JPH11187700A - 誘導電動機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】誘導電動機の枠番を大きくすることなく、誘導
電動機の始動時のみトルクを増大できる制御装置を提供
する。 【解決手段】誘導電動機３の制御装置３０における磁束
補正器３１と乗算器３２とにより、誘導電動機３の低速
領域で二次磁束指令値φ₂ ^**を高速領域より大きくする
ことで、誘導電動機３のＭ軸電流指令値ｉ_M ^* をより大
きくし、Ｔ軸電流指令値ｉ_T ^* をより小さくし、インバ
ータ２の許容最大電流ｉ_1maxの範囲内に制限器３３でＴ
軸電流ｉ_T を抑制しつつ、誘導電動機３の発生トルクの
増大を計る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ベクトル制御に
よって誘導電動機を可変速制御する誘導電動機の制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、この種の誘導電動機の制御装置
の従来例を示す回路構成図である。図５において、１は
商用電源などの交流電源、２は半導体スイッチなどで構
成されるインバータ、３は誘導電動機、４は誘導電動機
３の負荷、５は誘導電動機３の回転速度を検出する速度
検出器、６は誘導電動機３の入力の相電流を検出する電
流検出器、１０は制御装置を示す。

【０００３】この制御装置１０は速度設定器１１と、速
度指令演算器１２と、速度調節器１３と、磁束指令演算
器１４と、第１除算器としての除算器１５と、すべり周
波数演算器１６と、第２除算器としての除算器１７と、
制限器１８と、Ｔ軸電流調節器１９と、Ｍ軸電流調節器
２０と、積分器２１と、座標変換器２２，２３とを備え
ている。

【０００４】図５に示した誘導電動機３の制御装置１０
の動作を以下に説明する。速度設定器１１は誘導電動機
３が運転するべき速度設定値ω_r ^# を設定し、速度指令
演算器１２は予め定めた加減速度により変化し、最終的
には該速度設定値ω_r ^# に一致する速度指令値ω_r ^* を
出力する。速度調節器１３はこの速度指令値ω_r ^* と速
度検出器５が検出した速度検出値ω_r との偏差を入力
し、調節動作によりその入力偏差を零にするトルク指令
値τ^* を出力する。一方、磁束指令演算器１４は前記速
度検出値ω_r から、後述の如く二次磁束指令値φ₂ ^* を
演算して出力する。

【０００５】前記トルク指令値τ^* と二次磁束指令値φ
₂ ^* とにより式（１），（２）に従って、誘導電動機３
の一次電流の二次磁束と平行なＭ軸電流指令値ｉ_M ^* と
該二次磁束と垂直なＴ軸電流指令値ｉ_T ^* を演算する。

【０００６】

【数１】 ｉ_M ^* ＝（１／Ｌ_M ）・φ₂ ^* …（１） ここで、Ｌ_M は誘導電動機３の励磁インダクタンスであ
る。

【０００７】

【数２】 ｉ_T ^* ＝τ^* ／φ₂ ^* …（２） すなわち、除算器１７は前記式（１）の演算をし、除算
器１５は前記式（２）の演算をしている。座標変換器２
２は、電流検出器６で検出された相電流ｉ_U ，ｉ_V ，ｉ
_W から誘導電動機３の一次電流ｉ₁ の二次磁束φ₂ と平
行なＭ軸電流検出値ｉ_M と該二次磁束と垂直なＴ軸電流
検出値ｉ_T に変換するもので、誘導電動機３のＵ相巻線
と該二次磁束とのなす角度をΨ₂ として、式（３），
（４）の演算を行っている。

【０００８】

【数３】 ｉ_T ＝ｉ_U ・ｃｏｓΨ₂ ＋ｉ_V ・ｃｏｓ（Ψ₂ −１２０°） ＋ｉ_W ・ｃｏｓ（Ψ₂ ＋１２０°） …（３）

【０００９】

【数４】 ｉ_M ＝ｉ_U ・ｓｉｎΨ₂ ＋ｉ_V ・ｓｉｎ（Ψ₂ −１２０°） ＋ｉ_W ・ｓｉｎ（Ψ₂ ＋１２０°） …（４） Ｔ軸電流調節器１９は、前記Ｔ軸電流指令値ｉ_T ^* とＴ
軸電流検出値ｉ_T との偏差を入力し、調節動作によりそ
の入力偏差を零にするＴ軸電圧指令値ｖ_T ^* を出力す
る。また、Ｍ軸電流調節器１９は、前記Ｍ軸電流指令値
ｉ_M ^* とＭ軸電流検出値ｉ_M との偏差を入力し、調節動
作によりその入力偏差を零にするＭ軸電圧指令値ｖ_M ^*
を出力する。

【００１０】座標変換器２３は、前記Ｔ軸電圧指令値ｖ
_T ^* とＭ軸電圧指令値ｖ_M ^* とを入力し三相電圧指令値
Ｖ_U ^* ，Ｖ_V ^* ，Ｖ_W ^* を出力するもので、誘導電動機
３のＵ相巻線と二次磁束とのなす角度をΨ₂ として、式
（５）〜（７）の演算を行っている。

【００１１】

【数５】 Ｖ_U ^* ＝ｖ_M ^* ・ｃｏｓΨ₂ ＋ｖ_T ^* ・ｓｉｎΨ₂ …（５）

【００１２】

【数６】 Ｖ_V ^* ＝ｖ_M ^* ・ｃｏｓ（Ψ₂ −１２０°） ＋ｖ_T ^* ・ｓｉｎ（Ψ₂ −１２０°） …（６）

【００１３】

【数７】 Ｖ_W ^* ＝ｖ_M ^* ・ｃｏｓ（Ψ₂ ＋１２０°） ＋ｖ_T ^* ・ｓｉｎ（Ψ₂ ＋１２０°） …（７） この三相電圧指令値Ｖ_U ^* ，Ｖ_V ^* ，Ｖ_W ^* はインバー
タ２により所定の電圧，周波数の三相交流電圧に変換さ
れ、誘導電動機３に供給される。

【００１４】すべり周波数演算器１６は、下記式（８）
の演算を行いすべり周波数ω_S を出力する。

【００１５】

【数８】 ω_S ＝Ｒ₂ ・ｉ_T ^* ／φ₂ ^* …（８） 積分器２１は、前記すべり周波数ω_S と速度検出値ω_r
との加算値（＝一次周波数ω₁ ）を積分演算すること
で、周知の如く誘導電動機３のＵ相巻線と二次磁束φ₂
とのなす角度Ψ₂ が得られる。

【００１６】誘導電動機３の一次電流ｉ₁ とＴ軸電流検
出値ｉ_T およびＭ軸電流検出値ｉ_Mとの関係は、式
（９）で表される。

【００１７】

【数９】 ｉ₁ ＝〔（ｉ_T ）² ＋（ｉ_M ）² 〕^1/2 …（９） 一方、半導体スイッチなどで構成されるインバータ２に
は許容電流がある。この許容最大電流をｉ_1maxとしＭ軸
電流定格値をｉ_M100とすると、Ｔ軸電流最大値ｉ_Tmaxは
式（１０）で表される。

【００１８】

【数１０】 ｉ_Tmax＝〔（ｉ_1max）² −（ｉ_M100）² 〕^1/2 …（１０） Ｔ軸電流最大値ｉ_Tmax以上にインバータ２から一次電流
ｉ₁ を流すと、インバータ２の許容最大電流をｉ_1maxを
超えてしまうので、制限器１８ではＴ軸電流指令値ｉ_T
^* がＴ軸電流最大値ｉ_Tmaxを超えないように制限し、こ
れをＴ軸電流指令値ｉ_T ^**として出力している。その制
限レベル値は、Ｔ軸電流定格値をｉ_T100とすると、下記
式（１１）の関係がある。

【００１９】

【数１１】 制限レベル値＝（ｉ_Tmax／ｉ_T100）×１００％ …（１１） すなわち、Ｍ軸電流定格値ｉ_M100を流すと誘導電動機３
には１００％の二次磁束が発生し、この状態でＴ軸電流
定格値ｉ_T100を流すと誘導電動機３には定格トルクが得
られ、また、Ｔ軸電流最大値ｉ_Tmaxを流すと、インバー
タ２と誘導電動機３とを組み合わせての最大トルクが得
られる。

【００２０】前述の磁束指令演算器１４は誘導電動機３
の回転速度ω_r が基底回転速度ω_bまでは１００％の二
次磁束に相当する二次磁束指令φ₂ ^* を出力し、基底回
転速度ω_b 以上では回転速度ω_r に反比例した二次磁束
指令φ₂ ^* を出力する。図６は、この制御装置１０によ
りインバータ２を介して誘導電動機３を可変速制御した
ときの誘導電動機３の発生トルクτと回転速度ω_r との
関係を表した特性曲線図を示し、発生トルクτ_M の点が
Ｔ軸電流が最大（ｉ_Tmax）でＭ軸電流が定格の
（ｉ_M100）ときの最大トルクである。誘導電動機３の回
転速度ω_r が零から基底回転速度ω_b までの間は、その
発生トルクの最大値はτ_M であるが（すなわち定トルク
特性）、基底回転速度ω_b を超えると、磁束指令演算器
１４により回転速度ω_r に反比例して二次磁束指令φ₂
^* を下げるため、発生トルクτは回転速度ω_r に反比例
して低下する（すなわち定出力特性）。

【００２１】また、誘導電動機３のＴ軸、Ｍ軸の電圧
（ｖ_T ，ｖ_M ）と電流（ｉ_T ，ｉ_M ）の関係は式（１
２），（１３）で表すことができる。但し、ここでは電
流値が変化する際の過渡項については省略している。

【００２２】

【数１２】 ｖ_T ＝Ｒ₁ ・ｉ_T ＋Ｌσ・ω₁ ・ｉ_M ＋Ｌ_M ・ω₁ ・ｉ_M …（１２）

【００２３】

【数１３】 ｖ_M ＝Ｒ₁ ・ｉ_M −Ｌσ・ω₁ ・ｉ_T …（１３） ここで、Ｒ₁ ：一次抵抗、Ｌσ：漏れインダクタンス、
Ｌ_M ：励磁インダクタンス、ω₁ ：一次角周波数であ
る。さらにまた、誘導電動機３の一次電圧Ｖ₁ とＴ軸電
圧ｖ_T とＭ軸電圧ｖ_M との関係は式（１４）で表され
る。

【００２４】

【数１４】 Ｖ₁ ＝〔（ｖ_T ）² ＋（ｖ_M ）² 〕^1/2 …（１４） すなわち、誘導電動機３が無負荷運転時にはＴ軸電流ｉ
_T が零なので、式（１２）の右辺第１項および式（１
３）の右辺第２項は零となる。また、誘導電動機３が零
回転では一次角周波数ω₁ も零となるので、式（１２）
の右辺第２，３項が零となり、式（１３）は右辺第１項
のみとなる。さらに定トルク範囲ではＭ軸電流ｉ_M が一
定で、一次角周波数ω₁ が大きくなるので式（１２）の
右辺第２，３項が誘導電動機３の回転速度に比例して大
きくなり、定出力範囲では誘導電動機３の回転速度に反
比例してＭ軸電流ｉ_M が減少するので、ω₁ ×ｉ_M が一
定になり式（１２）の右辺第２，３項は回転速度に関係
なく一定値となる。

【００２５】また、誘導電動機３が一定負荷運転時には
Ｔ軸電流ｉ_T に関連する式（１２）の右辺第１項が、回
転速度に関係なく一定値となり、式（１３）の右辺第２
項は回転速度に比例して大きくなる。図７は、上述の式
（１２）〜（１４）の関係を図示した特性図であり、
は無負荷時、が定格トルク時、が最大トルク時をそ
れぞれ示している。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】従来の制御装置１０に
より、インバータ２を介して誘導電動機３と負荷４とし
ての台車を駆動する台車走行システムへ適用した場合に
ついて説明する。台車走行に必要なトルクτ_D は式（１
５）で表される。

【００２７】

【数１５】 τ_D ＝μ・ΣＷ・Ｇ・Ｄ／（２・ａ） 〔Ｎ・ｍ〕 …（１５） ここで、μ：摩擦係数、ΣＷ：総質量〔ｋｇ〕、Ｇ：
９．８〔ｍ／ｓ〕、Ｄ：車輪直径〔ｍ〕、ａ：減速比を
示す。この摩擦係数μは台車が静止時（始動時）と走行
時とで値が異なり、一般に、静止時の摩擦係数の方が大
きい。

【００２８】この台車走行システムを所定の加減速度
で、始動・加速・一定速・減速・停止運転させた場合の
速度とトルクとの関係を図８に示す。図８において、破
線で示したトルクは走行トルクで、台車の始動時は静止
摩擦の影響で若干大きくなる。また、台車の加速時には
前記走行トルクに台車の加速に必要な加速トルクが加算
される。すなわち必要最大トルクは台車の始動時にあ
り、この必要最大トルクτ_A で誘導電動機３を選定する
と、誘導電動機３の枠番（体格）が大きくなり、価格が
増大するという難点があった。

【００２９】この発明の目的は上記問題点を解決するた
めに、図８で示すτ_B （台車の始動時を無視した最大ト
ルク）で選定した誘導電動機３とし、この誘導電動機を
用いた制御装置を提供することにある。

【００３０】

【課題を解決するための手段】この第１の発明は、イン
バータにより駆動される誘導電動機であって、該電動機
に流れる一次電流を座標変換した該電動機の二次磁束と
平行の座標軸（Ｍ軸）成分と、このＭ軸に直交する座標
軸（Ｔ軸）成分とに基づくベクトル制御によって該電動
機を可変速制御する誘導電動機の制御装置において、前
記電動機の速度指令値（ω_r ^* ）と速度検出値（ω_r ）
との偏差を入力し、調節動作によりその入力偏差を零に
するトルク指令値（τ^* ）を出力する速度調節器と、前
記速度検出値（ω_r ）から二次磁束指令値（φ₂ ^* ）を
演算して出力する磁束指令演算器と、前記速度検出値
（ω_r ）の低速領域での二次磁束補正係数を演算して出
力する磁束補正器と、前記二次磁束指令値（φ₂ ^* ）と
二次磁束補正係数とを乗算演算し、この演算値を新たな
二次磁束指令値（φ₂ ^**）として出力する乗算器と、前
記トルク指令値（τ^* ）を二次磁束指令値（φ₂ ^**）で
除算演算し、この演算値をＴ軸電流指令値（ｉ_T ^* ）と
して出力する第１除算器と、前記二次磁束指令値（φ₂
^**）とＴ軸電流指令値（ｉ_T ^* ）と前記電動機の二次抵
抗値（Ｒ₂ ）とからすべり周波数（ω_S ）を演算して出
力するすべり周波数演算器と、前記二次磁束指令値（φ
₂ ^**）を前記電動機の励磁インダクタンス（Ｌ_M ）で除
算演算し、この演算値をＭ軸電流指令値（ｉ_M ^* ）とし
て出力する第２除算器と、前記インバータの許容最大出
力電流（ｉ_1max）とＭ軸電流指令値（ｉ_M ^* ）とからＴ
軸電流最大値（ｉ_Tmax）を演算し、このＴ軸電流最大値
（ｉ_{Tm ax}）とＴ軸電流定格値（ｉ_T100）とから電流制限
レベル値を演算し、前記Ｔ軸電流指令値（ｉ_T ^* ）を該
電流制限レベル値以内に制限し、この制限値を新たなＴ
軸電流指令値（ｉ_T ^**）として出力する制限器と、前記
Ｔ軸電流指令値（ｉ_T ^**）とＴ軸電流検出値（ｉ_T ）と
の偏差を入力し、調節動作によりその入力偏差を零にす
るＴ軸電圧指令値（ｖ_T ^* ）を出力するＴ軸電流調節器
と、前記Ｍ軸電流指令値（ｉ_M ^* ）とＭ軸電流検出値
（ｉ_M ）との偏差を入力し、調節動作によりその入力偏
差を零にするＭ軸電圧指令値（ｖ_M ^* ）を出力するＭ軸
電流調節器とを備えたことを特徴とする。

【００３１】また第２の発明は前記誘導電動機の制御装
置において、前記電動機の速度指令値（ω_r ^* ）と速度
検出値（ω_r ）との偏差を入力し、調節動作によりその
入力偏差を零にするトルク指令値（τ^* ）を出力する速
度調節器と、前記速度検出値（ω_r ）から二次磁束指令
値（φ₂ ^* ）を演算して出力する磁束指令演算器と、前
記トルク指令値（τ^* ）を二次磁束指令値（φ₂ ^* ）で
除算演算し、この演算値をＴ軸電流指令値（ｉ_T ^* ）と
して出力する第１除算器と、前記速度検出値（ω_r ）の
低速領域での二次抵抗補正係数を演算して出力するＲ₂
補正器と、前記電動機の二次抵抗値（Ｒ₂ ）と二次抵抗
補正係数とを乗算演算し、この演算値を二次抵抗演算値
（Ｒ₂ ^* ）として出力する乗算器と、前記二次磁束指令
値（φ₂ ^* ）とＴ軸電流指令値（ｉ_T ^* ）と二次抵抗演
算値（Ｒ₂ ^* ）とからすべり周波数（ω_S ）を演算して
出力するすべり周波数演算器と、前記二次磁束指令値
（φ ₂ ^* ）を前記電動機の励磁インダクタンス（Ｌ_M ）
で除算演算し、この演算値をＭ軸電流指令値（ｉ_M ^* ）
として出力する第２除算器と、前記インバータの許容最
大出力電流（ｉ_1max）とＭ軸電流定格値（ｉ_M100）とか
らＴ軸電流最大値（ｉ _Tmax）を演算し、このＴ軸電流最
大値（ｉ_Tmax）とＴ軸電流定格値（ｉ_T100）とから電流
制限レベル値を演算し、前記Ｔ軸電流指令値（ｉ_T ^* ）
を該電流制限レベル値以内に制限し、この制限値を新た
なＴ軸電流指令値（ｉ_T ^**）として出力する制限器と、
前記Ｔ軸電流指令値（ｉ_T ^**）とＴ軸電流検出値
（ｉ_T ）との偏差を入力し、調節動作によりその入力偏
差を零にするＴ軸電圧指令値（ｖ_T ^* ）を出力するＴ軸
電流調節器と、前記Ｍ軸電流指令値（ｉ_M ^* ）とＭ軸電
流検出値（ｉ_M ）との偏差を入力し、調節動作によりそ
の入力偏差を零にするＭ軸電圧指令値（ｖ_M ^* ）を出力
するＭ軸電流調節器とを備えたことを特徴とする。

【００３２】この発明によれば、後述の如く、誘導電動
機の始動時の低速領域のみ発生トルクを若干大きくする
ことができ、このベクトル制御による誘導電動機を台車
走行システムに適用したときにも、該誘導電動機の枠番
を大きくする必要がない。

【００３３】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の第１の実施例
を示す誘導電動機の制御装置の回路構成図であり、図５
に示した従来例回路と同一機能を有するものには同一符
号を付してその説明を省略する。すなわち、図１に示し
た誘導電動機３の制御装置３０には速度設定器１１，速
度指令演算器１２、速度調節器１３，磁束指令演算器１
４，除算器１５，すべり周波数演算器１６，除算器１
７，Ｔ軸電流調節器１９，Ｍ軸電流調節器２０，積分器
２１，座標変換器２２，２３の他に、磁束補正器３１
と、乗算器３２と、制限器１８に代わる制限器３３とを
備えている。

【００３４】図１において、誘導電動機３の発生トルク
τは式（１６）で表される。

【００３５】

【数１６】τ＝φ₂ ・ｉ_T ＝Ｌ_M ・ｉ_M ・ｉ_T …（１６） インバータ２が流せる許容最大電流ｉ_1maxは一定値であ
るので、式（１６）において、誘導電動機３の発生トル
クτをより大きくするには誘導電動機３の二次磁束φ₂
を大きくする、すなわち、先述の式（９）の関係により
誘導電動機３のＭ軸電流ｉ_M を大きくし、その分Ｔ軸電
流ｉ_T を小さくすればよい。

【００３６】図１に示した制御装置３０の磁束補正器３
１は図２に示す特性を有し、入力される速度検出器５の
検出値ω_r が零（ω_r ＝０）のときは二次磁束補正係数
ｋをｋ₁ （ｋ₁ ＞１）として出力し、速度検出器５の検
出値ω_r が予め設定したω₀以上（ω_r ≧ω₀ ）で二次
磁束補正係数ｋを１．０として出力し、この間（０≦ω
_r ≦ω₀ ）に出力する二次磁束補正係数ｋは直線的に減
少させている。

【００３７】すなわち、磁束指令演算器１４が出力する
二次磁束指令値φ₂ ^* と、磁束補正器３１が出力する二
次磁束補正係数ｋとを乗算器３２で乗算演算し、この乗
算値を新たな二次磁束指令値（φ₂ ^**）とすることによ
り、除算器１５が出力するＴ軸電流指令値ｉ_T ^* が誘導
電動機３の低速領域（０≦ω_r ≦ω₀ ）でより小さくな
り、除算器１７が出力するＭ軸電流指令値ｉ_M ^* が誘導
電動機３の低速領域（０≦ω_r ≦ω₀ ）でより大きくす
ることができる。

【００３８】さらに制御装置３０の制限器３３では、Ｍ
軸電流指令値ｉ_M ^* を入力し、先述の式（９）に代えて
下記の式（１７）の演算を行わせている。

【００３９】

【数１７】 ｉ_Tmax＝〔（ｉ_1max）² −（ｉ_M ^* ）² 〕^1/2 …（１７） 式（１７）に示したＴ軸電流最大値ｉ_Tmax以上に、イン
バータ２から一次電流ｉ₁ を流すと、インバータ２の許
容最大電流をｉ_1maxを超えてしまうので、制限器３３で
はＴ軸電流指令値ｉ_T ^* がＴ軸電流最大値ｉ_Tmaxを超え
ないように先述の式（１０）に基づく制限レベル値を求
めて制限し、これを新たなＴ軸電流指令値ｉ_T ^**として
出力している。

【００４０】上述の如く、図１に示した誘導電動機３の
制御装置３０において、磁束補正器３１と乗算器３２と
制限器３３とを備えることにより、このベクトル制御に
よる誘導電動機３を先述の台車走行システムに適用した
ときにも、誘導電動機３の始動時の低速領域のみ、発生
トルクτを台車走行の必要最大トルクτ_A （図８参照）
に調整でき、誘導電動機３の枠番を大きくする必要がな
い。

【００４１】図３は、この発明の第２の実施例を示す誘
導電動機の制御装置の回路構成図であり、図５に示した
従来例回路と同一機能を有するものには同一符号を付し
てその説明を省略する。すなわち、図３に示した誘導電
動機３の制御装置４０には速度設定器１１，速度指令演
算器１２、速度調節器１３，磁束指令演算器１４，除算
器１５，すべり周波数演算器１６，除算器１７，制限器
１８，Ｔ軸電流調節器１９，Ｍ軸電流調節器２０，積分
器２１，座標変換器２２，２３の他に、Ｒ₂ 補正器４１
と、乗算器４２とを備えている。

【００４２】図３に示した制御装置４０のＲ₂ 補正器４
１は図４に示す特性を有し、入力される速度検出器５の
検出値ω_r が零（ω_r ＝０）のときは二次抵抗補正係数
ｈをｈ₁ （ｈ₁ ＜１）として出力し、速度検出器５の検
出値ω_r が予め設定したω₀以上（ω_r ≧ω₀ ）で二次
抵抗補正係数ｈを１．０として出力し、この間（０≦ω
_r ≦ω₀ ）に出力する二次抵抗補正係数ｈは直線的に増
加させている。

【００４３】すなわち、誘導電動機３の二次抵抗値Ｒ₂
と、Ｒ₂ 補正器４１が出力する二次抵抗補正係数ｈとを
乗算器４２で乗算演算し、この乗算値を二次抵抗演算値
Ｒ₂ ^**としてすべり周波数演算器１６に入力している。
このとき、誘導電動機３の実際の二次抵抗値Ｒ₂ に対し
て、Ｒ₂ 補正器４１と乗算器４２とによる二次抵抗演算
値Ｒ₂ ^**とすることにより、下記式（１８），（１９）
の関係がある。

【００４４】

【数１８】 Ｒ₂ ・ｉ_T ／（Ｌ_M ・ｉ_M ） ＝Ｒ₂ ^**・ｉ_T ’／（Ｌ_M ・ｉ_M ’） …（１８）

【００４５】

【数１９】 〔（ｉ_T ）² ＋（ｉ_M ）² 〕^1/2 ＝〔（ｉ_T ’）² ＋（ｉ_M ’）² 〕^1/2 …（１９） すなわち、上記式（１８），（１９）において、二次抵
抗演算値Ｒ₂ ^**を誘導電動機３の低速領域（０≦ω_r ≦
ω₀ ）で該電動機の二次抵抗値Ｒ₂ より小さい値にする
ことで、制御装置４０の内部で演算されるＴ軸電流ｉ_T
より小さい値のＴ軸電流ｉ_T ’が実際に誘導電動機３に
流れ、同様に、制御装置４０の内部で演算されるＭ軸電
流ｉ_M より大きな値のＭ軸電流ｉ_M ’が実際に誘導電動
機３に流れることにより、このベクトル制御による誘導
電動機３を先述の台車走行システムに適用したときに
も、誘導電動機３の始動時の低速領域のみ、発生トルク
τを台車走行の必要最大トルクτ_A （図８参照）に調整
でき、誘導電動機３の枠番を大きくする必要がない。

【００４６】

【発明の効果】この発明によれば、上述の如く、誘導電
動機の始動時の低速領域のみ、発生トルクを若干大きく
することができ、このベクトル制御による誘導電動機を
エレベータの巻上機などの台車走行システムに適用した
ときにも、該誘導電動機の枠番を大きくする必要がな
く、価格の上昇も抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す誘導電動機の制
御装置の回路構成図

【図２】図１に示した磁束補正器の動作を説明する特性
図

【図３】この発明の第２の実施例を示す誘導電動機の制
御装置の回路構成図

【図４】図３に示したＲ₂ 補正器のの動作を説明する特
性図

【図５】従来例を示す誘導電動機の制御装置の回路構成
図

【図６】図５の動作を説明する誘導電動機の特性図

【図７】図５の動作を説明する誘導電動機の特性図

【図８】図５の動作を説明する台車走行システムの特性
図

【符号の説明】

１…交流電源、２…インバータ、３…誘導電動機、４…
負荷、５…速度検出器、６…電流検出器、１０…制御装
置、１１…速度設定器、１２…速度指令演算器、１３…
速度調節器、１４…磁束指令演算器、１５…除算器、１
６…すべり周波数演算器、１７…除算器、１８…制限
器、１９…Ｔ軸電流調節器、２０…Ｍ軸電流調節器、２
１…積分器、２２，２３…座標変換器、３０…制御装置
３０、３１…磁束補正器、３２…乗算器、３３…制限器
３３、４０…制御装置、４１…Ｒ₂補正器、４２…乗算
器。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インバータにより駆動される誘導電動機で
   あって、該電動機に流れる一次電流を座標変換した該電
   動機の二次磁束と平行の座標軸（Ｍ軸）成分と、このＭ
   軸に直交する座標軸（Ｔ軸）成分とに基づくベクトル制
   御によって該電動機を可変速制御する誘導電動機の制御
   装置において、 前記電動機の速度指令値（ω_r ^* ）と速度検出値
   （ω_r ）との偏差を入力し、調節動作によりその入力偏
   差を零にするトルク指令値（τ^* ）を出力する速度調節
   器と、 前記速度検出値（ω_r ）から二次磁束指令値（φ₂ ^* ）
   を演算して出力する磁束指令演算器と、 前記速度検出値（ω_r ）の低速領域での二次磁束補正係
   数を演算して出力する磁束補正器と、 前記二次磁束指令値（φ₂ ^* ）と二次磁束補正係数とを
   乗算演算し、この演算値を新たな二次磁束指令値（φ₂
   ^**）として出力する乗算器と、 前記トルク指令値（τ^* ）を二次磁束指令値（φ₂ ^**）
   で除算演算し、この演算値をＴ軸電流指令値（ｉ_T ^* ）
   として出力する第１除算器と、 前記二次磁束指令値（φ₂ ^**）とＴ軸電流指令値（ｉ_T
   ^* ）と前記電動機の二次抵抗値（Ｒ₂ ）とからすべり周
   波数（ω_S ）を演算して出力するすべり周波数演算器
   と、 前記二次磁束指令値（φ₂ ^**）を前記電動機の励磁イン
   ダクタンス（Ｌ_M ）で除算演算し、この演算値をＭ軸電
   流指令値（ｉ_M ^* ）として出力する第２除算器と、 前記インバータの許容最大出力電流（ｉ_1max）とＭ軸電
   流指令値（ｉ_M ^* ）とからＴ軸電流最大値（ｉ_Tmax）を
   演算し、このＴ軸電流最大値（ｉ_Tmax）とＴ軸電流定格
   値（ｉ_T100）とから電流制限レベル値を演算し、前記Ｔ
   軸電流指令値（ｉ_T ^* ）を該電流制限レベル値以内に制
   限し、この制限値を新たなＴ軸電流指令値（ｉ_T ^**）と
   して出力する制限器と、 前記Ｔ軸電流指令値（ｉ_T ^**）とＴ軸電流検出値
   （ｉ_T ）との偏差を入力し、調節動作によりその入力偏
   差を零にするＴ軸電圧指令値（ｖ_T ^* ）を出力するＴ軸
   電流調節器と、 前記Ｍ軸電流指令値（ｉ_M ^* ）とＭ軸電流検出値
   （ｉ_M ）との偏差を入力し、調節動作によりその入力偏
   差を零にするＭ軸電圧指令値（ｖ_M ^* ）を出力するＭ軸
   電流調節器とを備えたことを特徴とする誘導電動機の制
   御装置。
2. 【請求項２】インバータにより駆動される誘導電動機で
   あって、該電動機に流れる一次電流を座標変換した該電
   動機の二次磁束と平行の座標軸（Ｍ軸）成分と、このＭ
   軸に直交する座標軸（Ｔ軸）成分とに基づくベクトル制
   御によって該電動機を可変速制御する誘導電動機の制御
   装置において、 前記電動機の速度指令値（ω_r ^* ）と速度検出値
   （ω_r ）との偏差を入力し、調節動作によりその入力偏
   差を零にするトルク指令値（τ^* ）を出力する速度調節
   器と、 前記速度検出値（ω_r ）から二次磁束指令値（φ₂ ^* ）
   を演算して出力する磁束指令演算器と、 前記トルク指令値（τ^* ）を二次磁束指令値（φ₂ ^* ）
   で除算演算し、この演算値をＴ軸電流指令値（ｉ_T ^* ）
   として出力する第１除算器と、 前記速度検出値（ω_r ）の低速領域での二次抵抗補正係
   数を演算して出力するＲ₂ 補正器と、 前記電動機の二次抵抗値（Ｒ₂ ）と二次抵抗補正係数と
   を乗算演算し、この演算値を二次抵抗演算値（Ｒ₂ ^* ）
   として出力する乗算器と、 前記二次磁束指令値（φ₂ ^* ）とＴ軸電流指令値（ｉ_T
   ^* ）と二次抵抗演算値（Ｒ₂ ^* ）とからすべり周波数
   （ω_S ）を演算して出力するすべり周波数演算器と、 前記二次磁束指令値（φ₂ ^* ）を前記電動機の励磁イン
   ダクタンス（Ｌ_M ）で除算演算し、この演算値をＭ軸電
   流指令値（ｉ_M ^* ）として出力する第２除算器と、 前記インバータの許容最大出力電流（ｉ_1max）とＭ軸電
   流定格値（ｉ_M100）とからＴ軸電流最大値（ｉ_Tmax）を
   演算し、このＴ軸電流最大値（ｉ_Tmax）とＴ軸電流定格
   値（ｉ_T100）とから電流制限レベル値を演算し、前記Ｔ
   軸電流指令値（ｉ_T ^* ）を該電流制限レベル値以内に制
   限し、この制限値を新たなＴ軸電流指令値（ｉ_T ^**）と
   して出力する制限器と、 前記Ｔ軸電流指令値（ｉ_T ^**）とＴ軸電流検出値
   （ｉ_T ）との偏差を入力し、調節動作によりその入力偏
   差を零にするＴ軸電圧指令値（ｖ_T ^* ）を出力するＴ軸
   電流調節器と、 前記Ｍ軸電流指令値（ｉ_M ^* ）とＭ軸電流検出値
   （ｉ_M ）との偏差を入力し、調節動作によりその入力偏
   差を零にするＭ軸電圧指令値（ｖ_M ^* ）を出力するＭ軸
   電流調節器とを備えたことを特徴とする誘導電動機の制
   御装置。