(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの基準速度と推定速度とを比較し、その比較結果による誤差値を補償するための基準磁束成分電流および基準トルク成分電流を固定座標系のα軸基準電圧およびβ軸基準電圧として出力する回転／静止座標変換部と、
前記モータが回転する時検出される3相電流の入力を受けてα軸電流およびβ軸電流を出力する2相電流発生部と、
前記α軸基準電圧、前記β軸基準電圧、前記α軸電流、前記β軸電流および基準速度に基づいて前記モータ内の回転子の位置および回転速度を推定して、前記モータの回転速度およびトルクを制御する速度／位置推定演算部と、
を包含して構成され、
前記速度／位置推定演算部は、前記α軸電流および前記β軸電流から基本波成分の誘起電圧だけを抽出することを特徴とするモータの回転速度制御装置。
【請求項２】
前記速度／位置推定演算部は、
【数１】
0003571698.tif 000012
を利用して前記基本波成分の誘起電圧だけを抽出することを特徴とする請求項１に記載のモータの回転速度制御装置。
【請求項３】
前記速度／位置推定演算部は、
【数２】
0003571698.tif 000013
を利用して前記モータの回転速度のリップルを減少させる磁束成分を除去して基本波成分の誘起電圧を抽出することを特徴とする請求項１に記載のモータの回転速度制御装置。
【請求項４】
前記速度／位置推定演算部は、
【数３】
0003571698.tif 000014
固定座標系のα軸およびβ軸の電圧を
【数４】
0003571698.tif 000015
により求め、
【数５】
0003571698.tif 000016
に示した値を出力して前記回転子の位置および回転速度を推定することを特徴とする請求項１に記載の同期リラクタンスモータの回転速度制御装置。
【請求項５】
前記モータは、同期リラクタンスモータであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のモータの回転速度制御装置。
【請求項６】
前記速度／位置推定演算部は、前記モータの回転子の磁束角（θ）に対するサイン値およびコサイン値（sinθ、cosθ）ならびに前記モータの回転子の推定速度を出力することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のモータの回転速度制御装置。
【請求項７】
モータの基準速度と推定速度との間の誤差値を補償するための基準トルク成分電流を出力する第1比例積分制御部と、
前記基準トルク成分電流と実際のトルク成分電流との間の誤差値を補償するための前記基準トルク成分電流を基準トルク成分電圧として出力する第3比例積分制御部と、
基準磁束成分電流と実際の磁束成分電流との間の誤差値を補償するための前記基準磁束成分電流を基準磁束成分電圧として出力する第2比例積分制御部と、
前記第2比例積分制御部から出力される前記基準磁束成分電圧と前記第3比例積分制御部から出力される前記基準トルク成分電圧との入力を受けて、固定座標系のα軸基準電圧およびβ軸基準電圧をそれぞれ出力する回転／静止座標変換部と、
前記回転／静止座標変換部から出力される前記α軸基準電圧および前記β軸基準電圧を3相電圧に変換する3相電圧発生部と、
前記3相電圧を前記モータに印加するインバータ部と、
前記モータに印加される3相電流を2相電流に変換する2相電流発生部と、
前記α軸基準電圧、前記β軸基準電圧、前記2相電流および前記基準速度に基づいて前記モータの推定速度と前記モータの回転子の磁束角（θ）に対するサイン値およびコサイン値（sinθ、cosθ）とをそれぞれ出力する速度／位置推定演算部と、
前記2相電流と前記サイン値および前記コサイン値（sinθ、cosθ）との入力を受け、それらを回転座標系に変換して前記実際のトルク成分電流および前記実際の磁束成分電流をそれぞれ出力する静止／回転座標変換部と、
を包含して構成され、
前記速度／位置推定演算部は、前記α軸電流および前記β軸電流から基本波成分の誘起電圧だけを抽出することを特徴とするモータの回転速度制御装置。
【請求項８】
前記速度／位置推定演算部は、
【数６】
0003571698.tif 000017
を利用して前記基本波成分の誘起電圧だけを抽出することを特徴とする請求項７に記載のモータの回転速度制御装置。
【請求項９】
前記速度／位置推定演算部は、
【数７】
0003571698.tif 000018
を利用して前記モータの回転速度のリップルを減少させる磁束成分を除去して基本波成分の誘起電圧を抽出することを特徴とする請求項７に記載のモータの回転速度制御装置。
【請求項１０】
前記速度／位置推定演算部は、
【数８】
0003571698.tif 000019
固定座標系のα軸およびβ軸の電圧を
【数９】
0003571698.tif 000020
次式により求め、
【数１０】
0003571698.tif 000021
に示した値を出力して前記回転子の位置および回転速度を推定することを特徴とする請求項７に記載の同期リラクタンスモータの回転速度制御装置。
【請求項１１】
前記モータは、同期リラクタンスモータであることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項に記載のモータの回転速度制御装置。
【請求項１２】
モータの基準速度と推定速度とを比較し、この比較結果による第１の誤差値を出力する第1減算部と、
前記第１の誤差値を補償するための基準トルク成分電流を出力する第1比例積分制御部と、
前記第１の基準トルク成分電流と実際のトルク成分電流とを比較し、この比較結果による第３の誤差値を出力する第3減算部と、
前記第3減算部から出力される前記第３の誤差値を補償するための前記基準トルク成分電流を基準トルク成分電圧として出力する第3比例積分制御部と、
基準磁束成分電流と実際の磁束成分電流とを比較し、この比較結果による第２の誤差値を出力する第2減算部と、
前記第2減算部から出力される前記第２の誤差値を補償するための前記基準磁束成分電流を基準磁束成分電圧として出力する第2比例積分制御部と、
前記第2比例積分制御部から出力される前記基準磁束成分電圧および前記第3比例積分制御部から出力される前記基準トルク成分電圧の入力を受けて固定座標系のα軸基準電圧およびβ軸基準電圧をそれぞれ出力する回転／静止座標変換部と、
前記回転／静止座標変換部から出力される前記α軸基準電圧および前記β軸基準電圧を3相電圧に変換して出力する3相電圧発生部と、
前記3相電圧発生部から発生された前記3相電圧をモータに印加するインバータ部と、
前記モータに印加される3相電流を2相電流に変換して出力する2相電流発生部と、
前記α軸基準電圧、前記β軸基準電圧、前記2相電流および前記基準速度の入力を受けて回転子の位置および速度を推定して、前記モータの推定速度と前記モータの回転子の磁束角（θ）に対するサイン値およびコサイン値（sinθ、cosθ）とをそれぞれ出力する速度／位置推定演算部と、
前記2相電流と前記サイン値および前記コサイン値（sinθ、cosθ）との入力を受け、それらを回転座標系に変換して前記実際のトルク成分電流および前記実際の磁束成分電流をそれぞれ出力する静止／同期座標変換部と、
を包含して構成され、
前記速度／位置推定演算部は、前記２相電流のα軸電流およびβ軸電流から基本波成分の誘起電圧だけを抽出することを特徴とするモータの回転速度制御装置。
【請求項１３】
前記モータは、同期リラクタンスモータであることを特徴とする請求項１２に記載のモータの回転速度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの回転速度を制御する装置に関し、詳しくは、モータに印加される電圧および電流を検出して回転速度およびトルクを制御できる、モータの回転速度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、モータ、特に、同期リラクタンスモータ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ  Ｍｏｔｏｒ、ＳｙｎＲＭ）の速度制御装置は、瞬時トルク制御において、モータの速度情報または磁束情報が必須であるため、ホールセンサ（Ｈａｌｌ  Ｓｅｎｓｏｒ）またはレゾルバ（Ｒｅｓｏｌｖｅｒ）もしくはパルスエンコーダのようなモータの回転速度情報センサや磁束センサが必要である。これらのセンサは、設置が難しく、設置環境に敏感であり、ノイズ環境に脆弱であるだけでなく、コスト上昇の原因にもなる。
【０００３】
一方、速度センサを使用しないベクトル制御方式は、モータの回転子抵抗の変化に対する速度誤差補正を行わずに速度およびトルクを制御する。
【０００４】
ここで、従来の同期リラクタンスモータの各軸を説明する。図２に示したように、固定子側の３相の軸（Ｕ、Ｖ、Ｗ  軸）はそれぞれ１２０°の位相差を有する。α軸およびβ軸は静止座標系の軸、ｄ軸およびｑ軸は回転座標系の軸、をそれぞれ意味する。図中の回転子の磁束角（θｅ）は、Ｕ軸を基準にしてｄ軸との位相差を示した角度である。
【０００５】
従来の同期リラクタンスモータの回転速度制御装置においては、図３に示したように、
基準速度（ｗｍ＊）と推定速度（ｗｍ）とが比較されて得られた誤差値の入力を受け、この誤差値を補償するための基準トルク成分電流（ｉｑ＊）を出力する第１比例積分（ＰＩ）制御部１２と、
基準磁束成分電流（ｉｄ＊）と実際の磁束成分電流（ｉｄ）とが比較されて得られた誤差値の入力を受け、この誤差値を補償するための基準磁束成分電流を基準磁束成分電圧（ｖｄ＊）として出力する第２比例積分制御部１５と、
基準トルク成分電流（ｉｑ＊）と実際のトルク成分電流（ｉｑ）との誤差値の入力を受け、この誤差値を補償するための基準トルク成分電流を基準トルク成分電圧（ｖｑ＊）として出力する第３比例積分制御部１６と、
基準磁束成分電圧（ｖｄ＊）および基準トルク成分電圧（ｖｑ＊）を実際の磁束角（θ）におけるサイン値およびコサイン値（ｓｉｎθ、ｃｏｓθ）に従って回転座標系から固定座標系に変換して出力する回転／静止座標変換部１７と、
固定座標系の基準磁束成分電圧（ｖｄ＊）およびトルク成分電圧（ｖｑ＊）を３相電圧（Ｖａｓ，  Ｖｂｓ，  Ｖｃｓ）に変換して出力する３相電圧発生部１８と、
３相電圧発生部１８から発生された３相電圧（Ｖａｓ，  Ｖｂｓ，  Ｖｃｓ）を同期リラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）に印加するインバータ部１９と、
同期リラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）の回転子の位置を検出する回転子位置検出部２２と、
検出された回転子の位置から推定速度（Ｗｍ）を出力する速度演算部２４と、
検出された回転子の位置から実際の磁束角（θ）におけるサイン値およびコサイン値（ｓｉｎθ、ｃｏｓθ）を発生して出力する信号発生部２３と、
同期リラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）が回転する時に検出される３相電流を２相電流（ｉα，  ｉβ）に変換して出力する２相電流発生部２０と、
２相電流（ｉα，  ｉβ）を回転座標系に変換して実際のトルク成分電流（ｉｑ）および磁束成分電流（ｉｄ）として出力する静止／回転座標変換部２１と、を備えて構成される。
【０００６】
以下、このように構成された従来の同期リラクタンスモータの回転速度制御装置の動作について、図面を参照して説明する。
【０００７】
まず、第１減算部１１は、基準速度（Ｗｅ＊）と、同期リラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）が回転するとき回転子位置検出部２２により検出された推定速度（Ｗｅ）と、の間の誤差値を求めて第１比例積分制御部１２に出力する。
【０００８】
一方、第２減算部１４は、基準磁束成分電流（ｉｄ＊）と静止／回転座標変換部２１から出力される実際の磁束成分電流（ｉｄ）とを比較して誤差値を第２比例積分制御部１５に出力する。
【０００９】
次いで、第２比例積分制御部１５は、第２減算部１４により比較された誤差値を補償するための基準磁束成分電流（ｉｄ＊）の基準磁束成分電圧（ｖｄ＊）を回転／静止座標変換部１７に出力する。この時、第３減算部１３は、第１比例積分制御部１２から出力される基準トルク成分電流（ｉｑ＊）と静止／同期座標変換部２１から出力される実際のトルク成分電流（ｉｑ）とを比較する。
【００１０】
次いで、第３比例積分制御部１６は、第３減算部１３により比較された誤差値を補償するための基準トルク成分電流（ｉｑ＊）の基準トルク成分電圧（ｖｄ＊）を同期／静止座標変換部１７に出力する。この時、第２比例積分制御部１５から出力される基準磁束成分電圧（ｖｄ＊）は回転／静止座標変換部１７に出力される。
【００１１】
次いで、回転／静止座標変換部１７は、基準磁束成分電圧（ｖｄ＊）、基準トルク成分電圧（ｖｑ＊）および信号発生部２３から出力される実際の磁束角（θ）におけるサイン値およびコサイン値（ｓｉｎθ、ｃｏｓθ）の入力を受けて、固定座標系上の基準電圧（ｖα＊，ｖβ＊）を発生して３相電圧発生部１８に出力する。
【００１２】
次いで、３相電圧発生部１８は、固定座標系上の基準電圧（ｖα＊，ｖβ＊）を固定座標系の３相電圧（Ｖａｓ，  Ｖｂｓ，  Ｖｃｓ）に変換してインバータ部１９に出力する。
【００１３】
次いで、インバータ部１９は、３相電圧発生部１８から出力される３相電圧（Ｖａｓ，  Ｖｂｓ，  Ｖｃｓ）を同期リラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）に印加する。この時、該同期リラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）の回転子の位置を検出する回転子位置検出部２２は、速度演算部２４により推定された速度（Ｗｍ）を第１減算部１１に出力する。
【００１４】
一方、２相電流発生部２０は、同期リラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）が回転する時に検出された３相電流の入力を受けて、静止座標系の磁束成分電流（ｉα）およびトルク成分電流（ｉβ）を発生し、それらを静止／同期座標変換部２１に出力する。
【００１５】
ここで、正常状態における同期リラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）のｄ軸およびｑ軸電圧は、図４に示したようになり、リラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）の電圧方程式を回転軸のｄ軸およびｑ軸上に表現すると、式（１）のようになる。
【００１６】
【数１１】
0003571698.tif 000002
【００１７】
上式中、ｖｄ，  ｖｑは電圧のｄ軸およびｑ軸成分、ｉｄ，  ｉｑは電流のｄ軸およびｑ軸成分、Ｒｓは同期リラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）の固定子側抵抗、Ｌｄ，  Ｌｑはｄ軸およびｑ軸のインダクタンス、をそれぞれ意味するものである。
【００１８】
そして、同期リラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）が正常状態であると、式（１）の電流微分項は「０」になるので式（２）のように表現され、また、トルク方程式は式（３）のように表現することができる。
【００１９】
【数１２】
0003571698.tif 000003
【００２０】
上式中、ＷｅＬｑ＝Ｘｄ，  ＷｅＬｑ＝Ｘｑで、それぞれｄ軸およびｑ軸のリアクタンスを示したものである。従って、式（２）をベクトル図で示すと図４に示すようになる。また、トルク方程式は式（３）のように表現することができる。
【００２１】
【数１３】
0003571698.tif 000004
【００２２】
上式中、Ｌｄ，Ｌｑはそれぞれｄ軸、ｑ軸のインダクタンス、δは相電圧Ｖｓとｑ軸電流との位相差を示した角、Ｐは同期リラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）内の回転子の極数、をそれぞれ示したものである。
【００２３】
ここで、トルクはＶｓ／Ｗｅおよびｓｉｎ２δに比例する。また、トルクは、Ｖｓ／Ｗｅが一定である場合、δが４５°であるとき最大になる。
【００２４】
併し、過度状態にあるとき、電流には高調波成分および直流オフセット電圧が含まれるので、電流の微分項が「０」にならない。従って、高調波成分および直流オフセット電圧が包含された状態で同期リラクタンスモータの回転子速度および位置を検出するようになる。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】
然るに、このような従来の同期リラクタンスモータの回転速度制御装置においては、トルクリップルおよびスイッチングデッドタイム（Ｄｅａｄ  ｔｉｍｅ）等により、検出された電流に基本波だけでなく高調波成分も含まれるため、誘起電圧に高調波成分が包含される。結果的に、推定して演算された回転速度にリップルが発生して精密な速度制御を行うことができず、また、回転子位置検出部にエンコーダおよびホールセンサを使用するため、設置が困難であるという不都合な点があった。
【００２６】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、同期リラクタンスモータの速度および位置を推定するためのホールセンサやエンコーダを使用せずに、冷蔵庫もしくはエアコンの圧縮機のような回転子の位置を検出し難い装置から速度および位置を検出し、基本波成分の誘起電圧だけを抽出して回転速度を推定演算することで、モータの回転速度を精密に制御できる、モータの回転速度制御装置を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、本発明に係るモータの回転速度制御装置においては、
モータの基準速度と推定速度とを比較し、その比較結果による誤差値を補償するための基準磁束成分電流および基準トルク成分電流を固定座標系のα軸基準電圧およびβ軸基準電圧として出力する回転／静止座標変換部と、
モータが回転する時検出される３相電流の入力を受けてα軸電流およびβ軸電流を出力する２相電流発生部と、
α軸基準電圧、β軸基準電圧、α軸電流、β軸電流および基準速度に基づいてモータ内の回転子の位置および回転速度を推定して、モータの回転速度およびトルクを制御する速度／位置推定演算部と、を包含して構成されることを特徴とする。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面を用いて説明する。
【００２９】
本発明に係る同期リラクタンスモータの回転速度制御装置の構成においては、図１に示すように、同期リラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）の基準速度（Ｗｍ＊）と推定速度（Ｗｍ）とを比較して誤差値を出力する第１減算部３１と、
第１減算部３１から出力される誤差値を補償するための基準トルク成分電流（ｉｑ＊）を出力する第１比例積分制御部３２と、
基準トルク成分電流（ｉｑ＊）と実際のトルク成分電流（ｉｑ）とを比較して誤差値を出力する第２減算部３３と、
第３減算部３３から出力される誤差値を補償するための基準トルク成分電流（ｉｑ＊）の基準トルク成分電圧（ｖｑ＊）を出力する第３比例積分制御部３６と、
基準磁束成分電流（ｉｄ＊）と実際の磁束成分電流（ｉｄ）とを比較して誤差値を出力する第２減算部３４と、
第２減算部３４から出力される誤差値を補償するための基準磁束成分電流（ｉｄ＊）の基準磁束成分電圧（ｖｄ＊）を出力する第２比例積分制御部３５と、
第２比例積分制御部３５から出力される基準磁束成分電圧（ｖｄ＊）および第３比例積分制御部３６から出力される基準トルク成分電圧（ｖｑ＊）の入力を受けて、固定座標系のα軸基準電圧（ｖα＊）およびβ軸基準電圧（ｖβ＊）を出力する回転／静止座標変換部３７と、
回転／静止座標変換部３７から出力されるα軸基準電圧（ｖα＊）およびβ軸基準電圧（ｖβ＊）を３相電圧（Ｖａｓ，  Ｖｂｓ，  Ｖｃｓ）に変換して出力する３相電圧発生部３８と、
３相電圧発生部３８から発生した３相電圧（Ｖａｓ，  Ｖｂｓ，  Ｖｃｓ）を同期リラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）に印加するインバータ部３９と、
同期リラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）に印加される３相電流を２相電流に変換して出力する２相電流発生部４０と、
α軸基準電圧（ｖα＊）、β軸基準電圧（ｖβ＊）、２相電流および基準速度（Ｗｍ＊）の入力を受けて回転子の位置および速度を推定して、同期リラクタンスモータの推定速度（Ｗｍ）と回転子の磁束角（θ）に対するサイン値およびコサイン値（ｓｉｎθ、ｃｏｓθ）とを出力する速度／位置推定演算部４２と、
２相電流と前記サイン値およびコサイン値（ｓｉｎθ、ｃｏｓθ）との入力を受け、それらを回転座標系に変換して実際のトルク成分電流（ｉｑ）および実際の磁束成分電流（ｉｄ）を出力する静止／回転座標変換部４１と、を備えて構成される。
【００３０】
以下、このように構成された本発明に係る同期リラクタンスモータの回転速度制御装置の動作に対して説明する。
【００３１】
まず、第１減算部３１は、速度／位置推定演算部４２から出力された同期リラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）の回転子の推定速度（Ｗｍ）と基準速度（Ｗｍ＊）とを比較し、この比較結果による誤差値を第１比例積分制御部３２に出力する。この時、第１減算部３１の反転端子（−）には回転子の推定速度（Ｗｍ）値が入力され、第１減算部３１の非反転端子（＋）には基準速度（Ｗｍ＊）値が入力される。
【００３２】
次いで、第１比例積分制御部３２は、第１減算部３１から出力される誤差値が入力されて、誤差値を補償して基準トルク成分電流（ｉｑ＊）を第３減算部３３に出力する。
【００３３】
次いで、第３減算部３３は、第１比例積分制御部３２から出力される基準トルク成分電流（ｉｑ＊）と静止／同期座標変換部４１から出力される実際のトルク成分電流（ｉｑ）とを比較し、この比較結果による誤差値を第３比例積分制御部３６に出力する。
【００３４】
次いで、第３比例積分制御部３６は、第３減算部３３から出力される誤差値を補償するための基準トルク成分電流（ｉｑ＊）に対する基準トルク成分電圧（ｖｑ＊）を回転／静止座標変換部３７に出力する。
【００３５】
一方、第２減算部３４は、基準磁束成分電流（ｉｄ＊）と静止／回転座標変換部４１から出力される実際の磁束成分電流（ｉｄ）とを比較し、この比較結果による誤差値を第２比例積分制御部３５に出力する。
【００３６】
次いで、第２比例積分制御部３５は、第２減算部３４から出力される誤差値を補償するための基準磁束成分電流（ｉｄ＊）の基準磁束成分電圧（ｖｄ＊）を回転／静止座標変換部３７に出力する。
【００３７】
次いで、回転／静止座標変換部３７は、第２比例積分制御部３５から出力される基準磁束成分電圧（ｖｄ＊）、第３比例積分制御部３６から出力される基準トルク成分電圧（ｖｑ＊）と速度／位置推定演算部４２から出力されるサイン値およびコサイン値（ｓｉｎθ、ｃｏｓθ）との入力をそれぞれ受けて、固定座標系のα軸基準電圧（ｖα＊）およびβ軸基準電圧（ｖβ＊）を生成して３相電圧発生部３８に出力する。
【００３８】
次いで、３相電圧発生部３８は、回転／静止座標変換部３７から出力されるα軸基準電圧（ｖα＊）およびβ軸基準電圧（ｖβ＊）の入力を受けて３相電圧（Ｖａｓ，  Ｖｂｓ，
Ｖｃｓ）に変換してインバータ部３９に出力する。
【００３９】
次いで、インバータ部３９は、３相電圧発生部３８から発生した３相電圧（Ｖａｓ，  Ｖｂｓ，  Ｖｃｓ）の入力を受けて同期リラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）に印加する。この時、２相電流発生部４０は、同期リラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）に印加される３相電流を２相電流に変換して固定座標系のα軸電流（ｉα）およびβ軸電流（ｉβ）を発生して、それらを静止／回転座標変換部４１および速度／位置推定演算部４２にそれぞれ出力する。
【００４０】
次いで、速度／位置推定演算部４２は、α軸基準電圧（ｖα＊）、β軸基準電圧（ｖβ＊）、α軸電流（ｉα）、β軸電流（ｉβ）および基準速度（Ｗｍ＊）の入力を受けて、同期リラクタンスモータの回転子の磁束角（θ）に対するサイン値およびコサイン値（ｓｉｎθ、ｃｏｓθ）および同期リラクタンスモータの回転子の推定速度（Ｗｍ）を出力する。
【００４１】
ここで、静止座標系のα軸、β軸における鎖交磁束（Ψα，Ψβ）および誘起電圧（ｅα，ｅβ）方程式をそれぞれ示すと式（４）のようである。
【００４２】
【数１４】
0003571698.tif 000005
【００４３】
上式中、Ψは鎖交磁束であって、（Ｌｄ−Ｌｑ）ｉｄを示し、Ψα，Ψβはα軸、β軸の鎖交磁束、Ｏｅは磁束の電気角、をそれぞれ示したものである。
【００４４】
また、同期リラクタンスモータにおける電流状態方程式は式（５）のように表現することができる。
【００４５】
【数１５】
0003571698.tif 000006
【００４６】
上式中、ｖα，ｖβはα軸およびβ軸の電圧、ｉα，ｉβはα軸およびβ軸の電流、Ｌｑはｑ軸インダクタンス、をそれぞれ示したものである。
【００４７】
一方、式（４）において、誘起電圧（ｅα，ｅβ）は基本波成分だけで形成されてあるが、実際には式（６）に示したように高調波成分および直流オフセット電圧が包含されてある。
【００４８】
【数１６】
0003571698.tif 000007
【００４９】
上式中、ｅａｂｃは誘起電圧の直流オフセット電圧を示す。すなわち、同期リラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）が回転する時検出される電流（２相電流）は、高調波成分および直流オフセット電圧を包含するため、α軸およびβ軸における鎖交磁束（Ψα，Ψβ）に高調波成分および直流オフセット電圧が包含されて、結果的に、α軸およびβ軸における誘起電圧（ｅα，ｅβ）にも高調波成分および直流オフセット電圧が含まれるようになる。
【００５０】
従って、速度／位置推定演算部４２は、α軸およびβ軸における鎖交磁束（Ψα，Ψβ）の高調波成分および直流オフセット電圧によるリップルを減少させ、かつ、基本波成分の誘起電圧だけを利用して同期リラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）の位置および速度を精密に制御することができる。すなわち、式（７）に示したように、誘起電圧を求める式に直流成分を追加することで、基本波成分の誘起電圧だけを抽出することができる。
【００５１】
【数１７】
0003571698.tif 000008
【００５２】
また、高調波成分および直流オフセット電圧を除去するためのユーザ定義された鎖交磁束（Ψα′，Ψβ′）および誘起電圧の基本波成分は、式（８）により求めることができる。
【００５３】
【数１８】
0003571698.tif 000009
【００５４】
上式中、Ψα′およびΨβ′はα軸およびβ軸のユーザ定義鎖交磁束、ｉｑはｑ軸成分電流、ｉｄはｄ軸成分電流、Ｌｑはｑ軸インダクタンス、Ｗｅは角速度、ｅα１，ｅβ１は誘起電圧の基本波成分、をそれぞれ示したものである。
【００５５】
従って、式（５）および式（８）に基づいてα軸およびβ軸の電圧方程式を定義すると、式（９）に示したようになる。
【００５６】
【数１９】
0003571698.tif 000010
【００５７】
従って、速度／位置推定演算部４２は、同期リラクタンスモータ（ＳｙｎＲＭ）の回転子速度および回転子位置を制御できるように推定された速度（Ｗｍ）および同期リラクタンスモータの回転子の磁束角（θ）に対するサイン値およびコサイン値（ｓｉｎθ、ｃｏｓθ）を式（１０）のように出力する。
【００５８】
【数２０】
0003571698.tif 000011
【００５９】
上式中、ｖα，ｖβ，ｉα，ｉβはα軸、β軸の電圧および電流を示し、Ψα′，Ψβ′はユーザ定義鎖交磁束、ｅα１，ｅβ１は誘起電圧の基本波成分、ｅαｄ，ｅβｄは誘起電圧の直流成分、Ｗｅ，  Ｗｍは電気および機械角速度、Ｒｓは固定子側抵抗、Ｌｑはｑ軸インダクタンス、Ｐは極数、をそれぞれ示したものである。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るモータの回転速度制御装置においては、同期リラクタンスモータの速度および位置を推定するためのホールセンサやエンコーダを使用せずに、例えば冷蔵庫およびエアコンの圧縮機をその適用の例として、回転子の速度および位置を推定して同期リラクタンスモータを制御できるので、製造が簡単でコストを節減できるという効果がある。
【００６１】
また、基本波成分の誘起電圧を抽出してモータの回転速度を推定し、この推定された回転速度を演算して電流の高調波成分によって発生するリップルを低減させるので、モータの回転速度およびトルクを精密に制御できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る同期リラクタンスモータの回転速度制御装置の構成を示したブロック図である。
【図２】従来の同期リラクタンスモータの各軸を示した図である。
【図３】従来の同期リラクタンスモータの回転速度制御装置の構成を示したブロッ図である。
【図４】正常状態における同期リラクタンスモータのｄ軸およびｑ軸電圧を示したベクトル図である。
【符号の説明】
３１…第１減算部
３２…第１比例積分制御部
３３…第３減算部
３４…第２減算部
３５…第２比例積分制御部
３６…第３比例積分制御部
３７…同期／静止座標変換部
３８…３相電圧発生部
３９…インバータ部
４０…２相電流発生部
４１…静止／同期座標変換部
４２…速度／位置推定演算部
【図１】
0003571698.tif 000022
【図２】
0003571698.tif 000023
【図３】
0003571698.tif 000024
【図４】
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