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特許7673012巻線形誘導電動機用制御装置および該方法ならびに巻線形誘導電動機システム
(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】2025-04-25
(45)【発行日】2025-05-08
(54)【発明の名称】巻線形誘導電動機用制御装置および該方法ならびに巻線形誘導電動機システム
(51)【国際特許分類】
H02P 23/07 20160101AFI20250428BHJP
【ＦＩ】
H02P23/07
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2022048090
(22)【出願日】2022-03-24
(65)【公開番号】P2023141655
(43)【公開日】2023-10-05
【審査請求日】2024-09-02
(73)【特許権者】
【識別番号】000001199
【氏名又は名称】株式会社神戸製鋼所
(74)【代理人】
【識別番号】100115381
【弁理士】
【氏名又は名称】小谷 昌崇
(74)【代理人】
【識別番号】100111453
【弁理士】
【氏名又は名称】櫻井 智
(72)【発明者】
【氏名】河合 宏明
(72)【発明者】
【氏名】西田 吉晴
(72)【発明者】
【氏名】山下 俊郎
(72)【発明者】
【氏名】前田 知幸
(72)【発明者】
【氏名】山田 崇
(72)【発明者】
【氏名】前川 智史
【審査官】保田 亨介
(56)【参考文献】
【文献】特開昭６３－０６４５９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭４９－００７４１０（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１９－２０１５４５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｐ２１／００－２５／０３
２５／０４
２５／１０－２７／１８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
１次巻線と２次巻線とを備える巻線形誘導電動機を制御する巻線形誘導電動機用制御装置であって、前記２次巻線に接続され、可変な抵抗値を持つ２次抵抗部と、
前記２次抵抗部における時系列な抵抗値パターンを、互いに異なるように複数、生成するパターン生成部と、
前記パターン生成部で生成した複数の時系列な抵抗値パターンそれぞれについて、当該時系列な抵抗値パターンで前記２次抵抗部の抵抗値が変更された場合における前記巻線形誘導電動機の制御目的に関する所定の物理量の値を予測値として予測する予測部と、
前記パターン生成部で生成した複数の時系列な抵抗値パターンの中から、前記予測部で予測された前記巻線形誘導電動機の各予測値の中で最も高い評価の予測値に対応する時系列な抵抗値パターンを選択するパターン選択部と、
前記パターン選択部で選択された時系列な抵抗値パターンに基づいて、前記２次抵抗部を制御する２次抵抗制御部とを備える、
巻線形誘導電動機用制御装置。
【請求項2】
前記２次抵抗部は、抵抗素子と、前記抵抗素子を前記２次巻線に接続するか否かを切り換える切換えスイッチとを備える抵抗素子ユニットを少なくとも１個、備える、請求項１に記載の巻線形誘導電動機用制御装置。
【請求項3】
前記巻線形誘導電動機の制御目的に関する所定の物理量は、回転速度である、請求項１または請求項２に記載の巻線形誘導電動機用制御装置。
【請求項4】
前記巻線形誘導電動機の制御目的に関する所定の物理量は、トルクである、請求項１または請求項２に記載の巻線形誘導電動機用制御装置。
【請求項5】
前記パターン選択部は、制御目標値と前記予測値との偏差に基づく評価値を用いることによって前記最も高い評価の予測値を選定する、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の巻線形誘導電動機用制御装置。
【請求項6】
前記パターン生成部は、前記複数の時系列な抵抗値パターンを生成する場合に、時系列で前後に並ぶ２個の抵抗値の中の後の抵抗値を、前記２次抵抗部における可変で生成し得る複数の抵抗値を大小順に並べた場合に、前の抵抗値、前記前の抵抗値より１つだけ大きい抵抗値および前記前の抵抗値より１つだけ小さい抵抗値の中から選択する、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の巻線形誘導電動機用制御装置。
【請求項7】
１次巻線と、可変な抵抗値を持つ２次抵抗部に接続される２次巻線とを備える巻線形誘導電動機を制御する巻線形誘導電動機用制御方法であって、前記２次抵抗部における時系列な抵抗値パターンを、互いに異なるように複数、生成するパターン生成工程と、
前記パターン生成工程で生成した複数の時系列な抵抗値パターンそれぞれについて、当該時系列な抵抗値パターンで前記２次抵抗部の抵抗値が変更された場合における前記巻線形誘導電動機の制御目的に関する所定の物理量の値を予測値として予測する予測工程と、
前記パターン生成工程で生成した複数の時系列な抵抗値パターンの中から、前記予測工程で予測された前記巻線形誘導電動機の各予測値の中で最も高い評価の予測値に対応する時系列な抵抗値パターンを選択するパターン選択工程と、
前記パターン選択工程で選択された時系列な抵抗値パターンに基づいて、前記２次抵抗部を制御する２次抵抗制御工程とを備える、
巻線形誘導電動機用制御方法。
【請求項8】
１次巻線と２次巻線とを備える巻線形誘導電動機と、前記巻線形誘導電動機を制御する巻線形誘導電動機用制御部とを備え、
前記巻線形誘導電動機用制御部は、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の巻線形誘導電動機用制御装置である、
巻線形誘導電動機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、１次巻線と２次巻線とを備える巻線形誘導電動機を制御する巻線形誘導電動機用制御装置および巻線形誘導電動機用制御方法、ならびに、前記巻線形誘導電動機用制御装置を備えた巻線形誘導電動機システムに関する。
【背景技術】
【0002】
誘導電動機は、巻線形誘導電動機とかご形誘導電動機とに大別される。この巻線形誘導電動機は、２次抵抗制御により、トルク制御や回転速度制御を実施できることから、例えば、ポンプや電車やクレーン等の比較的大容量が要求される機器に採用されている。この２次抵抗制御に関し、例えば、特許文献１がある。
【0003】
この特許文献１には、巻線形誘導電動機と、速度検出器と、ダイオード整流器と、２次抵抗器と、前記速度検出器で検出した前記巻線形誘導電動機の回転速度が定格回転速度の５０［％］～７０［％］以上の場合には、前記ダイオード整流器に、コンダクタを介して前記巻線形誘導電動機の２次巻線を接続し、前記値未満の場合には、前記２次抵抗器に、他のコンダクタを介して前記巻線形誘導電動機の２次巻線を接続する２次切換制御回路とを備えるシステムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００５－２２９７２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、前記特許文献１の２次抵抗器は、その抵抗値を可変できることがその図１ないし図３に図示されているが、その可変方法は、開示されていない。一般的には、手動で、例えば所望の回転速度になるように２次抵抗器の抵抗値が変更されている。
【0006】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、自動的に２次抵抗値を変更できる巻線形誘導電動機用制御装置および巻線形誘導電動機用制御方法、ならびに、前記巻線形誘導電動機用制御装置を備えた巻線形誘導電動機システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者は、種々検討した結果、上記目的は、以下の本発明により達成されることを見出した。すなわち、本発明の一態様にかかる巻線形誘導電動機用制御装置は、１次巻線と２次巻線とを備える巻線形誘導電動機を制御する装置であって、前記２次巻線に接続され、可変な抵抗値を持つ２次抵抗部と、前記２次抵抗部における時系列な抵抗値パターンを、互いに異なるように複数、生成するパターン生成部と、前記パターン生成部で生成した複数の時系列な抵抗値パターンそれぞれについて、当該時系列な抵抗値パターンで前記２次抵抗部の抵抗値が変更された場合における前記巻線形誘導電動機の制御目的に関する所定の物理量の値を予測値として予測する予測部と、前記パターン生成部で生成した複数の時系列な抵抗値パターンの中から、前記予測部で予測した前記巻線形誘導電動機の各予測値の中で最も高い評価の予測値に対応する時系列な抵抗値パターンを選択するパターン選択部と、前記パターン選択部で選択した時系列な抵抗値パターンに基づいて、前記２次抵抗部を制御する２次抵抗制御部とを備える。
【0008】
このような巻線形誘導電動機用制御装置は、予測制御によって２次抵抗部の抵抗値を決定できるから、自動的に２次抵抗値を変更できる。
【0009】
他の一態様では、上述の巻線形誘導電動機用制御装置において、前記２次抵抗部は、抵抗素子と、前記抵抗素子を前記２次巻線に接続するか否かを切り換える切換えスイッチとを備える抵抗素子ユニットを少なくとも１個、備える。好ましくは、上述の巻線形誘導電動機用制御装置において、前記２次抵抗部は、縦続接続された複数の抵抗素子ユニットを備える。
【0010】
このような巻線形誘導電動機用制御装置は、抵抗素子ユニットを縦続接続で増やすという簡単な手法で抵抗値パターンを増やすことができる。抵抗素子ユニットを増やすことで、巻線形誘導電動機の制御目的に関する所定の物理量が細かく設定できるから（高い分解能で設定できるから）、巻線形誘導電動機を細かく制御できる（高い分解能で制御できる）。
【0011】
他の一態様では、これら上述の巻線形誘導電動機用制御装置において、前記巻線形誘導電動機の制御目的に関する所定の物理量は、回転速度である。
【0012】
これによれば、回転速度制御できる巻線形誘導電動機用制御装置が提供できる。
【0013】
他の一態様では、これら上述の巻線形誘導電動機用制御装置において、前記巻線形誘導電動機の制御目的に関する所定の物理量は、トルクである。
【0014】
これによれば、トルク制御できる巻線形誘導電動機用制御装置が提供できる。
【0015】
他の一態様では、これら上述の巻線形誘導電動機用制御装置において、前記パターン選択部は、制御目標値と前記予測値との偏差に基づく評価値を用いることによって前記最も高い評価の予測値を選定する。
【0016】
このような巻線形誘導電動機用制御装置は、制御目標値と予測値との偏差に基づく評価値で予測値を評価するので、制御目標値に対する追従性の高い予測値を選定できる。
【0017】
他の一態様では、これら上述の巻線形誘導電動機用制御装置において、前記パターン生成部は、前記複数の時系列な抵抗値パターンを生成する場合に、時系列で前後に並ぶ２個の抵抗値の中の後の抵抗値を、前記２次抵抗部における可変で生成し得る複数の抵抗値を大小順に並べた場合に、前の抵抗値、前記前の抵抗値より１つだけ大きい抵抗値および前記前の抵抗値より１つだけ小さい抵抗値の中から選択する。
【0018】
このような巻線形誘導電動機用制御装置は、時系列で前後に並ぶ２個の抵抗値を１個ずつずらした抵抗値となるように２次抵抗部を制御するので、スムーズに駆動するように巻線形誘導電動機を制御できる。
【0019】
本発明の他の一態様にかかる巻線形誘導電動機用制御方法は、１次巻線と、可変な抵抗値を持つ２次抵抗部に接続される２次巻線とを備える巻線形誘導電動機を制御する方法であって、前記２次抵抗部における時系列な抵抗値パターンを、互いに異なるように複数、生成するパターン生成工程と、前記パターン生成工程で生成した複数の時系列な抵抗値パターンそれぞれについて、当該時系列な抵抗値パターンで前記２次抵抗部の抵抗値が変更された場合における前記巻線形誘導電動機の制御目的に関する所定の物理量の値を予測値として予測する予測工程と、前記パターン生成工程で生成した複数の時系列な抵抗値パターンの中から、前記予測工程で予測した前記巻線形誘導電動機の各予測値の中で最も高い評価の予測値に対応する時系列な抵抗値パターンを選択するパターン選択工程と、前記パターン選択工程で選択した時系列な抵抗値パターンに基づいて、前記２次抵抗部を制御する２次抵抗制御工程とを備える。
【0020】
このような巻線形誘導電動機用制御方法は、予測制御によって２次抵抗部の抵抗値を決定できるから、自動的に２次抵抗値を変更できる。
【0021】
本発明の他の一態様にかかる巻線形誘導電動機システムは、１次巻線と２次巻線とを備える巻線形誘導電動機と、前記巻線形誘導電動機を制御する巻線形誘導電動機用制御部とを備え、前記巻線形誘導電動機用制御部は、これら上述のいずれかの巻線形誘導電動機用制御装置である。
【0022】
これによれば、これら上述のいずれかの巻線形誘導電動機用制御装置を備えた巻線形誘導電動機システムが提供できる。上記巻線形誘導電動機システムは、これら上述のいずれかの巻線形誘導電動機用制御装置を備えるので、予測制御によって２次抵抗部の抵抗値を決定できるから、自動的に２次抵抗値を変更できる。
【発明の効果】
【0023】
本発明にかかる巻線形誘導電動機用制御装置および巻線形誘導電動機用制御方法は、自動的に２次抵抗値を変更できる。本発明によれば、前記巻線形誘導電動機用制御装置を備えた巻線形誘導電動機システムが提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】実施形態における巻線形誘導電動機システムの構成を示す図である。
【図2】前記巻線形誘導電動機システムの２次抵抗部で実現可能な時系列な抵抗値パターンの一例を説明するための図である。
【図3】前記巻線形誘導電動システムにおける動作を示すフローチャートである。
【図4】制約を設けた場合における、時系列な抵抗値パターンの一例を説明するための図である。
【図5】無負荷の場合におけるシミュレーション結果を示す図である。
【図6】負荷トルクを与えた場合におけるシミュレーション結果を示す図である。
【図7】前記巻線形誘導電動システムをトロリー台車に適用した場合における概略構成を示す図である。
【図9】比較例のミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、図面を参照して、本発明の１または複数の実施形態が説明される。しかしながら、発明の範囲は、開示された実施形態に限定されない。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。
【0026】
実施形態における巻線形誘導電動機システムは、１次巻線と２次巻線とを備える巻線形誘導電動機と、前記巻線形誘導電動機を制御する巻線形誘導電動機用制御部とを備える。前記巻線形誘導電動機用制御部は、前記２次巻線に接続され、可変な抵抗値を持つ２次抵抗部と、前記２次抵抗部における時系列な抵抗値パターンを、互いに異なるように複数、生成するパターン生成部と、前記パターン生成部で生成した複数の時系列な抵抗値パターンそれぞれについて、当該時系列な抵抗値パターンで前記２次抵抗部の抵抗値が変更された場合における前記巻線形誘導電動機の制御目的に関する所定の物理量の値を予測値として予測する予測部と、前記パターン生成部で生成した複数の時系列な抵抗値パターンの中から、前記予測部で予測した前記巻線形誘導電動機の各予測値の中で最も高い評価の予測値に対応する時系列な抵抗値パターンを選択するパターン選択部と、前記パターン選択部で選択した時系列な抵抗値パターンに基づいて、前記２次抵抗部を制御する２次抵抗制御部とを備える。以下、このような巻線形誘導電動機用制御部を備える巻線形誘導電動機システムについて、より具体的に説明する。
【0027】
図１は、実施形態における巻線形誘導電動機システムの構成を示す図である。図１Ａは、全体を示し、図１Ｂは、ＭＰＣ制御部の構成を示すブロック図である。図２は、前記巻線形誘導電動機システムの２次抵抗部で実現可能な時系列な抵抗値パターンの一例を説明するための図である。
【0028】
実施形態における巻線形誘導電動機システムＳＭは、例えば、図１Ａに示すように、１次巻線と２次巻線とを備える巻線形誘導電動機ＩＭと、予測制御制御部（ＭＰＣ制御部）ＣＬと、２次抵抗部ＲＵとを備える。本実施形態では、後述から分かるように、これら２次抵抗部ＲＵおよびＭＰＣ制御部ＣＬは、前記巻線形誘導電動機を制御する巻線形誘導電動機用制御部、すなわち、線形誘導電動機用制御装置の一例に相当する。
【0029】
巻線形誘導電動機ＩＭには、図略の電源より、３相の交流電力が給電され、その２次巻線には、２次抵抗部ＲＵが接続される。
【0030】
２次抵抗部ＲＵは、可変な抵抗値を持つ抵抗器である。２次抵抗部ＲＵは、ＭＰＣ制御部ＣＬに接続され、ＭＰＣ制御部ＣＬの制御に従ってその抵抗値を変更する。２次抵抗部ＲＵは、スライダ位置や回転位置等を電動で制御できるスライダ式や回転式等の可変抵抗器であってよいが、例えば、本実施形態では、２次抵抗部ＲＵは、抵抗素子Ｒと、前記抵抗素子Ｒを前記２次巻線に接続するか否かを切り換える切換えスイッチＳとを備える抵抗素子ユニットＵＴを少なくとも１個、備え、階段状に抵抗値を変更する（離散的に抵抗値を変更する）。図１Ａに示す例では、２次抵抗部ＲＵは、４個の第１ないし第４抵抗素子ユニットＵＴ１～ＵＴ４を備え、巻線形誘導電動機ＩＭにおける前記２次巻線の抵抗値Ｒｒｍを含め、次表１に示すように、５段階で２次側（２次回路、２次巻線側）の抵抗値を変更できる。
【0031】
より具体的には、第４抵抗素子ユニットＵＴ４は、第１相の抵抗素子Ｒ４と、第２相の抵抗素子Ｒ４と、第３相の抵抗素子Ｒ４と、第１相と第２相との接続をオンオフするスイッチＳ４と、第２相と第３相との接続をオンオフするスイッチＳ４と、第３相と第１相との接続をオンオフするスイッチＳ４とを備え、２次巻線に接続される。第３抵抗素子ユニットＵＴ３は、第１相の抵抗素子Ｒ３と、第２相の抵抗素子Ｒ３と、第３相の抵抗素子Ｒ３と、第１相と第２相との接続をオンオフするスイッチＳ３と、第２相と第３相との接続をオンオフするスイッチＳ３と、第３相と第１相との接続をオンオフするスイッチＳ３とを備え、第４抵抗素子ユニットＵＴ４に縦続接続される。同様に、第２抵抗素子ユニットＵＴ２は、第１相の抵抗素子Ｒ２と、第２相の抵抗素子Ｒ２と、第３相の抵抗素子Ｒ２と、第１相と第２相との接続をオンオフするスイッチＳ２と、第２相と第３相との接続をオンオフするスイッチＳ２と、第３相と第１相との接続をオンオフするスイッチＳ２とを備え、第３抵抗素子ユニットＵＴ３に縦続接続される。第１抵抗素子ユニットＵＴ１は、第１相の抵抗素子Ｒ１と、第２相の抵抗素子Ｒ１と、第３相の抵抗素子Ｒ１と、第１相と第２相との接続をオンオフするスイッチＳ１と、第２相と第３相との接続をオンオフするスイッチＳ１と、第３相と第１相との接続をオンオフするスイッチＳ１とを備え、第１相、第２相および第３相は、互いに結線される。言い換えれば、第１相のラインには、前記２次巻線から、第４抵抗素子ユニットＵＴ４における第１相の抵抗素子Ｒ４、第３抵抗素子ユニットＵＴ３における第１相の抵抗素子Ｒ３、第２抵抗素子ユニットＵＴ２における第１相の抵抗素子Ｒ２および第１抵抗素子ユニットＵＴ１における第１相の抵抗素子Ｒ１がこの順で順次に直列接続され、第２相のラインには、前記２次巻線から、第４抵抗素子ユニットＵＴ４における第２相の抵抗素子Ｒ４、第３抵抗素子ユニットＵＴ３における第２相の抵抗素子Ｒ３、第２抵抗素子ユニットＵＴ２における第２相の抵抗素子Ｒ２および第１抵抗素子ユニットＵＴ１における第２相の抵抗素子Ｒ１がこの順で順次に直列接続され、第３相のラインには、前記２次巻線から、第４抵抗素子ユニットＵＴ４における第３相の抵抗素子Ｒ４、第３抵抗素子ユニットＵＴ３における第３相の抵抗素子Ｒ３、第２抵抗素子ユニットＵＴ２における第３相の抵抗素子Ｒ２および第１抵抗素子ユニットＵＴ１における第３相の抵抗素子Ｒ１がこの順で順次に直列接続され、各相の抵抗素子Ｒ１、Ｒ１、Ｒ１が互いに結線される。前記２次巻線と第４抵抗素子ユニットＵＴ４における各相の抵抗素子Ｒ４、Ｒ４、Ｒ４との間に第４抵抗素子ユニットＵＴ４における各スイッチＳ４、Ｓ４、Ｓ４が配置され、第４抵抗素子ユニットＵＴ４における各相の抵抗素子Ｒ４、Ｒ４、Ｒ４と第３抵抗素子ユニットＵＴ３における各相の抵抗素子Ｒ３、Ｒ３、Ｒ３との間に第３抵抗素子ユニットＵＴ３における各スイッチＳ３、Ｓ３、Ｓ３が配置され、第３抵抗素子ユニットＵＴ３における各相の抵抗素子Ｒ３、Ｒ３、Ｒ３と第２抵抗素子ユニットＵＴ２における各相の抵抗素子Ｒ２、Ｒ２、Ｒ２との間に第２抵抗素子ユニットＵＴ２における各スイッチＳ２、Ｓ２、Ｓ２が配置され、第２抵抗素子ユニットＵＴ２における各相の抵抗素子Ｒ２、Ｒ２、Ｒ２と第１抵抗素子ユニットＵＴ１における各相の抵抗素子Ｒ１、Ｒ１、Ｒ１との間に第１抵抗素子ユニットＵＴ１における各スイッチＳ１、Ｓ１、Ｓ１が配置される。これら各スイッチＳ４、Ｓ４、Ｓ４、Ｓ３、Ｓ３、Ｓ３、Ｓ２、Ｓ２、Ｓ２、Ｓ１、Ｓ１、Ｓ１は、ＭＰＣ制御部ＣＬに接続され、そのオンオフがＭＰＣ制御部ＣＬによって制御される。これら各スイッチＳ４、Ｓ４、Ｓ４、Ｓ３、Ｓ３、Ｓ３、Ｓ２、Ｓ２、Ｓ２、Ｓ１、Ｓ１、Ｓ１は、それぞれ、例えば、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等の、いわゆるパワー電力用のスイッチング素子を備えて構成される。なお、抵抗素子の符号Ｒは、説明の都合上、その抵抗値も表すものとする。
【0032】
このような構成の２次抵抗部ＲＵにおいて、第１抵抗値に変更する場合では、ノッチ段数ｎ＝１とされ、次表２に示すように、全ての各スイッチＳ４、Ｓ４、Ｓ４、Ｓ３、Ｓ３、Ｓ３、Ｓ２、Ｓ２、Ｓ２、Ｓ１、Ｓ１、Ｓ１がオフ（ＯＦＦ）に制御され、この第１抵抗値Ｒｒ
１は、表１に示すように、Ｒｒｍ＋Ｒ４＋Ｒ３＋Ｒ２＋Ｒ１となる（Ｒｒ
１＝Ｒｒｍ＋Ｒ４＋Ｒ３＋Ｒ２＋Ｒ１）。第２抵抗値に変更する場合では、ノッチ段数ｎ＝２とされ、表２に示すように、第１抵抗素子ユニットＴＵ１の各スイッチＳ１、Ｓ１、Ｓ１のみがオン（ＯＮ）に制御され、残余の各スイッチＳ３、Ｓ３、Ｓ３、Ｓ２、Ｓ２、Ｓ２、Ｓ１、Ｓ１、Ｓ１がオフに制御され、この第２抵抗値Ｒｒ
２は、表１に示すように、Ｒｒｍ＋Ｒ４＋Ｒ３＋Ｒ２となる（Ｒｒ
２＝Ｒｒｍ＋Ｒ４＋Ｒ３＋Ｒ２）。第３抵抗値に変更する場合では、ノッチ段数ｎ＝３とされ、表２に示すように、第１および第２抵抗素子ユニットＴＵ１、ＴＵ２の各スイッチＳ１、Ｓ１、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ２、Ｓ２がオンに制御され、残余の各スイッチＳ４、Ｓ４、Ｓ４、Ｓ３、Ｓ３、Ｓ３がオフに制御され、この第３抵抗値Ｒｒ
３は、表１に示すように、Ｒｒｍ＋Ｒ４＋Ｒ３となる（Ｒｒ
３＝Ｒｒｍ＋Ｒ４＋Ｒ３）。第４抵抗値に変更する場合では、ノッチ段数ｎ＝４とされ、表２に示すように、第１ないし第３抵抗素子ユニットＴＵ１、ＴＵ２、ＴＵ３の各スイッチＳ１、Ｓ１、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ２、Ｓ２、Ｓ２、Ｓ２、Ｓ２がオンに制御され、残余の各スイッチＳ４、Ｓ４、Ｓ４のみがオフに制御され、この第４抵抗値Ｒｒ
４は、表１に示すように、Ｒｒｍ＋Ｒ４となる（Ｒｒ
４＝Ｒｒｍ＋Ｒ４）。第５抵抗値に変更する場合では、ノッチ段数ｎ＝５とされ、表２に示すように、全ての各スイッチＳ４、Ｓ４、Ｓ４、Ｓ３、Ｓ３、Ｓ３、Ｓ２、Ｓ２、Ｓ２、Ｓ１、Ｓ１、Ｓ１がオンに制御され、この第５抵抗値Ｒｒ
５は、表１に示すように、Ｒｒｍとなる（Ｒｒ
５＝Ｒｒｍ、すなわち、２次抵抗部ＲＵの抵抗値は０である）。
【0033】
なお、図１Ａに示す例における２次抵抗部ＲＵの抵抗値の個数を増やす場合には、増やす抵抗値の個数に応じた個数の抵抗素子ユニットＵＴを、第１抵抗素子ユニットＴＵ１に順次に縦続接続させ、末端の抵抗素子ユニットＵＴにおける各相を互いに結線すればよい。すなわち、本実施形態では、２次側の抵抗値の１つに、巻線形誘導電動機ＩＭにおける前記２次巻線の抵抗値Ｒｒｍを含むので（２次抵抗部ＲＵの抵抗値０を含むので）、２次側の抵抗値の個数をα個とする場合、２次抵抗部ＲＵは、前記個数αから１を減算した個数（α－１）の第１抵抗素子ユニットＴＵを順次に縦続接続することで構成できる。
【0034】
【表1】
【0035】
【表2】
【0036】
ＭＰＣ制御部ＣＬは、２次抵抗部ＲＵの抵抗値を制御することによって、予測制御によって巻線形誘導電動機ＩＭを制御するための装置である。ＭＰＣ制御部ＣＬは、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、メモリおよびその周辺回路を備えて構成されるマイクロコンピュータで構成される。ＭＰＣ制御部ＣＬには、所定のプログラムの実行により、制御部１１、パターン生成部１２、予測部１３、パターン選択部１４および２次抵抗制御部１５が機能的に構成される。
【0037】
制御部１１は、巻線形誘導電動機システムＳＭの各部を当該各部の機能に応じて制御し、巻線形誘導電動機システムＳＭ全体の制御を司るものである。
【0038】
パターン生成部１２は、２次抵抗部ＲＵにおける時系列な抵抗値パターンを、互いに異なるように複数、生成するものである。すなわち、パターン生成部１２は、２次抵抗部ＲＵにおける時系列な抵抗値パターンを、互いに異なるように複数、生成するパターン生成処理を実施する。２次抵抗部ＲＵは、本実施形態では、上述のように、５通りの抵抗値Ｒｒ
ｉに可変できる（ｉ＝１、２、３、４、５）。前記時系列な電圧パターンは、予測する制御周期数である予測ホライズン、および、制御入力である抵抗値を可変とする制御周期数である制御ホライズンによって決定される。このため、ＭＰＣ制御部ＣＬには、予め予測ホライズンの数値および制御ホライズンの数値が、巻線形誘導電動機システムＳの仕様等に応じて適宜に予め設定され、パターン生成部１２は、２次抵抗部ＲＵで可変できる抵抗値（上述では５通り）、予測ホライズンの数値および制御ホライズンの数値に応じて互いに異なる複数の時系列な電圧パターンを生成する。図２には、一例として、予測ホライズンが２であり、制御ホライズンが１である場合の２次抵抗部ＲＵで実現可能な全ての時系列な抵抗値パターンが樹形図で図示されている。図２では、現在（Ｃｕｒｒｅｎｔ）のｋ番目の制御における抵抗値に対し、予測ホライズンが２であるので、次の（ｋ＋１）番目の制御における抵抗値と、さらに次の（ｋ＋２）番目の制御における抵抗値とが予測され、制御ホライズンが１であるので、２次抵抗部ＲＵで実現可能な全ての時系列な電圧パターンは、現在のｋ番目の制御における抵抗値から、次の（ｋ＋１）番目の制御では、５通りの第１ないし第５抵抗値Ｒｒ
１～Ｒｒ
５に分岐し、さらに次の（ｋ＋２）番目の制御では、各抵抗値Ｒｒ
１～Ｒｒ
５から、それぞれ当該抵抗値Ｒｒ
１～Ｒｒ
５に維持された５組の時系列な抵抗値パターンである。なお、他の一例として、予測ホライズンが２であり、制御ホライズンが２である場合、現在のｋ番目の制御における抵抗値に対し、予測ホライズンが２であるので、次の（ｋ＋１）番目の制御における抵抗値と、さらに次の（ｋ＋２）番目の制御における抵抗値とが予測され、制御ホライズンが２であるので、２次抵抗部ＲＵで実現可能な全ての時系列な抵抗値パターンは、（ｋ＋１）番目の制御および（ｋ＋２）番目の制御それぞれで５通りの第１ないし第５抵抗値Ｒｒ
１～Ｒｒ
５に分岐し、２５（＝５×５）組の時系列な抵抗値パターンである。
【0039】
予測部１３は、パターン生成部１２で生成した複数の時系列な抵抗値パターンそれぞれについて、当該時系列な抵抗値パターンで２次抵抗部ＲＵの抵抗値が変更された場合における巻線形誘導電動機ＩＭの制御目的に関する所定の物理量の値を予測値として予測するものである。すなわち、予測部１３は、パターン生成部１２で生成した複数の時系列な抵抗値パターンそれぞれについて、当該時系列な抵抗値パターンで２次抵抗部ＲＵの抵抗値が変更された場合における巻線形誘導電動機ＩＭの制御目的に関する所定の物理量の値を予測値として予測する予測処理を実施する。より具体的には、本実施形態では、前記巻線形誘導電動機ＩＭの制御目的に関する所定の物理量は、回転速度であり、このため、予測部１３は、パターン生成部１２で生成した複数の時系列な抵抗値パターンそれぞれについて、次式１によって出力トルクＴｅを求め（予測し）、次式２によって、回転速度ωｍを求める（予測する）。ｎは、ノッチ段数を表し、したがって、出力トルクＴｅ
ｎ（ｋ＋１）は、（ｋ＋１）番目の制御におけるノッチ段数ｎでの出力トルクＴであり、回転速度ωｍ
ｎ（ｋ＋１）は、（ｋ＋１）番目の制御におけるノッチ段数ｎでの回転速度ωである。
【0040】
【数1】
【0041】
【数2】
【0042】
式２のＴｌは、負荷トルクであり、例えば、次式３によって推定される推定値である。
【0043】
【数3】
【0044】
上述の例では、現在のｋ番目の制御において、２次抵抗部ＲＵで実現可能な５通りの第１ないし第５抵抗値Ｒｒ
１～Ｒｒ
５に対し、予測部１３によって、５組の２制御周期先までの［Ｔｅ
ｉ（ｋ＋１）、Ｔｅ
ｉ（ｋ＋２）］および２制御周期先までの［ωｍ
ｉ（ｋ＋１）、ωｍ
ｉ（ｋ＋２）］が各予測値として求められる(ｉ＝１、２、３、４、５)。
【0045】
パターン選択部１４は、パターン生成部１２で生成した複数の時系列な抵抗値パターンの中から、予測部１３で予測した巻線形誘導電動機ＩＭの各予測値の中で最も高い評価の予測値に対応する時系列な抵抗値パターンを選択するものである。すなわち、パターン選択部１４は、パターン生成部１２で生成した複数の時系列な抵抗値パターンの中から、予測部１３で予測した巻線形誘導電動機ＩＭの各予測値の中で最も高い評価の予測値に対応する時系列な抵抗値パターンを選択するパターン選択処理を実施する。パターン選択部１４は、制御目標値と前記予測値との偏差に基づく評価値を用いることによって前記最も高い評価の予測値を選定する。より具体的には、パターン選択部１４は、パターン生成部１２で生成した複数の時系列な抵抗値パターンそれぞれについて、上述の例では、前記巻線形誘導電動機ＩＭの制御目的に関する所定の物理量が回転速度であるので、予測部１３で予測した巻線形誘導電動機ＩＭの回転速度の予測値［ωｍ
ｉ（ｋ＋１）、ωｍ
ｉ（ｋ＋２）］を、例えば次式４の評価式ｇｎに用いることによって、前記時系列な抵抗値パターンを定量的に評価し、前記複数の時系列な抵抗値パターンの中から、最も高い評価の回転速度の予測値［ωｍ
ｉ（ｋ＋１）、ωｍ
ｉ（ｋ＋２）］に対応する時系列な抵抗値パターンを選択する。この式４では、小さい数値ほど、評価が高い。
【0046】
【数4】
【0047】
２次抵抗制御部１５は、パターン選択部１４で選択した時系列な抵抗値パターンに基づいて、前記２次抵抗部ＲＵを制御するものである。すなわち、２次抵抗制御部１５は、パターン選択部１４で選択した時系列な抵抗値パターンに基づいて、前記２次抵抗部ＲＵを制御する２次抵抗制御処理を実施する。より具体的には、本実施形態では、２次抵抗制御部１５は、現在、ｋ番目の制御である場合に、パターン選択部１で選択した時系列な抵抗値パターンにおける次回の（ｋ＋１）番目の制御での抵抗値Ｒｒ
ｉとなるように、各スイッチＳ４、Ｓ４、Ｓ４、Ｓ３、Ｓ３、Ｓ３、Ｓ２、Ｓ２、Ｓ２、Ｓ１、Ｓ１、Ｓ１に、そのオンオフを切り換える制御信号を出力する。
【0048】
そして、制御部１１は、前記パターン生成処理、前記予測処理、前記パターン選択処理および前記２次抵抗制御処理を、パターン生成部１２、予測部１３、パターン選択部１４および２次抵抗制御部１５に、所定の制御周期で繰り返し実施させる。
【0049】
次に、本実施形態の動作について説明する。図３は、前記巻線形誘導電動システムにおける動作を示すフローチャートである。
【0050】
このような巻線形誘導電動機システムＳＭでは、電源が投入されると、必要な各部の初期化を実行し、その稼働を始める。そして、例えば、プログラムの実行によって、前記ＣＰＵには、制御部１１、パターン生成部１２、予測部１３、パターン選択部１４および２次抵抗制御部１５が機能的に構成される。
【0051】
そして、図３に示す処理Ｓ１１ないし処理Ｓ１５の各処理が、巻線形誘導電動機ＩＭの駆動が停止されるまで、制御部１１によって所定の制御周期ごとに繰り返し実行される。
【0052】
図３において、まず、今回（ｋ番目）において、ＭＰＣ制御部ＣＬは、制御部１１によって、前記図略の回転速度センサから、巻線形誘導電動機ＩＭの回転速度ωｍ（ｋ）を取得する（Ｓ１１）。
【0053】
次に、ＭＰＣ制御部ＣＬは、パターン生成部１２によって、２次抵抗部ＲＵにおける時系列な抵抗値パターンを、互いに異なるように複数、生成する（Ｓ１２、パターン生成処理）。本実施形態では、予め設定された予測ホライズンの値および制御ホライズンの値に応じて、複数の時系列な抵抗値パターンが生成される。
【0054】
次に、ＭＰＣ制御部ＣＬは、予測部１３によって、処理Ｓ１２によってパターン生成部１２で生成した複数の時系列な抵抗値パターンそれぞれについて、当該時系列な抵抗値パターンで２次抵抗部ＲＵの抵抗値が変更された場合における巻線形誘導電動機ＩＭの制御目的に関する所定の物理量の値を予測値として予測する（Ｓ１３、予測処理）。本実施形態では、前記所定の物理量は、回転速度であり、処理Ｓ１２によってパターン生成部１２で生成した複数の時系列な抵抗値パターンそれぞれについて、式１によって出力トルクＴｅが求められ、式２および式３によって、回転速度ωｍが求められる。
【0055】
次に、ＭＰＣ制御部ＣＬは、パターン選択部１４によって、処理Ｓ１２によってパターン生成部１２で生成した複数の時系列な抵抗値パターンの中から、処理Ｓ１３によって予測部１３で予測した巻線形誘導電動機ＩＭの各予測値の中で最も高い評価の予測値に対応する時系列な抵抗値パターンを選択する（Ｓ１４、パターン選択処理）。本実施形態では、処理Ｓ１２によってパターン生成部１２で生成した複数の時系列な抵抗値パターンそれぞれについて、式４によってその評価値が求められ、最小の評価値を与える時系列な抵抗値パターンが選択される。
【0056】
そして、ＭＰＣ制御部ＣＬは、２次抵抗制御部１５によって、処理Ｓ１４によってパターン選択部１４で選択した時系列な抵抗値パターンに基づいて、２次抵抗部ＲＵを制御し、今回の制御タイミングでの本処理を終了する（Ｓ１５、２次抵抗制御処理）。本実施形態では、次回の（ｋ＋１）番目の制御での抵抗値Ｒｒ
ｉとなるように、２次抵抗部ＲＵが制御される。
【0057】
このように巻線形誘導電動機ＩＭが、制御目的の目標値の回転速度ωｍ
＊となるように、予測制御で制御され、駆動される。
【0058】
以上説明したように、実施形態における巻線形誘導電動機用制御装置（２次抵抗部ＲＵおよびＭＰＣ制御部ＣＬ）およびこれに実装された巻線形誘導電動機用制御方法、ならびに、巻線形誘導電動機システムＳＭは、予測制御によって２次抵抗部ＲＵの抵抗値を決定できるから、自動的に２次抵抗値を変更できる。
【0059】
上記巻線形誘導電動機用制御装置、巻線形誘導電動機用制御方法および巻線形誘導電動機システムＳＭは、抵抗素子ユニットＵＴを縦続接続で増やすという簡単な手法で抵抗値パターンを増やすことができる。抵抗素子ユニットＵＴを増やすことで、巻線形誘導電動機ＩＭの制御目的に関する所定の物理量（上述の例では回転速度）が細かく設定できるから（高い分解能で設定できるから）、巻線形誘導電動機ＩＭを細かく制御できる（高い分解能で制御できる）。
【0060】
上記巻線形誘導電動機用制御装置、巻線形誘導電動機用制御方法および巻線形誘導電動機システムＳＭは、制御目標値と予測値との偏差に基づく評価値で予測値を評価するので、制御目標値に対する追従性の高い予測値を選定できる。
【0061】
本実施形態によれば、回転速度制御できる巻線形誘導電動機用制御装置、巻線形誘導電動機用制御方法および巻線形誘導電動機システムＳＭが提供でき、前記巻線形誘導電動機用制御装置を備えた巻線形誘導電動機システムＳＭが提供できる。
【0062】
なお、上述の実施形態では、パターン選択部１４は、最も高い評価値であれば、複数の時系列な抵抗値パターンの中からいずれでも選択できたが、選択肢に制約が設けられてもよい。より具体的には、例えば、複数の時系列な抵抗値パターンを生成する際に制約を設けることによって、選択肢が制約される。例えば、パターン生成部１２は、前記複数の時系列な抵抗値パターンを生成する場合に、時系列で前後に並ぶ２個の抵抗値の中の後の抵抗値を、前記２次抵抗部ＲＵにおける可変で生成し得る複数の抵抗値を大小順に並べた場合に、前の抵抗値、前記前の抵抗値より１つだけ大きい抵抗値および前記前の抵抗値より１つだけ小さい抵抗値の中から選択する。このような巻線形誘導電動機用制御装置、巻線形誘導電動機用制御方法および巻線形誘導電動機システムＳＭは、前後に並ぶ２個の抵抗値を１個ずつずらした抵抗値となるように２次抵抗部ＲＵを制御するので、スムーズに駆動するように巻線形誘導電動機ＩＭを制御できる。
【0063】
図４は、制約を設けた場合における、時系列な抵抗値パターンの一例を説明するための図である。例えば、図２に示す５組の時系列な抵抗値パターンは、図４に示す３組の時系列な抵抗値パターンとなり、パターン選択部１４は、これら３組の時系列な抵抗値パターンの中から、最も高い評価値を与える抵抗値パターンを選択する。
【0064】
この変形形態におけるシミュレーション結果が図５および図６それぞれに示されている。図５は、無負荷の場合におけるシミュレーション結果を示す図である。図６は、負荷トルクを与えた場合におけるシミュレーション結果を示す図である。図５Ａおよび図６Ａは、それぞれ、回転速度の時間変化を示し、図５Ｂおよび図６Ｂは、その際のノッチ段数の時間変化を示す。図５Ａおよび図６Ａそれぞれの各横軸は、始動開始（速度制御開始）からの経過時間であり、これら各縦軸は、回転速度である。図５Ｂおよび図６Ｂそれぞれの各横軸は、始動開始からの経過時間であり、これら各縦軸は、ノッチ段数である。
【0065】
図５Ａから、無負荷で加速を伴う速度制御を実行した場合、目標速度に遅れや大きな偏差を伴わずに追従できていることが分かる。そして、図５Ｂから、この際に、ノッチ段数も１ずつ変化させて速度制御が実行できていることが分かる。一方、図６は、一定速度で巻線形誘導電動機を駆動中に、負荷トルクを与えた場合のシミュレーション結果であるが、図６Ａから、図５Ａの場合と同様に、目標速度に追従できていることが分かる。そして、この場合でも、図６Ｂから、この際に、ノッチ段数も１ずつ変化させて速度制御が実行できていることが分かる。なお、図５および図６において、実測結果は、実線で表され、シミュレーション結果は、破線で表されているが、これらは、略重なっているので、これらを区別して視認できない。
【0066】
これらシミュレーションでは、制御周期は、３０［Ｈｚ］であり、したがって、ノッチ段数の切換え周期も最大で３０［Ｈｚ］となる。一般的に、電動機の制御にインバータを用いる場合、前記インバータのスイッチング周期は、数ｋＨｚのオーダとなる。このため、二次回路にインバータを用いた場合、大きなサージ電圧が発生する可能性が高く、この結果、スリップリング等の周辺機器の劣化を早める等の影響が生じる可能性がある。本実施形態における巻線形誘導電動機システムでは、その１／１００未満の３０［Ｈｚ］で、上述の通り、良好な制御が実現できており、かつ、その切換え周期が小さいので、インバータを用いる場合に想定される上述の影響も大幅に低減できる。
【0067】
また、実施形態における巻線形誘導電動機システムＳＭをトロリー台車に適用した場合におけるシミュレーション結果およびその比較例のシミュレーション結果について説明する。
【0068】
図７は、前記巻線形誘導電動システムをトロリー台車に適用した場合における概略構成を示す図である。図８は、図７に示す前記巻線形誘導電動システムをトロリー台車に適用した場合におけるミュレーション結果を示す図である。図９は、比較例のミュレーション結果を示す図である。図８Ａおよび図９Ａは、それぞれ、トロリー台車の位置の時間変化を示し、図８Ｂおよび図９Ｂは、それぞれ、その際の回転速度の時間変化を示し、図８Ｃおよび図９Ｃは、その際のノッチ段数の時間変化を示す。図８Ａおよび図９Ａそれぞれの各横軸は、始動開始（速度制御開始）からの経過時間であり、これら各縦軸は、トロリー台車の位置（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ）である。図８Ｂおよび図９Ｂそれぞれの各横軸は、始動開始からの経過時間であり、これら各縦軸は、回転速度（Ｓｐｅｅｄ）である。図８Ｃおよび図９Ｃそれぞれの各横軸は、始動開始からの経過時間であり、これら各縦軸は、ノッチ段数である。図８および図９において、実測結果は、実線で表され、シミュレーション結果は、破線で表されている。
【0069】
実施形態における巻線形誘導電動機システムＳＭは、トロリー台車ＶＣの位置制御に用いられる。その巻線形誘導電動機ＩＭは、図７に示すように、トロリー台車ＶＣの動力源として用いられ、巻線形誘導電動機ＩＭの出力軸は、減速機ＧＡを介してトロリー台車ＶＣの駆動輪ＤＴに接続される。これにより、巻線形誘導電動機ＩＭの出力トルクは、減速機ＧＡを介して駆動輪ＤＴに伝達され、駆動輪ＤＴが回転し、トロリー台車ＶＣが移動する。トロリー台車ＶＣの現在の位置ｘと位置の制御目標値ｘ＊とが差分器ＳＢで差分され、その差分がＰ制御器ＰＣＬでＰ制御（比例制御）され、回転速度の制御目標値ωｍ
＊となってＭＰＣ制御部ＣＬに入力される。ＭＰＣ制御部ＣＬは、制御周期２０［Ｈｚ］、予測ホライズン５および制御ホライズン１で上述のように予測制御で２次抵抗部ＲＵの抵抗値を制御し、これにより巻線形誘導電動機ＩＭが回転速度制御される。
【0070】
このような巻線形誘導電動機システムＳＭは、図８に示すように、差分器ＳＢおよびＰ制御器ＰＣＬを備えて構成される位置制御コントローラにより生成された回転速度の制御目標値ωｍ
＊に追従することができ、位置の制御目標値ｘ＊に対し、僅かに偏差が生じているものの、トロリー台車ＶＣの位置ｘを精度良く位置決めできる。
【0071】
一方、比較例では、上述のＭＰＣ制御部ＣＬに代え、一般的な速度フィードバック制御を行う速度フィードバック制御部が用いられている。この比較例では、図９に示すように、位置の偏差の大きさに応じて、ノッチ段数が決定されることから、入力ノッチ段数の変化量が大きく、回転速度にも比較的大きな脈動が発生している。特に、２５［ｓ］付近のシミュレーション結果において、これ以上大きなノッチ段数を選択すると位置の制御目標値ｘ＊を越えてしまう状況でも、ノッチ段数を上げる制御が行われ、結果として位置の偏差が生じてしまっている。スイッチング周期、制御周期を高くすることによって、位置の偏差が低減されるが、大きなサージ電圧が発生する可能性がある。
【0072】
２次抵抗を切り換えて回転速度制御を行う場合、細かな回転速度の調整が困難であり、スイッチング周期や制御周期を高くすることで制御精度を確保する必要があるが、本実施形態における巻線形誘導電動機システムＳＭを用いることで、スイッチング周期を数十［Ｈｚ］に抑えつつ、従来手法と比較して精度の良い制御が実現できる。
【0073】
また、上述の実施形態では、前記巻線形誘導電動機の制御目的に関する所定の物理量は、回転速度であったが、前記巻線形誘導電動機の制御目的に関する所定の物理量は、トルクであってもよい。これによれば、トルク制御できる巻線形誘導電動機用制御装置、巻線形誘導電動機用制御方法および巻線形誘導電動機システムＳＭが提供できる。この場合では、評価値を求める式４に代え、例えば、評価値の演算に次式５が用いられる。あるいは、例えば、トルク制御に回転速度制限ωｍ＿ｌｉｍを設ける場合には、次式６が用いられる。
【0074】
【数5】
【0075】
【数6】
【0076】
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および／または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。
【符号の説明】
【0077】
ＳＭ 巻線形誘導電動機システム
ＩＭ 巻線形誘導電動機
ＣＬ 予測制御制御部（ＭＰＣ制御部）
ＲＵ ２次抵抗部
ＵＴ 抵抗素子ユニット
Ｓ スイッチ
Ｒ 抵抗素子
１１ 制御部
１２ パターン生成部
１３ 予測部
１４ パターン選択部
１５ ２次抵抗制御部
ＩＭ 巻線形誘導電動機
ＣＬ 予測制御制御部（ＭＰＣ制御部）
ＲＵ ２次抵抗部
ＵＴ 抵抗素子ユニット
Ｓ スイッチ
Ｒ 抵抗素子
１１ 制御部
１２ パターン生成部
１３ 予測部
１４ パターン選択部
１５ ２次抵抗制御部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】