(57)【要約】【課題】実際の負荷トルクの変動態様に一層一致するようにトルク変動を補償することができるモータ制御装置を提供する。【解決手段】モータ制御装置２１は、コンプレッサ２を所定の駆動条件で駆動する場合の負荷トルクの変動分に対応した基準負荷トルクデータ、この基準負荷トルクデータから複数種類の駆動条件における負荷トルクデータを求めるための変更パラメータなどに基づいて指令ｑ軸電流補正値Ｉqcを演算し、その指令ｑ軸電流補正値Ｉqcを電流制御部２２の減算器２９ｑに出力するｑ軸電流補正部２８を備える。変更パラメータは、コンプレッサ２を複数の異なる駆動条件で駆動した場合における各回転角度毎の負荷トルクの変動分に対応した負荷トルクデータを基準負荷トルクデータで回転角度毎に除算することにより算出した各回転角度毎の比率を示す比率データとする。【選択図】図１
2010093995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルクが周期的に変動する負荷を駆動するモータを制御するモータ制御装置であって、
前記モータの巻線に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記検出した電流に基づいて励磁成分電流であるｄ軸電流とトルク成分電流であるｑ軸電流とを求める電流演算手段と、
前記モータの回転速度が外部より与えられる指令回転速度に一致するように指令ｄ軸電流および指令ｑ軸電流を生成する速度制御手段と、
前記ｄ軸電流および前記ｑ軸電流がそれぞれ前記指令ｄ軸電流および前記指令ｑ軸電流に一致するように制御する電流制御手段と、
前記負荷を所定の条件で駆動した場合における各回転角度毎の前記負荷のトルクを示す基準負荷トルクデータと、当該基準負荷トルクデータを前記負荷の駆動条件に応じて変更するための変更パラメータとが記憶された記憶手段と、
前記モータの回転角度に応じて前記記憶手段から前記基準負荷トルクデータおよび変更パラメータを読み出し、当該基準負荷トルクデータから当該変更パラメータを用いて前記負荷の駆動条件に対応した負荷トルクデータを求めるトルクデータ演算手段と、
前記負荷トルクデータを前記モータのトルク定数で除算した電流と、前記電流演算手段により求められた前記ｑ軸電流との差電流に基づいて指令ｑ軸電流補正値を演算し、この指令ｑ軸電流補正値により前記指令ｑ軸電流を補正する補正手段とを備え、
前記変更パラメータは、前記負荷を前記所定の条件とは異なる条件で駆動した場合における各回転角度毎の前記負荷のトルクを示す負荷トルクデータを、前記基準負荷トルクデータで回転角度毎に除算することにより算出される各回転角度毎の比率を示す比率データであることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記モータの回転速度の変動幅を求める速度変動演算手段を備え、
前記補正手段は、前記回転速度の変動幅が小さくなるように前記演算した指令ｑ軸電流補正値を調整することを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記回転速度の変動幅が小さくなるように前記負荷トルクデータにおける負荷トルクの大きさを調整することを特徴とする請求項２記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記補正手段は、
前記負荷トルクの大きさを次第に増加させるように調整動作を行い、
前記調整動作に伴い前記回転速度の変動幅が所定回数連続して増加傾向を示す場合には、この変動幅が増加傾向に転じる前の調整値に戻すとともに当該調整値を保持することを特徴とする請求項３記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記補正手段は、前記回転速度の変動幅が小さくなるように前記負荷トルクデータにおける負荷トルクの位相を調整することを特徴とする請求項３または４記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記補正手段は、
前記負荷トルクの位相を一方向に次第にずらすように第１の調整動作を行い、
前記第１の調整動作に伴い前記回転速度の変動幅が所定回数連続して増加傾向を示す場合には、前記負荷トルクの位相を他方向に次第にずらすように第２の調整動作を行い、
前記第２の調整動作に伴い前記回転速度の変動幅が所定回数連続して増加傾向を示す場合には、この変動幅が増加傾向に転じる前の調整値に戻すとともに当該調整値を保持することを特徴とする請求項５記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記補正手段は、前記回転速度の変動幅が所定のしきい値以下になった場合には、その時点での調整値を保持することを特徴とする請求項２ないし６のいずれかに記載のモータ制御装置。
【請求項８】
前記記憶手段には、前記モータで生じる損失を示す損失データが記憶されており、
前記補正手段は、前記負荷トルクデータを前記モータのトルク定数で除算した電流に対し前記損失データを前記トルク定数で除算した電流を加えた電流と、前記ｑ軸電流との差電流に基づいて前記指令ｑ軸電流補正値を演算することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のモータ制御装置。
【請求項９】
前記モータの回転角度を入力し補正した回転角度を出力する回転角度補正手段を備え、
前記トルクデータ演算手段は、前記補正された回転角度に応じて前記記憶手段から前記基準負荷トルクデータおよび前記変更パラメータを読み出すことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載のモータ制御装置。
【請求項１０】
前記記憶手段には、複数種類の前記基準負荷トルクデータと、これら基準負荷トルクデータをそれぞれ前記負荷の駆動条件に応じて変更するための変更パラメータとが記憶されており、
前記トルクデータ演算手段は、前記記憶手段から前記負荷の駆動条件に最も近い種類の前記基準負荷トルクデータおよび前記変更パラメータを読み出すことを特徴とする請求項１ないし９のいずれかに記載のモータ制御装置。
【請求項１１】
コンプレッサ、室外側熱交換器、減圧装置および室内側熱交換器を冷媒通路により接続したヒートポンプを備え、
前記コンプレッサを駆動するモータは、請求項１ないし１０のいずれかに記載のモータ制御装置により制御されることを特徴とするエアコンディショナ。
【請求項１２】
トルクが周期的に変動する負荷を駆動するモータを制御するモータ制御方法であって、
前記モータの巻線に流れる電流を検出し、前記検出した電流に基づいて励磁電流成分であるｄ軸電流とトルク成分電流であるｑ軸電流とを求め、前記モータの回転速度が外部より与えられる指令回転速度に一致するように指令ｄ軸電流および指令ｑ軸電流を生成し、前記ｄ軸電流および前記ｑ軸電流がそれぞれ前記指令ｄ軸電流および前記指令ｑ軸電流に一致するように制御を行うものにおいて、
前記負荷を所定の条件で駆動した場合における各回転角度毎の前記負荷のトルクを示す基準負荷トルクデータと、前記負荷を前記所定の条件とは異なる条件で駆動した場合における各回転角度毎の前記負荷のトルクを示す負荷トルクデータとを求め、
前記負荷トルクデータを前記基準負荷トルクデータで除算することにより、各回転角度毎の比率を示す比率データを算出し、
前記負荷を駆動する際、
前記モータの回転角度に応じた前記基準負荷トルクデータから前記比率データを変更パラメータとして用いて前記負荷の駆動条件に対応した負荷トルクデータを求め、
前記負荷トルクデータを前記モータのトルク定数で除算した電流と前記ｑ軸電流との差電流に基づいて指令ｑ軸電流補正値を演算し、この指令ｑ軸電流補正値により前記指令ｑ軸電流を補正することを特徴とするモータ制御方法。
【請求項１３】
前記負荷を駆動する際、前記モータの回転速度の変動幅を求め、この回転速度の変動幅が小さくなるように、前記指令ｑ軸電流補正値、前記負荷トルクデータにおける負荷トルクの大きさおよび位相のうち、少なくとも１つを調整することを特徴とする請求項１２記載のモータ制御方法。
【請求項１４】
前記負荷トルクの大きさを次第に増加させるように調整動作を行う場合に前記回転速度の変動幅が所定回数連続して増加傾向を示すときには、この変動幅が増加傾向に転じる前の調整値に戻すとともに当該調整値を保持することを特徴とする請求項１３記載のモータ制御方法。
【請求項１５】
前記負荷トルクの位相を一方向に次第にずらすように第１の調整動作を行う場合に前記回転速度の変動幅が所定回数連続して増加傾向を示すときには、前記負荷トルクの位相を他方向に次第にずらすように第２の調整動作を行い、この第２の調整動作に伴い前記回転速度の変動幅が所定回数連続して増加傾向を示すときには、この変動幅が増加傾向に転じる前の調整値に戻すとともに当該調整値を保持することを特徴とする請求項１４記載のモータ制御方法。
【請求項１６】
前記負荷を駆動する際、前記回転速度の変動幅が所定のしきい値以下になった場合には、その時点での調整値を保持することを特徴とする請求項１３ないし１５のいずれかに記載のモータ制御方法。
【請求項１７】
前記モータで生じる損失を示す損失データを求め、
前記負荷を駆動する際、前記負荷トルクデータを前記モータのトルク定数で除算した電流に対し前記損失データを前記トルク定数で除算した電流を加えた電流と、前記ｑ軸電流との差電流に基づいて前記指令ｑ軸電流補正値を演算することを特徴とする請求項１２ないし１６のいずれかに記載のモータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルクが周期的に変動する負荷を駆動するモータを制御するモータ制御装置、モータ制御方法および当該モータ制御装置を用いたエアコンディショナに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば冷蔵庫やエアコン等に使用される冷凍サイクルは、圧縮機、凝縮器、減圧器および蒸発器等から構成され、この冷凍サイクルの冷却能力を可変にするために、能力可変式の圧縮機が用いられている。このような圧縮機に用いられるモータの回転速度の制御は、目標回転速度と、モータの実際の回転速度との差に応じた制御量を出力するようにフィードバック制御を行う。そして、従来のフィードバック制御では、モータの１回転中に印加電圧を複数回制御することにより、目標回転速度と実際の回転速度とを一致させるようにしている。
【０００３】
しかしながら、圧縮機は、１回転中における負荷トルクの変動が大きいため、上記のように単純なフィードバック制御ではトルク変動を除去することが困難であり、圧縮機全体がモータの回転方向に振動し、これを搭載した冷蔵庫やエアコン等の振動および騒音の発生源となり、商品性を損なうという問題がある。
このような問題を解決するため、特許文献１には、モータをベクトル制御することで得られるｑ軸電流に、電流補正値として正弦波状の電流を加えることで負荷トルクの変動を補償する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１８３０１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術では、振動をある程度抑制することはできるが、電流が余分に流れる期間が生じるため、効率が低下するという問題があった。また、負荷トルクの変動態様は正弦波に対して完全に一致しないので、振動等を抑制するレベルに限界があった。さらに、正弦波による補正は、負荷トルクが所定条件の場合のみ有効であり、負荷トルクが変化した場合には振動等を抑制するレベルが低下してしまうという問題もあった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、実際の負荷トルクの変動態様に一層一致するようにトルク変動を補償することができるモータ制御装置、モータ制御方法および当該モータ制御装置を用いたエアコンディショナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のモータ制御装置は、トルクが周期的に変動する負荷を駆動するモータを制御するモータ制御装置であって、前記モータの巻線に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記検出した電流に基づいて励磁成分電流であるｄ軸電流とトルク成分電流であるｑ軸電流とを求める電流演算手段と、前記モータの回転速度が外部より与えられる指令回転速度に一致するように指令ｄ軸電流および指令ｑ軸電流を生成する速度制御手段と、前記ｄ軸電流および前記ｑ軸電流がそれぞれ前記指令ｄ軸電流および前記指令ｑ軸電流に一致するように制御する電流制御手段と、前記負荷を所定の条件で駆動した場合における各回転角度毎の前記負荷のトルクを示す基準負荷トルクデータと、当該基準負荷トルクデータを前記負荷の駆動条件に応じて変更するための変更パラメータとが記憶された記憶手段と、前記モータの回転角度に応じて前記記憶手段から前記基準負荷トルクデータおよび変更パラメータを読み出し、当該基準負荷トルクデータから当該変更パラメータを用いて前記負荷の駆動条件に対応した負荷トルクデータを求めるトルクデータ演算手段と、前記負荷トルクデータを前記モータのトルク定数で除算した電流と、前記電流演算手段により求められた前記ｑ軸電流との差電流に基づいて指令ｑ軸電流補正値を演算し、この指令ｑ軸電流補正値により前記指令ｑ軸電流を補正する補正手段とを備え、前記変更パラメータは、前記負荷を前記所定の条件とは異なる条件で駆動した場合における各回転角度毎の前記負荷のトルクを示す負荷トルクデータを、前記基準負荷トルクデータで回転角度毎に除算することにより算出される各回転角度毎の比率を示す比率データであることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明のモータ制御方法は、トルクが周期的に変動する負荷を駆動するモータを制御するモータ制御方法であって、前記モータの巻線に流れる電流を検出し、前記検出した電流に基づいて励磁電流成分であるｄ軸電流とトルク成分電流であるｑ軸電流とを求め、前記モータの回転速度が外部より与えられる指令回転速度に一致するように指令ｄ軸電流および指令ｑ軸電流を生成し、前記ｄ軸電流および前記ｑ軸電流がそれぞれ前記指令ｄ軸電流および前記指令ｑ軸電流に一致するように制御を行うものにおいて、前記負荷を所定の条件で駆動した場合における各回転角度毎の前記負荷のトルクを示す基準負荷トルクデータと、前記負荷を前記所定の条件とは異なる条件で駆動した場合における各回転角度毎の前記負荷のトルクを示す負荷トルクデータとを求め、前記負荷トルクデータを前記基準負荷トルクデータで除算することにより、各回転角度毎の比率を示す比率データを算出し、前記負荷を駆動する際、前記モータの回転角度に応じた前記基準負荷トルクデータから前記比率データを変更パラメータとして用いて前記負荷の駆動条件に対応した負荷トルクデータを求め、前記負荷トルクデータを前記モータのトルク定数で除算した電流と、前記ｑ軸電流との差電流に基づいて指令ｑ軸電流補正値を演算し、この指令ｑ軸電流補正値により前記指令ｑ軸電流を補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、実際の負荷トルクの変動態様に一層一致するようにトルク変動を補償してモータを制御することにより、負荷を駆動する際の騒音および振動を抑制するとともに駆動効率を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明をエアコンディショナのコンプレッサに組み込まれたモータを制御する装置に適用した一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図２は、エアコンディショナの冷凍サイクルの概略構成を示している。図２に示すように、エアコンディショナＥのヒートポンプ１を構成するコンプレッサ２（負荷に相当）は、圧縮部３とモータ４とを同一の鉄製密閉容器５内に収容して構成され、モータ４のロータシャフトが圧縮部３に連結されている。コンプレッサ２、四方弁６、室内側熱交換器７、減圧装置８および室外側熱交換器９は、冷媒通路であるパイプにより閉ループを構成するように接続されている。なお、コンプレッサ２は、例えばロータリ型のコンプレッサであり、モータ４は、例えば三相ＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータである。
【００１０】
暖房時には、四方弁６は実線で示す状態となっている。このため、コンプレッサ２の圧縮部３で圧縮された高温冷媒は、四方弁６から室内側熱交換器７に供給されて凝縮し、その後、減圧装置８で減圧され、低温となって室外側熱交換器９に流れ、そこで蒸発してコンプレッサ２へと戻る。一方、冷房時には、四方弁６は破線で示す状態に切り替えられる。このため、コンプレッサ２の圧縮部３で圧縮された高温冷媒は、四方弁６から室外側熱交換器９に供給されて凝縮し、その後、減圧装置８で減圧され、低温となって室内側熱交換器７に流れ、そこで蒸発してコンプレッサ２へと戻る。室内側熱交換器７および室外側熱交換器９には、それぞれファン１０および１１により送風が行われるようになっている。この送風により、室内側熱交換器７および室外側熱交換器９と、室内空気および室外空気との熱交換が効率良く行われるように構成されている。
【００１１】
図１は、モータ４の回転をベクトル制御するモータ制御装置２１の構成を機能ブロックにより示したものである。ベクトル制御では、電機子巻線に流れる電流を、界磁である永久磁石の磁束方向と、それに直交する方向とに分離してそれらを独立に調整し、磁束と発生トルクとを制御する。電流制御には、モータ４の回転子とともに回転する座標系、いわゆるｄ−ｑ座標系で表した電流値が用いられるが、ｄ軸は回転子に取り付けた永久磁石の作る磁束方向であり、ｑ軸はｄ軸に直交する方向である。ｑ軸電流Ｉｑは回転トルクを発生させる成分（トルク成分電流）であり、ｄ軸電流Ｉｄは磁束を作る成分（励磁または磁化成分電流）である。
【００１２】
モータ制御装置２１は、電流制御部２２、回転位置推定部２３、速度制御部２４、ＰＷＭ形成部２５、インバータ回路２６、回転角度補正部２７およびｑ軸電流補正部２８を備えている。電流制御部２２は、減算器２９ｄ、２９ｑ、ＰＩＤ制御器３０ｄ、３０ｑ、ｄｑ／αβ座標変換器３１、αβ／ＵＶＷ座標変換器３２、ＵＶＷ／αβ座標変換器３３およびαβ／ｄｑ座標変換器３４を備えている。なお、本実施形態では、減算器２９ｄ、２９ｑおよびＰＩＤ制御器３０ｄ、３０ｑにより電流制御手段３５が構成され、ＵＶＷ／αβ座標変換器３３およびαβ／ｄｑ座標変換器３４により電流演算手段３６が構成される。
【００１３】
インバータ回路２６は、スイッチング素子例えばＩＧＢＴ２６ap、２６an、…を３相ブリッジの回路形態に接続してなる周知の電圧形インバータであって、各下アーム側スイッチング素子と負側の直流電源線との間にはシャント抵抗２６ｒが設けられている。本実施形態では、各シャント抵抗２６ｒの端子電圧に基づいて、モータ４の各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に流れる電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが検出されるようになっている。すなわち、本実施形態では、各シャント抵抗２６ｒが電流検出手段に相当する。なお、電流検出手段として、例えばインバータ回路２６の出力端子とモータ４の端子との間にホールＣＴからなる電流検出器を設ける構成としてもよい。
【００１４】
上記した構成により検出される電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗは、ＵＶＷ／αβ座標変換器３３により２相電流Ｉα、Ｉβに変換される。これら２相電流Ｉα、Ｉβは、αβ／ｄｑ座標変換器３４により、さらにｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑに変換される。α、βは、モータ４の固定子に固定された２軸座標系の座標軸である。このαβ／ｄｑ座標変換器３４における座標変換の計算には、後述する回転子の推定回転角度θｅ（α軸とｄ軸との位相差の推定値）が用いられる。
【００１５】
減算器２９ｄは、速度制御部２４から与えられる指令ｄ軸電流Ｉdrefからｄ軸電流Ｉｄを減算してｄ軸電流偏差ΔＩｄを求める。減算器２９ｑは、速度制御部２４から与えられる指令ｑ軸電流Ｉqrefからｑ軸電流Ｉｑを減算するとともに、さらにｑ軸電流補正部２８から与えられる指令ｑ軸電流補正値Ｉqcを加算してｑ軸電流偏差ΔＩｑを求める。
【００１６】
ＰＩＤ制御器３０ｄ、３０ｑは、ｄ軸電流偏差ΔＩｄおよびｑ軸電流偏差ΔＩｑに対するＰＩＤ演算を実行し、ｄ−ｑ座標系で表された指令ｄ軸電圧Ｖｄおよび指令ｑ軸電圧Ｖｑを生成する。指令ｄ軸電圧Ｖｄおよび指令ｑ軸電圧Ｖｑは、ｄｑ／αβ座標変換器３１によりα−β座標系で表した値に変換され、さらにαβ／ＵＶＷ座標変換器３２により固定子の各相指令電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに変換される。なお、ｄｑ／αβ座標変換器３１における座標変換の計算にも、回転子の推定回転角度θｅが用いられる。
【００１７】
各相指令電圧Ｖｕ、Ｖｖ、ＶｗはＰＷＭ形成部２５に入力される。ＰＷＭ形成部２５では、指令電圧に一致する電圧を供給するためのパルス幅変調されたゲート駆動信号が形成される。ＰＷＭ形成部２５で形成されたゲート駆動信号は、インバータ回路２６を構成する各スイッチング素子２６ap、２６an、…のゲートに与えられ、それにより各相指令電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗに一致するＰＷＭ変調された三相交流電圧が生成されてモータ４の電機子巻線に印加される。
【００１８】
上記構成において、減算器２９ｄ、２９ｑおよびＰＩＤ制御器３０ｄ、３０ｑによるＰＩＤ演算によってフィードバック制御が行われる。これにより、ｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑは、それぞれ指令ｄ軸電流Ｉdrefおよび指令ｑ軸電流補正値Iqcが加算された指令ｑ軸電流Ｉqrefに一致するように制御される。
【００１９】
回転位置推定部２３は、回転子の回転角度θ（回転位置）の推定値である推定回転角度θｅ（推定回転位置）および回転速度ωの推定値である推定回転速度ωｅを推定するものであり、ｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑおよび指令ｄ軸電圧Ｖｄが入力されている。回転位置推定部２３には、モータ４の回路定数である電機子巻線のｄ軸インダクタンスＬｄ、ｑ軸インダクタンスＬｑおよび巻線抵抗値Ｒの各値が記憶されている。
【００２０】
回転位置推定部２３は、これら入力値および回路定数を用いて、ｄ軸方向の誘起電圧推定値Ｅｄを下記（１）式に基づいて計算する。
Ｅｄ＝Ｖｄ−Ｒ・Ｉｄ−Ｌｄ・ｐ・Ｉｄ＋ωｅ・Ｌｑ・Ｉｑ      …（１）
ここで、ｐは微分演算子である。回転位置推定部２３において、この誘起電圧推定値Ｅｄに対するＰＩＤ演算が実行されることにより、その結果が回転子の推定回転速度ωｅとして出力される。この推定方法によれば、ｄ軸方向の誘起電圧推定値Ｅｄはゼロに収束する。推定回転速度ωｅが積分されることにより、その値が推定回転角度θｅとして出力される。推定回転速度ωｅは速度制御部２４に与えられる。
【００２１】
速度制御部２４（速度制御手段に相当）には、エアコンディショナの運転を制御する外部の制御装置（図示せず）から出力される指令回転速度ωrefが入力されている。減算器３７ｑは、指令回転速度ωrefから回転位置推定部２３で推定された推定回転速度ωｅを減算して速度偏差Δωを求め、ＰＩＤ制御器３８は、速度偏差Δωに対するＰＩＤ演算を実行して指令ｑ軸電流Ｉqrefを生成する。指令ｄ軸電流Ｉdrefは一定値（本実施形態ではゼロ）としている。指令ｄ軸電流Ｉdrefおよび指令ｑ軸電流Ｉqrefは、電流制御部２２に与えられ、前述したようにモータ４のｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑがそれらの指令値に一致するように制御される。以上のような制御の結果、推定回転速度ωｅが指令回転速度ωrefに一致するようになっている。
【００２２】
回転角度補正部２７（回転角度補正手段に相当）は、回転位置推定部２３により推定されたモータ４の推定回転角度θｅを所定角度だけ増減させた補正推定回転角度θｅ’を出力する。上記所定角度の増減は、使用者による変更が可能となっている。
ｑ軸電流補正部２８は、ｑ軸電流Ｉｑ、推定回転速度ωｅ、補正推定回転角度θｅ’、後述する負荷トルクデータなどに基づいて負荷トルクの周期的な変動分に相当する指令ｑ軸電流補正値Ｉqcを演算し、電流制御部２２の減算器２９ｑに出力する。これにより、モータ４のｑ軸電流Ｉｑは、負荷トルクの周期的な変動に対応して変化する。
【００２３】
図３は、ｑ軸電流補正部２８の構成を示すブロック図である。ｑ軸電流補正部２８は、速度変動演算部５２（速度変動演算手段に相当）、トルク制御部５３、記憶部５４（記憶手段に相当）、トルクデータ演算部５５（トルクデータ演算手段に相当）、損失データ演算部５６および指令ｑ軸電流補正値演算部５７から構成されている。
【００２４】
速度変動演算部５２は、補正推定回転角度θｅ’と推定回転速度ωｅとに基づいて、モータ４が１回転する毎の推定回転速度ωｅの変動幅ωｗを演算する。本実施形態では、モータ４の回転角度が５度となる度に、その時点から１回転前までの期間における上記変動幅ωｗを算出する。従って、本実施形態では、変動幅ωｗの演算を行う演算周期はモータ４の１回転であり、回転角度が５度のときがその演算周期の起点となる。なお、この演算周期の起点は回転角度が５度のときに限らず、所定の回転角度に設定すればよい。
【００２５】
速度変動演算部５２は、モータ４の補正推定回転角度θｅ’（以下では単に回転角度θｅ’という）の所定角度（例えば１度）毎に推定回転速度ωｅの値を取得している。速度変動演算部５２は、演算周期の起点（回転角度θｅ’＝５度）において、推定回転速度ωｅの現在値（回転角度θｅ’＝５度での値）と後述する初期値にセットされた仮最大値との比較を行い、大きい方の値を仮最大値として保持する。この後は、現在値と仮最大値との比較を繰り返し行い、順次仮最大値を更新していく。その後、演算周期の終点、つまり次の演算周期の起点より１度前の時点（回転角度θｅ’＝４度）において、最終的に保持されている仮最大値を当該１回転中の最大値として取得する。また、このとき、仮最大値を、推定回転速度ωｅの想定される範囲の値より十分に小さい値、例えば‘０’に置き換える（初期値のセット）。これにより、今回の仮最大値の値が、次の１回転中の最大値の算出に影響を及ぼさないので、各１回転中の最大値を正確に算出できる。
【００２６】
この最大値の算出方法と同様の方法で最小値も算出する。つまり、演算周期の起点において、推定回転速度ωｅの現在値と後述する初期値にセットされた仮最小値との比較を行い、小さい方の値を仮最小値として保持する。この後は、現在値と仮最小値との比較を繰り返し行い、順次仮最小値を更新していく。その後、演算周期の終点において、最終的に保持されている仮最小値を当該１回転中の最小値として取得する。また、このとき、仮最小値を、推定回転速度ωｅの想定される範囲の値より十分に大きい値、例えば‘１０００’に置き換える（初期値のセット）。これにより、今回の仮最小値の値が、次の１回転中の最小値の算出に影響を及ぼさないので、各１回転中の最小値を正確に算出できる。このようにして算出した最大値および最小値との差から１回転中の回転速度の変動幅ωｗを求める。
【００２７】
トルク制御部５３は、回転角度θｅ’ および回転速度の変動幅ωｗに基づいて、電流調整係数Ｘ、トルク調整係数Ｙおよび位相調整係数Ｚを算出する。各調整係数Ｘ、Ｙ、Ｚは、ｑ軸電流Ｉｑの変動態様つまり発生トルクの変動態様が負荷トルクの変動態様に一致するように指令ｑ軸電流補正値Ｉqcを調整するためのものである。発生トルクおよび負荷トルクの変動態様が一致するほど、回転速度の変動幅ωｗは小さくなる。従って、トルク制御部５３は、回転速度の変動幅ωｗが小さくなるように各調整係数Ｘ、Ｙ、Ｚの演算を行う。
【００２８】
なお、本実施形態では、これら各調整係数Ｘ、Ｙ、Ｚの演算を行う演算周期は、前述した回転速度の変動幅ωｗを演算する演算周期と同じとしている。すなわち、各調整係数Ｘ、Ｙ、Ｚの演算を行う演算周期はモータ４の１回転であり、回転角度が５度のときがその演算周期の起点となる。なお、この演算周期の起点についても、回転角度が５度のときに限らず、所定の回転角度に設定すればよい。
【００２９】
電流調整係数Ｘは、指令ｑ軸電流補正値Ｉqcを直接的に調整するためのものであり、指令ｑ軸電流補正値演算部５７に与えられる。トルク調整係数Ｙは、負荷トルクデータにおける負荷トルクの大きさを調整することで間接的に指令ｑ軸電流補正値Ｉqcを調整するためのものであり、トルクデータ演算部５５に与えられる。位相調整係数Ｚは、負荷トルクデータにおける負荷トルクの位相を調整することで間接的に指令ｑ軸電流補正値Ｉqcを調整するためのものであり、トルクデータ演算部５５に与えられる。
【００３０】
記憶部５４には、モータ４の回転角度と、各回転角度（例えば１度毎）に対応した負荷トルクを示すデータとを対応付けた基準負荷トルクデータが記憶されている。この基準負荷トルクデータは、例えば、エアコンディショナＥの冷房運転時においてコンプレッサ２を低速で駆動する場合の負荷トルクの変動分に対応している。なお、基準負荷トルクデータは、所定の駆動条件でコンプレッサ２を駆動する場合における負荷トルクの変動分に対応するものであればよい。記憶部５４には、モータ４の機械損失や磁石鉄損などのモータ４で生じる損失の値を示す損失データが記憶されている。この損失データは、例えばシミュレーションまたは実機による測定結果などから得ることができる。
【００３１】
記憶部５４には、基準負荷トルクデータから、上記駆動条件（冷房運転−低速駆動）以外の駆動条件（冷房運転−高速駆動、暖房運転−低速駆動、暖房運転−高速駆動など）におけるコンプレッサ２の負荷トルクの変動分に対応する負荷トルクデータを求めるための変更パラメータが記憶されている。以下では、この変更パラメータについて図４および図５も参照しながら説明する。図４は、コンプレッサ２の代表的な４つの駆動条件に対応した負荷トルクの変動分（負荷トルクデータ）を示している。本実施形態では、この図４に示す駆動条件Ａ〜Ｄの負荷トルクデータのうち、駆動条件Ａの負荷トルクデータを基準負荷トルクデータとしている。
【００３２】
駆動条件Ａ〜Ｄの負荷トルクデータを、それぞれ駆動条件Ａの負荷トルクデータで除算すると、図５に示すような各回転角度に対応した比率を示す比率データが得られる。駆動条件Ａに対応する比率データは、‘１’で一定となる。駆動条件Ｂ〜Ｄに対応する各比率データは、図５中のＰ１区間およびＰ３区間では一定値であり、Ｐ２区間では一次関数で表すことができる値となっている。記憶部５４には、これら駆動条件Ａ〜Ｄに対応する各比率データも記憶されている。これにより、基準負荷トルクデータに対して各比率データを乗算することにより、駆動条件Ａ〜Ｄの負荷トルクデータを算出することが可能となる。
【００３３】
トルクデータ演算部５５には、エアコンディショナＥの運転を制御する外部の制御装置（図示せず）からコンプレッサ２の駆動条件を示すデータが与えられている。トルクデータ演算部５５は、記憶部５４から補正推定回転角度θｅ’に応じた基準負荷トルクデータおよびコンプレッサ２の駆動条件に対応する比率データを読み出す。トルクデータ演算部５５は、読み出した基準負荷トルクデータおよび比率データから、コンプレッサ２の駆動条件に対応する負荷トルクデータを算出する。
【００３４】
トルクデータ演算部５５には、トルク制御部５３からトルク調整係数Ｙおよび位相調整係数Ｚが与えられている。トルクデータ演算部５５は、算出した負荷トルクデータを、これらトルク調整係数Ｙおよび位相調整係数Ｚを用いて調整する。すなわち、負荷トルクデータにおける負荷トルクの値にトルク調整係数Ｙを乗算する。また、負荷トルクデータにおける負荷トルクの位相を位相調整係数Ｚ［度］だけずらす。トルクデータ演算部５５は、調整した負荷トルクデータをモータ４のトルク定数で除算することにより電流値ＩTに変換する。
【００３５】
損失データ演算部５６は、記憶部５４から損失データを読み出し、その損失データをモータ４のトルク定数で除算することにより電流値ＩLに変換する。指令ｑ軸電流補正値演算部５７には、負荷トルクデータに基づく電流値ＩTと、損失データに基づく電流値ＩLと、ｑ軸電流Ｉｑとが与えられている。指令ｑ軸電流補正値演算部５７は、下記（１）式に示すように、電流値ＩTに電流値ＩLを加算したものとｑ軸電流Ｉｑとの差電流Ｉdefを演算する。
Ｉdef＝ＩT＋ＩL−Ｉｑ            …（１）
【００３６】
指令ｑ軸電流補正値演算部５７には、トルク制御部５３から電流調整係数Ｘが与えられている。指令ｑ軸電流補正値演算部５７は、下記（２）式に示すように、算出した差電流Ｉdefに対し、この電流調整係数Ｘを乗算することにより、指令ｑ軸電流補正値Ｉqcを演算する。
Ｉqc＝Ｉdef・Ｘ            …（２）
なお、本実施形態では、トルク制御部５３と指令ｑ軸電流補正値演算部５７とから補正手段５８が構成されている。
【００３７】
続いて、トルク制御部５３での電流調整係数Ｘ、トルク調整係数Ｙおよび位相調整係数Ｚの演算方法について図６〜図１０も参照して説明する。
図６は、トルク制御部５３の制御内容を示すフローチャートである。図６に示すように、トルク制御部５３は、トルク制御ステージＡ、トルク制御ステージＢおよびトルク制御ステージＣの各制御をこの順に実行する。トルク制御ステージＡでは電流調整係数Ｘの演算を行い、トルク制御ステージＢではトルク調整係数Ｙの演算を行い、トルク制御ステージＣでは位相調整係数Ｚの演算を行う。ただし、各制御において、回転速度の変動幅ωｗが所定のしきい値以下となった場合にはその時点で調整値（Ｘ、Ｙ、Ｚの各値）を保持するとともに制御を終了する。また、各調整係数Ｘ、Ｙ、Ｚは、トルク制御ステージＡ〜Ｃが実行される前に、初期値（Ｘ＝０、Ｙ＝１．０、Ｚ＝０）に設定されている。
【００３８】
図７は、トルク制御ステージＡの内容を示している。トルク制御ステージＡでは、回転速度の変動幅ωｗが所定のしきい値以下になるまで、電流調整係数Ｘを補正周期毎に０〜１．０まで０．１ずつ順次増加させる。つまり、減算器２９ｑに与える指令ｑ軸電流補正値Ｉqcを補正周期毎に次第に増加させる。以下では、このようなトルク制御ステージＡの具体的な制御内容を図７のフローチャートに基づいて説明する。
【００３９】
まず、ステップＳ１では、このトルク制御ステージＡで使用する変数ｉを初期値（ｉ＝０）に設定する。その後、演算周期の起点（回転角度θｅ’＝５度）に達する度（ステップＳ２で［ＹＥＳ］）、回転速度の変動幅ωｗが所定のしきい値以下であるか否かを判断する（ステップＳ３）。変動幅ωｗがしきい値以下である場合（ステップＳ３で［ＹＥＳ］）、この時点における電流調整係数Ｘの値を保持したまま制御を終了する（ＥＮＤ）。この場合、トルク制御ステージＢ、Ｃが実行されないため、調整係数Ｙ、Ｚの値は初期値のまま保持される。変動幅ωｗがしきい値以下でない場合（ステップＳ３で［ＮＯ］）、変数ｉが１０未満であるか否かを判断する（ステップＳ４）。変数ｉが１０未満の場合（ステップＳ４で［ＹＥＳ］）、変数ｉを１だけ増やす（ステップＳ５）。続くステップＳ６において、電流調整係数Ｘを演算する。電流調整係数Ｘは、下記（３）式のように表される。
Ｘ＝０．１・ｉ            …（３）
指令ｑ軸電流補正値演算部５７では、このステップＳ６において演算された電流調整係数Ｘを用いて、前述した（２）式に示した指令ｑ軸電流補正値Ｉqcの演算が行われる。
【００４０】
電流調整係数Ｘの最大値は、上記したとおり‘１．０’としている。このため、電流調整係数Ｘが最大値になった時点で変数ｉ＝１０となる。従って、電流調整係数Ｘを最大値まで増加させても変動幅ωｗがしきい値以下にならなかった場合、ステップＳ４で［ＮＯ］となり、この調整値（Ｘ＝１．０）を保持したままトルク制御ステージＡを終了し（ＲＥＴＵＲＮ）、トルク制御ステージＢに移行する。
【００４１】
図８は、トルク制御ステージＢの内容を示している。トルク制御ステージＢでは、回転速度の変動幅ωｗが所定のしきい値以下になるまで、トルク調整係数Ｙを補正周期毎に１．０から０．１ずつ順次増加させる制御を行う。つまり、指令ｑ軸電流補正値演算部５７に与える負荷トルクデータにおける負荷トルクの大きさを補正周期毎に次第に増加させる。しかし、この場合、変動幅ωｗが所定のしきい値以下になるまでトルク調整係数Ｙが無制限に増加することになる。このため、上記制御に伴い変動幅ωｗが所定回数連続して増加傾向を示した場合には、トルク調整係数Ｙを変動幅ωｗが増加傾向に転じる前の調整値に戻すとともに、その値を保持して本制御を終了するようにしている。つまり、変動幅ωｗを最も小さくできると判断される調整値を保持して制御を終了する。以下では、このようなトルク制御ステージＢの具体的な制御内容を図８のフローチャートに基づいて説明する。
【００４２】
まず、ステップＴ１では、このトルク制御ステージＢで使用する変数ｊ、ｋを初期値（ｊ＝０、ｋ＝０）に設定する。その後、演算周期の起点に達する度（ステップＴ２で［ＹＥＳ］）、今回（この時点より１つ前の１回転）の回転速度の変動幅ωｗが、前回（この時点より２つ前の１回転）の回転速度の変動幅ωｗより増加したか否かを判断する（ステップＴ３）。ただし、制御開始後、最初に演算周期の起点に達した場合には、ステップＴ３、Ｔ４を省略してステップＴ５に進む。回転速度の変動幅ωｗが減少している場合（ステップＴ３で［ＮＯ］）、変数ｋを初期値に設定し（ステップＴ４）、回転速度の変動幅ωｗが所定のしきい値以下であるか否かを判断する（ステップＴ５）。
【００４３】
変動幅ωｗがしきい値以下である場合（ステップＴ５で［ＹＥＳ］）、この時点におけるトルク調整係数Ｙの値を保持したまま制御を終了する（ＥＮＤ）。この場合、トルク制御ステージＣが実行されないため、位相調整係数Ｚの値は初期値のまま保持される。変動幅ωｗがしきい値以下でない場合（ステップＴ５で［ＮＯ］）、変数ｊを１だけ増やす（ステップＴ６）。続くステップＴ７において、トルク調整係数Ｙを演算する。トルク調整係数Ｙは、下記（４）式のように表される。
Ｙ＝１．０＋０．１・ｊ            …（４）
トルクデータ演算部５５では、このステップＴ７において演算されたトルク調整係数Ｙを用いて負荷トルクデータの調整が行われる。
【００４４】
回転速度の変動幅ωｗが減少傾向を示す間は、変動幅ωｗがしきい値以下になるまで上記ステップＴ２〜Ｔ７を繰り返し実行する。一方、回転速度の変動幅ωｗが増加傾向に転じた場合（ステップＴ３で［ＹＥＳ］）には、変数ｋを１だけ増やす（ステップＴ８）。従って、変動幅ωｗの増加傾向が連続する度に変数ｋは１ずつ増加していく。ただし、変動幅ωｗが増加傾向に転じた後、再び減少傾向に転じると（ステップＴ３で［ＮＯ］）、ステップＴ４で変数ｋは初期値に戻される。このようにして、変動幅ωｗの増加傾向が所定回数（例えば３回）連続したと判断するまでは、増加傾向に転じるまでの制御と同様にトルク調整係数Ｙを０．１ずつ順次増加させる。
【００４５】
そして、変動幅ωｗの増加傾向が３回連続したと判断すると（ステップＴ９で［ＹＥＳ］）、下記（５）式に示すようにトルク調整係数Ｙを演算する（ステップＴ１０）。つまり、トルク調整係数Ｙの調整値を変動幅ωｗが増加傾向に転じる前の値に戻す。
Ｙ＝１．０＋０．１・（ｊ−３）            …（５）
トルクデータ演算部５５では、このステップＴ１０において演算されたトルク調整係数Ｙを用いて負荷トルクデータの調整が行われる。この後、この調整値を保持したままトルク制御ステージＢを終了し（ＲＥＴＵＲＮ）、トルク制御ステージＣに移行する。
【００４６】
図９は、トルク制御ステージＣの内容を示している。トルク制御ステージＣでは、回転速度の変動幅ωｗが所定のしきい値以下になるまで、位相調整係数Ｚを補正周期毎に１ずつ増加させる制御または１ずつ減少させる制御を行う。つまり、指令ｑ軸電流補正値演算部５７に与える負荷トルクデータにおける負荷トルクの位相を補正周期毎に一方向に次第にずらす制御または他方向に次第にずらす制御を行う。
【００４７】
しかし、この場合、変動幅ωｗが所定のしきい値以下になるまで位相調整係数Ｚが無制限に増加または減少することになる。このため、位相調整係数Ｚを１ずつ増加させる制御に伴い変動幅ωｗが所定回数連続して増加傾向を示した場合には、この制御に替えて位相調整係数Ｚを１ずつ減少させる制御を行う。そして、位相調整係数Ｚを１ずつ減少させる制御に伴い変動幅ωｗが所定回数連続して増加傾向を示した場合には、位相調整係数Ｚを変動幅ωｗが増加傾向に転じる前の調整値に戻すとともに、その値を保持して本制御を終了するようにしている。つまり、変動幅ωｗを最も小さくできると判断される調整値を保持して制御を終了する。以下では、このようなトルク制御ステージＣの具体的な制御内容を図９のフローチャートに基づいて説明する。
【００４８】
まず、ステップＵ１では、このトルク制御ステージＣで使用する変数ｎ、ｐを初期値（ｎ＝０、ｐ＝０）に設定する。その後、演算周期の起点に達する度（ステップＵ２で［ＹＥＳ］）、今回の回転速度の変動幅ωｗが、前回の回転速度の変動幅ωｗより増加したか否かを判断する（ステップＵ３）。ただし、制御開始後、最初に演算周期の起点に達した場合には、ステップＵ３、Ｕ４を省略してステップＵ５に進む。回転速度の変動幅ωｗが減少している場合（ステップＵ３で［ＮＯ］）、変数ｎを初期値に設定し（ステップＵ４）、回転速度の変動幅ωｗが所定のしきい値以下であるか否かを判断する（ステップＵ５）。
【００４９】
変動幅ωｗがしきい値以下である場合（ステップＵ５で［ＹＥＳ］）、この時点における位相調整係数Ｚの値を保持したまま制御を終了する（ＥＮＤ）。変動幅ωｗがしきい値以下でない場合（ステップＵ５で［ＮＯ］）、変数ｐが０であるか否かを判断する（ステップＵ６）。変数ｐ＝０の場合（ステップＵ６で［ＹＥＳ］）、位相調整係数Ｚを１だけ増やす（ステップＵ７）。トルクデータ演算部５５では、このステップＵ７において演算された位相調整係数Ｚを用いて負荷トルクデータの調整が行われる。
【００５０】
回転速度の変動幅ωｗが減少傾向を示す間は、変動幅ωｗがしきい値以下になるまで上記ステップＵ２〜Ｕ７の位相調整係数Ｚを１ずつ増やす制御を繰り返し実行する。一方、回転速度の変動幅ωｗが増加傾向に転じた場合（ステップＵ３で［ＹＥＳ］）には、変数ｎを１だけ増やす（ステップＵ８）。従って、変動幅ωｗの増加傾向が連続する度に変数ｎは１ずつ増加していく。ただし、変動幅ωｗが増加傾向に転じた後、再び減少傾向に転じると（ステップＵ３で［ＮＯ］）、ステップＵ４で変数ｎは初期値に戻される。このようにして、変動幅ωｗの増加傾向が所定回数（例えば３回）連続したと判断するまでは、増加傾向に転じるまでの制御と同様に位相調整係数Ｚを１ずつ増やす制御を行う。
【００５１】
そして、変動幅ωｗの増加傾向が３回連続したと判断すると（ステップＵ９で［ＹＥＳ］）、ステップＵ１０に進み変数ｎを初期値に戻す（ｎ＝０）。その後、変数ｐが０であるか否かを判断する（ステップＵ１１）。このとき、変数ｐは０であるため（ＹＥＳ）、ステップＵ１２に進み変数ｐを１に変更し、その後、位相調整係数Ｚを１だけ減らす（ステップＵ１３）。トルクデータ演算部５５では、このステップＵ１３において演算されたトルク調整係数Ｙを用いて負荷トルクデータの調整が行われる。
【００５２】
回転速度の変動幅ωｗが減少傾向を示す間は、変動幅ωｗがしきい値以下になるまで上記ステップＵ２〜Ｕ６およびＵ１３の位相調整係数Ｚを１ずつ減らす制御を繰り返し実行する。一方、回転速度の変動幅ωｗが増加傾向に転じた場合（ステップＵ３で［ＹＥＳ］）には、前述した位相調整係数Ｚを１ずつ増やす制御の場合と同様に、その増加傾向が３回連続したと判断するまでは、増加傾向に転じるまでと同様の制御を行う。
【００５３】
そして、変動幅ωｗの増加傾向が３回連続したと判断すると（ステップＵ９で［ＹＥＳ］）、ステップＵ１０に進み変数ｎを初期値に戻す。このとき、変数ｐは１であるため（ステップＵ１１で［ＮＯ］）、ステップＵ１４に進む。ステップＵ１４では、位相調整係数Ｚを３だけ増やす。つまり、位相調整係数Ｚの調整値を変動幅ωｗが増加傾向に転じる前の値に戻す。トルクデータ演算部５５では、このステップＵ１４において演算されたトルク調整係数Ｚを用いて負荷トルクデータの調整が行われる。この後、この調整値を保持したままトルク制御ステージＣを終了する（ＥＮＤ）。
【００５４】
次に、上記構成のモータ制御装置２１を用いてモータ４の制御を行う場合の動作について図１０も参照して説明する。図１０は、モータ制御装置２１による制御の流れを示すフローチャートである。まず、モータ制御装置２１は、モータ４を例えば強制転流により始動させる（ステップＶ１）。その後、エアコンディショナＥの運転を制御する外部の制御装置から与えられる指令回転速度ωrefに基づいてモータ４の回転速度をフィードバック制御する（定常運転状態、ステップＶ２）。
【００５５】
続くステップＶ３では、ｑ軸電流補正部２８において、コンプレッサ２の駆動条件に応じた負荷トルクデータに基づいて演算された指令ｑ軸電流補正値を、さらに回転速度の変動幅ωｗが小さくなるように各調整係数Ｘ、Ｙ、Ｚを用いて調整した指令ｑ軸電流補正値Ｉqcが演算される。そして、この指令ｑ軸電流補正値Ｉqcは、減算器２９ｑに出力され、指令ｑ軸電流Ｉqrefに指令ｑ軸電流補正値Ｉqcが加算される（ステップＶ４）。定常運転状態において、このようなステップＶ３、Ｖ４が繰り返し実行されることにより、コンプレッサ２の負荷トルクの周期的な変動によるモータ４の回転速度の変動が抑制される。
【００５６】
以上説明したように、本実施形態のモータ制御装置２１は、コンプレッサ２を所定の駆動条件で駆動する場合の負荷トルクの変動分に対応した基準負荷トルクデータ、この基準負荷トルクデータから複数種類の駆動条件における負荷トルクデータを求めるための変更パラメータなどに基づいて指令ｑ軸電流補正値Ｉqcを演算し、その指令ｑ軸電流補正値Ｉqcを電流制御部２２の減算器２９ｑに出力するｑ軸電流補正部２８を備えた構成とした。
【００５７】
このような構成によれば、減算器２９ｑにおいて、そのときのコンプレッサ２の駆動条件に対応した負荷トルクの変動分に相当する指令ｑ軸電流補正値Ｉqcが指令ｑ軸電流Ｉqrefに加算される。これにより、エアコンディショナＥの運転条件、つまりコンプレッサ２の駆動条件を考慮した上でコンプレッサ２の周期的な負荷トルク変動に伴う回転速度変動を抑制できる。つまり、実際の負荷トルクの変動態様に一層一致するようにトルク変動を補償することができる。また、トルク変動を補償してモータ４を制御することにより、コンプレッサ２を駆動する際の騒音および振動を抑制するとともに駆動効率を向上させることが可能となる。
【００５８】
記憶部５４に記憶される変更パラメータは、コンプレッサ２を複数の異なる駆動条件Ａ〜Ｄで駆動した場合における各回転角度毎の負荷トルクの変動分に対応した負荷トルクデータを基準負荷トルクデータで回転角度毎に除算することにより算出した各回転角度毎の比率を示す比率データとした。このようにすれば、モータ制御装置２１により駆動されるコンプレッサ２のモータ４の種類が変更された場合であっても、モータ４の種類に応じて基準負荷トルクデータを変更するだけで各駆動条件Ａ〜Ｄで駆動した場合における負荷トルクデータを求めることができる。このように、変更パラメータを変更する必要がなくなるため、データの作成作業を簡単化できる。
【００５９】
ｑ軸電流補正部２８は、モータ４の１回転毎の回転速度の変動幅ωｗを求める速度変動演算部５２と、直接的または間接的に指令ｑ軸電流補正値Ｉqcを調整するための電流調整係数Ｘ、トルク調整係数Ｙおよび位相調整係数Ｚを変動幅ωｗが小さくなるように演算するトルク制御部５３とを備えた構成とした。このような構成によれば、モータ４の回転速度の変動幅ωｗが小さくなるように指令ｑ軸電流補正値Ｉqcが調整されるため、記憶部５４に記憶された基準負荷トルクデータ、変更パラメータなどが、実際のコンプレッサ２の駆動条件に完全に対応する最適なものでない場合であっても、トルク変動補償の精度低下を防止できる。
【００６０】
トルク制御部５３は、回転速度の変動幅ωｗが所定のしきい値以下になった時点で各調整係数Ｘ、Ｙ、Ｚの各調整値を保持する。従って、このようにして各調整値を保持した以降については、回転速度の変動幅ωｗが十分に小さくなるように調整された指令ｑ軸電流補正値Ｉqcを出力し続けることができる。
【００６１】
トルク制御部５３は、トルク調整係数Ｙを演算するトルク制御ステージＢを実行する際、トルク調整係数Ｙを補正周期毎に１．０から０．１ずつ順次増加させる制御を行う。また、この制御に伴い変動幅ωｗが所定回数連続して増加傾向を示した場合には、トルク調整係数Ｙを変動幅ωｗが増加傾向に転じる前の調整値に戻すとともに、その値を保持して本制御を終了するようにしている。これにより、回転速度の変動幅ωｗを最も小さくできると判断されるトルク調整係数Ｙを出力することができる。
【００６２】
トルク制御部５３は、位相調整係数Ｚを演算するトルク制御ステージＣを実行する際、位相調整係数Ｚを補正周期毎に１ずつ増加させる制御または１ずつ減少させる制御を行う。また、位相調整係数Ｚを１ずつ増加させる制御に伴い変動幅ωｗが所定回数連続して増加傾向を示した場合には、この制御に替えて位相調整係数Ｚを１ずつ減少させる制御を行う。そして、位相調整係数Ｚを１ずつ減少させる制御に伴い変動幅ωｗが所定回数連続して増加傾向を示した場合には、位相調整係数Ｚを変動幅ωｗが増加傾向に転じる前の調整値に戻すとともに、その値を保持して本制御を終了するようにしている。これにより、回転速度の変動幅ωｗを最も小さくできると判断される位相調整係数Ｚを出力することができる。
【００６３】
モータ４で生じる損失を示す損失データを記憶部５４に記憶させておき、指令ｑ軸電流補正値演算部５７は、駆動条件に対応した負荷トルクデータにこの損失データを加えたものに基づいて指令ｑ軸電流補正値Ｉqcを演算するようにしたので、実際の負荷トルクの変動態様に一層一致するようにトルク変動を補償できる。
【００６４】
モータ４の推定回転角度θｅを所定角度だけ進めた補正推定回転角度θｅ’をｑ軸電流補正部２８に出力する回転角度補正部２７を設けた。これにより、ｑ軸電流補正部２８の演算処理による遅れ、回転位置推定部２３による速度推定の遅れなどを補償することができる。なお、回転角度補正部２７を設ける構成に替えて、記憶部５４に記憶される基準負荷トルクデータおよび変更パラメータ中の回転角度を所定角度だけ進める構成としてもよい。
【００６５】
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した実施形態に限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
複数種類の基準負荷トルクデータと、これら基準負荷トルクデータをそれぞれコンプレッサ２の駆動条件に応じて変更するための変更パラメータとを記憶部５４に記憶させておき、このうちコンプレッサ２の駆動状態に最も近い種類のものをトルクデータ演算部５５が読み出すようにしてもよい。このようにすれば、実運転時における負荷の様々な駆動条件を一層考慮したトルク変動補償を行うことが可能となる。
【００６６】
回転角度補正部２７は、トルク変動補償の精度に問題がない場合には設けなくてもよい。その場合、補正推定回転角度θｅ’の代わりに回転位置推定部２３から出力される推定回転角度θｅをｑ軸電流補正部２８に直接入力する構成とすればよい。
損失データ演算部５６は、トルク変動補償の精度に問題がない場合には設けなくてもよい。その場合、記憶部５４に損失データを記憶させておく必要はない。また、指令ｑ軸電流補正値演算部５７は、負荷トルクデータに基づく電流値ＩTとｑ軸電流Ｉｑとの差電流Ｉdefを演算すればよい。
【００６７】
速度変動演算部５２は、モータ４の複数回転毎、例えば１０回転毎の回転速度の変動幅の平均値を演算する構成としてもよい。その場合、トルク制御部５３のトルク制御ステージＡ〜Ｃにおいて、演算周期の起点をモータ４の複数回転毎とすればよい。つまり、モータ４の複数回転毎に各調整係数Ｘ、Ｙ、Ｚの演算を行う構成とすればよい。また、速度変動演算部５２は、推定回転速度ωｅおよび補正推定回転角度θｅ’に基づいてモータ４の回転速度の変動幅ωｗを演算する構成でなくてもよい。例えば、モータ４の実際の回転速度および回転角度に基づいて回転速度の変動幅を演算する構成でもよい。速度変動演算部５２に替えて、モータ４の振動に繋がる要因を測定または演算する構成を設けてもよい。その場合、トルク制御部５３は、その測定結果または演算結果に基づいて各調整係数Ｘ〜Ｚを演算すればよい。
【００６８】
トルク制御部５３は、トルク変動補償の精度に問題がない場合には設けなくてもよい。その場合、速度変動演算部５２を設ける必要はない。また、トルク制御部５３は、各調整係数Ｘ〜Ｚを演算するトルク制御ステージＡ〜Ｃの制御のうち、いずれか１つまたはいずれか２つのみを実行する構成に変更してもよい。トルク制御部５３の実行するトルク制御ステージＣは、位相調整係数Ｚを最初に１ずつ減少させる制御を行い、この制御に伴い変動幅ωｗが増加傾向を示した場合には上記制御に替えて位相調整係数Ｚを１ずつ増加させる制御を行うように変更してもよい。
トルク制御ステージＡにおいて電流調整係数Ｘを順次増加させる際の増加値は、０．１に限らず適宜変更可能である。トルク制御ステージＢにおいてトルク調整係数Ｙを順次増加させる際の増加値は、０．１に限らず適宜変更可能である。トルク制御ステージＣにおいて位相調整係数Ｚを順次増加または減少させる際の増減値は、１に限らず適宜変更可能である。
トルク制御部５３は、回転速度の変動幅ωｗがしきい値以下になった後は各調整係数Ｘ〜Ｚの演算制御を停止するようにしたが、これに限らず、例えば、演算制御を停止した後、再び変動幅ωｗがしきい値を越えた場合に上記演算制御を再開するようにしてもよい。また、モータ４の運転開始後、各調整係数Ｘ、Ｙ、Ｚの演算制御を周期的に実行するようにしてもよい。
【００６９】
記憶部５４に記憶されている比率データは、例えば２、３種類でもよいし、５種類以上でもよい。ただし、比率データの種類を少なくする場合には、コンプレッサ２の代表的な駆動条件に対応する比率データを記憶させておくことが好ましい。
回転速度および回転角度の推定方法は、ｄ軸方向の誘起電圧推定値Ｅｄをゼロに収束させる回転位置推定部２３による推定方法に限られない。コンプレッサ２は、ロータリ型のものに限らず、例えばレシプロ型のコンプレッサであってもよい。本発明は、エアコンディショナＥのコンプレッサ２のモータ４を制御する構成に限ることなく、例えば冷蔵庫のコンプレッサのモータを制御する構成に適用してもよい。つまり、本発明は、トルクが周期的に変動する負荷を駆動するモータを制御する構成であれば適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の一実施形態を示すモータ制御装置の機能ブロック図
【図２】エアコンディショナの冷凍サイクルを示す図
【図３】ｑ軸電流補正部の構成を示す機能ブロック図
【図４】コンプレッサを代表的な駆動条件で駆動した場合のトルク変動を示す図
【図５】コンプレッサを代表的な駆動条件で駆動した場合の比率データを示す図
【図６】トルク制御部の制御内容を示すフローチャート
【図７】トルク制御ステージＡの内容を示すフローチャート
【図８】トルク制御ステージＢの内容を示すフローチャート
【図９】トルク制御ステージＣの内容を示すフローチャート
【図１０】モータ制御装置の制御内容を示すフローチャート
【符号の説明】
【００７１】
図面中、１はヒートポンプ、２はコンプレッサ（負荷）、４はモータ、７は室内側熱交換器、８は減圧装置、９は室外側熱交換器、２１はモータ制御装置、２４は速度制御部（速度制御手段）、２６ｒはシャント抵抗（電流検出手段）、２７は回転角度補正部（回転角度補正手段）、３５は電流制御手段、３６は電流演算手段、５２は速度変動演算部（速度変動演算手段）、５４は記憶部（記憶手段）、５５はトルクデータ演算部（トルクデータ演算手段）、５８は補正手段、Ｅはエアコンディショナを示す。
【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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