JP3320073B2

JP3320073B2 - 誘導電動機の制御装置及び誘導電動機の制御方法

Info

Publication number: JP3320073B2
Application number: JP54539998A
Authority: JP
Inventors: 晶今中; 敏之貝谷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-03-24
Filing date: 1997-03-24
Publication date: 2002-09-03
Anticipated expiration: 2017-03-24
Also published as: WO1998043347A1

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、誘導電動機の運転中の温度変化に伴う巻線
抵抗値の変化を推定し、指定した巻線抵抗値を基に誘導
電動機を制御する誘導電動機の制御装置及び誘導電動機
の制御方法に関する。

背景技術誘導電動機を高性能に制御する方式として、ベクトル
制御方式や、速度の推定演算を行って制御するセンサレ
スベクトル制御が行われている。これらの制御は、誘導
電動機の等価回路定数である１次巻線、２次巻線の１
次、２次抵抗、相互インダクタンス、１次、２次漏れイ
ンダクタンス等を制御定数として正確に設定する必要が
あり、運転する前に予め測定して設定されている。

しかし、１次、２次抵抗は誘導電動機の導体の温度に
よって変化するため、予め正確に設定していても誘導電
動機の温度変化によりその真値に対して誤差を持ち、ベ
クトル制御ではトルク指令に対する実トルクの制御精度
が悪化し、また、センサレスベクトル制御では速度の制
御精度が悪化する。

さらに、センサレスベクトル制御では、１次抵抗設定
値がその実際値に対して誤差をもっている場合には、制
御精度の悪化のみならず制御自体が不安定となり、過電
流トリップ等を生じる場合もある。

この問題を解決するため、特開平７−213100号公報に
は、センサレスインバータ装置において、冷温時の誘導
電動機の２次抵抗を計測してインバータに初期値として
設定し、さらに運転中は電流と運転時間より温度上昇に
よる２次抵抗変動を推定し、速度演算に用いる２次抵抗
を修正する抵抗変動補償付きセンサレスインバータ装置
が開示されている。

第12図は特開平７−213100号公報に記載されている抵
抗変動補償付きセンサレスインバータ装置のブロック図
であり、本発明の制御装置と対比し易くすべく書き改め
てある。

図において、１は誘導電動機、２はインバータ、３は
電流検出器、４は速度指令発生器、６はセンサレスベク
トル制御器、9bは抵抗変動推定器、10はスイッチ、20は
電圧検出器、21は初期値計測器、22は初期計測設定器で
ある。

インバータ２はセンサレスベクトル制御器６の出力で
あるスイッチング信号を入力し、そのスイッチング信号
に応じた電圧を電流検出器３及び電圧検出器20を介して
誘導電動機１に出力する。

スイッチ10は、制御電源がオンした直後の運転開始時
にのみ初期値計測器21側に閉路し、初期値計測器21の出
力であるスイッチング信号をインバータ２に出力する。
この初期値計測器21のスイッチング信号により、インバ
ータ２から誘導電動機１に平均的に直流電圧を印加す
る。そして、一定時間後に誘導電動機１の電流Ixを電流
検出器３により計測し、（１）式より誘導電動機１の温
度上昇の初期値θ０を求めて抵抗変動推定器9bに出力す
る。但し、Ix0は誘導電動機１の温度が周囲温度と同じ
時の２次抵抗R2nに対する同様な方法による電流計測値
であり、K1は温度と電流との換算係数である。

θ_０＝（I_X0−I_X）/I_X0/K1 ・・・（１）抵抗変動推定器9bは電流検出器３の出力である電流Ｉ
を入力して（２）式により誘導電動機１の温度上昇θを
推定し、さらに初期計測設定器22から入力されたR2nを
用いて（３）式により２次抵抗変動を推定し、修正した
２次抵抗R2xをセンサレスベクトル制御器６に出力す
る。但し、Ｋは換算ゲイン、Ｔは時定数である。

θ＝KI²｛1/（１＋ST）｝・・・（２） R2_X＝（１＋K1θ）R2_n ・・・（３）センサレスベクトル制御器６は、速度指令発生器４の
出力である速度指令値ωｍ^＊、電流検出器３の出力であ
る電流Ｉ、電圧検出器20の出力である電圧Ｖ及び抵抗変
動推定器9bの出力である修正された２次抵抗R2xを入力
し、また、内部に設定された誘導電動機１の２次抵抗以
外の設定値や制御ゲインを用いて誘導電動機１の速度が
その指令値ωｍ^＊に追従するように制御される。

従来の誘導電動機の制御装置は以上のように構成され
ていたため、誘導電動機の熱抵抗、熱時定数等を予め設
定しておく必要があった。特に、これらの熱に関する定
数は、駆動される電動機によって変化し、さらに設置条
件等によっても変化するため、実使用状態において予め
測定及び設定をする必要があり、インバータを異なる種
類の電動機に汎用的に適用することが困難であり、さら
に、誘導電動機の過熱保護を行うためには、誘導電動機
の温度測定のために電動機内部に熱電対等を装着する必
要があり、電動機が特殊仕様となるという問題点があっ
た。

本発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、実使用状態で誘導電動機の抵抗変化特性を演
算しながら抵抗変動を推定し、その結果を基に速度の推
定演算やすべり補正を行うために、予め誘導電動機の熱
抵抗、熱時定数等設定することなく良好に誘導電動機を
制御できる誘導電動機の制御装置及び誘導電動機の制御
方法を提供することを目的とする。

発明の開示本発明の誘導電動機の制御装置は、抵抗測定手段が誘
導電動機の巻線抵抗値を測定、抵抗変化係数演算手段が
第１の運転サイクルの前後に測定された巻線抵抗値の差
と第１の運転サイクル中に発生した誘導電動機の発熱量
に係わる値とを基に、この値の単位量当たりの巻線抵抗
の抵抗変化係数を演算し、抵抗変動推定手段が抵抗測定
手段により第１の運転サイクルに続く第２の運転サイク
ルの起動時に測定した起動時巻線抵抗値と第２の運転サ
イクル中の誘導電動機の発熱量に加わる値と抵抗変化係
数とを基に推定した推定巻線抵抗値を出力し、制御手段
が推定巻線抵抗値を用いて誘導電動機を駆動するインバ
ータを制御するので、誘導電動機の発熱量が変化して
も、設置条件が異なったり、熱時定数が異なる誘導電動
機に対しても運転サイクルによって変化する抵抗変動を
推定できるようになり、推定した抵抗値を用いて精度良
く誘導電動機の速度の制御できる。

また、本発明の誘導電動機の制御装置は、抵抗変化係
数演算手段が、第１の運転サイクル中に発生した誘導電
動機の発熱量に係わる値を誘導電動機に供給した電流値
を基に演算し、抵抗変動推定手段が、第２の運転サイク
ル中に発生する誘導電動機の発熱量に係わる値を誘導電
動機に供給した電流値を基に演算するので、運転サイク
ルの電流値の変化による誘導電動機の発熱量が変化して
も抵抗変動を推定できるようになり、推定した抵抗値を
用いて精度良く誘導電動機の速度を制御できる。

また、本発明の誘導電動機の制御装置は、抵抗変化係
数演算手段が、第１の運転サイクル中に発生した誘導電
動機の発熱量に係わる値を誘導電動機に指令したトルク
指令値を基に演算し、抵抗変動推定手段が、第２の運転
サイクル中に発生する誘導電動機の発熱量に係わる値を
誘導電動機に指令したトルク指令値を基に演算するの
で、運転サイクルの指令トルクの変化による誘導電動機
の発熱量が変化しても抵抗変動を推定できるようにな
り、推定した抵抗値を用いて精度良く誘導電動機の速度
を制御できる。

また、本発明の誘導電動機の制御装置は、抵抗変動推
定手段が、第１の運転サイクルの停止時に抵抗測定手段
が測定した停止時巻線抵抗値を第２の運転サイクルの起
動時に測定した起動時巻線抵抗として第２の運転サイク
ル中の推定巻線抵抗値を出力するので、抵抗測定手段は
第２の運転サイクルで起動時巻線抵抗を測定しなくても
よくなり、起動に要する時間が短くなる。

また、本発明の誘導電動機の制御装置は、抵抗測定手
段が誘導電動機の巻線抵抗値を測定し、抵抗変化係数演
算手段が第１の運転サイクルの前後に測定された巻線抵
抗値の差と第１の運転サイクル中に発生した誘導電動機
の発熱量に係わる値とを基に、この値から単位量当たり
の巻線抵抗の抵抗変化係数を演算し、抵抗特性記憶手段
が抵抗変化係数と巻線抵抗値との関係を記憶し、抵抗測
定手段が第１の運転サイクルに続く第２の運転サイクル
の起動時に測定した起動時巻線抵抗値を基に記憶した前
記関係を参照して抵抗変化係数を出力し、抵抗変動推定
手段が起動時巻線抵抗値を基に抵抗特性記憶手段が出力
した抵抗変化係数と第２の運転サイクル中の誘導電動機
の発熱量に係わる値とから推定巻線抵抗値を推定して出
力し、制御手段が推定巻線抵抗値を用いて誘導電動機を
駆動するインバータを制御するので、抵抗変動推定手段
は抵抗特性記憶手段が出力する抵抗変化係数と当該運転
サイクルの起動時に測定した起動時巻線抵抗とを基に抵
抗変動を推定できるようになり、予め熱抵抗、熱時定数
等を設定することなく、さらに、起動時の抵抗がその前
の運転サイクルの起動時の抵抗と大きく差を生じている
場合でも良好に巻線抵抗を推定できる。

また、本発明の誘導電動機の制御装置は、抵抗特性記
憶手段が、第１の運転サイクル中の電流値をパラメータ
として抵抗変化係数と巻線抵抗値との関係を記憶し、抵
抗測定手段が第２の運転サイクルの起動時に測定した起
動時巻線抵抗値に対応する抵抗変化係数を第２の運転サ
イクルの電流値を参照して出力するので、抵抗特性記憶
手段は記憶している巻線抵抗値と抵抗変化係数のうち、
当該運転サイクルの電流値に最も近い電流値に対応して
記憶されている抵抗変化係数特性のデータから、当該運
転サイクルの起動時に測定された起動時巻線抵抗を基に
抵抗変化係数を出力するようになり、誘導電動機の複数
の負荷状態による抵抗変動に適合した抵抗変化係数を設
定することができ、負荷の大きさにかかわらず精度の高
い巻線抵抗値の推定ができる。

また、本発明の誘導電動機の制御装置は、抵抗特性記
憶手段が、第１の運転サイクルにより抵抗変化係数演算
手段が演算した抵抗変化係数とその時点で抵抗測定手段
が測定した巻線抵抗値との関係を関数近似して記憶する
ので、当該運転サイクルの起動時巻線抵抗から抵抗変化
係数を参照する際により実際の変化に近い抵抗変化係数
を求めることができる。

また、本発明の誘導電動機の制御装置は、抵抗変化係
数演算手段が、第２の運転サイクルの停止時に推定した
推定巻線抵抗と抵抗測定手段が第２の運転サイクルの停
止時に測定した停止時巻線抵抗とを比較しこれらの差異
が所定値を超える場合に抵抗特性記憶手段が記憶してい
る巻線抵抗値と抵抗変化係数との関係を修正するので、
気温の変化や誘導電動機周辺の環境変化等による、誘導
電動機温度と周囲温度との温度差や周囲の空気の流量等
の変化が生じても、抵抗特性記憶手段が記憶している巻
線抵抗値と抵抗変化係数との関係を実際の状態に一致す
るように修正することができ、良好に抵抗変動を推定す
ることができる。

また、本発明の誘導電動機の制御装置は、温度推定手
段が、誘導電動機の巻線の温度と巻線抵抗値との関係を
予め記憶し、抵抗変化係数演算手段が出力する推定巻線
抵抗値を基に巻線の温度と巻線抵抗値との関係から巻線
の温度を推定するので、予め誘導電動機の熱抵抗、熱時
定数を設定することなく、誘導電動機の温度を推定する
ことができる。

また、本発明の誘導電動機の制御装置は、温度推定手
段が、予めインバータから誘導電動機までの配線の抵抗
値を記憶し、抵抗測定手段が出力する１次巻線抵抗値か
ら配線の抵抗値を減算した値を基に１次巻線の温度を推
定するので、インバータから誘導電動機までの配線長さ
が比較的長い場合でも、１次巻線抵抗値を配線抵抗値と
分離して誘導電動機の１次巻線の温度を推定することが
できる。

また、本発明の誘導電動機の制御装置は、温度推定手
段が、巻線の温度が所定値を超えた場合に、誘導電動機
の運転を停止する停止信号を制御手段に出力し、制御手
段がインバータの運転を停止するので、電動機内部に熱
電対等を装着しなくても、誘導電動機の過熱を防止でき
る。

また、本発明の誘導電動機の制御装置は、運転モード
設定手段が、第１と第２の運転サイクルに先立って、抵
抗変化係数演算手段により、設定された回数を繰り返す
所定の運転サイクルの各々の運転サイクルの起動時と停
止時に抵抗測定手段により測定された巻線抵抗値の差と
各々の運転サイクル中に発生した誘導電動機の発熱量に
係わる値から単位量当たりの巻線抵抗の抵抗変化係数を
各々の運転サイクル毎に減算し、抵抗特性記憶手段に各
々の運転サイクル毎の抵抗変化係数と巻線抵抗値との関
係を記憶させるので、所定の運転サイクルにおいて巻線
抵抗と抵抗変化係数の関係が予め抵抗特性記憶手段に記
憶され、第２の運転サイクルでは、より適切な巻線抵抗
値と抵抗変化係数の関係が記憶され、良好に抵抗変動を
推定できるようになる。

また、本発明の誘導電動機の制御方法は、運転サイク
ルの前後に測定された巻線抵抗値の差と運転サイクル中
に発生した誘導電動機の発熱量に係わる値とを基に、こ
の値の単位量当たりの巻線抵抗の抵抗変化係数を演算
し、次の運転サイクルの起動時に起動時巻線抵抗値を測
定し、起動時巻線抵抗を基に抵抗変化係数と当該運転サ
イクル中の誘導電動機の発熱量の係わる値とから推定し
た推定巻線抵抗値を出力し、推定巻線抵抗値を基に誘導
電動機を駆動するインバータを制御し、当該運転サイク
ルの停止時に停止時巻線抵抗値を測定するので、誘導電
動機の発熱量が変化しても、設置条件が異なったり、熱
時定数が異なる誘導電動機に対しても運転サイクルによ
って変化する抵抗変動を推定できるようになり、推定し
た抵抗値を用いて精度良く誘導電動機の速度を制御でき
る。

また、本発明の誘導電動機の制御方法は、運転サイク
ルの前後に測定された巻線抵抗値の差と運転サイクル中
に発生した誘導電動機の発熱量に係わる値とを基に、こ
の値の単位量当たりの巻線抵抗の抵抗変化係数を演算
し、巻線抵抗と抵抗変化係数の関係を記憶し、次の運転
サイクルの起動時に起動時巻線抵抗値を測定し、起動時
巻線抵抗に対応する抵抗変化係数を巻線抵抗と抵抗変化
係数の関係を参照して求め、起動時巻線抵抗を基にこの
起動時巻線抵抗に対応する抵抗変化係数と当該運転サイ
クル中の誘導電動機の発熱量に係わる値とから推定した
推定巻線抵抗値を出力し、推定巻線抵抗値を基に誘導電
動機を駆動するインバータを制御し、当該運転サイクル
の停止時に停止時巻線抵抗値を測定するので、当該運転
サイクルの起動時に測定した起動時巻線抵抗を基に、当
該運転サイクルの起動時巻線抵抗に対応する抵抗変化係
数を巻線抵抗と抵抗変化係数の関係を参照して求め、当
該運転サイクル中の発熱量に係わる値を用いて抵抗変動
を推定できるようになり、予め熱抵抗、熱時定数等を設
定することなく、さらに、起動時の抵抗がその前の運転
サイクルの起動時の抵抗と大きく差を生じている場合で
も良好に巻線抵抗を推定できる。

図面の簡単な説明第１図乃至第11図は、本発明にかかる好ましい実施の
形態を示す図であり、第１図は本発明の実施の形態１に
よる誘導電動機の制御装置を示すブロック図、第２図は
第１図に示す誘導電動機の制御装置の制御方法を示すフ
ローチャート、第３図は本発明の実施の形態２による誘
導電動機の制御装置のブロック図、第４図は一般的な誘
導電動機の巻線抵抗値と抵抗変化係数を示す説明図、第
５図は第３図に示す抵抗特性記憶器11が記憶する巻線抵
抗値と抵抗変化係数の関係の説明図、第６図は第３図に
示す誘導電動機の制御装置の制御方法を示すフローチャ
ート、第７図は一般的な誘導電動機の電流値をパラメー
タとした巻線抵抗値と抵抗変化係数を示す説明図、第８
図は第９図に示す抵抗特性記憶器11aが記憶する巻線抵
抗値と抵抗変化係数の関係の説明図、第９図は本発明の
実施の形態２による他の態様の誘導電動機の制御装置の
ブロック図、第10図は本発明の実施の形態３による誘導
電動機の制御装置を示すブロック図、第11図は本発明の
実施の形態４による誘導電動機の制御装置を示すブロッ
ク図、第12図は従来の誘導電動機の制御装置を示すブロ
ック図である。

発明を実施するための最良の形態実施の形態1. 第１図は本発明に係わる誘導電動機の制御装置の一実
施の形態を示すブロック図である。図において、１は誘
導電動機、２は誘導電動機１に電圧を供給するインバー
タ、３は誘導電動機１の電流を検出する電流検出器、４
は速度指令を発生する速度指令発生器、5aは速度指令発
生器４からの出力である速度指令を入力してチューニン
グを制御するチューニング制御器、６は誘導電動機１を
制御するためのセンサレスベクトル制御器、７は起動時
及び停止時に誘導電動機１の１次巻線及び２次巻線の１
次及び２次抵抗を測定する抵抗測定器である。ここで、
２次巻線とは籠型巻線を含むものとする。８は電流検出
器３と抵抗測定器７の出力とに基づき誘導電動機１の抵
抗変化係数を演算するための抵抗変化係数演算器、9aは
電流検出器３と抵抗計測器７と抵抗変化係数演算器８の
出力とに基づき誘導電動機１の抵抗変動を指定する抵抗
変動推定器、10は起動時及び停止時には抵抗測定器７側
に閉路し、運転時にはセンサレスベクトル制御器６側に
閉路する制御切替器であり、チューニング制御器5aによ
り制御される。

次に、動作を図について説明する。まず、速度指令発
生器４から速度指令ωｍ^＊が入力された起動時におい
て、チューニング制御器5aは制御切替器10を抵抗測定器
７側に閉路するように動作し、抵抗測定器７から出力さ
れたスイッチング信号によってインバータ２から誘導電
動機１に電圧が出力できるようになる。さらに、チュー
ニング制御器5aからの抵抗測定開始信号が抵抗測定器７
に入力され、抵抗測定器７は誘導電動機１の１次及び２
次抵抗値の測定を開始する。

ここで、抵抗測定器７によって実行される抵抗の測定
は、例えば特開昭62−79380号公報に記載されているよ
うな方法を用いるとよい。つまり、インバータ２の出力
に直流電流I_Dをステップ状に発生させ、誘導電動機１の
１次電圧V1の最終値V1（∞）と直流電流の比V1（∞）/I
_Dから１次抵抗R1を求め、直流電流I_Dによる１次電圧V1
の時刻t1、t2の過渡電圧V1（t1）、V1（t2）と最終値V1
（∞）から（４）式によって誘導電動機１の２次時定数
τ２を求め、さらにこの時定数τ２を使って（５）式か
ら２次抵抗R2を求める。なお、τ２＝L2/R2であり、L2
は温度が変化しても一定値のため、予め正確に設定して
おくことができる。

ここで、インバータ２の出力に直流電流I_Dをステップ
状に発生させるには、通常のベクトル制御等で一般的に
用いられている電流制御器を抵抗測定器７の内部に設
け、ステップ状の電流指令をインバータ２に与えればよ
い。

なお、１次電圧V1の最終値V1（∞）を求めるにあた
り、通常の誘導電動機１では２次時定数が数十msec〜数
百msecであることから、その数倍程度の時間である数百
msec〜数secの時点の値を１次電圧V1の最終値V1（∞）
としても殆ど誤差は生じることなく、短時間で測定が終
了できる。

次に、抵抗測定器７が１次抵抗及び２次抵抗の測定を
完了すると、チューニング制御器5aに対して抵抗測定完
了信号が送られ、同時に抵抗変化係数演算器８及び抵抗
変動推定器9aに測定結果が出力される。チューニング制
御器5aは、この抵抗測定器７から出力された抵抗測定完
了信号を入力すると制御切替器10をセンサレスベクトル
制御器６側に閉路するように動作し、センサレスベクト
ル制御器６から出力されたスイッチング信号によって誘
導電動機１の運転を開始する。

その後、速度指令発生器４から停止指令がチューニン
グ制御器5aを経由してセンサレスベクトル制御器６に入
力され、誘導電動機１が減速して停止すると、センサレ
スベクトル制御器６から停止完了信号がチューニング制
御器5aに出力される。チューニング制御器5aは、この停
止完了信号の入力により抵抗測定器７に抵抗測定開始信
号を出力し、抵抗測定器７はこの抵抗測定開始信号が入
力されると再び起動時と同様の方法により誘導電動機１
の１次抵抗及び２次抵抗値の測定を開始する。

さらに、抵抗測定器７が１次抵抗及び２次抵抗の測定
を完了すると、チューニング制御器5aに対して抵抗測定
完了信号が送られ、同時に抵抗変化係数演算器８に測定
結果が出力される。抵抗変化係数演算器８は、チューニ
ング制御器5aから出力された制御信号と、電流検出器３
から出力された誘導電動機１の電流Ｉと、抵抗測定器７
から入力された誘導電動機１の起動時及び停止直後の１
次抵抗及び２次抵抗の測定値を入力し、起動時と停止直
後の１次抵抗及び２次抵抗測定値の差分を誘導電動機の
運転時間中に積算したΣI²t（電流２乗値の時間積分
値）で除し、（６）式及び（７）式で得られる単位量
（I²t＝１）当たりの１次抵抗及び２次抵抗の変化係数
ＫR1、ＫR2を演算して抵抗変動推定器9aに出力する。こ
れは、誘導電動機１の巻線の温度上昇は誘導電動機１の
巻線抵抗に電流が流れることにより発生する抵抗損にほ
ぼ比例し、その発熱量は電流Ｉの２乗に比例するためで
ある。

次回起動時からは、抵抗変動推定器9aにより、チュー
ニング制御器5aから出力された制御信号と、電流検出器
３から出力された誘導電動機１の電流Ｉと、抵抗測定器
７から入力された誘導電動機１の１次抵抗及び２次抵抗
の起動時の測定値と、抵抗変化係数演算器８から出力さ
れた単位量（I²t＝１）当たりの１次抵抗及び２次抵抗
の変化係数ＫR1、ＫR2を入力し、１次抵抗及び２次抵抗
の起動時の測定値を初期値として（８）式及び（９）式
により１次抵抗及び２次抵抗推定値R1^＊、R2^＊を演算し
てセンサレスベクトル制御器６に出力する。

R1^＊＝KR1ΣI²t＋R1（起動時）・・・（８） R2^＊＝KR2ΣI²t＋R2（起動時）・・・（９）なお、センサレスベクトル制御器６は、チューニング
制御器5aを経由した速度指令発生器４の出力である速度
指令値ωｍ^＊、電流検出器３の出力である電流Ｉ、及び
抵抗変動推定器9aから出力された１次抵抗及び２次抵抗
推定値R1^＊及びR2^＊を入力し、また、内部に設定された
誘導電動機１の定数や制御ゲインを用いて誘導電動機１
の速度がその指令値ωｍ^＊に追従するように制御する。

上述の誘導電動機の制御装置の制御方法を第２図に示
すフローチャートにより説明する。まず、ステップS11
において、１次抵抗及び２次抵抗の変化係数ＫR1、ＫR2
を適当な値に初期設定する。最初の１回目の運転時のみ
抵抗推定の誤差を許容すれば、ＫR1、ＫR2はゼロでもよ
い。

次に、ステップS12において、運転開始信号が与えら
れているかどうかをチューニング制御器5aが判別し、運
転開始信号が与えられるまで待機する。運転開始信号が
与えられれば、ステップS13において、インバータ２に
より誘導電動機１に直流電流が供給され抵抗測定器７が
１次抵抗及び２次抵抗を測定する。

次に、ステップS14において、通常の運転モードの実
運転サイクルに移り、誘導電動機１の運転を開始する。
なお、ステップS14では、ステップS13において計測され
た抵抗値を初期値として、前回求められたＫR1、ＫR2
（初回のみステップS11で設定された初期値）と誘導電
動機に流れている電流ＩよりＫR1ΣI²t、ＫR2ΣI²tとし
て実運転サイクル運転中の１次抵抗及び２次抵抗の変動
分を推定し、この推定された１次抵抗及び２次抵抗を用
いてセンサレスベクトル制御器２は制御を行う。ステッ
プS15では停止信号が与えられて誘導電動機１が停止し
たかどうかをチューニング制御器5aが判別し、誘導電動
機１が運転中はステップS14に戻る。停止信号が与えら
れて誘導電動機１が停止すれば、ステップS16におい
て、再びインバータ２により誘導電動機１に直流電流が
供給され抵抗測定器７が１次抵抗及び２次抵抗を測定す
る。

さらに、ステップS17において、ステップS13で測定し
た起動時の１次抵抗及び２次抵抗と、ステップS16で測
定した停止時の１次抵抗及び２次抵抗の差分を誘導電動
機１の実運転サイクルの運転時間中に積算したΣI²t
（電流２乗値の時間積分値）で除し、単位量（i²t＝
１）当たりの１次抵抗及び２次抵抗の変化係数ＫR1、Ｋ
R2を求める。これで一連の動作が完了し、再びステップ
S12に戻り、次の運転開始信号が与えられるまで待機す
る。

上述の方法により誘導電動機１を制御すると、実運転
サイクル中に時々刻々変化する１次抵抗、２次抵抗を抵
抗変動推定器9aは推定し、センサレスベクトル制御器６
は誘導電動機１の速度がその指令値ωｍ^＊に追従するよ
うに精度良く制御する。

以上のように、この発明によれば、抵抗測定器７によ
り測定された起動時及び停止直後の抵抗値と電流検出器
３により検出された電流とに基づき抵抗変化係数を演算
する抵抗変化係数演算器８と、電流検出器３により検出
された電流と抵抗測定器７により測定された起動時の抵
抗値と抵抗変化係数演算器８により演算された抵抗変化
係数とに基づき抵抗変動を推定するための抵抗変動推定
器9aを設けたので、予め熱抵抗、熱時定数等設定するこ
となく誘導電動機１の抵抗変動を推定できる。

さらに、抵抗変化係数演算器８は、抵抗測定器７によ
り測定された起動時の抵抗値と停止直後の抵抗値との差
分を、誘導電動機１の運転時間中に積算した、電流検出
器３により検出された電流の２乗値の時間積分値で除
し、単位熱量当たりの抵抗変化量として抵抗変化係数を
演算し、抵抗変動推定器9aは、抵抗測定器７により測定
された起動時の抵抗値を初期値とし、電流検出器３によ
り検出された電流の２乗値の時間積分値と抵抗変化係数
を乗算したものを抵抗変動値として抵抗値を推定演算す
るように構成したので、誘導電動機１に流れる電流値が
変化しても、それに対応した抵抗変動が推定できる。

なお、停止時間が誘導電動機１の熱時定数に対して十
分に小さい場合は、停止直後に測定した抵抗値と次回起
動時の抵抗値の差は小さいため、停止直後の値をそのま
ま用いても殆ど誤差を生じない。つまり、チューニング
制御器5aの内部に誘導電動機１の停止時間をカウントす
る停止時間計測器を設け、停止時間が誘導電動機１の熱
時定数に対して十分短い時は抵抗測定器７による起動時
の抵抗測定を省略し、停止直後に測定した抵抗値を次回
起動時の抵抗値とみなして用いてもよい。

また、誘導電動機１の停止時において、チューニング
制御器5aの内部にタイマーを設け、誘導電動機１の熱時
定数に対して十分短い適当な間隔で抵抗測定器７により
抵抗値の測定を行い、起動信号が入力された時には、抵
抗測定器７による起動時の抵抗測定の代りに直前に測定
した停止時の抵抗値を用いてもよい。

それにより、起動時の抵抗測定が省略でき、速く起動
できるという効果がある。

さらに、この実施の形態１では、抵抗変化係数演算器
８及び抵抗変動推定器9aにおいて、１次抵抗、２次抵抗
の変化係数演算及び１次抵抗、２次抵抗の推定演算に電
流検出器３により検出された誘導電動機１の電流の２乗
値を用いたが、センサレスベクトル制御器６内部で電流
指令値及びトルク指令値が作成されている場合はそれら
の２乗値を単位量として用いてもよい。また、誘導電動
機の出力トルクに概略比例した量を推定または検出する
手段がセンサレスベクトル制御器６内部または誘導電動
機の負荷側に備えられていれば、それらの出力の２乗値
を単位量として用いてもよい。

また、この実施の形態１では、抵抗変化係数演算器８
は、起動時と停止直後の１次抵抗及び２次抵抗測定値の
差分を誘導電動機運転時間中に積算したΣI²t（電流２
乗値の時間積分値）で除し、（６）式及び（７）式で得
られる単位量（I²t＝１）当たりの１次抵抗及び２次抵
抗の変化係数ＫR1、ＫR2を演算するように構成した。こ
れは、誘導電動機１から発生する熱は殆どが誘導電動機
１の巻線抵抗に電流が流れることにより発生し、その発
熱量は電流Ｉの２乗に比例するためである。しかし、誘
導電動機１の軸に装着されている自冷ファン、強制ファ
ン等の冷却装置が装備されている場合、標準的な誘導電
動機１においては概略無負荷状態では温度上昇を生じな
いことが実験により確認された。そこで、抵抗変動推定
器9aにより１次抵抗及び２次抵抗の変化係数ＫR1、ＫR2
を演算するに際し、誘導電動機１の温度上昇は電流Ｉの
２乗から無負荷電流I0の２乗を差し引いた量に比例する
として（10）式及び（11）式により演算してもよい。

なお、（10）式及び（11）式でＫR1及びＫR2を演算し
た場合、抵抗変動推定器9aは、抵抗測定器７で測定され
た起動時の１次抵抗及び２次抵抗を初期値として、（1
2）式及び（13）式により１次抵抗及び２次抵抗推定値R
1^＊、R2^＊を演算してセンサレスベクトル制御器６に出
力すればよい。

R1^＊＝KR1Σ（I²−I0²）ｔ＋R1（起動時）・・・（12） R2^＊＝KR2Σ（I²−I0²）ｔ＋R2（起動時）・・・（13）これにより、より実際の抵抗値に近い値として抵抗変
動を推定できるという効果がある。

また、誘導電動機１の電流がほぼ一定である場合、抵
抗変化係数演算器８は電流の２乗値の時間積分値の計算
を省略し、抵抗測定器７から入力された誘導電動機１の
起動時及び停止直後の１次抵抗及び２次抵抗の差分を起
動から停止までの運転時間で除した単位時間当たりの抵
抗変化量として１次抵抗及び２次抵抗の変化係数ＫR1、
ＫR2を演算してもよい。この場合、抵抗変動推定器9a
は、単位時間当たりの変化量として演算された１次抵抗
及び２次抵抗の変化係数ＫR1、ＫK2に起動してからの経
過時間を乗じて抵抗変化量として演算すればよい。

これにより、演算量が少なくて抵抗変動を推定できる
という効果がある。

さらに、この実施の形態１では、抵抗測定器７にて１
次抵抗及び２次抵抗を測定し、抵抗変化係数演算器８に
て１次抵抗及び２次抵抗の抵抗変化係数ＫR1、ＫR2を演
算し、抵抗変動推定器９にて１次抵抗及び２次抵抗推定
値R1^＊、R2^＊を演算するように構成したが、１次抵抗及
び２次抵抗は独立して演算できるため、片方のみ推定す
るように構成してもよい。

つまり、センサレスベクトル制御器６で１次抵抗及び
２次抵抗の両方使用する場合は上述のように両方とも推
定し、１次抵抗のみ使用する場合は抵抗測定器７、抵抗
変化係数演算器８及び抵抗変動推定器９にて１次抵抗の
み対象として１次抵抗のみ推定し、２次抵抗のみ使用す
る場合は２次抵抗のみ対象として推定するように構成す
ればよい。

上述の構成とすることにより、誘導電動機１の制御演
算に必要な抵抗値のみ測定することができ、抵抗測定器
76での抵抗測定の簡素化と、抵抗変化係数演算器８及び
抵抗変動推定器9aでの演算の簡略化ができるという効果
がある。

また、１次抵抗と２次抵抗は同様に変化するとして、
１次抵抗値のみ抵抗測定器７にて測定し、測定された１
次抵抗値を用いて抵抗変化係数演算器８にて１次抵抗の
抵抗変化係数ＫR1を演算し、２次抵抗の抵抗変化係数Ｋ
R2＝ＫR1としてもよい。さらに、その逆でもよい。

実施の形態2. 第３図は本発明に係わる実施の形態２による誘導電動
機の制御装置を示すブロック図である。第３図におい
て、１は誘導電動機、２は誘導電動機１に電圧を供給す
るインバータ、３は誘導電動機１の電流を検出する電流
検出器、４は速度指令を発生する速度指令発生器、5bは
速度指令発生器４からの出力である速度指令を入力して
チューニングを制御するチューニング制御器、６は誘導
電動機１を制御するためのセンサレスベクトル制御器、
７は起動時及び停止時に誘導電動機１の１次及び２次抵
抗を測定する抵抗測定器である。８は電流検出器３と抵
抗測定器７の出力とに基づき誘導電動機１の抵抗変化係
数を演算するための抵抗変化係数演算器、11は抵抗測定
器７と抵抗変化係数演算器８の出力とを入力して抵抗変
化係数と抵抗値の関係を記憶する抵抗特性記憶器、9aは
電流検出器３と抵抗計測器７と抵抗特性記憶器11の出力
とに基づき誘導電動機１の抵抗変動を推定するための抵
抗変動推定器、10は起動時及び停止時には抵抗測定器７
側に閉路し、運転時にはセンサレスベクトル制御器６側
に閉路する制御切替器であり、チューニング制御器5bに
より制御される。

次に、実施の形態２による誘導電動機の制御装置の動
作を説明する。実施の形態１においては、抵抗変動推定
器9aにより、抵抗変化係数演算器８で１回前の起動時と
停止直後の抵抗測定値を用いて演算した抵抗変化係数Ｋ
R1、ＫR2を用いて抵抗変動を推定したが、実施の形態２
においては、抵抗特性記憶器11に抵抗値に対する抵抗変
化係数を記憶し、記憶した抵抗変化係数ＫR1、ＫR2を用
いて抵抗変動推定器9aにより抵抗変動を推定する。

ここで、誘導電動機１に電流Ｉが流れているとする
と、誘導電動機１からはその抵抗のために単位時間当た
りＩの２乗に比例する熱量が発生すると考えられる。し
かし、誘導電動機１から周囲への放熱があるため、誘導
電動機１の温度上昇は１次遅れ的な特性を示し、その結
果として、誘導電動機１の１次抵抗及び２次抵抗、及び
１次抵抗及び２次抵抗の変化係数ＫR1、ＫR2は第４図に
示したような特性となる。第４図（ａ）は誘導電動機の
発熱量に係わる値と抵抗値の関係を説明し、第４図
（ｂ）は誘導電動機の発熱量に係わる値と抵抗変化係数
の関係を説明している。なお、誘導電動機１の電流が一
定の場合、第４図の横軸は時間に読み替えることができ
る。

さらに、第４図の特性を抵抗値に対する抵抗変化係数
の関係として示したのが第５図である。従って、実施の
形態１と同様の動作原理によって１次抵抗及び２次抵抗
の抵抗変化係数を実運動サイクル毎に演算して抵抗特性
記憶器11に記憶し、通常運転中は抵抗値の関数として抵
抗変化係数ＫR1、ＫR2を呼び出せば、より実際の抵抗変
化にあった係数を設定することができる。

まず、速度指令発生器４から速度指令ωｍ^＊がチュー
ニング制御器5bに入力された起動時において、チューニ
ング制御器5bは制御切替器10を抵抗測定器７側に閉路
し、さらに抵抗測定開始信号を抵抗測定器７に出力す
る。抵抗測定器７はチューニング制御器5bからの抵抗測
定開始信号を入力すると誘導電動機１の１次及び２次抵
抗値の測定を開始する。なお、抵抗測定器７は実施の形
態１で述べた方法と同様の方法で抵抗値を測定する。

次に、抵抗測定器７は１次抵抗及び２次抵抗の測定を
完了するとチューニング制御器5bに対して抵抗測定完了
を出力し、同時に抵抗変化係数演算器８、抵抗特性記憶
器11及び抵抗変動推定器9aに測定結果を出力する。チュ
ーニング制御器5bは、この抵抗測定器７から出力された
抵抗測定完了信号を入力すると制御切替器10をセンサレ
スベクトル制御器６側に閉路するように動作し、センサ
レスベクトル制御器６から出力されたスイッチング信号
によって誘導電動機１の運転を開始する。

その後、速度指令発生器４から停止指令がチューニン
グ制御器5bを経由してセンサレスベクトル制御器６に入
力され、誘導電動機１が減速して停止すると、停止完了
信号がチューニング制御器5bに出力される。チューニン
グ制御器5bは、この停止完了信号の入力により抵抗測定
器７に抵抗測定開始信号を出力し、抵抗測定器７はこの
抵抗測定開始信号が入力されると再び起動時と同様の方
法により誘導電動機１の１次抵抗及び２次抵抗値の測定
を開始する。

さらに、抵抗測定器７が１次抵抗及び２次抵抗の測定
を完了すると、チューニング制御器5bに対して抵抗測定
完了信号が送られ、同時に抵抗変化係数演算器８に測定
結果が出力される。抵抗変化係数演算器８は、チューニ
ング制御器5bから出力された制御信号と、電流検出器３
から出力された誘導電動機１の電流Ｉと、抵抗測定器７
から入力された誘導電動機１の起動時及び停止直後の１
次抵抗及び２次抵抗の測定値を入力し、実施の形態１で
述べた方法と同様の方法で単位量（I²t＝１）当たりの
１次抵抗及び２次抵抗の変化係数ＫR1、ＫR2を演算して
抵抗特性記憶器11に出力する。

抵抗特性記憶器11は、抵抗特性記憶器11が記憶してい
る抵抗値と抵抗変化係数のうち、抵抗測定器７により測
定された起動時の抵抗測定値に最も近い抵抗値に対応す
る抵抗変化係数を抵抗変動推定器9aに出力する。抵抗変
動推定器9aはこの抵抗特性記憶器11から出力された抵抗
変化係数を入力して、実施の形態１と同様の動作により
１次抵抗及び２次抵抗の推定値を演算してセンサレスベ
クトル制御器６に出力する。この一連の動作が繰り返さ
れることにより、抵抗特性記憶器11には、複数の抵抗値
に対する抵抗変化係数ＫR1及びＫR2が記憶され、より詳
細な抵抗値と抵抗変化係数の関係が蓄積される。また、
蓄積された抵抗値と抵抗変化係数の関係が抵抗変動推定
器9aにより抵抗推定に用いられるようになり、より精度
の高い抵抗推定が実現できる。

実施の形態２による誘導電動機の制御装置の制御方法
を第６図に示すフローチャートにより説明する。まず、
ステップS101において、運転開始信号が与えられている
かどうかをチューニング制御器5bが判別し、運転開始信
号が与えられるまで待機する。運転開始信号が与えられ
れば、ステップS102において、インバータ２により直流
電流を誘導電動機１に供給し、１次抵抗及び２次抵抗を
抵抗測定器７が測定する。次に、ステップS103では、ス
テップS102で計測された抵抗値を用いて、抵抗特性記憶
器11に記憶されている抵抗変化係数ＫR1、ＫR2を参照す
る。さらに、ステップS104で通常の運転モードである実
運転サイクルに移り、誘導電動機１の運動を開始する。
なお、ステップS104では、ステップS102で計測された抵
抗値を初期値として、ステップS103で参照したＫR1、Ｋ
R2と誘導電動機に流れている電流ＩよりＫR1ΣI²t、ＫR
2ΣI²tとして実運転サイクルの運転中の１次抵抗及び２
次抵抗の変動分を推定し、この推定された１次抵抗及び
２次抵抗を用いてセンサレスベクトル制御器６がインバ
ータ２の制御を行う。

ステップS105では停止信号が与えられて誘導電動機１
が停止したかどうかをチューニング制御器5bが判別し、
誘導電動機１が運転中はステップS104に戻る。停止信号
が与えられて誘導電動機１が停止すれば、ステップS106
で再びインバータ２により誘導電動機１の１次抵抗及び
２次抵抗を測定する。さらに、ステップS107において、
ステップS102で測定した起動時の１次抵抗及び２次抵抗
と、ステップS106で測定した停止時の１次抵抗及び２次
抵抗の差分を誘導電動機１の実運転サイクルの運転時間
中に積算したΣI²t（電流２乗値の時間積分値）で除
し、単位量（i²t＝１）当たりの１次抵抗及び２次抵抗
の変化係数ＫR1、ＫR2を求める。次に、ステップS108に
おいて、抵抗特性記憶器11に記憶されている抵抗値に対
する抵抗変化係数の関係データにステップS107で演算し
た最新のデータを追加、もしくは最新のデータを用いて
従来のデータの補正を行う。これで一連の動作が完了
し、再びステップS101に戻り、次の運転開始信号が与え
られるまで待機する。

以上のように、この実施の形態２による誘導電動機の
制御装置によれば、抵抗測定器７により測定された起動
時及び停止直後の抵抗値と電流検出器３により検出され
た電流とに基づき抵抗変化係数を演算する抵抗変化係数
演算器８と、抵抗測定器７により測定された抵抗値と抵
抗変化係数演算器８により演算された抵抗変化係数とを
入力して抵抗変化係数と抵抗値の関係を記憶する抵抗特
性記憶器11と、電流検出器３により検出された電流と抵
抗測定器７によい測定された起動時の抵抗値と抵抗特性
記憶器11からの出力である抵抗変化係数とに基づき抵抗
変動を推定するための抵抗変動推定器9aを設けたので、
予め熱抵抗、熱時定数等設定することなく、さらに、起
動時の抵抗値がその前の抵抗値に対して大きく差を生じ
ている場合でも良好に誘導電動機１の抵抗変動を推定で
きるという効果がある。

この実施の形態２による誘導電動機の制御装置におい
ては、抵抗値に対応する抵抗変化係数ＫR1、ＫR2の関係
を記憶して蓄積し、記憶した関係を用いて抵抗を推定す
るようにしたが、さらに電流検出器３により検出された
電流をパラメータとして抵抗値に対応する抵抗変化係数
ＫR1、ＫR2の関係を記憶して蓄積し、実運転サイクルの
運転中の電流と抵抗値に対応する抵抗変化係数ＫR1、Ｋ
R2の関係を参照して抵抗を推定するように構成してもよ
い。

第４図に示したように、誘導電動機１の抵抗値はΣI²
tに対して１次遅れ的な特性を示す。但し、誘導電動機
１の負荷状態によって誘導電動機１に流れる電流が異な
る場合は最終温度上昇値が異なることが一般に知られて
おり、誘導電動機１の温度上昇と抵抗値上昇は比例関係
にあるため、第７図（ａ）に示すように誘導電動機１の
電流ＩをパラメータとしてΣI²tに対する抵抗値の特性
が得られ、また抵抗変化係数の関係は第７図（ｂ）に示
したような電流Ｉをパラメータとした特性となる。

さらに、第７図（ｂ）の特性を抵抗値に対する抵抗変
化係数の関係として示したのが第８図である。従って、
第３図に示す誘導電動機の制御装置と同様の動作原理に
よって１次抵抗及び２次抵抗の抵抗変化係数を実運転サ
イクル毎に演算し、電流をパラメータとして抵抗特性記
憶器11aに記憶して蓄積し、実運転サイクルの運転中は
電流をパラメータとして抵抗値に対する関数として抵抗
変化係数ＫR1、ＫR2を呼び出せば、誘導電動機の複数の
負荷状態に対する実際の抵抗変化にあった係数を設定す
ることができる。

第９図はこの発明の実施の形態２による誘導電動機の
制御装置の他の態様を示すブロック図であり、第３図と
同一符号は同一又は相当部分を示す。第９図において、
11aは抵抗測定器７と抵抗変化係数演算器８の出力とを
入力して電流検出器３で検出された電流をパラメータと
して抵抗変化係数と抵抗値の関係を記憶する抵抗特性記
憶器である。

抵抗特性記憶器11aは、抵抗変化係数演算器８から出
力された１次抵抗及び２次抵抗の変化係数ＫR1、ＫR2
と、電流検出器３で検出された誘導電動機１の電流とを
入力し、入力された電流をパラメータとして第８図に示
すような抵抗値と抵抗変化係数の関係を記憶するように
動作する。

また、抵抗特性記憶器11aは、記憶している抵抗値と
抵抗変化係数のうち、電流検出器３で検出された電流に
最も近い電流値に対応して記憶されている抵抗変化係数
特性のデータから、抵抗測定器７により測定された起動
時の抵抗測定値に最も近い抵抗値に対応する抵抗変化係
数を抵抗変動推定器9aに出力する。抵抗変動推定器9aは
この抵抗特性記憶器11aから出力された抵抗変化係数を
入力して、第３図で説明した誘導電動機の制御装置と同
様の動作により１次抵抗及び２次抵抗の推定値を演算し
てセンサレスベクトル制御器６に出力する。この一連の
動作が繰り返されることにより、抵抗特性記憶器11aに
は複数の抵抗値に対する抵抗変化係数ＫR1及びＫR2が記
憶され、より詳細な抵抗値と抵抗変化係数の関係が蓄積
される。また、それが抵抗変動推定器9aにより抵抗推定
に用いられて精度の高い抵抗推定が実現できる。さらに
は、電流をパラメータとして抵抗変化係数と抵抗値の関
係を記憶して蓄積するため、誘導電動機１の複数の負荷
状態に対する実際の抵抗変化にあった係数を設定するこ
とができ、負荷の大きさにかかわらず精度の高い抵抗値
の推定ができるという効果がある。

なお、第９図に示す誘導電動機の制御装置の説明にお
いては、抵抗測定器７により測定された起動時の抵抗測
定値に最も近い抵抗値に対応する抵抗変化係数を抵抗変
動推定器9aに出力するようにしたが、運転中には抵抗変
動推定器9aから出力された抵抗の推定値を抵抗特性記憶
器11aに入力し、逐次その抵抗値に最も近い抵抗値に対
応する抵抗変化係数を抵抗変動推定器9aに出力してもよ
い。これにより、連続運転状態が長時間続いて抵抗変化
係数が変化していく場合でも、推定した抵抗値の変化に
伴って最適な値が用いられるようになり、より精度の高
い抵抗値の推定ができるという効果がある。

実施の形態3. 実施の形態２においては、通常の運転を行いながら抵
抗値と抵抗変化係数の関係を記憶していったが、通常の
運転に先立ち、テスト運転モードとして誘導電動機１の
熱時定数よりも短い時間間隔でのサイクル運転を行い、
予め通常運転状態にて取りうる誘導電動機１の温度範囲
における複数点の抵抗値に対する抵抗変化係数を記憶し
てもよい。

第10図はこの発明の実施の形態３による誘導電動機の
制御装置を示すブロック図であり、第３図と同一符号は
同一又は相当部分を示す。第10図において、12は誘導電
動機１の運転モードを設定する運転モード設定器、5cは
速度指令発生器４からの出力である速度指令と運転モー
ド設定器12からの出力である運転モード指令を入力して
チューニングを制御するチューニング制御器である。

次に、実施の形態３による誘導電動機の制御装置の動
作を説明する。まず、運転モード設定器12にテスト運転
モードを設定すると、チューニング制御器5cはテスト用
の所定の運転サイクルとなるように切り替わる。次に、
速度指令発生器４から速度指令ωｍ^＊が入力されると、
チューニング制御器5cは制御切替器10を抵抗測定器７側
に閉路し、さらに抵抗測定開始信号を抵抗測定器７に出
力する。抵抗測定器７はチューニング制御器5cからの抵
抗測定開始信号を入力すると誘導電動機１の１次及び２
次抵抗値の測定を開始する。なお、抵抗測定器７は実施
の形態１で述べた方法と同様の方法で抵抗値を測定す
る。

次に、抵抗測定器７は１次抵抗及び２次抵抗の測定を
完了するとチューニング制御器5cに対して抵抗測定完了
を出力し、同時に抵抗変化係数演算器８、抵抗特性記憶
器11及び抵抗変動推定器9aに測定結果を出力する。チュ
ーニング制御器5cは、この抵抗測定器７から出力された
抵抗測定完了信号を入力すると制御切替器10をセンサレ
スベクトル制御器６側に閉路するように動作し、センサ
レスベクトル制御器６から出力されたスイッチング信号
によって誘導電動機１の運転を開始する。

その後、誘導電動機の熱時定数よりも短い時間経過後
に誘導電動機１を減速停止させ、センサレスベクトル制
御器６から停止完了信号をチューニング制御器5cに出力
する。チューニング制御器5cは、この停止完了信号の入
力により抵抗測定器７に抵抗測定開始信号を出力し、抵
抗測定器７はこの抵抗測定開始信号が入力されると再び
起動時と同様の方法により停止時の誘導電動機１の１次
抵抗及び２次抵抗値の測定を開始する。

さらに、抵抗測定器７が１次抵抗及び２次抵抗の測定
を完了すると、チューニング制御器5cに対して抵抗測定
完了信号が送られ、同時に抵抗変化係数演算器８に測定
結果が出力される。抵抗変化係数演算器８は、チューニ
ング制御器5cから出力された制御信号と、電流検出器３
から出力された誘導電動機１の電流Ｉと、抵抗測定器７
から入力された誘導電動機１の起動時及び停止直後の１
次抵抗及び２次抵抗の測定値を入力し、実施の形態１で
述べた方法と同様の方法で単位量（I²t＝１）当たりの
１次抵抗及び２次抵抗の変化係数ＫR1、ＫR2を演算して
抵抗特性記憶器11に出力する。さらに、チューニング制
御器5cは上記サイクルを、運転回数、運転時間または抵
抗測定値の変化量等が予め設定された値になるまで繰り
返し行うように制御信号を出力し、その結果として抵抗
特性記憶器11には複数の抵抗値に対する抵抗変化係数Ｋ
R1及びＫR2が記憶される。

次に、テスト用の所定の運転サイクルが終了すると、
チューニング制御器5cはテスト運転モードから通常運転
モードに切り替わる。次回起動時からは実施の形態２で
述べたと同様の動作により、抵抗特性記憶器11は記憶し
ている抵抗値と抵抗変化係数のうち、抵抗測定器７によ
り測定された起動時の抵抗測定値に最も近い抵抗値に対
応する抵抗変化係数を抵抗変動推定器9aに出力する。抵
抗変動推定器9aはこの抵抗特性記憶器11から出力された
抵抗変化係数を入力して、実施の形態１で述べた同様の
動作により１次抵抗及び２次抵抗の推定値を演算してセ
ンサレスベクトル制御器６に出力する。

これにより、通常運転状態の実運転サイクルにおいて
は、より適切な抵抗値と抵抗変化係数の関係が記憶さ
れ、良好に抵抗変動が推定できるという効果がある。ま
た、起動時及び停止直後の抵抗測定を省略することも可
能であり、起動を速めることができるという効果があ
る。

なお、抵抗特性記憶器11は、テスト用の所定の運転モ
ードで記憶された複数の抵抗値に対する抵抗変化係数
を、多項式近似や最小２乗法による関数近似等行い、滑
らかに補間された関数として記憶してもよい。

これにより、抵抗値から抵抗変化係数を参照する際に
より実際の変化に近い値として参照することができ、良
好に抵抗変動が推定できるという効果がある。

また、通常の実運転サイクルにおいて抵抗変動推定器
9aにより推定された停止直後の抵抗推定値と、抵抗測定
器７により測定された停止直後の抵抗測定値を比較し、
これらの差が所定値を超えた場合には抵抗特性記憶器11
が記憶している抵抗値と抵抗変化係数の関数を補正する
ように構成してもよい。

これにより、気温の変化や電動機周辺の環境変化等に
よる、誘導電動機温度と雰囲気温度との温度差や周囲の
空気の流量等の変化が生じても、抵抗特性記憶器11に記
憶されている特性の実際の特性に一致するように常に補
正することができ、良好にて抵抗変動が推定できるとい
う効果がある。

さらに、通常の実運転サイクルの運転中において、抵
抗変動推定器9aにより推定された抵抗値を用いて逐次抵
抗特性記憶器11に記憶されている抵抗変化係数を参照
し、抵抗変動推定器9aでは参照された抵抗変化係数を用
いて抵抗値を推定するように構成してもよい。

これにより、運転中の誘導電動機の温度上昇により変
化していく抵抗値に逐次対応した抵抗変化係数を設定で
き、起動時からの抵抗変化量が大きくても良好に抵抗変
動が推定できるという効果がある。

実施の形態4. 上述の実施の形態においては、誘導電動機１の温度変
動による抵抗値変化を推定し、センサレスベクトル制御
器６により推定した抵抗値を用いてインバータ２を制御
する構成としたが、抵抗値変化からさらに誘導電動機１
の温度上昇を推定するように構成してもよい。

第11図はこの発明の実施の形態４による誘導電動機の
制御装置を示すブロック図であり、第３図と同一符号は
同一又は相当部分を示す。第11図において、13は抵抗変
動推定器9aから出力された抵抗推定値を入力して誘導電
動機１の温度を推定する温度推定器、5dは速度指令発生
器４からの出力である速度指令と温度推定器13からの出
力である誘導電動機１の温度推定値を入力してチューニ
ングを制御するチューニング制御器である。

温度推定器13は、抵抗測定器７により測定された誘導
電動機１の温度が概略既知の状態における１次、２次抵
抗の抵抗値を予め記憶する。次に、抵抗変動推定器9aか
ら出力された抵抗推定値を入力して、予め記憶された抵
抗値との比と、誘導電動機１の１次導体及び２次導体の
材質に固有の熱抵抗変化係数とから誘導電動機１の１次
導体及び２次導体の温度を推定する。例えば、１次導体
の材質が銅の場合、温度t0℃において抵抗測定器７によ
り測定した抵抗値がR1（t0）とすると、抵抗変動推定器
9aから出力された抵抗値がR1（t1）における誘導電動機
１の温度t 1℃は（14）式で推定できる。

さらに、チューニング制御器5dは、温度推定器13から
出力された誘導電動機１の上記温度推定値を入力して、
予め設定された温度以上に温度推定値が上昇すれば、焼
損防止のために誘導電動機１を停止させるように動作す
る。

ここで、誘導電動機１の概略既知の温度における抵抗
値を測定する時、誘導電動機１に特別に熱電対等の検出
器を設けなくても、誘導電動機１が周囲温度とほぼ同じ
温度状態にある時に抵抗測定器７により抵抗値を測定
し、その時の周囲温度を測定したものを誘導電動機１の
温度として設定すればよい。

なお、チューニング制御器5dは、温度推定器13から出
力された誘導電動機１の上記温度推定値を入力して、予
め設定された温度以上に温度推定値が上昇すれば、誘導
電動機１を停止させる代りに外部に警報信号を出力する
ように構成してもよい。また、誘導電動機１の温度表示
として、温度推定器13で推定された温度指定値を表示さ
せてもよい。

以上のように、この発明によれば、抵抗測定器７によ
り測定された起動時及び停止直後の抵抗値と前記電流検
出器３により検出された電流とに基づき抵抗変化係数を
演算する抵抗変化係数演算器８と、抵抗測定器７により
測定された抵抗値と抵抗変化係数演算器８により演算さ
れた抵抗変化係数とを入力して抵抗変化係数と抵抗値の
関係を記憶する抵抗特性記憶器11と、電流検出器３によ
り検出された電流と抵抗測定手段により測定された起動
時の抵抗値と抵抗特性記憶器11からの出力である抵抗変
化係数とに基づき抵抗変動を推定するための抵抗変動推
定器9aと、抵抗変動推定器9aからの出力である推定抵抗
値から誘導電動機１の温度を推定する温度推定器13を設
けたので、予め誘導電動機の熱抵抗、熱時定数等を設定
することなく、誘導電動機の温度上昇を推定できるとい
う効果がある。

なお、抵抗測定器７により測定される誘導電動機１の
１次抵抗値は、インバータ２から誘導電動機１への配線
抵抗分も含めて測定されることになる。しかし、インバ
ータ２から誘導電動機１への配線は通常あまり温度上昇
しないように選定、布設されているため、温度変化を温
度推定器13に予め配線抵抗値Rhを設定しておき、配線抵
抗値Rhは運転中に一定と仮定して（14）式に代えて（1
5）式を用いてもよい。

ここで、インバータ２から誘導電動機１への配線の抵
抗値はブリッジ、ミリオーム計等の低抵抗測定器で測定
した値を設定しても、また、配線の単位長当たりの抵抗
値が製造者のデータ等により予め既知であれば、それに
配線長さを掛けて計算により求めて設定してもよい。

これにより、インバータ２から誘導電動機１への配線
抵抗が比較的大きくても、誘導電動機１の１次抵抗変動
をより正確に推定することができ、それによって誘導電
動機１の温度上昇を良好に推定できるという効果があ
る。

また、上述の実施の形態全てにおいて、インバータ２
を用いた誘導電動機１の抵抗測定には、単相印加、低電
圧三相印加による抵抗測定等、多くの既知の抵抗測定方
法があり、さらにこれ以外のどのような抵抗測定方法を
用いても本発明の誘導電動機の制御装置が構成できるこ
とはいうまでもない。

また、これら実施の形態を適当に組み合わせて実施す
ることができるのはいうまでもない。

産業上の利用可能性以上のように、この発明にかかるは誘導電動機の制御
装置及び誘導電動機の制御方法は、例えば、誘導電動機
の巻線の運転中の温度変化に伴う抵抗値変化を推定し、
推定した巻線抵抗値を基に誘導電動機を指令速度に追従
するようにベクトル制御及びセンサレスでベクトル制御
を行う誘導電動機の制御装置及び誘導電動機の制御方法
に適している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平１−117683（ＪＰ，Ａ) 特開平６−30587（ＪＰ，Ａ) 特開平６−165562（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−215992（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−16184（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−76090（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−231890（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−249486（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−86089（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−79380（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02P 5/408 - 5/412 H02P 7/628 - 7/632 H02P 21/00 H02M 7/42 - 7/98

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（補正後）誘導電動機の運転を開始し所定
期間運転した後に停止させる第１の運転サイクルと、該
第１の運転サイクルの後再び前記誘導電動機の運転を開
始する第２の運転サイクルと、を少なくとも含むように
前記誘導電動機の運転を制御する誘導電動機の制御装置
において、前記誘導電動機に電圧を供給するインバータと、前記誘
導電動機の巻線抵抗値を測定する抵抗測定手段と、前記
第１の運転サイクルの前後に測定された前記巻線抵抗値
の差と前記第１の運転サイクル中に発生した前記誘導電
動機の発熱量に係わる値を基に、この値の単位量当たり
の巻線抵抗の変化の度合いを表わす抵抗変化係数を演算
する抵抗変化係数演算手段と、前記第２の運転サイクル
の起動時に前記抵抗測定手段により測定された起動時巻
線抵抗値と前記第２の運転サイクル中の前記誘導電動機
の発熱量に係わる値と前記抵抗変化係数とを基に推定し
た推定巻線抵抗値を出力する抵抗変動推定手段と、前記
推定巻線抵抗値を用いて前記インバータを制御する制御
手段とを備え、前記発熱量に係わる値が、前記誘導電動
機の発熱量自体又は該発熱量に応じて変動する所定の物
理値に相当することを特徴とする誘導電動機の制御装
置。
【請求項２】抵抗変化係数演算手段は、第１の運転サイ
クル中に発生した誘導電動機の発熱量に係わる値を前記
誘導電動機に供給した電流値を基に演算し、抵抗変動推
定手段は、第２の運転サイクル中に発生する誘導電動機
の発熱量に係わる値を前記誘導電動機に供給した電流値
を基に演算することを特徴とする請求の範囲第１項に記
載の誘導電動機の制御装置。
【請求項３】抵抗変化係数演算手段は、第１の運転サイ
クル中に発生した誘導電動機の発熱量に係わる値を前記
誘導電動機に指令したトルク指令値を基に演算し、抵抗
変動推定手段は、第２の運転サイクル中に発生する誘導
電動機の発熱量に係わる値を前記誘導電動機に指令した
トルク指令値を基に演算することを特徴とする請求の範
囲第１項に記載の誘導電動機の制御装置。
【請求項４】抵抗推定手段は、第１の運転サイクルの停
止時に抵抗測定手段が測定した停止時巻線抵抗値を前記
第２の運転サイクルの起動時に測定した起動時巻線抵抗
として前記第２の運転サイクル中の推定巻線抵抗値を出
力することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の誘導
電動機の制御装置。
【請求項５】（補正後）誘導電動機の運転を開始し所定
期間運転した後に停止させる第１の運転サイクルと、該
第１の運転サイクルの後再び前記誘導電動機の運転を開
始する第２の運転サイクルと、を少なくとも含むように
前記誘導電動機の運転を制御する誘導電動機の制御装置
において、前記誘導電動機に電圧を供給するインバータと、前記誘
導電動機の巻線抵抗値を測定する抵抗測定手段と、第１
の運転サイクルの前後に測定された前記巻線抵抗値の差
と前記第１の運転サイクル中に発生した前記誘導電動機
の発熱量に係わる値とを基に、この値の単位量当たりの
巻線抵抗の変化の度合いを表わす抵抗変化係数を演算す
る抵抗変化係数演算手段と、前記抵抗変化係数と前記巻
線抵抗値との関係を記憶し、前記第２の運転サイクルの
起動時に前記抵抗測定手段により測定された起動時巻線
抵抗値を基に記憶した前記関係を参照して抵抗変化係数
を出力する抵抗特性記憶手段と、前記起動時巻線抵抗値
を基に前記抵抗特性記憶手段から出力された抵抗変化係
数と前記第２の運転サイクルの前記誘導電動機の発熱量
に係わる値とから推定巻線抵抗値を推定して出力する抵
抗変動推定手段と、前記推定巻線抵抗値を用いて前記イ
ンバータを制御する制御手段とを備え、前記発熱量に係
わる値が、前記誘導電動機の発熱量自体又は該発熱量に
応じて変動する所定の物理値に相当することを特徴とす
る誘導電動機の制御装置。
【請求項６】抵抗特性記憶手段は、第１の運転サイクル
中の電流値をパラメータとして抵抗変化係数と巻線抵抗
値との関係を記憶し、抵抗測定手段が第２の運転サイク
ルの起動時に測定した起動時巻線抵抗値に対応する抵抗
変化係数を前記第２の運転サイクルの電流値を参照して
出力することを特徴とする請求の範囲第５項に記載の誘
導電動機の制御装置。
【請求項７】抵抗特性記憶手段は、第１の運転サイクル
により抵抗変化係数演算手段が演算した抵抗変化係数と
その時点で抵抗測定手段が測定した巻線抵抗値との関係
を関数近似して記憶することを特徴とする請求の範囲第
５項に記載の誘導電動機の制御装置。
【請求項８】抵抗変化係数演算手段は、第２の運転サイ
クルの停止時に推定した推定巻線抵抗と抵抗測定手段が
前記第２の運転サイクルの停止時に測定した停止時巻線
抵抗とを比較しこれらの差異が所定値を超える場合に抵
抗特性記憶手段が記憶している巻線抵抗値と抵抗変化係
数との関係を修正することを特徴とする請求の範囲第５
項に記載の誘導電動機の制御装置。
【請求項９】誘導電動機の巻線の温度と巻線抵抗値との
関係を予め記憶し、抵抗変化係数演算手段が出力する推
定巻線抵抗値を基に前記巻線の温度と巻線抵抗値との関
係から前記巻線の温度を推定する温度推定手段を具備し
たことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の誘導電動
機の制御装置。
【請求項１０】温度推定手段は、予めインバータから誘
導電動機までの配線の抵抗値を記憶し、抵抗測定手段が
出力する１次巻線抵抗値から前記配線の抵抗値を減算し
た値を基に前記１次巻線の温度を推定することを特徴と
する請求の範囲第９項に記載の誘導電動機の制御装置。
【請求項１１】温度推定手段は、巻線の温度が所定値を
超えた場合に、誘導電動機の運転を停止する停止信号を
制御手段に出力し、この制御手段がインバータの運転を
停止することを特徴とする請求の範囲第９項に記載の誘
導電動機の制御装置。
【請求項１２】第１と第２の運転サイクルに先立って、
抵抗変化係数演算手段により、設定された回数を繰り返
す所定の運転サイクルの各々の運転サイクルの起動時と
停止時に抵抗測定手段により測定された巻線抵抗値の差
と前記各々の運転サイクル中に発生した誘導電動機の発
熱量に係わる値から単位量当たりの巻線抵抗の抵抗変化
係数を前記各々の運転サイクル毎に演算し、抵抗特性記
憶手段に前記各々の運転サイクル毎の前記抵抗変化係数
と前記巻線抵抗値との関係を記憶させる運転モード設定
手段を具備したことを特徴とする請求の範囲第５項に記
載の誘導電動機の制御装置。
【請求項１３】（補正後）運転サイクルの前後に測定さ
れた巻線抵抗値の差と前記運転サイクル中に発生した誘
導電動機の発熱量に係わる値とを基に、この値の単位量
当たりの巻線抵抗の変化の度合いを表わす抵抗変化係数
を演算する係数演算ステップと、次の運転サイクルの起
動時に起動時巻線抵抗値を測定する起動抵抗測定ステッ
プと、前記起動時巻線抵抗を基に前記抵抗変化係数と当
該運転サイクル中の誘導電動機の発熱量に係わる値とか
ら推定した推定巻線抵抗値を出力する巻線抵抗値推定ス
テップと、前記推定巻線抵抗値を基に前記誘導電動機を
駆動するインバータを制御する制御ステップと、当該運
転サイクルの停止時に停止時巻線抵抗値を測定する停止
時抵抗測定ステップとを備え、前記発熱量に係わる値
が、前記誘導電動機の発熱量自体又は該発熱量に応じて
変動する所定の物理値に相当することを特徴とする誘導
電動機の制御方法。
【請求項１４】（補正後）運転サイクルの前後に測定さ
れた巻線抵抗値の差と前記運転サイクル中に発生した誘
導電動機の発熱量に係わる値とを基に、この値の単位量
当たりの巻線抵抗の変化の度合いを表わす抵抗変化係数
を演算する係数演算ステップと、前記巻線抵抗と前記抵
抗変化係数の関係を記憶する記憶ステップと、次の運転
サイクルの起動時に起動時巻線抵抗値を測定する起動時
抵抗測定ステップと、前記起動時巻線抵抗に対応する抵
抗変化係数を前記巻線抵抗と前記抵抗変化係数の関係を
参照して求める係数抽出ステップと、前記起動時巻線抵
抗を基にこの起動時巻線抵抗に対応する抵抗変化係数と
当該運転サイクル中の誘導電動機の発熱量に係わる値と
から推定した推定巻線抵抗値を出力する巻線抵抗推定ス
テップと、前記推定巻線抵抗値を基に前記誘導電動機を
駆動するインバータを制御する制御ステップと、前記当
該運転サイクルの停止時に停止時巻線抵抗値を測定する
停止時抵抗測定ステップとを備え、前記発熱量に係わる
値が、前記誘導電動機の発熱量自体又は該発熱量に応じ
て変動する所定の物理値に相当することを特徴とする誘
導電動機の制御方法。