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公開番号2025064757
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2023174738
出願日2023-10-06
発明の名称制御装置
出願人東洋電機製造株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02P 21/18 20160101AFI20250410BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】複数の誘導電動機それぞれの電流を検出することなく、複数の誘導電動機のうち、角速度が他の誘導電動機と比べて増減した誘導電動機である逸脱誘導電動機を検出し、誘導電動機への過電流を防ぐ。
【解決手段】制御装置1は、誘導電動機15の励磁電流指令を一次遅れ加工する一次遅れ器220と、複数の誘導電動機15全てに流れる2次電流を演算する2次電流演算部221と、複数の誘導電動機15のうち、角速度が他の誘導電動機15と比べて増減した逸脱誘導電動機の角速度である逸脱誘導電動機角速度を演算する逸脱角速度演算部222と、逸脱誘導電動機角速度と、インバータ14から複数の誘導電動機15への出力電流に基づき推定される複数の誘導電動機15の角速度である誘導電動機推定角速度とを比較する比較器223Aと、を備え、比較の結果に基づき、複数の誘導電動機15を制御する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
インバータにより駆動される複数の誘導電動機を制御する制御装置であって、
前記誘導電動機の励磁電流を指示する励磁電流指令を一次遅れ加工する一次遅れ器と、
前記複数の誘導電動機全てに流れる２次電流を演算する２次電流演算部と、
前記複数の誘導電動機のうち、角速度が他の誘導電動機と比べて増減した逸脱誘導電動機の角速度である逸脱誘導電動機角速度を演算する逸脱角速度演算部と、
前記逸脱誘導電動機角速度と、前記インバータから前記複数の誘導電動機への出力電流に基づき推定される前記複数の誘導電動機の角速度である誘導電動機推定角速度とを比較する比較器と、を備え、
前記比較の結果に基づき、前記複数の誘導電動機を制御し、
前記２次電流演算部は、式（１），（２）に基づき、前記２次電流を演算し、
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2025064757000022.jpg
21
170
前記逸脱角速度演算部は、式（３），（４），（５），（６），（７）に基づき、前記逸脱誘導電動機角速度を演算し、
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2025064757000023.jpg
53
170
ここで、
ｉ２ｄは２次電流ｄ軸成分であり、ｉ２ｑは２次電流ｑ軸成分であり、
Ｖｄ
＊
はｄ軸電圧指令であり、Ｖｑ
＊
はｑ軸電圧指令であり、
ωｍは前記誘導電動機推定角速度であり、ωｓ
＊
は前記誘導電動機のすべり角周波数指令であり、
Ｉｄ
＊
＿ＦＩＬは前記励磁電流指令を一次遅れ加工したものであり、Ｉｑ
＊
はトルク分電流指令であり、
Ｔ
＊
はトルク指令であり、
ωｓ＿ｄは逸脱すべり角周波数第１成分であり、ωｓ＿ｑは逸脱すべり角周波数第２成分であり、
ωｍ＿ｄｅｖは前記逸脱誘導電動機角速度であり、
Ｎｍは前記誘導電動機の並列接続数であり、
Ｌ１は前記誘導電動機の１次自己インダクタンスであり、Ｌ２は前記誘導電動機の２次自己インダクタンスであり、ＭＭは前記誘導電動機の相互インダクタンスであり、Ｒ１は前記誘導電動機の１次抵抗であり、Ｒ２は前記誘導電動機の２次抵抗である、制御装置。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
インバータにより駆動される複数の誘導電動機を制御する制御装置であって、
前記誘導電動機の励磁電流を指示する励磁電流指令を一次遅れ加工する一次遅れ器と、
前記複数の誘導電動機全てに流れる２次電流を演算する２次電流演算部と、
前記複数の誘導電動機全ての角速度が一致している場合に前記誘導電動機に流れる２次電流である推定２次電流を推定する推定２次電流演算部と、
前記２次電流の実効値である２次電流実効値を演算する２次電流実効値演算部と、
前記推定２次電流の実効値である推定２次電流実効値を演算する推定２次電流実効値演算部と、
前記２次電流実効値と前記推定２次電流実効値とを比較する比較器と、を備え、
前記比較の結果に基づき、前記複数の誘導電動機を制御し、
前記２次電流演算部は、式（８），（９）に基づき、前記２次電流を演算し、
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2025064757000024.jpg
23
170
前記推定２次電流演算部は、式（１０），（１１）に基づき、前記推定２次電流を演算し、
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2025064757000025.jpg
23
170
ここで、
ｉ２ｄは２次電流ｄ軸成分であり、ｉ２ｑは２次電流ｑ軸成分であり、
Ｖｄ
＊
はｄ軸電圧指令であり、Ｖｑ
＊
はｑ軸電圧指令であり、
ωｍは前記インバータから前記複数の誘導電動機への出力電流に基づき推定される前記複数の誘導電動機の角速度である誘導電動機推定角速度であり、ωｓ
＊
は前記誘導電動機のすべり角周波数指令であり、
Ｉｄ
＊
＿ＦＩＬは前記励磁電流指令を一次遅れ加工したものであり、Ｉｑ
＊
はトルク分電流指令であり、
ｉ２ｄ＿ｃａｌは推定２次電流ｄ軸成分であり、ｉ２ｑ＿ｃａｌは推定２次電流ｑ軸成分であり、
Ｌ１は前記誘導電動機の１次自己インダクタンスであり、Ｌ２は前記誘導電動機の２次自己インダクタンスであり、ＭＭは前記誘導電動機の相互インダクタンスであり、Ｒ１は前記誘導電動機の１次抵抗であり、Ｒ２は前記誘導電動機の２次抵抗である、制御装置。
【請求項３】
インバータにより駆動される複数の誘導電動機を制御する制御装置であって、
前記誘導電動機の励磁電流を指示する励磁電流指令を一次遅れ加工する一次遅れ器と、
前記複数の誘導電動機全ての角速度が一致している場合に前記誘導電動機に流れる２次電流である推定２次電流を推定する推定２次電流演算部と、
前記複数の誘導電動機全ての角速度が一致している場合のｄｑ軸電圧である推定ｄｑ軸電圧を推定する推定ｄｑ軸電圧演算部と、
前記インバータの出力電圧を指示する出力電圧指令の実効値である電圧指令実効値を演算する出力電圧実効値演算部と、
前記推定ｄｑ軸電圧の実効値である推定電圧実効値を演算する推定ｄｑ軸電圧実効値演算部と、
前記電圧指令実効値と前記推定電圧実効値とを比較する比較器と、を備え、
前記比較の結果に基づき、前記複数の誘導電動機を制御し、
前記推定２次電流演算部は、式（１２），（１３）に基づき、前記推定２次電流を演算し、
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2025064757000026.jpg
22
170
前記推定ｄｑ軸電圧演算部は、式（１４），（１５）に基づき、前記推定ｄｑ軸電圧を演算し、
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2025064757000027.jpg
15
170
ここで、
ｉ２ｄ＿ｃａｌは推定２次電流ｄ軸成分であり、ｉ２ｑ＿ｃａｌは推定２次電流ｑ軸成分であり、
ωｍは前記インバータから前記複数の誘導電動機への出力電流に基づき推定される前記複数の誘導電動機の角速度である誘導電動機推定角速度であり、ωｓ
＊
は前記誘導電動機のすべり角周波数指令であり、
Ｉｄ
＊
＿ＦＩＬは前記励磁電流指令を一次遅れ加工したものであり、Ｉｑ＊はトルク分電流指令であり、
Ｖｄ＿ｃａｌは推定ｄ軸電圧であり、Ｖｑ＿ｃａｌは推定ｑ軸電圧であり、
Ｌ１は前記誘導電動機の１次自己インダクタンスであり、Ｌ２は前記誘導電動機の２次自己インダクタンスであり、ＭＭは前記誘導電動機の相互インダクタンスであり、Ｒ１は前記誘導電動機の１次抵抗であり、Ｒ２は前記誘導電動機の２次抵抗である、制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の誘導電動機を制御する制御装置に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
誘導電動機の角速度を検出する角速度検出器を用いずに、インバータにより駆動される複数の誘導電動機を制御する制御装置では、インバータが出力する電圧および電流を用いて誘導電動機の角速度を推定することが一般的である。
【０００３】
図１は、角速度検出器を用いずに複数の誘導電動機１５を制御する制御装置１の構成例を示す図である。図１においては、並列に接続された４台の誘導電動機１５ａ～１５ｄを制御する例を示している。
【０００４】
図１に示すように、制御装置１は、電源１１と、リアクトル１２と、コンデンサ１３と、インバータ１４と、電流センサ１６ａ，１６ｂと、電圧センサ１７と、制御部２１とを備える。
【０００５】
リアクトル１２は、一端が電源１１の正極に接続され、他端がインバータ１４に接続される。コンデンサ１３は、一端がリアクトル１２の他端に接続され、他端が電源１１の負極に接続される。電源１１の負極はインバータ１４に接続される。電源１１から出力された直流電流は、リアクトル１２を介して、コンデンサ１３により平滑化されてインバータ１４に入力される。インバータ１４は、制御部２１から入力されるゲート信号Ｇに基づき、素子をスイッチング動作させ、入力された直流電流を交流電流に変換して、誘導電動機１５ａ～１５ｄに出力する。
【０００６】
電流センサ１６ａは、インバータ１４から誘導電動機１５に流れるＵ相電流Ｉｕを検出し、検出結果を制御部２１に出力する。電流センサ１６ｂは、インバータ１４から誘導電動機１５に流れるＷ相電流Ｉｗを検出し、検出結果を制御部２１に出力する。なお、図１においては、２相分の電流（Ｕ相電流ＩｕおよびＷ相電流Ｉｗ）を検出する例を示しているが、３相分の電流が検出されてもよい。
【０００７】
電圧センサ１７は、コンデンサ１３に印加されるコンデンサ印加電圧Ｖｃを検出し、検出結果を制御部２１に出力する。
【０００８】
制御部２１は、Ｕ相電流ＩｕおよびＷ相電流Ｉｗの検出結果、および、コンデンサ印加電圧Ｖｃの検出結果に基づき、インバータ１４の出力を制御するゲート信号Ｇをインバータ１４に出力する。
【０００９】
図５は、制御部２１としての、従来の制御部２１ａの構成例を示す図である。
【００１０】
図５に示すように、制御部２１ａは、電流指令生成部２１１と、すべり角周波数指令演算部２１２と、誘導電動機角速度推定器２１３と、加算器２１４と、積分器２１５と、３相－ｄｑ座標変換部２１６と、電流制御部２１７と、ｄｑ座標－３相変換部２１８と、ゲート信号生成部２１９とを備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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