WO2025158554A1

WO2025158554A1 - インダクタンス計測装置およびインダクタンス計測方法

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Publication number: WO2025158554A1
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Inventors: 孝志保月; 壮太佐野; 陽央丸山
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Filing date: 2024-01-24
Publication date: 2025-07-31
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Abstract

インダクタンス計測装置（１０）は、交流機（１１）に電圧を印加する電力変換部（２）と、電力変換部に対する電圧指令を生成する電圧指令生成部（１）と、交流機に第一の電圧を印加したときに交流機に流れる第一の電流、および、第一の電圧印加後に交流機に第二の電圧を印加したときに交流機に流れる第二の電流に基づいて交流機のインダクタンスを演算するインダクタンス演算部（４）と、を備え、電圧指令生成部は、第一の電圧を指令する第一の電圧指令と、定められた電圧分割基準とに基づいて、回転座標系のｄ軸の電圧を指令する第一のｄ軸電圧指令およびｑ軸の電圧を指令する第一のｑ軸電圧指令を、複数かつ同数であって、０電圧指令を含む場合には０電圧指令が非０電圧指令よりも先に実行されるように生成し、生成した複数の第一のｄ軸電圧指令および第一のｑ軸電圧指令に基づいて、交流機への電圧印加を電力変換部に対して複数回にわたって指令する。

Description

インダクタンス計測装置およびインダクタンス計測方法

　本開示は、交流機のインダクタンスを計測するインダクタンス計測装置およびインダクタンス計測方法に関する。

　交流機の制御においては、交流機のインダクタンスなどの情報が制御パラメータとして用いられる。このため、交流機の制御を開始する前に制御パラメータを取得する必要がある。特許文献１には、回転機のインダクタンスを計測することが可能な回転機の制御装置が開示されている。

　特許文献１に記載の制御装置は、ｄ軸電流あるいはｑ軸電流が目標電流になるように複数の電圧指令を繰り返し印加した後、インダクタンスを計測する。

　具体的には、特許文献１に記載の制御装置では、電圧印加部に第一の電圧指令（測定準備用電圧指令）を複数回にわたって与えて回転機の軸電流を計測点まで引き上げ、さらに、第二の電圧指令（測定用電圧指令）を与えて微小な電流変化を発生させ、電流変化量および電圧からインダクタンスを計算する。

特許第５６３４６２０号公報

　特許文献１に記載の技術では、回転座標系の任意のベクトル方向に電圧を印加して、ｄ軸およびｑ軸それぞれの電流を検出して各軸のインダクタンスを個別に計測している。しかしながら、ｄ軸およびｑ軸の両方に電圧印加してｄ軸およびｑ軸の両方を通電させた状態でインダクタンスを計測する際には、電圧印加の方法によってはｄ軸電流およびｑ軸電流の計測精度が悪化する可能性がある。

　ここで、比較例として、ｄ軸電流およびｑ軸電流の計測精度が悪化する制御動作を図２および図３を用いて説明する。図２は、比較例の制御動作におけるｄ軸およびｑ軸の電圧指令の一例を示す図、図３は、比較例の制御動作実行時の電圧および電流の時間変化の一例を示す図である。なお、これ以降の説明では、ｄ軸とｑ軸とを纏めて、ｄｑ軸またはｄ軸ｑ軸と記載する場合がある。

　ｄ軸およびｑ軸の両方に通電された状態のインダクタンスを計測するとき、電圧指令を電圧ベクトルとしてｄ軸およびｑ軸に同時に電圧印加する必要がある。しかし、交流機を駆動させる電力変換手段に複数回にわたって電圧指令を与えて軸電流が段階的に上がっていくときに、ｄ軸とｑ軸とで非０の電圧指令数が異なる場合、例えば、ｄｑ軸の電流を計測点まで引き上げるための電圧指令が図２に示す電圧ベクトルとなる場合、図３に示すように、ｄ軸電流Ｉ_dについては非０の電圧指令を２回与えると計測点に達し、ｑ軸電流Ｉ_qについては非０の電圧指令を４回与えると計測点に達する。このため、図３に示すように、ｄ軸において電圧印加待ち時間が生じ、ｑ軸電流Ｉ_qが計測点に達して実際に計測を行う時点では、ｄ軸電流Ｉ_dが白丸（○）で示した値となり、黒丸（●）で示した本来の計測点の値よりもドロップすることになる。よって、ｄ軸電流の計測値が本来引き上げたかった目標値に対して誤差を含むことになり、インダクタンスの計測精度の悪化要因となる。

　本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、交流機のインダクタンスを高精度に計測することが可能なインダクタンス計測装置を得ることを目的とする。

　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかるインダクタンス計測装置は、交流機に電圧を印加する電力変換部と、電力変換部に対する電圧指令を生成する電圧指令生成部と、交流機に第一の電圧を印加したときに交流機に流れる第一の電流、および、第一の電圧印加後に交流機に第二の電圧を印加したときに交流機に流れる第二の電流に基づいて交流機のインダクタンスを演算するインダクタンス演算部と、を備え、電圧指令生成部は、第一の電圧を指令する第一の電圧指令と、定められた電圧分割基準とに基づいて、回転座標系のｄ軸の電圧を指令する第一のｄ軸電圧指令およびｑ軸の電圧を指令する第一のｑ軸電圧指令を、複数かつ同数であって、０電圧指令を含む場合には０電圧指令が非０電圧指令よりも先に実行されるように生成し、さらに、生成した複数の第一のｄ軸電圧指令および第一のｑ軸電圧指令に基づいて、交流機への電圧印加を電力変換部に対して複数回にわたって指令する、ことを特徴とする。

　本開示にかかるインダクタンス計測装置は、交流機のインダクタンスを高精度に計測することができる、という効果を奏する。

実施の形態１にかかるインダクタンス計測装置の構成例を示す図比較例の制御動作におけるｄ軸およびｑ軸の電圧指令の一例を示す図比較例の制御動作実行時の電圧および電流の時間変化の一例を示す図定常インダクタンスを示す図微分インダクタンスを示す図実施の形態１にかかるインダクタンス計測装置のインダクタンス計測動作の一例を示すフローチャート実施の形態１にかかるインダクタンス計測装置の電圧指令生成部による第一の電圧ベクトル指令の分割方法の一例を示す図実施の形態１にかかるインダクタンス計測装置が交流機に電圧を印加して電流を第一の計測点まで引き上げる動作の一例を示す図実施の形態１にかかるインダクタンス計測装置が交流機に電圧を印加して電流を第二の計測点まで引き上げる動作の一例を示す図実施の形態２にかかるインダクタンス計測装置の電圧指令生成部による第一の電圧ベクトル指令の分割方法の一例を示す図実施の形態２にかかるインダクタンス計測装置が交流機に電圧を印加して電流を第一の計測点まで引き上げる動作の一例を示す図実施の形態４にかかるインダクタンス計測装置のインダクタンス計測動作の一例を示すフローチャート実施の形態１～６にかかるインダクタンス計測装置を実現するハードウェアの一例を示す図

　以下に、本開示の実施の形態にかかるインダクタンス計測装置およびインダクタンス計測方法を図面に基づいて詳細に説明する。

　以下で説明する各実施の形態では、三相交流の各相の成分をＵ相、Ｖ相およびＷ相と表し、回転座標系における二軸をｄ軸およびｑ軸と表す。ｄ軸は回転座標系における基準方向であり、例えば界磁を有する同期機の回転座標系ではその界磁の方向、界磁を有さないリラクタンス型同期機の回転座標系ではそのインダクタンスの最大方向または最小方向などに設定される。これら基準方向をθ_eとする。基準方向θ_eは、公知の技術、例えば、特許第４２７１３９７号公報で開示されている技術を利用して検出することができる。

実施の形態１．
　図１は、実施の形態１にかかるインダクタンス計測装置１０の構成例を示す図である。インダクタンス計測装置１０は、電圧指令生成部１、電力変換部２、電流検出部３、インダクタンス演算部４および座標変換部５を備える。インダクタンス計測装置１０は、交流電動機などである交流機１１の制御パラメータに用いるためのインダクタンスを計測する。図１では記載を省略しているが、交流機１１は負荷機械と接続されているものとする。なお、インダクタンス計測装置１０のハードウェア構成は、交流機１１に三相交流電力を供給して交流機１１を駆動させる電力変換装置と同様である。インダクタンス計測装置１０により実現される交流機１１のインダクタンスの計測機能は、交流機１１を駆動させる電力変換装置が有する機能に含まれてもよい。

　電圧指令生成部１は、回転座標系のｄ軸およびｑ軸それぞれの電圧指令（Ｖ_d ^*，Ｖ_q ^*）を生成し、これらを回転座標変換することによって（Ｖ_d ^*，Ｖ_q ^*）に対応する三相電圧指令（Ｖ_u ^*，Ｖ_v ^*，Ｖ_w ^*）を生成して、電力変換部２に出力する。また、電圧指令生成部１は、回転座標系のｄ軸およびｑ軸それぞれの電圧指令（Ｖ_d ^*，Ｖ_q ^*）をインダクタンス演算部４に出力する。電力変換部２は、電圧指令生成部１から入力される電圧指令が指令する三相交流電圧を生成して交流機１１に印加する。電流検出部３は、電力変換部２から交流機１１に流れる三相それぞれの電流（Ｉ_u，Ｉ_v，Ｉ_w）を検出する。座標変換部５は、電流検出部３で検出された三相の電流を回転座標系のｄ軸電流（Ｉ_d）およびｑ軸電流（Ｉ_q）に変換してインダクタンス演算部４に出力する。インダクタンス演算部４は、電圧指令生成部１から入力されるｄ軸の電圧指令およびｑ軸の電圧指令と、座標変換部５から入力されるｄ軸電流およびｑ軸電流とに基づいて、交流機１１のインダクタンスを算出する。

　インダクタンス計測装置１０においては、インダクタンス演算部４が、ｄ軸およびｑ軸の両方に通電させた状態での各軸の電流の計測値に基づいて、交流機１１のインダクタンスを算出する。このとき、電圧指令生成部１は、電力変換部２に対して複数回にわたってｄ軸およびｑ軸の電圧指令に対応する三相電圧指令を出力し、各軸の電流を計測点まで引き上げる。また、各軸の電流を計測点まで引き上げて計測する際に、電流の計測精度の悪化を回避可能な電圧印加を行う。

　つづいて、本実施の形態にかかるインダクタンス計測装置１０の詳細動作を説明する。

　以下では、インダクタンス計測装置１０が計測する交流機１１のインダクタンスとして、以下の式（１）および式（２）で示す二種類の定義を用いる。式（１）は磁束と電流との原点勾配であり定常インダクタンスＬと呼称する。また、式（２）は局所的な磁束変化と電流変化との勾配であり微分インダクタンスＬ’と呼称する。これらを図に示すと図４および図５の通りとなる。図４は、定常インダクタンスＬを示す図、図５は、微分インダクタンスＬ’を示す図である。

　式（１）および式（２）から、定常インダクタンスＬと微分インダクタンスＬ’との間には式（３）の関係がある。

　インダクタンス計測装置１０がインダクタンスを計測する動作のフローチャートを図６に示す。なお、図６は、実施の形態１にかかるインダクタンス計測装置１０のインダクタンス計測動作の一例を示すフローチャートである。

　インダクタンスを計測する場合、インダクタンス計測装置１０は、まず、第一の電圧である測定準備用電圧を指令する第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*に基づき第一の分割電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*［ｎ₁］（ｎ₁＝１，２，…）を生成する（ステップＳ１１）。具体的には、電圧指令生成部１が、測定準備用電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*に基づいて、一つ以上の第一の分割電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*［ｎ₁］（ｎ₁＝１，２，…）を生成する。

　交流機１１は負荷機械と接続されており、振動や騒音を生じさせずにインダクタンスを計測できることが望ましいが、そのためには極短時間の電圧印加によって電流を目標計測点まで引き上げる必要がある。したがって、電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*はインダクタンス計測装置１０が出力可能な電圧の範囲を超えた大電圧となることが多い。このため、インダクタンス計測装置１０においては、Ｖ₁ ^*に基づいて、一つ以上の第一の分割電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*［ｎ₁］（ｎ₁＝１，２，…）を生成し、複数回の電圧印加に分ける。これにより、個々の電圧ベクトルの大きさは小さくなり、このような大電圧の電圧印加が可能となる。また、複数回の電圧印加によって電流は段階的に計測点まで上昇することになり、上昇していく各段階において電流計測を行い過剰な電流が流れていないか監視することによって、インダクタンス計測装置１０や交流機１１を保護することも可能となる。

　電圧指令生成部１が第一の分割電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*［ｎ₁］（ｎ₁＝１，２，…）を生成する動作の詳細については後述する。

　インダクタンス計測装置１０は、次に、第一の分割電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*［ｎ₁］を印加する（ステップＳ１２）。具体的には、電圧指令生成部１が、ステップＳ１１で生成した一つ以上の第一の分割電圧ベクトル指令（Ｖ₁ ^*［１］，Ｖ₁ ^*［２］，Ｖ₁ ^*［３］，…）を電力変換部２に順番に印加する。電力変換部２は、一つ以上の第一の分割電圧ベクトル指令のそれぞれが指令する電圧を交流機１１に印加する。

　ステップＳ１１およびＳ１２の動作の詳細について、具体例を用いて説明する。

　電圧指令生成部１には基準方向θ_eと第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*とが設定される。第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*は、交流機１１に目標電流である第一の電流ベクトルＩ₁を通電させるための電圧ベクトル指令である。目標電流は、交流機１１が負荷機械に対してトルクを出力するときの電流である。この第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*は、例えば、インダクタンス計測装置１０がインダクタンス計測動作を開始する前に、図１では記載を省略しているＵＩ（User　Interface）を介してユーザーにより設定される。

　第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*の大きさを｜Ｖ₁ ^*｜、基準方向θ_eに対する第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*の位相をθ_v1 ^*で表す場合、電圧指令生成部１は、図７に示すように、第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*を任意の電圧分割基準Ｖ_stに従って、大きさがＶ_st以下であり、位相が同一であるような複数の第一の分割電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*［ｎ₁］（ｎ₁＝１，２，…）に分割する。なお、図７は、実施の形態１にかかるインダクタンス計測装置１０の電圧指令生成部１による第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*の分割方法の一例を示す図である。図７においてはθ_vが第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*の位相θ_v1 ^*に相当する。すなわち、θ_v＝θ_v1 ^*である。本実施の形態で使用する電圧分割基準Ｖ_stを第一の電圧分割基準とする。

　ここで、電圧分割基準Ｖ_stはインダクタンス計測装置１０が出力可能な電圧の範囲内において設定すればよい。例えば、電力変換部２の定格電圧や交流機１１の定格電圧に基づいて電圧分割基準Ｖ_stを設定すればよい。また、ここでいう定格電圧とは電力変換部２や交流機１１の結線を考慮した電圧のことである。定格電圧が相電圧実効値によって規定されているのであれば相電圧実効値＝電圧ベクトルの大きさ×１／√３であるため、√３×定格電圧をＶ_stに設定すればよい。定格電圧が線間電圧実効値によって規定されているのであれば線間電圧実効値＝電圧ベクトルの大きさであるため、定格電圧をＶ_stに設定すればよい。

　第一の電圧指令に相当する第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*の分割動作において、電圧指令生成部１は、まず、生成する第一の分割電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*［ｎ₁］それぞれの大きさを決定する。｜Ｖ₁ ^*｜をＶ_stで除した商および余りをそれぞれｋ₁（ｋ₁：整数）およびＶ_1kとし、｜Ｖ₁ ^*｜の分割数をｎ₁とすると、｜Ｖ₁ ^*｜=ｋ₁×Ｖ_st＋Ｖ_1kであるため、ｎ₁＝ｋ₁＋１である。第一の分割電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*［ｎ₁］の大きさ｜Ｖ₁ ^*｜［ｎ₁］は、以下の式（４）で表される。

　電圧指令生成部１は、次に、第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*の位相θ_v1 ^*を用いて、Ｖ₁ ^*［ｎ₁］をｄ軸成分とｑ軸成分とに分離し、複数のｄ軸電圧指令Ｖ_1d ^*［ｎ₁］＝｜Ｖ₁ ^*｜［ｎ₁］×ｃｏｓθ_v1 ^*およびｑ軸電圧指令Ｖ_1q ^*［ｎ₁］＝｜Ｖ₁ ^*｜［ｎ₁］×ｓｉｎθ_v1 ^*を求める。このように分割することでｄｑ軸それぞれの電圧指令の個数がともにｎ₁となり、すべての電圧指令は非０となる。

　電圧指令生成部１は、分割後のｄ軸電圧指令Ｖ_1d ^*［ｎ₁］およびｑ軸電圧指令Ｖ_1q ^*［ｎ₁］に対し、基準方向θ_eに基づいてｄｑ－三相座標変換を行い、三相電圧指令Ｖ_u ^*、Ｖ_v ^*およびＶ_w ^*を生成する。そして、電圧指令生成部１は、生成した三相電圧指令Ｖ_u ^*、Ｖ_v ^*およびＶ_w ^*を電力変換部２に出力する。

　電力変換部２は、三相電圧指令Ｖ_u ^*、Ｖ_v ^*およびＶ_w ^*に従い、電圧ベクトルＶ₁ ^*［ｎ₁］を交流機１１に印加する。

　このように、インダクタンス計測装置１０は、第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*を分割してｄ軸電圧指令Ｖ_1d ^*［ｎ₁］およびｑ軸電圧指令Ｖ_1q ^*［ｎ₁］を生成し、複数回にわたってｄｑ軸の電圧指令を繰り返し実行することで、交流機１１に電圧を印加する。この結果、ｄ軸電流Ｉ_1dおよびｑ軸電流Ｉ_1qは、図８に示すように変化して計測点まで引き上げられる。なお、図８は、実施の形態１にかかるインダクタンス計測装置１０が交流機１１に電圧を印加して電流を第一の計測点まで引き上げる動作の一例を示す図である。図７および図８は、インダクタンス計測装置１０が第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*を４回に分けて実行する場合の例を示している。

　図６の説明に戻り、インダクタンス計測装置１０は、次に、第一の電流ベクトルＩ₁を検出する（ステップＳ１３）。具体的には、電流検出部３が第一の電流ベクトルＩ₁を検出する。第一の電流ベクトルＩ₁は、第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*を分割して得られた全てのｄ軸電圧指令Ｖ_1d ^*［ｎ₁］およびｑ軸電圧指令Ｖ_1q ^*［ｎ₁］を実行して交流機１１に測定準備用電圧の印加が完了した時点の電流ベクトルである。

　インダクタンス計測装置１０は、次に、第二の電圧である測定用電圧を指令する第二の電圧ベクトル指令Ｖ₂ ^*に基づき第二の分割電圧ベクトル指令Ｖ₂ ^*［ｎ₂］（ｎ₂＝１，２，…）を生成し（ステップＳ１４）、第二の分割電圧ベクトル指令Ｖ₂ ^*［ｎ₂］を印加する（ステップＳ１５）。そして、インダクタンス計測装置１０は、第二の電流ベクトルＩ₂を検出する（ステップＳ１６）。これらのステップＳ１４～Ｓ１６は、上述したステップＳ１１～Ｓ１３と同様の処理である。第二の電圧ベクトル指令Ｖ₂ ^*は、第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*と同様に、予め設定されているものとする。

　ここで、第二の電圧ベクトル指令Ｖ₂ ^*については、第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*印加完了時点の電流Ｉ₁からインダクタンス計算に用いるための変化量ΔＩだけ変化させた電流を流すように電圧印加を行えばよいため、その大きさ｜Ｖ₂ ^*｜は任意に設定することができる。｜Ｖ₂ ^*｜は電圧分割基準Ｖ_st以下の値として一回の電圧印加で完了するように定めてもよいが、交流機１１のインダクタンスが大きいためにＶ_stの電圧印加では十分な電流変化を起こせない場合には、Ｖ_stを超える値を定めて、第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*の場合と同様に分割を行い複数の第二の分割電圧ベクトル指令Ｖ₂ ^*［ｎ₂］を生成する。なお、分割の必要が無い場合、電圧指令生成部１は、第二の電圧ベクトル指令Ｖ₂ ^*をＶ₂ ^*［１］にする。

　第二の電圧指令に相当する第二の電圧ベクトル指令Ｖ₂ ^*を２つに分割する場合の例を図９に示す。図９は、実施の形態１にかかるインダクタンス計測装置１０が交流機１１に電圧を印加して電流を第二の計測点まで引き上げる動作の一例を示す図である。ステップＳ１４～Ｓ１６では、図９に示すように、第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*印加後の第一の電流ベクトルＩ₁（Ｉ_1d，Ｉ_1q）が通電している状態から、さらに第二の電流ベクトルＩ₂（Ｉ_2d，Ｉ_2q）が通電している状態まで変化させて電流変化ΔＩ＝Ｉ₂－Ｉ₁を発生させる。

　インダクタンス計測装置１０は、ステップＳ１６で第二の電流ベクトルＩ₂を検出した後、交流機１１のインダクタンスを演算する（ステップＳ１７）。具体的には、インダクタンス演算部４が、第二の電圧ベクトル指令Ｖ₂ ^*および電流変化ΔＩから、インダクタンスを演算する。演算したインダクタンスは、例えば、図１では記載を省略している記憶部で記憶され、交流機１１を駆動させる場合など、必要なときに参照できるようにする。インダクタンス計測装置１０は、インダクタンスの演算結果を表示装置に表示させて外部に通知するなどしてもよい。インダクタンス演算部４によるインダクタンスの演算処理の詳細については後述する。

　本実施の形態で説明した電圧印加とする場合、ｄｑ軸それぞれの電圧ベクトル指令の分割数が同一であることから、図７、図８および図９に示すように、ｄｑ軸に同一回数の非０の電圧印加が行われることになり、電圧印加完了時点でｄｑ軸同時に目標電流に到達させることが可能となり、目標電流に到達後に一方の軸の電流がドロップしてしまうことを防止できる。

　また、ｄ軸電圧指令Ｖ_1d ^*［ｎ₁］およびｑ軸電圧指令Ｖ_1q ^*［ｎ₁］を用いることで、各電圧印加により到達する各電流はそれぞれ低い値をとり、インダクタンスが大きな値をとることで時定数が長くなる。これにより、各電圧印加が完了してから次の電圧印加までの電流ドロップが緩やかになり、各電圧印加で適切に電流を上昇させることができる。

　さらに、ｎ₁回の電圧印加において０電圧の指令を含まないためｎ₁回の電圧印加の途中を計測点に定めることも可能となる。１＜ｍ₁＜ｎ₁である整数ｍ₁を用いて中間の電圧指令をＶ₁ ^*［ｍ₁］と表すと、Ｖ₁ ^*［ｍ₁］を第一の電圧指令、Ｖ₁ ^*［ｍ₁＋１］を第二の電圧指令とみなしてインダクタンス演算を行い、続けて、Ｖ₁ ^*［ｍ₁＋１］を第一の電圧指令、Ｖ₁ ^*［ｍ₁＋２］を第二の電圧指令とみなしてインダクタンス演算を行い、Ｖ₁ ^*の印加が完了までこれを繰り返す。このようにすることで、計測点における一点の電流ベクトルＩ₁によるインダクタンスのみではなくＩ₁に至るまでの途中の電流ベクトルによるインダクタンスも同時に計測することができるという効果が得られる。

　つづいて、インダクタンス演算部４によるインダクタンスの演算処理の詳細について説明する。

　インダクタンス演算部４は、ｄｑ軸上のインダクタンスを演算する。ｄｑ軸１軸の電圧をｖ、電流をｉ、巻線抵抗をＲ、電機子鎖交磁束をφとすると、交流機１１が回転していない場合のｄｑ軸それぞれの電圧方程式は回転速度に係わる項を無視して式（５）および式（６）のようになる。

　式（５）および式（６）より、磁束変化ｄφはｄφ＝（ｖ－Ｒｉ）ｄｔとなる。また、ｄ軸電流変化ｄｉ_dによるｑ軸磁束の変化であるｄφ_q／ｄｉ_dおよび、ｑ軸電流変化ｄｉ_qによるｄ軸磁束変化であるｄφ_d／ｄｉ_qといったｄｑ軸間干渉による磁束変化はｄ軸およびｑ軸それぞれの自軸の電流変化により生じる磁束変化よりも十分小さく無視できるものとすれば、上記の式（２）と合わせて式（７）、式（８）に示す通り微分インダクタンスＬ’を計算できる。

　本実施の形態にかかるインダクタンス計測装置１０による電圧印加によって交流機１１のインダクタンスを計算する場合、電圧ベクトル指令Ｖ₂ ^*［ｎ₂］（ｎ₂＝１，２，…）により生じる磁束変化Δφは、一回分の制御処理周期をｔ_sとすると式（９）および式（１０）のようになる。

　ここで、特に電流Ｉ₁として高電流まで引き上げた時のインダクタンス測定などでは式（９）および式（１０）はＶ₂と比較してＲＩ₁の抵抗降下分の電圧は相対的に十分小さな値となることから、以下に示す式（１１）～式（１６）のような近似的な計算を用いることもできる。

　各電圧ベクトル指令印加時の各抵抗降下分を省略して最後の電圧ベクトル指令印加時の抵抗降下分のみ考慮するものとすれば、一回の電圧印加によって分割前の電圧ベクトル指令をすべて印加した場合と等価な式（１１）および式（１２）による計算を行ってもよい。

　但し、Ｖ_2d ^*およびＶ_2q ^*は分割前のｄｑ軸電圧指令、Ｉ_1d［ｎ₂］およびＩ_1q［ｎ₂］は最後の電圧ベクトル指令印加時の電流である。

　また、抵抗降下分をすべて省略した式（１３）および式（１４）のように計算を行ってもよい。

　式（１３）および式（１４）は一回の電圧印加で分割前の電圧ベクトル指令値をすべて印加した場合と等価であるため、式（１５）および式（１６）のように計算を行ってもよい。

　式（１１）～式（１６）の各計算式によれば電流計測点数を削減することができる。

　また、式（９）～式（１６）までのいずれかの計算式から求めた磁束変化分とその間の電流変化分ΔＩにより、式（１７）および式（１８）の通り微分インダクタンスＬ’を計算できる。

　また、式（３）の関係があることから微分インダクタンスＬ’の計測結果から定常インダクタンスＬを求めることが可能である。実際の演算方法は種々のものが考えられるが、演算負荷が軽い方法として、Ｌ（Ｉ）の近似関数を定めてＬ（Ｉ）をＬ’（Ｉ）の式で表す方法が挙げられる。例えば、Ｌ（Ｉ）を電流に関する一次関数で近似するとＬ（Ｉ）＝ａＩ＋ｂと表すことができる。したがって、式（３）よりＬ’（Ｉ）＝ａ・Ｉ＋（ａＩ＋ｂ）＝２ａＩ＋ｂとなり、Ｌ’（Ｉ）に対してＬ（Ｉ）は同じ切片を持ち傾きが１／２となった関数であることが分かる。

　近似関数として一次関数を例に説明したが、より高次の関数や対数関数など任意の関数を仮定して計算することもできる。

　電流の関数としてのＬ’（Ｉ）は複数のＩ₁に対するそれぞれのＬ’（Ｉ₁）の計測結果があれば最小二乗法などの手法を用いて近似関数として求めることができる。

　複数のＬ’（Ｉ₁）の計測は、例えば、複数の｜Ｖ₁ ^*｜を用意して、複数の｜Ｖ₁ ^*｜に応じた複数の第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*を用いて実施の形態１に従って複数のＩ₁に対するＬ’を計測すればよい。

　あるいは、前述の通り、本実施の形態にかかるインダクタンス計測装置１０によるインダクタンス計測では、ｎ₁回の電圧印加において０電圧の指令が含まないためｎ₁回の電圧印加の途中を計測点に定めることも可能である。したがって、計測点でのＩ₁による一点のインダクタンスのみではなくＩ₁に至るまでの電流ごとのインダクタンスを同時に計測しておけば複数のＬ’（Ｉ）を得ることができる。

　また、本実施の形態にかかるインダクタンス計測装置１０によるインダクタンス演算手法によれば、各電圧ベクトル指令の印加時間ｔ_sは極短時間に設定してよいため、交流機１１の振動や騒音を最小限に抑えてインダクタンス計測を行うことが可能である。

　以上説明したように、本実施の形態にかかるインダクタンス計測装置１０は、測定準備用電圧を指令する第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*を定められた電圧分割基準Ｖ_stに基づいて分割して第一の分割電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*［ｎ₁］を生成し、さらに、ｄ軸成分とｑ軸成分とに分離してｄ軸およびｑ軸それぞれの電圧指令を生成する。これにより、ｄ軸の電圧指令数とｑ軸の電圧指令数とが同一となり、一方の軸における電流測定値が本来の値よりもドロップしてしまうことによるインダクタンスの計測精度の悪化を防止できる。

実施の形態２．
　つづいて、実施の形態２について説明する。実施の形態２にかかるインダクタンス計測装置の構成は実施の形態１と同様であり（図１参照）、インダクタンスの計測動作の一部が実施の形態１と異なる。本実施の形態では、実施の形態１と異なる部分を説明する。

　実施の形態２にかかるインダクタンス計測装置１０は、実施の形態１で説明した第一の分割電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*［ｎ₁］の生成処理（図６のステップＳ１１）、第二の分割電圧ベクトル指令Ｖ₂ ^*［ｎ₂］の生成処理（図６のステップＳ１４）が実施の形態１と異なる。第一の分割電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*［ｎ₁］の生成と第二の分割電圧ベクトル指令Ｖ₂ ^*［ｎ₂］の生成とは同様の動作である。このため、本実施の形態では、第一の分割電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*［ｎ₁］を生成する処理の一例について説明を行い、第二の分割電圧ベクトル指令Ｖ₂ ^*［ｎ₂］を生成する処理については説明を省略する。

　電圧指令生成部１は、第一の分割電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*［ｎ₁］を生成する場合、まず、電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*をｄ軸成分とｑ軸成分とに分離し、ｄ軸電圧指令Ｖ_1d ^*およびｑ軸電圧指令Ｖ_1q ^*を求める。

　電圧指令生成部１は、次に、各軸の電圧指令を実施の形態１と同様の手順で分割する。具体的には、電圧指令生成部１は、ｄ軸およびｑ軸で共通の電圧分割基準Ｖ_stdqに従って、ｄ軸電圧指令Ｖ_1d ^*およびｑ軸電圧指令Ｖ_1q ^*をそれぞれ分割し、複数の第一のｄ軸分割電圧指令Ｖ_1d ^*［ｎ_1d］（ｎ_1d＝１，２，…）および複数の第一のｑ軸分割電圧指令Ｖ_1q ^*［ｎ_1q］（ｎ_1q＝１，２，…）を求める。なお、本実施の形態で使用する電圧分割基準Ｖ_stdqを第二の電圧分割基準とする。

　ここで、電圧分割基準Ｖ_stdqはインダクタンス計測装置１０が出力可能なｄｑ軸電圧の範囲内において設定すればよい。例えば、電力変換部２の定格電圧×１／√２や交流機１１の定格電圧×１／√２に設定すればよい。このような設定とすることにより、分割後のｄｑ軸電圧がそれぞれ最大値Ｖ_stdqをとったとしても、合成後の電圧ベクトルの大きさが定格電圧を超えることはない。また、ここでいう定格電圧は実施の形態１と同様に、電力変換部２や交流機１１の結線を考慮した電圧のことである。

　ｄ軸電圧指令Ｖ_1d ^*の大きさ｜Ｖ_1d ^*｜をＶ_stdqで除した商および余りをそれぞれｋ_1d（ｋ_1d：整数）およびＶ_1kdとすると、第一のｄ軸分割電圧指令Ｖ_1d ^*［ｎ_1d］は、以下の式（１９）で表される。ｎ_1d＝ｋ_1d＋１である。

　また、ｑ軸電圧指令Ｖ_1q ^*の大きさ｜Ｖ_1q ^*｜をＶ_stdqで除した商および余りをそれぞれｋ_1ｑ（ｋ_1q：整数）およびＶ_1kqとすると、第一のｑ軸分割電圧指令Ｖ_1q ^*［ｎ_1q］は、以下の式（２０）で表される。ｎ_1q＝ｋ_1q＋１である。

　電圧指令生成部１は、次に、ｎ_1dとｎ_1qとを比較する。ここではｎ_1d＜ｎ_1qの場合を例に説明する。

　ｎ_1d＜ｎ_1qの場合、第一のｄ軸分割電圧指令Ｖ_1d ^*［ｎ_1d］は第一のｑ軸分割電圧指令Ｖ_1q ^*［ｎ_1q］と比較して個数が不足していることになるため、電圧指令生成部１は、不足分のｎ_1q－ｎ_1d個だけ０電圧指令を加えて個数をｎ_1qに増加させる。具体的には、電圧指令生成部１は、ｄ軸の電圧ベクトル指令の前半に０電圧指令を加えて、式（２１）に示す新たな第一のｄ軸分割電圧指令Ｖ_1dd ^*［ｎ_1ｑ］（ｎ_1q＝１，２，…）を生成する。

　ここではｎ_1d＜ｎ_1qの場合を例に説明したが、ｎ_1d＞ｎ_1qの場合にはＶ_1q ^*［ｎ_1q］に対して同様の処理を行って０電圧指令を追加し、新たなｑ軸電圧指令Ｖ_1qq ^*［ｎ_1d］（ｎ_1d＝１，２，…）を生成する。また、ｎ_1d＝ｎ_1qの場合、電圧指令生成部１は、０電圧指令を追加する処理を行わない。

　ｄ軸分割電圧指令Ｖ_1dd ^*［ｎ_1q］およびｑ軸分割電圧指令Ｖ_1q ^*［ｎ_1q］を用いた電圧印加によれば、図１０および図１１に示すように、ｄ軸では、最初に不足分の個数だけの０電圧指令（Ｖ_1dd ^*［１］、Ｖ_1dd ^*［２］）を印加し、その後に、Ｖ_1d ^*［ｎ_1d］に相当するＶ_1dd ^*［ｎ_1q］に従い電圧を印加する。このため、ｄｑ軸間で電圧印加完了のタイミングが揃うことになり、電圧印加完了時点でｄｑ軸同時に目標電流に到達する。よって、実施の形態１と同様に、一方の軸における電流測定値が本来の値よりもドロップしてしまうことによるインダクタンスの計測精度の悪化を防止できる。

実施の形態３．
　つづいて、実施の形態３について説明する。実施の形態３にかかるインダクタンス計測装置の構成は実施の形態１と同様である（図１参照）。本実施の形態では、実施の形態１と異なる部分を説明する。

　実施の形態３にかかる電圧指令生成部１は、実施の形態１で説明した図６のフローチャートが示す動作を実行する前に、第一の電圧ベクトル指令を実行して到達させたい電流目標値｜Ｉ₁｜に基づいて第一の電圧ベクトル指令の大きさ｜Ｖ₁ ^*｜を演算する。

　電圧指令生成部１は、第一の電圧ベクトル指令の大きさ｜Ｖ₁ ^*｜を演算する場合、まず、インダクタンスが作る鎖交磁束の実効値φ_rを計算する。ここで、交流機１１の定格電圧をＶ_r［Vrms］、定格電流をＩ_r［Arms］、界磁をφ_f［Wb］、定格周波数をｆ_r［Hz］とすると、定格運転中には定格電圧に相当する端子電圧が印加されて定格電流が流れて、定格周波数で駆動しているものとみなして、インダクタンスが作る鎖交磁束の実効値φ_rは式（２２）のように計算できる。

　界磁を有さないリラクタンス型交流機などの場合にはφ_f＝０として式（２２）を用いればよい。電圧指令生成部１は、式（２２）に基づき、式（２３）の通り計算されるインダクタンスを定格インダクタンスＬ_rと定める。

　そして、電圧指令生成部１は、定格インダクタンスＬ_rと電流目標値｜Ｉ₁｜とを用いて、式（２４）の通り第一の電圧ベクトル指令の大きさ｜Ｖ₁ ^*｜を演算する。

　電圧指令生成部１は、第一の電圧ベクトル指令の大きさ｜Ｖ₁ ^*｜を演算した後、この｜Ｖ₁ ^*｜を用いて、実施の形態１で説明したインダクタンスの計測（図６に示したステップＳ１１～Ｓ１７）を実行する。

　このように、インダクタンスの計測開始前に、式（２４）に従って第一の電圧ベクトル指令の大きさ｜Ｖ₁ ^*｜を演算することで、インダクタンスが不明な状態で電流ごとに必要となる電圧ベクトル指令の大きさの概算値を知ることができ、目標電流Ｉ₁に到達させるための第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*の調整工数を削減することができる。また、装置を破壊するような過剰な電流が流れることを防止することができる。

　なお、上述した第一の電圧ベクトル指令の大きさ｜Ｖ₁ ^*｜の演算は、電圧指令生成部１の外部で行うようにしてもよい。例えば、電圧指令演算部を別途設け、電圧指令演算部が、第一の電圧ベクトル指令の大きさ｜Ｖ₁ ^*｜を演算して電圧指令生成部１へ出力する構成としてもよい。

　また、第一の電圧ベクトル指令の大きさ｜Ｖ₁ ^*｜の演算の後に実施の形態１で説明した方法でインダクタンスの計測を行うこととしたが、実施の形態２で説明した方法でインダクタンスの計測を行ってもよい。

実施の形態４．
　つづいて、実施の形態４について説明する。実施の形態４にかかるインダクタンス計測装置の構成は実施の形態１と同様である（図１参照）。本実施の形態では、実施の形態１と異なる部分を説明する。

　図１２は、実施の形態４にかかるインダクタンス計測装置１０のインダクタンス計測動作の一例を示すフローチャートである。

　図１２に示すように、実施の形態４にかかるインダクタンス計測装置１０は、まず、ｄ軸へ固定用電圧を印加する（ステップＳ２１）。具体的には、電圧指令生成部１がｄ軸への固定電圧印加を指令する電圧指令を生成して電力変換部２へ出力する。電力変換部２は、電圧指令生成部１からの電圧指令に従い、ｄ軸方向に固定用電圧として、十分長い時間間隔で直流電圧を交流機１１に印加する。

　インダクタンス計測装置１０は、次に、交流機１１の電流の還流動作を行う（ステップＳ２２）。具体的には、電力変換部２におけるパワーモジュールのゲート電圧を遮断して交流機１１に流れる電流を０とする。

　インダクタンス計測装置１０は、次に、交流機１１のインダクタンス測定動作を行う（ステップＳ２３）。このステップＳ２３では、実施の形態１で説明した方法、すなわち、図６のステップＳ１１～Ｓ１７に示す方法により、交流機１１のインダクタンスを測定する。なお、実施の形態２で説明した方法によりインダクタンスを測定してもよい。

　インダクタンス計測装置１０は、次に、ステップＳ２２と同様に、交流機１１の電流の還流動作を行い、交流機１１に流れる電流を０にする（ステップＳ２４）。この還流動作によって交流機１１の電流を即座に０とすることができ、交流機１１の駆動部の振動や騒音をより抑えることができる。

　インダクタンス計測装置１０は、次に、逆電圧指令を印加する（ステップＳ２５）。具体的には、電圧指令生成部１が、インダクタンス測定時とは逆方向の電圧を指令する電圧ベクトル指令を生成して電力変換部２へ出力し、電力変換部２が、指令された電圧を交流機１１に印加する。このステップＳ２５で電圧指令生成部１が出力する電圧ベクトル指令Ｖ_inv ^*はＶ_inv ^*＝－Ｖ₁ ^*－Ｖ₂ ^*である。この処理により、還流動作で電流を０としても十分に軸の振動や騒音を抑えられなかった場合にもインダクタンス測定時と逆方向の駆動力を生じさせて、より振動や騒音を抑えることができる。

　インダクタンス計測装置１０は、次に、ステップＳ２２およびＳ２４と同様の還流動作を行う（ステップＳ２６）。

　以上の実施の形態４によれば、実施の形態１～３と比較して、交流機１１の振動や騒音をより抑えることが可能となり、より正確にインダクタンス測定を行うことができる。

　図１２に示す各処理のうち、ステップＳ２３以外の処理は、交流機１１および交流機１１に接続されている装置の状況に応じて適宜取捨選択してもよい。例えば、測定開始前に交流機１１の駆動部が固定されていることが明らかである場合にはステップＳ２１およびＳ２２を省略してもよい。交流機１１が駆動しにくいような場合、例えば、回転機であれば回転軸イナーシャが大きい場合、直動機であれば可動子質量が大きい場合などではステップＳ２４～Ｓ２６を省略してもよい。

実施の形態５．
　つづいて、実施の形態５について説明する。実施の形態５にかかるインダクタンス計測装置の構成は実施の形態１と同様である（図１参照）。本実施の形態では、実施の形態１と異なる部分を説明する。

　実施の形態５では、実施の形態１～４で説明したいずれかの手法でｄｑ軸両方に通電された状態において、ｄ軸インダクタンスおよびｑ軸インダクタンスのいずれか一方のみを計測する場合について説明する。実施の形態５は、実施の形態１～４と比較して第二の電圧ベクトル指令Ｖ₂ ^*の位相θ_v2 ^*の設定方法が異なる。

　実施の形態５にかかるインダクタンス計測装置１０は、ｄ軸インダクタンスの計測のみを行う場合にはθ_v2 ^*＝０［ｄｅｇ］と設定し、ｑ軸インダクタンスの計測のみを行う場合にはθ_v2 ^*＝９０［ｄｅｇ］と設定する。すなわち、電流変化をｄ軸方向のみ、ｑ軸方向のみに生じさせて、ｄ軸インダクタンスまたはｑ軸インダクタンスの測定を行う。

　上記の式（５）および式（６）の導出において、ｄ軸電流変化ｄｉ_dによるｑ軸磁束の変化であるｄφ_q／ｄｉ_d、および、ｑ軸電流変化ｄｉ_qによるｄ軸磁束変化であるｄφ_d／ｄｉ_qといったｄｑ軸間干渉による磁束変化は、ｄ軸およびｑ軸それぞれの自軸の電流変化により生じる磁束変化よりも十分小さく無視できるものとした。しかし、例えば、磁界解析の結果と比較するためのより正確なインダクタンスの計測を行いたい場合などには、電流変化をｄ軸方向のみ、ｑ軸方向のみに生じさせて、このｄｑ軸間干渉による磁束変化の影響を排することでより正確なインダクタンス計算を行うことが可能となる。

実施の形態６．
　つづいて、実施の形態６について説明する。実施の形態６にかかるインダクタンス計測装置の構成は実施の形態１と同様である（図１参照）。本実施の形態では、実施の形態１と異なる部分を説明する。

　実施の形態６にかかるインダクタンス計測装置１０は、電圧指令生成部１が生成する第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*の大きさを｜Ｖ₁ ^*｜として、０から交流機１１の定格電流までの範囲の複数の大きさの電流ベクトルを通電させられるような複数の値を｜Ｖ₁ ^*｜に設定し、また、第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*の位相をθ_v1 ^*として、０から９０ｄｅｇの範囲までの複数の位相をθ_v1 ^*に設定し、これらの｜Ｖ₁ ^*｜とθ_v1 ^*とのすべての組み合わせについてインダクタンス計測を行う。

　すなわち、電圧指令生成部１は、交流機１１の定格電流に基づいて定められた範囲内で、大きさ｜Ｖ₁ ^*｜と位相θ_v1 ^*とを変更しながら第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*を繰り返し生成し、実施の形態１で説明した手順で第一の分割電圧ベクトル指令を生成して電力変換部２へ出力する。電圧指令生成部１は、第二の電圧ベクトル指令Ｖ₂ ^*については、大きさおよび位相を固定とする。インダクタンス演算部４は、電圧指令生成部１が生成した第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*のそれぞれについて、実施の形態１で説明した方法でインダクタンスを演算する。

　そして、インダクタンス演算部４は、すべてのＩ_1dおよびＩ_1qに対するインダクタンスの計測結果をテーブル化することで、インダクタンスのテーブルデータを作成する。

　第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*の大きさを｜Ｖ₁ ^*｜として、０から交流機１１の定格電流までの範囲の複数の大きさの電流ベクトルを通電させられるような複数の値を設定し、位相θ_v1 ^*として０から９０ｄｅｇの範囲までの複数の位相を設定していることから、これらのすべての組み合わせから求められる複数の第一の電圧ベクトル指令Ｖ₁ ^*は、交流機１１が駆動中に取りえる電圧ベクトルを網羅していることになる。この実施の形態６により、交流機１１が駆動中に取りえるインダクタンスを網羅したテーブルデータを得ることができる。

　なお、電圧指令生成部１は、実施の形態２で説明した手順で第一の分割電圧ベクトル指令および第二の分割電圧ベクトル指令を生成してもよい。

　つづいて、実施の形態１～６で説明したインダクタンス計測装置１０を実現するハードウェアについて説明する。

　インダクタンス計測装置１０の電力変換部２は、例えばインバータで実現される。インダクタンス計測装置１０の電流検出部３は、例えば電流センサで実現される。

　また、インダクタンス計測装置１０の電圧指令生成部１、インダクタンス演算部４および座標変換部５は、例えば、図１３に示すプロセッサ９１およびメモリ９２で実現される。なお、図１３は、実施の形態１～６にかかるインダクタンス計測装置１０を実現するハードウェアの一例を示す図である。

　プロセッサ９１の例は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）ともいう）またはシステムＬＳＩ（Large　Scale　Integration）である。メモリ９２の例は、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリー、等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク等などである。

　各実施の形態で説明したインダクタンス計測装置１０の電圧指令生成部１、インダクタンス演算部４および座標変換部５は、これらの各部を実現するためのプログラムをプロセッサ９１が実行することにより実現される。インダクタンス計測装置１０の電圧指令生成部１、インダクタンス演算部４および座標変換部５を実現するためのプログラムはメモリ９２に予め格納されている。プロセッサ９１は、このプログラムをメモリ９２から読み出して実行することにより、インダクタンス計測装置１０の電圧指令生成部１、インダクタンス演算部４および座標変換部５として動作する。

　インダクタンス計測装置１０の電圧指令生成部１、インダクタンス演算部４および座標変換部５を汎用のプロセッサ９１およびメモリ９２で実現する場合について説明したが、これらの各部を専用の処理回路で実現してもよい。専用の処理回路の例は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application　Specific　Integrated　Circuit）、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）などである。これらの処理回路の２つ以上を組み合わせてインダクタンス計測装置の各部を実現してもよい。また、図１３に示すプロセッサ９１およびメモリ９２と専用の処理回路とを組み合わせてインダクタンス計測装置１０の電圧指令生成部１、インダクタンス演算部４および座標変換部５を実現してもよい。例えば、電圧指令生成部１およびインダクタンス演算部４をプロセッサ９１とメモリ９２とで実現し、座標変換部５を専用の処理回路で実現してもよい。

　以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

　１　電圧指令生成部、２　電力変換部、３　電流検出部、４　インダクタンス演算部、５　座標変換部、１０　インダクタンス計測装置、１１　交流機。

Claims

　交流機に電圧を印加する電力変換部と、
　前記電力変換部に対する電圧指令を生成する電圧指令生成部と、
　前記交流機に第一の電圧を印加したときに前記交流機に流れる第一の電流、および、前記第一の電圧印加後に前記交流機に第二の電圧を印加したときに前記交流機に流れる第二の電流に基づいて前記交流機のインダクタンスを演算するインダクタンス演算部と、
　を備え、
　前記電圧指令生成部は、前記第一の電圧を指令する第一の電圧指令と、定められた電圧分割基準とに基づいて、回転座標系のｄ軸の電圧を指令する第一のｄ軸電圧指令およびｑ軸の電圧を指令する第一のｑ軸電圧指令を、複数かつ同数であって、０電圧指令を含む場合には０電圧指令が非０電圧指令よりも先に実行されるように生成し、さらに、生成した複数の前記第一のｄ軸電圧指令および前記第一のｑ軸電圧指令に基づいて、前記交流機への電圧印加を前記電力変換部に対して複数回にわたって指令する、
　ことを特徴とするインダクタンス計測装置。
　前記電圧分割基準は前記第一の電圧指令と同一位相上の電圧分割基準である第一の電圧分割基準または前記回転座標系のｄ軸およびｑ軸上の電圧分割基準である第二の電圧分割基準である、
　ことを特徴とする請求項１に記載のインダクタンス計測装置。
　前記電圧指令生成部は、前記第一の電圧指令を前記第一の電圧分割基準に基づいて、前記第一の電圧指令と同一位相を有する複数の第一の分割電圧指令に分割し、複数の前記第一の分割電圧指令のそれぞれを前記ｄ軸の成分と前記ｑ軸の成分とに分離させて複数の前記第一のｄ軸電圧指令および前記第一のｑ軸電圧指令を生成する、
　ことを特徴とする請求項２に記載のインダクタンス計測装置。
　前記電圧指令生成部は、前記第二の電圧を指令する第二の電圧指令と、前記第一の電圧分割基準とに基づいて、前記ｄ軸の電圧を指令する第二のｄ軸電圧指令および前記ｑ軸の電圧を指令する第二のｑ軸電圧指令を複数かつ同数生成し、さらに、生成した複数の前記第二のｄ軸電圧指令および前記第二のｑ軸電圧指令に基づいて、前記交流機への電圧印加を前記電力変換部に対して複数回にわたって指令する、
　ことを特徴とする請求項２または３に記載のインダクタンス計測装置。
　前記電圧指令生成部は、前記第二の電圧指令を前記第一の電圧分割基準に基づいて、前記第二の電圧指令と同一位相を有する複数の第二の分割電圧指令に分割し、複数の前記第二の分割電圧指令のそれぞれを前記ｄ軸の成分と前記ｑ軸の成分とに分離させて複数の前記第二のｄ軸電圧指令および前記第二のｑ軸電圧指令を生成する、
　ことを特徴とする請求項４に記載のインダクタンス計測装置。
　前記第一の電圧分割基準を前記電力変換部を構成する電力変換器の定格電圧とする、
　ことを特徴とする請求項２から５のいずれか一つに記載のインダクタンス計測装置。
　前記第一の電圧分割基準を前記交流機の定格電圧とする、
　ことを特徴とする請求項２から５のいずれか一つに記載のインダクタンス計測装置。
　前記電圧指令生成部は、前記第一の電圧指令を前記ｄ軸の成分と前記ｑ軸の成分とに分離させ、前記第一の電圧指令のｄ軸成分および前記第一の電圧指令のｑ軸成分のそれぞれを前記第二の電圧分割基準に基づいて分割し、分割後の前記第一の電圧指令の前記ｄ軸成分の数と分割後の前記第一の電圧指令の前記ｑ軸成分の数とが異なる場合、数が少ない側に０電圧指令を追加して、同じ数の前記第一のｄ軸電圧指令および前記第一のｑ軸電圧指令を生成する、
　ことを特徴とする請求項２に記載のインダクタンス計測装置。
　前記電圧指令生成部は、前記第二の電圧を指令する第二の電圧指令と、前記第二の電圧分割基準とに基づいて、前記ｄ軸の電圧を指令する第二のｄ軸電圧指令および前記ｑ軸の電圧を指令する第二のｑ軸電圧指令を複数かつ同数生成し、さらに、生成した複数の前記第二のｄ軸電圧指令および前記第二のｑ軸電圧指令に基づいて、前記交流機への電圧印加を前記電力変換部に対して複数回にわたって指令する、
　ことを特徴とする請求項８に記載のインダクタンス計測装置。
　前記電圧指令生成部は、第二の電圧指令を前記ｄ軸の成分と前記ｑ軸の成分とに分離させ、前記第二の電圧指令のｄ軸成分および前記第二の電圧指令のｑ軸成分のそれぞれを前記第二の電圧分割基準に基づいて分割し、分割後の前記第二の電圧指令の前記ｄ軸成分の数と分割後の前記第二の電圧指令の前記ｑ軸成分の数とが異なる場合、数が少ない側に０電圧指令を追加して、同じ数の前記第二のｄ軸電圧指令および前記第二のｑ軸電圧指令を生成し、さらに、生成した複数の前記第二のｄ軸電圧指令および前記第二のｑ軸電圧指令に基づいて、前記交流機への電圧印加を前記電力変換部に対して複数回にわたって指令する、
　ことを特徴とする請求項９に記載のインダクタンス計測装置。
　前記電圧指令生成部は、前記０電圧指令が先に実行されるように前記０電圧指令を追加する、
　ことを特徴とする請求項８または１０に記載のインダクタンス計測装置。
　前記第二の電圧分割基準を前記電力変換部を構成する電力変換器の定格電圧の1／√２倍とする、
　ことを特徴とする請求項８から１１のいずれか一つに記載のインダクタンス計測装置。
　前記第二の電圧分割基準を前記交流機の定格電圧の1／√２倍とする、
　ことを特徴とする請求項８から１１のいずれか一つに記載のインダクタンス計測装置。
　前記電圧指令生成部は、
　前記第一の電圧を前記交流機に印加したときの通電電流と同等の電流ベクトルの大きさを｜Ｉ₁｜とし、
　前記交流機の定格電圧をＶ_r、定格電流をＩ_r、界磁をφ_f、定格周波数をｆ_r、一回分の制御処理周期をｔ_sとした場合、
　以下の式（１）、式（２）および式（３）に基づいて、前記第一の電圧指令の大きさを算出する、
　ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか一つに記載のインダクタンス計測装置。
　前記電圧指令生成部は、
　前記第一の電圧指令を前記電力変換部に出力後、前記第一の電圧と大きさが同じで方向が逆の電圧を指令する逆電圧指令を前記電力変換部に出力して前記交流機の駆動力の発生を抑制する、
　ことを特徴とする請求項１から１４のいずれか一つに記載のインダクタンス計測装置。
　前記電圧指令生成部は、
　前記第一の電圧指令を前記電力変換部に出力する前に、前記交流機の前記ｄ軸の方向に一定の直流電圧を印加させる指令を前記電力変換部に出力して前記交流機を固定させる、
　ことを特徴とする請求項１から１５のいずれか一つに記載のインダクタンス計測装置。
　前記インダクタンス演算部は、前記ｄ軸および前記ｑ軸のいずれか一方のインダクタンスを計算し、
　前記電圧指令生成部は、前記インダクタンス演算部が前記ｄ軸のインダクタンスを計算する場合、前記第二の電圧を指令する第二の電圧指令の位相を０ｄｅｇに設定する前記電圧指令を生成して前記電力変換部に出力し、前記インダクタンス演算部が前記ｑ軸のインダクタンスを計算する場合、前記第二の電圧指令の位相を９０ｄｅｇに設定する前記電圧指令を生成して前記電力変換部に出力し、前記交流機への印加電圧が前記第一の電圧から前記第二の電圧に変化したときの電流変化を、インダクタンスの計算対象軸で発生させる、
　ことを特徴とする請求項１から１６のいずれか一つに記載のインダクタンス計測装置。
　前記電圧指令生成部は、前記交流機の定格電流に基づいて定められた範囲内において大きさおよび位相の少なくとも一方が異なる複数の前記第一の電圧が前記交流機に繰り返し印加されるよう、前記電力変換部を制御するための前記第一の電圧指令を生成し、
　前記インダクタンス演算部は、前記交流機に印加される複数の前記第一の電圧のそれぞれに対して、前記交流機のインダクタンスを計算し、計算結果に基づいてインダクタンスのテーブルデータを作成する、
　ことを特徴とする請求項１から１７のいずれか一つに記載のインダクタンス計測装置。
　交流機に電圧を印加する電力変換部に対する電圧指令を生成する電圧指令生成部を備え、前記交流機に第一の電圧を印加したときに前記交流機に流れる第一の電流、および、前記第一の電圧印加後に前記交流機に第二の電圧を印加したときに前記交流機に流れる第二の電流に基づいて前記交流機のインダクタンスを計算するインダクタンス計測装置が実行するインダクタンス計測方法であって、
　前記電圧指令生成部が、前記第一の電圧を指令する第一の電圧指令と、定められた電圧分割基準とに基づいて、回転座標系のｄ軸の電圧を指令する第一のｄ軸電圧指令およびｑ軸の電圧を指令する第一のｑ軸電圧指令を、複数かつ同数であって、０電圧指令を含む場合には０電圧指令が非０電圧指令よりも先に実行されるように生成する第一ステップと、
　前記電圧指令生成部が、生成した複数の前記第一のｄ軸電圧指令および前記第一のｑ軸電圧指令に基づいて、前記交流機への電圧印加を前記電力変換部に対して複数回にわたって指令する第二ステップと、
　を含むことを特徴とするインダクタンス計測方法。
　前記電圧分割基準は前記第一の電圧指令と同一位相上の電圧分割基準である第一の電圧分割基準または前記回転座標系のｄ軸およびｑ軸上の電圧分割基準である第二の電圧分割基準である、
　ことを特徴とする請求項１９に記載のインダクタンス計測方法。
　前記第一ステップでは、前記第一の電圧指令を前記第一の電圧分割基準に基づいて、前記第一の電圧指令と同一位相を有する複数の第一の分割電圧指令に分割し、複数の前記第一の分割電圧指令のそれぞれを前記ｄ軸の成分と前記ｑ軸の成分とに分離させて複数の前記第一のｄ軸電圧指令および前記第一のｑ軸電圧指令を生成する、
　ことを特徴とする請求項２０に記載のインダクタンス計測方法。
　前記第一ステップでは、前記第一の電圧指令を前記ｄ軸の成分と前記ｑ軸の成分とに分離させ、前記第一の電圧指令のｄ軸成分および前記第一の電圧指令のｑ軸成分のそれぞれを前記第二の電圧分割基準に基づいて分割し、分割後の前記第一の電圧指令の前記ｄ軸成分の数と分割後の前記第一の電圧指令の前記ｑ軸成分の数とが異なる場合、数が少ない側に０電圧指令を追加して、同じ数の前記第一のｄ軸電圧指令および前記第一のｑ軸電圧指令を生成する、
　ことを特徴とする請求項２０に記載のインダクタンス計測方法。