(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を交流電力に変換して出力するインバータと、前記インバータの出力をＰＷＭ信号により制御するＰＷＭ信号生成手段と、前記インバータの出力により駆動されるモータの電流を検出するモータ電流検出手段または前記モータの電圧を検出するモータ電圧検出手段の少なくともいずれか１つと、前記モータへの速度指令またはトルク指令を入力し、前記モータのモータ定数に基づき回転子の磁極位置または回転角速度を推定して前記ＰＷＭ信号生成手段に出力する位置・速度推定演算手段と、前記モータ定数の変化を補償して前記位置・速度推定演算手段に出力するモータ定数補償手段と、前記モータの制御系が定常状態に到達したか否かを判定する定常状態判定手段とを備え、前記モータ定数補償手段は、前記定常状態判定手段の出力信号に応じて、前記モータの電流または電圧の少なくともいずれか１つを用いて前記モータ定数の変化をリアルタイムに補償しモータ制御系の状態により補償モードの切り替えを行ない、定常状態では補償モードをオンとしてモータ定数の変化を補償し、過渡状態では補償モードをオフとしてモータ定数の変化の補償を停止させてモータ定数はその前歴値を用いるようにしたモータ制御装置。
【請求項２】
モータ定数補償手段は、補償モードの切り替えの前後で補償モードの切り替え猶予期間を設けてモータ定数補償値が不連続になることを防止するための補償モード安定切替手段を備えた請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
モータ定数補償手段は、モータの電流または電圧の少なくともいずれか１つから前記モータの電圧方程式よりモータ定数の真値を演算するようにした請求項１または請求項２のいずれか一項記載のモータ制御装置。
【請求項４】
モータの運転開始からの経過時間を計測する時間計測手段を備え、モータ定数補償手段は、前記モータの電流と前記時間計測手段により計測された経過時間とを入力してモータ定数の真値を出力するデータテーブルを備え、前記データテーブルを参照してモータ定数の変化を補償するようにした請求項１または請求項２のいずれか一項記載のモータ制御装置。
【請求項５】
定常状態判定手段は、モータ電流検出手段から得られるモータ電流検出値または位置・速度推定演算手段により導出される推定回転角速度の少なくともいずれか１つにより定常状態に到達したか否かを判定するようにした請求項１または請求項２のいずれか一項記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転子の磁極位置の推定、または回転角速度の推定を行なって制御するモータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来のモータ制御装置について説明する。一般的に、非通電区間が存在しない１８０度通電で回転子の磁極位置の推定、または回転角速度の推定を行なうモータ制御装置では、モータの電圧方程式に基づいて回転子の磁極位置または回転角速度の推定を行なっている。そのため、運転に伴う温度上昇などでモータ定数が変化して推定精度が低下し、モータの高精度な制御を実現するのが困難である。
【０００３】
そこで、たとえば、図７に示した特開平７−６７４００号公報に開示されたモータ制御装置が提案されている。図７において、主回路は、直流電源１と、２個のスイッチング素子を直列に接続した組を３組並列に接続して構成され、直流電力を交流電力に変換するインバータ２と、インバータ２により変換された交流電力により駆動する誘導機であるモータ３から構成されている。
【０００４】
一方、制御回路では、前記主回路に設けた４ａ、４ｂ、４ｃからなる電流検出器４と電流検出回路５とにより検出されるモータ電流からモータの回転角速度の推定値を演算するベクトル制御演算手段６と、ベクトル制御演算手段６より出力されるによりインバータ２の各スイッチング素子に対するゲート信号を出力するＰＷＭ信号生成回路７とから構成されている。
【０００５】
また、温度推定手段８は、ベクトル制御演算手段６から出力される回転角速度の推定値
【外１】
0003692929.tif 000002
の現在値および前歴値と、電流検出回路５から出力されるモータ電流の現在値および前歴値とを用いて現在および過去の銅損と鉄損とによる損失を演算する。つぎに、各々の損失に関して最終温度上昇を演算し、熱定数出力手段９を用いて熱時定数による時間遅れを考慮してそれぞれの温度上昇分を重ね合わせて現在の温度を演算する。
【０００６】
また、抵抗値推定手段１０は、温度推定手段８から出力される現在の温度を用いて温度と抵抗との対応マップに基づき抵抗値を出力する。つぎに、抵抗値推定手段１０から出力される抵抗値をベクトル制御演算手段６に入力して回転角速度の推定を行なう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の構成では、抵抗値を推定するために温度を推定する必要があり、演算の増加に伴う回路構成の複雑化や、演算装置の容量増大によるコストアップ、さらに演算時間の増大に伴う速度指令と推定回転角速度の追従性に問題があった。また、誘導機の抵抗値のみを推定して、他の種のモータを対象としていないために汎用性に欠けるだけでなく、他のモータ定数の変化の補償を考慮に入れていないため、高精度な速度・トルク制御が困難であると言う問題があった。
【０００８】
本発明は上記の課題を解決するもので、運転に伴う温度上昇などによるモータ定数の変化をリアルタイムに補償することで、位置・速度推定の精度向上を図り、安定したモータ駆動系を実現させ、高精度な速度・トルク制御が可能なモータ制御装置を提供することを
目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係わる本発明は、インバータの出力で駆動するモータへの速度指令またはトルク指令とモータ定数とに基づき回転子の磁極位置または回転角速度を推定し、前記インバータを制御するＰＷＭ信号生成手段に出力する位置・速度推定演算手段と、前記モータ定数の変化を補償して前記位置・速度推定演算手段に出力するモータ定数補償手段と、前記モータの制御系が定常状態に到達したか否かを判定する定常状態判定手段とを備え、前記モータ定数補償手段は、前記定常状態判定手段の出力信号に応じて、前記モータの電流または電圧の少なくともいずれか１つを用いて前記モータ定数の変化をリアルタイムに補償しモータ制御系の状態により補償モードの切り替えを行ない、定常状態では補償モードをオンとしてモータ定数の変化を補償し、過渡状態では補償モードをオフとしてモータ定数の変化の補償を停止させてモータ定数はその前歴値を用いるようにしたモータ制御装置である。
【００１０】
本発明により、運転に伴う温度上昇などによるモータ定数の変化をリアルタイムに補償することが可能となり、過渡状態におけるモータ駆動系の安定性を確保することができ、あらゆる状況で推定精度の向上により安定したモータ駆動系を実現することができる。
【００１１】
請求項２に係わる本発明は、モータ定数補償手段は、補償モードの切り替えの前後で補償モードの切り替え猶予期間を設けてモータ定数補償値が不連続になることを防止するための補償モード安定切替手段を備えた請求項２に係わるモータ制御装置である。
【００１２】
本発明により、補償モードの切り替えに伴う制御安定性の確保、および騒音、振動の低減が可能であり、より安定したモータ駆動系を実現することができる。
【００１３】
請求項３に係わる本発明は、モータ定数補償手段は、モータの電流または電圧の少なくともいずれか１つから前記モータの電圧方程式よりモータ定数の真値を演算するようにした請求項１ないし請求項３のいずれか一項に係わるモータ制御装置である。
【００１４】
本発明により、新たなハードウェアを追加することなくマイコンなどで演算することが可能であり、温度推定を行なうことなくダイレクトにモータ定数の補償を実現することができる。
【００１５】
請求項４に係わる本発明は、モータの運転開始からの経過時間を計測する時間計測手段を備え、モータ定数補償手段は、前記モータの電流と前記時間計測手段により計測された経過時間とを入力してモータ定数の真値を出力するデータテーブルを備え、前記データテーブルを参照してモータ定数の変化を補償するようにした請求項１ないし請求項３のいずれか一項に係わるモータ制御装置である。
【００１６】
本発明により、モータ定数の変化の補償に伴う演算時間を大幅に短縮することが可能であり、より高精度なモータ定数補償を実現することができる。
【００１７】
請求項５に係わる本発明は、定常状態判定手段は、モータ電流検出手段から得られるモータ電流検出値または位置・速度推定演算手段により導出される推定回転角速度の少なくともいずれか１つにより定常状態に到達したか否かを判定するようにした請求項１ないし請求項３のいずれか一項に係わるモータ制御装置である。
【００１８】
本発明により、新たなハードウェアを追加することなく定常状態か否かをマイコンなどで演算することが可能であり、それ同等の演算時間で定常状態判定を実現することができ
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】
請求項１に係わる本発明は、直流電力を交流電力に変換して出力するインバータと、前記インバータの出力をＰＷＭ信号により制御するＰＷＭ信号生成手段と、前記インバータの出力により駆動されるモータの電流を検出するモータ電流検出手段または前記モータの電圧を検出するモータ電圧検出手段の少なくともいずれか１つと、前記モータへの速度指令またはトルク指令を入力し、前記モータのモータ定数に基づき回転子の磁極位置または回転角速度を推定して前記ＰＷＭ信号生成手段に出力する位置・速度推定演算手段と、前記モータ定数の変化を補償して前記位置・速度推定演算手段に出力するモータ定数補償手段と、前記モータの制御系が定常状態に到達したか否かを判定する定常状態判定手段とを備え、前記モータ定数補償手段は、前記定常状態判定手段の出力信号に応じて、前記モータの電流または電圧の少なくともいずれか１つを用いて前記モータ定数の変化をリアルタイムに補償しモータ制御系の状態により補償モードの切り替えを行ない、定常状態では補償モードをオンとしてモータ定数の変化を補償し、過渡状態では補償モードをオフとしてモータ定数の変化の補償を停止させてモータ定数はその前歴値を用いるようにしたモータ制御装置とする。
【００２０】
本発明において、位置・速度推定演算手段は、１８０度通電駆動などで確定できない回転子の磁極位置または回転角速度を推定演算してＰＷＭ信号生成手段に与える。このとき、前記磁極位置または回転角速度をモータの回転角速度指令またはトルク指令とモータ定数とに基づいて推定演算するが、前記モータ定数は、モータ定数補償手段から変化が補償されたものを入力し、モータ定数補償手段は、定常状態でのみモータ定数の変化を補償する。
【００２１】
モータ定数補償手段は、運転などに伴う温度上昇などによるモータ定数の変化を補償して位置・速度推定演算手段に与えるが、従来例に見られるような温度推定などの間接的な過程を経ず、モータの電流、電圧の少なくとも１つを用いて推定する。たとえば、実施例１では、巻線抵抗についてモータ電流指令とモータ電流との誤差をゼロにするようにＰＩ補償している。また、実施例２では、モータの電圧方程式に基づいて、さらに高精度に補償している。また、実施例３ではデータテーブルを参照して補償している。
【００２２】
請求項２に係わる本発明は、モータ定数補償手段は、補償モードの切り替えの前後で補償モードの切り替え猶予期間を設けてモータ定数補償値が不連続になることを防止するための補償モード安定切替手段を備えた請求項１に係わるモータ制御装置とする。
【００２３】
本発明において、モータ定数補償手段は、定常状態であれば常に補償処理を行うが、演算により補償した結果が前歴値と大幅に異なって不連続となるような場合には、演算による補償のモードでなく、たとえば前歴値を徐々に増減する補償のモードとし、このようなモードを切り替えて、モータの動作を安定にする。
【００２４】
請求項３に係わる本発明は、モータ定数補償手段は、モータの電流または電圧の少なくともいずれか１つから前記モータの電圧方程式よりモータ定数の真値を演算するようにした請求項１または請求項２のいずれか一項に係わるモータ制御装置とする。
【００２５】
本発明において、モータ定数補償手段は、モータの電圧方程式に基づいてモータ定数の真値を演算する。これにより、モータの電流差分による推定よりも高精度の推定を行う。
【００２６】
請求項４に係わる本発明は、モータの運転開始からの経過時間を計測する時間計測手段を備え、モータ定数補償手段は、前記モータの電流と前記時間計測手段により計測された
経過時間とを入力してモータ定数の真値を出力するデータテーブルを備え、前記データテーブルを参照してモータ定数の変化を補償するようにした請求項１または請求項２のいずれか一項に係わるモータ制御装置とする。
【００２７】
本発明において、モータ定数補償手段は、モータ電流と運転の経過時間とをデータテーブルと参照してモータ定数の真値を得る。これにより、マイコンなどによる演算処理を大幅に低減して高速化に寄与するとともに、演算に伴う推定誤差を回避する。
【００２８】
請求項５に係わる本発明は、定常状態判定手段は、モータ電流検出手段から得られるモータ電流検出値または位置・速度推定演算手段により導出される推定回転角速度の少なくともいずれか１つにより定常状態に到達したか否かを判定するようにした請求項１または請求項２のいずれか一項に係わるモータ制御装置とする。
【００２９】
本発明において、定常状態判定手段は、常に検出しているモータ電流や推定回転角速度から演算により定常状態か否かを判定する。これにより、定常状態を判定するための新たな構成要素を付加する必要をなくする。
【００３０】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００３１】
【実施例】
（実施例１）
以下、本発明のモータ制御装置の実施例１について図面を参照しながら説明する。
【００３２】
図１は、本実施例の構成を示すブロック図である。なお、図７に示した従来例と同じ構成要素には同一符号を付与している。図１において、主回路は、直流電源１と、スイッチング素子を２個直列に接続した組を３組並列に接続して構成され、直流電力を交流電力に変換するインバータ２と、インバータ２により変換された交流電力により駆動するモータ３から構成されている。
【００３３】
一方、制御回路では、主回路に取り付けられた４ａ、４ｂ、４ｃからなる電流検出器４と電流検出回路５とにより検出されるモータ電流、または出力電圧検出回路１１により検出されるモータ電圧の少なくともいずれか１つと、モータの速度指令ω＊ 、またはトルク指令τ＊ を入力し、モータの回転角速度の推定値（外１）、または回転子の磁極位置の推定値
【外２】
0003692929.tif 000003
を演算する位置・速度推定演算部１２と、位置・速度推定演算部１２より出力される（外１）、または（外２）によりインバータ２のスイッチング素子に対するゲート信号を出力するＰＷＭ信号生成回路７とを備えている。
【００３４】
また、モータ定数補償手段１３は、定常状態判定手段１４の出力信号に応じてモータ電流またはモータ電圧の少なくともいずれか１つを用いて運転に伴う温度上昇などによるモータ定数の変化を補償し、補償されたモータ定数を用いて磁極位置の推定または回転角速度の推定を行なう。
【００３５】
以下、モータ定数の補償について具体的に説明する。
図１において、出力電圧検出回路１１を使用せず、電流検出回路５のみ用いる場合を考えると、一般的にモータ電流指令値ｉ＊は、速度指令ω＊と推定角速度（外１）により式（１）のように表される。
【数１】
0003692929.tif 000004
ただし、Ｐは微分演算子であり、ＫP1、ＫI1はそれぞれ比例ゲインおよび積分ゲインである。
【００３６】
また、モータの巻線抵抗補償値
【外３】
0003692929.tif 000005
は、モータの巻線抵抗のノミナル値（公称値）Ｒ0、モータ電流指令値ｉ＊およびモータ電流ｉを用いて式（２）のように表される。
【数２】
0003692929.tif 000006
ただし、ＫP2、ＫI2はそれぞれ比例ゲインおよび積分ゲインである。
【００３７】
ここで、定常状態において実際のモータの巻線抵抗Ｒと補償値（外３）に誤差がある場合は、位置・速度推定演算に補償値（外３）を用いると電流差分（ｉ＊−ｉ）に誤差が生じてしまう。そのため、電流差分をゼロとするようにモータに加える印加電圧を変化させ、式（２）のようにＰＩ補償を行なうことで、実際のモータの巻線抵抗Ｒと補償値（外３）との誤差をゼロとすることができる。
【００３８】
なお、上記の例では出力電圧検出回路１１を使用しない場合について考えたが、出力電圧検出回路１１のみ使用する場合、または出力電圧検出回路１１および電流検出回路５の両方を使用する場合にも本発明を適用することが可能である。
【００３９】
さらに、モータの巻線抵抗Ｒのみでなく、インダクタンスや誘起電圧定数といった他のモータ定数にも本発明を適用することが可能である。
【００４０】
図２は、本実施例の補償モードの切り替え動作を示すフローチャートである。定常状態では補償モードがオンでありモータ定数の変化を補償し、モータ定数を更新させる。また、過渡状態では補償モードがオフでありモータ定数の変化の補償を停止させ、モータ定数はその前歴値を用いる。
【００４１】
図３、は上記の補償モード安定切替手段の一実施例で、過渡状態から定常状態への切り替えを示す特性図である。過渡状態であるモード１では補償モードがオフであり、モータ定数は前歴値を用いており一定値となっている。定常状態であるモード２以降では補償モードがオンとなり、モータ定数の補償演算を開始させる。しかし、図３に示したように、前歴値と演算値とが必ずしも一致しない場合では、モード２のように前歴値を徐々に増加または減少させ、演算値と一致する時点で演算値を用いるモード３に切り替える。
【００４２】
なお、ヒステリシスループを付与することや、前歴値と演算値との誤差をゼロとするようにＰＩ補償を行なうことでも同等の効果を得ることができる。
【００４３】
以上のように本実施例によれば、運転に伴う温度上昇などによるモータ定数の変化をリアルタイムに補償することが可能となり、推定精度の向上を図ることで安定したモータ駆動系を実現でき、高精度な速度・トルク制御が可能である。
【００４４】
また、補償モードの切り替えを行なうことで、過渡状態におけるモータ駆動系の安定性を確保することができ、あらゆる状況でも安定したモータ駆動系を実現できる。
【００４５】
さらに、補償モード安定切替手段により補償モードの切り替えに伴う制御安定性の確保および騒音・振動の低減が可能であり、より安定したモータ駆動系を実現でき、さらに高精度な速度・トルク制御が可能である。
【００４６】
（実施例２）
以下、本発明のモータ制御装置の実施例２について説明する。
【００４７】
本実施例のモータ制御装置は、モータの電圧方程式に基づいてモータ定数の補償を行なうものであり、実施例１の電流差分に基づくモータ定数補償よりも高精度にモータ定数補償を行なうことができる。
【００４８】
ここでは、一例として永久磁石界磁形のＤＣブラシレスモータを電流フィードバック方式の磁極位置推定により、非通電区間の存在しない１８０度通電のうちの正弦波駆動を行なう場合について説明する。
【００４９】
図４は、磁極位置推定における座標軸の定義を示す模式図である。一般的に、正弦波駆動を行なう場合には、制御演算を容易にするため、図４に示したように、モータの諸量をｕ、ｖ、ｗの三相からｄ−ｑ軸の二相へと三相−二相変換を行ない直流化する。なお、三相から二相への変換方法については公知のため省略する。
【００５０】
図４において、θは実際の回転子の磁極位置であり、（外２）は推定磁極位置である。また、△θは位置誤差であり、△θ＝（外２）−θの関係がある。
【００５１】
ここで、モータの巻線抵抗Ｒを、ｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタンスをそれぞれＬd とＬq、誘起電圧定数をＫEとすると、ｄ−ｑ軸上での電圧方程式は式（３）のように表される。
【数３】
0003692929.tif 000007
ただし、Ｐは微分演算子であり、ωはモータの回転角速度である。
【００５２】
ここで、動作点近傍では、ｄ−ｑ軸とｄ'−ｑ'軸はほぼ一致していると考え、△θ＝０の近似を行なうと式（３）は式（４）のように表される。
【数４】
0003692929.tif 000008
ただし、（外１）は推定角速度である。
【００５３】
ここで、モータ定数の補償は定常状態で行なうため、式（４）の微分項をゼロとすると、式（５）のように変形できる。
【数５】
0003692929.tif 000009
ただし、（外３）はモータの巻線抵抗補償値である。
【００５４】
式（５）から、ｉd'の符号に関わらず補償値（外３）と巻線抵抗Ｒの真値との関係が求められ、（外３）がＲよりも大きい場合には右辺は正となり、逆の場合には負となる。そこで、式（６）のようにして巻線抵抗の補償を行なう。
【数６】
0003692929.tif 000010
ここで、式（６）はマイコンなどで演算を行なうため離散時間系をとっており、nＴsは現在のサンプリング時間で、(n-1)Ｔsは１つ前のサンプリング時間である。また、ＫRは積分ゲインである。
【００５５】
なお、式（６）では、式（５）の右辺の積分のみを行なっているが、比例項を付け加えてＰＩ補償を行なうことで応答性がより向上する。
【００５６】
さらに、ｉd'の符号が変化しない場合は式（６）を辺々ｉd'で除算し演算時間の短縮を図ることが可能である。
【００５７】
以上のように本実施例によれば、実施例１の電流差分に基づくモータ定数の補償よりも高精度にモータ定数補償を行なうことが可能であり、さらに高精度な速度・トルク制御が実現できる。
【００５８】
なお、上記の説明では、磁極位置推定を行なうＤＣブラシレスモータの正弦波駆動を例に挙げたが、その他のモータや駆動方式にも本発明を適用することが可能である。
【００５９】
さらに、モータの巻線抵抗のみでなく、インダクタンスや誘起電圧定数といった他のモータ定数にも本発明を適用することが可能である。
【００６０】
（実施例３）
以下、本発明のモータ制御装置の実施例３について説明する。図５は、本実施例の構成を示すブロック図である。なお、図１と同じ構成要素には同一符号を付与し、その説明は重複するので省略し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。
【００６１】
図５において、モータの運転開始からの経過時間を計測する時間計測手段１５を備え、モータ定数補償手段１３は、モータ電流と時間計測手段１５により計測された経過時間とを入力するとともに、モータ定数の真値を出力するデータテーブルを備えている。
【００６２】
なお、上記データテーブルには、あらかじめ実験などにより求めたモータ定数が記載されており、経過時間およびモータ電流とモータ定数との対応マップに基づき、常にモータ定数の真値を出力することができる。
【００６３】
ここで、時間計測手段１５は、マイコンなどでモータ起動時から加算を行なうことで運転開始からの経過時間を求めることができる。ただし、マイコンなどで加算を行なう場合はオーバーフローなどのエラー対策を行なっておく必要がある。
【００６４】
以上のように本実施例によれば、演算によりモータ定数補償を行なう実施例１および実施例２の方式に比べて、モータ定数補償に伴う演算時間を大幅に短縮することが可能である。
【００６５】
なお、電流検出回路５を使用する場合だけでなく、出力電圧検出回路１１のみ使用する場合、または出力電圧検出回路１１および電流検出回路５の両方を使用する場合にも本発明を適用することが可能である。
【００６６】
（実施例４）
以下、本発明のモータ制御装置の実施例４について図面を参照しながら説明する。
【００６７】
図６は、本実施例の構成を示すブロック図である。なお、図１および図５と同じ構成要素には同一符号を付与し、その説明は重複するので省略し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。
【００６８】
図６において、定常状態判定手段１４は、電流検出回路５から得られるモータ電流検出値の収束判定に基づいて定常状態の判定を行なう。具体的には、以下の方法でモータ電流検出値の収束判定を行なう。
【００６９】
現在のサンプリング時間をnＴs、１つ前のサンプリング時間を(n-1)Ｔsとすると、モータ電流検出値の収束判定は式（７）のように表される。
【数７】
0003692929.tif 000011
ここで、εは収束値であり、モータ電流検出値の現在値と前歴値との差がε以下となれば定常状態に到達すると見なす。
【００７０】
また、現在値と１つ前の前歴値との差でなく、現在値と過去の前歴値の平均値との差を取ることで、収束判定の精度を向上させることが可能である。
【００７１】
さらに、電流検出器４ａ、４ｂ、４ｃと電流検出回路５との間に積分回路やＬＰＦを通したモータ電流検出値を用いても同等の効果が得られる。
【００７２】
以上のように本実施例によれば、新たなハードウェアを追加することなくマイコンなどで演算することが可能であり、同等の演算時間で定常状態判定を実現することができる。
【００７３】
なお、位置・速度推定演算部１２から出力される推定回転角速度を用いても同様に定常状態の判定が可能である。
【００７４】
【発明の効果】
請求項１に係わる本発明は、直流電力を交流電力に変換して出力するインバータと、前記インバータの出力をＰＷＭ信号により制御するＰＷＭ信号生成手段と、前記インバータの出力により駆動されるモータの電流を検出するモータ電流検出手段または前記モータの電圧を検出するモータ電圧検出手段の少なくともいずれか１つと、前記モータへの速度指令またはトルク指令を入力し、前記モータのモータ定数に基づき回転子の磁極位置または回転角速度を推定して前記ＰＷＭ信号生成手段に出力する位置・速度推定演算手段と、前記モータ定数の変化を補償して前記位置・速度推定演算手段に出力するモータ定数補償手段と、前記モータの制御系が定常状態に到達したか否かを判定する定常状態判定手段とを備え、前記モータ定数補償手段は、前記定常状態判定手段の出力信号に応じて、前記モータの電流または電圧の少なくともいずれか１つを用いて前記モータ定数の変化を補償しモータ制御系の状態により補償モードの切り替えを行ない、定常状態では補償モードがオンでありモータ定数の変化を補償し、過渡状態では補償モードがオフでありモータ定数の変化の補償を停止させ、モータ定数はその前歴値を用いるようにしたモータ制御装置とすることにより、運転に伴う温度上昇などによるモータ定数の変化をリアルタイムに補償することが可能となり、過渡状態におけるモータ駆動系の安定性を確保することができ、あらゆる状況でも推定精度の向上を図ることで安定したモータ駆動系を実現でき、高精度な速度・トルク制御が可能であると言う効果を奏する。
【００７５】
請求項２に係わる本発明は、補償モードの切り替えを円滑に行なうための補償モード安定切替手段を備えたモータ制御装置とすることにより、補償モードの切り替えに伴う制御安定性の確保および騒音・振動の低減が可能であり、より安定したモータ駆動系を実現でき、さらに高精度な速度・トルク制御が可能であると言う効果を奏する。
【００７６】
請求項３に係わる本発明は、モータ定数補償手段はモータ電流またはモータ電圧の少なくともいずれか１つからモータの電圧方程式よりモータ定数の真値を演算するようにしたモータ制御装置とすることにより、新たなハードウェアを追加することなくマイコンなどで演算することが可能であり、温度推定を行なうことなくダイレクトにモータ定数の補償が実現でき、同等のコストを維持することができるだけでなく部品公差によるばらつきの影響に非干渉のため高精度化が可能であると言う効果を奏する。
【００７７】
請求項４に係わる本発明は、モータの運転開始からの経過時間を計測する時間計測手段を備え、モータ定数補償手段は、前記モータの電流と前記時間計測手段により計測された経過時間とを入力してモータ定数の真値を出力するデータテーブルを備え、前記データテーブルを参照してモータ定数の変化を補償するようにした請求項１ないし請求項３のいずれか一項に係わるモータ制御装置とすることにより、モータ定数補償に伴う演算時間を大幅に短縮することが可能であり、より高精度なモータ定数補償が実現でき、さらにモータ定数補償演算が不必要であるため演算誤差を大幅に減少することが可能であると言う効果を奏する。
【００７８】
請求項５に係わる本発明は、定常状態判定手段は、モータ電流検出手段より得られるモータ電流検出値または位置・速度推定演算手段より導出される推定回転角速度の少なくともいずれか１つにより定常状態に到達したか否かを判定するようにしたモータ制御装置とすることにより、新たなハードウェアを追加することなくマイコンなどで演算することが可能であり、同等のコストおよび演算時間で定常状態判定を行なうことが可能であると言う効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のモータ制御装置の一実施例の構成を示すブロック図
【図２】  同実施例における補償モードの切り替え動作を示すフローチャート
【図３】  同実施例における補償モード安定切替手段の動作を示す特性図
【図４】  磁極位置推定における座標軸の定義を示すベクトル図
【図５】  本発明のモータ制御装置の他の実施例の構成をブロック図
【図６】  本発明のモータ制御装置の他の実施例の構成を示すブロック図
【図７】  従来のモータ制御装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１  直流電源
２  インバータ
３  モータ
４、４ａ〜４ｃ  電流検出器（モータ電流検出手段）
５  電流検出回路（モータ電流検出手段）
６  ベクトル制御演算手段
７  ＰＷＭ信号生成回路（ＰＷＭ信号生成手段）
８  温度推定手段
９  熱定数出力手段
１０  抵抗値推定手段
１１  出力電圧検出回路（モータ電圧検出手段）
１２  位置・速度推定演算部（位置・速度推定演算手段）
１３  モータ定数補償手段
１４  定常状態判定手段
１５  時間計測手段
【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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