(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転二軸上の電圧指令を演算する電圧指令演算手段と、
前記電圧指令演算手段が出力する回転二軸上の電圧指令に基づき、少なくとも第１の巻線と第２の巻線を具備する多重巻線交流回転機の前記第１の巻線に電圧を印加する第１の電圧印加手段と、
前記電圧指令演算手段が出力する回転二軸上の電圧指令に基づき、前記第２の巻線に電圧を印加する第２の電圧印加手段と、を備え、
前記第２の電圧印加手段は、前記第１の巻線に給電される電流と前記第２の巻線に給電される電流との偏差に基づいて前記第２の巻線に電圧を印加し、
前記第１の電圧印加手段が印加する相電圧と前記第１の巻線と前記第２の巻線との間の所定位相差で電圧を印加すると共に、前記第１の巻線に給電される電流に対して前記所定位相差の電流と前記第２の巻線に給電される電流との偏差を各相毎に帰還する交流回転機の制御装置において、
Ｎは任意の整数であって、前記第２の電圧印加手段は、前記第１の電圧印加手段が印加する相電圧と電気的に（３０＋６０×Ｎ）度異なる位相差の電圧に対して、前記第１の巻線に給電される電流の各相間の偏差から前記第１の巻線に給電される電流と振幅が同じで電気的に（３０＋６０×Ｎ）度異なる位相差の電流を演算し、（３０＋６０×Ｎ）度異なる位相差の電流と前記第２の巻線に給電される電流との偏差を各相毎に帰還することを特徴とする交流回転機の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の交流回転機の制御装置を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、回転二軸上の電圧指令に基づいて、少なくとも第１の巻線と第２の巻線を具備する多重巻線交流回転機を制御する交流回転機の制御装置、及びその制御装置を備えた電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に知られているように、複数の多相巻線の組を持つ多重巻線交流回転機を複数のインバータで駆動することにより、交流回転機の制御装置の高出力化または小型化を図ることが可能である。
【０００３】
複数の多相巻線の組を持つ多重巻線交流回転機の電流制御を行う手法として、各組の巻線に対して、それぞれのインバータを独立して電流制御する方法があるが、各組の巻線間の磁気結合により各インバータ間の出力電流に干渉が生じ、特に電流制御系のゲインが高い場合には、干渉により出力電流に脈動が発生するため、高速応答の制御ができないという問題がある。
【０００４】
この問題を解決するために、例えば特開平０３−２５３２９３号公報（特許文献１）に記載された交流回転機の制御装置では、複数台の電力変換器を用いて交流電動機を可変速駆動するとともに、前記電力変換器の出力電流を検出し、該検出信号に基づいて各出力電流の加算値及び差分値を演算し、前記両者の値を前記各電力変換器の電流調節器に制御ゲインを異ならせてフィードバックし、各電力変換器の出力電流がその指令値に比例するように制御する構成になっている。
【０００５】
このように構成してインバータ毎に設けられた電流調節器で制御する各インバータの出力電流の加算値（平均値）の制御ゲインと、不平衡値の制御ゲインを異ならせることにより、出力電流の平均値に関する電流制御応答と不平衡値に関する電流制御応答とを独立に任意に設計できる。これにより、電動機のトルク制御の応答仕様に従って、各インバータの出力電流の加算値（平均値）の電流制御応答を高く設計した場合でも、各インバータの出力電流の不平衡値の電流制御応答を常に適正値に保つことができ、各組の巻線間の磁気結合に起因する干渉に基づく制御不安定を防止して、出力電流における脈動の発生を未然防止している。
【０００６】
一方、複数の多相巻線の組を持つ多重巻線交流回転機の電流制御を行う場合、回転座標を扱う演算である座標変換手段及び指令座標変換手段がインバータの個数と同じ個数だけ必要な構成になっている。一般に回転座標を扱う演算は三角関数などを多用するため、マイコンにとって演算負荷が高くなるといった問題がある。
【０００７】
この問題を解決するために、例えば特開２０１１−１５２０２７号公報（特許文献２）に記載された交流回転機の制御装置では、直流電源と、前記直流電源の電力を交流電力に変換して３相交流回転機に供給する複数のインバータと、前記複数のインバータの出力電流を検出する相電流検出手段と、前記相電流検出手段が検出した各相の相電流検出値をｄ軸電流及びｑ軸電流に変換する３相２相変換手段と、前記３相２相変換手段の変換したｄ軸電流及びｑ軸電流の検出値と、ｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値に基づき、代表の２相電圧指令値を生成する電流制御演算手段と、前記電流制御演算の出力から３相電圧指令値を生成する２相３相変換手段と、を有し、前記３相２相変換手段の個数と前記２相３相変換手段の個数は、いずれも前記インバータの個数より少なくなるように構成している。
【０００８】
また、例えば特開２０１１−１５５８７号公報（特許文献３）には、第１の巻線の電流と第２の巻線の電流との位相差が、３６０／（３×Ｍ）度（３×Ｍは突極磁極数）となっている多相巻線の組を持つ多重巻線交流回転機を制御対象とすることで、第１の巻線により発生する逆起電力と電流位相を、また第２の巻線により発生する逆起電力と電流位相をそれぞれ同位相とすることができるので、交流回転機を効率よく駆動できることが開示されている。
【０００９】
この特許文献３に開示された交流回転機の制御装置では、入力された指令からモータ駆動指令を生成する制御手段と、前記モータ駆動指令によりモータに駆動電圧を供給するＰＷＭインバータ回路と、他のモータ制御装置へモータ駆動指令を供給するデータ通信手段を有する主モータ制御装置と、前記主モータ制御装置からのモータ駆動指令を受けるデータ通信手段と、前記主モータ制御装置から受けたモータ駆動指令によりモータに駆動電圧を供給するＰＷＭインバータ回路を有する従モータ制御装置と、３×Ｍ個（Ｍは２以上の整数）の突極磁極と、この突極磁極に巻線した三相の主巻線と従巻線をそれぞれ独立に構成したモータと、を備え、前記モータの主巻線は前記主モータ制御装置に接続されると共に、前記従巻線は前記従モータ制御装置に接続され、前記主モータ制御装置は、前記主巻線に供給するモータ電流に対して前記従巻線に供給するモータ電流に位相差を設ける指令分配器を有し、前記モータ駆動指令によって１台のモータを駆動するようにし、前記指令分配器は、前記主巻線に供給するモータ電流と前記従巻線に供給するモータ電流に、３６０／（３×Ｍ）度の位相差を設けるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平０３−２５３２９３号公報
【特許文献２】特開２０１１−１５２０２７号公報
【特許文献３】特開２０１１−１５５８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記特許文献１に記載の交流回転機の制御装置では、多重巻線交流回転機の電流を制御する上で、各相の相電流検出値を、ｄ軸電流及びｑ軸電流に変換する３相２相変換手段と、２相電圧指令値から３相電圧指令値を生成する２相３相変換手段が、インバータの個数と同じ個数具備され、マイコンにとって演算負荷が高くなるという問題があった。
【００１２】
また、前記特許文献２に記載の交流回転機の制御装置では、各組の巻線間の磁気結合により各インバータ間の出力電流に干渉が生じ、特に電流制御系のゲインが高い場合には、干渉により出力電流に脈動が発生するため、高速応答の制御ができないという問題があった。
【００１３】
また、同様に前記特許文献３に記載の交流回転機の制御装置についても、各組の巻線間の磁気結合により、各インバータ間の出力電流に干渉が生じ、特に電流制御系のゲインが高い場合には干渉により出力電流に脈動が発生するため、高速応答の制御ができないという問題があった。
【００１４】
このように、複数の多相巻線の組を持つ多重巻線交流回転機の電流制御を行う従来の交流回転機の制御装置では、マイコンの演算負荷を低減するために３相２相変換手段、或いは２相３相変換手段の個数をインバータの個数より少なくすることと、各巻線間の電流不平衡による干渉を抑制して電流制御を高応答にすることを両立することができなかった。
【００１５】
この発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、電流制御の応答を高く保ちつつ、マイコンの演算負荷を低減する複数の多相巻線の組を持つ交流回転機の制御装置、及びその制御装置を備えた電動パワーステアリング装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この発明に係る交流回転機の制御装置は、回転二軸上の電圧指令を演算する電圧指令演算手段と、前記電圧指令演算手段が出力する回転二軸上の電圧指令に基づき、少なくとも第１の巻線と第２の巻線を具備する多重巻線交流回転機の前記第１の巻線に電圧を印加する第１の電圧印加手段と、前記電圧指令演算手段が出力する回転二軸上の電圧指令に基づき、前記第２の巻線に電圧を印加する第２の電圧印加手段と、を備え、
前記第２の電圧印加手段は、前記第１の巻線に給電される電流と前記第２の巻線に給電される電流との偏差に基づいて前記第２の巻線に電圧を印加し、
前記第１の電圧印加手段が印加する相電圧と前記第１の巻線と前記第２の巻線との間の所定位相差で電圧を印加すると共に、前記第１の巻線に給電される電流に対して前記所定位相差の電流と前記第２の巻線に給電される電流との偏差を各相毎に帰還する交流回転機の制御装置において、
Ｎは任意の整数であって、前記第２の電圧印加手段は、前記第１の電圧印加手段が印加する相電圧と電気的に（３０＋６０×Ｎ）度異なる位相差の電圧に対して、前記第１の巻線に給電される電流の各相間の偏差から前記第１の巻線に給電される電流と振幅が同じで電気的に（３０＋６０×Ｎ）度異なる位相差の電流を演算し、（３０＋６０×Ｎ）度異なる位相差の電流と前記第２の巻線に給電される電流との偏差を各相毎に帰還するものである。
【発明の効果】
【００１７】
この発明に係る交流回転機の制御装置によれば、第２の電圧印加手段が、電圧指令演算手段が出力する回転二軸上の電圧指令に基づいて第１の巻線及び第２の巻線にそれぞれ電圧を印加するように構成するとともに、前記第１の巻線に給電される電流と前記第２の巻線に給電される電流との偏差に基づいて電圧を交流回転機の前記第２の巻線に印加するようにしたので、三角関数などの演算を多用する座標変換の数を低減させつつ、相互インダクタンスに起因する前記第１の巻線に給電される電流と前記第２の巻線に給電される電流の発振を抑制することが可能となる。
【００１８】
上述した、またその他のこの発明の目的、特徴、効果は、以下の実施の形態における詳細な説明及び図面の記載からより明らかとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の実施の形態１に係る交流回転機の制御装置の全体構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る電圧指令演算手段の内部構成図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係る交流回転機の制御装置の全体構成図である。
【図４】この発明の実施の形態３に係る交流回転機の制御装置の全体構成図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係るＭ＝１〜５に対応する位相差と該位相差を有する電流及び電圧を示した図である。
【図６】この発明の実施の形態４に係る交流回転機の制御装置の全体構成図である。
【図７】この発明の実施の形態４に係るＮ＝０〜５に対応する位相差と該位相差を有する電流及び電圧を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態５に係る交流回転機の制御装置の全体構成図である。
【図９】この発明の実施の形態６に係る電動パワーステアリング装置の全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、この発明に係る交流回転機の制御装置、及びその制御装置を備えた電動パワーステアリング装置の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る交流回転機の制御装置の全体構成を示す図である。図１において、電圧指令演算手段１は、回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を演算する。交流回転機２は、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１、及び第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２の多重巻線を具備する。なお、本実施の形態では交流回転機２として多重巻線を具備する永久磁石型同期機について説明するが、多重巻線を具備する界磁巻線型同期機や多重巻線を具備する誘導機であっても良い。
【００２２】
第１の電圧印加手段３は、電圧指令演算手段１が出力する回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*に基づいて交流回転機２の第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に電圧を印加する。第２の電圧印加手段４は、電圧指令演算手段１が出力する回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*に基づいて交流回転機２の第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に電圧を印加する。
【００２３】
電流検出器５、６、７は、それぞれ交流回転機２の第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流ｉｕ１、ｉｖ１、ｉｗ１を検出し、電流検出器８、９、１０は、それぞれ交流回転機２の第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に給電される電流ｉｕ２、ｉｖ２、ｉｗ２を検出する。
【００２４】
位置検出器１１は、交流回転機２の回転位置を検出し、第１の座標変換器１２は、該回転位置に基づいて、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流ｉｕ１、ｉｖ１、ｉｗ１を回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電流ｉｄ、ｉｑに座標変換する。第２の座標変換器１３は、位置検出器１１が検出した回転位置に基づいて、回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を三相交流電圧指令ｖｕ１*、ｖｖ１*、ｖｗ１*に座標変換する。このように、第１の座標変換器１２及び第２の座標変換器１３が位置検出器１１の検出した回転位置に基づいて座標変換することにより、回転二軸（ｄ−ｑ軸）は、交流回転機２の回転位置に同期して回転する座標軸となる。
【００２５】
電圧指令演算手段１は、交流回転機２に給電されるべき回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電流指令ｉｄ*、ｉｑ*に、前記回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電流ｉｄ、ｉｑが一致するように回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を演算する。本実施の形態における回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電流指令ｉｄ*、ｉｑ*は、交流回転機２の第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１、及び第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２のそれぞれに給電されるべき回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電流である。
【００２６】
第１の電圧印加手段３は、第１のインバータ１４を具備しており、この第１のインバータ１４は、前記三相交流電圧指令ｖｕ１*、ｖｖ１*、ｖｗ１*に基づいた三相交流電圧を交流回転機２の第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に印加する。また、第２の電圧印加手段４は、交流回転機２の第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流ｉｕ１、ｉｖ１、ｉｗ１と、第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に給電される電流ｉｕ２、ｉｖ２、ｉｗ２との偏差ｄｉｕ（＝ｉｕ１−ｉｕ２)、ｄｉｖ（＝ｉｖ１−ｉｖ２）、ｄｉｗ（＝ｉｗ１−ｉｗ２）に基づいて交流回転機２の第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に電圧を印加する。この第２の電圧印加手段４は、減算器１５、１６、１７と、増幅器１８、１９、２０と、加算器２１、２２、２３と、第２のインバータ２４を具備している。
【００２７】
減算器１５は、電流検出器５で得た電流ｉｕ１から電流検出器８で得た電流ｉｕ２を減算して偏差ｄｉｕを出力する。同様に減算器１６は、電流検出器６で得た電流ｉｖ１から電流検出器９で得た電流ｉｖ２を減算して偏差ｄｉｖを出力する。同様に減算器１７は、電流検出器７で得た電流ｉｗ１から電流検出器１０で得た電流ｉｗ２を減算して偏差ｄｉｗを出力する。
【００２８】
増幅器１８は、前記偏差ｄｉｕを増幅し、その値を出力する。同様に増幅器１９は、前記偏差ｄｉｖを増幅し、その値を出力する。同様に増幅器２０は、前記偏差ｄｉｗを増幅し、その値を出力する。
【００２９】
加算器２１は、前記三相交流電圧指令ｖｕ１*に増幅器１８が出力する値を加算し、三相交流電圧指令ｖｕ２*として出力する。同様に加算器２２は、前記三相交流電圧指令ｖｖ１*に増幅器１９が出力する値を加算し、三相交流電圧指令ｖｖ２*として出力する。同様に加算器２３は、前記三相交流電圧指令ｖｗ１*に増幅器２０が出力する値を加算し、三相交流電圧指令ｖｗ２*として出力する。
【００３０】
第２のインバータ２４は、加算器２１、２２、２３が出力する三相交流電圧指令ｖｕ２*、ｖｖ２*、ｖｗ２*に基づいた三相交流電圧を交流回転機２の第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に印加する。
【００３１】
図２は、電圧指令演算手段１の内部構成を示す図で、減算器２６は、交流回転機２に給電されるべき回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電流指令ｉｄ*から、回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電流ｉｄを減算した偏差（ｉｄ*−ｉｄ)を増幅器２７へ出力する。増幅器２７は、該偏差（ｉｄ*−ｉｄ)を増幅し、その結果を回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電圧指令ｖｄ*として出力する。同様に、減算器２８は、交流回転機２に給電されるべき回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電流指令ｉｑ*から、回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電流ｉｑを減算した偏差(ｉｑ*−ｉｑ)を増幅器２９へ出力する。増幅器２９は、該偏差（ｉｑ*−ｉｑ)を増幅し、その結果を回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電圧指令ｖｑ*として出力する。なお、増幅器２７及び２９は、それぞれ比例積分演算を利用した増幅を行う。
【００３２】
続いて、本実施の形態における電流制御について図１及び図２により説明する。電圧指令演算手段１は、交流回転機２の第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電流が、回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電流指令に一致するように回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を演算する。第１の電圧印加手段３は、この電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*に基づいた三相交流電圧を交流回転機２の第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に印加する。この一連のフィードバック制御によって、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電流を回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電流指令に一致させることができる。
【００３３】
一方、第２の電圧印加手段４は、第１の電圧印加手段３と共通の三相交流電圧指令ｖｕ１*、ｖｖ１*、ｖｗ１*に基づいて、三相交流電圧を交流回転機２の第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に印加するが、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流と第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に給電される電流との偏差に基づいた値を加算器２１、２２、２３によってフィードバックするようにしている。第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１のインピーダンスと第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２のインピーダンスが全く同じであり、且つ、第１のインバータ１４が印加する三相交流電圧と第２のインバータ２４が印加する三相交流電圧が全く同じであれば、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流と第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に給電される電流とで偏差は発生しないので、加算器２１、２２、２３によるフィードバックは不要である。しかしながら、実際はばらつきなどにより、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１のインピーダンスと第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２のインピーダンスが全く同じであったり、第１のインバータ１４が印加する三相交流電圧と第２のインバータ２４が印加する三相交流電圧が全く同じであることはない。
【００３４】
本実施の形態では、第２の電圧印加手段４は、交流回転機２の第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流と第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に給電される電流との電流偏差を各相毎に演算し、電圧指令演算手段１から得た回転二軸上の電圧指令を各相電圧指令に座標変換した値に、該各相毎の電流偏差を帰還した値に基づいて交流回転機２の第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に電圧を印加するようにしたので、ばらつきなどにより、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１のインピーダンスと、第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２のインピーダンスが全く同じでなかったり、第１のインバータ１４が印加する三相交流電圧と、第２のインバータ２４が印加する三相交流電圧が全く同じでなくても、各巻線間の電流不平衡による干渉を抑制して電流制御を高応答にすることが可能である。
【００３５】
前記特許文献１に記載の従来の交流回転機の制御装置では、第１の巻線及び第２の巻線を具備する多重巻線の交流回転機を駆動する場合、回転二軸上の電圧指令を演算する電圧指令演算手段を巻線毎に具備するように構成しているので、回転座標を扱う演算も巻線毎に実行する必要がある。このためマイコンにとって演算負荷が高くなる三角関数などを多用することになり、マイコンにとって演算負荷が高くなるといった問題があった。
【００３６】
これに対し、本実施の形態では、第１の電圧印加手段３と第２の電圧印加手段４の両方が、電圧指令演算手段１が演算する回転二軸上の電圧指令に基づいて、各巻線に電圧を印加するようにしているので、三角関数などを多用する回転座標を扱う演算を削減することが可能であり、マイコンの演算負荷を低減することができる効果を得る。
【００３７】
また、前記特許文献２に記載の従来の交流回転機の制御装置では、第１の巻線に給電される電流と第２の巻線に給電される電流との偏差に基づいた制御を行わないため、ばらつきなどが生じると、各組の巻線間の磁気結合により、各インバータが給電する電流に干渉が生じる。その結果、特に電流制御系のゲインが高い場合には、干渉により出力電流に脈動が発生するため、高速応答の制御ができないという問題が生じることがあった。
【００３８】
これに対し、本実施の形態では、第２の電圧印加手段４は、交流回転機２の第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流と、第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に給電される電流の偏差に基づいて第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に電圧を印加するようにしたので、第２の電圧印加手段４は、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流に第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に給電される電流が一致するように作用し、各組の巻線間の磁気結合による各インバータ１４、２４が給電する電流の干渉について抑制可能である。その結果、多重巻線の交流回転機であっても電流制御の応答を高速に保つことができる効果を得る。
【００３９】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２に係る交流回転機の制御装置について説明する。前記実施の形態１で説明した交流回転機の制御装置では、第１の座標変換器１２は、位置検出器１１が検出した回転位置に基づいて、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流ｉｕ１、ｉｖ１、ｉｗ１を回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電流ｉｄ、ｉｑに座標変換し、電圧指令演算手段１は、交流回転機２に給電されるべき回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電流指令ｉｄ*、ｉｑ*に前記回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電流ｉｄ、ｉｑが一致するように、回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を演算しているが、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流ｉｕ１、ｉｖ１、ｉｗ１と、第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に給電される電流ｉｕ２、ｉｖ２、ｉｗ２の加算した値を回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電流ｉｄ、ｉｑに座標変換するようにしても良い。
【００４０】
図３は、実施の形態２に係る交流回転機の制御装置の構成を示す図で、前記実施の形態１と同一符号は、同一またはこれに相当する部分を示し、その説明を省略する。
図３において、加算器３１は、電流検出器５から得た電流ｉｕ１に電流検出器８から得た電流ｉｕ２を加算してｉｕ１２を出力する。同様に加算器３２は、電流検出器６から得た電流ｉｖ１に電流検出器９から得た電流ｉｖ２を加算してｉｖ１２を出力する。同様に、加算器３３は、電流検出器７から得た電流ｉｗ１に電流検出器１０から得た電流ｉｗ２を加算してｉｗ１２を出力する。
【００４１】
第１の座標変換器１２ａは、位置検出器１１が検出した回転位置に基づいて、加算器３１、３２、３３から得た電流ｉｕ１２、ｉｖ１２、ｉｗ１２を回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電流ｉｄ、ｉｑに座標変換し、電圧指令演算手段１は、交流回転機２に給電されるべき回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電流指令ｉｄ*、ｉｑ*に前記回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電流ｉｄ、ｉｑが一致するように、回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を演算する。ここで、実施の形態２における回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電流指令ｉｄ*、ｉｑ*は、交流回転機２の第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１と第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２の合算で給電されるべき回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電流である。
【００４２】
交流回転機の制御装置を図３のように構成した場合であっても、前記実施の形態１で説明した交流回転機の制御装置と同様に、第１の電圧印加手段３と第２の電圧印加手段４の両方が、電圧指令演算手段１が演算する回転二軸上の電圧指令に基づいて、各巻線に電圧を印加するようにしているので、三角関数などを多用する回転座標を扱う演算を削減することが可能であり、マイコンの演算負荷を低減することができる効果を得る。
【００４３】
また、前記実施の形態１で説明した交流回転機の制御装置と同様に、第２の電圧印加手段４は、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流と第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に給電される電流との偏差に基づいて、交流回転機２の第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に電圧を印加するようにしているので、第２の電圧印加手段４は、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流に第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に給電される電流が一致するように作用し、各組の巻線間の磁気結合による各インバータ１４、２４が給電する電流の干渉について抑制可能である。その結果、多重巻線の交流回転機であっても電流制御の応答を高速に保つことができる効果を得る。
【００４４】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３に係る交流回転機の制御装置について説明する。前記実施の形態１あるいは実施の形態２で説明した交流回転機２は、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１と第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２を具備し、Ｕ１とＵ２、Ｖ１とＶ２、Ｗ１とＷ２のそれぞれは同位相となるものについて扱ったが、実施の形態３では、Ｕ１とＵ２、Ｖ１とＶ２、Ｗ１とＷ２のそれぞれについて位相差があるような交流回転機について説明する。図４は、実施の形態３に係る交流回転機の制御装置の構成を示す図であり、前記実施の形態１あるいは実施の形態２と同一符号は、同一またはこれに相当する部分を示し、その説明を省略する。
【００４５】
図４において、交流回転機２ｂは、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１と第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２を具備し、Ｕ１とＵ２の間には６０度の位相差を有する。同様に、Ｖ１とＶ２の間にも６０度の位相差を有しており、また、Ｗ１とＷ２の間にも６０度の位相差を有する。ここで、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流ｉｕ１、ｉｖ１、ｉｗ１に着目すると、ｉｕ１と−ｉｖ１との間には６０度の位相差が存在する。同様に、ｉｖ１と−ｉｗ１との間にも６０度の位相差が存在し、ｉｗ１と−ｉｕ１の間にも６０度の位相差が存在する。
【００４６】
そこで、第２の電圧印加手段４ｂは、交流回転機２ｂの第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流ｉｕ１、ｉｖ１、ｉｗ１と、第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に給電される電流ｉｕ２、ｉｖ２、ｉｗ２の偏差として、前記実施の形態１あるいは実施の形態２の組み合わせから変更する。具体的には、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流ｉｕ１、ｉｖ１、ｉｗ１に対して６０度の位相差を持つ−ｉｖ１、−ｉｗ１、−ｉｕ１と、第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に給電される電流ｉｕ２、ｉｖ２、ｉｗ２の偏差ｄｉｕ（＝−ｉｖ１−ｉｕ２）、ｄｉｖ（＝−ｉｗ１−ｉｖ２）、ｄｉｗ（＝−ｉｕ１−ｉｗ２）に基づいて交流回転機２ｂの第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に電圧を印加する。
【００４７】
第２の電圧印加手段４ｂは、符号反転器３５、３６、３７と、減算器１５ｂ、１６ｂ、１７ｂと、増幅器１８、１９、２０と、減算器３８、３９、４０と、第２のインバータ２４を具備している。符号反転器３５は、第１の巻線Ｕ１に給電される電流ｉｕ１の符号を反転して−ｉｕ１を出力する。同様に、符号反転器３６は、第１の巻線Ｖ1に給電される電流ｉｖ１の符号を反転して−ｉｖ１を出力し、符号反転器３７は、第１の巻線Ｗ１に給電される電流ｉｗ１の符号を反転して−ｉｗ１を出力する。
【００４８】
減算器１５ｂは、符号反転器３６で得た電流ｉｖ１から電流検出器８で得た電流ｉｕ２を減算して偏差ｄｉｕを出力する。同様に減算器１６ｂは、符号反転器３７で得た電流ｉｗ１から電流検出器９で得た電流ｉｖ２を減算して偏差ｄｉｖを出力する。同様に、減算器１７ｂは、符号反転器３５で得た電流ｉｕ１から電流検出器１０で得た電流ｉｗ２を減算し偏差ｄｉｗを出力する。
【００４９】
電圧についても電流と同様に、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に印加されるべき三相交流電圧指令ｖｕ１*、ｖｖ１*、ｖｗ１*に着目すると、ｖｕ１*と−ｖｖ１*との間には６０度の位相差が存在する。同様に、ｖｖ１*と−ｖｗ１*との間にも６０度の位相差が存在し、ｖｗ１*と−ｖｕ１*との間にも６０度の位相差が存在する。そこで、三相交流電圧指令ｖｕ１*、ｖｖ１*、ｖｗ１*に基づいて三相交流電圧指令ｖｕ２*、ｖｖ２*、ｖｗ２*を演算する組み合わせについても、前記実施の形態１あるいは実施の形態２から変更する。
【００５０】
減算器３８は、増幅器１８が出力する値から前記三相交流電圧指令ｖｖ１*を減算し、三相交流電圧指令ｖｕ２*として出力する。同様に減算器３９は、増幅器１９が出力する値から前記三相交流電圧指令ｖｗ１*を減算し、三相交流電圧指令ｖｖ２*として出力する。同様に減算器４０は、増幅器２０が出力する値から前記三相交流電圧指令ｖｕ１*を減算し、三相交流電圧指令ｖｗ２*として出力する。第２のインバータ２４は、減算器３８、３９、４０が出力する三相交流電圧指令ｖｕ２*、ｖｖ２*、ｖｗ２*に基づいた三相交流電圧を交流回転機２ｂの第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に印加する。
【００５１】
このように、実施の形態３に係る減算器１５ｂ、１６ｂ、１７ｂは、減算する電流の組合せが前記実施の形態１あるいは実施の形態２と異なるようにするとともに、減算器３８、３９、４０は、加減算する電圧の組合せも前記実施の形態１あるいは実施の形態２と異なるようにしている。
【００５２】
実施の形態３では、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１と第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２の間に６０度の位相差を有する交流回転機２ｂの場合について説明したが、Ｍを整数とする場合、（６０×Ｍ）度の位相差を有する交流回転機でも対応できる。
【００５３】
図５は、Ｍ＝１〜５に対応する位相差と該位相差を有する電流及び電圧を示す図である。例えば、Ｍ＝４の場合、Ｖ相電流ｉｖ１に対して２４０度の位相差を有する電流はｉｗ１であるので、Ｖ相の偏差ｄｉｖはｉｗ１からｉｖ２を減算すれば良い。このように図５の関係を用いれば、Ｍを整数とする場合、（６０×Ｍ）度の位相差を有する交流回転機であっても対応できることは言うまでもない。
【００５４】
以上のように、第２の電圧印加手段４ｂは、電圧指令演算手段１が出力する回転二軸上の電圧指令に基づいて交流回転機２ｂの第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に電圧を印加する上で、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に印加されるべき三相交流電圧指令ｖｕ１*、ｖｖ１*、ｖｗ１*の組合せを前記実施の形態１あるいは実施の形態２から変更するとともに、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流ｉｕ１、ｉｖ１、ｉｗ１と、第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に給電される電流ｉｕ２、ｉｖ２、ｉｗ２の偏差として、前記実施の形態１あるいは実施の形態２の組み合わせから変更することで、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１と第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２を具備し、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１と第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２との間に６０度の位相差を有する交流回転機２ｂを駆動することができる。
【００５５】
実施の形態３に係る交流回転機の制御装置においても、前記実施の形態１あるいは実施の形態２に係る交流回転機の制御装置と同様に、第１の電圧印加手段３と第２の電圧印加手段４の両方が、電圧指令演算手段１が演算する回転二軸上の電圧指令に基づいて、各巻線に電圧を印加するようにしているので、三角関数などを多用する回転座標を扱う演算を削減することが可能であり、マイコンの演算負荷を低減することができる効果を得る。
【００５６】
また、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１の電流と、第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２の電流とで位相差を持つ多重巻線交流回転機を制御対象とする前記特許文献３に記載の従来の交流回転機の制御装置では、各組の巻線間の磁気結合により、各インバータ間の出力電流に干渉が生じるので、特に電流制御系のゲインが高い場合には、干渉により出力電流に脈動が発生するため、高速応答の制御ができないという問題があったが、実施の形態３に係る交流回転機の制御装置では、位相差を有する多重巻線交流回転機を対象としつつ、第２の電圧印加手段４ｂは、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流と第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に給電される電流との偏差に基づいて、交流回転機２ｂの第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に電圧を印加するようにしているので、第２の電圧印加手段４ｂは、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流に第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に給電される電流が一致するように作用し、各組の巻線間の磁気結合による各インバータ１４、２４が給電する電流の干渉について抑制可能である。その結果、位相差を有する多重巻線の交流回転機であっても電流制御の応答を高速に保つことができる効果を得る。
【００５７】
また、第２の電圧印加手段４ｂは、第１の電圧印加手段３が印加する相電圧と所定位相差で電圧を印加するとともに、交流回転機２ｂの第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流に対して該所定位相差の電流から、第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に給電される電流を減算した値を、減算器３８、３９、４０によって各相毎に帰還するようにしたので、（６０×Ｍ）度の位相差を有する交流回転機２ｂであっても対応できる効果を得る。
【００５８】
実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４に係る交流回転機の制御装置について説明する。前記実施の形態３で説明した交流回転機の制御装置は、Ｕ１とＵ２、Ｖ１とＶ２、Ｗ１とＷ２のそれぞれについて６０度の位相差があるような交流回転機２ｂを対象としたが、実施の形態４に係る交流回転機の制御装置は、Ｕ１とＵ２、Ｖ１とＶ２、Ｗ１とＷ２のそれぞれについて３０度の位相差があるような交流回転機２ｃを対象とする。このような位相差を有する多重巻線の交流回転機はリプルを小さくしたり、効率を高くしたりできる。
【００５９】
図６は、実施の形態４に係る交流回転機の制御装置の構成を示す図であり、前記実施の形態１乃至実施の形態３と同一符号は、同一またはこれに相当する部分を示し、その説明を省略する。
図６において、交流回転機２ｃは、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１と第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２を具備し、Ｕ１とＵ２の間には３０度の位相差を有する。同様に、Ｖ１とＶ２の間にも３０度の位相差を有しており、また、Ｗ１とＷ２の間にも３０度の位相差を有している。ここで、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流ｉｕ１、ｉｖ１、ｉｗ１に着目すると、ｉｕ１と（ｉｕ１−ｉｖ１）との間には３０度の位相差が存在し、（ｉｕ１−ｉｖ１）の振幅はｉｕ１に対して√３倍である。同様に、ｉｖ１と（ｉｖ１−ｉｗ１）との間には３０度の位相差が存在し、（ｉｖ１−ｉｗ１）の振幅はｉｖ１に対して√３倍である。同様に、ｉｗ１と（ｉｗ１−ｉｕ１）との間には３０度の位相差が存在し、（ｉｗ１−ｉｕ１）の振幅はｉｗ１に対して√３倍である。
【００６０】
そこで、第２の電圧印加手段４ｃは、交流回転機２ｃの第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流ｉｕ１、ｉｖ１、ｉｗ１と、第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に給電される電流ｉｕ２、ｉｖ２、ｉｗ２との偏差として、前記実施の形態１乃至実施の形態３の組み合わせから変更する。具体的には、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流ｉｕ１、ｉｖ１、ｉｗ１に対して３０度の位相差で同じ振幅の（ｉｕ１−ｉｖ１）、（ｉｖ１−ｉｗ１）、（ｉｗ１−ｉｕ１）と、第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に給電される電流ｉｕ２、ｉｖ２、ｉｗ２との偏差ｄｉｕ{＝（ｉｕ１−ｉｖ１）／√３−ｉｕ２}、ｄｉｖ{＝（ｉｖ１−ｉｗ１）／√３−ｉｖ２}、ｄｉｗ{＝（ｉｗ１−ｉｕ１）／√３−ｉｗ２}に基づいて交流回転機２ｃの第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に電圧を印加する。
【００６１】
この第２の電圧印加手段４ｃが具備する減算器４１は、第１の巻線Ｕ１に給電される電流ｉｕ１から第１の巻線Ｖ１に給電される電流ｉｖ１を減算して（ｉｕ１−ｉｖ１）を出力する。ゲイン乗算器４２は、減算器４１の出力を1／√３倍して{（ｉｕ１−ｉｖ１）／√３}を出力する。減算器１５ｃは、ゲイン乗算器４２から得た電流{（ｉｕ１−ｉｖ１）／√３}より電流検出器８から得た電流ｉｕ２を減算して偏差ｄｉｕを出力する。
【００６２】
同様に減算器４３は、第１の巻線Ｖ１に給電される電流ｉｖ１から第１の巻線Ｗ１に給電される電流ｉｗ１を減算して（ｉｖ１−ｉｗ１）を出力する。ゲイン乗算器４４は、減算器４３の出力を1／√３倍して{（ｉｖ１−ｉｗ１）／√３}を出力する。減算器１６ｃは、ゲイン乗算器４４から得た電流{（ｉｖ１−ｉｗ１）／√３}より電流検出器９から得た電流ｉｖ２を減算して偏差ｄｉｖを出力する。
【００６３】
同様に減算器４５は、第１の巻線Ｗ１に給電される電流ｉｗ１から第１の巻線Ｕ１に給電される電流ｉｕ１を減算して（ｉｗ１−ｉｕ１）を出力する。ゲイン乗算器４６は、減算器４５の出力を１／√３倍して{（ｉｗ１−ｉｕ１）／√３}を出力する。減算器１７ｃは、ゲイン乗算器４６から得た電流{（ｉｗ１−ｉｕ１）／√３}より電流検出器１０から得た電流ｉｗ２を減算して偏差ｄｉｗを出力する。
【００６４】
電圧についても電流と同様に、３０度の位相差を設けるように演算を前記実施の形態１乃至実施の形態３から変更する。定数設定器４７は、予め記憶した角度を出力する。具体的には定数設定器４７は３０度を出力する。減算器４８は、位置検出器１１から得た回転位置より、定数設定器４７が出力する３０度を減算し、第３の座標変換器４９は、減算器４８が出力する回転位置に基づいて、回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を三相交流電圧指令ｖｕｖ１*、ｖｖｗ１*、ｖｗｕ１*に座標変換する。
【００６５】
加算器２１ｃは、前記三相交流電圧指令ｖｕｖ１*に増幅器１８が出力する値を加算し、三相交流電圧指令ｖｕ２*として出力する。同様に加算器２２ｃは、前記三相交流電圧指令ｖｖｗ１*に増幅器１９が出力する値を加算し、三相交流電圧指令ｖｖ２*として出力する。同様に加算器２３ｃは、前記三相交流電圧指令ｖｗｕ１*に増幅器２０が出力する値を加算し、三相交流電圧指令ｖｗ２*として出力する。第２のインバータ２４は、加算器２１ｃ、２２ｃ、２３ｃが出力する三相交流電圧指令ｖｕ２*、ｖｖ２*、ｖｗ２*に基づいた三相交流電圧を交流回転機２ｃの第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に印加する。
【００６６】
以上のように、実施の形態４に係る減算器１５ｃ、１６ｃ、１７ｃは、減算する電流の組合せが前記実施の形態１乃至実施の形態３と異なるようにするとともに、加算器２１ｃ、２２ｃ、２３ｃは、加算する電圧の位相を三相交流電圧指令ｖｕ１*、ｖｖ１*、ｖｗ１*と異なるようにしている。このように、第２の電圧印加手段４ｃは、第１の電圧印加手段３が印加する相電圧と電気的に３０度異なる位相差の電圧に対して、交流回転機２ｃの第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流の各相間の偏差から第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流と電気的に３０度異なる位相差の電流を演算し、３０度異なる位相差の電流から第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に給電される電流を減算した値を各相毎に帰還するようにすることで、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１と第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２の間に３０度の位相差を有する交流回転機２ｃを駆動することができる。
【００６７】
実施の形態４では、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１と第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２の間に３０度の位相差を有する交流回転機２ｃの場合について扱ったが、Ｎを整数とする場合、（３０＋６０×Ｎ）度の位相差を有する交流回転機でも対応できる。
【００６８】
図７は、Ｎ＝０〜５に対応する位相差と該位相差を有する電流及び電圧を示す図である。例えば、Ｎ＝３の場合、Ｖ相電流ｉｖ１に対して振幅が同じで２１０度の位相差を有する電流は（ｉｗ１−ｉｖ１）／√３であるので、Ｖ相の偏差ｄｉｖは（ｉｗ１−ｉｖ１）／√３からｉｖ２を減算すれば良い。このように、図７の関係を用いれば、Ｎを整数とする場合、（３０＋６０×Ｎ）度の位相差を有する交流回転機であっても対応できることは言うまでもない。
【００６９】
第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流ｉｕ１、ｉｖ１、ｉｗ１と、第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に給電される電流ｉｕ２、ｉｖ２、ｉｗ２の偏差として、前記実施の形態１乃至実施の形態３の組み合わせから変更することで、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１と第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２とを具備し、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１と第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２との間に３０度の位相差を有する交流回転機２ｃを駆動することができる。
【００７０】
実施の形態４に係る交流回転機の制御装置においても、前記実施の形態１乃至実施の形態３で説明した交流回転機の制御装置と同様に、第１の電圧印加手段３と第２の電圧印加手段４ｃの両方が、電圧指令演算手段１が演算する回転二軸上の電圧指令に基づいて、各巻線に電圧を印加するようにしているので、三角関数などを多用する回転座標を扱う演算を削減することが可能であり、マイコンの演算負荷を低減することができる効果を得る。
【００７１】
また、前記実施の形態１乃至実施の形態３で説明した交流回転機の制御装置と同様に、第２の電圧印加手段４ｃは、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流と第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に給電される電流との偏差に基づいて交流回転機２ｃの第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に電圧を印加するようにしているので、第２の電圧印加手段４ｃは第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流に第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に給電される電流が一致するように作用し、各組の巻線間の磁気結合による各インバータ１４、２４が給電する電流の干渉について抑制可能である。その結果、多重巻線の交流回転機であっても電流制御の応答を高速に保つことができる効果を得る。
【００７２】
また、Ｎは任意の整数であって、第２の電圧印加手段４ｃは、第１の電圧印加手段３が印加する相電圧と電気的に（３０＋６０×Ｎ）度異なる位相差の電圧に対して、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流の各相間の偏差から第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流と電気的に（３０＋６０×Ｎ）度異なる位相差の電流を演算し、（３０＋６０×Ｎ）度異なる位相差の電流から第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に給電される電流を減算した値を各相毎に帰還するようにしたので、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１及び第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２の巻線間で（３０＋６０×Ｎ）度の位相差を有する多重巻線交流回転機を駆動することができる効果を得る。
【００７３】
実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５に係る交流回転機の制御装置について説明する。前記実施の形態４では、電圧について３０度の位相差を設ける演算として、定数設定器４７と、減算器４８と、第３の座標変換器４９を具備して、回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電圧指令ｖｄ*、ｖｑ*を三相交流電圧指令ｖｕｖ１*、ｖｖｗ１*、ｖｗｕ１*に座標変換することについて説明した。ここで、図７に示したＮ＝０〜５に対応する位相差と該位相差を有する電圧を用いれば、定数設定器４７と減算器４８と座標変換器４９を廃することが可能であり、三角関数などを多用する回転座標を扱う演算をさらに削減することが可能である。
【００７４】
例えば、Ｎ＝０の場合、Ｕ相電圧指令ｖｕ１*に対して振幅が同じで３０度の位相差を有する電圧は（ｖｕ１*−ｖｖ１*）／√３であるので、三相交流電圧指令ｖｕｖ１*は（ｖｕ１*−ｖｖ１*）／√３で代用すれば良い。同様に、Ｖ相電圧指令ｖｖ１*に対して振幅が同じで３０度の位相差を有する電圧は（ｖｖ１*−ｖｗ１*）／√３であるので、三相交流電圧指令ｖｖｗ１*は（ｖｖ１*−ｖｗ１*）／√３で代用すれば良く、Ｗ相電圧指令ｖｗ１*に対して振幅が同じで３０度の位相差を有する電圧は（ｖｗ１*−ｖｕ１*）／√３であるので、三相交流電圧指令ｖｗｕ１*は（ｖｗ１*−ｖｕ１*）／√３で代用すれば良い。
【００７５】
図８は、実施の形態５に係る交流回転機の制御装置の構成を示す図であり、前記実施の形態１乃至実施の形態４と同一符号は、同一またはこれに相当する部分を示し、その説明を省略する。
図８において、第２の電圧印加手段４ｄは、三相交流電圧指令ｖｕ１*、ｖｖ１*、ｖｗ１*に対して３０度の位相差を有する三相交流電圧指令ｖｕｖ１*、ｖｖｗ１*、ｖｗｕ１*を、三相交流電圧指令ｖｕ１*、ｖｖ１*、ｖｗ１*から演算する。
【００７６】
減算器５１は、ｖｕ１*からｖｖ１*を減算して（ｖｕ１*−ｖｖ１*）を出力し、ゲイン乗算器５２は、減算器５１の出力である（ｖｕ１*−ｖｖ１*）に対して１／√３倍した結果、即ち、（ｖｕ１*−ｖｖ１*）／√３を出力する。ゲイン乗算器５２の出力はｖｕ１*に対して同じ振幅で３０度の位相差を有しており、前記実施の形態４で説明した三相交流電圧指令ｖｕｖ１*と同じ値となる。
【００７７】
同様に、減算器５３は、ｖｖ１*からｖｗ１*を減算して（ｖｖ１*−ｖｗ１*）を出力し、ゲイン乗算器５４は、減算器５３の出力である（ｖｖ１*−ｖｗ１*）に対して１／√３倍した結果、即ち、（ｖｖ１*−ｖｗ１*）／√３を出力する。ゲイン乗算器５４の出力はｖｖ１*に対して同じ振幅で３０度の位相差を有しており、前記実施の形態４で説明した三相交流電圧指令ｖｖｗ１*と同じ値となる。
【００７８】
同様に、減算器５５は、ｖｗ１*からｖｕ１*を減算して（ｖｗ１*−ｖｕ１*）を出力し、ゲイン乗算器５６は、減算器５５の出力である（ｖｗ１*−ｖｕ１*）に対して１／√３倍した結果、即ち、（ｖｗ１*−ｖｕ１*）／√３を出力する。ゲイン乗算器５６の出力はｖｗ１*に対して同じ振幅で３０度の位相差を有しており、前記実施の形態４で説明した三相交流電圧指令ｖｗｕ１*と同じ値となる。
【００７９】
このように、第２の電圧印加手段４ｄは、三相交流電圧指令ｖｕ１*、ｖｖ１*、ｖｗ１*に対して３０度の位相差と有する三相交流電圧指令ｖｕｖ１*、ｖｖｗ１*、ｖｗｕ１*を三相交流電圧指令ｖｕ１*、ｖｖ１*、ｖｗ１*から演算するようにしたので、三角関数などを多用する回転座標を扱う演算を削減することが可能であり、マイコンの演算負荷を低減することができる効果を得る。
【００８０】
実施の形態６．
次に、この発明の実施の形態６に係る電動パワーステアリング装置について説明する。前記実施の形態１乃至実施の形態５においては、交流回転機の制御装置について説明したが、該交流回転機の制御装置によって操舵トルクを補助するトルクを発生させるようにして電動パワーステアリング装置を構成するようにしても良い。
【００８１】
交流回転機の制御装置を備えた電動パワーステアリング装置において、第１の電圧印加手段３と第２の電圧印加手段４、４ｂ、４ｃ、４ｄを備えることによって、いずれか一方の電圧印加手段が故障により停止しても、継続して操舵トルクを補助するトルクを発生させることのできる万一に備えた電動パワーステアリング装置を提供することができる。
【００８２】
図９は実施の形態６に係る電動パワーステアリング装置の構成を示す図であり、前記実施の形態１乃至実施の形態５と同一符号は、同一またはこれに相当する部分を示し、その説明を省略する。
図９において、運転手は、ハンドル６１を左右に回転させて前輪６２の操舵を行う。トルク検出手段６３は、ステアリング系の操舵トルクを検出し、該検出トルクを電流指令演算手段６４に出力する。電流指令演算手段６４は、ステアリング系の操舵トルクを補助するトルクを交流回転機２ｃが発生するように、トルク検出手段６３の検出トルクと回転速度演算器６５から得た回転速度とに基づいて、交流回転機２ｃに給電されるべき回転二軸（ｄ−ｑ軸）上の電流指令ｉｄ*、ｉｑ*を演算し、出力する。交流回転機２ｃは、ギア６６を介して操舵トルクを補助するトルクを発生する。
【００８３】
このように、実施の形態６に係る電動パワーステアリング装置では、第１の電圧印加手段３と第２の電圧印加手段４ｃを備えることによって、いずれか一方の電圧印加手段が故障により停止しても、継続して操舵トルクを補助するトルクを発生させることができる効果を得る。
【００８４】
また、実施の形態６に係る電動パワーステアリング装置では、それぞれの巻線について３０度の位相差があるような多重巻線の交流回転機２ｃによって操舵トルクを補助するトルクを発生させることにより、ハンドルを操舵したときに感じるリプルを小さくしたり、操舵中の音を小さくしたりできる効果を得る。
【００８５】
また、実施の形態６に係る電動パワーステアリング装置においても、第１の電圧印加手段３と第２の電圧印加手段４ｃの両方が、電圧指令演算手段１が演算する回転二軸上の電圧指令に基づいて、各巻線に電圧を印加するようにしているので、三角関数などを多用する回転座標を扱う演算を削減することが可能であり、マイコンの演算負荷を低減することができる効果を得る。
【００８６】
また、第２の電圧印加手段４ｃは、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流と、第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に給電される電流との偏差に基づいて交流回転機２ｃの第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に電圧を印加するようにしているので、第２の電圧印加手段４ｃは、第１の巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に給電される電流に第２の巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に給電される電流が一致するように作用し、各組の巻線間の磁気結合による各インバータ（図６中に図示せず）が給電する電流の干渉について抑制可能である。その結果、多重巻線の交流回転機であっても電流制御の応答を高速に保つことができる効果を得る。
【００８７】
以上、この発明の実施の形態１乃至実施の形態６について説明したが、これらの実施の形態により発明が限定されるものではなく、その発明の範囲内において、各実施の形態を組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変更、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１  電圧指令演算手段、２、２ｂ、２ｃ  交流回転機、３  第１の電圧印加手段、４、４ｂ、４ｃ、４ｄ  第２の電圧印加手段、５、６、７、８、９、１０  電流検出器、１１  位置検出器、１２、１２ａ  第１の座標変換器、１３  第２の座標変換器、１４  第１のインバータ、１５、１５ｂ、１５ｃ、１６、１６ｂ、１６ｃ、１７、１７ｂ、１７ｃ  減算器、２６、２８、３８、３９、４０、４１、４３、４５、４８、５１、５３、５５  減算器、１８、１９、２０、２７、２９  増幅器、２１、２１ｃ、２２、２２ｃ、２３、２３ｃ、３１、３２、３３  加算器、２４  第２のインバータ、３５、３６、３７  符号反転器、４２、４４、４６、５２、５４、５６  ゲイン乗算器、４７  定数設定器、４９  第３の座標変換器、６１  ハンドル、６２  前輪、６３  トルク検出手段、６４  電流指令演算手段、６５  回転速度演算器、Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１  第１の巻線、Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２  第２の巻線。
【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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