JPS58165685A - 回転界磁電動機の固定子抵抗を決定する方法および装置 - 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】 発明の関連技術分野 この発明は、一般に交流誘導電動機の制御装置、４１Ｉ
＃ζ負荷状態下での普通の一導電動機の動的特性を表わ
す信号を決定するための方法および装置に関するもので
ある◎ 従来技術 かご形誘導電動機はｓ　＊ｉ可蛮速度電動機駆動装置に
対し、直流電動機よりも秀で′たものにする構造上の特
性および動的特性を持っている。しかしながら、これら
の特性は難しい制御問屋の源でもある。この問題は、制
御技術の開発に莫大な調査と費用をかけても、直流電動
機駆動装置に固有であるような秀でた制御性能を交流機
でニーダが得ることを妨けた。

例えば、整流子中スリップ・リングが無いと、誘導電動
機は運転時に明らかな利点を持つ。それにもか−わらず
、こうすることにより、制定用および直接制御用のトル
ク生成回転子電流は得られない。この離しさは、直流電
動機の電機子電流では出会わない。わずか３本の導体で
電力と励磁の両方を充分に供給できるので、誘導電動機
−こ界磁４）１１と界磁電源を別々に設ける必要がない
ことも利点である。欠点は、個別励磁される直流機にお
けるように、交流機内側の磁界レベルが容易に入手でき
ないか制御できない　　゛ことである。システムの見地
から、３本の給電導体はむしろ卒直な励磁モードとして
現われ得る。しかしながら、それがこの極め付きの簡単
さのせいで誘導電動機を制御することになる時に、磁束
生成電流とトルク生成電流の間に強い結合が存在し、そ
してこれらの量は制御技術者によって有効に取り扱われ
るために３本の給電導体でやむを得ず混合される。

回転子が短絡された誘導電動機は、その頑丈さおよび信
頼性の点で特に魅力がある。かご形電動機は、需用が極
めて多いので、固定速度電動機として最高の利点を持っ
て使用される。これはポンプの場合である。完全１こ標
準化するには大量生産と低コストが必要である。そのよ
うな用途にとってとても大切なことは、制御設計を容易
にしながら信頼性を下げかつ交流誘導電動機からその頑
丈さをうばう付加的なセンサ、トランスジューサまたは
他の機器を要しない電動機制御である。特に、低コスト
の標準品を維持するためには電動機の内部変更を避ける
べきである。

交流電動機に標準の直流電動機駆動装置と匹敵し得る性
能を与える新しい技術が開発された。

しかしながら、これらの技術は、上述した頑丈さ、信頼
性および標準化と云った利点をそこなうことなく、今日
まで実施されなかった。

これらの新技術のうちの／っは１磁界方向（ｆｉｅｌ　
ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ　）”として知られ、［シーメ
ンス・レビュー（８１ｅｍｅｎｓ　Ｒｅｖｉｅｗ　）Ｊ
の／９７；１年第３号第コ／？〜コ２θページに掲載さ
れた論文”回転界磁機のための新しいトランスベクトル
閉ループ制御システムに適用されたような磁界方向の原
理”を参照されたい。

１磁界方向”では、固定子電流波は一つの直交成分にベ
クトル分解され、一方は内部磁束波と同相で他方はそれ
と直角である。第１成分は励磁レベルを割り当てて制御
するために使用され、第一成分は生じたトルクのレベル
を割り当てて制御するために使用される。電動機電流お
よび電動機電圧へ加えられる適当なベクトル変換により
、これらの一つの成分は個別に検知されて変更されるこ
とができ、界磁電流と電機子電流の個別制御が可能な直
流電動機に似た完全に減結合されたシステムを提供する
。この結果を達成するためにはかなりの量の信号処理が
必要であり、そして極く最近のマイクロコンピュータ技
術の出現だけでこの概念を実用までにもたらすことが穏
当となった。そこで、電気的可変速度装置に関する第一
回国際会議に提出され、電気技術者協会（ｔｈｅ　Ｉｎ
５ｔｉｔｕｔｉｏｎ　ｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｅｎ
ｇｉｎｅｅｒｓ　）から１９７７年に刊行されたアール
−ガブリエル（Ｒ、Ｇａｂｒｉ・１）ダブリュー・レオ
ナード（Ｗ、Ｌθｏｎｈａｒｄ　）およびシー−ノード
ビイ（Ｃ、Ｎ０ｒｄｂｙ　）著の論文１マイクロプロセ
ツサを使用する標準交流電動機の磁界方向付は制御“を
参照されたい。この論文には、「シーメンス・レビュー
」に掲載された論文におけるようにホール発電器を電動
機を挿入する必要無しに、マイクロプロセッサで１磁界
方向付け“制御を達成するために誘導電動機の動的モデ
ルを使用する制御方法が述べられている。しかしながら
、後者の論文に開示された技術は。

この発明を説明する際に後述するように電動機の運転中
固定子抵抗の瞬時値を確認できなかったので、標準の交
流電動機の制御を達成できない。換言すれば、その動的
モデルは回転子の温度測定を必要とする。

“磁界方向”制御方法では、回転磁束の空間ベクトルの
位相および大きさに関する正確な情報が必要とされる。

実際問題として、これは従来の他の進歩した制御方法で
も套装である。これは、例えば「工Ｅ］？！Ｋ　Ｔｒａ
ｎｓ　、Ｉｎｄ、Ａｐｐｌ　Ｊ第１Ａ　−７６巻／りざ
θ年３〜ヶ月号第１９３〜．２０コページに掲載された
エル・エッチ・ウォーカ（Ｌ、ＨｏＷａｌｋｏｒ　）お
よびビー・エム・エスペレージ（Ｐ。

Ｍ　、　Ｆｉｓｐθｌａｇｓ　）共著の論文“高性能の
電流　制御インバータ駆動装置”で提唱された１トルク
角”での場合である。磁束に関する必要な情報は、一般
に機械に埋め込んだセンサで得られるか、或はシャフト
に取り付けたトランスジューサから導出される。

米国特許第２１２＠１Ｉ３７号に開示されたように、空
隙磁界を示す一つの電圧はｆ　００の位相関係で変位さ
れた一本のホール・プローブで導出される。さもなけれ
ば、米国特許第鳴０／４４１１１号におけるように、磁
束車検知用コイルで磁束調整が付加された。固定子の両
端間の抵抗電圧降下成分を含む方法により端子での交流
電圧および線路電流から直接磁束の値を導出することも
提案された。これについては米国特許＠　＠２＠＆／に
１号を参照されたい。この方法は固定子抵抗の熱ドリフ
トによって影響され、これはガブリエル等の論文と同じ
問題であって、磁束は回転子電流詔よび磁化電流に関す
る微分方程式を積分することによって速度信号から導出
される。大きな精度で速度を検知して知る必要がある補
正方法が提案された。しかし、この方法では元学的増分
トランスジューサをシャフトに装架する必要があり、こ
れは有害な環境で弱くかつ信頼性も低下させる。もつと
一般的に、光学的増分トランスジューサは誘導電動機の
基本的な頑丈さをそこないかつ標準化の利点をなくす。

発明の開示 この発明は、標準の電動機を使用する反面、負荷状部に
おける誘導電動機の動的特性の決定を改嵐してもつと進
め、これにより現在の制御技術で高い性能と信頼性を提
供する。

誘導電動機の運転を実時間で特徴付ける全ての情報がそ
のような電動機の等価回路から入手できるととが今や実
現され、もし例えば現在の運転温度および速度で瞬時固
定子抵抗および瞬時負荷抵抗が既知ならは゛製造時と同
じように固定電動機の既知特性が与えられる。現在の温
度が測定されるべきでなく電動機の運転中は抵抗も測定
できないので、電動機の既知の標準特性すなわち固定子
インダクタンス、回転子インダクタンス、磁化インダク
タンス並びに一定周波数の電源に対して電動機へ入力さ
れる検知した端子電圧および線路電流だけを含む計算に
よってそのような瞬時抵抗が決定される。

一度等価回路が決定されたならば、電動機の真の固定子
抵抗および真の負荷抵抗を実時間で反映するために瞬時
に調節される。そのよう番ζ調節した等価回路から運転
中の電動機の全ての動的特性は入手でき、かつ固定子の
磁束、トルク、すべり、シャフト速度および／または温
度のような電動機の所望制御に対して計算により７回な
いし数回導出される。

望ましい実施例の説明 誘導電動機の製作基準゛は製造業者から下記の特性を持
つことが知られている。すなわち、固定子の漏れインダ
クタンスＬ／、回転子の漏れインダクタンスＬ２、磁化
インダクタンスＬＭ　、常温での固定子抵抗Ｒ／（ｏ）
および常温での回転子抵抗Ｒコ（θ）である。電動機へ
の電力供給周波数ω／およびシャフト速度〜に対し、電
動機のすべり周波数ωコがωコ＝ω／−ω、であること
も知られている。

更に、電動機の負荷抵抗ＲＬは式 で表わされることも知られている。

第１図に示す誘導電動機の等価回路は、印加電圧Ｖ、の
下で抵抗Ｒ／、インダクタンスＬ１１インダクタンスＬ
、および負荷抵抗ＲＬから成る直列回路並びにこの直列
回路の一部（すなわちＬコおよび１）と並列に接続され
た磁化インダクタンスＩＪＭを含むことが曳く知られて
いる。

等価回路は、空隙電圧Ｎ／で磁化インダクタンスＬＭｌ
こ磁化電流ＩＭを流し、Ｌ、およびＲＬに回転子電流エ
コを流し、そしてＲ／およびＬ／にφだけ移相された固
定子電流Ｘ、を流すことが知られている。ＬＭの両端間
の空隙電圧ｍ、およびＶ、とＩ／の間のベクトル位相関
係φも電動機への電力入力を４１１黴付ける。

第７図の等価回路では、印加電圧Ｖ、から固定子電圧降
下１７（Ｒ７＋ｊω／Ｌ／）をベクトル減算することに
より電動横端子諸量Ｖハエハω／を使って空隙電圧ｉ／
を再生することが周知である。磁束ベクトルはｉ／を積
分することで得られる。し“Ｌ″”６．　Ｃ（７）″１
“、　１ｌＡ−−ｆＱ１６Ｒ／ｉｃ　　１□１関する不
確かさのせいである低い周波数で大きい誤差を導入する
。電動機のフレーム温度を検知することによってＲ，を
温度補正することが提案された。この方法は実際的でな
い。その上、前述したように、センサが所望されない。

もし適当なアルゴリズムを使用して磁束の値に関する情
報が得られるならば、Ｒ，のドリフトを無視できること
も米国特許第２９０９！４１！：り号に開示されている
。しかし、この方法では、磁束の位相すなわち角度位置
に関する情報を入手できない。

機械内部のＲ／の熱による変化および温度とすべりでの
ＲＬの変化が検出されかつ瞬時に追従され得る改良した
方法は、′オブザーバ（ｏ’ｂｓｅｒｖｅｒ）’″が電
動機の等価回路を再生することを要求する。

どんな電動機内部量に関する情報も、オブザーバから直
接入手した量を検知するだけで容易に得ることができる
。その結果、磁束ベクトル自体よりもつと壷雑な諸量に
関する情報を取り出せ、これにより進んだ１磁界方向１
技術の使用を可能にする。例えば、合成１回転子磁化電
流”ＩＭは磁化電流ベクトルと回転子電流ベクトル嶋み
合わせて”オブザーバから取り出される。

第２図を参照すれば、実際の抵抗Ｒ，Ｉおよび実際の負
荷抵抗Ｒ・ｄを具体化するように変更された等価回路が
実際に”オブザーバになる。第１図の回路は、実際の物
理的諸量で実施された電動機の実際のモデルまたはシミ
ュレートした回路と考えることができる。しかしながら
、望ましくは、この回路はマイクロコンピュータを伴っ
た機械の実時間数値シミュレーションを提供する数学関
係で実現される。磁気成分は一定でかつ既知であるとし
て、しかも実際の機械中の対応する成分と値が同一であ
る。たゾし、モデル機と実機の固定インピーダンス比を
考慮するスケール・ファクタは多分例外である。しかし
ながら、実機中の抵抗成分Ｒｔ　、　ＲＬおよびＲλの
値は未知であって定期的に変化している。Ｒ１は電動機
の加熱状態が未知なので電動機データ・シート値からは
ずれる。ＲＬはシャフト速度ωｍ従ってすべり周波数ω
コに依存するのでかつまた−の熱ドリフトが未知である
ので未知であり、ω、およびωコはこ＼で仮定したよう
に電動機＃ｅんな速度変換器も付いていないので未知で
ある。

従って、モデル回路すなわちシミュレートした回路中の
抵抗素子は、この発明に従って瞬時に確認されたような
真の可変抵抗Ｂ、Ｉおよび配によって表わされる。

電動機の両端間に現われるのと同一の電圧（た望し前述
した可能な一定のスケール・ファクタは除く）は、電動
機駆動装置が電圧源形式のものであれ或は電流源形式の
ものであれ、第一図に示したモデル回路に印加される。

もし可変抵抗Ｒ／　　および九が実際の電動優生の対応
する部分の値と正確に整合するならば、入力端子電流は
実機とモデル機の両方で整合され、そして内部諸量も全
て整合される。そのような場合に、モデル回路は電動機
の全ての内部信号を忠実に考慮する１オブザーバである
。従って、これらの信号は全てシミュレートした回路か
ら検知するため化入手可能となる。とめように、磁化電
流ＩＭｌを検知することにより、１磁界方向”制御技術
を使用する時に所要の磁束に関する情報が提供される。

問題はそれ自体を減じ、従ってそのような整合状態Ｒ／
’　　Ｒ／およびＲＬＩ　　ＲＬを達成しがっ変化する
負荷状態および温度状態でそのように整合されたこれら
の抵抗を維持できることである。

これは電動機中の実際に対応する部分で１オブザーバ”
素子を同定することお１よびモデル機と実機の間の実時
間継続追跡で保証するように時間がたつにつれてそのよ
うな同定を更新することの問題である。電動機中に隠さ
れているＲ、およびＲ，の値が検知した電動機端子諸量
だけからどのようにして個別に取り出せ“るがを今から
明らかにする アベンディクス中の後述する計算を参照すれば、町が電
動機入力諸量の関数であり、これがＫＬの値の読値から
独立して表わされることは明らかである。この機能は に／　＝＝　ｂ　　ｒ　　　′（１） ｂ　：　、２Ｗｙ、Ｑ、２ ｒ＝　（ａ　−ω７ＬｕＬ２／（Ｌｎ＋Ｌ、２湧ω／Ｌ
Ｍａ：）’１’ａ＝ＪＷｘ／工／　ωｌＬ／ であるＯた望し・”７　”　ｖ／”／　ｃｅａφ／Ｊが
電動機へ印加された１実電力”であり、そしてＷｘ：ｖ
１１／ｓｉｎφ／コが電動機へ印加された１無効電力”
である。

これらの式から明らかなように、亀は電動機の１空隙リ
アクタンス”であり、コ’１％　／　Ｘｌ　”は電動機
の全”リアクタンス”であり、ｂ＝コＷｙ／工、ｔは電
動機の全１実インピーダンス”でアリ、ω／ＬＭは１磁
化リアクタンス”であす、ソシテω、ＬＭＬコ／　（Ｌ
Ｍ　＋　Ｌコ）は固定子と回転子の並列漏れリアクタン
スである。

計算は電動機入力諸量を使って関数νｌに従って行われ
る。ｙ、の得られた値はＲ／ｌに割り当てられ、これに
より１オブザーバ中のＲ／はスケール定数（もしあるな
らば）を適切に考慮して実時間での量になる。計算はマ
イクロコンピュータで行われる。温度の関数としてのＲ
，の変化が比較的ゆっくりしているので、計算を行う際
に速度に対する特別な要件は無いことが認められる６も
しＲ／（０１が室温でのＲ，の抵抗値ならば、関係（１
）を使用してドリフトａＲ７＝　Ｆ７−　Ｒ７（０）ヲ
計ＩＦテきる　Ｂ、Ｉ　　は”／闘（等しい固定成分お
よび可変成分ΔＲ，を含むものとして現われる。

同様１ｃｓ　ＲＬ’　　に対し、１１時負荷抵抗はアベ
ンデイクスに示されたように導かれた式で計算される。

関数Ｆｔ、はＲ，の値を知ることから独立してＲＬの値
を表わす。こ＼でも、この関数中の変数は電源から電動
機への入力諸量である。この関数は次のように表わされ
る。

ＩＬ　　＝　　ω／　（ＬＭ＋ＬＪ　　）（’　−ω１
ＬｕＬ＊／（ＬＭ＋ＬＪ　　））／〔ω／ＬＭ　　＆）
イ　　　　　　　　　（至）ＩＬはωｉ　（ＬＭ＋ＬＪ
　）を含み、これは１磁化”リアクタンスおよび１回転
子漏れ”リアクタンス、１空隙リアクタンス”ａ、１固
定子”リアクタンスと１回転子漏れ１リアクタンスの並
列リアクタンス並びに電動機の１磁化リアクタンス”の
和である。

従って、電動機の入力諸量を使って関数νＬが計算され
る。再び、得られた値は１オブザーバ”中の鯖へ割り尚
てられる。−荷が速く変化する状態ではＲＬの変化が非
常に速いかもしれないので、これらの計算のために許さ
れる時間は？、の計算のための時間よりも重要である。

電動機は、６相電動機、Ｊ相電動機またはコ相電動機で
良い、しかしながら、全てのｌｌ！際上の目的のために
は３相電動機が喪い、電動機の３相全部は１オブザーバ
”での処理に関係しなければならない。このために、Ｊ
相系統は前述の米国特許第２ｔＯ１４ｔ’ｉ号に開示さ
れたようなコ相系統に分解できる。第３図および第ダ図
に例示した変成は３つの線路−中性点電動機電圧である
端子電圧ｖ／ａ　ｓ　ｖ／１）　ｓ　ｖｌｏを使用し、
そしてコつの線路電流Ｉ／ｂ１工／ａだけが必要である
。

これらから合成コ相電動機電圧ｖ／亀、ｖ／ｑおよび合
成コ相回転子電流工／（１、”／（Ｌが導かれる。

第３図および第参図は、直接ベクトル表示信号と直角ベ
クトル表示信号をどのように組み合わせて中間変数ｘ１
’、ｖｘおよびＷアを得るかということをアナログ機器
で例示する。第３図は関数Ｆｌをどのようにして得るか
ということを示すロック図である。

第３図を参照すれば、”オブザーバは２つの電動機等価
回路から成り、その一方は”磁界方向”に従って直接軸
周でありそしてその他方は直角軸用である。磁気素子は
各回路中で固定素子であり共に等しい。抵抗素子は可変
素子であり連動して変る。電動機駆動装置が電圧源型の
ものであれ或は電流源歴のものであれ、同一の電動機電
圧はオブザー゛バに印加される。従って、ｙ、ｄＩはＶ
／ｄにそしてｙ、ｑＩはηｑに等しくされる。たりし、
ｖｌｄｌｖｌｑは第３図または第参図で導き出されたよ
うなものである。

６オブザーバを構成するモデル回路すなわちシミュレー
トした回路は、その全ての成分で物理的番こ組み立てら
れ得る。しかしながら、コ　　　　・ンピュータ技術の
出現で、それをマイクロコン　　　　（ピユータで実施
することが最も実際的である。

第Ｊ図上よび第参図の機能は、１オブザーバの数値表現
を使用して数値的に行われる。

そのような数値表現のための基礎を与える数値表現はア
ペンデイクス中ξこ示される。３つの電動機端子電圧は
周期的にサンプリングされ、そして各サンプリング期間
（ｎ）　において第３図および第参図の機能ブロック図
で示した変換がサンプリングしたデータに適用され、こ
れにより瞬時直接電圧１’／ａ（ｎ）および瞬時直角電
圧ｖ／（Ｌ　（”）を発生する。これらの値は、先に計
算したＲ、ｌおよびＲＬｌの値と一緒に使用され、アペ
ンデイクスの７組の式（Ｂ＠Ｊ）に応じて項ＯＴｌおよ
びＯＴコ並びに係数ムｌ、ムコ詔よびＢ／を計算する。

これは１１（ｎ）入力電流の直接成分、直角成分を下記
のように決定させる。

’ｔｄ（ｎ）　＝＝　ＯＴ／（１／Ｄ １（ｎ）　：　ＯＴ／ｑ／Ｄ ／ｑ たりし、Ｄはアベンデイクスの（Ｂ　＠ｉｏ　）組の式
中で規定されたような行列式である。

他の電流すなわちｉＭ（ｎ）および１−（ｎ）はアペン
デイクスのそれぞれ式（Ｂ−４）および（Ｂ・））を使
用して同様に直接成分および直角成分に対して決定され
る。これらの決定は、電動機の制御のために“オブザー
バで導き出されるように意図されたような特定の電動機
パラメータに至る。

第６図は、マイクロコンピュータでどのように実行でき
るかを示すフロー・チャート図である。フロー・チャー
ト図中に示されたような一連の乗算命◆および除算命◆
を素早く実行するために１６ビツトのマイクロプロセッ
サを使用で赤る。そのようなマイクロプロセッサの代表
的な例はＩＮＴＭＬ　ｔ　Ｏｔ　４マイクロプロセツサ
テアリ、ウェスチングハウス・エレフトリック・コーポ
レーションから商品名１マイクロプロダツ′り（Ｍｉｃ
ｒｏｐｒｏｄａｃ　）”として市販された電動機コント
ローラの一体部として作られた。もう少し詳しく云えば
、１４／／コム単一ボード・コンピュータは、検知した
アナログ入力データすなわち電動機の３つの端子電圧お
よび３相のうちのコ相の線路電流のデジタル変換用８Ｂ
Ｏ−７ＪＪＡアナログＩ１０ボードと組み合わせてｇｏ
ｔｔプロセッサを使用する。シミュレートした回路は実
時間でルック・オンされ、そして抵抗Ｒ，ＩおよびＲＬ
ｌの実時間値に至る計算は割り込みで実行される。割り
込みパルスは、代表的な例として／　　の周波数で動作
中の慣用のパルス発生器によって発生される。従って、
ｌミリ秒毎に、プロセッサは割り込みパルスを受けて第
４図のフローチャート図中に示したルーチンを実行し始
める。実行後、プロセッサは割り込み以前にしていたタ
スクに戻る。このタスクは電動機制御に関する成る低い
優先プロセスかもしれない。

さもなければ、プロセッサは別な割り込みを待つ停止状
態で遊んでいるかもしれない。換言すれば、割り込みの
周波数でＲ１とＲＬの少なくとも一方の値が実時間でリ
フレッシュされる。第６図のフロー・チャート図の計算
プロセスは以下に述べるとおりである。

ブロック−００では割り込み信号を受け、電圧量オヨヒ
電流量ｖ／！Ｌ　ｓ　”ｚｂ　ｓ　ｖｉａ　ｓ　Ｉ／１
）　ｓ　”ｔ。

（ブロックコ０／で読み出されてブロック−〇−でメモ
リに記憶される）＃こ基づいてブロック−〇ｊから一連
の計算を開始する。計算はインバータ周波数指令をデー
タとして使っており、このインバータ周波数指命はブロ
ックコ０３で読み出され、そしてブロック２０ダで係数
が掛けられてからω／として記憶される。

ブロックコ０までは下記の計算が行われる。

メモリ中の直接電圧ｖｌ（ｌは記憶値ｖｌ＆と等しくさ
れる。同様に、直角電圧Ｖ／Ｑは記憶値Ｖ／ＢとＶｌｏ
の差を／、り３で割った値に等しくされる。次に、直接
電流量／Ｄは和（工／Ｂ−）−Ｉｌｏ　）の否定に等し
くされる。量Ｘ／Ｑとして表わされた直角電流■／ｑは
もし工／１）および工１ａがあれば記憶値間の差（工／
Ｂ　”−Ｉｌｏ　）を／、’７．７で割った値に等しく
される。これらの直接詔よび直角の電圧量詔よび電流量
は、実電力”７　ｓ無効電力ＷＸおよび電動機電流”・
（“・１と”・ｑで定められる）の平方を計算す　　　
　１、るためにブロック−〇４で使用される。Ｗｙはコ
つの積の和を半分ζこしたものにされる。一方の積はブ
ロックコθｊで記憶した直接電圧量Ｖ／Ｄと直接電流量
Ｉ／Ｄの積であり、もう一方は矢張りブロック−〇ｇで
記憶した直角電圧量Ｖ／Ｑと直角電流量１７Ｇｌの積で
ある。

Ｗｘは一つの積の差の半分尋ζ等しくされる。一方の積
は直接電圧量Ｖ／Ｄ　Ｘ直角電流量１／Ｑであり、これ
から引かれる他方の積は直角電圧量Ｖ／Ｑ　Ｘ直接電流
量工／Ｄである。工１２はニー）として書かれ、２つの
積の和に等しい。一方はブロックコＯＳで記憶された直
接電流量Ｘ／Ｄの平方であるが、他方はブロック−２０
１で記憶された直　。

角電流量１／Ｑの平方である。

／ 、′／ ／ ／””’ ブロック−〇４からブロックコ０７へ進み、プログラム
命令形−で表わされた電動機リアクタンスに関する下記
の諸量すなわち固定子抵抗１（１）＝＃／ＸＬ／１ｍｌ
定子と回転子の並列漏れリアクタンスＲ（ト）、磁化リ
アクタンスＲ（Ｍ）、ｉｉ化リす！タンスと回転子漏れ
リアクタンスの和Ｒ（！ｌ）　、電動機全リアクタンス
”　（０）　＊空隙リアクタンスＲ囚、および電動機全
実インピーダンスＲ（Ｂ）を決定する。これらの計算の
ために下記の定数が製造業１１によって与えられる。

Ｌｔ、Ｌ２に−よびＬＭ これらの定数からプログラマは下記の所望定数を計算し
て記憶させた。

従って、　ブロックＪ４７？では久々の計算が下記のよ
うに行われる。まず、固定子リアクタンスは最初に記憶
したようなωｌとり、の積から得られる０次に、Ｒ（Ｐ
）は最初に記憶したωｌとＬ（Ｐ）の積から得られる。

同様に、Ｒ閣＝ωｉ　Ｘ　Ｌ　Ｍ　であり、　Ｒ”１Ｂ
）＝＃ｚＸＬ（Ｂ）である、　プロッタ２０４で記憶さ
れたＷｘおよびＸ（コ）と書かれた１、１　　からＲ（
０１の値はＷｘＪ）　Ｉ（コ）で割って得られる。また
。

ブロック２０４で記憶されたＷｘおよびＩ　（Ｊ）と書
かれた２、１からＷアをＩ（コ）で割ってＲ（Ｂ）が得
られる。空隙リアクタンスＲ（４）は先に計算して記憶
しておいたＲ（０）とＲ（１）の差をとる仁とで計算さ
れる。

プロッタＪＯりからプロッタＪ０ｔへ進んで。

固定子抵抗Ｒ，Ｋ至る計算を下記のように行う。

Ｍ（ｚ）はブロックＪＯテで得たａつの値の差Ｒ囚−Ｒ
（Ｐ）Ｋ等しい、　Ｍ（コ）はブロックＪ０りで得られ
たようなＲ（５）とＲ（Ｍ）の和の否定に等しい。

Ｍｐ）はＭ（１）とＭ　（Ｊ）の積である＠　　’ＣＲ
）はオペランドＭ（３）の平方根ＫＩＮるテブル−チン
を呼び出すことによってＭ（Ｊ）の平方ＩＮＫ”尋しく
される。最後に、　Ｒ（１）と書かれた！、は１差゛″
′Ｍ−）−１ｔ（Ｂ）Ｋ等しい、たソし、　Ｒ（Ｂ）は
プロッタＪ７７で記憶゛されたようなものであり、セし
てＭ（Ｒ）はブロック２０１でたった今得られたような
ものである。Ｒ７の値は後で訂正するためにブロックコ
０９で記憶されかつ第３図に鑑みて後述するようにシミ
ュレートした回路の内部で使用される。ブロックコ１０
では、ブロックＪ０ｔで得たデータのうちの幾つかを使
って負荷抵抗ＲＬを計算する。ＲＬは最初保持され、そ
してＲ／はＲＬの計算中に得られたデータを使って後で
導出され得る。この全ては当業者が良く知っていること
である。まずＭ（ゲ）がＭ　（１）／　Ｍ　（Ｊ）　Ｋ
尋しくされ１次ＫＭ（ト））が！ＩＱＲ（Ｍ（４’ｌ）
に醇しくされる。すなわち、今得られたばかりのオペラ
ンドＩＪ（４１）でサブルーチンが呼び出されてその平
方根を戻す。

ブロックコ／／ではＲＬの値を記憶場所に記憶させる。

ＲＬは、単独で或はメモリの他の記憶場所から回収した
Ｒ、の値と一緒に更に使用するために前記記憶場所から
回収されることがで　　　“龜る。　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　・）１１１７図は、こ
の発明に係る装置をブロック図で示す。第７図の線路／
、　Ｊ、ｊには電動機へ印加される検知した端子電圧ｖ
／ａ、ｖ／ｂ−ｖｌｏが生じそして線路！、４には検知
した線路電流巧ゎ、工、。が生じる。これらの！っの信
号は一般に知られたものとしてデジタル信号（図示しな
い）Ｋ変換され、その直接成分および直角成分蝶米国特
許第Ｊ、ｆ　Ｏｆ、４１７号の教える所に従ってかつ第
３図および第ダ図のブロックＭ、　４　Ｍ。

Ｋ従って導出される。従って１厘接成分Ｉ／１１　。

びνＬの発生に対する初期ステップとして回路１００お
よびｉｏｔ並びにシミュレートした回路１０−の内部で
発生される。値り、、　ＬＪ、ＬＭは第７図の回路ｉｏ
ｏおよびｉｏｔへそれぞれ線路３θ／、Ｊ１７コ、３０
Ｊを通して入力される。第３図に従う回路１００は固定
子抵抗の瞬時＠Ｒ，を線路６４！に供給し、そして第参
図と同様な回路１０／は瞬時負荷抵抗ＲＬを線路４Ｍ１
Ｃ供給する。

これらの一つの瞬時値の各々は、それぞれＲｔのための
線路／／４．Ｒ１，のための線路／／ダを通してシミュ
レートした回路ｉｏココへ給される。このシミュレート
した（口）路ｌＱコは第３図に示したような鋳導電動機
のコ相表現である。

従って、１ｉａＷ＆ｔｉ４は直接位相のＲ／素子および
直角位相のＲ、ｌ素子へ達するが、ａ路ｌｌ＃は直接位
相のＲＬｌ素子および直角位相のＲＬｌ素子へ適し、こ
れにより回路ｉｏｏ、ｉｏｉから導出した瞬時値へ或は
第６図の７０−・チャート図のブロック−〇ｇ、　　−
７Ｏで各成分抵抗を投定する。

直接電圧ｖ／ｄ、直角電圧ｖｌｑは回路１０／から図示
のようＫそれぞれ線路／、１０に取り出され（或は回路
ｉｏｏから取り出され）、第７図の線路／／ｋに印加さ
れる。直接電圧ｖ／１１　、　　直接電ｌｌ７ａ、［角
電圧ｖｌｑおよび直角電ｔｌＬＩ１９の発生させ方は第
３図または第ダ図に例示されている。

線路／／４を通してＲ，ｌが、線路ｌｌ亭を通してＲＬ
Ｉがそして線路ｌｌ！を通して直接成分および直角成分
が一度シミュレートした回路ｌＯココへ加されたならば
、このシミュレートした回路ｉｏコは電動機の活表現と
なる。従って、シミュレートした回路ｌＯコからは線路
／２！。

ｌコロに磁化電流が取り出され１着た線路／Ｊ＃に回転
子載置エコが取り出される。実際ＫＦｉ。

線路ｌｌＩと同Ｗに、線路／ＪｌｌおよびＩコ！はコ本
の線路である。その理由は、第３図のコ相回路によって
示されたように直接成分および直角成分が事実各瞬時に
、すなわち線路エコｊＫは工Ｍ（１および工Ｍｑがそし
て線路ｌコ参にはニーｄおよびエコ、が取り出されるた
めである。

第Ｓ図の７０−・チャート図は、第７図のシミュレート
した回路１０２Φ機能特性および構造特性をコンピュー
タで充分に実行するためにプログラマが行うべき諸ステ
ップを慣用のコンピュータ言論で示したものである。

再び第６図を参照すれば、ブロックコｏｒでのＲＩおよ
びブロックコｌｌでのＲＬの瞬時値は。

メモリに記憶されかつ第を図のブロック４＋００へ送ら
れる。第４図のブロック−〇〇でした仮定では１割り込
み信号を受けると、コンピュータはタスクを変更して割
り込み無しＫ１１１４図および第１図のタスクをする。

第を図のフロー・チャート図の終りに、すなわちブロッ
クケ０７で、この一連のタクスを完了したコンピュータ
は第６図および第を図に示されたような別な繰返しを次
の割り込みが要求するまで主プログラムに戻る。従って
、久々の見積りにより、データは割り込みで定められた
ｔｎのような各瞬時毎に記憶場所で更新され、これは時
点ｔｎ＋／で使用され、これにより第３図に従うシミュ
レートした回路１０２の次々の表現に至る。

コンピュータで行われる数値計算により、第５図に示し
たような回路をシミュレートすることが知られている。

アペンデイクスではＶ、Ｓ図の回路を表わす微分方程式
が（Ｂ−／）および（Ｂ−コ）で与えられる。これらの
微分方程式は問題の１つのプロセス変数について一度に
解かれる。第７図に線路／２！およびｌコＶで示したよ
うに、変数工Ｍおよびエコは磁束φおよびトル　　　　
゛りＴを導出するために必要である。アペンデイ　　　
　、１クスの式（Ｂ−／）および（Ｂ−２）に従ってＩ
Ｍおよび１ユは既知の変数Ｖ／、係数り、、Ｌ、、　Ｌ
。

およびＲ，、ＲＬ（これらは全て別々に決定された）の
関数として導出されるべきである。

微分方程式は、従って、一定の時間々隔で既知の変数に
行われるべき演算を要するステップ・パイ・ステップ積
分法で解かれる。これは。

第４図の割り込み信号の受信でブロック−〇〇から始ま
るルーチンで達成される。第６図のブロックコθＩおよ
びコ１０に至るＲ、およびＲコの　□ために使用した同
一の割り込みは、第を図の７０−・チャート図によって
示されたような第７図のシミュレートした回路１０コの
ためにも使用できる。代表的な例では、コつの割り込み
間の時間々隔ΔＴはＩミリ秒である。第５図に示された
ように、シミュレートした回路は実際には一つの同様な
回路（その一方は直接成分用で。

他方は直角成分用である）を含み、そして第を図は一つ
の並列回路すなわち連続計算を行う。

こ＼で、ブロック４１Ｆ（７／　−４Ｉｏｎは直接成分
すなわち第３図中の上側の回路に関するものであるか、
　ブロック１Ｉ０４は直角成分すなわち第３図中の下儒
の回路のために使用されるブロック（参ｏｉ−参ｏｚと
同一な）を簡単化して表わしたものである。第６閣の１
．、ＲＩ、計算ルーチン中でサンプリングすることから
得た直接（Ｄ）入力量および直角（Ｑ）入力量嬬メモリ
から入手できることが認められている。計算した値Ｒ，
およびＲ１もメ毫りから入手できる。第１図のブロック
ｖｏｉ〜ｇｏｓを参照すれば、第３図の上側の回路すな
わち直接軸回路の動作のフロー・チャートはアペンデイ
クスの式（Ｂ＠４１）、（Ｂ・ｊ）およびＣＢ−４）に
照して示される。

Ａ、　：　Ｒ，＋　ＩＪ、／Δｔ Ｂｔ　＝　ＬＭ／Δｔ Ｏｔ　＝Ｖ　１　＋　Ｌ　／　１１　（ｎ−／　）／Δ
ｔ＋　ＬＭｉＭ（ｎ−／　）／Δｔ　　　　（Ｂ＊ｌ　
）Ａコ＝＝Ｊ、＋Ｌコ／Δｔ ０２　＝　Ｌ、１１　（ｎ−／　）／Δｔ−Ｌ２１Ｍ（
ｎ−／　）／、ａｔ ｉ　ｔ　（ｎ）　＝＝　Ｇ　ｉ　／　Ｄ　　　　　　　
　　　　　　（Ｂ　＠　ｊ　）ｉＭ（ｎｌ＝　Ｇ２／Ｄ
　　　　　　　　　　　（Ｂす）これらの式からの下記
の変数およびデータは時点ｔ０でメｑりから入手できる
。

ＶｉＤとして処理言語で読み出されたｖ／Ｄは、検知し
たデータを、Ｒ１およびＲＬ計算プログラムの一部とし
て直＊（Ｄ）成分および直角帆）成分に変換するルーチ
ンから得られる。

Ｌノ／ΔｔｉｊＬ／Ｔとして読み出され、Ｌ　Ｍ　／Δ
ｔはＬＭ’ｆ’として読み出され。

Ｌ、／ΔｔはＬＪＴとして読み出される。

たソし、ＬｉＳＬ２ＳＬＭは電動機データ・シートから
メモリに配憶された定数であり、干してΔｔＨマイクロ
プロセッサのハードウェア設計の一部として割り込み速
度が一度採用されたならば選択される値、その代表的な
例ではｌｏ−１秒である。

工／ｐ（ｎ−／）はＩｚＤ（ｎ−／）　　として読み出
され。

そして工ＭＤ、（ｎ−／）はＩＭＤ（１１−／）　　と
して読み出される。これらは、先行のステップすなわち
時点ｔ（ｎ−／）で行われた計算の結果として記憶され
た値である。

Ｘ／Ｄは工／Ｄとして読み出され、そして”ＭＤ＃ｉＩ
ＭＰ）として読み出される。これらの値は、先行の割り
込みが起った後でルーチンを実行することの結果として
得られる。

Ｒ，１ｊＲ７として読み出され、ＲＬはＲＬ　　として
Ｗ／Ｒみ出される。これらも１時点ｔｎで使用される値
であり、先行のルーチンすなわち時点’（ｎ−／）で得
られた。

従って、　ブロック４１００ではアペンディタスの式（
Ｂ・ダ）で定められたような式（Ｂ・３）の係ＪＩＡ／
およびＡＪを計算する。　アベンディクス中の式（Ｂ＠
＃）から分るように、　Ａ／　＝Ｒｚ　＋Ｌ／テであす
、Ａコニニー　ＲＬ＋　ＬＪＴであり、そしてＢ／はＬ
ＭＴとして読み出されたり、ωＴである。

ブロック参〇〇では、アベンデイクスの式（１１＠／７
）中の関係に応じて計算Ｄ　＝：　Ａ　７　Ａ　２　＋
Ａ／”／　＋ＡＪ”／　　を行うことで行列式りも得ら
れ　　　する。

ｆａックダ００からブロック亭０／へ進ムト、こ＼でア
ベンデイクスの式（Ｂ・３）中の独立項０、、　ｏＪは
アペンデイクスの式（１Ｍ）中で述べたように計算され
る。これらの式は直接−）軸でプロゲラ建ングするのに
適した言語で下記のように表わされる。

０／（Ｄ）：＝Ｖ／Ｉ）＋Ｌ／ＴＸＩ／Ｄ（ｎ−／）＋
ＬＭテ×工ＭＤ（！ｌ−／） ０コ（”）−ＬＪｔｘエフＤ（ｎ−／）−ＬＪＴｘｘＭ
Ｄ（ｎ−／） その後、　ブロック＃０ＪｌｌＣ進んで、アペンデイク
スの式が工、について解かれる。ｆつて。

アペンデイクス中の式（Ｂ−１０）からＧ７１巧として
表わされた係数Ｇ、は、　０／ψ）ＸＡＪ＋（０／（Ｄ
）−Ｃコ（ＤＪ）　Ｘ　ＬＭＴとして行われるべき命令
として書かれる。同様に、Ｘ、ｉはアベンデイタス中の
式％式％ ＤＦｉブロック参〇〇で提供された行列式である。

同様に、ブロック亭０３では、Ｇ、およびＩＭａが７ペ
ンデイクス中の式（Ｂ・１０）および（Ｂ＠４）Ｋ従っ
てＧＪ（Ｄ）−０／（Ｄ）ｘ　ＡＪ　＋　Ｏコ（Ｄ）Ｘ
Ａ／　　およびＩＭ（Ｄ）：　ＧＪ（Ｄ）／Ｄとして計
算される。

次のブロック参〇亭では、工、２（ｌがアベンディタス
の式（Ｂ＃デ）Ｋ従ってエコＤ＝”ｌ／Ｄ−ＩＭＤとし
て計算される。

ブロック参０３では、　電流の新しい値は次の繰返し中
に使用されるべき古い値として記憶される。換言すれば
、ｔｎはｔｎ−／になり、Ｘ／Ｄ＝Ｘ／Ｄ、ＩＪＤ（ｎ
−／）＝ＩＪＤおよび工Ｍｄ＝工ＭＤが記、憶される。

前述したように簡単化のためのフロー−チャート中のブ
ロック＃０４は、実際には、ブーツ／　４１０／　−４
Ｉ０ｊと同様な他の一連のブロックから成る。そして式
（Ｂ＠／）および（Ｂ−コ）を堺（ための直角軸用演算
社、Ｖ／Ｑが記憶された変数でありかつ工／Ｑ（ｎ−／
）およびＩＭＱ（ｎ−／）が先行の繰返しからの結果と
して記憶されるルーチンで反復される。　ブロック４１
００で導出した行列式りはブロック４１ｊで結果工／Ｑ
、工Ｍ（ｌおよびｘＪＱを得るために使用される。この
全てはマイタロプロセッサ処理用電流である。

第り図は、後述するように実際の制御用途で単−に或は
組み合わせて使用され得るプロセス変数を導出するのに
役立つ１個の関数発生器Ｆ　Ｇ　ｉ〜ｆｆＧ、も示す・ ６１図は、米国特許第３．９０９．４　ｔ　７号に説明
されたような磁束制御用閉ループを含む開ループ周皺数
制御システムを示す。

回路ＪＯＯは第？ＨＫ示したものに似ており。

こ＼では線路／Ｊｊ［導出された磁化電＃ｉｘＭ（すな
わち”ＭｌおよびｘＭｑ）が線路／Ｊデによって関数発
生器ＰＧ、へ供給される。この舅徴発生器ＰＧ亭は線路
／−ｇ　Ｋ１１１１４１１東φを供給するので、どんな
磁束センナも使用しない、関数発生器ＰＧ、は下記の弐
に基づ〈、磁束φ＝４ｇであり、これは第１図の一相回
路にベタト°ル変換され、第７図の線路／Ｊｊから回路
１０Ｊへφａ＝に工Ｍ（ｌおよびφ、＝に工Ｍｌｌ　　
として導出される仁とができる。従って、絶対値１φ１
紘〔φ％＋１１”ｑ）””＝”（工Ｍａ”ｍｑ）　　　
テＩ５：）で明うカに関数発生器７　Ｇ　ｇを規定する
。Ｃのように導出した値１φ１は線路ｌコｔＫ生じられ
る。電動機Ｍは、直流リンクＬＭＫから直流電力が供給
されるパルス幅変調（ＰＷＭ　）インバータエＮｖＫよ
って制御１れる。指令周波数ωｌは基準値１　Ｋ従って
インバータへ線路ａｙＫよって印加される。

指令電圧Ｖ／　はインバータの変調器へ印加嘔れかつ電
動機電圧を制御する。指令周波数−７は線路Ｊ４によっ
て回路３００へ供給される。加算器ＡＤＤ　ｑ線路ｉＪ
ｔの磁束φを線路ｙｓＫ導出した基準磁束信号φ　と比
較し、そして制御信号はインバータよりｉｔの電圧制御
変調器への補正信号Ｖ、　　を線路ＯＢＫ確立し、これ
により電動機駆動装置が線路Ｏνから速度制御される時
に電動機の磁束を一定に維持するために出力電圧を変え
る。

９１０図の回路３００は第を図の’ＰＷＭインバーター
ＭＶおよび電動機Ｍと関連して示され、こ＼では磁束よ
りもむしろトルクＴが導出される。

、、１ これは、開ループ磁束制御モードを持つ閉ループ嗜トル
ク制御システムである。関数発生器ＰＧ、　（第７図）
から線路ｉ、ｉｏに導出されたトルタ値号！は加算器Ａ
ＤＩ）へ印加畜れ、線路〒８に導出された基準トルク信
号！　と比較される。

加算器ＡＤＤからの線路Ｃテによる制御線インバータ１
ｉｌｌｌＩ１４１のための基準周ｔＩＬ数信号伽、を確
立し。

この信号は線路−４によって１路ｓｏｎへも供給される
。その上、制御信号マ２社一般的な制御実施に応じて線
路ＯＴからインバータｘｍｖへ供給される。

関数発生器ＰＧ、はトルクに関する周知の式７式％ であり、　ＩＭ＃ｉ磁化電流であり、そして―は一つの
電流の間の位相角である。）Ｋ従う、トルフッ社、第ｊ
ｗＪの一相回路に羨換される時ｋ（”Ｊａ”Ｍｌｌ）−
（”ａｑ×１Ｍａ）”１”ａＦ＋！ｅ　　ＩＪ、ＩＴｈ
よびエバは第３図の一相回路に従って第ｔＷＪＫ示した
ように導出される。Ｊつの信号はシ（エレートした１路
１０コから線路ｌ−参を通して関数発生器７０　ｇへ出
力される。ｘＭは線路／Ｊ！および／Ｊｆを通して関数
発生器νＣｋｊへ供給される。トルクＴの上述した式は
、明らかに、ブーセス変数丁を線路／ＪＯＫ出力するた
めの関数斃生＠　ｙ　ａ　ｚを規定する。

第１１図を参照すれば、電動機は、第を図と同様な磁束
制御用閉ループを有するがトルク制御用閉ループも有す
る（その内側ループがすべり制御を含む）　ＰＷＭイン
バータによって制御畜れる。従って、磁束φは回路ＳＯ
Ｏから線路／２１へ導出されて基準磁束信号φ　（Ｍ路
νＳＫおける）と比較され、そして線路０８　Ｋよる制
御が行われて磁束を一定に制御するための基準電圧信号
Ｖ、　　を尭生させる。　また、ドルクチが回路３００
から線路／３０に導出され、ｌｓ路テｓＫ導出された基
準トルク信号Ｔ　と加算器ＡＤＤ’中で比較される。こ
の加算器ＡＤＤＩ　　の出力儒でのトルク制御信号ＴＯ
自体は、第７図の関数発生器νＧＪから線路ｌコ２に導
出されたすべり信号ωコと比較するための基準として使
用される。加算器ＡＤＤ”による比較はインバータの基
阜周波数信号・７　として使用される信号を線路ＯＷＬ
に供給し、この信号Ｆ１線路−４を通して回路３００へ
も供給される。

関数発生ａｌｌ　ＩＦＧ、２は、すべり馬＃１Ｎ数の定
義（た輩しｌＮ２は回転子抵抗である）Ｋ従って線路コ
４における周波数信号、　　＆ｉ１＠１００から線路６
参および／／／への信号、それに回路１０／から線路参
テおよび／ｌツへの信号に応答する。

常温での固定子抵抗Ｒ，（０）が動作温度−でＲ／゛に
なるので、常温での回転子抵抗ｉ　Ｊ（ｏ）が同一温度
−で下記のようにＲＪとなるの紘良い近似として知られ
ている。

従って、＋述べたばかりの―コを導出するように、　Ｒ
，の値が線路ｉｔｔを通してかつＲＬの値が線路／／γ
を通して関数発生器νＧＪへ供給される。　線路／ＪＪ
へ゛の町の出力値は１回路３００から第１／図の加算器
ＡＩ）ｆ）＠へ供給された値である。

ｌＮ１−ＩＩＫはＰＷＭイイバータから制御される電動
機のための制御装置が示されており、ｉａ東制御社開ル
ープになるが、シャフト速度は閉ループによって制御さ
れる０回路ＪＯＯから線路／ＪＪＫ導出された速度信号
―、は加算器ＡＤＤ”ｋよって速度制御信号８Ｃと比較
され、線路０１ＰＫ導出された制御信号はインバータへ
詣令周＊ａ信号―、として印加されると共に線路Ｊ４を
通して回路ＪＯＯへ印加され、　ｔた線路ａｙｎＫ指令
電圧信号として印加され名、線路／Ｊ、７のシャフト速
度は関数発生器νＧ７　（第デ園参照）から導出される
。！［数発生ＩＩ　ＦＧＪは関係伽、＝ω／−”Ｊで定
められる。　この値は線路ｌシ、ｊコのすべり信号から
直接導出できるが、　例示のためにシャフト速度はすべ
り周波数から再び所望されると仮定する。従って、関数
発生器′°途０す゛す０″＊ｏｅｅａ同１・“　　　、
・４転４Ｉ９の出力信号はそれぞれ線路／ｌコ、　／／
、？を通してｓｍ＊発生器ＰＧ、へ印加される。線路Ｊ
４から周波数信号・ｌも関数発生器νＧ、へ印加され、
−一はνＧ、で説明したように計算される。

第ｉｓ図は、固定子もつと一般的には電動機の温度信号
θが回路ＳＯＯ従って関数発生器ＰＧ、から線路／Ｊ／
に導出される制御装置を示す、コンパレータＯＭＦは線
路／Ｊ／の温度信号−を基準温度信号−と比較する。過
熱のせいで電動機温度が基準温度信号−を−見る時に祉
いっても、線路ＴＧＫよって保饅スイッチ＠Ｗがトリガ
され、電動機を停止させる。

第１Ｊ図の制御装置は１例えば主シヤフトまたは壁にお
けるようにシャフト中の深さから電動機を遠隔保鏝する
ために使用され得る。１１１信号を導出するのと同様な
仕方で１回路ｉｏｉから線路参ｔＫ導出した信号を直接
使用して。

瞬時負荷信号を供給でき、１また過負荷時すなわちＲＬ
が所定眼界を超える時に保−するために電動機を遠隔制
御できる。

誘導電動機社一般にＪ相■であるが、Ｊ＠−またれ４相
電動機に変更で色る仁とが理鱗されようｅ　Ｊｍ電動機
の場合、轟桑看は直接成分および直角成分で始めること
によりこの発明を適用で龜るｅ　４１＋電動機の場合、
この発明の明白な弧長は上述したようにａつの同一回路
を並べて使用することだけである。

アペンデイクス Ａ、誘導電動機の抵抗パラメータのための新しい表現 槙１図の回路においてＲ，およびＲＩ、が未知であるカ
、　ＩＪｌ、ＩＪＭ、Ｌ２並びＫＶ、、　Ｘ、　　＊よ
ぴこれらのベクトル間の角φが既知であると、未知のＲ
，とは無関係［ＩＪｌ、　ＩＪＭ、　Ｌコ。

−八Ｖ、、　：［、およびφの関数νＬとしてＲＬを表
わすことが可能である。これは合成インピーダンス （−〇ｌＬｍ）／／（ｊω、ＬＪ＋Ｒ１）を計算するこ
とによって証明される。これは貴インピーダンスｒおよ
び虚インピーダンス３ｅｅ１の和について下記のように
分解される。

ｒ：６７　ＬＭＲＬ／　〔ＲＬ＋＊１　（ＬＭ＋ＬＪ）
）・・・・・・　（Ａ・／） λ＝Ｌｕ（ＲＬ＋Φ／ＩＩＪ（”Ｍ＋ＬＪ））／　（Ｒ
Ｌ　　＋ωｉ　　（ＬＭ＋”Ｊ））　　・・・　（Ａ・
コ）１１１図の等価回路中の一つの並列枝路は、抵抗ｒ
と［＾にインダクタンスλを含む単一の枝路で置龜換え
ることがで自る６回路（Ｖ。

が入力電圧、Ｉｌが位相φの入力電流、そしてｍ、が（
λ、ｒ枝路）の一端間の電圧である）の吸収した無効電
力が Ｗｘ＝ｖｌ工Ｉ　Ｓｉｎφ／Ｊ であるので、無効電力の保存の原則（これＫより入力個
に供給された全無効電力が回路へ印加された時に回路の
りアクタンス素子中にのみ見い出され得る。）Ｆｉ下記
のように表わされる。

Ｗｘ＝０７（Ｌ／＋λ）Ｉ、／Ｊ　　ｔたはωｌλエコ
ｗＸ／工ｌ　−ωｌＬｌ　　１−・・　（Ａす）もしλ
の代りＫ（Ａ・−）から取り出した値を（Ａ−Ｊ）Ｋ代
入すると、コＷ、／工ｌ−・１Ｌｌ＝１＆　＝＃　／　
ＬＭ　（ＲＬ＋　＃　７　Ｌコ（ＩＩＭ＋Ｌ、））／Ｃ
”ｔ　（ＬＭ＋ＬＪ）） ＲＬを解くと１次のようＫなる。

ＲＬ　＝−ω１　（ＬＭ　＋Ｌ２　）　（（’−”ｚＬ
ＭＬＪ／　（ＬＭ＋ＬＪ））／　Ｃ”ｉ”Ｍ−”月″・
・・・・・（Ａ−ヂ） （Ａ・ダ）の第一項線上述した関数νＬである。

同＊に、未知のＲＬと蝶無関係ＫＬ、、　Ｌ、。

Ｌ４．ω７、ｖ７、Ｉ、およびφの関数νｌとしてＲ，
を表わすことが可能である。　これはＲＬを（Ａ・亭）
から（Ａ＠／）Ｋ置換し、これによりｒ”　（（’Ｌ−
４’／ＬＭＬＪ／（ＬＭ十ＩＪ、２））１ｘ Ｘ（ωｚＬＭ−ａ））　　　−・−・−（Ａ−１）を得
ることで［明される。

０・［ＩＩＩＫ、Ｊ、−Ｄ′″″″″０７１１′・　　
　、・＝Ｖ、Ｉ、ｃｏ−φ／コであり、実電力の変換原
則（これにより入力実電力蝶抵抗素子で消費され得るに
すぎない）はその回路から Ｗア＝（ｌ、＋ｙ）工ｌ／コ　　もしくはＲ，：　ＪＷ
、／Ｉ、”　　　　　　　　　（Ａ１１４　）Ｋ至る。

ｒの代りに、　　（Ａｅ＆）から織り出したその値を（
Ａ＠４）Ｋ入れると、コＷア／工、ｓ　＝ｂＦｉ。

Ｒ／　＝＝　ｂ−（（ａ−ω、ＬＭＬ、／（ＬＭ＋ＬＪ
））ｘ（６Ｊ／ＬＭ−’）　）Ｎ′（Ａす）となる、（
Ａ・り）の第一項は意図した関数νＩである。

Ｂ、オブザーバの！イクロプロ竜ツナ表現ｖｌ。

１１がそれぞれ電圧、電流の瞬時値である嬉１図を参照
すれば１回路を支配する３つの式％式％ （） ） Ｖ、は電動機端子電圧をテンプリンダすることＫよって
既知である。３つの式の上記システムは未知の１１を決
定するために数値的に解かれなければならない、フンプ
リング−間１ｎＫマハｎ）の値は得られる。ｉ　／　（
ｎｌのｍは未知であるが、１１の先行値ｉ／（ｎ−／）
　Ｆｉ先行のサンプリング期間巾計％によって得られた
。ｔた。

磁化電流の古い儀１Ｍ（ｎ−／）も既知であるが。

現在のＩＬｉＭ（ｎ）は未知である。

（Ｂ、／　）および（Ｂ−Ｊ）中のｓ　ｉ　ｉ、６１Ｍ
をそ　。

れぞれ（ｉｚ（ｎ）　−１１（ｎ−ｚ））／Δｔ　、　
　（ＩＭ（ｎ）−１Ｍ（ｎ−／））／Δｔで置き換えて
（たソし、Δｔはサンプリング期間の持続時間である）
既知の項を右ａＫそして未知の項を左１Ｍ１１に集める
と１次の式が得られる。

Ａｖ’７（ｎ）＋　８７１Ｍ（ｎ）＝　ｃ。

Ａ２”／（”ｌ＋　Ｃｋ２＋Ｂ／）ｉＭ（”）＝　０２
　　　　（”’）こ＼で。

Ａ　／　”　Ｒ７＋　Ｌ　ｔ　／Δｔ Ｂ、　：　ＬＭ／Δｔ Ｏ，＝　ｖ、十り、１７（ｎ−／）／Δｔ＋　ＬＭｉｎ
（ｎ−／　）／、ａｔ　　　　　（Ｂ＠４Ｉ）Ａコ＝Ｒ
Ｌ＋Ｌ、１２／Δｔ ＯＪ　＝＝　Ｌ　１２１　／　（ｎ−／　）／Δｔ　　
Ｌｘｉｙ　（ｎ　／　）／Δｔである。

係数ＡＩ”””ｌおよびＢ２，０２は全てサンプリング
の瞬間に既知である。従って、線型システム（Ｂ・３）
は解かれ。

ｔ、（ｎ）＝　Ｇ、／Ｄ　　　　　　　　　　　　（Ｂ
ｓり’１ｉ（ｎ）＝　Ｇ　２／　Ｄ　　　　　　　　　
（Ｂ　Ｂ４　）を生じる。こ＼でＤは下記の式で与えら
れる行列式である。

Ｄ：Ａ１にコ＋Ａ／”／＋ＡＪＢ／ Ｇ、＝　Ｏ／ＡＪ＋　（０／−０Ｊ）Ｂ／　　　　　Ｃ
Ｂ＠１０）Ｇ　、２　＝Ｏｉ　Ａコ＋ＯＪＡ　を 回転子電流積については、それ線次の式で解かれる。

１、（ｎ）＝　１／（ｎ）−１Ｍ（ｎｌ　　　　　　　
　　　　（Ｂ−７）発明の効果 誘導電動機制御に必要な電動機状態情報を。

特別なセンサを付加することなく、得ることができる。

これはマイクロコンピュータを使用するベクトル制御に
有効である。

【図面の簡単な説明】

＊／Ｈは電動機の勢価回路囚、第−図は電動機の運転時
に固定子の瞬時抵抗および瞬時角荷抵帆を表わす要素を
含むように第１図の＠−価開回路変更した図、第３図は
電動機の瞬時抵抗を４１１１付ける基本関数が電動機の
検知した端子電圧および検知した線路電流からどのよう
に導かれるかをアナログ形態で示す機能ブロック図。 第参図は電動機の鱗時負荷抵抗を％機付ける基本関数が
電動機の検知した端子電圧および検知した線路電流から
どのように導かれるかをアナログ形態で示す機能ブロッ
ク図、第Ｓ図は第１図の郷−一路の一相表現従って検知
した端子電圧および線路電流の直接ベクトル表現および
直角ベクトル表現を含む図、第６図は第３図および＠＋
図の基本機能の計算を説明するフロー・チャート図、Ｂ
７図は負荷状態にある電動機の動的特性を取り出すため
に使用されるような０　　　、の発明の装置のブロック
図、第１図は第７図の装置中で具体化されたシュイレー
トした回路の使用法および動作を説明するフロー・チャ
ート図、第を図はＢ７図の装置を使用する開ループ周波
数被制御かつ開ループ磁束被制御式電動機駆動装置の概
略図、第１０図は第７図の装置を使用する閉ループ拳ト
ルク被制御かつ開ループ磁束被制御式電動機駆動装置の
概略図、禦ｌ／図は第７図の装置を具体化する閉ループ
・トルク被制御かつ閉ループ磁束被制御式電動機駆動装
置の概略図、鮪ｌコ図は第７図の装置を使用する閉ルー
プ速度被制御かつ開ループ磁束被制御式電動機駆動装置
の畝略図、第１Ｊｌｌは第７図の装置を具体化する過熱
保鎗付き開ループ周波数被制御かつ開ループ磁束機制御
電動機駆動装置の概略図である。 １００と１０／は回路、　　１ｏＪＦｉシンエレートし
た回路、ＦＧｌ−ｙＧｊは関数発生器である。 ：１．・＝Ｔ？） 、′１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　かご形回転子を有し、３つの端子電圧およびその入
   力側での３本の電流線路で運転中の回転界磁電動機の固
   定子抵抗を決定する方法であって、 前記固定子へ印加された３つの端子電圧上よびコつの線
   路電流から、直接および直角の電流成分および電圧成分
   を決定するステップと、 前記直接および直角の電流成分および電圧成分で、下記
   の３つの量すなわち電動機の全リアクタンス、電動機の
   全集インピーダンス、空隙リアクタンス、固定子漏れリ
   アクタンスと回転子漏れリアクタンスの並列リアクタン
   ス、右よび固定子漏れリアクタンスのうちの少なくとも
   ｑつの量を決定するステップと、こめ２つ目の決定ステ
   ップで導出された前記量の組み合わせで、固定子の瞬時
   抵抗Ｒ，を確立するステップと、 を含む、 回転界磁電動機の固定子抵抗を決定する方法。 １　かご形回転子を有し、３つの端子電圧および３つの
   一路電流で給電される回転界磁電動機の固定子抵抗を決
   定する装置であって、前記３つの端子電圧を検知すると
   共に前記３つの線路電流のうちの一つの線路電流を検知
   して対応する検知信号を導出するための手段と、 前記検知信号に応答し、前記検知した端子電圧および線
   路電流を表わす直接および直角の電流成分信号および電
   圧成分信号を導出するための手段と、 前記直接および直角の電流成分信号および電圧成分信号
   に応答し、下記の３つの量すなわち電動機の全リアクタ
   ンス、電動機の全寮インピーダンス、空隙りアクタンス
   、固定子―れリアクタンスと回転子−れリアクタンスの
   並列リアクタンス、および固定子漏れリアクタンスのう
   ちの少なくとも参っの量を実時間で導出するための手段
   と、 第１の所定関係に従って前記量を組み合わせ、固定子の
   瞬時抵抗Ｒ，を表わす信号を供給するための手段と、 を備えた、 一転界磁電動機の固定子抵抗を決定する装置。