(57)【要約】      （修正有）【課題】半径方向に作用する電磁力に起因した振動や騒音を容易に低減できるスイッチトリラクタンスモータの制御方法及びスイッチトリラクタンスモータ制御装置を提供する。【解決手段】制御対象のＳＲＭ１０は、複数の固定子歯部に巻回された駆動コイルに駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)が供給されて動作する。スイッチトリラクタンスモータ制御装置１６ｈは、電気角Ｘの１サイクルの起点を励磁開始角ｘ１、終点を（ｘ１＋１）としたとき、当該１サイクルにおける励磁開始角ｘ１から励磁終了角ｘ２（ｘ１＜ｘ２＜ｘ１＋１）の間、駆動用コイルに、一方向にのみ流れる電流であって、ＸN（Ｎは正の実数）の項を含む数式と定数Ｋｓ（Ｋｓは正の実数）との積で表される関数式で規定される駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)を供給する。【選択図】図１３
2020120485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の内周面に複数の固定子歯部が突設され、前記各固定子歯部に駆動用コイルが巻回された固定子と、前記固定子の内側に同軸に配置され、外周面に複数の回転子歯部が突設された回転子とを備えたスイッチトリラクタンスモータの制御方法において、
回転磁界の角度を示す電気角Ｘの１サイクルの起点を励磁開始角ｘ１、終点を（ｘ１＋１）としたとき、
当該１サイクルにおける励磁開始角ｘ１から励磁終了角ｘ２（ｘ１＜ｘ２＜ｘ１＋１）の間、前記駆動用コイルに、一方向にのみ流れる電流であって、ＸN（Ｎは正の実数）の項を含む数式と定数Ｋｓ（Ｋｓは正の実数）との積で表される関数式で規定される駆動電流ｉ（Ｘ）を供給することを特徴とするスイッチトリラクタンスモータの制御方法。
【請求項２】
前記１サイクルに供給する前記駆動電流ｉ（ｘ）は、前記励磁開始角ｘ１（−１＜ｘ１＜０）と、前記励磁終了角ｘ２（ｘ１＜ｘ２＜ｘ１＋１）と、前記定数Ｋｓと、所定の定数Ｎ１，Ｎ２（Ｎ１，Ｎ２は正の実数）とを含む次の式（１）により規定される請求項１記載のスイッチトリラクタンスモータの制御方法。
i(X)＝Ks・(X-x1)N1・（-X＋x2)N2            （１）
【請求項３】
円筒状の内周面に複数の固定子歯部が突設され、前記各固定子歯部に駆動用コイルが巻回された固定子と、前記固定子の内側に同軸に配置され、外周面に複数の回転子歯部が突設された回転子とを備えたスイッチトリラクタンスモータの動作を制御するスイッチトリラクタンスモータ制御装置において、
回転磁界の角度を示す電気角Ｘの１サイクルの起点を励磁開始角ｘ１、終点を（ｘ１＋１）としたとき、当該１サイクルにおける励磁開始角ｘ１から励磁終了角ｘ２（ｘ１＜ｘ２＜ｘ１＋１）の間、前記駆動用コイルに、一方向にのみ流れる電流であって、ＸN（Ｎは正の実数）の項を含む数式と定数Ｋｓ（Ｋｓは正の実数）との積で表される関数式で規定される駆動電流ｉ（Ｘ）を供給することを特徴とするスイッチトリラクタンスモータ制御装置。
【請求項４】
前記１サイクルに供給する前記駆動電流ｉ（ｘ）は、前記励磁開始角ｘ１（−１＜ｘ１＜０）と、前記励磁終了角ｘ２（ｘ１＜ｘ２＜ｘ１＋１）と、前記定数Ｋｓと、所定の定数Ｎ１，Ｎ２（Ｎ１，Ｎ２は正の実数）とを含む次の式（１）により規定される請求項３記載のスイッチトリラクタンスモータ制御装置。
i(X)＝Ks・(X-x1)N1・（-X＋x2)N2            （１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石を用いないスイッチトリラクタンスモータの制御方法及びスイッチトリラクタンスモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スイッチトリラクタンスモータは、堅牢性に優れており、希土類磁石を使用せずに構成できる等の利点があることから、自動車駆動用モータや、産業用のファン、ポンプ、ブロアの用途等、幅広い分野で注目を集めている。
【０００３】
まず、スイッチトリラクタンスモータの基本構造の一例を簡単に説明する。図１０に示すスイッチトリラクタンスモータ１０（以下、ＳＲＭ１０と称する。）は、いわゆる三相モータの一種であり、円筒状の内周面に６つの固定子歯部Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２が均等間隔に突設され、各固定子歯部に駆動用コイル１２ａが巻回された固定子１２を備え、固定子１２の内側に、外周面に４つの回転子歯部Ｒ１〜Ｒ４が均等間隔に突設された回転子１４が同軸に配置されている。
【０００４】
固定子歯部Ａ１の駆動用コイル１２ａのインダクタンスLa(X)は、回転子歯部Ｒ１〜Ｒ４の中のどれかが近づいて対向した時に最も大きくなり、離れると小さくなる。他の固定子歯部の駆動用コイル１２ａのインダクタンスも同様である。つまり、各インダクタンスは、回転子１４が回転することによって周期的に増減する。
【０００５】
図１０に記載した３つのグラフは、回転磁界の角度を示す電気角Ｘを横軸にして、各インダクタンスの変化のしかたを表している。電気角Ｘは、ここでは１サイクルの幅を１とし、固定子歯部Ａ１に対して回転子歯部Ｒ２が対向する角度を−１、次の回転子歯部Ｒ１が対向する角度を０としている。固定子歯部Ａ１，Ａ２の駆動用コイル１２ａのインダクタンスLa(X)は互いに同じ位相で増減し、上段のグラフに示すように、電気角Ｘ＝−１，０，＋１の時に最大になり、電気角Ｘ＝−０．５，＋０．５の時に最小になる。また、固定子歯部Ｂ１，Ｂ２の駆動用コイル１２ａのインダクタンスLb(X)は互いに同じ位相で増減し、中段のグラフに示すように、インダクタンスLa(X)に対して位相が１／３サイクル遅れて変化する。また、固定子歯部Ｃ１，Ｃ２の駆動用コイル１２ａのインダクタンスLc(X)は互いに同じ位相で増減し、下段のグラフに示すように、インダクタンスLa(X)に対して位相が２／３サイクル遅れて変化する。
【０００６】
ＳＲＭ１０を駆動する時は、各駆動用コイル１２ａに所定の駆動電流を流し、回転子歯部Ｒ１〜Ｒ４にトルクT(R1)〜T(R4)を発生させて回転子１４を回転させる（図１１（ａ））。トルクT(R1)〜T(R4)の大きさは、駆動電流の大きさの２乗に略比例し、インダクタンスの変化速度に略比例するので、通常は、所定の駆動電流で効果的にトルクを発生させため、インダクタンスLa(X)，Lb(X)，Lc(X)が各々増加しているタイミングで駆動電流を流す。
【０００７】
例えば固定子歯部Ａ１，Ａ２の駆動用コイル１２ａの場合、図１２（ａ）に示すように、電気角Ｘ≒−０．３５〜０の期間に矩形波状の駆動電流ia(X)を流す。固定子歯部Ｂ１，Ｂ２の駆動用コイル１２ａの場合、図１２（ｂ）に示すように、電気角Ｘ≒−０．０２〜＋０．３３の期間に矩形波状の駆動電流ib(X)を流す。そして、固定子歯部Ｃ１，Ｃ２の駆動用コイル１２ａの場合、図１２（ｃ）に示すように、電気角Ｘ≒＋０．３１〜＋０．６６の期間に矩形波状の駆動電流ic(x)を流す。
【０００８】
ＳＲＭ１０の動作は、例えば図１３に示す制御装置１６で制御する。制御装置１６の回転子位置検出部１８は、回転子１４の回転位置を示す角度θを検出し、その情報を回転子速度算出部２０及び電流位相分配部２２に送る。回転子速度算出部２０は、角度θの情報から回転子１４の回転速度を示す角速度ωを算出し、その情報を速度制御演算部２４に送る。そして、速度制御演算部２４は、角速度ωと目標角速度ωrとの偏差を算出し、この偏差をゼロに近づけるための速度制御情報Sjを作成して電流位相分配部２２に送る。
【０００９】
電流位相分配部２２には、例えば、「駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)は、互いに相似な矩形波状の波形とし、位相を１／３サイクルずつずらす。」というルールが設定されている。そして、電流位相分配部２２は、取得した速度制御情報Sjに基づいて、駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)の波形をどのように変化させるかを決定する。例えば、「駆動電流ia(x)，ib(X)，ic(X)の波高値を５％大きくする」ということを決定する。さらに、取得した角度θの情報に基づいてインダクタンスLa(X)，Lb(X)，Lc(X)の増減の状況を推定し、駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)を流すタイミングを決定する。そして、決定した内容を数値化した電流指令値S(ia)，S(ib)，S(ic)を作成し、電流制御演算部２６に送る。
【００１０】
電流制御演算部２６は、インバータ回路２８の動作指令となる電圧指令値S(va)，S(vb)，S(vc)を作成するブロックであり、各駆動用コイル１２ａに実際に流れている駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)の情報を取得し、これを加味して上記の電流指令値S(ia)，S(ib)，S(ic)を電圧指令値S(va)，S(vb)，S(vc)に変換する。そして、インバータ回路２８が電圧指令値S(va)，S(vb)，S(vc)に基づいて動作し、駆動用コイル１２ａに、電流位相分配部２２が決定した駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)が流れる。
【００１１】
駆動用コイル１２ａに駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)が流れると、上記のように、回転子歯部Ｒ１〜Ｒ４にトルクT(R1)〜T(R4)が発生する。図１４の中段のグラフは、電気角Ｘを横軸にした時の総トルクTsum(X)の変化を示している。総トルクTsum(X)は、トルクT(R1)〜T(R4)の大きさを合算したものである。回転子１４は、この総トルクTsum(X)により、目標角速度ωrとほぼ等しい角速度ωで回転する。
【００１２】
スイッチトリラクタンスモータは、固定子と回転子との間に半径方向の電磁力が作用し、これによって振動や騒音が発生しやすいという問題がある。上記ＳＲＭ１０の場合、半径方向の電磁力は、図１１（ｂ）に示すように、固定子１２の各固定子歯部に作用するラジアル力F(A1)，F(A2)，F(B1)，F(B2)，F(C1)，F(C2)として表すことができる。
【００１３】
図１４の下段のグラフは、各駆動用コイル１２ａに上記の矩形波状の駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)が流れた時の総ラジアル力Fsum(X)の変化を示している。総ラジアル力Fsum(X)は、ラジアル力F(A1)，F(A2)，F(B1)，F(B2)，F(C1)，F(C2)の大きさを合算したものである。このグラフから分かるように、総ラジアル力Fsum(X)は、駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)の１サイクルの１／３の周期で大きく増減し、このリップルが、固定子１２を振動させ騒音を発生させる主原因となっている。
【００１４】
従って、従来から、スイッチトリラクタンスモータの、半径方向に作用する電磁力に起因した振動や騒音を低減する技術が複数提案されている。例えば、特許文献１には、半径方向の電磁力のＪ次成分が許容値以下になるように、駆動電流の波形を制御する技術が開示されている。具体的には、直流成分と、正弦波の基本波及び電流成分の積と、正弦波の高調波（２次、３次、４次、・・・）及び電流成分の積との和で規定される駆動電流を、駆動用コイルに供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】再公表ＷＯ２０１５／０３００８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
特許文献１に開示された制御方法は、駆動電流を規定するための定数の数が非常に多く、しかも、各定数を決定するため、事前にスイッチトリラクタンスモータの特性を細かく解析した上で、各定数の適切な値を高度な手法を用いて推定しなければならない。また、制御装置に駆動電流の波形を決定する機能（例えば、図１３の制御装置１６の電流位相分配部２２）を持たせるために、かなり難解で複雑な計算機能が要求されるので、高速演算が可能な高性能デジタルプロセッサが必要になる。
【００１７】
また、駆動電流を矩形波状にする従来の制御装置では、電流指令値が「励磁開始角」「励磁終了角」及び「電流波高値」で構成されるケースが多い。したがって、特許文献１のように駆動電流を全く異なる方法で規定する場合、従来の制御装置の内部機能を大幅に改変したり新しい機能を追加したりしなければならない。
【００１８】
本発明は、上記背景技術に鑑みて成されたものであり、半径方向に作用する電磁力に起因した振動や騒音を容易に低減できるスイッチトリラクタンスモータの制御方法及びスイッチトリラクタンスモータ制御装置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】
【００１９】
本発明は、円筒状の内周面に複数の固定子歯部が突設され、前記各固定子歯部に駆動用コイルが巻回された固定子と、前記固定子の内側に同軸に配置され、外周面に複数の回転子歯部が突設された回転子とを備えたスイッチトリラクタンスモータの制御方法であって、
回転磁界の角度を示す電気角Ｘの１サイクルの起点を励磁開始角ｘ１、終点を（ｘ１＋１）としたとき、当該１サイクルにおける励磁開始角ｘ１から励磁終了角ｘ２（ｘ１＜ｘ２＜ｘ１＋１）の間、前記駆動用コイルに、一方向にのみ流れる電流であって、ＸN（Ｎは正の実数）の項を含む数式と定数Ｋｓ（Ｋｓは正の実数）との積で表される関数式で規定される駆動電流ｉ（Ｘ）を供給するスイッチトリラクタンスモータの制御方法である。
【００２０】
前記１サイクルに供給する前記駆動電流ｉ（ｘ）は、前記励磁開始角ｘ１（−１＜ｘ１＜０）と、前記励磁終了角ｘ２（ｘ１＜ｘ２＜ｘ１＋１）と、前記定数Ｋｓと、所定の定数Ｎ１，Ｎ２（Ｎ１，Ｎ２は正の実数）とを含む次の式（１）により規定されることが好ましい。
i(X)＝Ks・(X-x1)N1・（-X＋x2)N2            （１）
【００２１】
また、本発明は、円筒状の内周面に複数の固定子歯部が突設され、前記各固定子歯部に駆動用コイルが巻回された固定子と、前記固定子の内側に同軸に配置され、外周面に複数の回転子歯部が突設された回転子とを備えたスイッチトリラクタンスモータの動作を制御するスイッチトリラクタンスモータ制御装置であって、
回転磁界の角度を示す電気角Ｘの１サイクルの起点を励磁開始角ｘ１、終点を（ｘ１＋１）としたとき、当該１サイクルにおける励磁開始角ｘ１から励磁終了角ｘ２（ｘ１＜ｘ２＜ｘ１＋１）の間、前記駆動用コイルに、一方向にのみ流れる電流であって、ＸN（Ｎは正の実数）の項を含む数式と定数Ｋｓ（Ｋｓは正の実数）との積で表される関数式で規定される駆動電流ｉ（Ｘ）を供給するスイッチトリラクタンスモータ制御装置である。
【００２２】
前記１サイクルに供給する前記駆動電流ｉ（ｘ）は、前記励磁開始角ｘ１（−１＜ｘ１＜０）と、前記励磁終了角ｘ２（ｘ１＜ｘ２＜ｘ１＋１）と、前記定数Ｋｓと、所定の定数Ｎ１，Ｎ２（Ｎ１，Ｎ２は正の実数）とを含む上記の式（１）により規定されることが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のスイッチトリラクタンスモータの制御方法及びスイッチトリラクタンスモータ制御装置は、定数の数が少ないシンプルな関数式を用いて駆動電流の波形を規定する構成になっている。したがって、各定数を適宜設定し変更することによって、駆動電流の波形を容易かつ自在に可変することができ、半径方向に作用する電磁力に起因した振動や騒音を抑える調整を、容易に行うことができる。特に、特許文献１の制御方法のように、制御対象のスイッチトリラクタンスモータの特性を細かく解析したり、各定数の値を高度な手法を用いて推定したりする必要がないので、実用性が高くて非常に使いやすい。
【００２４】
また、駆動電流を上記の式（１）に基づいて規定することにより、電流指令値を「励磁開始角ｘ１」「励磁終了角ｘ２」及び「定数Ｋｓ」で構成することができる。したがって、従来の制御装置（駆動電流を矩形波状にする制御装置）の構成を大幅に改変することなく使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のスイッチトリラクタンスモータの制御方法及びスイッチトリラクタンスモータ制御装置の一実施形態で使用される駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)の規定方法を説明するグラフである。
【図２】図１に示す規定方法を用いて規定した駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)の具体例を示すグラフ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）である［実施例１］。
【図３】図２に示す駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)でスイッチトリラクタンスモータを駆動した時に発生する総トルクTsum(X)及び総ラジアル力Fsum(X)をシミュレーションしたグラフである［実施例１］。
【図４】図１に示す規定方法を用いて規定した駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)の具体例を示すグラフ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）である［実施例２］。
【図５】図４に示す駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)でスイッチトリラクタンスモータを駆動した時に発生する総トルクTsum(X)及び総ラジアル力Fsum(X)をシミュレーションしたグラフである［実施例２］。
【図６】図１に示す規定方法を用いて規定した駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)の具体例を示すグラフ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）である［実施例３］。
【図７】図６に示す駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)でスイッチトリラクタンスモータを駆動した時に発生する総トルクTsum(X)及び総ラジアル力Fsum(X)をシミュレーションしたグラフである［実施例３］。
【図８】図１に示す規定方法を用いて規定した駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)の具体例を示すグラフ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）である［実施例４］。
【図９】図８に示す駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)でスイッチトリラクタンスモータを駆動した時に発生する総トルクTsum(X)及び総ラジアル力Fsum(X)をシミュレーションしたグラフである［実施例４］。
【図１０】一般的なスイッチトリラクタンスモータの構造を示す図、及び各駆動用コイルのインダクタンスの変化を示すグラフである。
【図１１】図１０に示すスイッチトリラクタンスモータに駆動電流を流した時の、回転子歯部に作用するトルクを示す図（ａ）、固定子歯部に作用するラジアル力を示す図（ｂ）である。
【図１２】駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)の典型的な例を示すグラフ（ａ）、（ｂ）、（ｃ）である［従来例］。
【図１３】スイッチトリラクタンスモータの一般的な制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】図１２に示す駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)でスイッチトリラクタンスモータを駆動した時に発生する総トルクTsum(X)及び総ラジアル力Fsum(X)をシミュレーションしたグラフである［従来例］。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明のスイッチトリラクタンスモータの制御方法及びスイッチトリラクタンスモータ制御装置の一実施形態について、図１〜図９に基づいて説明する。この実施形態のスイッチトリラクタンスモータ制御装置は、図１３に示す制御装置１６と同様の機能ブロックにより構成され、電流位相分配部２２が、上記従来の技術と異なる独特な動作を行う点に特徴がある。以下、この実施形態のスイッチトリラクタンスモータ制御装置を、ＳＲＭ制御装置１６ｈと表し、ＳＲＭ制御装置１６ｈが有する電流位相分配部を電流位相分配部２２ｈと表し、上記従来の制御装置１６と区別する。なお、この実施形態のスイッチトリラクタンスモータの制御方法は、このＳＲＭ制御装置１６ｈにより実行される。
【００２７】
電流位相分配部２２ｈには、回転磁界の角度を示す電気角Ｘが定義されており、電気角Ｘの１サイクルの幅を１とし、固定子歯部Ａ１に対して回転子歯部Ｒ２が対向する角度を−１、次の回転子歯部Ｒ１が対向する角度を０としている。そして、電流位相分配部２２ｈには、「電気角Ｘの１サイクルの起点を励磁開始角ｘ１、終点を（ｘ１＋１）としたとき、駆動電流ia(X)は、当該１サイクルにおける励磁開始角ｘ１から励磁終了角ｘ２（ｘ１＜ｘ２＜ｘ１＋１）の間、下記式（１）で規定される波形にする。」というルールが設定されている。
i(X)＝Ks・(X-x1)N1・（-X＋x2)N2            （１）
【００２８】
式（１）の右辺は、ＸN（Ｎは正の実数）の項を含む多項式と定数Ｋｓとの積で成る関数であり、駆動電流ia(X)の波形は、図１のグラフのように表される。式（１）の中の定数Ｎ１，Ｎ２は正の実数であり、定数Ｎ１，Ｎ２を変更すると駆動電流ia(X)の形状と波高値が変化する。例えば、Ｎ１＝Ｎ２にするとｘ１＜Ｘ＜ｘ２の範囲の形状が左右対称になり、Ｎ１≠Ｎ２にすると左右非対称になる。また、式（１）の中の定数Ｋｓは正の実数であり、定数Ｋｓを変更すると、駆動電流ia(X)の波形が縦軸方向に拡大又は縮小され、波高値が変化する。
【００２９】
さらに、電流位相分配部２２ｈには、「駆動電流ib(X)，ic(X)は駆動電流ia(X)と相似な波形とし、位相を１／３サイクルずつずらす。」というルールが設定されている。したがって、駆動電流ib(X)は式（１）の右辺の「X」に「X-1/3」を代入した式で規定され、駆動電流ic(X)は式（１）の右辺の「X」に「X-2/3」を代入した式で規定される。
【００３０】
電流位相分配部２２ｈは、図１３に示す速度制御演算部２４から取得した速度制御情報Sjに基づいて、駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)をどのように変化させるかを決定する。例えば、「駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)の波高値を大きくするため、定数Ｋｓを５％大きくする。」とか、「駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)を流す期間を長くするため、|ｘ２−ｘ１|を３％大きくする。」ということを決定する。さらに、取得した角度θの情報に基づいてインダクタンスLa(X)，Lb(X)，Lc(X)の増減の状況を推定し、駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)を流すタイミングを決定する。そして、決定した内容を数値化した電流指令値S(ia)，S(ib)，S(ic)を作成し、電流制御演算部２６に送る。
【００３１】
そして、電流制御演算部２６が電圧指令値S(va)，S(vb)，S(vc)を作成し、インバータ回路２８が電圧指令値S(va)，S(vb)，S(vc)に基づいて動作し、各駆動用コイル１２ａに、電流位相分配部２２ｈが決定した駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)が流れる。
【００３２】
次に、式（１）の各定数を異なる値に設定した４つの実施例を順番に説明する。なお、各実施例の定数は、総トルクTsum(X)の平均値が、従来の矩形波状の駆動電流ia(x)，ib(X)，ic(X)を流した時とほぼ同じになるように設定している。
【００３３】
実施例１は、式（１）の定数を、Ｋｓ＝１０６、ｘ１＝−０．５、ｘ２＝０、Ｎ１＝１、Ｎ２＝１にした例であり、駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)は、図２のグラフに示す波形となる。そして、この駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)が流れた時の総トルクTsum(X)及び総ラジアル力Fsum(X)をシミュレーションすると、図３のグラフのようになった。図３から分かるように、実施例１によれば、総ラジアル力Fsum(X)が増減する幅を従来よりも約３３％低減することができた。
【００３４】
実施例２は、式（１）の定数を、Ｋｓ＝７０．５、ｘ１＝−０．６２５、ｘ２＝０、Ｎ１＝１、Ｎ２＝１にした例であり、駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)は、図４のグラフに示す波形となる。そして、この駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)が流れた時の総トルクTsum(X)及び総ラジアル力Fsum(X)をシミュレーションすると、図５のグラフのようになった。図５から分かるように、実施例２によれば、総ラジアル力Fsum(X)が増減する幅を従来よりも約４２％低減することができた。
【００３５】
実施例３は、式（１）の定数を、Ｋｓ＝４８０、ｘ１＝−０．５、ｘ２＝０、Ｎ１＝１、Ｎ２＝２にした例であり、駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)の、図６のグラフに示す波形となる。そして、この駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)が流れた時の総トルクTsum(X)及び総ラジアル力Fsum(X)をシミュレーションすると、図７のグラフのようになった。図７から分かるように、実施例３によれば、総ラジアル力Fsum(X)が増減する幅を従来よりも約５２％低減することができた。
【００３６】
実施例４は、式（１）の定数を、Ｋｓ＝１５１、ｘ１＝−０．６２５、ｘ２＝−０．１２５、Ｎ１＝１、Ｎ２＝１にした例であり、駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)は、図８のグラフに示す波形となる。そして、この駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)が流れた時の総トルクTsum(X)及び総ラジアル力Fsum(X)をシミュレーションすると、図９のグラフのようになった。図９から分かるように、実施例４によれば、総ラジアル力Fsum(X)が増減する幅を従来よりも約５５％低減することができた。
【００３７】
図３、図５、図７、図９のシミュレーション結果を比較して分かるように、実施例４の設定は、総ラジアル力Fsum(X)の増減を小さくして振動や騒音を小さくすることを重視した設定、実施例１の設定は、駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)の実効値を小さくして駆動用コイル１２ａの銅損を小さくすることを重視した設定、実施例２，３の設定は、その中間の設定と言うことができる。即ち、式（１）の各定数を、総ラジアル力Fsum(X)の増減が小さくなるように設定するほど、総ラジアル力に起因する振動や騒音を小さくしやすい。一方，各駆動電流の実効値が小さくなるように設定すると、駆動用コイル１２ａの銅損が小さくなる。その他、総トルクTsum(X)の増減を小さくして回転子１４の回転の安定性を高めることを重視した設定にすることも可能である。式（１）の各定数は、制御対象のＳＲＭ１０の用途に合わせ、希望の性能が得られるように適宜調節すればよい。
【００３８】
以上説明したように、この実施形態のスイッチトリラクタンスモータの制御方法及びスイッチトリラクタンスモータ制御装置は、駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)の波形を、定数の数が少ないシンプルな関数式で規定する構成になっている。したがって、各定数を適宜設定し変更することによって駆動電流の波形を容易かつ自在に可変することができ、半径方向の電磁力であるラジアル力に起因する振動や騒音を抑える調整を容易に行うことができる。特に、特許文献１の制御方法のように、制御対象のスイッチトリラクタンスモータの特性を細かく解析したり、各定数の値を高度な手法を用いて推定したりする必要がないので、実用性が高くて非常に使いやすい。
【００３９】
また、駆動電流ia(X)，ib(X)，ic(X)を上記の式（１）に基づいて規定するので、電流指令値を「励磁開始角ｘ１」「励磁終了角ｘ２」及び「定数Ｋｓ」で構成することができる。したがって、従来の制御装置（駆動電流を矩形波状にする制御装置）の構成を大幅に改変することなく使用することができる。
【００４０】
なお、本発明のスイッチトリラクタンスモータの制御方法及びスイッチトリラクタンスモータ制御装置は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、駆動電流の波形を規定する関数式は、ＸN（Ｎは正の実数）の項を含む数式と定数Ｋｓ（Ｋｓは正の実数）との積で表される関数式であればよく、上記の式（１）とは異なる関数式を使用してもよい。
【００４１】
スイッチトリラクタンスモータ制御装置内部の具体的な構成は、上記のＳＲＭ制御装置１６ｈの構成に限定されず、本発明が目的とする制御方法が実施可能な範囲で自由に変更することができる。例えば、電流指令値S(ia)，S(ib)，S(ic)を作成する部分をフィードバック制御ではなくオープンループ制御で行う構成に変更したり、電圧指令値S(va)，S(vb)，S(vc)を作成する部分にヒステリシス制御を適用したりしてもよく、上記と同様の効果を得ることができる。
【００４２】
上記のスイッチトリラクタンスモータ（ＳＲＭ１０）は、６個の固定子歯部と４個の回転子歯部を有した三相モータであるが、本発明は、歯部の数を変更した三相モータ（例えば、１２個の固定子歯部と８個の回転子歯部を備えた三相モータ）にも適用することができる。また、三相モータ以外のモータであっても、同様の考え方で適用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０  ＳＲＭ（スイッチトリアクタンスモータ）
１２  固定子
１２ａ  駆動用コイル
１４  回転子
１６ｈ  ＳＲＭ制御装置
Ａ１，１Ａ，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１，Ｃ２  固定子歯部
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４  回転子歯部
ia(X)，ib(X)，ic(X)  駆動電流
Ｋｓ，Ｎ１，Ｎ２  定数
Ｘ  電気角
ｘ１  励磁開始角
ｘ２  励磁終了角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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