JPH0389885A - 誘導電動機のベクトル制御装置及び磁束推定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は誘導電動機のベクトル制御装置及び磁束推定装
置に関するものである。

Ｂ１発明の概要 本発明は、誘導電動機における直交２軸座標系の１次電
流の各軸成分の指令値と２次時定数の設定値とにもとづ
いてすべり角速度を演算するすべり角速度演算部を備え
たベクトル制御装置において、 １次電流及び１次電圧にもとづいて１次磁束を推定し、
その推定値にもとづいてすべり角速度の演算式中の２次
時定数を修正すると共に、１次磁束の推定演算を積分要
素を１次遅れ要素に近似して実行することにより、 トルク制御精度を向上させるようにしたものである。

Ｃ０従来の技術 ２次磁束とそれに直交する２次電流を非干渉に制御する
誘導電動機のベクトル制御が広く適用されてきている。

このベクトル制御は、３相誘導電動機の場合電流や磁束
を、電源による回転磁界と同速度で回転する直交２軸の
α−β座標系のベクトルとして取り扱い、 演算結果を３相電源の各相の電流指令値に換算して制御
する方法である。

その具体的方法について述べると、 α−β座標 系での電圧方程式は次の（１ ）式で表される。

・・・・・・・・・（１） ただし ω蓼　＝　ω ωｒ Ｌ、＝　（ＬＩＬ。

Ｍ’）　／ｌ、。

である。

ここでｖＩ＃伊 Ｖ＋ｊ は夫々１次電圧のα、β軸成 分、 ｊ＋＊、ｊ＋−は夫々１次電流のα、β軸成分、λ９．
λ□は夫々２次磁束のα、β軸成分、Ｒ，、Ｒ，は夫々
１次、２次抵抗、 Ｌ、、Ｌ、、Ｍは夫々１／Ｘ’、２次、励磁インダクタ
ンス、 ω、ω・、ω・は夫々１次電源角速度１回転子角速度、
すべり角速度、 Ｐはｄ／ｄｔ を表すものである。

ベクトル制御では２次磁束と２次電流が直交するように
制御されるので次の条件式（２）が成り立つ。

（１）式の４行目と（２）式の１段目と２段目トカらベ
クトル制御成立のためのω、は次の（３）式で表される
。

ω−＝　Ｒｚ／　Ｌ　ｔ　・Ｍ−ｊｌ、・１／λ、６−
　Ｒｔ／　Ｌ　ｔ　　・　ｉ　、β／　ｉ　ｌ＃＝　　
Ｉ／τ、・Ｉ　＋ａ／　ｉ　Ｉｇ　　　　・・・（３）
従ってベクトル制御を行うためには（２）式の１段から
ｉ、をλ、、／Ｍに設定し、ω、を（３）式が成り立つ
ように制御することが必要である。

第９図はベクトル制御を行うための従来の回路構成を示
す図である。目標値を＊を付して表すと、回転子の角速
度の目標値である速度指令値ω１＊と誘導電動機Ｉの速
度（回転子の角速度）検出値ω、との偏差分を突き合わ
せ回路２Ａで取り出し、速度アンプ３を介して１次電流
のβ軸成分の目標値ｉ　ｌａ＊を得、この値と励磁指令
である１次電流のα軸成分の目標値１１＃＊とにもとづ
いてスカラー量演算部３．でｉ　＋ａ＊、　　ｉ　ＩＪ
＊の合成ベクトルのスカラー量■１を求める。一方１１
＃＊とｉ　＋ａ＊とにもとづいて位相演算部４にて前記
合成ベクトルのα軸に対する角度φ即ち位相を演算する
と共に、すべり角速度演算部５にて（３）式の演算を実
行してすべり角速度ω、を求める。そして突き合わせ回
路２Ｂで速度検出値ω、とω１とを加算して１次電源角
速度ωを求め、φとωとにもとづいて正弦波発生回路６
より５ｉｎ（ω１＋φ）、ｇｉｎ（ω、＋φ−２／３π
）、５ｉｎ（ω、＋φ−４／３π）で夫々表される３つ
の正弦波を出力し、前記スカラー量！、とこれら正弦波
とにもとづきＤ／Ａ　（デジタル／アナログ）変換器７
にて３相電源例えばＰＷＭインバータの各相の電流指令
値ｉｕ＊、ｉｖ＊、ｉｖ＊を求める。これら電流指令値
は突き合わせ回路２Ｃで電流検出値１ｕｌ　　ｌｖ、ｌ
ｖと突き合わされ、その偏差分がアンプ７１を介してコ
ンパレータ７、に導かれ、三角波発生回路７３よりの搬
送波と比較されてＰＷＭインバータ７４のゲート信号が
得られる。図中ＰＧは回転数検出部、８は速度演算部で
ある。

Ｄ１発明が解決しようとする課題 上述のベクトル制御は連応性等の点で直流機にも優る性
能を発揮するが、トルク特性については劣っている。即
ち、ベクトル制御では電動機の内部パラメータ（等価回
路の定数）を用いているため制御精度はこれらパラメー
タに依存し、特にすべり角速度ω、の演算に用いる２次
抵抗は周囲温度及び回転子の自己発熱などの温度変化に
より抵抗値が変化し、これにより発生トルクが変化して
制御のロバスト性（頑強性）を損なうという欠点がある
。

本発明の目的は、２次抵抗変化による発生トルク変動を
補償してトルク制御精度を向上させることにある。

更に本発明の目的は、２次抵抗変化を求めるために必要
な１次磁束の検出、あるいは２次磁束の検出を正確かつ
高速に行うことにある。

８３課題を解決するための手段及び作用（１）本発明の
特徴 本発明の特徴とするところは大きく分けて２つある。そ
の１つは、推定した１次磁束にもとづいて２次抵抗の変
化分を求め、この変化分を考慮してすべり角速度演算を
行うと共に、２次抵抗の変化分を求めるにあたって、励
磁分電流及び励磁分電流の大小に応じて１次磁束の例え
ばα軸、β軸成分の一方を選択して用いることにある。

他の１つは１次磁束を推定するにあたって、積分要素を
用いずに１次要素を用いていることにある。

（２）すべり角速度の演算について ２次時定数の設定値をτ、＊、真値をτ７．２次抵抗変
化分（Ｒｔ　　Ｒ１＊）、／Ｒ，＊をＫとおくと次の（
４）式が成り立つ。

τ、／τｔ＊　＝　Ｒ，＊／Ｌ＊＊・ｔ、ｔ＊／　（１
＋Ｋ）　Ｒｔ＊１／（１＋Ｋ）　　　　　・・・・・・
・・・（４）従ってすべり周波数の演算式は、例えば電
流制御形インバータで誘導電動機を制御する場合、１　
＋＊−ｆ　＋ａ＊、＋　１．ｓ−ｆ　、ａ＊であるから
次の（５）式で表される。

ω、−１／τ、・　１　＃／　Ｉ　Ｉ＃＝（１＋Ｋ）／
τ、＊・ｉ　Ｉａ＊／　ｉ　Ｉａ＊　　・・・・・・（
５）ここで１次電圧と１次電流及び２次電流との関係を
示す電圧方程式は（６）式で表される。

・・・・・・・・・（６） 一方１次磁束は（７）式で表され、この（７）式より（
８）式を得る。

λＩａ　”　Ｌ　１１　＋ａ　＋　Ｍ　１２ｇ）・・・
・・・（７） λＩｅ　＝　Ｌ＋ｉ　＋７＋　十Ｍｉｘβ・・・・・・
・・・（８） （８）式を（６）式に代入して（９）式を得る。

・・・・・・・・・（９） 定常状態における（９）式の３゜ ４行目より（１ ０）。

（＋１）式が得られる。

めると （１ ２）式が得られる。

・・・・・・・・・（１２） （Ｉ ０）式＋（Ｉ ２）式よりλＩ４を求めると（Ｉ ３） 式となる。

めると（１ ４）式が得られる。

・（Ｉ　４） （１１）式 （１４）式よりλ□を求めると（１ ５） 式となる。

ところで（１３）、（＋５）式の理論式中に含まれるω
ｓは１　／　ｒ　ｔ＊　”　ｉ　＋、＊／　＋　＋＃＊
で表されるからＬ　ｔ／　Ｒ１ωＳは、（４）式を考慮
すれば次の（１６）式で表される。

Ｌｔ／Ｒｙ　’　（ＩＪ　Ｓ　−ｒ　！’　Ｉ　／ｒ　
ｚ＊−ｉ　ＩＪ＊／ｉ　Ｉ＃＊−Ｉ　／（１千Ｋ）・ｉ
＋、＊／１＋ａ＊・・・・・・・・・・・・（＋６） 従って例えば電流制御形インバータで誘導電動機を制御
する場合は、ｆ　Ｉａ＝　Ｉ　＋ａ＊、ｆ　＋ｓ−！　
＋ｊ＊であるから、上記の（１６）式を（１３）、　（
１５）式に代入して整理すると、λ３６．λ１．は夫々
（１７）（１８）式で表される。

・・・・・・・・・・・・（１７） ・・・・・・・・・・・・（１８） ここで２次抵抗変化分Ｋが一〇。

２５≦に≦０゜ ２５と仮定してに′ ＝０とし、 （１７）。

（１８： 式をＫについて解くと（１９） （２０）式のよ うになる。

以上のことから本発明では、 後述する演算によ り例えばＲ３，及びλ、を求め、 これを（１９）式 あるいは（２０）式に代入してＫを求め、このＫを（５
）式に代入してωＳを演算し、以て２次抵抗の値を補償
している。即ち、２次抵抗が変化するとベクトル制御条
件が成立しなくなってλ８．あるいはλ１．が理想値か
ら外れるため、検出したλ１□λ□が常に理想値になる
ようにすべり角速度演算におけるＫを操作しているので
ある。

ここで２次抵抗変化分Ｋを用いてωＳを演算するには具
体的には次のようにして行う。即ちＫの演算やすべり角
速度演算を含む一連の演算はクロック信号により瞬時に
行われ、すべり角速度演算部５における（ｎ−１）回目
の演算で求めた２次抵抗値をｎ回目の演算における設定
値とする。ｎ回目の演算で求めたＫ及びＲ１を夫々Ｋ　
ｆｉ、　Ｒｔ。として表し、Ｒｔｎの初期値Ｒ７゜に予
め設定した値Ｒ２＊を割り当てると、１回目からｎ回目
までの演算は次のようになる。

１回目　Ｒｚｔ−（ｔ　＋ＫＩ）・Ｒ６゜−（、ｌ　＋
に、）・Ｒ７＊２７＋　Ｒｚｔ−（１＋ＫＪ・Ｒ２１−
（ｌ十に、）・（１＋に、）・Ｒ７＊ｎ７＋　Ｒｖｎ−
（１＋　Ｋｎ）　・Ｒｔ　ｆｎ−１１−（１＋　ＫｎＸ
　Ｉ　＋　Ｋｎ−＋）・・（１＋に、）・Ｒ７＊ 従ってｎ回目の演算で求めるωＳをωｓｎとして表すと
、ωｓｎは次の（５ａ）式となり、ω５ｎ＝（１＋Ｋｎ
）＠ωｓ　ｆｎ−１１・＋＋＋＋＋　　（５ａ　）（ｎ
−１）回目の演算で求めたωＳ　（ｎ−１を記憶してお
いて、（！９）または（２０）式により得られたＫｎを
用いることによりωｓｎが求められる。

この場合初期値ω□は ω−１−（１＋に＋）Ｒ３＊’ｌ／Ｌｔ＊・ｉ　ｌｓ＊
／Ｌａ＊である。

ところで２次抵抗が変化したときの１次磁束の変動分（
Δλ１．．Δλ□）は、励磁分電流ｉ＋ａの大きさによ
り変化する。励磁分電流ｉｎ、が励磁分電流１ｒａより
小さいときは、Δλ１．の変化分が大きい。逆に、励磁
分電流＋＋６が励磁分電流ｉ１．より大きくなると、Δ
λ３．の変化分が大きく、Δλ１．の変化分はｉ＋、の
増加に伴い減少する傾向にある。第３図はこのような傾
向を示すグラフであり、出カフ、５ＫＷ、電圧２００Ｖ
、極数４の電動機について、周波数１０　Ｈｚ、励磁分
電流１１＃＊　９　、４３６　Ａ％　２次抵抗変化分Ｏ
１夏（１０％）の条件で励磁分電流ｉＩ、＊を変化させ
たときの１次磁束指令値に対する１次磁束の変化分を計
算した例である。そして２次抵抗変化が小さいときには
、１次磁束変動分（Δλ１＃、Δλ＋１＋）は数パーセ
ントしか変化しない領域があり、そのため１次磁束検出
精度によりΔλ１１のみ、またはΔλ、のみで２次抵抗
補償を行うと、負荷電流の大きさによっては正確な補償
をできない領域が出てくる。

そこで本発明では、励磁分電流ｔｅａが励磁分電流１＋
ａより小さい範囲では、Δλ３．の変化が大きいことを
利用して、Δλ１．により即ち（２０）式を用いて２次
抵抗補償を行う。また励磁分電流ｉＩ、が励磁分電流ｉ
Ｉ、より大きい範囲では、Δλ１＃の変化が大きいこと
を利用して、Δλ３．により即ち（Ｉ９）式を用いて２
次抵抗補償を行う。

これにより、負荷電流の大きさに影響されないで２次抵
抗補償を行うことが可能となる。

（３） １次磁束の推定について （９）式の１．２行目より（２１ ）式が成り立 つ。

・・・・・・・・・（２１） （２１）式をブロック図に表すと第８図のようになり、
このブロック図よりλ１１．λ１１が求まる。

第８図のように構成した１次磁束推定回路の安定性を調
べるために特性方程式を求めると、（２２）式のように
なる。

はＳ−±ｊωとなり、極が極座標上にあるため振動系で
ある。このため第８図の推定回路では初期値を適切な値
にしないと振動的となり、発散することになる。また安
定したとしても積分器の出力に対するオフセットの影響
により安定な積分演算が難しく、低周波領域では誤差が
大きくなり、正確な１次磁束が得られなくなる。

そこで本発明では１次磁束の推定プロセス中で行われる
演算について、積分要素を１次遅れ要素に近似し、更に
その近似した値を補正することによって積分動作と同等
の動作を確保し、以って１次磁束を正確に推定するよう
にしている。

Ｆ、実施例 館１団し＋太登１日の甲癲漏１本壬千陥ア本ｈ　−の実
施例が第９図の回路と異なる点は、 ａ、電源であるＰＷＭインバータ７４の各相の電流、電
圧ｉ。、ｆｖ、ｊｗ、ｅｕ、ｅｖ、ｅｗに対して座標変
換を行い、１次電流のα、β軸成分１１．。

ｊ＋ｓと１次電圧Ｖ＋ａ、ＶＩａとを求める座標変換部
９を設けたこと す、座標変換部９よりの演算値にもとづいてλ□及びλ
１．を推定する１次磁束推定部１０を設けたこと ｃ、２次抵抗変化分Ｋを演算する第１及び第２の２次抵
抗変化分演算部１１．．１１．を設けたこと ｄ、前記第１及び第２の２次抵抗変化分演算部＋１．．
１１．の演算結果の一方を選択する選択部１２を設けた
こと ｅ、すべり角速度演算部５における演算を上記の（５）
式に従って行うこと にある。

前記座標変換部９では、各相の電流、電圧について３相
・２相変換を実行する。固定子上で固定した直交２軸ｄ
、ｑの座標系におけるｊ１６，１＋４は、３相電流１ｕ
、ｌｖ、１ｗが次の（２３）式で表されるとすると、（
２４）式のようになる。

ｉ１４　＝４３／２１゜ｓｉｎ　（ωｔ＋φ）更にｉ＋
ｄ＋ｌ＋ｑからα、β軸成分への変換は次の（２５）式
により達成できる。

電圧についての変換も同様の演算式で実行することがで
き、座標変換部９では、このような演算を行うことによ
ってｊ　ｌａ、　　ｆ　ｌｊ＋　Ｖ　ｌａ、　Ｖ　ｒ６
を得る。なお電圧値ｅ。ｒ　ｅｖ、ｅｗとしては、イン
バータ７４の出力電圧の検出値を用いてもよいし、ある
いは点線で示すようにアンプ７１の出力値を用いてもよ
い。

前記１次磁束推定部ＩＯは、第２図に示すように第１の
演算部１０．と第２の演算部１０．とを有してなる。

λ１＃、λ、は先述したように（２１）式を用いて第８
図に示すブロック図により求まるが、この、ブロック図
の積分要素を１次遅れ要素に置き換えると、 （２１ ）式は次の （２６）式で表され、 ブ ロック図は第２図の第１の演算部１０゜として示 したようになる。

ただしＴ１ は１次遅れの時定数 である。

・・・・・・・・・（２６） 第２図の回路の安定性について調べるために特＝　（Ｓ
＋１／Ｔ、）ｓ＋ω３−０ ・・・・・・（２７） よって固有値はＳ＝ １／Ｔ ±ｊωとなる。

１’　、　＞　０であるから極は極座標の左半面にあり
安定であることがわかる。従って積分要素を１次遅れ要
素に近似することにより安定化を図ることかできる。

第２の演算部１０．は、第１の演算部１０．で得られた
推定値を補正演算し、これにより（２１）式による積分
演算の結果と同等の推定値を得る機能を有する。ここで
実行される演算式は次のようにして導かれる。

積分要素を含む方程式（２１）式と１次遅れ要素を含む
方程式（２６）式とを変形すると夫々（２８）、（２９
）式のようになる。

ただしλ′１１．λ′１．は第１の演算部１０．で求め
た！次磁束のα軸成分及びβ軸成分である。（２８）、
（２９）式の左辺同士を等しいとおき、その式を変形す
ると（３０）式となる。

・・・・・・・・・・・・（３０） 定常状態のとき即ちＰ＝Ｏのときには、（３０）式より
次の（３１）式、（３２）式が成り立つ。

１ λ、＝λ１．＋□・□・ωλ１゜ ω３　　Ｔ嘗 ■ ＝λ３β′十　　・λ１β′　　・・・・・・（３１）
ωＴｌ λ１．＝λ１β′十±・±・（−ωλ１β′）ω”　　
　　ＴＩ ！ 一入、−−・λ８、′　　　・・・・・・（３２）ωＴ
。

（３１）式、（３２）式は、積分要素を含む方程式（２
１）式により求めた１次組束と１次遅れ要素を含む方程
式（２６）式により求めた１次組束との関係を示すもの
であり、第２の演算部１０゜はこの関係式をブロック化
して、λｌ＃′、λ□をλ１１．λ１．に変換する演算
を実行する部分である。

以上の！次組束推定部１０によれば、１次遅れ時定数Ｔ
１は電源角速度ωに無関係な値となり、低周波領域でも
速い推定が可能となる。例えば角速度が最大値ωｍａｘ
のときでも十分速い推定を行うためには、Ｔ、−１／ω
ＷａＸとすればよい。

ここで磁束演算部１０．で初期値を零にして推定を開始
すると、１次遅れの時定数（例えばＴ、−１／ωｌ１ｌ
ａｘ）の推定遅れが発生する。このため実施例では、推
定遅れを防ぐためにλ、□λ１．の理想値よりλ、′、
λ１β′の初期値を求め、この値を採用して演算を行っ
ている。

先ず（３２）式の両辺に！／ωＴ、を掛け、その式を（
３１）式から差し引いて整理すると（３３）式が得られ
、また（３り式の両辺にｌ／ωＴ。

を掛け、その式と（３２）を加算して整理すると（３４
）式が得られる。

・・・・・・・・・（３３） ・・・・・・・・・（３４） 一方第１の演算部ｔＯ１ の１次遅れ要素の出力 λ０．λｌ、”は（３５）式のようになる。

λ３．＝λ＋　−’　　／　Ｔ　Ｉ ） ・・・・・・・・・（３５） λ１− ＝　λ　重−′ ／Ｔ。

１次磁束と２次磁束は（３６）式のようになる。

ベクトル制御条件が成立している場合上記の（２）式で
述べた如くλ□＝ｏ、ｔ＊、＝０となるから、（３６）
式の４行目にλ□＝０を代入するとｉｌｌ＝Ｍ／Ｌｇ・
ｉ、が得られ、従って（３６）式の１．２行目は夫々（
３７）、（３ｇ）式のようになる。

λ□”　　Ｌ　１１　Ｈｍ λ＋ａ　　＝　　Ｌａ１ｉ　　ｌａ　　＋　　Ｍ　ｉ　
　＊ａ１ ”　　ＬＡｒｍ　　　　　　　　　Ｓ　　Ｉｓ１ ＝Ｌ　−Ｉ　Ｉｅ　　　　　　・・・・・・・・・（３
８）・・・・・・・・・（３７） （３７）。

（３８２式で示される理想値を（３３）〜（３５）式に
代入して初期値を求めると、（３ ９）式のようになる。

ただしく３９）式のλ、についてカッコを付したものは
初期値を意味している。こうして得られた初期値を用い
て演算を実行している。

このようにして１次磁束推定部１０で得られたλ０．λ
ｌ、は、夫々第！及び第２の２次抵抗変化分演算ｉ１１
．、Ｉｌ、に導かれ、これら演算部１１□　１１．にて
夫々（１９）、（２０）式の演算が実行されて２次抵抗
変化分Ｋが求められる。

これら演算部１１．．１１．の出力側には、コンパレー
タ１２＋及びスイッチ１２．よりなる選択部１２が設け
られており、コンパレータ１２．は、１次電流のα軸成
分に相当する励磁分電流の指令値ｉ１．＊が１次電流の
β軸成分に相当する励磁分電流の指令値ｉ□＊よりも大
きいときにはスイッチ１２．を第２の２次抵抗変化分演
算部ｌｌ。

側に切り替え、１１６＊がｉ　、、＊よりも小さいとき
にはスイッチ１２．を第１の２次抵抗変化分演算部１１
．側に切り替える機能を有している。従ってｉ、、＊が
ｆ　＋ｓ＊よりも大きいときには（２０）式にもとづい
て得られたＫが、またｉ、＊がｉ。

＊よりも小さいときには（１９）式にもとづいて得られ
たＫが各々すべり角速度演算部５に導かれ、ここでに９
用いて２次抵抗の設定値を修正し、（５）式の演算を実
行してすべり角速度ω、を求めている。この場合（５）
式の演算を実行する代りに（５ａ）式の演算、即ちω５
ｎ＝（ｌ十Ｋｎ）・ω８（ｎ−１）の演算によりすべり
角速度を求めてもよい。

以上において先にも述べたように２次抵抗が変化すると
ベクトル制御条件が成立しなくなってλ１□λ□が夫々
理想値Ｌ　＋　１１＆＋　Ｌ　ａ　ｔ　＋ｊから外れる
ため、検出したλ８．またはλ、−が常に理想値になる
ようにすべり角速度演算におけるＫを操作する機能を２
次抵抗変化分演算部１１．、Ｉｌ、に持たせている。従
ってλ、２．λ、が理想値になるようなＫを出力する手
段例えば第４図に示すようなＰＩアンプを用いても同等
の機能を確保することができる。

更にまた第５図に示すようにＰＩアンプの入力側にスイ
ッチｆ２ｔを設けて、λ１．＊、λｌ、Ｉの偏差信号と
λ１．＊、λｌ、の偏差信号の一方を切り替え選択する
ようにしてもよく、この場合には２次抵抗変化分演算部
と選択部とが組み合わさった構成となる。

本発明では、励磁分電流と励磁分電流の比較結果にもと
づいて２次抵抗変化分の演算式を切り換えるといった手
段をとらずに、第１あるいは第２の２次抵抗変化分演算
部１１．、Ｉｔ、の一方のみを用い、その演算結果であ
るＫを用いてすべり角速度ωＳを算出するようにしても
よい。第６図はこのような例を示す図であり、１次磁束
推定部１０で得られたλ１．を２次抵抗変化分演算部１
１に与え、ここで（２０）式の演算を実行して、その演
算結果であるＫをすべり角速度演算部に与えている。

本発明では、１次磁束推定部１０により推定した１次磁
束を２次抵抗を求める以外の用途に用いてもよく、ある
いは更に１次磁束にもとづいて２次磁束を推定するよう
にしてもよい。２次磁束の推定について述べると、１次
磁束、２次磁束は夫々（４０）、（４１）式のように表
される。

λ＋＊＝　Ｌ　＋　　１＋ａ十Ｍ　ｔ　ｗｅ）・・・・
・・・・・（４０） λ＋ａ＝　Ｌ　ｒ　　Ｌ１＋　Ｍ　ｉ　　ｔａλ＊ａ＝
　Ｌ　ｔ　Ｌｔａ　＋　Ｍ　ｌ　１６）・・・・・・・
・・（４１） λ□＝Ｌ、ｉ□＋Ｍ　ｉ　＋　１ （４０）式より次式を得る。

（４２）式を（４Ｉ）式に代入するとλ、１．λ１゜は
夫々（４３）、（４４）式で表される。

λ２．＝ユ己（λ、、−Ｌ、ｉ、、）・・・・・・・・
・（４３）λ　・−＝上（λ　１４Ｌ＊Ｉｔハ　　・・
・・・・・・・（４４）以上のようにして２次磁束を求
めることができ、（４３）、（４４）式をブロック化し
て第２図の回路に組み合わせると第７図に示す回路とし
て表される。このようにして得られた１次磁束あるいは
２次磁束は、ベクトル制御の応用、例えばすべり周波数
制御方式ベクトル制御、磁束制御形ベクトル制御、二次
抵抗補償、センサレスＡＳＲ１瞬時空間ベクトルによる
高速トルク制御等に広く用いることができる。

Ｇ１発明の効果 本発明によれば、１次磁束を推定し、その推定値にもと
づいて２次抵抗の設定値を修正し、その修正値を用いて
すべり角速度を演算しているため、２次抵抗変化による
発生トルク変動を補償することができる。しかも２次抵
抗の設定値の修正に用いる２次抵抗変化分の演算を、励
磁分電流と励磁分電流との大小に応じて、１・を用いる
演算と他方の軸成分を用いる演算との間で使い分けてい
るため、負荷電流の大きさに影響されることなく上記の
補償を正確に行うことができるから、トルク制御精度が
向上する。

そして１次磁束の推定を行うにあたって積分要素を１次
遅れ要素に近似しているため、オフセットの影響が軽減
され、低周波数領域での検出も容易となり、誤差も小さ
くなる。このため広い周波数領域に亘って２次抵抗を補
償することができる。

更にコンピュータで回路演算を行う場合に、ｎ回目の演
算で求めた２次抵抗変化分演算部における演算結果をＫ
ｎとすると、（ｎ−１）回目゛の演算で求めたすべり角
速度と（１＋Ｋｎ）との積をｎ回目のすべり角速度の演
算結果としているため、すべり角速度の演算結果を一時
的に記憶しておいて２次抵抗変化分との掛算を行えばよ
く、従って演算が容易である。

また積分要素を含む演算式と１次遅れ要素の近似式とに
もとづいて夫々で求められる１次組束λ１１．λ０．λ
１β′、λ１β′　の関係式を求め、この関係式にもと
づいてλ３β′、λ１β′がλ、。

λ３．に適合した値になるように修正しているので、１
次組束を正確に推定することができると共に、１次遅れ
要素の時定数ＴＩを無関係な値に設定できるから低周波
数領域でも十分速い推定ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すブロック回路図、第２図
は１次組束推定部を示すブロック図、第３図は励磁分電
流と１次組束変化分との関係図、第４図は２次抵抗変化
分演算部の他の例を示すブロック図、第５図は本発明の
要部の他の例を示すブロック図、第６図は本発明の他の
実施例を示すブロック回路図、第７図は磁束推定装置の
実施例を示すブロック図、第８図は積分要素を用いた場
合の１次組束推定部のブロック図、第９図は従来例を示
すブロック図である。 １・・・誘導電動機、３・・・速度アンプ、４・・・位
相演算部、５・・・すべり角速度演算部、９・・・座標
変換部、ｌＯ・・・１次組束推定部、１０．　　・・・
磁束演算部、＋０．・・・補正演算部、ＩＩ、、１１．
・・・２次抵抗変化分演算部、Ｉ２・・・選択部。 第３図 励磁分電流と１次組束変化分との関係図ｉ１１１（Ａ） 第４図 ２次抵抗変化分演算部の他の例のブロック図第５図 本発明の要部の他の実施例のブロック図１９フ 第８図 １送磁束検出プロ・ツク図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）誘導電動機における直交２軸座標系の１次電流の
   各軸成分の指令値と２次時定数の設定値とにもとづいて
   すべり角速度を演算するすべり角速度演算部を備えたベ
   クトル制御装置において、前記座標系における１次磁束
   の一方の軸成分を推定する１次磁束推定部と、ここで得
   られた推定値にもとづいて２次抵抗の設定値に対する変
   化分を演算する２次抵抗変化分演算部とを設け、前記す
   べり角速度演算部は、２次時定数の設定値と前記２次抵
   抗変化分演算部で得られた演算結果とにもとづいてその
   ときの２次時定数を求め、この２次時定数を用いて演算
   を行い、 前記１次磁束推定部は、誘導電動機の電圧方程式にもと
   づいて得られる、１次磁束を１次電圧及び１次電流によ
   り表した関係式について、その関係式中の積分要素を１
   次遅れ要素に置換した演算式を用い、１次電流及び１次
   電圧の各軸成分の検出値にもとづいて１次磁束の一方の
   軸成分及び他方の軸成分λ＿１＿α、′、λ＿１＿β′
   を求める第１の演算部と、電源角速度及び前記１次遅れ
   要素の時定数を夫々ω、Ｔ＿１とすると、下記の２つの
   式の少なくとも一方の演算を実行して λ＿１＿α＝λ＿１＿α′＋１／ωＴ＿１・λ＿１＿β
   ′・・・・・・（１）λ＿１＿β＝λ＿１＿β′−１／
   ωＴ＿１・λ＿１＿α′・・・・・・（２）λ＿１＿α
   ′及び／またはλ＿１＿β′を補正し、これにより１次
   磁束の一方の軸成分λ＿１＿α及び／または他方の軸成
   分λ＿１＿βを求める第２の演算部とを有してなること
   を特徴とする誘導電動機のベクトル制御装置。
2. （２）誘導電動機における直交２軸座標系の１次電流の
   一方の軸成分に相当する励磁分電流の指令値と他方の軸
   成分に相当するトルク分電流の指令値と２次時定数の設
   定値とにもとづいてすべり角速度を演算するすべり角速
   度演算部を備えたベクトル制御装置において、 前記座標系における１次磁束の各軸成分を推定する１次
   磁束推定部と、ここで得られた１次磁束の一方の軸成分
   にもとづいて２次抵抗の設定値に対する変化分を演算す
   る第１の２次抵抗変化分演算部及び前記１次磁束の他方
   の軸成分にもとづいて前記変化分を演算する第２の２次
   抵抗変化分演算部と、励磁分電流及びトルク分電流の各
   指令値を比較し、トルク分電流が励磁分電流よりも小さ
   いときには前記第２の２次抵抗変化分演算部の演算結果
   を選択すると共に、トルク分電流が励磁分電流よりも大
   きいときには前記第１の２次抵抗変化分演算部の演算結
   果を選択する選択部とを設け、前記すべり角速度演算部
   は、２次時定数の設定値と前記選択部で選択された演算
   結果とにもとづいてそのときの２次時定数を求め、この
   ２次時定数を用いて演算を行うことを特徴とする誘導電
   動機のベクトル制御装置。
3. （３）すべり角速度演算部は、ｎ（ｎは整数）回目の演
   算で求めた２次抵抗変化分演算部における演算結果をＫ
   ｎとすると、（ｎ−１）回目の演算で求めたすべり角速
   度と（１＋Ｋｎ）との積をｎ回目のすべり角速度の演算
   結果とする機能を有するものである請求項（１）または
   （２）記載の誘導電動機のベクトル制御装置。
4. （４）誘導電動機の１次電流及び１次電圧の３相成分に
   もとづいて直交２軸座標系の１次電流及び１次電圧の各
   軸成分を求める座標変換部と、誘導電動機の電圧方程式
   にもとづいて得られる、１次磁束を１次電圧及び１次電
   流により表した関係式について、その関係式中の積分要
   素を１次遅れ要素に置換した演算式を用い、前記座標変
   換部よりの出力値にもとづいて１次磁束の一方の軸成分
   及び他方の軸成分λ＿１＿α′、λ＿１＿β′を求める
   第１の演算部と、電源角速度及び前記１次遅れ要素の時
   定数を夫々ω、Ｔ＿１とすると、下記の（１）式及び／
   または（２）式の演算を実行して λ＿１＿α＝λ＿１＿α′＋１／ωＴ＿１・λ＿１＿β
   ′・・・・・・（１）λ＿１＿β＝λ＿１＿β′−１／
   ωＴ＿１・λ＿１＿α′・・・・・・（２）λ＿１＿α
   ′及び／またはλ＿１＿β′を補正し、これにより１次
   磁束の一方の軸成分λ＿１＿α及び／または他方の軸成
   分λ＿１＿βを求める第２の演算部とを有してなること
   を特徴とする誘導電動機の磁束推定装置。