JPH1033000A - 誘導電動機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超低速回生領域においても制御不能に陥るこ
とがない誘導電動機の制御装置を提供する。 【解決手段】 一次角周波数指令値演算部１７は、一次
角周波数演算部１２により演算された誘導電動機５の一
次角周波数ω1 が一次角周波数基準値ω1*、未満になっ
た場合、一次角周波数基準値ω1*の大きさで正負両極性
を有する一次角周波数指令値ω1*' を出力し、トルク分
電流補正部１６は、一次角周波指令値ω1*' と一次角周
波数ω1 との偏差からトルク分電流補正値Δｉ1qを得
て、このトルク分電流補正値Δｉ1qをトルク分電流指令
値ｉ1q* に加算してトルク分電流補正指令値ｉ1q*'を出
力し、トルク分電流制御部１０は、トルク分電流補正指
令値ｉ1q*'とトルク分電流検出値ｉ1qとの偏差に基づい
て演算を行い、得られたトルク分及び励磁分電流補償出
力並びに位相角演算部１３からの位相角θに基づいたセ
ンサレスベクトル制御により誘導電動機５を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、速度検出用のセン
サを用いること無しに、誘導電動機の回転速度を演算に
よって推定することによりベクトル制御（センサレスベ
クトル制御）を行う誘導電動機の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような制御方式の一つとして、例え
ば電学論Ｄ，１１４巻２号に示されている磁界オリエン
テーション形ベクトル制御がある。図９は、この磁界オ
リエンテーション形ベクトル制御を行う誘導電動機の制
御装置の構成を示す制御ブロック図である。まず、原理
について説明する。

【０００３】角速度ω１で回転する誘導電動機（以下、
単に電動機と称す）の電圧方程式を、回転磁束座標
（ｄ，ｑ）上で表すと次式のようになる。

【０００４】

【数１】 Ｖ1d，Ｖ1q ：励磁分，トルク分電圧 ｉ1d，ｉ1q ：一次の励磁分，トルク分電流 Ｒ1 ，Ｒ2 ：電動機の一次，二次抵抗 Ｌ1 ，Ｌ2 ：電動機の一次，二次自己インダクタン
ス Ｍ ：電動機の一次，二次間の相互インダクタンス ω1 ：電動機の一次角周波数 ωs ：電動機のすべり角周波数（＝ω1 −ｎωr ） ｎ ：電動機の極対数 σ ：漏れ係数（＝１−Ｍ^２／（Ｌ１Ｌ２）） Ｐ ：微分演算子

【０００５】（１）式において、λd ′，λq ′は、二
次磁束鎖交数λのｄ，ｑ軸成分を相互インダクタンスＭ
で除したものであり、電流の次元を有する量である。ま
た、電動機の発生トルクτは次式で与えられる。 τ＝ｎ（１−σ）Ｌ1 （λd ′ｉ1q−λq ′ｉ1d） …（２） ベクトル制御は、発生トルクτが一次のトルク分電流ｉ
1qのみに比例するように制御することを目的とするもの
である。従って、その制御条件は（２）式よりλq ′＝
０であり、この時、λ′（＝λd ′＋ｊλq ′）は、
λ′＝λd ′となって一定になる。また、（１）式を解
いて微小項を無視すると、λd ′は、 λd ′＝ｉ1d …（３） となる。この時、（２）式は、次式のようになる。 τ＝ｎ（１−σ）Ｌ1 λd ′ｉ1q＝ｎ（１−σ）Ｌ1 ｉ1dｉ1q …（４）

【０００６】そして、定常状態（Ｐ＝０）において、
（３）式を（１）式に代入すると、次式のようになる。 Ｖ1d＝Ｒ1 ｉ1d−σＬ1 ω1 ｉ1q Ｖ1q＝Ｒ1 ｉ1q＋σＬ1 ω1 ｉ1d＋（１−σ）Ｌ1 ω1 ｉ1d …（５） 上記Ｖ1qの式において、右辺第３項は一次誘起電圧Ｅ１
である（但し、漏れインダクタンス分は含んでいな
い）。

【０００７】而して、（５）式のように一次電流及び電
動機定数を用いて電圧指令値を与えれば、（３）式を満
足して理想的なベクトル制御を行うことができる。図１
０は、（５）式の電圧電流方程式で表される電動機の等
価回路である。

【０００８】ここで、発生トルクτがトルク分電流指令
値ｉ1q* に比例するような制御方式を考える。外部よ
り、励磁，トルク分電流指令値ｉ1d* ，ｉ1q* を与え
て、励磁，トルク分電流検出値ｉ1d，ｉ1qを上記各指令
値ｉ1d* ，ｉ1q* に等しくするために、励磁，トルク電
圧指令値Ｖ1d* ，Ｖ1q* を、（５）式に基づいて次のよ
うに与える。 Ｖ1d* ＝Ｒ1 ｉ1d−σＬ1 ω1 ｉ1q＋（ＫdP＋ＫdI／Ｐ）（ｉ1d* −ｉ1d） Ｖ1q* ＝Ｒ1 ｉ1q＋σＬ1 ω1 ｉ1d＋（ＫqP＋ＫqI／Ｐ）（ｉ1q* −ｉ1q） …（６） 上式の右辺末項は、励磁，トルク分電流検出値ｉ1d，ｉ
1qの偏差をＰＩ補償器を通してＶ1d，Ｖ1qに帰還するた
めのものである。ＰＩ補償器のゲインＫdP及びＫdI，Ｋ
qP及びＫqIを適当に設定することにより、また、系が安
定であればｉ1d*＝ｉ1d，ｉ1q* ＝ｉ1qとすることが可
能である。

【０００９】ここで、（６）式のＶ1q* の式を（１）式
のＶ1qの式に代入して整理すると次式となる。 （１−σ）Ｌ1 ω1 ｉ1d* ＝（ＫqI／Ｐ）（ｉ1q* −ｉ1q） …（７） 但し、微小な係数σ，ＫqPを無視している。この（７）
式の左辺は、（５）式のＶ1q式右辺の第３項である一次
誘起電圧Ｅ1 に等しい。よって、一次角周波数ω1 は、
トルク分電流の偏差の積分である一次誘起電圧Ｅ1 から
求めることができる。 ω1 ＝Ｅ1 ／（（１−σ）Ｌ1 ｉ1d* ） …（８）

【００１０】ところで、理想的なベクトル制御が行われ
ている状態（軸ずれのない状態）では、次式が成り立
つ。 ω1 ＝ｎωr ＋（Ｒ2 ／Ｌ2 ｉ1d* ）ｉ1q …（９） 従って、電動機の速度推定値ωr'は、ｎ＝１とした場
合、次式のようになる。 ωr'＝ω１−（Ｒ2 ／Ｌ2 ｉ1d* ）ｉ1q …（１０） ここで、（９），（１０）式の第２項は、すべり周波数
ωs （＝ω1 −ωr ）に対応しており、次式によってす
べり周波数推定値ωs'を得ることができる。 ωs'＝（Ｋωs ／ｉ1d* ）ｉ1q …（１１） ただし、Ｋωs ＝Ｒ2 ／Ｌ2 である。

【００１１】以上のようにして得られた速度推定値ωr'
を用いると、トルク分電流指令値ｉ1q* は次式で表され
る。 ｉ1q* ＝（ＫωP ＋ＫωI ／Ｐ）（ωr*−ωr'） …（１２）

【００１２】ここで、図９を参照して上記原理に基づい
た電動機の制御装置の構成について説明する。電気的構
成及び制御系のブロックを示す図９において、三相交流
電源１のＵ，Ｖ，Ｗ各相の出力端子は、３相ブリッジ接
続されたダイオードなどから構成された整流回路２の各
相入力端子に接続されている。その整流回路２の直流出
力端子間には、平滑コンデンサ３が接続されていると共
に、インバータ主回路４の入力端子が接続されている。
インバータ主回路４の出力端子は、誘導電動機（以下、
単に電動機と称す）５の各相入力端子に接続されてい
る。

【００１３】座標変換部６は、電動機５のＵ，Ｖ，Ｗの
各相巻線に流れる相電流の内、例えばＶ及びＷ相電流を
検出することによりＵ，Ｖ，Ｗの各相電流を得る（Ｕ相
電流は、Ｖ及びＷ相電流の和より求められる）。そし
て、これらの各相電流によって電動機５の一次電流ベク
トルを表す三相固定子座標系（Ｕ，Ｖ，Ｗ）を二相固定
子座標系（α，β）に変換する。

【００１４】更に、この二相固定子座標系（α，β）
を、後述する位相角演算部１３より出力される電動機５
の回転磁束の位相角θに基づいて回転磁束座標系（ｄ，
ｑ）に変換することにより、励磁及びトルク成分電流
（以下、励磁及びトルク分電流と称す）検出値ｉ1d及び
ｉ1qを得るようになっている。そして、励磁分電流検出
値ｉ1dは、励磁分電流制御部７及び電圧指令値演算部８
の入力端子に与えられており、トルク分電流検出値ｉ1q
は、速度推定値演算部９，トルク分電流制御部１０及び
電圧指令値演算部８の入力端子に与えられるようになっ
ている。

【００１５】外部より与えられる励磁分電流指令値ｉ1d
* は、励磁分電流制御部７，速度推定値演算部９及び一
次角周波数演算部１２の入力端子に与えられる。この励
磁分電流制御部７は、励磁分電流指令値ｉ1d* と励磁分
電流検出値ｉ1dとの差にゲインＫdPを乗じたものと、前
記差を積分して係数ＫdIを乗じたものとの和、即ち、
（６）式に示すＶ1d* の式における第３項（ＫdP＋ＫdI
／Ｐ）（ｉ1d* −ｉ1d）に対応する信号を励磁分電流補
償出力として電圧指令値演算部８に対して出力するよう
になっている。

【００１６】速度推定値演算部９は、内部のすべり角周
波数推定値演算部９ａにおいて、トルク分電流検出値ｉ
1qに対してゲインＫωs ／ｉ1d* を乗じることにより
（１２）式で表されるすべり周波数推定値ωs'を得て、
後述する一次角周波数演算部１２より与えられる一次角
周波数ω1 からすべり周波数推定値ωs'を減じることに
より速度推定値ωr'を得ると、速度制御部１１に出力す
るようになっている。

【００１７】外部より与えられる速度指令値ωr*は、速
度制御部１１の入力端子に与えられるようになってい
る。この速度制御部１１は、速度指令値ωr*と速度推定
値ωr'との差に係数ＫωP を乗じたものと、前記差を積
分して係数ＫωI を乗じたものとの和、即ち、（１２）
式で表されるトルク分電流指令値ｉ1q* を得て、トルク
分電流制御部１０に出力するようになっている。

【００１８】トルク分電流制御部１０は、トルク分電流
指令値ｉ1q* とトルク分電流検出値ｉ1qとの差にゲイン
ＫqPを乗じたものと、前記差を積分して係数ＫqIを乗じ
たものとの和、即ち、（６）式に示すＶ1q* 式の第３項
（ＫqP＋ＫqI／Ｐ）（ｉ1q*−ｉ1q）に対応する信号
を、トルク分電流補償出力として電圧指令値演算部８に
対して出力するようになっている。

【００１９】また、トルク分電流制御部１０は、トルク
分電流指令値ｉ1q* とトルク分電流検出値ｉ1qとの差を
積分して係数ＫqIを乗じた積分結果（制御結果）を、一
次誘起電圧Ｅ１に相当する誘起電圧ｅとして一次角周波
数演算部１２に出力するようになっている。一次角周波
数演算部１２は、誘起電圧ｅに係数１／（（１−σ）Ｌ
1 ｉ1d* ）を乗じて（８）式に示す一次角周波数ω1 を
得ると、電圧指令値演算部８，速度推定値演算部９及び
位相角演算部１３に対して出力するようになっている。
位相角演算部１３は、一次角周波数ω1 を時間積分して
位相角θを得ると、座標変換部６及び後述する座標逆変
換部１４に対して出力するようになっている。

【００２０】電圧指令値演算部８は、励磁分電流制御部
７から与えられる信号（ＫdP＋ＫdI／Ｐ）（ｉ1d* −ｉ
1d）に、励磁分電流検出値ｉ1dに係数Ｒ1 を乗じたもの
を加えると共に、一次角周波数ω1 に係数σＬ1 及びト
ルク分電流検出値ｉ1qを乗じたものを減じて励磁電圧指
令値Ｖ1d* を得ると、座標逆変換部１４に対して出力す
るようになっている。

【００２１】また、電圧指令値演算部８は、トルク分電
流制御部１０から与えられる信号（ＫqP＋ＫqI／Ｐ）
（ｉ1q* −ｉ1q）に、トルク分電流検出値ｉ1qに係数Ｒ
1 を乗じたものを加えると共に、一次角周波数ω1 に係
数σＬ1 及び励磁分電流検出値ｉ1dを乗じたものを加え
てトルク電圧指令値Ｖ1q* 得ると、座標逆変換部１４に
対して出力するようになっている。

【００２２】座標逆変換部１４は、励磁及びトルク電圧
指令値Ｖ1d* 及びＶ1q* から、座標変換部６とは逆のプ
ロセスで座標変換を行う（即ち、逆変換する）ことによ
り、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相の電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを得
ると、ＰＷＭ制御回路１５に対して出力するようになっ
ている。而して、ＰＷＭ制御回路１５は、電圧指令値Ｖ
ｕ，Ｖｖ，Ｖｗに応じて搬送波からＰＷＭ信号を作成す
ると、図示しない駆動回路を介してインバータ主回路４
の各ゲートにゲート信号を与えて、電動機５を駆動する
ようになっている。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】この様なセンサレスベ
クトル制御においては、電動機５の一次角周波数ω1 が
０Ｈｚ近傍となる超低速領域において、制御が不安定に
なってしまうという問題があった。図１１は、横軸に電
動機５の回転速度ωr ，縦軸に電動機５のトルクＴrqを
とって、電動機５の一次角周波数ω1 ＝０の直線を引き
表わしたものである。縦軸とω1 ＝０の直線との差は、
すべり周波数ωs を示す。

【００２４】この図１０において、ω1 ＝０の直線近傍
の斜線で示した部分が制御が不安定となる超低速領域で
あり、第２及び第４象限である回生領域において、特に
不安定になり易いのが分かる。これは、Ｅ1 ＝ｊω1 Ｍ
ｉm で表される電動機の一次誘起電圧Ｅ1 が、一次角周
波数ω1 の低下に伴い０Ｖに近くなるからであると考え
られる。

【００２５】通常、ベクトル制御では、励磁分電流ｉ1d
を励磁電流ｉm に等しくすることを目的としているが、
一次角周波数ω1 が零に近い場合、その積分結果として
得られる位相角θを正確に得ることができなくなる。そ
のため、座標変換部６において電動機５の一次電流を
ｄ，ｑ軸座標成分に，即ち、ｉ1d，ｉ1qに分離すること
が困難となり、ひいては、電動機５の座標系と電流側の
座標系がずれるいわゆる“軸ずれ”が発生する。

【００２６】更に、超低速回生領域においては、電動機
５の一次抵抗値Ｒ1 の誤差やデッドタイムによる影響が
大きいため、軸ずれの進みも早く、制御不能になる状態
に拍車をかけていると思われる。

【００２７】従って、この様なベクトル制御による電動
機５を、例えばクレーンやエレベータなどに適用した場
合においては、巻下げ（下降）状態にある荷重の速度を
次第に減速させて停止させる際に、上記制御不能領域
（超低速回生領域）を回避するために減速機を用いた
り、或いは、機械的な制動を施すことによって電動機５
を停止させる必要があった。本発明は上記課題を解決す
るものであり、その目的は、超低速回生領域においても
制御不能に陥ることがない誘導電動機の制御装置を提供
することにある。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１乃至３記載の誘導電動機の制御装置は、外
部より与えられる励磁分電流指令値と誘導電動機に流れ
る相電流から検出された励磁分電流検出値との偏差がな
くなるように制御する励磁分電流制御部と、外部より与
えられる速度指令値と速度推定値との偏差がなくなるよ
うに制御する速度制御部と、この速度制御部の出力信号
たるトルク分電流指令値と誘導電動機に流れる相電流か
ら検出されるトルク分電流検出値との偏差がなくなるよ
うに制御するトルク分電流制御部と、トルク分電流検出
値からすべり角周波数推定値を演算するすべり角周波数
推定値演算部と、トルク分電流制御部の制御結果として
得られる誘起電圧から一次角周波数を演算する一次角周
波数演算部と、この一次角周波数演算部からの一次角周
波数とすべり角周波数推定値演算部からのすべり角周波
数推定値とに基づいて誘導電動機の速度を推定してその
速度推定値を速度制御部に与える速度推定値演算部と、
一次角周波数演算部によって演算された一次角周波数を
積分して誘導電動機の回転子の回転位相角を得る位相角
演算部と、一次角周波数演算部によって演算された一次
角周波数が基準値未満となった場合は、極性の異なる正
極値と負極値とを交互に変化させた一次角周波数指令値
を出力する一次角周波数指令値演算部を有し、一次角周
波数指令値と一次角周波数との偏差からトルク分電流補
正値を得て、このトルク分電流補正値を速度制御部によ
って出力されたトルク分電流指令値に加算するトルク分
電流補正部とを備え（請求項１）、一次角周波数演算部
によって演算された一次角周波数が基準値未満となった
場合は、その一次角周波数の代わりに極性の異なる正極
値と負極値とを交互に変化させた一次角周波数指令値を
出力する一次角周波数指令値演算部とを備え（請求項
２）、一次角周波数指令値演算部によって演算された一
次角周波数が基準値未満となった場合は、極性の異なる
正極値と負極値とを交互に変化させた一次角周波数指令
値を出力する一次角周波数指令値演算部を有し、前記一
次角周波数指令値を外部より与えられる速度指令値に加
算する速度指令値補正部とを備え（請求項３）、位相角
演算部，励磁分電流制御部及びトルク分電流制御部の出
力信号に基づいてセンサレスベクトル制御を行うことを
特徴とする。

【００２９】斯様に構成すれば、誘導電動機の一次角周
波数が基準値未満となった場合でも、その一次角周波数
ひいては誘起電圧は零に張り付くことなく、平均的に０
Ｈｚ若しくはその近傍の値に維持され（請求項１）、更
に、その制御の応答がより高速に行われる（請求項２ま
たは３）。

【００３０】この場合、トルク分電流補正部を、各制御
周期毎のトルク分電流補正値の変化率を求めて、その変
化率が一定値以内となるようにトルク分電流補正値を制
御する構成としても良く、斯様に構成すれば、トルクリ
ップルは更に抑制される（請求項４）。

【００３１】また、正極値及び負極値を、正及び負の極
性を有する一次角周波数基準値として（請求項５）、一
次角周波数指令値演算部を、予め設定された一次角周波
数基準値の最小値及び最大値を有し、その動作期間内に
おいて一次角周波数基準値を最小値から与え始めると共
に最大値が示す範囲まで順次増加させる構成とするのが
好適である（請求項６）。斯様に構成すれば、トルク分
電流の補正制御を行う必要が殆どない場合には、補正制
御は短時間で終了するようになる。

【００３２】更に、正極値及び負極値は、一次角周波数
に対して所定値を加減することにより正及び負の極性を
有する上限値及び下限値として設定し、一次角周波数指
令値演算部は、正極値及び負極値を交互に変化させる時
間比を１：１にする構成として（請求項７）、一次角周
波数指令値演算部を、前記所定値を正弦波によって振幅
変調して出力する構成としても良く（請求項８）、ま
た、一次角周波数指令値演算部を、一次角周波数が連続
して基準値以下である時間が一定時間を経過すると、一
次角周波数指令値を０Ｈｚより大または小なる一定値に
設定する構成としても良い（請求項９）。斯様に構成し
た場合でも、請求項１乃至４と同様に作用する。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例につい
て図１乃至図３を参照して説明する。図１は本実施例の
電気的構成及び制御系のブロックを示す図であり、図９
と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異
なる部分について説明する。また、以下において角周波
数の値は、２πで除して実質は周波数値として表記す
る。

【００３４】この図１において、速度制御部１１とトル
ク分電流制御部１０との間には、トルク分電流補正部１
６が挿入されている。また、トルク分電流補正部１６に
は、一次角周波数演算部１２から一次角周波数ω1 が与
えられるようになっている。トルク分電流補正部１６
は、その内部に一次角周波数指令値演算部１７を有して
いる。一次角周波数指令値演算部１７は、外部より与え
られる一次角周波数基準値ω1*及びトルク分電流補正値
Δｉ1q（以下で述べる）に基づいて、一次角周波数指令
値ω1*' を出力するようになっている。

【００３５】このトルク分電流補正部１６の一次角周波
数指令値演算部１７は、電動機（誘導電動機）５の一次
角周波数ω1 が基底角周波数よりも十分に小さくなった
と判断した場合に、一次角周波数指令値ω1*' と一次角
周波数ω1 との差に補正ゲインＫを乗じたものに、トル
ク分電流検出値ｉ1qとトルク分電流指令値ｉ1q* との差
分を加えたものをトルク分電流補正値Δｉ1qとして、そ
れをトルク分電流指令値ｉ1q* に加算することにより、
新たなトルク分電流指令値ｉ1q*'を得るようになってい
る。即ち、 Δｉ1q＝Ｋ（ω1*' −ω1 ）＋ｉ1q−ｉ1q* ｉ1q*'＝ｉ1q* ＋Δｉ1q …（１３） となる。尚、基底角周波数は、例えば電動機５の定格周
波数である５０または６０Ｈｚ程度に設定される。而し
て、トルク分電流補正部１６は、補償出力としての新た
なトルク分電流指令値ｉ1q*'をトルク分電流制御部１０
に対して出力するようになっている。その他の構成は、
図８と同様である。

【００３６】次に、本実施例の作用について図２及び図
３をも参照して説明する。図２は、一次角周波数指令値
演算部１７のマイクロコンピュータなどで構成される図
示しない制御部（以下、単に制御部と称す）における、
制御内容のフローチャートを示すものである。この図２
では、先ず、「ω1*' ＞０？」の判断ステップＳ１にお
いて、制御部は、一次角周波数指令値ω1*' が正（＞
０）であるか否かを判断する。

【００３７】一次角周波数指令値ω1*' は、図３に示す
ように、外部より与えられる一次角周波数基準値ω1*
に、正または負の極性を与えたものを正極値及び負極値
としたものである。ここで、一次角周波数基準値ω1*
は、例えば０．５Ｈｚとして与えられているとする。判
断ステップＳ１において、一次角周波数指令値ω1*' が
初期状態で正に設定されており制御部が「ＹＥＳ」と判
断すると、次の「Δｉ1q＞０？」の判断ステップＳ２に
移行する。

【００３８】判断ステップＳ２において、制御部は、ト
ルク分電流補正値Δｉ1qが０より大であるか否かを判断
するが、制御開始前の状態ではトルク分電流の補正は行
われておらずΔｉ1q＝０であるから、「ＮＯ」と判断し
て「ω1*＞ω1 ？」の判断ステップＳ３に移行する。即
ち、このフローにおけるトルク分電流指令値ｉ1q* の補
正制御が開始されない限りは、判断ステップＳ２におい
ては「ＮＯ」と判断される。

【００３９】判断ステップＳ３において、制御部は、一
次角周波数ω1 が一次角周波数基準値（基準値）ω1*よ
りも小であるか否かを判断する。判断ステップＳ３にお
いて、一次角周波数ω1 が一次角周波数基準値ω1*以上
であり、制御部が「ＮＯ」と判断すると、「ω1*' ＝ω
1 」の処理ステップＳ７に移行する。

【００４０】処理ステップＳ７において、制御部は、一
次角周波数指令値ω1*' に一次角周波数ω1 をそのまま
代入する。即ち、この場合は、（１３）式におけるトル
ク分電流補正値Δｉ1qは＝０（定常状態では、ｉ1q* ＝
ｉ1q）となり、トルク分電流補正部１６は、実質的にト
ルク分電流指令値ｉ1q* の補正を行わない。トルク分電
流補正部１６がトルク分電流指令値ｉ1q* の補正を行わ
ない状態では、制御装置の作用は、図９に示す従来のも
のと同様である。

【００４１】一方、判断ステップＳ３において、電動機
５の回転速度が低下して超低速領域にはいったことによ
り、一次角周波数ω1 が一次角周波数基準値ω1*未満と
なって制御部が「ＹＥＳ」と判断すると（即ち、基底角
周波数よりも十分に小さくなったと判断すると）、「ω
1*' ＝ω1*」の処理ステップＳ３ａに移行する。処理ス
テップＳ３ａにおいて、制御部は、一次角周波数指令値
ω1*' を一次角周波数基準値ω1*（正極値）に設定する
ことによって、トルク分電流指令値ｉ1q* の補正制御を
開始し、次の「｜ω1*' −ω1 ｜＞０．５Ｈｚ？」の判
断ステップＳ４に移行する。

【００４２】判断ステップＳ４において、制御部は、こ
のフローにおけるトルク分電流指令値ｉ1q* の補正制御
を行った結果、一次角周波数ω1 が一次角周波数指令値
ω1*' に追従したか否かを、両者の差の絶対値が０．５
Ｈｚよりも大であるか否かによって判断する。補正制御
の開始直後は、両者の差の絶対値が０．５Ｈｚ以下であ
るから、制御部は判断ステップＳ４において「ＮＯ」と
判断し、一制御周期の処理を終了する。尚、一制御周期
は、数ｍｓ乃至数１０ｍｓ程度の時間である。

【００４３】次回の制御周期においては、補正制御が開
始されたことによってトルク分電流補正値Δｉ1qは＞０
となり、ステップＳ２において制御部は「ＹＥＳ」と判
断してステップＳ４に移行する。以降、判断ステップＳ
４において、一次角周波数ω1 が一次角周波数指令値ω
1*' に追従したと判断されるまでは、制御周期毎にステ
ップＳ１→Ｓ２→Ｓ４を繰返す。これらの処理によっ
て、新たなトルク分電流指令値ｉ1q*'はトルク分電流補
正値Δｉ1qだけ増加されるので、電動機５の一次角周波
数ω1 は上昇に転ずる。

【００４４】そして、電動機５の回転速度が上昇し、一
次角周波数指令値ω1*' と一次角周波数ω1 との差の絶
対値が０．５Ｈｚよりも大となり、判断ステップＳ４に
おいて制御部が「ＹＥＳ」と判断すると、「Δｉ1q＞補
正値リミット？」の判断ステップＳ５に移行する。判断
ステップＳ５において、制御部は、補正制御の結果トル
ク分電流補正値Δｉ1qが補正制御の限界を示す補正値リ
ミットを超えたか否かを判断する。この補正値リミット
は、電動機５の定格トルクの例えば２０％程度に設定さ
れる。

【００４５】即ち、ステップＳ４において一次角周波数
ω1 が一次角周波数指令値ω1*' に追従したと判断され
ても、判断ステップＳ５においてトルク分電流補正値Δ
ｉ1qが補正値リミットを超えるまでは、制御周期毎にス
テップＳ１→Ｓ２→Ｓ４→Ｓ５を繰返し、一次角周波数
指令値ω1*' を一次角周波数基準値ω1*に設定した状態
で補正制御を続行する。

【００４６】上記の状態で補正制御を続行した結果、ト
ルク分電流補正値Δｉ1qが補正値リミットを超えて、判
断ステップＳ５において制御部が「ＹＥＳ」と判断する
と、「ω1*' ＝−ω1*」の処理ステップＳ６に移行す
る。処理ステップＳ６において、制御部は、一次角周波
数指令値ω1*' を一次角周波数基準値の極性を反転した
−ω1*（負極値）に設定してその制御周期を終了し、以
降の補正制御を行う。ここで、一次角周波数指令値ω1
*' の極性が負になったことにより、トルク分電流補正
値Δｉ1qの極性も負となって電動機５の一次角周波数ω
1 は減少する方向に向かう。尚、以上のステップＳ２〜
Ｓ７は、正側（一次角周波数ω1 の極性）の補正制御処
理である。

【００４７】以降の制御周期では、一次角周波数指令値
ω1*' の極性が負に設定されたことにより、制御部はス
テップＳ１において「ＮＯ」と判断し、「Δｉ1q＜０
？」の判断ステップＳ８に移行する。ステップＳ８〜Ｓ
１３は負側の補正制御処理であって、正側の補正制御処
理であるステップＳ２〜Ｓ７に対応して設けられてお
り、ステップＳ２〜Ｓ７の処理または判断内容とは正負
の極性及び不等号の向きが逆になっている（従って、最
初に電動機５が逆転しており、一次角周波数ω1 の極性
が負である状態からその逆転速度が次第に低下して超低
速領域に至る場合には、ステップＳ１→Ｓ８→Ｓ９→Ｓ
１３の制御周期を繰返している状態から補正制御が開始
される）。

【００４８】そして、トルク分電流補正値Δｉ1qの極性
が負であるから、判断ステップＳ８において、制御部は
「ＹＥＳ」と判断して「｜ω1*' −ω1 ｜＜０．５Ｈｚ
？」判断ステップＳ１０に移行する。判断ステップＳ１
０は、判断ステップＳ４に対応しており、補正制御を行
った結果、一次角周波数ω1 が負極性の一次角周波数指
令値ω1*' に追従したか否かを、両者の差の絶対値が
０．５Ｈｚよりも小であるか否かによって判断する。一
次角周波数指令値ω1*' の極性が反転した直後は、両者
の差の絶対値が０．５Ｈｚ以上であるから、制御部は判
断ステップＳ１０において「ＮＯ」と判断し、その制御
周期の処理を終了する。

【００４９】以降は、判断ステップＳ１０において、一
次角周波数ω1 が一次角周波数指令値ω1*' に追従した
と判断されるまでは、制御周期毎にステップＳ１→Ｓ８
→Ｓ１０を繰返す。そして、電動機５の一次角周波数ω
1 が減少して零点を通過し、極性が負になった後、一次
角周波数指令値ω1*' との差の絶対値が０．５Ｈｚより
も小になり（一次角周波数指令値ω1*' に追従して）、
制御部が判断ステップＳ１０において「ＹＥＳ」と判断
すると、判断ステップＳ１１に移行する。

【００５０】判断ステップＳ１１において、制御部は、
トルク分電流補正値Δｉ1qが負の補正値リミットを超え
たか否かを判断し、補正値リミットを超えるまでは制御
周期毎にステップＳ１→Ｓ８→Ｓ１０→Ｓ１１を繰返
す。そして、補正値リミットを超えると処理ステップＳ
１２に移行して、一次角周波数指令値ω1*' は、一次角
周波数基準値ω1*に設定されて再び極性が反転され、以
降は、再び正側の補正制御処理が開始される。

【００５１】以上の正及び負側の補正制御処理が交互に
繰返されることにより、一次角周波数指令値ω1*' は一
次角周波数基準値ω1*の極性を交互に反転させた値に設
定され、例えば、図３に示すように、一次角周波数ω1
の平均がω1Mとなるように、トルク分電流補正部１６か
らトルク分電流補正指令値ｉ1q*'がトルク分電流制御部
１０に与えられ、トルク分電流制御部１０からは、補償
出力が電圧指令値演算部８に出力される。そして、電圧
指令値演算部８からは、励磁及びトルク電圧指令値Ｖ1d
* 及びＶ1q* が出力され、座標変換部６においてＵ，
Ｖ，Ｗ相電圧に座標変換された各相電圧がＰＷＭ制御回
路１５に与えられ、以て、インバータ主回路４を介して
電動機５が駆動制御される。従って、一次角周波数ω1
が、ベクトル制御が制御不能状態に陥る０Ｈｚ近傍に張
付くことはない。

【００５２】尚、この場合、正及び負側の補正制御処理
が交互に繰返されることによって定まる一次角周波数指
令値ω1*' の極性反転周期は、システムの固有振動の時
定数に達して共振が生じることがないように設定する。

【００５３】而して、上記の補正制御を継続している間
に速度指令値ωr*が変化して、その速度制御部１１の出
力信号であるｉ1q* が変化することにより、トルク分電
流補正値Δｉ1q＝０となると、制御部は、ステップＳ２
若しくはＳ８において「ＮＯ」と判断してステップＳ３
若しくはＳ９に移行する。この時点では、一次角周波数
ω1 は、一次角周波数基準値ω1*よりも０．５Ｈｚ以上
大若しくは小となっているので、制御部は、ステップＳ
３若しくはＳ９においても「ＮＯ」と判断し、ステップ
Ｓ７若しくはＳ１３に移行して、一次角周波数指令値ω
1*' を一次角周波数指令値演算部１２から与えられる一
次角周波数ω1 に設定すると、一連の補正制御を終了す
る。

【００５４】以上のように本実施例によれば、一次角周
波数指令値演算部１７は、電動機５の一次角周波数ω1
の値が一次角周波数基準値ω1*よりも小になった場合、
一次角周波数基準値ω1*の大きさで正負両極性を有する
一次角周波数指令値ω1*' を出力し、この一次角周波指
令値ω1*' と一次角周波数ω1 との偏差からトルク分電
流補正値Δｉ1qを得て、このトルク分電流補正値Δｉ1q
を速度制御部１１によって出力されたトルク分電流指令
値ｉ1q* に加算することによりトルク分電流補正指令値
ｉ1q*'を得て、このトルク分電流補正指令値ｉ1q*'とト
ルク分電流検出値ｉ1qとの偏差に基づいて演算を行い、
得られたトルク分電流補償出力及び励磁分電流制御部７
により得られた励磁分電流補償出力並びに位相角演算部
１３により得られた位相角θに基づいたセンサレスベク
トル制御により電動機５を駆動するようにした。

【００５５】従って、電動機５の超低速回生領域におい
ても、センサレスベクトル制御が制御不能状態に陥るこ
とを回避しつつ、一次角周波数ω1 を、０Ｈｚ若しくは
その近傍の角周波数ω1Mに平均的に維持することによっ
て、電動機５の安定した制御を行うことができる。ま
た、本実施例においては、補正値リミットを設定して、
その補正値リミットの範囲内でトルク分電流指令値ｉ1q
* の補正制御を行ったので、電動機５のトルクリップル
を一定範囲内に抑制することができ、更に、一次角周波
数ω1 を±ω1*の範囲で変動させても、その変動は、比
較的遅い応答を示す速度制御系にはほとんど影響を与え
ない周期なので、電動機５の実回転速度（二次角周波
数）ωr に与える影響も非常に僅かである。

【００５６】よって、電動機５を、例えばクレーンやエ
レベータ（遅い応答を示す速度制御系）などの巻上げ機
等に適用した場合には、荷重の着地やエレベータの停止
などを、機械的な制動を用いること無く非常にスムーズ
に行うことが可能となる。

【００５７】図４及び図５は本発明の第２実施例を示す
ものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付し
て説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明す
る。電気的構成を示す図４においては、第１実施例にお
ける一次周波数演算部１２の出力信号である一次角周波
数ω1 は、一次角周波数指令値演算部１７′のみに与え
られるようになっている。その一次角周波数指令値演算
部１７′の出力信号である一次角周波数指令値ω1*'
は、第１実施例における一次角周波数ω1 の代わりに、
電圧指令値演算部８，速度推定値演算部９及び位相角演
算部１３に与えられるようになっている。そして、トル
ク分電流補正部１６自体は除かれている。

【００５８】次に、第２実施例の作用について説明す
る。図５に示す一次角周波数指令値演算部１７′の制御
部による制御は、第１実施例における一次角周波数指令
値演算部１７が行う図２に示す制御から、以下のように
変更されている。先ず、ステップＳ５及びＳ８は除かれ
ている。そして、ステップＳ３またはＳ９において「Ｙ
ＥＳ」と判断して制御を開始した場合は、「Ｆ←１」の
処理ステップＳ１４またはＳ１７に移行し、制御中であ
ることを示すフラグＦを“１”にセットすると、ステッ
プＳ３ａまたはＳ９ａに移行する。

【００５９】また、ステップＳ２及びＳ８に代えて、
「Ｆ＝１？」の判断ステップＳ２ａ及びＳ８ａが配され
ている。これらの判断ステップＳ２ａ及びＳ８ａにおい
て、フラグＦが“１”にセットされており、一次角周波
数指令値演算部１７′の制御部が「ＹＥＳ」と判断する
と、「ωr*＜低速領域（＋）？」の判断ステップＳ１６
及び「ωr*＞低速領域（−）？」の判断ステップＳ１９
に夫々移行する。

【００６０】判断ステップＳ１６及びＳ１９において、
制御部は、速度指令値ωr*が正側及び負側の低速領域よ
りも小及び大であるかを夫々判断する。ここで、低速領
域とは、超低速領域たる一次角周波数基準値±ω1*の範
囲に適当なマージンを加えて若干広めに設定された領域
を示す。判断ステップＳ１６及びＳ１９において、速度
指令値ωr*が低速領域内の値である場合は、制御部は
「ＹＥＳ」と判断してステップＳ４及びＳ１０に移行す
る。即ち、この判断ステップＳ１６及びＳ１９におい
て、制御部が「ＹＥＳ」と判断している間は、一次角周
波数指令値ω1*' に関する制御が第１実施例と同様に行
われる。

【００６１】そして、制御が継続された後、判断ステッ
プＳ１６及びＳ１９において、速度指令値ωr*が低速領
域の範囲外となって、制御部が「ＮＯ」と判断すると、
ステップＳ７及びＳ１３に移行する。また、そのステッ
プＳ７及びＳ１３の後には、「Ｆ←０」の処理ステップ
Ｓ１５及びＳ１８が設けられており、フラグＦを“０”
にリセットして制御を終了する。

【００６２】以上のように、第２実施例では、第１実施
例においては一次角周波数ω1 に基づいて行っていた制
御を、一次角周波数指令値演算部１７′から出力される
一次角周波数指令値ω1*' に置き換えて、第１実施例と
同様な処理を行う。斯様な構成及び作用によって、電動
機５の超低速領域においては、第１実施例では一次角周
波数ω1 に基づいて行われた制御のパラメータを、一次
角周波数基準値ω1*の大きさで正負両極性を有する一次
角周波数指令値ω1*' によって直接変化させることがで
き、より高速な応答の制御を行うことが可能となる。

【００６３】図６は本発明の第３実施例を示すものであ
り、第１及び第２実施例と同一部分には同一符号を付し
て説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明す
る。電気的構成を示す図６においては、トルク分電流補
正部１６は除かれており、速度制御部１１の前段には、
速度指令値補正部１８が設けられている。

【００６４】その速度指令値補正部１８の内部には、第
２実施例におけるものと同様の構成である一次周波数指
令値演算部１７′が設けられており、速度指令値補正部
１８は、外部より与えられる速度指令値ωr*に、一次周
波数指令値演算部１７′が出力する一次角周波数指令値
ω1*' を加えたものを一次角周波数指令値ωr*' として
速度制御部１１に与えるようになっている。その他の構
成は第１実施例と同様である。

【００６５】以上のように構成された第３実施例によれ
ば、電動機５の超低速領域においては、速度指令値ωr*
に、一次角周波数基準値ω1*の大きさで正負両極性を有
する一次角周波数指令値ω1*' を加えて直接変化させる
ことができ、第２実施例と同様に、高速な応答の制御を
行うことが可能となる。

【００６６】次に、本発明の第４実施例について図７を
参照して説明する。第４実施例における電気的構成は、
第１実施例と同様である。第４実施例では、図２に示す
ステップＳ６及びＳ１２で与えている一次角周波数基準
値ω1*の初期値を最小値に設定しておき、トルク分電流
ｉ1qの補正制御が持続的に行われた場合には、図７に示
すように、最大値まで一次角周波数基準値ω1*の値を次
第に上げていくように制御する。この場合、補正制御が
持続的に行われていることを判断するには、例えば、一
次角周波数指令値演算部１７の制御部において、補正制
御が開始されてからの時間をカウントしたり、一次角周
波数基準値ω1*の値を積分した値に基づいて判断する。

【００６７】以上のように構成された第４実施例によれ
ば、例えば、一次角周波数ω1 が短時間内に０Ｈｚを通
過する場合など、トルク分電流ｉ1qの補正制御を行う必
要が殆どない場合には、最低限の補正制御しか行わない
ので、出力トルクに与える影響を最小限に押さえること
ができる。

【００６８】次に、本発明の第５実施例について図８を
参照して説明する。第５実施例の構成は、第１実施例と
同様である。そして、第５実施例では、一次周波数指令
値演算部１７は、電動機５の一次角周波数ω1 が低下し
て超低速領域に入った時に、一次角周波数ω1 に所定値
として一次角周波数基準値ω1*を加えたものをω1T*
（正極値，上限値）、一次角周波数ω1 から一次角周波
数基準値ω1*を減じたものをω1B* （負極値，下限値）
と設定する。

【００６９】そして、一次角周波数指令値ω1*' を、第
１実施例のω1*，−ω1*に代えてω1T* ，ω1B* に交互
に設定することにより、トルク分電流指令値ｉ1q* の補
正制御を行う。この時、一次角周波数指令値ω1*' をω
1T* ，ω1B* の夫々に設定した状態で保持する時間比
は、１：１となるように制御する。

【００７０】即ち、図２に示すフローチャートのステッ
プＳ３ａ及びＳ９ａの代わりに「ω1T* ＝ω1 ＋ω1*」
及び「ω1B* ＝ω1 −ω1*」の処理ステップを配置し、
また、ステップＳ６及びＳ１２の代わりに「ω1*' ＝ω
1B* 」及び「ω1*' ＝ω1T*」の処理ステップを配置
し、更に、ステップＳ４，Ｓ５及びＳ１０，Ｓ１１の代
わりに「一定時間経過？」の判断ステップを配置して、
夫々において制御部が「ＹＥＳ」と判断すると、「ω1T
* ＝ω1 ＋ω1*」及び「ω1B* ＝ω1 −ω1*」の処理ス
テップを実行するようにする。この時、「一定時間」
は、第１実施例と同様に、制御周期以上で且つシステム
の固有振動の時定数と共振することがない程度の時間に
設定する。

【００７１】以上の様にしてトルク分電流指令値ｉ1q*
の補正制御を行うと、一次角周波数指令値ω1*' は、図
８に示すように、デューティ比５０％の波形で値ω1T*
，ω1B* を交互にとるようになって、平均的にはω1
に維持される。従って、一次角周波数ω1 が０Ｈｚに張
付くことを防止でき、第１実施例と同様の効果を得るこ
とができる。

【００７２】また、本発明の第６実施例として、第１実
施例と同様の構成において、一次角周波数指令値ω1*'
を、第５実施例における所定値である一次角周波数基準
値ω1*を正弦波で振幅変調したもの、即ち、ω1*' ＝ω
1*・ｓｉｎθとして与えるようにしても良い。この時の
正弦波の振動周期は、制御周期以上で且つシステムの固
有振動の時定数と共振することがない程度の時間に設定
する。この場合も、第１実施例と同様の効果が得られ
る。

【００７３】加えて、本発明の第７実施例として、第１
実施例の構成においてトルク分電流ｉ1qの補正制御が持
続的に行われた場合に、一次角周波数指令値演算部１７
は、一次角周波数指令値ω1*' を、例えば０．５Ｈｚな
どの所定値ω**に設定して、強制的に電動機５の磁束を
回転させるように構成しても良い。この場合、一次角周
波数指令値演算部１７における通常の一次角周波数指令
値ω1*' に関する制御は停止すると同時に、速度制御部
１１においては、比例ゲインＫωＰ及び積分ゲインＫω
Ｉ，若しくは、積分ゲインＫωＩのみを０にすることに
より、速度制御をも停止する。

【００７４】この場合、補正制御が持続的に行われてい
ることを判断するには、例えば第５実施例と同様に、一
次角周波数指令値演算部１７の制御部において、補正制
御が開始されてからの時間をカウントしたり、一次角周
波数基準値ω1*の値を積分した値に基づいて判断する。

【００７５】尚、速度指令値ωr*が超低速領域から離れ
た場合、若しくは、トルク分電流検出値ｉ1qが変化した
ことにより、一次角周波数ω1 が所定値ω**の絶対値よ
りも大きくなった場合には、通常の制御、即ち、速度制
御部１１における速度制御を再開する。

【００７６】以上のような第７実施例によれば、速度指
令値ωr*と、速度推定値ωr'との間に偏差が生じるが、
制御装置が電動機５の制御不能状態に陥ることを回避す
ることができ、第１実施例と略同様の効果が得られる。

【００７７】本発明は上記しかつ図面に記載した実施例
にのみ限定されるものではなく、次のような変形または
拡張が可能である。第４乃至第７実施例の制御を、第２
及び第３実施例と同様の構成で、一次角周波数指令値演
算部１７′において実行させるようにしても良い。一次
角周波数基準値ω1*は０．５Ｈｚに限ること無く、基底
周波数よりも十分小さい値であれば適宜変更して良い。
ステップＳ４及びＳ１０において、一次角周波数ω1 が
一次角周波数指令値ω1*' に追従したと判断する角周波
数差は、０．５Ｈｚに限ることなく適宜変更して良い。

【００７８】第１実施例において、トルク分電流補正値
Δｉ1qの前回の制御時からの変化率を求めるようにし
て、その変化率が一定値を超えないように制限すること
により、トルクリップルの増加を更に抑制するようにし
ても良い。第１及び第２実施例において、一次角周波数
指令値ω1*' に与える正極値及び負極値は、一次角周波
数基準値ω1*と異なる値に設定しても良い。また、第５
及び第６実施例における所定値についても、一次角周波
数基準値ω1*と異なる値に設定して良い。

【００７９】第７実施例における一定値は、０．５Ｈｚ
に限らず適宜変更して良い。補正値リミットは、定格ト
ルクの２０％に限ること無く、適宜変更して設定しても
良い。一次角周波数ω1 を、トルク分電流制御部９にお
ける、トルク分電流ｉ1qの偏差の積分結果である誘起電
圧ｅから求める代わりに、検出した電流若しくは電圧に
よって同定した速度推定値ωr'にすべり角周波数推定値
ωs'を加算して得るように構成しても良い。

【００８０】

【発明の効果】本発明は以上説明した通りであるので、
以下の効果を奏する。請求項１記載の誘導電動機の制御
装置によれば、励磁分電流制御部，トルク分電流制御部
及び位相角演算部からの出力信号に基づいて誘導電動機
のセンサレスベクトル制御を行うものにおいて、トルク
分電流制御部の制御結果たる誘起電圧を演算して得られ
る一次角周波数が基準値未満となった場合には、極性の
異なる正極値と負極値とを交互に変化させた一次角週波
数指令値と前記一次角週波数との偏差として得られるト
ルク分電流補正値を、前記トルク分電流制御部に与えら
れるトルク分電流指令値に加算するようにしたので、一
次角周波数ひいては誘起電圧を零にすることなく、平均
的に０Ｈｚ若しくはその近傍の値に維持することによっ
て、超低速領域において特に回生負荷の印加に対して
も、制御が不安定若しくは不可能になることを防止する
ことができる。

【００８１】請求項２記載の誘導電動機の制御装置によ
れば、一次角周波数が基準値未満となった場合には、極
性の異なる正極値と負極値とを交互に変化させた一次角
周波数指令値を、誘導電動機の速度を推定する速度推定
値演算部に与え、その速度推定値をトルク分電流制御部
及びトルク分電流指令値を与える速度制御部に出力する
ようにしたので、補正制御の応答をより高速にすること
ができる。

【００８２】請求項３記載の誘導電動機の制御装置によ
れば、一次角周波数が基準値未満となった場合には、極
性の異なる正極値と負極値とを交互に変化させた一次角
周波数指令値を、速度制御部に与えられる速度指令値に
加算するようにしたので、請求項２と同様の効果が得ら
れる。

【００８３】請求項４記載の誘導電動機の制御装置によ
れば、トルク分電流補正部は、各制御周期毎のトルク分
電流補正値の変化率を求めて、その変化率が一定値以内
となるようにトルク分電流補正値を制御するので、トル
クリップルを更に抑制することができる。

【００８４】請求項５または６記載の誘導電動機の制御
装置によれば、正極値及び負極値を正及び負の極性を有
する一次角周波数基準値として（請求項５）、一次角周
波数指令値演算部は、予め設定された一次角周波数基準
値の最小値及び最大値を有し、その動作期間内において
一次角周波数基準値を最小値から与え始めると共に最大
値が示す範囲まで順次増加させるので（請求項６）、ト
ルク分電流の補正制御を行う必要が殆どない場合には、
出力トルクに与える影響を最小限に押さえることができ
る。

【００８５】請求項７または８記載の誘導電動機の制御
装置によれば、正極値及び負極値を、一次角周波数に対
して所定値を加減することにより正及び負の極性を有す
る上限値及び下限値として設定して、一次角周波数指令
値演算部は、正極値及び負極値を交互に変化させる時間
比を１：１にし（請求項７）、また、所定値を正弦波に
よって振幅変調して出力する（請求項８）ので、請求項
１と同様の効果が得られる。

【００８６】請求項９記載の誘導電動機の制御装置によ
れば、一次角周波数指令値演算部は、一次角周波数が連
続して基準値以下である時間が一定時間を経過すると、
一次角周波数指令値を０Ｈｚより大または小なる一定値
に設定するので、請求項１乃至４と略同様の効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す電気的構成及び制御
系のブロック図

【図２】一次角周波数指令値演算部における制御部の制
御内容を示すフローチャート

【図３】補正制御を行う場合の時間経過に伴う一次角周
波数指令値ω1*' の変化を示す図

【図４】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図５】図２相当図

【図６】本発明の第３実施例を示す図１相当図

【図７】本発明の第４実施例における補正制御を行う場
合の時間経過に伴う一次角周波数基準値ω1*の変化を示
す図

【図８】本発明の第５実施例を示す図３相当図

【図９】従来技術を示す図１相当図

【図１０】誘導電動機の等価回路図

【図１１】センサレスベクトル制御が不能となる誘導電
動機の回転速度ωr の超低速領域を示す図

【符号の説明】

５は誘導電動機、７は励磁分電流制御部、９は速度推定
値演算部、９ａはすべり角周波数推定値演算部、１０は
トルク分電流制御部、１１は速度制御部、１２は一次角
周波数演算部、１３は位相角演算部、１６はトルク分電
流補正部、１７及び１７′は一次角周波数指令値演算
部、１８は速度指令値補正部を示す。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部より与えられる励磁分電流指令値と
   誘導電動機に流れる相電流から検出された励磁分電流検
   出値との偏差がなくなるように制御する励磁分電流制御
   部と、 外部より与えられる速度指令値と速度推定値との偏差が
   なくなるように制御する速度制御部と、 この速度制御部の出力信号たるトルク分電流指令値と前
   記誘導電動機に流れる相電流から検出されるトルク分電
   流検出値との偏差がなくなるように制御するトルク分電
   流制御部と、 前記トルク分電流検出値からすべり角周波数推定値を演
   算するすべり角周波数推定値演算部と、 前記トルク分電流制御部の制御結果として得られる誘起
   電圧から一次角周波数を演算する一次角周波数演算部
   と、 この一次角周波数演算部からの一次角周波数と前記すべ
   り角周波数推定値演算部からのすべり角周波数推定値と
   に基づいて前記誘導電動機の速度を推定して、その速度
   推定値を前記速度制御部に与える速度推定値演算部と、 前記一次角周波数演算部によって演算された一次角周波
   数を積分して前記誘導電動機の回転子の回転位相角を得
   る位相角演算部と、 前記一次角周波数演算部によって演算された一次角周波
   数が基準値未満となった場合は、極性の異なる正極値と
   負極値とを交互に変化させた一次角周波数指令値を出力
   する一次角周波数指令値演算部を有し、前記一次角周波
   数指令値と前記一次角周波数との偏差からトルク分電流
   補正値を得て、このトルク分電流補正値を前記速度制御
   部によって出力されたトルク分電流指令値に加算するト
   ルク分電流補正部とを備え、 前記位相角演算部，前記励磁分電流制御部及びトルク分
   電流制御部の出力信号に基づいてセンサレスベクトル制
   御を行うことを特徴とする誘導電動機の制御装置。
2. 【請求項２】 外部より与えられる励磁分電流指令値と
   誘導電動機に流れる相電流から検出された励磁分電流検
   出値との偏差がなくなるように制御する励磁分電流制御
   部と、 外部より与えられる速度指令値と速度推定値との偏差が
   なくなるように制御する速度制御部と、 この速度制御部の出力信号たるトルク分電流指令値と前
   記誘導電動機に流れる相電流から検出されるトルク分電
   流検出値との偏差がなくなるように制御するトルク分電
   流制御部と、 前記トルク分電流検出値からすべり角周波数推定値を演
   算するすべり角周波数推定値演算部と、 前記トルク分電流制御部の制御結果として得られる誘起
   電圧から一次角周波数を演算する一次角周波数演算部
   と、 この一次角周波数演算部からの一次角周波数と前記すべ
   り角周波数推定値演算部からのすべり角周波数推定値と
   に基づいて前記誘導電動機の速度を推定して、その速度
   推定値を前記速度制御部に与える速度推定値演算部と、 前記一次角周波数演算部によって演算された一次角周波
   数を積分して前記誘導電動機の回転子の回転位相角を得
   る位相角演算部と、 前記一次角周波数演算部によって演算された一次角周波
   数が基準値未満となった場合は、その一次角周波数の代
   わりに極性の異なる正極値と負極値とを交互に変化させ
   た一次角周波数指令値を出力する一次角周波数指令値演
   算部とを備え、 前記位相角演算部，前記励磁分電流制御部及びトルク分
   電流制御部の出力信号に基づいてセンサレスベクトル制
   御を行うことを特徴とする誘導電動機の制御装置。
3. 【請求項３】 外部より与えられる励磁分電流指令値と
   誘導電動機に流れる相電流から検出された励磁分電流検
   出値との偏差がなくなるように制御する励磁分電流制御
   部と、 外部より与えられる速度指令値と速度推定値との偏差が
   なくなるように制御する速度制御部と、 この速度制御部の出力信号たるトルク分電流指令値と前
   記誘導電動機に流れる相電流から検出されるトルク分電
   流検出値との偏差がなくなるように制御するトルク分電
   流制御部と、 前記トルク分電流検出値からすべり角周波数推定値を演
   算するすべり角周波数推定値演算部と、 前記トルク分電流制御部の制御結果として得られる誘起
   電圧から一次角周波数を演算する一次角周波数演算部
   と、 この一次角周波数演算部からの一次角周波数と前記すべ
   り角周波数推定値演算部からのすべり角周波数推定値と
   に基づいて前記誘導電動機の速度を推定して、その速度
   推定値を前記速度制御部に与える速度推定値演算部と、 前記一次角周波数指令値演算部によって演算された一次
   角周波数指令値を積分して前記誘導電動機の回転子の回
   転位相角を得る位相角演算部と、 前記一次角周波数指令値演算部によって演算された一次
   角周波数が基準値未満となった場合は、極性の異なる正
   極値と負極値とを交互に変化させた一次角周波数指令値
   を出力する一次角周波数指令値演算部を有し、前記一次
   角周波数指令値を外部より与えられる速度指令値に加算
   する速度指令値補正部とを備え、 前記位相角演算部，前記励磁分電流制御部及びトルク分
   電流制御部の出力信号に基づいてセンサレスベクトル制
   御を行うことを特徴とする誘導電動機の制御装置。
4. 【請求項４】 トルク分電流補正部は、各制御周期毎の
   トルク分電流補正値の変化率を求めて、その変化率が一
   定値以内となるようにトルク分電流補正値を制御するこ
   とを特徴とする請求項１記載の誘導電動機の制御装置。
5. 【請求項５】 正極値及び負極値は、正及び負の極性を
   有する一次角周波数基準値であることを特徴とする請求
   項１乃至４の何れかに記載の誘導電動機の制御装置。
6. 【請求項６】 一次角周波数指令値演算部は、予め設定
   された一次角周波数基準値の最小値及び最大値を有し、
   その動作期間内において一次角周波数基準値を最小値か
   ら与え始めると共に最大値が示す範囲まで順次増加させ
   ることを特徴とする請求項５記載の誘導電動機の制御装
   置。
7. 【請求項７】 正極値及び負極値は、一次角周波数に対
   して所定値を加減することにより正及び負の極性を有す
   る上限値及び下限値として設定され、一次角周波数指令
   値演算部は、正極値及び負極値を交互に変化させる時間
   比を１：１にすることを特徴とする請求項１乃至４の何
   れかに記載の誘導電動機の制御装置。
8. 【請求項８】 一次角周波数指令値演算部は、所定値を
   正弦波によって振幅変調することにより、正極値及び負
   極値を交互に変化させることを特徴とする請求項７記載
   の誘導電動機の制御装置。
9. 【請求項９】 一次角周波数指令値演算部は、一次角周
   波数が連続して基準値以下である時間が一定時間を経過
   すると、一次角周波数指令値を０Ｈｚより大または小な
   る一定値に設定することを特徴とする請求項１乃至４の
   何れかに記載の誘導電動機の制御装置。