特許 7353208 インバータ装置およびインバータ装置の制御方法

(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】

(24)【登録日】2023-09-21

(45)【発行日】2023-09-29

(54)【発明の名称】インバータ装置およびインバータ装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 27/06 20060101AFI20230922BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20230922BHJP

【ＦＩ】

H02P27/06

H02M7/48 E

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020024631

(22)【出願日】2020-02-17

(65)【公開番号】P2021129485

(43)【公開日】2021-09-02

【審査請求日】2022-04-25

(73)【特許権者】

【識別番号】502129933

【氏名又は名称】株式会社日立産機システム

(74)【代理人】

【識別番号】110001689

【氏名又は名称】青稜弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】山崎 勝

(72)【発明者】

【氏名】戸張 和明

(72)【発明者】

【氏名】松原 満

(72)【発明者】

【氏名】大橋 敬典

(72)【発明者】

【氏名】梁田 哲男

(72)【発明者】

【氏名】高野 裕理

(72)【発明者】

【氏名】上井 雄介

【審査官】三島木 英宏

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－０４１２１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１０７７１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１１３５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１５３２４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ２７／０６

Ｈ０２Ｍ ７／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

負荷を駆動するモータに対し交流電力を供給する電力変換装置と、前記モータの角度指令値と該角度指令値に対応する実績値との誤差に基づき前記誤差を無くすためのベーストルクを演算する主制御器と、前記誤差に基づき補正トルクを演算する副制御器とを備え、
前記ベーストルクと前記補正トルクとを加算した負荷トルクにより前記電力変換装置を制御するインバータ装置であって、
前記副制御器は、前記負荷の運転状況を複数に区分した数に合わせて前記誤差を入力して積分値を出力する複数の積分器と、前記運転状況に基づき前記複数の積分器のゲインを夫々切替えながら順次設定するゲイン設定器と、前記ゲイン設定器により設定される前記積分器の入力側および出力側に設けた可変ゲインと、前記積分器の出力側の前記可変ゲインの出力を加算し前記補正トルクとして出力する加算器とを有する、インバータ装置。

【請求項2】

請求項１記載のインバータ装置において、前記副制御器を、複数組設置したことを特徴とするインバータ装置。

【請求項3】

請求項１記載のインバータ装置において、前記複数の積分器の入力側と出力側のゲインは、同じゲインであることを特徴とするインバータ装置。

【請求項4】

請求項３記載のインバータ装置において、前記積分器の入力側と出力側の前記ゲインは、前記運転状況の推移に合わせて０から１までの値を増減して設定するものとし、前記複数に区分された前記複数の積分器において隣接する前記積分器に対し重複して付与するよう順次切替えるようにしたことを特徴とするインバータ装置。

【請求項5】

請求項４記載のインバータ装置において、前記ゲインの増減において、前記ゲインは、前記運転状況に合わせて０～１までの連続した値に設定するようにしたことを特徴とするインバータ装置。

【請求項6】

負荷を駆動するモータに対し交流電力を供給する電力変換装置を備え、前記モータの角度指令値と該角度指令値に対応する実績値との誤差に基づき前記誤差を無くすためのベーストルクを演算し、前記誤差に基づき補正トルクを演算し、前記ベーストルクと前記補正トルクとを加算した負荷トルクにより前記電力変換装置を制御するインバータ装置の制御方法であって、
前記補正トルクは、前記負荷の運転状況を複数に区分した数の積分機能を用意し、前記誤差を入力して複数の積分演算を行い、前記運転状況に基づき前記複数の積分演算の入力側及び出力側のゲインを夫々運転条件に応じて切替えながら順次設定し、前記積分演算の出力側のゲインで調整した出力を加算することにより求めるようにしたインバータ装置の制御方法。

【請求項7】

請求項６記載のインバータ装置の制御方法において、前記補正トルクを演算する演算機能を複数組有することを特徴とするインバータ装置の制御方法。

【請求項8】

請求項６記載のインバータ装置の制御方法において、前記積分演算の入力側と出力側のゲインは、同じゲインであることを特徴とするインバータ装置の制御方法。

【請求項9】

請求項６記載のインバータ装置の制御方法において、前記ゲインは、前記運転状況の推移に合わせて０～１までの値を増減して設定するものとし、前記複数に区分された前記積分機能において隣接する前記積分演算に対し重複して付与するよう順次切替えるようにしたことを特徴とするインバータ装置の制御方法。

【請求項10】

請求項６記載のインバータ装置の制御方法において、前記ゲインの増減において、前記ゲインは、前記運転状況に合わせて０から１までの連続した値に設定するようにしたことを特徴とするインバータ装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インバータ装置およびインバータ装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

本技術分野の背景技術として、特開２０１８－１０２１０１号（特許文献１）がある。この公報には、インバータに与えるトルク指令値からベクトル制御のｄ軸電流指令値、補正後のq軸電流指令値の演算に用いる電流指令テーブルおよびトルクリプル保証テーブルを自動生成するインバータ制御技術が開示されている。具体的には、特許文献１には、回転速度（検出値）とトルク指令値とに基づいて、ｄ軸電流指令値と前記ｑ軸電流指令値を出力する電流指令テーブル、およびトルクリプル補償信号のｄｎ軸成分，ｑｎ軸成分を出力するトルクリプル補償テーブルと、トルクリプル補償信号のｄｎ軸成分，ｑｎ軸成分を合成してトルクリプル補償信号を出力するトルクリプル補償信号合成部と、ｄ軸電流指令値とｑ軸電流指令値とトルクリプル補償信号とに基づいてインバータを制御するインバータ制御部と、を備え、電流指令テーブルと、トルクリプル補償テーブルは、自動調整処理により生成する装置を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－１０２１０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１には、トルクリプル補償信号の生成処理を全動作点において実行し、ｄ軸電流指令値とｑ軸電流指令値を回転速度とトルクに各々対応つけてテーブル化し電流指令テーブルを生成し、トルクリプル補償信号を回転速度とトルクに各々対応つけてテーブル化しトルクリプル補償テーブルを生成し、これに基づいてインバータを制御する手法が記載されている。

【0005】

しかし、特許文献１の手法では、テーブルを更新するために、トルクリプル補償信号の生成処理やその結果を用いたテーブルを生成する処理が必要であり、その実行のタイミングの選定の計算負荷と実行にかかる計算負荷、また、実行に必要な計算アルゴリズムの生成などの計算負荷が非常に大きくかかる場合がある。

【0006】

そこで、本発明は、インバータの制御に用いる補正量の更新のための計算負荷や、実行に必要な計算アルゴリズムの生成を必要としないインバータ装置およびインバータ装置の制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明は、その一例を挙げると、負荷を駆動するモータに対し交流電力を供給する電力変換装置と、前記モータの角度指令値と該角度指令値に対応する実績値との誤差に基づき前記誤差を無くすためのベーストルクを演算する主制御器と、前記誤差に基づき補正トルクを演算する副制御器とを備え、前記ベーストルクと前記補正トルクとを加算した負荷トルクにより前記電力変換装置を制御するインバータ装置であって、前記副制御器は、前記負荷の運転状況を複数に区分した数に合わせて前記誤差を入力して積分値を出力する複数の積分器と、前記運転状況に基づき前記複数の積分器のゲインを夫々切替えながら順次設定するゲイン設定器と、前記ゲイン設定器により設定される前記積分器の入力側および出力側に設けた可変ゲインと、前記積分器の出力側の前記可変ゲインの出力を加算し前記補正トルクとして出力する加算器とを有する、インバータ装置である。

【0008】

また、本発明の他の例を挙げるならば、負荷を駆動するモータに対し交流電力を供給する電力変換装置を備え、前記モータの角度指令値と該角度指令値に対応する実績値との誤差に基づき前記誤差を無くすためのベーストルクを演算し、前記誤差に基づき補正トルクを演算し、前記ベーストルクと前記補正トルクとを加算した負荷トルクにより前記電力変換装置を制御するインバータ装置の制御方法であって、前記補正トルクは、前記負荷の運転状況を複数に区分した数の積分機能を用意し、前記誤差を入力して複数の積分演算を行い、前記運転状況に基づき前記複数の積分演算の入力側及び出力側のゲインを夫々運転条件に応じて切替えながら順次設定し、前記積分演算の出力側のゲインで調整した出力を加算することにより求めるようにしたインバータ装置の制御方法である。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、インバータの制御に用いる補正量の更新のための計算負荷や、実行に必要な計算アルゴリズムの生成を必要としないインバータ装置およびインバータ装置の制御方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施例１におけるアーム揺動装置の機構部分を示す図である。

【図2】本発明の実施例１におけるアーム揺動装置の制御系の構成図である。

【図3】アームにはたらく重力による力の例を示す図である。

【図4】アームの回転角度θに対する負荷トルクの変化の例を示す図である。

【図5】本発明の実施例１におけるインバータの構成を示す図である。

【図6】ゲイン設定器で設定するゲインの値の例を示す図である。

【図7】アーム角度に対する負荷トルクと各積分器の積分値の初期値から計算した補正トルクを示す図である。

【図8】積分値を初期値でアームを揺動させた場合のアーム角度の指令値と応答の例を示す図である。

【図9】積分器の値が収束した際のアーム角度に対する負荷トルクと各積分器の積分値から計算した補正トルクを示す図である。

【図10】アーム角度に対する負荷トルクと各積分器の積分値の収束値から計算した補正トルクを示す図である。

【図11】本発明の実施例２におけるインバータの構成を示す図である。

【図12】副制御器の補正曲線の次元と副制御器の次元によって作成できる補正形状のイメージと適用されるアプリケーションの対応を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではない。また、以下の説明における各図面において、共通する各装置、機器には、同一の符号（番号）を用いており、すでに説明した各装置、機器の説明を省略する場合がある。

【0012】

≪実施例１≫
次に、本発明の実施例１について図面（図１～図１０）を用いて説明する。この実施例では、モータを用いてアームを鉛直面内で揺動させるアーム揺動装置を例として説明する。

【0013】

図１は、実施例１におけるモータ３とアーム揺動装置の機構部４を示している。機構部４は、減速機４１と、アーム４２とから構成される。この実施例１では、モータ３の回転軸は、x軸を中心として回転し、モータ３のヘッドに取り付けられた減速機４１を介して出力され、減速機４１の出力軸もx軸を中心として回転する。アーム４２は、減速機４１の出力軸に取り付けられ、ｙｚ平面内で揺動運動を行う。また、重力加速度は、ｚ軸のマイナス方向に働いている。ここで、アーム４２の初期位置は、アーム４２の長手方向の軸がｙ軸と平行となる位置であり、モータ３を回転させるとアーム４２の長手方向の軸がｚ軸と平行となる位置まで揺動するアーム揺動装置となっている。なお、図１では、前述のように実施例１のモータ３および機構部４のみを示しており、上位コントローラや電源、インバータ、アームの角度センサ、電線等は図示していない。

【0014】

次に、図２により実施例１の全体の構成を説明する。図２において、上位コントローラ１は、アーム４２の運動計画を立て、それに基づいてインバータ２への指令値としてモータ角度指令を計算する。また、上位コントローラ１では、アーム４２のセンサ情報から、負荷（アーム揺動装置）の運転状況としてアーム角度を計算する。インバータ２は、上位コントローラ１からの指令値と運転状況とモータ３の応答から、モータ３に発生させるべきトルクを決定し、インバータ２の電力変換器２３（図５参照）でそのトルクが発生するように電源電力からモータ３に印加する電力を生成し出力する。モータ３は、印加された電力からトルクを発生し、モータ３の回転軸を回転させる。また、モータ３のロータの回転角度は、モータ３内のセンサで検出し、インバータ２へ伝達される。減速機４１は、この実施例では減速比が４の遊星ギヤとする。この減速機４１は、モータ３の出力軸の回転数を４分の１にするとともにトルクを４倍に増幅して出力する。アーム４２は、減速機４１の出力軸に固く取り付けられていて、出力軸の回転とともに揺動運動を行う。アーム４２には、センサ類が取り付けられ、上位コントローラ１の演算に必要な情報を取得し、それを伝達する構成となっている。

【0015】

次に、図３により、アームに働く重力による力について説明する。アーム４２を剛体として考えると、アーム４２の重心位置に重力による集中荷重が働くと考えることができる。重力による荷重は、アーム４２の重さをｍとすると、これに重力加速度ｇをかけたｍｇがｚ軸マイナス方向に働く力となる。図示のようにアーム４２が角度θだけ傾いている場合には、ｍｇの分力ｍｇ・ｃｏｓθがアーム４２を揺動させる力となる。ここでは、この力による減速機出力軸を回そうとするトルクを負荷トルクと表現する。

【0016】

次に、図４により、アームの回転角度θに対する負荷トルクの変化について説明する。図示のように負荷トルク５は、アームの回転角に依存する非線形特性を示す。

【0017】

次に、インバータ２の内部構成について説明する。図５は、実施例１におけるインバータ２の内部の構成を示している。
図５において、インバータ２には、上位コントローラ１からアーム角度とモータ角度指令が入力される。インバータ２は、上位コントローラ１からのモータ角度指令と応答のモータ角度とを比較し、その誤差（偏差）に基づいて主制御器２１により誤差が０（ゼロ）になるようにするためのベーストルクを計算する。主制御器２１の処理方式については、特に限定しないが、例えばＰＩＤ制御器を用いる。

【0018】

副制御器２２は、上位コントローラ１から出力される運転状況であるアーム角度と前述の誤差（偏差）から、補正トルクを計算し出力する。この実施例１における副制御器２２は、６つの積分器からなる積分器群２２３と、その積分器群２２３の入力側に配置される入力可変ゲイン２２２、その積分器群２２３の出力側に配置される出力可変ゲイン２２４とを備えている。また、各積分器のゲインを決定してゲイン設定を行うゲイン設定器２２１を備えている。

【0019】

ゲイン設定器２２１は、アーム角度を入力し、積分器群２２３を構成する各積分器に対するゲインを演算し設定する。積分器群２２３の各積分器の出力は出力可変ゲイン２２４によりゲインが調整され、加算器２２５に出力される。加算器２２５は、出力可変ゲイン２２４からの計算値を加算し、加算結果を補正トルクとして出力する。そして、主制御器２１の計算結果（ベースゲイン）と、副制御器２２の計算結果（補正トルク）は加算されて、電力変換器２３に入力される。これにより、電力変換器２３は、モータ３を駆動する電力を生成し、モータ３に供給する構成となっている。ここで、積分器群２２３を構成する複数の積分器は、運転状況（この例では、アーム角度）を複数に区分した数に対応して設けられ、積分器は、運転状況の推移（進行）に対応して配置されている。つまり、運転状況の進行に応じて、第１の積分器から第２の積分器に切替わることが可能なように配置している。

【0020】

なお、本実施例では、積分器の数を６つとしたが、積分器の数は、制御対象の特性や制御条件によって決定することができ、積分器を６個に限定する必要はない。すなわち、本発明は、積分器の数を６個に限定するものでは無い。なお、本実施例では図示していないが、加算器２２５の後流に積分器の積分値から、トルクに変換するゲインや数式による処理手段があるものとする。また、積分値からトルクに変換するゲインや数式のよる処理を前述の出力可変ゲインに含めてしまっても良い。

【0021】

次に、図１、図２、図５を用いて、本実施例の動作について説明する。
まず、初期状態として、アーム４２は、角度０度の位置にあり、ｙ軸と平行の位置にあるとする。ここで、上位コントローラ１でアーム４２の角度を９０度とする運動計画をたて、それを実行する動作を行うものとして、説明する。

【0022】

まず、上位コントローラ１で、アーム４２の角度を計画通りに動かすために必要なモータ３の回転角度を計算し、モータ角度指令（モータ角度指令値）としてインバータ２に引き渡す。また、上位コントローラ１では、アームに取り付けられたセンサの情報からアーム角度を計算しインバータに引き渡す。インバータ２は、これら入力に対して、ただちにモータ角度指令と実際のモータ角度の誤差（偏差）を計算し、この誤差が無くなるようにするためにモータ３が出力すべきトルク（ベーストルク）を計算し、その発生に必要な電力を供給する動作を行う。このため、主制御器２１は、例えば、誤差（偏差）に対するＰＩＤ制御、すなわち誤差に対して比例、積分、微分の計算を実施し、それらの和を操作量とする処理を行い、ベーストルクとして出力する。ベーストルクは、電力変換器２３で実際のモータ３を駆動する電力に変換される。例えば、モータが三相交流モータである場合には、電力変換器２３は、モータ３のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に印加する三相交流電圧を生成する。

【0023】

ここで、前述のようにアーム揺動装置では、アーム４２の角度に依存する非線形負荷トルクが作用する。すなわち、モータ３を操作してアーム４２を０度から９０度に揺動させようとした場合、アーム４２の角度（アーム角度）に対応してアームを押し戻そうとする重力による負荷トルクが作用する。このため、インバータ２においては、主制御器２１の出力であるベーストルクのみでは、重力による負荷トルクによる影響で、アームの位置制御の精度が悪化することが懸念される。このため、副制御器２２を配置し、負荷トルクによる影響を無くすように操作量を補正する。

【0024】

ここで、従来の副制御器２２には、物理モデルを用いた計算ロジックや、制御対象の特性を反映させたテーブルなどが用いられていた。これに対し、本実施例における副制御器２２は、運転状況であるアーム角度に応じて計算を行う複数の積分器からなる積分器群２２３、ゲイン設定器２２１、加算器２２５などによって構成している。積分器群２２３は、本実施例では、積分器の個数を６個とし、積分器の前後に入力可変ゲイン２２２，出力可変ゲイン２２４を設置している。この積分器群２２３の積分動作を実行するか停止するかを決定するものが、入力可変ゲイン２２２であり、積分器の積分値を出力するか、しないかを決定するものが出力可変ゲイン２２４である。また、この実施例におけるこれらゲインは、０か１かというオン（ＯＮ）－オフ（ＯＦＦ）的なゲインではなく、０から１の間を連続的に変化させながら切替える構成であり、積分器群２２３の各積分器の積分動作の実行／停止、積分値の出力の度合いも０％から１００％の間で連続的に変化させることができる。これにより積分器群を２２３の各積分器をデジタル的に動作と停止を切替えて使うのではなく，連続的に切替えて使うことができる。すなわち，有限個数の積分器でスムーズな副制御器の出力を生成することが可能となる。

【0025】

ゲイン設定器２２１は、これらゲインの値を指定するものである。なお、本実施例では、積分器群２２３の各積分器に対する入力可変ゲイン２２２と出力可変ゲイン２２４には同じゲイン値を用いるようにした。副制御器２２では、アーム４２の角度に依存性のある負荷トルク（重力による影響分）を相殺するための操作を行いたいので、積分器群２２３の各積分器は、それぞれ、所定のアームの角度に対して作動するように構成し、アーム角度が変化するにつれて、順次異なる積分器が作動するようにしている。すなわち、アーム角度０度付近で第１の積分器と第２の積分器、アーム角度１８度付近から第２の積分器と第３の積分器、アーム角度１８度付近から第2の積分器と第３の積分器が動作する、というように、アーム４２の角度に応じて対応する積分器を順次連続的に切替えながらゲインの値を設定する。

【0026】

図６にゲイン設定器２２１で設定するゲインの値を示す。図６は、積分器群２２３の各積分器（第１の積分器～第６の積分器）を制御する可変ゲインの設定値を示している。図6における第１のゲイン～第６のゲインは、夫々、図５における第１の積分器～第６の積分器において設定されるゲインに対応する。図６に示すように、各積分器のゲイン（ゲイン設定値）は、アーム角度の進行に応じて、第１の積分器から第２の積分器、第３の積分器、第４の積分器、第5の積分器、第６の積分器の順に連続的に０から最大値の１の値で順次増減しながら連続的に変化する。すなわち、アーム角度がゼロ度で第１の積分器のゲイン（第１のゲイン）を１とし、アーム角度の進行に伴い、第１の積分器のゲインは減少し、アーム角度１８度で０になる。同時に第２の積分器のゲイン（第２のゲイン）は、アーム角度０度で０であるが、アーム角度の進行に従い０から増加し、アーム角度１８度で最大の１となる。その間、他の積分器（第３の積分器～第６の積分器のゲインは０のままである。また、アーム角度１８度から第２の積分器のゲイン（第２のゲイン）は減少を開始し、隣接する第３の積分器のゲインは０から増加を開始する。アーム角度が３６度で、第２の積分器のゲインは０となり、第３の積分器のゲインは最大となる。このようなゲインの設定により、アーム角度が１８度毎に、隣接する積分器のスムーズな切替えが行われる。各積分器の出力は、出力可変ゲイン２２４により調整され、加算器２２５にて集約され、補正トルクとして出力される。そして、この補正トルクは、主制御器２１の出力であるベーストルクと加算され、電力変換器２３に供給される。このように、アーム角度に応じて，連続的でスムーズな補正トルクを生成することが可能となる。

【0027】

なお，本実施例では，図６に示す様な三角形の形状のゲインとしたが、本発明はこのようなゲインに限定するものでは無い。例えば、ゲインの形状は、台形であっても良いし，三角関数や楕円などの形状であっても良い。

【0028】

この実施例１の制御について、さらに詳しく説明する。まず、アーム４２を揺動させようとした場合でアームの角度が０度の場合、副制御器２２は、アームの角度から、ゲイン設定器２２１で第１の積分器に用いる可変ゲインの値を１に設定し、その他の可変ゲインの値を０とする（図６の第１のゲイン参照）。第１のゲインは、アーム角度の進行に従い減少し、同時に隣接する第２の積分器のゲイン（図６の第２のゲイン）が増加する。これにより、第１の積分器および第２の積分器は、積分を実行するとともに積分器内の積分値を出力する。そして、この積分値の出力可変ゲイン２２４でゲイン調整が行われる。出力可変ゲインの値と入力可変ゲインの値は同じとする。出力可変ゲイン２２４の出力から、補正トルクが計算される。すなわち、出力可変ゲイン２２４の出力は、出力側でのゲイン調整後、加算器２２５で加算され（合成され）、補正トルクを出力する。電力変換器２３では、主制御器２１によるベーストルクと、副制御器２２による補正トルクを加算したトルクにて、電力変換器２３を制御し、モータ３に印加する電力を出力する。インバータ２からの電力により、モータ３はトルクを発生し、そのトルクは減速機４１で増幅され、アーム４２が揺動動作を開始する。

【0029】

次に、アーム角度が進み角度が１８度になった場合、副制御器２２は、アームの角度から、ゲイン設定器２２１で第２の積分器に用いる可変ゲインの値を１に設定し、その他の可変ゲインの値を０とする。アーム角度の進行とともに、第２の積分器のゲインは１から減少し、３６度において０となるよう変更する。同時に、第３の積分器に用いる可変ゲインの値は、アーム角度１８度において０であり、その後アーム角度の進行とともに増加し、３６度で１となるように連続的に変化させる。これにより、第２の積分器および第３の積分器は、積分を実行するとともに積分器内の積分値を出力する。そして、この積分値から、上述と同様にして補正トルクが計算される。インバータ２では、主制御器２１によるベーストルクと副制御器２２による補正トルクの加算値から電力変換器２３を制御し、モータ３に印加する電力を出力する。インバータ２からの電力により、モータ３はトルクを発生し、そのトルクは減速機４１で増幅され、アーム４２の揺動動作を継続する。

【0030】

このようにして、副制御器２２ではアーム角度に応じて積分器がゲイン設定器221の設定するゲインにより順次切替えられながら、その積分器の積分値を用いて補正トルクが加算器２２５の出力として出力される。また、同時に、その積分器で誤差を積分し、積分値が逐次修正される動作となる。なお、各積分器は初期値として、予め想定される負荷トルクが出力される値が設定されているとする。

【0031】

図７に、アーム角度に対する負荷トルクと各積分器の積分値の初期値から計算した補正トルクの状態を示す。各積分器の初期値は、予め想定して設定しているが、実際と想定の差から、図示のように負荷トルク５と各積分器の初期値から計算した補正トルク値５１～５６とは差がある状態となっている。

【0032】

図８に、各積分器の積分値を初期値のままで、アームを揺動させた場合の、アーム角度の指令値と応答のアーム角度を示す。図７に示したように負荷トルクと補正トルクに差があるため、応答は指令に正確に追従できない結果となる。

【0033】

この後、アームの揺動動作を数回実施すると実施毎に誤差により各積分器の値が積分計算で修正される。

【0034】

図９に、揺動動作を繰り返して、積分器の値が収束した際のアーム角度に対する負荷トルク５と各積分器の収束値から計算した補正トルク値５１Ｃ～５６Ｃの状態を示す。各積分器の値は、修正され図示のように補正トルクと負荷トルクは一致するようになる。

【0035】

図１０に、各積分器の積分値が図９に示す状態において、アームを揺動させた場合の、アーム角度の指令値と応答のアーム角度を示す。負荷トルクと補正トルクが一致しているので、応答は指令に正確に追従する結果となる。

【0036】

以上説明したように実施例１では、インバータの制御に用いる補正量の更新を、更新専用の動作や、計算を実施することなく達成することができる。このため、更新のタイミングの選定や、更新の実行にかかる計算負荷、また、更新のために必要な、計算アルゴリズムの生成を必要としない計算負荷が少なくかつ精度が高く高精度な制御ができるインバータ装置を実現することができる。

【0037】

なお、本実施例では副制御器２２を動作させる運転状況としてアーム４２の角度を用いたが、これに限定されない。すなわち、例えば，モータ３の回転角や回転速度であっても良いし，インバータ２内などで計算した推定値を用いても良く、制御する内容に応じて選定すれば良い。一例として，モータ３の回転角度を運転状況として，積分器で積分する入力を指令トルクと推定トルクの誤差とすると、モータ３のトルク脈動をキャンセルし、モータ３の出力トルクを平滑にするインバータ装置を構成することができる。

【0038】

≪実施例２≫
次に本発明の実施例２について、図１１を用いて説明する。この実施例２は、上述した実施例１と基本的に同様の構成であるが、この実施例２では副制御器を２組設けた構成になっている。すなわち、図１１に示す実施例２では、副制御器２２と２２Bとを有する構成となっている点が、実施例１（図５参照）の場合と異なる。

【0039】

したがって、図１１の構成において、図５と同様の構成機器には、図５と同一の番号（符号）を付し、その説明は省略する。図１１において、副制御器２２の構成は、図５と同一の構成である。また、副制御器２２Bは、副制御器２２と同様の構成となっている。すなわち、副制御器２２Bは、積分器群２２３B、ゲイン設定器２２１B、入力可変ゲイン２２２B、出力可変ゲイン２２４B、加算器２２５Bで構成される。この副制御器２２Bの動作は、副制御器２２と同様であるので、説明は省略する。

【0040】

補正量が２つ以上であっても、副制御器を並列に複数組配置して対処することができる。このような、複数の補正に対する、インバータの適用を図１２に示す。図１２では本発明の副制御器の補正曲線の次元と副制御器の次元によって作成できる補正形状のイメージと適用が想定されるアプリケーションを対応させて示したものである。図１２に示すように、本発明は様々なアプリケーションに対して適用ができる。

【0041】

実施例２においても、インバータの制御に用いる補正量の更新を、更新専用の動作や、計算を実施することなく達成することができる。このため、更新のタイミングの選定や、更新の実行にかかる計算負荷、また、更新のために必要な、計算アルゴリズムの生成を必要としない計算負荷が少なくかつ精度が高く高精度な制御を実現することができる。

【符号の説明】

【0042】

１…上位コントローラ、２…インバータ、３…モータ、４…機構部、５…負荷トルク、２１…主制御器、２２…副制御器、２２Ｂ…副制御器、２３…電力変換器、４１…減速機、４２…アーム、５１～５６…各積分器の初期値から計算した補正トルク値、５１Ｃ～５６Ｃ…各積分器の収束値から計算した補正トルク値、２２１…ゲイン設定器、２２２…入力可変ゲイン、２２３…積分器群、２２４…出力可変ゲイン、２２５…加算器、２２１Ｂ…ゲイン設定器、２２２Ｂ…入力可変ゲイン、２２３Ｂ…積分器群、２２４Ｂ…出力可変ゲイン、２２５Ｂ…加算器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】