(57)【要約】【課題】モータ巻線の仕様間違いの有無の確認検査を、より簡便で効率的、且つ精度よく行うことを可能にするモータ制御装置及びモータ制御方法を提供すること。【解決手段】モータの駆動制御の指令値である電圧指令値と、励磁周波数とをサンプリングし、制御駆動中のモータに流れる実電流を検出し、モータを駆動するためのパラメータと駆動時条件とから、電圧指令値と、電流と、励磁周波数の理論値を求め、電圧指令値と電流と励磁周波数の各理論値と、駆動時の電圧指令値、電流、励磁周波数の各値とを比較し、その差の範囲が予め設定した閾値の範囲を超えた場合に巻線異常と判定する。【選択図】図２
2020018063.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータに流す電流指令を計算する電流指令計算部と、
モータに印加する電圧指令を変化させることでモータ電流を制御する電流制御部と、
モータに流れる実電流を検出する実電流検出部と、
モータを駆動するためのパラメータを記憶する記憶部と、
モータ駆動時の電圧指令値、電流値、励磁周波数と、前記パラメータから計算される電圧指令値、電流値、励磁周波数の各理論値とを比較し、駆動モータの特性とモータを駆動するためのパラメータとの整合性を確認し、不整合結果が出た際にモータ巻線あるいは巻線と駆動装置間の接続の異常と判定する接続異常判定部とを備えるモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のモータ制御装置において、
前記モータを駆動するためのパラメータの少なくとも一つがモータのインダクタンス値またはインダクタンスに相関がある相関値とされ、
前記接続異常判定部は、モータ駆動時の電圧指令値、電流値、励磁周波数から求められた駆動モータの実インダクタンス値または実インダクタンスに相関がある相関値と、パラメータから計算したインダクタンス値またはインダクタンスに相関がある相関値と比較して整合性を確認するモータ制御装置。
【請求項３】
モータの駆動制御の指令値である電圧指令値と、励磁周波数とをサンプリングし、
制御駆動中のモータに流れる実電流を検出し、
モータを駆動するためのパラメータと駆動時条件とから、電圧指令値と、電流と、励磁周波数の理論値を求め、
電圧指令値と電流と励磁周波数の各理論値と、駆動時の電圧指令値、実電流、励磁周波数の各値とを比較し、その差の範囲が予め設定した閾値の範囲を超えた場合に巻線異常と判定するモータ制御方法。
【請求項４】
請求項３記載のモータ制御方法において、
前記パラメータとしてインダクタンス値またはインダクタンスに相関がある相関値を用い、
モータの駆動制御の指令値である電圧指令値と、励磁周波数とをサンプリングし、
制御駆動中のモータに流れる実電流を検出し、
電圧指令値と、実電流と、励磁周波数から実インダクタンス値または実インダクタンスに相関がある相関値を求め、
パラメータのインダクタンス値またはインダクタンスに相関がある相関値と、実インダクタンス値または実インダクタンスに相関がある相関値とを比較し、その差の範囲が予め設定した閾値の範囲を超えた場合に巻線異常と判定するモータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置及びモータ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種機器、装置にモータが多用されている。また、例えば、電気自動車やハイブリッド車などの駆動用モータ、ビデオカメラやデジタルスチルカメラのレンズ鏡筒内部のズームやフォーカス等を動作させるためのモータは、性能を確保するために非常に重要であり、制御量に対して高精度で所定の動力を出力することが求められる。
【０００３】
このようなモータの検査を取付け時や製造過程で行うための装置（方法）としては、例えば、インバータと、モータ制御ＥＣＵと、トルクメータと、負荷モータ５と、負荷モータ制御部と、交流電力計測器と、直流電力計測器と、ＤＣ電源と、モータ出力性能検査制御装置と、モータパワーケーブル接続用電磁開閉器とを備え、トルクメータで、検査対象モータの出力トルクを計測し、負荷モータで、検査対象モータへの負荷トルクを発生させ、交流電力計測部及び直流電力計測部で、検査対象モータに供給される電力を計測し、モータ出力性能検査制御装置で、システム全体の動作制御、検査データの測定、性能判定等を行うように構成したものがある（特許文献１参照）。
【０００４】
また、電磁コイルに対して周波数の異なる電圧を印加し、周波数ごとのインピーダンスを測定してＺ−Ｆ特性の測定値を取得し、且つ、電磁コイルの正常な状態におけるＺ−Ｆ特性に基づいて予め定めたＺ−Ｆ特性の許容帯域とＺ−Ｆ特性の測定値とを比較し、標準的な劣化開始期間と劣化進行期間とから寿命の残期間を算定するモータ検査／制御方法（装置）もある（特許文献２参照）。
【０００５】
さらに、発電機回転中回転子インピーダンス測定試験によりインピーダンス曲線を作成し、予め作成された被測定発電機ないしはこれと同一機種の発電機の正常動作時についての基準インピーダンス曲線を参照しつつ、インピーダンス曲線から、回転子インピーダンスが急変する急変線を検索し、それぞれの急変線に対して補助線間隔を設定し、基準インピーダンス曲線とインピーダンス曲線とを重ね合わせ、基準インピーダンス曲線の下方に、補助線間隔で幾本かの補助線を平行に描き、基準インピーダンス曲線の直下の補助線から、上限回転数のときの回転子インピーダンス近傍を通過する補助線までの補助線の数をレアショートの発生したコイルの数として判定する方法も提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２１９３５４号公報
【特許文献２】特開２０１６−２４１１１号公報
【特許文献３】特開平１１−３２６４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、三相モータには端子（動力線）が３本のもの、６本のもの、といった複数本の動力線をもつものがある。このようなモータ動力線の接続間違い（モータの巻線仕様の間違い）はモータ出力の低下、モータのオーバーヒート等のトラブルに直結するため、モータの取付け後にモータ動力線の接続間違い（モータの巻線仕様の間違い）が発生していないかを確認検査を行うことが求められている。
【０００８】
一方で、上記の特許文献１、特許文献２、特許文献３に示された検査／制御方法は、いずれも実電圧等を測定して異常の有無を確認するものであり、専用の検査装置又は測定装置を使用せざるを得ない上、例えば、取付け後のモータの接続異常の確認検査に適用する場合には、非常に作業性が悪く、多大な時間と労力を要する。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、モータ巻線の仕様間違いの有無の確認検査を、より簡便で効率的、且つ精度よく行うことを可能にするモータ制御装置及びモータ制御方法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】
【００１０】
本発明者らは、モータ駆動時の電圧指令値、電流値（実電流値）、励磁周波数（指令値）の各値と、モータを駆動するためのパラメータから計算される電圧指令値、電流値、励磁周波数の各理論値（設計値、要求値）とを比較することで、モータ巻線あるいは巻線と駆動装置間の接続異常の有無、ひいてはモータ巻線の仕様間違い（接続間違い）を検出できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
（１）本発明は、モータに流す電流指令を計算する電流指令計算部と、モータに印加する電圧指令を変化させることでモータ電流を制御する電流制御部と、モータに流れる実電流を検出する実電流検出部と、モータを駆動するためのパラメータを記憶する記憶部と、モータ駆動時の電圧指令値、電流値、励磁周波数と、前記パラメータから計算される電圧指令値、電流値、励磁周波数の各理論値とを比較し、駆動モータの特性とモータを駆動するためのパラメータとの整合性を確認し、不整合結果が出た際にモータ巻線あるいは巻線と駆動装置間の接続の異常と判定する接続異常判定部とを備えることを特徴とする。
【００１２】
（２）本発明は、（１）のモータ制御装置において、前記モータを駆動するためのパラメータの少なくとも一つがモータのインダクタンス値またはインダクタンスに相関がある相関値とされ、前記接続異常判定部は、モータ駆動時の電圧指令値、電流値、励磁周波数から求められた駆動モータの実インダクタンス値または実インダクタンスに相関がある相関値と、パラメータから計算したインダクタンス値またはインダクタンスに相関がある相関値と比較して整合性を確認してもよい。
【００１３】
（３）本発明は、モータの駆動制御の指令値である電圧指令値と、励磁周波数とをサンプリングし、制御駆動中のモータに流れる実電流を検出し、モータを駆動するためのパラメータと駆動時条件とから、電圧指令値と、電流と、励磁周波数の理論値を求め、電圧指令値と電流と励磁周波数の各理論値と、駆動時の電圧指令値、電流、励磁周波数の各値とを比較し、その差の範囲が予め設定した閾値の範囲を超えた場合に巻線異常と判定することを特徴とする。
【００１４】
（４）本発明は、（３）のモータ制御方法において、前記パラメータとしてインダクタンス値またはインダクタンスに相関がある相関値を用い、モータの駆動制御の指令値である電圧指令値と、励磁周波数とをサンプリングし、制御駆動中のモータに流れる実電流を検出し、電圧指令値と、実電流と、励磁周波数から実インダクタンス値または実インダクタンスに相関がある相関値を求め、パラメータのインダクタンス値またはインダクタンスに相関がある相関値と、実インダクタンス値または実インダクタンスに相関がある相関値とを比較し、その差の範囲が予め設定した閾値の範囲を超えた場合に巻線異常と判定してもよい。
【００１５】
（１）、（２）、（３）、（４）の発明においては、モータ駆動時の電圧指令値、電流値、励磁周波数と、モータを駆動するためのパラメータ（インダクタンス値など）から計算される電圧指令値、電流値、励磁周波数の各理論値とを比較し、各値同士の整合性、すなわち、差異を確認し、予め設定された許容誤差を上回る差異の有無を確認することによって、モータ巻線の仕様間違い（接続間違い）を検出することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、従来のように電圧値などを実測して検査を行う場合と比較し、モータの電流を制御する際に出力する電圧指令値を基に、モータの特性を求めて良否を判断できるため、より簡便で効率的にモータの巻線仕様の検査を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータ制御装置を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るモータ制御方法を示すフロー図である。
【図３】モータの回転数と電圧、インダクタンスの関係の一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るモータ制御方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図１から図４を参照し、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置及びモータ制御方法について説明する。
【００１９】
ここで、本実施形態は、例えば、取付け後のモータに対し、巻線仕様の間違い（接続間違い）が発生しているか否かの検査をより簡便で効率的に行うことを可能にするモータ制御装置及びモータ制御方法に関するものである。
【００２０】
本実施形態のモータ制御装置Ａ（モータ検査装置Ａの制御装置１）は、図１に示すように、モータに流す電流指令を計算する電流指令計算部２と、モータＭの駆動制御時にモータＭに印加する電圧指令値を変化させることでモータ電流を制御する電流制御部３と、モータＭを駆動するためのパラメータを記憶する記憶部４とを備えている。
【００２１】
これに加え、本実施形態のモータ制御装置Ａは、モータＭに流れる実電流を計測／検出する実電流検出部５と、モータ駆動時の電圧指令値、電流値、励磁周波数と、パラメータから計算される電圧指令値、電流値、励磁周波数の各理論値（設計値、要求値）とをそれぞれ比較し、駆動モータの特性とモータＭを駆動するためのパラメータとの整合性を確認し、不整合結果が出た際にモータ巻線あるいは巻線と駆動装置間の接続の異常と判定する接続異常判定部６を備えている。
【００２２】
上記構成からなる本実施形態のモータ制御装置Ａを用いて取付け後のモータの巻線仕様の確認検査を行う際には（本実施形態のモータ制御方法においては）、まず、図２に示すように、モータの駆動制御の指令値である電圧指令値と、励磁周波数とをサンプリング（抽出）する（Ｓｔｅｐ１）。
【００２３】
次に、制御駆動中のモータに流れる実電流を計測／検出する（Ｓｔｅｐ２）。
【００２４】
また、パラメータと駆動時の条件（モータの負荷条件など）から、電圧と、電流と、励磁周波数の理論値を計算（Ｓｔｅｐ３）する。
【００２５】
そして、電圧と電流と励磁周波数の各理論値と、駆動時の電圧指令値、電流、励磁周波数（指令値）の各値とを比較し（Ｓｔｅｐ４）、その差の範囲が予め設定した閾値の範囲を超えた場合に、言い換えれば、電圧指令値と電流と励磁周波数の各理論値と、駆動時の電圧指令値、電流、励磁周波数（指令値）の各値との差が許容誤差範囲を超えた場合に、モータの巻線異常と判定し、閾値の範囲内の場合に巻線適正と判定する（Ｓｔｅｐ５）。ここで、理論値と一つでも許容誤差を超えるものあれば、巻線異常と判定する。
【００２６】
ここで、電圧指令値と、実電流と、励磁周波数と、実インダクタンス値とは、図３、下記の式（１）の関係性がある。
【００２７】
【数１】
2020018063.tif 000003
【００２８】
このため、この実インダクタンス値を上記のパラメータとして用いることができる。また、インダクタンスに相関のある項目をパラメータとして扱うことができ、例えば、モータが同期モータである場合には回転数をパラメータとして用いることができる。すなわち、本発明に係るモータは、同期モータでも誘導モータでも構わない。
【００２９】
実インダクタンス値を用いる場合には、図４に示すように、モータ制御中の電圧指令値、励磁周波数をサンプリングした後（Ｓｔｅｐ１）、モータに流れる実電流を計測／検出する（Ｓｔｅｐ２）。
【００３０】
次に、電圧指令値と、実電流と、励磁周波数から図３や式（１）を用いて実インダクタンス値を求める（Ｓｔｅｐ３）。
【００３１】
そして、パラメータのインダクタンス値と、実インダクタンス値とを比較し（Ｓｔｅｐ４）、その差の範囲が予め設定した閾値の範囲を超えた場合に巻線異常と判定し、閾値の範囲内の場合に巻線適正と判定する（Ｓｔｅｐ５）。
【００３２】
したがって、本実施形態のモータ制御装置Ａ及びモータ制御方法においては、モータ駆動時の電圧指令値、電流値、励磁周波数と、モータを駆動するためのパラメータから計算される電圧指令値、電流値、励磁周波数の各理論値とを比較し、各値同士の差異を確認し、予め設定された許容誤差を上回る差異の有無、すなわち、整合性を確認することによって、モータ巻線の仕様間違い（接続間違い）を検出することができる。
【００３３】
よって、本実施形態のモータ制御装置Ａ及びモータ制御方法によれば、従来のように電圧値などを実測して検査を行う場合と比較し、モータの電流を制御する際に出力する電圧指令値を基に、モータの特性を求めて良否を判断できるため、より簡便で効率的にモータの巻線仕様の検査を行うことが可能になる。
【００３４】
さらに、図３に示すように、モータの回転数、モータの電圧が変わるとインダクタンス値が変化するため、このインダクタンス値をパラメータにし、電圧指令値を変化させ、複数条件で容易にモータの巻線仕様の検査を行うことができる。これにより、複数条件であっても簡便で効率的に検査を行えるため、結果として、信頼性が高く、高精度で検査を実施することが可能になる。
【００３５】
以上、本発明に係るモータ制御装置及びモータ制御方法の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１  制御装置
２  電流指令計算部
３  電流制御部
４  記憶部
５  実電流検出部
６  接続異常判定部
Ａ  モータ制御装置
Ｍ  モータ
【図１】
2020018063.tif 000004
【図２】
2020018063.tif 000005
【図３】
2020018063.tif 000006
【図４】
2020018063.tif 000007