(57)【要約】【課題】ｑ軸電圧を利用しながらでも、非突極型の永久磁石式同期モータの磁極位置を推定できるようにする、永久磁石式同期モータの制御装置、及び、その制御方法を提供する。【課題解決段】本発明は、ｄ軸電圧とｑ軸電圧とに基いて、可変電圧・可変周波数のインバータを制御する永久磁石式同期モータの制御システムである。制御システムは、ｄ軸電圧指令とｑ軸電圧指令とを生成し、ｑ軸電圧指令から直流成分を除去し、ｑ軸電圧指令から直流成分を除去した信号に基いて、永久磁石式同期モータの磁極位置を推定し、推定した磁極位置を利用してインバータを制御する。
2018100626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｄ軸電圧とｑ軸電圧とに基いて、可変電圧・可変周波数のインバータを制御するコントローラを備え、
前記コントローラは、
ｄ軸電圧指令とｑ軸電圧指令とを生成し、
前記ｑ軸電圧指令から直流成分を除去し、
前記ｑ軸電圧指令から直流成分を除去した信号に基いて、永久磁石式同期モータの磁極位置を推定し、
前記推定した磁極位置を利用して前記インバータを制御することにより前記永久磁石式同期モータを駆動させる、
永久磁石式同期モータの制御システム。
【請求項２】
前記コントローラは、
前記信号を利用して、Ｓ極の位相を決定する、
請求項１記載の永久磁石式同期モータの制御システム。
【請求項３】
前記コントローラは、
前記信号を積分し、
積分値を利用して、前記Ｓ極の位相を決定する、
請求項２記載の永久磁石式同期モータの制御システム。
【請求項４】
前記コントローラは、
前記積分値の最大値と最小値とを決定し、
前記最大値と最小値との平均値を前記Ｓ極の位相として決定する、
請求項３記載の永久磁石式同期モータの制御システム。
【請求項５】
前記コントローラは、
前記最大値から９０度遅れた位相をＳ極の位相として決定する、
請求項４記載の永久磁石式同期モータの制御システム。
【請求項６】
前記コントローラは、
前記最小値から９０度進んだ位相をＳ極の位相として決定する、
請求項４記載の永久磁石式同期モータの制御システム。
【請求項７】
ｄ軸電圧とｑ軸電圧とに基いて、可変電圧・可変周波数のインバータを制御するコントローラが、
ｄ軸電圧指令とｑ軸電圧指令とを生成するステップと、
前記ｑ軸電圧指令から直流成分を除去するステップと、
前記ｑ軸電圧指令から直流成分を除去した信号に基いて、永久磁石式同期モータの磁極位置を推定するステップと、そして、
前記推定した磁極位置を利用して前記インバータを制御することにより前記永久磁石式同期モータを駆動させるステップと、
を実行する、
永久磁石式同期モータの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石式同期モータの制御システムに係り、磁極位置を特定するのに適した制御システム、及び、制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石を界磁に利用した永久磁石式同期モータは、少ない電流で大きなトルクを得られるため、電気自動車、ハイブリッドカー、電車等の鉄道車両、インバータ駆動の家電製品（エアコン、冷蔵庫、洗濯機）、エレベータ装置の巻上機等の様々な分野において利用されている。そして、永久磁石式同期モータは、可変電圧・可変周波数のインバータによって正弦波電流によって駆動されるようになってきている。【０００３】
このような永久磁石式同期モータを駆動するには、回転子の位置情報が必要であるために、永久磁石式同期モータに、回転子の磁極位置センサーを設けていた。しかしながら、センサーは高価であったり、そして、センサーからの出力値に基いて磁極位置を決定しても、実際の磁極位置との誤差を無視できないことから、センサーレスの永久磁石式同期モータが提案されている（特開２００４−３２９０７号公報）。【０００４】
この公報に係る永久磁石式同期モータの制御装置は、可変電圧・可変周波数のインバータによって駆動される永久磁石式同期モータにおいて、モータに流す電流をｄ軸成分とｑ軸成分とに定めてそれぞれ独立に制御を行う電流制御手段と、電流制御手段の出力であるｄ軸とｑ軸の電圧指令に応じてインバータの出力電圧を制御する手段と、モータの停止状態でモータのｄ軸とは無関係な回転座標上の位相を作成し、該作成した位相と同相の電流を電流制御手段によってモータに印加し、電流制御手段の出力であるｑ軸電圧指令が最大となる時点における位相値をモータの磁極位置として推定する磁極位置推定手段を備えることにより、永久磁石式同期モータがブレーキによって静止保持された停止状態でも、磁極位置情報を有するセンサを用いることなく、モータの磁極位置を推定することができる。【０００５】
さらに、特開２０１５−１５８３１号公報に係る同期電動機の制御装置は、磁気的突極性を有しない、もしくは、磁気的突極性が低い同期電動機において、外乱等の影響を受けて磁極位置の推定精度が悪化した場合に、電動機の制御を停止させるか、電動機の制御を行うに十分な精度が得られるように磁極位置の再度推定を行うことを目的として、バイアス電流をモータに印加して暫定的に磁極位置を推定する第一の磁極位置推定部と、磁極位置θ１を初期位相としてバイアス電流を流し、収斂演算によりバイアス電流位相と磁極位置との位相差に関連する特徴量を所定値に収斂させることで磁極位置θ２を推定する第二の磁極位置推定部と、磁極位置θ１と磁極位置θ２との差分に基いてモータの駆動を制御する駆動制御部とを備えることを特徴としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３２９０７号公報
【特許文献２】特開２０１５−１５８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の制御装置は、ｑ軸電圧の最大値の位相がモータのＳ極位相になることを利用して磁極位置を推定しているが、これは突極型の永久磁石式同期モータには有効であるものの、非突極型の永久磁石式同期モータでは、そもそもｑ軸電圧の最大値を把握し難いため、磁極位置の推定は容易でない。【０００８】
一方、特許文献２の制御装置は、非突極型の永久磁石式同期モータにとって磁極位置の推定を可能にした反面、推定のための処理が相当に煩雑になり、磁極位置を迅速かつ確実に推定し難いという課題がある。【０００９】
そこで、本発明は、ｑ軸電圧を利用しながらでも、非突極型の永久磁石式同期モータの磁極位置を推定できるようにする、永久磁石式同期モータの制御システム、及び、その制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明は、ｄ軸電圧とｑ軸電圧とに基いて、可変電圧・可変周波数のインバータを制御するコントローラを備え、前記コントローラは、ｄ軸電圧指令とｑ軸電圧指令とを生成し、前記ｑ軸電圧指令から直流成分を除去し、前記ｑ軸電圧指令から直流成分を除去した信号に基いて、永久磁石式同期モータの磁極位置を推定し、前記推定した磁極位置を利用して前記インバータを制御することにより前記永久磁石式同期モータを駆動させる、永久磁石式同期モータの制御システムである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ｑ軸電圧を利用しながらでも、非突極型の永久磁石式同期モータの磁極位置を推定できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、永久磁石式同期モータの駆動システムと、永久磁石式同期モータの制御システムと、を含む永久磁石式同期モータシステムのブロック構成図（本発明の実施形態）である。
【図２】図２は、永久磁石式同期モータの磁極位置推定モジュールの詳細構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、永久磁石式同期モータの回転軸を拘束したときの電流ベクトル図である。
【図４】図４は、その際の電圧のベクトル図である。
【図５】図５は、突極型の永久磁石式同期モータの磁極位置を推定することの原理を説明するための波形図である。
【図６】図６は、非突極型の永久磁石式同期モータの磁極位置を推定することの原理を説明するための波形図である。
【図７】図７は、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊から磁極位置を推定する動作を含む、制御システムの動作のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。図１に、永久磁石式同期モータ３の駆動システム１００と、永久磁石式同期モータ３の制御システム１１０と、を含む永久磁石式同期モータシステムのブロック構成図を示す。図１において、駆動システム１００の直流電源１の直流電圧は、インバータ２によって可変電圧・可変周波数の交流に変換される。インバータ２は、その出力を永久磁石式同期モータ３に供給して、モータ３を可変速駆動させる。永久磁石式同期モータ３では、磁界と同方向がｄ軸になり、磁界に直交する方向がｑ軸になる。
【００１４】
“永久磁石式同期モータ”には、非突極型永久磁石式同期モータ、そして、突極型永久磁石式同期モータが含まれるが、本発明の効果を喚起させるためには、非突極型永久磁石式同期モータであることが好ましい。“非突極型”とは、磁気的突極性を有しない、もしくは、磁気的突極性が低い、ことをいう。
【００１５】
モータ３の出力軸には、エンコーダ４、ブレーキ装置５、負荷装置６が直結されている。エンコーダ４は、モータ３の回転角、回転方向および回転速度を検出するためのパルス信号ΦＡ、ΦＢと、モータ３の１回転における基準位置を表す原点信号ΦＺを発生する。ブレーキ装置５は負荷装置６からのトルクを静止保持するために設けられている。
【００１６】
制御システム１１０は、出力軸に直結される負荷が無負荷状態でモータ３が停止している場合のほか、出力軸に負荷トルクが生じており、出力軸に付いたブレーキ５によってモータ３の静止が保持している場合、ブレーキ５の解放を制御しながら、速度指令（速度指令モジュール７のω＊）に基いて、モータ３の回転速度を制御する。
【００１７】
速度指令モジュール７は、モータ３の回転速度の指令ω＊を速度制御モジュール９に出力する。速度演算モジュール８は、エンコーダ４から出力されたパルス信号ΦＡ、ΦＢの位相関係から、モータ３の正回転又は負回転を判断し、そして、ΦＡのパルス幅からモータ３の回転速度を演算し、これを、速度制御モジュール９に、速度出力信号ωとして、出力する。
【００１８】
速度制御モジュール９は、速度指令ω＊と速度出力信号ωとの偏差に基いてモータ３のトルク指令信号Ｔ＊をｑ軸電流指令モジュール１０に出力する。ｑ軸電流指令モジュール１０はトルク指令信号Ｔ＊に応じたｑ軸電流指令Ｉｑ＊を演算して、これを電流制御モジュール１１に出力する。ｑ軸電流指令Ｉｑ＊は、永久磁石式同期モータ３の電機子電流ベクトルの磁界方向（モータ磁石のＮ極方向）と直交する成分を設定するための指令である。
【００１９】
ｄ軸電流指令モジュール１２は、モータ３の電機子電流ベクトルの磁界と同方向成分の指令であるｄ軸電流指令Ｉｄ＊を演算し、これを電流制御モジュール１１に出力する。永久磁石式同期モータ３は、永久磁石により電機子に対する磁界が常時確立しているので、ｄ軸電流は零でよいため、ｄ軸電流指令モジュール１２も、通常、ｄ軸電流が零になるようにｄ軸電流指令Ｉｄ＊を設定する。
【００２０】
ｕｖｗ−ｄｑ座標変換モジュール１３は、ｄ軸位相指令信号θｄ＊に基いて、電流検出モジュール１４が検出したインバータ２の出力電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗをｄ軸電流値Ｉｄ、および、ｑ軸電流値Ｉｑに変換して、電流制御モジュール１１に出力する。
【００２１】
電流制御モジュール１１は、ｄ軸電流値Ｉｄがｄ軸電流指令Ｉｄ＊になるようにｄ軸直流電圧指令Ｖｄ＊を演算し、さらに、ｑ軸電流値Ｉｑがｑ軸電流指令Ｉｑ＊になるようにｑ軸直流電圧指令Ｖｑ＊を演算して、ｄｑ−ｕｖｗ座標変換モジュール１９に出力する。
【００２２】
モータ３の通常動作において、信号切替スイッチ１５は、ａ側の接点に入っているため、ｄ軸位相指令信号θｄ＊は、加算モジュール１６からのｄ軸位相信号θｄになる。
【００２３】
磁極位置演算モジュール１７は、エンコーダ４から出力されるパルス信号ΦＡ、ΦＢの位相関係に基いて、モータ３の正転、又は、その逆転を判断するアップカウンタ／ダウンカウンタとして動作し、このカウンタ値をエンコーダ４の原点信号ΦＺからの位相信号θｚとして加算モジュール１６に出力する。磁極位置演算モジュール１７は原点信号ΦＺが入力されると同時にカウンタ値をゼロにリセットし、カウント時の誤差を無くようにしている。
【００２４】
加算モジュール１６は、磁極位置演算モジュール１７からの位相信号θｚと、磁極位置推定モジュール１８から出力されるオフセット値θｏｆｆｓｅｔと、を加算して、モータ３のｄ軸位相信号θｄを作成し、信号切替スイッチ１５に出力する。
【００２５】
ｄｑ−ｕｖｗ座標変換モジュール１９は、ｄ軸磁極の位相指令信号θｄ＊に基いて、電流制御モジュール１１から出力された、ｄ軸直流電圧指令Ｖｄ＊、および、ｑ軸直流電圧指令Ｖｑ＊を３相交流電圧指令Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊に変換する。すなわち、ｄｑ−ｕｖｗ座標変換モジュール１９は、ｕｖｗ−ｄｑ座標変換モジュール１３の逆変換モジュールとして機能する。
【００２６】
ＰＷＭパルス発生モジュール２０は、ｄｑ−ｕｖｗ座標変換モジュール１９の出力信号Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊に応じて、インバータ２を駆動するＰＷＭパルス信号を出力する。インバータ２は、ＰＷＭパルス発生モジュール２０からのＰＷＭパルス信号に基いて、ＰＷＭ制御を行い、モータ３への出力電圧、出力周波数を制御して、モータ３の回転速度を制御する。
【００２７】
“モジュール”とは、所定の機能を発揮するための構成要素であり、ソフトウェア資源、及び/又は、ハードウェアに、よって実現される。“モジュール”を、“装置”、“器”、“手段”、“部”、“ユニット”、“システム”、又は、“エレメント”等に言い換えてもよい。
【００２８】
図１において、例えば、速度指令モジュール７、速度演算モジュール８、速度制御モジュール９、ｑ軸電流指令モジュール１０、電流制御モジュール１１、ｄ軸電流指令モジュール１２、ｕｖｗ−ｄｑ座標変換モジュール１３、ｄ極位置演算モジュール１７、磁極位置推定モジュール１８、及び、ｄｑ−ｕｖｗ座標変換モジュール１９は、マイクロコンピュータのハードウェア（コントローラ、メモリ）と、ハードウェアによって実行されるソフトウェア、プログラムによって構成される。コントローラは、例えば、ＣＰＵ、又は、ＭＰＵである。ソフトウェアや各種データは、メモリに記録される。図１に示すシステムは、一つのコントローラによって制御されるほか、複数のコントローラの協同によって制御されてもよい。
【００２９】
図２は、モータ３の磁極位置推定モジュール１８の詳細構成を説明するブロック図である。磁極位置推定モジュール１８は、電流制御モジュール１１から出力されたｑ軸電圧指令Ｖｑ＊に基いて、電流制御モジュール１１のｑ軸電圧指令Ｖｑ＊の直流成分を除去する直流成分除去モジュール２１と、直流成分が除去されたｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を積分する積分モジュール２２と、積分値から、最大値となる時点の位相：θｔｅｓｔ（ｍａｘ）を検出、判定、選択、決定、或いは、特定する等し、これを記憶する最大値検出モジュール２３と、最小値となる時点の位相：θｔｅｓｔ（ｍｉｎ）を検出等し、これを記録する最小値検出モジュール２４と、最大値位相：θｔｅｓｔ（ｍａｘ）と最小値位相：θｔｅｓｔ（ｍｉｎ）との平均値（θｔｅｓｔ（Ｖｑ＊ｍａｘ）を求めて、これを記憶する平均値検出モジュール２５とを有している。
【００３０】
そして、ｄ軸電流指令制御モジュール２８はｄ軸電流指令モジュール１２を制御し、ｑ軸電流指令制御モジュール２９はｑ軸電流指令モジュール１０を制御する。推定用位相信号生成モジュール２６は、信号切替スイッチ１５に、推定用位相信号θｔｅｓｔを出力する。さらに、ｄ軸位相算出モジュール２７は、平均値（θｔｅｓｔ（Ｖｑ＊ｍａｘ）からｄ軸位相を算出して、これをθｏｆｆｓｅｔとして加算モジュール１６に出力する。
【００３１】
図３は、突極型、非突極型の永久磁石式同期モータ３の回転軸をブレーキ装置５で拘束した際の電流のベクトル図であり、図４はｄ軸直流電圧指令Ｖｄ＊、及び、ｑ軸直流電圧指令Ｖｑ＊の電圧ベクトル図である。図３、図４において、Ｉｄは電機子電流のｄ軸成分、Ｉｑは電機子電流のｑ軸成分、Ｉｄ＊はｄ軸電流指令、Ｉｑ＊はｑ軸電流指令、Ｉ１はモータ印可電流の大きさ、Ｖｄは電機子電圧のｄ軸成分、Ｖｑは電機子電圧のｑ軸成分、Ｖｄ＊はｄ軸電圧指令、Ｖｑ＊はｑ軸電圧指令、ω１＊は角周波数指令（＝２πｆ１）、そして、δはｄ軸位相とモータｄ軸位相との差の角度を表している。
【００３２】
モータｄ軸電圧Ｖｄ、及び、モータｑ軸電圧Ｖｑと、ｄ＊軸電圧Ｖｄ＊、及び、ｑ＊軸電圧Ｖｑ＊と、の関係は、図４に示したベクトル図のようになる。δをｄ＊軸位相とモータｄ軸位相との差の角度、Ｒａを１相分の電機子抵抗とし、Ｌｄをｄ軸の電機子自己インダクタンスとし、Ｌｑをｑ軸の電機子自己インダクタンスとすると、モータｄ軸電圧Ｖｄをω１＊で回転する座標であるｄ軸電圧Ｖｄ＊と、モータｑ軸電圧Ｖｑをω１＊で回転する座標であるｑ軸電圧Ｖｑ＊は、数式１、及び、数式２のように示される。
【００３３】
【数１】
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【００３４】
【数２】
2018100626.tif 000004
【００３５】
図５は、突極型の永久磁石式同期モータ３の磁極位置を推定することの原理を説明するための波形図である。磁極位置推定モジュール１８は、突極型の永久磁石式同期モータ３の磁極位置を、ブレーキ装置５がモータ軸を拘束している状態で、モータ３のｄ軸とは無関係な回転座標上の位相電流が印加されたときのｑ軸電圧指令Ｖｑ＊（波形２６）が最大値（２７）となる位相値に推定している。即ち、数式２において、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊が最大値になる点に着目して、位相θｄ＊がモータ３のＳ極位相になることを利用して、磁極位置推定モジュール１８は、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊が最大値になるときのＰθをＳ極の位相として推定している。
【００３６】
この手法は突極型の永久磁石式同期モータ３の場合には有効であるが、非突極型の永久磁石式同期モータ３では、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊の最大値を捉えにくいため磁極位置推定の精度が低くなってしまう。
【００３７】
図６は、永久磁石式同期モータ３が非突極型モータである場合での磁極位置を推定することの原理を説明する波形図であり、図７は、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊から磁極位置を推定する動作を含む、制御システム１１０の動作を説明するフローチャートである。
【００３８】
図６に示すように、非突極型永久磁石式同期モータ３では、リアクタンス成分がないため、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊の波形２９のピーク領域３０は、突極型永久磁石式同期モータ３の、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊の波形２６のピーク２７に比較して、緩慢なほぼ平坦状になり、最大値を特定し難い。一方、磁極位置推定モジュール１８は、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊の波形がほぼ矩形波状であることを利用して、次のように、磁極位置を推定している。
【００３９】
磁極位置推定モジュール１８は、この推定を、図１に示した原点信号ΦＺの位置（θｚ＝０°）と磁極位置θｄとの関係（θｏｆｆｓｅｔ）を喪失させている場合に開始する。例えば、製品製作時やエンコーダ交換時では、θｏｆｆｓｅｔがキャンセルされるため、制御システム１１０は、推定開始指令を契機に、図７のステップＳ１からステップＳ７までの処理を開始する。
【００４０】
ステップＳ１において、信号切替スイッチ１５は、接点を、モータ３の通常動作時に選択されるａ点から、推定処理の際のｂ点に切換える。次に、磁極位置推定モジュール１８は、ｑ軸電流指令モジュール１０と、ｄ軸電流指令モジュール１２とを、ｑ軸電流指令Ｉｑ＊が“０”に、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊が“１００％（永久磁石式同期モータ３の定格電流に相当）”が出力させるように制御する。
【００４１】
さらに、磁極位置推定モジュール１８は、信号切替スイッチ１５に、推定用位相信号θｔｅｓｔを出力し、設定された電流（ｑ軸電流、ｄ軸電流）が永久磁石式同期モータ３に流れるように電流制御モジュール１１等を動作させる。ここで、推定用位相信号θｔｅｓｔは、磁極推定用時の角周波数設定値（ωｔｅｓｔ）として、磁極位置推定モジュール１８によって作成される。
【００４２】
図６の波形２９は、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊のピーク部分が潰れた形状になる。そこで、磁極位置推定モジュール１８は、図２に示した直流成分除去モジュール２１において、ステップＳ２で、電流制御モジュール１１のｑ軸電圧指令Ｖｑ＊から直流成分（ω１＊・Ｌｄ・Ｉ１＋（１／２）・ω１＊・（Ｌｑ−Ｌｄ）・Ｉ１：数式２を参照）を除去した波形３０を生成する。
【００４３】
磁極位置推定モジュール１８は、波形３０を利用して、磁極位置を推定する。例えば、波形３０によれば、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊とのゼロクロス点３０Ａ，３０Ｂが表出されるため、磁極位置推定モジュール１８は、二つのゼロクロス点の中央値３４をＳ極位相として特定することができる。
【００４４】
一方、積分モジュール２２（図２）は、ステップＳ３で、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊から直流成分を除去した波形３０を積分して図６に示した三角波３１を生成する。
【００４５】
その後、最大値検出モジュール２３（図２）は、ステップＳ４において、三角波３１である積分値が最大値となる時点のθｔｅｓｔ（ｍａｘ）３２を特定し、これを記憶する。さらに、最小値検出モジュール２４は、積分値が最小値となる時点のθｔｅｓｔ（ｍｉｎ）３３を特定し、これを記憶する。
【００４６】
次いで、平均値検出モジュール２５（図２）は、ステップＳ５において、最大値θｔｅｓｔ（ｍａｘ）３２と最小値θｔｅｓｔ（ｍｉｎ）３３との平均値θｔｅｓｔ（Ｖｑ＊ｍａｘ）３４（中央値、といってもよい）を算出して、これを記憶して電流印加を停止する。
【００４７】
次に、磁極位置推定モジュール１８は、ステップＳ６において、ステップＳ５で記憶したθｔｅｓｔ（Ｖｑ＊ｍａｘ）３４からｄ軸位相θｄ＾を数式３に基いて計算する。
【００４８】
【数３】
2018100626.tif 000005
【００４９】
このようにして、平均値θｔｅｓｔ（Ｖｑ＊ｍａｘ）３４がＳ極（２７０°）の位相として推定、特定、決定、又は、判定等されるために、磁極位置推定モジュール１８は、非突極型の永久磁石式同期モータ３に対しても、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊に基いて、磁極位置を推定することができる。
【００５０】
次に、制御システム１１０は、エンコーダ４の原点信号ΦＺと磁極位置との関係を求める動作に移る。ステップＳ７において、磁極位置推定モジュール１８は、θｄ＾をθｏｆｆｓｅｔとして仮に設定し、加算モジュール１６に出力する。磁極位置演算モジュール１７は原点信号ΦＺの位相θｚをゼロクリアする。
【００５１】
ステップＳ８では、信号切替モジュール（スイッチ）１５が接点をｂ点からａ点に切り換える。駆動システム１００は、永久磁石式同期モータ３の通常運転動作により、ブレーキ５を解放して、永久磁石式同期モータ３を回転させる。磁極位置演算モジュール１７は、エンコーダ４からの原点信号ΦＺが発生するのを待つ。
【００５２】
ステップＳ９において、磁極位置演算モジュール１７は、原点信号ΦＺ発生時の位相θｚをθｚ’として記憶し、永久磁石式同期モータ３を停止させる。
【００５３】
次いで、ステップＳ１０において磁極位置推定モジュール１８は、原点信号発生時の位相θｚ’とｄ軸位相θｄ＾との和をθｏｆｆｓｅｔ（＝θｄ＾＋θｚ’）として設定し、加算モジュール１６に出力する。以上によって、図７のフローチャートを終了する。
【００５４】
以上説明したように、図１に説明するシステムによれば、非突極型の永久磁石式同期モータ３についても、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊から容易、かつ、高精度に磁極位置を推定することができる。
【００５５】
なお、最大値θｔｅｓｔ（ｍａｘ）と最小値θｔｅｓｔ（ｍｉｎ）との平均値θｔｅｓｔ（Ｖｑ＊ｍａｘ）をＳ極の位相として推定したが、最大値から９０度遅れた位相、あるいは、最小値から９０度進んだ位相をＳ極の位相として推定されてもよい。
【００５６】
本発明は、上述した実施形態に限定するものではなく、様々な変形例を含むことができる。
【符号の説明】
【００５７】
２    インバータ
３    永久磁石式同期モータ
１１  電流制御モジュール
１８  磁極位置推定モジュール
２１  直流成分除去モジュール
２２  積分モジュール
２３  最大値検出モジュール
２４  最小値検出モジュール
２５  平均値検出モジュール
【図１】
2018100626.tif 000006
【図２】
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【図３】
2018100626.tif 000008
【図４】
2018100626.tif 000009
【図５】
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【図６】
2018100626.tif 000011
【図７】
2018100626.tif 000012
【国際調査報告】
2018100626.tif 000013
2018100626.tif 000014