| 【発明の名称】 |
定数測定設定機能付きインバータ装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】大森 洋一
【氏名】桐谷 知明
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| 【要約】 |
【課題】誘導電動機が無負荷でない状態においても正確な相互インダクタンスを計測し、記憶する。
【解決手段】等価インダクタンス演算器と、等価抵抗演算器と、相互インダクタンス演算設定器とで構成される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 誘導電動機に電力を供給するインバータであって、前記誘導電動機に所定の周波数の交流電流を流して前記誘導電動機を回転させる電流制御器と、該電流制御器が動作している状態で前記誘導電動機の入力電流と入力電圧の基本波成分の大きさや位相差相当量を検出する電流電圧検出器と、該電流電圧検出器の出力より前記誘導電動機の入力からみた等価なインダクタンス成分を求める等価インダクタンス演算器と、前記等価インダクタンス演算器の出力から前記誘導電動機の漏れインダクタンスを引くことにより前記誘導電動機の相互インダクタンスを求めて前記インバータのメモリに記憶する相互インダクタンス演算設定器とを具備する定数測定設定機能付きインバータ装置において、前記電流電圧検出器の出力より演算された前記誘導電動機の入力からみた等価な抵抗分から前記誘導電動機の一次抵抗を引いたものを出力する等価抵抗演算器と、該等価抵抗演算器の出力と前記等価インダクタンス演算器の出力より数1の計算で相互インダクタンスＭを求めて前記インバータのメモリに記憶する相互インダクタンス演算設定器とを具備することを特徴とする定数測定設定機能付きインバータ装置。
【数1】
ここで、Ｌは前記等価インダクタンス演算器の出力、ｌは前記誘導電動機の漏れインダクタンス、Ｒは前記等価抵抗演算器の出力、ωは前記交流電流の角周波数である。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータにより誘導電動機を駆動するシステムで、特にインバータによって誘導電動機の電気的定数を計測する定数測定設定機能付きインバータ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２に従来の技術を示し、この図に基づいて従来の技術を説明する。通常運転時において、切替器５は、トルク制御器３の出力の制御信号を選択してＰＷＭインバータ１へ入力する。ＰＷＭインバータ1は、入力した制御信号に従って誘導電動機２に電力を供給する。トルク制御器３は相互インダクタンス演算設定器９’に記憶されている誘導電動機２の相互インダクタンスを用いて誘導電動機２が所望のトルクを出力するような制御信号を出力する。このようにすることにより、誘導電動機２は所望のトルクを出力するように制御される。
【０００３】相互インダクタンスを設定する場合は、切替器５は、電流制御器６の出力の制御信号を選択してＰＷＭインバータ１へ入力する。電流制御器６は、所定の周波数の交流電流を誘導電動機２に流すような制御信号を出力する。従って誘導電動機２は前記周波数相当の回転数で回転するようになる。電流電圧検出器４は誘導電動機２の入力電圧と入力電流の基本波成分の大きさや位相差相当量を検出する。例えば、検出された入力電圧や入力電流を基本波でフーリエ変換することによりそれらを得ることができる。等価インダクタンス演算器７では、電流電圧検出器４の出力より誘導電動機２の等価インダクタンス成分を求めて出力する。
【０００４】誘導電動機は抵抗分ＲとインダクタンスＬの直列回路として表すことができ、その入力側から見たインピーダンスＺｉはＺｉ＝Ｒｘ＋ｊωＬ （１）
で表すことができる。ここでｊはフェーザの虚部を意味し、ωは角周波数、Ｌは等価インダクタンス成分、Ｒｘは等価抵抗成分である。例えば、図３に示される誘導電動機の等価回路において無負荷の場合はすべりＳが０となるので、二次回路を無視することができＲｘ＝Ｒ１、Ｌ＝ｌ＋Ｍ （２）
となる。
【０００５】等価インダクタンス演算器７では前記等価インダクタンス成分Ｌを求めて出力する。相互インダクタンス演算設定器９’は、等価インダクタンス演算器７の出力から誘導電動機２の漏れインダクタンスを引くことで相互インダクタンスＭを求め、それをメモリに記憶する。上述したように無負荷の場合はＬ＝ｌ＋ＭなのでＭ＝Ｌ−ｌで相互インダクタンスが得られるのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来技術における相互インダクタンスの演算条件として、誘導電動機が無負荷である必要がある。しかし機械組込型のモータのように、最初から機械に組み込まれているようなモータでは、無負荷にすることが困難である。すると従来技術の相互インダクタンス演算設定器９’では正確な相互インダクタンスを求めてメモリに記憶することができなくなる。通常運転時においては上述したように、相互インダクタンス演算設定器９’に記憶されている相互インダクタンスを用いてトルク制御器３によってＰＷＭインバータ１を制御するので、相互インダクタンスＭの値が間違っていれば誘導電動機が所望のトルクを出力できなくなる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するために、誘導電動機に電力を供給するインバータであって、前記誘導電動機に所定の周波数の交流電流を流して前記誘導電動機を回転させる電流制御器と、該電流制御器が動作している状態で前記誘導電動機の入力電流と入力電圧の基本波成分の大きさや位相差相当量を検出する電流電圧検出器と、該電流電圧検出器の出力より前記誘導電動機の入力からみた等価なインダクタンス成分を求める等価インダクタンス演算器と、前記等価インダクタンス演算器の出力から前記誘導電動機の漏れインダクタンスを引くことにより前記誘導電動機の相互インダクタンスを求めて前記インバータのメモリに記憶する相互インダクタンス演算設定器とを具備する定数測定設定機能付きインバータにおいて、前記電流電圧検出器の出力より演算された前記誘導電動機の入力からみた等価な抵抗分から前記誘導電動機の一次抵抗を引いたものを出力する等価抵抗演算器と、該等価抵抗演算器の出力と前記等価インダクタンス演算器の出力より次の計算式で相互インダクタンスＭを求めて前記インバータのメモリに記憶する相互インダクタンス演算設定器とを具備する。
【０００８】
【数2】
【０００９】ここで、Ｌは前記等価インダクタンス演算器の出力、ｌは前記誘導電動機の漏れインダクタンス、Ｒは前記等価抵抗演算器の出力、ωは前記交流電流の角周波数である。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１に本発明の実施例を示し、この図に基づいて本発明が上述の問題点を解決できる理由を説明する。図１の１から７までは従来技術の１から７までと全く同じものであるのでここでは説明を省略する。等価抵抗演算器８は、電流電圧検出器４の出力より誘導電動機２の等価抵抗成分Ｒｘを求めて、それより誘導電動機２の一次抵抗Ｒ１を引いた値Ｒを出力する。つまり等価抵抗演算器８は、Ｒ＝Ｒｘ−Ｒ１ （３）
を出力する。相互インダクタンス演算設定器９は、等価抵抗演算器８出力のＲと等価インダクタンス演算器７出力のＬより、次式の計算で相互インダクタンスＭを求めて、メモリに記憶する。
【００１１】
【数３】
【００１２】前述したように誘導電動機の入力側から見たインピーダンスＺｉは（１）式で表されるが、それは図３の等価回路により無負荷でない場合は次式となる。
【００１３】
【数４】
【００１４】（５）式の右辺と左辺の実部と虚部はそれぞれ等しいので、２つの連立式となり、それよりＲ２／Ｓの項を消去して（３）式を代入すると（４）式が得られる。つまり（４）式は、誘導電動機が無負荷でない場合でも成り立つ式なので、よって本発明の相互インダクタンス演算設定器９に記憶された相互インダクタンスは、誘導電動機の負荷に関係なく正確な値となる。
【００１５】
【発明の効果】本発明により、切替器が電流制御器の出力を選択して相互インダクタンスを設定する場合において、誘導電動機が無負荷でなくても正確な相互インダクタンスを求めてメモリに記憶することができるので、機械組込型の誘導電動機においても通常運転での正確なトルク制御が可能となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３１１５
【氏名又は名称】東洋電機製造株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年１月１７日（２０００．１．１７） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１９４４３３（Ｐ２００１−１９４４３３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年７月１９日（２００１．７．１９） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−７５４８（Ｐ２０００−７５４８） |
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