(57)【要約】【課題】  小形化軽量化を図ることができるとともに、精度の高い電流検出装置を得る。【解決手段】  Ｕ相ブスバー２ａ〜Ｗ相ブスバー２ｃの電流をＵ相電流検出器４ａ〜Ｗ相電流検出器４ｃにより検出し、電流補償部２０によりその特性等のばらつきを補償して検出器出力電流ｉｓｎｓｕ〜ｉｓｎｓｗを求める。非干渉化フィルタリング部２１により上記検出器出力電流に基づいて所定の演算を行い検出器出力電流中の他の相の電流の影響を除去して、各相の電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを求め、電流指令値ｉｒとなるように電流制御部２２を介して三相インバータ１１の出力を制御し、電動機１２を制御する。Ｕ相電流検出器４ａ〜Ｗ相電流検出器４ｃの検出特性のばらつきを補償し、また非干渉化フィルタリング部２１により各相の電流を求めるので、磁気鉄心を用いなくても検出対象外の相の電流の影響が軽減され、検出の精度が向上する。【選択図】        図１
2006162309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁束検出素子を有する複数の電流検出器と、電流算出手段とを有するものであって、
上記電流検出器のうちの一は検出の対象とする検出対象電流が流れる検出対象導電体の近傍に配置され、上記電流検出器の他は検出の対象外である検出対象外電流が流れる検出対象外導電体の近傍に配置され、上記電流検出器のうちの一は上記検出対象電流及び上記検出対象外電流により発生し自己の上記磁束検出素子と鎖交する磁束に応じて検出対象電気信号を発し、上記電流検出器のうちの他は上記検出対象電流及び上記検出対象外電流により発生し自己の上記磁束検出素子と鎖交する磁束に応じて検出対象外電気信号を発し、
上記電流算出手段は、上記各電流検出器の電流対電気信号変換特性のばらつきを補償するために上記検出対象及び検出対象外電気信号を補償するとともに、この補償された検出対象及び検出対象外電気信号に基づき上記検出対象電流を求めるものである
電流検出装置。
【請求項２】
上記電流算出手段は、上記検出対象及び検出対象外電気信号にそれぞれ所定の補償係数を乗じる電流対電気信号変換補償演算を行うことにより上記各電流検出器の電流対電気信号変換特性のばらつきを補償するものであることを特徴とする請求項１に記載の電流検出装置。
【請求項３】
上記電流算出手段は、上記検出対象及び検出対象外電気信号にそれぞれ所定の補償係数を乗じる電流対電気信号変換補償演算を行うことにより上記各電流検出器の電流対電気信号変換特性のばらつきを補償するものであり、
上記電流算出手段は、上記電流対電気信号変換補償演算が行われた検出対象及び検出対象外電気信号に基づいて所定の非干渉化演算を行うことにより上記検出対象電流を求めるものであることを特徴とする請求項１に記載の電流検出装置。
【請求項４】
上記電流算出手段は、上記電流対電気信号変換補償演算と上記非干渉化演算とをまとめて行うものであることを特徴とする請求項３に記載の電流検出装置。
【請求項５】
三相インバータ装置と、電流検出装置と、開閉制御装置とを有するものであって、
上記三相インバータ装置は、開閉素子を有し直流電力を交流電力に変換して電動機に供給するものであり、
上記電流検出装置は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電流検出装置であって上記三相インバータ装置の交流側の電流を検出するものであり、
上記開閉制御装置は、上記電流検出装置により検出された上記交流側の電流に基づき上記開閉素子を開閉制御することにより上記電動機を制御するものである
電動機制御装置。
【請求項６】
三相インバータ装置と、電流検出座標変換装置と、開閉制御装置とを有するものであって、
上記三相インバータ装置は、開閉素子を有し直流電力を交流電力に変換して三相の導電体を介して電動機に供給するものであり、
上記電流検出座標変換装置は、磁束検出素子を有する電流検出器と、電流算出座標変換手段とを有し、
上記各電流検出器は、検出対象相の上記導電体の近傍にそれぞれ配置され上記検出対象相の電流及び上記検出対象外の相の電流により発生し自己の上記磁束検出素子と鎖交する磁束に応じてそれぞれ電気信号を発し、
上記電流算出座標変換手段は、上記各電流検出器の電流対電気信号変換特性のばらつきを補償するために上記各電気信号にそれぞれ所定の補償係数を乗じる電流対電気信号変換補償演算を行い、この電流対電気信号変換補償演算が行われた各電気信号に基づいて所定の非干渉化演算を行うことにより上記各相の電流を求め、この各相の電流から上記電動機の磁束ベクトルに同期した回転直交座標上のｄ軸電流及びｑ軸電流を求める三相／二相座標演算を行うものであって、上記非干渉化演算と上記三相／二相座標演算とを一つにまとめて行うものであり、
上記開閉制御装置は、上記ｄ軸電流及びｑ軸電流に基づき上記開閉素子を開閉制御することにより上記電動機を制御するものである
電動機制御装置。
【請求項７】
上記電流算出座標変換手段は、上記電流対電気信号変換補償演算と上記非干渉化演算と上記三相／二相座標変換とを一つにまとめて行うものであることを特徴とする請求項６に記載の電流検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流検出装置及び電動機制御装置に関し、特に小形軽量化が可能で測定すべき電流以外の電流の影響による電流検出誤差を軽減できる電流検出装置及び電流検出の誤差を軽減して精度の高い制御が可能な電動機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の交流電動機の制御装置における電流検出器として、二つに分割されたＵ字状の鉄心と、この鉄心の分割部に挟持されるように挿入されたホール素子と、このホール素子を取り付ける制御基板と、これらを一体化するセンサ筐体とを備え、上記Ｕ字状の鉄心のうち面部に沿ってＵ字状の凹部を形成したものがある。そして、Ｕ字状の凹部にブスバーを挿入して組み付けることが容易であり、またブスバーを組み付けた後から電流センサを取り付けることができるものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１８９０３９公報（段落番号００１０、００１２及び図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の電流センサは以上のように構成され、Ｕ字状の鉄心を有し、そのうち面部に沿って形成されたＵ字状の凹部にブスバーを挿入して組み付けるものである。従って、当該凹部にブスバーを挿入できるだけの大きさの鉄心が必要となる。このため、例えば三相インバータに組み込む場合、小形化、高密度実装化に際して問題となる。また、導体と鉄心とを組み合わせる構造は、三相インバータの組立て工程が複雑となり、組立て工数の増加につながり、コスト増加の要因となる。この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、小形軽量化を図ることができるとともに、測定すべき電流以外の電流の影響による電流検出誤差を小さくできる電流検出装置及び電流検出の誤差を軽減して精度の高い制御が可能な電動機制御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】
【０００５】
この発明に係る電流検出装置は、
磁束検出素子を有する複数の電流検出器と、電流算出手段とを有するものであって、
電流検出器のうちの一は検出の対象とする検出対象電流が流れる検出対象導電体の近傍に配置され、電流検出器の他は検出の対象外である検出対象外電流が流れる検出対象外導電体の近傍に配置され、電流検出器のうちの一は検出対象電流及び検出対象外電流により発生し自己の磁束検出素子と鎖交する磁束に応じて検出対象電気信号を発し、電流検出器のうちの他は検出対象電流及び検出対象外電流により発生し自己の磁束検出素子と鎖交する磁束に応じて検出対象外電気信号を発し、
電流算出手段は、各電流検出器の電流対電気信号変換特性のばらつきを補償するために検出対象及び検出対象外電気信号を補償するとともに、この補償された検出対象及び検出対象外電気信号に基づき検出対象電流を求めるものである。
【０００６】
そして、この発明に係る電動機制御装置は、
三相インバータ装置と、電流検出装置と、開閉制御装置とを有するものであって、
三相インバータ装置は、開閉素子を有し直流電力を交流電力に変換して電動機に供給するものであり、
電流検出装置は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電流検出装置であって三相インバータ装置の交流側の電流を検出するものであり、
開閉制御装置は、電流検出装置により検出された交流側の電流に基づき開閉素子を開閉制御することにより電動機を制御するものである。
【０００７】
さらに、この発明に係る電動機制御装置は、
三相インバータ装置と、電流検出座標変換装置と、開閉制御装置とを有するものであって、
三相インバータ装置は、開閉素子を有し直流電力を交流電力に変換して三相の導電体を介して電動機に供給するものであり、
電流検出座標変換装置は、磁束検出素子を有する電流検出器と、電流算出座標変換手段とを有し、
各電流検出器は、検出対象相の導電体の近傍にそれぞれ配置され検出対象相の電流及び検出対象外の相の電流により発生し自己の磁束検出素子と鎖交する磁束に応じてそれぞれ電気信号を発し、
電流算出座標変換手段は、各電流検出器の電流対電気信号変換特性のばらつきを補償するために各電気信号にそれぞれ所定の補償係数を乗じる電流対電気信号変換補償演算を行い、この電流対電気信号変換補償演算が行われた各電気信号に基づいて所定の非干渉化演算を行うことにより各相の電流を求め、この各相の電流から電動機の磁束ベクトルに同期した回転直交座標上のｄ軸電流及びｑ軸電流を求める三相／二相座標演算を行うものであって、非干渉化演算と三相／二相座標演算とを一つにまとめて行うものであり、
開閉制御装置は、ｄ軸電流及びｑ軸電流に基づき開閉素子を開閉制御することにより電動機を制御するものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る電流検出装置によれば、
磁束検出素子を有する複数の電流検出器と、電流算出手段とを有するものであって、
電流検出器のうちの一は検出の対象とする検出対象電流が流れる検出対象導電体の近傍に配置され、電流検出器の他は検出の対象外である検出対象外電流が流れる検出対象外導電体の近傍に配置され、電流検出器のうちの一は検出対象電流及び検出対象外電流により発生し自己の磁束検出素子と鎖交する磁束に応じて検出対象電気信号を発し、電流検出器のうちの他は検出対象電流及び検出対象外電流により発生し自己の磁束検出素子と鎖交する磁束に応じて検出対象外電気信号を発し、
電流算出手段は、各電流検出器の電流対電気信号変換特性のばらつきを補償するために検出対象及び検出対象外電気信号を補償するとともに、この補償された検出対象及び検出対象外電気信号に基づき検出対象電流を求めるものであるので、
電流検出器ごとの電流対電圧変換特性のばらつきを補償でき、また電流検出器の電流検出結果である検出対象電気信号に混入している検出対象外の電流成分を除去して検出対象電流を求めるため、集磁用の磁気鉄心を設けなくても電流検出精度の低下を抑制して精度良く電流の検出を行うことができる。
【０００９】
そして、この発明に係る電動機制御装置によれば、
三相インバータ装置と、電流検出装置と、開閉制御装置とを有するものであって、
三相インバータ装置は、開閉素子を有し直流電力を交流電力に変換して電動機に供給するものであり、
電流検出装置は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電流検出装置であって三相インバータ装置の交流側の電流を検出するものであり、
開閉制御装置は、電流検出装置により検出された交流側の電流に基づき開閉素子を開閉制御することにより電動機を制御するものであるので、
電流検出器ごとの電流対電圧変換特性のばらつきを補償でき、また電流検出器の電流検出結果である検出対象電気信号に混入している検出対象外の電流成分を除去して検出対象電流を求めるため、集磁用の磁気鉄心を設けなくても電流検出精度の低下を抑制して精度良く電流の検出を行うことができ、この検出した電流を用いて精度良く電動機を制御することができる。
【００１０】
さらに、この発明に係る電動機制御装置によれば、
三相インバータ装置と、電流検出座標変換装置と、開閉制御装置とを有するものであって、
三相インバータ装置は、開閉素子を有し直流電力を交流電力に変換して三相の導電体を介して電動機に供給するものであり、
電流検出座標変換装置は、磁束検出素子を有する電流検出器と、電流算出座標変換手段とを有し、
各電流検出器は、検出対象相の導電体の近傍にそれぞれ配置され検出対象相の電流及び検出対象外の相の電流により発生し自己の磁束検出素子と鎖交する磁束に応じてそれぞれ電気信号を発し、
電流算出座標変換手段は、各電流検出器の電流対電気信号変換特性のばらつきを補償するために各電気信号にそれぞれ所定の補償係数を乗じる電流対電気信号変換補償演算を行い、この電流対電気信号変換補償演算が行われた各電気信号に基づいて所定の非干渉化演算を行うことにより各相の電流を求め、この各相の電流から電動機の磁束ベクトルに同期した回転直交座標上のｄ軸電流及びｑ軸電流を求める三相／二相座標演算を行うものであって、非干渉化演算と三相／二相座標演算とを一つにまとめて行うものであり、
開閉制御装置は、ｄ軸電流及びｑ軸電流に基づき開閉素子を開閉制御することにより電動機を制御するものであるので、
電流検出器ごとの電流対電圧変換特性のばらつきを補償でき、また電流検出器の電流検出結果である検出対象電気信号に混入している検出対象外の電流成分を除去して検出対象電流を求めるため、集磁用の磁気鉄心を設けなくても電流検出精度の低下を抑制して精度良く電流の検出を行うことができ、この検出した電流を用いて精度良く電動機を制御することができる。また、非干渉化演算と三相／二相座標演算とを一つにまとめて行うので、演算回数を削減でき、演算の高速化により、制御精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１〜図４は、この発明を実施するための実施の形態１を示すものであり、図１は電流検出装置を用いた電動機制御装置の構成を示す構成図、図２はＵ，Ｖ，Ｗ各相ブスバーと各相の電流検出器の配置関係を示す斜視図、図３は同じくＵ，Ｖ，Ｗ各相ブスバーと各相の電流検出器の配置関係を示す側面図、図４はＵ相電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流によって発生する磁束のうち、Ｕ相電流検出器の電流検出素子に鎖交するものを示す模式図である。図１において、電動機制御装置１０は制御演算装置１と三相インバータ１１とを有する。直流電源９から直流電力が供給され、三相インバータ１１において可変電圧可変周波数の三相交流に変換されて、三相配線であるＵ相ケーブル３ａ、Ｖ相ケーブル３ｂ、Ｗ相ケーブル３ｃを介して電動機１２に供給される。
【００１２】
三相インバータ１１は、Ｕ相アーム１５ａ、Ｖ相アーム１５ｂ、Ｗ相アーム１５ｃと、Ｕ相ブスバー２ａ、Ｖ相ブスバー２ｂ、Ｗ相ブスバー２ｃと、各Ｕ相ブスバー２ａ、Ｖ相ブスバー２ｂ、Ｗ相ブスバー２ｃの電流を検出するＵ相電流検出器４ａ、Ｖ相電流検出器４ｂ、Ｗ相電流検出器４ｃを有する。制御演算装置１は、電流補償部２０、非干渉化フィルタリング部２１、電流制御部２２、ＰＷＭ信号生成部２３を有する。電動機１２の図示しない回転子には回転検出器１３が連結され、回転検出器１３の出力側が、電流制御部２２に接続されている。また、Ｕ相電流検出器４ａ、Ｖ相電流検出器４ｂ、Ｗ相電流検出器４ｃの出力側が、電流補償部２０に接続されている。そして、ＰＷＭ信号生成部２３から出力されるスイッチング信号が、三相インバータ１１に出力される。なお、電流補償部２０と非干渉化フィルタリング部２１とが、この発明における電流算出手段である。
【００１３】
次に、図２及び図３により、Ｕ相電流検出器４ａ〜Ｗ相電流検出器４ｃ周りの取付詳細について説明する。図２において、三相インバータ１１の電子基板１１ａ（図１では図示を省略している）に三相インバータ１１の電流経路である断面矩形の板状のＵ相ブスバー２ａ、Ｖ相ブスバー２ｂ、Ｗ相ブスバー２ｃが設けられ、それぞれ可撓性を有するＵ相ケーブル３ａ、Ｖ相ケーブル３ｂ、Ｗ相ケーブル３ｃを介して電動機１２（図１参照）に接続されている。Ｕ相電流検出器４ａ、Ｖ相電流検出器４ｂ、Ｗ相電流検出器４ｃはそれぞれ磁束を検出する電流検出素子５ａ、電流検出素子５ｂ、電流検出素子５ｃを有し、電子基板１１ａに次に説明するような形で装着されている。
【００１４】
Ｕ相電流検出器４ａは検出対象相をＵ相としＵ相ブスバー２ａに流れる電流を検出するように、Ｕ相電流が流れることで発生する磁束を電流検出素子５ａで検知するためＵ相の電流方向と電流検出素子５ａの感受面が平行で、かつ、Ｕ相ブスバー２ａの近傍に位置させて電子基板１１ａに実装されている（図３参照）。同様にＶ相電流検出器４ｂは検出対象相をＶ相として、Ｗ相電流検出器４ｃは検出対象相をＷ相として、それぞれＵ相電流検出器４ａとＵ相ブスバー２ａとの位置関係と同様に適切に位置するように電子基板１１ａに実装されている。ここで、Ｕ相電流検出器４ａ〜Ｗ相電流検出器４ｃは、磁気鉄心を有していないため小形軽量であり、取り付けが容易で、装置の小形化、高密度実装化、組立て工数の低減、コストの低減に有効である。
【００１５】
次に、動作について説明する。詳細説明に先立ち、作用効果等の概略を説明する。
まず、図１、図３及び図４を参照しながら説明する。Ｕ相電流検出器４ａ、Ｖ相電流検出器４ｂ、Ｗ相電流検出器４ｃは磁束を検出する電流検出素子５ａ、電流検出素子５ｂ、電流検出素子５ｃがＵ相ブスバー２ａ、Ｖ相ブスバー２ｂ、Ｗ相ブスバー２ｃに対して図３に示すような位置関係に配設されている。なお、図３は図２における矢印Ａ方向からＵ相電流検出器４ａ、Ｖ相電流検出器４ｂ、Ｗ相電流検出器４ｃを見た側面図である。図３において、ΔｘｕはＵ相ブスバー２ａの断面の左端から電流検出素子５ａの断面の図３における左右方向の中心までの距離を表している。また、ΔｙｕはＵ相ブスバー２ａの断面の上下方向の中心から電流検出素子５ａの断面の上下方向の中心までの距離を表している。
【００１６】
同様に、ΔｘｖはＶ相ブスバー２ｂの断面の左端から電流検出素子５ｂの断面の左右方向の中心までの距離を表している。また、ΔｙｖはＶ相ブスバー２ｂの断面の上下方向の中心から電流検出素子５ｂの断面の上下方向の中心までの距離を表している。ΔｘｗはＷ相ブスバー２ｃの断面の左端から電流検出素子５ｃの断面の左右方向の中心までの距離を表している。また、ΔｙｗはＷ相ブスバー２ｃの断面の上下方向の中心から電流検出素子５ｃの断面の上下方向の中心までの距離を表している。
【００１７】
図３において、Ｕ相ブスバー２ａに流れる電流によりＵ相電流検出器４ａすなわち電流検出素子５ａには磁束Φｕが鎖交する。この磁束Φｕの鎖交数は、電流検出素子５ａのＵ相ブスバー２ａに対する距離Δｘｕ，Δｙｕに依存して変化し、磁束密度が変化する。このためＵ相電流検出器４ａの検出電流対出力電圧の変換比は、距離Δｘｕ，Δｙｕに応じて変動することとなる。Ｖ相に関し距離Δｘｖ，Δｙｖ、Ｗ相に関し距離Δｘｗ，Δｙｗについても同様のことが言える。従って、製品ごとのこれらの距離の変動を補償する必要がある。
また、検出対象電流である各相の電流を検出すべく配設された電流検出素子５ａ、電流検出素子５ｂ、電流検出素子５ｃには、検出対象相以外の相を流れる電流による磁束が鎖交する。この磁束は電流検出素子５ａ、電流検出素子５ｂ、電流検出素子５ｃによる検出対象相の電流に対して外乱となり、その出力に影響を与え、検出誤差を与える。
【００１８】
次に、図４はＵ相電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流によって発生する磁束のうち、Ｕ相電流検出器４ａの電流検出素子５ａに鎖交するものを示す模式図であるが、例えば電流検出素子５ａには検出対象相であるＵ相電流により発生する磁束Φｕの他に、非検出対象相であるＶ相電流により発生する磁束Φｖ、Ｗ相電流により発生する磁束Φｗも鎖交する。このため、電流検出素子５ａは非検出対象相に流れる電流による磁束Φｖ，Φｗも検出することとなってしまう。特に、この発明においては、Ｕ相電流検出器４ａ、Ｖ相電流検出器４ｂ、Ｗ相電流検出器４ｃの外側には磁気鉄心が配設されていないので、非検出対象相に流れる電流による磁束の影響を受ける度合いが大きい。この発明においては、上記のような電流検出素子５ａ、電流検出素子５ｂ、電流検出素子５ｃ固有の鎖交磁束対出力特性のばらつきや、電流検出素子５ａ、電流検出素子５ｂ、電流検出素子５ｃとＵ相ブスバー２ａ、Ｖ相ブスバー２ｂ、Ｗ相ブスバー２ｃとの距離のばらつき、非検出対象相の電流による磁束の影響を補償して、精度の高い電流の検出が可能となるものである。
【００１９】
図１に戻って、演算のための入力情報としてＵ相電流検出器４ａにより検出対象相をＵ相とした信号ｈｓｉｇｕが、Ｖ相電流検出器４ｂにより検出対象相をＶ相とした信号ｈｓｉｇｖが、Ｗ相電流検出器４ｃにより検出対象相をＷ相とした信号ｈｓｉｇｗがそれぞれ検出した電流を電圧に変換した電圧信号として出力され、電流補償部２０に伝達される。また、回転検出器１３により電動機１２の回転子の回転角度信号Ｎｍｓｉｇが電流制御部２２に出力される。
【００２０】
電流補償部２０では、電圧信号ｈｓｉｇｕ，ｈｓｉｇｖ，ｈｓｉｇｗに対して電流検出器４ａ〜４ｃごとの電流対電圧変換特性のばらつきに基づきこれを補償する演算を行い、Ｕ，Ｖ，Ｗ相共通にスケーリングされたＵ相検出器出力電流ｉｓｎｓｕ，Ｖ相検出器出力電流ｉｓｎｓｖ，Ｗ相検出器出力電流ｉｓｎｓｗを算出する。
【００２１】
ここで、Ｕ相電流検出器４ａが出力する電流信号ｈｓｉｇｕはＵ相電流検出器４ａを構成する磁束検出素子５ａであるホール素子固有の磁束対電圧変換特性、及びＵ相ブスバー２ａとＵ相電流検出器４ａの相対位置（図３のΔｘｕ，Δｙｕを参照）による磁束鎖交特性によって定まる当該電流検出器ごとの電流対電気信号変換特性としての電流対電圧変換特性に基づいてＵ相検出器出力電流ｉｓｎｓｕに変換される。この変換は次式のように表される。
【００２２】
ｉｓｎｓｕ＝ｇｕ・ｈｓｉｇｕ                                      （１ａ）
但し、ｇｕはＵ相電流検出器４ａの電流対電圧変換特性を示す変換係数であり、この変換係数ｇｕはＶ相、Ｗ相に電流が流れておらずＵ相のみに電流が流れている場合の所定の通電電流に対するその時のＵ相電流検出器４ａの出力電圧を測定することで求めることができる。
【００２３】
Ｖ相及びＷ相検出器出力電流についても同様に各固有の電流対電圧変換特性に基づいて次式の形で変換される。
ｉｓｎｓｖ＝ｇｖ・ｈｓｉｇｖ                                      （１ｂ）
ｉｓｎｓｗ＝ｇｗ・ｈｓｉｇｗ                                      （１ｃ）
【００２４】
Ｕ相の変換係数ｇｕと同様にしてＶ相の変換係数ｇｖはＵ相、Ｗ相に電流が流れておらずＶ相のみに電流が流れている場合の所定の通電電流に対するその時のＶ相電流検出器４ｂの出力電圧を測定することで求めることができる。Ｗ相の変換係数ｇｗはＵ相、Ｖ相に電流が流れておらずＷ相のみに電流が流れている場合の所定の通電電流に対するその時のＷ相電流検出器４ｃの出力電圧を測定することで求めることができる。
【００２５】
続いて、非干渉化フィルタリング部２１ではＵ相検出器出力電流ｉｓｎｓｕ，Ｖ相検出器出力電流ｉｓｎｓｖ，Ｗ相検出器出力電流ｉｓｎｓｗから、それぞれに含まれる非検出対象相の電流成分を除去し、非干渉化する演算を行いＵ相電流ｉｕ，Ｖ相電流ｉｖ，Ｗ相電流ｉｗを算出する。
【００２６】
ここで、Ｕ相検出器出力電流ｉｓｎｓｕから非検出対象相の電流成分を除去することは、電流検出時点における検出結果のＵ相電流占有度、Ｖ相電流占有度、Ｗ相電流占有度を求め、ｉｓｎｓｕに全体に対するＵ相電流の占有係数を乗ずることで行える。同様にしてＶ相検出器出力電流ｉｓｎｓｖから非検出対象相の電流成分を除去することは電流検出時点における検出結果のＵ，Ｖ，Ｗ各相の電流占有度を求め、ｉｓｎｓｖに全体に対するＶ相電流の占有係数を乗ずることで行える。また、Ｗ相検出器出力電流ｉｓｎｓｗから非検出対象相の電流成分を除去することは電流検出時点における検出結果のＵ，Ｖ，Ｗ各相の電流占有度を求め、ｉｓｎｓｗに全体に対するＷ相電流の占有係数を乗ずることで行える。
【００２７】
上記を数式を用いて説明する。まず、検出対象相であるＵ相と非検出対象相であるＶ，Ｗ相の電流によってＵ相電流検出器４ａが検出する電流情報ｈｉｃｕは次式のように表すことができる。
ｈｉｃｕ＝１・ｉｕ＋ｑｕｖ・ｉｖ＋ｑｕｗ・ｉｗ                      （２ａ）
ここでｑｕｖ，ｑｕｗは、それぞれＶ相電流、Ｗ相電流がＵ相電流情報に影響を及ぼす場合に、その度合をＵ相電流がＵ相電流情報ｈｉｃｕに反映される係数で正規化して表した係数である。
【００２８】
Ｖ相、Ｗ相についても同様に次式のように表すことができる。
ｈｉｃｖ＝ｑｖｕ・ｉｕ＋１・ｉｖ＋ｑｖｗ・ｉｗ                      （２ｂ）
ｈｉｃｗ＝ｑｗｕ・ｉｕ＋ｑｗｖ・ｉｖ＋１・ｉｗ                      （２ｃ）
【００２９】
ここで、ｑｕｖ，ｑｕｗは、それぞれＵ相電流、Ｗ相電流がＶ相電流情報ｈｉｃｖに影響を及ぼす場合に、その度合をＶ相電流がＶ相電流情報に反映される係数で正規化して表した係数である。ｑｗｕ，ｑｗｖは、それぞれＵ相電流、Ｖ相電流がＷ相電流情報に影響を及ぼす場合に、その度合をＷ相電流がＷ相電流情報ｈｉｃｗに反映される係数で正規化して表した係数である。
【００３０】
係数ｑｖｕ，ｑｗｕは、Ｖ相及びＷ相に電流が流れておらずＵ相のみに電流が流れている場合の所定の通電電流に対するその時のＶ相電流検出器４ｂ、Ｗ相電流検出器４ｃの出力を測定し、それぞれ、Ｖ相のみに電流が流れている場合の所定の通電電流に対するその時のＶ相電流検出器４ｂの出力、Ｗ相のみに電流が流れている場合の所定の通電電流に対するその時のＷ相電流検出器４ｃの出力で正規化することで求められる。係数ｑｕｖ，ｑｗｖ，ｑｕｗ、ｑｖｗも同様にして求められる。
【００３１】
式（２ａ），（２ｂ），（２ｃ）を合わせて行列式で表現すると次式となる。
【００３２】
【数１】
2006162309.tif 000003
【００３３】
上式より、電流情報ｈｉｃｕ，ｈｉｃｖ，ｈｉｃｗからそれぞれ非検出対象相の電流成分を除去し、検出対象相の電流成分を取り出すことは、係数行列Ｑの逆行列を［ｈｉｃｕ，ｈｉｃｖ，ｈｉｃｗ］に乗ずることで行える。これは次式のように表現できる。
【００３４】
【数２】
2006162309.tif 000004
【００３５】
式（４）の各行の演算式は、電流検出時点における検出結果の各相の電流占有度に基づき全体に対する検出対象相電流の占有係数を乗じて検出対象相の電流成分を取り出していることに該当する。
【００３６】
以上より、非干渉化フィルタリング部２１は各相の検出器出力電流ｉｓｎｓｕ，ｉｓｎｓｖ，ｉｓｎｓｗに次式のように所定の係数を乗じて、それぞれに含まれる非検出対象相の電流成分を除去してＵ相電流ｉｕ、Ｖ相電流ｉｖ，Ｗ相電流ｉｗを算出する。
【００３７】
【数３】
2006162309.tif 000005
【００３８】
続いて、電流制御部２２では、電流指令ｉｒ、Ｕ相電流ｉｕ、Ｖ相電流ｉｖ，Ｗ相電流ｉｗ、及び回転検出器１３の出力する回転角度信号Ｎｍｓｉｇを入力し、公知の電流フイードバック制御演算を行って、三相の電圧指令Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを算出する。
【００３９】
次に、ＰＷＭ信号生成部２３は三相インバータ１１の直流側電圧Ｖｄｃに基づいて三相の電庄指令Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒをパルス幅変調し、スイッチング信号を生成してＵ相アーム１５ａ、Ｖ相アーム１５ｂ、Ｗ相アーム１５ｃに出力する。直流側電圧Ｖｄｃは変換する際のパルス幅（変調度）の基準とするものである。Ｕ相アーム１５ａ、Ｖ相アーム１５ｂ、Ｗ相アーム１５ｃ内のスイッチング素子は上記スイッチング信号に応じてｏｎ、ｏｆｆ動作を行い、電動機１２に印加する電圧が調整される。
【００４０】
これらの手順にて、電動機１２に流れる電流を算出し、これが所望の電流指令ｉｒに従うべくスイッチング信号を生成し、Ｕ相アーム１５ａ、Ｖ相アーム１５ｂ、Ｗ相アーム１５ｃをスイッチング制御することで電動機１２の制御を行うよう動作する。
【００４１】
以上のように、この実施の形態によれば電流検出器ごとの電流対電圧変換特性のばらつき、すなわち磁束検出素子の鎖交磁束対出力特性のばらつき及び磁束検出素子とブスバーとの距離のばらつきによる検出電流対出力信号電圧のばらつきを補償する。また、電流検出器の電流検出結果である電圧信号ｈｓｉｇｕ〜ｈｓｉｇｗに混入している非検出対象相の電流成分を除去する。このため、集磁用の磁気鉄心を有さず調整要素での校正を行わない電流検出器であっても、電流検出精度の低下を抑制して精度良く制御を行うことができる。
【００４２】
実施の形態２．
図５は、この発明を実施するための実施の形態２における電流検出装置を用いた電動機制御装置の構成を示す構成図である。図５において、電動機制御装置１１０は制御演算装置１０１を備え、制御演算装置１０１において図１の電流算出手段としての電流補償部２０と非干渉化フィルタリング部２１に代わり電流補償非干渉化フィルタリング部２４を備えたことを除いて、図１に示した実施の形態１と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。
【００４３】
電流補償非干渉化フィルタリング部２４では電流検出器ごとの電流対電圧変換特性のばらつきを補償する電流対電気信号変換補償演算と、この電流対電気信号変換補償演算後の検出器出力電流から非検出対象相の電流成分を除去する非干渉化演算とを一つにまとめて行う。ばらつきを補償する電流対電気信号変換補償演算は、上述した式（１ａ），（１ｂ），（１ｃ）に示される演算であり、電流信号ｈｓｉｇｕ、ｈｓｉｇｖ，ｈｓｉｇｗから電流検出器信号ｉｓｎｓｕ，ｉｓｎｓｖ，ｉｓｎｓｗを算出する。非干渉化演算は式（５）に示される演算であり、上記ｉｓｎｓｕ，ｉｓｎｓｖ，ｉｓｎｓｗからＵ相電流ｉｕ，Ｖ相電流ｉｖ、Ｗ相電流ｉｗを算出する。式（１ａ），（１ｂ），（１ｃ）における係数ｇｕ，ｇｖ，ｇｗの値は、Ｕ相電流検出器４ａ、Ｖ相電流検出器４ｂ、Ｗ相電流検出器４ｃをＵ相ブスバー２ａ、Ｖ相ブスバー２ｂ、Ｗ相ブスバー２ｃに取り付けた状態での各電流検出器ごとの電流対電圧変換特性に基づいて定まるものであり、式（５）における係数ｃｕｕ〜ｃｗｗは三相インバータ１１へ取り付けた状態での各電流検出器の検出対象相電流及び非検出対象相電流の情報の反映度合に基づいて値が定まるものである。
【００４４】
いずれも電流検出器４ａ〜４ｃを三相インバータ１１へ取り付けた状態で定まる特性に基づく係数であることから、各演算をまとめて計算式で表現すると次式のようになる。
【００４５】
【数４】
2006162309.tif 000006
【００４６】
但し、ｋｕｕ〜ｋｗｗはｃｕｕ〜ｃｗｗとｇｕ〜ｇｗとの乗算を行った後の係数を表す。上記のように、電流検出器の出力信号から各相の電流値を算出するのに必要な演算量は、前述の実施の形態１では、電流補償部２０で乗算３回、非干渉化フィルタリング部２１で乗算９回、加算６回であったが、この実施の形態では電流補償非干渉化フィルタリング部２４で乗算９回、加算６回の演算で済む。何れの係数も三相インバータとして組み立てた状態での各電流検出器ごとの特性に基づき定まるものであり、三相のうち、各一相のみに電流を流した場合の各電流検出器の出力を測定することで求めることができる。
【００４７】
以上のことから、本実施の形態によれば電流検出器ごとの電流対電圧変換特性のばらつきを補償し、また、電流検出結果に混入している非検出対象相の電流成分を除去する演算の回数を低減できる。このため、このような集磁用の磁気鉄心を有さず調整要素での校正を行わない電流検出器を用いても電流検出精度の低下を抑制して精度良く電流の検出でき、またこの検出した電流に基づいて精度良く三相インバータ１１の制御を行うことができる。さらに、上記演算のために必要なリソースを少なく抑えることが可能である。このため、制御演算が電子回路によって実現される場合には必要な部品点数を削減することで低コスト化、故障発生率の低下などの効果が得られる。また、制御演算がマイクロコンピュータ内等のソフトウェア演算で行われる場合には、演算化を簡略化することによりディジタル制御を行う際の単位離散周期あたりの所要演算時間を短縮することができる。ひいては、単位離散周期そのものが短縮可能となるため、電流フイードバック制御の応答速度向上等の効果が見込める。
【００４８】
実施の形態３．
図６は、この発明を実施するための実施の形態３における電動機制御装置の構成を示す構成図である。図６において、電動機制御装置２１０は、三相インバータ１１と制御演算装置２０１を有する。制御演算装置２０１は、電流補償部２０、電流制御部２２２、ＰＷＭ信号生成部２３を有する。電流制御部２２２は、回転位相算出部３０、非干渉化三相／二相座標変換部３１、第一の減算器３２、第二の減算器３３、ｄ軸電流制御部３４、ｑ軸電流制御部３５、二相／三相座標変換部３６を有する。電流制御部２２２は、回転直交座標上でフイードバック制御を行う公知のベクトル制御法により制御するものである。その他の構成については、図１に示した実施の形態１と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。なお、電流補償部２０と非干渉化三相／二相座標変換部３１がこの発明における電流算出座標変換手段である。
【００４９】
上記ベクトル制御法においては、三相平衡条件を用いて三相を互いに直交し、かつ、電動機１２の磁束に同期して回転する回転直交座標上に変換して制御を行う。ここで、Ｕ相を磁束基準軸として電動機１２の磁束ベクトルと一致する軸をｄ軸、これと直交する軸をｑ軸と称する。
【００５０】
まず、回転位相算出部３０には回転検出器１３から電動機１２の回転子の回転角度信号Ｎｍｓｉｇが入力され、電動機１２の磁束ベクトルの方向、磁束基準（Ｕ相）となす角度θが算出され、非干渉化三相／二相座標変換部３１と二相／三相座標変換部３６へ出力される。
【００５１】
非干渉化三相／二相座標変換部３１は角度θ及び電流補償部２０からの三相の検出器出力電流ｉｓｎｓｕ，ｉｓｎｓｖ，ｉｓｎｓｗが入力され、それぞれに含まれる非検出対象相の電流成分を除去するとともに座標変換によりｄ軸電流ｉｄ、ｑ軸電流ｉｑを算出する。三相の検出器出力電流ｉｓｎｓｕ，ｉｓｎｓｖ，ｉｓｎｓｗに含まれる非検出対象相の電流成分の徐去は式（５）に基づいて行われるものである。また、三相／二相座標変換は三相の電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗの三つの全てを用いて行う場合、次式のようになる。
【００５２】
【数５】
2006162309.tif 000007
【００５３】
ここで、各演算をまとめて式表現すると次式のようになる。
【００５４】
【数６】
2006162309.tif 000008
【００５５】
但し、ｆｕｖｗ＿ｄｕ（θ），ｆｕｖｗ＿ｄｖ（θ），ｆｕｖｗ＿ｄｗ（θ），ｆｕｖｗ＿ｑｕ（θ），ｆｕｖｗ＿ｑｖ（θ），ｆｕｖｗ＿ｑｗ（θ）は、それぞれ電流ｉｄ及びｉｑ算出の際に三相の検出器出力電流ｉｓｎｓｕ，ｉｓｎｓｖ，ｉｓｎｓｗに掛かる係数を角度θの関数として表したものである。これら関数うちの係数ｃｕｕ〜ｃｗｗの値は、三相インバータ１１として組み立てた状態の各電流検出器の特性に基づき定まるものであり、三相のうち、各一相のみに電流を流した場合の各電流検出器の出力を測定することで求めることができる。
【００５６】
いま、制御演算がマイクロコンピュータ内のソフトウェア演算で行われる場合を想定し、三角関数に関わる演算を所要の分解能を持つデータでもって展開されたテーブルを参照することによって行うことを考える。この時、検出器出力電流ｉｓｎｓｕ，ｉｓｎｓｖ，ｉｓｎｓｗからｄ軸電流ｉｄ、ｑ軸電流ｉｑを算出するために必要な演算量は、式（８ａ）、（８ｂ）より、乗算６回、加算４回、テーブル参照６回である。一方、非干渉化演算と三相／二相座標変換を個別に行う場合には、式（５）の非干渉化演算にて乗算９回、加算６回、式（７ａ），（７ｂ）の三相／二相座標変換にて、乗算６回、加算４回（演算量を見積もる便宜上、減算を加算とカウントする）、テーブル参照６回であり、このように個別に行う場合に比し省演算化が図られる。なお、ｆｕｖｗ＿ｑｕ（θ）とｆｕｖｗ＿ｄｕ（θ）、ｆｕｖｗ＿ｑｖ（θ）とｆｕｖｗ＿ｄｖ（θ）、ｆｕｖｗ＿ｑｗ（θ）とｆｕｖｗ＿ｄｗ（θ）は、位相が９０度異なる演算であることから、同一のデータを展開したテーブルであって、参照時に角度θへ位相９０度相当のオフセットを含ませるものであっても良い。
【００５７】
上記のようにして、非干渉化三相／二相座標変換部３１にてｄ軸電流ｉｄ、ｑ軸電流ｉｑを算出し、第一の減算器３２及び第二の減算器３３へ出力する。続いて第一の減算器３２によりｄ軸電流指令ｉｄｒとｄ軸電流ｉｄの偏差が検出されｄ軸電流制御部３４に出力される。また、第二の減算器３３によりｑ軸電流指令ｉｑｒとｑ軸電流ｉｑの偏差が検出されｑ軸電流制御器３５に入力される。ｄ軸電流制御器３４、ｑ軸電流制御器３５では、それぞれ、比例積分（ＰＩ）演算等によって各電流と電流指令値が一致すべく演算を行いｄ軸電圧指令Ｖｄｒとｑ軸電圧指令Ｖｑｒを算出する。
【００５８】
続いて二相／三相座標変換部３６は、角度θ、及びｄ軸電圧指令Ｖｄｒとｑ軸電圧指令Ｖｑｒを入力して座標変換を行い、三相の電圧指令Ｖｕｒ，Ｖｖｒ，Ｖｗｒを算出し、ＰＷＭ信号生成部２３へ出力する。三相インバータ１１の動作は、図１に示した実施の形態１にしめしたものと同様である。
なお、図６において、指令値ｉｄｒ，ｉｑｒは、指令速度（回転数）に基づいて与えられたり、指令トルクに基づいて与えられたりする。例えば電動機の回転速度制御を行う場合は、実回転速度と回転速度目標値との偏差に応じて積分制御やＰＩ制御を行い出力トルク指令を算出し、この出力トルク指令と実出力トルクが一致するように電流を制御することにより電動機の回転速度を制御する。
【００５９】
なお、上記二相／三相座標変換部３６において、三相平衡条件から三相の電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗのうち、二相分のみを用いて演算を行う場合がある。例えば、Ｕ，Ｖ相の二相分の電流ｉｕ，ｉｖを用いる場合、座標変換式は次式のようになる。
【００６０】
【数７】
2006162309.tif 000009
【００６１】
このため、式（５）の演算と上式の演算をまとめて式表現すると次式のようになる。
【００６２】
【数８】
2006162309.tif 000010
【００６３】
但し、ｆｕｖ＿ｄｕ（θ），ｆｕｖ＿ｄｖ（θ），ｆｕｖ＿ｄｗ（θ），ｆｕｖ＿ｑｕ（θ），ｆｕｖ＿ｑｖ（θ），ｆｕｖ＿ｑｗ（θ）は、それぞれｉｄ、ｉｑ算出の際に三相の各検出器電流ｉｓｎｓｕ，ｉｓｎｓｖ，ｉｓｎｓｗに掛かる係数を角度θの関数として表したものである。この場合も、三相／二相座標変換に三相Ｕ，Ｖ，Ｗ相の全相の電流を用いて行う場合と同様にｆｕｖ＿ｄｕ（θ），ｆｕｖ＿ｄｖ（θ），ｆｕｖ＿ｄｗ（θ），ｆｕｖ＿ｑｕ（θ），ｆｕｖ＿ｑｖ（θ），ｆｕｖ＿ｑｗ（θ）を所要の分解能を持つデータでもって展開し、テーブルの参照を行う方式を用いて省演算化を図ることができる。三相／二相座標変換にＶ及びＷ相、あるいはＷ及びＵ相の各二相分を用いる場合も同様な方式を適用できる。
【００６４】
この実施の形態によれば電流検出器ごとの電流対電圧変換特性のばらつきを補償し、また電流検出結果に混入している非検出対象相の電流成分を除去する。このため、集磁用の磁気鉄心を有さず調整要素での校正を行わない電流検出器であっても、電流検出精度の低下を防止し、精度良くベクトル制御法による制御を行うことができる。また、電流検出結果の非干渉化のための非干渉化演算とベクトル制御法における三相／二相座標変換演算とを一つにまとめて省演算化を図るため、制御演算がマイクロコンピュータ内のソフトウェア演算で行う場合を想定すれば、デジタル制御を行う際の単位離散周期あたりの所要演算時間を短縮することができる。ひいては、単位離散周期そのものが短縮可能となるため、電流フイードバック制御の応答速度向上等の効果が見込める。
【００６５】
実施の形態４．
図７は、この発明を実施するための実施の形態４における電動機制御装置の構成を示す構成図である。図７おいて、電動機制御装置３１０は、三相インバータ１１と制御演算装置３０１を有する。制御演算装置３０１は、電流制御部３２２及びＰＷＭ信号生成部２３を有する。電流制御部３２２は、回転位相算出部３０、電流補償・非干渉化・三相／二相変換部３３１、第一の減算器３２、第二の減算器３３、ｄ軸電流制御部３４、ｑ軸電流制御部３５、二相／三相座標変換部３６を有する。その他の構成については、図１に示した実施の形態１と同様のものであるので、相当するものに同じ符号を付して説明を省略する。なお、電流補償・非干渉化・三相／二相変換部３３１がこの発明における電流算出座標変換手段である。この実施の形態においては、図６における電流補償部２０及び非干渉化三相／二相座標変換部３１の機能を一体化した電流補償・非干渉化・三相／二相変換部３３１を設けたものである。
【００６６】
この実施の形態によれば、電流補償・非干渉化・三相／二相変換部３３１が上記電流対電気信号変換補償演算と上記非干渉化演算と上記三相／二相座標変換とを一つにまとめて行うので、さらに演算回数を削減でき、デジタル制御を行う際の単位離散周期あたりの所要演算時間を短縮することができる。ひいては、単位離散周期そのものが短縮可能となるため、電流フイードバック制御の応答速度向上等の効果が見込める。
【００６７】
以上述べたように、この発明によれば、電動機制御装置における三相インバータの交流側の電流を検出するにあたり集磁用の磁気鉄心を有さず調整要素での校正を行わない電流検出器を用いたとしても、電流検出器ごとの電流対電圧変換特性のばらつきを補償し、また、電流検出結果に混入している非検出対象相の電流成分を除去するため、電流検出精度の低下を低減して精度良く制御を行うことができる。また、電流検出器ごとの電流対電圧変換特性の個体特性のばらつきを補償する電流対電気信号変換補償演算、電流検出結果に混入している非検出対象相の電流成分を除去する非干渉化演算、三相／二相座標変換などを一つにまとめて省演算化して行うため、演算に必要なリソースを少なく抑えることが可能である。このため、制御演算が電子回路によって実現される場合には必要な部品点数を削減することで、低コスト化、故障発生率の低下などの効果が得られる。また、制御演算がマイクロコンピュータによるソフトウェア処理にて行われる場合には、デジタル制御を行う際の単位離散周期あたりの所要演算時間を短縮することができる。ひいては単位離散周期そのものが短縮可能となるため、電流フイードバック制御の応答速度向上等の効果を奏する。
【００６８】
以上のように、この発明の電流検出装置によれば、
磁束検出素子を有する複数の電流検出器と、電流算出手段とを有するものであって、
電流検出器のうちの一は検出の対象とする検出対象電流が流れる検出対象導電体の近傍に配置され、電流検出器の他は検出の対象外である検出対象外電流が流れる検出対象外導電体の近傍に配置され、電流検出器のうちの一は検出対象電流及び検出対象外電流により発生し自己の磁束検出素子と鎖交する磁束に応じて検出対象電気信号を発し、電流検出器のうちの他は検出対象電流及び検出対象外電流により発生し自己の磁束検出素子と鎖交する磁束に応じて検出対象外電気信号を発し、
電流算出手段は、各電流検出器の電流対電気信号変換特性のばらつきを補償するために検出対象及び検出対象外電気信号を補償するとともに、この補償された検出対象及び検出対象外電気信号に基づき検出対象電流を求めるものであるので、
電流検出器ごとの電流対電圧変換特性のばらつきを補償でき、また電流検出器の電流検出結果である検出対象電気信号に混入している検出対象外の電流成分を除去して検出対象電流を求めるため、集磁用の磁気鉄心を設けなくても電流検出精度の低下を抑制して精度良く電流の検出を行うことができる。
【００６９】
そして、電流算出手段は、検出対象及び検出対象外電気信号にそれぞれ所定の補償係数を乗じる電流対電気信号変換補償演算を行うことにより各電流検出器の電流対電気信号変換特性のばらつきを補償するものであることを特徴とするので、電流対電気信号変換補償演算を行うことにより各電流検出器の電流対電気信号変換特性のばらつきを補償することができる。
【００７０】
さらに、電流算出手段は、検出対象及び検出対象外電気信号にそれぞれ所定の補償係数を乗じる電流対電気信号変換補償演算を行うことにより各電流検出器の電流対電気信号変換特性のばらつきを補償するものであり、
電流算出手段は、電流対電気信号変換補償演算が行われた検出対象及び検出対象外電気信号に基づいて所定の非干渉化演算を行うことにより検出対象電流を求めるものであることを特徴とするので、
各電流検出器の電流対電気信号変換特性のばらつきを補償することができるとともに、非干渉化演算を行うことにより検出対象電気信号に含まれている検出対象外の電流成分を除去して検出対象電流を求めるため、集磁用の磁気鉄心を設けなくても電流検出精度の低下を抑制して精度良く電流の検出を行うことができる。
【００７１】
また、電流算出手段は、電流対電気信号変換補償演算と非干渉化演算とをまとめて行うものであることを特徴とするので、
演算回数を削減でき、演算の高速化を図ることができる。
【００７２】
そして、この発明の電動機制御装置によれば、
三相インバータ装置と、電流検出装置と、開閉制御装置とを有するものであって、
三相インバータ装置は、開閉素子を有し直流電力を交流電力に変換して電動機に供給するものであり、
電流検出装置は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の電流検出装置であって三相インバータ装置の交流側の電流を検出するものであり、
開閉制御装置は、電流検出装置により検出された交流側の電流に基づき開閉素子を開閉制御することにより電動機を制御するものであるので、
電流検出器ごとの電流対電圧変換特性のばらつきを補償でき、また電流検出器の電流検出結果である検出対象電気信号に混入している検出対象外の電流成分を除去して検出対象電流を求めるため、集磁用の磁気鉄心を設けなくても電流検出精度の低下を抑制して精度良く電流の検出を行うことができ、この検出した電流を用いて精度良く電動機を制御することができる。
【００７３】
さらに、この発明の電動機制御装置によれば、
三相インバータ装置と、電流検出座標変換装置と、開閉制御装置とを有するものであって、
三相インバータ装置は、開閉素子を有し直流電力を交流電力に変換して三相の導電体を介して電動機に供給するものであり、
電流検出座標変換装置は、磁束検出素子を有する電流検出器と、電流算出座標変換手段とを有し、
各電流検出器は、検出対象相の導電体の近傍にそれぞれ配置され検出対象相の電流及び検出対象外の相の電流により発生し自己の磁束検出素子と鎖交する磁束に応じてそれぞれ電気信号を発し、
電流算出座標変換手段は、各電流検出器の電流対電気信号変換特性のばらつきを補償するために各電気信号にそれぞれ所定の補償係数を乗じる電流対電気信号変換補償演算を行い、この電流対電気信号変換補償演算が行われた各電気信号に基づいて所定の非干渉化演算を行うことにより各相の電流を求め、この各相の電流から電動機の磁束ベクトルに同期した回転直交座標上のｄ軸電流及びｑ軸電流を求める三相／二相座標演算を行うものであって、非干渉化演算と三相／二相座標演算とを一つにまとめて行うものであり、
開閉制御装置は、ｄ軸電流及びｑ軸電流に基づき開閉素子を開閉制御することにより電動機を制御するものであるので、
電流検出器ごとの電流対電圧信号変換特性のばらつきを補償でき、また電流検出器の電流検出結果である検出対象電気信号に混入している検出対象外の電流成分を除去して検出対象電流を求めるため、集磁用の磁気鉄心を設けなくても電流検出精度の低下を抑制して精度良く電流の検出を行うことができ、この検出した電流を用いて精度良く電動機を制御することができる。また、非干渉化演算と三相／二相座標演算とを一つにまとめて行うので、演算回数を削減でき、演算の高速化により、制御精度を向上させることができる。
【００７４】
また、電流算出座標変換手段は、電流対電気信号変換補償演算と非干渉化演算と三相／二相座標変換とを一つにまとめて行うものであることを特徴とするので、さらに演算回数を減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】この発明の実施の形態１である電流検出装置を用いた電動機制御装置の構成を示す構成図である。
【図２】Ｕ，Ｖ，Ｗ各相ブスバーと各相の電流検出器の配置関係を示す斜視図である。
【図３】同じくＵ，Ｖ，Ｗ各相ブスバーと各相の電流検出器の配置関係を示す側面図である。
【図４】Ｕ相電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流によって発生する磁束のうち、Ｕ相電流検出器の電流検出素子に鎖交するものを示す模式図である。
【図５】この発明の実施の形態２である電流検出装置を用いた電動機制御装置の構成を示す構成図である。
【図６】この発明の実施の形態３である電動機制御装置の構成を示す構成図である。
【図７】この発明の実施の形態４である電動機制御装置の構成を示す構成図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  制御演算装置、２ａ  Ｕ相ブスバー、２ｂ  Ｖ相ブスバー、２ｃ  Ｗ相ブスバー、
３ａ  Ｕ相配線、３ｂ  Ｖ相配線、３ｃ  Ｗ相配線、４ａ  Ｕ相電流検出器、
４ｂ  Ｖ相電流検出器、４ｃ  Ｗ相電流検出器、
１０，１０１，２０１  電動機制御装置、１１  三相インバータ、１２  電動機、
１３  回転検出器、１５ａ  Ｕ相アーム電力変換半導体、
１５ｂ  Ｖ相アーム電力変換半導体、１５ｃ  Ｗ相アーム電力変換半導体、
２０  電流検出部、２１  非干渉化フィルタリング部、２２，２２２  電流制御部、
２３  ＰＷＭ信号生成部、３０  回転位相算出部、
３１  非干渉化三相／二相座標変換部、３２  第一の演算器、３３  第二の演算器、
３４  ｄ軸電流制御器、３５  ｑ軸電流制御器、３６  二相／三相座標変換部、
３３１  電流補償・非干渉化・三相／二相変換部。
【図１】
2006162309.tif 000011
【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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