(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータ（２）の出力電圧を同期モータ（３）に供給することにより同期モータ（３）を制御する同期モータ制御方法において、
電流位相の上限値を、各瞬時のインバータ出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定することを特徴とする同期モータ制御方法。
【請求項２】
インバータ（２）の出力電圧を同期モータ（３）に供給することにより同期モータ（３）を制御する同期モータ制御方法において、
電流位相の上限値を、各回転数毎に、インバータ最大出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定することを特徴とする同期モータ制御方法。
【請求項３】
電流位相の上限値を、少なくとも回転数に応答して変化させる請求項１または請求項２に記載の同期モータ制御方法。
【請求項４】
インバータ（２）の出力電圧を同期モータ（３）に供給することにより同期モータ（３）を制御する同期モータ制御方法において、
電流位相の上限値を、最高速回転時のインバータ最大出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定することを特徴とする同期モータ制御方法。
【請求項５】
インバータ（２）の出力電圧を同期モータ（３）に供給することにより同期モータ（３）を制御する同期モータ制御方法において、
電流位相の制限値を、所用トルク毎にインバータ出力電流が制限されることになる最大位相、および最小位相、もしくはこれらの近傍に設定することを特徴とする同期モータ制御方法。
【請求項６】
インバータ（２）の出力電圧を同期モータ（３）に供給することにより同期モータ（３）を制御する同期モータ制御方法において、
電流位相の上限値を、各瞬時毎に、各瞬時のインバータ出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定される上限値、各回転数毎に、インバータ最大出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定される上限値、最高速回転時のインバータ最大出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定される上限値、所用トルク毎にインバータ出力電流が制限されることになる最大位相もしくはその近傍に設定される上限値のうち、最も小さい上限値を選択することを特徴とする同期モータ制御方法。
【請求項７】
電流位相の下限値を、効率またはトルクを最大とする電流位相、もしくはこれらの近傍に設定し、所用トルクを出力できる電流位相のうち最も小さい電流位相で同期モータを駆動する請求項１から請求項６の何れかに記載の同期モータ制御方法。
【請求項８】
前記同期モータ（３）により空気調和機用圧縮機を駆動する請求項１から請求項７の何れかに記載の同期モータ制御方法。
【請求項９】
前記同期モータ（３）は永久磁石モータであり、電流位相の上限値を略６０度〜８０度に設定する請求項８に記載の同期モータ制御方法。
【請求項１０】
インバータ（２）の出力電圧を永久磁石モータに供給することにより永久磁石モータを制御する同期モータ制御方法において、
回転数の増加に伴ってインバータ（２）の出力電圧が限界値に達したことに応答して電流位相を進め、所定の電流位相限界値もしくは電流限界値に達したことに応答して速度垂下制御を行うことを特徴とする同期モータ制御方法。
【請求項１１】
インバータ（２）の出力電圧を永久磁石モータに供給することにより永久磁石モータを制御する同期モータ制御方法において、
回転数の増加に伴ってインバータ（２）の出力電圧が限界値に達したことに応答して電流位相を進め、所定の電流位相限界値もしくは電流限界値に達したことに応答して速度制御手段の内部状態を限界値到達直前の状態に保持することを特徴とする同期モータ制御方法。
【請求項１２】
インバータ出力電圧が出力電圧限界値に対して余裕があるとき、インバータ（２）から所望の電圧波形を出力し、インバータ出力電圧が出力電圧限界値に接近することに応答してインバータ（２）からの出力電圧波形を電圧利用率の高い出力電圧波形に近づける請求項１０または請求項１１に記載の同期モータ制御方法。
【請求項１３】
前記所望の電圧波形として正弦波を採用する請求項１２に記載の同期モータ制御方法。
【請求項１４】
前記電圧利用率の高い出力電圧波形として矩形波を採用する請求項１２または請求項１３に記載の同期モータ制御方法。
【請求項１５】
永久磁石モータにより圧縮機を駆動する請求項１０から請求項１４の何れかに記載の同期モータ制御方法。
【請求項１６】
インバータ（２）の出力電圧を同期モータ（３）に供給することにより同期モータ（３）を制御する同期モータ制御方法において、
インバータ出力電圧振幅が制限されている場合に、モータ電流を制御することを特徴とする同期モータ制御方法。
【請求項１７】
前記モータ電流の制御は、モータ電流が少ないことに応答してモータ端子電圧指令値を増加させ、モータ電流が多いことに応答してモータ端子電圧指令値を減少させる請求項１６に記載の同期モータ制御方法。
【請求項１８】
前記電圧制限に起因するトルクの減少を補償すべくインバータ（２）を制御する請求項１６または請求項１７に記載の同期モータ制御方法。
【請求項１９】
前記トルクの減少の補償を、電圧制限による相電圧指令の基本波成分の振幅の減少を補償することにより行う請求項１８に記載の同期モータ制御方法。
【請求項２０】
電圧利用率を高める過変調の度合いが所定の値を越えたことに応答して、過変調の度合いが所定の値になるように電流位相を制御する請求項１６から請求項１９の何れかに記載の同期モータ制御方法。
【請求項２１】
前記同期モータ（３）は、回転子の内部に永久磁石を埋め込んでなる永久磁石モータである請求項９から請求項２０の何れかに記載の同期モータ制御方法。
【請求項２２】
前記同期モータ（３）により圧縮機を駆動する請求項１６から請求項２１の何れかに記載の同期モータ制御方法。
【請求項２３】
インバータ（２）の出力電圧を同期モータ（３）に供給することにより同期モータ（３）を制御する同期モータ制御装置において、
電流位相の上限値を、各瞬時のインバータ出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定するインバータ制御手段（６）（７）（８）（８’）（９）（９’）（１１）を含むことを特徴とする同期モータ制御装置。
【請求項２４】
インバータ（２）の出力電圧を同期モータ（３）に供給することにより同期モータ（３）を制御する同期モータ制御装置において、
電流位相の上限値を、各回転数毎に、インバータ最大出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定するインバータ制御手段（６）（７）（８）（８’）（９）（９’）（１１）を含むことを特徴とする同期モータ制御装置。
【請求項２５】
前記インバータ制御手段（８）は、電流位相の上限値を、少なくとも回転数に応答して変化させるものである請求項２３または請求項２４に記載の同期モータ制御装置。
【請求項２６】
インバータ（２）の出力電圧を同期モータ（３）に供給することにより同期モータ（３）を制御する同期モータ制御装置において、
電流位相の上限値を、最高速回転時のインバータ最大出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定するインバータ制御手段（６）（７）（８）（８’）（９）（９’）（１１）を含むことを特徴とする同期モータ制御装置。
【請求項２７】
インバータ（２）の出力電圧を同期モータ（３）に供給することにより同期モータ（３）を制御する同期モータ制御装置において、
電流位相の制限値を、所用トルク毎にインバータ出力電流が制限されることになる最大位相、および最小位相、もしくはこれらの近傍に設定するインバータ制御手段（６）（７）（８）（９）（９’）（１１）を含むことを特徴とする同期モータ制御装置。
【請求項２８】
インバータ（２）の出力電圧を同期モータ（３）に供給することにより同期モータ（３）を制御する同期モータ制御装置において、
電流位相の上限値を、各瞬時毎に、各瞬時のインバータ出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定される上限値、各回転数毎に、インバータ最大出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定される上限値、最高速回転時のインバータ最大出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定される上限値、所用トルク毎にインバータ出力電流が制限されることになる最大位相もしくはその近傍に設定される上限値のうち、最も小さい上限値を選択するインバータ制御手段を含むことを特徴とする同期モータ制御装置。
【請求項２９】
前記インバータ制御手段（６）（７）（８）（９’）（１１）は、電流位相の下限値を、効率またはトルクを最大とする電流位相、もしくはこれらの近傍に設定し、所用トルクを出力できる電流位相のうち最も小さい電流位相で同期モータを駆動すべくインバータ（２）を制御するものである請求項２３から請求項２８の何れかに記載の同期モータ制御装置。
【請求項３０】
前記同期モータ（３）は、空気調和機用圧縮機を駆動するものである請求項２３から請求項２９の何れかに記載の同期モータ制御装置。
【請求項３１】
前記同期モータ（３）は永久磁石モータであり、前記インバータ制御手段（６）（７）（８）（９）は、電流位相の上限値を略６０度〜８０度に設定するものである請求項３０に記載の同期モータ制御装置。
【請求項３２】
インバータ（２）の出力電圧を永久磁石モータに供給することにより永久磁石モータを制御する同期モータ制御装置において、
回転数の増加に伴ってインバータ（２）の出力電圧が限界値に達したことに応答して電流位相を進め、所定の電流位相限界値もしくは電流限界値に達したことに応答して速度垂下制御を行うインバータ制御手段（５）（５ａ）（６）（７）（８）（９’）（１０）（１１）（１３）を含むことを特徴とする同期モータ制御装置。
【請求項３３】
インバータ（２）の出力電圧を永久磁石モータに供給することにより永久磁石モータを制御する同期モータ制御装置において、
回転数の増加に伴ってインバータ（２）の出力電圧が限界値に達したことに応答して電流位相を進め、所定の電流位相限界値もしくは電流限界値に達したことに応答して速度制御手段（５）の内部状態を限界値到達直前の状態に保持するインバータ制御手段（５）（６）（７）（８）（９）（１３）を含むことを特徴とする同期モータ制御装置。
【請求項３４】
前記インバータ制御手段（５）（７）（１２）（１２ａ）（１３）は、インバータ出力電圧が出力電圧限界値に対して余裕があるとき、インバータ（２）から所望の電圧波形を出力し、インバータ出力電圧が出力電圧限界値に接近することに応答してインバータ（２）からの出力電圧波形を電圧利用率の高い出力電圧波形に近づけるものである請求項３２または請求項３３に記載の同期モータ制御装置。
【請求項３５】
前記インバータ制御手段（５）（７）（１２）（１２ａ）（１３）は、前記所望の電圧波形として正弦波を採用するものである請求項３４に記載の同期モータ制御装置。
【請求項３６】
前記インバータ制御手段（５）（７）（１２）（１２ａ）（１３）は、前記電圧利用率の高い出力電圧波形として矩形波を採用するものである請求項３４または請求項３５に記載の同期モータ制御装置。
【請求項３７】
前記永久磁石モータは圧縮機を駆動するものである請求項３２から請求項３６の何れかに記載の同期モータ制御装置。
【請求項３８】
インバータ（２）の出力電圧を同期モータ（３）に供給することにより同期モータ（３）を制御する同期モータ制御装置において、
インバータ出力電圧振幅が制限されている場合に、モータ電流を制御すべくインバータ（２）を制御するインバータ制御手段（６）（７）（３５）（３９）を含むことを特徴とする同期モータ制御装置。
【請求項３９】
前記インバータ制御手段（６）（７）（３５）（３９）は、前記モータ電流の制御を、モータ電流が少ないことに応答してモータ端子電圧指令値を増加させ、モータ電流が多いことに応答してモータ端子電圧指令値を減少させることにより行うものである請求項３８に記載の同期モータ制御装置。
【請求項４０】
前記インバータ制御手段（６）（３５）（３９）は、前記電圧制限に起因するトルクの減少を補償すべくインバータ（２）を制御するものである請求項３８または請求項３９に記載の同期モータ制御装置。
【請求項４１】
前記インバータ制御手段（６）（３５）（３９）は、前記トルクの減少の補償を、電圧制限による相電圧指令の基本波成分の振幅の減少を補償することにより行うものである請求項４０に記載の同期モータ制御装置。
【請求項４２】
前記インバータ制御手段（６）（３５）は、過変調の度合いが所定の値を越えたことに応答して、過変調の度合いが所定の値になるように電流位相を制御するものである請求項３８から請求項４１の何れかに記載の同期モータ制御装置。
【請求項４３】
前記同期モータ（３）は、回転子の内部に永久磁石を埋め込んでなる永久磁石モータである請求項３１から請求項４２の何れかに記載の同期モータ制御装置。
【請求項４４】
前記同期モータ（３）は圧縮機を駆動するものである請求項３８から請求項４３の何れかに記載の同期モータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御する同期モータ制御方法およびその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御する同期モータ制御装置が提案されている。
【０００３】
そして、このような同期モータ制御装置として、
（１）過変調を行うとともに、電圧制御および電圧位相制御を併用してインバータを制御し、インバータ出力電圧を供給することにより同期モータを制御するもの、
（２）過変調を行わず、電流制御および電流位相制御を併用してインバータを制御し、インバータ出力電圧を供給することにより同期モータを制御するもの、
（３）電圧制御と電流制御とを切り替えてインバータを制御し、インバータ出力波形を供給することにより同期モータを制御するもの
が提案されている。また、
（４）（２）の同期モータ制御装置において、電流位相制御により制御される電流位相の最大値を適当な値で制限するもの
も提案されている。例えば、特開平８−３２２２７９号公報に示されたブラシレスＤＣモータ制御装置においては、必要なトルクに合わせて最大位相を設定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記（１）の同期モータ制御装置を採用した場合には、インバータの出力電圧を最大限利用することができるが、過負荷の時に電流トリップが発生するので、インバータ出力電流を最大限利用することができないという不都合がある。
【０００５】
前記（２）の同期モータ制御装置を採用した場合には、電流トリップの発生を未然に防止することができるが、インバータ出力電圧を最大限利用することができないという不都合がある。換言すれば、効率を十分には高めることができないという不都合がある。
【０００６】
前記（３）の同期モータ制御装置を採用した場合には、切り替えに応じて（１）の同期モータ制御装置を採用した場合の不都合、（２）の同期モータ制御装置を採用した場合の不都合が発生するとともに、電圧制御を行うための構成および電流制御を行うための構成が必要であり、構成が複雑化するという不都合もある。
【０００７】
前記（４）の同期モータ制御装置を採用した場合には、電流位相の最大値を適当な値で制限しているだけであるから、同期モータ、インバータの能力を最大限には活用することができないという不都合がある。さらに説明する。
【０００８】
同期モータを最大トルクを発生できる状態にすることができないので、同期モータを必要以上に大型化することが必要になる。また、高速回転を行わせる場合には誘起電圧を低く抑えたモータを採用する必要があるので、駆動電流が増加し、同期モータによって圧縮機を駆動する場合には圧縮機定格（中速域）効率が低下してしまう。さらに、電流位相を適切には制限していないので、電流位相が真の限界値を越えると同期モータが失速し、トリップの発生、または効率の大幅な低下、運転範囲未達成などの不都合を生じてしまう。
【０００９】
さらに説明する。
【００１０】
従来から、同期モータの制御を行うに当たって、電圧拘束の下での最大トルク条件は全く示されておらず、また、サーボ用途においては、速度垂下制御を行うことは許されず、電圧や電流に余裕を持たせるマージン設計が基本であったので、最大トルク条件での同期モータの制御を行うことは全く不可能であった。サーボ以外の用途においてもマージン設計が常識になっているので、最大トルク条件での同期モータの制御を行うことは全く不可能であった。換言すれば、最大加速、最大トルクなどのように同期モータの最大能力を利用することは不可能であった。このためマージンを超えた場合には、同期モータが失速し、ひいてはトリップ、効率低下、運転範囲未達をもたらしてしまう。
【００１１】
また、インバータ出力電圧がモータ誘起電圧に比して十分に高い場合にはモータ電流によってトルク制御を行い、高速回転時にモータ誘起電圧に起因してモータ電圧を増すことができなくなった場合には電流位相を進めて磁束を弱め、モータ電流を増加させることでさらに高速回転を行わせることが知られている。しかし、これらを用いてモータの最大能力を引き出す方法は全く提案されていないだけでなく、瞬間的に能力以上の指令が与えられた場合に制御系の発散を防止する方法も全く提案されていない。したがって、良好な制御性（高い応答速度、高い効率）を維持しつつモータインバータの能力いっぱいを使い切ることは不可能である。
【００１２】
さらに、インバータ出力電圧が限界値に達すると電流制御系が発散すると考えられているので、インバータ出力電圧を限界値付近まで利用する場合には、電流制御を行うことができず、この結果、トリップ、制御系の発散などの不都合を生じてしまう。
【００１３】
【発明の目的】
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、同期モータの能力を最大限に活用することができ、高い制御性を確保しつつインバータの能力を最大限に活用することができ、しかもインバータ出力電圧を最大限利用しつつトリップレス、電流制御を行うことができる同期モータ制御方法およびその装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１の同期モータ制御方法は、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御するに当たって、電流位相の上限値を、各瞬時のインバータ出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定する方法である。
【００１５】
請求項２の同期モータ制御方法は、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御するに当たって、電流位相の上限値を、各回転数毎に、インバータ最大出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定する方法である。
【００１６】
請求項３の同期モータ制御方法は、電流位相の上限値を、少なくとも回転数に応答して変化させる方法である。
【００１７】
請求項４の同期モータ制御方法は、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御するに当たって、電流位相の上限値を、最高速回転時のインバータ最大出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定する方法である。
【００１８】
請求項５の同期モータ制御方法は、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御するに当たって、電流位相の制限値を、所用トルク毎にインバータ出力電流が制限されることになる最大位相、および最小位相、もしくはこれらの近傍に設定する方法である。
【００１９】
請求項６の同期モータ制御方法は、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御するに当たって、電流位相の上限値を、各瞬時毎に、各瞬時のインバータ出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定される上限値、各回転数毎に、インバータ最大出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定される上限値、最高速回転時のインバータ最大出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定される上限値、所用トルク毎にインバータ出力電流が制限されることになる最大位相もしくはその近傍に設定される上限値のうち、最も小さい上限値を選択する方法である。
【００２０】
請求項７の同期モータ制御方法は、電流位相の下限値を、効率またはトルクを最大とする電流位相、もしくはこれらの近傍に設定し、所用トルクを出力できる電流位相のうち最も小さい電流位相で同期モータを駆動する方法である。
【００２１】
請求項８の同期モータ制御方法は、前記同期モータにより空気調和機用圧縮機を駆動する方法である。
【００２２】
請求項９の同期モータ制御方法は、前記同期モータとして永久磁石モータを採用し、電流位相の上限値を略６０度〜８０度に設定する方法である。
【００２３】
請求項１０の同期モータ制御方法は、インバータの出力電圧を永久磁石モータに供給することにより永久磁石モータを制御するに当たって、回転数の増加に伴ってインバータの出力電圧が限界値に達したことに応答して電流位相を進め、所定の電流位相限界値もしくは電流限界値に達したことに応答して速度垂下制御を行う方法である。
【００２４】
請求項１１の同期モータ制御方法は、インバータの出力電圧を永久磁石モータに供給することにより永久磁石モータを制御するに当たって、回転数の増加に伴ってインバータの出力電圧が限界値に達したことに応答して電流位相を進め、所定の電流位相限界値もしくは電流限界値に達したことに応答して速度制御手段の内部状態を限界値到達直前の状態に保持する方法である。
【００２５】
請求項１２の同期モータ制御方法は、インバータ出力電圧が出力電圧限界値に対して余裕があるとき、インバータから所望の電圧波形を出力し、インバータ出力電圧が出力電圧限界値に接近することに応答してインバータからの出力電圧波形を電圧利用率の高い出力電圧波形に近づける方法である。
【００２６】
請求項１３の同期モータ制御方法は、前記所望の電圧波形として正弦波を採用する方法である。
【００２７】
請求項１４の同期モータ制御方法は、前記電圧利用率の高い出力電圧波形として矩形波を採用する方法である。
【００２８】
請求項１５の同期モータ制御方法は、永久磁石モータにより圧縮機を駆動する方法である。
【００２９】
請求項１６の同期モータ制御方法は、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御するに当たって、インバータ出力電圧振幅が制限されている場合に、モータ電流を制御する方法である。
【００３０】
請求項１７の同期モータ制御方法は、前記モータ電流の制御を、モータ電流が少ないことに応答してモータ端子電圧指令値を増加させ、モータ電流が多いことに応答してモータ端子電圧指令値を減少させることにより行う方法である。
【００３１】
請求項１８の同期モータ制御方法は、前記電圧制限に起因するトルクの減少を補償すべくインバータを制御する方法である。
【００３２】
請求項１９の同期モータ制御方法は、前記トルクの減少の補償を、電圧制限による相電圧指令の基本波成分の振幅の減少を補償することにより行う方法である。
【００３３】
請求項２０の同期モータ制御方法は、電圧利用率を高める過変調の度合いが所定の値を越えたことに応答して、過変調の度合いが所定の値になるように電流位相を制御する方法である。
【００３４】
請求項２１の同期モータ制御方法は、前記同期モータとして、回転子の内部に永久磁石を埋め込んでなる永久磁石モータを採用する方法である。
【００３５】
請求項２２の同期モータ制御方法は、前記同期モータにより圧縮機を駆動する方法である。
【００３６】
請求項２３の同期モータ制御装置は、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御するものにおいて、電流位相の上限値を、各瞬時のインバータ出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定するインバータ制御手段を含むものである。
【００３７】
請求項２４の同期モータ制御装置は、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御するものにおいて、電流位相の上限値を、各回転数毎に、インバータ最大出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定するインバータ制御手段を含むものである。
【００３８】
請求項２５の同期モータ制御装置は、前記インバータ制御手段として、電流位相の上限値を、少なくとも回転数に応答して変化させるものを採用するものである。
【００３９】
請求項２６の同期モータ制御装置は、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御するものにおいて、電流位相の上限値を、最高速回転時のインバータ最大出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定するインバータ制御手段を含むものである。
【００４０】
請求項２７の同期モータ制御装置は、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御するものにおいて、電流位相の制限値を、所用トルク毎にインバータ出力電流が制限されることになる最大位相、および最小位相、もしくはこれらの近傍に設定するインバータ制御手段を含むものである。
【００４１】
請求項２８の同期モータ制御装置は、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御するものにおいて、電流位相の上限値を、各瞬時毎に、各瞬時のインバータ出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定される上限値、各回転数毎に、インバータ最大出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定される上限値、最高速回転時のインバータ最大出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定される上限値、所用トルク毎にインバータ出力電流が制限されることになる最大位相もしくはその近傍に設定される上限値のうち、最も小さい上限値を選択するインバータ制御手段を含むものである。
【００４２】
請求項２９の同期モータ制御装置は、前記インバータ制御手段として、電流位相の下限値を、効率またはトルクを最大とする電流位相、もしくはこれらの近傍に設定し、所用トルクを出力できる電流位相のうち最も小さい電流位相で同期モータを駆動すべくインバータを制御するものを採用するものである。
【００４３】
請求項３０の同期モータ制御装置は、前記同期モータとして、空気調和機用圧縮機を駆動するものを採用するものである。
【００４４】
請求項３１の同期モータ制御装置は、前記同期モータとして永久磁石モータを採用し、前記インバータ制御手段として、電流位相の上限値を略６０度〜８０度に設定するものを採用するものである。
【００４５】
請求項３２の同期モータ制御装置は、インバータの出力電圧を永久磁石モータに供給することにより永久磁石モータを制御するものにおいて、回転数の増加に伴ってインバータの出力電圧が限界値に達したことに応答して電流位相を進め、所定の電流位相限界値もしくは電流限界値に達したことに応答して速度垂下制御を行うインバータ制御手段を含むものである。
【００４６】
請求項３３の同期モータ制御装置は、インバータの出力電圧を永久磁石モータに供給することにより永久磁石モータを制御するものにおいて、回転数の増加に伴ってインバータの出力電圧が限界値に達したことに応答して電流位相を進め、所定の電流位相限界値もしくは電流限界値に達したことに応答して速度制御手段の内部状態を限界値到達直前の状態に保持するインバータ制御手段を含むものである。
【００４７】
請求項３４の同期モータ制御装置は、前記インバータ制御手段として、インバータ出力電圧が出力電圧限界値に対して余裕があるとき、インバータから所望の電圧波形を出力し、インバータ出力電圧が出力電圧限界値に接近することに応答してインバータからの出力電圧波形を電圧利用率の高い出力電圧波形に近づけるものを採用するものである。
【００４８】
請求項３５の同期モータ制御装置は、前記インバータ制御手段として、正弦波を前記所望の電圧波形とするものを採用するものである。
【００４９】
請求項３６の同期モータ制御装置は、前記インバータ制御手段として、矩形波を前記電圧利用率の高い出力電圧波形とするものを採用するものである。
【００５０】
請求項３７の同期モータ制御装置は、前記永久磁石モータとして圧縮機を駆動するものを採用するものである。
【００５１】
請求項３８の同期モータ制御装置は、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御するものにおいて、インバータ出力電圧振幅が制限されている場合に、モータ電流を制御すべくインバータを制御するインバータ制御手段を含むものである。
【００５２】
請求項３９の同期モータ制御装置は、前記インバータ制御手段として、前記モータ電流の制御を、モータ電流が少ないことに応答してモータ端子電圧指令値を増加させ、モータ電流が多いことに応答してモータ端子電圧指令値を減少させることにより行うものを採用するものである。
【００５３】
請求項４０の同期モータ制御装置は、前記インバータ制御手段として、前記電圧制限に起因するトルクの減少を補償すべくインバータを制御するものを採用するものである。
【００５４】
請求項４１の同期モータ制御装置は、前記インバータ制御手段として、前記トルクの減少の補償を、電圧制限による相電圧指令の基本波成分の振幅の減少を補償することにより行うものを採用するものである。
【００５５】
請求項４２の同期モータ制御装置は、前記インバータ制御手段として、過変調の度合いが所定の値を越えたことに応答して、過変調の度合いが所定の値になるように電流位相を制御するものを採用するものである。
【００５６】
請求項４３の同期モータ制御装置は、前記同期モータとして、回転子の内部に永久磁石を埋め込んでなる永久磁石モータを採用するものである。
【００５７】
請求項４４の同期モータ制御装置は、前記同期モータとして圧縮機を駆動するものを採用するものである。
【００５８】
【作用】
請求項１の同期モータ制御方法であれば、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御するに当たって、電流位相の上限値を、各瞬時のインバータ出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定するのであるから、最大回転速度を引き上げるために電流位相を進め、または速度を制御するために電圧位相もしくは電流位相を操作するとき、同期モータが発生できる最大トルク付近での運転を行うことができる。この結果、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化および最適チューニングによる最大効率を実現することができる。
【００５９】
請求項２の同期モータ制御方法であれば、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御するに当たって、電流位相の上限値を、各回転数毎に、インバータ最大出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定するのであるから、速度毎に設定された電流位相の上限値を用いて同期モータを制御することができ、高速時の弱め界磁制御時の電流位相を上限値以下に保持することができる。この結果、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができる。
【００６０】
請求項３の同期モータ制御方法であれば、電流位相の上限値を、少なくとも回転数に応答して変化させるのであるから、請求項１または請求項２と同様の作用を達成することができる。
【００６１】
請求項４の同期モータ制御方法であれば、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御するに当たって、電流位相の上限値を、最高速回転時のインバータ最大出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定するのであるから、処理を簡単化して、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができる。
【００６２】
請求項５の同期モータ制御方法であれば、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御するに当たって、電流位相の制限値を、所用トルク毎にインバータ出力電流が制限されることになる最大位相、および最小位相、もしくはこれらの近傍に設定するのであるから、トルク低下を防止し、しかも電流位相を最大限に制御することができる。この結果、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができる。
【００６３】
請求項６の同期モータ制御方法であれば、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御するに当たって、電流位相の上限値を、各瞬時毎に、各瞬時のインバータ出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定される上限値、各回転数毎に、インバータ最大出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定される上限値、最高速回転時のインバータ最大出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定される上限値、所用トルク毎にインバータ出力電流が制限されることになる最大位相もしくはその近傍に設定される上限値のうち、最も小さい上限値を選択するのであるから、選択された上限値によって電流位相を制限することによって、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができる。
【００６４】
請求項７の同期モータ制御方法であれば、電流位相の下限値を、効率またはトルクを最大とする電流位相、もしくはこれらの近傍に設定し、所用トルクを出力できる電流位相のうち最も小さい電流位相で同期モータを駆動するのであるから、電流位相を下限値と上限値との間の位相に制御することができるほか、請求項１から請求項６の何れかと同様の作用を達成することができる。
【００６５】
請求項８の同期モータ制御方法であれば、前記同期モータにより空気調和機用圧縮機を駆動するのであるから、冷媒によって弱め界磁制御時に発熱が大きくなる同期モータを冷却することができ、同期モータの放熱を特に考慮することなく、請求項１から請求項７の何れかと同様の作用を達成することができる。
【００６６】
請求項９の同期モータ制御方法であれば、前記同期モータとして永久磁石モータを採用し、電流位相の上限値を略６０度〜８０度に設定するのであるから、永久磁石モータの最大能力を引き出して良好な運転特性を実現することができ、しかも請求項８と同様の作用を達成することができる。
【００６７】
請求項１０の同期モータ制御方法であれば、インバータの出力電圧を永久磁石モータに供給することにより永久磁石モータを制御するに当たって、回転数の増加に伴ってインバータの出力電圧が限界値に達したことに応答して電流位相を進め、所定の電流位相限界値もしくは電流限界値に達したことに応答して速度垂下制御を行うのであるから、電流限界、位相限界以下で永久磁石モータを駆動して制御系の発散を防止することができる。そして、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができる。
【００６８】
請求項１１の同期モータ制御方法であれば、インバータの出力電圧を永久磁石モータに供給することにより永久磁石モータを制御するに当たって、回転数の増加に伴ってインバータの出力電圧が限界値に達したことに応答して電流位相を進め、所定の電流位相限界値もしくは電流限界値に達したことに応答して速度制御手段の内部状態を限界値到達直前の状態に保持するのであるから、速度制御系の発散を防止することができる。そして、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができる。
【００６９】
請求項１２の同期モータ制御方法であれば、インバータ出力電圧が出力電圧限界値に対して余裕があるとき、インバータから所望の電圧波形を出力し、インバータ出力電圧が出力電圧限界値に接近することに応答してインバータからの出力電圧波形を電圧利用率の高い出力電圧波形に近づけるのであるから、電圧波形を適宜調整すれば低速域において静音化を達成することができるとともに、高速運転範囲の拡大を達成することができるほか、請求項１０または請求項１１と同様の作用を達成することができる。
【００７０】
請求項１３の同期モータ制御方法であれば、前記所望の電圧波形として正弦波を採用するのであるから、高調波による騒音、振動を簡単に抑制することができるほか、請求項１２と同様の作用を達成することができる。
【００７１】
請求項１４の同期モータ制御方法であれば、前記電圧利用率の高い出力電圧波形として矩形波を採用するのであるから、高速運転範囲の十分な拡大を達成することができるほか、請求項１２または請求項１３と同様の作用を達成することができる。
【００７２】
請求項１５の同期モータ制御方法であれば、永久磁石モータにより圧縮機を駆動するのであるから、騒音、振動を低減することができるとともに、高速まで駆動することができるほか、請求項１０から請求項１４の何れかと同様の作用を達成することができる。
【００７３】
請求項１６の同期モータ制御方法であれば、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御するに当たって、インバータ出力電圧振幅が制限されている場合に、モータ電流を制御するのであるから、電圧制限時に外乱などにより電流が増加する場合にもモータ電流を制御することができる。そして、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができる。
【００７４】
請求項１７の同期モータ制御方法であれば、前記モータ電流の制御を、モータ電流が少ないことに応答してモータ端子電圧指令値を増加させ、モータ電流が多いことに応答してモータ端子電圧指令値を減少させることにより行うのであるから、請求項１６と同様の作用を達成することができる。
【００７５】
請求項１８の同期モータ制御方法であれば、前記電圧制限に起因するトルクの減少を補償すべくインバータを制御するのであるから、電流制限前のトルクを保持し続けることができるほか、請求項１６または請求項１７と同様の作用を達成することができる。
【００７６】
請求項１９の同期モータ制御方法であれば、前記トルクの減少の補償を、電圧制限による相電圧指令の基本波成分の振幅の減少を補償することにより行うのであるから、請求項１８と同様の作用を達成することができる。
【００７７】
請求項２０の同期モータ制御方法であれば、電圧利用率を高める過変調の度合いが所定の値を越えたことに応答して、過変調の度合いが所定の値になるように電流位相を制御するのであるから、過変調の度合いが大きくなりすぎることを防止することができるほか、請求項１６から請求項１９の何れかと同様の作用を達成することができる。
【００７８】
請求項２１の同期モータ制御方法であれば、前記同期モータとして、回転子の内部に永久磁石を埋め込んでなる永久磁石モータを採用するのであるから、弱め界磁作用を効果的に利用することができるほか、請求項９から請求項２０の何れかと同様の作用を達成することができる。
【００７９】
請求項２２の同期モータ制御方法であれば、前記同期モータにより圧縮機を駆動するのであるから、急激な負荷増大が起こった場合であっても同期モータ、インバータの破損をもたらす過電流を防止することができるほか、請求項１６から請求項２１の何れかと同様の作用を達成することができる。
【００８０】
請求項２３の同期モータ制御装置であれば、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御するに当たって、インバータ制御手段によって、電流位相の上限値を、各瞬時のインバータ出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定することができる。
【００８１】
したがって、最大回転速度を稼ぐために電流位相を進め、または速度制御を行うために電圧位相もしくは電流位相を制御するに当たって、同期モータの発生できる最大トルクでの制御を行うことができる。この結果、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化および最適チューニングによる最大効率を実現することができる。
【００８２】
請求項２４の同期モータ制御装置であれば、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御するに当たって、インバータ制御手段によって、電流位相の上限値を、各回転数毎に、インバータ最大出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定することができる。
【００８３】
したがって、速度毎に設定された電流位相の上限値を用いて同期モータを制御することができ、高速時の弱め界磁制御時の電流位相を上限値以下に保持することができる。この結果、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができる。
【００８４】
請求項２５の同期モータ制御装置であれば、前記インバータ制御手段として、電流位相の上限値を、少なくとも回転数に応答して変化させるものを採用するのであるから、請求項２３または請求項２４と同様の作用を達成することができる。
【００８５】
請求項２６の同期モータ制御装置であれば、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御するに当たって、インバータ制御手段によって、電流位相の上限値を、最高速回転時のインバータ最大出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定することができる。
【００８６】
したがって、最大電圧、最大電流位相時の過渡変化のみに対して電流位相を制限することができる。この結果、構成を簡単化して、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができる。
【００８７】
請求項２７の同期モータ制御装置であれば、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御するに当たって、インバータ制御手段によって、電流位相の制限値を、所用トルク毎にインバータ出力電流が制限されることになる最大位相、および最小位相、もしくはこれらの近傍に設定することができる。
【００８８】
したがって、トルク低下を防止し、しかも電流位相を最大限に制御することができる。この結果、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができる。
【００８９】
請求項２８の同期モータ制御装置であれば、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御するに当たって、インバータ制御手段によって、電流位相の上限値を、各瞬時毎に、各瞬時のインバータ出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定される上限値、各回転数毎に、インバータ最大出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定される上限値、最高速回転時のインバータ最大出力電圧においてモータトルクを最大とする位相もしくはその近傍に設定される上限値、所用トルク毎にインバータ出力電流が制限されることになる最大位相もしくはその近傍に設定される上限値のうち、最も小さい上限値を選択することができる。
【００９０】
したがって、選択された上限値によって電流位相を制限することによって、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができる。
【００９１】
請求項２９の同期モータ制御装置であれば、前記インバータ制御手段として、電流位相の下限値を、効率またはトルクを最大とする電流位相、もしくはこれらの近傍に設定し、所用トルクを出力できる電流位相のうち最も小さい電流位相で同期モータを駆動すべくインバータを制御するものを採用するのであるから、電流位相を下限値と上限値との間の位相に制御することができるほか、請求項２３から請求項２８の何れかと同様の作用を達成することができる。
【００９２】
請求項３０の同期モータ制御装置であれば、前記同期モータとして、空気調和機用圧縮機を駆動するものを採用するのであるから、冷媒によって同期モータを冷却することができ、同期モータの放熱を特に考慮することなく、請求項２３から請求項２９の何れかと同様の作用を達成することができる。
【００９３】
請求項３１の同期モータ制御装置であれば、前記同期モータとして永久磁石モータを採用し、前記インバータ制御手段として、電流位相の上限値を略６０度〜８０度に設定するものを採用するのであるから、永久磁石モータの最大能力を引き出して平坦なトルク特性を実現することができ、しかも請求項３０と同様の作用を達成することができる。
【００９４】
請求項３２の同期モータ制御装置であれば、インバータの出力電圧を永久磁石モータに供給することにより永久磁石モータを制御するに当たって、インバータ制御手段によって、回転数の増加に伴ってインバータの出力電圧が限界値に達したことに応答して電流位相を進め、所定の電流位相限界値もしくは電流限界値に達したことに応答して速度垂下制御を行うことができる。
【００９５】
したがって、電流限界、位相限界以下で永久磁石モータを駆動して制御系の発散を防止することができる。そして、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができる。
【００９６】
請求項３３の同期モータ制御装置であれば、インバータの出力電圧を永久磁石モータに供給することにより永久磁石モータを制御するに当たって、インバータ制御手段によって、回転数の増加に伴ってインバータの出力電圧が限界値に達したことに応答して電流位相を進め、所定の電流位相限界値もしくは電流限界値に達したことに応答して速度制御手段の内部状態を限界値到達直前の状態に保持することができる。
【００９７】
したがって、速度制御系の発散を防止することができる。そして、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができる。
【００９８】
請求項３４の同期モータ制御装置であれば、前記インバータ制御手段として、インバータ出力電圧が出力電圧限界値に対して余裕があるとき、インバータから所望の電圧波形を出力し、インバータ出力電圧が出力電圧限界値に接近することに応答してインバータからの出力電圧波形を電圧利用率の高い出力電圧波形に近づけるものを採用するのであるから、低速域において静音化を達成することができるとともに、高速運転範囲の拡大を達成することができるほか、請求項３２または請求項３３と同様の作用を達成することができる。
【００９９】
請求項３５の同期モータ制御装置であれば、前記インバータ制御手段として、正弦波を前記所望の電圧波形とするものを採用するのであるから、高調波による騒音、振動を簡単に抑制することができるほか、請求項３４と同様の作用を達成することができる。
【０１００】
請求項３６の同期モータ制御装置であれば、前記インバータ制御手段として、矩形波を前記電圧利用率の高い出力電圧波形とするものを採用するのであるから、高速運転範囲の十分な拡大を達成することができるほか、請求項３４または請求項３５と同様の作用を達成することができる。
【０１０１】
請求項３７の同期モータ制御装置であれば、前記永久磁石モータとして圧縮機を駆動するものを採用するのであるから、騒音、振動を低減することができるとともに、高速まで駆動することができるほか、請求項３２から請求項３６の何れかと同様の作用を達成することができる。
【０１０２】
請求項３８の同期モータ制御装置であれば、インバータの出力電圧を同期モータに供給することにより同期モータを制御するに当たって、インバータ制御手段によって、インバータ出力電圧振幅が制限されている場合に、モータ電流を制御すべくインバータを制御することができる。
【０１０３】
したがって、電圧制限時に外乱などにより電流が増加する場合にもモータ電流を制御することができる。そして、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができる。
【０１０４】
請求項３９の同期モータ制御装置であれば、前記インバータ制御手段として、前記モータ電流の制御を、モータ電流が少ないことに応答してモータ端子電圧指令値を増加させ、モータ電流が多いことに応答してモータ端子電圧指令値を減少させることにより行うものを採用するのであるから、請求項３８と同様の作用を達成することができる。
【０１０５】
請求項４０の同期モータ制御装置であれば、前記インバータ制御手段として、前記電圧制限に起因するトルクの減少を補償すべくインバータを制御するものを採用するのであるから、電流制限前のトルクを保持し続けることができるほか、請求項３８または請求項３９と同様の作用を達成することができる。
【０１０６】
請求項４１の同期モータ制御装置であれば、前記インバータ制御手段として、前記トルクの減少の補償を、電圧制限による相電圧指令の基本波成分の振幅の減少を補償することにより行うものを採用するのであるから、請求項４０と同様の作用を達成することができる。
【０１０７】
請求項４２の同期モータ制御装置であれば、前記インバータ制御手段として、過変調の度合いが所定の値を越えたことに応答して、過変調の度合いが所定の値になるように電流位相を制御するものを採用するのであるから、過変調の度合いが大きくなりすぎることを防止することができるほか、請求項３８から請求項４１の何れかと同様の作用を達成することができる。
【０１０８】
請求項４３の同期モータ制御装置であれば、前記同期モータとして、回転子の内部に永久磁石を埋め込んでなる永久磁石モータを採用するのであるから、弱め界磁作用を効果的に利用することができるほか、請求項３１から請求項４２の何れかと同様の作用を達成することができる。
【０１０９】
請求項４４の同期モータ制御装置であれば、前記同期モータとして圧縮機を駆動するものを採用するのであるから、急激な負荷増大が起こった場合であっても同期モータ、インバータの破損をもたらす過電流を防止することができるほか、請求項３８から請求項４３の何れかと同様の作用を達成することができる。
【０１１０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、この発明の同期モータ制御方法およびその装置の実施の態様を詳細に説明する。
【０１１１】
図１はこの発明の同期モータ制御装置の一実施態様を示すブロック図である。
【０１１２】
この同期モータ制御装置は、交流電源１を入力として直流電力を出力するコンバータ１ａと、直流電力を入力として交流電力を出力し、同期モータ３に供給するインバータ２と、モータ電流を検出する電流検出部３ａと、モータ電圧を検出する電圧検出部３ｂと、モータ電流、モータ電圧に基づいて同期モータ３の回転子の回転位置（以下、ロータ位置と称する）および回転子の回転速度（以下、単に速度と称する）を出力する位置・速度検出部４と、位置・速度検出部４からの速度および外部から与えられる速度指令を入力として速度制御を行い、電流指令を出力する速度制御部５と、速度制御部５からの電流指令および外部から与えられる位相指令を入力として位相制御を行って電流振幅指令を出力する位相制御部６と、位相制御部６からの電流振幅指令、モータ電流、およびロータ位置（θ）を入力として電流制御を行って電圧指令を出力し、インバータ２に供給する電流制御部７と、位置・速度検出部４からの速度および電流制御部７からの電圧指令を入力として、予め設定されている最大電流位相（モータ出力電圧、回転数に対応して予め設定されている最大電流位相）のうち、該当する最大電流位相を出力する最大位相テーブル８と、位相制御部６に供給されるべく位相指令を最大電流位相に基づいて制限する位相リミット部９とを有している。
【０１１３】
前記同期モータ３としては、例えば、回転子の内部に永久磁石を配置してなる永久磁石モータ｛以下、埋込永久磁石モータ（ＩＰＭ）と称する｝が例示できるが、従来公知の他の構成のものを採用することが可能である。
【０１１４】
前記最大位相テーブル８としては、関数の形で最大電流位相を保持するものであってもよい。
【０１１５】
前記位置・速度検出部４としては、無通電区間における誘起電圧に基づいてロータ位置、速度を検出するものであってもよいが、同期モータ３に位置検出機構を設けておいて位置検出結果からロータ位置、速度を出力するようにしてもよい。もちろん、モータモデルに基づく演算を行ってロータ位置、速度を出力するものであってもよい。
【０１１６】
また、前記各構成部分の構成は従来公知であるから詳細な説明を省略する。
【０１１７】
先ず、ＩＰＭの電流位相−トルク特性を説明する。
【０１１８】
図２はモータ電流固定時のＩＰＭの電流位相−トルク特性を示す図である。
【０１１９】
ＩＰＭでは磁石トルクの他にリラクタンストルクが発生するため、電流位相０度よりも進め位相で最大トルクを発生する。この時ＩＰＭに印加する電圧は、電流位相を進めるほど、永久磁石の界磁を弱める弱め界磁状態となるため低下していく。
【０１２０】
そして、電圧固定時の電流位相−トルク特性を示す図３中（ａ）（ｂ）から分かるように、ＩＰＭの印加電圧を一定とした場合、電流位相を進めることにより、モータ電流は増加するがモータ電流に対するトルク発生量は減少する。そして、図３の評価に用いたＩＰＭでは、電流位相が７０〜８０度の場合に最大トルクを発生する。
【０１２１】
上記の構成の同期モータ制御装置の作用は次のとおりである。
【０１２２】
インバータ２の出力電圧を印加して同期モータ３を運転している間に、電流検出部３ａによりモータ電流を検出するとともに、電圧検出部３ｂによりモータ電圧を検出し、モータ電流およびモータ電圧を位置・速度検出部４に供給することによりロータ位置および速度を検出する。
【０１２３】
そして、検出された速度および外部から与えられる速度指令に基づいて速度制御部５によって速度制御を行って電流指令を生成する。
【０１２４】
また、外部から与えられる位相指令は位相リミット部９に供給され、電圧指令および速度に基づいて最大位相テーブル８から出力される最大電流位相を越えないように位相指令を制限する。もちろん、位相指令が最大電流位相よりも小さい場合には、位相指令をそのまま出力する。
【０１２５】
速度制御部５からの電流指令および位相リミット部９からの位相指令に基づいて位相制御部６において位相制御を行うことにより電流振幅指令（および電流位相）を出力する。
【０１２６】
この電流振幅指令、モータ電流およびロータ位置に基づいて電流制御部７により電流制御を行って、モータ電流の大きさ、位相を指令値に合わせるべく電圧指令を出力し、インバータ２に供給する。
【０１２７】
したがって、最大回転速度を稼ぐために電流位相を進める処理を行うとともに、速度制御を行うに当たって、電圧値ではなく、電流位相を制御する処理を行い、しかも同期モータ３の発生できる最大トルクでの制御を行うことができる。
【０１２８】
なお、上記の構成の同期モータ制御装置において、電流制御部７を省略し、速度制御部５において直接電圧振幅を生成し、位相制御部６において電圧位相制御を行うとともに、ロータ位置に合わせたインバータへの電圧指令を生成するように構成することが可能である。
【０１２９】
図４はこの発明の同期モータ制御装置の他の実施態様を示すブロック図である。
【０１３０】
この同期モータ制御装置が図１の同期モータ制御装置と異なる点は、最大位相テーブル８として、各速度に対する最大電流位相を保持するものを採用した点のみである。
【０１３１】
したがって、この場合には、位置・速度検出部４からの速度に基づいて最大位相テーブル８から該当する最大電流位相を出力し、位相リミット部９に供給することができる。
【０１３２】
この結果、図１の同期モータ制御装置と同様に、最大回転速度を稼ぐために電流位相を進める処理を行うとともに、速度制御を行うに当たって、電圧値ではなく、電流位相を制御する処理を行い、しかも同期モータ３の発生できる最大トルクでの制御を行うことができる。
【０１３３】
また、この実施態様においては、最大位相テーブル８を定数に置きかえることができる。
【０１３４】
通常、電流制御ループを持つ同期モータ制御装置では、トルクが必要になった場合にモータ電流値を増加させる処理が行われ、電流位相を大きく動かすことはない。このため、電流位相の制限が必要になるのは、高速時の弱め界磁制御時のみの場合が多い。したがって、この実施態様の同期モータ制御装置を採用することにより、真に必要な場合にのみ電流位相の制限を行うことができる。
【０１３５】
図５はこの発明の同期モータ制御装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。
【０１３６】
この同期モータ制御装置が図１の同期モータ制御装置と異なる点は、最大位相テーブル８に代えて、最大位相保持部８’を採用した点のみである。
【０１３７】
この最大位相保持部８’は、最高回転時のインバータ最大出力電圧においてモータトルクを最大とする最大電流位相が予め設定されたものである。
【０１３８】
したがって、この場合には、最大位相保持部８’からの最大電流位相に基づいて位相リミット部９により位相指令を制限するほか、図１の同期モータ制御装置と同様の作用を達成することができる。
【０１３９】
この結果、最大位相テーブル８と比較して最大位相保持部８’の構成を簡単化することができる。
【０１４０】
また、通常、電圧が足りている場合には電流振幅でトルクを制御する。そして、高速回転になり電圧が足りなくなった場合には、電流位相を進め、弱め界磁制御を行うため、最大負荷の時、最大電圧、最大位相になる。したがって、最大電圧、最大位相時の過渡変化に対して位相の制限が行われれば問題のない用途は多く、これらの用途にこの実施態様の同期モータ制御装置を適用することによって、最大電圧、最大位相時の過渡変化に対してのみ位相の制限を行うことができる。
【０１４１】
図６はこの発明の同期モータ制御装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。
【０１４２】
この同期モータ制御装置が図１の同期モータ制御装置と異なる点は、最大位相テーブル８として、所用トルク毎にインバータ出力電流が制限値となる直前の最大電流位相および最小電流位相が予め格納されたものを採用した点、および電流振幅と電流位相とから出力トルクを推定して最大位相テーブル８に供給するトルク推定部１０をさらに含む点のみである。
【０１４３】
したがって、この場合には、トルク推定部１０によって、電流振幅と電流位相とから出力トルクを推定して最大位相テーブル８に供給し、最大位相テーブル８から、そのトルクでの出力電流が制限される電流位相を読み出す。そして、位相リミット部９がその電流位相によって位相指令を制限することによって、電流位相の行き過ぎにより電流制限が働くことで出力トルクが低下するという不都合を防止することができる。
【０１４４】
この結果、トルク低下を防止しつつ最大限に位相を制御することができる。
【０１４５】
図７はこの発明の同期モータ制御装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。
【０１４６】
この同期モータ制御装置が図１の同期モータ制御装置と異なる点は、最大位相テーブル８を設ける代わりに、電流制御部７として、出力電流が限界を越える場合に出力電流を制限する機能と、出力電流の制限を行ったことを示すフラグを出力する機能を有するものを採用した点のみである。
【０１４７】
したがって、この場合には、出力電流が制限値に達したことを示す電流制御部７からのフラグを位相リミット部９に供給することによって、電流位相がそれ以上はみ出すことを禁止し、電流位相の行き過ぎより電流制限が働くことで出力トルクが低下するという不都合を防止することができる。
【０１４８】
この結果、トルク低下を防止しつつ最大限に位相を制御することができる。
【０１４９】
図８は電圧および電流制限時のトルク−電流位相特性を示す図である。
【０１５０】
なお、この特性は、最大電圧を２００Ｖ、最大電流を２０Ａ、最大回転速度を１２０ｒｐｓとしたＩＰＭについて得られたものである。
【０１５１】
そして、図４の同期モータ制御装置（請求項２）では、１２０ｒｐｓ時▲１▼、７０ｒｐｓ時▲２▼を通る線が最大電流位相となり、図１の同期モータ制御装置（請求項１）では、各電圧毎に図４の同期モータ制御装置の電流位相を求めたものとなり、図５の同期モータ制御装置（請求項４）では、▲１▼を通る垂直なラインが最大電流位相となり、図６または図７の同期モータ制御装置（請求項５）では、電流制限２０Ａｒｍｓのライン外側が制限される電流位相の範囲となる。
【０１５２】
また、これらの最大電流位相を求め、これらのうち、小さい方の最大電流位相を選択して位相指令を制限することが好ましく、位相指令が必要以上に大きくなることを防止することができる。
【０１５３】
図９はＩＰＭの動作位相を説明する図である。
【０１５４】
低速回転中でインバータ出力電圧に余裕がある場合には、トルクの増加に伴って、▲１▼→▲２▼→▲３▼の順に電流位相を変化させる。
【０１５５】
高速回転中で▲１▼→▲２▼→▲３▼の動作点ではインバータ出力電圧が十分に電流を流すに至らなくなってくると、位相を進めることで弱め界磁を行い、電流値を増加させることでさらにトルクを発生させる。例えば、７０ｒｐｓの場合には▲２▼→▲３▼の動作点をとることができないので、▲１▼→▲２▼→▲４▼の順に電流位相を制御することで、ＩＰＭの持つ最大のトルクを引き出すことができる。
【０１５６】
さらに高速な領域では、電流位相を進めることによって、逆にトルクが減少していく領域が電流制限値未満の領域で発生する（１２０ｒｐｓの▲６▼の右側参照）。この領域ではトルクを出そうとして位相を進めると逆にトルクが減少するため、ＩＰＭの最大能力を発揮することができない。
【０１５７】
そこで、この領域の入らないように、各回転数毎に▲５▼→▲６▼で示す最大電流位相を持たせればよく、ＩＰＭの持つ最大トルクを引き出すことができる。
【０１５８】
なお、以上には、電流位相の下限値を最大トルクラインに設定しているが、最高効率ラインに設定することが可能である。ただし、最高効率はほぼ４０度近辺にあるので、電流位相の下限値を直線（定数）に設定することもでき、構成を簡単化することができる。
【０１５９】
図１０はこの発明の同期モータ制御装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。
【０１６０】
この同期モータ制御装置が図６の同期モータ制御装置と異なる点は、トルク推定部１０からの出力トルクを入力とする最小位相テーブル１１をさらに含む点、最大位相テーブル８としてトルク推定部１０からの出力トルクおよび検出された速度を入力として最大電流位相を出力するものを採用する点、位相リミット部９に代えて、最大位相テーブル８からの最大電流位相、最小位相テーブル１１からの最小電流位相、および電流制御部７からの電圧指令を入力として電流位相を算出し、位相指令として出力する位相算出部９’を採用する点、速度制御部５として電流振幅指令を出力するものを採用した点、および位相制御部６として電流指令を出力するものを採用した点のみである。
【０１６１】
前記最小位相テーブル１１は、最小電流位相を出力すべくトルク−最小電流位相曲線を保持しているので、トルクが与えられることにより、該当する最小電流位相を出力する。具体的には、図９の▲１▼→▲２▼→▲３▼で表されるトルク−最小電流位相曲線を保持している。ただし、一定値で代用することもできる。
【０１６２】
前記最大位相テーブル８は、電流制限による最大電流位相、および電圧拘束の下での各回転数毎の最大電流位相を保持し、トルクが与えられることにより適宜小さい方の最大電流位相を出力する。具体的には、図９の▲３▼→▲４▼→▲５▼で表される電流制限による最大電流位相、および▲５▼→▲６▼で表される電圧拘束の下での各回転数毎の最大電流位相を保持している。
【０１６３】
前記位相算出部９’は、電圧指令が最大電圧に達していない場合に位相指令を遅相制御し、最大電圧に達してる場合に位相指令を進相制御するものである。そして、遅相制御の結果、最小位相テーブル１１からの最小電流位相になった場合には遅相制御を中止して最小位相テーブル１１からの最小電流位相を位相指令とする。逆に、進相制御の結果、最大位相テーブル８からの最大電流位相になった場合には進相制御を中止して最大位相テーブル８からの最大電流位相を位相指令とする。
【０１６４】
したがって、この場合には、電流指令に基づいてトルク推定部１０によって出力トルクを推定し、最大位相テーブル８および最小位相テーブル１１に供給することによって、最大位相テーブル８からの最大電流位相および最小位相テーブル１１からの最小電流位相を位相算出部９’に供給する。
【０１６５】
この位相算出部９’においては、最大電流位相と最小電流位相との間において、電圧指令が最大電圧に達しているか否かに対応して進相制御もしくは遅相制御を行って位相指令を出力する。
【０１６６】
そして、出力される位相指令に基づいて図６の同期モータ制御装置と同様の作用を達成することができる。
【０１６７】
この結果、電流位相を最大電流位相と最小電流位相との間の値に設定して同期モータを制御することができる。
【０１６８】
図１１はこの発明の同期モータ制御装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。
【０１６９】
この同期モータ制御装置が図１０の同期モータ制御装置と異なる点は、最大位相テーブル８として検出された速度のみを入力として最大電流位相を出力するものを採用する点、および位相算出部９’として最大位相テーブル８からの最大電流位相、最小位相テーブル１１からの最小電流位相、位相制御部６からの電流指令、および電流制御部７からの電圧指令を入力として電流位相を算出し、位相指令として出力するものを採用する点のみである。
【０１７０】
前記最大位相テーブル８は、電圧拘束の下での各回転数毎の最大電流位相のみを保持している。
【０１７１】
前記位相算出部９’は、最大電流位相による電流位相の制限時に遅相制御を行うほか、図１０の位相算出部９’と同様の作用を達成する。
【０１７２】
したがって、この場合にも、電流位相を最大電流位相と最小電流位相との間の値に設定して同期モータを制御することができる。
【０１７３】
前記の何れかの同期モータ制御装置により制御される同期モータにより空気調和機用圧縮機を駆動することが好ましい。
【０１７４】
この場合には、冷媒によって同期モータが冷却され、しかも著しく高い冷却効率を達成することができる。したがって、同期モータの放熱を特に考慮することなく同期モータの能力の限界を引き出すことができる。
【０１７５】
また、ＩＰＭによって空気調和機用圧縮機を駆動する場合には、電流位相の上限を略６０〜８０度に設定することが好ましい。
【０１７６】
図１２は空気調和機用圧縮機の運転エリアを示す図である。
【０１７７】
空気調和機用圧縮機では、極低速での運転と高速高負荷での運転が必要なく、それ以外の回転数では一定のトルクが求められる。このため、低速運転時には最大電流制限にかかることがない。また、中速回転時に最大トルク電流位相にかかることもない。
【０１７８】
したがって、電流位相の上限を最高回転数付近の最大トルク電流位相に設定することによって、ＩＰＭの最大能力を引き出して空気調和機用圧縮機を運転することができる。
【０１７９】
図１３はこの発明の同期モータ制御装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。
【０１８０】
この同期モータ制御装置が図１１の同期モータ制御装置と異なる点は、位相算出部９’として電流限界、位相限界に達したことを条件として速度を垂下させる指令を出力する機能をさらに有するものを採用した点、および外部から与えられる速度指令から速度垂下指令を減算して速度制御部５に供給する減算部５ａをさらに含む点のみである。
【０１８１】
この場合には、電流限界、位相限界に達したことを条件として位相算出部９’から速度垂下指令を出力し、減算部５ａによって速度指令を減少させることができる。
【０１８２】
そして、減少させられた速度指令に基づいて図１１の同期モータ制御装置と同様の作用を達成することができる。
【０１８３】
この結果、電流限界、位相限界以下で同期モータを駆動し、制御系の発散を防止することができる。
【０１８４】
さらに説明する。
【０１８５】
速度垂下制御を全く行わない場合には、一瞬だけ電流限界、位相限界に達して電流、位相が制限されるだけであれば何ら不都合なく同期モータを駆動することができる可能性がある。しかし、定常的に電流、位相が制限される状況であれば、位相誤差、電流誤差がＰＩ制御器などの制御器の内部状態に蓄積してＰＩ制御器の発散などの不都合を生じる。また、速度制御系が要求する所用トルクを発生させることができないことに起因して速度制御系の制御器も発散するという不都合を生じる。
【０１８６】
しかし、図１３の同期モータ制御装置を採用すれば、速度垂下制御を行って電流、位相が制限されることを未然に防止することができ、制御器の発散をも防止することができる。
【０１８７】
図１４はこの発明の同期モータ制御装置のさらに他の実施態様の要部を示すブロック図である。
【０１８８】
この同期モータ制御装置は、外部から与えられる速度指令と検出速度との差を入力としてＰＩ制御演算を行い、電流振幅指令を出力する速度制御部５と、電流振幅指令を入力として位相制御を行い、電流指令を出力する位相制御部６と、電流指令を入力として電流制限を行う電流リミッタ部２３と、電流リミッタ部２３からの電流指令とモータ電流との差を入力としてＰＩ制御演算を行い、電圧指令を出力する電流制御部７と、この電圧指令を入力として非干渉処理を行ってｄ軸電圧指令およびｑ軸電圧指令を出力する非干渉部２５と、ｄ軸電圧指令およびｑ軸電圧指令を入力としてロータ位置に基づいて３相電圧指令に変換するｄ−ｑ→３相変換部２６と、３相電圧指令を入力としてデッドタイム補償を行うデッドタイム補償部２７と、デッドタイム補償後の３相電圧指令を入力としてデューティー制限を行って３相電圧指令を出力するデューティーリミット部２８と、デューティーリミット部２８からの３相電圧指令を制御信号とし、３相交流電圧を生成して同期モータ３に印加するインバータ２と、デューティーリミット部２８からの３相電圧指令を入力としてロータ位置に基づいて電圧を検出する電圧検出部３ｂと、ロータ位置に基づいてモータ電流を検出する電流検出部３ａと、検出された電圧およびモータ電流を入力として、予め設定されたモータモデルに基づいてロータ位置および速度を推定する位置・速度検出部４とを含んでいる。
【０１８９】
前記デューティーリミット部２８は、インバータ２の出力電圧が限界に達すると定数Ｋ２部３４により定数Ｋ２が乗算されて進相指令として位相制御部６に供給すべく電圧オーバー値を出力する。
【０１９０】
前記電流リミッタ２３は、電流指令が電流限界以上か否かを判定し、電流限界以上の電流指令が供給されたことに応答して、電流指令の位相を保持したまま電流値を電流限界まで削減し、しかも速度制御部５の内部状態積分項（以下、Ｉ項と称する）を電流指令が上限に達する前の値に固定すべくＩ項制限指令を出力する。
【０１９１】
前記位相制御部６は、進相指令が供給されたことに応答して電流位相を進相制御し、電流位相が上限に達すると進相を停止させ、速度制御部５の内部状態Ｉ項を電流位相が上限に達する前の値に固定すべくＩ項制限指令を出力する。
【０１９２】
図１５は位相制御部の構成を詳細に示すブロック図である。
【０１９３】
進相指令に基づいて進相制御を行うとともに、進相指令が供給されていないことに応答して遅相制御を行って位相指令を出力する位相制御部２２ａと、位相指令が位相下限値に達したことを検出して遅相制御停止指令を位相制御部２２ａに供給する位相下限部２２ｂと、位相指令が位相上限値に達したことを検出して進相制御停止指令を位相制御部２２ａに供給するとともに、Ｉ項制限指令を出力する位相上限部２２ｃと、位相指令のｃｏｓ成分を得るｃｏｓ部２２ｄと、位相指令のｓｉｎ成分を得るｓｉｎ部２２ｅと、ｃｏｓ成分と電流振幅指令とを乗算してｑ軸電流指令を出力する第１乗算部２２ｆと、ｓｉｎ成分と電流振幅指令とを乗算してｄ軸電流指令を出力する第２乗算部２２ｇとを有している。
【０１９４】
上記の構成の同期モータ制御装置の作用は次のとおりである。
【０１９５】
同期モータ３の回転数増加に伴ってインバータ２の出力電圧が限界に達するまでの間は、速度制御、位相制御、電流制御などを行ってインバータ２を制御し、同期モータ３の回転数を増加させる。
【０１９６】
そして、同期モータ３の回転数増加に伴ってインバータ２の出力電圧が限界に達した場合には、デューティーリミット部２８から位相制御部６に進相指令を供給するので、位相制御部６において進相制御を行って電流位相を進める。
【０１９７】
電流位相が上限に達した場合には、位相上限部２２ｃから進相制御停止指令を出力して進相制御を停止させるとともに、Ｉ項制限指令を出力して速度制御部５における内部状態のうちＩ項（積分項）を電流位相が上限に達する直前の値に固定する。
【０１９８】
また、電流指令が電流限界以上になった場合には、電流リミッタ部２３において、電流位相を保持したまま電流値を電流限界まで削減するとともに、Ｉ項制限指令を出力して速度制御部５における内部状態のうちＩ項を電流値が電流限界に達する直前の値に固定する。
【０１９９】
この結果、速度制御部の発散を防止して、同期モータの安定な制御を実現することができる。
【０２００】
図１６はこの発明の同期モータ制御装置のさらに他の実施態様の要部を示すブロック図である。
【０２０１】
この同期モータ制御装置が図１３の同期モータ制御装置と異なる点は、位置・速度検出部４としてモータモデルを用いてロータ位置および速度を検出するものを採用する点、位相制御部６に代えて、ロータ位置に応じて任意の調波成分を重畳した波形パターンを発生する波形発生部１２および電流指令と波形パターンとを乗算して電流制御部７に供給すべき電流指令を出力する乗算部１２ａを採用する点、および電流制御部７からの電圧指令をインバータ出力限界電圧でクリップする電圧リミッタ１３をさらに含む点のみである。
【０２０２】
この同期モータ制御装置であれば、ロータ位置に応じて波形発生部１２が任意の調波成分を重畳した波形パターンを出力するので、電流指令と重畳して電流制御部７に供給することにより、電圧指令を出力する。
【０２０３】
この電圧指令がインバータ出力限界電圧以下であればそのままインバータ３に供給することができるが、インバータ出力限界電圧よりも大きければ電圧リミッタ１３によりインバータ出力限界電圧でクリップされてインバータ３に供給される。
【０２０４】
そして、電圧指令がクリップされれば、出力電圧が矩形波に近づき、同じ出力限界電圧であっても基本波成分を大きくすることができ、高速回転を可能とすることができる。このような高速域においては、モータノイズよりもメカノイズが大きくなり、モータの静音化は余り意味を持たなくなる。
【０２０５】
この実施態様において、電圧波形を矩形波に近づけるために、出力限界電圧に漸近する特性を持たせることも可能である。また、矩形波以外の波形であっても、電圧利用率が高い波形を採用することによって同様の作用を達成することができる。
【０２０６】
さらに、任意の調波成分を重畳して自由な波形とすることができるので、低速域において静音化などを達成することができる（ブラシレスＤＣモータにおける電流波形最適化法」、千切他、平成７年電気学会産業応用部門全国大会参照）。ここで、この波形を正弦波に設定すれば、調波成分が基本波のみになるので、高調波による騒音や振動を簡単に抑えることができる。
【０２０７】
図１７中（Ａ）は電圧指令をインバータ出力限界電圧以下に設定した状態を示す図であり、基本波成分もインバータ出力限界電圧以下になっている。
【０２０８】
これに対して、図１７中（Ｂ）は電圧指令をインバータ出力限界電圧よりも大きく設定した状態を示す図であり、電圧指令を電圧リミッタ１３によりクリップすることによって矩形波に近い出力電圧波形とする。この結果、図１７中（Ａ）の場合と比較して基本波成分を大きくすることができる。
【０２０９】
なお、図１７中（Ａ）（Ｂ）は共に、説明の簡単化のために、単相の場合を示しているが、３相の場合にも同様に表すことができる。
【０２１０】
図１８は図１６の同期モータ制御装置による運転範囲の実測結果｛（Ａ）参照｝、図１６の同期モータ制御装置による運転範囲のシミュレーション結果｛（Ｂ）参照｝、および電圧リミッタを用いない同期モータ制御装置による運転範囲のシミュレーション結果｛（Ｃ）参照｝を示す図である。
【０２１１】
図１８から分かるように、電圧リミッタを設けることによって運転範囲を高速側に拡大することができる。
【０２１２】
図１３から図１６の同期モータ制御装置により制御される同期モータによって圧縮機を駆動することができる。
【０２１３】
一般に、圧縮機は騒音、振動が問題となり、しかも高速まで駆動する必要があるが、図１３から図１６の同期モータ制御装置を採用することによって、騒音、振動を低減することができるとともに、高速まで駆動することができる。
【０２１４】
図１９はこの発明の同期モータ制御装置のさらに他の実施態様の要部を示すブロック図である。
【０２１５】
この同期モータ制御装置は、外部から与えられる速度指令と検出速度との差を入力としてＰＩ制御演算を行い、電流振幅指令を出力する速度制御部５と、電流振幅指令を入力として位相制御を行い、電流指令（ｄ軸電流指令およびｑ軸電流指令）を出力するとともに、位相オーバー値（限界位相を基準とするオーバー値）を出力する位相制御部６と、電流指令とモータ電流との差を入力としてＰＩ制御演算を行い、電圧指令（ｄ軸電圧指令およびｑ軸電圧指令）を出力する電流制御部７と、この電圧指令を入力として電圧超過状態を検出する電圧超過検出器３５と、ｄ軸電圧指令およびｑ軸電圧指令を入力としてロータ位置に基づいて３相電圧指令に変換するｄ−ｑ→３相変換部２６と、３相電圧指令を入力としてデューティー制限を行って３相電圧指令を出力するデューティーリミット部２８と、デューティーリミット部２８からの３相電圧指令を制御信号とし、３相交流電圧を生成して同期モータ３に印加するインバータ２と、デューティーリミット部２８からの３相電圧指令を入力としてロータ位置に基づいて電圧を検出する電圧検出部３ｂと、ロータ位置に基づいてモータ電流を検出する電流検出部３ａと、検出された電圧およびモータ電流を入力としてロータ位置および速度を推定する位置検出部３３’とを含んでいる。
【０２１６】
前記デューティーリミット部２８としては、過渡的な大電流につぃして電流制御部７の発散を防止するために、デューティー制限を行ったことに応答して、電流制御部７の内部状態Ｉ項を電圧指令が上限に達する前の値に固定すべくＩ項制限指令を出力するよう構成することが可能である。
【０２１７】
前記位相制御部６は、位相オーバー値（限界位相を基準とするオーバー値）をも出力し、定数Ｋ３部３６によって定数Ｋ３を乗算された値を減算部３７に供給することにより、外部から与えられる速度指令を減少させる。したがって、進相制御によって電流位相が限界位相を越えた場合に、位相オーバー値に定数Ｋ３を乗算して速度指令から減算させ、制御系の発散を防止することができる。
【０２１８】
上記の構成の同期モータ制御装置においては、速度差に基づいて速度制御２１によって電流振幅指令を生成し、位相制御部６によって位相制御を行って電流指令を生成する。
【０２１９】
そして、位相制御部６からの電流指令と検出されたモータ電流との差に基づいて電流制御部７によって電圧指令を生成し、モータ出力電圧を制御する。
【０２２０】
回転速度が増大し、モータ誘起電圧が上昇してインバータ出力限界電圧に達すると、電流制御部７が出力する電圧指令をインバータ２は完全には出力することができず、出力電圧のピークではデューティーが１００％を越えて、出力電圧がクランプされる。
【０２２１】
しかし、出力電圧のピークのみがクランプされ、デューティーが１００％を越えない場合には電圧制御が可能である。このことから、電流制御部７はすぐに発散することはなく、出力電圧が矩形波状になっても平均的には電流制御を行うことができる。
【０２２２】
この結果、インバータ出力電圧の振幅が大きくなり、電圧クランプが起こった場合であっても、モータ電流を制御することができる。
【０２２３】
図１９の同期モータ制御装置と対比すべく、従来の同期モータ制御装置を図２０に示す。
【０２２４】
図２０の同期モータ制御装置は、交流電源１を入力として直流電力を出力するコンバータ１ａと、直流電力を入力として交流電力を出力し、同期モータ３に供給するインバータ２と、モータ電流を検出する電流検出部３ａと、モータ電圧を検出する電圧検出部３ｂと、モータ電流およびモータ電圧を入力としてロータ位置および速度を検出する位置・速度検出部４と、外部から与えられる速度指令と、位置・速度検出部４からのロータ位置、速度を入力として速度制御を行って電流指令または電圧指令を出力する速度制御部５と、速度制御部５からの電流指令およびモータ電流を入力として電流制御を行って電圧指令を出力する電流制御部７と、速度制御部５からの電圧指令または電流制御部７からの電圧指令を選択する選択部１５と、選択部１５により選択された電圧指令を入力として、インバータ出力限界電圧でクリップするとともに、電圧飽和信号を出力する電圧リミッタ１３と、電圧飽和信号を入力として切換判定を行い、切換信号を速度制御部５および選択部１５に供給する切換判定部１４とを含んでいる。
【０２２５】
この同期モータ制御装置においては、電流制御ループを持っているとともに、インバータ出力電圧いっぱいまで利用し、電圧クランプが起こる制御を行うに当たって、電圧クランプ時には電流制御マイナーループの動作を止めて電圧制御を行う。
【０２２６】
したがって、電圧クランプが起こった場合にはモータ電流を制御することができない。この結果、電圧クランプ時に外乱などにより電流が増加する場合には、電流制御を行うことができず、同期モータやインバータを破壊することになるという不都合が生じる。
【０２２７】
図２０の同期モータ制御装置と対比することにより分かるように、図１９の同期モータ制御装置を採用することにより、電圧クランプ時に外乱などにより電流が増加した場合であっても、電流制御を行うことができ、同期モータやインバータの破壊を防止することができる。
【０２２８】
図２１はこの発明の同期モータ制御装置のさらに他の実施態様の要部を示すブロック図である。
【０２２９】
この同期モータ制御装置は、外部から与えられる速度指令と検出速度との差を入力としてＰＩ制御演算を行い、電流振幅指令を出力する速度制御部５と、電流振幅指令を入力として位相制御を行い、電流指令を出力する位相制御部６と、電流指令を入力として電流超過状態を検出し、電流オーバー値を出力する電流超過検出器３８と、電流超過検出器３８からの電流指令を入力として該当する場合に電流を制限する電流リミッタ２３と、電流リミッタ部２３からの電流指令とモータ電流との差を入力としてＰＩ制御演算を行い、電圧指令を出力する電流制御部７と、この電圧指令を入力として非干渉処理を行ってｄ軸電圧指令およびｑ軸電圧指令を出力する非干渉部２５と、ｄ軸電圧指令およびｑ軸電圧指令を入力として電圧超過状態を検出し、電圧オーバー値を出力する電圧超過検出器３５と、電圧超過検出器３５からのｄ軸電圧指令およびｑ軸電圧指令を入力として過変調ゲインに基づく補正を行う過変調ゲイン補正部３９と、過変調ゲイン補正部３９からのｄ軸電圧指令およびｑ軸電圧指令を入力としてロータ位置に基づいて３相電圧指令に変換するｄ−ｑ→３相変換部２６と、３相電圧指令を入力としてデッドタイム補償を行うデッドタイム補償部２７と、デッドタイム補償後の３相電圧指令を入力としてデューティー制限を行って３相電圧指令を出力するデューティーリミット部２８と、デューティーリミット部２８からの３相電圧指令を制御信号とし、３相交流電圧を生成して同期モータ３に印加するインバータ２と、デューティーリミット部２８からの３相電圧指令を入力としてロータ位置に基づいて電圧を検出する電圧検出部３ｂと、ロータ位置に基づいてモータ電流を検出する電流検出部３ａと、検出された電圧およびモータ電流を入力として、予め設定されたモータモデルに基づいてロータ位置および速度を推定する位置・速度検出部４とを含んでいる。
【０２３０】
前記電圧超過検出器３５は、過変調の度合い（例えば、クランプ前の相電圧指令／クランプ後の相電圧）を検出して、定数Ｋ２部３４により定数Ｋ２が乗算されて進相指令として位相制御部６に供給すべく電圧オーバー値を出力する。
【０２３１】
前記電流リミッタ２３は、電流指令が電流限界以上か否かを判定し、電流限界以上の電流指令が供給されたことに応答して、電流指令の位相を保持したまま電流値を電流限界まで削減し、しかも速度制御部５の内部状態Ｉ項を電流指令が上限に達する前の値に固定すべくＩ項制限指令を出力する。
【０２３２】
前記デューティーリミット部２８は、デューティーが制限されたこと（例えば、デューティーが１００％に達したこと）に応答して電流制御部７の内部状態Ｉ項を電圧が上限に達する前の値に固定すべくＩ項制限指令を出力する。
【０２３３】
前記位相制御部６は、進相指令が供給されたことに応答して電流位相を進相制御し、電流位相が上限に達すると進相を停止させ、定数Ｋ３部３６により定数Ｋ３が乗算されて減速指令として減算部３７に供給すべく位相オーバー値を出力する。具体的には、例えば、図１５に示す構成により位相制御部６を構成する。
【０２３４】
前記電流超過検出器３８は、電流超過状態を検出したことに応答して定数Ｋ１部４０により定数Ｋ１が乗算されて減速指令として減算部３７に供給すべく電流オーバー値を出力する。
【０２３５】
この構成の同期モータ制御装置を採用した場合には、速度制御部５による速度制御、位相制御部６による位相制御、および電流制御部７による電流制御を行ってインバータ２を制御し、同期モータ３を駆動している間において、インバータ出力限界電圧を越える電圧指令がデューティーリミット部２８に供給された場合に、電圧指令をクランプするので、出力される電圧指令が低下する。しかし、この同期モータ制御装置においては、過変調ゲイン補正部３９によって、クランプによる電圧指令の低下を補償すべく電圧振幅を増幅するのであるから、電圧指令の低下を補償することができ、ひいては、電圧指令の低下に起因するトルクの減少を補償することができる。
【０２３６】
前記過変調ゲイン補正部３９における電圧補正係数は、例えば、クランプ前の出力波形が正弦波である場合に、図２２に示すように設定される。例えば、テーブルとして電圧補正係数を持たせてもよいが、電圧補正係数を表す式を持たせてもよい。
【０２３７】
したがって、指令電圧に応じて電圧補正係数を選択し、指令電圧に乗算することにより、補正後の電圧指令を得ることができる。
【０２３８】
なお、図２２に示す電圧補正係数は単相の場合に対応するものであり、指令電圧の基本波とクランプ後の基本波との比をプロットすることにより得られる。もちろん、３相の場合についても同様にして容易に算出することができる。
【０２３９】
図２３はこの発明の同期モータ制御装置のさらに他の実施態様の要部を示すブロック図である。
【０２４０】
この同期モータ制御装置が図２１の同期モータ制御装置と異なる点は、非干渉部２５、過変調ゲイン補正部３９，およびデッドタイム補償部２７を省略した点、およびオブザーバー部３３に代えて、モータ電流およびモータ電圧を入力としてロータ位置および速度を検出する位置検出部３３’を採用した点のみである。
【０２４１】
この構成の同期モータ制御装置を採用した場合には、速度制御部５による速度制御、位相制御部６による位相制御、および電流制御部７による電流制御を行ってインバータ２を制御し、同期モータ３を駆動している間において、電圧超過検出器３５によって過変調の度合いを検出し、定数Ｋ２部３４を通して位相制御部６にフィードバックする。
【０２４２】
そして、位相制御部６においては、過変調の度合いが所定の値よりも低い場合に電流位相を遅らせ、最終的に最大効率や最大トルクなどに対応する電流位相など、所望の電流位相を指令し、逆に過変調の度合いが所定の値以上の場合に電流位相を進め、弱め界磁制御によりモータ誘起電圧を下げ、過変調の度合いを下げることにより、過変調の度合いを所望の値にすることができる。
【０２４３】
また、図１９、図２１、または図２３の同期モータ制御装置により制御される同期モータとしてＩＰＭを採用することが好ましい。この場合には、ＩＰＭのインダクタンスが大きく、弱め界磁制御を効果的に行うことができる。
【０２４４】
さらに、図１９、図２１、または図２３の同期モータ制御装置により制御される同期モータによって圧縮機を駆動することが好ましい。
【０２４５】
従来から圧縮機においては、効率を重視するためインバータ出力電圧を限界まで利用したいという要求がある。このため、従来は電圧制御によって同期モータを駆動していた。
【０２４６】
一般に、空気調和機用や冷蔵庫用の圧縮機では、液冷媒の吸入などにより急激な負荷増大が起こる。そして、この時、電流制御を行っていなければ、過大な電流によって同期モータやインバータが破損されてしまうという危険性が高い。このような不都合を解消するために、従来は、ハードウエアによる保護が行われているが、この場合には、過電流時に圧縮機が完全に停止してしまい、再起動に時間がかかり、その間は温度調節などができないため快適性などが損なわれてしまう。
【０２４７】
しかし、図２３の同期モータ制御装置を採用すれば、上述のような場合にも電流制御を行うことができ、この結果、同期モータ、インバータの破損を防止しつつインバータ電圧を限界まで利用して同期モータを駆動することができるので、圧縮機の停止による快適性などの低下を未然に防止することができる。
【０２４８】
【発明の効果】
請求項１の発明は、最大回転速度を引き上げるために電流位相を進め、または速度を制御するために電圧位相もしくは電流位相を操作するとき、同期モータが発生できる最大トルク付近での制御を行うことができ、しかも、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化および最適チューニングによる最大効率を実現することができるという特有の効果を奏する。
【０２４９】
請求項２の発明は、速度毎に設定された電流位相の上限値を用いて同期モータを制御することができ、高速時の弱め界磁制御時の電流位相を上限値以下に保持することができ、しかも、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができるという特有の効果を奏する。
【０２５０】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２と同様の効果を奏する。
【０２５１】
請求項４の発明は、処理を簡単化して、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができるという特有の効果を奏する。
【０２５２】
請求項５の発明は、トルク低下を防止し、しかも電流位相を最大限に制御することができ、しかも、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができるという特有の効果を奏する。
【０２５３】
請求項６の発明は、選択された上限値によって電流位相を制限することによって、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができるという特有の効果を奏する。
【０２５４】
請求項７の発明は、電流位相を下限値と上限値との間の位相に制御することができるほか、請求項１から請求項６の何れかと同様の効果を奏する。
【０２５５】
請求項８の発明は、冷媒によって弱め界磁制御時に発熱が大きくなる同期モータを冷却することができ、同期モータの放熱を特に考慮することなく、請求項１から請求項７の何れかと同様の効果を奏する。
【０２５６】
請求項９の発明は、永久磁石モータの最大能力を引き出して良好な制御性を実現することができ、しかも請求項８と同様の効果を奏する。
【０２５７】
請求項１０の発明は、電流限界、位相限界以下で永久磁石モータを駆動して制御系の発散を防止することができ、しかも、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができるという特有の効果を奏する。
【０２５８】
請求項１１の発明は、速度制御系の発散を防止することができ、しかも、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができるという特有の効果を奏する。
【０２５９】
請求項１２の発明は、電圧波形を適宜調整することによって低速域において静音化を達成することができるとともに、高速運転範囲の拡大を達成することができるほか、請求項１０または請求項１１と同様の効果を奏する。
【０２６０】
請求項１３の発明は、高調波による騒音、振動を簡単に抑制することができるほか、請求項１２と同様の効果を奏する。
【０２６１】
請求項１４の発明は、高速運転範囲の十分な拡大を達成することができるほか、請求項１２または請求項１３と同様の効果を奏する。
【０２６２】
請求項１５の発明は、騒音、振動を低減することができるとともに、高速まで駆動することができるほか、請求項１０から請求項１４の何れかと同様の効果を奏する。
【０２６３】
請求項１６の発明は、電圧制限時に外乱などにより電流が増加する場合にもモータ電流を制御することができ、しかも、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができるという特有の効果を奏する。
【０２６４】
請求項１７の発明は、請求項１６と同様の効果を奏する。
【０２６５】
請求項１８の発明は、電流制限前のトルクを保持し続けることができるほか、請求項１６または請求項１７と同様の効果を奏する。
【０２６６】
請求項１９の発明は、請求項１８と同様の効果を奏する。
【０２６７】
請求項２０の発明は、過変調の度合いが大きくなりすぎることを防止することができるほか、請求項１６から請求項１９の何れかと同様の効果を奏する。
【０２６８】
請求項２１の発明は、弱め界磁作用を効果的に利用することができるほか、請求項９から請求項２０の何れかと同様の効果を奏する。
【０２６９】
請求項２２の発明は、急激な負荷増大が起こった場合であっても同期モータ、インバータの破損をもたらす過電流を防止することができるほか、請求項１６から請求項２１の何れかと同様の効果を奏する。
【０２７０】
請求項２３の発明は、最大回転速度を引き上げるために電流位相を進め、または速度を制御するために電圧位相もしくは電流位相を操作するとき、同期モータが発生できる最大トルク付近での制御を行うことができ、しかも、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化および最適チューニングによる最大効率を実現することができるという特有の効果を奏する。
【０２７１】
請求項２４の発明は、速度毎に設定された電流位相の上限値を用いて同期モータを制御することができ、高速時の弱め界磁制御時の電流位相を上限値以下に保持することができ、しかも、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができるという特有の効果を奏する。
【０２７２】
請求項２５の発明は、請求項２３または請求項２４と同様の効果を奏する。
【０２７３】
請求項２６の発明は、構成を簡単化して、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができるという特有の効果を奏する。
【０２７４】
請求項２７の発明は、トルク低下を防止し、しかも電流位相を最大限に制御することができ、しかも、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができるという特有の効果を奏する。
【０２７５】
請求項２８の発明は、選択された上限値によって電流位相を制限することによって、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができるという特有の効果を奏する。
【０２７６】
請求項２９の発明は、電流位相を下限値と上限値との間の位相に制御することができるほか、請求項２３から請求項２８の何れかと同様の効果を奏する。
【０２７７】
請求項３０の発明は、冷媒によって同期モータを冷却することができ、同期モータの放熱を特に考慮することなく、請求項２３から請求項２９の何れかと同様の効果を奏する。
【０２７８】
請求項３１の発明は、永久磁石モータの最大能力を引き出して良好な運転特性を実現することができ、しかも請求項３０と同様の効果を奏する。
【０２７９】
請求項３２の発明は、電流限界、位相限界以下で永久磁石モータを駆動して制御系の発散を防止することができ、しかも、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができるという特有の効果を奏する。
【０２８０】
請求項３３の発明は、速度制御系の発散を防止することができ、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができるという特有のこうかを奏する。
【０２８１】
請求項３４の発明は、電圧波形を適宜調整することによって低速域において静音化を達成することができるとともに、高速運転範囲の拡大を達成することができるほか、請求項３２または請求項３３と同様の効果を奏する。
【０２８２】
請求項３５の発明は、高調波による騒音、振動を簡単に抑制することができるほか、請求項３４と同様の効果を奏する。
【０２８３】
請求項３６の発明は、高速運転範囲の十分な拡大を達成することができるほか、請求項３４または請求項３５と同様の効果を奏する。
【０２８４】
請求項３７の発明は、騒音、振動を低減することができるとともに、高速まで駆動することができるほか、請求項３２から請求項３６の何れかと同様の効果を奏する。
【０２８５】
請求項３８の発明は、電圧制限時に外乱などにより電流が増加する場合にもモータ電流を制御することができ、しかも、トリップの発生を未然に防止できるとともに、電圧、電流を最大限に利用することができ、ひいては、同期モータの小型化、および最適チューニングによる最大効率を実現することができるという特有の効果を奏する。
【０２８６】
請求項３９の発明は、請求項３８と同様の効果を奏する。
【０２８７】
請求項４０の発明は、電流制限前のトルクを保持し続けることができるほか、請求項３８または請求項３９と同様の効果を奏する。
【０２８８】
請求項４１の発明は、請求項４０と同様の効果を奏する。
【０２８９】
請求項４２の発明は、過変調の度合いが大きくなりすぎることを防止することができるほか、請求項３８から請求項４１の何れかと同様の効果を奏する。
【０２９０】
請求項４３の発明は、弱め界磁作用を効果的に利用することができるほか、請求項３１から請求項４２の何れかと同様の効果を奏する。
【０２９１】
請求項４４の発明は、急激な負荷増大が起こった場合であっても同期モータ、インバータの破損をもたらす過電流を防止することができるほか、請求項３８から請求項４３の何れかと同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の同期モータ制御装置の一実施態様を示すブロック図である。
【図２】モータ電流固定時のＩＰＭの電流位相−トルク特性を示す図である。
【図３】電圧固定時の電流位相−トルク特性を示す図である。
【図４】この発明の同期モータ制御装置の他の実施態様を示すブロック図である。
【図５】この発明の同期モータ制御装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。
【図６】この発明の同期モータ制御装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。
【図７】この発明の同期モータ制御装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。
【図８】電圧および電流制限時のトルク−電流位相特性を示す図である。
【図９】ＩＰＭの動作位相を説明する図である。
【図１０】この発明の同期モータ制御装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。
【図１１】この発明の同期モータ制御装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。
【図１２】空気調和機用圧縮機の運転エリアを示す図である。
【図１３】この発明の同期モータ制御装置のさらに他の実施態様を示すブロック図である。
【図１４】この発明の同期モータ制御装置のさらに他の実施態様の要部を示すブロック図である。
【図１５】位相制御部の構成を詳細に示すブロック図である。
【図１６】この発明の同期モータ制御装置のさらに他の実施態様の要部を示すブロック図である。
【図１７】電圧指令をインバータ出力限界電圧以下に設定した状態を示す図、および電圧指令をインバータ出力限界電圧よりも大きく設定した状態を示す図である。
【図１８】図１６の同期モータ制御装置による運転範囲の実測結果、図１６の同期モータ制御装置による運転範囲のシミュレーション結果、および電圧リミッタを用いない同期モータ制御装置による運転範囲のシミュレーション結果を示す図である。
【図１９】この発明の同期モータ制御装置のさらに他の実施態様の要部を示すブロック図である。
【図２０】従来の同期モータ制御装置を示すブロック図である。
【図２１】この発明の同期モータ制御装置のさらに他の実施態様の要部を示すブロック図である。
【図２２】電圧補正係数−指令電圧特性の一例を示す図である。
【図２３】この発明の同期モータ制御装置のさらに他の実施態様の要部を示すブロック図である。
【符号の説明】
２  インバータ    ３  同期モータ
５  速度制御部    ５ａ  減算部
６  位相制御部    ７  電流制御部
８  最大位相テーブル    ８’  最大位相保持部
９  位相リミット部    ９’  位相算出部
１１  最小位相テーブル    １２  波形発生部
１２ａ  乗算部    １３  電圧リミッタ
３５  電圧超過検出器    ３９  過変調ゲイン補正部
【図１】
0003622666.tif 000002
【図２】
0003622666.tif 000003
【図３】
0003622666.tif 000004
【図４】
0003622666.tif 000005
【図５】
0003622666.tif 000006
【図６】
0003622666.tif 000007
【図７】
0003622666.tif 000008
【図８】
0003622666.tif 000009
【図９】
0003622666.tif 000010
【図１０】
0003622666.tif 000011
【図１１】
0003622666.tif 000012
【図１２】
0003622666.tif 000013
【図１３】
0003622666.tif 000014
【図１４】
0003622666.tif 000015
【図１５】
0003622666.tif 000016
【図１６】
0003622666.tif 000017
【図１７】
0003622666.tif 000018
【図１８】
0003622666.tif 000019
【図１９】
0003622666.tif 000020
【図２０】
0003622666.tif 000021
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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