JP2017055647A - 誘導電動機の再起動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】誘導電動機が停止することなく直ちに運転を再開できるようにするための誘導電動機の再起動方法を提供する。【解決手段】誘導電動機の再起動方法は、回転子の位置および速度を推定する位置および速度推定ステップと、推定された回転子の推定速度に対応するように速度指令を再設定する速度指令再設定ステップＳ３７０と、再設定された速度指令に対応するように制御電圧を生成し、これを用いて電圧の大きさを調整する電圧大きさ調整ステップＳ３８０と、電圧の大きさの調整が完了すると、目標速度まで誘導電動機を再加速する再加速ステップＳ３９０を含む。【選択図】図３

Description

本発明は、誘導電動機の再起動方法に関し、より詳細には、インバータの三相交流電源に瞬時停電などが発生してから復電が行われる場合、誘導電動機が停止することなく直ちに運転を再開できるようにするための誘導電動機の再起動方法に関する。

誘導電動機（ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ ｍａｃｈｉｎｅ）は、ファン（ｆａｎ）やポンプ（ｐｕｍｐ）から空調（Ｈｅａｔｉｎｇ Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ Ａｉｒ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ：ＨＶＡＣ）設備に至るまで、その適用範囲が様々である。特に、インバータを用いた誘導電動機駆動システムは、エネルギー効率を増加できるという利点などから、近年、その使用が増加しつつある。

一般的に、インバータは、交流入力電源に停電が発生したときに、所定時間内にＰＷＭ出力を遮断する。しかしながら、瞬時停電の場合、若しくは負荷の加速に長い時間が必要な場合などには、停電時に電動機を完全に停止させてから再起動させることは、産業現場において大きな損失をもたらし得る。そのため、電動機が自由回転（Ｆｒｅｅ‐ｒｕｎ）している状態で電源が復電される場合に簡単に再起動させるための方法が必要である。

停電時間の間に、電動機は自由回転することになり、この間に回転子の速度と磁束（ｒｏｔｏｒ ｆｌｕｘ）は、時間が経つにつれて減少する。電動機の再起動の際、変化した位置および速度情報を考慮しない状態で制御のために電圧を入力すると、大きい突入電流（ｉｎｒｕｓｈ ｃｕｒｒｅｎｔ）や直流リンクキャパシタに回生電圧が発生する可能性がある。すなわち、直流リンク電源電圧が上昇する場合、インバータの故障の原因になり得るため、誘導電動機の相電流と直流リンク電源電圧の急な上昇なく誘導電動機を再起動させるための方法を用意する必要がある。

このため、電動機の安定した再起動性能の確保をする上で、再起動時の回転子の位置情報および速度情報などを測定したり、計算または推定するための方法が求められる。

一方、誘導電動機の応用分野によって回転子の位置センサの取り付けが困難な場合が存在し得るため、回転子の位置および速度情報を把握するために推定器を適用する技術が求められる。また、誘導電動機の再起動時に突入電流や回生電圧の発生を防止するための構成を有する新たな技術が求められる。

本発明は、上述の問題点を解決するために導き出されたものであり、インバータの三相交流電源に瞬時停電などが発生してから復電が行われる場合、誘導電動機が停止することなく直ちに運転を再開できるようにするための誘導電動機の再起動方法を提供することを目的とする。

本発明の目的は、以上で言及した目的に制限されず、言及されていない本発明の他の目的および利点は、下記の説明によって理解され、本発明の実施形態によってより明らかに理解される。また、本発明の目的および利点は、特許請求の範囲に示された手段およびその組み合わせにより実現可能であることが容易に理解される。

上述の目的を達成するための本発明は、復電過程で誘導電動機を再起動させるための誘導電動機の再起動方法であって、前記誘導電動機に駆動信号が供給されると、回転子の位置および速度を推定する位置および速度推定ステップと、前記位置および速度推定ステップにより推定された回転子の推定速度が基準速度以上であるか否かを判断する速度比較ステップと、前記速度比較ステップにより前記回転子の前記推定速度が基準速度以上であると判断されると、前記回転子の前記推定速度に対応するように速度指令を再設定する速度指令再設定ステップと、前記速度指令再設定ステップにより再設定された前記速度指令に対応するように制御電圧を生成し、生成された前記制御電圧を用いて前記誘導電動機に印加する電圧の大きさ（ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）を調整する電圧大きさ調整ステップと、前記電圧大きさ調整ステップにより前記電圧の大きさの調整が完了すると、目標速度まで前記誘導電動機を再加速する再加速ステップと、を含む、誘導電動機の再起動方法を提供する。

ここで、本発明は、前記速度比較ステップにより前記回転子の前記推定速度が基準速度未満であると判断される場合、前記誘導電動機に供給される前記駆動信号を遮断させる駆動信号遮断ステップをさらに含むことができる。

この際、前記電圧大きさ調整ステップは、前記回転子の逆起電力推定値と前記制御電圧に対応するように生成される電圧指令を用いて、前記回転子の推定逆起電力の大きさから前記電圧指令の大きさまで前記電圧の大きさを徐々に調整するように構成されることが好ましい。

この場合、前記電圧指令は、ＭＶＣ（Ｍｏｄｅｌ‐ｂａｓｅｄ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）またはＨＶＭＣ（Ｈｅｘａｇｏｎ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ）方式により生成され得る。

一方、前記位置および速度推定ステップは、前記回転子の逆起電力推定値から前記回転子の速度、同期角および位置を推定するように構成されることが好ましい。

また、前記回転子の前記逆起電力推定値は、固定子電流、固定子電圧指令および誘導電動機の媒介変数（ｐａｒａｍｅｔｅｒ）を用いて推定されることが好ましい。

上述のような本発明によれば、インバータの三相交流電源に瞬時停電が発生してから復電が行われる場合、誘導電動機を停止させることなく運転を再開することができ、産業現場などにおいて停電の発生による費用損失を最小化できるなどの効果がある。

また、誘導電動機の再起動過程中に突入電流および回生電圧の発生を防止するために、速度推定および電圧調整などの機能を具現することにより、インバータ素子および直流リンクキャパシタの損傷を防止できるなどの更なる利点を提供することができる。

従来技術に係る誘導電動機の再起動方法を説明するための概念図である。 本発明の実施形態に係る誘導電動機の再起動方法を説明するための概念図である。 本発明の一実施形態に係る誘導電動機の再起動方法を説明するためのフローチャートである。 図２の電圧調整器を用いた電圧調整方式を説明するためのグラフである。

上述の目的、特徴および利点は、添付の図面を参照して詳細に後述しており、これにより、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が本発明の技術的思想を容易に実施することができる。本発明を説明するにあたり、本発明に係る公知技術に関する具体的な説明が本発明の要旨を不明瞭にし得ると判断した場合には、詳細な説明を省略する。

以下、添付の図面を参照して本発明に係る好ましい実施形態を詳細に説明する。図面において同一の参照符号は、同一または類似の構成要素を指すものとして使用される。

図１は従来技術に係る誘導電動機の再起動方法を説明するための概念図である。

図１を参照すると、従来方式では、三相誘導電動機１４０を再起動するために、Ｖ／ｆ指令電圧生成部１１０、パルスジェネレータ１２０、インバータ１３０、電圧測定装置１５０、位相検出器１６０および電圧補償分計算部１７０などが備えられている。

Ｖ／ｆ指令電圧生成部１１０は、Ｖ／ｆ指令電圧を生成する。

パルスジェネレータ１２０は、Ｖ／ｆ指令電圧生成部１１０で生成された電圧指令をゲート信号（Ｇａｔｅ ｓｉｇｎａｌ）に変換し、ゲート駆動回路（Ｇａｔｅ ｄｒｉｖｅ ｃｉｒｃｕｉｔ）を介してインバータ１３０にスイッチング信号を伝達する。

インバータ１３０は、電圧形インバータであり、三相誘導電動機１４０に電圧を印加する機能を行う。

電圧測定装置１５０は、三相誘導電動機１４０とインバータ１３０との間の巻線電圧を測定する機能を行う。

位相検出器１６０は、測定された電圧の大きさ、周波数および位相を推定する機能を行う。

電圧補償分計算部１７０は、修正された電圧指令および速度、周波数指令などを計算して、Ｖ／ｆ指令電圧生成部１１０に対する電圧補償分を生成する。

すなわち、停電が発生すると、パルスジェネレータ１２０からゲート信号（ｇａｔｅ ｓｉｇｎａｌ）の出力が遮断され、三相誘導電動機１４０は、慣性によって自由回転する。

三相誘導電動機１４０が自由回転する間に電圧測定装置１５０を介して測定される電動機入力端の電圧は、三相誘導電動機１４０の残留電圧であり、残留電圧の周波数は、回転子速度と同一である。

したがって、位相検出器１６０を介して残留電圧の大きさ、周波数および位相などを推定する。次に、推定された残留電圧の大きさ、周波数、位相を用いて三相誘導電動機１４０の再起動時点で修正された電圧指令を計算することにより、これを再起動運転に使用する。

また、再起動後には、既存に使用されていたＶ／ｆ指令電圧生成部１１０の電圧指令に合わせて電圧の大きさを増加させ、既存のＶ／ｆ運転に切り換えて正常運転状態に戻る。

参考までに、以上で説明したような従来技術に係る誘導電動機の再起動方法は、「電圧測定装置を使用した高圧インバータの再起動方法」（チェ・スンチョル、ホン・チャンウク、ユ・アンノ、電力電子学会２０１４年度秋季学術大会論文集、２０１４．１１，ｐ．８１‐８２．）を参照したことを明らかにしておく。

以上のような従来技術に係る誘導電動機の再起動方法は、Ｖ／ｆ制御の特性上、具現が簡単であるという利点はあるが、回転子の位置と速度を正確に知ることができないため、再起動が効率よく行われないという問題点がある。また、瞬時応答性に劣るため、瞬間的な大きい突入電流が発生し得るなどの問題点がある。さらに、電圧センサを使用することから全体的なシステムの構成費用が上昇するなどの更なる欠点も有する。

図２は本発明の実施形態に係る誘導電動機の再起動方法を説明するための概念図である。

図２を参照すると、本発明の実施形態に係る三相誘導電動機２６０の再起動方法を具現するために、速度指令出力部２１０、速度制御器２２０、電圧指令生成部２３０、パルスジェネレータ２４０、インバータ２５０、回転子逆起電力推定器２７０、位置／速度推定器２８０および電圧調整器２９０などが備えられている。

速度指令出力部２１０は、速度指令を出力する。

速度制御器２２０は、一般的な比例‐積分形態の制御器に具現されてもよく、トルク指令の出力により速度を制御する機能を行う。

電圧指令生成部２３０は、伝達されたトルク指令に対応する電圧指令を生成する機能を行うが、三相誘導電動機２６０の電圧モデルベースの開ループ（ｏｐｅｎ‐ｌｏｏｐ）ベクトル制御が用いられるように構成されることが好ましい。

パルスジェネレータ２４０は、電圧指令をゲート信号（Ｇａｔｅ ｓｉｇｎａｌ）に変換し、ゲート駆動回路（Ｇａｔｅ ｄｒｉｖｅ ｃｉｒｃｕｉｔ）を介してインバータ２５０にスイッチング信号を伝達する機能を行う。

インバータ２５０は、電圧形インバータに構成されてもよく、三相誘導電動機２６０に電圧を印加する機能を行う。

回転子逆起電力推定器２７０は、電圧指令および測定電流に基づいて回転子の逆起電力を推定する機能を行う。

位置／速度推定器２８０は、回転子逆起電力推定器２７０を介して推定された回転子の逆起電力を用いて回転子の位置および速度情報を推定する機能を行う。

電圧調整器２９０は、速度推定モードＭｏｄｅ２と再加速モードＭｏｄｅ４との切り換えが自然に行われるように電圧の大きさを徐々に変化させる機能を行う。

その他、センサレス（ｓｅｎｓｏｒｌｅｓｓ）位置制御などを具現するために必要な相電流測定センサＳなどが備えられている。

すなわち、本発明の実施形態に係る誘導電動機の再起動方法は、復電が行われた後、速度推定、電圧調整および再加速の順に進行が行われる。

ここで、図２に示されているモード（Ｍｏｄｅ）は、０の場合には正常運転状態を意味し、１の場合には停電状況、２の場合には速度推定、３の場合には電圧調整、また、４の場合には再加速を意味する。このうち、モード１に該当する停電状況では、ＰＷＭ信号が遮断され、インバータ２５０のスイッチング動作が停止される。

速度指令出力部２１０で入力された三相誘導電動機２６０の速度指令を追従するために比例‐積分制御器などからなる速度制御器２２０が使用され得る。ここで、速度制御器２２０から出力されるトルク指令は、電圧指令生成部２３０の入力として使用される。

電圧指令生成部２３０による電圧指令生成方法は、電圧を制限するか否かに応じて、Ｍｏｄｅｌ‐ｂａｓｅｄ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ（以下、ＭＶＣ）とＨｅｘａｇｏｎ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ（以下、ＨＶＭＣ）の二つに区分することができる。すなわち、電圧制限に該当しない場合には、ＭＶＣを用いて電圧指令を出力し、電圧制限に該当する場合には、ＨＶＭＣを用いて電圧指令を出力する。それぞれの方法については、以下で数式を用いて説明する。

先ず、ＭＶＣは、定トルク領域で定格磁束に該当する磁束式とトルク式から電圧指令を求める方式であり、これは、単位電流当たり最大トルクを満たす電圧指令となる。定トルク領域で電圧指令を求めるために、回転子磁束基準制御での誘導電動機トルクおよび磁束式を用いる。

トルクおよび磁束式をトルク指令と磁束指令で示すと、以下の［数１］および［数２］のように表すことができる。

ここで、Ｔ^＊ _ｅは、速度制御器２２０から出力されたトルク指令、λ^ｅ＊ _ｄｒは、誘導電動機２６０の磁束指令、また、ｉ^ｅ＊ _ｄｓ、ｉ^ｅ＊ _ｑｓは、同期座標系（ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｒａｍｅ）のｄ軸、ｑ軸電流指令をそれぞれ示す。

また、Ｌ_ｍ、Ｌ_ｒは、それぞれ誘導電動機２６０の磁化インダクタンスおよび回転子同期インダクタンスを意味し、τ_ｒは、回転子時定数、ｐは、微分演算子を意味する。一方、誘導電動機２６０の電圧方程式を逆起電力項の形態に簡略化すると、以下の数式のように表すことができる。

ここで、ν^ｅ＊ _ｄｓ、ν^ｅ＊ _ｑｓは、同期座標系のｄ軸、ｑ軸電圧指令を、ω_ｅは、誘導電動機２６０の同期角速度を意味する。また、Ｌ_ｓ、σＬ_ｓは、それぞれ誘導電動機の固定子インダクタンスおよび過渡インダクタンスを意味する。

また、以上の［数１］〜［数４］を連立すると、トルクおよび磁束指令から同期座標系電圧指令を以下のように計算することができる。

一方、ＨＶＭＣは、電圧の大きさが制限される弱め界磁領域で電圧の利用を最大にするために、電圧制限六角形とトルク式から電圧指令を求める方法である。

誘導電動機２６０のトルク式を電圧指令を用いて表すと、以下の数式のとおりである。

電圧制限の場合、同期座標系上で回転する六角形の形態に表され、電圧制限六角形の六つの各辺は、以下のように直線の方程式で表され得る。

ここで、Ｍ_ｎとＢ_ｎは、回転する六角形の六つの直線それぞれの傾きと切片を意味し、同期角の回転に伴い変化する定数値である。また、［数６］および［数７］を連立すると、以下のような電圧指令の解（ｓｏｌｕｔｉｏｎ）を得ることができる。

すなわち、ＨＶＭＣは、誘導電動機２６０のトルク曲線と電圧制限六角形の交点を意味する。

ν^ｅ＊ _ｄｓ、ν^ｅ＊ _ｑｓ、すなわち、同期座標系のｄ軸、ｑ軸電圧指令は、位置／速度推定器２８０の出力情報である推定同期角（θ_ｅ）を用いて三相ａ‐ｂ‐ｃ座標系に変換された後、ν^＊ _ａｂｃｓに出力される。

回転子逆起電力推定器２７０は、三相ａ‐ｂ‐ｃ座標系固定子電流ｉ^＊ _ａｂｃｓと、固定子電圧指令ν^＊ _ａｂｃｓと、誘導電動機２６０の媒介変数（ｐａｒａｍｅｔｅｒ）とを用いて、三相ａ‐ｂ‐ｃ座標系回転子逆起電力（Ｅ^ｓ _ａｂｃｒ）を推定する。

位置／速度推定器２８０は、Ｅ^ｓ _ａｂｃｒを用いて、回転子速度、同期角および回転子の位置を推定する。

以上の内容に関するより詳細な事項は、「Ｈｅｘａｇｏｎ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＨＶＭＣ）ｆｏｒ ＡＣ Ｍｏｔｏｒ Ｄｒｉｖｅｓ Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ａｔ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｌｉｍｉｔ」（Ｓｅｏｋ,Ｊ．；Ｋｉｍ，Ｓ．，ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎＩｎｄｕｓｔｒｙ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２０１５．９／１０，ｖｏｌ．５１，ｎｏ．５，ｐ．３８２９−３８３７）などの参考文献を参照する。

図３は本発明の一実施形態に係る誘導電動機の再起動方法を説明するためのフローチャートである。

図３を参照すると、本発明の一実施形態に係る誘導電動機の再起動方法は、停電可否判断ステップ（Ｓ３１０）、復電可否判断ステップ（Ｓ３３０）、電動機の回転速度に応じて（Ｓ３５０）、速度指令を再設定するステップ（Ｓ３７０）、電圧大きさ調整ステップ（Ｓ３８０）、再加速ステップ（Ｓ３９０）などを含んでいる。

停電が発生（Ｓ３１０のＹ）すると、まず、ＰＷＭの遮断（Ｓ３２０）が行われる。すなわち、図２を参照する場合、インバータ２５０の入力端に連結されたスイッチがＭｏｄｅ１に切り換えられ、ＰＷＭの遮断（Ｓ３２０）によりゲーティング信号（ｇａｔｉｎｇ ｓｉｇｎａｌ）は全てオフ（ｏｆｆ）状態となる。

次に、復電（Ｓ３３０のＹ）が行われると、またＰＷＭ信号が出力され（Ｓ３４０）、回転子逆起電力推定器２７０および位置／速度推定器２８０が回転子の位置および速度を推定する。また、パルスジェネレータ２４０の入力端に連結されたスイッチはＭｏｄｅ２に切り換えられ、電圧指令と測定電流を用いて、回転子逆起電力推定器２７０および位置／速度推定器２８０から復電時の回転子情報を得る。

すなわち、回転子逆起電力推定器２７０を用いて自由回転している電動機の回転子逆起電力（Ｅ^ｓ _ａｂｃｒ）を推定し、位置／速度推定器２８０を用いて、現在の回転子の位置（θ_ｅ）と速度（ω_ｒ）を推定する。

かかる速度推定が行われる間に回転子逆起電力と固定子電圧との電位差を最小化することにより、固定子側の突入電流を最小化するために、推定された逆起電力（Ｅ^ｓ _ａｂｃｒ）をインバータ２５０の電圧指令として使用する。速度推定は、回転子逆起電力推定器２７０および位置／速度推定器２８０の制御帯域幅によって推定性能が決定される。一方、推定初期に過渡状態を有し得るため、回転子速度の推定が正常状態に入るまでに速度推定モードＭｏｄｅ２を維持することが好ましい。

次いで、次のステップ（Ｓ３５０）では、このように推定された速度（ｆ_ｒ）がセンサレス制御の安定性を保証するための最低速度（ｆ_ｍｉｎ）未満であるか否かを判断する。

判断（Ｓ３５０）の結果、推定された速度が最低速度未満である場合（Ｓ３５０のＹ）には、再度ＰＷＭを遮断（Ｓ３６０）して電動機を停止させる。すなわち、推定速度が最低速度未満であると判断される場合には、前の停電状態と同じ動作でＰＷＭを遮断する。これにより、インバータ２５０の入力端に連結されたスイッチがＭｏｄｅ１に切り換えられ、ＰＷＭ遮断によりゲーティング信号が全てオフ（ｏｆｆ）状態を維持するように設定される。

一方、判断（Ｓ３５０）の結果、推定速度が最低速度以上である場合（Ｓ３５０のＮ）、推定された現在の速度に速度指令を再設定（Ｓ３７０）する。換言すれば、速度推定が完了した時点に速度指令出力部２１０は、位置／速度推定器２８０から出力された推定回転子速度（ω_ｒ）に速度指令を再設定する。次に、再設定された速度指令を用いて速度制御器２２０および電圧指令生成部２３０を介して制御電圧（ν^＊ _ａｂｃｓ）を生成する。

かかる動作の結果、電圧指令生成部２３０から生成された電圧指令（ν^＊ _ａｂｃｓ）と回転子逆起電力推定器２７０の回転子逆起電力推定値（Ｅ^ｓ _ａｂｃｒ）は、同じ周波数を有する。しかしながら、回転子逆起電力推定器２７０の回転子逆起電力は、回転子の磁束変化に応じて大きさが変化するため、電圧指令生成部２３０の電圧指令とは異なる大きさを有する。

したがって、以下の電圧大きさ調整ステップ（Ｓ３８０）では、速度推定モードＭｏｄｅ２と再加速モードＭｏｄｅ４の切り換えが自然に行われるように、電圧の大きさを徐々に変化させる。この際、パルスジェネレータ２４０の入力端に連結されたスイッチは、Ｍｏｄｅ３に切り換えられる。

換言すれば、回転子逆起電力推定器２７０の回転子逆起電力と電圧指令生成部２３０の電圧指令の大きさの差を自然に調整する必要がある。そうでない場合、速度推定モードＭｏｄｅ２と再加速モードＭｏｄｅ４とのモード切り換えの際に急な電圧の大きさの変化による突入電流の発生などの可能性がある。したがって、電圧調整器２９０を用いて、回転子逆起電力推定器２７０の推定回転子逆起電力の大きさ（ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）から電圧指令生成部２３０の電圧指令の大きさ（ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）までに徐々に電圧を変化させる構成を本発明が提供する。

電圧調整器２９０の構成と機能については、以下の図４を用いて説明する。

図４は図２の電圧調整器２９０を用いた電圧調整方式を説明するためのグラフである。

図４を参照すると、（ａ）は、速度推定区間、すなわち、Ｍｏｄｅ２を意味する。当該区間では、回転子逆起電力推定値の大きさを求める。

（ｂ）は、電圧調整区間、すなわち、Ｍｏｄｅ３を意味する。当該区間では、推定回転子逆起電力の大きさから電圧指令の大きさまでに徐々に電圧の変化が行われる。

（ｃ）は、再加速区間、すなわち、Ｍｏｄｅ４を意味する。当該区間は、誘導電動機の再起動のための準備が完了した状態であり、誘導電動機２６０を正常運転時の速度で再加速する。

（ｄ）は、再設定された速度指令から計算された電圧指令の大きさに対する回転子逆起電力の大きさの割合を示す値である。

換言すれば、速度推定区間（ａ）で使用された回転子逆起電力（Ｅ^ｓ _ａｂｃｒ）の大きさを│ｖ_ｂｅｍｆ│とし、再設定された速度指令から計算された再起動電圧指令（ν^＊ _ａｂｃｓ）の大きさを│ｖ^ｅ＊ _{ｄｑｓ＿ｒｅｓｔａｒｔ}│としたときに、初期電圧指令の大きさに対する回転子逆起電力の大きさの割合は、以下の［数９］のようにｋ_０を用いて示すことができる。

電圧調整区間（ｂ）での比例定数ｋの値は、ｋ_０から１に変化し、同期座標系において固定子電圧指令は、以下の［数１０］のように再起動電圧指令に比例定数ｋを乗算してランプ形態に変化するように行われ得る。

すなわち、また図３を参照すると、再加速ステップ（Ｓ３９０）は、電圧大きさ調整ステップ（Ｓ３８０）が完了した後、すなわち、電圧調整モードが完了した後、加速プロファイルに合わせて所望の目標速度まで電動機を再加速する過程を意味する。

再加速ステップ（Ｓ３９０）では、誘導電動機２６０の再起動のための準備過程が完了した状態である。したがって、速度指令出力部２１０が正常運転時の速度指令値まで速度指令を変化させることにより、再設定された速度指令を用いて、速度制御器２２０および電圧指令生成部２３０を介して三相誘導電動機２６０を再加速する。

以上で説明したような本発明の実施形態に係る誘導電動機の再起動方法によれば、インバータの三相交流電源に瞬時停電などが発生してから復電される過程で誘導電動機を停止させることなく運転を再開できることにより、産業現場などにおいて停電による費用損失を防止できるなどの効果を提供できることについては上述している。

また、誘導電動機の再起動過程中に突入電流および回生電圧の発生を防止するために、速度推定および電圧調整などの機能を具現することにより、インバータ素子および直流リンクキャパシタの損傷を防止できるなどの更なる利点を提供することができる。

上述の本発明は、本発明が属する技術分野における通常の技術者にとって、本発明の技術的思想から逸脱しない範囲内で様々な置換、変形および変更が可能であるため、上述の実施形態および添付の図面により限定されるものではない。

Claims (7)

1. 復電過程で誘導電動機を再起動させるための誘導電動機の再起動方法であって、
   前記誘導電動機に駆動信号が供給されると、回転子の位置および速度を推定する位置および速度推定ステップと、
   前記位置および速度推定ステップにより推定された前記回転子の推定速度に対応するように速度指令を再設定する速度指令再設定ステップと、
   前記速度指令再設定ステップにより再設定された前記速度指令に対応するように制御電圧を生成し、生成された前記制御電圧を用いて前記誘導電動機に印加する電圧の大きさを調整する電圧大きさ調整ステップと、
   前記電圧大きさ調整ステップにより前記電圧の大きさの調整が完了すると、目標速度まで前記誘導電動機を再加速する再加速ステップと、を含む、誘導電動機の再起動方法。
2. 前記速度指令再設定ステップは、
   （ａ）前記位置および速度推定ステップにより推定された前記回転子の前記推定速度が基準速度以上であるか否かを判断するステップと、
   （ｂ）前記（ａ）ステップにより前記回転子の前記推定速度が基準速度以上であると判断されると、前記回転子の前記推定速度に対応するように前記速度指令を再設定するステップと、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の誘導電動機の再起動方法。
3. 前記（ａ）ステップにより前記回転子の前記推定速度が基準速度未満であると判断される場合、前記誘導電動機に供給される前記駆動信号を遮断させる駆動信号遮断ステップをさらに含む、請求項２に記載の誘導電動機の再起動方法。
4. 前記電圧大きさ調整ステップは、前記回転子の逆起電力推定値と前記制御電圧に対応するように生成される電圧指令を用いて、前記回転子の推定逆起電力の大きさから前記電圧指令の大きさまで前記電圧の大きさを徐々に調整することを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の誘導電動機の再起動方法。
5. 前記電圧指令は、ＭＶＣ（Ｍｏｄｅｌ‐ｂａｓｅｄ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）またはＨＶＭＣ（Ｈｅｘａｇｏｎ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｎｇ Ｃｏｎｔｒｏｌ）方式により生成されることを特徴とする、請求項４に記載の誘導電動機の再起動方法。
6. 前記位置および速度推定ステップは、前記回転子の逆起電力推定値から前記回転子の速度、同期角および位置を推定するように構成されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の誘導電動機の再起動方法。
7. 前記回転子の前記逆起電力推定値は、固定子電流、固定子電圧指令および誘導電動機の媒介変数を用いて推定されることを特徴とする、請求項６に記載の誘導電動機の再起動方法。

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