図1は、本発明を適用する電力変換制御装置 のブロック図である。図において、電力変換 制御装置100は以下のように構成される。1は� �流電圧を任意周波数、任意電圧の交流電圧� �変換し、負荷に供給する電力変換部、2は電� ��変換部の負荷である交流電動機、3は交流電 動機2に流れる電流を検出する電流検出部、4� ��電流検出部3により検出された電流をトルク 電流検出値i _qfb と励磁電流検出値i _dfb に変換する座標変換部、5は図示していない� �ルク電流指令器より与えられたトルク電流� �令値i _qref とトルク電流検出値i _qfb とが一致するように第1のq軸電圧指令値V _qref1 を演算するトルク電流制御部、6は図示して� �ない励磁電流指令器より与えられた励磁電� �指令値i _dref と前記励磁電流検出値i _dfb とが一致するようにd軸電圧指令値V _dref を演算する励磁電流制御部、7は図示してい� �い周波数指令器から与えられた周波数f ₁ を積分して位相θを演算する位相演算部、8は 与えられた周波数f ₁ から交流電動機2の誘起電圧指令e _ref を演算するV/f変換部、9はトルク電流制御部5� ��出力である第1のq軸電圧指令値V _qref1 と誘起電圧指令e _ref を加算し、第2のq軸電圧指令値V _qref を演算する加算部、10は第2のq軸電圧指令値V _qref とd軸電圧指令値V _dref とから出力電圧指令V _1ref とその電圧位相θ _V をそれぞれ(1)、(2)式のように演算する出力電 圧演算部である。

  V _1ref =√(V _qref ² +V _dref ² )          ・・・(1)
  θ _V =tan ^-1 (V _qref /V _dref )          ・・・(2)

 11は位相θと電圧位相θ _V を加算し、位相指令θ _ref を出力する加算部、12は出力電圧指令V _1ref 及び位相指令θ _ref をから、電力変換部1のスイッチングパター� �を決定するPWM演算部、13はフリーラン状態の 交流電動機2を始動する場合に、電力変換部1� ��ら出力される周波数を調整することにより� ��ムーズに始動できるようにする周波数調整� ��、14は電力変換部1の直流電圧V _DC を平滑する直流平滑部、15は直流平滑部14の� �流電圧V _DC を検出する電圧検出部、17、18、19はそれぞれ 通常運転動作と始動動作を切替えるスイッチ である。

 30は、30を除く電力変換制御装置100に対し 後述する交流電動機2の始動方法の処理を実� �するために交流電動機2に所定の指令信号を� ��力したり、制御状態信号を読み込み、交流� ��動機2の速度推定を行い、推定した速度を周 波数調整部13へ設定したり、スイッチ17、18、 19を切替えたり、始動処理を中止して再度始� ��処理をやり直す指令を出力する速度推定処� ��部である。

 なお、電力変換制御装置100は、電圧検出部1 5で検出された直流電圧検出値V _DC が予め定められた保護レベルになると制御装 置が過電圧異常でトリップするようになって いる。同様に電流検出部3で検出された電流� �予め定められた保護レベルになると制御装� �が過電流異常でトリップするようになって� �る。

 図2は、図1の電力変換制御装置100に適用� �た交流電動機の始動方法の処理手順を示す� �ローチャートである。この図を用いて本発� �の方法を順を追って説明する。なお、この� �理は速度推定処理部30でコントロールしてい る。

 はじめにステップ1で、電力変換制御装置100 の運転開始に際し、励磁電流指令値に所定の 励磁電流指令値i _dref を設定して、所定時間、交流電動機2に直流� �流を供給する。
 次にステップ2で、交流電動機2に流れる電� �を検出し、トルク電流検出値i _qfb を求め、トルク電流検出値i _qfb の信号から交流電動機2の回転方向と周波数� �計測して、速度及び回転方向を推定する。

 次にステップ3で、推定した回転方向と速度 に相当する周波数を周波数調整部13に設定す� ��。
 次にステップ4で、スイッチ17、18、19をA側� �らB側に変更し、通常運転動作から始動動作� ��切替える。これにより、周波数調整部13か� �出力される信号を出力周波数f ₁ に、0をトルク電流指令i _qref に、V/f変換部8から出力される信号を励磁電� �指令i _dref に設定する。
 V/f変換部8は、二次回路時定数に応じた時間 で漸増するように誘起電圧指令e _ref を演算し出力すると共に、予め設定された交 流電動機2の基準となる定格電圧/定格周波数� ��波数と出力周波数f ₁ から演算される基準誘起電圧e ₀ と前記交流電動機の基準となる定格電圧/定� �周波数周波数で運転時の励磁電流i _d0 から励磁電流指令i _dref を(3)式のように演算する。

  i _dref =e _ref /e ₀ ・i _d0              ・・・(3)

 周波数調整部13は、トルク電流検出値i _qfb が0に近づくようにトルク電流検出値i _qfb が正であれば出力周波数f ₁ を減らし、負であれば出力周波数f ₁ を増やすように調整する。

 次にステップ5で、誘起電圧指令e _ref が基準誘起電圧e ₀ と一致すると、トルク電流検出値i _qfb が所定値以下かどうかを判断する。
トルク電流検出値i _qfb が所定値以下になると、正常に推定できたと 判断してステップ6へ、トルク電流検出値i _qfb が所定値以下とならないときは、ステップ7� �進む。

 次にステップ6で、スイッチ17、18、19をB側� �らA側に変更し、通常制御に移行する。
 次にステップ7で、電圧検出部15で検出した� ��流電圧検出値V _DC が所定値以上かどうかを判断する。直流電圧 検出値V _DC が所定値以上であればステップ8へ、所定値� �満であれば、ステップ9に進む。

 次にステップ8で、交流電動機2の周波数を� �際よりも低く推定したと判断して、加算す� �周波数を演算し、これを用いて周波数調整� �13で出力する周波数を調整してステップ4に� �る。
 次にステップ9で、交流電動機2に流れる電� �が所定値以上の状態が所定時間継続されて� �るかどうかを判断する。交流電動機2に流れ� ��電流が所定値未満、あるいは所定時間経過� ��の場合は、周波数調整部13で出力する周波� �を調整して、ステップ4に戻る。
 交流電動機2に流れる電流が所定値以上で所 定時間継続した場合は、推定速度が許容され る値より大きいか、あるいは回転方向を間違 えたと判断してステップ10へ進む。

 次にステップ10で、始動処理を中止してス� �ップ1に戻ってやり直す。
 このようにして、直流電圧検出値V _DC とトルク電流検出値i _qfb に応じて出力する周波数を交流電動機の速度 に一致するように調整し、調整不可と判断さ れる場合はやり直すので、交流電動機をスム ーズに始動することができる。

 図3は、図1の電力変換制御装置100に適用し� �交流電動機の始動方法の、第2の処理手順を� ��すフローチャートである。この図を用いて� ��発明の方法を、順を追って説明する。
 なお、ステップ1からステップ6は、実施例1� ��全く同一であり、実施例1におけるステップ 7に対応するステップは実施例2ではステップ7 ’であるので、ここではステップ1からステ� �プ6の説明を省略し、ステップ7’から説明す る。また、ステップ8は欠番である。

 ステップ7’で、電圧検出部15で検出した直� ��電圧検出値V _DC が所定値以上か、または過電圧保護動作レベ ルかどうかを判断する。直流電圧検出値V _DC が所定値以上か過電圧保護動作レベルであれ ばステップ10に進み、始動を中止して、ステ� ��プ1に戻って始動処理をやり直す。直流電圧 検出値V _DC が所定値未満あるいは過電圧異常が発生して いなければ、ステップ9に進む。
 次にステップ9で、交流電動機2に流れる電� �が所定値以上の状態が所定時間継続されて� �るかどうかを判断する。交流電動機2に流れ� ��電流が所定値未満、あるいは所定時間経過� ��の場合は、周波数調整部13で出力する周波� �を調整して、ステップ4に戻る。
 交流電動機2に流れる電流が所定値以上で所 定時間継続した場合は、推定速度が許容され る値より大きいか、あるいは回転方向を間違 えたと判断してステップ10へ進む。

 次にステップ10で、始動処理を中止してス� �ップ1に戻ってやり直す。
 このようにして、直流電圧検出値V _DC が所定値以上となるか、過電圧保護動作レベ ルになると始動処理を中止し、再度最初から 始動処理をやり直すので、交流電動機をスム ーズに始動することができる。

 図4は、図1の電力変換制御装置100に適用し� �交流電動機の始動方法の、第3の処理手順を� ��すフローチャートである。この図を用いて� ��発明の方法を、順を追って説明する。
 なお、ステップ1からステップ7’は、実施� �2と全く同一であるのでその説明を省略し、� ��テップ9’から説明する。また、ステップ8� �実施例2と同様に欠番である。

 ステップ9’で、交流電動機2に流れる電流� �所定値以上でかつ所定時間継続されている� �どうか、あるいは電流制限動作レベル、過� �流保護動作レベルと判断される時は、推定� �度が許容される値より大きいか、あるいは� �転方向を間違えたと判断してステップ10へ進 む。そうでない場合はステップ4に戻る。
 次にステップ10で、始動処理を中止してス� �ップ1に戻ってやり直す。
 このようにして、直流電圧検出値V _DC が所定値以上であったり、過電圧保護動作レ ベルであったり、電流が所定値以上の状態が 所定時間経過したり、電流制限動作レベル、 過電流保護動作レベルであっても、始動処理 を中止し、再度最初から始動処理をやり直す ので、交流電動機をスムーズに始動すること ができる。

 図5は、本発明の第4の実施形態を適用し� �電力変換制御装置のブロック図である。図� �おいて、第1実施例で示したブロック図(図1)� ��対して、電力変換制御装置100を100’に変更� ��、速度推定部16、スイッチ20、21を追加し、� ��イッチ17は17’に、速度推定処理部は30から3 0’に変更している。図1と同一構成には、同� ��符号を付して重複する説明は省略する。

 速度推定部16は出力電圧演算部10で演算され る電圧位相θ _V を微分することにより、交流電動機2の周波� �及び回転方向を推定し、スイッチ17’20,21は� ��れぞれ通常運転動作と速度推定動作を切替� ��る。スイッチ17’は通常運転動作と始動動� �を切替える役目も兼ねている。速度推定処� �部30’は、主として速度推定処理部30から交� ��電動機2の速度推定の機能が削除され、後述 するコントロールする交流電動機2の始動方� �の処理が変更されている。

 図6は、図5の電力変換制御装置100’にお� �て、交流電動機の始動方法の、第4の処理手� ��を示すフローチャートである。この図を用� ��て本発明の方法を、順を追って説明する。� ��お、この処理は速度推定処理部30’でコン� �ロールしている。

 はじめにステップ11で、スイッチ17’、20、2 1をA側からB側に変更し、通常運転動作から速 度推定動作に切替える。但し、スイッチ18及� ��スイッチ19はA側のままとする。これにより� ��0をトルク電流指令i _qref 、励磁電流指令i _dref 及び周波数f ₁ に設定する。その後、交流電動機2を電流制� �するように電力変換制御装置100’を運転開� �する。
 次にステップ12で、所定時間経過したかど� �か判断し、経過していないとステップ13に、 経過しているとステップ15に進む。

 次にステップ13で、検出された電流が電流� �限動作レベル、あるいは過電流保護動作レ� �ルか、あるいは電圧検出部15で検出した直流 電圧検出値V _DC が過電圧保護動作レベルかどうか判断し、動 作レベル以下の場合はステップ12に戻り、動� ��レベルに達していればステップ14に進む。
 次にステップ14で、始動を中止し、ステッ� �11に戻る。

 次にステップ15で、速度推定部16は出力電圧 演算部10で演算された電圧位相θ _V を微分して、フリーラン中の前記交流電動機 の周波数及び回転方向を推定し、スイッチ17� ��、20、21をB側からA側に変更し、速度推定動� ��を終わり、ステップ16に進む。
 次にステップ16で、推定した回転方向及び� �度推定値に相当する周波数を周波数調整部13 に設定して、ステップ17に進む。

 次にステップ17で、スイッチ20、21は通常運� ��動作のA側を保持し、スイッチ17’、18、19は A側からB側に変更され、通常運転動作から始� ��動作に切替える。これにより、周波数調整� ��13から出力される信号を出力周波数f ₁ に、0をトルク電流指令i _qref に、V/f変換部8から出力される信号を励磁電� �指令i _dref に設定する。
 V/f変換部8は、二次回路時定数に応じた時間 で漸増するように誘起電圧指令e _ref を演算し出力すると共に、予め設定された交 流電動機2の基準となる定格電圧/定格周波数� ��波数と出力周波数f ₁ から演算される基準誘起電圧e ₀ と交流電動機2の基準となる定格電圧/定格周� ��数周波数で運転時の励磁電流i _d0 から励磁電流指令i _dref を上記(3)式のように演算する。
 次にステップ18で、電流が電流制限動作レ� �ル、あるいは過電流保護動作レベルか、あ� �いは電圧検出部15で検出した直流電圧検出値 V _DC が過電圧保護動作レベルかどうか判断し、動 作レベル以下の場合は、ステップ19に進む。
 電流が電流制限動作レベル、あるいは過電� ��保護動作レベルか、あるいは電圧検出部15� �検出した直流電圧検出値V _DC が過電圧保護動作レベルに達した場合は、ス テップ14に進み、始動を中止し、ステップ11� �戻る。

 次にステップ19で、誘起電圧指令e _ref が基準誘起電圧e ₀ と一致すると、トルク電流検出値i _qfb が所定値以下かどうか判断する。
 トルク電流検出値i _qfb が所定値以下になると、正常推定できたと判 断して、ステップ20に進む。所定値以下にな� ��ないときは、ステップ17に戻る。
 次にステップ20で、スイッチ17’、18、19がA� ��に切替え、通常制御に移行する。
 このようにして、電流が電流制限動作レベ� ��、あるいは過電流保護動作レベルか、ある� ��は電圧検出部15で検出した直流電圧検出値V _DC が過電圧保護動作レベルに達した場合であっ ても、始動処理を中止し、再度最初から始動 処理をやり直すので、交流電動機をスムーズ に始動することができる。

 以上の説明では、始動時に行う速度推定� ��法を、始動時に交流電動機2に直流電流を印 加し、その際の検出電流から交流電動機2の� �度を推定する方法と、始動時に交流電動機2� ��励磁電流分及びトルク電流分が所定値にな� ��ように電流制御し、その際に出力される電� ��指令信号に基づいて交流電動機2の速度を推 定する方法を用いて説明したが、上記の印加 する信号が直流電圧であってもよいし、交流 電動機2の回転角周波数に等しい回転磁界と� �起電圧を発生させたり、擬似雑音信号を制� �信号に重畳して交流電動機2の回転角周波数� ��等しい回転磁界と誘起電圧を発生させたり� ��交流電動機2の誘起電圧を測定して速度を推 定したり、あるいは交流電動機2に流れる電� �をポジティブフィードバックして交流電動� �の速度を推定する方法であっても、本発明� �実施することができ、同様の効果を得るこ� �ができる。