JPH1155993A - 誘導電動機の定数測定方法 - Google Patents
誘導電動機の定数測定方法Info
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- JPH1155993A JPH1155993A JP21040797A JP21040797A JPH1155993A JP H1155993 A JPH1155993 A JP H1155993A JP 21040797 A JP21040797 A JP 21040797A JP 21040797 A JP21040797 A JP 21040797A JP H1155993 A JPH1155993 A JP H1155993A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 誘導電動機の特性を求める回路として用いら
れるＴ−２形等価回路の電気定数を簡単に演算でき、二
次側の直列インピーダンスの時定数を正確に演算するこ
とを目的とする。 【解決手段】 誘導電動機の入力端子に運転時の周波に
近い２つの異なる角周波数ωａとωｂの単相の正弦波電
圧を印加し、各周波数における電圧，電流成分を計測
し、電流を基準とした電圧成分よりインピーダンス成分
を算出し、算出したインピーダンス成分から１式でアド
ミタンスＹ′に変換し、２式，３式で各周波数の計測値
でコンダクタンスＧ′，サセプタンスＢ′で表し、この
２種類のアドミタンス成分から４式で二次側の直列イン
ピーダンスの時定数τ２＝Ｌσ／Ｒ２を求める。 【数１】
れるＴ−２形等価回路の電気定数を簡単に演算でき、二
次側の直列インピーダンスの時定数を正確に演算するこ
とを目的とする。 【解決手段】 誘導電動機の入力端子に運転時の周波に
近い２つの異なる角周波数ωａとωｂの単相の正弦波電
圧を印加し、各周波数における電圧，電流成分を計測
し、電流を基準とした電圧成分よりインピーダンス成分
を算出し、算出したインピーダンス成分から１式でアド
ミタンスＹ′に変換し、２式，３式で各周波数の計測値
でコンダクタンスＧ′，サセプタンスＢ′で表し、この
２種類のアドミタンス成分から４式で二次側の直列イン
ピーダンスの時定数τ２＝Ｌσ／Ｒ２を求める。 【数１】
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘導電動機の定数
測定方法に関し、特に、インバータを用いた誘導電動機
の定数測定方法に関する。
測定方法に関し、特に、インバータを用いた誘導電動機
の定数測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】誘導電動機の諸特性を算出し制御する上
で、電気定数の測定は不可欠であり、この電気定数の測
定については、ＪＥＣ３７で規定された方法が一般的に
行われている。
で、電気定数の測定は不可欠であり、この電気定数の測
定については、ＪＥＣ３７で規定された方法が一般的に
行われている。
【０００３】このＪＥＣ３７での手法は、一次抵抗測定
（固定子端子間の抵抗測定）、拘束試験（拘束電流・拘
束入力を計測）および無負荷試験（励磁電流・無負荷損
を計測）である。
（固定子端子間の抵抗測定）、拘束試験（拘束電流・拘
束入力を計測）および無負荷試験（励磁電流・無負荷損
を計測）である。
【０００４】ここで、問題となるのは拘束試験において
漏れインダクタンスを計測する際、この漏れインダクタ
ンスは表皮効果の影響により測定周波数によって変動す
ることである。この変動の影響を避けるためには、定格
スベリ周波数で測定する必要がある。
漏れインダクタンスを計測する際、この漏れインダクタ
ンスは表皮効果の影響により測定周波数によって変動す
ることである。この変動の影響を避けるためには、定格
スベリ周波数で測定する必要がある。
【０００５】しかし従来は、すべり周波数は定格周波数
の数％程度しかなく、このような低周波数を発生するた
めの発電機や低周波数で正確に電圧・電流・電力を測定
する計測装置が無かった。そのため、定格周波数とその
１／２または１／４程度の周波数で測定を行い、その結
果よりすべり周波数域を補外して推定していた。
の数％程度しかなく、このような低周波数を発生するた
めの発電機や低周波数で正確に電圧・電流・電力を測定
する計測装置が無かった。そのため、定格周波数とその
１／２または１／４程度の周波数で測定を行い、その結
果よりすべり周波数域を補外して推定していた。
【０００６】ところが、近年インバータ装置が開発さ
れ、さらにＰＷＭ方式により電圧制御技術が向上したた
め低周波数の電圧が容易に発生できるようになったほ
か、インバータ自体に電流検出機能を内蔵しているた
め、電流や力率なども容易に計測できるようになってき
た。
れ、さらにＰＷＭ方式により電圧制御技術が向上したた
め低周波数の電圧が容易に発生できるようになったほ
か、インバータ自体に電流検出機能を内蔵しているた
め、電流や力率なども容易に計測できるようになってき
た。
【０００７】そこで、本願の出願人は、先に低周波数の
電源装置を使用した場合の拘束試験方法を提案した（特
願平１−２５０２９６号）。
電源装置を使用した場合の拘束試験方法を提案した（特
願平１−２５０２９６号）。
【０００８】この提案の特徴は次の通りである。
【０００９】（１）拘束試験を２種類の周波数で行い、
電圧・電流の傾きからインピーダンスを測定する。
電圧・電流の傾きからインピーダンスを測定する。
【００１０】周波数を複数にすることにより、電動機に
流れる電流成分による誤差を防いでいる。
流れる電流成分による誤差を防いでいる。
【００１１】（２）ベクトル制御に使用されるＴ−１形
等価回路の定数を直接求める。
等価回路の定数を直接求める。
【００１２】（３）単相交流で測定する。これにより始
動トルクは零であるため、誘導機の拘束機能が無くても
良い。
動トルクは零であるため、誘導機の拘束機能が無くても
良い。
【００１３】というものである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】先に提案した誘導電動
機の定数測定方法は、ベクトル制御に使用すると非常に
都合が良いＴ−１形等価回路を用いて定数を求める方法
であり、低周波数で測定し、励磁インダクタンスを考慮
した計算を行い、磁気飽和や過渡現象の影響を受けず、
定常的で、誤差の少ない定数測定が実現できる効果を有
している。
機の定数測定方法は、ベクトル制御に使用すると非常に
都合が良いＴ−１形等価回路を用いて定数を求める方法
であり、低周波数で測定し、励磁インダクタンスを考慮
した計算を行い、磁気飽和や過渡現象の影響を受けず、
定常的で、誤差の少ない定数測定が実現できる効果を有
している。
【００１５】しかし、汎用インバータによる電圧Ｖと周
波数ｆの比例制御、即ち、Ｖ／ｆ制御においては、Ｔ形
等価回路の一次漏れリアクタンスを消去したＴ−２形等
価回路がよく使用される。
波数ｆの比例制御、即ち、Ｖ／ｆ制御においては、Ｔ形
等価回路の一次漏れリアクタンスを消去したＴ−２形等
価回路がよく使用される。
【００１６】Ｔ−１形等価回路とＴ−２形等価回路との
変換式を使用すれば、従来の方法で計測できるが、計測
データから直接Ｔ−２形等価回路の定数が演算できれ
ば、演算の手間が省けて好都合となる。
変換式を使用すれば、従来の方法で計測できるが、計測
データから直接Ｔ−２形等価回路の定数が演算できれ
ば、演算の手間が省けて好都合となる。
【００１７】そこで、本発明は直接Ｔ−２形等価回路定
数を求める誘導電動機の定数測定方法を提供することを
目的とするものである。
数を求める誘導電動機の定数測定方法を提供することを
目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段は、誘導電動機の定数をＴ形等価回路の一次漏
れリアクタンスをテンソル変換により等価的に消去した
Ｔ−２形等価回路を用いて測定する方法で、誘導電動機
の入力端子に運転時の周波数に近い２つの異なる角周波
数ωａ，ωｂの単相の正弦波電圧を印加し、これら各周
波数における電圧成分と電流成分を計測又は推定し、電
流を基準とした電圧成分よりインピーダンス成分を算出
し、この算出したインピーダンス成分から、次の（１）
式によりアドミタンスＹ′に変換し、これを（２）式お
よび（３）式により各周波数の計測値でコンダクタンス
Ｇ′とサセプタンスＢ′とで表し、次に、この２種類の
アドミタンスの各成分から（４）式により二次側の直列
インピーダンスの時定数τ２(2)＝（Ｌσ(2)／Ｒ
２(2)）を求めるようにする。
めの手段は、誘導電動機の定数をＴ形等価回路の一次漏
れリアクタンスをテンソル変換により等価的に消去した
Ｔ−２形等価回路を用いて測定する方法で、誘導電動機
の入力端子に運転時の周波数に近い２つの異なる角周波
数ωａ，ωｂの単相の正弦波電圧を印加し、これら各周
波数における電圧成分と電流成分を計測又は推定し、電
流を基準とした電圧成分よりインピーダンス成分を算出
し、この算出したインピーダンス成分から、次の（１）
式によりアドミタンスＹ′に変換し、これを（２）式お
よび（３）式により各周波数の計測値でコンダクタンス
Ｇ′とサセプタンスＢ′とで表し、次に、この２種類の
アドミタンスの各成分から（４）式により二次側の直列
インピーダンスの時定数τ２(2)＝（Ｌσ(2)／Ｒ
２(2)）を求めるようにする。
【００１９】
【数３】
【００２０】但し、（１）式〜（４）式において、Ｒ
ａ，Ｒｂは角周波数ωａ，ωｂにおける一次端子からみ
た抵抗成分、Ｒ１は一次抵抗、Ｘａ，Ｘｂは角周波数ω
ａ，ωｂにおける一次端子からみたリアクタンス、Ｒ２
(2)はＴ−２形等価回路の等価二次抵抗、Ｌσ(2)はＴ−
２形等価回路の二次漏れインダクタンス成分を示す。
ａ，Ｒｂは角周波数ωａ，ωｂにおける一次端子からみ
た抵抗成分、Ｒ１は一次抵抗、Ｘａ，Ｘｂは角周波数ω
ａ，ωｂにおける一次端子からみたリアクタンス、Ｒ２
(2)はＴ−２形等価回路の等価二次抵抗、Ｌσ(2)はＴ−
２形等価回路の二次漏れインダクタンス成分を示す。
【００２１】更に、上記の演算結果を用いて、次の
（５）式〜（７）式により各周波数ωａ，ωｂにおける
二次抵抗成分Ｒ２、二次漏れインダクタンス成分Ｌωお
よび一次インダクタンス成分Ｌ１を算出するものであ
る。
（５）式〜（７）式により各周波数ωａ，ωｂにおける
二次抵抗成分Ｒ２、二次漏れインダクタンス成分Ｌωお
よび一次インダクタンス成分Ｌ１を算出するものであ
る。
【００２２】二次抵抗成分は、
【００２３】
【数４】
【００２４】但し、括弧に添えたａおよびｂは周波数ω
ａおよびωｂにおける各定数を示す。
ａおよびωｂにおける各定数を示す。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
て説明する。
【００２６】（１）等価回路と定数の定義まず、等価回
路と定数について定義しておく。
路と定数について定義しておく。
【００２７】図２は誘導電動機（以下、モータと略称す
る）の定常の特性を求めるときに一般的に用いられるＴ
形等価回路で、基本波に対する特性を計算するときの基
本等価回路として知られている。
る）の定常の特性を求めるときに一般的に用いられるＴ
形等価回路で、基本波に対する特性を計算するときの基
本等価回路として知られている。
【００２８】同図の各定数は次の通りである。
【００２９】 Ｖ１：モータ端子相電圧 Ｉ１：モータ端子相電流 Ｉ０：励磁電流成分 Ｉ２：二次電流成分 Ｒ１：一次抵抗 Ｒ２：二次抵抗 ｌ１：一次漏れインダクタンス ｌ２：二次漏れインダクタンス Ｍ ：励磁インダクタンス 図１は本発明において使用するＶ／ｆ制御に適した等価
回路で、Ｔ形等価回路の一次漏れリアクタンスをテンソ
ル変換により等価的に消去した形のＴ−２形等価回路と
して一般に知られている。
回路で、Ｔ形等価回路の一次漏れリアクタンスをテンソ
ル変換により等価的に消去した形のＴ−２形等価回路と
して一般に知られている。
【００３０】同図の各定数は、次の通りである。
【００３１】 Ｒ１：一次抵抗 Ｒ２(2)：等価二次抵抗 Ｌσ(2)：等価漏れインダクタンス Ｌ１：一次インダクタンス τ２(2)：二次回路の時定数 図２のＴ形等価回路と、図１のＴ−２形等価回路との対
応は次の関係式が成立する。
応は次の関係式が成立する。
【００３２】
【数５】
【００３３】（２）演算の元となる計測データについて まず、角周波数ωａのときと、ωｂのときの一次端子か
らみた抵抗成分ＲａとＲｂおよびそのときのリアクタン
ス成分ＸａとＸｂを計測する。
らみた抵抗成分ＲａとＲｂおよびそのときのリアクタン
ス成分ＸａとＸｂを計測する。
【００３４】この測定は、モータ２を単相交流電源に図
３（ａ）又は図３（ｂ）のように接続したときと等価に
なるように、インバータの３相出力電圧を制御する。
３（ａ）又は図３（ｂ）のように接続したときと等価に
なるように、インバータの３相出力電圧を制御する。
【００３５】このときに、角周波数ωａとωｂの２種類
について測定する。印加する電源は交流であるため、測
定データは、フェザーベクトルとして得られる。
について測定する。印加する電源は交流であるため、測
定データは、フェザーベクトルとして得られる。
【００３６】そこで、発生している電流を基準軸（ｄ
軸）とし、それに対して９０°進んだ軸をｑ軸と定義す
る（図４）。
軸）とし、それに対して９０°進んだ軸をｑ軸と定義す
る（図４）。
【００３７】角周波数ωａのときの電圧指令Ｖｄ、電圧
指令フェザーベクトル成分Ｖｑおよび正弦波の電流指令
Ｉｄを変化させて計測すると図５のような特性となる。
指令フェザーベクトル成分Ｖｑおよび正弦波の電流指令
Ｉｄを変化させて計測すると図５のような特性となる。
【００３８】これは横軸を電流としているので、この特
性の傾きはインピーダンス成分となる。Ｖｄ側の傾きは
抵抗成分（Ｒ）、Ｖｑ側の傾きはリアクタンス成分
（Ｘ）となる。この結果、ωａのときのＲａ，Ｘａと，
ωｂのときのＲｂ，Ｘｂとを計測データとして得ること
ができる。
性の傾きはインピーダンス成分となる。Ｖｄ側の傾きは
抵抗成分（Ｒ）、Ｖｑ側の傾きはリアクタンス成分
（Ｘ）となる。この結果、ωａのときのＲａ，Ｘａと，
ωｂのときのＲｂ，Ｘｂとを計測データとして得ること
ができる。
【００３９】なお、図５は、２つの周波数１．９７Ｈｚ
及び３．８１Ｈｚで単相拘束試験を行った結果を示す特
性図で、出力電圧相を固定しておき、正弦波の電流指令
Ｉｄを与え、電圧指令のフェザーベクトル成分を測定し
たものである。
及び３．８１Ｈｚで単相拘束試験を行った結果を示す特
性図で、出力電圧相を固定しておき、正弦波の電流指令
Ｉｄを与え、電圧指令のフェザーベクトル成分を測定し
たものである。
【００４０】主回路の電圧降下成分が電流と同相の電圧
指令Ｖｄに現れていて、原点がずれるが各特性の傾きか
ら等価入力インピーダンスＸが得られる。
指令Ｖｄに現れていて、原点がずれるが各特性の傾きか
ら等価入力インピーダンスＸが得られる。
【００４１】（３）Ｔ−２形等価回路を求める演算方法 まず、本発明の前提条件を明確にしておく。次のＡ，Ｂ
の２項目が前提となる。
の２項目が前提となる。
【００４２】Ａ．前項の要領で、２種類の周波数におけ
る次のインピーダンス成分が計測できる。
る次のインピーダンス成分が計測できる。
【００４３】 ωａ：１つ目の計測周波数 ωｂ：２つ目の計測周波数 Ｒａ：ωａにおける一次端子からみた抵抗成分 Ｒｂ：ωｂにおける一次端子からみた抵抗成分 Ｘａ：ωａにおける一次端子からみたリアクタンス成分 Ｘｂ：ωｂにおける一次端子からみたリアクタンス成分 Ｂ．一次抵抗Ｒ１は他の直流電流法等で計測し、既知で
ある。
ある。
【００４４】Ｒ１：一次抵抗 次に、求める等価回路定数を明確にしておく、図１の等
価回路の定数を求めるものである。
価回路の定数を求めるものである。
【００４５】Ｒ２(2)：等価二次抵抗 Ｌσ(2)：等価漏れインダクタンス Ｌ１：一次インダクタンス τ２(2)：二次直列インピーダンスの時定数 さらに、説明のために一次端子からみたインピーダンス
ＺとＬ１の両端からみたインピーダンスＺ′とを定義す
る。
ＺとＬ１の両端からみたインピーダンスＺ′とを定義す
る。
【００４６】
【数６】
【００４７】実施例１ Ｔ−２形等価回路の定数は次の手順で演算できる。
【００４８】計測した一次端子からみたインピーダンス
成分（Ｒ，Ｘ）から、Ｌ１の両端のインピーダンスに変
換する。これは一次抵抗Ｒ１を引くことで求められる。
成分（Ｒ，Ｘ）から、Ｌ１の両端のインピーダンスに変
換する。これは一次抵抗Ｒ１を引くことで求められる。
【００４９】それを更に、インピーダンスの逆数である
アドミタンスＹ′に変換すると（１０）式となる。
アドミタンスＹ′に変換すると（１０）式となる。
【００５０】
【数７】
【００５１】そして、周波数ωａとωｂで計測した値
で、このコンダクタンスとサセプタンスとで表すと、周
波数ωａの計測値の場合、
で、このコンダクタンスとサセプタンスとで表すと、周
波数ωａの計測値の場合、
【００５２】
【数８】
【００５３】
【数９】
【００５４】ここで、（１１）および（１２）の式より
（１３）の式に導く変換式は、
（１３）の式に導く変換式は、
【００５５】
【数１０】
【００５６】
【数１１】
【００５７】実施例２ 実施例１の結果を利用するとＬ１，Ｌσ(2)、Ｒ２(2)の
各定数も計算することができる。
各定数も計算することができる。
【００５８】しかし、これらの値はωａとωｂとの２種
類の成分が計算できるが、誤差がなければ本来は同一値
となるはずである。実際には誤差の影響により２周波数
の計算値にずれが生じるため、実際には平均値を使用す
るなどの配慮が必要である。
類の成分が計算できるが、誤差がなければ本来は同一値
となるはずである。実際には誤差の影響により２周波数
の計算値にずれが生じるため、実際には平均値を使用す
るなどの配慮が必要である。
【００５９】まず、二次抵抗成分は、
【００６０】
【数１２】
【００６１】以上で各インピーダンス成分も計算でき
る。
る。
【００６２】
【発明の効果】以上のように本発明は、誘導電動機のＴ
−２形等価回路の電気定数が直接簡単に演算でき、特
に、Ｔ−２形等価回路の二次側の直列インピーダンスの
時定数が正確に演算できる。
−２形等価回路の電気定数が直接簡単に演算でき、特
に、Ｔ−２形等価回路の二次側の直列インピーダンスの
時定数が正確に演算できる。
【図１】本発明に用いる誘導電動機のＴ−２形等価回路
図。
図。
【図２】誘導電動機のＴ形等価回路図。
【図３】本発明の実施の形態における単相拘束試験説明
図。
図。
【図４】計測電圧・電流軸の説明図。
【図５】単相電圧・電流の特性図。
１…単相交流電源 ２…誘導電動機
Claims (2)
- 【請求項１】 誘導電動機の定数をＴ形等価回路の一次
漏れリアクタンスを消去したＴ−２形等価回路を用いて
測定する方法において、誘導電動機の入力端子に運転時
の周波数に近い２つの異なる角周波数ωａ，ωｂの単相
の正弦波電圧を印加し、これら各周波数における電圧成
分と電流成分を計測又は推定し、電流を基準とした電圧
成分よりインピーダンス成分を算出し、この算出したイ
ンピーダンス成分から、次の１式によりアドミタンス
Ｙ′に変換し、これを２式および３式により各周波数の
計測値でコンダクタンスＧ′とサセプタンスＢ′とで表
し、次に、この２種類のアドミタンスの各成分から４式
により二次側の直列インピーダンスの時定数τ２(2)＝
（Ｌσ(2)／Ｒ２(2)）を求めるようにしたことを特徴と
する誘導電動機の定数測定方法。 【数１】 但し、１式〜４式において、Ｒａ，Ｒｂは角周波数ω
ａ，ωｂにおける一次端子からみた抵抗成分、Ｒ１は一
次抵抗、Ｘａ，Ｘｂは角周波数ωａ，ωｂにおける一次
端子からみたリアクタンス、Ｒ２(2)は等価二次抵抗、
Ｌσ(2)は二次漏れインダクタンス成分を示す。 - 【請求項２】 請求項１記載の演算結果を用いて、次の
５式〜７式により各周波数ωａ，ωｂにおける二次抵抗
成分Ｒ２、二次漏れインダクタンス成分Ｌσおよび一次
インダクタンス成分Ｌ１を算出することを特徴とする誘
導電動機の定数測定方法。二次抵抗成分は、 【数２】 但し、括弧に添えたａおよびｂは、周波数ωａおよびω
ｂにおける各定数を示す。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21040797A JPH1155993A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | 誘導電動機の定数測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21040797A JPH1155993A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | 誘導電動機の定数測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1155993A true JPH1155993A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16588812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21040797A Pending JPH1155993A (ja) | 1997-08-05 | 1997-08-05 | 誘導電動機の定数測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1155993A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100466453C (zh) * | 2001-06-29 | 2009-03-04 | Lg电子株式会社 | 控制电动机工作的装置及方法 |
-
1997
- 1997-08-05 JP JP21040797A patent/JPH1155993A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100466453C (zh) * | 2001-06-29 | 2009-03-04 | Lg电子株式会社 | 控制电动机工作的装置及方法 |
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