特許 6194718 誘導電動機の定数測定装置及び定数測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6194718

(24)【登録日】2017年8月25日

(45)【発行日】2017年9月13日

(54)【発明の名称】誘導電動機の定数測定装置及び定数測定方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 21/14 20160101AFI20170904BHJP

【ＦＩ】

   H02P21/14

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-195807(P2013-195807)

(22)【出願日】2013年9月20日

(65)【公開番号】特開2015-61492(P2015-61492A)

(43)【公開日】2015年3月30日

【審査請求日】2016年8月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000106276

【氏名又は名称】サンケン電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100097113

【弁理士】

【氏名又は名称】堀 城之

(74)【代理人】

【識別番号】100162363

【弁理士】

【氏名又は名称】前島 幸彦

(72)【発明者】

【氏名】中島 洋一郎

【審査官】 池田 貴俊

(56)【参考文献】

【文献】 特許第４５４０６７４（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 米国特許第０７４２３４０１（ＵＳ，Ｂ２）

【文献】 特開平０３−２６１３９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ２１／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸を回転させない拘束試験によって、三相交流電源で駆動する誘導電動機のセンサレスベクトル制御に用いる複数のモータ定数を測定する誘導電動機の定数測定装置であって、
前記誘導電動機に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記誘導電動機に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電圧印加手段によって前記誘導電動機に印加する電圧値と前記電流検出手段によって検出した電流値とを用いて前記モータ定数を演算するモータ定数演算手段とを具備し、
前記モータ定数演算手段は、前記電圧値と前記電流値とを用いて直接演算可能な前記モータ定数と、受け付けたモータ情報とを用いて演算できる前記誘導電動機の有効電力と皮相電力から力率を演算し、当該力率から前記モータ定数の一つである励磁電流を演算することを特徴とする誘導電動機の定数測定装置。

【請求項2】

前記モータ定数演算手段は、演算した前記力率を予め設定された上限と下限との範囲に収めるリミット処理を行うことを特徴とする請求項１記載の誘導電動機の定数測定装置。

【請求項3】

軸を回転させない拘束試験によって、三相交流電源で駆動する誘導電動機のセンサレスベクトル制御に用いる複数のモータ定数を測定する誘導電動機の定数測定装置であって、
前記誘導電動機に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記誘導電動機に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電圧印加手段によって前記誘導電動機に印加する電圧値と前記電流検出手段によって検出した電流値とを用いて前記モータ定数を演算するモータ定数演算手段とを具備し、
前記モータ定数演算手段は、前記電圧値と前記電流値とを用いて直接演算可能な前記モータ定数と、受け付けた前記誘導電動機の定格電圧、定格電流及び容量とを用いて前記モータ定数の一つである励磁電流を演算することを特徴とする誘導電動機の定数測定装置。

【請求項4】

軸を回転させない拘束試験によって、三相交流電源で駆動する誘導電動機のセンサレスベクトル制御に用いる複数のモータ定数を測定する誘導電動機の定数測定方法であって、
電圧印加手段によって前記誘導電動機に直流電圧を印加すると共に、電流検出手段によって前記誘導電動機に流れる電流を検出し、モータ定数演算手段によって、前記誘導電動機に印加する電圧値と前記誘導電動機に流れる電流値とを用いて一次抵抗を演算する一次抵抗演算処理工程と、
前記電圧印加手段によって前記誘導電動機に交流電圧を印加すると共に、前記電流検出手段によって前記誘導電動機に流れる電流を検出し、前記モータ定数演算手段によって、有効電力と前記誘導電動機に流れる電流値と前記一次抵抗とから二次抵抗を演算する二次抵抗演算処理工程と、
前記電圧印加手段によって前記誘導電動機に交流電圧を印加すると共に、前記電流検出手段によって前記誘導電動機に流れる電流を検出し、前記モータ定数演算手段によって、前記電動機のそれぞれの入力に一括で交流電圧を印加し、前記誘導電動機に流れる電流値と印加した交流電圧の周波数とから漏れインダクタンスを演算する漏れインダクタンス演算処理工程と、
モータ情報として前記誘導電動機の定格電圧、定格電流及び容量を受け付け、前記モータ定数演算手段によって、前記モータ情報と前記一次抵抗と前記二次抵抗とから演算できる前記誘導電動機の有効電力と皮相電力とから力率を演算し、当該力率から励磁電流を演算する励磁電流演算処理工程と、
前記モータ情報として前記誘導電動機の定格周波数を受け付け、前記モータ定数演算手段によって、前記励磁電流と前記モータ情報と前記一次抵抗とから一次インダクタンスを演算する一次インダクタンス演算処理工程と、
前記モータ定数演算手段によって、前記一次インダクタンスと前記漏れインダクタンスとから相互インダクタンスを演算する相互インダクタンス演算処理工程とを備えることを特徴とする誘導電動機の定数測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、拘束試験で誘導電動機のモータ定数を測定する誘導電動機の定数測定装置及び定数測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

誘導電動機を高性能に制御する場合、磁束とトルクを個別に制御するベクトル制御が使用される。特に最近は、速度（ＰＧ）センサ等による誘導電動機の速度検出を行わずに制御を行う、センサレスベクトル制御の市場ニーズが高まっている。センサレスベクトル制御を精度よく行う場合、制御対象となる誘導電動機の複数のモータ定数を把握する必要がある。従って、使用する誘導電動機が不特定となる汎用インバータでは、様々な誘導電動機が使用されても、常に精度の高いベクトル制御を行うことができるよう、誘導電動機のモータ定数を自動で測定するオートチューニング機能を有している。

【0003】

例えば、特許文献１には、交流電動機を定常状態で運転し、この時の１次角周波数指令を積分した位相と交流電動機の電流検出値から、電動機電流ベクトル有効パワー分電流と、無効パワー分電流を演算し、１次角周波数指令値及び１次電圧指令値と、有効パワー分電流及び無効パワー分電流に基づいて、電動機の１次自己インダクタンスを演算することが示されている。

【0004】

誘導電動機のモータ定数のオートチューニング（自動測定）は、ＪＥＣ−３７（電気学会電気規格調査会標準規格）に示され、拘束試験及び無負荷試験に基づいた処理を行うことで実現している。拘束試験において、直流電圧を印加することで一次抵抗が測定でき、単相交流電圧を印加することで二次抵抗と漏れインダクタンスが測定でき、また、無負荷試験において励磁電流と自己インダクタンス及び相互インダクタンスが測定できることが知られている。

【0005】

ここで、無負荷試験は基本的に何も負荷がつながっていない状態で実施する必要があるが、実際に誘導電動機が使用される機器では、誘導電動機単体を切り離すことが困難であり、誘導電動機を回転させないでモータ定数の測定を行わなければならないことが多い。そこで、誘導電動機１のモータ定数を測定する従来の定数測定装置１０では、図７に示すように、誘導電動機１を回転させないと直接計測できないモータ定数である励磁電流と自己インダクタンス及び相互インダクタンスについて、誘導電動機１の容量毎に予め記憶されたモータデータテーブル１９を設け、直接測定可能なモータ定数のみ更新を行っていた。

【0006】

従来の定数測定装置１０は、図７を参照すると、整流回路１１と、平滑回路１２と、インバータ回路１３と、Ｕ相電流検出器１４と、Ｗ相電流検出器１５と、ＰＷＭゲート信号生成器１６と、チューニング電圧指令値演算器１７と、電流実効値演算器１８と、モータデータテーブル１９と、モータ定数演算器２０とを備えている。なお、整流回路１１は、ダイオードによって、平滑回路１２は、コンデンサによって、インバータ回路１３は、パワースイッチング素子によってそれぞれ実現される。また、ＰＷＭゲート信号生成器１６、チューニング電圧指令値演算器１７、電流実効値演算器１８及びモータ定数演算器２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成されたコンピュータと、ＲＯＭ，ＲＡＭ等に格納されたプログラムとによって実現される。さらに、モータデータテーブル１９は、フラッシュメモリ等の記憶手段である。

【0007】

商用三相交流電源２から供給された交流電圧は、整流回路１１によって直流電圧に変換され、変換された直流電圧は、平滑回路１２によって平滑化される。そして、平滑回路１２によって平滑化された直流電圧は、インバータ回路１３に供給され、インバータ回路１３によって誘導電動機１を直流励磁や交流励磁する。

【0008】

チューニング電圧指令値演算器１７は、拘束試験においてオートチューニングが指示されると、三相電圧指令信号Ｖu* 、Ｖv* 、Ｖw*をＰＷＭゲート信号生成器１６に出力することで、誘導電動機１のＵ相とＶ相とＷ相とを一括にした端子間に、インバータ回路１３から直流電圧と単相交流電圧とを順次印加する。モータ定数演算器２０は、三相電圧指令信号Ｖu*、Ｖv*、Ｖw*と、Ｕ相電流検出器１４によって検出されたＵ相電流Ｉｕと、Ｗ相電流検出器１５によって検出されたＷ相電流Ｉｗとに基づいて、直流電圧印加時に、一次抵抗を演算すると共に、単相交流電圧印加時に、二次抵抗と漏れインダクタンスとを演算する。そして、モータ定数演算器２０は、励磁電流と自己インダクタンス及び相互インダクタンスについては、図示しない入力手段によって誘導電動機１の容量の入力を受け付け、受け付けた容量に基づいてモータデータテーブル１９に予め記憶されているモータ定数を特定するように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２０１１−１９９０２４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、従来技術では、励磁電流と自己インダクタンス及び相互インダクタンスとを直接測定できないため、誤差が大きく、センサレスベクトル制御でトルクの誤差が大きくなってしまうという問題点があった。また、従来技術では、駆動する誘導電動機１に対応する類似のモータ定数を予め記憶させたモータデータテーブル１９を用意しなければならず、誘導電動機１が特殊モータ等でモータデータテーブル１９に類似のモータ定数が記憶されていない場合には、駆動する誘導電動機１のモータ定数を特定することができず、センサレスベクトル制御での駆動ができないという問題点があった。

【0011】

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、従来技術の問題を解決し、無負荷試験で測定していたモータ定数を、拘束試験で直接測定可能な測定結果に基づいて演算することができる誘導電動機の定数測定装置及び定数測定方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の誘導電動機の定数測定装置は、軸を回転させない拘束試験によって、三相交流電源で駆動する誘導電動機のセンサレスベクトル制御に用いる複数のモータ定数を測定する誘導電動機の定数測定装置であって、前記誘導電動機に電圧を印加する電圧印加手段と、前記誘導電動機に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電圧印加手段によって前記誘導電動機に印加する電圧値と前記電流検出手段によって検出した電流値とを用いて前記モータ定数を演算するモータ定数演算手段とを具備し、前記モータ定数演算手段は、前記電圧値と前記電流値とを用いて直接演算可能な前記モータ定数と、受け付けたモータ情報とを用いて演算できる前記誘導電動機の有効電力と皮相電力から力率を演算し、当該力率から前記モータ定数の一つである励磁電流を演算することを特徴とする。
さらに、本発明の誘導電動機の定数測定装置において、前記モータ定数演算手段は、演算した前記力率を予め設定された上限と下限との範囲に収めるリミット処理を行うようにしても良い。
また、本発明の誘導電動機の定数測定装置は、軸を回転させない拘束試験によって、三相交流電源で駆動する誘導電動機のセンサレスベクトル制御に用いる複数のモータ定数を測定する誘導電動機の定数測定装置であって、前記誘導電動機に電圧を印加する電圧印加手段と、前記誘導電動機に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記電圧印加手段によって前記誘導電動機に印加する電圧値と前記電流検出手段によって検出した電流値とを用いて前記モータ定数を演算するモータ定数演算手段とを具備し、前記モータ定数演算手段は、前記電圧値と前記電流値とを用いて直接演算可能な前記モータ定数と、受け付けた前記誘導電動機の定格電圧、定格電流及び容量とを用いて前記モータ定数の一つである励磁電流を演算することを特徴とする。
また、本発明の誘導電動機の定数測定方法は、軸を回転させない拘束試験によって、三相交流電源で駆動する誘導電動機のセンサレスベクトル制御に用いる複数のモータ定数を測定する誘導電動機の定数測定方法であって、電圧印加手段によって前記誘導電動機に直流電圧を印加すると共に、電流検出手段によって前記誘導電動機に流れる電流を検出し、モータ定数演算手段によって、前記誘導電動機に印加する電圧値と前記誘導電動機に流れる電流値とを用いて一次抵抗を演算する一次抵抗演算処理工程と、前記電圧印加手段によって前記誘導電動機に交流電圧を印加すると共に、前記電流検出手段によって前記誘導電動機に流れる電流を検出し、前記モータ定数演算手段によって、有効電力と前記誘導電動
機に流れる電流値と前記一次抵抗とから二次抵抗を演算する二次抵抗演算処理工程と、前記電圧印加手段によって前記誘導電動機に交流電圧を印加すると共に、前記電流検出手段によって前記誘導電動機に流れる電流を検出し、前記モータ定数演算手段によって、前記電動機のそれぞれの入力に一括で交流電圧を印加し、前記誘導電動機に流れる電流値と印加した交流電圧の周波数とから漏れインダクタンスを演算する漏れインダクタンス演算処理工程と、モータ情報として前記誘導電動機の定格電圧、定格電流及び容量を受け付け、前記モータ定数演算手段によって、前記モータ情報と前記一次抵抗と前記二次抵抗とから演算できる前記誘導電動機の有効電力と皮相電力とから力率を演算し、当該力率から励磁電流を演算する励磁電流演算処理工程と、前記モータ情報として前記誘導電動機の定格周波数を受け付け、前記モータ定数演算手段によって、前記励磁電流と前記モータ情報と前記一次抵抗とから一次インダクタンスを演算する一次インダクタンス演算処理工程と、前記モータ定数演算手段によって、前記一次インダクタンスと前記漏れインダクタンスとから相互インダクタンスを演算する相互インダクタンス演算処理工程とを備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、無負荷試験で測定していたモータ定数である励磁電流Ｉ_０を、モータデータテーブルに頼らずに、拘束試験で直接測定可能な測定結果に基づいて演算することができるため、精度の高い誘導電動機の定数計測が可能になり、センサレスベクトル制御を高精度に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係る誘導電動機の定数測定装置の実施の形態の構成を示す回路構成図である。

【図2】図１に示すモータ定数演算器の演算動作を示すフローチャートである。

【図3】図１に示す誘導電動機に直流電圧を印加した時の等価回路図である。

【図4】図１に示す誘導電動機に単相交流電圧を印加した時の等価回路図である。

【図5】図１に示す誘導電動機の定格負荷時における電流ベクトル図である。

【図6】図１に示す誘導電動機の無負荷運転時における等価回路図である。

【図7】従来の定数測定装置の実施の形態の構成を示す回路構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

次に、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。なお、各図において、同一の構成には、同一の符号を付して一部説明を省略している。

【0016】

本実施の形態の定数測定装置１０ａは、図１を参照すると、モータデータテーブル１９が設けられておらず、モータ定数演算器２０ａにおいて、従来は無負荷試験で測定していたモータ定数（励磁電流と自己インダクタンス及び相互インダクタンス）を、拘束試験で直接測定可能な測定結果に基づいて演算するように構成されている。

【0017】

以下、本実施の形態の定数測定装置１０ａにおけるオートチューニング動作について図２乃至図６を参照して詳細に説明する。
チューニング電圧指令値演算器１７は、拘束試験においてオートチューニングが指示されると、三相電圧指令信号Ｖu* 、Ｖv* 、Ｖw*をＰＷＭゲート信号生成器１６に出力することで、誘導電動機１のＵ相と、Ｖ相とＷ相とを一括にした端子間に、インバータ回路１３から直流電圧を印加する直流電圧印加処理を実行すると共に、モータ定数演算器２０は、誘導電動機１に印加される電圧Ｖｕと、誘導電動機１を流れる電流ｉｕの平均値を演算する電圧・電流平均値演算処理を実行する（ステップ１０１）。ステップ１０１において、チューニング電圧指令値演算器１７には、電流実効値演算器１８で演算された電流実効値Ｉがフィードバックされ、誘導電動機１に流れる電流が大きすぎないよう、印加電圧（三相電圧指令信号Ｖu* 、Ｖv* 、Ｖw*）の大きさを調整する。

【0018】

図３は、ステップ１０１における直流電圧印加時の誘導電動機１の等価回路であり、モータ定数演算器２０は、ステップ１０１で平均を演算した電圧Ｖｕｍと電流ｉｕｍとを用いて、一次抵抗Ｒ_１を下式〔数１〕によって演算する一次抵抗演算処理を実行する（ステップ１０２）。なお、一次抵抗Ｒ_１の演算に用いる電圧Ｖｕｍと電流ｉｕｍとに、定常状態における一定期間での平均値を用いることで、検出精度を高めている。

【0019】

【数1】

【0020】

次に、チューニング電圧指令値演算器１７は、三相電圧指令信号Ｖu* 、Ｖv* 、Ｖw*をＰＷＭゲート信号生成器１６に出力することで、誘導電動機１のＵ相と、Ｖ相とＷ相とを一括にした端子間に、インバータ回路１３から単相交流電圧を印加する単相交流電圧印加処理を実行すると共に、モータ定数演算器２０は、有効電力Ｐｍと無効電力Ｑｍとを演算する有効電力・無効電力演算処理を実行する（ステップ１０３）。ステップ１０３においても、直流電圧印加時と同様に、チューニング電圧指令値演算器１７には、電流実効値演算器１８で演算された電流実効値Ｉがフィードバックされ、誘導電動機１に流れる電流が大きすぎないよう、印加電圧（三相電圧指令信号Ｖu* 、Ｖv* 、Ｖw*）の大きさを調整する。

【0021】

図４は、ステップ１０３における単相交流電圧印加時の誘導電動機１の等価回路である。モータ定数演算器２０は、単相交流印加時の電圧指令値Ｖu*（実効値）を√２倍し、位相θによるｓｉｎθを乗じて瞬時電圧値とした上で、瞬時電流とを乗じて下式〔数２〕による積分処理により有効電力Ｐｍを演算する。また、モータ定数演算器２０は、単相交流印加時の電圧指令値Ｖu*（実効値）を√２倍し、位相θによるｃｏｓθを乗じて瞬時電圧値とした上で、瞬時電流とを乗じて下式〔数２〕による積分処理により無効電力Ｑｍを演算する。

【0022】

【数2】

【0023】

次に、モータ定数演算器２０は、二次抵抗Ｒ_２と漏れインダクタンスｌ_１とを演算する二次抵抗・漏れインダクタンス演算処理を実行する（ステップ１０４）。モータ定数演算器２０は、上式〔数１〕で求めた一次抵抗Ｒ_１と、Ｕ相平均電流ｉｕｍと、上式〔数２〕で求めた有効電力Ｐｍとを用いて、下式〔数３〕によって二次抵抗Ｒ_２を演算する。

【0024】

【数3】

【0025】

また、モータ定数演算器２０は、単相交流印加時の周波数ｆと、Ｕ相平均電流ｉｕｍと、上式〔数２〕で無効電力Ｑｍとを用いて、下式〔数４〕によって漏れインダクタンスｌ_１を演算する。

【0026】

【数4】

【0027】

次に、モータ定数演算器２０は、励磁電流Ｉ_０を演算する励磁電流演算処理を実行する（ステップ１０５）。励磁電流Ｉ_０は、拘束試験において測定できる測定結果から直接導くことができない。そこで、モータ定数演算器２０は、図示しない入力手段から誘導電動機１の定格銘板等に記載されている既知のモータ情報（ユーザが容易に把握可能な数値）の入力を受け付け、受け付けた定数を用いて励磁電流Ｉ_０の演算を行う。

【0028】

図５は、誘導電動機１の定格負荷時における電流ベクトル図を示している。ベクトル制御中は、常に一定の励磁電流Ｉ_０を流すため、定格出力時の電流ベクトルＩ_ｎは励磁電流Ｉ_０となす角（９０°−θｍ）の関係となる。ここでθｍは定格負荷時における誘導電動機１の力率角である。また電流ベクトルＩ_ｎの大きさは、大抵、誘導電動機１の定格電流であることから比較的容易に把握可能であり、力率角θｍが分かれば励磁電流Ｉ_０を演算することができる。ここで力率角θｍは、力率ｃｏｓθｍとして誘導電動機１の定格出力時の有効電力Ｐと皮相電力Ｗとを用いて、下式〔数５〕によって演算できる。なお、皮相電力Ｗは、定格電圧Ｖｎと、定格電流Ｉｎとを用いて、下式〔数５〕によって演算できる。

【0029】

【数5】

【0030】

また、有効電力Ｐは、誘導電動機１の容量Ｐｍｏｔと、誘導電動機１の効率ηと下式〔数６〕によって演算できる。

【0031】

【数6】

【0032】

ここで、誘導電動機１の定格電圧Ｖｎ、定格電流Ｉｎ及び容量Ｐｍｏｔは、誘導電動機１の定格銘板等に記載されている既知のモータ情報（ユーザが容易に把握可能な数値）であり、図示しない入力手段によって受け付けることが可能であるが、効率ηは把握が難しい値である。

【0033】

効率ηは、誘導電動機１の損失を電気損失Ｗｅｌｏｓｓと機械損失Ｗｍｌｏｓｓとに分けると、下式〔数７〕によって表される。

【0034】

【数7】

【0035】

ここで、電気損失Ｗｅｌｏｓｓは、上式〔数１〕で求めた一次抵抗Ｒ_１と、上式〔数３〕で求めた二次抵抗Ｒ_２と、定格電流Ｉｎとによって、下式〔数８〕によって演算できる。

【0036】

【数8】

【0037】

また、機械損失Ｗｍｌｏｓｓは、直接測定が困難であるが、容量Ｐｍｏｔに対する割合として設定する。容量Ｐｍｏｔ毎に代表的な誘導電動機１の機械損失Ｗｍｌｏｓｓを把握しておくことにより、受け付けた容量Ｐｍｏｔにより機械損失Ｗｍｌｏｓｓを設定する。

【0038】

従って、モータ定数演算器２０は、誘導電動機１の定格銘板等に記載されている既知の定数（容易に把握可能な定数）として、誘導電動機１の定格電圧Ｖｎ、定格電流Ｉｎ及び容量Ｐｍｏｔを図示しない入力手段によって受け付け、受け付けた誘導電動機１の定格電圧Ｖｎ、定格電流Ｉｎ及び容量Ｐｍｏｔと、上式〔数１〕で求めた一次抵抗Ｒ_１と、上式〔数３〕で求めた二次抵抗Ｒ_２とを用いて、上式〔数５〕によって力率ｃｏｓθｍを演算する。

【0039】

そして、モータ定数演算器２０は、上式〔数５〕によって演算した力率ｃｏｓθｍに対して上限と下限においてリミット処理を行う。力率ｃｏｓθｍの上限については「１」に近い値が有りえないことから、０．９５を上限値として設定されている。また、力率ｃｏｓθｍの下限については比較的力率の良くないモータを参考に、「０．６５」に設定されている。なお、この力率の上限値と下限値とは任意の値を設定可能とする。

【0040】

さらに、モータ定数演算器２０は、リミット処理後の力率ｃｏｓθｍと、定格電流Ｉｎとを用いて、下式〔数９〕によって励磁電流Ｉ_０を演算する。

【0041】

【数9】

【0042】

次に、モータ定数演算器２０は、自己インダクタンスＬ１と、相互インダクタンスＬｍとを演算するインダクタンス（自己・相互）演算処理を実行する（ステップ１０６）。モータ定数演算器２０は、図７に示す無負荷運転時の誘導電動機１の等価回路から、上式〔数９〕で求めた励磁電流Ｉ_０と、定格電圧Ｖｎと、定格周波数ｆｎと、上式〔数１〕で求めた一次抵抗Ｒ_１とを用いて、下式〔数１０〕によって一次インダクタンスＬ_１を演算する。なお、定格周波数ｆｎは、誘導電動機１の定格銘板等に記載されている既知の定数（容易に把握可能な定数）として、図示しない入力手段によって受け付ける。また、二次インダクタンスＬ_２は一次インダクタンスＬ_１とほぼ変わらないことから、下式〔数１０〕で求めた一次インダクタンスＬ_１の値をそのまま使用することができる。

【0043】

【数10】

【0044】

そして、モータ定数演算器２０は、上式〔数１０〕で求めた一次インダクタンスＬ_１と、上式〔数４〕で求めた漏れインダクタンスｌ_１とを用いて、下式〔数１１〕によって相互インダクタンスＬｍを演算し、オートチューニング処理を終了する。

【0045】

【数11】

【0046】

以上説明したように、本実施の形態は、軸を回転させない拘束試験によって、三相交流電源で駆動する誘導電動機１のセンサレスベクトル制御に用いる複数のモータ定数を測定する誘導電動機１の定数測定装置１０ａであって、三相電圧指令信号Ｖu* 、Ｖv* 、Ｖw*をＰＷＭゲート信号生成器１６に出力することで、誘導電動機１にインバータ回路１３から電圧を印加するチューニング電圧指令値演算器１７と、誘導電動機１に流れる電流を検出するＵ相電流検出器１４と、電圧Ｖｕと電流値ｉｕとを用いてモータ定数（一次抵抗、二次抵抗及び漏れインダクタンス）を演算するモータ定数演算器２０とを具備し、モータ定数演算器２０は、電圧Ｖｕと電流値ｉｕとを用いて直接演算可能なモータ定数（一次抵抗、二次抵抗及び漏れインダクタンス）と、受け付けたモータ情報とを用いてモータ定数の一つである励磁電流Ｉ_０を演算するように構成されている。
この構成により、無負荷試験で測定していたモータ定数である励磁電流Ｉ_０を、モータデータテーブルに頼らずに、拘束試験で直接測定可能な測定結果に基づいて演算することができるため、精度の高い誘導電動機の定数計測が可能になり、センサレスベクトル制御を高精度に行うことができる。

【0047】

さらに、本実施の形態によれば、モータ定数演算器２０は、誘導電動機１の有効電力Ｐと皮相電力Ｗから力率ｃｏｓθｍを演算し、力率ｃｏｓθｍから励磁電流Ｉ_０を演算するように構成されている。
この構成により、励磁電流Ｉ_０を拘束試験で直接測定可能な測定結果に基づいて演算することができる。

【0048】

さらに、本実施の形態によれば、モータ定数演算器２０は、演算した力率ｃｏｓθｍを予め設定された上限と下限との範囲と収めるリミット処理を行うように構成されている。
この構成により、力率ｃｏｓθｍを適正な範囲に収めることができる。なお、上限と下限とは任意の値を設定可能とする。

【0049】

さらに、本実施の形態によれば、モータ定数演算器２０は、モータ情報として誘導電動機１の定格電圧Ｖｎ、定格電流Ｉｎ及び容量Ｐｍｏｔを受け付けるように構成されている。
この構成により、誘導電動機１の定格銘板等に記載されている既知の定数（容易に把握可能な定数）である誘導電動機１の定格電圧Ｖｎ、定格電流Ｉｎ及び容量Ｐｍｏｔを受け付けるだけで、励磁電流Ｉ_０を拘束試験で直接測定可能な測定結果に基づいて演算することができる。

【0050】

なお、本発明が上記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。なお、各図において、同一構成要素には同一符号を付している。

【符号の説明】

【0051】

１ 誘導電動機
２ 商用三相交流電源
１０、１０ａ 定数測定装置
１１ 整流回路
１２ 平滑回路
１３ インバータ回路
１４ Ｕ相電流検出器
１５ Ｗ相電流検出器
１６ ＰＷＭゲート信号生成器
１７ チューニング電圧指令値演算器
１８ 電流実効値演算器
１９ モータデータテーブル
２０、２０ａ モータ定数演算器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】