JPH0919197A - 誘導電動機の適応滑り周波数形ベクトル制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インダクタンスの変動があっても、逆二次時
定数に対して高い同定精度を保証することができる適応
滑り周波数形ベクトル制御方法及び装置を提供する。 【構成】 誘導電動機１の励磁分電流及びトルク分電流
の実測値ｉｄ，ｉｑ及び指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊に基づい
て一次電圧指令値ｖａ＊，ｖｂ＊を生成するとともに、
ｉｄ＊、ｉｑ及び二次抵抗Ｒ２の制御設定値に基づいて
滑り角周波数指令値ωｓ＊を生成するベクトル制御系５
１と、誘導電動機１の動作状態に応じて変化する源信号
を取得してＲ２を同定し、その同定されたＲ２に基づい
て上記制御設定値を更新する適応同定系５２とを備えた
適応滑り周波数形ベクトル制御装置において、適応同定
系５２を、取得した源信号から一次インダクタンスに不
感な信号を生成し、該信号に基づき誘導電動機１の二次
時定数の逆数Ｗ２（＝Ｒ２／Ｌ２）を同定するように構
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘導電動機を高精度、
高効率に制御するための適応滑り周波数形ベクトル制御
方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、誘導電動機を高精度、高効率に制
御する方法として、誘導電動機の状態を二次磁束軸とそ
れと直交する軸を座標軸する座標（以下「二次磁束座
標」という。）上でとらえて誘導電動機を制御するベク
トル制御方法が知られている。このように誘導電動機を
回転座標である二次磁束座標上で制御するためには、そ
の座標の位相を検出あるいは推定する必要がある。この
二次磁束座標の位相の求め方により、上記ベクトル制御
方法は、該座標の位相を直接検出する直接形のベクトル
制御方法と、該座標の位相を間接的に求める間接形の滑
り周波数形ベクトル制御方法とに大別されるが、現在は
主に、高精度の磁束検出が不要である後者の滑り周波数
形ベクトル制御方法の実用化が進められている。

【０００３】上記滑り周波数形ベクトル制御方法のベク
トル制御系では、固定座標上での一次電流のベクトル成
分を二次磁束座標上での一次電流の二つのベクトル成分
である励磁分電流及びトルク分電流に変換し、該励磁分
電流及びトルク分電流の変換値並びにそれらの指令値に
基づいて二次磁束座標上での一次電圧指令値を生成し、
該二次磁束座標上での一次電圧指令値を固定座標上での
一次電圧指令値に変換している。この固定座標上での一
次電圧指令値に基づいて、誘導電動機に印加する一次電
圧が制御される。また、上記トルク分電流及び励磁分電
流の値並びに電動機パラメータの制御設定値に基づいて
滑り角周波数指令値を生成し、該滑り角周波数指令値に
基づいて、上記二つの座標間でのベクトル成分の変換の
際に用いる二次磁束座標の位相を生成する。

【０００４】ところが、上記滑り角周波数指令値を生成
する際に用いる電動機パラメータの制御設定値の中に
は、温度によって大きく変化する誘導電動機の二次抵抗
等の推定値が含まれ、これらの推定値として誘導電動機
の広い動作範囲にわたって単一の定数を用いることは不
可能であった。このように温度等によって変化する電動
機パラメータの推定値が実際値と一致していないと制御
性能が劣化する。例えば、二次抵抗の制御に用いる推定
値が実際値と一致していないと、二次磁束やトルクに過
渡振動や定常偏差が生じる。

【０００５】そこで、上記滑り角周波数指令値を生成す
る際に用いる電動機パラメータのうち温度等で変化する
パラメータの値又はその変化分を、誘導電動機の動作状
態に応じて逐次同定し、上記二次磁束座標の位相の生成
に用いる適応同定系を備えたものが知られている（以
下、この制御方法を「適応滑り周波数形ベクトル制御方
法」という）。上記電動機パラメータの同定は、例えば
誘導電動機の動作状態に応じて変化する信号（以下「源
信号」という）を取得し、その取得された源信号に基づ
いて行う。この適応滑り周波数形ベクトル制御方法及び
装置の具体例としては、一次電流の検出値及び探りコイ
ルで検出した３相電圧の検出値を二次磁束座標上のベク
トル成分に変換し、その変換値を用いて、通常電圧モデ
ルといわれるモデルに基づき二次抵抗の影響を受けるこ
となく二次磁束を推定するとともに、通常電流モデルと
いわれるモデルに基づき同定した二次抵抗を用いて二次
磁束を推定し、これら二つの二次磁束の推定値の偏差を
とり、この偏差を積分＋比例則といわれる連続時間形適
応アルゴリズムに入力し、電動機パラメータの一つであ
る二次抵抗を同定するものが知られている（杉本・玉
井：「モデル規範適応システムを適用した誘導電動機の
二次抵抗同定法とその特性」電学論Ｂ，Vol.106，No.
2，pp.97-104参照）。また、一次電圧指令値に交流信号
を加え、一次電圧に関連した値と一次電流に関連した値
とに含まれる該交流信号に関連した成分を検出し、この
検出値に基づいて誘導電動機の一次抵抗に無関係な値を
演算し、この演算値を用いて誘導電動機の二次抵抗を演
算するものが知られている（特開平１−３０８１８７号
公報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の適応滑り周
波数形ベクトル制御方法及び装置において、上記滑り角
周波数指令値ωｓ＊の生成に必要な電動機パラメータし
ては、二次抵抗Ｒ２と二次インダクタンスＬ２の比とし
て表現される二次時定数の逆数（以下、「逆二次時定
数」という）Ｗ２が最も重要である。この逆２次時定数
Ｗ２に含まれる二次インダクタンスＬ２は、磁気飽和を
起こす電流の状態に依存して容易に変化するが、従来の
従来の適応滑り周波数形ベクトル制御方法及び装置は二
次抵抗Ｒ２のみを同定対象にするものであり、二次イン
ダクタンスＬ２の変動の影響が考慮されていなかった。
更に、磁気飽和によって変動する１次インダクタンスＬ
１の影響も考慮されていない。このようにインダクタン
スの変動に対する適応性を有していないので、上記滑り
角周波数指令値ωｓ＊を生成する上で最も重要な電動機
パラメータである逆二次時定数Ｗ２に対して十分な同定
精度が得られていなかった。

【０００７】本発明は、以上の背景のもとでなされたも
のであり、その目的は、インダクタンスの変動があって
も、逆二次時定数に対して高い同定精度を保証すること
ができる適応滑り周波数形ベクトル制御方法及び装置を
提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明は、二次磁束座標上での一次電流の
二つのベクトル成分である励磁分電流及びトルク分電流
の実測値及びそれらの指令値に基づいて、一次電圧指令
値を生成するとともに、該励磁分電流及びトルク分電流
の値並びに電動機パラメータの制御設定値に基づいて、
該二次磁束座標の位相の決定に用いる滑り角周波数指令
値を生成するベクトル制御工程と、誘導電動機の動作状
態に応じて変化する源信号を取得し、該取得した源信号
に基づいて該電動機パラメータを同定し、該同定された
電動機パラメータの値に基づいて該電動機パラメータに
対応する制御設定値を更新する適応同定工程とを有する
誘導電動機の適応滑り周波数形ベクトル制御方法におい
て、該取得した源信号から一次インダクタンスに不感な
信号を生成する工程と、該信号に基づき該電動機パラメ
ータとして誘導電動機の二次時定数の逆数を同定する工
程とにより、前記同定を行うことを特徴とするものであ
る。

【０００９】また、請求項２の発明は、二次磁束座標上
での一次電流の二つのベクトル成分である励磁分電流及
びトルク分電流の実測値及びそれらの指令値に基づい
て、一次電圧指令値を生成するとともに、該励磁分電流
及びトルク分電流の値並びに電動機パラメータの制御設
定値に基づいて、該二次磁束座標の位相の決定に用いる
滑り角周波数指令値を生成するベクトル制御手段と、誘
導電動機の動作状態に応じて変化する源信号を取得し、
該取得した源信号に基づいて該電動機パラメータを同定
し、該同定された電動機パラメータの値に基づいて該電
動機パラメータに対応する制御設定値を更新する適応同
定手段とを備えた誘導電動機の適応滑り周波数形ベクト
ル制御装置において、該適応同定手段を、該取得した源
信号から一次インダクタンスに不感な信号を生成し、該
信号に基づき該電動機パラメータとして誘導電動機の二
次時定数の逆数を同定するように構成したことを特徴と
するものである。

【００１０】請求項３の発明は、請求項２の誘導電動機
の適応滑り周波数形ベクトル制御装置において、上記適
応同定手段を、二次電流に関する信号の絶対値及び上記
一次電圧指令値の角周波数の絶対値のいずれか一つが所
定の比較基準値以下に低下した場合に、予め決めている
所定値を上記同定された電動機パラメータの値として用
いるように構成したことを特徴とするものである。上記
二次電流に関する信号としては、トルク分電流の実測値
又はトルク分電流指令値の信号が挙げられる。

【００１１】

【作用】請求項１又は２の発明においては、二次磁束座
標上での一次電流の二つのベクトル成分である励磁分電
流及びトルク分電流の実測値及びそれらの指令値に基づ
いて、一次電圧指令値を生成することにより、励磁分電
流及びトルク分電流を独立に制御する。そして、上記ベ
クトル制御で使用する二次磁束座標の位相の決定のため
に、励磁分電流及びトルク分電流の値並びに電動機パラ
メータの制御設定値に基づいて滑り角周波数指令値を生
成する。そして、誘導電動機の動作状態に応じて変化す
る源信号を取得し、該取得した源信号に基づいて該電動
機パラメータを同定し、該同定された電動機パラメータ
の値に基づいて、上記滑り角周波数指令値の生成時に用
いる該電動機パラメータに対応する制御設定値を更新す
ることにより、上記励磁分電流及びトルク分電流の制御
の精度を向上させる。ここで、上記電動機パラメータと
して誘導電動機の二次インダクタンスを含む逆二次時定
数を直接同定することにより、二次抵抗に加えて二次イ
ンダクタンスの変動を考慮して滑り角周波数指令値を生
成できるようにする。更に、上記源信号から一次インダ
クタンスに不感な信号を生成し、この信号に基づいて逆
二次時定数Ｗ２を同定することにより、同定対象外の一
次インダクタンスが変動しても、高い精度で逆二次時定
数Ｗ２を同定して滑り角周波数指令値を生成できるよう
にする。

【００１２】請求項３の発明においては、請求項２の誘
導電動機の適応滑り周波数形ベクトル制御装置で、二次
電流に関する信号の絶対値及び一次電圧指令値の角周波
数の絶対値のいずれか一つが、所定の比較基準値以下に
低下した場合に、逆二次時定数の同定に用いる信号のＳ
／Ｎ比が低下して適正な同定が行われないと判断し、予
め決めている所定値を、上記同定された電動機パラメー
タの値として用いることにより、不適正な同定値に基づ
いて上記滑り角周波数指令値を生成しないようにする。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を三相誘導電動機の適応滑り周
波数形ベクトル制御装置（以下、「適応ベクトル制御装
置」という）に適用した一実施例について説明する。ま
ず、図１及び図２を用いて、本実施例に係る適応ベクト
ル制御装置の全体構成及び動作について説明する。この
適応ベクトル制御装置は、誘導電動機１の回転子の回転
角速度ω２ｎを検出する回転速度検出装置２と、誘導電
動機１の一次電流ｉｕ，ｉｖを検出する電流検出装置３
と、３−２相変換器４ａ及び２−３相変換器４ｂからな
る２相／３相変換装置４と、ベクトル制御手段としての
ベクトル制御系５１及び適応同定手段としての適応同定
系５２からなる主制御部５と、ＰＷＭインバータからな
る電力変換器６とを備えている。

【００１４】上記電流検出装置３で検出された一次電流
ｉｕ，ｉｖ及びその電流値から生成された残りの電流ｉ
ｗは、上記３−２相変換器４ａで固定座標上で直交する
二つのベクトル成分である２相電流ｉａ，ｉｂに変換さ
れ、上記回転子の回転角速度ω２ｎとともに、次の主制
御部５のベクトル制御系５１に外部信号として入力され
る。

【００１５】上記ベクトル制御系５１は、図２に示すよ
うにベクトル回転器５１ａと、電流制御器５１ｂと、逆
ベクトル回転器５１ｃと、滑り角周波数指令値ωｓ＊を
生成する滑り角周波数指令値生成器５１ｄと、ベクトル
回転器５１ａ及び逆ベクトル回転器５１ｃで用いる回転
座標の位相を生成する位相生成器５１ｅとにより構成さ
れ、外部指令として励磁分電流指令値ｉｄ＊、トルク分
電流指令値ｉｑ＊、及び主制御部５を適切に動作させる
ための設計パラメータ（一次抵抗、漏れインダクタン
ス、サンプリング周期など）の値が入力されている。こ
のベクトル制御系５１においては、ベクトル回転器５１
ａにより固定座標上での２相電流ｉａ，ｉｂを回転座標
である二次磁束座標（以下、「回転座標」という）上で
の一次電流の二つのベクトル成分である励磁分電流ｉｄ
及びトルク分電流ｉｑに変換し、電流制御器５１ｂによ
り励磁分電流及びトルク分電流の実測値ｉｄ，ｉｑをそ
れらの指令値ｉｄ＊，ｉｑ＊と各々比較して回転座標上
での一次電圧指令値ｖｄ＊，ｖｑ＊を生成し、逆ベクト
ル変換器５１ｃにより回転座標上での一次電圧指令値ｖ
ｄ＊，ｖｑ＊を固定座標上での一次電圧指令値ｖａ＊，
ｖｂ＊に変換して出力する。そして、２−３相変換器４
ｂにより２相の一次電圧指令値ｖａ＊，ｖｂ＊を３相の
一次電圧指令値ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊に変換して電力
変換器６へ出力される。電力変換器６は、３相の一次電
圧指令値ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊に従って３相電圧ｖ
ｕ，ｖｖ，ｖｗを発生し、誘導電動機１に印加する。

【００１６】また、上記ベクトル制御系５１のベクトル
回転器５１ａ及び逆ベクトル回転器５１ｃには、回転座
標の位相θ０が必要とされるので、滑り角周波数指令値
生成器５１ｄにより上記トルク分電流の実測値ｉｑ、励
磁分電流の指令値ｉｄ＊及び電動機パラメータの制御設
定値に基づいて滑り角周波数指令値ωｓ＊を生成し、位
相生成器５１ｅにより滑り角周波数指令値ωｓ＊と回転
子の回転速度の検出値ω２ｎとを加算して得られた一次
電圧指令値の角周波数ω０を積分処理して回転座標の位
相θ０を生成し、上記ベクトル回転器５１ａ及び逆ベク
トル回転器５１ｃに出力している。

【００１７】以上のように一次電流検出及び一次電圧印
加は固定座標系で実施されるのに対し、上記ベクトル制
御系５１での電流の制御は回転座標系で実施される。こ
れが、誘導電動機ベクトル制御の大きな特色であり、高
性能なベクトル制御を実現するには、両座標系の変換を
行うベクトル回転器５１ａおよび逆ベクトル回転器５１
ｃへの入力信号である回転座標の位相θ０に関して高い
精度が必要とされる。この位相θ０は、前述のように回
転子の回転角速度ω２ｎの実測値と滑り角周波数指令値
ωｓ＊とに基づいて生成される。回転子の回転角速度ω
２ｎの精度に関しては、回転速度検出装置２として所要
の分解能を有するものを利用すればよい。一方、滑り角
周波数指令値ωｓ＊は、例えば上記滑り角周波数指令値
生成器５１ｄにより次の数１に従って生成される。この
数１の式中のＷ２は、数２の式で示すように電動機パラ
メータである二次抵抗Ｒ２及び二次インダクタンスＬ２
の比として定義される逆二次時定数である。

【数１】ωs＊＝（ｉｑ／ｉｄ＊）・Ｗ２

【数２】Ｗ２＝Ｒ２／Ｌ２

【００１８】上記数１及び数２の式から容易に理解され
るように、上記座標変換に用いる精度の高い滑り角周波
数指令値ωs＊を生成するには、精度の高い逆二次時定
数が必要とされる。すなわち、高性能のベクトル制御を
実現するには、精度の高い逆二次時定数が必要とされ
る。ところが、二次時定数を構成する二次抵抗Ｒ２は温
度によって大きく変動し、二次インダクタンスＬ２は磁
気飽和を発生する電流の状態によって大きく変動するた
めに、誘導電動機の広い動作範囲にわたって、上記滑り
角周波数指令値ωs＊の生成の際に用いる逆二次時定数
Ｗ２の制御設定値として単一の定数で用いることは、高
精度のベクトル制御を行う上で望ましくない。

【００１９】そこで、本実施例では、主制御部５の適応
同定系５２により、適応ベクトル制御装置内の信号をパ
ラメータ適応同定用の源信号として取得し、該取得され
た源信号に基づいて上記逆二次時定数Ｗ２の値を同定
し、該同定された逆二次時定数Ｗ２の値に基づいて上記
滑り角周波数指令値ωs＊の生成の際に用いる逆二次時
定数Ｗ２に対応した制御設定値を更新している。上記源
信号としては、設計パラメータのほか、ベクトル情報で
ある固定座標上での一次電圧値指令値ｖａ＊、ｖｂ＊及
び一次電流値ｉａ，ｉｂと、スカラー情報である回転速
度検出装置２で検出した回転子の回転角速度ω２ｎ又は
ベクトル制御系５１から取得した滑り角周波数指令値ω
ｓ＊とを用いている。

【００２０】この適応同定系５２では、次のような数学
モデルを用いて逆二次時定数Ｗ２の同定を行っている。
誘導電動機１の数学モデルは角速度ωのベクトル基底に
対して次の数３及び数４の式で表現される。ここに、Ｒ
１、Ｒ２はそれぞれ一次、二次側の抵抗である。また、
Ｖ１（ｖａ，ｖｂ）、Ｉ１（ｉａ，ｉｂ）、φ１、Ｉ
２、φ２はそれぞれ、一次電圧、一次電流、一次磁束、
二次電流、二次磁束で２ｘ１のベクトル信号である。さ
らに、ｓは微分演算子（ｄ／ｄｔ）であり、Ｊは数５の
式で定義される２×２の交代行列である。

【数３】Ｖ１＝Ｒ１・Ｉ１＋ｓφ１＋ω・Ｊ・φ1

【数４】 ０＝Ｒ２・Ｉ２＋ｓφ２＋（ω−ω２ｎ）・Ｊ・φ２

【数５】

【００２１】また、一次、二次磁束φ１，φ２に関して
は、次の数６及び数７の関係も成立している。ここに、
Ｌ１、Ｌ２は一次、二次側の自己インダクタンスであ
り、Ｍは相互インダクタンスである。また、数３〜数７
の式は、ω＝０とする場合には、固定座標上の数学モデ
ルとなる点には、注意されたい。

【数６】φ１＝Ｌ１・Ｉ１＋Ｍ・Ｉ２

【数７】φ２＝Ｍ・Ｉ１＋Ｌ２・Ｉ２

【００２２】上記数４で示す式の両辺をＬ２で除し、逆
二次時定数Ｗ２で整理すると次の数８の式が得られる。
但し、数８の式中のζ０（φ２）及びζ１（Ｉ２）はそ
れぞれ、数９及び数１０の式で表される。

【数８】ζ０（φ２）＝Ｗ２・ζ１（Ｉ２）

【数９】ζ０（φ２）＝−ｓ（φ２／Ｌ２）−（ω−ω
２ｎ）・Ｊ・（φ２／Ｌ２）

【数１０】ζ１（Ｉ２）＝Ｉ２

【００２３】上記ベクトル信号ζ０（φ２）及びζ１
（Ｉ２）は二次側の信号で形成されているが、一次側と
二次側が上記数３〜数７の式に従い、磁束φ１，φ２の
微分値を介して誘導的に結合しているので、これらのベ
クトル信号は数１１に示すように、１次側の信号を用い
て同定上等価な形ζ０'（Ｖ１，Ｉ１）及びζ１'（Ｖ
１，Ｉ１）で表現することができる。このベクトル信号
ζ０'（Ｖ１，Ｉ１）及びζ１'（Ｖ１，Ｉ１）と同定上
等価な同定信号が得られたならば、数１１の式のモデル
より逆２次時定数Ｗ２を同定することができる。

【数１１】 ζ０'（Ｖ１，Ｉ１）＝Ｗ２・ζ１'（Ｖ１，Ｉ１）

【００２４】ところが、一次側の信号から数３〜数１１
の式の関係に従い同定信号を生成する場合、逆二次時定
数以外の他の電動機パラメータとしては、公称値を利用
することになる。その中には、一次インダクタンスＬ１
も当然含まれている。従って、実際のインダクタンスの
値が磁気飽和によって公称値と異なる場合には、同定信
号は所望の値と異なることになる。この１次インダクタ
ンスＬ１は、数３〜数７の式が示すように、常に一次電
流Ｉ１の微分値ｓＩ１と積の形で出現する。上記数１１
の式に対し、次の数１２の式のように、交代行列Ｊを介
して一次電流微分値ｓＩ１の転置行列［ sＩ1]Tとの内
積をとれば、数１１の式のモデルから一次電流微分値ｓ
Ｉ１の影響を取り除くことができ、ひいては一次インダ
クタンスＬ１の影響の除去することができる。

【数１２】［sＩ1]T・Ｊ・ζ０'（Ｖ１,Ｉ１）＝Ｗ２・
［sＩ1]T・Ｊ・ζ１'（Ｖ１,Ｉ１） （以下、余白）

【００２５】図３は、上記適応同定系５２の内部の概略
構成を示すブロック図である。この適応同定系５２の前
段処理部５２１は、同定用の源信号として、ベクトル情
報である固定座標上の一次電圧指令値ｖａ＊、ｖｂ＊及
び一次電流値ｉａ，ｉｂ、並びにスカラ情報である回転
子の回転角速度ω２ｎ又は滑り角周波数指令値ωｓ＊の
離散時間的な入力を受けると、所要の処理を行い同定信
号を生成し、これを中段処理部５２２へ出力している。
図４は、この前段処理部５２１の一構成例を示したもの
である。同図に示すように、ベクトル情報の４信号は、
４個のディジタルフィルタＤＦ１〜ＤＦ４から構成され
るフィルタ部５２１ａに各々入力される。フィルタ部５
２１ａでは、各信号のローパス成分と該ローパス成分の
微分成分とを抽出し、同定信号合成部５２１ｂへ出力す
る。このフィルタ部５２１ａでは、源信号に含まれるノ
イズの除去も同時にしかも何らの問題なく行うことがで
きる。ノイズ除去は、高速な適応アルゴリズムを利用す
る上で不可欠である。しかも、上記フィルタＤＦ１〜Ｄ
Ｆ４はディジタル回路で構成しているため、高精度の構
成が可能である。

【００２６】上記前段処理部５２１の同定信号合成部５
２１ｂには、離散時間的なスカラ情報も外部から直接入
力されている。この同定信号合成部５２１ｂでは、数学
モデルをこれらの信号を用いて、ω＝０とした上記数３
〜数１１の式の関係に従い、ζ０'、ζ１'、sＩ１と同
定上等価な同定信号を生成し、次の中段処理部５２２へ
出力する。この同定信号合成部５２１ｂでの処理もディ
ジタル的に実施されるので、数３〜数１１の式に忠実に
従った同定信号の生成が可能である。しかも、ノイズの
影響がすでに除去されているので、理想に近い同定信号
が生成されている。なお、前段処理部５２１の入力信号
と出力信号は、同一の周期Ｔ２で送受されている。

【００２７】上記中段処理部５２２は、周期Ｔ２で同定
信号が入力されると、ｎ２を正の整数とすると周期Ｔ３
＝ｎ２・Ｔ２ごとにＷ２を同定し出力する。このときの
同定モデルは、上記数１２の式をω＝０として用いれば
よい。数１２の式は、スカラ信号からスカラパラメータ
Ｗ２を同定するためのモデルであり、この種のモデルに
対する離散時間形適応アルゴリズムとしては、種々存在
する。これら離散時間形適応アルゴリズムは、文献（新
中：「適応アルゴリズム」産業図書，１９９０年，pp.6
3-133）に、一般化された上、詳しく説明されているの
で、この中で適応性を追求した高性能のものを利用すれ
ばよい。なお、この種の高性能アルゴリズムは、一般
に、複雑で演算量も大きいが、近年性能向上が著しいＤ
ＳＰ、マイクロプロセッサなどの高速演算素子によれ
ば、容易に実現できる。

【００２８】入力周期Ｔ２と出力周期Ｔ３の違いに対処
する簡単な方法は、周期Ｔ２で入力される同定信号に応
じて、同一周期で動作する繰返形のアルゴリズムを用い
て同定値を繰り返し定め、周期Ｔ３の時点で繰り返しを
中断し、繰り返し求めた最終的な同定値を基本同定値と
して後段処理部へ出力するようにすればよい。図５は、
この処理手順を流れ図で示したものである。すなわち、
ステップＡ１で繰返形アルゴリズムの初期値を設定し、
ステップＡ２で同定信号に応じて同定値を繰返し決定す
る。ステップＡ３では、周期Ｔ３のタイミングか否かを
チェックし、周期Ｔ３のタイミングであれば、繰返同定
のループから抜け出し、ステップＡ４で同定値を基本同
定値として出力する。なお、Ｔ３＝Ｔ２（ｎ２＝１）と
する場合には、ステップＡ３の処理が不要となる。

【００２９】上記後段処理部５２３は基本同定値を受け
取ると、リミッタ処理を実施し、最終同定値を決定し、
外部へ出力する。必要であれば、リミッタ処理の後に、
フィルタリング等の線形処理を実施して最終同定値を決
定し、外部へ出力してもよい。図３に示しているよう
に、後段処理部５２３から出力された最終同定値は、一
部分岐され中段処理部５２２へフィードバックされ、繰
返形適応アルゴリズムのＴ３ごとの初期値（図５のステ
ップＡ１）として再利用される。

【００３０】なお、入力周期と出力周期の違いに対処す
る別の方法としては、入出力の周期の違いを当初より前
提にした専用の適応アルゴリズムを用いていもよい。こ
のアルゴリズムも前記文献に詳しく説明されているが、
アルゴリズムとしては複雑性が増す。

【００３１】以上、本実施例によれば、誘導電動機１の
逆二次時定数Ｗ２を直接同定することにより、二次イン
ダクタンスＬ２の変動を考慮して滑り角周波数指令値ω
ｓ＊を生成するとともに、一次電圧指令値ｖａ＊，ｖｂ
＊等の源信号から得られた一次インダクタンスＬ１に不
感な信号、すなわち上記数１２の式中の［ sＩ1]T・Ｊ
・ζ０'及び［ sＩ1]T・Ｊ・ζ１'と同定上等価な同定
信号に基づいて、逆二次時定数Ｗ２を同定することによ
り、同定対象外の一次インダクタンスＬ１及びそれに含
まれる相互インダクタンスの変動の影響を受けることな
く、高い精度で逆二次時定数Ｗ２を同定して滑り角周波
数指令値ωｓ＊を生成するので、逆二次時定数Ｗ２に対
して高い同定精度を保証することができる。

【００３２】なお、上記実施例では、適応同定系５２で
同定した逆二次時定数Ｗ２をそのままベクトル制御系５
１に出力し、滑り角周波数指令値ωｓ＊の生成に用いて
いるが、逆二次時定数Ｗ２をそのままベクトル制御系５
１に出力せずに、逆二次時定数Ｗ２の同定に用いる一次
電流のトルク分電流ｉｑ又はその指令値ｉｑ＊の絶対値
及び一次電圧指令値の角周波数ω０の絶対値のいずれか
一つが所定のレベル以下に低下した場合に、最終的な同
定値として予め決めている所定値Ｗ２’を選択して強制
的に設定し、その所定値Ｗ２’をベクトル制御系５１に
出力するように構成してもよい。

【００３３】図６はトルク分電流ｉｑ等の絶対値を判断
した後、所定値Ｗ２’をベクトル制御系５１に出力する
Ｗ２出力制御部の一構成例を示すブロック図である。こ
のＷ２出力制御部は判断選択部５３及びメモリ部５４か
ら構成されている。判断選択部５３は、トルク分電流ｉ
ｑ又はその指令値ｉｑ＊の絶対値及び一次電圧指令値の
角周波数ω０の絶対値のいずれか一つが所定のレベル以
下に低下しているか否かを判断し、その判断結果に基づ
いて適応同定系５２で同定された逆二次時定数Ｗ２及び
予め決めている所定値Ｗ２’のいづれかを選択してベク
トル制御系５１に出力する。また、メモリ部５４には、
上記判断選択部５３で用いるトルク分電流ｉｑの絶対値
との比較基準値や所定値Ｗ２’が記憶されている。

【００３４】図６において、適応同定系５２は、既に説
明したように同定用源信号を同定処理して逆２次時定数
Ｗ２の同定値を周期Ｔ３ごとに出力し、これは判断選択
部５３へ入力される。一方、メモリー部５４は、判断選
択部５３からの要求に応じて上記比較値や所定値Ｗ２’
を判断選択部５３へ出力できるようになっている。判断
選択部５３には、これら以外に、ベクトル制御系５１か
らトルク分電流ｉｑ及び一次電圧指令値の角周波数ω０
が同定用源信号と同じ周期Ｔ２で入力されている。判断
選択部５３では、まず、トルク分電流ｉｑ及び１次電圧
指令値の角周波数ω０のそれぞれの絶対値を求め、これ
を比較基準値と比較する。この比較を入力ごとに実施す
る。いずれか１つの絶対値が比較基準値より小さい場合
には、つぎの周期Ｔ３には、メモリー部５４に蓄積して
いる逆２次時定数の所定値Ｗ２’を選択してベクトル制
御系１２へ向けて出力する。反対に、いずれの絶対値も
比較基準値をより大きい場合には、適応同定系５２によ
る同定値を選択して出力する。

【００３５】図７は、上記逆二次時定数Ｗ２の出力制御
を示す流れ図である。同図において、期間ｔ＝ｋＴ３〜
（ｋ＋１）Ｔ３の間に、トルク分電流ｉｑ及び一次電圧
指令値の角周波数ω０が周期Ｔ２ごとにｎ２回、判断選
択部５３へ入力される。判断選択部５３は入力信号を得
るごとにそれらの絶対値を求め、比較基準値と比較す
る。この比較基準値としては、例えば、トルク分電流ｉ
ｑの絶対値に関しては定格値の１／１０、１次電圧指令
値の角周波数ω０の絶対値に関しては定格値の１／１０
０である。この比較は、期間ｔ＝ｋＴ３〜（ｋ＋１）Ｔ
３の間、ｎ２回実施される。この比較で、いずれかの信
号の１つが１度でも上記比較基準値より低い場合には、
次の期間ｔ＝（ｋ＋１）Ｔ３〜（ｋ＋２）Ｔ３に使用す
る逆２次時定数としては、メモリー部５４に蓄積されて
いるもの（Ｗ２’）を採用し、これをベクトル制御系５
１へ向けて出力する。これ以外は、適応同定系５２によ
る適応同定値（Ｗ２）を出力する。なお、上記図６に示
した変形例におけるトルク分電流ｉｑは、トルク分電流
指令値ｉｑ＊に置き換えてもよい。

【００３６】上記図６の変形例においては、所要のＳ／
Ｎ比が保証される信号レベルの二次電流がない場合に
は、原理的に２次逆時定数Ｗ２の同定は不可能である。
滑り周波数形ベクトル制御方式では、この二次電流は、
トルク分電流ｉｑあるいはトルク分電流指令ｉｑ＊に比
例する。したがって、トルク分電流ｉｑあるいはトルク
分電流指令値ｉｑ＊の絶対値が所定のレベル以下に低下
した場合には、同定値を強制的に所定値Ｗ２’にセット
することにより、適応滑り周波数形ベクトル制御方式の
安定性と制御性能の劣化を防止することができる。ま
た、１次電圧指令値の角周波数ω０の絶対値が低下した
場合にも、適応同定に利用する等価２次電流のＳ／Ｎ比
が低下することがあるので、上記変形例のようなＷ２出
力制御を行うことにより、同様の作用が得られる。

【００３７】なお、上記実施例では、逆二次時定数Ｗ２
の同定のために取得する源信号として、ベクトル制御系
５１から出力される固定座標上での一次電圧指令値ｖａ
＊，ｖｂ＊を用いているが、この２相の一次電圧指令値
ｖａ＊，ｖｂ＊に代えて、３相の一次電圧ｖｕ，ｖｖ，
ｖｗの検出値を３−２相変換器で固定座標上の２相の一
次電圧ｖａ，ｖｂに変換した信号を用いても良い。

【００３８】また、上記実施例においては、ベクトル制
御系５１の滑り角周波数指令値生成器５１ｄでトルク分
電流の実測値ｉｑ、励磁分電流の指令値ｉｄ＊及び電動
機パラメータの制御設定値に基づいて滑り角周波数指令
値ωｓ＊を生成しているが、これは滑り角周波数指令値
ωｓ＊の生成の一例を示したにすぎない。滑り角周波数
指令値ωｓ＊は、二次磁束φ２を正確に知り得る場合に
は、相互インダクタンスＭ及び上記逆二次時定数Ｗ２を
用いた次の数１３の式に従って生成することができる。
ここで、この数１３の式におけるトルク分電流の実測値
ｉｑはその指令値ｉｑ＊で近似できるので、上記実施例
のトルク分電流の実測値ｉｑの代わりにその指令値ｉｑ
＊を用いて滑り角周波数指令値ωｓ＊を生成しても良
い。この場合には、実測値ｉｑを用いた場合に比較して
ノイズの影響を受けにくい。

【数１３】ωｓ＊＝（ｉｑ／（φ２／Ｍ））・Ｗ２

【００３９】また、上記数１３の式中のφ２／Ｍは、ｓ
を微分演算子とすると、励磁分電流の指令値ｉｄ＊又は
その実測値ｉｄを用いて次の数１４又は数１５の式のよ
うに近似できる。従って、上記実施例において滑り角周
波数指令値ωｓ＊を生成する際に、その指令値ｉｄ＊そ
のものを用いても良いし、（Ｗ２／（ｓ＋Ｗ２））・ｉ
ｄ＊の値を用いても良い。また、上記実施例では励磁分
電流の指令値ｉｄ＊を用いているが、励磁分電流の実測
値ｉｄそのものを用いても良いし、（Ｗ２／（ｓ＋Ｗ
２））・ｉｄを用いても良い。但し、ノイズの影響を受
けにくいという点では、上記実施例のように励磁分電流
の指令値ｉｄ＊やＷ２／（ｓ＋Ｗ２））・ｉｄ＊の値を
用いるのが好ましい。

【数１４】 φ２／Ｍ≒（Ｗ２／（ｓ＋Ｗ２））・ｉｄ＊≒ｉｄ＊

【数１５】 φ２／Ｍ≒（Ｗ２／（ｓ＋Ｗ２））・ｉｄ≒ｉｄ

【００４０】

【発明の効果】請求項１、２又３の発明によれば、源信
号から得られた一次インダクタンスに不感な信号に基づ
いて二次時定数の逆数を直接同定することにより、二次
インダクタンスの変動を考慮し、且つ同定対象外の一次
インダクタンスの変動の影響を受けることなく、高い精
度で逆二次時定数を同定して滑り角周波数指令値を生成
するので、逆二次時定数に対して高い同定精度を保証す
ることができるという効果がある。

【００４１】請求項３の発明によれば、源信号として用
いる二次電流に関する信号の絶対値及び一次電圧指令値
の角周波数の絶対値のいずれか一つが、所定の比較基準
値以下に低下した場合に、予め決めている所定値を同定
された電動機パラメータの値として用いることにより、
不適正な同定値に基づいて滑り角周波数指令値を生成し
なくなるので、更に逆二次時定数に対して高い同定精度
を保証することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る適応ベクトル制御装置の概略構成
を示すブロック図。

【図２】同適応ベクトル制御装置のベクトル制御系内部
の概略構成を示すブロック図。

【図３】同適応ベクトル制御装置の適応同定系内部の概
略構成を示すブロック図。

【図４】同適応同定系の前段処理部内部の概略構成を示
すブロック図。

【図５】同適応同定系の中段処理部内部での同定処理手
順を示す流れ図。

【図６】変形例に係る適応同定系内部の概略構成を示す
ブロック図。

【図７】同適応同定系での入力周期と出力周期との関係
を示すタイミングチャート。

【符号の説明】

１ 誘導電動機 ２ 回転速度検出装置 ３ 電流検出装置 ４ ２相／３相変換装置 ５ 主制御部 ６ 電力変換器 ５１ ベクトル制御系 ５１ａ ベクトル回転器 ５１ｂ 電流制御器 ５１ｃ 逆ベクトル回転器 ５１ｄ 滑り角周波数指令値生成器 ５１ｅ 位相生成器 ５２ 適応同定系 ５３ 判断選択部 ５４ メモリ部 ５２１ 前段処理部 ５２１ａ フィルタ部 ５２１ｂ 同定信号合成部 ５２２ 中段処理部 ５２３ 後段処理部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】二次磁束座標上での一次電流の二つのベク
   トル成分である励磁分電流及びトルク分電流の実測値及
   びそれらの指令値に基づいて、一次電圧指令値を生成す
   るとともに、該励磁分電流及びトルク分電流の値並びに
   電動機パラメータの制御設定値に基づいて、該二次磁束
   座標の位相の決定に用いる滑り角周波数指令値を生成す
   るベクトル制御工程と、 誘導電動機の動作状態に応じて変化する源信号を取得
   し、該取得した源信号に基づいて該電動機パラメータを
   同定し、該同定された電動機パラメータの値に基づいて
   該電動機パラメータに対応する制御設定値を更新する適
   応同定工程とを有する誘導電動機の適応滑り周波数形ベ
   クトル制御方法において、 該取得した源信号から一次インダクタンスに不感な信号
   を生成する工程と、該信号に基づき該電動機パラメータ
   として誘導電動機の二次時定数の逆数を同定する工程と
   により、前記同定を行うことを特徴とする誘導電動機の
   適応滑り周波数形ベクトル制御方法。
2. 【請求項２】二次磁束座標上での一次電流の二つのベク
   トル成分である励磁分電流及びトルク分電流の実測値及
   びそれらの指令値に基づいて、一次電圧指令値を生成す
   るとともに、該励磁分電流及びトルク分電流の値並びに
   電動機パラメータの制御設定値に基づいて、該二次磁束
   座標の位相の決定に用いる滑り角周波数指令値を生成す
   るベクトル制御手段と、 誘導電動機の動作状態に応じて変化する源信号を取得
   し、該取得した源信号に基づいて該電動機パラメータを
   同定し、該同定された電動機パラメータの値に基づいて
   該電動機パラメータに対応する制御設定値を更新する適
   応同定手段とを備えた誘導電動機の適応滑り周波数形ベ
   クトル制御装置において、 該適応同定手段を、該取得した源信号から一次インダク
   タンスに不感な信号を生成し、該信号に基づき該電動機
   パラメータとして誘導電動機の二次時定数の逆数を同定
   するように構成したことを特徴とする誘導電動機の適応
   滑り周波数形ベクトル制御装置。
3. 【請求項３】上記適応同定手段を、二次電流に関する信
   号の絶対値及び上記一次電圧指令値の角周波数の絶対値
   のいずれか一つが所定の比較基準値以下に低下した場合
   に、予め決めている所定値を上記同定された電動機パラ
   メータの値として用いるように構成したことを特徴とす
   る請求項２の誘導電動機の適応滑り周波数形ベクトル制
   御装置。