JP2001161094A - 交流電動機の制御方法および制御装置 - Google Patents
交流電動機の制御方法および制御装置Info
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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
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- H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 瞬停復帰後等に交流電動機の残留電圧の位相
と角速度を精度良く測定して、迅速、且つ、スムーズに
再運転できる交流電動機の制御方法を提供する。 【解決手段】 交流電動機９へ電力を出力する電力変換
器１と、電流指令信号ｉｄｒｅｆ、ｉｑｒｅｆと電力変
換器の出力電流検出信号ｉｄｆｂ、ｉｑｆｂの偏差信号
に基づいて、電力変換器の出力電流を制御する電流制御
部を備え、交流電動機がフリーラン状態にある場合に、
交流電動機の電流をゼロにするように強制的に瞬停再始
動管理回路１１により電流指令信号をゼロとして電流制
御し、この時の電流制御部出力を用いて演算する出力電
圧指令信号を基に、交流電動機の残留電圧の大きさと位
相、角速度を求めて復電後の再始動を行うものである。
と角速度を精度良く測定して、迅速、且つ、スムーズに
再運転できる交流電動機の制御方法を提供する。 【解決手段】 交流電動機９へ電力を出力する電力変換
器１と、電流指令信号ｉｄｒｅｆ、ｉｑｒｅｆと電力変
換器の出力電流検出信号ｉｄｆｂ、ｉｑｆｂの偏差信号
に基づいて、電力変換器の出力電流を制御する電流制御
部を備え、交流電動機がフリーラン状態にある場合に、
交流電動機の電流をゼロにするように強制的に瞬停再始
動管理回路１１により電流指令信号をゼロとして電流制
御し、この時の電流制御部出力を用いて演算する出力電
圧指令信号を基に、交流電動機の残留電圧の大きさと位
相、角速度を求めて復電後の再始動を行うものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電圧を出力す
る可変速制御装置により交流電動機を可変速させる交流
電動機の制御方法に関するもので、特に、停電復帰後等
の交流電動機のスムーズな始動のできる制御方法および
装置に関するものである。
る可変速制御装置により交流電動機を可変速させる交流
電動機の制御方法に関するもので、特に、停電復帰後等
の交流電動機のスムーズな始動のできる制御方法および
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、交流電動機を速度制御するため
に、出力電圧Ｖと出力周波数ｆの比を一定にするＶ／ｆ
一定制御方式が知られている。更に、近年では、より高
精度に交流電動機を制御するべく、交流電動機に供給さ
れる一次電流を、トルクに直接関与する励磁電流（磁束
を発生させる電流）とトルク電流（トルクを発生させる
電流）とでそれぞれ独立に制御するベクトル制御が実用
化されている。しかしながら、従来の制御方式では、連
続運転中は安定な制御が行われているが、ひとたび交流
電動機の運転中に瞬停（瞬時停電）が発生して瞬停再始
動を行うような場合、交流電動機の残留電圧と可変速制
御装置の電圧指令の位相が合わないと、交流電動機の速
度を急変させたり、交流電動機のスリップが増大したり
して過大な電流が流れるなどしてトリップするような危
険がある。これを防止するためには交流電動機の残留電
圧と可変速制御装置の電圧指令の位相を合わせて再運転
を行う必要があるが、位相を合わせるのがなかなか困難
である。このため、交流電動機の残留電圧がなくなって
から、交流電動機の角速度と可変速制御装置の出力周波
数を速度検出器から算出するとか、交流電動機の残留電
圧を電圧検出器で検出し、その周波数成分から算出する
とかして、残留電圧と出力電圧指令信号の位相を一致さ
せ、再運転していたので、瞬停復電後の再始動に時間が
かかったり、スムーズな再運転が難しいという問題があ
った。このように交流電動機をスムーズに始動するため
には、残留電圧がなくなるのを待つ必要があったり、速
度検出器や電圧検出器といった検出器が必要であるとい
う問題があった。
に、出力電圧Ｖと出力周波数ｆの比を一定にするＶ／ｆ
一定制御方式が知られている。更に、近年では、より高
精度に交流電動機を制御するべく、交流電動機に供給さ
れる一次電流を、トルクに直接関与する励磁電流（磁束
を発生させる電流）とトルク電流（トルクを発生させる
電流）とでそれぞれ独立に制御するベクトル制御が実用
化されている。しかしながら、従来の制御方式では、連
続運転中は安定な制御が行われているが、ひとたび交流
電動機の運転中に瞬停（瞬時停電）が発生して瞬停再始
動を行うような場合、交流電動機の残留電圧と可変速制
御装置の電圧指令の位相が合わないと、交流電動機の速
度を急変させたり、交流電動機のスリップが増大したり
して過大な電流が流れるなどしてトリップするような危
険がある。これを防止するためには交流電動機の残留電
圧と可変速制御装置の電圧指令の位相を合わせて再運転
を行う必要があるが、位相を合わせるのがなかなか困難
である。このため、交流電動機の残留電圧がなくなって
から、交流電動機の角速度と可変速制御装置の出力周波
数を速度検出器から算出するとか、交流電動機の残留電
圧を電圧検出器で検出し、その周波数成分から算出する
とかして、残留電圧と出力電圧指令信号の位相を一致さ
せ、再運転していたので、瞬停復電後の再始動に時間が
かかったり、スムーズな再運転が難しいという問題があ
った。このように交流電動機をスムーズに始動するため
には、残留電圧がなくなるのを待つ必要があったり、速
度検出器や電圧検出器といった検出器が必要であるとい
う問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、瞬
停復帰後等に交流電動機の残留電圧の位相と角速度を精
度良く測定すること等により、迅速、且つ、スムーズに
再運転できる交流電動機の制御方法を提供することを目
的としている。
停復帰後等に交流電動機の残留電圧の位相と角速度を精
度良く測定すること等により、迅速、且つ、スムーズに
再運転できる交流電動機の制御方法を提供することを目
的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、交流電動機へ電力を出力す
る電力変換器を有し、電流指令信号と前記電力変換器の
出力電流検出信号の偏差信号に基づいて、前記電力変換
器の出力電流を制御する電流制御部を備え、前記交流電
動機がフリーラン状態にある場合に、前記交流電動機の
電流をゼロにするように強制的に前記電流指令信号をゼ
ロとして電流制御し、この時の前記電流制御部出力を用
いて演算する出力電圧指令信号を基に、前記交流電動機
の残留電圧の大きさと位相および角速度を求めることを
特徴としている。また、請求項２記載の発明は、請求項
１記載の交流電動機の制御方法において、前記出力電圧
指令信号を基に前記交流電動機の残留電圧の位相および
角速度を求める際に、信号保持手段を設け、交流電動機
がフリーランする直前の位相指令信号と前記出力電圧指
令信号の位相信号との加算値より前記残留電圧の大きさ
と位相および角速度を求めることを特徴としている。こ
の交流電動機の制御方法によれば、交流電動機がフリー
ラン状態にある場合に、交流電動機の電流がゼロとなる
ように制御すると、この結果交流電動機の残留電圧が電
圧指令信号に現れることを利用し、この電圧指令信号の
位相および角周波数を基にフリーラン状態にある交流電
動機の残留電圧の大きさと位相および角速度が求められ
る。それによって、復電後のスムーズな速度復帰が容易
になる。また、残留電圧の位相および角速度を求める際
に、信号保持手段を設け、交流電動機がフリーランする
直前の位相指令信号と前記出力電圧指令信号の位相信号
との加算値より前記残留電圧の位相および角速度を求め
るので、位相指令信号の不連続がなくなり機械的なショ
ック発生等の不都合を防止できる。また、請求項３記載
の交流電動機の制御方法の発明は、電力変換器で交流電
動機へ任意の電力を出力し、前記電動機に供給される電
流を電流検出回路で検出し、与えられた電流指令と前記
電流検出回路で検出した電流検出値が一致するように電
流制御回路で制御し、前記電流制御回路から出力する電
圧指令から前記電力変換器のスイッチングを決定する制
御方法において、始動時に前記電力変換器を正常に運転
するように始動管理回路で管理し、フリーラン状態の前
記交流電動機の速度を速度推定回路で推定することを特
徴としている。また、請求項４記載の発明は、請求項３
記載の電動機の制御方法において、前記始動管理回路
が、強制的に電流指令を零にして、前記電流制御回路に
より、前記電流検出値を零にするような前記電圧指令を
演算し、前記電圧指令の時間変化により、前記速度推定
回路が前記交流電動機の速度を推定することを特徴とし
ている。さらに、請求項５記載の発明は、請求項３又は
４記載の電動機の制御方法において、前記始動管理回路
が、強制的に電流指令を零にして、前記電流制御回路に
より、前記電流検出値を零にするような前記電圧指令を
演算し、その電圧レベルが設定された電圧レベルより低
い場合には、電流指令値を零から設定されたレベルの直
流電流指令を設定された時間印加した後、再度強制的に
電流指令を零にして、前記電流制御回路により、前記電
流検出値を零にするような前記電圧指令を演算し、前記
速度推定回路が前記交流電動機の速度を推定することを
特徴としている。そして、請求項６記載の発明は、請求
項３〜５のいずれか１項記載の電動機の制御方法におい
て、前記始動管理回路が、強制的に電流指令を零にし
て、前記電流制御回路により、前記電流検出値を零にす
るような前記電圧指令を演算し、その電圧レベルが設定
された電圧レベルより低い場合には、電流指令値を零か
ら設定されたレベルの直流電流指令を設定された時間印
加した後、再度強制的に電流指令を零にして、前記電流
制御回路により、前記電流検出値を零にするような前記
電圧指令を演算した場合にも、その電圧レベルが設定さ
れた電圧レベルより低い場合には前記速度推定回路が前
記交流電動機が停止していると推定することを特徴とし
ている。また、請求項７記載の発明は、請求項１〜６の
いずれか１項記載の電動機の制御方法において、前記始
動管理回路が、強制的に電流指令を零にして、前記電流
制御回路により、前記電流検出値を零にするような前記
電圧指令を演算し、前記電圧指令の時間変化により、前
記速度推定回路が、推定した前記交流電動機の速度と前
記電圧指令の大きさと位相を初期値として交流電動機を
始動することを特徴としている。さらに、請求項８記載
の発明は、請求項１〜７のいずれか１項記載の電動機の
制御方法において、前記始動管理回路が、強制的に電流
指令を零にして、前記電流制御回路により、前記電流検
出値を零にするような前記電圧指令を演算し、前記電圧
指令の時間変化により、前記速度推定回路が、推定した
前記交流電動機の速度と前記電圧指令の大きさと位相を
初期値として交流電動機を始動する際に、前記電力変換
器の出力する電圧指令の大きさが、前記交流電動機の速
度に対する正規の誘起電圧に相当する電圧レベルになる
まで、徐々に電圧指令を増加していくことを特徴として
いる。また、請求項９記載の電動機の制御装置の発明
は、交流電動機へ任意の電力を出力する電力変換器と、
前記電動機に供給される電流を検出する電流検出回路
と、与えられた電流指令と前記電流検出回路で検出した
電流検出値が一致するように制御する電流制御回路と、
前記電流制御回路から出力する電圧指令から電力変換器
のスイッチングを決定する電動機の制御装置において、
始動管理回路と、フリーラン状態の前記交流電動機の速
度を推定する速度推定回路を有することを特徴としてい
る。そして、請求項１０記載の発明は、請求項９記載の
電動機の制御装置において、前記始動管理回路が、強制
的に電流指令を零にして、前記電流制御回路により、前
記電流検出値を零にするような前記電圧指令を演算し、
前記電圧指令の時間変化により、前記速度推定回路が前
記交流電動機の速度を推定することを特徴としている。
さらに、請求項１１記載の発明は、請求項９又は１０記
載の電動機の制御装置において、前記始動管理回路が、
強制的に電流指令を零にして、前記電流制御回路によ
り、前記電流検出値を零にするような前記電圧指令を演
算し、その電圧レベルが設定された電圧レベルより低い
場合には、電流指令値を零から設定されたレベルの直流
電流指令を設定された時間印加した後、再度強制的に電
流指令を零にして、前記電流制御回路により、前記電流
検出値を零にするような前記電圧指令を演算し、前記速
度推定回路が前記交流電動機の速度を推定することを特
徴としている。また、請求項１２記載の発明は、請求項
９〜１１のいずれか１項記載の電動機の制御装置におい
て、前記始動管理回路が、強制的に電流指令を零にし
て、前記電流制御回路により、前記電流検出値を零にす
るような前記電圧指令を演算し、その電圧レベルが設定
された電圧レベルより低い場合には、電流指令値を零か
ら設定されたレベルの直流電流指令を設定された時間印
加した後、再度強制的に電流指令を零にして、前記電流
制御回路により、前記電流検出値を零にするような前記
電圧指令を演算した場合にも、その電圧レベルが設定さ
れた電圧レベルより低い場合には前記速度推定回路が前
記交流電動機が停止していると推定することを特徴とし
ている。さらに、請求項１３記載の発明は、請求項９〜
１２のいずれか１項記載の電動機の制御装置において、
前記始動管理回路が、強制的に電流指令を零にして、前
記電流制御回路により、前記電流検出値を零にするよう
な前記電圧指令を演算し、前記電圧指令の時間変化によ
り、前記速度推定回路が、推定した前記交流電動機の速
度と前記電圧指令の大きさと位相を初期値として交流電
動機を始動することを特徴としている。また、請求項１
４記載の発明は、請求項９〜１３のいずれか１項記載の
電動機の制御装置において、前記始動管理回路が、強制
的に電流指令を零にして、前記電流制御回路により、前
記電流検出値を零にするような前記電圧指令を演算し、
前記電圧指令の時間変化により、前記速度推定回路が、
推定した前記交流電動機の速度と前記電圧指令の大きさ
と位相を初期値として交流電動機を始動する際に、前記
電力変換器の出力する電圧指令の大きさが、前記交流電
動機の速度に対する正規の誘起電圧に相当する電圧レベ
ルになるまで、徐々に電圧指令を増加していくことを特
徴としている。さらに、請求項１５記載の発明は、請求
項３記載の交流電動機の制御方法において、前記始動管
理回路が、強制的に電流指令を零にして、前記電流制御
回路により、前記電流検出値を零にするような前記電圧
指令を演算し、前記電圧指令が設定された電圧レベルよ
り大きい場合には、前記電圧指令の位相の時間変化によ
り、前記速度推定回路が前記交流電動機の速度を推定
し、前記電力変換器を始動する時の初期値として、前記
電圧指令の大きさと位相と前記交流電動機の速度推定値
に相当する周波数を設定し、始動することを特徴として
いる。そして、請求項１６記載の交流電動機の制御方法
の発明は、交流電動機へ電力を出力する電力変換器を有
し、電流指令信号と前記電力変換器の出力電流検出信号
の偏差信号に基づいて、前記電力変換器の出力電流を制
御する電流制御部を備え、前記交流電動機がフリーラン
状態にある場合に、前記交流電動機に任意の直流電流を
設定した時間供給し、前記電力変換器の出力電流検出信
号に表れる周波数成分を検出し、この周波数成分から前
記交流電動機の速度を推定することを特徴とする。そし
て、請求項１７記載の発明は、請求項３の交流電動機の
制御方法において、前記始動管理回路が、強制的に電流
指令を零にして、前記電流制御回路により、前記電流検
出値を零にするような前記電圧指令を演算し、その電圧
レベルが設定された電圧レベルより低い場合には、電流
指令値を零から設定されたレベルの直流電流指令あるい
は設定したレベルの直流電圧指令を設定された時間印加
し、前記速度推定回路が電流検出値に表れる周波数成分
を検出し、この周波数成分を交流電動機の速度と推定し
て、前記電力変換器を始動する時の初期値として、前記
交流電動機の速度推定値に相当する周波数を設定して始
動することを特徴としている。また、請求項１８記載の
発明は、請求項３記載の交流電動機の電動機の制御方法
において、前記始動管理回路が、強制的に電流指令を零
にして、前記電流制御回路により、前記電流検出値を零
にするような前記電圧指令を演算し、前記電圧指令が設
定された電圧レベルより低い場合には、電流指令値を零
から設定されたレベルの直流電流指令値に変更し、設定
された時間印加し、その後電流指令の符号をと大きさを
変更して、設定された時間印加する。このとき、前記速
度推定回路が電流検出値に表れる周波数成分を検出し、
この周波数成分を交流電動機の速度と推定して、前記電
力変換器を始動する時の初期値として、前記交流電動機
の速度推定値に相当する周波数を設定して始動すること
を特徴としている。さらに、請求項１９記載の発明は、
請求項３記載の交流電動機の電動機の制御方法におい
て、前記始動管理回路が、強制的に電流指令を零にし
て、前記電流制御回路により、前記電流検出値を零にす
るような前記電圧指令を演算し、前記電圧指令が設定さ
れた電圧レベルより低い場合には、電流制御することを
やめ、任意の方向に直流電圧指令を設定された時間印加
し、その後前記直流電圧の指令方向と１８０°位相を変
えた方向に任意の大きさの電流指令を与え、設定された
時間再び電流制御する。このとき、前記速度推定回路が
電流検出値に表れる周波数成分を検出し、この周波数成
分を交流電動機の速度と推定して、前記電力変換器を始
動する時の初期値として、前記交流電動機の速度推定値
に相当する周波数を設定して始動することを特徴として
いる。さらに、請求項２０記載の発明は、請求項９記載
の交流電動機の電動機の制御装置において、前記始動管
理回路が、強制的に電流指令を零にして、前記電流制御
回路により、前記電流検出値を零にするような前記電圧
指令を演算し、前記電圧指令が設定された電圧レベルよ
り大きい場合には、前記電圧指令の位相の時間変化によ
り、前記速度推定回路が前記交流電動機の速度を推定
し、前記電力変換器を始動する時の初期値として、前記
電圧指令の大きさと位相と前記交流電動機の速度推定値
に相当する周波数を設定し、始動することを特徴として
いる。そして、請求項２１記載の発明は、請求項９記載
の交流電動機の制御装置において、前記始動管理回路
が、強制的に電流指令を零にして、前記電流制御回路に
より、前記電流検出値を零にするような前記電圧指令を
演算し、その電圧レベルが設定された電圧レベルより低
い場合には、電流指令値を零から設定されたレベルの直
流電流指令あるいは設定したレベルの直流電圧指令を設
定された時間印加し、前記速度推定回路が電流検出値に
表れる周波数成分を検出し、この周波数成分を交流電動
機の速度と推定して、前記電力変換器を始動する時の初
期値として、前記交流電動機の速度推定値に相当する周
波数を設定して始動することを特徴としている。また、
請求項２２記載の発明は、請求項９記載の交流電動機の
電動機の制御装置において、前記始動管理回路が、強制
的に電流指令を零にして、前記電流制御回路により、前
記電流検出値を零にするような前記電圧指令を演算し、
前記電圧指令が設定された電圧レベルより低い場合に
は、電流指令値を零から設定されたレベルの直流電流指
令値に変更し、設定された時間印加し、その後電流指令
の符号をと大きさを変更して、設定された時間印加す
る。このとき、前記速度推定回路が電流検出値に表れる
周波数成分を検出し、この周波数成分を交流電動機の速
度と推定して、前記電力変換器を始動する時の初期値と
して、前記交流電動機の速度推定値に相当する周波数を
設定して始動することを特徴としている。そして、請求
項２３記載の発明は、請求項９記載の交流電動機の電動
機の制御装置において、前記始動管理回路は、強制的に
電流指令を零にして、前記電流制御回路により、前記電
流検出値を零にするような前記電圧指令を演算し、前記
電圧指令が設定された電圧レベルより低い場合には、電
流制御することをやめ、任意の方向に直流電圧指令を設
定された時間印加し、その後前記直流電圧の指令方向と
１８０°位相を変えた方向に任意の大きさの電流指令を
与え、設定された時間再び電流制御する。このとき、前
記速度推定回路が電流検出値に表れる周波数成分を検出
し、この周波数成分を交流電動機の速度と推定して、前
記電力変換器を始動する時の初期値として、前記交流電
動機の速度推定値に相当する周波数を設定して始動する
ことを特徴としている。
め、請求項１記載の発明は、交流電動機へ電力を出力す
る電力変換器を有し、電流指令信号と前記電力変換器の
出力電流検出信号の偏差信号に基づいて、前記電力変換
器の出力電流を制御する電流制御部を備え、前記交流電
動機がフリーラン状態にある場合に、前記交流電動機の
電流をゼロにするように強制的に前記電流指令信号をゼ
ロとして電流制御し、この時の前記電流制御部出力を用
いて演算する出力電圧指令信号を基に、前記交流電動機
の残留電圧の大きさと位相および角速度を求めることを
特徴としている。また、請求項２記載の発明は、請求項
１記載の交流電動機の制御方法において、前記出力電圧
指令信号を基に前記交流電動機の残留電圧の位相および
角速度を求める際に、信号保持手段を設け、交流電動機
がフリーランする直前の位相指令信号と前記出力電圧指
令信号の位相信号との加算値より前記残留電圧の大きさ
と位相および角速度を求めることを特徴としている。こ
の交流電動機の制御方法によれば、交流電動機がフリー
ラン状態にある場合に、交流電動機の電流がゼロとなる
ように制御すると、この結果交流電動機の残留電圧が電
圧指令信号に現れることを利用し、この電圧指令信号の
位相および角周波数を基にフリーラン状態にある交流電
動機の残留電圧の大きさと位相および角速度が求められ
る。それによって、復電後のスムーズな速度復帰が容易
になる。また、残留電圧の位相および角速度を求める際
に、信号保持手段を設け、交流電動機がフリーランする
直前の位相指令信号と前記出力電圧指令信号の位相信号
との加算値より前記残留電圧の位相および角速度を求め
るので、位相指令信号の不連続がなくなり機械的なショ
ック発生等の不都合を防止できる。また、請求項３記載
の交流電動機の制御方法の発明は、電力変換器で交流電
動機へ任意の電力を出力し、前記電動機に供給される電
流を電流検出回路で検出し、与えられた電流指令と前記
電流検出回路で検出した電流検出値が一致するように電
流制御回路で制御し、前記電流制御回路から出力する電
圧指令から前記電力変換器のスイッチングを決定する制
御方法において、始動時に前記電力変換器を正常に運転
するように始動管理回路で管理し、フリーラン状態の前
記交流電動機の速度を速度推定回路で推定することを特
徴としている。また、請求項４記載の発明は、請求項３
記載の電動機の制御方法において、前記始動管理回路
が、強制的に電流指令を零にして、前記電流制御回路に
より、前記電流検出値を零にするような前記電圧指令を
演算し、前記電圧指令の時間変化により、前記速度推定
回路が前記交流電動機の速度を推定することを特徴とし
ている。さらに、請求項５記載の発明は、請求項３又は
４記載の電動機の制御方法において、前記始動管理回路
が、強制的に電流指令を零にして、前記電流制御回路に
より、前記電流検出値を零にするような前記電圧指令を
演算し、その電圧レベルが設定された電圧レベルより低
い場合には、電流指令値を零から設定されたレベルの直
流電流指令を設定された時間印加した後、再度強制的に
電流指令を零にして、前記電流制御回路により、前記電
流検出値を零にするような前記電圧指令を演算し、前記
速度推定回路が前記交流電動機の速度を推定することを
特徴としている。そして、請求項６記載の発明は、請求
項３〜５のいずれか１項記載の電動機の制御方法におい
て、前記始動管理回路が、強制的に電流指令を零にし
て、前記電流制御回路により、前記電流検出値を零にす
るような前記電圧指令を演算し、その電圧レベルが設定
された電圧レベルより低い場合には、電流指令値を零か
ら設定されたレベルの直流電流指令を設定された時間印
加した後、再度強制的に電流指令を零にして、前記電流
制御回路により、前記電流検出値を零にするような前記
電圧指令を演算した場合にも、その電圧レベルが設定さ
れた電圧レベルより低い場合には前記速度推定回路が前
記交流電動機が停止していると推定することを特徴とし
ている。また、請求項７記載の発明は、請求項１〜６の
いずれか１項記載の電動機の制御方法において、前記始
動管理回路が、強制的に電流指令を零にして、前記電流
制御回路により、前記電流検出値を零にするような前記
電圧指令を演算し、前記電圧指令の時間変化により、前
記速度推定回路が、推定した前記交流電動機の速度と前
記電圧指令の大きさと位相を初期値として交流電動機を
始動することを特徴としている。さらに、請求項８記載
の発明は、請求項１〜７のいずれか１項記載の電動機の
制御方法において、前記始動管理回路が、強制的に電流
指令を零にして、前記電流制御回路により、前記電流検
出値を零にするような前記電圧指令を演算し、前記電圧
指令の時間変化により、前記速度推定回路が、推定した
前記交流電動機の速度と前記電圧指令の大きさと位相を
初期値として交流電動機を始動する際に、前記電力変換
器の出力する電圧指令の大きさが、前記交流電動機の速
度に対する正規の誘起電圧に相当する電圧レベルになる
まで、徐々に電圧指令を増加していくことを特徴として
いる。また、請求項９記載の電動機の制御装置の発明
は、交流電動機へ任意の電力を出力する電力変換器と、
前記電動機に供給される電流を検出する電流検出回路
と、与えられた電流指令と前記電流検出回路で検出した
電流検出値が一致するように制御する電流制御回路と、
前記電流制御回路から出力する電圧指令から電力変換器
のスイッチングを決定する電動機の制御装置において、
始動管理回路と、フリーラン状態の前記交流電動機の速
度を推定する速度推定回路を有することを特徴としてい
る。そして、請求項１０記載の発明は、請求項９記載の
電動機の制御装置において、前記始動管理回路が、強制
的に電流指令を零にして、前記電流制御回路により、前
記電流検出値を零にするような前記電圧指令を演算し、
前記電圧指令の時間変化により、前記速度推定回路が前
記交流電動機の速度を推定することを特徴としている。
さらに、請求項１１記載の発明は、請求項９又は１０記
載の電動機の制御装置において、前記始動管理回路が、
強制的に電流指令を零にして、前記電流制御回路によ
り、前記電流検出値を零にするような前記電圧指令を演
算し、その電圧レベルが設定された電圧レベルより低い
場合には、電流指令値を零から設定されたレベルの直流
電流指令を設定された時間印加した後、再度強制的に電
流指令を零にして、前記電流制御回路により、前記電流
検出値を零にするような前記電圧指令を演算し、前記速
度推定回路が前記交流電動機の速度を推定することを特
徴としている。また、請求項１２記載の発明は、請求項
９〜１１のいずれか１項記載の電動機の制御装置におい
て、前記始動管理回路が、強制的に電流指令を零にし
て、前記電流制御回路により、前記電流検出値を零にす
るような前記電圧指令を演算し、その電圧レベルが設定
された電圧レベルより低い場合には、電流指令値を零か
ら設定されたレベルの直流電流指令を設定された時間印
加した後、再度強制的に電流指令を零にして、前記電流
制御回路により、前記電流検出値を零にするような前記
電圧指令を演算した場合にも、その電圧レベルが設定さ
れた電圧レベルより低い場合には前記速度推定回路が前
記交流電動機が停止していると推定することを特徴とし
ている。さらに、請求項１３記載の発明は、請求項９〜
１２のいずれか１項記載の電動機の制御装置において、
前記始動管理回路が、強制的に電流指令を零にして、前
記電流制御回路により、前記電流検出値を零にするよう
な前記電圧指令を演算し、前記電圧指令の時間変化によ
り、前記速度推定回路が、推定した前記交流電動機の速
度と前記電圧指令の大きさと位相を初期値として交流電
動機を始動することを特徴としている。また、請求項１
４記載の発明は、請求項９〜１３のいずれか１項記載の
電動機の制御装置において、前記始動管理回路が、強制
的に電流指令を零にして、前記電流制御回路により、前
記電流検出値を零にするような前記電圧指令を演算し、
前記電圧指令の時間変化により、前記速度推定回路が、
推定した前記交流電動機の速度と前記電圧指令の大きさ
と位相を初期値として交流電動機を始動する際に、前記
電力変換器の出力する電圧指令の大きさが、前記交流電
動機の速度に対する正規の誘起電圧に相当する電圧レベ
ルになるまで、徐々に電圧指令を増加していくことを特
徴としている。さらに、請求項１５記載の発明は、請求
項３記載の交流電動機の制御方法において、前記始動管
理回路が、強制的に電流指令を零にして、前記電流制御
回路により、前記電流検出値を零にするような前記電圧
指令を演算し、前記電圧指令が設定された電圧レベルよ
り大きい場合には、前記電圧指令の位相の時間変化によ
り、前記速度推定回路が前記交流電動機の速度を推定
し、前記電力変換器を始動する時の初期値として、前記
電圧指令の大きさと位相と前記交流電動機の速度推定値
に相当する周波数を設定し、始動することを特徴として
いる。そして、請求項１６記載の交流電動機の制御方法
の発明は、交流電動機へ電力を出力する電力変換器を有
し、電流指令信号と前記電力変換器の出力電流検出信号
の偏差信号に基づいて、前記電力変換器の出力電流を制
御する電流制御部を備え、前記交流電動機がフリーラン
状態にある場合に、前記交流電動機に任意の直流電流を
設定した時間供給し、前記電力変換器の出力電流検出信
号に表れる周波数成分を検出し、この周波数成分から前
記交流電動機の速度を推定することを特徴とする。そし
て、請求項１７記載の発明は、請求項３の交流電動機の
制御方法において、前記始動管理回路が、強制的に電流
指令を零にして、前記電流制御回路により、前記電流検
出値を零にするような前記電圧指令を演算し、その電圧
レベルが設定された電圧レベルより低い場合には、電流
指令値を零から設定されたレベルの直流電流指令あるい
は設定したレベルの直流電圧指令を設定された時間印加
し、前記速度推定回路が電流検出値に表れる周波数成分
を検出し、この周波数成分を交流電動機の速度と推定し
て、前記電力変換器を始動する時の初期値として、前記
交流電動機の速度推定値に相当する周波数を設定して始
動することを特徴としている。また、請求項１８記載の
発明は、請求項３記載の交流電動機の電動機の制御方法
において、前記始動管理回路が、強制的に電流指令を零
にして、前記電流制御回路により、前記電流検出値を零
にするような前記電圧指令を演算し、前記電圧指令が設
定された電圧レベルより低い場合には、電流指令値を零
から設定されたレベルの直流電流指令値に変更し、設定
された時間印加し、その後電流指令の符号をと大きさを
変更して、設定された時間印加する。このとき、前記速
度推定回路が電流検出値に表れる周波数成分を検出し、
この周波数成分を交流電動機の速度と推定して、前記電
力変換器を始動する時の初期値として、前記交流電動機
の速度推定値に相当する周波数を設定して始動すること
を特徴としている。さらに、請求項１９記載の発明は、
請求項３記載の交流電動機の電動機の制御方法におい
て、前記始動管理回路が、強制的に電流指令を零にし
て、前記電流制御回路により、前記電流検出値を零にす
るような前記電圧指令を演算し、前記電圧指令が設定さ
れた電圧レベルより低い場合には、電流制御することを
やめ、任意の方向に直流電圧指令を設定された時間印加
し、その後前記直流電圧の指令方向と１８０°位相を変
えた方向に任意の大きさの電流指令を与え、設定された
時間再び電流制御する。このとき、前記速度推定回路が
電流検出値に表れる周波数成分を検出し、この周波数成
分を交流電動機の速度と推定して、前記電力変換器を始
動する時の初期値として、前記交流電動機の速度推定値
に相当する周波数を設定して始動することを特徴として
いる。さらに、請求項２０記載の発明は、請求項９記載
の交流電動機の電動機の制御装置において、前記始動管
理回路が、強制的に電流指令を零にして、前記電流制御
回路により、前記電流検出値を零にするような前記電圧
指令を演算し、前記電圧指令が設定された電圧レベルよ
り大きい場合には、前記電圧指令の位相の時間変化によ
り、前記速度推定回路が前記交流電動機の速度を推定
し、前記電力変換器を始動する時の初期値として、前記
電圧指令の大きさと位相と前記交流電動機の速度推定値
に相当する周波数を設定し、始動することを特徴として
いる。そして、請求項２１記載の発明は、請求項９記載
の交流電動機の制御装置において、前記始動管理回路
が、強制的に電流指令を零にして、前記電流制御回路に
より、前記電流検出値を零にするような前記電圧指令を
演算し、その電圧レベルが設定された電圧レベルより低
い場合には、電流指令値を零から設定されたレベルの直
流電流指令あるいは設定したレベルの直流電圧指令を設
定された時間印加し、前記速度推定回路が電流検出値に
表れる周波数成分を検出し、この周波数成分を交流電動
機の速度と推定して、前記電力変換器を始動する時の初
期値として、前記交流電動機の速度推定値に相当する周
波数を設定して始動することを特徴としている。また、
請求項２２記載の発明は、請求項９記載の交流電動機の
電動機の制御装置において、前記始動管理回路が、強制
的に電流指令を零にして、前記電流制御回路により、前
記電流検出値を零にするような前記電圧指令を演算し、
前記電圧指令が設定された電圧レベルより低い場合に
は、電流指令値を零から設定されたレベルの直流電流指
令値に変更し、設定された時間印加し、その後電流指令
の符号をと大きさを変更して、設定された時間印加す
る。このとき、前記速度推定回路が電流検出値に表れる
周波数成分を検出し、この周波数成分を交流電動機の速
度と推定して、前記電力変換器を始動する時の初期値と
して、前記交流電動機の速度推定値に相当する周波数を
設定して始動することを特徴としている。そして、請求
項２３記載の発明は、請求項９記載の交流電動機の電動
機の制御装置において、前記始動管理回路は、強制的に
電流指令を零にして、前記電流制御回路により、前記電
流検出値を零にするような前記電圧指令を演算し、前記
電圧指令が設定された電圧レベルより低い場合には、電
流制御することをやめ、任意の方向に直流電圧指令を設
定された時間印加し、その後前記直流電圧の指令方向と
１８０°位相を変えた方向に任意の大きさの電流指令を
与え、設定された時間再び電流制御する。このとき、前
記速度推定回路が電流検出値に表れる周波数成分を検出
し、この周波数成分を交流電動機の速度と推定して、前
記電力変換器を始動する時の初期値として、前記交流電
動機の速度推定値に相当する周波数を設定して始動する
ことを特徴としている。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を用い
て説明する。まず、本発明の第１の実施の形態について
図１〜図３を参照して説明する。図１は本発明の第１の
実施の形態に係る交流電動機の可変速制御装置のブロッ
ク図であり、図２は図１に示す２相／３相変換器の構成
を示すブロック図である。また、図３は図１に示す交流
電動機のフリーラン状態時の動作波形を示す図である。
図１において、この可変速制御装置には、３相交流電源
からの交流電源を直流化したのち、ＰＷＭ制御方式によ
るインバータで任意の周波数と電圧の交流に再度変換
し、この一次周波数および一次電圧を交流電動機９に供
給する電力変換器１、外部から入力される速度指令信号
ωｒｒｅｆが入力し、且つ、３相／２相変換器３が出力
する励磁電流検出値ｉｄｆｂおよびトルク電流検出値ｉ
ｑｆｂから速度推定信号ωｒを求める電流ベクトル制御
回路２、交流電動機９への一次電流（Ｕ相電流ｉｕ、Ｗ
相電流ｉｗ）を検出して座標変換を行った励磁電流検出
値ｉｄｆｂ及びトルク電流検出値ｉｑｆｂを送出する３
相／２相変換器３、電流ベクトル制御回路２からの速度
推定信号ωｒから一次角周波数信号ω１ に演算して出
力する一次角周波数演算回路４、励磁電流指令値ｉｄｒ
ｅｆと３相／２相変換器３からの励磁電流検出値ｉｄｆ
ｂとが一致するように設けられた、励磁電流方向電圧を
制御する励磁電流制御回路（ＡＣＲ ｄ）５、電流ベク
トル制御回路２が出力するトルク電流指令値ｉｑｒｅｆ
と３相／２相変換器３が出力するトルク電流検出値ｉｑ
ｆｂとが一致するように設けられた、トルク電流方向電
圧を制御するトルク電流制御回路（ＡＣＲ ｑ）６、ｄ
軸電圧指令値Ｖｄｒｅｆとｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆと
から、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相の電圧指令信号（Ｖｕｒｅｆ、
Ｖｖｒｅｆ、Ｖｗｒｅｆ）のＰＷＭ信号を生成して出力
する２相／３相変換器７、一次角周波数演算回路４から
の一次角周波数信号ω１ に基づき交流電動機の誘起電
圧を補償するための誘起電圧指令信号Ｅｒｅｆを作成す
るＶ／ｆ変換回路２０８、同じく一次角周波数演算回路
４からの一次角周波数信号ω１を積算する積算器１０、
瞬停を検知後、再運転までを管理する瞬停検出再始動管
理回路１１、瞬停検出再始動管理回路１１からの瞬停信
号により、励磁電流指令値を切り替える磁化電流指令切
替器１２、同じく瞬停信号によりトルク電流指令値を切
り替えるトルク電流指令切替器１３、同じく瞬停信号に
より、位相指令信号を切り替える位相指令切替器１４が
設けられている。なお、励磁電流制御回路（ＡＣＲ
ｄ）５の出力信号は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｒｅｆとな
り、トルク電流制御回路（ＡＣＲ ｑ）６の出力信号と
Ｖ／ｆ変換回路２０８の出力信号Ｅｒｅｆの加算値は、
ｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆとなる。又、積算器１０の出
力信号は、３相／２相変換器３および２相／３相変換器
７へ、位相指令信号θとして入力される。
て説明する。まず、本発明の第１の実施の形態について
図１〜図３を参照して説明する。図１は本発明の第１の
実施の形態に係る交流電動機の可変速制御装置のブロッ
ク図であり、図２は図１に示す２相／３相変換器の構成
を示すブロック図である。また、図３は図１に示す交流
電動機のフリーラン状態時の動作波形を示す図である。
図１において、この可変速制御装置には、３相交流電源
からの交流電源を直流化したのち、ＰＷＭ制御方式によ
るインバータで任意の周波数と電圧の交流に再度変換
し、この一次周波数および一次電圧を交流電動機９に供
給する電力変換器１、外部から入力される速度指令信号
ωｒｒｅｆが入力し、且つ、３相／２相変換器３が出力
する励磁電流検出値ｉｄｆｂおよびトルク電流検出値ｉ
ｑｆｂから速度推定信号ωｒを求める電流ベクトル制御
回路２、交流電動機９への一次電流（Ｕ相電流ｉｕ、Ｗ
相電流ｉｗ）を検出して座標変換を行った励磁電流検出
値ｉｄｆｂ及びトルク電流検出値ｉｑｆｂを送出する３
相／２相変換器３、電流ベクトル制御回路２からの速度
推定信号ωｒから一次角周波数信号ω１ に演算して出
力する一次角周波数演算回路４、励磁電流指令値ｉｄｒ
ｅｆと３相／２相変換器３からの励磁電流検出値ｉｄｆ
ｂとが一致するように設けられた、励磁電流方向電圧を
制御する励磁電流制御回路（ＡＣＲ ｄ）５、電流ベク
トル制御回路２が出力するトルク電流指令値ｉｑｒｅｆ
と３相／２相変換器３が出力するトルク電流検出値ｉｑ
ｆｂとが一致するように設けられた、トルク電流方向電
圧を制御するトルク電流制御回路（ＡＣＲ ｑ）６、ｄ
軸電圧指令値Ｖｄｒｅｆとｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆと
から、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相の電圧指令信号（Ｖｕｒｅｆ、
Ｖｖｒｅｆ、Ｖｗｒｅｆ）のＰＷＭ信号を生成して出力
する２相／３相変換器７、一次角周波数演算回路４から
の一次角周波数信号ω１ に基づき交流電動機の誘起電
圧を補償するための誘起電圧指令信号Ｅｒｅｆを作成す
るＶ／ｆ変換回路２０８、同じく一次角周波数演算回路
４からの一次角周波数信号ω１を積算する積算器１０、
瞬停を検知後、再運転までを管理する瞬停検出再始動管
理回路１１、瞬停検出再始動管理回路１１からの瞬停信
号により、励磁電流指令値を切り替える磁化電流指令切
替器１２、同じく瞬停信号によりトルク電流指令値を切
り替えるトルク電流指令切替器１３、同じく瞬停信号に
より、位相指令信号を切り替える位相指令切替器１４が
設けられている。なお、励磁電流制御回路（ＡＣＲ
ｄ）５の出力信号は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｒｅｆとな
り、トルク電流制御回路（ＡＣＲ ｑ）６の出力信号と
Ｖ／ｆ変換回路２０８の出力信号Ｅｒｅｆの加算値は、
ｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆとなる。又、積算器１０の出
力信号は、３相／２相変換器３および２相／３相変換器
７へ、位相指令信号θとして入力される。
【０００６】図２において、２相／３相変換器７に入力
されるｄ軸電圧指令値Ｖｄｒｅｆとｑ軸電圧指令値Ｖｑ
ｒｅｆから、 ｜Ｖ１｜＝（Ｖｄｒｅｆ２＋Ｖｑｒｅｆ２ ）１／２ として出力電圧指令信号Ｖ１の振幅｜Ｖ１｜を演算する
電圧指令振幅演算器７０と、 γ＝ｔａｎ−１（Ｖｑｒｅｆ／Ｖｄｒｅｆ） として出力電圧指令信号Ｖ１の位相信号γを演算する電
圧指令位相演算器７１と、出力電圧指令信号Ｖ１の振幅
｜Ｖ１｜と位相γおよび入力される位相指令信号θか
ら、 Ｖｕｒｅｆ＝｜Ｖ１｜×ｃｏｓ（θ＋γ） Ｖｖｒｅｆ＝｜Ｖ１｜×ｃｏｓ（θ＋γ＋１２０°） Ｖｗｒｅｆ＝｜Ｖ１｜×ｃｏｓ（θ＋γ＋２４０°） として、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相の電圧指令信号Ｖｕｒｅｆ、Ｖ
ｖｒｅｆ、Ｖｗｒｅｆに変換する電圧指令変換器７２が
設けられている。
されるｄ軸電圧指令値Ｖｄｒｅｆとｑ軸電圧指令値Ｖｑ
ｒｅｆから、 ｜Ｖ１｜＝（Ｖｄｒｅｆ２＋Ｖｑｒｅｆ２ ）１／２ として出力電圧指令信号Ｖ１の振幅｜Ｖ１｜を演算する
電圧指令振幅演算器７０と、 γ＝ｔａｎ−１（Ｖｑｒｅｆ／Ｖｄｒｅｆ） として出力電圧指令信号Ｖ１の位相信号γを演算する電
圧指令位相演算器７１と、出力電圧指令信号Ｖ１の振幅
｜Ｖ１｜と位相γおよび入力される位相指令信号θか
ら、 Ｖｕｒｅｆ＝｜Ｖ１｜×ｃｏｓ（θ＋γ） Ｖｖｒｅｆ＝｜Ｖ１｜×ｃｏｓ（θ＋γ＋１２０°） Ｖｗｒｅｆ＝｜Ｖ１｜×ｃｏｓ（θ＋γ＋２４０°） として、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相の電圧指令信号Ｖｕｒｅｆ、Ｖ
ｖｒｅｆ、Ｖｗｒｅｆに変換する電圧指令変換器７２が
設けられている。
【０００７】つぎに動作について説明する。交流電動機
９の電流がゼロの時の電圧指令信号は、交流電動機９の
残留電圧と一致する。何故ならば、電流は電位差がある
２点間に流れるものである。従って電力変換器１と交流
電動機９間の電流がゼロということは、電力変換器１の
出力電圧と交流電動機９の電圧には電位差がない、つま
り、同じ電圧値であることを示している。この場合、直
交する２軸、つまり励磁電流とトルク電流方向に分けて
個別に電流制御を行っているので、直交する２軸の各成
分電圧も、電力変換器１出力と交流電動機９の電圧は一
致する。この結果、交流電動機９の残留電圧は直交する
２軸のそれぞれの成分電圧は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｒｅ
ｆとｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆとなって現れる点に着目
して、本実施の形態では交流電動機９の残留電圧の位
相、角速度を検出して瞬停時の再始動動作を行うもので
ある。瞬停が発生してから復電により再始動する場合の
具体的動作は、瞬停再始動管理回路１１が瞬時停電を検
知すると、磁化電流指令切替器１２、トルク電流切替器
１３、位相指令切替器１４に瞬停信号を入力する。瞬停
信号が入力されると、磁化電流指令切替器１２は励磁電
流指令値ｉｄｒｅｆをゼロに切替え、同様にトルク電流
切替器１３はトルク電流指令値ｉｑｒｅｆをゼロに切替
え、位相指令切替器１４は位相指令信号θをゼロに切り
替える動作となる。従って、次式のような出力を行う。 ｉｄｒｅｆ＝０ ｉｑｒｅｆ＝０ θ ＝０ 以上の動作の後、励磁電流制御回路５とトルク電流制御
回路６により電流制御を行うと、交流電動機９の電流が
ゼロとなるように電流制御が行われる。電流制御により
交流電動機９の電流がゼロになると、電圧は均衡して交
流電動機９の残留電圧の直交する２軸の成分電圧は、ｄ
軸電圧指令値Ｖｄｒｅｆとｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆと
なって現れる。このｄ軸電圧指令値Ｖｄｒｅｆとｑ軸電
圧指令値Ｖｑｒｅｆを入力とした、図２に示す電圧指令
位相演算器７１の出力γは、交流電動機９の残留電圧の
位相と一致するので、電圧指令位相演算器７１の出力γ
で交流電動機９の残留電圧の位相を、電圧指令位相演算
器７１の出力γの単位時間あたりの変化量で残留電圧の
角速度を容易に求めることができる。同様に、このｄ軸
電圧指令値Ｖｄｒｅｆとｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆを入
力とした。図２に示す電圧指令振幅演算器７０の出力｜
Ｖ１｜は、残留電圧の大きさに一致する。以上の動作が
終了すると、瞬停再始動管理回路１１は、電圧指令位相
演算器７１の出力γを積算器１０に初期値として設定
し、電圧指令位相演算器７１の出力γの単位時間当たり
の変化量を電流ベクトル制御回路２内の速度推定信号ω
ｒに設定し、電圧指令振幅演算器７０の出力｜Ｖ１｜を
Ｖ／ｆ変換回路２０８の出力のＥｒｅｆに設定するとと
もに、瞬停信号の解除信号を、磁化電流指令切替器１
２、トルク電流切替器１３、位相指令切替器１４にそれ
ぞれに入力する。磁化電流指令切替器１２とトルク電流
切替器１３は、それぞれ電流ベクトル制御回路２の出力
信号である各電流指令信号に励磁電流指令値ｉｄｒｅ
ｆ、トルク電流指令値ｉｑｒｅｆを切替え、位相指令切
替器１４は積算器１０の出力信号に位相指令信号θを切
り替えた後、再運転し交流電動機９を継続駆動させる。
９の電流がゼロの時の電圧指令信号は、交流電動機９の
残留電圧と一致する。何故ならば、電流は電位差がある
２点間に流れるものである。従って電力変換器１と交流
電動機９間の電流がゼロということは、電力変換器１の
出力電圧と交流電動機９の電圧には電位差がない、つま
り、同じ電圧値であることを示している。この場合、直
交する２軸、つまり励磁電流とトルク電流方向に分けて
個別に電流制御を行っているので、直交する２軸の各成
分電圧も、電力変換器１出力と交流電動機９の電圧は一
致する。この結果、交流電動機９の残留電圧は直交する
２軸のそれぞれの成分電圧は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｒｅ
ｆとｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆとなって現れる点に着目
して、本実施の形態では交流電動機９の残留電圧の位
相、角速度を検出して瞬停時の再始動動作を行うもので
ある。瞬停が発生してから復電により再始動する場合の
具体的動作は、瞬停再始動管理回路１１が瞬時停電を検
知すると、磁化電流指令切替器１２、トルク電流切替器
１３、位相指令切替器１４に瞬停信号を入力する。瞬停
信号が入力されると、磁化電流指令切替器１２は励磁電
流指令値ｉｄｒｅｆをゼロに切替え、同様にトルク電流
切替器１３はトルク電流指令値ｉｑｒｅｆをゼロに切替
え、位相指令切替器１４は位相指令信号θをゼロに切り
替える動作となる。従って、次式のような出力を行う。 ｉｄｒｅｆ＝０ ｉｑｒｅｆ＝０ θ ＝０ 以上の動作の後、励磁電流制御回路５とトルク電流制御
回路６により電流制御を行うと、交流電動機９の電流が
ゼロとなるように電流制御が行われる。電流制御により
交流電動機９の電流がゼロになると、電圧は均衡して交
流電動機９の残留電圧の直交する２軸の成分電圧は、ｄ
軸電圧指令値Ｖｄｒｅｆとｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆと
なって現れる。このｄ軸電圧指令値Ｖｄｒｅｆとｑ軸電
圧指令値Ｖｑｒｅｆを入力とした、図２に示す電圧指令
位相演算器７１の出力γは、交流電動機９の残留電圧の
位相と一致するので、電圧指令位相演算器７１の出力γ
で交流電動機９の残留電圧の位相を、電圧指令位相演算
器７１の出力γの単位時間あたりの変化量で残留電圧の
角速度を容易に求めることができる。同様に、このｄ軸
電圧指令値Ｖｄｒｅｆとｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆを入
力とした。図２に示す電圧指令振幅演算器７０の出力｜
Ｖ１｜は、残留電圧の大きさに一致する。以上の動作が
終了すると、瞬停再始動管理回路１１は、電圧指令位相
演算器７１の出力γを積算器１０に初期値として設定
し、電圧指令位相演算器７１の出力γの単位時間当たり
の変化量を電流ベクトル制御回路２内の速度推定信号ω
ｒに設定し、電圧指令振幅演算器７０の出力｜Ｖ１｜を
Ｖ／ｆ変換回路２０８の出力のＥｒｅｆに設定するとと
もに、瞬停信号の解除信号を、磁化電流指令切替器１
２、トルク電流切替器１３、位相指令切替器１４にそれ
ぞれに入力する。磁化電流指令切替器１２とトルク電流
切替器１３は、それぞれ電流ベクトル制御回路２の出力
信号である各電流指令信号に励磁電流指令値ｉｄｒｅ
ｆ、トルク電流指令値ｉｑｒｅｆを切替え、位相指令切
替器１４は積算器１０の出力信号に位相指令信号θを切
り替えた後、再運転し交流電動機９を継続駆動させる。
【０００８】図３は、正回転方向にフリーランしている
交流電動機９に対して、上のような動作原理を適用した
場合の動作波形例であり、図３（ａ）は電圧指令信号波
形であり、図３（ｂ）は位相γを示した図である。図３
（ａ）に示すように、交流電動機９が正転の場合はｄ軸
電圧指令値Ｖｄｒｅｆが、ｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆに
対して９０°位相が進み、それぞれの電圧信号の振幅は
時間経過とともに減衰している。又、図３（ｂ）の場合
は、電圧指令位相演算器７１の出力γは正側に回転して
いる場合である。又、図示していないが、交流電動機９
が逆転している場合は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｒｅｆはｑ
軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆに対し９０°位相遅れとなり、
それぞれの電圧信号の振幅は時間経過とともに同様に減
衰し、電圧指令位相演算器７１の出力γは逆側に回転す
る。なお、ここまでは、交流電動機９の電流がゼロにな
ると、交流電動機９の残留電圧はｄ軸電圧指令値Ｖｄｒ
ｅｆとｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆとなって現れると説明
したが、交流電動機９の電流が完全にゼロにならなくて
も位相、角速度の検出は可能である。
交流電動機９に対して、上のような動作原理を適用した
場合の動作波形例であり、図３（ａ）は電圧指令信号波
形であり、図３（ｂ）は位相γを示した図である。図３
（ａ）に示すように、交流電動機９が正転の場合はｄ軸
電圧指令値Ｖｄｒｅｆが、ｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆに
対して９０°位相が進み、それぞれの電圧信号の振幅は
時間経過とともに減衰している。又、図３（ｂ）の場合
は、電圧指令位相演算器７１の出力γは正側に回転して
いる場合である。又、図示していないが、交流電動機９
が逆転している場合は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｒｅｆはｑ
軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆに対し９０°位相遅れとなり、
それぞれの電圧信号の振幅は時間経過とともに同様に減
衰し、電圧指令位相演算器７１の出力γは逆側に回転す
る。なお、ここまでは、交流電動機９の電流がゼロにな
ると、交流電動機９の残留電圧はｄ軸電圧指令値Ｖｄｒ
ｅｆとｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆとなって現れると説明
したが、交流電動機９の電流が完全にゼロにならなくて
も位相、角速度の検出は可能である。
【０００９】次に、本発明の第２の実施の形態について
図４を参照して説明する。図４は本発明の第２の実施の
形態に係る交流電動機の可変速制御装置のブロック図で
ある。図４に示す第２の実施の形態は、図１に示す前実
施の形態の動作が、瞬停発生時に位相指令切替器１４を
ゼロに切替えるために、位相指令信号θが不連続となっ
て、機械的ショックが発生したり、電力変換部１の直流
電圧が過電圧となって可変速制御装置がトリップする等
の不都合が発生することがあるので、それらを回避する
ための改善例である。図４の第２の実施の形態で、図１
と異なる構成は、瞬停再始動管理回路１１が出力する瞬
停信号により、位相指令信号θをゼロにする替わりに、
新しく信号保持回路１５を設けて、信号保持回路１５に
一次角周波数信号ω１を保持し、保持した値をＶ／ｆ変
換回路２０８と積分器１０に入力するようにすること、
及び、復電により再始動する際に、電圧指令位相演算器
７１の出力γで交流電動機９の位相を、出力γの単位時
間あたりの変化量で残留電圧の角速度を求める替わり
に、電圧指令位相演算器７１の出力γと位相指令信号θ
の加算値で交流電動機９の残留電圧の位相を、出力γと
位相指令信号θの加算値の単位時間あたりの変化量で残
留電圧の角速度を求めるようにすることである。なお、
その他の図１と同一構成には同一符号を付して重複する
説明は省略する。
図４を参照して説明する。図４は本発明の第２の実施の
形態に係る交流電動機の可変速制御装置のブロック図で
ある。図４に示す第２の実施の形態は、図１に示す前実
施の形態の動作が、瞬停発生時に位相指令切替器１４を
ゼロに切替えるために、位相指令信号θが不連続となっ
て、機械的ショックが発生したり、電力変換部１の直流
電圧が過電圧となって可変速制御装置がトリップする等
の不都合が発生することがあるので、それらを回避する
ための改善例である。図４の第２の実施の形態で、図１
と異なる構成は、瞬停再始動管理回路１１が出力する瞬
停信号により、位相指令信号θをゼロにする替わりに、
新しく信号保持回路１５を設けて、信号保持回路１５に
一次角周波数信号ω１を保持し、保持した値をＶ／ｆ変
換回路２０８と積分器１０に入力するようにすること、
及び、復電により再始動する際に、電圧指令位相演算器
７１の出力γで交流電動機９の位相を、出力γの単位時
間あたりの変化量で残留電圧の角速度を求める替わり
に、電圧指令位相演算器７１の出力γと位相指令信号θ
の加算値で交流電動機９の残留電圧の位相を、出力γと
位相指令信号θの加算値の単位時間あたりの変化量で残
留電圧の角速度を求めるようにすることである。なお、
その他の図１と同一構成には同一符号を付して重複する
説明は省略する。
【００１０】つぎに動作について説明する。図４の構成
においても、図１の場合と同様に、瞬停時には瞬停信号
によって磁化電流指令切替器１２、トルク電流切替器１
３を電流ゼロに切替えて、励磁電流制御回路２０６とト
ルク電流制御回路６により交流電動機９の電流がゼロに
なるように電流制御が行われ、残留電圧の直交する２軸
の電圧成分は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｒｅｆとｑ軸電圧指
令値Ｖｑｒｅｆとして現れるので、図２に示すように、
電圧指令位相演算器７１の出力γと位相指令信号θの加
算値（θ＋γ）で交流電動機９の残留電圧の位相を、加
算値（θ＋γ）の単位時間あたりの変化量で角速度を求
める。このとき、一次角周波数ω１は、瞬停時に信号保
持回路１５で保持された側に切替えられるので、信号保
持回路１５からの一次角周波数信号ω１が積分器１０に
加わり、積分器１０から連続的に位相指令信号θが出力
されて加算値（θ＋γ）が得られる。この動作により、
瞬停発生時の位相指令信号θの不連続動作はなくなるの
で、機械的ショックや可変速制御装置のトリップ等の発
生は避けられる。又、復電後の再始動は、図１と同様な
復帰手続きを行って、再運転し交流電動機９を駆動する
ことにより、迅速でスムーズな再始動が可能となって、
瞬停によるインバータ停止が生産ラインの設備全体の停
止につながり、損害が拡大するような事態は回避でき
る。なお、本発明では、瞬停発生時の位相指令信号θの
不連続をなくすために、保持回路１５を設け、一次角周
波数を保持するようにしたが、保持回路１５の替わり
に、指令切替器を設け、瞬停発生時に一次角周波数をゼ
ロに切り替えても、位相指令信号θの不連続をなくすこ
とができるので、本発明と同様な効果を得ることができ
る。また、本発明では、ここまで交流電動機９の励磁電
流と、トルク電流を夫々独立に制御するベクトル制御を
行う可変速制御装置として説明したが、Ｖ／ｆ一定制御
を行う可変速制御装置においても、瞬停再始動時に交流
電動機の励磁電流とトルク電流をそれぞれ独立に制御す
る電流制御部を付加すれば、全く同様な処理で本発明を
適用できる。また、本発明では瞬停再始動時の動作とし
て説明したが、長時間、交流電動機がフリーランし、既
に残留電圧がなくなっている場合は、一度励磁電流を流
して、交流電動機の磁束を立ち上げれば、同様な処理で
本発明を実施できる。
においても、図１の場合と同様に、瞬停時には瞬停信号
によって磁化電流指令切替器１２、トルク電流切替器１
３を電流ゼロに切替えて、励磁電流制御回路２０６とト
ルク電流制御回路６により交流電動機９の電流がゼロに
なるように電流制御が行われ、残留電圧の直交する２軸
の電圧成分は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｒｅｆとｑ軸電圧指
令値Ｖｑｒｅｆとして現れるので、図２に示すように、
電圧指令位相演算器７１の出力γと位相指令信号θの加
算値（θ＋γ）で交流電動機９の残留電圧の位相を、加
算値（θ＋γ）の単位時間あたりの変化量で角速度を求
める。このとき、一次角周波数ω１は、瞬停時に信号保
持回路１５で保持された側に切替えられるので、信号保
持回路１５からの一次角周波数信号ω１が積分器１０に
加わり、積分器１０から連続的に位相指令信号θが出力
されて加算値（θ＋γ）が得られる。この動作により、
瞬停発生時の位相指令信号θの不連続動作はなくなるの
で、機械的ショックや可変速制御装置のトリップ等の発
生は避けられる。又、復電後の再始動は、図１と同様な
復帰手続きを行って、再運転し交流電動機９を駆動する
ことにより、迅速でスムーズな再始動が可能となって、
瞬停によるインバータ停止が生産ラインの設備全体の停
止につながり、損害が拡大するような事態は回避でき
る。なお、本発明では、瞬停発生時の位相指令信号θの
不連続をなくすために、保持回路１５を設け、一次角周
波数を保持するようにしたが、保持回路１５の替わり
に、指令切替器を設け、瞬停発生時に一次角周波数をゼ
ロに切り替えても、位相指令信号θの不連続をなくすこ
とができるので、本発明と同様な効果を得ることができ
る。また、本発明では、ここまで交流電動機９の励磁電
流と、トルク電流を夫々独立に制御するベクトル制御を
行う可変速制御装置として説明したが、Ｖ／ｆ一定制御
を行う可変速制御装置においても、瞬停再始動時に交流
電動機の励磁電流とトルク電流をそれぞれ独立に制御す
る電流制御部を付加すれば、全く同様な処理で本発明を
適用できる。また、本発明では瞬停再始動時の動作とし
て説明したが、長時間、交流電動機がフリーランし、既
に残留電圧がなくなっている場合は、一度励磁電流を流
して、交流電動機の磁束を立ち上げれば、同様な処理で
本発明を実施できる。
【００１１】次に、本発明の第３の実施の形態について
説明する。図５は本発明における交流電動機の制御装置
の第３の実施形態の構成を示すブロック図である。本実
施の形態における電動機の制御装置は、電力変換器２０
１、交流電動機２０２、電流検出器２０３、電流座標変
換回路２０４、トルク電流制御回路２０５、励磁電流制
御回路２０６、位相演算回路２０７、Ｖ／ｆ変換回路２
０８、出力電圧演算回路２０９、スイッチングパターン
発生回路２１０、瞬停再始動管理回路２１１、速度推定
回路２１２を備えている。電力変換器２０１は、パワー
素子により三相交流を変換した直流電圧をＰＷＭ制御方
式により任意の周波数ｆ１と電圧の交流に変換し、交流
電動機２０２に供給する。電流検出器２０３は、前記交
流電動機２０２に供給される電流を検出する。電流座標
変換回路２０４は、前記電流検出器２０３で検出された
電流をトルク電流検出値ｉｑｆｂと励磁電流検出値ｉｄ
ｆｂに分離する。トルク電流制御回路２０５は、与えら
れたトルク電流指令値ｉｑｒｅｆと前記トルク電流検出
値ｉｑｆｂとが一致するように第１のｑ軸電圧指令値
Ｖ’ｑｒｅｆを演算する。励磁電流制御回路２０６は、
与えられた励磁電流指令値ｉｄｒｅｆと前記励磁電流検
出値ｉｄｆｂとが一致するようにｄ軸電圧指令値Ｖｄｒ
ｅｆを演算する。位相演算回路２０７は、与えられた周
波数ｆ１を積分することにより、位相θを演算する。Ｖ
／ｆ変換回路２０８は、前記与えられた周波数ｆ１か
ら、交流電動機の誘起電圧に相当する電圧ｅを演算す
る。出力電圧演算回路２０９は、前記トルク電流制御回
路２０５の出力である第１のｑ軸電圧指令値Ｖ’ｑｒｅ
ｆと前記Ｖ／ｆ変換回路２０８の出力である電圧ｅを加
算し、第２のｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆを演算し、前記
第２のｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆと前記ｄ軸電圧指令値
Ｖｄｒｅｆとから、出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆとその電
圧位相θｖを出力する。スイッチングパターン発生回路
２１０は、前記出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆ及び前記電圧
位相θｖと前記位相θを加算した電力変換器出力位相θ
ｄｅｇから、電力変換器１のスイッチングパターンを決
定する。瞬停再始動管理回路２１１は、瞬時停電を検出
した後、電源が復旧して再始動する場合や運転指令が入
力され始動する場合に、前記電力変換器２０１を正常に
運転するように管理する。速度推定回路２１２は、フリ
ーラン状態の交流電動機２の速度ｆｒを推定する回路で
ある。
説明する。図５は本発明における交流電動機の制御装置
の第３の実施形態の構成を示すブロック図である。本実
施の形態における電動機の制御装置は、電力変換器２０
１、交流電動機２０２、電流検出器２０３、電流座標変
換回路２０４、トルク電流制御回路２０５、励磁電流制
御回路２０６、位相演算回路２０７、Ｖ／ｆ変換回路２
０８、出力電圧演算回路２０９、スイッチングパターン
発生回路２１０、瞬停再始動管理回路２１１、速度推定
回路２１２を備えている。電力変換器２０１は、パワー
素子により三相交流を変換した直流電圧をＰＷＭ制御方
式により任意の周波数ｆ１と電圧の交流に変換し、交流
電動機２０２に供給する。電流検出器２０３は、前記交
流電動機２０２に供給される電流を検出する。電流座標
変換回路２０４は、前記電流検出器２０３で検出された
電流をトルク電流検出値ｉｑｆｂと励磁電流検出値ｉｄ
ｆｂに分離する。トルク電流制御回路２０５は、与えら
れたトルク電流指令値ｉｑｒｅｆと前記トルク電流検出
値ｉｑｆｂとが一致するように第１のｑ軸電圧指令値
Ｖ’ｑｒｅｆを演算する。励磁電流制御回路２０６は、
与えられた励磁電流指令値ｉｄｒｅｆと前記励磁電流検
出値ｉｄｆｂとが一致するようにｄ軸電圧指令値Ｖｄｒ
ｅｆを演算する。位相演算回路２０７は、与えられた周
波数ｆ１を積分することにより、位相θを演算する。Ｖ
／ｆ変換回路２０８は、前記与えられた周波数ｆ１か
ら、交流電動機の誘起電圧に相当する電圧ｅを演算す
る。出力電圧演算回路２０９は、前記トルク電流制御回
路２０５の出力である第１のｑ軸電圧指令値Ｖ’ｑｒｅ
ｆと前記Ｖ／ｆ変換回路２０８の出力である電圧ｅを加
算し、第２のｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆを演算し、前記
第２のｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆと前記ｄ軸電圧指令値
Ｖｄｒｅｆとから、出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆとその電
圧位相θｖを出力する。スイッチングパターン発生回路
２１０は、前記出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆ及び前記電圧
位相θｖと前記位相θを加算した電力変換器出力位相θ
ｄｅｇから、電力変換器１のスイッチングパターンを決
定する。瞬停再始動管理回路２１１は、瞬時停電を検出
した後、電源が復旧して再始動する場合や運転指令が入
力され始動する場合に、前記電力変換器２０１を正常に
運転するように管理する。速度推定回路２１２は、フリ
ーラン状態の交流電動機２の速度ｆｒを推定する回路で
ある。
【００１２】次に、瞬停発生時の再始動方法の動作原理
を説明する前に、図６の残留電圧の軌跡と電圧指令及び
位相の関係を使って、フリーラン状態の交流電動機２０
２の速度を推定する方法について説明する。通常運転中
に瞬停等でフリーラン状態の交流電動機２０２は、残留
電圧を発生し、その電圧の軌跡は図６の左図のように交
流電動機２０２の回転速度で回転する。このため、交流
電動機２０２の状態と無関係に電力変換器２０１を運転
し始めると、交流電動機２０２と電力変換器２０１との
間に電流が流れる。しかし、交流電動機２０２の残留電
圧と電力変換器の出力電圧の大きさ、位相、周波数が一
致すれば、電流が流れなくなる。電力変換器２０１と交
流電動機２０２の間に流れる電流を零にするためには、
トルク電流指令値ｉｑｒｅｆと励磁電流指令値ｉｄｒｅ
ｆと周波数ｆ１を零に設定し、トルク電流制御回路２０
５、励磁電流制御回路２０６で、交流電動機２０２に流
れるトルク電流検出値ｉｑｆｂと励磁電流検出値ｉｄｆ
ｂがそれぞれ指令値に一致するように制御すればよい。
これを零電流制御と呼ぶ。零電流制御時のトルク電流制
御回路２０５、励磁電流制御回路２０６の出力である第
１のｑ軸電圧指令値Ｖ’ｑｒｅｆ、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ
ｒｅｆは、図６（ｂ）上側図のように交流電動機２０２
の回転速度に一致した周波数ｆ１の正弦波状の電圧指令
値となる。周波数ｆ１ を零に設定すると、位相演算回
路２０７から出力される位相θは固定され、Ｖ／ｆ変換
回路２０８から出力される電圧Ｅｒｅｆは零になる。出
力電圧演算回路２０９は、前記第１のｑ軸電圧指令値
Ｖ’ｑｒｅｆと前記ｄ軸電圧指令値Ｖｄｒｅｆを入力と
し、出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆとその電圧位相θｖ を
出力する。前記出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆは残留電圧の
大きさを表し、前記電圧位相θｖは残留電圧の位相を表
す。このため、図６（ｂ）下側図のように、この残留電
圧の位相の時間変化を、一定時間毎に測定することで、
前記速度推定回路２１２は残留電圧の周波数を測定す
る。前記残留電圧の周波数は、前記交流電動機２０２の
回転速度に一致するため、フリーラン状態の交流電動機
２０２の回転速度を推定することができる。図６は前記
交流電動機が正転している場合について考えたが、前記
交流電動機が逆転している場合には、残留電圧の位相の
回転方向が異なるだけで同様に考えることができる。こ
れを図７に示す。このように、残留電圧を観測すれば、
交流電動機の回転方向を含めて、回転速度を推定でき
る。
を説明する前に、図６の残留電圧の軌跡と電圧指令及び
位相の関係を使って、フリーラン状態の交流電動機２０
２の速度を推定する方法について説明する。通常運転中
に瞬停等でフリーラン状態の交流電動機２０２は、残留
電圧を発生し、その電圧の軌跡は図６の左図のように交
流電動機２０２の回転速度で回転する。このため、交流
電動機２０２の状態と無関係に電力変換器２０１を運転
し始めると、交流電動機２０２と電力変換器２０１との
間に電流が流れる。しかし、交流電動機２０２の残留電
圧と電力変換器の出力電圧の大きさ、位相、周波数が一
致すれば、電流が流れなくなる。電力変換器２０１と交
流電動機２０２の間に流れる電流を零にするためには、
トルク電流指令値ｉｑｒｅｆと励磁電流指令値ｉｄｒｅ
ｆと周波数ｆ１を零に設定し、トルク電流制御回路２０
５、励磁電流制御回路２０６で、交流電動機２０２に流
れるトルク電流検出値ｉｑｆｂと励磁電流検出値ｉｄｆ
ｂがそれぞれ指令値に一致するように制御すればよい。
これを零電流制御と呼ぶ。零電流制御時のトルク電流制
御回路２０５、励磁電流制御回路２０６の出力である第
１のｑ軸電圧指令値Ｖ’ｑｒｅｆ、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ
ｒｅｆは、図６（ｂ）上側図のように交流電動機２０２
の回転速度に一致した周波数ｆ１の正弦波状の電圧指令
値となる。周波数ｆ１ を零に設定すると、位相演算回
路２０７から出力される位相θは固定され、Ｖ／ｆ変換
回路２０８から出力される電圧Ｅｒｅｆは零になる。出
力電圧演算回路２０９は、前記第１のｑ軸電圧指令値
Ｖ’ｑｒｅｆと前記ｄ軸電圧指令値Ｖｄｒｅｆを入力と
し、出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆとその電圧位相θｖ を
出力する。前記出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆは残留電圧の
大きさを表し、前記電圧位相θｖは残留電圧の位相を表
す。このため、図６（ｂ）下側図のように、この残留電
圧の位相の時間変化を、一定時間毎に測定することで、
前記速度推定回路２１２は残留電圧の周波数を測定す
る。前記残留電圧の周波数は、前記交流電動機２０２の
回転速度に一致するため、フリーラン状態の交流電動機
２０２の回転速度を推定することができる。図６は前記
交流電動機が正転している場合について考えたが、前記
交流電動機が逆転している場合には、残留電圧の位相の
回転方向が異なるだけで同様に考えることができる。こ
れを図７に示す。このように、残留電圧を観測すれば、
交流電動機の回転方向を含めて、回転速度を推定でき
る。
【００１３】次に、瞬停が発生してから復電により再始
動する場合の動作について説明する。前記交流電動機２
０２を運転中に瞬停が発生すると、電力変換器２０１は
運転を停止し、交流電動機２０２はフリーラン状態とな
る。電源が復帰し、電力変換器２０１が運転可能な状態
になると、瞬停再始動回路２１１がトルク電流指令値ｉ
ｑｒｅｆと励磁電流指令値ｉｄｒｅｆと周波数ｆ１を強
制的に零とする。そして、前記零電流制御を実施して、
前記出力電圧演算回路２０９から前記交流電動機２０２
の残留電圧の大きさと位相である出力電圧指令値Ｖ１ｒ
ｅｆとその電圧位相θｖを演算する。瞬停再始動管理回
路２１１は、前記出力電圧演算回路２０９が出力する出
力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆが任意に設定された電圧レベル
よりも大きい場合には、電圧位相θｖを入力として、前
記速度推定回路２１２は、交流電動機の回転速度の推定
値ｆｒを出力することを管理する。前記出力電圧演算回
路２０９が出力する出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆが任意に
設定された電圧レベルよりも小さい場合には、前記交流
電動機２０２が停止または低速度で回転しているため
に、前記出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆが小さいのか、前記
交流電動機は高速度で回転しているが、瞬停時間が交流
電動機の二次時定数に比べ長いために残留電圧が小さく
なってしまったのか、判断できない。そのため、瞬停再
始動管理回路２１１は、任意に設定した時間、任意のレ
ベルの直流電流を流し、再励磁を試みて、もう一度、前
記零電流制御を実施して、前記出力電圧演算回路２０９
から前記交流電動機２０２の残留電圧の大きさと位相で
ある出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆとその電圧位相θｖを演
算する。そして、瞬停再始動管理回路２１１は、前記出
力電圧演算回路２０９が出力する出力電圧指令値Ｖ１ｒ
ｅｆが任意に設定された電圧レベルよりも大きい場合に
は、電圧位相θｖを入力として、前記速度推定回路２１
２は、交流電動機の回転速度の推定値ｆｒを出力するこ
とを管理する。
動する場合の動作について説明する。前記交流電動機２
０２を運転中に瞬停が発生すると、電力変換器２０１は
運転を停止し、交流電動機２０２はフリーラン状態とな
る。電源が復帰し、電力変換器２０１が運転可能な状態
になると、瞬停再始動回路２１１がトルク電流指令値ｉ
ｑｒｅｆと励磁電流指令値ｉｄｒｅｆと周波数ｆ１を強
制的に零とする。そして、前記零電流制御を実施して、
前記出力電圧演算回路２０９から前記交流電動機２０２
の残留電圧の大きさと位相である出力電圧指令値Ｖ１ｒ
ｅｆとその電圧位相θｖを演算する。瞬停再始動管理回
路２１１は、前記出力電圧演算回路２０９が出力する出
力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆが任意に設定された電圧レベル
よりも大きい場合には、電圧位相θｖを入力として、前
記速度推定回路２１２は、交流電動機の回転速度の推定
値ｆｒを出力することを管理する。前記出力電圧演算回
路２０９が出力する出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆが任意に
設定された電圧レベルよりも小さい場合には、前記交流
電動機２０２が停止または低速度で回転しているため
に、前記出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆが小さいのか、前記
交流電動機は高速度で回転しているが、瞬停時間が交流
電動機の二次時定数に比べ長いために残留電圧が小さく
なってしまったのか、判断できない。そのため、瞬停再
始動管理回路２１１は、任意に設定した時間、任意のレ
ベルの直流電流を流し、再励磁を試みて、もう一度、前
記零電流制御を実施して、前記出力電圧演算回路２０９
から前記交流電動機２０２の残留電圧の大きさと位相で
ある出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆとその電圧位相θｖを演
算する。そして、瞬停再始動管理回路２１１は、前記出
力電圧演算回路２０９が出力する出力電圧指令値Ｖ１ｒ
ｅｆが任意に設定された電圧レベルよりも大きい場合に
は、電圧位相θｖを入力として、前記速度推定回路２１
２は、交流電動機の回転速度の推定値ｆｒを出力するこ
とを管理する。
【００１４】瞬停再始動管理回路２１１は、再励磁した
後に、前記出力電圧演算回路２０９が出力する出力電圧
指令値Ｖ１ｒｅｆが任意に設定された電圧レベルよりも
小さい場合には、電圧位相θｖを入力として、前記速度
推定回路２１２が、交流電動機は停止している判断する
ことを管理する。瞬停再始動管理回路２１１は、前記の
ように前記出力電圧演算回路２０９が出力する出力電圧
指令値Ｖ１ｒｅｆを観察して、速度推定回路２１２が交
流電動機の速度を推定値の出力すると、零電流制御をや
めて、通常運転状態に入る。零電流制御状態から通常運
転に移行する場合に、周波数ｆ１だけ一致させて前記電
力変換器２０１を始動しても、前記交流電動機には過大
な電流が流れたりして、スムーズな始動ができない可能
性がある。これを防止するためには、零電流制御中の残
留電圧の大きさと位相が通常制御に移行する瞬間にも連
続すれば良い。瞬停再始動管理回路２１１は、電力変換
器の出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆ及び電力変換器出力位相
θｄｅｇ及び出力周波数ｆ１に初期値を設定することを
管理する。前記電力変換器の出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆ
は零電流制御中に前記出力電圧演算回路２０９により演
算された出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆを設定する。ここ
で、零電流制御により測定した残留電圧は、交流電動機
２０２の誘起電圧ｅであるので、前記Ｖ／ｆ変換器２０
８の出力電圧Ｅｒｅｆの初期値として、零電流制御中に
前記出力電圧演算回路２０９により演算された出力電圧
指令値Ｖ１ｒｅｆを設定する。前記出力周波数ｆ１の初
期値は、前記速度推定回路２１２が出力する交流電動機
２０２の回転速度の推定値ｆｒを設定する。通常運転状
態では、前記電力変換器出力位相θｄｅｇは交流電動機
２０２の磁束の位相を基準にして制御するが、零電流制
御中は交流電動機２０２の誘起電圧ｅの位相を出力して
いるので、正転の場合には９０度位相が進んでいて、逆
転の場合には９０度位相が遅れている。従って、前記電
力変換器出力位相θｄｅｇの初期値は、零電流制御の最
後の位相から回転方向に応じて９０度位相を修正した
後、前記速度推定回路２１２が出力する交流電動機２０
２の回転速度の推定値ｆｒで位相が進んでいる分を補正
した値を設定する。瞬停再始動管理回路２１１は、前記
Ｖ／ｆ変換器２０８の出力電圧Ｅｒｅｆの初期値が、そ
の交流電動機２０２の正規の誘起電圧より小さい場合に
は、正規の誘起電圧に相当するまで、徐々に増加させる
ことを管理する。以上の動作が終了すると、通常運転状
態となるため、瞬停再始動管理回路２１１の動作は終了
する。
後に、前記出力電圧演算回路２０９が出力する出力電圧
指令値Ｖ１ｒｅｆが任意に設定された電圧レベルよりも
小さい場合には、電圧位相θｖを入力として、前記速度
推定回路２１２が、交流電動機は停止している判断する
ことを管理する。瞬停再始動管理回路２１１は、前記の
ように前記出力電圧演算回路２０９が出力する出力電圧
指令値Ｖ１ｒｅｆを観察して、速度推定回路２１２が交
流電動機の速度を推定値の出力すると、零電流制御をや
めて、通常運転状態に入る。零電流制御状態から通常運
転に移行する場合に、周波数ｆ１だけ一致させて前記電
力変換器２０１を始動しても、前記交流電動機には過大
な電流が流れたりして、スムーズな始動ができない可能
性がある。これを防止するためには、零電流制御中の残
留電圧の大きさと位相が通常制御に移行する瞬間にも連
続すれば良い。瞬停再始動管理回路２１１は、電力変換
器の出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆ及び電力変換器出力位相
θｄｅｇ及び出力周波数ｆ１に初期値を設定することを
管理する。前記電力変換器の出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆ
は零電流制御中に前記出力電圧演算回路２０９により演
算された出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆを設定する。ここ
で、零電流制御により測定した残留電圧は、交流電動機
２０２の誘起電圧ｅであるので、前記Ｖ／ｆ変換器２０
８の出力電圧Ｅｒｅｆの初期値として、零電流制御中に
前記出力電圧演算回路２０９により演算された出力電圧
指令値Ｖ１ｒｅｆを設定する。前記出力周波数ｆ１の初
期値は、前記速度推定回路２１２が出力する交流電動機
２０２の回転速度の推定値ｆｒを設定する。通常運転状
態では、前記電力変換器出力位相θｄｅｇは交流電動機
２０２の磁束の位相を基準にして制御するが、零電流制
御中は交流電動機２０２の誘起電圧ｅの位相を出力して
いるので、正転の場合には９０度位相が進んでいて、逆
転の場合には９０度位相が遅れている。従って、前記電
力変換器出力位相θｄｅｇの初期値は、零電流制御の最
後の位相から回転方向に応じて９０度位相を修正した
後、前記速度推定回路２１２が出力する交流電動機２０
２の回転速度の推定値ｆｒで位相が進んでいる分を補正
した値を設定する。瞬停再始動管理回路２１１は、前記
Ｖ／ｆ変換器２０８の出力電圧Ｅｒｅｆの初期値が、そ
の交流電動機２０２の正規の誘起電圧より小さい場合に
は、正規の誘起電圧に相当するまで、徐々に増加させる
ことを管理する。以上の動作が終了すると、通常運転状
態となるため、瞬停再始動管理回路２１１の動作は終了
する。
【００１５】また、図８は本発明における交流電動機の
制御装置の第４の実施形態の構成を示すブロック図であ
る。本実施形態における電動機の制御装置は、電力変換
器２０１、交流電動機２０２、電流検出器２０３、電流
座標変換回路２０４、トルク電流制御回路２０５、励磁
電流制御回路２０６、位相演算回路２０７、Ｖ／ｆ変換
回路２０８、出力電圧演算回路２０９、スイッチングパ
ターン発生回路２１０、瞬停再始動管理回路２１１、速
度推定回路２１２Ｂを備えている。第４の実施形態で
は、第３の実施形態とほぼ同じ構成であるので、説明は
省略する。第３の実施形態の速度推定回路２１２Ａと第
４の実施形態の速度推定回路２１２Ｂは、入力が異なる
だけで、機能は同じである。
制御装置の第４の実施形態の構成を示すブロック図であ
る。本実施形態における電動機の制御装置は、電力変換
器２０１、交流電動機２０２、電流検出器２０３、電流
座標変換回路２０４、トルク電流制御回路２０５、励磁
電流制御回路２０６、位相演算回路２０７、Ｖ／ｆ変換
回路２０８、出力電圧演算回路２０９、スイッチングパ
ターン発生回路２１０、瞬停再始動管理回路２１１、速
度推定回路２１２Ｂを備えている。第４の実施形態で
は、第３の実施形態とほぼ同じ構成であるので、説明は
省略する。第３の実施形態の速度推定回路２１２Ａと第
４の実施形態の速度推定回路２１２Ｂは、入力が異なる
だけで、機能は同じである。
【００１６】次に、図９の交流電動機にｄ軸電圧を与え
た場合の電流検出値の変化を使って、残留電圧がない場
合のフリーラン状態の交流電動機２０２の速度を推定す
る方法について説明する。瞬停等でフリーラン状態の交
流電動機２０２は、残留電圧を発生するが、瞬停時間が
交流電動機の２次回路時定数よりも長い場合には、残留
電圧がなくなってしまう。この場合には、第３の実施形
態では交流電動機の速度を推定することはできない。そ
こで、第４の実施形態では、フリーラン中の交流電動機
に励磁電流を流し、磁束を立ち上げる際の過度的にロー
タに流れる二次電流の周波数ｆ１を検出して、交流電動
機の速度を推定するものである。まず、交流電動機を励
磁するため、励磁電流指令ｉｄｒｅｆはある設定した値
を、トルク電流指令には零をそれぞれ与え、励磁電流制
御回路２０６で励磁電流検出値ｉｄｆｂを励磁電流指令
ｉｄｒｅｆに一致させるように制御する。モータ速度情
報を得るためにトルク電流制御回路２０５は制御しな
い。仮に、モータが停止している状態であれば、ｄ軸に
必要な電圧は一次抵抗降下分であるので、ｄ軸電圧指令
Ｖｄ*に一次抵抗降下分を初期値として与え、ｑ軸電圧
指令Ｖｑ*は零とする。交流電動機の速度がわからない
ので、周波数も零とする。これは任意の位相に直流電圧
指令Ｖｄｒｅｆを与えていることと等価である。この
時、交流電動機２が回転していると、トルク電流検出値
ｉｑｆｂは図９のように変化する。トルク電流検出値ｉ
ｑｆｂの周波数はフリーラン中の交流電動機２０２の速
度と一致する。このトルク電流検出値ｉｑｆｂの周波数
を計測することにより、交流電動機２０２の速度を検出
できる。
た場合の電流検出値の変化を使って、残留電圧がない場
合のフリーラン状態の交流電動機２０２の速度を推定す
る方法について説明する。瞬停等でフリーラン状態の交
流電動機２０２は、残留電圧を発生するが、瞬停時間が
交流電動機の２次回路時定数よりも長い場合には、残留
電圧がなくなってしまう。この場合には、第３の実施形
態では交流電動機の速度を推定することはできない。そ
こで、第４の実施形態では、フリーラン中の交流電動機
に励磁電流を流し、磁束を立ち上げる際の過度的にロー
タに流れる二次電流の周波数ｆ１を検出して、交流電動
機の速度を推定するものである。まず、交流電動機を励
磁するため、励磁電流指令ｉｄｒｅｆはある設定した値
を、トルク電流指令には零をそれぞれ与え、励磁電流制
御回路２０６で励磁電流検出値ｉｄｆｂを励磁電流指令
ｉｄｒｅｆに一致させるように制御する。モータ速度情
報を得るためにトルク電流制御回路２０５は制御しな
い。仮に、モータが停止している状態であれば、ｄ軸に
必要な電圧は一次抵抗降下分であるので、ｄ軸電圧指令
Ｖｄ*に一次抵抗降下分を初期値として与え、ｑ軸電圧
指令Ｖｑ*は零とする。交流電動機の速度がわからない
ので、周波数も零とする。これは任意の位相に直流電圧
指令Ｖｄｒｅｆを与えていることと等価である。この
時、交流電動機２が回転していると、トルク電流検出値
ｉｑｆｂは図９のように変化する。トルク電流検出値ｉ
ｑｆｂの周波数はフリーラン中の交流電動機２０２の速
度と一致する。このトルク電流検出値ｉｑｆｂの周波数
を計測することにより、交流電動機２０２の速度を検出
できる。
【００１７】図９は前記交流電動機が正転している場合
について考えたが、前記交流電動機が逆転している場合
には、励磁電流検出値ｉｄｆｂとトルク電流検出値ｉｑ
ｆｂの位相の関係が異なる。これを図１０に示す。この
ように、正転の場合には、励磁電流検出値ｉｄｆｂの方
がトルク電流検出値ｉｑｆｂより進み、逆転の場合に
は、励磁電流検出値ｉｄｆｂの方がトルク電流検出値ｉ
ｑｆｂより遅れる。このように、直流電圧を印加するこ
とで、交流電動機の回転方向を含めて、回転速度を推定
できる。モータのフリーラン速度が低い場合には、励磁
電流検出値ｉｄｆｂにはほとんど振幅が発生しなくなる
ため、この方法だけでは回転方向を検出できなくなる。
しかし、モータが回転している場合には、トルク電流検
出値ｉｑｆｂに正弦波状の信号が表れる。正転の場合に
は正弦波状の信号が１８０度位相から始まり、逆転の場
合には０位相から始まる。このように、どちらの位相か
ら始まったかで、回転方向を検出できる。
について考えたが、前記交流電動機が逆転している場合
には、励磁電流検出値ｉｄｆｂとトルク電流検出値ｉｑ
ｆｂの位相の関係が異なる。これを図１０に示す。この
ように、正転の場合には、励磁電流検出値ｉｄｆｂの方
がトルク電流検出値ｉｑｆｂより進み、逆転の場合に
は、励磁電流検出値ｉｄｆｂの方がトルク電流検出値ｉ
ｑｆｂより遅れる。このように、直流電圧を印加するこ
とで、交流電動機の回転方向を含めて、回転速度を推定
できる。モータのフリーラン速度が低い場合には、励磁
電流検出値ｉｄｆｂにはほとんど振幅が発生しなくなる
ため、この方法だけでは回転方向を検出できなくなる。
しかし、モータが回転している場合には、トルク電流検
出値ｉｑｆｂに正弦波状の信号が表れる。正転の場合に
は正弦波状の信号が１８０度位相から始まり、逆転の場
合には０位相から始まる。このように、どちらの位相か
ら始まったかで、回転方向を検出できる。
【００１８】次に、瞬停が発生してから復電により再始
動する場合の動作について説明する。前記交流電動機２
０２を運転中に瞬停が発生すると、電力変換器２０１は
運転を停止し、交流電動機２０２はフリーラン状態とな
る。電源が復帰し、電力変換器２０１が運転可能な状態
になると、瞬停再始動回路２１１がトルク電流指令値ｉ
ｑｒｅｆと励磁電流指令値ｉｄｒｅｆと周波数ｆ１を強
制的に零とする。そして、前記零電流制御を実施して、
前記出力電圧演算回路２０９から前記交流電動機２の残
留電圧の大きさと位相である出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆ
とその電圧位相θｖを演算する。前記出力電圧演算回路
２０９が出力する出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆが任意に設
定された電圧レベルよりも小さい場合には、前記交流電
動機２０２が停止または低速度で回転しているために前
記出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆが小さいのか、それとも前
記交流電動機は高速度で回転しているが瞬停時間が交流
電動機の二次時定数に比べ長いために残留電圧が小さく
なってしまったのか、どちらであるのかについて瞬停再
始動管理回路２１１は判断ができない。そのため、瞬停
再始動管理回路２１１は、任意に設定した時間、任意の
レベルの直流電圧を印加することで、直流電流を流し、
励磁電流検出値ｉｄｆｂ及びトルク電流検出値ｉｑｆｂ
を前記速度推定回路２１２Ｂに入力し、前記の方法によ
り交流電動機の回転速度の推定値を出力することを管理
する。瞬停再始動管理回路２１１は、速度推定回路２１
２Ｂが交流電動機の速度推定値を出力すると、直流電圧
を印加することをやめて、通常運転状態に入る。直流電
圧印加状態から通常運転に移行する場合に、前記電力変
換器２０１には速度推定回路２１２Ｂが出力する速度推
定値に相当する周波数ｆ１を設定すれば良いが、交流電
動機の回転速度に応じた誘起電圧である電圧指令を与え
て始動すると、前記交流電動機には過大な電流が流れた
りし、スムーズな始動ができない可能性がある。これを
防止するために、瞬停再始動管理回路２１１は、前記Ｖ
／ｆ変換器８の出力電圧が、その交流電動機２０２の正
規の誘起電圧に相当するまで、徐々に増加させることを
管理する。
動する場合の動作について説明する。前記交流電動機２
０２を運転中に瞬停が発生すると、電力変換器２０１は
運転を停止し、交流電動機２０２はフリーラン状態とな
る。電源が復帰し、電力変換器２０１が運転可能な状態
になると、瞬停再始動回路２１１がトルク電流指令値ｉ
ｑｒｅｆと励磁電流指令値ｉｄｒｅｆと周波数ｆ１を強
制的に零とする。そして、前記零電流制御を実施して、
前記出力電圧演算回路２０９から前記交流電動機２の残
留電圧の大きさと位相である出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆ
とその電圧位相θｖを演算する。前記出力電圧演算回路
２０９が出力する出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆが任意に設
定された電圧レベルよりも小さい場合には、前記交流電
動機２０２が停止または低速度で回転しているために前
記出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆが小さいのか、それとも前
記交流電動機は高速度で回転しているが瞬停時間が交流
電動機の二次時定数に比べ長いために残留電圧が小さく
なってしまったのか、どちらであるのかについて瞬停再
始動管理回路２１１は判断ができない。そのため、瞬停
再始動管理回路２１１は、任意に設定した時間、任意の
レベルの直流電圧を印加することで、直流電流を流し、
励磁電流検出値ｉｄｆｂ及びトルク電流検出値ｉｑｆｂ
を前記速度推定回路２１２Ｂに入力し、前記の方法によ
り交流電動機の回転速度の推定値を出力することを管理
する。瞬停再始動管理回路２１１は、速度推定回路２１
２Ｂが交流電動機の速度推定値を出力すると、直流電圧
を印加することをやめて、通常運転状態に入る。直流電
圧印加状態から通常運転に移行する場合に、前記電力変
換器２０１には速度推定回路２１２Ｂが出力する速度推
定値に相当する周波数ｆ１を設定すれば良いが、交流電
動機の回転速度に応じた誘起電圧である電圧指令を与え
て始動すると、前記交流電動機には過大な電流が流れた
りし、スムーズな始動ができない可能性がある。これを
防止するために、瞬停再始動管理回路２１１は、前記Ｖ
／ｆ変換器８の出力電圧が、その交流電動機２０２の正
規の誘起電圧に相当するまで、徐々に増加させることを
管理する。
【００１９】上記の実施の形態では、励磁電流制御回路
２０６のみを動作させることを考えたが、トルク電流制
御回路２０５のみを動作させても良いし、どちらの電流
制御回路も動作させなくても良い。また、直流電圧指令
をｑ軸方向に与えても良い。
２０６のみを動作させることを考えたが、トルク電流制
御回路２０５のみを動作させても良いし、どちらの電流
制御回路も動作させなくても良い。また、直流電圧指令
をｑ軸方向に与えても良い。
【００２０】次に、本発明の第５の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。図１１は本発明における
交流電動機の制御装置の第５の実施形態の構成を示すブ
ロック図である。本実施形態における電動機の制御装置
は、電力変換器２０１、交流電動機２０２、電流検出器
２０３、電流座標変換回路２０４、トルク電流制御回路
２０５、励磁電流制御回路２０６、位相演算回路２０
７、Ｖ／ｆ変換回路２０８、出力電圧演算回路２０９、
スイッチングパターン発生回路２１０、瞬停再始動管理
回路２１１、速度推定回路２１２を備えている。電力変
換器２０１は、パワー素子により三相交流を変換した直
流電圧をＰＷＭ制御方式により任意の周波数と電圧の交
流に変換し、交流電動機２０２に供給する。電流検出器
２０３は、前記交流電動機２０２に供給される電流を検
出する。電流座標変換回路２０４は、前記電流検出器２
０３で検出された電流をトルク電流検出値ｉｑｆｂと励
磁電流検出値ｉｄｆｂに分離する。トルク電流制御回路
２０５は、与えられたトルク電流指令値ｉｑｒｅｆと前
記トルク電流検出値ｉｑｆｂとが一致するように第１の
ｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆを演算する。励磁電流制御回
路２０６は、与えられた励磁電流指令値ｉｄｒｅｆと前
記励磁電流検出値ｉｄｆｂとが一致するようにｄ軸電圧
指令値Ｖｄｒｅｆを演算する。位相演算回路２０７は、
与えられた周波数ｆ１を積分することにより、位相を演
算する。Ｖ／ｆ変換回路２０８は、前記与えられた周波
数ｆ１から交流電動機の誘起電圧に相当する電圧Ｅｒｅ
ｆを演算する。出力電圧演算回路２０９は、前記トルク
電流制御回路５の出力である第１のｑ軸電圧指令値Ｖｑ
ｒｅｆと前記Ｖ／ｆ変換回路２０８の出力である電圧Ｅ
ｒｅｆを加算し、第２のｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆを演
算し、前記第２のｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆと前記ｄ軸
電圧指令値Ｖｄｒｅｆとから、出力電圧指令値Ｖ１ｒｅ
ｆとその電圧位相θｖを出力する。スイッチングパター
ン発生回路２１０は、前記出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆ及
び前記電圧位相θｖと前記位相を加算した電力変換器出
力位相θｄｅｇから、電力変換器２０１のスイッチング
パターンを決定する。瞬停再始動管理回路２１１は、瞬
時停電を検出した後、電源が復旧して再始動する場合や
運転指令が入力され始動する場合に、前記電力変換器２
０１を正常に運転するように管理する。速度推定回路２
１２は、フリーラン状態の交流電動機２０２の速度ｆｒ
を推定する回路である。次に、図１２の交流電動機にｄ
軸電圧を与えた場合の電流検出値の変化を使って、残留
電圧がない場合のフリーラン状態の交流電動機２０２の
速度を推定する方法について説明する。瞬停等でフリー
ラン状態の交流電動機２０２は、残留電圧を発生する
が、瞬停時間が交流電動機の２次回路時定数よりも長い
場合には、残留電圧がなくなってしまう。そこで、第２
の実施形態では、フリーラン中の交流電動機に励磁電流
を流し、磁束を立ち上げる際の過度的にロータに流れる
二次電流の周波数を検出して、交流電動機の速度を推定
するものである。まず、交流電動機を励磁するため、励
磁電流指令ｉｄｒｅｆはある設定した値を、トルク電流
指令ｉｑｒｅｆには零をそれぞれ与え、励磁電流制御回
路２０６で励磁電流検出値ｉｄを励磁電流指令ｉｄｒｅ
ｆに一致させるように設定された時間だけ制御する。そ
の後、励磁電流指令ｉｄｒｅｆの符号と大きさを変更し
て、設定された時間だけ制御する。モータ速度情報を得
るためにトルク電流制御回路２０５は制御しない。ｄ軸
電圧指令Ｖｄｒｅｆとｑ軸電圧指令Ｖｑｒｅｆは零とす
る。交流電動機の速度がわからないので、周波数も零と
する。この時、交流電動機２０２が回転していると、ト
ルク電流検出値ｉｑｆｂは図１２のように変化する。励
磁電流指令の符号が負の場合には、トルク電流検出値ｉ
ｑｆｂは位相が０度から始まる正弦波に変化し、励磁電
流指令の符号が正の場合には、トルク電流検出値ｉｑｆ
ｂは位相が１８０度から始まる正弦波に変化する。この
トルク電流検出値ｉｑｆｂの正弦波の周波数はフリーラ
ン中の交流電動機２０２の速度と一致する。このトルク
電流検出値ｉｑｆｂの周波数を計測することにより、交
流電動機２０２の速度を検出できる。図１２は前記交流
電動機２０２が正転している場合について考えたが、前
記交流電動機２０２が逆転している場合には、図１３の
ような波形が得られる。このように、励磁電流指令ｉｄ
ｒｅｆの符号が正のときには、正転の場合にトルク電流
検出値ｉｑｆｂは位相が０度から始まり、逆転の場合
に、１８０度の位相より始まる。このように、励磁電流
指令ｉｄｒｅｆを与え制御することで、交流電動機２０
２の回転方向を含めて、回転速度を推定できる。次に、
瞬停が発生してから復電により再始動する場合の動作に
ついて説明する。前記交流電動機２０２を運転中に瞬停
が発生すると、電力変換器２０１は運転を停止し、交流
電動機２０２はフリーラン状態となる。電源が復帰し、
電力変換器２０１が運転可能な状態になると、瞬停再始
動回路２１１がトルク電流指令値ｉｑｒｅｆと励磁電流
指令値ｉｄｒｅｆと周波数ｆ１を強制的に零とする。そ
して、前記零電流制御を実施して、前記出力電圧演算回
路２０９から前記交流電動機２０２の残留電圧の大き
さ、位相である出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆとその電圧位
相θｖを演算する。瞬停再始動管理回路２１１は、前記
出力電圧演算回路２０９が出力する出力電圧指令値Ｖ１
ｒｅｆが任意に設定された電圧レベルよりも小さい場合
には、前記交流電動機２０２が停止または低速度で回転
しているために、前記出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆが小さ
いのか、前記交流電動機は高速度で回転しているが、瞬
停時間が交流電動機２０２の二次時定数に比べ長いため
に残留電圧が小さくなってしまったのか、判断できな
い。そのため、瞬停再始動管理回路２１１は、任意に設
定した時間、励磁電流指令値ｉｄｒｅｆに直流電流指令
を与えた後、直流電流指令の符号と大きさを変え電流制
御し、トルク電流検出値ｉｑを前記速度推定回路２１２
に入力し、前記の方法により交流電動機２０２の回転速
度の推定値を出力することを管理する。瞬停再始動管理
回路２１１は、任意に設定された時間経過すると、電流
制御するのを停止させ、速度推定回路２１２が交流電動
機２０２の速度推定値を出力するので、通常運転状態に
入る。直流電圧印加状態から通常運転に移行する場合
に、前記電力変換器２０１には速度推定回路２１２が出
力する速度推定値に相当する周波数を設定すれば良い
が、交流電動機２０２の回転速度に応じた誘起電圧であ
る電圧指令を与えて始動すると、前記交流電動機２０２
には過大な電流が流れたりし、スムーズな始動ができな
い可能性がある。これを防止するために、瞬停再始動管
理回路１１は、前記Ｖ／ｆ変換器８の出力電圧が、その
交流電動機２０２の正規の誘起電圧に相当するまで、徐
々に増加させることを管理する。上記実施例では、励磁
電流制御回路２０６のみを動作させることを考えたが、
トルク電流制御回路２０５のみを動作させても良いし、
どちらの電流制御回路も動作させなくても良い。また、
励磁電流指令値ｉｄｒｅｆを与えて電流制御せずとも、
直流電圧を印加することでも、同様の現象が発生するた
め、速度推定と回転方向検出が可能となる。また、残留
電圧が全くない場合には、励磁電流指令値ｉｄｒｅｆは
１方向のみで良いが、残留電圧があると残留電圧の大き
さと位相によって、一度目の励磁電流指令値ｉｄｒｅｆ
のときの挙動が変わるため、モータ速度の検出は可能で
あるが、回転方向は二度目の励磁電流指令値ｉｄｒｅｆ
のときに検出する。また、モータ速度が高い場合には、
正転のとき励磁電流検出値ｉｄｆｂの方がトルク電流検
出値ｉｑｆｂより進み、逆転のとき励磁電流検出値ｉｄ
ｆｂの方がトルク電流検出値ｉｑｆｂより遅れる、とい
うことを利用しても回転方向を検出することができる。
また、交流電動機２に流れる電流をトルク電流と励磁電
流に分離して、それぞれ独立に制御する ベクトル制御を行う電力変換装置として説明したが、Ｖ
／ｆ一定制御を行う電力変換装置においても、瞬停再始
動時に交流電動機に流れる電流をトルク電流と励磁電流
に分離して、をそれぞれ独立に制御する電流制御回路を
付加すれば、全く同様の処理で本発明を実施することが
できる。また、上記実施例では瞬停再始動時の動作とし
て説明したが、長時間、交流電動機がフリーランしてい
る状態で始動する場合にも、上記と同様の処理で本発明
を実施することができる。このようにすれば、交流電動
機に残留電圧があってもなくても、交流電動機の速度を
推定することができるので、瞬停再始動時等に迅速に、
かつ、スムーズに再運転が行えるという利点がある。
て、図面を参照して説明する。図１１は本発明における
交流電動機の制御装置の第５の実施形態の構成を示すブ
ロック図である。本実施形態における電動機の制御装置
は、電力変換器２０１、交流電動機２０２、電流検出器
２０３、電流座標変換回路２０４、トルク電流制御回路
２０５、励磁電流制御回路２０６、位相演算回路２０
７、Ｖ／ｆ変換回路２０８、出力電圧演算回路２０９、
スイッチングパターン発生回路２１０、瞬停再始動管理
回路２１１、速度推定回路２１２を備えている。電力変
換器２０１は、パワー素子により三相交流を変換した直
流電圧をＰＷＭ制御方式により任意の周波数と電圧の交
流に変換し、交流電動機２０２に供給する。電流検出器
２０３は、前記交流電動機２０２に供給される電流を検
出する。電流座標変換回路２０４は、前記電流検出器２
０３で検出された電流をトルク電流検出値ｉｑｆｂと励
磁電流検出値ｉｄｆｂに分離する。トルク電流制御回路
２０５は、与えられたトルク電流指令値ｉｑｒｅｆと前
記トルク電流検出値ｉｑｆｂとが一致するように第１の
ｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆを演算する。励磁電流制御回
路２０６は、与えられた励磁電流指令値ｉｄｒｅｆと前
記励磁電流検出値ｉｄｆｂとが一致するようにｄ軸電圧
指令値Ｖｄｒｅｆを演算する。位相演算回路２０７は、
与えられた周波数ｆ１を積分することにより、位相を演
算する。Ｖ／ｆ変換回路２０８は、前記与えられた周波
数ｆ１から交流電動機の誘起電圧に相当する電圧Ｅｒｅ
ｆを演算する。出力電圧演算回路２０９は、前記トルク
電流制御回路５の出力である第１のｑ軸電圧指令値Ｖｑ
ｒｅｆと前記Ｖ／ｆ変換回路２０８の出力である電圧Ｅ
ｒｅｆを加算し、第２のｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆを演
算し、前記第２のｑ軸電圧指令値Ｖｑｒｅｆと前記ｄ軸
電圧指令値Ｖｄｒｅｆとから、出力電圧指令値Ｖ１ｒｅ
ｆとその電圧位相θｖを出力する。スイッチングパター
ン発生回路２１０は、前記出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆ及
び前記電圧位相θｖと前記位相を加算した電力変換器出
力位相θｄｅｇから、電力変換器２０１のスイッチング
パターンを決定する。瞬停再始動管理回路２１１は、瞬
時停電を検出した後、電源が復旧して再始動する場合や
運転指令が入力され始動する場合に、前記電力変換器２
０１を正常に運転するように管理する。速度推定回路２
１２は、フリーラン状態の交流電動機２０２の速度ｆｒ
を推定する回路である。次に、図１２の交流電動機にｄ
軸電圧を与えた場合の電流検出値の変化を使って、残留
電圧がない場合のフリーラン状態の交流電動機２０２の
速度を推定する方法について説明する。瞬停等でフリー
ラン状態の交流電動機２０２は、残留電圧を発生する
が、瞬停時間が交流電動機の２次回路時定数よりも長い
場合には、残留電圧がなくなってしまう。そこで、第２
の実施形態では、フリーラン中の交流電動機に励磁電流
を流し、磁束を立ち上げる際の過度的にロータに流れる
二次電流の周波数を検出して、交流電動機の速度を推定
するものである。まず、交流電動機を励磁するため、励
磁電流指令ｉｄｒｅｆはある設定した値を、トルク電流
指令ｉｑｒｅｆには零をそれぞれ与え、励磁電流制御回
路２０６で励磁電流検出値ｉｄを励磁電流指令ｉｄｒｅ
ｆに一致させるように設定された時間だけ制御する。そ
の後、励磁電流指令ｉｄｒｅｆの符号と大きさを変更し
て、設定された時間だけ制御する。モータ速度情報を得
るためにトルク電流制御回路２０５は制御しない。ｄ軸
電圧指令Ｖｄｒｅｆとｑ軸電圧指令Ｖｑｒｅｆは零とす
る。交流電動機の速度がわからないので、周波数も零と
する。この時、交流電動機２０２が回転していると、ト
ルク電流検出値ｉｑｆｂは図１２のように変化する。励
磁電流指令の符号が負の場合には、トルク電流検出値ｉ
ｑｆｂは位相が０度から始まる正弦波に変化し、励磁電
流指令の符号が正の場合には、トルク電流検出値ｉｑｆ
ｂは位相が１８０度から始まる正弦波に変化する。この
トルク電流検出値ｉｑｆｂの正弦波の周波数はフリーラ
ン中の交流電動機２０２の速度と一致する。このトルク
電流検出値ｉｑｆｂの周波数を計測することにより、交
流電動機２０２の速度を検出できる。図１２は前記交流
電動機２０２が正転している場合について考えたが、前
記交流電動機２０２が逆転している場合には、図１３の
ような波形が得られる。このように、励磁電流指令ｉｄ
ｒｅｆの符号が正のときには、正転の場合にトルク電流
検出値ｉｑｆｂは位相が０度から始まり、逆転の場合
に、１８０度の位相より始まる。このように、励磁電流
指令ｉｄｒｅｆを与え制御することで、交流電動機２０
２の回転方向を含めて、回転速度を推定できる。次に、
瞬停が発生してから復電により再始動する場合の動作に
ついて説明する。前記交流電動機２０２を運転中に瞬停
が発生すると、電力変換器２０１は運転を停止し、交流
電動機２０２はフリーラン状態となる。電源が復帰し、
電力変換器２０１が運転可能な状態になると、瞬停再始
動回路２１１がトルク電流指令値ｉｑｒｅｆと励磁電流
指令値ｉｄｒｅｆと周波数ｆ１を強制的に零とする。そ
して、前記零電流制御を実施して、前記出力電圧演算回
路２０９から前記交流電動機２０２の残留電圧の大き
さ、位相である出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆとその電圧位
相θｖを演算する。瞬停再始動管理回路２１１は、前記
出力電圧演算回路２０９が出力する出力電圧指令値Ｖ１
ｒｅｆが任意に設定された電圧レベルよりも小さい場合
には、前記交流電動機２０２が停止または低速度で回転
しているために、前記出力電圧指令値Ｖ１ｒｅｆが小さ
いのか、前記交流電動機は高速度で回転しているが、瞬
停時間が交流電動機２０２の二次時定数に比べ長いため
に残留電圧が小さくなってしまったのか、判断できな
い。そのため、瞬停再始動管理回路２１１は、任意に設
定した時間、励磁電流指令値ｉｄｒｅｆに直流電流指令
を与えた後、直流電流指令の符号と大きさを変え電流制
御し、トルク電流検出値ｉｑを前記速度推定回路２１２
に入力し、前記の方法により交流電動機２０２の回転速
度の推定値を出力することを管理する。瞬停再始動管理
回路２１１は、任意に設定された時間経過すると、電流
制御するのを停止させ、速度推定回路２１２が交流電動
機２０２の速度推定値を出力するので、通常運転状態に
入る。直流電圧印加状態から通常運転に移行する場合
に、前記電力変換器２０１には速度推定回路２１２が出
力する速度推定値に相当する周波数を設定すれば良い
が、交流電動機２０２の回転速度に応じた誘起電圧であ
る電圧指令を与えて始動すると、前記交流電動機２０２
には過大な電流が流れたりし、スムーズな始動ができな
い可能性がある。これを防止するために、瞬停再始動管
理回路１１は、前記Ｖ／ｆ変換器８の出力電圧が、その
交流電動機２０２の正規の誘起電圧に相当するまで、徐
々に増加させることを管理する。上記実施例では、励磁
電流制御回路２０６のみを動作させることを考えたが、
トルク電流制御回路２０５のみを動作させても良いし、
どちらの電流制御回路も動作させなくても良い。また、
励磁電流指令値ｉｄｒｅｆを与えて電流制御せずとも、
直流電圧を印加することでも、同様の現象が発生するた
め、速度推定と回転方向検出が可能となる。また、残留
電圧が全くない場合には、励磁電流指令値ｉｄｒｅｆは
１方向のみで良いが、残留電圧があると残留電圧の大き
さと位相によって、一度目の励磁電流指令値ｉｄｒｅｆ
のときの挙動が変わるため、モータ速度の検出は可能で
あるが、回転方向は二度目の励磁電流指令値ｉｄｒｅｆ
のときに検出する。また、モータ速度が高い場合には、
正転のとき励磁電流検出値ｉｄｆｂの方がトルク電流検
出値ｉｑｆｂより進み、逆転のとき励磁電流検出値ｉｄ
ｆｂの方がトルク電流検出値ｉｑｆｂより遅れる、とい
うことを利用しても回転方向を検出することができる。
また、交流電動機２に流れる電流をトルク電流と励磁電
流に分離して、それぞれ独立に制御する ベクトル制御を行う電力変換装置として説明したが、Ｖ
／ｆ一定制御を行う電力変換装置においても、瞬停再始
動時に交流電動機に流れる電流をトルク電流と励磁電流
に分離して、をそれぞれ独立に制御する電流制御回路を
付加すれば、全く同様の処理で本発明を実施することが
できる。また、上記実施例では瞬停再始動時の動作とし
て説明したが、長時間、交流電動機がフリーランしてい
る状態で始動する場合にも、上記と同様の処理で本発明
を実施することができる。このようにすれば、交流電動
機に残留電圧があってもなくても、交流電動機の速度を
推定することができるので、瞬停再始動時等に迅速に、
かつ、スムーズに再運転が行えるという利点がある。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
交流電動機がフリーランにある場合に交流電動機の電流
をゼロにするように強制的に電流制御し、この時の電流
制御部出力を用いて演算する出力電圧指令信号を基に、
交流電動機の残留電圧の位相および角速度を求めるの
で、残留電圧の位相と角速度が精度良く測定可能にな
り、瞬停再始動時等に迅速に、且つ、スムーズに再運転
を行えるという効果がある。また、残留電圧の位相およ
び角速度を求める際に、保持回路に事前の速度信号を保
持して位相指令信号を加算した値より残留電圧の位相お
よび角速度を求めるので、位相指令信号の連続性が保た
れ機械性のショック、あるいは可変速制御装置のトリッ
プ等の発生を防止して、安定な再運転が可能となる効果
がある。
交流電動機がフリーランにある場合に交流電動機の電流
をゼロにするように強制的に電流制御し、この時の電流
制御部出力を用いて演算する出力電圧指令信号を基に、
交流電動機の残留電圧の位相および角速度を求めるの
で、残留電圧の位相と角速度が精度良く測定可能にな
り、瞬停再始動時等に迅速に、且つ、スムーズに再運転
を行えるという効果がある。また、残留電圧の位相およ
び角速度を求める際に、保持回路に事前の速度信号を保
持して位相指令信号を加算した値より残留電圧の位相お
よび角速度を求めるので、位相指令信号の連続性が保た
れ機械性のショック、あるいは可変速制御装置のトリッ
プ等の発生を防止して、安定な再運転が可能となる効果
がある。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る交流電動機の
可変速制御装置のブロック図である。
可変速制御装置のブロック図である。
【図２】図１に示す２相／３相変換器の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図３】図１に示す交流電動機のフリーラン状態時の動
作波形を示す図である。
作波形を示す図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る交流電動機の
可変速制御装置のブロック図である。
可変速制御装置のブロック図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る交流電動機の
制御装置のブロック図である。
制御装置のブロック図である。
【図６】交流電動機の残留電圧の軌跡と電流制御器の出
力電圧指令及び位相（正転時）との関係を示す線図であ
る。
力電圧指令及び位相（正転時）との関係を示す線図であ
る。
【図７】交流電動機の残留電圧の軌跡と電流制御器の出
力電圧指令及び位相（逆転時）との関係を示す線図であ
る。
力電圧指令及び位相（逆転時）との関係を示す線図であ
る。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る交流電動機の
制御装置のブロック図である。
制御装置のブロック図である。
【図９】交流電動機にｄ軸電圧を与えた場合の電流検出
値の変化（正転）を示す線図である。
値の変化（正転）を示す線図である。
【図１０】交流電動機にｄ軸電圧を与えた場合の電流検
出値の変化（逆転）を示す線図である。
出値の変化（逆転）を示す線図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態に係る交流電動機
の制御装置のブロック図である。
の制御装置のブロック図である。
【図１２】交流電動機に励磁電流指令を与えた場合のト
ルク電流検出値の変化（正転）を示す線図である。
ルク電流検出値の変化（正転）を示す線図である。
【図１３】交流電動機に励磁電流指令を与えた場合のト
ルク電流検出値の変化（逆転）を示す線図である。
ルク電流検出値の変化（逆転）を示す線図である。
１ 電力変換器 ２ 電流ベクトル制御回路 ３ ３相／２相変換器 ４ 一次角周波数演算回路 ５ 励磁電流制御回路 ６ トルク電流制御回路 ７ ２相／３相変換器 ８ 電圧パターン作成器 ９ 交流電動機 １０ 積算器 １１ 瞬停再始動管理回路 １２ 磁化電流指令切替器 １３ トルク電流切替器 １４ 位相指令切替器 １５ 信号保持回路 ７０ 電圧指令振幅演算器 ７１ 電圧指令位相演算器 ７２ 電圧指令変換器 ２０１ 電力変換器 ２０２ 交流電動機 ２０３ 電流検出器 ２０４ 電流座標変換回路 ２０５ トルク電流制御回路 ２０６ 励磁電流制御回路 ２０７ 位相演算回路 ２０８ Ｖ／ｆ変換回路 ２０９ 出力電圧演算回路 ２１０ スイッチングパターン発生回路 ２１１ 瞬停再始動管理回路 ２１２ 速度推定回路 ２１２Ａ 速度推定回路（残留電圧がある場合） ２１２Ｂ 速度推定回路（残留電圧がない場合）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川地 智洋 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号 株式会社安川電機内 Ｆターム(参考） 5H576 BB09 BB10 CC05 DD02 DD04 EE01 EE11 FF01 GG04 HA02 HB01 JJ03 JJ04 JJ15 JJ22 JJ25 LL14 LL22 LL25 LL39 MM03 MM13
Claims (23)
- 【請求項１】 交流電動機へ電力を出力する電力変換器
を有し、電流指令信号と前記電力変換器の出力電流検出
信号の偏差信号に基づいて、前記電力変換器の出力電流
を制御する電流制御部を備え、前記交流電動機がフリー
ラン状態にある場合に、前記交流電動機の電流をゼロに
するように強制的に前記電流指令信号をゼロとして電流
制御し、この時の前記電流制御部出力を用いて演算する
出力電圧指令信号を基に、前記交流電動機の残留電圧の
大きさと位相および角速度を求めることを特徴とする交
流電動機の制御方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の交流電動機の制御方法に
おいて、前記出力電圧指令信号を基に前記交流電動機の
残留電圧の位相および角速度を求める際に、信号保持手
段を設け、交流電動機がフリーランする直前の位相指令
信号と前記出力電圧指令信号の位相信号との加算値より
前記残留電圧の大きさと位相および角速度を求めること
を特徴とする交流電動機の制御方法。 - 【請求項３】 電力変換器で交流電動機へ任意の電力を
出力し、前記電動機に供給される電流を電流検出回路で
検出し、与えられた電流指令と前記電流検出回路で検出
した電流検出値が一致するように電流制御回路で制御
し、前記電流制御回路から出力する電圧指令から前記電
力変換器のスイッチングを決定する制御方法において、 始動時に前記電力変換器を正常に運転するように始動管
理回路で管理し、フリーラン状態の前記交流電動機の速
度を速度推定回路で推定することを特徴とする交流電動
機の制御方法。 - 【請求項４】 請求項３記載の電動機の制御方法におい
て、 前記始動管理回路は、強制的に電流指令を零にして、前
記電流制御回路により、前記電流検出値を零にするよう
な前記電圧指令を演算し、前記電圧指令の時間変化によ
り、前記速度推定回路が前記交流電動機の速度を推定す
ることを特徴とする電動機の制御方法。 - 【請求項５】 請求項３又は４記載の電動機の制御方法
において、前記始動管理回路は、強制的に電流指令を零
にして、前記電流制御回路により、前記電流検出値を零
にするような前記電圧指令を演算し、その電圧レベルが
設定された電圧レベルより低い場合には、電流指令値を
零から設定されたレベルの直流電流指令を設定された時
間印加した後、再度強制的に電流指令を零にして、前記
電流制御回路により、前記電流検出値を零にするような
前記電圧指令を演算し、前記速度推定回路が前記交流電
動機の速度を推定することを特徴とする電動機の制御方
法。 - 【請求項６】 請求項３〜５のいずれか１項記載の電動
機の制御方法において、 前記始動管理回路は、強制的に電流指令を零にして、前
記電流制御回路により、前記電流検出値を零にするよう
な前記電圧指令を演算し、その電圧レベルが設定された
電圧レベルより低い場合には、電流指令値を零から設定
されたレベルの直流電流指令を設定された時間印加した
後、再度強制的に電流指令を零にして、前記電流制御回
路により、前記電流検出値を零にするような前記電圧指
令を演算した場合にも、その電圧レベルが設定された電
圧レベルより低い場合には前記速度推定回路が前記交流
電動機が停止していると推定することを特徴とする電動
機の制御方法。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１項記載の電動
機の制御方法において、 前記始動管理回路は、強制的に電流指令を零にして、前
記電流制御回路により、前記電流検出値を零にするよう
な前記電圧指令を演算し、前記電圧指令の時間変化によ
り、前記速度推定回路が、推定した前記交流電動機の速
度と前記電圧指令の大きさと位相を初期値として交流電
動機を始動することを特徴とする電動機の制御方法。 - 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか１項記載の電動
機の制御方法において、 前記始動管理回路は、強制的に電流指令を零にして、前
記電流制御回路により、前記電流検出値を零にするよう
な前記電圧指令を演算し、前記電圧指令の時間変化によ
り、前記速度推定回路が、推定した前記交流電動機の速
度と前記電圧指令の大きさと位相を初期値として交流電
動機を始動する際に、前記電力変換器の出力する電圧指
令の大きさが、前記交流電動機の速度に対する正規の誘
起電圧に相当する電圧レベルになるまで、徐々に電圧指
令を増加していくことを特徴とする電動機の制御方法。 - 【請求項９】 交流電動機へ任意の電力を出力する電力
変換器と、前記電動機に供給される電流を検出する電流
検出回路と与えられた電流指令と前記電流検出回路で検
出した電流検出値が一致するように制御する電流制御回
路と、前記電流制御回路から出力する電圧指令から電力
変換器のスイッチングを決定する制御装置において、 始動管理回路とフリーラン状態の前記交流電動機の速度
を推定する速度推定回路を有することを特徴とする電動
機の制御装置。 - 【請求項１０】 請求項９記載の電動機の制御装置にお
いて、 前記始動管理回路は、強制的に電流指令を零にして、前
記電流制御回路により、前記電流検出値を零にするよう
な前記電圧指令を演算し、前記電圧指令の時間変化によ
り、前記速度推定回路が前記交流電動機の速度を推定す
ることを特徴とする電動機の制御装置。 - 【請求項１１】 請求項９又は１０記載の電動機の制御
装置において、 前記始動管理回路は、強制的に電流指令を零にして、前
記電流制御回路により、前記電流検出値を零にするよう
な前記電圧指令を演算し、その電圧レベルが設定された
電圧レベルより低い場合には、電流指令値を零から設定
されたレベルの直流電流指令を設定された時間印加した
後、再度強制的に電流指令を零にして、前記電流制御回
路により、前記電流検出値を零にするような前記電圧指
令を演算し、前記速度推定回路が前記交流電動機の速度
を推定することを特徴とする電動機の制御装置。 - 【請求項１２】 請求項９〜１１のいずれか１項記載の
電動機の制御装置において、 前記始動管理回路は、強制的に電流指令を零にして、前
記電流制御回路により、前記電流検出値を零にするよう
な前記電圧指令を演算し、その電圧レベルが設定された
電圧レベルより低い場合には、電流指令値を零から設定
されたレベルの直流電流指令を設定された時間印加した
後、再度強制的に電流指令を零にして、前記電流制御回
路により、前記電流検出値を零にするような前記電圧指
令を演算した場合にも、その電圧レベルが設定された電
圧レベルより低い場合には前記速度推定回路が前記交流
電動機が停止していると推定することを特徴とする電動
機の制御装置。 - 【請求項１３】 請求項９〜１２のいずれか１項記載の
電動機の制御装置において、 前記始動管理回路は、強制的に電流指令を零にして、前
記電流制御回路により、前記電流検出値を零にするよう
な前記電圧指令を演算し、前記電圧指令の時間変化によ
り、前記速度推定回路が、推定した前記交流電動機の速
度と前記電圧指令の大きさと位相を初期値として交流電
動機を始動することを特徴とする電動機の制御装置。 - 【請求項１４】 請求項９〜１３のいずれか１項記載の
電動機の制御装置において、 前記始動管理回路は、強制的に電流指令を零にして、前
記電流制御回路により、前記電流検出値を零にするよう
な前記電圧指令を演算し、前記電圧指令の時間変化によ
り、前記速度推定回路が、推定した前記交流電動機の速
度と前記電圧指令の大きさと位相を初期値として交流電
動機を始動する際に、前記電力変換器の出力する電圧指
令の大きさが、前記交流電動機の速度に対する正規の誘
起電圧に相当する電圧レベルになるまで、徐々に電圧指
令を増加していくことを特徴とする電動機の制御装置。 - 【請求項１５】 請求項３記載の交流電動機の制御方法
において、 前記始動管理回路は、強制的に電流指令を零にして、前
記電流制御回路により、前記電流検出値を零にするよう
な前記電圧指令を演算し、前記電圧指令が設定された電
圧レベルより大きい場合には、前記電圧指令の位相の時
間変化により、前記速度推定回路が前記交流電動機の速
度を推定し、前記電力変換器を始動する時の初期値とし
て、前記電圧指令の大きさと位相と前記交流電動機の速
度推定値に相当する周波数を設定し、始動することを特
徴とする交流電動機の制御方法。 - 【請求項１６】 交流電動機へ電力を出力する電力変換
器を有し、電流指令信号と前記電力変換器の出力電流検
出信号の偏差信号に基づいて、前記電力変換器の出力電
流を制御する電流制御部を備え、前記交流電動機がフリ
ーラン状態にある場合に、前記交流電動機に任意の直流
電流を設定した時間供給し、前記電力変換器の出力電流
検出信号に表れる周波数成分を検出し、この周波数成分
から前記交流電動機の速度を推定することを特徴とする
交流電動機の制御方法。 - 【請求項１７】 請求項３記載の交流電動機の制御方法
において、 前記始動管理回路は、強制的に電流指令を零にして、前
記電流制御回路により、前記電流検出値を零にするよう
な前記電圧指令を演算し、その電圧レベルが設定された
電圧レベルより低い場合には、電流指令値を零から設定
されたレベルの直流電流指令あるいは設定したレベルの
直流電圧指令を設定された時間印加し、前記速度推定回
路が電流検出値に表れる周波数成分を検出し、この周波
数成分を交流電動機の速度と推定して、前記電力変換器
を始動する時の初期値として、前記交流電動機の速度推
定値に相当する周波数を設定して始動することを特徴と
する交流電動機の制御方法。 - 【請求項１８】 請求項３記載の交流電動機の電動機の
制御方法において、 前記始動管理回路は、強制的に電流指令を零にして、前
記電流制御回路により、前記電流検出値を零にするよう
な前記電圧指令を演算し、前記電圧指令が設定された電
圧レベルより低い場合には、電流指令値を零から設定さ
れたレベルの直流電流指令値に変更し、設定された時間
印加し、その後電流指令の符号をと大きさを変更して、
設定された時間印加する。このとき、前記速度推定回路
が電流検出値に表れる周波数成分を検出し、この周波数
成分を交流電動機の速度と推定して、前記電力変換器を
始動する時の初期値として、前記交流電動機の速度推定
値に相当する周波数を設定して始動することを特徴とす
る交流電動機の制御方法。 - 【請求項１９】 請求項３記載の交流電動機の電動機の
制御方法において、 前記始動管理回路は、強制的に電流指令を零にして、前
記電流制御回路により、前記電流検出値を零にするよう
な前記電圧指令を演算し、前記電圧指令が設定された電
圧レベルより低い場合には、電流制御することをやめ、
任意の方向に直流電圧指令を設定された時間印加し、そ
の後前記直流電圧の指令方向と１８０°位相を変えた方
向に任意の大きさの電流指令を与え、設定された時間再
び電流制御する。このとき、前記速度推定回路が電流検
出値に表れる周波数成分を検出し、この周波数成分を交
流電動機の速度と推定して、前記電力変換器を始動する
時の初期値として、前記交流電動機の速度推定値に相当
する周波数を設定して始動することを特徴とする交流電
動機の制御方法。 - 【請求項２０】 請求項９記載の交流電動機の電動機の
制御装置において、 前記始動管理回路は、強制的に電流指令を零にして、前
記電流制御回路により、前記電流検出値を零にするよう
な前記電圧指令を演算し、前記電圧指令が設定された電
圧レベルより大きい場合には、前記電圧指令の位相の時
間変化により、前記速度推定回路が前記交流電動機の速
度を推定し、前記電力変換器を始動する時の初期値とし
て、前記電圧指令の大きさと位相と前記交流電動機の速
度推定値に相当する周波数を設定し、始動することを特
徴とする交流電動機の制御装置。 - 【請求項２１】 請求項９記載の交流電動機の制御装置
において、 前記始動管理回路は、強制的に電流指令を零にして、前
記電流制御回路により、前記電流検出値を零にするよう
な前記電圧指令を演算し、その電圧レベルが設定された
電圧レベルより低い場合には、電流指令値を零から設定
されたレベルの直流電流指令あるいは設定したレベルの
直流電圧指令を設定された時間印加し、前記速度推定回
路が電流検出値に表れる周波数成分を検出し、この周波
数成分を交流電動機の速度と推定して、前記電力変換器
を始動する時の初期値として、前記交流電動機の速度推
定値に相当する周波数を設定して始動することを特徴と
する交流電動機の制御装置。 - 【請求項２２】 請求項９記載の交流電動機の電動機の
制御装置において、 前記始動管理回路は、強制的に電流指令を零にして、前
記電流制御回路により、前記電流検出値を零にするよう
な前記電圧指令を演算し、前記電圧指令が設定された電
圧レベルより低い場合には、電流指令値を零から設定さ
れたレベルの直流電流指令値に変更し、設定された時間
印加し、その後電流指令の符号をと大きさを変更して、
設定された時間印加する。このとき、前記速度推定回路
が電流検出値に表れる周波数成分を検出し、この周波数
成分を交流電動機の速度と推定して、前記電力変換器を
始動する時の初期値として、前記交流電動機の速度推定
値に相当する周波数を設定して始動することを特徴とす
る交流電動機の制御装置。 - 【請求項２３】 請求項９記載の交流電動機の電動機の
制御装置において、 前記始動管理回路は、強制的に電流指令を零にして、前
記電流制御回路により、前記電流検出値を零にするよう
な前記電圧指令を演算し、前記電圧指令が設定された電
圧レベルより低い場合には、電流制御することをやめ、
任意の方向に直流電圧指令を設定された時間印加し、そ
の後前記直流電圧の指令方向と１８０°位相を変えた方
向に任意の大きさの電流指令を与え、設定された時間再
び電流制御する。このとき、前記速度推定回路が電流検
出値に表れる周波数成分を検出し、この周波数成分を交
流電動機の速度と推定して、前記電力変換器を始動する
時の初期値として、前記交流電動機の速度推定値に相当
する周波数を設定して始動することを特徴とする交流電
動機の制御装置。
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