JPH0919198A - 誘導電動機の適応滑り周波数形ベクトル制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘導電動機のモデリング誤差に対してロバス
トで安定性が高い適応滑り周波数形ベクトル制御方法及
び装置を提供する。 【構成】 誘導電動機１の励磁分電流及びトルク分電流
の実測値ｉｄ，ｉｑ及び指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊に基づい
て一次電圧指令値ｖａ＊，ｖｂ＊を生成するとともに、
ｉｄ＊、ｉｑ及び二次抵抗Ｒ２の制御設定値に基づいて
滑り角周波数指令値ωｓ＊を生成するベクトル制御系５
１と、誘導電動機１の動作状態に応じて同定されたＲ２
に基づいて該制御設定値を更新する適応同定系５２とを
備えた適応滑り周波数形ベクトル制御装置において、ω
ｓ＊の生成を連続時間的に又は離散時間的に行い、該制
御設定値の更新をωｓ＊の生成よりも大きな時間間隔で
離散時間的に行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘導電動機を高精度、
高効率に制御するための適応滑り周波数形ベクトル制御
方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、誘導電動機を高精度、高効率に制
御する方法として、誘導電動機の状態を二次磁束軸とそ
れと直交する軸を座標軸する座標（以下「二次磁束座
標」という。）上でとらえて誘導電動機を制御するベク
トル制御方法が知られている。このように誘導電動機を
回転座標である二次磁束座標上で制御するためには、そ
の座標の位相を検出あるいは推定する必要がある。この
二次磁束座標の位相の求め方により、上記ベクトル制御
方法は、該座標の位相を直接検出する直接形のベクトル
制御方法と、該座標の位相を間接的に求める間接形の滑
り周波数形ベクトル制御方法とに大別されるが、現在は
主に、高精度の磁束検出が不要である後者の滑り周波数
形ベクトル制御方法の実用化が進められている。

【０００３】上記滑り周波数形ベクトル制御方法のベク
トル制御系では、固定座標上での一次電流のベクトル成
分を二次磁束座標上での一次電流の二つのベクトル成分
である励磁分電流及びトルク分電流に変換し、該励磁分
電流及びトルク分電流の変換値並びにそれらの指令値に
基づいて二次磁束座標上での一次電圧指令値を生成し、
該二次磁束座標上での一次電圧指令値を固定座標上での
一次電圧指令値に変換している。この固定座標上での一
次電圧指令値に基づいて、誘導電動機に印加する一次電
圧が制御される。また、上記トルク分電流及び励磁分電
流の値並びに電動機パラメータの制御設定値に基づいて
滑り角周波数指令値を生成し、該滑り角周波数指令値に
基づいて、上記二つの座標間でのベクトル成分の変換の
際に用いる二次磁束座標の位相を生成する。

【０００４】ところが、上記滑り角周波数指令値を生成
する際に用いる電動機パラメータの制御設定値の中に
は、温度によって大きく変化する誘導電動機の二次抵抗
等の推定値が含まれ、これらの推定値として誘導電動機
の広い動作範囲にわたって単一の定数を用いることは不
可能であった。このように温度等によって変化する電動
機パラメータの推定値が実際値と一致していないと制御
性能が劣化する。例えば、二次抵抗の制御に用いる推定
値が実際値と一致していないと、二次磁束やトルクに過
渡振動や定常偏差が生じる。

【０００５】そこで、上記滑り角周波数指令値を生成す
る際に用いる電動機パラメータのうち温度等で変化する
パラメータの値又はその変化分を、誘導電動機の動作状
態に応じて逐次同定し、上記二次磁束座標の位相の生成
に用いる適応同定系を備えたものが知られている（以
下、この制御方法を「適応滑り周波数形ベクトル制御方
法」という）。上記電動機パラメータの同定は、例えば
誘導電動機の動作状態に応じて変化する信号（以下「源
信号」という）を取得し、その取得された源信号に基づ
いて行う。この適応滑り周波数形ベクトル制御方法及び
装置の具体例としては、一次電流の検出値及び探りコイ
ルで検出した３相電圧の検出値を二次磁束座標上のベク
トル成分に変換し、その変換値を用いて、通常電圧モデ
ルといわれるモデルに基づき二次抵抗の影響を受けるこ
となく二次磁束を推定するとともに、通常電流モデルと
いわれるモデルに基づき同定した二次抵抗を用いて二次
磁束を推定し、これら二つの二次磁束の推定値の偏差を
とり、この偏差を積分＋比例則といわれる連続時間適応
アルゴリズムに入力し、電動機パラメータの一つである
二次抵抗を同定するものが知られている（杉本・玉井：
「モデル規範適応システムを適用した誘導電動機の二次
抵抗同定法とその特性」電学論Ｂ，Vol.106，No.2，pp.
97-104参照）。また、一次電圧指令値に交流信号を加
え、一次電圧に関連した値と一次電流に関連した値とに
含まれる該交流信号に関連した成分を検出し、この検出
値に基づいて誘導電動機の一次抵抗に無関係な値を演算
し、この演算値を用いて誘導電動機の二次抵抗を演算す
るものが知られている（特開平１−３０８１８７号公報
参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】一般に適応制御におい
ては、わずかなモデリング誤差が適応制御系の不安定化
を誘発することは広く知られている。上記従来の適応滑
り周波数形ベクトル制御方法及び装置は、制御に用いて
いる誘導電動機の数学モデルが大胆な近似モデルに過ぎ
ず、モデリング誤差に起因する制御の不安定化に対する
考慮がされていないため、モデリング誤差に対して非ロ
バストであった。このため、上記適応滑り周波数形ベク
トル制御方法及び装置の実用的な利用は未だ進んでない
のが現状である。

【０００７】本発明は、以上の背景のもとでなされたも
のであり、その第１の目的は誘導電動機のモデリング誤
差に対してロバストで安定性が高い適応滑り周波数形ベ
クトル制御方法及び装置を提供することである。また、
第２の目的は、上記第１の目的に加えて、精度の高い電
動機パラメータの適応同定を可能とすることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、請求項１の発明は、二次磁束座標上での一次
電流の二つのベクトル成分である励磁分電流及びトルク
分電流の実測値及びそれらの指令値に基づいて、一次電
圧指令値を生成するとともに、該励磁分電流及びトルク
分電流の値並びに電動機パラメータの制御設定値に基づ
いて、該二次磁束座標の位相の決定に用いる滑り角周波
数指令値を生成するベクトル制御工程と、誘導電動機の
動作状態に応じて同定された電動機パラメータに基づい
て、該電動機パラメータに対応する制御設定値を更新す
る適応同定工程とを有する誘導電動機の適応滑り周波数
形ベクトル制御方法において、該滑り角周波数指令値の
生成を連続時間的に又は離散時間的に行い、該制御設定
値の更新を、該滑り角周波数指令値の生成よりも大きな
時間間隔で離散時間的に行うことを特徴とするものであ
る。

【０００９】また、請求項２の発明は、二次磁束座標上
での一次電流の二つのベクトル成分である励磁分電流及
びトルク分電流の実測値及びそれらの指令値に基づい
て、一次電圧指令値を生成するとともに、該励磁分電流
及びトルク分電流の値並びに電動機パラメータの制御設
定値に基づいて、該二次磁束座標の位相の決定に用いる
滑り角周波数指令値を生成するベクトル制御手段と、誘
導電動機の動作状態に応じて同定された電動機パラメー
タに基づいて、該電動機パラメータに対応する制御設定
値を更新する適応同定手段とを備えた誘導電動機の適応
滑り周波数形ベクトル制御装置において、該滑り角周波
数指令値の生成を連続時間的に又は離散時間的に行い、
該制御設定値の更新を、該滑り角周波数指令値の生成よ
りも大きな時間間隔で離散時間的に行うことを特徴とす
るものである。

【００１０】上記第２の目的を達成するために、請求項
３の発明は、上記適応同定手段を、誘導電動機の動作状
態に応じて変化する源信号を取得し、該取得した源信号
に基づいて上記電動機パラメータを同定するように構成
した請求項２の誘導電動機の適応滑り周波数形ベクトル
制御装置において、該源信号の取得を連続時間的に又は
離散時間的に行い、該制御設定値の更新を、該源信号の
取得よりも大きな時間間隔で離散時間的に行うことを特
徴とするものである。

【００１１】

【作用】請求項１又は２の発明においては、二次磁束座
標上での一次電流の二つのベクトル成分である励磁分電
流及びトルク分電流の実測値及びそれらの指令値に基づ
いて、一次電圧指令値を生成することにより、励磁分電
流及びトルク分電流を独立に制御する。そして、上記ベ
クトル制御で使用する二次磁束座標の位相の決定のため
に、励磁分電流及びトルク分電流の値並びに電動機パラ
メータの制御設定値に基づいて滑り角周波数指令値を生
成する。そして、誘導電動機の動作状態に応じて同定さ
れた電動機パラメータに基づいて、上記滑り角周波数指
令値の生成時に用いる該電動機パラメータに対応する制
御設定値を更新することにより、該電動機パラメータの
制御設定値と実際値との差を小さくして上記励磁分電流
及びトルク分電流の制御の精度を向上させる。ここで、
滑り角周波数指令値の生成を連続時間的に又は離散時間
的に行い、且つ電動機パラメータの制御設定値の更新
を、滑り角周波数指令値の生成よりも大きな時間間隔で
離散時間的に行うことにより、滑り角周波数指令値を生
成するたびに電動機パラメータの制御設定値が更新され
ないようにし、ベクトル制御の安定性上の観点から決ま
る所定時間又は所定回数だけ滑り角周波数指令値を生成
する間は、電動機パラメータの制御設定値を一定値とし
て扱えるようにする。

【００１２】請求項３の発明においては、請求項２の誘
導電動機の適応滑り周波数形ベクトル制御装置の適応同
定手段で、誘導電動機の動作状態に応じて変化する源信
号を取得し、該取得した源信号に基づいて電動機パラメ
ータを同定する。ここで、上記適応同定手段における電
動機パラメータの同定に使用する源信号の取得を連続時
間的に又は離散時間的に行い、且つ上記ベクトル制御手
段における電動機パラメータの制御設定値の更新を、該
源信号の取得よりも大きな時間間隔で離散時間的に行
う。この所定時間又は所定回数の取得で得られた源信号
を用いて電動機パラメータを１回同定して１個の同定値
を求めたり、該源信号を用いて電動機パラメータを複数
回同定して１個の同定値を求めたりする。このように所
定時間又は所定回数の取得で得られた源信号を用いて１
個の同定値を求めることにより、同定上の総合的なＳ／
Ｎ比を高め、高い精度での電動機パラメータの同定を可
能とする。そして、この高い精度で同定された同定値を
使用して、上記滑り角周波数指令値の生成に用いる電動
機パラメータに対応した制御設定値を更新する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を三相誘導電動機の適応滑り周
波数形ベクトル制御装置（以下、「適応ベクトル制御装
置」という）に適用した一実施例について説明する。ま
ず、図１及び図２を用いて、本実施例に係る適応ベクト
ル制御装置の全体構成及び動作について説明する。この
適応ベクトル制御装置は、誘導電動機１の回転子の回転
角速度ω２ｎを検出する回転速度検出装置２と、誘導電
動機１の一次電流ｉｕ，ｉｖを検出する電流検出装置３
と、３−２相変換器４ａ及び２−３相変換器４ｂからな
る２相／３相変換装置４と、ベクトル制御手段としての
ベクトル制御系５１及び適応同定手段としての適応同定
系５２からなる主制御部５と、ＰＷＭインバータからな
る電力変換器６とを備えている。

【００１４】上記電流検出装置３で検出された一次電流
ｉｕ，ｉｖ及びその電流値から生成された残りの電流ｉ
ｗは、上記３−２相変換器４ａで固定座標上で直交する
二つのベクトル成分である２相電流ｉａ，ｉｂに変換さ
れ、上記回転子の回転角速度ω２ｎとともに、次の主制
御部５のベクトル制御系５１に外部信号として入力され
る。

【００１５】上記ベクトル制御系５１は、図２に示すよ
うにベクトル回転器５１ａと、電流制御器５１ｂと、逆
ベクトル回転器５１ｃと、滑り角周波数指令値ωｓ＊を
生成する滑り角周波数指令値生成器５１ｄと、ベクトル
回転器５１ａ及び逆ベクトル回転器５１ｃで用いる回転
座標の位相を生成する位相生成器５１ｅとにより構成さ
れ、外部指令として励磁分電流指令値ｉｄ＊、トルク分
電流指令値ｉｑ＊、及び主制御部５を適切に動作させる
ための設計パラメータ（一次抵抗、漏れインダクタン
ス、サンプリング周期など）の値が入力されている。こ
のベクトル制御系５１においては、ベクトル回転器５１
ａにより固定座標上での２相電流ｉａ，ｉｂを回転座標
である二次磁束座標（以下、「回転座標」という）上で
の一次電流の二つのベクトル成分である励磁分電流ｉｄ
及びトルク分電流ｉｑに変換し、電流制御器５１ｂによ
り励磁分電流及びトルク分電流の実測値ｉｄ，ｉｑをそ
れらの指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊と各々比較して回転座標上
での一次電圧指令値ｖｄ＊，ｖｑ＊を生成し、逆ベクト
ル変換器５１ｃにより回転座標上での一次電圧指令値ｖ
ｄ＊，ｖｑ＊を固定座標上での一次電圧指令値ｖａ＊，
ｖｂ＊に変換して出力する。そして、２−３相変換器４
ｂにより２相の一次電圧指令値ｖａ＊，ｖｂ＊を３相の
一次電圧指令値ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊に変換して電力
変換器６へ出力される。電力変換器６は、３相の一次電
圧指令値ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊に従って３相電圧ｖ
ｕ，ｖｖ，ｖｗを発生し、誘導電動機１に印加する。

【００１６】また、上記ベクトル制御系５１のベクトル
回転器５１ａ及び逆ベクトル回転器５１ｃには、回転座
標の位相θ０が必要とされるので、滑り角周波数指令値
生成器５１ｄにより上記トルク分電流の実測値ｉｑ、励
磁分電流の指令値ｉｄ＊及び電動機パラメータの制御設
定値に基づいて滑り角周波数指令値ωｓ＊を生成し、位
相生成器５１ｅにより滑り角周波数指令値ωｓ＊と回転
子の回転速度の検出値ω２ｎとを加算して得られた一次
電圧指令値の角周波数ω０を積分処理して回転座標の位
相θ０を生成し、上記ベクトル回転器５１ａ及び逆ベク
トル回転器５１ｃに出力している。

【００１７】以上のように一次電流検出及び一次電圧印
加は固定座標系で実施されるのに対し、上記ベクトル制
御系５１での電流の制御は回転座標系で実施される。こ
れが、誘導電動機ベクトル制御の大きな特色であり、高
性能なベクトル制御を実現するには、両座標系の変換を
行うベクトル回転器５１ａおよび逆ベクトル回転器５１
ｃへの入力信号である回転座標の位相θ０に関して高い
精度が必要とされる。この位相θ０は、前述のように回
転子の回転角速度ω２ｎの実測値と滑り角周波数指令値
ωｓ＊とに基づいて生成される。回転子の回転角速度ω
２ｎの精度に関しては、回転速度検出装置２として所要
の分解能を有するものを利用すればよい。一方、滑り角
周波数指令値ωｓ＊は、例えば上記滑り角周波数指令値
生成器５１ｄにより次の数１に従って生成される。この
数１の式中のＷ２は、数２の式で示すように電動機パラ
メータである二次抵抗Ｒ２及び二次インダクタンスＬ２
の比として定義される逆二次時定数である。

【数１】ωs＊＝（ｉｑ／ｉｄ＊）・Ｗ２

【数２】Ｗ２＝Ｒ２／Ｌ２

【００１８】上記数１及び数２の式から容易に理解され
るように、上記座標変換に用いる精度の高い滑り角周波
数指令値ωs＊を生成するには、精度の高い逆二次時定
数が必要とされる。すなわち、高性能のベクトル制御を
実現するには、精度の高い逆二次時定数が必要とされ
る。ところが、二次時定数を構成する二次抵抗Ｒ２は温
度によって大きく変動するために、誘導電動機の広い動
作範囲にわたって、上記滑り角周波数指令値ωs＊の生
成の際に用いる二次抵抗Ｒ２の制御設定値として単一の
定数で用いることは、高精度のベクトル制御を行う上で
望ましくない。

【００１９】そこで、本実施例では、主制御部５の適応
同定系５２により、適応ベクトル制御装置内の信号（一
次電圧値、一次電流値、滑り角周波数など）をパラメー
タ適応同定用の源信号として取得し、該取得された源信
号に基づいて二次抵抗Ｒ２の値を同定し、該同定された
二次抵抗Ｒ２の値に基づいて上記滑り角周波数指令値ω
s＊の生成の際に用いる二次抵抗Ｒ２に対応した制御設
定値を更新している。

【００２０】次に、図３（ａ）のタイミングチャートを
用いて、上記滑り角周波数指令値ωｓ＊の生成、二次抵
抗Ｒ２の同定のための源信号の取得、及び同定された二
次抵抗Ｒ２の値による制御設定値の更新の各タイミング
相互の関係について説明する。図３（ａ）では、滑り角
周波数指令値ωｓ＊の生成と源信号の取得は連続時間的
に実施され（すなわち、周期はゼロ）、同定された二次
抵抗Ｒ２の値による制御設定値の更新が周期Ｔ３で離散
時間的に実施されている。この図３（ａ）のタイミング
チャートでは、時間ｔ＝ｋＴ３〜（ｋ＋１）Ｔ３（ｋは
整数）の間は二次抵抗Ｒ２の制御設定値の更新は実施さ
れず一定となり、この一定の二次抵抗Ｒ２の制御設定値
を用いて滑り角周波数指令値生成器５１ｄで滑り角周波
数指令値ωｓ＊を連続時間的に生成し、位相生成器５１
ｅで回転座標の位相θ０を生成している。そして、時刻
ｔ＝（ｋ＋１）Ｔ３のタイミングで、滑り角周波数指令
値生成器５１ｄで用いる制御設定値が同定された二次抵
抗Ｒ２の値で瞬時に更新される。

【００２１】図３（ｂ）は、図３（ａ）のタイミングチ
ャートに基づいて制御する場合の主制御部５の適応同定
系５２の一構成例を示している。図３（ｂ）より容易に
理解されるように、アナログ形適応同定回路５２ａに連
続時間的に源信号が入力され、二次抵抗Ｒ２が同定さ
れ、この同定された二次抵抗Ｒ２の値に対応した信号が
連続時間的に出力され、周期Ｔ３のサンプル・ホールド
器５２ｂに入力される。なお、アナログ形適応同定回路
５２ａにおける二次抵抗Ｒ２の適応同定のアルゴリズム
としては、連続時間適応アルゴリズム（新中：「適応ア
ルゴリズム」産業図書，１９９０年，pp.163-208参照）
を採用した。サンプル・ホールド器５２ｂからは周期Ｔ
３ごとに階段状に変化する信号が出力される。この階段
状の出力信号が、上記ベクトル制御系５１の滑り角周波
数指令値生成器５１ｄに送られることにより、二次抵抗
Ｒ２に対応した制御設定値が離散時間的に更新される。
なお、サンプル・ホールド器５２ｂの設計パラメータで
ある周期Ｔ３は外部よりコントロールできるようになっ
ている。

【００２２】以上、本実施例によれば、滑り角周波数指
令値ωｓ＊の生成を連続時間的に行い、且つ適応同定系
５２で同定された二次抵抗Ｒ２の値に基づく制御設定値
の更新を離散時間的に行うことにより、滑り角周波数指
令値ωｓ＊を生成するたびに二次抵抗Ｒ２の制御設定値
が更新されないようにし、ベクトル制御の安定性上の観
点から決まる所定時間だけ滑り角周波数指令値ωｓ＊を
生成する間は、二次抵抗Ｒ２の制御設定値を一定値とし
て扱えるので、適応滑り周波数形ベクトル制御における
モデリング誤差に起因する不安定化が大幅に改善され、
少なくとも、非適応的滑り周波数形ベクトル制御と同レ
ベルの安定性が確保される。

【００２３】また、本実施例の適応ベクトル制御装置に
よれば、ベクトル制御の安定性上の観点から滑り角周波
数指令値ωｓ＊の生成に用いる二次抵抗Ｒ２の制御設定
値を一定値として扱えるので、ベクトル制御系５１のフ
ィードバックループと適応同定系５２のフィードバック
ループとが複雑に絡み合っている場合でもベクトル制御
の安定性を確保できる。

【００２４】また、本実施例によれば、所定時間又は所
定回数の取得で得られた源信号を用いて二次抵抗Ｒ２を
１回同定するので、同定上の総合的なＳ／Ｎ比が高めら
れ、この結果、高い精度での二次抵抗Ｒ２の同定が可能
となる。上記滑り角周波数指令値ωｓ＊の生成に用いる
二次抵抗Ｒ２に対応した制御設定値には、この高い精度
で同定された同定値が使用されるので、精度の高い滑り
角周波数指令値ωｓ＊の生成が可能となる。

【００２５】なお、上記実施例における滑り角周波数指
令値ωｓ＊の生成、二次抵抗Ｒ２の同定のための源信号
の取得、及び同定された二次抵抗Ｒ２の値による制御設
定値の更新の各タイミングは、図４（ａ）のタイミング
チャートのように設定してもよい。本例では、滑り角周
波数指令値ωｓ＊の生成が連続時間的に実施され（すな
わち、周期はゼロ）、源信号の取得が周期Ｔ２で離散時
間的に実施され、同定された二次抵抗Ｒ２の値による制
御設定値の更新が周期Ｔ３で離散時間的に実施されてい
る。ここで、ｎ２を正の整数（ｎ２≧１）とすると、周
期Ｔ２とＴ３は、次の数３の関係を満足するように選定
される。すなわち、同定された二次抵抗Ｒ２の値による
制御設定値の更新周期は、同定のための源信号の取得周
期より大である。

【数３】Ｔ３＝（ｎ２＋１）・Ｔ２ （以下、余白）

【００２６】図４（ｂ）は、図４（ａ）のタイミングチ
ャートに基づいて制御する場合の主制御部５の適応同定
系５２の一構成例を示している。図４（ｂ）より容易に
理解されるように、離散時間適応同定アルゴリズム（新
中：「適応アルゴリズム」産業図書，１９９０年，pp.1
1-134参照）を採用したディジタル形適応同定回路５２
ｃに、サンプル器５２ｄにより周期Ｔ２で連続時間的に
取得された源信号から離散時間的にサンプリングされた
源信号が入力され、二次抵抗Ｒ２が同定され、この同定
された二次抵抗Ｒ２の値に対応した信号が離散時間的に
出力され、周期Ｔ３のホールド器５２ｅに入力される。
ホールド器５２ｅからは周期Ｔ３ごとに階段状に変化す
る信号が出力される。この階段状の出力信号が、上記ベ
クトル制御系５１の滑り角周波数指令値生成器５１ｄに
送られることにより、二次抵抗Ｒ２に対応した制御設定
値が離散時間的に更新される。なお、サンプル器５２ｄ
及びホールド器５２ｅの設計パラメータである周期Ｔ２
及び周期Ｔ３は外部よりコントロールできるようになっ
ている。

【００２７】また、上記実施例における滑り角周波数指
令値ωｓ＊の生成、二次抵抗Ｒ２の同定のための源信号
の取得、及び同定された二次抵抗Ｒ２の値による制御設
定値の更新の各タイミングは、図５（ａ）のタイミング
チャートのように設定してもよい。本例では、滑り角周
波数指令値ωｓ＊の生成が周期Ｔ１で、源信号の取得が
周期Ｔ２で、同定された二次抵抗Ｒ２の値による制御設
定値の更新が周期Ｔ３という具合に、すべて離散時間的
に実施されている。ここで、ｎ１、ｎ２を正の整数（ｎ
１≧１、ｎ２≧１）とすると、周期Ｔ１，Ｔ２及びＴ３
は、次の数４及び数５の関係を満足するように選定され
る。すなわち、源信号の取得周期は滑り角周波数指令値
の生成周期と等しいか該生成周期より大きく、また、同
定された二次抵抗Ｒ２の値による制御設定値の更新周期
は、同定のための源信号の取得周期より大である。

【数４】Ｔ２＝ｎ１・Ｔ１

【数５】Ｔ３＝（ｎ２＋１）・Ｔ２

【００２８】図５（ｂ）は、図５（ａ）のタイミングチ
ャートに基づいて制御する場合の主制御部５の適応同定
系５２の一構成例を示している。図５（ｂ）より容易に
理解されるように、本例ではすべての処理は離散時間的
に実施されるので離散時間信号と連続時間信号を連接す
るサンプル器、ホールド器、サンプル・ホールド器は必
要なく、離散時間適応同定アルゴリズム（新中：「適応
アルゴリズム」産業図書，１９９０年，pp.11-134参
照）を採用したディジタル形適応同定回路５２ｃに、周
期Ｔ２ごとに離散時間的に取得された源信号が入力さ
れ、周期Ｔ３ごとに同定された二次抵抗Ｒ２の値に対応
した信号が出力されて上記ベクトル制御系５１の滑り角
周波数指令値生成器５１ｄに送られることにより、二次
抵抗Ｒ２に対応した制御設定値が離散時間的に更新され
る。なお、ディジタル形適応同定回路５２ｃへの源信号
の入力周期Ｔ２と同定された二次抵抗Ｒ２の値に対応し
た信号の出力周期Ｔ３は、外部よりコントロールできる
ようになっている。また、上記ベクトル制御系５１は最
小周期Ｔ１で離散時間的に動作するが、その滑り角周波
数指令値生成器５１ｄで用いる二次抵抗Ｒ２に対応する
制御設定値の更新はＴ１より大きいＴ３ごとに実施され
る。

【００２９】また、上記実施例及びその変形例におい
て、上記周期Ｔ１，Ｔ２及びＴ３を可変できるように構
成してもよく、その場合も上記数３〜数５の式を満足す
るように設定する。

【００３０】また、上記実施例においては、多数の電動
機パラメータのうち二次抵抗Ｒ２の値を同定する制御に
ついて説明しているが、本発明は、二次抵抗Ｒ２の変化
分を同定するものにも適用でき、同様な効果が得られる
ものである。また、本発明は、二次抵抗Ｒ２に加えて二
次インダクタンスＬ２についても適応同定するものや、
二次抵抗Ｒ２と二次インダクタンスＬ２の比である逆二
次時定数Ｗ２（＝Ｒ２／Ｌ２）や二次時定数（Ｌ２／Ｒ
２）の値を直接同定するものにも適用でき、同様な効果
が得られるものである。また、本発明は、二次抵抗Ｒ２
や二次インダクタンスＬ２に限定されることなく温度変
化などで経時的に変動する電動機パラメータの値を同定
するものにも適用でき、同様な効果が得られるものであ
る。

【００３１】また、上記実施例においては、ベクトル制
御系５１の滑り角周波数指令値生成器５１ｄでトルク分
電流の実測値ｉｑ、励磁分電流の指令値ｉｄ＊及び電動
機パラメータの制御設定値に基づいて滑り角周波数指令
値ωｓ＊を生成しているが、これは滑り角周波数指令値
ωｓ＊の生成の一例を示したにすぎない。滑り角周波数
指令値ωｓ＊は、二次磁束φ２を正確に知り得る場合に
は、相互インダクタンスＭ及び上記逆二次時定数Ｗ２を
用いた次の数６の式に従って生成することができる。こ
こで、この数６の式におけるトルク分電流の実測値ｉｑ
はその指令値ｉｑ＊で近似できるので、上記実施例のト
ルク分電流の実測値ｉｑの代わりにその指令値ｉｑ＊を
用いて滑り角周波数指令値ωｓ＊を生成しても良い。こ
の場合には、実測値ｉｑを用いた場合に比較してノイズ
の影響を受けにくい。

【数６】ωｓ＊＝（ｉｑ／（φ２／Ｍ））・Ｗ２

【００３２】また、上記数６の式中のφ２／Ｍは、ｓを
微分演算子とすると、励磁分電流の指令値ｉｄ＊又はそ
の実測値ｉｄを用いて次の数７又は数８の式のように近
似できる。従って、上記実施例において滑り角周波数指
令値ωｓ＊を生成する際に、その指令値ｉｄ＊そのもの
を用いても良いし、（Ｗ２／（ｓ＋Ｗ２））・ｉｄ＊の
値を用いても良い。また、上記実施例では励磁分電流の
指令値ｉｄ＊を用いているが、励磁分電流の実測値ｉｄ
そのものを用いても良いし、（Ｗ２／（ｓ＋Ｗ２））・
ｉｄを用いても良い。但し、ノイズの影響を受けにくい
という点では、上記実施例のように励磁分電流の指令値
ｉｄ＊やＷ２／（ｓ＋Ｗ２））・ｉｄ＊の値を用いるの
が好ましい。

【数７】 φ２／Ｍ≒（Ｗ２／（ｓ＋Ｗ２））・ｉｄ＊≒ｉｄ＊

【数８】 φ２／Ｍ≒（Ｗ２／（ｓ＋Ｗ２））・ｉｄ≒ｉｄ

【００３３】

【発明の効果】請求項１、２又は３の発明によれば、滑
り角周波数指令値を生成するたびに電動機パラメータの
制御設定値が更新されないようにし、ベクトル制御の安
定性上の観点から決まる所定時間又は所定回数だけ滑り
角周波数指令値を生成する間は、電動機パラメータの制
御設定値を一定値として扱えるので、適応滑り周波数形
ベクトル制御におけるモデリング誤差に起因する不安定
化が大幅に改善され、少なくとも、非適応的滑り周波数
形ベクトル制御と同レベルの安定性が確保されるという
効果がある。

【００３４】特に、請求項３の発明によれば、上記適応
同定手段における電動機パラメータの同定に使用する源
信号の取得を連続時間的に又は離散時間的に行い、且つ
上記ベクトル制御手段における電動機パラメータの制御
設定値の更新を、該源信号の取得よりも大きな時間間隔
で離散時間的に行うことにより、同定上の総合的なＳ／
Ｎ比を高め、高い精度での電動機パラメータの同定し、
この高い精度で同定された同定値を使用して、上記滑り
角周波数指令値の生成に用いる電動機パラメータに対応
した制御設定値を更新するので、精度の高い電動機パラ
メータの適応同定及び滑り角周波数指令値の生成が可能
となるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る適応ベクトル制御装置の概略構成
を示すブロック図。

【図２】同適応ベクトル制御装置のベクトル制御系内部
の概略構成を示すブロック図。

【図３】（ａ）は同適応ベクトル制御装置における滑り
角周波数指令値ωｓ＊の生成、二次抵抗Ｒ２の適応同定
のための源信号の取得、及び適応同定された二次抵抗Ｒ
２の値による制御設定値の更新のタイミングチャート。
（ｂ）は同適応ベクトル制御装置の適応同定系内部の概
略構成を示すブロック図。

【図４】（ａ）は変形例に係る適応ベクトル制御装置に
おける滑り角周波数指令値ωｓ＊の生成、二次抵抗Ｒ２
の適応同定のための源信号の取得、及び適応同定された
二次抵抗Ｒ２の値による制御設定値の更新のタイミング
チャート。（ｂ）は同適応ベクトル制御装置の適応同定
系内部の概略構成を示すブロック図。

【図５】（ａ）は他の変形例に係る適応ベクトル制御装
置における滑り角周波数指令値ωｓ＊の生成、二次抵抗
Ｒ２の適応同定のための源信号の取得、及び適応同定さ
れた二次抵抗Ｒ２の値による制御設定値の更新のタイミ
ングチャート。（ｂ）は同適応ベクトル制御装置の適応
同定系内部の概略構成を示すブロック図。

【符号の説明】

１ 誘導電動機 ２ 回転速度検出装置 ３ 電流検出装置 ４ ２相／３相変換装置 ５ 主制御部 ６ 電力変換器 ５１ ベクトル制御系 ５１ａ ベクトル回転器 ５１ｂ 電流制御器 ５１ｃ 逆ベクトル回転器 ５１ｄ 滑り角周波数指令値生成器 ５１ｅ 位相生成器 ５２ 適応同定系 ５２ａ アナログ形適応同定回路 ５２ｂ サンプル・ホールド器 ５２ｃ ディジタル形適応同定回路 ５２ｄ サンプル器 ５２ｅ ホールド器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】二次磁束座標上での一次電流の二つのベク
   トル成分である励磁分電流及びトルク分電流の実測値及
   びそれらの指令値に基づいて、一次電圧指令値を生成す
   るとともに、該励磁分電流及びトルク分電流の値並びに
   電動機パラメータの制御設定値に基づいて、該二次磁束
   座標の位相の決定に用いる滑り角周波数指令値を生成す
   るベクトル制御工程と、 誘導電動機の動作状態に応じて同定された電動機パラメ
   ータに基づいて、該電動機パラメータに対応する制御設
   定値を更新する適応同定工程とを有する誘導電動機の適
   応滑り周波数形ベクトル制御方法において、 該滑り角周波数指令値の生成を連続時間的に又は離散時
   間的に行い、 該制御設定値の更新を、該滑り角周波数指令値の生成よ
   りも大きな時間間隔で離散時間的に行うことを特徴とす
   る誘導電動機の適応滑り周波数形ベクトル制御方法。
2. 【請求項２】二次磁束座標上での一次電流の二つのベク
   トル成分である励磁分電流及びトルク分電流の実測値及
   びそれらの指令値に基づいて、一次電圧指令値を生成す
   るとともに、該励磁分電流及びトルク分電流の値並びに
   電動機パラメータの制御設定値に基づいて、該二次磁束
   座標の位相の決定に用いる滑り角周波数指令値を生成す
   るベクトル制御手段と、 誘導電動機の動作状態に応じて同定された電動機パラメ
   ータに基づいて、該電動機パラメータに対応する制御設
   定値を更新する適応同定手段とを備えた誘導電動機の適
   応滑り周波数形ベクトル制御装置において、 該滑り角周波数指令値の生成を連続時間的に又は離散時
   間的に行い、 該制御設定値の更新を、該滑り角周波数指令値の生成よ
   りも大きな時間間隔で離散時間的に行うことを特徴とす
   る誘導電動機の適応滑り周波数形ベクトル制御装置。
3. 【請求項３】上記適応同定手段を、誘導電動機の動作状
   態に応じて変化する源信号を取得し、該取得した源信号
   に基づいて上記電動機パラメータを同定するように構成
   した請求項２の誘導電動機の適応滑り周波数形ベクトル
   制御装置において、 該源信号の取得を連続時間的に又は離散時間的に行い、 該制御設定値の更新を、該源信号の取得よりも大きな時
   間間隔で離散時間的に行うことを特徴とする誘導電動機
   の適応滑り周波数形ベクトル制御装置。