(57)【要約】【課題】電動機パラメータの歪みに起因したトルク脈動を、高い精度で抑制できる。【解決手段】電動機のパラメータに起因して発生するトルク脈動分を電動機の回転位相角θおよびインバータの運転周波数の３の整数倍および６の整数倍の脈動成分として導出できる関数式を基に、脈動補償部２Ａは６の整数倍の脈動成分について、ｄ軸補償電流を０とし、トルク脈動分が「０」となるｑ軸補償電流ｉqcを求め、このｑ軸補償電流ｉqcを加算器３Ａでｑ軸電流指令値に加算し、６の整数倍の脈動成分を抑制する。  ｄ軸補償電流ｉdcを求めて６の整数倍のトルク脈動を補償すること、３の整数倍のトルク脈動を補償すること、これらの両方を補償することもできる。【選択図】図１
2010057217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機のトルク指令値をｄ，ｑ軸電流成分に変換するトルク−電流指令変換部と、前記トルク−電流指令変換部の出力をｄ，ｑ軸電流指令値とし、この電流指令値とインバータの出力電流検出値とから電動機の電流制御を行うインバータとを備えた電動機のトルク制御装置において、
電動機のパラメータに起因して発生するトルク脈動分を導出し、このトルク脈動分を補償する補償電流をインバータの電流指令に重畳することによって発生する新たな脈動成分を導出し、この新たな脈動成分を打ち消す電流補償信号をインバータの電流指令に加える脈動補償部を備えたことを特徴とする電動機のトルク脈動抑制装置。
【請求項２】
前記脈動補償部は、電動機のパラメータに起因して発生するトルク脈動分を、電動機の回転位相角θおよびインバータの運転周波数の３の整数倍および６の整数倍の脈動成分として導出し、これらのトルク脈動成分を打ち消す電流補償信号を求め、この電流補償信号をインバータの電流指令に加える手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電動機のトルク脈動抑制装置。
【請求項３】
前記脈動補償部は、前記６の整数倍の脈動成分について、ｄ軸補償電流を０とし、前記トルク脈動分が「０」となるｑ軸補償電流ｉqcを求め、このｑ軸補償電流ｉqcを前記ｑ軸電流指令値への加算値とする手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の電動機のトルク脈動抑制装置。
【請求項４】
前記脈動補償部は、前記６の整数倍の脈動成分について、ｑ軸補償電流を０とし、前記トルク脈動分が「０」となるｄ軸補償電流ｉdcを求め、このｄ軸補償電流ｉdcを前記ｄ軸電流指令値への加算値とする手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の電動機のトルク脈動抑制装置。
【請求項５】
前記脈動補償部は、前記６の整数倍の脈動成分について、前記トルク脈動分が「０」となるｄ軸補償電流ｉdcおよびｑ軸補償電流ｉqcを求め、ｄ軸補償電流ｉdcを前記ｄ軸電流指令値への加算値とし、ｑ軸補償電流ｉqcを前記ｑ軸電流指令値への加算値とする手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の電動機のトルク脈動抑制装置。
【請求項６】
前記脈動補償部は、前記３の整数倍の脈動成分について、ｄ軸補償電流を０とし、前記トルク脈動分が「０」となるｑ軸補償電流ｉqcを求め、このｑ軸補償電流ｉqcを前記ｑ軸電流指令値への加算値とする手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の電動機のトルク脈動抑制装置。
【請求項７】
前記脈動補償部は、前記３の整数倍の脈動成分について、ｑ軸補償電流を０とし、前記トルク脈動分が「０」となるｄ軸補償電流ｉdcを求め、このｄ軸補償電流ｉdcを前記ｄ軸電流指令値への加算値とする手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の電動機のトルク脈動抑制装置。
【請求項８】
前記脈動補償部は、前記３の整数倍の脈動成分について、前記トルク脈動分が「０」となるｄ軸補償電流ｉdcおよびｑ軸補償電流ｉqcを求め、ｄ軸補償電流ｉdcを前記ｄ軸電流指令値への加算値とし、ｑ軸補償電流ｉqcを前記ｑ軸電流指令値への加算値とする手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の電動機のトルク脈動抑制装置。
【請求項９】
前記脈動補償部は、前記６の整数倍及び３の整数倍の脈動成分について、前記トルク脈動分が「０」となるｄ軸補償電流ｉdc及びｑ軸補償電流ｉqcを求め、ｄ軸補償電流ｉdcを前記ｄ軸電流指令値への加算値とし、ｑ軸補償電流ｉqcを前記ｑ軸電流指令値への加算値とする手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の電動機のトルク脈動抑制装置。
【請求項１０】
前記補償電流で補償したｄｑ軸電流指令値を、インバータの応答遅れを表現する伝達関数の逆伝達関数をもつ応答補償部を通してインバータの電流指令値とすることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の電動機のトルク脈動抑制装置。
【請求項１１】
電動機のトルク指令値をｄ，ｑ軸電流成分に変換するトルク−電流指令変換部と、前記トルク−電流指令変換部の出力をｄ，ｑ軸電流指令値とし、この電流指令値とインバータの出力電流検出値とから電動機の電流制御を行うインバータとを備えた電動機のトルク制御装置において、
電動機のトルク脈動を抑制する脈動補償部は、電動機のパラメータに起因して発生するトルク脈動分を導出し、このトルク脈動分を補償する補償電流をインバータの電流指令に重畳することによって発生する新たな脈動成分を導出し、この新たな脈動成分を打ち消す電流補償信号をインバータの電流指令に加えることを特徴とする電動機のトルク脈動抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転機械を駆動する電動機（回転電気機械）のトルク制御装置において、電動機パラメータに起因して発生するトルク脈動を抑制する装置および抑制方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機は、構造的な磁束の歪みやコギングトルクを持つため、回転に応じて振動・騒音の一因となるトルク脈動を発生する。また、電動機と負荷との間で多慣性系が構成される場合、その機械系共振点とトルク脈動周波数成分が一致することで過大な軸ねじれトルクが発生し、運転特性上の悪影響やシステム破損の危険がある。
【０００３】
これらの問題を解決するために、フィードバック制御による軸ねじれ共振抑制手法がある。しかし、フィードバックによる共振抑制方法では、共振周波数とインバータの応答周波数が近い場合、または制御系のサンプリング時間を充分に短くできない場合に共振抑制が困難になる。
【０００４】
これらの課題を解決するため、ＩＰＭモータ出力のトルクリップルを打ち消す補償信号をＩＰＭモータのｄ、ｑ軸電流指令またはトルク指令に加えるようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−２６７４６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電動機のトルク脈動は、モータ構造の磁気的な不完全性や、それを駆動するインバータ電源の応答・電流誤差、機械系の特性など、様々な要因が複雑に関連している。特に、埋込磁石式同期電動機（以後、ＩＰＭＳＭと呼ぶ）は、永久磁石によるトルクだけでなく、磁気的異方性を用いたリラクタンストルクも有効活用できる高効率な電動機であるが、反面、トルク脈動の観点からは、マグネットトルク脈動とリラクタンストルク脈動の双方が複合的に発生する問題がある。
【０００６】
ＩＰＭＳＭの制御は、一般に、電動機の回転数に同期した回転座標（直交ｄｑ座標）上の電流をベクトル制御する手法が用いられる。ｄ軸およびｑ軸電流と定常的なトルク式の関係は、以下で求められる。
【０００７】
【数１】
2010057217.tif 000003
【０００８】
ただし、Ψ：永久磁石による鎖交磁束数、Ｌd：ｄ軸インダクタンス、Ｌq：ｑ軸インダクタンス、ｉd：ｄ軸電流、ｉq：ｑ軸電流
ＩＰＭＳＭにおいては、用途・目的に応じてｄ軸電流とｑ軸電流の割合を制御する必要がある（例えば、最大トルク制御を実現するなど）ため、別途に適切な指令値を与える必要がある。トルク脈動補償信号を重畳する際も、ｄ軸、ｑ軸電流が干渉しないように別途に考える必要がある。
【０００９】
また、上記の式は、Ψ、Ｌd、Ｌqが平均値で簡略化された定常トルクであり、電動機パラメータの歪みによるトルク脈動は式に表されていない。そこで、例えば、前記の特許文献１では、磁束Ψには回転子位相θに依存した歪み成分があるとして、それを抑制するような補償信号を各軸の電流指令値ｉd、ｉqに重畳している。しかしながら、インダクタンスＬd、Ｌqの歪み成分が考慮されていないため、厳密にはトルク脈動補償誤差が生じると考えられる。
【００１０】
本発明の目的は、電動機パラメータ（インダクタンス、永久磁石による鎖交磁束数、構造的な不完全性等）の歪みに起因したトルク脈動を、高い精度で抑制できる電動機のトルク脈動抑制装置および抑制方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、前記の課題を解決するため、電動機のパラメータ（インダクタンス、永久磁石による鎖交磁束数、構造的な不完全性等）に起因して発生するトルク脈動分を導出し、このトルク脈動分を補償する補償電流をインバータの電流指令に重畳することによって発生する新たな脈動成分を導出し、この新たな脈動成分を打ち消す電流補償信号をインバータの電流指令に加えるようにしたもので、以下のトルク脈動抑制装置および抑制方法を特徴とする。
【００１２】
（１）電動機のトルク指令値をｄ，ｑ軸電流成分に変換するトルク−電流指令変換部と、前記トルク−電流指令変換部の出力をｄ，ｑ軸電流指令値とし、この電流指令値とインバータの出力電流検出値とから電動機の電流制御を行うインバータとを備えた電動機のトルク制御装置において、
電動機のパラメータに起因して発生するトルク脈動分を導出し、このトルク脈動分を補償する補償電流をインバータの電流指令に重畳することによって発生する新たな脈動成分を導出し、この新たな脈動成分を打ち消す電流補償信号をインバータの電流指令に加える脈動補償部を備えたことを特徴とする。
【００１３】
（２）前記脈動補償部は、電動機のパラメータに起因して発生するトルク脈動分を、電動機の回転位相角θおよびインバータの運転周波数の３の整数倍および６の整数倍の脈動成分として導出し、これらのトルク脈動成分を打ち消す電流補償信号を求め、この電流補償信号をインバータの電流指令に加える手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
（３）前記脈動補償部は、前記６の整数倍の脈動成分について、ｄ軸補償電流を０とし、前記トルク脈動分が「０」となるｑ軸補償電流ｉqcを求め、このｑ軸補償電流ｉqcを前記ｑ軸電流指令値への加算値とする手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
（４）前記脈動補償部は、前記６の整数倍の脈動成分について、ｑ軸補償電流を０とし、前記トルク脈動分が「０」となるｄ軸補償電流ｉdcを求め、このｄ軸補償電流ｉdcを前記ｄ軸電流指令値への加算値とする手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
（５）前記脈動補償部は、前記６の整数倍の脈動成分について、前記トルク脈動分が「０」となるｄ軸補償電流ｉdcおよびｑ軸補償電流ｉqcを求め、ｄ軸補償電流ｉdcを前記ｄ軸電流指令値への加算値とし、ｑ軸補償電流ｉqcを前記ｑ軸電流指令値への加算値とする手段を備えたことを特徴とする。
【００１７】
（６）前記脈動補償部は、前記３の整数倍の脈動成分について、ｄ軸補償電流を０とし、前記トルク脈動分が「０」となるｑ軸補償電流ｉqcを求め、このｑ軸補償電流ｉqcを前記ｑ軸電流指令値への加算値とする手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
（７）前記脈動補償部は、前記３の整数倍の脈動成分について、ｑ軸補償電流を０とし、前記トルク脈動分が「０」となるｄ軸補償電流ｉdcを求め、このｄ軸補償電流ｉdcを前記ｄ軸電流指令値への加算値とする手段を備えたことを特徴とする。
【００１９】
（８）前記脈動補償部は、前記３の整数倍の脈動成分について、前記トルク脈動分が「０」となるｄ軸補償電流ｉdcおよびｑ軸補償電流ｉqcを求め、ｄ軸補償電流ｉdcを前記ｄ軸電流指令値への加算値とし、ｑ軸補償電流ｉqcを前記ｑ軸電流指令値への加算値とする手段を備えたことを特徴とする。
【００２０】
（９）前記脈動補償部は、前記６の整数倍及び３の整数倍の脈動成分について、前記トルク脈動分が「０」となるｄ軸補償電流ｉdc及びｑ軸補償電流ｉqcを求め、ｄ軸補償電流ｉdcを前記ｄ軸電流指令値への加算値とし、ｑ軸補償電流ｉqcを前記ｑ軸電流指令値への加算値とする手段を備えたことを特徴とする。
【００２１】
（１０）前記補償電流で補償したｄｑ軸電流指令値を、インバータの応答遅れを表現する伝達関数の逆伝達関数をもつ応答補償部を通してインバータの電流指令値とすることを特徴とする。
【００２２】
（１１）電動機のトルク指令値をｄ，ｑ軸電流成分に変換するトルク−電流指令変換部と、前記トルク−電流指令変換部の出力をｄ，ｑ軸電流指令値とし、この電流指令値とインバータの出力電流検出値とから電動機の電流制御を行うインバータとを備えた電動機のトルク制御装置において、
電動機のトルク脈動を抑制する脈動補償部は、電動機のパラメータに起因して発生するトルク脈動分を導出し、このトルク脈動分を補償する補償電流をインバータの電流指令に重畳することによって発生する新たな脈動成分を導出し、この新たな脈動成分を打ち消す電流補償信号をインバータの電流指令に加えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
以上のとおり、本発明によれば、電動機のパラメータ（インダクタンス、永久磁石による鎖交磁束数、構造的な不完全性等）に起因して発生するトルク脈動分を導出し、このトルク脈動分を補償する補償電流をインバータの電流指令に重畳することによって発生する新たな脈動成分を導出し、この新たな脈動成分を打ち消す電流補償信号をインバータの電流指令に加えるようにしたため、電動機パラメータの歪みに起因したトルク脈動を、高い精度で抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（実施形態１）
本発明の原理的な説明に続けて、本実施形態の抑制装置および抑制方法を説明する。
【００２５】
（Ａ）原理的な説明
ＩＰＭＳＭの３相電圧方程式は以下のように表すことができる。
【００２６】
【数２】
2010057217.tif 000004
【００２７】
ただし、［ｖ］：３相電圧、［ｉ］：３相電流、［Ｌ］：インダクタンス行列、［ψ］：永久磁石鎖交磁束、Ｒ：巻線抵抗、ｐ：微分演算子
ここで、電動機のパラメータである「Ψ：永久磁石による鎖交磁束数」、「Ｌ：インダクタンス」が何らかの歪み成分を持っているとして、以下のように級数展開した式を仮定する。
【００２８】
【数３】
2010057217.tif 000005
【００２９】
ただし、ｌ：漏れインダクタンス、θ：回転子位相、ｎ：フーリエ級数の次数
上記を回転座標変換（３相→直交ｄｑ軸座標変換）して行列表現で整理すると、以下のようになる。
【００３０】
【数４】
2010057217.tif 000006
【００３１】
ただし、［Ｖdq］：ｄｑ軸電圧、［ｉdq］：ｄｑ軸電流
入力電力、出力電力、巻線損失、蓄積される磁気エネルギーを考慮し、エネルギー保存則から以下の式を導く。
【００３２】
【数５】
2010057217.tif 000007
【００３３】
ただし、Ｐm：出力電力、Ｐi：入力電力、Ｐr：損失電力、ＰL：蓄積される磁気エネルギー相当の電力
数式４、５から、トルクＴを求めると以下となる。
【００３４】
【数６】
2010057217.tif 000008
【００３５】
数式２、３で定義した級数展開式を数式６に代入して整理すると、最終的にはトルクＴは以下の式で表される。
【００３６】
【数７】
2010057217.tif 000009
【００３７】
ここで、数式７の下線部はトルク脈動項ΔＴを表しており、各係数は以下のとおりである。
【００３８】
【数８】
2010057217.tif 000010
【００３９】
ただし、Ｍ：相互インダクタンス、τ：コギングトルク成分
係数のサフィックスは、回転位相θに基づいて級数展開した次数を示している。また、τcogはコギングトルクを示しており、その周波数成分は電動機のスロット数と極数に関連するが、ここでは一般性を考えて「６」の整数倍周波数で表す。（以後、回転基本波のｎ倍の脈動成分をｎｆと表現する。例：６倍成分→６ｆ）
このように、電動機に起因したトルク脈動項は、基本的に３の倍数と６の倍数の周波数成分の正弦・余弦多項式で表現できることが分かる。また、数式７の三角関数の係数に着目すると、３ｆ成分の係数は電流の１乗、６ｆ成分の係数は電流の２乗で歪み成分が現れる。さらに、数式８に着目すると、３ｆ成分の係数は永久磁石による鎖交磁束の歪み、６ｆ成分の係数はインダクタンスの歪み、すなわちリラクタンストルク脈動成分に関わる関数であることが分かる。以上から、一般にトルク脈動は３ｆ成分よりも６ｆ成分の方が支配的であることが言えるとともに、回転位相に対して特定の周期性を有することが分かる。
【００４０】
次に、上記のトルク脈動項ΔＴに基づいて、ΔＴ＝０とするための補償信号を考える。ＩＰＭＳＭでは、ｄ軸、ｑ軸電流指令値の２つがあるため、補償信号もその両方に与えることができる。そこで、各軸の脈動補償信号をｉdc：ｄ軸脈動補償電流、ｉqc：ｑ軸脈動補償電流とし、これらを元の定常的なｄｑ軸電流指令値に重畳するため、ここでは所望する理想の電流指令値をＩdo、Ｉqoとする。すなわち、電流指令値を以下の式で表現する。
【００４１】
【数９】
2010057217.tif 000011
【００４２】
これを、数式７の電流部に代入して整理すると、以下の数式１０になる。ただし、ここでは例として、トルク脈動の支配的な成分である６ｆ成分についてのみ着目し、補償電流は定常電流よりも十分に小さい条件（Ｉdo＞＞ｉdc、Ｉqo＞＞ｉqc）を与えてマクローリン展開した１次近似式を用いている。
【００４３】
【数１０】
2010057217.tif 000012
【００４４】
上記の数式１０の下線部がトルク脈動項を示しているが、数式７の元のトルク脈動項と比較すると、補償電流信号ｉdc、ｉqcを重畳したことによって新たな脈動成分が発生していることが分かる。したがって、補償電流を重畳した影響も予め考慮して総合的に脈動を抑制するには、数式１０の下線部のトルク脈動項を０とするように補償式を考えなければならない。
【００４５】
そこで、本実施形態では、簡便のためにｉdc＝０として、ｉqcのみで脈動を補償する。すなわち、数式１０のトルク脈動項にｉdc＝０を代入した上でトルク脈動項が０となるようなｉqcを求めると以下の数式１１となる。
【００４６】
【数１１】
2010057217.tif 000013
【００４７】
上記の数式１１の電動機パラメータおよび各係数は電動機設計データに基づく電磁界解析や実機計測に基づく手法などにより、予め求めておいたものを代入する。これにより、ｑ軸補償電流信号は回転位相角θと理想電流指令値Ｉdo、Ｉqoの関数式で表現できるため、この関数式からトルク脈動成分が０となる補償信号を求め、この補償信号をトルク指令に加えることで、負荷運転状態に応じてトルク脈動を抑制することができる。
【００４８】
（Ｂ）実施形態の説明
図１は、本実施形態のトルク脈動抑制装置の構成図を示す。トルク−電流指令変換部１は、電動機負荷のトルク指令値Ｔrefをｄｑ軸電流Ｉdo、Ｉqoに変換する。この変換は、例えばＩＰＭＳＭの最大トルク制御を行うためのｄ軸電流、ｑ軸電流に変換する。
【００４９】
脈動補償部２Ａは、変換部１で変換したｄｑ軸電流Ｉdo、Ｉqoと、エンコーダで計測またはオブザーバで推定される回転位相角θと、電動機パラメータおよび各係数とから、前記の数式１１の演算を行い、トルク脈動項が０となる電流ｉqcを求める。
【００５０】
加算器３Ａは、変換部１で変換したｑ軸電流Ｉqoに、脈動補償部２Ａで求めた電流ｉqcを加算する。
【００５１】
インバータ４は、ｄｑ軸に分離した電流指令と負荷電流の検出値（ｄｑ軸）を電流制御系で制御するベクトル制御により主回路の出力電圧が制御され、さらにこの制御にＰＷＭ制御が併用され、ＩＰＭＳＭになる電動機負荷５を駆動し、その出力トルクをトルク指令値Ｔrefに一致させる。
【００５２】
上記の構成において、インバータ４のｑ軸電流指令には脈動補償部２Ａで求めた電流ｉqcが加算されており、電動機のパラメータに起因して発生するトルク脈動を負荷運転状態に応じて抑制することができる。
【００５３】
（実施形態２）
本実施形態では、ｑ軸補償電流ｉqc＝０として、ｄ軸補償電流ｉdcのみでトルク脈動を補償する。すなわち、前記の数式１０のトルク脈動項にｉqc＝０を代入した上でトルク脈動項が０となるようなｄ軸補償電流ｉdcを求めると、以下の数式１２となる。これにより、電圧飽和や電動機の運転状況に応じてｄ軸電流補償値に変更することができる。
【００５４】
【数１２】
2010057217.tif 000014
【００５５】
図２は、本実施形態のトルク脈動抑制装置の構成図を示す。同図が図１と異なる部分は、脈動補償部２Ａに代えて、脈動補償部２Ｂとし、この出力Ｉdcを加算器３Ｂでｄ軸電流Ｉdoに加算してインバータ４のｄ軸電流指令値とする点にある。
【００５６】
したがって、本実施形態では、電圧飽和や電動機の運転状況に応じてトルクリップルを抑制することができる。
【００５７】
（実施形態３）
実施形態１、２では、どちらかの補償電流信号を０にし、もう一方の補償演算式を導いたが、本実施形態では両方の補償信号を用いてトルク脈動を抑制する。
【００５８】
ｄ軸ｑ軸の双方に脈動補償電流を与える方法は様々であるが、例として数式１０における電動機パラメータ係数Ｋidiqを消去する場合を挙げる。
【００５９】
数式１０より、Ｋidiqに関連する項はＫidiq（Ｉd0Ｉq0＋Ｉd0Ｉqc＋ＩdcＩq0）であるので、以下の数式１３に従った関係にする。
【００６０】
【数１３】
2010057217.tif 000015
【００６１】
上記の如く定義すれば、常にＫidiqの値とは無関係にｉdcとｉqcの関係を導くことができるので、予め求解する電動機パラメータ係数をひとつ減らすことができる。
【００６２】
上記ではｉdcをｉqcの式で表したが、逆に以下の数式１４のように、ｑ軸補償電流ｉqcをｄ軸補償電流ｉdcで表しても良い。
【００６３】
【数１４】
2010057217.tif 000016
【００６４】
数式１３のようにｉdcとｉqcの関係を定義した場合の脈動補償電流は以下のように計算できる。
【００６５】
【数１５】
2010057217.tif 000017
【００６６】
上記の数式１５に従った演算により、Ｋidiq成分は消去される。これにより、例えば電磁界解析や実機計測から求める際の誤差の影響を低減できる。
【００６７】
図３は、本実施形態のトルク脈動抑制装置の構成図を示す。同図が図１と異なる部分は、脈動補償部２Ｃにおいては、脈動補償部２Ａで求めるｉqcおよびトルク−電流指令変換部１からのＩdo，Ｉqoから、数式１３の演算でｉdcを求め、この電流ｉdcを加算器３ＢでＩdoに加算する点にある。
【００６８】
本実施形態は、ｉdcとｉqcの両方を用いてＫidiqを消去する方法を述べたが、消去対象の係数ＫidiqからＫid2やＫiq2などの他の係数に置き換えて同様に処理することも可能である。
【００６９】
（実施形態４）
上述までの実施形態では、トルク脈動の支配的な次数である６の整数倍成分（６ｎｆ）を例としていたが、数式７で示したとおり、３の整数倍成分（３ｎｆ成分）のトルク脈動も発生する。
【００７０】
そこで、本実施形態では３の倍数であるが６の倍数ではない次数（３ｆ、９ｆ、１５ｆ、…）についてもトルク脈動補償を可能とする。数式７および数式９より、６ｎｆ成分を除くトルク脈動項は以下となる。
【００７１】
【数１６】
2010057217.tif 000018
【００７２】
Ｉdo＞＞ｉdc、Ｉqo＞＞ｉqcを満たし、かつ実施形態１、２と同様にｄ軸またはｑ軸のどちらかの補償電流を０としたときの補償式を考える。この場合、数式１６のトルク脈動項が０となるための条件は以下となる。
【００７３】
【数１７】
2010057217.tif 000019
【００７４】
よって、３の整数倍周波数成分（６の整数倍を除く）については、数式１７によりトルク脈動を抑制することができる。
【００７５】
具体的には、図１〜図３の構成において、脈動補償部２Ａ〜２Ｃによる演算を行い、補償電流ｉqcまたはｉdcを求め、もしくは補償電流ｉqcとｉdcの両方を求める。
【００７６】
（実施形態５）
数式７、８より、電動機パラメータの歪みに起因するトルク脈動成分は６の整数倍と３の整数倍周波数成分で構成される。
【００７７】
そこで、本実施形態では両者を総合的に抑制する。ここでは、実施形態１と同様にｄ軸補償電流＝０とした場合を例に挙げて説明する。
【００７８】
実施形態１より、６の整数倍周波数成分については数式１１で抑制できる。また、３の整数倍成分（６の整数倍を除く）は、数式１７の上段の補償式により抑制できる。したがって、これらを重ね合わせてｑ軸電流指令値に重畳すれば、電動機パラメータの歪みに起因したトルク脈動を総合的に抑制することができる。
【００７９】
図４は、本実施形態のトルク脈動抑制装置の構成図を示す。同図が図１と異なる部分は、脈動補償部２Ｄでは数式１１の演算で６ｎｆ成分の脈動電流を補償するｉqcを求め、脈動補償部２Ｅでは数式１７の演算で３ｎｆ成分の脈動電流を補償するｉqcを求め、これらを加算器３Ｃで加算し、さらに加算器３Ｄでｑ軸電流指令値Ｉｑｏに加算する点にある。
【００８０】
この構成により、電動機パラメータの歪みに起因した６ｎｆ成分および３ｎｆ成分のトルク脈動を総合的に抑制することができる。
【００８１】
ここではｄ軸補償電流を０とし、ｑ軸補償電流のみでトルク脈動を抑制する場合を例に挙げたが、その逆も同様に実現できる。
【００８２】
（実施形態６）
実際の電動機駆動装置は、インバータ等を用いて可変速運転するので、インバータ応答や通信・演算むだ時間等により、理想指令値どおりの電流を電動機負荷に与えることができず、補償誤差を生じる。
【００８３】
そこで、本実施形態では、インバータの応答遅れを一般的なシステム同定などの手段を用いて近似的な伝達関数Ｇ（ｓ）で表し、その逆関数Ｇ（ｓ）-1を介して電流指令値をインバータに与える。
【００８４】
その構成例を図５に示す。この構成は、例として、ｑ軸のみで補償する場合を示し、図１の構成において、ｄｑ軸電流指令値を応答補償部６を通してインバータ４の電流指令値とする。そして、応答補償部６の伝達関数がインバータ４の伝達関数の逆関数になるよう設計する。
【００８５】
本実施形態によれば、インバータ等の駆動装置系の応答遅れを考慮して電流指令値の位相や大きさの補正を行うので、トルク脈動補償誤差を低減することができる。
【００８６】
なお、本実施形態は、図２〜図４の構成にした装置に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】実施形態１のトルク脈動抑制装置の構成図。
【図２】実施形態２のトルク脈動抑制装置の構成図。
【図３】実施形態３のトルク脈動抑制装置の構成図。
【図４】実施形態５のトルク脈動抑制装置の構成図。
【図５】実施形態６のトルク脈動抑制装置の構成図。
【符号の説明】
【００８８】
１  トルク−電流指令変換部
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ，２Ｅ  脈動補償部
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ  加算器
４  インバータ
５  電動機負荷
６  応答補償部
【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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