WO2005025049A1 - 回転機の制御装置 - Google Patents

Abstract

この発明では、角速度指令に基づいて与えられる一次角周波数を積分し位相を演算する積分手段（１１）と、三相電圧指令に従って回転機（１）に三相電圧を印加する電力変換手段（１４）と、前記回転機を流れる三相電流を検出する電流検出手段（１５）と、前記積分手段（１１）が出力する位相に基づいて前記電流検出手段が検出した電流を回転二軸座標上の電流に座標変換するとともに、回転二軸座標上の電圧指令を前記三相電圧指令に座標変換する座標変換手段（１３）と、前記一次角周波数と前記回転二軸座標上の電流とに基づいて前記回転二軸座標上の電圧指令を演算する電圧指令演算手段（１２）とを備え、電圧指令演算手段（１２）は、前記回転二軸座標上の電流の各軸成分の絶対値に基づいて前記回転二軸座標上の電圧指令を演算するようにした。これによって、負荷トルクが同じ動作点であれば、負荷トルクが増加する場合と減少する場合とで電流の過渡応答を等しくすることができる。

Description

回転機の制御装置

技術分野

この発明は、 回転機の制御装置に関するものである。

背景技術 明

1糸

回転機には、 誘導機や同期機が含まれ田る。 そのうち、 誘導電動機の制御装置と しては、 従来、 例えば、 特許文献 1に開示されたものが知られている。 すなわち、 特許文献 1では、 特に第 8頁一 1 2頁、 図 1， 図 8， 図 9 , 図 1 2， 図 1 4に示 されているように、 可変電圧可変周波数の交流一次電圧を出力して誘導電動機を 駆動する電力変換回路と、 上記電力変換回路から上記誘導電動機に供給される一 次電流を検出するための電流検出器と、 上記一次電流と予め設定された上記交流 一次電圧の周波数指令値とから第 1および第 2の電流成分を演算する電流成分演 算回路と、 上記第 1の電流成分の二乗値と上記第 2の電流成分の二乗値の振幅比 が予め設定された所定値となるような磁束指令値を演算する磁束指令演算回路と、 上記周波数指令値と上記磁束指令値から一次電圧成分指令値を演算する電圧成分 指令演算回路と、 上記周波数指令値と上記一次電圧成分指令値から上記誘導電動 機の一次電圧指令値を演算して上記電力変換回路へ出力する一次電圧指令演算回 路とを備えた誘導電動機の制御装置が開示されて 、る。

この特許文献 1に開示された誘導電動機の制御装置では、 上記電流成分演算回 路が上記一次電圧成分指令値と同相である第 1の電流成分および位相が 9 0度ず れた第 2の電流成分を演算するように制御しているので、 上記第 1の電流成分の 二乗値と上記第 2の電流成分の二乗値との振幅比が予め設定された所定値となり、 誘導電動機を高効率に駆動することができている。

なお、 特許文献 2では、 インバータの周波数と電圧と電流とからすべりと最適 効率になるすべり周波数とを演算し、 一致するように制御する技術が開示されて いる。 また、 特許文献 3では、 インバータの周波数と電圧と電流とからすべりと 最適効率になるすべり周波数とを演算し、 一致するように制御する技術が開示さ れている。

[特許文献 1 ]

特開 2 0 0 0— 1 7 5 4 9 2号公報

[特許文献 2 ]

米国特許第 5 5 0 0 5 8 1号明細書

[特許文献 3 ]

米国特許第 5 7 8 6 2 3 1号明細書

しかしながら、 上記一次電圧成分指令値と同相である電力成分および位相が 9 0度ずれた第 2の電力成分として、 それぞれの電流成分の二乗値を与え、 第 1の 電流成分の二乗値と上記第 2の電流成分の二乗値との振幅比が予め設定された所 定値となるようにしているので、 負荷トルクが同じ動作点であっても、 負荷トル クが増加するときと減少するときとで電流の過渡応答が異なるという問題や、 負 荷トルクの動作点が軽負荷時と高負荷時とで電流の過渡応答が異なるという問題 力 ^sある。

また、 一次角周波数を一定に保っため、 インパクト負荷などで回転速度が急変 すると、 「一次角周波数一回転速度」 で与えられるすべり周波数も急変し、 その 結果、 電流振幅が急変し過電流になりうるという問題もある。

なお、 特許文献 2では、 誘導電動機の過渡特性については考慮がなされていな い。

この発明は、 上記に鑑みてなされたもので、 負荷トルクの増減や動作点を問わ ず電流の過渡応答を一定に保つことができ、 また、 インパクト負荷などによって 回転速度が急変したときでも電流の振幅が所望の範囲内となるようにすることが できる回転機の制御装置を得ることを目的とする。 発明の開示

この発明では、 角速度指令に基づいて与えられる一次角周波数を積分し位相を 演算する積分手段と、 三相電圧指令に従って回転機に三相電圧を印加する電力変 換手段と、 前記回転機を流れる三相電流のうちの二相の電流を検出する電流検出 手段と、 前記積分手段が出力する位相に基づいて前記二相の電流を回転二軸座標 上の電流に座標変換するとともに、 回転二軸座標上の電圧指令を前記三相電圧指 令に座標変換する座標変換手段と、 前記一次角周波数と前記回転二軸座標上の電 流の各軸成分の絶対値とに基づいて前記回転二軸座標上の電圧指令を演算する電 圧指令演算手段とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、 回転二軸座標上の電流の各軸成分を絶対値として扱うので、 負荷トルクが同じ動作点であれば、 負荷トルクが増加するときと減少するときと で電流の過渡応答を等しくすることができる。

つぎの発明は、 上記の発明において、 前記電圧指令演算手段は、 負荷に応じて 変化させる励磁電流指令を演算するとともに、 前記回転二軸座標上の電流の各軸 成分の絶対値を前記励磁電流指令で除算して微小励磁電流を求め、 求めた微小励 磁電流と前記一次角周波数とに基づいて前記回転二軸座標上の電圧指令を演算す ることを特 ί敷とする。

この発明によれば、 回転二軸座標上の電流の各軸成分の絶対値を負荷に応じて 変化させる励磁電流指令で除算するので、 負荷トルクの動作点が軽負荷時から高 負荷時まで変化しても、 電流の過渡応答を等しくすることができる。

つぎの発明は、 上記の発明において、 前記回転二軸座標上の電流に基づいて周 波数補正量を演算し、 前記角速度指令に基づいて与えられる一次角周波数から前 記周波数補正量を減算して前記一次角周波数を出力する周波数補正手段を備えた ことを特 ί敫とする。

この発明によれば、 ィンパクト負荷などにより回転速度が急変したときでも回 転速度の変化に応じて一次角周波数を変化させるので、 電流振幅急変を抑制する ことが可能となり、 過電流となりうる問題が解決できる。 図面の簡単な説明

第 1図はこの発明の一実施の形態である回転機の制御装置の構成を示すプロッ ク図であり、 第 2図は第 1図に示す電圧指令演算器の構成例を示すプロック図で あり、 第 3図は第 2図に示す微小励磁電流演算部の構成例を示すプロック図であ り、 第 4図は一次周波数 6 0 H zにおいて励磁電流指令値を各種に変化させた ときにおける回転速度と電流偏差 （i q ²— i d ²) との関係を示す図セあり、 第 5図は一次周波数 6 0 H zにおいて励磁電流指令値を各種に変化させたときに おける回転速度と電流偏差 （ I i q I _ I i d I ) との関係を示す図であり、 第 6図は一次周波数 6 0 H zにおいて励磁電流指令値を各種に変化させたときにお ける回転速度と電流偏差 （ I i q I _ I i d I ) —励磁電流指令との関係を示 す図であり、 第 7図は一次周波数 6 0 H zにおいて回転速度を変化させたときに おけるすべり周波数と電流偏差 （ | i q I _ i i d I ) ÷励磁電流指令との関 係を示す図である。 ' 発明を実施するための最良の形態

以下に添付図面を参照して、 この発明にかかる回転機の制御装置の好適な実施 の形態を詳細に説明する。

第 1図は、 この発明の一実施の形態である回転機の制御装置の構成を示すプロ ック図である。 第 1図に示すように、 この実施の形態による回転機 （例えば誘導 電動機） 1の制御装置は、 周波数補正器 1 0と積分器 1 1と電圧指令演算器 1 2 と座標変 » 1 3と電力変 « 1 4と電流検出器 1 5とを備えている。

電力変換器 1 4は、 座標変 » 1 3から入力される三相電庄指令 v u *'， V V *， V _w *に基づいて回転機 1に三相電圧を印加する。

電流検出器 1 5は、 回転機 1に流れる三相の相電流のうちの二相の相電流 i u， i Vを検出し座標変 « 1 3に出力する。 なお、 ここでは、 電流検出器 1 5は、 • 回転機 1を流れる三相電流のうち二相の電流を検出する構成を示したが、 例えば 三相電流の三相全ての電流を検出しても良く、 また、 電力変換器 1 4の母線電流 を検出し、 その検出値に基づいて回転機 1を流れる三相電流を検出する構成でも 良い。

積分器 1 1は、 周波数補正器 1 0から入力される回転機 1の一次角周波数 ωを 積分して位相 Θを求め、 座標変難1 3に出力する。

座標変換器 1 3は、 積分器 1 1が出力する位相 Θに基づき、 電流検出器 1 5か ら得られた二相の相電流 i u , i vを回転二軸座標上の電流 i d , i qに座標変 換して電圧指令演算器 1 2と周波数補正器 1 0とに与えることと、 電圧指令演算 器 1 2から入力される回転二軸上の電圧指令 V d *， V q *を上記の三相電圧指 令 v u *， v v *， v w *に座標変換することとを行う。

電圧指令演算器 1 2は、 周波数補正器 1 0から入力される回転機 1の一次角周 波数 coと座標変 β ΐ 3から入力される回転二軸座標上の電流 i d , i qとに基 づいて上記の回転二軸座標上の電圧指令 v d *， V q *を演算する。

周波数補正器 1 0は、 外部から入力される角速度指令 ω *を座標変^: 1 3か ら入力される回転二軸座標上の電流 i d， i qに基づいて補正し上記の一次角周 波数 ωを出力する。 具体的には、 周波数補正器 1 0は、 上記の回転二軸座標上の 電流 i d， i qに基づき回転機 1の負荷変化量に応じた周波数補正量 Δ ωを演算 する補正量演算器 1 7と、 角速度指令 ω *に応じて周波数補正量 Δ ωの値を制限 する補正量リミッタ 1 8と、 角速度指令 co *から補正量リミッタ 1 8での制限値 を減じて上記の一次角周波数 ωを出力する減算器 1 9とで構成されている。

ここで、 座標変 1 3が出力する回転二軸座標上の電流 i d， i qのうち、 電流 i dは上記位相 Θと同位相の電流成分であり、 電流 i qは位相 Θと直交する 位相の電流成分であるとする。 また、 座標変 « 5に入力される回転二軸座標上 の電圧指令 v d *， v q *のうち、 電圧指令 V d *は上記位相 Θと同位相の電圧 指令成分であり、 電圧指令 V q *は位相 Θと直交する位相の電圧指令成分である とする。 .

まず、 第 1図を参照して、 周波数補正器 1 0の動作について説明する。 周波数 補正器 10は、 特許文献 1に開示された技術が持つ問題、 つまり、 一次角周波数 を一定に保っため、 ィンパクト負荷などで回転速度が急変すると、 すべり角周波 数 （=一次角周波数一回転速度） も急変し、 その結果、 電流振幅が急変すること になり過電流になりうるという問題を解決するために設けてある。

すなわち、 回転機 1では、 軸トルクが増加すると回転速度は加速し、 軸トルク が減少すると回転速度は減速する。 したがって、 軸トルクの変化率が判れば回転 速度の増減も判る。 そこで、 この実施の形態では、 軸トルクの代わりに回転機 1 の出力トルクを用いることにより、 回転速度の増減に応じて、 一次角周波数を補 正し、 すべり角周波数 （ニー次角周波数一回転速度） が急変しないようしている。 補正量演算器 1 7は、 回転機 1の負荷変化量に応じた周波数補正量 Δ ωを次の ようにして演算する。 すなわち、 上記の電流 i dから二次磁束相当値 φ dを式 （ 1) の演算によって求め、 上記の電流 i qと求めた二次磁束相当値 φ dとから出 力トルク推定値て 0を式 （2) の演算によって求める。

d = l/ (1+Tr - s) X i d · · . (1)

τ 0 = PmX d X i q · · · (2)

なお、 式 （1) (2) において、 sはラプラス演算子、 Trは回転機 1の電気的 時定数、 Pmは回転機 1の極対数である。 ついで、 求めた出力トルク推定値て 0 の変化に応じた周波数補正量 Δωを式 （3) の演算によって求める。 なお、 式 （ 3) において、 Gl, G 2は任意の実数である。

Δ c =G 1 X sZ (1 +G 2 X s) X τ 0 · · · (3)

そして、 周波数補正量 Δ ωが大きくなり過ぎると一次角周波数 ωの値は小さく なり過ぎるので、 回転機 1では十分な出力トルクが発生できないことが起こる。 それを回避するために、 補正量リミッタ 18にて角速度指令 Co *に応じて周波数 補正量 Δωの上限値または下限値を制限するようにしている。 その結果、 減算器 19からは適切な値の一次角周波数 ωが出力されることになる。

このように構成される周波数補正器 10によれば、 インパクト負荷などで回転 速度が急変したときでも回転速度の変ィ匕に応じて一次角周波数 ωを変化させるこ とができるので、 電流振幅急変の抑制が可能となり、 過電流となりうる問題が解 決できる。

また、 回転機 1がトルクを出力するとき、 回転角周波数は、 一次角周波数から すべり角周波数を減算した値になる。 このすベり角周波数は、 出力トルクに比例 するものと見なし、 上記の式 （3) を次の式 （4) に置き換えても良い。 なお、 式 （4) において、 G 3は任意の実数である。

Δ ω= {Gl X s/ (1 +G2 X s) +G 3 } X τ 0 · · · (4) 式 （3) の代わりに式 （4) を用いることにより、 電流振幅急変の抑制効果に 加え、 すべり角周波数に起因する回転機 1の速度低下を補正できる効果ある。 伹 し、 任意の実数 G 1を零にすると、 すべり角周波数に起因する回転機 1の速度低 下は補正できるが、 電流振幅急変の抑制効果が損なわれる。

次に、 第 2図は、 第 1図に示す電圧指令演算器 1 2の構成例を示すブロック図 である。 第 2図に示すように、 電圧指令演算器 1 2は、 微小励磁電流演算部 20 と、 リミッタ 21と テーブル 23と、 制限機能付積分器 24と、 利得器 25, 26と、 乗算器 27とを備えている。

この構成によって、 電圧指令演算器 1 2は、 上記回転二軸座標上の電流の各軸 成分の絶対値の偏差に基づいた微小励磁電流指令 Δ I 0と、 この微小励磁電流指 令厶 I 0を増幅することにより回転機 1に与える励磁電流指令 I 0を求め、 励磁 電流指令 Δ I 0が回転機 1に流すための電圧指令を演算する。

微小励磁電流演算部 20は、 具体的には第 3図に示すように構成されるが、 上 記の回転二軸上の q軸電流成分 i qの絶対値と d軸電流成分 i dの絶対値とを演 算し、 それぞれの偏差を Kw i倍し、 それを制限機能付積分器 24から入力され る励磁電流指令 I 0で除算して微小励磁電流指令 Δ I 0を求める。

リミッタ 21は、 微小励磁電流演算部 20が出力する微小励磁電流指令 Δ I 0 の振幅を制限する。 ローパスフィルタ 22は、 上記の一次角周波数 ωの高周波成 分を除去した低周波成分 ω f を出力する。 テーブル 23は、 ローパスフィルタ 2 2が出力する低周波成分 co f に基づいて励磁電流指令の下限値 I OMI Nを出力 する。

制限機能付積分器 2 4は、 リミッタ 2 1から得られた微小励磁電流指令 Δ I 0 を積分演算し、 その積分演算結果の範囲をテーブル 2 3から入力される励磁電流 指令の下限値 I 0 M I Nと予め設定された励磁電流指令の上限値 I 0 MA Xとの 範囲内に収まるように制限した励磁電流指令 I 0を出力する。

利得器 2 5は、 リミッタ 2 1から得られた微小励磁電流指令 Δ I 0に回転機 1 のィンダクタンス値 L sを乗算し、 それを回転二軸座標上の d軸電圧指令 V d * として出力する。 利得器 2 6は、 制限機能付積分器 2 4から得られた励磁電流指 令 I 0に回転機 1のィンダクタンス値 L sを乗算する。 乗算器 2 7は、，利得器 2 6の出力と一次角周波数 Coとを乗算し、 それを回転二軸座標上の q軸電圧指令 V q *として出力する。

次に、 第 3図は、 第 2図に示す微小励磁電流演算部 2 0の構成例を示すプロッ ク図である。 第 3図に示すように、 ^小励磁電流演算部 2 0は、 絶対-値演算器 ( A B S ) 3 0， 3 1と、 利得器 3 2と、 減算器 3 3と、 除算器 3 4と、 利得器 3 5とを備えている。

絶対値演算器 (A B S ) 3 0は、 d軸電流成分 i dの絶対値 I i d Iを演算す る。 絶対値演算器 (A B S ) 3 1は、 q軸電流成分 i qの絶対値 | i q |を演算 する。 禾 ϋ得器 3 2は、 絶対値演算器 （A B S ) 3 0が出力する d軸電流成分 i d の絶対値 I i d Iを K 1倍する。

減算器 3 3は、 絶対値演算器 (A B S ) 3 1が出力する d軸電流成分 i dの絶 対値 I i q Iから利得器 3 2が出力する K l X I i d I を減算する。 除算器 3 4は、 減算器 3 3の演算結果を励磁電流指令値 I 0で除算する。 利得器 3 5は、 除算器 3 4の演算結果を Kw i倍し、 それを微小励磁電流指令 Δ I 0として出力 する。

このように、 電圧指令演算器 1 2は、 一次角周波数と回転二軸上の電流の各軸 成分の絶対値に関する偏差 （ I i q I — K l X I i d I ) とに基づいて上記回 転二軸座標上の電圧指令を演算する。 次に、 第 4図〜第 7図を参照して、 以上のように構成される電圧指令演算器 1 2を備える制御装置の動作について説明する。 なお、 第 4図は、 特許文献 1に開 示された技術を説明する特性図であり、 第 5図〜第 7図はこの実施の形態で得ら れる特性図である。 各図では、 理解を容易にするため、 v d* = 0、 v q * = c L s I 0として、 K 1 = 1の場合における開ループで回転機 1を駆動したときの定 常特性が示されている。

この実施の形態による電圧指令演算器 12では、 上記のように、 回転二軸座標 上の q軸電流成分 i qの二乗値と d軸電流成分 i dの二乗値は求めないが、 特許 文献 1に開示された技術に倣って二乗値を求めるとした場合における回転速度と 電流偏差 （i q²— i d²) との関係は第 4図に示すようになる。

第 4図において、 横軸は回転速度 [Hz] であり、 58Hz〜62Hzが目盛 られている。 縦軸は電流偏差 （i q²— i d²) [A²] であり、 .400〜一 20 0が目盛られている。 一次周波数は 6 OHzである。 また、 励磁電流指令 1 0は 200 [V]÷(2 π 60 L s) [A] を基準に 0. 6倍〜 1. 4倍の間で変化さ せている （符号 40参照） 。

第 4図に示されるように、 回転速度が 59H_Z近傍もしくは 61Hz近傍にあ るときは、 励磁電流指令 I 0の値に関係なく、.電流偏差 （i q²_ i d²) が零 となっている。

このことから、 回転二軸座標上の d軸電流成分 i dの二乗値と q軸電流成分 i qの二乗値との振幅比が予め設定された所定値となるようにする特許文献 1に開 示された技術では、 実回転速度が 59 H zもしくは 61 H z近傍となるように、 励磁電流指令 I 0の値を操作して発生トルクを調整していたと想定される。

しかしながら、 電流偏差 （i q²_ i d²) の大きさに基づいて回転機 1を制 御するとき、 第 4図から理解できるように、 電流偏差 （i q²— i d²) の大き さと回転速度 （またはすベり周波数） の関係は、 非線形に変化するので、 回転速 度の初期値が 60Hzで 59Hzに収束する場合と回転速度の初期値が 58 H z で 59 H zに収束する場合とでは、 収束応答は一致しない。 一方、 第 5図は、 この実施の形態による電圧指令演算器 12によって得られる 回転速度と電流偏差 （ l i q s l — l i d s l ) との関係を示す図である。 第 5 図において、 横軸は回転速度 [Hz] であり、 58Hz〜62Hzが目盛られて いる。 縦軸は電流偏差 （ | i q s I— I i d s I ) [A] であり、 10〜一 10 が目盛られている。 一次周波数は 60Hzである。 また、 励磁電流指令 I 0は 2

00 [V]÷(2 π 60 L s) [A] を基準に 0. 6倍〜 1. 4倍の間で変化させ ている （符号 50参照） 。

第 5図でも、 第 4図と同様に、 回転速度が 59Hz近傍もしくは 61 Hz近傍 にあるときは、 励磁電流指令 I 0の値に関係なく、 電流偏差 （ i q s— i d s ) が零となっている。

し力 し、 第 5図では、 第 4図と異なり、 回転速度が 59Hz近傍もしくは 61 Hz近傍にあるときは、' 電流偏差（ I i q s I— I i d s I )は、 回転速度の変位 に応じて比例的な変化を示している。

すなわち、 Kl = lの場合について考えると、 第 3図に示した微小励磁電流演 算部 20は、 d軸電流成分 i dの絶対値 I i d Iを演算する絶対値演算器 30と、 q軸電流成分 i qの絶対値 I i q Iを演算する絶対値演算器 31と、 電流偏差（ I i q I - I i d I )を演算する減算器 33とを備えるので、 回転速度の初期値 が 60Hzで 59Hzに収束する場合と回転速度の初期値が 58Hzで 59Hz に収束する場合とで、 収束応答が一致するようになる。

次に、 第 4図および第 5図に示した特性では、 同じ回転速度でも励磁電流指令

1 0によって電流偏差の振幅が異なっている。 このこと力 特許文献 1に開示に 開示された技術において、 負荷トルクが同じ動作点であっても、 負荷トルクが増 加するときと減少するときとで電流の過渡応答が異なり、 負荷トルクの動作点が 軽負荷時と高負荷時とで電流の過渡応答が異なる理由である。 '

この実施の形態においても第 5図に示すように電流偏差（ I i q I— I i d I ) の値に基づいて回転機 1を制御すると、 励磁電流指令 I 0の初期値によっては定 常点に収束するまでの応答が一致しなレ、ことが起こるが、 第 3図に示した構成か ら理解できるように、 この実施の形態では、 第 5図に示す特性から第 6に示す特 性を得る操作をしているので、 このような問題は生じない。

第 6図は、 一次周波数 60Hzにおいて励磁電流指令値を各種に変化させたと きにおける回転速度と電流偏差 （ | i q s | — | i d s | ) —励磁電流指令と の関係を示す図である。

第 6図において、 横軸は回転速度 [Hz] であり、 58Hz〜62Hzが目盛 られている。 縦軸は電流偏差 （ | i q s | — | i d s | ) ÷励磁電流指令 I 0 [p. u] であり、 + 1〜一 1が目盛られている。 第 6図では、 励磁電流指令 I 0は、 200 [V]÷(2 π 60 L s ) [Α] を基準に 0. 6倍〜 1. 4倍の間で 変化させている （符号 60参照） 。

第 6図に示すように、 制御する電流偏差を、 （ | i q _S | _ | i d s | ) ÷ I 0とすれば、 回転速度と制御する電流偏差との関係は、 励磁電流指令 I 0の振 幅に依存しないことが分かる。 この電流偏差 （ I i q s I— I i d s I ) ÷励 磁電流指令 I 0の操作は、 第 3図に示す除算器 34が行っている。

このように、 この実施の形態では、 q軸電流成分の絶対値と d軸電流成分の絶 対値とを負荷に応じて変化させる励磁電流指令 I 0で除算できるので、 負荷トル クの動作点が軽負荷時から高負荷時まで変化しても、 電流の過渡応答を等しくす ることができる。

次に、 第 7図は一次周波数 6 OHzにおいて回転速度を変化させたときにおけ るすべり周波数と電流偏差 { ( I i q s I _ I i d s' I ) ÷励磁電流指令 } と の関係を示す図である。 第 7図において、 横軸はすべり周波数 [Hz] であり、 縦軸は電流偏差 { ( | i q s | _ | i d s | ) ÷励磁電流指令 I 0} である。 第 7図では、 回転速度は 1 OHz〜60Hz まで変化させている （符号 70参 照） 。 また、 励磁電流指令 I 0の値は、 基準値 （2 0 0V÷ (2 6 0 L S )) としている。

第 7図では、 電流偏差 { ( i i q s I— I i d.s I ) ÷励磁電流指令 I Ό } が零となる点でのすべり周波数は、 回転速度が 1 0 Η ζ程度の低速では回転速度 2 0 H z以上の場合と若干異なるが、 回転速度 2 0 H z以上では回転速度の影響 を殆ど受けないことが示されている。 すなわち、 インパクト負荷などによって回 転速度が急変することがあっても、 すべり周波数は一定に保つことができる。 以上のように、 この実施の形態では、 一次電圧成分指令値と同相である電力成. 分および位相が 9 0度ずれた第 2の電力成分を演算する代わりに、 それぞれの電 流成分の絶対値を演算し、 これらが予め設定された所定値となるようにしたので、 負荷トルクが同じ動作点であれば、 負荷トルクが増加するときと減少するときと で電流の過渡応答を等しくすることができる。

また、 負荷に応じて変化させる励磁電流指令でそれぞれの電流成分の絶対値を 除算するので、 負荷トルクの動作点が軽負荷であっても高負荷であっても、 電流 の過渡応答を等しくすることができる。

さらに、 周波数補正器によって一次角周波数を補正するので、 インパクト負荷 などにより回転速度が急変したときの電流振幅急変が抑制できるので、 過電流と なりうる問題が解決できる。

なお、 この実施の形態では、 回転機として誘導機を例に挙げて説明したが、 こ の発明はこれに限定されるものではなく、 その他、 例えば同期機であっても同様 に適用できることは言うまでもない。 産業上の利用性

この発明は、 負荷トルクの増減や動作点を問わず電流の過渡応答を一定に保つ ことができ、 また、 インパクト負荷などによって回転速度が急変したときでも電 流の振幅が所望の範囲内となるようにすることができるので、 三相誘導電動機や 同期電動機などの回転機を高効率に駆動制御する制御装置として好適である。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 角速度指令に基づいて与えられる一次角周波数を積分し位相を演算する積分 手段と、

三相電圧指令に従って回転機に三相電圧を印加する電力変換手段と、 前記回転機を流れる三相電流を検出する電流検出手段と、

前記積分手段が出力する位相に基づいて前記電流検出手段が検出した電流を回 転二軸座標上の電流に座標変換するとともに、 回転二軸座標上の電圧指令を前記 三相電圧指令に座標変換する座標変換手段と、

前記一次角周波数と前記回転二軸座標上の電流の各軸成分の絶対値とに基づい て前記回転二軸座標上の電圧指令を演算する電圧指令演算手段と、

を備えることを特徴とする回転機の制御装置。

2 . 前記電圧指令演算手段は、 負荷に応じて変化させる励磁電流指令を演算する とともに、 前記回転二軸座標上の電流の各軸成分の絶対値を前記励磁電流指令で 除算して微小励磁電流指令を求め、 求めた微小励磁電流指令と前記一次角周波数 とに基づいて前記回転二軸座標上の電圧指令を演算することを特徴とする請求の 範囲第 1項に記載の回転機の制御装置。

3 . 前記回転二軸座標上の電流に基づいて周波数補正量を演算し、 前記角速度指 令に基づいて与えられる一次角周波数から前記周波数補正量を減算して前記一次 角周波数を出力する周波数補正手段を備えたことを特徴する請求の範囲第 1項に 記載の回転機の制御装置。