(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスターインバータは界磁の回転位相と同期した電圧指令を多相交流に逆回転座標変換および電力増幅して多重巻線構成の同期機の１つの巻線に駆動電流を供給する構成とし、各スレーブインバータも同様に界磁の回転位相と同期した電圧指令を多相交流に逆回転座標変換および電力増幅して多重巻線構成の同期機の他の巻線にそれぞれ駆動電流を供給する構成とし、
前記マスターインバータと各スレーブインバータは、電圧指令を交流に変換した逆回転座標変換と逆位相の回転座標変換を適用して界磁の回転位相と同期した電流成分に変換する手段と、回転座標上の電圧指令と各巻線の電流検出信号および同期機の回路定数と推定速度から「界磁磁束によって発生する速度起電力の位相情報を含む電圧成分など」の推定位相角を演算する手段を備え、
前記推定位相角を基にして求める推定基準位相θ＾を前記回転位相として使用する位相推定手段を備えた同期機の位置センサレス制御装置において、
マスターインバータが演算した推定位相角Δφ＾e1と、スレーブインバータが演算した推定位相角Δφ＾e2とを平均する平均演算手段と、この平均した推定位相角から推定速度ω＾reを求める推定速度演算手段と、この推定速度を積分して前記基準推定位相θ＾を求める積分演算手段と、これをマスターインバータとスレーブインバータの共通した界磁の回転位相とする手段とを備えたことを特徴とする同期機の位置センサレス制御装置。
【請求項２】
マスターインバータは界磁の回転位相と同期した電圧指令を多相交流に逆回転座標変換および電力増幅して多重巻線構成の同期機の１つの巻線に駆動電流を供給する構成とし、各スレーブインバータも同様に界磁の回転位相と同期した電圧指令を多相交流に逆回転座標変換および電力増幅して多重巻線構成の同期機の他の巻線にそれぞれ駆動電流を供給する構成とし、
前記マスターインバータと各スレーブインバータは、電圧指令を交流に変換した逆回転座標変換と逆位相の回転座標変換を適用して界磁の回転位相と同期した電流成分に変換する手段と、回転座標上の電圧指令と各巻線の電流検出信号および同期機の回路定数と推定速度から「界磁磁束によって発生する速度起電力の位相情報を含む電圧成分など」の推定位相角を演算する手段を備え、
前記推定位相角を基にして求める推定基準位相θ＾を前記回転位相として使用する位相推定手段を備えた同期機の位置センサレス制御装置において、
マスターインバータが演算した推定位相角Δφ＾e1から推定速度ω＾1を求める推定速度演算手段と、スレーブインバータが演算した推定位相角Δφ＾e2から推定速度ω＾2を求める推定速度演算手段と、前記推定速度ω＾1と推定速度ω＾2を平均する平均演算手段と、この平均した推定速度ω＾reを積分して前記基準推定位相θ＾を求める積分演算手段と、これをマスターインバータとスレーブインバータの共通した界磁の回転位相とする手段とを備えたことを特徴とする同期機の位置センサレス制御装置。
【請求項３】
マスターインバータは界磁の回転位相と同期した電圧指令を多相交流に逆回転座標変換および電力増幅して多重巻線構成の同期機の１つの巻線に駆動電流を供給する構成とし、各スレーブインバータも同様に界磁の回転位相と同期した電圧指令を多相交流に逆回転座標変換および電力増幅して多重巻線構成の同期機の他の巻線にそれぞれ駆動電流を供給する構成とし、
前記マスターインバータと各スレーブインバータは、電圧指令を交流に変換した逆回転座標変換と逆位相の回転座標変換を適用して界磁の回転位相と同期した電流成分に変換する手段と、回転座標上の電圧指令と各巻線の電流検出信号および同期機の回路定数と推定速度から「界磁磁束によって発生する速度起電力の位相情報を含む電圧成分など」の推定位相角を演算する手段を備え、
前記推定位相角を基にして求める推定基準位相θ＾を前記回転位相として使用する位相推定手段を備えた同期機の位置センサレス制御装置において、
マスターインバータが演算した推定位相角Δφ＾e1から推定速度ω＾re1を求める推定速度演算手段と、この推定速度ω＾re1を積分して推定位相θ＾1を求める積分演算手段と、スレーブインバータが演算した推定位相角Δφ＾e2から推定速度ω＾re2を求める推定速度演算手段と、この推定速度ω＾re2を積分して推定位相θ＾2を求める積分演算手段と、前記推定位相θ＾1と推定位相θ＾2を平均して前記基準推定位相θ＾を求める平均演算手段を備えたことを特徴とする同期機の位置センサレス制御装置。
【請求項４】
前記位相推定手段はマスターインバータに設け、スレーブインバータは演算した前記推定位相角または推定速度もしくは推定位相をマスターインバータに対して伝送する手段を設け、マスターインバータは演算した推定基準位相を共通データとして各スレーブインバータに伝送する手段を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の同期機の位置センサレス制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石を界磁源とする同期機の制御装置に係り、特に多重巻線構成にした同期機の電圧や電流情報から磁極位相を推定してトルクや速度を制御する位置センサレス制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石を界磁とする同期機には、位置センサとインバータを組み合わせてトルクや速度を制御する可変速制御が適用されている。これを更に拡張して、位置センサを使用しないでトルクや速度制御を実現する手法として、同期機の電圧や電流情報から磁極位相（界磁磁極の回転位相）を推定してトルクや速度を制御する位置センサレス制御方式がある。
【０００３】
このセンサレス制御方式には様々なものが存在するが、代表的な方法として文献１（非特許文献１）の方式がある。この方式は、他の方式に比べて、下記のような特徴がある。
【０００４】
（１）界磁をｄ軸としそれに対して電気角で９０°進んだ位相をｑ軸とする２軸理論において、ｄ軸とｑ軸のインダクタンス（Ｌｄ、Ｌｑ）が異なるという磁気的な突極性（Ｌｄ≠Ｌｑ）を有する場合においても適用できる。
【０００５】
（２）突極性がある同期機では、Ｌｄ、Ｌｑを個別に設定する必要があるが、文献１の方式では、過渡応答性能を要求しない場合には、モータモデルのパラメータとしてＬｑのみ設定しても動作できる。そのため、調整が簡単である。
【０００６】
（３）同一次元磁束オブザーバなどを使用する他の方法に比べて、制御の構成が簡単であり演算量も少ない。
【０００７】
図４は、文献１で提案する制御ブロック図を示し、このブロック図は次の要素から構成されている。
【０００８】
速度制御部（Ｖｅｌｏｃｉｔｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１は、速度指令ω*reと速度推定部１０の出力である推定速度ω＾reとの偏差を比例積分（ＰＩ）などの演算によりモータトルク指令に相当する電流指令ｉ*を出力する。
【０００９】
電流制御部（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２は、速度制御部１の出力である電流指令ｉ*と、インバータ４の出力電流検出器６の出力である電流検出信号ｉとの偏差を比例積分などの演算によりモータトルク指令に相当する電圧指令ｖ*を出力する。
【００１０】
二相／三相交流座標変換部（γ−δ／ｕｖｗ）３は、電流制御部２の出力である電圧指令を界磁の回転位相と同期した回転座標変換と二相／三相変換により三相交流の電圧指令に変換し、インバータ４に電圧指令を与える。ここで回転座標変換の基準位相には、位相推定部９の出力である推定位相θ＾reを使用する。
【００１１】
インバータ（Ｉｎｖｅｒｔｅｒ）４は、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御などを利用して、電圧指令と等価な電圧に増幅してモータに供給する。
【００１２】
永久磁石同期電動機（ＩＰＭＳＭ）とするモータ５は、インバータ４により可変速駆動される同期電動機である。なお、文献１では電動機と記載しているが、トルク指令の極性を換えるだけで発電機にも適用可能である。
【００１３】
電流検出器（ｉ検出）６は、インバータ４からモータ５に流れる電流を検出し、電流検出信号ｉを出力する。
【００１４】
三相交流／二相座標変換部（γ−δ／ｕｖｗ）７は、三相交流の電流検出成分を二軸成分に変換する三相／二相変換機能と界磁の回転位相と同期した電流成分に変換する回転座標変換機能を有する座標変換器である。ここで回転座標変換の基準位相には、位相推定部９の出力である推定位相θ＾reを使用する。
【００１５】
外乱オブザーバ（Ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ  ｏｂｓｅｒｖｅｒ）８は、モータ５の拡張誘起電圧ｅ＾を推定する。図５は外乱オブザーバ８の演算ブロック図を示し、波線枠内が実際のモータ部であり、外乱オブザーバ８はモータに入力する電圧ｖと流れ込む電流ｉの検出成分を入力とし、モータの回路定数（Ｒ、Ｌｄ、Ｌｑ）と推定角速度ω＾reおよび低域通過フィルタ（Ｆｉｌｔｅｒ）により拡張誘起電圧ｅ＾を推定する。この拡張誘起電圧は、永久磁石の発生磁束による無負荷誘起起電力成分に対して、振幅成分は異なるが、同じ負荷角を有するという特徴がある。
【００１６】
位相推定部（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）９は、モータ５の拡張誘起電圧ｅ＾から、モータ５のロータ位相を推定する。
【００１７】
図６は位相推定部９の演算ブロック図を示す。図６の入力部には外乱オブザーバ８で推定した拡張誘起電圧ｅ＾という二軸次成分から位相θreを抽出する機能の記載が省略されているが、実際にはこの位相演算を使用する。そして、この拡張誘起電圧ｅ＾の位相θreと三相交流／二相座標変換部７の座標変換に使用した位相情報θ＾reとの誤差位相Δθreを計算し、それをさらにＰ（ｓ）の１次遅れ関数とＫ（ｓ）の２次の関数を経て、新たな推定位相θ＾reを出力するようなフィードバック構成になっている。
【００１８】
速度推定部（Ｖｅｌｏｃｉｔｙ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）１０は、位相推定部９の位相推定結果などを時間微分して、推定速度ω＾reを出力する。
【００１９】
上記の位相推定部９や速度推定部１０については様々な方法が報告されており、ここでは一例として文献１の例を記載している。
【００２０】
図４の制御ブロック図は位相推定部や速度推定部が複雑であるので、これを簡略化したものが図７である。これは、位相と速度の推定部分を変更したものであり、名称や表記は異なるが１〜９に関しては図４と同一の機能である。以下に、図４と比較して差異のある部分だけ説明する。
【００２１】
ｔａｎ-1関数演算部１１は、拡張誘起電圧の推定ｅ＾の位相を計算し、これを回転方向に対して９０°遅れた位相を推定磁束軸とみなし、この位相を位相角Δφ＾e0として出力する。これは、図４における位相差（θre−θ＾re）と同じ意味を有している。
【００２２】
速度推定部１２は、位相角Δφ＾e0は実速度と推定速度の誤差により発生したものと考え、この位相角を比例積分制御することにより推定速度ω＾reを修正する。
【００２３】
位置積分部１３は、修正された推定速度ω＾reを積分して回転座標変換の基準位相θ＾（図４ではθre）を生成する。この基準位相θ＾が実機の界磁位相と一致した場合には位相角Δφ＾e0は零に収束する。
【００２４】
なお、電流指令変換部１４は、電流制御系に回転座標変換を適用するため、速度制御部１からのトルク指令Ｔ*と、界磁指令φ*（または角周波数ω）からｄｑ軸の電流指令ｉ*（ｉd*、ｉq*）に変換する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２５】
【非特許文献１】拡張誘起電圧モデルに基づく突極型永久磁石同期モータのセンサレス制御、市川真士  陳志謙  冨田光雄  道木慎二  大熊繁、電気学会論文誌Ｄ．２００２／１２．  １２２・Ｄ、１２、１０８８−１０９６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
近年では、永久磁石用の磁性材料の高性能化や、大きな寸法の磁石を製造する技術が発達したため、大容量の同期機においても永久磁石形を界磁源とする機器の製作が可能になった。しかし、大容量の同期機をインバータで可変速駆動する場合、インバータ単機の出力電流定格には制限があるため、同期機の巻線を分割した多相巻線（３相×多重巻線）構成としておき、各三相巻線を複数台のインバータで駆動する構成を採用することがある。
【００２７】
この多重巻線の同期機を複数台のインバータで巻線別に個々に駆動するシステムにおいて、界磁磁極の回転位相を検出する位置センサを不要とした位置センサレス制御を実現するには、複数台のインバータの電圧や電流情報から磁極位相をそれぞれ推定するが、磁極位相が一致しないときがある。そのままでは、それぞれが異なる位相を推定することになる。しかし、実機の回転子は１個であり実回転位相は一つのみである。そこで、複数台のインバータにおいて個々の電圧と電流情報から演算で推定した位置情報を、どのようにして一つに統合するかが課題となる。
【００２８】
この電圧や電流のアンバランスの要因としては、鉄心の加工や組み立て誤差および回転子の軸が偏心した場合などの機械的なアンバランス要因や、電流検出センサの調整誤差などの電気的なアンバランス要因などが考えられる。これらは製造上避けることの出来ない要因であるため、この対策として、ある程度の差が生じても対応できるように、各インバータの位相推定情報を１つに統合する機能が必要になる。
【００２９】
本発明の目的は、多重巻線構成にした同期機を複数台のインバータで駆動し、オブザーバで磁極位相を推定する位置センサレス制御において、多重巻線からの電圧や電流情報にアンバランスが存在する場合にも各インバータの位相推定情報を１つに統合処理することができ、この統合処理に制御要素の共通化と制御情報の通信を簡略化できる位置センサレス制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明は、前記の課題を解決するため、多重巻線構成にした同期機の１つの巻線をマスターインバータで駆動し、残りの巻線を各スレーブインバータでそれぞれ駆動し、各インバータは回転座標上の電圧指令と電流検出信号およびモータの回路定数と推定速度から「界磁磁束によって発生する速度起電力の位相情報を含む電圧成分など」の推定位相角Δφ＾eを演算する手段を備え、これらの推定位相角の平均値から推定速度ω＾reを演算する構成、または推定速度の平均値から時間積分した推定位相を演算する構成、さらには推定速度を時間積分した推定位相の平均値から基準位相θ＾を演算する構成とし、これら平均値演算と基準位相演算にはマスターインバータとスレーブインバータ間で推定速度、または推定位相の伝送と基準位相を伝送する構成とするもので、以下の装置を特徴とする。
【００３１】
（１）マスターインバータは界磁の回転位相と同期した電圧指令を多相交流に逆回転座標変換および電力増幅して多重巻線構成の同期機の１つの巻線に駆動電流を供給する構成とし、各スレーブインバータも同様に界磁の回転位相と同期した電圧指令を多相交流に逆回転座標変換および電力増幅して多重巻線構成の同期機の他の巻線にそれぞれ駆動電流を供給する構成とし、
前記マスターインバータと各スレーブインバータは、電圧指令を交流に変換した逆回転座標変換と逆位相の回転座標変換を適用して界磁の回転位相と同期した電流成分に変換する手段と、回転座標上の電圧指令と各巻線の電流検出信号および同期機の回路定数と推定速度から「界磁磁束によって発生する速度起電力の位相情報を含む電圧成分など」の推定位相角を演算する手段を備え、
前記推定位相角を基にして求める推定基準位相θ＾を前記回転位相として使用する位相推定手段を備えた同期機の位置センサレス制御装置において、
マスターインバータが演算した推定位相角Δφ＾e1と、スレーブインバータが演算した推定位相角Δφ＾e2とを平均する平均演算手段と、この平均した推定位相角から推定速度ω＾reを求める推定速度演算手段と、この推定速度を積分して前記基準推定位相θ＾を求める積分演算手段と、これをマスターインバータとスレーブインバータの共通した界磁の回転位相とする手段とを備えたことを特徴とする。
【００３２】
（２）マスターインバータは界磁の回転位相と同期した電圧指令を多相交流に逆回転座標変換および電力増幅して多重巻線構成の同期機の１つの巻線に駆動電流を供給する構成とし、各スレーブインバータも同様に界磁の回転位相と同期した電圧指令を多相交流に逆回転座標変換および電力増幅して多重巻線構成の同期機の他の巻線にそれぞれ駆動電流を供給する構成とし、
前記マスターインバータと各スレーブインバータは、電圧指令を交流に変換した逆回転座標変換と逆位相の回転座標変換を適用して界磁の回転位相と同期した電流成分に変換する手段と、回転座標上の電圧指令と各巻線の電流検出信号および同期機の回路定数と推定速度から「界磁磁束によって発生する速度起電力の位相情報を含む電圧成分など」の推定位相角を演算する手段を備え、
前記推定位相角を基にして求める推定基準位相θ＾を前記回転位相として使用する位相推定手段を備えた同期機の位置センサレス制御装置において、
マスターインバータが演算した推定位相角Δφ＾e1から推定速度ω＾1を求める推定速度演算手段と、スレーブインバータが演算した推定位相角Δφ＾e2から推定速度ω＾2を求める推定速度演算手段と、前記推定速度ω＾1と推定速度ω＾2を平均する平均演算手段と、この平均した推定速度ω＾reを積分して前記基準推定位相θ＾を求める積分演算手段と、これをマスターインバータとスレーブインバータの共通した界磁の回転位相とする手段を備えたことを特徴とする。
【００３３】
（３）マスターインバータは界磁の回転位相と同期した電圧指令を多相交流に逆回転座標変換および電力増幅して多重巻線構成の同期機の１つの巻線に駆動電流を供給する構成とし、各スレーブインバータも同様に界磁の回転位相と同期した電圧指令を多相交流に逆回転座標変換および電力増幅して多重巻線構成の同期機の他の巻線にそれぞれ駆動電流を供給する構成とし、
前記マスターインバータと各スレーブインバータは、電圧指令を交流に変換した逆回転座標変換と逆位相の回転座標変換を適用して界磁の回転位相と同期した電流成分に変換する手段と、回転座標上の電圧指令と各巻線の電流検出信号および同期機の回路定数と推定速度から「界磁磁束によって発生する速度起電力の位相情報を含む電圧成分など」の推定位相角を演算する手段を備え、
前記推定位相角を基にして求める推定基準位相θ＾を前記回転位相として使用する位相推定手段を備えた同期機の位置センサレス制御装置において、
マスターインバータが演算した推定位相角Δφ＾e1から推定速度ω＾re1を求める推定速度演算手段と、この推定速度ω＾re1を積分して推定位相θ＾1を求める積分演算手段と、スレーブインバータが演算した推定位相角Δφ＾e2から推定速度ω＾re2を求める推定速度演算手段と、この推定速度ω＾re2を積分して推定位相θ＾2を求める積分演算手段と、前記推定位相θ＾1と推定位相θ＾2を平均して前記基準推定位相θ＾を求める平均演算手段を備えたことを特徴とする。
【００３４】
（４）前記位相推定手段はマスターインバータに設け、スレーブインバータは演算した前記推定位相角または推定速度もしくは推定位相をマスターインバータに対して伝送する手段を設け、マスターインバータは演算した推定基準位相を共通データとして各スレーブインバータに伝送する手段を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
以上のとおり、本発明によれば、多重巻線構成にした同期機の１つの巻線をマスターインバータで駆動し、残りの巻線を各スレーブインバータでそれぞれ駆動し、各インバータは回転座標上の電圧指令と電流検出信号およびモータの回路定数と推定速度から「界磁磁束によって発生する速度起電力の位相情報を含む電圧成分など」の推定位相角Δφ＾eを演算する手段を備え、これらの推定位相角の平均値から推定速度ω＾reを演算する構成、または推定速度の平均値から時間積分した推定位相を演算する構成、さらには推定速度を時間積分した推定位相の平均値から基準位相θ＾を演算する構成とし、これら平均値演算と基準位相演算にはマスターインバータとスレーブインバータ間で推定速度、または推定位相の伝送と基準位相を伝送する構成とするため、多重巻線からの電圧や電流情報にアンバランスが存在する場合にも各インバータの位相推定情報を１つに統合処理することができ、この統合処理に制御要素の共通化と制御情報の通信を簡略化できる。
【００３６】
具体的には、マスターインバータおよびスレーブインバータには既存の制御系を流用でき、単機のインバータで駆動する場合と、複数台のインバータで駆動する場合を比較すると、同じ制御演算ソフトウェアや制御ゲインが利用でき、多くの部分が共通化できる。
【００３７】
また、インバータ間の伝送データは、スレーブインバータからのΔφ＾e2と、マスターインバータからの推定基準位相θ＾の２個で済み、電流や電圧成分などのような２軸成分または３相成分で表されるものを伝送する場合に比べて、これらの位相データはスカラー値であるので電圧や電流を伝送するよりも通信データ量も大幅に少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施形態１における同期機の位置センサレス制御装置の制御ブロック図。
【図２】実施形態２における同期機の位置センサレス制御装置の制御ブロック図。
【図３】実施形態３における同期機の位置センサレス制御装置の制御ブロック図。
【図４】従来の位置センサレス制御装置の制御ブロック図。
【図５】図４における外乱オブザーバの演算ブロック図。
【図６】図４における位相推定部９の演算ブロック図。
【図７】従来の位置センサレス制御装置の簡略化制御ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
（実施形態１）
図１は、本実施形態における同期機の位置センサレス制御装置の制御ブロック図であり、二重巻線の同期機５を２台のインバータ４，４ａで巻線別に個々に駆動する場合である。
【００４０】
図１中の回路要素１〜８および１１〜１４は図７と同等のものであり、図７に相当する部分を説明すると、速度制御系と回転座標変換を適用した電流制御系により、界磁の回転位相と同期した座標の電圧指令ｖ1*を出力し、この電圧指令を推定基準位相θ＾に基づいて多相交流に逆回転座標変換した電圧指令ｖ*uvw1を得、さらにＰＷＭ変調制御などによりインバータ４で電力増幅して同期機５の１つの巻線の電流を制御する。そして、同期機５の巻線に流れる交流電流成分を電流検出器６で検出し、この電流成分を逆回転座標変換とは逆位相の回転座標変換をして界磁の回転位相と同期した電流成分ｉ1に変換する。
【００４１】
一方、外乱オブザーバ８とｔａｎ-1関数演算部１１などにより、インバータの回転座標上の電圧指令ｖ1*と電流検出信号ｉ1および同期機の回路定数と推定速度ω＾reから「界磁磁束によって発生する速度起電力の位相情報を含む電圧成分など」の位相角Δφ＾e1を求め、この位相角を用いて推定速度ω＾reを修正し、この修正された推定速度を位置積分部１３によって時間積分して推定基準位相θ＾を生成することで、位置センサレス制御を可能にする。
【００４２】
ここで、本実施形態では、二重巻線の同期機５を２台のインバータで巻線別に個々に駆動する装置構成に拡張して、図１中の回路要素１〜８および１１〜１４による構成をマスターインバータとし、このマスターインバータの回路要素２〜４、６〜８、１１に対応する回路要素２ａ〜４ａ、６ａ〜８ａ、１１ａによる構成を追加してスレーブインバータとする。このスレーブインバータではマスターインバータと共通の電流指令ｉ*として同期機５の他方の巻線の電流制御を行うと共に、外乱オブザーバ８ａによる拡張誘起電圧推定と、ｔａｎ-1関数演算部１１ａによる拡張誘起電圧位相角Δφ＾e2を求める。
【００４３】
さらに、スレーブインバータで演算した推定位相角Δφ＾e2をマスターインバータに対して伝送、逆に、マスターインバータで求めた推定位相θ＾をスレーブインバータに共通データとして伝送する。
【００４４】
そして、マスターインバータでは、スレーブインバータから伝送された推定位相角Δφ＾e2と自分が演算した推定位相角Δφ＾e1を位相角平均演算部２０で平均演算し、この平均位相情報を用いて速度推定部１２が速度推定を行い、この推定速度を両インバータの共通の推定角速度ω＾reとすると共に、位置積分部１３が積分して両インバータの共通の推定基準位相θ＾とする。この推定基準位相θ＾は、マスターインバータでは内部で次段に転送し、スレーブインバータには伝送により同様に次段処理を行う。
【００４５】
したがって、マスターインバータとスレーブインバータは、多重巻線からの異なる電圧や電流検出情報から推定する拡張誘起電圧の位相角に差が発生するが、両インバータの位相推定情報の平均化によって１つに統合処理することができ、この統合処理した推定基準位相θ＾による回転座標変換に適用することにより、速度推定以降はあたかも１台のインバータのように動作させ、多重巻線の同期機５の位置センサレス制御ができる。
【００４６】
しかも、統合処理において、制御要素の共通化と制御情報の通信を簡略化できる。すなわち、位置センサレス制御装置としては、既存の制御系を流用でき、単機のインバータで駆動する場合と、複数台のインバータで駆動する場合を比較すると、同じ制御演算ソフトウェアや制御ゲインが利用でき、多くの部分が共通化できる。また、インバータ間の伝送データは、位相角Δφ＾e2と基準位相θ＾の２個で済み、これらのデータはスカラー値であるため、一般に電流や電圧成分については２軸成分または３相成分で表されてその伝送をするよりも通信データ量を大幅に少なくできる。
【００４７】
なお、図１では二重巻線の同期機の例を示したが、更に多重数の大きな同期機に対しても平均化する位相数を増やせば容易に拡張することができる。
【００４８】
（実施形態２）
図２は、本実施形態における同期機の位置センサレス制御装置の制御ブロック図であり、実施形態１に対して、２台のインバータから取得する推定位相角Δφ＾e1と推定位相角Δφ＾e2に代えて、推定速度ω＾1、ω＾2に変更したものである。
【００４９】
図２において、マスターインバータおよびスレーブインバータには、推定位相角Δφ＾e1と推定位相角Δφ＾e2の変化からそれぞれ速度を推定する速度推定部１２および１２ａを設け、さらに速度平均演算部２１は速度推定部１２，１２ａからの“推定速度ω＾1、ω＾2”を平均化し、その平均推定速度を両インバータの共通の推定角速度ω＾reとすると共に、位置積分部１３が積分して両インバータの共通の推定基準位相θ＾とする。この推定基準位相θ＾は、マスターインバータでは内部で転送し、スレーブインバータには伝送する。
【００５０】
したがって、本実施形態では、実施形態１と同様に、マスターインバータとスレーブインバータは、多重巻線からの異なる電圧や電流情報から推定する拡張誘起電圧の位相角に差が発生するが、両インバータの位相推定情報の平均化によって１つに統合処理することができ、この統合処理した推定基準位相θ＾による回転座標変換を適用することにより、速度推定以降はあたかも１台のインバータのように動作させ、多重巻線の同期機５の位置センサレス制御ができる。また、統合処理に制御要素の共通化と制御情報の通信を簡略化できる。
【００５１】
なお、図２において、速度推定部１２および１２ａは、位相角Δφ＾e1と位相角Δφ＾e2をそれぞれ比例積分制御することにより推定速度ω＾reを得るため、異なる入力からの積分によって、時間経過により積分値が徐々に大きな差になる可能性があるように思われる。しかしながら、実際にはこの推定速度を図５のように磁束オブザーバの拡張誘起電圧の演算に使用しているので、これを経由したフィードバックが掛かるため、実際には２台のインバータ間では、推定速度はある程度の差に抑制され異常な速度差になることはない。
【００５２】
また、図２では二重巻線の同期機の例を示したが、更に多重数の大きな同期機に対しても平均化する位相数を増やせば容易に拡張することができる。
【００５３】
（実施形態３）
図３は、本実施形態における同期機の位置センサレス制御装置の制御ブロック図であり、実施形態２に対して、２台のインバータから取得する推定速度ω＾reに代えて、推定位相θ＾1、θ＾2に変更したものである。
【００５４】
図３において、マスターインバータおよびスレーブインバータには、速度推定部１２および１２ａからの推定速度の積分演算でそれぞれ基準位相（基準位置）を推定する位置積分部１３および１３ａを設け、さらに位相平均演算部２２は位置積分部１３および１３ａからの推定位相θ＾1、θ＾2を平均化し、その平均推定位相を両インバータの共通の平均推定基準位相θ＾とする。微分演算部２３は平均推定基準位相θ＾を微分することで、推定速度ω＾re'を求める。これら推定角速度ω＾re’および推定基準位相θ＾は、マスターインバータでは内部で転送し、推定基準位相θ＾はスレーブインバータに伝送する。
【００５５】
したがって、本実施形態では、実施形態１や２と同様に、マスターインバータとスレーブインバータは、多重巻線からの異なる電圧や電流情報から推定する拡張誘起電圧の位相角に差が発生するが、両インバータの位相推定情報の平均化によって１つに統合処理することができ、この統合処理した推定基準位相θ＾による回転座標変換を適用することにより、位相推定以降はあたかも１台のインバータのように動作させ、多重巻線の同期機５の位置センサレス制御ができる。また、統合処理に制御要素の共通化と制御情報の通信を簡略化できる。
【００５６】
なお、図３において、速度推定部１２および１２ａでの速度推定のための積分項と、位置積分部１３および１３ａでの位相推定のための積分項が存在するため、これら積分器の値が時間経過により徐々に差が生じる可能性があるように思われる。しかしながら、実際には両インバータの回転座標変換部に適用する基準位相は共通であるため、両インバータ間に推定位相の偏差が発生した場合でも、回転座標変換された拡張誘起起電力の位相に差が現れて、各推定位相の偏差が拡大することを抑制するようなフィードバックが掛かる。そのため、本実施形態でも実施形態２と同様に、速度推定や位相推定が異常な偏差にまで発散することはない。
【００５７】
また、図２では二重巻線の同期機の例を示したが、更に多重数の大きな同期機に対しても平均化する位相数を増やせば容易に拡張することができる。
【符号の説明】
【００５８】
３、３ａ、７，７ａ  座標変換部
４，４ａ  インバータ
５  モータ
８，８ａ  外乱オブザーバ
１０、１２、１２ａ  速度推定部
１１、１１ａ  ｔａｎ−１関数演算部
１３，１３ａ  位置積分部
２０  位相角平均演算部
２１  速度平均演算部
２２  位相平均演算部
２３  微分演算部
【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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【図６】
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【図７】
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