JPH08168300A - 誘導電動機のベクトル制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘導電動機定数に誤差が含まれているような
場合でも、高精度のトルク制御性能を実現できる誘導電
動機のベクトル制御装置を得ることを目的とする。 【構成】 第１の磁束推定手段３３が推定する第１の推
定値と第２の磁束推定手段３４が推定する第２の推定値
との偏差を増幅して得られた信号を、第１の磁束推定手
段３３への補正信号として補正手段３５が入力すること
により、第１の推定値が第２の推定値に追従するように
制御し、第１の推定値に同期して回転する直交座標（ｄ
−ｑ軸）上で誘導電動機１をベクトル制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、誘導電動機定数、特
に二次抵抗が変動するような場合でも出力トルクを高精
度に制御する誘導電動機のベクトル制御装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】図１６は例えば「電気書院，昭和５９年
２月２０発行，上山直彦編著，ニュードライブエレクト
ロニクス，第６章，ベクトル制御とその応用，ｐ１８７
〜２２４」に示された従来の誘導電動機のベクトル制御
装置を示す構成図であり、図において、１は誘導電動
機、２は誘導電動機１の回転速度を検出する回転速度検
出器、３は誘導電動機１の一次電流を検出する電流検出
器、４は誘導電動機１を可変周波数で駆動する電圧形イ
ンバータである。

【０００３】５は二次磁束指令とトルク指令とを入力
し、後述する所定の演算により誘導電動機１の励磁電流
成分指令とトルク電流成分指令を発生する電流成分指令
発生回路、６は二次磁束指令と誘導電動機１の回転速度
と電流成分指令発生回路５の出力とを入力し、後述する
所定の演算により誘導電動機１に供給すべき一次電流の
指令値を発生する一次電流指令発生回路、７は一次電流
指令発生回路６の出力と電流検出器３の出力から電圧形
インバータ４への制御信号を発生する電流制御回路であ
る。

【０００４】ここで、電流成分指令発生回路５では次式
（１），（２）の演算が行われる。

【０００５】

【数１】 但し、Ｒ_r 誘導電動機の二次抵抗値 Ｌ_r 誘導電動機の二次インダクタンス値 Ｍ 誘導電動機の一次二次相互インダクタンス値 Ｔ_r 誘導電動機の二次時定数（＝Ｌ_r ／Ｒ_r ） Ｐ_m 誘導電動機の極対数 Ｐ 微分演算子

【０００６】次に、一次電流指令発生回路６では次式
（３）〜（６）の演算が行われる。

【０００７】

【数２】 但し、ω_r 誘導電動機の回転速度（回転周波数） ω_s 誘導電動機のすべり周波数 θ 誘導電動機の二次磁束の位相成分 ｉ_us ^* 誘導電動機のＵ相巻線の一次電流指令値 ｉ_vs ^* 誘導電動機のＶ相巻線の一次電流指令値

【０００８】次に電流制御回路７では、一次電流指令値
ｉ_us ^* ，ｉ_vs ^* が電流検出器３から出力される一次電流
実際値ｉ_us，ｉ_vsとそれぞれ比較され、一次電流指令波
形と実際の電流波形とが一致するように電圧形インバー
タ４への制御信号が演算される。このとき、Ｗ相巻線を
流れる一次電流については電流制御回路７で次式
（７），（８）の関係式を用いて、ｉ_ws ^* ，ｉ_wsが演算
され、ｉ_us，ｉ_vsと同様に制御される。

【０００９】

【数３】

【００１０】以上の式（１）〜式（８）の関係式に従っ
て一次電流指令値ｉ_us ^* ，ｉ_vs ^* ，ｉ_ws ^* を演算し、更
に実際の一次電流ｉ_us，ｉ_vs，ｉ_wsが対応する指令値に
追従するように制御するベクトル制御方式により、誘導
電動機１の発生トルクτと二次磁束φ_drとをそれぞれの
指令値φ_dr ^* ，τ^* に応じて制御できることが知られて
いる。

【００１１】ところで、このようなベクトル制御方式で
はすべり周波数ω_s の推定を、誘導電動機１の二次抵抗
値Ｒ_r ，二次インダクタンス値Ｌ_r ，一次二次相互イン
ダクタンス値Ｍ及び一次電流に基づいた関数、即ち該誘
導電動機１の回転子回路定数を含む所定の関数で演算を
行うため、二次抵抗値Ｒ_r ，二次インダクタンス値Ｌ
_r ，一次二次相互インダクタンス値Ｍの内いずれか一つ
以上が真値と異なる場合、正確に二次磁束の位相成分θ
が得られない。実際、誘導電動機１は運転条件によって
温度が変化し、よって二次抵抗値Ｒ_r も変化してしま
い、その結果、ベクトル制御の特徴である高精度のトル
ク制御性能が実現できないという事態が発生する。

【００１２】この事態に対応した、即ち誘導電動機定数
が変動しても磁束制御ループにより正常なベクトル制御
を維持し、指令値通りのトルクを発生させる誘導電動機
のベクトル制御装置として、図１７のような例えば特開
昭６４−８９９８７号公報に示されたものがあった。

【００１３】図において、１〜４は図１６に示した従来
装置と同一のものでありその説明を省略する。８は誘導
電動機１の一次電圧を検出する電圧検出器、９は誘導電
動機１のＵＶＷ相成分の一次電圧及び一次電流を固定子
直交座標（以下ａ−ｂ軸と称す）上の二軸成分に変換す
る三相／二相変換器、１０は磁束演算器３１及び座標変
換器３２より構成され、誘導電動機１の二次磁束に同期
して回転する直交座標（ｄ−ｑ軸）上の二軸成分を出力
する磁束推定手段である。又、１１〜１５は減算器、１
６〜１９は加算器、２０は係数器、２１はトルク電流演
算器、２２はベクトル変換器、２３はすべり周波数演算
器、２４は二相／三相演算器、２５は積分器、２６〜３
０は制御器である。

【００１４】次に当該ベクトル制御装置の基本的な原理
について説明する。当該誘導電動機のベクトル制御装置
は二次磁束ベクトルに同期して回転する直交回転座標
（以下ｄ−ｑ軸と称す）上で磁束方向を直軸（以下ｄ軸
と称す）に、又、それと直交する方向を横軸（以下ｑ軸
と称す）に取り、二次磁束指令φ_dr ^*と磁束推定手段１
０から得られた推定二次磁束のｄ軸成分φ_drとの偏差を
零とするように励磁電流指令ｉ_ds ^* を補正し、推定二次
磁束のｑ軸成分φ_qrが零になるようにすべり周波数ω_s
を補正する第２の補正手段を設けている。尚、二次磁束
方向をｄ軸に取っているため、励磁電流は一次電流のｄ
軸成分ｉ_dsとなり、トルク電流は一次電流のｑ軸成分ｉ
_qsとなる。又、励磁電流指令は一次電流のｄ軸成分指令
ｉ_ds ^* であり、トルク電流指令は一次電流のｑ軸成分指
令ｉ_qs ^* である。

【００１５】又、ｄ−ｑ軸上の推定二次磁束のｄ軸成分
φ_dr及びｑ軸成分φ_qrを所定の値に維持するような制御
ループを構成することにより、二次抵抗値Ｒ_r 等の誘導
電動機定数が変動しても該制御装置は、磁束制御ループ
により正常なベクトル制御を維持し、指令値τ^* 通りの
トルクを発生する。

【００１６】励磁電流指令ｉ_ds ^* についてみると、図１
６に示した従来装置ではそれに対応する励磁電流指令ｉ
_ds ^* も一義的に決定されるものと考えていた。しかし、
誘導電動機の磁気飽和等によって一次二次相互インダク
タンス値Ｍに誤差が含まれると、励磁電流指令ｉ_ds ^* の
算出に直接的な影響を及ぼす。従って、単に式（１）の
様な演算を施しても誘導電動機１の二次磁束の実際のｄ
軸成分φ_drが指令値φ_dr ^* 通りに発生しているという保
障は全く無い。そこで、二次磁束指令φ_dr ^* を一次二次
相互インダクタンス値Ｍで除算して求めた励磁電流指令
ｉ_ds0 ^*に、磁束偏差のｄ軸成分φ_dr ^* −φ_drを零とする
ような励磁電流補正信号Δｉ_ds ^* を加算することにより
補正励磁電流ｉ_ds ^* を得る。即ち、次式（９）に示す通
りとなる。

【００１７】

【数４】

【００１８】すべり周波数ω_s についても同様なことが
言える。前記図１６に示した従来装置の考え方によれ
ば、トルク指令τ^* から式（２）によりトルク電流を求
め、更にすべり周波数ω_s を式（３）によって与える。
前記二次磁束のｄ軸成分制御の結果、推定二次磁束のｄ
軸成分φ_drに一致したとすると式（２）からトルク電流
指令ｉ_qs ^* は誤差を含むことはない。しかし、二次抵抗
値Ｒ_r が変動したとすると、式（３）からすべり周波数
ω_s は二次抵抗値Ｒ_r の変動分に相当する誤差を含むこ
とになり、正しいすべり周波数ω_s を与えることができ
なくなる。

【００１９】この原因は、二次磁束の位置をｄ軸とし、
それと直交する位置、即ち磁束零となる位置をｑ軸とす
るように定義し、式（３）の関係を導出したにも拘ら
ず、実際の誘導電動機１においてそのすべり周波数ω_s
が保障されないところにある。そこで、式（３）で与え
られるすべり周波数をω_s0とし、更に、ｑ軸磁束指令φ
_qr ^* として零を与え、推定二次磁束のｑ軸成分φ_qrが指
令値に追従するようなすべり周波数補正信号Δω_s を求
め、これを前記すべり周波数ω_s0に加算してすべり周波
数ω_s を作る。即ち、次式（１０）に示す通りとなる。

【００２０】

【数５】

【００２１】次に推定二次磁束のｄ軸成分φ_dr及びｑ軸
成分φ_qrの推定法について説明する。誘導電動機１に供
給される三相電圧ｖ_us，ｖ_vs，ｖ_wsを表す信号を周知の
手法でａ−ｂ軸の系に変換する。変換後のａ軸，ｂ軸上
の電圧及び電流をそれぞれｖ_as，ｖ_bs及びｉ_as，ｉ_bsと
表すと、二次磁束のａ軸成分φ_ar及びｂ軸成分φ_brは次
式（１１），（１２）のようにして計算される。

【００２２】

【数６】 但し、Ｒ_s 誘導電動機の一次抵抗値 ｌ_s 誘導電動機の一次漏れインダクタンス値 ｉ_as 誘導電動機の一次電流のａ軸成分 ｉ_bs 誘導電動機の一次電流のｂ軸成分 ｖ_as 誘導電動機の一次電圧のａ軸成分 ｖ_bs 誘導電動機の一次電圧のｂ軸成分

【００２３】更に、推定二次磁束のａ軸成分φ_ar及びｂ
軸成分φ_brをｄ−ｑ軸上に次式（１３）の行列演算を実
効して座標変換する。

【００２４】

【数７】

【００２５】このようにして得られた推定二次磁束のｄ
軸成分φ_drは、ｄ軸磁束制御系のフィードバック信号と
して用いられ、ｄ軸磁束指令φ_dr ^* と比較され、既に述
べた所定の制御動作を行う。又、推定二次磁束のｑ軸成
分φ_qrはｑ軸磁束指令（通常は零）φ_qr ^* と突き合わさ
れ、その偏差に応じてすべり周波数ω_s0の補正を行う。

【００２６】次に動作について説明する。三相／二相変
換器９は電流検出器３によって検出された一次電流
ｉ_us，ｉ_vs，ｉ_ws及び電圧検出器８によって検出された
一次電圧ｖ_us，ｖ_vs，ｖ_wsを入力し、ａ−ｂ軸上の値ｉ
_as，ｉ_qs及びｖ_as，ｖ_bsに変換する。磁束推定手段１０
を構成する磁束演算器３１では、式（１１），（１２）
に基づいて、ａ−ｂ軸上の二次磁束のａ軸成分φ_ar及び
ｂ軸成分φ_brを推定し、座標変換器３２ではそれらａ軸
成分φ_ar及びｂ軸成分φ_brをｄ−ｑ軸上に座標変換し、
二次磁束のｄ軸成分φ_dr及びｑ軸成分φ_qrを得る。この
とき、座標変換器３２では式（１３）の行列計算が実行
される。

【００２７】又、係数器２０は二次磁束指令φ_dr ^* を１
／（一次二次相互インダクタンス値Ｍ）倍し励磁電流指
令ｉ_ds0 ^*を出力する。又、制御器２６は磁束偏差のｄ軸
成分φ_dr ^* −φ_drを零とするような励磁電流補正信号Δ
ｉ_ds ^* を発生し、加算器１６によって励磁電流指令ｉ
_ds0 ^*と励磁電流補正信号Δｉ_ds ^* から式（９）の演算を
する。

【００２８】トルク電流演算器２１は、式（２）の演算
を行いトルク電流指令ｉ_qs ^* を出力する。又、すべり周
波数演算器２３は磁束指令φ_dr ^* 及びトルク電流指令ｉ
_qs ^*に基づいて式（３）の演算を行いすべり周波数ω_s0
を出力する。又、減算器１２は磁束偏差のｑ軸成分φ_qr
^* −φ_qrを求め、制御器２７はφ_qrが指令値φ_qr ^* に追
従するようなすべり周波数補正信号Δω_s を発生する。
更に、加算器１７はすべり周波数ω_s0と周波数補正信号
Δω_s から式（１０）の演算をし、補正後のすべり周波
数ω_s を得る。

【００２９】次に、加算器１８と積分器２５によって、
補正後のすべり周波数ω_s と回転速度検出器２によって
検出された回転速度ω_r から式（４）の演算を行い、二
次磁束の位相成分θを得る。ベクトル変換器２２は加算
器１６及びトルク電流演算器２１から得られた一次電流
指令のｄ軸成分ｉ_ds ^* 及びｑ軸成分ｉ_qs ^* をｄ−ｑ軸上
における一次電流指令の絶対値ｉ_s ^*と位相ψ^* に変換す
る。この位相ψ^* と二次磁束の位相成分θの和θ₁ ^*が一
次電流指令ｉ_s ^*の位相である。

【００３０】極座標表現された一次電流指令ｉ_s ^*，θ₁ ^*
を二相／三相変換器２４で三相に変換し、ｕ，ｖ，ｗ相
の相電流指令ｉ_us ^* ，ｉ_vs ^* ，ｉ_ws ^* を作る。電圧形イ
ンバータ４への三相電圧指令ｖ_us ^* ，ｖ_vs ^* ，ｖ_ws ^*
は、前記電流検出器３で検出された一次電流ｉ_us，
ｉ_vs，ｉ_wsとの偏差を減算器１３〜１５で得て、その偏
差を制御器２８〜３０で増幅することによって与える。
そして、電圧形インバータ４は、三相電圧指令ｖ_us ^* ，
ｖ_vs ^* ，ｖ_ws ^* に従って三相電圧ｖ_us，ｖ_vs，ｖ_wsを発
生し誘導電動機１に供給する。

【００３１】図１７に示したような誘導電動機の制御装
置では、すべり周波数演算器２３内部の電動機定数の値
と誘導電動機１内部の実際の電動機定数の値が異なる場
合でも指令値τ^* 通りのトルクを発生させることができ
るとされている、しかし、磁束演算手段１０の一次抵抗
値Ｒ_s と誘導電動機１内の実際の一次抵抗値Ｒ_s0が異な
る場合、又は電流検出器３及び電圧検出器８の精度及び
分解能に問題がある場合、磁束演算精度が低下してしま
う。特に誘導電動機１の静止時では磁束演算手段１０か
ら得られる二次磁束φ_dr，φ_qrは、大幅な誤差を持った
り或いは発散したりして、大幅に磁束演算精度が低下し
てしまう。

【００３２】この現象は次のように説明できる。即ち、
磁束演算器３１では式（１１）の演算を行うが、二次磁
束回転速度ωが零の時すなわち静止時は、一次電流のａ
軸成分ｉ_as及び一次電圧のａ軸成分ｖ_asは直流であり、
ｄｉ_as／ｄｔは零である。当然二次磁束の微分値ｄφ_ar
／ｄｔも零である。又、一次抵抗値Ｒ_s に誤差を持つ場
合に、磁束演算手段１０内部の一次抵抗値Ｒ_s 、誘導電
動機内部の実際の一次抵抗値Ｒ_s0、誤差をΔＲ_s とし、
Ｒ_s0＝Ｒ_s ＋ΔＲ_s とすれば、式（１１）とｄφ_ar／ｄ
ｔ＝ｄｉ_as／ｄｔ＝０とからｖ_as＝Ｒ_s0ｉ_asが成り立
つ。しかし、磁束演算器３１内部は次式（１４）の関係
が成り立つ。

【００３３】

【数８】

【００３４】よって、−ΔＲ_s ・ｉ_asなる一定の値を積
分するため磁束演算器３１内の磁束演算は発散する。
又、実装面でみると、磁束演算器３１による演算値は電
流検出器３及び電圧検出器８の精度及び分解能に問題が
多く、特に低回転速度域では電圧歪のために磁束演算精
度が低下する問題がある。

【００３５】又、前記誘導電動機のベクトル制御装置で
は、励磁電流指令は磁束指令φ_dr ^*と推定二次磁束のｄ
軸成分φ_drとの偏差を零にするように作用する。しか
し、誘起電圧の影響によって、誘導電動機に供給される
一次電流の実際値と電圧形インバータ４に出力される指
令値との間に偏差が生じたり、電圧形インバータ４の電
流耐量、電圧耐量等の制限から運転状態によって制御系
が飽和したりすると、指令値通りの励磁電流成分を誘導
電動機１に供給できなくなる。このような場合には、二
次磁束指令値と実際値との間に偏差が生じる。すべり周
波数演算器２３では、指令値通りに二次磁束φ_dr及び一
次電流のｑ軸成分ｉ_qsが追従するように制御することに
よって、すべり周波数ω_s0の精度の向上を図っていた
が、このような二次磁束の指令値と実際値φ_drとの間に
偏差が生じる場合及びトルク電流の指令値と実際値との
間に偏差を生じる場合には、前記誘導電動機のベクトル
制御装置は正常に動作しない。これは、各指令値と各実
際値とが一致していないにも拘らず、すべり周波数演算
器２３が各指令値に基づいてすべり周波数ω_s0を出力し
ていることに起因する。

【００３６】

【発明が解決しようとする課題】従来の誘導電動機のベ
クトル制御装置は以上のように構成されているので、図
１７に示すような誘導電動機のベクトル制御装置では上
述した通り、低回転速度で運転を連続して行う様な場
合、磁束推定手段１０から得られる推定二次磁束φ _qr，
φ_drは大幅な誤差を持っていたり或いは発散してるため
に、正常なベクトル制御を維持できず、指令値τ^* 通り
の発生トルクは期待できない。従って、低回転速度域で
はかえって図１６に示した誘導電動機のベクトル制御装
置より精度が落ちてしまうなどの問題点があった。又、
誘導電動機に供給される一次電流の実際値と電圧形イン
バータ４に出力される指令値との間に偏差が生じたり、
電圧形インバータ４の電流耐量、電圧耐量等の制限から
運転状態によって制御系が飽和したりすると、指令値通
りの励磁電流成分を誘導電動機１に供給できなくなるな
どの問題点があった。

【００３７】この発明は以上のような問題点を解消する
ためになされたもので、誘導電動機の運転速度域や、電
流制御偏差、電圧形インバータの電流耐量、電圧耐量等
の制限によって生じる制御系の飽和、誘導電動機の磁気
飽和等の影響を受けずに、誘導電動機定数が変動して
も、高精度のトルク制御性能を実現する誘導電動機のベ
クトル制御装置を得ることを目的とする。

【００３８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る誘
導電動機のベクトル制御装置は、誘導電動機の回転速度
及び一次電流を入力し、該誘導電動機の回転子回路定数
を含む所定の関数演算によって、該誘導電動機の二次磁
束ベクトルの第１の推定値を出力する第１の磁束推定手
段と、前記誘導電動機の一次電圧及び一次電流を入力
し、該誘導電動機の固定子回路定数を含む所定の関数演
算によって、該誘導電動機の二次磁束ベクトルの第２の
推定値を出力する第２の磁束推定手段と、前記第１の推
定値と第２の推定値の偏差を増幅して得られた信号を、
前記第１の磁束推定手段への補正信号として入力するこ
とにより、前記第１の推定値が第２の推定値に追従する
ように制御する補正手段とを備え、前記第１の推定値に
同期して回転する直交回転座標上で前記誘導電動機をベ
クトル制御するようにしたものである。

【００３９】請求項２の発明に係る誘導電動機のベクト
ル制御装置は、請求項１の補正手段を、前記誘導電動機
の回転速度の絶対値が所定値を越えた場合にのみ、第１
の推定値が第２の推定値に追従するようにしたものであ
る。

【００４０】請求項３の発明に係る誘導電動機のベクト
ル制御装置は、請求項１の補正手段を、前記誘導電動機
の回転速度の絶対値が所定値を越えた場合にのみ、第１
の推定値が第２の推定値に追従すると共に、前記第１の
磁束推定手段で行われる関数演算で使用される前記誘導
電動機の二次抵抗を同定するようにしたものである。

【００４１】請求項４の発明に係る誘導電動機のベクト
ル制御装置は、誘導電動機の回転速度及び一次電流を入
力し、該誘導電動機の回転子回路定数を含む所定の関数
演算によって、該誘導電動機の二次磁束ベクトルの第１
の推定値を出力する第１の磁束推定手段と、前記誘導電
動機の一次電圧及び一次電流を入力し、該誘導電動機の
固定子回路定数及びハイパスフィルタを含む所定の関数
演算によって、該誘導電動機の二次磁束ベクトルの第２
の推定値を出力する第２の磁束推定手段と、前記第１の
推定値に前記ハイパスフィルタと同じ特性を有するハイ
パスフィルタを介して第３の推定値を得、前記第２の推
定値と第３の推定値の偏差を増幅して得られた信号を、
前記第１の磁束推定手段への補正信号として入力するこ
とにより、前記第３の推定値が第２の推定値に追従する
ように制御する補正手段とを備えたものである。

【００４２】請求項５の発明に係る誘導電動機のベクト
ル制御装置は、請求項４の補正手段を、前記誘導電動機
の回転速度の絶対値が所定値を越えた場合にのみ、第３
の推定値が第２の推定値に追従するようにしたものであ
る。

【００４３】請求項６の発明に係る誘導電動機のベクト
ル制御装置は、請求項５の補正手段を、前記誘導電動機
の回転速度の絶対値が所定値を越えた場合にのみ、第３
の推定値が第２の推定値に追従すると共に、前記第１の
磁束推定手段で行われる関数演算で使用される前記誘導
電動機の二次抵抗を同定するようにしたものである。

【００４４】

【作用】請求項１の発明における誘導電動機のベクトル
制御装置は、第１の推定値が第２の推定値に追従するよ
うに制御するので、二次側の誘導電動機定数が変動して
も、第１の推定値が二次側の誘導電動機定数に無関係な
第２の推定値に追従し、二次側の誘導電動機定数の変動
によるトルク制御性能の低下を防止する。又、第１の磁
束推定手段は、誘導電動機の一次電流の入力によって前
記誘導電動機をベクトル制御するので、常に実際値と指
令値との偏差をなくす方向に制御でき、従来装置のよう
な、電流制御の偏差及び、電圧形インバータの電流耐
量、電圧耐量等の影響を防止する。

【００４５】請求項２の発明における誘導電動機のベク
トル制御装置は、請求項１に加えて、低回転速度域にお
いて性能の悪い第２の推定値によるベクトル制御を、低
回転速度域において制限し、低回転速度域における性能
の悪化を防止する。

【００４６】請求項３の発明における誘導電動機のベク
トル制御装置は、請求項１に加えて、低回転速度域にお
いて性能の悪い第２の推定値によるベクトル制御を、低
回転速度域において制限し、低回転速度域における性能
の悪化を防止すると共に、二次抵抗を同定することによ
って、誘導電動機定数の変動を抑えトルク制御性能の低
下を防止する。

【００４７】請求項４の発明における誘導電動機のベク
トル制御装置は、第３の推定値が第２の推定値に追従す
るように制御するので、二次側の誘導電動機定数が変動
しても、第１の推定値が二次側の誘導電動機定数に無関
係な第２の推定値に追従し、二次側の誘導電動機定数の
変動によるトルク制御性能の低下を防止する。又、第１
の磁束推定手段は、誘導電動機の一次電流の入力によっ
て前記誘導電動機をベクトル制御するので、常に実際値
と指令値との偏差をなくす方向に制御でき、従来装置の
ような、電流制御の偏差及び、電圧形インバータの電流
耐量、電圧耐量等の影響を防止する。更に、第２の磁束
推定手段にハイパスフィルタを設けることによって、低
回転速度域において性能の悪い第２の推定値によるベク
トル制御を、低回転速度域において制限し、低回転速度
域における性能の悪化を防止する。

【００４８】請求項５の発明における誘導電動機のベク
トル制御装置は、請求項４に加えて、更に、低回転速度
域において性能の悪い第２の推定値によるベクトル制御
を、低回転速度域において制限し、低回転速度域におけ
る性能の悪化を防止する。

【００４９】請求項６の発明における誘導電動機のベク
トル制御装置は、請求項４に加えて、更に、低回転速度
域において性能の悪い第２の推定値によるベクトル制御
を、低回転速度域において制限し、低回転速度域におけ
る性能の悪化を防止すると共に、二次抵抗を同定するこ
とによって、誘導電動機定数の変動を抑えトルク制御性
能の低下を防止する。

【００５０】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の実施例１による誘導電動機のベ
クトル制御装置を示す構成図であり、図において、１〜
４，８は従来装置と同一のものでありその説明を省略す
る。３３は誘導電動機１の回転速度及び一次電流を入力
して、所定の関数演算によって第１の推定値を出力する
第１の磁束推定手段、３４は誘導電動機１の一次電流及
び一次電圧を入力して、該誘導電動機１の固定子定数を
含む所定の関数演算によって第２の推定値を出力する第
２の磁束推定手段である。３５は第１の推定値と第２の
推定値とを入力して、第１の推定値が第２の推定値に追
従するように制御する補正手段、３６は係数器、３７は
除算器、３８，３９は減算器、４０，４１は制御器、４
２はｄ−ｑ軸上の一次電圧指令をＵＶＷ相の一次電圧指
令に座標変換する座標変換器、４３は電流検出器３から
得られた一次電流のＵ相成分ｉ_us及びＶ相成分ｉ_vsをｄ
−ｑ軸上のｄ軸成分ｉ_ds及びｑ軸成分ｉ_qsに座標変換す
る座標変換器、４４は磁束演算器である。

【００５１】まず当該装置のベクトル制御の基本的な原
理について説明する。最初に、第１の磁束演算関数につ
いて説明する。第１の磁束演算関数とは二次抵抗値Ｒ
_r ，二次インダクタンス値Ｌ_r ，一次二次相互インダク
タンス値Ｍ及び一次電流に基づく数式モデルであり、そ
の座標はａ−ｂ軸，ｄ−ｑ軸，固定子極座標の何れでも
良い。次式（１５），（１６）はａ−ｂ軸上の、次式
（１７），（１８）は固定子極座標上の第１の磁束演算
関数である。

【００５２】

【数９】 ｖ_ds 誘導電動機の一次電圧のｄ軸成分 ｖ_qs 誘導電動機の一次電圧のｑ軸成分 φ_ar 誘導電動機の二次磁束のａ軸成分 φ_br 誘導電動機の二次磁束のｂ軸成分 φ_dr 誘導電動機の二次磁束の振幅成分（ｄ軸成分） θ 誘導電動機の二次磁束の位相成分

【００５３】次に、第２の磁束演算関数について説明す
る。第２の磁束演算関数とは一次抵抗値Ｒ_s ，漏れ係数
σ，一次インダクタンス値Ｌ_s ，一次電流及び一次電圧
に基づく数式モデルであり、第１の磁束演算関数と同様
に、その座標はａ−ｂ軸，ｄ−ｑ軸の何れでも良い。次
式（１９），（２０）はａ−ｂ軸上の、次式（２１）〜
（２４）はｄ−ｑ軸上の第２の磁束演算関数である。

【００５４】

【数１０】 但し、Ｌ_s 誘導電動機の一次インダクタンス値 σ 誘導電動機の漏れ係数（＝１−Ｍ² ／（Ｌ_s Ｌ
_r ）） ω 誘導電動機の二次磁束回転速度（二次磁束回転周
波数） φ_ds 誘導電動機の二次磁束のｄ軸成分 φ_qs 誘導電動機の二次磁束のｑ軸成分

【００５５】これらの式を組み合わせて用いれば、第２
の磁束演算関数で二次磁束ベクトルを推定または演算す
ることが可能である。以上、第１の磁束演算関数と第２
の磁束演算関数について説明した。

【００５６】次に、基本的な動作原理について説明す
る。この実施例では、第１の磁束演算関数で推定（この
明細書では磁束推定と磁束演算は同義とする）した二次
磁束ベクトル（第１の推定値）に同期して回転するｄ−
ｑ軸上で誘導電動機１のベクトル制御を行う。しかしな
がら、第１の磁束演算関数は二次抵抗値Ｒ_r ，二次イン
ダクタンス値Ｌ_r ，一次二次相互インダクタンス値Ｍに
基づくため、これらの電動機定数のうち何れか一つでも
誤差を持ったり変動したりすると正確な推定二次磁束ベ
クトルが得られない。誘導電動機の運転による温度上昇
の影響で二次抵抗値Ｒ_r が、又、誘導電動機の磁気飽和
によって二次インダクタンス値Ｌ_r 及び一次二次相互イ
ンダクタンス値Ｍが変動することが知られており、第１
の推定値の推定精度も劣化する。

【００５７】しかし、第２の磁束演算関数には二次抵抗
値Ｒ_r を含まず、更に、二次インダクタンス値Ｌ_r には
演算上、誘導電動機の漏れ係数σを加味しているので、
当然第２の磁束演算関数による推定二次磁束ベクトル
（第２の推定値）の推定精度は二次抵抗値Ｒ_r 及び二次
インダクタンス値Ｌ_r の変動によって劣化することはな
い。そこで、第１の推定値を第２の推定値に追従する様
に制御すれば、第１の推定値も二次抵抗値Ｒ_r 及び二次
インダクタンス値Ｌ_r の変動の影響を受けることがな
い。

【００５８】第１の磁束演算関数として、式（１５），
（１６）を用いても、式（１７），（１８）を用いても
座標軸が異なるだけで同じ二次磁束ベクトル（第１の推
定値）が得られるわけであるが、この実施例では二次磁
束を極座標（振幅成分，位相成分）で扱う式（１７），
（１８）を用いて第１の推定値を得る。同様に第２の磁
束演算関数として、式（１９），（２０）を用いても、
式（２１）〜（２４）を用いても座標軸が異なるだけで
同じ二次磁束ベクトル（第２の推定値）が得られるわけ
であるが、この実施例では二次磁束をａ−ｂ軸上で扱う
式（１９），（２０）を用いて第２の推定値を得る。

【００５９】次に第１の推定値を第２の推定値に追従す
るように制御しなければならないが、第１の磁束関数演
算へ補正信号Δ₁ ，Δ₂ を入力することにより、その追
従制御を達成させる。そこで、補正信号Δ₁ ，Δ₂ を発
生する補正手段を用意する。

【００６０】第１の推定二次磁束ベクトル（第１の推定
値）と第２の推定二次磁束ベクトル（第２の推定値）の
偏差を増幅したものを補正信号Δ₁ ，Δ₂ とする。第１
の磁束演算関数にΔ₁ ，Δ₂ を入力することによって偏
差を零にする。しかし、二次磁束ベクトルの偏差を求め
るには、第１の推定値と第２の推定値の座標軸が異なる
場合、第１の磁束演算関数に補正信号を入力できるよう
にするために、第２の推定値を第１の推定値と同じ座標
軸上に座標変換する必要がある。

【００６１】この実施例１の場合、第１の推定値は極座
標（振幅成分，位相成分）であるがｄ軸方向に磁束ベク
トルを一致させているので、第１の推定値をｄ−ｑ軸上
に取れば第１の推定値のｄ軸成分と第１の推定値の振幅
成分は一致し、第１の推定値のｑ軸成分は零となる。そ
こで、ａ−ｂ軸上の第２の推定値をｄ−ｑ軸上に座標変
換し第１の推定値のｄ軸成分φ_drと第２の推定値のｄ軸
成分φ_dr2 との偏差を磁束偏差のｄ軸成分とし、零（第
１の推定値のｑ軸成分）と第２の推定値のｑ軸成分φ
_qr2 との偏差を磁束偏差のｑ軸成分とする。

【００６２】そして、磁束偏差のｄ軸成分をＫ₁ 倍に増
幅したものをΔ₁ とし、磁束偏差のｑ軸成分をＫ₂ 倍に
増幅したものを△₂ とする。更に、第１の磁束演算関数
に補正信号△₁ 及び△₂ を入力する。即ち、第１の磁束
演算関数として次式（２５），（２６）の演算を行う。

【００６３】

【数１１】

【００６４】つまり、磁束偏差のｄ軸成分を増幅した補
正信号△₁ を第１の推定値の振幅成分（ｄ軸成分）の入
力に加算し、磁束偏差のｑ軸成分を増幅した補正信号△
₂ を第１の推定値の位相成分の入力に加算するわけであ
る。これによって補正信号△₁ 及び△₂ が減少するよう
に第１の磁束演算関数は第１の推定値を出力する。この
ようにして、第１の推定値が第２の推定値に追従させる
ことが可能である。

【００６５】第１の磁束推定手段３３が発生する第１の
推定値の位相成分θが得られれば、周知の手法でベクト
ル制御を行えば良い。即ち、トルク指令τ^* と式（２）
を用いてトルク電流指令ｉ_qs ^* を得る。励磁電流指令ｉ
_ds ^* 及びトルク電流指令ｉ_qs ^* は、それぞれ一次電流指
令のｄ−ｑ軸上のｄ軸成分及びｑ軸成分である。そこ
で、電流検出器３から得られた一次電流ｉ_us，ｉ_vsを第
１の推定値の位相成分θに基づいてｄ−ｑ軸上に座標変
換し、一次電流のｄ軸成分ｉ_ds及びｑ軸成分ｉ_qsを得
て、励磁電流指令ｉ_ds ^* 及びトルク電流指令ｉ_qs ^* と一
次電流のｄ軸成分ｉ_ds及びｑ軸成分ｉ_qsの偏差をそれぞ
れ増幅した信号を誘導電動機１の一次電圧のｄ軸成分指
令ｖ_ds ^* 及びｑ軸成分指令ｖ_qs ^* とする。

【００６６】即ち、一次電流の指令値ｉ_ds ^* ，ｉ_qs ^* と
実際値の偏差を零となるように一次電圧を制御するわけ
である。尚、電流検出器３から得られた一次電流のｕ相
成分ｉ_us及びｖ相成分ｉ_vsは、次式（２７）を用いれば
ｄ−ｑ軸上のｄ軸成分ｉ_ds及びｉ_qsに座標変換可能であ
る。

【００６７】

【数１２】

【００６８】次に動作について説明する。第１の磁束推
定手段３３は、回転速度検出器２及び電流検出器３から
得られた回転速度ω_r 及び一次電流ｉ_us，ｉ_vsに基づい
て第１の推定二次磁束ベクトル（第１の推定値）を推定
する。まず座標変換器４３が、電流検出器３から得られ
た一次電流のｕ相分ｉ_us及びｖ相分ｉ_vsを、磁束演算器
４４から得られた二次磁束ベクトルの位相成分θに基づ
いてｄ−ｑ軸上のｄ軸成分ｉ_ds及びｑ軸成分ｉ_qsに座標
変換するために、式（２７）の行列演算を実行する。次
に磁束演算器４４は一次電流のｄ軸成分ｉ_ds，ｑ軸成分
ｉ_qs及び回転速度ω_r に基づいて式（２５），（２６）
の演算を実行し第１の推定二次磁束ベクトル（第１の推
定値）を演算する。

【００６９】第２の磁束推定手段３４は、電流検出器３
及び電圧検出器８から得られた一次電流のｕ相分ｉ_us，
ｖ相成分ｉ_vs及びｕ相電圧ｖ_us，ｖ相電圧ｖ_vsに基づい
て第２の二次磁束ベクトル（第２の推定値）のａ−ｂ軸
上のａ軸成分φ_ar2 及びｂ軸成分φ_br2 を推定する。そ
して補正手段３５は、第１の推定値と第２の推定値を用
いて得られた信号Δ₁ 及びΔ₂ を、第１の磁束推定手段
への補正信号として入力する。

【００７０】又、トルク電流指令ｉ_qs ^* は、磁束指令を
Ｍｉ_ds ^* とし、係数器３６及び除算器３７を用いて式
（２）を演算し求める。即ち、係数器３６はトルク指令
値τ^*をＬｒ／（Ｐ_m Ｍ² ）倍し、除算器３７は係数器
３６の出力を励磁電流指令ｉ_ds ^* で除算したものをトル
ク電流指令ｉ_qs ^* とする。

【００７１】減算器３８は一次電流のｄ軸成分指令（励
磁電流指令）ｉ_ds ^* と一次電流のｄ軸成分ｉ_dsとの偏差
を出力し、同様に減算器３９は一次電流のｑ軸成分指令
（トルク電流指令）ｉ_qs ^* と一次電流のｑ軸成分ｉ_qsと
の偏差を出力する。又、制御器４０は減算器３８から得
た一次電流のｄ軸成分の指令値ｉ_ds ^* と実際値ｉ_dsの偏
差を増幅し一次電圧のｄ軸成分指令ｖ_ds ^* を出力し、同
様に制御器４１は減算器３９から得た一次電流のｑ軸成
分の指令値ｉ_qs ^* と実際値ｉ_qsの偏差を増幅し一次電圧
のｑ軸成分指令ｖ_qs ^* を出力する。更に、座標変換器４
２は第１の推定値の位相成分θに基づいて次式（２８）
の行列演算を実行することによって一次電圧指令のｕ，
ｖ，ｗ各相の一次電圧指令ｖ_us ^* ，ｖ_vs ^* ，ｖ_ws ^* を発
生する。

【００７２】

【数１３】

【００７３】図２はこの実施例１による誘導電動機のベ
クトル制御装置の磁束演算器を示す構成図であり、図に
おいて、４５〜４７は係数器、４８は除算器、４９は減
算器、５０〜５２は加算器、５３ａ，５３ｂは積分器で
ある。

【００７４】一次電流のｄ軸成分ｉ_dsを一次二次相互イ
ンダクタンス値Ｍ倍する係数器４５、二次時定数Ｔ_r の
逆数倍する係数器４７、係数器４５の出力から二次磁束
の振幅成分φ_drを減算する減算器４９、補正信号Δ₁ を
加算する加算器５０、及び積分器５３ａによって二次磁
束の振幅φ_drを推定する式（２５）の演算を行う。又、
一次電流のｑ軸成分ｉ_qsをＭ／Ｔ_r 倍する係数器４６、
この係数器４６の出力を二次磁束の振幅φ_drで除算する
除算器４８、回転速度検出器２から得られた回転速度ω
_r を加算する加算器５１、及び補正信号Δ₂ を加算する
加算器５２によって式（２６）の演算を行う。このよう
にして磁束演算器４４は、回転速度検出器２から得られ
た回転速度ω_r と座標変換器４３から得られた一次電流
のｄ−ｑ軸上のｄ軸成分ｉ_ds及びｑ軸成分ｉ_qsに基づい
て、第１の推定二次磁束ベクトル（第１の推定値）の振
幅成分φ_dr及び位相成分θを推定する。

【００７５】図３はこの実施例１による誘導電動機のベ
クトル制御装置の第２の磁束推定手段を示す構成図であ
り、図において、５４は三相／二相変換器、５５〜６０
は係数器、６１〜６４は減算器、６５，６６は積分器で
ある。三相／二相変換器５４は、前記一次電流ｉ_us，ｉ
_vs及び一次電圧ｖ_us，ｖ_vsを次式（２９）〜（３２）に
従って一次電流のａ−ｂ軸上のａ軸成分ｉ_as，ｂ軸成分
ｉ_bs及び一次電圧のａ−ｂ軸上のａ軸成分ｖ_as，ｂ軸成
分ｖ_bsに座標変換を行う。

【００７６】

【数１４】

【００７７】一次電流のａ軸成分ｉ_asを一次抵抗値Ｒ_s
倍する係数器５５、一次電圧のａ軸成分ｖ_asから係数器
５５の出力を減算する減算器６１、積分器６５、一次イ
ンダクタンスと漏れ係数の積σＬ_s 倍する係数器５７、
二次インダクタンスと相互インダクタンスとの比Ｌ_r ／
Ｍ倍する係数器５９及び減算器６３によって式（１９）
の演算を行う。これにより一次電圧のａ−ｂ軸上のａ軸
成分ｖ_as及び一次電流のａ−ｂ軸上のａ軸成分ｉ_asよ
り、二次磁束のａ−ｂ軸上のａ軸成分φ_ar2 の推定が行
える。同様に、係数器５６，５８，６０、減算器６２，
６４及び積分器６６によって式（２０）の演算を行え
ば、二次磁束のａ−ｂ軸上のｂ軸成分φ_br2の推定が行
える。このようにして第２の磁束推定手段３４は、電流
検出器３から得られた一次電流と電圧検出器８から得ら
れた一次電圧に基づいて、第２の二次磁束ベクトル（第
２の推定値）のａ−ｂ軸上のａ軸成分φ_ar及びｂ軸成分
φ_brを推定する。

【００７８】図４はこの実施例１による誘導電動機のベ
クトル制御装置の補正手段を示す構成図であり、図にお
いて、６７は座標変換器、６８，６９は減算器、７０，
７１は係数器である。

【００７９】座標変換器６７は、第１の磁束推定手段３
３から得られた二次磁束位相θに基づいて第２の磁束推
定手段３４から得られた第２の推定二次磁束ベクトル
（第２の推定値）を座標変換するために次式（３３）の
行列演算を実行する。

【００８０】

【数１５】 但し、φ_dr2 誘導電動機の第２の推定二次磁束ベクトル
のｄ軸成分 φ_qr2 誘導電動機の第２の推定二次磁束ベクトルのｑ軸
成分

【００８１】減算器６８は第１の推定値と第２の推定値
のｄ軸成分偏差φ_dr2 −φ_drを出力し、同様に減算器６
９は第１の推定値（零）と第２の推定値のｑ軸成分偏差
φ_{qr 2} −φ_qrを出力する。又、係数器７０は第１の推定
値と第２の推定値のｄ軸成分偏差φ_dr2 −φ_drをＫ₁ 倍
し、同様に係数器７１は第１の推定値と第２の推定値の
ｑ軸成分偏差φ_qr2 −φ_qrをＫ₂ 倍する。そして、係数
器７０の出力を補正信号Δ₁ とし、係数器７１の出力を
補正信号Δ₂ とする。

【００８２】このようにして補正手段３５は、第１の磁
束推定手段３３から得られた第１の推定値と第２の磁束
演算手段から得られた第２の推定値に基づいて、第１の
推定手段へ入力するための補正信号Δ₁ ，Δ₂ を発生す
る。以上で明らかなように、この実施例１によれば、二
次抵抗値Ｒ_r 及び二次インダクタンス値Ｌ_r の変動の影
響を受けないで、高精度にトルク制御を実現することが
できる。又、第１の磁束推定手段３３は、誘導電動機１
の一次電流の入力によって、誘導電動機１をベクトル制
御するので、常に実際値と指令値との偏差をなくす方向
に制御でき、図１７に示した従来装置のような、電流制
御の偏差及び、電圧形インバータ４の電流耐量、電圧耐
量等の影響を防止することができる。

【００８３】実施例２．前記実施例１では、第２の磁束
推定手段３４に式（１９），（２０）を満足する第２の
推定二次磁束ベクトル（第２の推定値）のａ−ｂ軸上の
ａ軸成分及びｂ軸成分を求めるものについて示したが、
式（１９），（２０）で推定された磁束の精度は二次磁
束回転周波数ωに依存するとされ、ωが小さいほど精度
が悪く、低回転速度域では第１の推定二次磁束ベクトル
（第１の推定値）よりも推定誤差が大きくなりかねな
い。そこで、第２の磁束推定手段に入力される一次電流
及び一次電圧にハイパスフィルタを挿入し、低周波数域
では一次電流及び一次電圧が入力されないようにしても
良い。この実施例２では第２の磁束推定手段３４ｂと補
正手段３５ｂ以外は、前記実施例１と同様であるため第
２の磁束推定手段３４ｂと補正手段３５ｂについてのみ
説明する。

【００８４】まず当該ベクトル制御装置の基本的な原理
について説明する。第２の磁束推定手段では、式（１
９），（２０）を用いて第２の推定値を演算するわけで
あるが、式（１９），（２０）はラプラス演算子ｓを用
いればそれぞれ次式（３４），（３５）と書き換えても
良い。

【００８５】

【数１６】

【００８６】ここで、低周波数域時、第２の磁束推定手
段３４ｂに一次電流と一次電圧の入力を行わないように
一次電流及び一次電圧にＴｓ／（１＋Ｔｓ）なるハイパ
スフィルタを挿入する（Ｔ；任意に設定できる時定
数）。これは、式（３４）の演算を行うにあたって、一
次電流のａ軸成分のｉ_asにフィルタを介した一次電流の
ａ軸成分Ｔｓ／（１＋Ｔｓ）・ｉ_asを、一次電圧のａ軸
成分ｖ_asにフィルタを介した一次電圧のａ軸成分Ｔｓ／
（１＋Ｔｓ）・ｖ_asをそれぞれ代入しても良い。又、式
（３５）も同様である。実際にフィルタを介した一次電
圧及び一次電流を式（３４），（３５）に代入すると次
式（３６），（３７）を得る。

【００８７】

【数１７】

【００８８】式（３６），（３７）によって、ハイパス
フィルタを介した、低周波数域では磁束推定を行わない
第２の推定値を得ることができる。尚、磁束推定を行わ
ない周波数域は時定数Ｔの設定で選択可能である。又、
前記実施例１において、補正手段は第１の推定値を第２
の推定値に追従するように補正信号Δ₁ ，Δ₂ を発生し
ていた。しかし、この実施例２のように第２の推定値が
ハイパスフィルタを介したものである場合、第２の推定
値は二次磁束ベクトルの実際値に対して遅れを持つこと
になるため、第２の推定値に第１の推定値を追従させる
と当然第１の推定値も同様な遅れを持つことになる。

【００８９】そこで、第１の推定値に前記ハイパスフィ
ルタと同じ特性のハイパスフィルタを介した第３の推定
値を準備する。第２の推定手段はａ−ｂ軸上でハイパス
フィルタを介したので、第３の推定値も、ａ−ｂ軸上で
第１の推定値にハイパスフィルタを介す。第３の推定値
は第１の推定値に対してフィルタを介した分だけ遅れて
いるわけであるから、第３の推定値を第２の推定値に追
従させると、第１の推定値は、第２の推定値のフィルタ
を介した分を打ち消した磁束ベクトルに追従する。

【００９０】又、実施例１では補正信号Δ₁ 及びΔ₂ と
して、磁束偏差のｄ軸成分及びｑ軸成分をそれぞれ増幅
した値を用いていた。しかし、第１の磁束推定手段は二
次磁束ベクトルを振幅と位相で取り扱っていることを考
慮すれば、補正信号Δ₁ 及びΔ₂ として、磁束偏差の振
幅成分と位相成分をそれぞれ増幅した値を用いても良
い。

【００９１】第１の推定値は磁束ベクトルを振幅と位相
で取り扱っているが、第３の推定値を演算するにあたっ
て第１の推定値をａ−ｂ軸上に座標変換する必要がある
のでこの実施例では、第２の推定値は磁束ベクトルをａ
−ｂ軸上で取り扱っていることも考慮し、ａ−ｂ軸上の
両推定値から磁束偏差の振幅成分と位相成分を求める。
磁束偏差の振幅成分は次式（３８）で、位相成分は次式
（３９）で演算を行う。但し、第３の推定値のａ−ｂ軸
上のａ軸成分をφ_ar3 、ｂ軸成分をφ_br3 とする。

【００９２】

【数１８】

【００９３】式（３９）は第２の磁束ベクトル（第２の
推定値）と第３の磁束ベクトル（第３の推定値）との外
積をその内積で除算したものである。磁束偏差の位相成
分をΔθとすれば、ｔａｎ^-1Δθを意味するがΔθが十
分小さい時はｔａｎ^-1Δθ＝Δθとしても良いことを利
用している。勿論、ｔａｎ^-1［式（３９）］としても良
い。又、補正信号Δ₁ は磁束偏差の振幅成分を増幅した
信号で、補正信号Δ₂は位相成分を増幅した成分で与え
る。その結果、第１の推定値は補正信号Δ₁ ，Δ₂ が減
少するように、即ち第３の推定値が第２の推定値に追従
するようになる。

【００９４】次にこの実施例２の具体的構成及び動作に
ついて説明する。図５はこの実施例２による誘導電動機
のベクトル制御装置の第２の磁束推定手段を示す構成図
であり、図において、５４〜６４は前記実施例１と同一
なのでその説明は省略する。７２，７３は一次遅れフィ
ルタ、７４，７５はハイパスフィルタである。又、図６
はこの実施例２による誘導電動機のベクトル制御装置の
補正手段を示す構成図であり、７０，７１は前記実施例
１と同一なのでその説明は省略する。７６は座標変換
器、７７，７８はハイパスフィルタ、７９〜８６は乗算
器、８７，８８，８９は加算器、９０，９１は減算器、
９２は除算器、９３，９４は平方根演算器である。

【００９５】次に動作について説明する。図５におい
て、係数器５５，５７，５９、減算器６１，６３、Ｔ／
（１＋Ｔｓ）の特性を持つ一次遅れフィルタ７２、Ｔｓ
／（１＋Ｔｓ）の特性を持つハイパスフィルタ７４を用
いて式（３６）の演算を行い、第２の推定値のａ軸成分
φ_{ar 2} を得る。同様に係数器５６，５８，６０、減算器
６２，６４、Ｔ／（１＋Ｔｓ）の特性を持つ一次遅れフ
ィルタ７３、Ｔｓ／（１＋Ｔｓ）の特性を持つハイパス
フィルタ７５を用いて式（３７）の演算を行い、第２の
推定値のｂ軸成分φ_{br 2} を得る。

【００９６】又、図６において座標変換器７６は、式
（４０）の行列演算を実行し、第１の二次磁束ベクトル
（第１の推定値）の振幅成分φ_drと位相成分θを、ａ−
ｂ上のａ軸成分φ_ar1 及びｂ軸成分φ_br1 に座標変換す
る。

【００９７】

【数１９】

【００９８】そして、座標変換されたａ軸成分φ_ar1 及
びｂ軸成分φ_br1 を磁束推定手段３４ｂが持つハイパス
フィルタと同じ特性のハイパスフィルタに介す。即ち、
Ｔｓ／（１＋Ｔｓ）の特性を持つハイパスフィルタ７
７，７８に第１の推定値のａ軸成分φ_ar1 及びｂ軸成分
φ_br1 を入力し、第３の推定値のａ軸成分φ_ar3 及びｂ
軸成分φ_br3 を得る。

【００９９】次にこの様にして得られた第３の推定値
と、第２の推定値の磁束偏差を求める。乗算器７９，８
０、加算器８７、平方根演算器９３を用いて式（３８）
の第１項の演算を行い、乗算器８１，８２、加算器８
８、平方根演算器９４を用いて式（３８）の第２項の演
算を行う。そして、減算器９０によって第２の推定値と
第３の推定値との磁束偏差の振幅成分を得る。又、乗算
器８４，８５、減算器９１によって式（３９）の分子の
演算を行い、乗算器８３，８６、加算器８９によって式
（３９）の分母の演算を行う。

【０１００】そして、除算器９２によって第２の推定値
と第３の推定値との磁束偏差の位相成分を得る。係数器
７０は減算器９０から得た磁束偏差の振幅成分をＫ₁ 倍
して補正信号Δ₁ を出力する。同様に、係数器７１は除
算器９２から得られた磁束偏差の位相成分をＫ₂ 倍して
補正信号Δ₂ を出力する。これにより、低回転速度域で
は第２の磁束推定手段を用いないで第１の磁束推定手段
で動作し、高回転速度域では第２の磁束推定手段と補正
手段が動作し第１の磁束推定手段に補正信号を入力し、
低回転速度域では周知であるすべり周波数形ベクトル制
御並に、高回転速度ではそれよりも高精度にトルク制御
を行うことができる。

【０１０１】実施例３．前記実施例１及び実施例２で
は、第２の磁束推定手段は電圧検出器８及び電流検出器
３から得られた誘導電動機１の一次電圧及び一次電流に
基づいて二次磁束ベクトル（第２の推定値）を求めた
が、図７に示すように、一次電流のｄ−ｑ軸上のｄ軸成
分ｉ_ds及びｑ軸成分ｉ_qsと電圧形インバータ４への電圧
指令の二次磁束座標上のｄ軸成分ｖ_ds ^* 及びｑ軸成分ｖ
_qs ^* に基づいて二次磁束ベクトル（第２の推定値）を求
めても良い。言い換えると、第２の磁束推定手段が存在
する座標軸はｄ−ｑ軸上でも良い。電圧形インバータへ
の電圧指令のｄ−ｑ軸上のｄ軸成分ｖ_ds ^* 及びｑ軸成分
ｖ_qs ^* を用いれば、電圧検出器８を省略することができ
る。

【０１０２】図７はこの実施例３による誘導電動機のベ
クトル制御装置を示す構成図であり、図において、実施
例１と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省
略する。３３ｃは第１の磁束推定手段、３４ｃは第２の
磁束推定手段、３５ｃは補正手段である。

【０１０３】まず、当該ベクトル制御装置の基本的な原
理について説明する。前記実施例２の第２の磁束推定手
段では、ａ−ｂ軸上で二次磁束ベクトルの推定を行って
いたが、ｄ−ｑ軸上で二次磁束ベクトルの推定を行って
も構わない。ａ−ｂ軸上の第２の磁束演算関数、式（３
６），（３７）をｄ−ｑ軸上に座標変換すると次式（４
１），（４２）を得る。

【０１０４】

【数２０】

【０１０５】従って、式（４１），（４２）の演算を行
えば、第２の推定値のｄ−ｑ軸上のｄ軸成分φ_dr2 及び
ｑ軸成分φ_qr2 を得ることができる。また、第２の推定
値には前記実施例２と同様にハイパスフィルタが挿入さ
れているために、補正信号を発生するには第１の推定値
に前記ハイパスフィルタと同じ特性を持つハイパスフィ
ルタを介して第３の推定値を準備する必要がある。そこ
で、第１の推定値を前記実施例２と同様にａ−ｂ軸上に
座標変換した後、ハイパスフィルタを介すれば第３の推
定値のａ−ｂ軸上のａ軸成分及びｂ軸成分を得る。第２
の磁束推定手段から得られる二次磁束ベクトルはｄ−ｑ
軸上で取り扱ったものであるから、第３の推定値もｄ−
ｑ軸上で取り扱うと偏差の演算が易しくなる。第３の推
定値のａ−ｂ軸上のａ軸成分φ_ar3 及びｂ軸成分φ_br3
は、次式（４３）の行列演算を実行すれば、ｄ−ｑ軸上
のｄ軸成分φ_dr3 及びｑ軸成分φ_qr3 を得ることができ
る。

【０１０６】

【数２１】

【０１０７】次に、第２の推定値と第３の推定値との磁
束偏差を求める。第１の磁束推定手段は二次磁束ベクト
ルを振幅と位相で取り扱っているから、補正信号もｄ−
ｑ軸で取り扱うより振幅と位相で取り扱う方がより望ま
しい。磁束ベクトル方向にｄ軸方向を取っているので、
磁束偏差のｄ−ｑ軸上のｄ軸成分を振幅成分としても良
い。また、第２の推定値と第３の推定値との磁束偏差の
位相成分をΔθとする時、ｓｉｎΔθ＝（φ_qr2 −φ
_qr3 ）／φ_dr3 が成り立ち、Δθが十分に小さいときは
ｓｉｎΔθ＝Δθであるから、（φ_qr2 −φ_qr3 ）／φ
_dr3 を磁束偏差の位相成分Δθとしても構わない。

【０１０８】次にこの実施例の具体的構成及び動作につ
いて説明する。図７において、第１の磁束推定手段３３
ｃは第１の推定値の振幅成分φ_dr及び位相成分θだけで
なく、一次電流の二次磁束座標（ｄ−ｑ軸）上のｄ軸成
分ｉ_ds及びｑ軸成分ｉ_qsも出力する。第２の磁束推定手
段３４ｃは該一次電流ｉ_ds，ｉ_qsと、制御器４０，４１
から得られる一次電圧指令のｄ−ｑ軸上のｄ軸成分ｖ_ds
^* 及びｑ軸成分ｖ_qs ^* に基づいて第２の推定値φ_dr2 ，
φ_qr2 を求める。

【０１０９】補正手段３５ｃは第１の二次磁束ベクトル
（第１の推定値）の振幅φ_dr位相θと第２の二次磁束ベ
クトル（第２の推定値）のｄ軸成分φ_dr2 及びｑ軸成分
φ_qr2 との偏差を演算し、補正信号Δ₁ 及びΔ₂ を出力
する。第２の磁束推定手段３４ｃ及び補正手段３５ｃ以
外は前記実施例２と同様であるため第２の磁束推定手段
３４ｃ及び補正手段３５ｃについてのみ説明する。

【０１１０】図８はこの実施例３による誘導電動機のベ
クトル制御装置の第２の磁束推定手段を示す構成図であ
り、１００〜１０７は係数器、１０８〜１１０は加算
器、１１１〜１１３は減算器、１１４，１１５は加減算
器、１１６〜１１９は乗算器、１２０，１２１は積分器
である。又、図９はこの実施例３による誘導電動機のベ
クトル制御装置の補正手段を示す構成図であり、７０，
７１，７６，７７，７８は実施例２と同一であるのでそ
の説明は省略する。１２２は座標変換器、１２３，１２
４は減算器、１２５は除算器である。

【０１１１】次に動作について説明する。図８におい
て、係数器１０４によってＭ／（ＴＬ_r ）・φ_dr2 を、
係数器１０１によってＲ_s ｉ_dsを、乗算器１１６によっ
てωＭ／Ｌ_r ・φ_qr２を、係数器１０３及び乗算器１１
９によってωσＬ_s ｉ_qsを演算し、加算器１０８、減算
器１１１、加減算器１１４、積分器１２０によって、式
（４１）右辺の演算を行う。減算器１１２によって式
（４１）右辺からσＬ_s ｉ_dsを減算しＭ／Ｌ_r ・φ_dr2
を得て、係数器１０６は減算器１１２の出力をＬ_r ／Ｍ
倍してφ_dr2 を出力する。

【０１１２】同様に係数器１００，１０２，１０３，１
０５，１０７、加算器１０９，１１０、減算器１１３、
加減算器１１５、乗算器１１７，１１８、積分器１２１
を用いて式（４２）の演算を行い、φ_qr2 を得る。以上
により、第２の推定値のｄ−ｑ軸上のｄ軸成分φ_dr2 及
びｑ軸成分φ_qr2 が得られる。

【０１１３】又、図９において、ハイパスフィルタ７
７，７８から得られた第３の推定値φ_ar3 及びφ_br3 は
ａ−ｂ軸上の値であり、第２の推定手段から得られた二
次磁束ベクトル（第２の推定値）φ_dr2 及びφ_qr2 はｄ
−ｑ軸上の値である。座標変換器１２２によってａ−ｂ
軸上の第３の推定値をｄ−ｑ軸上に座標変換を行う。座
標変換器１２２では、式（４３）の演算を行い、第３の
推定値のｄ−ｑ軸上のｄ軸成分φ_dr3 及びｑ軸成分φ
_qr3 が得られる。

【０１１４】減算器１２３は第２の推定値のｄ軸成分φ
_dr2 と第３の推定値のｄ軸成分φ_{dr 3} との偏差を、減算
器１２４は第２の推定値のｑ軸成分φ_qr2 と第３の推定
値のｑ軸成分φ_qr3 との偏差をそれぞれ出力する。減算
器１２３及び１２４の出力は、第２の推定値と第３の推
定値との磁束偏差のｄ軸成分とｑ軸成分であるので、除
算器１２５が（φ_qr2 −φ_qr3 ）／φ_dr3 の演算を行い
磁束偏差の位相成分を出力する。係数器７０，７１以後
の演算については、実施例２と同様である。

【０１１５】この実施例３では、第２の推定手段の入力
電圧としてｄ−ｑ軸上の一次電圧のｄ軸成分指令ｖ_ds ^*
及びｑ軸成分指令ｖ_qs ^* を用いたが、三相電圧指令ｖ_us
^* ，ｖ_vs ^* を同様に用いても、電圧検出器を省略可能で
ある。この場合、実施例２の第２の磁束推定手段の入力
を三相電圧ｖ_us，ｖ_vsの代わりに三相電圧指令ｖ_us ^*，
ｖ_vs ^* を用いるだけである。

【０１１６】実施例４．前記実施例１から実施例３で
は、補正手段は常時入力された第１の推定値と第２の推
定値に基づいて補正信号を発生するものについて示した
が、一次抵抗値Ｒ_s に著しい誤差が含まれる場合、補正
信号Δ₁ ，Δ₂ は低回転速度域の時、第１の推定値の精
度を劣化させる恐れがある。又、ハイパスフィルタを第
２の磁束推定手段に用いた場合、低回転速度域の時に第
１の磁束推定手段は二次磁束ベクトルを出力するにも拘
らず第２の磁束推定手段は二次磁束ベクトルを出力しな
い。従って、その偏差は第１の推定値そのものであり、
この場合も補正信号Δ₁ ，Δ₂ は低回転速度域の時、第
１の推定値の精度を劣化させる恐れがある。

【０１１７】係る問題を解決するには、低回転速度域で
は補正信号を発生しないければ良い。そこで、図１０に
示すように、前記誘導電動機の回転速度の絶対値が所定
値を越えた場合にのみ、補正手段から補正信号Δ₁ ，Δ
₂ を発生させてもよい。

【０１１８】図１０はこの実施例４による誘導電動機の
ベクトル制御装置を示す構成図であり、図において、３
５ｄは補正手段であり、実施例１又は実施例２と同一符
号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。補正
手段３５ｄは第１の推定二次磁束（第１の推定値），第
２の推定二次磁束（第２の推定値）及び回転速度ω_rに
基づいて、補正信号Δ₁ ，Δ₂ を発生する。

【０１１９】又、図１１はこの実施例４による誘導電動
機のベクトル制御装置の補正手段を示す構成図であり、
６７，７０，７１は前記実施例１と、７６〜７８，１２
２〜１２５は前記実施例３と同一符号は同一又は相当部
分を示すので説明を省略する。図において、１２６は関
数発生器、１２７，１２８は乗算器である。

【０１２０】次に動作について説明する。図１１におい
て、座標変換器６７によって第２の推定値のｄ−ｑ軸上
のｄ軸成分φ_dr2 及びφ_qr2 を得る。前記実施例３と同
様に、減算器１２３，１２４、除算器１２５は第２の推
定値と第３の推定値との磁束偏差の振幅成分及び位相成
分の演算を行う。関数発生器１２６は予め、前記誘導電
動機１の回転速度ω_r に応じて０から１の値を発生する
ように設定しておく。乗算器１２７，１２８は関数発生
器１２６から得た信号と磁束偏差の振幅成分及び位相成
分との積をそれぞれ演算する。

【０１２１】以上のような回路で、回転速度が小さい時
は０、回転速度が大きい時は１であるように関数発生器
１２６を設定しておくと、回転速度が小さいときは補正
信号を発生せず、回転速度が大きいときは補正信号を発
生するようにすることが可能である。つまり、低回転速
度域では周知であるすべり周波数形ベクトル制御並みの
性能を確保しつつ、高回転速度域では高精度にトルクを
制御することが可能になる。

【０１２２】実施例５．前記実施例４において、第２の
磁束推定手段３４ｂを第２の磁束推定手段３４に、補正
手段３５ｄを図１２に示す補正手段３５ｅに置き換えて
も良い。この時、前記誘導電動機の回転速度の絶対値が
所定値を越えた場合にのみ、前記第１の推定値が第２の
推定値に追従する効果を奏する。

【０１２３】図１２はこの実施例５による誘導電動機の
ベクトル制御装置の補正手段を示す構成図であり、図に
おいて、実施例４と同一符号は同一又は相当部分を示す
ので説明を省略する。補正手段３５ｅは補正手段３５ｄ
内部の座標変換器７６，１２２、ハイパスフィルタ７
７，７８を省略したものであり、その動作も前記実施例
４の補正手段３５ｄと同様である。前記実施例４では第
３の推定値が第２の推定値に追従するように制御してい
たが、この実施例５では第１の推定値が第２の推定値に
追従するように制御する点が異なる。

【０１２４】実施例６．前記実施例４及び実施例５で
は、二次抵抗値Ｒ_r に誤差を含みかつ回転速度ω_r の絶
対値が所定値を越えない場合、第１の推定値の精度は回
転速度ω_r が所定値を越えた場合に比べその精度は劣
る。そこで、回転速度ω_r の絶対値が所定値を越えた場
合にのみ、前記第１の推定値が第２の推定値に追従する
ように制御すると共に、前記第１の磁束推定手段で行わ
れる関数演算で使用される前記誘導電動機の二次抵抗を
同定する。これにより、再び回転速度ω_r の絶対値が所
定値を下回っても同定された二次抵抗に基づいて第１の
推定手段は二次磁束を推定し、低回転領域でも磁束推定
精度が向上する。

【０１２５】図１３はこの実施例６よる誘導電動機のベ
クトル制御装置を示す構成図であり、図において、３３
ｆは第１の磁束推定手段、３５ｆは補正手段、４４ｆは
磁束演算器であり、実施例１又は実施例２と同一符号は
同一又は相当部分を示すので説明を省略する。

【０１２６】次に当該ベクトル制御装置の基本的な原理
について説明する。補正手段３５ｆは、前記実施例４及
び実施例５同様、前記回転速度ω_r が所定値以下の場合
は、補正信号△₁ ，△₂ として零を与える。回転速度ω
_r が所定値を越えた場合は、第３の推定値が第２の推定
値に追従するように補正信号△₁ ，△₂ を発生するだけ
なく、二次抵抗値Ｒ_r の誤差が第３の推定値と第２の推
定値の偏差を生む原因であることを考慮して磁束偏差の
位相成分が零になるように二次抵抗を同定する。第１の
推定手段では次式（４４）ですべり周波数ω_s を与えて
いる。

【０１２７】

【数２２】

【０１２８】ここで、一次二次相互インダクタンスＭ，
二次インダクタンスＬ_r 及び二次磁束振幅φ_drは正の値
を取る。又補正信号△₂ は、磁束偏差の位相成分と同符
号を取る。又、第３の推定値から第２の推定値を減算し
た磁束偏差の位相成分△θが正の時はＲ_r ・ｉ_qsの値を
大きくしても、すべり周波数ω_s は第３の推定値から与
えられるため一定である。つまり、Ｒ_r ・ｉ_qsの値を大
きくすると補正信号△₂ が小さくなるわけであり、結果
△θも小さくなる。反対に、磁束偏差の位相成分△θが
負の時は、Ｒ_r ・ｉ_qsを小さくすれば、△θも小さくな
る。一次電流のｄ−ｑ軸上のｑ軸成分ｉ_qsは運転条件に
よって符号が変わるので、ｉ_qsの符号が正の時は二次抵
抗値Ｒ_r は△θを増幅した値で与え、ｉ_qsの符号が負の
時はＲ_ｒは−△θを増幅した値で与える。

【０１２９】次に動作について説明する。補正手段３５
ｆは回転速度検出器２から回転速度ω_ｒ を、第１の磁
束推定手段３３ｆから第１の推定値の振幅成分φ_dr，位
相成分θ及びｑ軸成分電流ｉ_qsを、第２の磁束推定手段
３４ｂから第２の推定値のａ軸成分φ_ar2 及びｂ軸成分
φ_{br 2} を得る。回転速度ω_r が所定値を越えた時、第１
の推定値に前記ハイパスフィルタを介した第３の推定値
と第２の推定値との偏差を増幅し補正信号△₁ ，△₂を
発生する。又、回転速度ω_r が前記所定値以上の値を越
えた時、二次抵抗値Ｒ_r を同定し、前記第１の磁束推定
手段３３ｆに二次抵抗値Ｒ_r の値を与える。

【０１３０】図１４はこの実施例６による誘導電動機の
ベクトル制御装置の磁束演算器を示す構成図であり、１
２９〜１３１は係数器、１３２は減算器、１３３〜１３
５は加算器、１３６は乗算器、１３７は除算器、１３
８，１３９は積分器である。

【０１３１】座標変換器４３から得られた一次電流
ｉ_ds，ｉ_qsに基づいて二次磁束ベクトル（第１の推定
値）の振幅成分φ_dr及び位相θを推定するわけである
が、前記実施例１から実施例５とは二次抵抗値を係数器
で与えるのではなくアナログ信号で与える点が異なる。
係数器１２９，１３０、減算器１３２、乗算器１３６、
積分器１３８、加算器１３３によって式（２５）の演算
を行う。同様に係数器１３１、加算器１３４、除算器１
３７、積分器１３９、加算器１３５によって式（２６）
の演算を行う。

【０１３２】図１５はこの実施例６による誘導電動機の
ベクトル制御装置の補正手段を示す構成図であり、図に
おいて、７０，７１，７６〜９４は前記実施例２と同一
のものでありその説明を省略する。１４０，１４１は関
数発生器、１４２はリミッタ、１４３〜１４６は乗算
器、１４７は制御器、１４８はレベル設定器、１４９は
加算器、１５０は極性判別回路である。

【０１３３】減算器９０から振幅偏差が、除算器９２か
ら位相偏差がそれぞれ得られることは、前記実施例２と
同じである。関数発生器１４０は前記誘導電動機１の回
転速度ω_r の絶対値が所定値以下の場合は零を、それ以
外の場合は零から１の間の値を出力する。乗算器１４
３，１４４は、関数発生器１４０から得た出力と位相偏
差，振幅偏差をそれぞれ乗算する。これにより回転速度
ω_r の絶対値が所定値以下の場合は補正信号出力を零に
する。

【０１３４】関数発生器１４０が発生する値が１の時、
関数発生器１４１も１を発生し、それ以外の場合は零を
発生するように関数発生器１４１を設定しておく。即
ち、関数発生器１４１は、回転速度ω_r の絶対値が所定
値を越えた時は１を、それ以外の時は零を発生する。乗
算器１４４は該関数発生器１４１の出力と除算器９２の
出力とを乗算する。

【０１３５】又、極性判別器１５０は一次電流のｄ−ｑ
軸上のｑ軸成分ｉ_qsが正の時１の極性信号を出力し、負
の時−１の極性信号を出力する。そして、乗算器１４６
は乗算器１４４から得られる位相偏差と極性判別器１５
０の出力とを乗算する。上述した理由により乗算器１４
６の出力が正の時はＲ_r を増幅し負の時はＲ_r を減少さ
せれば良いので、制御器１４７に、回転速度ω_r の絶対
値が所定値を越えた場合のみ乗算器１４６から得られる
位相偏差を入力する。

【０１３６】制御器１４７は位相偏差が零になるように
二次抵抗変動分ΔＲ_r を制御する。リミッタ１４２は制
御器１４７が出力するΔＲ_r の範囲を制限し、制御器１
４７が誤動作時の安定性を確保する。レベル設定器１４
８には二次抵抗公称値Ｒ_r ^*を設定しておき、加算器１４
９はＲ_r ^*＋ΔＲ_r を演算し、二次抵抗値Ｒ_r を出力す
る。以上によって二次抵抗値Ｒ_r を同定することが可能
である。これにより、高回転域に加え低回転域でも高精
度にトルク制御を行うことが可能である。

【０１３７】実施例７．前記実施例６では第２の推定手
段にハイパスフィルタを介したが、当然ハイパスフィル
タを介さなくても動作する。具体的には実施例６におい
てハイパスフィルタ７７，７８を省略し、第２の磁束推
定手段３４ｂを３４に置き換えれば良い。

【０１３８】実施例８．前記実施例４〜６は回転速度の
絶対値が所定値を越えた場合にのみ前記第１の推定値又
は前記第３の推定値が第２の推定値に追従するように制
御を行うが、回転速度の代わりに前記第１の推定手段か
ら得られる二次磁束回転周波数の絶対値が所定値を越え
た場合にのみ前記第１の推定値又は前記第３の推定値が
第２の推定値に追従するように制御しても良い。

【０１３９】実施例９．前記実施例では、ハードウェア
によって構成したものについて示したが、マイクロコン
ピュータを用いたソフトウェア処理によって実現しても
良い。

【０１４０】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、誘導電動機の回転速度及び一次電流に応じた第１の
推定値を出力する第１の磁束推定手段と、前記誘導電動
機の一次電圧及び一次電流応じた第２の推定値を出力す
る第２の磁束推定手段と、前記第１の推定値が第２の推
定値に追従するように制御する補正手段とを備えるよう
に構成したので、二次側の誘導電動機定数が変動して
も、第１の推定値が二次側の誘導電動機定数に無関係な
第２の推定値に追従することができ、高精度のトルク制
御性能を実現することができる。又、第１の磁束推定手
段は、誘導電動機の一次電流の入力によって前記誘導電
動機をベクトル制御するので、常に実際値に基づいてベ
クトル制御することができ、従って、電流制御の偏差及
び、電圧形インバータの電流耐量、電圧耐量等の制限に
よって生じる制御系の飽和によるベクトル制御への影響
を防止することができる効果がある。

【０１４１】請求項２の発明によれば、請求項１の補正
手段を、誘導電動機の回転速度の絶対値が所定値を越え
た場合にのみ、第１の推定値が第２の推定値に追従する
ように構成したので、請求項１に加えて、低回転速度域
において性能の悪い第２の推定値によるベクトル制御
を、低回転速度域において制限することができ、従っ
て、低回転速度域においても高精度のトルク制御性能を
実現することができる効果がある。

【０１４２】請求項３の発明によれば、請求項１の補正
手段を、誘導電動機の回転速度の絶対値が所定値を越え
た場合にのみ、第１の推定値が第２の推定値に追従する
と共に、第１の磁束推定手段で行われる関数演算で使用
される誘導電動機の二次抵抗を同定するように構成した
ので、請求項１に加えて、低回転速度域において性能の
悪い第２の推定値によるベクトル制御を、低回転速度域
において制限することができ、従って、低回転速度域に
おいても高精度のトルク制御性能を実現することができ
ると共に、二次抵抗を同定することによって、誘導電動
機定数の変動を抑えトルク制御性能の低下を防止するこ
とができる効果がある。

【０１４３】請求項４の発明によれば、誘導電動機の回
転速度及び一次電流に応じた第１の推定値を出力する第
１の磁束推定手段と、ハイパスフィルタを有し前記誘導
電動機の一次電圧及び一次電流応じた第２の推定値を出
力する第２の磁束推定手段と、前記第１の推定値に前記
ハイパスフィルタと同じ特性を有するハイパスフィルタ
を介した第３の推定値が第２の推定値に追従するように
制御する補正手段とを備えるように構成したので、二次
側の誘導電動機定数が変動しても、第１の推定値が二次
側の誘導電動機定数に無関係な第２の推定値に追従する
ことができ、高精度のトルク制御性能を実現することが
できる。又、第１の磁束推定手段は、誘導電動機の一次
電流の入力によって前記誘導電動機をベクトル制御する
ので、常に実際値と指令値との偏差をなくす方向に制御
することができ、従って、電流制御の偏差及び、電圧形
インバータの電流耐量、電圧耐量等の制限によって生じ
る制御系の飽和によるベクトル制御への影響を防止する
ことができる。更に、第２の磁束推定手段にハイパスフ
ィルタを設けることによって、低回転速度域において性
能の悪い第２の推定値によるベクトル制御を、低回転速
度域において制限することができ、従って、低回転速度
域においても高精度のトルク制御性能を実現することが
できる効果がある。

【０１４４】請求項５の発明によれば、請求項４の補正
手段を、誘導電動機の回転速度の絶対値が所定値を越え
た場合にのみ、第３の推定値が第２の推定値に追従する
ように構成したので、請求項４に加えて、更に、低回転
速度域において性能の悪い第２の推定値によるベクトル
制御を、低回転速度域において制限することができ、従
って、低回転速度域においても高精度のトルク制御性能
を実現することができる効果がある。

【０１４５】請求項６の発明によれば、請求項４の補正
手段を、誘導電動機の回転速度の絶対値が所定値を越え
た場合にのみ、第３の推定値が第２の推定値に追従する
と共に、第１の磁束推定手段で行われる関数演算で使用
される誘導電動機の二次抵抗を同定するように構成した
ので、請求項４に加えて、更に、低回転速度域において
性能の悪い第２の推定値によるベクトル制御を、低回転
速度域において制限することができ、従って、低回転速
度域においても高精度のトルク制御性能を実現すること
ができると共に、二次抵抗を同定することによって、誘
導電動機定数の変動を抑えトルク制御性能の低下を防止
することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１による誘導電動機のベク
トル制御装置を示す構成図である。

【図２】 実施例１による磁束演算器を示す構成図であ
る。

【図３】 実施例１による第２の磁束推定手段を示す構
成図である。

【図４】 実施例１による補正手段を示す構成図であ
る。

【図５】 実施例２による第２の磁束推定手段を示す構
成図である。

【図６】 実施例２による補正手段を示す構成図であ
る。

【図７】 実施例３による誘導電動機のベクトル制御装
置を示す構成図である。

【図８】 実施例３による第２の磁束推定手段を示す構
成図である。

【図９】 実施例３による補正手段を示す構成図であ
る。

【図１０】 実施例４による誘導電動機のベクトル制御
装置を示す構成図である。

【図１１】 実施例４による補正手段を示す構成図であ
る。

【図１２】 実施例５による補正手段を示す構成図であ
る。

【図１３】 実施例６による誘導電動機のベクトル制御
装置を示す構成図である。

【図１４】 実施例６による磁束演算器を示す構成図で
ある。

【図１５】 実施例６による補正手段を示す構成図であ
る。

【図１６】 従来の誘導電動機のベクトル制御装置を示
す構成図である。

【図１７】 従来の誘導電動機のベクトル制御装置を示
す構成図である。

【符号の説明】

１ 誘導電動機、３３ 第１の磁束推定手段、３４，３
４ｂ，３４ｃ 第２の磁束推定手段、３５，３５ｂ〜３
５ｆ 補正手段。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘導電動機の一次電流を、該誘導電動機
   の二次磁束ベクトルに同期して回転する直交回転座標上
   の二軸成分に分解し、該二軸成分がそれぞれの指令値に
   追従するように制御する誘導電動機のベクトル制御装置
   において、前記誘導電動機の回転速度及び一次電流を入
   力し、該誘導電動機の回転子回路定数を含む所定の関数
   演算によって、該誘導電動機の二次磁束ベクトルの第１
   の推定値を出力する第１の磁束推定手段と、前記誘導電
   動機の一次電圧及び一次電流を入力し、該誘導電動機の
   固定子回路定数を含む所定の関数演算によって、該誘導
   電動機の二次磁束ベクトルの第２の推定値を出力する第
   ２の磁束推定手段と、前記第１の推定値と第２の推定値
   の偏差を増幅して得られた信号を、前記第１の磁束推定
   手段への補正信号として入力することにより、前記第１
   の推定値が第２の推定値に追従するように制御する補正
   手段とを備え、前記第１の推定値に同期して回転する直
   交回転座標上で前記誘導電動機をベクトル制御すること
   を特徴とする誘導電動機のベクトル制御装置。
2. 【請求項２】 前記補正手段は、前記誘導電動機の回転
   速度の絶対値が所定値を越えた場合にのみ、前記第１の
   推定値が第２の推定値に追従するように制御することを
   特徴とする請求項１記載の誘導電動機のベクトル制御装
   置。
3. 【請求項３】 前記補正手段は、前記誘導電動機の回転
   速度の絶対値が所定値を越えた場合にのみ、前記第１の
   推定値が第２の推定値に追従するように制御すると共
   に、前記第１の磁束推定手段で行われる関数演算で使用
   される前記誘導電動機の二次抵抗を同定することを特徴
   とする請求項１記載の誘導電動機のベクトル制御装置。
4. 【請求項４】 誘導電動機の一次電流を、該誘導電動機
   の二次磁束ベクトルに同期して回転する直交回転座標上
   の二軸成分に分解し、該二軸成分がそれぞれの指令値に
   追従するように制御する誘導電動機のベクトル制御装置
   において、前記誘導電動機の回転速度及び一次電流を入
   力し、該誘導電動機の回転子回路定数を含む所定の関数
   演算によって、該誘導電動機の二次磁束ベクトルの第１
   の推定値を出力する第１の磁束推定手段と、前記誘導電
   動機の一次電圧及び一次電流を入力し、該誘導電動機の
   固定子回路定数及びハイパスフィルタを含む所定の関数
   演算によって、該誘導電動機の二次磁束ベクトルの第２
   の推定値を出力する第２の磁束推定手段と、前記第１の
   推定値に前記ハイパスフィルタと同じ特性を有するハイ
   パスフィルタを介して第３の推定値を得、前記第２の推
   定値と第３の推定値の偏差を増幅して得られた信号を、
   前記第１の磁束推定手段への補正信号として入力するこ
   とにより、前記第３の推定値が第２の推定値に追従する
   ように制御する補正手段とを備え、前記第１の推定値に
   同期して回転する直交回転座標上で前記誘導電動機をベ
   クトル制御することを特徴とする誘導電動機のベクトル
   制御装置。
5. 【請求項５】 前記補正手段は、前記誘導電動機の回転
   速度の絶対値が所定値を越えた場合にのみ、前記第３の
   推定値が第２の推定値に追従するように制御することを
   特徴とする請求項４記載の誘導電動機のベクトル制御装
   置。
6. 【請求項６】 前記補正手段は、前記誘導電動機の回転
   速度の絶対値が所定値を越えた場合にのみ、前記第３の
   推定値が第２の推定値に追従するように制御すると共
   に、前記第１の磁束推定手段で行われる関数演算で行わ
   れる前記誘導電動機の二次抵抗を同定することを特徴と
   する請求項４記載の誘導電動機のベクトル制御装置。