JPS622890A - インバ−タ制御装置 - Google Patents
インバ−タ制御装置Info
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- JPS622890A JPS622890A JP60140945A JP14094585A JPS622890A JP S622890 A JPS622890 A JP S622890A JP 60140945 A JP60140945 A JP 60140945A JP 14094585 A JP14094585 A JP 14094585A JP S622890 A JPS622890 A JP S622890A
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- Japan
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- circuit
- primary current
- saturation
- magnetic flux
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/0003—Control strategies in general, e.g. linear type, e.g. P, PI, PID, using robust control
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は電流制御形ベクトル制御方式によるインバー
タ回路によって誘導電動機t−安定がっ速応制御するイ
ンバータ制御装置に関するものである0 〔従来の技術〕 第5図は電流制御形ベクトル制御方式による従来のイン
バータ制御装置の概略ブロック構成図である。図におい
て、(1)Fi三相和交流電源(2)はこの三相交流電
源(1)から直流電圧を得るダイオード又はサイリスタ
等で構成される贅流回路、(8)は直流電圧平滑用フィ
ルタ、(4)はトランジスタ等のスイッチング素子で構
成されたインバータ回路、(6λは負荷の誘導電動機(
以下、電動機と称す)である。
タ回路によって誘導電動機t−安定がっ速応制御するイ
ンバータ制御装置に関するものである0 〔従来の技術〕 第5図は電流制御形ベクトル制御方式による従来のイン
バータ制御装置の概略ブロック構成図である。図におい
て、(1)Fi三相和交流電源(2)はこの三相交流電
源(1)から直流電圧を得るダイオード又はサイリスタ
等で構成される贅流回路、(8)は直流電圧平滑用フィ
ルタ、(4)はトランジスタ等のスイッチング素子で構
成されたインバータ回路、(6λは負荷の誘導電動機(
以下、電動機と称す)である。
しかして、(6)は電動機(5)の速度を検出する速度
検出器、(7)は電動機(句の速度基準を与える速度指
令回路、(8)は速度検出器(6)の検出出力ω1と、
速度指令回路(7)の指令値ωr@と速度検出器(6)
の検出値ω、の偏差とにより、電動機(5)の1次電流
指令値しを演算するベクトル制御演算回路、(9)は電
動機(5)の1次電流検出値;を検出する電流検出器、
α0)は上記1次電流指令値いと検出1次電流検出値乙
との偏差に基いてインバータ回路(4)のスイッチング
素子をオンオフさせる為の信号を発生するパルス偏置l
!l1l(以下、PWMと称す)制御回路でおる。
検出器、(7)は電動機(句の速度基準を与える速度指
令回路、(8)は速度検出器(6)の検出出力ω1と、
速度指令回路(7)の指令値ωr@と速度検出器(6)
の検出値ω、の偏差とにより、電動機(5)の1次電流
指令値しを演算するベクトル制御演算回路、(9)は電
動機(5)の1次電流検出値;を検出する電流検出器、
α0)は上記1次電流指令値いと検出1次電流検出値乙
との偏差に基いてインバータ回路(4)のスイッチング
素子をオンオフさせる為の信号を発生するパルス偏置l
!l1l(以下、PWMと称す)制御回路でおる。
次に、上記構成において、ベクトル制御演算回路(8)
の内部構成を第6図の詳細ブロック図に従って説明する
。@)は速度指令回路(7ン指令値ωr″と速度検出器
(6)検出値ω、の偏差を増幅してトルク分電流指令値
ilを出力する演算増幅器、−は速度検出器(6)の検
出値ω1に応じて2次磁束指令値ΦIを発生する2次磁
束パターン発生器、−は2次磁束パターン発生器−の出
力に基づき推定2次磁束Φ2と励磁電流成分指令値輸0
を発生する演算回路、−に上記トルク分電流成分指令値
イCと励磁電流成分指令値i1から1次電流指令畿輻値
1x工。1を発生する1次電流振幅発生器、−は上記ト
ベク分電流成分指令値iピと励磁電流成分指令値z 、
*からトルク偏角θ0を演算するトルク偏角演算回路、
鴎は上記トルク分電流成分指令値ilと推定2次磁束Φ
2からすベシ周波数指令値ωB”It:演算するすベシ
周波数指令演算回路、■は一次電流振幅発生器一の出力
1工、。1とトルク偏角演算回路(@の出力0°、及び
すべり周波数指令演算回路(ホ)の出力ω86と速度検
出器(6)の出力ω1の和で成るインバータ周波数指令
ω。によ91次電流指令値しを演算する1次電流指令演
算回路であシ、これら構成でベクトル制御演算回路(8
)が構成されている0上記構成において、電動機のトル
ク発生式は下式で表現される。
の内部構成を第6図の詳細ブロック図に従って説明する
。@)は速度指令回路(7ン指令値ωr″と速度検出器
(6)検出値ω、の偏差を増幅してトルク分電流指令値
ilを出力する演算増幅器、−は速度検出器(6)の検
出値ω1に応じて2次磁束指令値ΦIを発生する2次磁
束パターン発生器、−は2次磁束パターン発生器−の出
力に基づき推定2次磁束Φ2と励磁電流成分指令値輸0
を発生する演算回路、−に上記トルク分電流成分指令値
イCと励磁電流成分指令値i1から1次電流指令畿輻値
1x工。1を発生する1次電流振幅発生器、−は上記ト
ベク分電流成分指令値iピと励磁電流成分指令値z 、
*からトルク偏角θ0を演算するトルク偏角演算回路、
鴎は上記トルク分電流成分指令値ilと推定2次磁束Φ
2からすベシ周波数指令値ωB”It:演算するすベシ
周波数指令演算回路、■は一次電流振幅発生器一の出力
1工、。1とトルク偏角演算回路(@の出力0°、及び
すべり周波数指令演算回路(ホ)の出力ω86と速度検
出器(6)の出力ω1の和で成るインバータ周波数指令
ω。によ91次電流指令値しを演算する1次電流指令演
算回路であシ、これら構成でベクトル制御演算回路(8
)が構成されている0上記構成において、電動機のトル
ク発生式は下式で表現される。
M。
Tニーsτ・ΦsII@11(1)
Φノ8)=□・輸(8) ・・−(2)
1+□日 ′2ゝ″2 ここで、TM ;発生トルク M:相互インダクタンス L2 :2次インダクタンス il:トルク分電流 Φ2 ;2次磁束 Φ、(8) : 2次磁束のラプラス変換4js);励
磁電流のラプラス変換 R2;2次抵抗 ω8 :すべ9周波数 こ;1次電流 1工よl =7 sr” ” s、a ・・
・(5)θ=tm−” () @@
@(6)8m ω。=ω8+ω、 ・・・(η今、電
動機(句を速度指令回路ぐ0の出力ωr′に基づき速度
制御する場合、速度指令回路(ア)の出力外0と速度検
出器(6)の出力ω1の偏差を増幅する演算増幅器(&
)の出力をトルク分電流指令ilとし、2次磁束パター
ン発生器−より出力される2次磁束指令値をΦ0とすれ
ば、 T、” = −iτ0・Φ、。 ・・・
(1)′L黛 上式CIYの如く、トルク指令値t−発生することがで
きる。
1+□日 ′2ゝ″2 ここで、TM ;発生トルク M:相互インダクタンス L2 :2次インダクタンス il:トルク分電流 Φ2 ;2次磁束 Φ、(8) : 2次磁束のラプラス変換4js);励
磁電流のラプラス変換 R2;2次抵抗 ω8 :すべ9周波数 こ;1次電流 1工よl =7 sr” ” s、a ・・
・(5)θ=tm−” () @@
@(6)8m ω。=ω8+ω、 ・・・(η今、電
動機(句を速度指令回路ぐ0の出力ωr′に基づき速度
制御する場合、速度指令回路(ア)の出力外0と速度検
出器(6)の出力ω1の偏差を増幅する演算増幅器(&
)の出力をトルク分電流指令ilとし、2次磁束パター
ン発生器−より出力される2次磁束指令値をΦ0とすれ
ば、 T、” = −iτ0・Φ、。 ・・・
(1)′L黛 上式CIYの如く、トルク指令値t−発生することがで
きる。
輪”(8) =□Φ1(B) ・・・(
2)′11、”l =m * * 臂ω。;ω
I+ω1 ・・・(γ)′上式で表現
される様に、推定2次磁束及び励磁電流成分指令発生器
(転))にて<zyで表現される輸0t−算出すると共
に、すべり周波数指令演算回路端にて(sfで表現され
るω81を算出し、1次電流指令振幅発生器−にて(句
′で表現される1エエ。1を算出し、トルク偏角演算回
路−にて(6Yで表現される0@を算出し、(6γで表
現される演算を行いω。を算出することにより、1次電
流指令演算回路■にて(4Fで表現される1次電流指令
値&°ヲ算出することができる。すなわち、(1yで表
現されるトルク7 Meを発生する為に必要な電動機の
1次電流指令値10をベクトル制御演算回路(8)で算
出できることになる0そして、この1次電流指令値L0
と1次電流検出値乙との偏差をPWM制御回路叫にて
極小にすることによシ高精度かつ応答性のよい速度制御
を実現することができる。
2)′11、”l =m * * 臂ω。;ω
I+ω1 ・・・(γ)′上式で表現
される様に、推定2次磁束及び励磁電流成分指令発生器
(転))にて<zyで表現される輸0t−算出すると共
に、すべり周波数指令演算回路端にて(sfで表現され
るω81を算出し、1次電流指令振幅発生器−にて(句
′で表現される1エエ。1を算出し、トルク偏角演算回
路−にて(6Yで表現される0@を算出し、(6γで表
現される演算を行いω。を算出することにより、1次電
流指令演算回路■にて(4Fで表現される1次電流指令
値&°ヲ算出することができる。すなわち、(1yで表
現されるトルク7 Meを発生する為に必要な電動機の
1次電流指令値10をベクトル制御演算回路(8)で算
出できることになる0そして、この1次電流指令値L0
と1次電流検出値乙との偏差をPWM制御回路叫にて
極小にすることによシ高精度かつ応答性のよい速度制御
を実現することができる。
しかし、PWM制御制御−路頭和する様な場合、ベクト
ル制御が不能となる為、PWM制御回路四が飽和しない
様に発生トルクの制限を行っている0例えば、発生トル
クを制限する為に演算増幅器(81)の出力側にリミッ
タを設け、トルク分電流成分指令値iビを制限するとと
もに、第7図に示す様に高速度領域において定出力特性
を付加する為に2次磁束指令Φ2゜を電動機速度ω1に
反比例する特性を持たせることが行なわれている。
ル制御が不能となる為、PWM制御回路四が飽和しない
様に発生トルクの制限を行っている0例えば、発生トル
クを制限する為に演算増幅器(81)の出力側にリミッ
タを設け、トルク分電流成分指令値iビを制限するとと
もに、第7図に示す様に高速度領域において定出力特性
を付加する為に2次磁束指令Φ2゜を電動機速度ω1に
反比例する特性を持たせることが行なわれている。
しかるに、2次磁束指令値Φ、@の変化をともなう様な
急加速の場合、推定2次磁束及び励磁電流成分指令発生
器−が正しく制御されなく、励磁電流成分指令値輸0の
減少が遅れることにより、1次電流指令振幅の減少が遅
れ、ひいてはPWM制御回路叫が飽和し、ベクトル制御
が不能となり、発生トルクが振動する為、清めらかな加
速動作ができなかった。この為、誘導電動機からギア系
を介在し工作機械の主軸を駆動する様な場合は、加速時
にギア騒音が発生したり、ギアの寿命を短かくする問題
があった0 この発明は上記の様な問題点を解消する為になされたも
ので、2次磁束指令値Φ1の変化をともなう様な急加速
の場合にも、PWM制御回路(ト)が飽和せず、ベクト
ル制御が不能とならず清めらかな加速動作ができる誘導
電動機の電流制御形ベクトル制御方式によるインバータ
制御装置を得ることを目的とする。
急加速の場合、推定2次磁束及び励磁電流成分指令発生
器−が正しく制御されなく、励磁電流成分指令値輸0の
減少が遅れることにより、1次電流指令振幅の減少が遅
れ、ひいてはPWM制御回路叫が飽和し、ベクトル制御
が不能となり、発生トルクが振動する為、清めらかな加
速動作ができなかった。この為、誘導電動機からギア系
を介在し工作機械の主軸を駆動する様な場合は、加速時
にギア騒音が発生したり、ギアの寿命を短かくする問題
があった0 この発明は上記の様な問題点を解消する為になされたも
ので、2次磁束指令値Φ1の変化をともなう様な急加速
の場合にも、PWM制御回路(ト)が飽和せず、ベクト
ル制御が不能とならず清めらかな加速動作ができる誘導
電動機の電流制御形ベクトル制御方式によるインバータ
制御装置を得ることを目的とする。
この発明に係るインバータ制御装置は、ベクトル制御演
算出力である1次電流指令値と1次電流検出値との差に
基いてPWM制御するPWM制御回路の飽和を検知する
手段を設けると共に、このPWM制御回路の飽和検出出
力に基づき電動機の1次電流指令値を減少させる構成と
する。
算出力である1次電流指令値と1次電流検出値との差に
基いてPWM制御するPWM制御回路の飽和を検知する
手段を設けると共に、このPWM制御回路の飽和検出出
力に基づき電動機の1次電流指令値を減少させる構成と
する。
この発明によれば、PWM制御回路の飽和を防止し、2
次磁束指令値Φ、。の変化をともなう様な急加速の場合
にもPWM制御回路は飽和せずベクトル制御が不能とな
らず清めらかな加速動作ができる。
次磁束指令値Φ、。の変化をともなう様な急加速の場合
にもPWM制御回路は飽和せずベクトル制御が不能とな
らず清めらかな加速動作ができる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第5
図と同一部分は同一符号を附して示す第1図において、
C11)はPWM制御回路叫の飽和を検知しベクトル制
御演算回路(8)のトルク分電流成分指令値を減少させ
るPWM制御飽和検出回路であシ、第2図、第5図によ
ってその飽和検出の詳細について詳述する。その他は従
来例と同様である。
図と同一部分は同一符号を附して示す第1図において、
C11)はPWM制御回路叫の飽和を検知しベクトル制
御演算回路(8)のトルク分電流成分指令値を減少させ
るPWM制御飽和検出回路であシ、第2図、第5図によ
ってその飽和検出の詳細について詳述する。その他は従
来例と同様である。
すなわち、第2図はPWM制御回路の飽和検知の概念図
を示すもので、電動機の1次電流指令値1°と1次電流
検出値乙の偏差が第2図(、)においてはPWM変調三
角波の正側ビーク値ムラインをt工の時点以降越えてい
るので飽和と判断し、また、第2図(b)においてはP
WM変調三角波の負側ピーク値A′ラインt−t、の時
点以降越えているので飽和と判断するようになっている
。
を示すもので、電動機の1次電流指令値1°と1次電流
検出値乙の偏差が第2図(、)においてはPWM変調三
角波の正側ビーク値ムラインをt工の時点以降越えてい
るので飽和と判断し、また、第2図(b)においてはP
WM変調三角波の負側ピーク値A′ラインt−t、の時
点以降越えているので飽和と判断するようになっている
。
また、第3図にPWM制御飽和検出回路(9)の詳細な
内部構成ブロック図を示す。(11a−u)、 (11
a−v)。
内部構成ブロック図を示す。(11a−u)、 (11
a−v)。
(11a−りは1次電流指令値と1次電流検出値の各相
(u、v、w相)の偏差の絶対値を検出する絶対値回路
、(111)−u)、 (11b−りt (1tb−”
)は第2図(a)。
(u、v、w相)の偏差の絶対値を検出する絶対値回路
、(111)−u)、 (11b−りt (1tb−”
)は第2図(a)。
(b)に示す概念に基づき、PWM変調三角波0−ピ−
ク値の絶対値にと、絶対値回路(11a−u)、 (1
1a−リ。
ク値の絶対値にと、絶対値回路(11a−u)、 (1
1a−リ。
(11a−w)の出力との偏差の正側を零クランプして
負側を出力する正側クランプ回路、eは正側クランプ回
路(11b−u)、 (11ムーV)、(tS−りの出
力の和であるPWM制御飽和検出回路の出力である0さ
らに、第4図(a) 、 (b)にPWM制御飽和検出
回路(9)の出力eによシベクトル制御演算の2次磁束
指令値、またはトルク分電流成分指令値を減少させて1
次電流指令値を減少させる回路構成図を示す0 すなわち、第4図(a)においては、2次磁束ノくター
ン発生器−の出力に飽和検出回路(ロ)の出力を加算し
て2次磁束指令値Φ、′とし、第4図(b)においては
、演算増幅器(gl)の出力に飽和検出回路(ロ)の出
力を加算してトルク分電流成分指令値嶋0として、1次
電流指令値を減少させるようになっており、PWM制御
回路叫の飽和を防止でき、したがって清めらかな動作を
行い得る0 〔発明の効果〕 以−上の・様に、この発側によれば、ベクトル制御演算
出力である電動機の1次電流指令値と1次電流検出値の
差に基いて制御出力を送出するPWM制御回路の飽和を
検知する検知手段を設けるとともに、このPWM制御回
路の飽和検出出力に基づき1次電流指令値を減少させる
構成としたので、PWM制御回路の飽和を解除し、2次
磁束指令値Φ、。の変化をともなう様な急加速の場合に
もPWM制御回路は飽和せずベクトル制御が不能となら
ず清めらかな加速動作ができるという効果がある。
負側を出力する正側クランプ回路、eは正側クランプ回
路(11b−u)、 (11ムーV)、(tS−りの出
力の和であるPWM制御飽和検出回路の出力である0さ
らに、第4図(a) 、 (b)にPWM制御飽和検出
回路(9)の出力eによシベクトル制御演算の2次磁束
指令値、またはトルク分電流成分指令値を減少させて1
次電流指令値を減少させる回路構成図を示す0 すなわち、第4図(a)においては、2次磁束ノくター
ン発生器−の出力に飽和検出回路(ロ)の出力を加算し
て2次磁束指令値Φ、′とし、第4図(b)においては
、演算増幅器(gl)の出力に飽和検出回路(ロ)の出
力を加算してトルク分電流成分指令値嶋0として、1次
電流指令値を減少させるようになっており、PWM制御
回路叫の飽和を防止でき、したがって清めらかな動作を
行い得る0 〔発明の効果〕 以−上の・様に、この発側によれば、ベクトル制御演算
出力である電動機の1次電流指令値と1次電流検出値の
差に基いて制御出力を送出するPWM制御回路の飽和を
検知する検知手段を設けるとともに、このPWM制御回
路の飽和検出出力に基づき1次電流指令値を減少させる
構成としたので、PWM制御回路の飽和を解除し、2次
磁束指令値Φ、。の変化をともなう様な急加速の場合に
もPWM制御回路は飽和せずベクトル制御が不能となら
ず清めらかな加速動作ができるという効果がある。
第1図はこの発明の一実施例による電流制御形ベクトル
制御方式のインバータ制御装置の概略ブロック図、第2
図(、) 、 (b)はPWM制御回路の飽和検知の概
念図、第5図u P W M制御飽和検出回路の内部詳
細ブロック図、第4図(a)、(b)はこの発明の一実
施例によるベクトル制御演算回路のブロック図、第5図
は第1図に対応する従来例のブロック図、第6図は従来
のベクトル制御演算回路のブロック図、第7図は定出力
特性をもつ2次磁束指令値−電動機速度特性図である。 (4)はインバータ回路、(6)は誘導電動機、(6)
は速度検出器、(γ)は速度指令回路、(8)はベクト
ル制御演算回路、(9)は電流検出器、叫はパルス幅変
調制御回路、(ロ)は飽和検出回路。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
制御方式のインバータ制御装置の概略ブロック図、第2
図(、) 、 (b)はPWM制御回路の飽和検知の概
念図、第5図u P W M制御飽和検出回路の内部詳
細ブロック図、第4図(a)、(b)はこの発明の一実
施例によるベクトル制御演算回路のブロック図、第5図
は第1図に対応する従来例のブロック図、第6図は従来
のベクトル制御演算回路のブロック図、第7図は定出力
特性をもつ2次磁束指令値−電動機速度特性図である。 (4)はインバータ回路、(6)は誘導電動機、(6)
は速度検出器、(γ)は速度指令回路、(8)はベクト
ル制御演算回路、(9)は電流検出器、叫はパルス幅変
調制御回路、(ロ)は飽和検出回路。 なお、各図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (2)
- (1)電流制御形ベクトル制御方式によるインバータ回
路によつて駆動される誘導電動機に直結された速度検出
器の検出値と速度指令回路の指令値に基いて1次電流指
令値を送出するベクトル制御演算回路と、電流検出器に
よる1次電流検出値と上記1次電流指令値とに基いて上
記インバータ回路をパルス幅変調制御するパルス幅変調
制御回路とを備えたインバータ制御装置において、上記
パルス幅変調制御回路の飽和を検知する飽和検出回路を
設けると共に、該飽和検出出力に基づき上記1次電流指
令値を減少させる構成としたことを特徴とするインバー
タ制御装置。 - (2)上記飽和検出出力に基いて2次磁束指令値または
トルク分電流成分指令値を減少させて1次電流指令値を
減少させる構成としたことを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載のインバータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60140945A JPS622890A (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | インバ−タ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60140945A JPS622890A (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | インバ−タ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS622890A true JPS622890A (ja) | 1987-01-08 |
| JPH0552155B2 JPH0552155B2 (ja) | 1993-08-04 |
Family
ID=15280465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60140945A Granted JPS622890A (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | インバ−タ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS622890A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6256545U (ja) * | 1985-09-28 | 1987-04-08 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60121979A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-29 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
| JPS61285091A (ja) * | 1985-06-12 | 1986-12-15 | Fuji Electric Co Ltd | 交流電動機のベクトル制御方式 |
-
1985
- 1985-06-27 JP JP60140945A patent/JPS622890A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60121979A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-29 | Meidensha Electric Mfg Co Ltd | 誘導電動機のベクトル制御装置 |
| JPS61285091A (ja) * | 1985-06-12 | 1986-12-15 | Fuji Electric Co Ltd | 交流電動機のベクトル制御方式 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6256545U (ja) * | 1985-09-28 | 1987-04-08 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0552155B2 (ja) | 1993-08-04 |
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