）式で表されるｒσ、Ｌ
σを（６）式に代入すると、次の（１３）式となる。
σを（６）式に代入すると、次の（１３）式となる。
【００５９】
【数１３】
【００６０】（４）式におけるsinωｔの係数と（１
３）式のsinωｔの係数が一致し、（４）式におけるcos
ωｔの係数と（１３）式のcosωｔの係数が一致するべ
きであるから、この条件を基に連立方程式をたてると、
次の（１４）式で表される。
３）式のsinωｔの係数が一致し、（４）式におけるcos
ωｔの係数と（１３）式のcosωｔの係数が一致するべ
きであるから、この条件を基に連立方程式をたてると、
次の（１４）式で表される。
【００６１】
【数１４】
【００６２】（１４）式の連立方程式を解くことによ
り、媒介変数が次の（１５）、（１６）式で表される。
り、媒介変数が次の（１５）、（１６）式で表される。
【００６３】
【数１５】
【００６４】
【数１６】
【００６５】上記のことを（８）式の四元連立方程式に
適用する。媒介変数を次の（１７）から（２０）式とお
く。
適用する。媒介変数を次の（１７）から（２０）式とお
く。
【００６６】
【数１７】
【００６７】
【数１８】
【００６８】
【数１９】
【００６９】
【数２０】
【００７０】すると、（８）式の四元連立方程式は次の
（２１）式のように簡単に表される。
（２１）式のように簡単に表される。
【００７１】
【数２１】
【００７２】（２１）式より、（１５）、（１６）式を
用いて、各媒介変数の値が次の（２２）式から（２５）
式で表される。
用いて、各媒介変数の値が次の（２２）式から（２５）
式で表される。
【００７３】
【数２２】
【００７４】
【数２３】
【００７５】
【数２４】
【００７６】
【数２５】
【００７７】ここで、（１７）から（２０）式に基づい
て、求められた各媒介変数の値の差分をとることによ
り、次の（２６）、（２７）式で示される値が求まる。
て、求められた各媒介変数の値の差分をとることによ
り、次の（２６）、（２７）式で示される値が求まる。
【００７８】
【数２６】
【００７９】
【数２７】
【００８０】（２６）、（２７）式をみると、Ｔ2、ｒ
2’のみを含むので、（２６）、（２７）式から成り立
つ連立方程式を解くことにより、Ｔ2、ｒ2’が次の（２
８）、（２９）式で表される。
2’のみを含むので、（２６）、（２７）式から成り立
つ連立方程式を解くことにより、Ｔ2、ｒ2’が次の（２
８）、（２９）式で表される。
【００８１】
【数２８】
【００８２】
【数２９】
【００８３】そして、得られたＴ2、ｒ2’を用いて、ｒ
σ、Ｌσを求めると次の（３０）、（３１）式で表され
る。
σ、Ｌσを求めると次の（３０）、（３１）式で表され
る。
【００８４】
【数３０】
【００８５】
【数３１】
【００８６】図３に具体的な測定概念図を示す。図３に
示すように、先ず設定値であるＶd、ωα、ωβ と電流
検出器４ａ、４ｂの検出値に従って求められるＩ1dを用
いて、各周波数に対する媒介変数値を（２２）から（２
５）式に従って測定する。そして、得られた各媒介変数
値の差分をとり、これらの値からＴ2、ｒ2’を（２
８）、（２９）式に従って測定する。そして、得られた
Ｔ2、ｒ2’の測定値を用いて（３０）、（３１）式に従
って、（２２）から（２５）式で得られる測定値を補正
することによりｒσ、Ｌσを測定する。
示すように、先ず設定値であるＶd、ωα、ωβ と電流
検出器４ａ、４ｂの検出値に従って求められるＩ1dを用
いて、各周波数に対する媒介変数値を（２２）から（２
５）式に従って測定する。そして、得られた各媒介変数
値の差分をとり、これらの値からＴ2、ｒ2’を（２
８）、（２９）式に従って測定する。そして、得られた
Ｔ2、ｒ2’の測定値を用いて（３０）、（３１）式に従
って、（２２）から（２５）式で得られる測定値を補正
することによりｒσ、Ｌσを測定する。
【００８７】以上が測定原理である。従って、同じ測定
状態の下で、精度劣化の要因であるインバータのパルス
分解能やインクルメント誤差などの影響が小さい任意の
二つの周波数の測定信号を用いて測定を行い、連立方程
式を解くことにより、必要な電動機定数ｒσ、Ｌσ、ｒ
2’、 Ｔ2 を高精度に測定することができる。
状態の下で、精度劣化の要因であるインバータのパルス
分解能やインクルメント誤差などの影響が小さい任意の
二つの周波数の測定信号を用いて測定を行い、連立方程
式を解くことにより、必要な電動機定数ｒσ、Ｌσ、ｒ
2’、 Ｔ2 を高精度に測定することができる。
【００８８】なお、前記実施例においては、二つの異な
る周波数を用いて二回測定を行っているが、二つの異な
る周波数を重畳させた交流信号（Ｖ1d*=Ｖdsinωαｔ+
Ｖdsinωβｔ ）を用いて測定を行うこともできる。こ
の場合、ｄ軸電流成分Ｉ1dを前記交流信号Ｖ1d*=Ｖdsin
ωαｔ+Ｖdsinωβｔ を基準としてフーリエ展開を行
い、その各周波数成分に着目して示すと次の（３２）式
となる。
る周波数を用いて二回測定を行っているが、二つの異な
る周波数を重畳させた交流信号（Ｖ1d*=Ｖdsinωαｔ+
Ｖdsinωβｔ ）を用いて測定を行うこともできる。こ
の場合、ｄ軸電流成分Ｉ1dを前記交流信号Ｖ1d*=Ｖdsin
ωαｔ+Ｖdsinωβｔ を基準としてフーリエ展開を行
い、その各周波数成分に着目して示すと次の（３２）式
となる。
【００８９】
【数３２】
【００９０】図２に示すブロック線図から理解されるよ
うに、測定時の電動機モデルは線形であるため、重ね合
わせの定理により、各周波数に対する出力の応答は別々
に考えることができる。従って、（５）式の伝達関数に
交流信号Ｖdsinωαｔを加えた場合、出力される電流Ｉ
1dは次の（３３）式で表される。
うに、測定時の電動機モデルは線形であるため、重ね合
わせの定理により、各周波数に対する出力の応答は別々
に考えることができる。従って、（５）式の伝達関数に
交流信号Ｖdsinωαｔを加えた場合、出力される電流Ｉ
1dは次の（３３）式で表される。
【００９１】
【数３３】
【００９２】また、（５）式の伝達関数に交流信号Ｖds
inωβｔを加えた場合、出力される電流Ｉ1dは次の（３
４）式で表される。
inωβｔを加えた場合、出力される電流Ｉ1dは次の（３
４）式で表される。
【００９３】
【数３４】
【００９４】（３２）式におけるsinωαｔの係数と
（３３）式のsinωαｔの係数が一致し、（３２）式に
おけるcosωαｔの係数と（３３）式のcosωαｔの係数
が一致し、また、（３２）式におけるsinωβｔの係数
と（３４）式のsinωβｔの係数が一致し、（３２）式
におけるcosωβｔの係数と（３４）式のcosωβｔの係
数が一致するべきであるから、この条件を基に連立方程
式をたてると、（８）式の連立方程式が得られ、以下同
様の方法で、必要な電動機定数ｒσ、Ｌσ、ｒ2’、Ｔ2
を高精度に測定することができる。
（３３）式のsinωαｔの係数が一致し、（３２）式に
おけるcosωαｔの係数と（３３）式のcosωαｔの係数
が一致し、また、（３２）式におけるsinωβｔの係数
と（３４）式のsinωβｔの係数が一致し、（３２）式
におけるcosωβｔの係数と（３４）式のcosωβｔの係
数が一致するべきであるから、この条件を基に連立方程
式をたてると、（８）式の連立方程式が得られ、以下同
様の方法で、必要な電動機定数ｒσ、Ｌσ、ｒ2’、Ｔ2
を高精度に測定することができる。
【００９５】なお、前記実施例においては、ｄ軸に測定
信号を与えるものについて述べたが、本発明における測
定条件を適用したとき、ｄ軸とｑ軸はまったく同一モデ
ルであるため、ｑ軸に測定信号を加えても各種電動機定
数を測定することができる。この場合、一次角周波数指
令ω1*とｄ軸電圧指令Ｖ1d* の各指令値をそれぞれ０に
すると共に、ｑ軸電圧指令値として交流信号を与える。
信号を与えるものについて述べたが、本発明における測
定条件を適用したとき、ｄ軸とｑ軸はまったく同一モデ
ルであるため、ｑ軸に測定信号を加えても各種電動機定
数を測定することができる。この場合、一次角周波数指
令ω1*とｄ軸電圧指令Ｖ1d* の各指令値をそれぞれ０に
すると共に、ｑ軸電圧指令値として交流信号を与える。
【００９６】また、ｄ軸とｑ軸に同位相の測定信号を加
えても、合成ベクトル方向を新たな軸とし、例えばこの
軸を仮にｄ’軸とし、これに直行する軸をｑ’軸とする
と、ｄ’，ｑ’軸においては前記実施例と同様な動作が
行われるため、等価的に扱うことができる。
えても、合成ベクトル方向を新たな軸とし、例えばこの
軸を仮にｄ’軸とし、これに直行する軸をｑ’軸とする
と、ｄ’，ｑ’軸においては前記実施例と同様な動作が
行われるため、等価的に扱うことができる。
【００９７】また上述した測定方法によって得られた各
種電動機定数は、記憶要素に記憶され、図４に示すよう
なベクトル制御装置の制御演算定数の設定に使用され
る。
種電動機定数は、記憶要素に記憶され、図４に示すよう
なベクトル制御装置の制御演算定数の設定に使用され
る。
【００９８】図４に示すベクトル制御装置においては、
図１に示すＰＷＭインバータ２、座標変換器３，５、電
流検出器４ａ，４ｂの他に速度検出器１０、速度指令器
１１、速度制御器１２、励磁電流指令器１３、電流制御
器１４，１５、すべり角周波数制御器１６、非干渉制御
器１７などを備えて構成されている。
図１に示すＰＷＭインバータ２、座標変換器３，５、電
流検出器４ａ，４ｂの他に速度検出器１０、速度指令器
１１、速度制御器１２、励磁電流指令器１３、電流制御
器１４，１５、すべり角周波数制御器１６、非干渉制御
器１７などを備えて構成されている。
【００９９】速度制御器１２は、速度指令器１１からの
速度指令と速度検出器１０からの検出速度との差に応じ
たｑ軸電流指令Ｉ1q*を生成するようになっている。
速度指令と速度検出器１０からの検出速度との差に応じ
たｑ軸電流指令Ｉ1q*を生成するようになっている。
【０１００】電流制御器１５は、速度制御器１２からの
ｑ軸電流指令値Ｉ1q*とｑ軸電流成分Ｉ1qとの偏差に応
じたｑ軸電圧指令Ｖ1q*を出力するようになっている。
ｑ軸電流指令値Ｉ1q*とｑ軸電流成分Ｉ1qとの偏差に応
じたｑ軸電圧指令Ｖ1q*を出力するようになっている。
【０１０１】電流制御器１４は、励磁電流指令器１３か
らの励磁電流指令Ｉ1d*とｄ軸電流成分Ｉ1dとの偏差に
応じたｄ軸電圧指令Ｖ1d*を生成するようになってい
る。
らの励磁電流指令Ｉ1d*とｄ軸電流成分Ｉ1dとの偏差に
応じたｄ軸電圧指令Ｖ1d*を生成するようになってい
る。
【０１０２】すべり角周波数制御器１６は速度制御器１
２からのｑ軸電流指令値Ｉ1q*を励磁電流指令Ｉ1d*で割
算してすべり角周波数指令ωs*を生成するようになって
いる。そして、このすべり角周波数指令ωs*は、速度検
出器１０で検出された回転速度ωrmと加算され、一次角
周波数指令ω1*として出力されるようになっている。
また非干渉制御器１７は、電流成分Ｉ1d*、Ｉ1q*、一次
角周波数指令ω1*を用いて干渉項分を補償するように構
成されている。
２からのｑ軸電流指令値Ｉ1q*を励磁電流指令Ｉ1d*で割
算してすべり角周波数指令ωs*を生成するようになって
いる。そして、このすべり角周波数指令ωs*は、速度検
出器１０で検出された回転速度ωrmと加算され、一次角
周波数指令ω1*として出力されるようになっている。
また非干渉制御器１７は、電流成分Ｉ1d*、Ｉ1q*、一次
角周波数指令ω1*を用いて干渉項分を補償するように構
成されている。
【０１０３】上記構成におけるベクトル制御装置におい
て、例えばすべり角周波数制御器１６で、すべり角周波
数指令ωs*を求めるに際しては次の（３５）式が用いら
れる。
て、例えばすべり角周波数制御器１６で、すべり角周波
数指令ωs*を求めるに際しては次の（３５）式が用いら
れる。
【０１０４】
【数３５】
【０１０５】（３５）式を用いるに際しては、前述した
方法で測定された電動機定数としての二次時定数Ｔ2 が
用いられる。このような演算定数の設定を行うときは、
前述した方法で測定された電動機定数に基づいて制御定
数演算器８で制御定数を演算し、ベクトル制御器９の演
算プログラムの定数設定を行うことにより可能である。
また、電流制御器１４，１５、非干渉制御器１７におい
ても同様に、測定された電動機定数に基づいて演算定数
を設定することができる。
方法で測定された電動機定数としての二次時定数Ｔ2 が
用いられる。このような演算定数の設定を行うときは、
前述した方法で測定された電動機定数に基づいて制御定
数演算器８で制御定数を演算し、ベクトル制御器９の演
算プログラムの定数設定を行うことにより可能である。
また、電流制御器１４，１５、非干渉制御器１７におい
ても同様に、測定された電動機定数に基づいて演算定数
を設定することができる。
【０１０６】なお、前記実施例においては、電動機定数
演算器７と制御定数演算器８を内部に組み込んだベクト
ル制御装置６を使用しているが、図５に示すようにベク
トル制御装置６とは別個に、電動機定数演算器７と制御
定数演算器８で構成されるオートチューニング装置１８
として機能させることができる。この場合、電動機定数
演算器７より所定の測定条件となるようベクトル制御器
９に設定信号が送られ、ベクトル制御器９は、設定信号
に従って電圧指令値を出力する。そしてその時の、ｄ軸
電流検出値がベクトル制御器９から電動機定数演算器７
に送られ、このｄ軸電流検出値より電動機定数が電動機
定数演算器７において前述した方法で測定される。そし
て、測定された電動機定数に基づいて制御定数演算器８
で制御定数を演算し、その制御定数値がベクトル制御器
９へ送られ、ベクトル制御器の演算プログラムの定数設
定が行われる。
演算器７と制御定数演算器８を内部に組み込んだベクト
ル制御装置６を使用しているが、図５に示すようにベク
トル制御装置６とは別個に、電動機定数演算器７と制御
定数演算器８で構成されるオートチューニング装置１８
として機能させることができる。この場合、電動機定数
演算器７より所定の測定条件となるようベクトル制御器
９に設定信号が送られ、ベクトル制御器９は、設定信号
に従って電圧指令値を出力する。そしてその時の、ｄ軸
電流検出値がベクトル制御器９から電動機定数演算器７
に送られ、このｄ軸電流検出値より電動機定数が電動機
定数演算器７において前述した方法で測定される。そし
て、測定された電動機定数に基づいて制御定数演算器８
で制御定数を演算し、その制御定数値がベクトル制御器
９へ送られ、ベクトル制御器の演算プログラムの定数設
定が行われる。
【０１０７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
交流電動機に測定信号を印加するに際して、交流電動機
に単相交流電流が流れる測定信号を用いているため、電
動機の回転が停止された状態で電動機の定数を測定する
ことができ、また精度劣化の要因であるインバータのパ
ルス分解能やインクルメント誤差などの影響が小さい任
意の二つの周波数を用いて測定を行い、その際のｄ軸の
電流成分Ｉ1dを、交流信号を基準とするフーリエ展開に
従って分析し、この基本波成分のフーリエ係数と電動機
モデルの出力電流／入力電圧の周波数特性から得られる
前記フーリエ係数と対応する電流成分値との関係から、
必要な全ての電動機定数を高精度に測定することができ
る。
交流電動機に測定信号を印加するに際して、交流電動機
に単相交流電流が流れる測定信号を用いているため、電
動機の回転が停止された状態で電動機の定数を測定する
ことができ、また精度劣化の要因であるインバータのパ
ルス分解能やインクルメント誤差などの影響が小さい任
意の二つの周波数を用いて測定を行い、その際のｄ軸の
電流成分Ｉ1dを、交流信号を基準とするフーリエ展開に
従って分析し、この基本波成分のフーリエ係数と電動機
モデルの出力電流／入力電圧の周波数特性から得られる
前記フーリエ係数と対応する電流成分値との関係から、
必要な全ての電動機定数を高精度に測定することができ
る。
【図１】本発明の一実施例を示す電動機定数測定装置の
回路構成図
回路構成図
【図２】測定時の電動機のブロック線図モデル
【図３】本発明における電動機定数測定概念図
【図４】誘導電動機ベクトル制御装置の回路構成図
【図５】本発明の別の実施例を示す電動機定数測定装置
の回路構成図
の回路構成図
１ 交流電動機 ２ ＰＷＭインバータ ３ 座標変換器 ４ａ 電流検出器 ４ｂ 電流検出器 ５ 座標変換器 ７ 電動機定数演算器 ８ 制御定数演算器 ９ ベクトル制御器
Claims (8)
- 【請求項１】 ｄ軸電圧指令とｑ軸電圧指令並びに一次
角周波数指令に従って三相電圧指令信号を生成し、これ
に比例して電力変換器の出力電圧を制御して電動機に印
加するとともに、出力電流を検出し、この検出電流と一
次角周波数指令に従ってｄ軸電流成分とｑ軸電流成分を
検出するに際して、 一次角周波数指令とｑ軸電圧指令の各指令値をそれぞれ
零とする条件下で、ｄ軸電圧指令値として交流信号を与
え、これに基づいて生成された三相電圧指令信号に従う
変換器出力電圧を電動機に印加し、このとき電動機に流
れるｄ軸電流成分を検出し、この検出値を前記交流信号
を基準とするフーリエ展開に従って分析し、この基本波
成分のフーリエ係数を得るのに前記交流信号に関して二
つの周波数を用いて行い、そのフーリエ係数と電動機モ
デルにおける出力電流／入力電圧の周波数特性から得ら
れる前記フーリエ係数と対応する電流成分値との関係か
ら電動機定数を求めることを特徴とする電動機定数測定
方法。 - 【請求項２】 ｄ軸電圧指令とｑ軸電圧指令並びに一次
角周波数指令に従って三相電圧指令信号を生成し、これ
に比例して電力変換器の出力電圧を制御して電動機に印
加するとともに、出力電流を検出し、この検出電流と一
次角周波数指令に従ってｄ軸電流成分とｑ軸電流成分を
検出するに際して、 一次角周波数指令とｄ軸電圧指令の各指令値をそれぞれ
零とする条件下で、ｑ軸電圧指令値として交流信号を与
え、これに基づいて生成された三相電圧指令信号に従う
変換器出力電圧を電動機に印加し、このとき電動機に流
れるｑ軸電流成分を検出し、この検出値を前記交流信号
を基準とするフーリエ展開に従って分析し、この基本波
成分のフーリエ係数を得るのに前記交流信号に関して二
つの周波数を用いて行い、そのフーリエ係数と電動機モ
デルにおける出力電流／入力電圧の周波数特性から得ら
れる前記フーリエ係数と対応する電流成分値との関係か
ら電動機定数を求めることを特徴とする電動機定数測定
方法。 - 【請求項３】 ｄ軸電圧指令とｑ軸電圧指令並びに一次
角周波数指令に従って三相電圧指令信号を生成し、これ
に比例して電力変換器の出力電圧を制御して電動機に印
加するとともに、出力電流を検出し、この検出電流と一
次角周波数指令に従ってｄ軸電流成分とｑ軸電流成分を
検出するに際して、 一次角周波数指令とｑ軸電圧指令の各指令値をそれぞれ
零とする条件下で、ｄ軸電圧指令値として二つの周波数
成分を含む交流信号を与え、これに基づいて生成された
三相電圧指令信号に従う変換器出力電圧を電動機に印加
し、このとき電動機に流れるｄ軸電流成分を検出し、こ
の検出値を前記交流信号を基準とするフーリエ展開に従
って分析し、前記二つの周波数成分の各基本波成分に対
するフーリエ係数を得、それらのフーリエ係数と電動機
モデルにおける出力電流／入力電圧の周波数特性から得
られる前記フーリエ係数と対応する電流成分値との関係
から電動機定数を求めることを特徴とする電動機定数測
定方法。 - 【請求項４】 ｄ軸電圧指令とｑ軸電圧指令並びに一次
角周波数指令に従って三相電圧指令信号を生成し、これ
に比例して電力変換器の出力電圧を制御して電動機に印
加するとともに、出力電流を検出し、この検出電流と一
次角周波数指令に従ってｄ軸電流成分とｑ軸電流成分を
検出するに際して、 一次角周波数指令とｄ軸電圧指令の各指令値をそれぞれ
零とする条件下で、ｑ軸電圧指令値として二つの周波数
成分を含む交流信号を与え、これに基づいて生成された
三相電圧指令信号に従う変換器出力電圧を電動機に印加
し、このとき電動機に流れるｑ軸電流成分を検出し、こ
の検出値を前記交流信号を基準とするフーリエ展開に従
って分析し、前記二つの周波数成分の各基本波成分に対
するフーリエ係数を得、それらフーリエ係数と電動機モ
デルにおける出力電流／入力電圧の周波数特性から得ら
れる前記フーリエ係数と対応する電流成分値との関係か
ら電動機定数を求めることを特徴とする電動機定数測定
方法。 - 【請求項５】 請求項１乃至請求項４のいずれかの測定
方法により求められた電動機定数に基づいて、ｑ軸電流
指令とｄ軸電流指令並びにｑ軸電流成分とｄ軸電流成分
を基にｄ軸電圧指令とｑ軸電圧指令並びに一次角周波数
指令を生成するためのベクトル制御器の制御定数を設定
することを特徴とするベクトル制御器の制御定数設定方
法。 - 【請求項６】 ｄ軸電圧指令とｑ軸電圧指令並びに一次
角周波数指令に従って三相電圧指令信号を生成する三相
電圧指令信号生成手段と、前記三相電圧指令に比例した
交流電圧を電動機に印加する電力変換器と、該電力変換
器の出力電流を検出する出力電流検出手段と、出力電流
検出手段の検出電流と一次角周波数指令に従ってｄ軸電
流成分とｑ軸電流成分を生成する電流成分生成手段と、
一次角周波数指令とｑ軸電圧指令の各指令値をそれぞれ
零に設定するとともにｄ軸電圧指令値として交流信号を
与える測定信号発生手段と、前記交流信号に従って変化
する三相交流電圧が電動機に印加された結果として、電
流成分生成手段で検出されたｄ軸電流成分に基づいて、
請求項１または３のいずれかの方法により電動機定数を
算出する電動機定数算出手段とを有することを特徴とす
る電動機定数測定装置。 - 【請求項７】 ｄ軸電圧指令とｑ軸電圧指令並びに一次
角周波数指令に従って三相電圧指令信号を生成する三相
電圧指令信号生成手段と、前記三相電圧指令に比例した
交流電圧を電動機に印加する電力変換器と、該電力変換
器の出力電流を検出する出力電流検出手段と、出力電流
検出手段の検出電流と一次角周波数指令に従ってｄ軸電
流成分とｑ軸電流成分を生成する電流成分生成手段と、
一次角周波数指令とｄ軸電圧指令の各指令値をそれぞれ
零に設定するとともにｑ軸電圧指令値として交流信号を
与える測定信号発生手段と、前記交流信号に従って変化
する三相交流電圧が電動機に印加された結果として、電
流成分生成手段で検出されたｄ軸電流成分に基づいて、
請求項２または４のいずれかの方法により電動機定数を
算出する電動機定数算出手段とを有することを特徴とす
る電動機定数測定装置。 - 【請求項８】 請求項５の方法により制御定数が設定さ
れるベクトル制御器を含んで構成されたことを特徴とす
るインバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19723293A JP3099159B2 (ja) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | 電動機定数測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19723293A JP3099159B2 (ja) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | 電動機定数測定方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0755899A true JPH0755899A (ja) | 1995-03-03 |
| JP3099159B2 JP3099159B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=16371047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19723293A Expired - Lifetime JP3099159B2 (ja) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | 電動機定数測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3099159B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7423401B2 (en) | 2004-07-21 | 2008-09-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | AC rotary machine constant measuring apparatus for measuring constants of stationary AC rotary machine |
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| CN103208964A (zh) * | 2012-01-12 | 2013-07-17 | 株式会社日立制作所 | 电力变换部控制装置、电动机特性测定方法 |
| JP2020010475A (ja) * | 2018-07-05 | 2020-01-16 | 富士電機株式会社 | 同期電動機の制御装置 |
-
1993
- 1993-08-09 JP JP19723293A patent/JP3099159B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (22)
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|---|---|---|---|---|
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| US7423401B2 (en) | 2004-07-21 | 2008-09-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | AC rotary machine constant measuring apparatus for measuring constants of stationary AC rotary machine |
| WO2012046409A1 (ja) * | 2010-10-08 | 2012-04-12 | パナソニック株式会社 | Ｐｍモータのモータ定数算出方法およびモータ定数算出装置 |
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| JP2013138604A (ja) * | 2013-03-11 | 2013-07-11 | Yaskawa Electric Corp | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
| JP2020010475A (ja) * | 2018-07-05 | 2020-01-16 | 富士電機株式会社 | 同期電動機の制御装置 |
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