(57)【要約】【課題】可変磁束モータの磁束を変化させるための磁化電流を流す際におけるインバータの直流側回路の負担を軽減することのできるモータドライブシステムを提供することにある。【解決手段】直流電源５から供給される直流電力Ｖｄｃを変換し、可変磁束モータ２を駆動するインバータ４を制御する制御部１０であって、可変磁束モータ２の磁束を変化させる磁化電流Ｉｄを制御するための磁化電流指令値ＩｄＲｍｇを演算し、磁化するために磁化電流Ｉｄを流す場合、インバータ４の直流電圧Ｖｄｃを昇圧するために、トルク電流Ｉｑを制御するためのトルク電流指令値ＩｑＲＡＶＲを演算し、磁化電流指令値ＩｄＲｍｇ及びトルク電流指令値ＩｑＲＡＶＲに基づいて、インバータ４を制御する。【選択図】      図１
2011142751.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換して、磁束を変化させるための永久磁石を備えた永久磁石同期電動機を駆動するインバータを制御するインバータ制御装置であって、
前記永久磁石同期電動機の磁束を変化させる磁化電流を制御するための磁化電流指令値を演算する磁化電流指令値演算手段と、
前記磁化電流指令値演算手段により演算された前記磁化電流指令値に基づいて、前記磁化電流を流す場合、前記インバータの直流電圧を昇圧するために、前記永久磁石同期電動機の電流を制御するための電動機電流指令値を演算する電動機電流指令値演算手段と、
前記磁化電流指令値演算手段により演算された前記磁化電流指令値及び前記電動機電流指令値演算手段により演算された前記電動機電流指令値に基づいて、前記インバータを制御するインバータ制御手段と
を備えたことを特徴とするインバータ制御装置。
【請求項２】
前記永久磁石同期電動機の磁束の変化後の目標値となる磁束目標値及び前記永久磁石同期電動機の回転数に基づいて、前記インバータの直流電圧の昇圧後の目標値となる直流電圧目標値を決定する直流電圧目標値決定手段と
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のインバータ制御装置。
【請求項３】
前記直流電圧目標値決定手段は、前記永久磁石同期電動機のトルクに基づいて決定すること
を特徴とする請求項２に記載のインバータ制御装置。
【請求項４】
前記永久磁石同期電動機の磁束の変化後の目標値となる磁束目標値及び前記永久磁石同期電動機の回転数に基づいて、前記インバータの直流電圧の昇圧をするか否かを判断する昇圧判断手段と
を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のインバータ制御装置。
【請求項５】
前記昇圧判断手段は、前記永久磁石同期電動機のトルクに基づいて判断すること
を特徴とする請求項４に記載のインバータ制御装置。
【請求項６】
前記電動機電流指令値演算手段により演算された前記電動機電流指令値に基づく前記インバータの直流電圧の昇圧をせずに、前記磁化電流指令値演算手段により演算された前記磁化電流指令値に基づいて、前記磁化電流を流す場合、前記永久磁石同期電動機のトルクの変動を抑制するために、前記永久磁石同期電動機のトルクを制御するためのトルク電流を制御するためのトルク電流指令値を演算するトルク電流指令値演算手段と
を備えたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のインバータ制御装置。
【請求項７】
前記インバータの直流電圧を昇圧するために、前記直流電源から供給される直流電圧を昇圧する直流電圧昇圧回路が前記インバータの直流側に設けられ、
前記直流電圧昇圧回路により昇圧させる直流電圧量と前記電動機電流指令値演算手段により昇圧させる直流電圧量との配分を制御する直流電圧量配分制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のインバータ制御装置。
【請求項８】
磁束を変化させるための永久磁石を備えた永久磁石同期電動機と、
直流電源と、
前記直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換して、前記永久磁石同期電動機を駆動するインバータと、
前記永久磁石同期電動機の磁束を変化させる磁化電流を制御するための磁化電流指令値を演算する磁化電流指令値演算手段と、
前記磁化電流指令値演算手段により演算された前記磁化電流指令値に基づいて、前記磁化電流を流す場合、前記インバータの直流電圧を昇圧するために、前記永久磁石同期電動機の電流を制御するための電動機電流指令値を演算する電動機電流指令値演算手段と、
前記磁化電流指令値演算手段により演算された前記磁化電流指令値及び前記電動機電流指令値演算手段により演算された前記電動機電流指令値に基づいて、前記インバータを制御するインバータ制御手段と
を備えたことを特徴とするモータドライブシステム。
【請求項９】
前記永久磁石同期電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記永久磁石同期電動機の磁束の変化後の目標値となる磁束目標値及び前記回転数検出手段により検出された回転数に基づいて、前記インバータの直流電圧の昇圧後の目標値となる直流電圧目標値を決定する直流電圧目標値決定手段と
を備えたことを特徴とする請求項８に記載のモータドライブシステム。
【請求項１０】
前記永久磁石同期電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記永久磁石同期電動機の磁束の変化後の目標値となる磁束目標値及び前記回転数検出手段により検出された回転数に基づいて、前記インバータの直流電圧の昇圧をするか否かを判断する昇圧判断手段と
を備えたことを特徴とする請求項８に記載のモータドライブシステム。
【請求項１１】
前記インバータから前記直流電源に流れる電流を遮断する電流遮断手段と、
前記電動機電流指令値演算手段により演算された前記電動機電流指令値に基づいて、前記インバータの直流電圧を昇圧する場合、前記電流遮断手段による電流の遮断をさせる制御をする電流遮断制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載のモータドライブシステム。
【請求項１２】
前記インバータの直流電圧を昇圧するために、前記直流電源から供給される直流電圧を昇圧する直流電圧昇圧手段と
を備えたことを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか１項に記載のモータドライブシステム。
【請求項１３】
前記直流電圧昇圧手段により昇圧させる直流電圧量と前記電動機電流指令値演算手段により演算された前記電動機電流指令値に基づいて昇圧させる直流電圧量との配分を制御する直流電圧量配分制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項１２に記載のモータドライブシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁束を変化させることのできる可変磁束モータを駆動するインバータを備えたモータドライブシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、低保磁力の永久磁石に瞬時に大きな磁化電流を流して磁化することにより、磁束を変化させることのできる可変磁束モータ（可変磁力メモリモータ）が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。また、このような可変磁束モータを備えたモータドライブシステムが開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００３】
このようなモータドライブシステムにおいて、可変磁束モータの磁束を変化させる場合は、インバータから可変磁束モータに磁化電流を流すことにより行われる。インバータから磁化電流を出力するとき、インバータの入力電圧には、通常時の直流電圧よりも高い電圧が必要とされる場合がある。
【０００４】
そこで、直流電源とインバータの直流側との間には、直流チョッパなどの変換装置が設けられていることがある（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２８０１９５号公報
【特許文献２】特開２００８−０４８５１４号公報
【特許文献３】特開２００８−１２５２０１号公報
【特許文献４】特開２００９−０７２０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、磁化電流を流すための瞬時的なエネルギーの一部は、直流電源及び直流チョッパなどの直流側回路から供給される。従って、直流側回路を構成するこれらの装置は、磁化電流を流すための電力に耐えられるように、定格を大きくする必要がある。このように定格を大きくすることは、インバータの直流側回路の大型化、質量増、コストアップなどの要因となる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、可変磁束モータの磁束を変化させるための磁化電流を流す際におけるインバータの直流側回路の負担を軽減することのできるモータドライブシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の観点に従ったインバータ制御装置は、直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換して、磁束を変化させるための永久磁石を備えた永久磁石同期電動機を駆動するインバータを制御するインバータ制御装置であって、前記永久磁石同期電動機の磁束を変化させる磁化電流を制御するための磁化電流指令値を演算する磁化電流指令値演算手段と、前記磁化電流指令値演算手段により演算された前記磁化電流指令値に基づいて、前記磁化電流を流す場合、前記インバータの直流電圧を昇圧するために、前記永久磁石同期電動機の電流を制御するための電動機電流指令値を演算する電動機電流指令値演算手段と、前記磁化電流指令値演算手段により演算された前記磁化電流指令値及び前記電動機電流指令値演算手段により演算された前記電動機電流指令値に基づいて、前記インバータを制御するインバータ制御手段とを備えている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、可変磁束モータの磁束を変化させるための磁化電流を流す際におけるインバータの直流側回路の負担を軽減することのできるモータドライブシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る可変磁束モータドライブシステムの構成を示すブロック図。
【図２】第１の実施形態に係る磁束管理部の構成を示すブロック図。
【図３】第１の実施形態に係るインバータにおける磁化に必要な直流電圧の領域を示す領域図。
【図４】第１の実施形態に係る磁化電流指令演算部における磁化電流目標値を求めるためのグラフ図。
【図５】第１の実施形態に係る制御部における直流電圧を昇圧する場合の直流電圧の推移を示すグラフ図。
【図６】第１の実施形態に係る制御部における直流電圧を昇圧する場合の磁石磁束の推移を示すグラフ図。
【図７】第１の実施形態に係る制御部における直流電圧を昇圧する場合のＤ軸電流指令値の推移を示すグラフ図。
【図８】第１の実施形態に係る制御部における直流電圧を昇圧する場合のＱ軸電流指令値の推移を示すグラフ図。
【図９】第１の実施形態に係る制御部における直流電圧を昇圧する場合の磁化モードの状態の推移を示すグラフ図。
【図１０】第１の実施形態に係る制御部における直流電圧を昇圧する場合の電流遮断回路ゲート指令の推移を示すグラフ図。
【図１１】第１の実施形態に係る制御部における直流電圧を昇圧する場合の直流電圧制御フラグの推移を示すグラフ図。
【図１２】第１の実施形態に係る制御部における直流電圧を昇圧する場合の磁化要求フラグの推移を示すグラフ図。
【図１３】第１の実施形態に係る制御部における直流電圧を昇圧する場合の昇圧要求フラグの推移を示すグラフ図。
【図１４】第１の実施形態に係る制御部における直流電圧を昇圧しない場合の直流電圧の推移を示すグラフ図。
【図１５】第１の実施形態に係る制御部における直流電圧を昇圧しない場合の磁石磁束の推移を示すグラフ図。
【図１６】第１の実施形態に係る制御部における直流電圧を昇圧しない場合のＤ軸電流指令値の推移を示すグラフ図。
【図１７】第１の実施形態に係る制御部における直流電圧を昇圧しない場合のＱ軸電流指令値の推移を示すグラフ図。
【図１８】第１の実施形態に係る制御部における直流電圧を昇圧しない場合の磁化モードの状態の推移を示すグラフ図。
【図１９】第１の実施形態に係る制御部における直流電圧を昇圧しない場合の電流遮断回路ゲート指令の推移を示すグラフ図。
【図２０】第１の実施形態に係る制御部における直流電圧を昇圧しない場合の直流電圧制御フラグの推移を示すグラフ図。
【図２１】第１の実施形態に係る制御部における直流電圧を昇圧しない場合の磁化要求フラグの推移を示すグラフ図。
【図２２】第１の実施形態に係る制御部における直流電圧を昇圧しない場合の昇圧要求フラグの推移を示すグラフ図。
【図２３】本発明の第２の実施形態に係る可変磁束モータドライブシステムの構成を示すブロック図。
【図２４】第２の実施形態に係る直流電圧制御部の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る可変磁束モータドライブシステム１の構成を示すブロック図である。なお、以降の図における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。以降の実施形態も同様にして重複する説明を省略する。
【００１３】
可変磁束モータドライブシステム１は、可変磁束モータ２と、回転数検出センサ３と、インバータ４と、直流電源５と、平滑コンデンサ６と、電流遮断回路７と、交流電流検出器８Ｕ，８Ｗと、直流電圧検出器９、制御部１０とを備えている。
【００１４】
直流電源５の正極側は、電流遮断回路７を介して、インバータ４の入力側（直流側）と接続されている。直流電源５の負極側は、インバータ４の入力側（直流側）と接続されている。可変磁束モータ２は、インバータ４の出力側（交流側）と接続されている。平滑コンデンサ６は、インバータ４の直流側に設けられている。平滑コンデンサ６の２つの端子は、それぞれ直流の正極と負極とに接続されている。
【００１５】
可変磁束モータ（可変磁力メモリモータ）２は、磁束を変化させることのできる永久磁石同期電動機である。可変磁束モータ２の回転子には、回転子鉄心に固定磁石及び可変磁石が組み込まれている。固定磁石は、磁束密度（磁束量）を変化させずに用いる永久磁石である。可変磁石は、磁束密度（磁束量）を変化させる永久磁石である。可変磁石には、低保磁力の磁性体を用いている。インバータ４から可変磁束モータ２に瞬時に大きな磁化電流を流すことにより、可変磁石を増磁又は減磁する。可変磁束モータ２の磁束は、固定磁石と可変磁石のそれぞれの磁束の総和である。従って、可変磁石の磁束を変化させる（可変磁石を磁化する）ことにより、可変磁束モータ２の磁束が増磁又は減磁をする。
【００１６】
回転数検出センサ３は、可変磁束モータ２の回転子の回転数Ｎｒを検出する。回転数検出センサ３は、検出した回転数Ｎｒを、制御部１０に出力する。回転数検出センサ３は、例えばレゾルバである。
【００１７】
インバータ４は、直流電源５から供給された直流電力を三相交流電力に変換する。インバータ４は、変換した交流電力を可変磁束モータ２に供給する。インバータ４は、可変磁束モータ２に交流電力を出力することで、可変磁束モータ２を駆動する。
【００１８】
交流電流検出器８Ｕは、インバータ４から出力されるＵ相電流Ｉｕを検出する。交流電流検出器８Ｕは、検出したＵ相電流Ｉｕを信号として、制御部１０に出力する。交流電流検出器８Ｗは、インバータ４から出力されるＷ相電流Ｉｗを検出する。交流電流検出器８Ｗは、検出したＷ相電流Ｉｗを、制御部１０に出力する。
【００１９】
直流電源５は、インバータ４に直流電力を供給するための電源である。直流電源５から出力された直流電力は、インバータ４に供給される。
【００２０】
電流遮断回路７は、スイッチング素子７１と、ダイオード７２とを備えた回路である。ダイオード７２は、スイッチング素子７１と逆並列に接続されている。ダイオード７２のアノードは、直流電源５の正極に接続されている。ダイオード７２のカソードは、インバータ４の正極に接続されている。電流遮断回路７は、スイッチング素子７１がオンされると、インバータ４の直流側電圧Ｖｄｃを直流電源５の電圧Ｅｄｃと同電位にする。電流遮断回路７は、スイッチング素子７１がオフされると、インバータ４から直流電源５への電流の流れを遮断する。従って、スイッチング素子７１がオフされれば、電流遮断回路７は、インバータ４の直流側の電圧Ｖｄｃが高くなっても、インバータ４から直流電源５へは電流を流さない。一方、直流電源５からインバータ４に流れる電流は、ダイオード７２を介して流れる。
【００２１】
平滑コンデンサ６は、インバータ４と直流電源５との間に印加される直流電圧を平滑するコンデンサである。
【００２２】
直流電圧検出器９は、平滑コンデンサ６の直流電圧Ｖｄｃを検出する。直流電圧Ｖｄｃは、インバータ４の入力電圧でもある。直流電圧検出器９は、検出した直流電圧Ｖｄｃを制御部１０に出力する。
【００２３】
制御部１０は、ゲート信号ＳＧを出力して、インバータ４の出力を制御する。これにより、可変磁束モータ２の駆動が制御される。制御部１０は、ゲート信号ＳＧｉを出力して、電流遮断回路７を制御する。これにより、電流遮断回路７のスイッチング素子７１がオン又はオフされる。
【００２４】
制御部１０は、磁化管理部２１と、磁束管理部２２と、通常時電流指令演算部２３と、磁化時電流指令演算部２４と、指令選択部２５と、電流制御部２６と、座標変換部２７と、ＰＷＭ回路２８と、電流遮断回路制御部２９と、減算器ＳＵｄ，ＳＵｑとを備えている。
【００２５】
磁化管理部２１には、回転数検出センサ３により検出された回転数Ｎｒ、直流電圧検出器９により検出された直流電圧Ｖｄｃ及びトルク指令値ＴｍＲが入力される。
【００２６】
磁化管理部２１は、回転数Ｎｒ、トルク指令値ＴｍＲ及び直流電圧Ｖｄｃに基づいて、可変磁石の磁力を変化させる（磁化する）か否か判断する。磁化管理部２１は、磁化すると判断した場合、磁化要求フラグＦｒｑを立てる（磁化要求フラグＦｒｑ＝「Ｈ」）。この場合、磁化管理部２１は、磁化後の磁束目標値φＴを演算する。磁化管理部２１は、演算した磁束目標値φＴを磁束管理部２２に出力する。
【００２７】
磁化管理部２１は、磁化すると判断した場合、磁化するために直流電圧Ｖｄｃを昇圧する必要があるか否かを判断する。磁化管理部２１は、昇圧が必要と判断した場合、昇圧要求フラグＦｖｕｐを立てる（昇圧要求フラグＦｖｕｐ＝「Ｈ」）。この場合、磁化管理部２１は、昇圧後の目標値である直流電圧目標値ＶｄｃＴを演算する。磁化管理部２１は、昇圧要求フラグＦｖｕｐの状態及び演算した直流電圧目標値ＶｄｃＴを磁化時電流指令演算部２４の直流電圧指令演算部５３に出力する。
【００２８】
磁化管理部２１は、磁化を開始してから完了するまでの各段階を示す磁化モードＭＤを決定する。磁化管理部２１は、磁化モードＭＤを次のように決定する。
【００２９】
磁化管理部２１は、通常時（磁化していない時）は、磁化モードＭＤを「０」にする。
【００３０】
磁化管理部２１は、磁化要求フラグＦｒｑが立つと、磁化モードＭＤを「０」から「１」にする。
【００３１】
磁化管理部２１は、磁化モードＭＤを「１」にした後、所定時間経過すると、磁化モードＭＤを「１」から「２」にする。この所定時間は、直流電圧指令値ＶｄｃＲ（又は直流電圧Ｖｄｃ）が直流電圧目標値ＶｄｃＴに達するまでに必要な時間である。よって、磁化モードＭＤが「１」から「２」に変わるときは、インバータの入力電圧（直流電圧Ｖｄｃ）が直流電圧目標値ＶｄｃＴに達している状態である。換言すると、磁化モードＭＤが「２」であることは、インバータ４の入力電圧に、磁化電流を流すために必要な電圧が印加されていることを意味する。よって、磁化管理部２１は、直流電圧Ｖｄｃを昇圧しない場合（昇圧要求フラグＦｖｕｐを立てない場合）、磁化モードＭＤを「１」にした後、所定時間の経過を待たずに、磁化モードＭＤを「２」にする。または、磁化管理部２１は、磁化モードＭＤを「１」にせずに、磁化モードＭＤを「０」から直接「２」にしてもよい。
【００３２】
磁化管理部２１は、磁化電流指令値ＩｄＲｍｇが磁化電流目標値ＩｍｇＴに達すると、磁化モードＭＤを「２」から「３」にする。磁化時電流指令演算部２４は、磁化電流指令値ＩｄＲｍｇが磁化電流目標値ＩｍｇＴに達したことを、磁化管理部２１に通知する。即ち、磁化モードＭＤが「２」から「３」に変わるときは、磁化電流（Ｄ軸電流）Ｉｄが磁化電流目標値ＩｍｇＴに達している状態である。
【００３３】
ここで、ＤＱ軸座標について説明する。
【００３４】
ＤＱ軸上のＤ軸とは、磁石磁束方向の軸であり、磁気トルクに作用しない軸である。ＤＱ軸上のＱ軸とは、磁石磁束方向と直交する軸（Ｄ軸と直交する軸）であり、磁気トルクに作用する軸である。
【００３５】
磁化管理部２１は、磁化モードＭＤを「３」にした後、所定時間経過すると、磁化モードＭＤを「３」から「４」にする。この所定時間は、磁化電流Ｉｄが減少して、直流電源５の直流電圧Ｖｄｃの昇圧が不要となるまでに必要な時間である。よって、磁化管理部２１は、直流電圧Ｖｄｃを昇圧していない場合は、磁化モードＭＤを「３」にした後、所定時間の経過を待たずに、磁化モードＭＤを「４」にする。または、磁化管理部２１は、磁化モードＭＤを「３」にせずに、磁化モードＭＤを「２」から直接「４」にしてもよい。
【００３６】
磁化管理部２１は、磁化モードＭＤを「４」にした後、所定時間経過すると、磁化モードＭＤを「４」から「０」にする。この所定時間は、直流電圧指令値ＶｄｃＲ（又は直流電圧Ｖｄｃ）が直流電源５の電源電圧に達するまでに必要な時間である。又は、ＤＱ軸電流Ｉｄ，Ｉｑが通常時のＤＱ軸電流指令値ＩｄＲｎｒ，ＩｑＲｎｒに追従するまでに必要な時間である。即ち、磁化管理部２１は、磁化するための一連の処理が終了した時点で、磁化モードＭＤを「４」から「０」にする。
【００３７】
磁化管理部２１は、磁化モードＭＤを「０」にすると、磁化要求フラグＦｒｑ及び昇圧要求フラグＦｖｕｐをクリアする（「Ｌ」にする）。
【００３８】
磁化管理部２１は、昇圧要求フラグＦｖｕｐが「Ｈ」であり、かつ磁化モードＭＤが「１」〜「４」の間にある（「０」以外の）場合（又は、磁化要求フラグＦｒｑが「Ｈ」の場合）、直流電圧制御フラグＦｖｃを「Ｈ」にする。それ以外は、直流電圧制御フラグＦｖｃは、「Ｌ」である。よって、直流電圧制御フラグＦｖｃは、昇圧要求フラグＦｖｕｐと磁化要求フラグＦｒｑとの論理積で設定してもよい。磁化管理部２１は、直流電圧制御フラグＦｖｃの状態を電流遮断回路制御部２９に出力する。
【００３９】
磁化管理部２１は、磁化モードＭＤに基づいて、指令選択部２５の切替操作をする。磁化管理部２１は、直流電圧制御フラグＦｖｃに基づいて、磁化時電流指令演算部２４のトルク電流指令選択部５５の切替操作をする。磁化管理部２１は、磁化モードＭＤを、磁束管理部２２及び磁化時電流指令演算部２４に出力する。
【００４０】
図２は、本実施形態に係る磁束管理部２２の構成を示すブロック図である。
【００４１】
磁束管理部２２は、記憶指令部２２１と、記憶部２２２とを備えている。
【００４２】
磁束管理部２２には、磁化管理部２１から磁化モードＭＤ及び磁束目標値φＴが入力される。磁束管理部２２は、磁化管理部２１から入力された磁束目標値φＴを磁化時電流指令演算部２４の磁化電流指令演算部５１にそのまま出力する。
【００４３】
記憶指令部２２１には、磁化モードＭＤが入力される。記憶指令部２２１は、昇圧している場合は、磁化モードＭＤが「２」から「３」に変わると、記憶部２２２に記憶させるための信号を出力する。記憶指令部２２１は、昇圧していない場合は、磁化モードＭＤが「２」から「４」に変わると、記憶部２２２に記憶させるための指令信号を出力する。
【００４４】
記憶部２２２には、磁化管理部２１から磁束目標値φＴが入力される。記憶部２２２は、記憶指令部２２１から記憶させるための指令信号が入力されると、最新の磁束目標値φＴを現在の磁束値φＰとして、記憶する。磁束管理部２２は、記憶部２２２に記憶した現在の磁束値φＰを、通常時電流指令演算部２３、磁化時電流指令演算部２４の磁化電流指令演算部５１及びトルク電流指令演算部５２に出力する。
【００４５】
通常時電流指令演算部２３には、トルク指令値ＴｍＲ、磁束管理部２２から出力された現在の磁束値φＰが入力される。通常時電流指令演算部２３は、トルク指令値ＴｍＲ及び現在の磁束値φＰに基づいて、通常時のＤ軸電流指令値ＩｄＲｎｒ及び通常時のＱ軸電流指令値ＩｑＲｎｒを演算する。ここで、通常時とは、磁化時でない時である。通常時電流指令演算部２３は、演算した通常時のＤＱ軸電流指令値ＩｄＲｎｒ，ＩｑＲｎｒを指令選択部２５に出力する。通常時電流指令演算部２３は、演算した通常時のＤ軸電流指令値ＩｄＲｎｒを磁化時電流指令演算部２４の磁化電流指令演算部５１に出力する。
【００４６】
通常時のＤ軸電流指令値ＩｄＲｎｒは、通常時に可変磁束モータ２に流すＤ軸電流（磁化電流）Ｉｄを制御するための指令値である。通常時のＱ軸電流指令値ＩｑＲｎｒは、通常時に可変磁束モータ２に流すＱ軸電流（トルク電流）Ｉｑを制御するための指令値である。即ち、Ｑ軸電流指令値ＩｑＲｎｒは、可変磁束モータ２のトルクを制御するための指令値である。
【００４７】
磁化時電流指令演算部２４には、直流電圧検出器９により検出された直流電圧Ｖｄｃ、磁化管理部２１から出力された直流電圧目標値ＶｄｃＴ、磁化モードＭＤ、昇圧要求フラグＦｖｕｐの状態、直流電圧制御フラグＦｖｃの状態、磁束管理部２２から出力された磁束目標値φＴ及び現在の磁束値φＰ、及び通常時電流指令演算部２３により演算された通常時のＤ軸電流指令値ＩｄＲｎｒが入力される。
【００４８】
磁化時電流指令演算部２４は、直流電圧Ｖｄｃ、磁化モードＭＤ、磁束目標値φＴ、現在の磁束値φＰ、通常時のＤ軸電流指令値ＩｄＲｎｒ、昇圧要求フラグＦｖｕｐの状態、及び直流電圧制御フラグＦｖｃの状態に基づいて、磁化時のＤ軸電流指令値（磁化電流指令値）ＩｄＲｍｇ及び磁化時のＱ軸電流指令値（トルク電流指令値）ＩｑＲｍｇを演算する。磁化時電流指令演算部２４は、演算した磁化時のＤＱ軸電流指令値ＩｄＲｍｇ，ＩｑＲｍｇを指令選択部２５に出力する。
【００４９】
磁化時のＤ軸電流指令値ＩｄＲｍｇは、磁化時に可変磁束モータ２に流すＤ軸電流（磁化電流）Ｉｄを制御するための指令値である。即ち、磁化時のＤ軸電流指令値ＩｄＲｍｇは、可変磁束モータ２の可変磁石を磁化するための磁化電流を制御するための指令値である。磁化時のＱ軸電流指令値ＩｑＲｍｇは、磁化時に可変磁束モータ２に流すＱ軸電流（トルク電流）Ｉｑを制御するための指令値である。
【００５０】
次に、磁化時電流指令演算部２４の構成についてより詳細に説明する。
【００５１】
磁化時電流指令演算部２４は、磁化電流指令演算部５１と、トルク電流指令演算部５２と、直流電圧指令演算部５３と、直流電圧制御部５４と、トルク電流指令選択部５５と、減算器ＳＵ１とを備えている。
【００５２】
磁化電流指令演算部５１には、磁束目標値φＴ、現在の磁束値φＰ、磁化モードＭＤ、及び通常時のＤ軸電流指令値ＩｄＲｎｒが入力される。磁化電流指令演算部５１は、現在の磁束値（磁化前の磁束目標値）φＰ及び磁束目標値φＴに基づいて、磁化電流目標値ＩｍｇＴを演算する。磁化電流指令演算部５１は、この磁化電流目標値ＩｍｇＴに到達するように、磁化モードＭＤの各段階に応じた磁化電流指令値（磁化時のＤ軸電流指令値）ＩｄＲｍｇを演算する。磁化電流指令演算部５１は、演算した磁化電流指令値ＩｄＲｍｇを指令選択部２５及びトルク電流指令演算部５２に出力する。
【００５３】
次に、磁化電流指令演算部５１における磁化電流指令値ＩｄＲｍｇの算出方法について説明する。
【００５４】
磁化モードＭＤが「１」の場合、磁化電流指令演算部５１は、通常時電流指令演算部２３が算出した通常時のＤ軸電流指令値ＩｄＲｎｒを、磁化電流指令値ＩｄＲｍｇとする。
【００５５】
磁化モードＭＤが「２」の場合、磁化電流指令演算部５１は、磁化電流指令値ＩｄＲｍｇを磁化電流目標値ＩｍｇＴに向かって徐々に漸増（又は漸減）させる。
【００５６】
磁化モードＭＤが「３」又は「４」の場合、磁化電流指令演算部５１は、磁化電流指令値ＩｄＲｍｇを通常時のＤ軸電流指令値ＩｄＲｎｒに向かって徐々に漸減（又は漸増）させる。
【００５７】
トルク電流指令演算部５２には、トルク指令値ＴｍＲ、現在の磁束値φＰ、及び磁化電流指令値ＩｄＲｍｇが入力される。トルク電流指令演算部５２は、トルク指令値ＴｍＲ、現在の磁束値φＰ、及び磁化電流指令値ＩｄＲｍｇに基づいて、磁化中のトルク変動を抑制するようなトルク電流指令値（磁化時のＱ軸電流指令値）ＩｑＲｍｇ０を演算する。トルク電流指令演算部５２は、演算したトルク電流指令値ＩｑＲｍｇ０をトルク電流指令選択部５５に出力する。
【００５８】
直流電圧指令演算部５３には、直流電圧Ｖｄｃ、直流電圧目標値ＶｄｃＴ、磁化モードＭＤ、及び昇圧要求フラグＦｖｕｐの状態が入力される。直流電圧指令演算部５３は、直流電圧Ｖｄｃ、直流電圧目標値ＶｄｃＴ、磁化モードＭＤ、及び昇圧要求フラグＦｖｕｐの状態に基づいて、直流電圧指令値ＶｄｃＲを演算する。直流電圧指令値ＶｄｃＲは、直流電圧（インバータ４の入力電圧）Ｖｄｃを制御するための指令値である。直流電圧指令演算部５３は、演算した直流電圧指令値ＶｄｃＲを減算器ＳＵ１に出力する。
【００５９】
次に、直流電圧指令演算部５３における直流電圧指令値ＶｄｃＲの算出方法について説明する。
【００６０】
直流電圧指令演算部５３は、磁化モードが「０」の場合、直流電圧指令値ＶｄｃＲの初期値を、直流電圧検出器９により検出された（現在の）直流電圧Ｖｄｃに一致させておく。
【００６１】
直流電圧指令演算部５３は、昇圧要求フラグＦｖｕｐが「Ｈ」の場合、磁化モードＭＤに応じて、以下のように、直流電圧指令値ＶｄｃＲを演算する。
【００６２】
磁化モードＭＤが「１」の場合、直流電圧指令演算部５３は、直流電圧目標値ＶｄｃＴに向かって昇圧するように、直流電圧指令値ＶｄｃＲを漸増させる。直流電圧Ｖｄｃ（又は、直流電圧指令値ＶｄｃＲ）が直流電圧目標値ＶｄｃＴまで昇圧されると、磁化モードＭＤは、「１」から「２」になる。
【００６３】
磁化モードＭＤが「２」又は「３」の場合、直流電圧指令演算部５３は、直流電圧目標値ＶｄｃＴを維持するように、直流電圧指令値ＶｄｃＲを保持する。
【００６４】
磁化モードＭＤが「４」の場合、直流電圧指令演算部５３は、直流電圧指令値ＶｄｃＲを直流電源５の電源電圧に向かって漸減させる。
【００６５】
減算器ＳＵ１には、直流電圧Ｖｄｃ及び直流電圧指令演算部５３により演算された直流電圧指令値ＶｄｃＲが入力される。減算器ＳＵ１は、直流電圧指令値ＶｄｃＲから直流電圧Ｖｄｃを減算する。減算器ＳＵ１は、減算した値を直流電圧制御部５４に出力する。
【００６６】
直流電圧制御部５４には、減算器ＳＵ１により演算された差分が入力される。直流電圧制御部５４は、入力された差分に基いて、直流電圧Ｖｄｃが直流電圧指令値ＶｄｃＲに追従するように、トルク電流指令値（磁化時のＱ軸電流指令値）ＩｑＲＡＶＲを演算する。直流電圧Ｖｄｃが直流電圧指令値ＶｄｃＲに追従するように演算されたトルク電流指令値ＩｑＲＡＶＲは、条件によっては、力行運転中であっても、回生トルク電流指令（マイナスのトルク電流指令値ＩｑＲＡＶＲ）となる。直流電圧制御部５４は、演算したトルク電流指令値ＩｑＲＡＶＲをトルク電流指令選択部５５に出力する。
【００６７】
トルク電流指令選択部５５には、トルク電流指令演算部５２により演算されたトルク電流指令値ＩｑＲｍｇ０及び直流電圧制御部５４により演算されたトルク電流指令値ＩｑＲＡＶＲが入力される。トルク電流指令選択部５５は、入力されたトルク電流指令値ＩｑＲｍｇ０，ＩｑＲＡＶＲのうち選択されたいずれか一方のトルク電流指令値（磁化時のＱ軸電流指令値）ＩｑＲｍｇを指令選択部２５に出力する。
【００６８】
トルク電流指令選択部５５は、直流電圧制御フラグＦｖｃの状態に応じて、トルク電流指令値ＩｑＲｍｇを選択する。直流電圧制御フラグＦｖｃが「Ｈ」の場合、トルク電流指令選択部５５は、直流電圧制御部５４により演算されたトルク電流指令値ＩｑＲＡＶＲを選択する。直流電圧制御フラグＦｖｃが「Ｌ」の場合、トルク電流指令選択部５５は、トルク電流指令演算部５２により演算されたトルク電流指令値ＩｑＲｍｇ０を選択する。
【００６９】
指令選択部２５には、通常時電流指令演算部２３により演算された通常時のＤＱ軸電流指令値ＩｄＲｎｒ，ＩｑＲｎｒ及び磁化時電流指令演算部２４により演算された磁化時のＤＱ軸電流指令値ＩｄＲｍｇ，ＩｑＲｍｇが入力される。指令選択部２５は、入力された２組のＤＱ軸電流指令値ＩｄＲｎｒ，ＩｑＲｎｒ，ＩｄＲｍｇ，ＩｑＲｍｇのうち選択されたいずれか１組のＤＱ軸電流指令値ＩｄＲ，ＩｑＲを減算器ＳＵｄ，ＳＵｑに出力する。
【００７０】
指令選択部２５は、磁化モードＭＤに応じて、ＤＱ軸電流指令値ＩｄＲ，ＩｑＲを選択する。磁化モードＭＤが「０」の場合、指令選択部２５は、通常時のＤＱ軸電流指令値ＩｄＲｎｒ，ＩｑＲｎｒを選択する。磁化モードＭＤが「０」以外の場合、指令選択部２５は、磁化時のＤＱ軸電流指令値ＩｄＲｍｇ，ＩｑＲｍｇを選択する。
【００７１】
座標変換部２７は、交流電流検出器８Ｕ，８Ｗにより検出された相電流Ｉｕ，Ｉｗを、回転数検出センサ３により検出された回転数Ｎｒに基づいて、ＤＱ軸電流値Ｉｄ，Ｉｑに変換する。なお、三相交流電流のＶ相電流は、他の２つの相電流Ｉｕ，Ｉｗから演算される。座標変換部２７は、演算したＤＱ軸電流値Ｉｄ，Ｉｑを減算器ＳＵｄ，ＳＵｑに出力する。
【００７２】
減算器ＳＵｄには、指令選択部２５から出力されたＤ軸電流指令値ＩｄＲ及び座標変換部２７により演算されたＤ軸電流値Ｉｄが入力される。減算器ＳＵｄは、Ｄ軸電流指令値ＩｄＲからＤ軸電流値Ｉｄを減算する。減算器ＳＵｄは、減算したＤ軸電流の差分を電流制御部２６に出力する。
【００７３】
減算器ＳＵｑには、指令選択部２５から出力されたＱ軸電流指令値ＩｑＲ及び座標変換部２７により演算されたＱ軸電流値Ｉｑが入力される。減算器ＳＵｑは、Ｑ軸電流指令値ＩｑＲからＱ軸電流値Ｉｑを減算する。減算器ＳＵｑは、減算したＱ軸電流の差分を電流制御部２６に出力する。
【００７４】
電流制御部２６には、減算器ＳＵｄ，ＳＵｑにより演算されたＤＱ軸電流の差分及び回転数検出センサ３により検出された回転数Ｎｒが入力される。電流制御部２６は、インバータ４から出力されるＤＱ軸電流Ｉｄ，ＩｑをＤＱ軸電流指令値ＩｄＲ，ＩｑＲに追従させる制御をする。
【００７５】
電流制御部２６は、減算器ＳＵｄ，ＳＵｑにより演算されたＤＱ軸電流の差分及び回転数検出センサ３により検出された回転数Ｎｒに基づいて、三相交流電圧指令値ＶｕｖｗＲを演算する。三相交流電圧指令値ＶｕｖｗＲは、インバータ４の出力電圧である三相交流の各相の電圧を制御するための指令値である。電流制御部２６は、演算した三相交流電圧指令値ＶｕｖｗＲをＰＷＭ回路２８に出力する。
【００７６】
ＰＷＭ回路２８は、電流制御部２６により演算された三相交流電圧指令値ＶｕｖｗＲに基づいて、インバータ４をＰＷＭ(Pulse Width Modulation)制御するためのゲート信号ＳＧを生成する。ＰＷＭ回路２８は、生成したゲート信号ＳＧをインバータ４のゲート回路に出力する。これにより、インバータ４の出力が制御される。
【００７７】
電流遮断回路制御部２９は、直流電圧制御フラグＦｖｃの状態に基づいて、電流遮断回路７に電流遮断回路ゲート指令ＳＧｉを出力する。これにより、電流遮断回路制御部２９は、電流遮断回路７を制御する。
【００７８】
電流遮断回路制御部２９は、直流電圧制御フラグＦｖｃが「Ｈ」の場合、電流遮断回路ゲート指令ＳＧｉをオフ指令にして、電流遮断回路７に出力する。これにより、電流遮断回路７のスイッチング素子７１はオフされる。これにより、磁化時にインバータ４側の直流電圧が昇圧されても、インバータ４側から直流電源５側に電流は流れない。従って、インバータ４の入力電圧を直流電源５の電源電圧よりも高く昇圧することができる。
【００７９】
電流遮断回路制御部２９は、直流電圧制御フラグＦｖｃが「Ｌ」の場合、電流遮断回路ゲート指令ＳＧｉをオン指令にして、電流遮断回路７に出力する。これにより、電流遮断回路７のスイッチング素子７１はオンされる。これにより、インバータ４と直流電源５との間を流れる電流は相互に流れる。従って、直流電源５側の直流電圧とインバータ４側の直流電圧は、同電位になる。
【００８０】
磁化管理部２１において、磁化するために直流電圧Ｖｄｃを昇圧する必要があるか否かを判断する方法について説明する。
【００８１】
磁石磁束は、固定磁石の磁束と可変磁石の磁束とを合わせた総磁束である。Φを磁石磁束、ΦＦＩＸを固定磁石の磁束、ΦＶＡＬを可変磁石の磁束とすると、磁石磁束は、次式で表される。なお、ΦＶＡＬ（Ｉｄ）は、可変磁石の磁束を磁化電流Ｉｄにより変化させることができることを表している。
【００８２】
Φ＝ΦＦＩＸ＋ΦＶＡＬ（Ｉｄ）  …式（１）
ΦＶＡＬは、ある正の磁束量をΦ０として、可変可能な磁束量の範囲を次のように定義することができる。
【００８３】
−Φ０＜＝ΦＶＡＬ＜＝Φ０  …式（２）
これを可変磁石の磁束率として正規化する。即ち、可変磁石の磁束率は、次のように表すことができる。
【００８４】
−１<＝可変磁石の磁束率＜＝１  …式（３）
磁石磁束Φは、固定磁石の磁束と可変磁石の磁束とを合わせた総磁束であることから、式（３）の可変磁石の磁束率は、次のように換算できる。
【００８５】
可変磁石の磁束率［ＰＵ］＝（Φ−ΦＦＩＸ）／Φ０  …式（４）
このとき、ＶｄをＤ軸電圧、ＶｑをＱ軸電圧、Ｒを巻線抵抗、ＬｄをＤ軸インダクタンス、ＬｑをＱ軸インダクタンスとすると、次式が成り立つ。
【００８６】
Ｖｄ＝Ｒ×Ｉｄ−ω×Ｌｑ×Ｉｑ＋Ｌｄ×ｄＩｄ／ｄｔ  …式（５）
Ｖｑ＝Ｒ×Ｉｑ＋ω×Ｌｄ×Ｉｄ＋ω×Φ  …式（６）
ここで、Ｖｄの右辺最終項は、Ｄ軸電流（磁化電流）を変化させるために必要な電圧項である。Ｑ軸電流も変化させるためには、同様な項がＶｑの右辺に必要である。
【００８７】
式（５）及び式（６）を用いて、必要なＤ軸電圧及びＱ軸電圧が求められる。
【００８８】
このようにして求められたＤ軸電圧及びＱ軸電圧を、インバータ４で出力するために必要なインバータ４の直流電圧Ｖｄｃは、図３に示す領域図を用いて求めることができる。
【００８９】
図３は、本実施形態に係るインバータ４における磁化に必要な直流電圧Ｖｄｃの領域を示す領域図である。横軸は、回転数［ＰＵ］を示している。縦軸は、可変磁石の磁束率［ＰＵ］を示している。
【００９０】
領域Ｄ１は、０〜１００［Ｖ］の直流電圧Ｖｄｃが必要な領域である。領域Ｄ２は、１００〜２００［Ｖ］の直流電圧Ｖｄｃが必要な領域である。領域Ｄ３は、２００〜３００［Ｖ］の直流電圧Ｖｄｃが必要な領域である。領域Ｄ４は、３００〜４００［Ｖ］の直流電圧Ｖｄｃが必要な領域である。領域Ｄ５は、４００〜５００［Ｖ］の直流電圧Ｖｄｃが必要な領域である。領域Ｄ６は、５００〜６００［Ｖ］の直流電圧Ｖｄｃが必要な領域である。
【００９１】
図３に示す領域図では、回転数Ｎｒが低いほど、直流電圧目標値ＶｄｃＴは低い。これは、回転数Ｎｒが低い場合、逆起電圧が小さいため、変調率（インバータ４の出力電圧）に余裕があるからである。また、磁束目標値φＴの絶対値が大きいほど、直流電圧目標値ＶｄｃＴは高い。さらに、増磁をする場合に比べて、減磁をする場合の方が、直流電圧目標値ＶｄｃＴは低い。これは、増磁をする場合に比べて、減磁をする場合の方が、磁気飽和が小さいため、必要とされる磁化電流Ｉｄが少ないからである。
【００９２】
即ち、回転数Ｎｒが低い場合や磁束目標値φＴが小さい場合などの変調率に余裕がある場合は、直流電圧Ｖｄｃは低くてよい。
【００９３】
ここでは、変調率は、次のように定義する。
【００９４】
変調率＝実際に出力しているＤＱ軸上のインバータ出力電圧／ＤＱ軸上で出力可能なインバータ出力電圧の最大値  …式（７）
ここに、ＤＱ軸上の出力電圧＝√（Ｄ軸電圧の２乗＋Ｑ軸電圧の２乗）である。
【００９５】
また、ＤＱ軸上で出力可能なインバータ出力電圧の最大値Ｖ１ｍａｘは、１パルスモードのときの出力電圧である。インバータへの直流入力電圧をＶｄｃとすると、インバータ出力電圧の最大値Ｖ１ｍａｘは、次式を用いて求めることができる。
【００９６】
Ｖ１ｍａｘ＝Ｖｄｃ×√６／π  …式（８）
図３に示す領域図において、磁化するための条件が、ある領域Ｄ１〜Ｄ６に属している場合、その領域の上限の電圧以上の直流入力電圧があれば、磁化電流Ｉｄを流すことができる。
【００９７】
次に、直流電源５の電源電圧が２００［Ｖ］の場合の可変磁束モータドライブシステム１の動作について説明する。
【００９８】
磁化を行う際の領域が、領域Ｄ１又は領域Ｄ２に属している場合（領域ＤＡに属している場合）、直流電圧Ｖｄｃは、２００［Ｖ］あれば足りる。直流電源５の電源電圧は２００［Ｖ］であるため、直流電圧Ｖｄｃを昇圧させる必要はない。
【００９９】
この場合、磁化管理部２１は、昇圧要求フラグＦｖｕｐを「Ｌ」のままにする。電流遮断回路制御部２９は、電流遮断回路ゲート指令ＳＧｉをオン指令にして、電流遮断回路７に出力する。磁化時電流指令演算部２４は、トルク変動を抑制するように、Ｑ軸電流指令値ＩｑＲｍｇを出力する。
【０１００】
磁化を行う際の領域が領域Ｄ３に属している場合、直流電圧Ｖｄｃは、３００［Ｖ］にする必要がある。直流電源５の電源電圧は２００［Ｖ］であるため、直流電圧Ｖｄｃを昇圧させる必要がある。
【０１０１】
この場合、磁化管理部２１は、昇圧要求フラグＦｖｕｐを「Ｈ」にする。電流遮断回路制御部２９は、電流遮断回路ゲート指令ＳＧｉをオフ指令にして、電流遮断回路７に出力する。磁化時電流指令演算部２４は、直流電圧Ｖｄｃを予めＶ１として設定されている３００［Ｖ］に昇圧するように、Ｑ軸電流指令値ＩｑＲｍｇを出力する。
【０１０２】
磁化を行う際の領域が領域Ｄ４に属している場合、直流電圧Ｖｄｃは、４００［Ｖ］にする必要がある。直流電源５の電源電圧は２００［Ｖ］であるため、直流電圧Ｖｄｃを昇圧させる必要がある。
【０１０３】
この場合、磁化管理部２１は、昇圧要求フラグＦｖｕｐを「Ｈ」にする。電流遮断回路制御部２９は、電流遮断回路ゲート指令ＳＧｉをオフ指令にして、電流遮断回路７に出力する。磁化時電流指令演算部２４は、直流電圧Ｖｄｃを予めＶ２として設定されている４００［Ｖ］に昇圧するように、Ｑ軸電流指令値ＩｑＲｍｇを出力する。
【０１０４】
なお、高回転で高磁束域となる領域Ｄ５，Ｄ６については、可変磁束モータドライブシステム１では使用しない。
【０１０５】
図４は、本実施形態に係る磁化電流指令演算部５１における磁化電流目標値ＩｍｇＴを求めるためのグラフ図である。横軸は、磁化電流Ｉｄ［ＰＵ］を示している。縦軸は、可変磁石の磁束率［ＰＵ］を示している。
【０１０６】
現在の磁束値φＰが磁束目標値φＴよりも小さい場合、制御部１０は、可変磁石を増磁する。この場合、磁化電流指令演算部５１は、増磁特性Ｔｉに基づいて、磁化電流目標値ＩｍｇＴを演算する。
【０１０７】
現在の磁束値φＰが磁束目標値φＴよりも大きい場合、制御部１０は、可変磁石を減磁する。この場合、磁化電流指令演算部５１は、減磁特性Ｔｄに基づいて、磁化電流目標値ＩｍｇＴを演算する。
【０１０８】
図５から図１３を参照して、本実施形態に係る制御部１０における直流電圧Ｖｄｃを昇圧する場合の磁化（増磁）動作の一例について説明する。
【０１０９】
図５は、直流電圧Ｖｄｃの推移を示すグラフ図である。図６は、磁石磁束Φの推移を示すグラフ図である。図７は、Ｄ軸電流指令値ＩｄＲの推移を示すグラフ図である。図８は、Ｑ軸電流指令値ＩｑＲの推移を示すグラフ図である。図９は、磁化モードＭＤの状態の推移を示すグラフ図である。図１０は、電流遮断回路ゲート指令ＳＧｉの推移を示すグラフ図である。図１１は、直流電圧制御フラグＦｖｃの推移を示すグラフ図である。図１２は、磁化要求フラグＦｒｑの推移を示すグラフ図である。図１３は、昇圧要求フラグＦｖｕｐの推移を示すグラフ図である。
【０１１０】
時刻ｔ１１における制御部１０の動作について説明する。
【０１１１】
磁化管理部２１は、磁化すべきであると判断すると、磁化要求フラグＦｒｑを立てる。これにより、磁化管理部２１は、磁化モードＭＤを「０」から「１」にする。磁化管理部２１は、磁化に際し、直流電圧Ｖｄｃの昇圧が必要であると判断すると、昇圧要求フラグＦｖｕｐを立てる。このとき、磁化管理部２１は、演算した直流電圧目標値ＶｄｃＴを直流電圧指令演算部５３に出力する。磁化管理部２１は、磁化要求フラグＦｒｑ及び昇圧要求フラグＦｖｕｐがともに「Ｈ」になると、直流電圧制御フラグＦｖｃを立てる。直流電圧制御フラグＦｖｃが「Ｈ」になると、電流遮断回路制御部２９は、電流遮断回路ゲート指令ＳＧｉをオフ指令として出力し、電流遮断回路７のスイッチング素子７１をオフする。
【０１１２】
Ｑ軸電流Ｉｑは、直流電圧Ｖｄｃを直流電源５の電源電圧Ｅｄｃから直流電圧目標値ＶｄｃＴに昇圧するように流れ始める。これにより、直流電圧Ｖｄｃが昇圧される。
【０１１３】
時刻ｔ１２における制御部１０の動作について説明する。
【０１１４】
直流電圧Ｖｄｃが直流電圧目標値ＶｄｃＴに昇圧されると、磁化管理部２１は、磁化モードＭＤを「１」から「２」にする。
【０１１５】
Ｑ軸電流Ｉｑは、直流電圧Ｖｄｃを直流電圧目標値ＶｄｃＴに維持するように流れる。Ｄ軸電流Ｉｄは、磁化電流目標値ＩｍｇＴに到達するように流れ始める。このようにＤ軸電流Ｉｄが流れることにより、可変磁束モータ２の磁石磁束φは、磁束目標値φＴに向かって上昇を始める。
【０１１６】
時刻ｔ１３における制御部１０の動作について説明する。
【０１１７】
Ｄ軸電流Ｉｄが磁化電流目標値ＩｍｇＴに到達すると、磁化管理部２１は、磁化モードＭＤを「２」から「３」にする。このとき、磁石磁束φは、磁束目標値φＴになる。
【０１１８】
Ｄ軸電流Ｉｄは、通常時のＤ軸電流指令値ＩｄＲｎｒに向かって減少する。この通常時のＤ軸電流指令値ＩｄＲｎｒは、トルクを一定に維持するために、磁化前のトルクと同一になるようにＤ軸電流Ｉｄを制御する。磁化後の通常時のＤ軸電流指令値ＩｄＲｎｒは、磁化により磁石磁束φが増加しているため、磁化前の通常時のＤ軸電流指令値ＩｄＲｎｒよりも高くなる。
【０１１９】
時刻ｔ１４における制御部１０の動作について説明する。
【０１２０】
直流電圧Ｖｄｃの昇圧が必要なくなるまでＤ軸電流Ｉｄが減少すると、磁化管理部２１は、磁化モードＭＤを「３」から「４」にする。
【０１２１】
Ｑ軸電流Ｉｑは、通常時のＱ軸電流指令値ＩｑＲｎｒに向かって増加する。この通常時のＤ軸電流指令値ＩｑＲｎｒは、トルクを一定に維持するために、磁化前のトルクと同一になるようにＱ軸電流Ｉｑを制御する。磁化後の通常時のＱ軸電流指令値ＩｑＲｎｒは、磁化により磁石磁束φが増加しているため、磁化前の通常時のＱ軸電流指令値ＩｑＲｎｒよりも低くなる。
【０１２２】
時刻ｔ１５における制御部１０の動作について説明する。
【０１２３】
直流電圧Ｖｄｃが電源電圧Ｅｄｃにまで降圧されると、磁化管理部２１は、磁化モードＭＤを「４」から「０」にする。直流電圧Ｖｄｃが電源電圧Ｅｄｃにまで降圧されたときは、ＤＱ軸電流Ｉｄ，Ｉｑは、通常時のＤＱ軸電流指令値ＩｄＲｎｒ，ＩｑＲｎｒに到達したときである。このとき、磁化管理部２１は、磁化要求フラグＦｒｑ及び昇圧要求フラグＦｖｕｐをともにクリアする。これにより、直流電圧制御フラグＦｖｃもクリアされる。直流電圧制御フラグＦｖｃが「Ｌ」になると、電流遮断回路制御部２９は、電流遮断回路ゲート指令ＳＧｉをオン指令として出力し、電流遮断回路７のスイッチング素子７１をオンする。これにより、直流電源５から供給される直流電圧Ｖｄｃが、昇圧されずにインバータ４に供給される。
【０１２４】
図１４から図２２を参照して、本実施形態に係る制御部１０における直流電圧Ｖｄｃを昇圧しない場合の磁化（増磁）動作の一例について説明する。
【０１２５】
図１４は、直流電圧Ｖｄｃの推移を示すグラフ図である。図１５は、磁石磁束Φの推移を示すグラフ図である。図１６は、Ｄ軸電流指令値ＩｄＲの推移を示すグラフ図である。図１７は、Ｑ軸電流指令値ＩｑＲの推移を示すグラフ図である。図１８は、磁化モードＭＤの状態の推移を示すグラフ図である。図１９は、電流遮断回路ゲート指令ＳＧｉの推移を示すグラフ図である。図２０は、直流電圧制御フラグＦｖｃの推移を示すグラフ図である。図２１は、磁化要求フラグＦｒｑの推移を示すグラフ図である。図２２は、昇圧要求フラグＦｖｕｐの推移を示すグラフ図である。
【０１２６】
時刻ｔ２１における制御部１０の動作について説明する。
【０１２７】
磁化管理部２１は、磁化すべきであると判断すると、磁化要求フラグＦｒｑを立てる。これにより、磁化管理部２１は、磁化モードＭＤを「０」から「１」にする。磁化管理部２１は、磁化に際し、直流電圧Ｖｄｃの昇圧が必要でないと判断すると、昇圧要求フラグＦｖｕｐを「Ｌ」のままにする。これにより、磁化管理部２１は、磁化モードＭＤを「１」から「２」にする。昇圧要求フラグＦｖｕｐが「Ｌ」であるため、直流電圧制御フラグＦｖｃも「Ｌ」のままである。これにより、電流遮断回路制御部２９は、電流遮断回路ゲート指令ＳＧｉをオン指令として出力したままにし、電流遮断回路７のスイッチング素子７１をオンのままに維持する。
【０１２８】
Ｄ軸電流Ｉｄは、磁化電流目標値ＩｍｇＴに到達するように流れ始める。このようにＤ軸電流Ｉｄが流れることにより、可変磁束モータ２の磁石磁束φは、磁束目標値φＴに向かって上昇を始める。Ｑ軸電流Ｉｑは、トルク変動を抑制するように流れる。
【０１２９】
時刻ｔ２２における制御部１０の動作について説明する。
【０１３０】
Ｄ軸電流Ｉｄが磁化電流目標値ＩｍｇＴに到達すると、磁化管理部２１は、磁化モードＭＤを「２」から「３」にする。このとき、磁石磁束φは、磁束目標値φＴになる。直流電圧Ｖｄｃを昇圧していないため、磁化管理部２１は、磁化モードＭＤを「３」にした後、時間の経過を待たずに「４」にする。
【０１３１】
Ｄ軸電流Ｉｄは、通常時のＤ軸電流指令値ＩｄＲｎｒに向かって減少する。この通常時のＤ軸電流指令値ＩｄＲｎｒは、トルクを一定に維持するために、磁化前のトルクと同一になるようにＤ軸電流Ｉｄを制御する。磁化後の通常時のＤ軸電流指令値ＩｄＲｎｒは、磁化により磁石磁束φが増加しているため、磁化前の通常時のＤ軸電流指令値ＩｄＲｎｒよりも高くなる。Ｑ軸電流Ｉｑは、トルク変動を抑制するように、Ｄ軸電流Ｉｄに伴って、減少する。
【０１３２】
時刻ｔ２３における制御部１０の動作について説明する。
【０１３３】
ＤＱ軸電流Ｉｄ，Ｉｑが通常時のＤＱ軸電流指令値ＩｄＲｎｒ，ＩｑＲｎｒに到達すると、磁化管理部２１は、磁化モードＭＤを「４」から「０」にする。このとき、磁化管理部２１は、磁化要求フラグＦｒｑをクリアする。
【０１３４】
本実施形態によれば、制御部１０は、トルク電流Ｉｑを制御することで、インバータ４の直流側電圧Ｖｄｃを磁化に必要な電圧に昇圧することができる。
【０１３５】
また、インバータ４と直流電源５とを接続するパワーライン（直流リンク）に、電流遮断回路７を設けることで、インバータ４に入力される直流電圧Ｖｄｃを昇圧しても、インバータ４から直流電源５に電流が流れることを抑止することができる。電流遮断回路７は、スイッチング素子７１及びダイオード７２を構成部品とする簡易な回路である。よって、インバータ４の直流側の回路に直流チョッパなどの大型になる変換器を設けなくても、インバータ４の直流側電圧Ｖｄｃを昇圧することができる。これにより、可変磁束モータドライブシステム１は、インバータ４の直流側に設ける装置類を小型化、軽量化、及びコストダウンすることができる。
【０１３６】
さらに、磁化電流Ｉｄを流すための瞬時電力を直流電源５から負担する必要がないため、直流電源５にバッテリなどを使った場合には、バッテリの劣化する寿命を延ばすことができる。また、磁化電流Ｉｄを流すために、バッテリの仕様をアップさせる必要もない。さらに、インバータ４の直流側に電磁接触器を備えている場合、この電磁接触器の電流定格を低くした仕様にすることができる。
【０１３７】
また、可変磁束モータドライブシステム１を鉄道車両の駆動システムとして設けた場合、架線が直流電源５に相当するシステムになる。架線からの電流は、信号系にも利用される。このため、架線の急峻な電流変化は、誘導障害を引き起こす。可変磁束モータドライブシステム１であれば、磁化による直流側の急峻な電流変化が架線に伝わることを抑制することができる。これにより、誘導障害の発生を抑制することができる。
【０１３８】
さらに、制御部１０は、図３に示す領域図を用いて、回転数Ｎｒ及び磁束目標値φＴ（可変磁石の磁束率）に応じて区分けされた複数の領域に基づいて、直流電圧Ｖｄｃの昇圧後の電圧となる直流電圧目標値ＶｄｃＴを決定している。
【０１３９】
ここで、インバータ４の直流側電圧Ｖｄｃの増加は、インバータ４のスイッチング損失を増加させる。このため、磁化による直流電圧Ｖｄｃの昇圧は、インバータ４のスイッチング素子の温度上昇（素子破壊）の要因の一つである。
【０１４０】
従って、制御部１０は、図３に示す領域図を用いて制御することで、磁化電流Ｉｄの大きさに応じて、直流電圧目標値ＶｄｃＴを段階的に高く設定している。これにより、インバータ４のスイッチング素子の温度上昇を極力小さく抑制することができる。
【０１４１】
また、制御部１０は、回転数Ｎｒが低い場合や磁束目標値φＴが小さい場合などの変調率に余裕がある場合は、磁化時に直流電圧Ｖｄｃを昇圧しない。これにより、Ｑ軸電流Ｉｑによる昇圧動作を行わないため、Ｑ軸電流Ｉｑをトルク変動の抑制に利用することができる。
【０１４２】
（第２の実施形態）
図２３は、本発明の第２の実施形態に係る可変磁束モータドライブシステム１Ａの構成を示すブロック図である。
【０１４３】
可変磁束モータドライブシステム１Ａは、図１に示す第１の実施形態に係る可変磁束モータドライブシステム１において、電流遮断回路７の代わりに直流チョッパ１１を設け、制御部１０の代わりに制御部１０Ａを設けた構成である。制御部１０Ａは、制御部１０において、電流遮断回路制御部２９の代わりにチョッパ制御部２９Ａを、直流電圧制御部５４の代わりに直流電圧制御部５４Ａを、磁化管理部２１の代わりに磁化管理部２１Ａをそれぞれ設けた構成である。その他の点は、可変磁束モータドライブシステム１Ａは、可変磁束モータドライブシステム１と同様である。
【０１４４】
直流チョッパ１１は、直流電源５から出力される直流電圧Ｖｄｃを昇圧して、インバータ４に供給するための電気回路である。直流チョッパ１１は、制御部１０Ａのチョッパ制御部２９Ａから入力されるチョッパ回路ゲート指令ＳＧｃにより昇圧の制御がされる。ここでは、直流チョッパ１１は、磁化電流Ｉｄを流す条件によっては、この磁化電流Ｉｄを出力するために必要な電圧まで直流電圧Ｖｄｃを昇圧できない場合があるものとする。
【０１４５】
直流チョッパ１１は、スイッチング素子１１１，１１３と、ダイオード１１２，１１４と、リアクトル１１５と、直流電流検出器１１６とを備えている。
【０１４６】
スイッチング素子１１１のコレクタは、インバータ４の直流側の正極と接続されている。スイッチング素子１１１のエミッタは、スイッチング素子１１３のコレクタと接続されている。スイッチング素子１１３のエミッタは、インバータ４の直流側の負極及び直流電源５の負極と接続されている。
【０１４７】
ダイオード１１２は、スイッチング素子１１１と逆並列に接続されている。即ち、ダイオード１１２のカソードは、インバータ４の直流側の正極と接続されている。ダイオード１１４は、スイッチング素子１１３と逆並列に接続されている。即ち、ダイオード１１４のアノードは、インバータ４の直流側の負極及び直流電源５の負極と接続されている。
【０１４８】
リアクトル１１５の一方の端子は、スイッチング素子１１１とスイッチング素子１１３とを接続した接続点に接続されている。リアクトル１１５のもう一方の端子は、直流電源５の正極と接続されている。
【０１４９】
直流電流検出器１１６は、直流電源５の正極とリアクトル１１５との間に設けられている。直流電流検出器１１６は、チョッパ電流（リアクトル１１５に流れる直流電流）Ｉｃｈｐを検出する。直流電流検出器１１６は、検出した直流電流Ｉｃｈｐを制御部１０のチョッパ制御部２９Ａに出力する。
【０１５０】
磁化管理部２１Ａは、図１に示す第１の実施形態に係る磁化管理部２１において、直流電圧制御フラグＦｖｃの状態を電流遮断回路制御部２９に出力する機能を取り除いた点以外は、同様の構成である。
【０１５１】
直流電圧制御部５４Ａには、直流電圧指令演算部５３により演算された直流電圧指令値ＶｄｃＲ、減算器ＳＵ１により演算された差分及び回転数検出センサ３により検出された回転数Ｎｒが入力される。直流電圧制御部５４Ａは、直流電圧指令値ＶｄｃＲ、入力された差分及び回転数Ｎｒに基いて、直流電圧Ｖｄｃが直流電圧指令値ＶｄｃＲに追従するように、トルク電流指令値（磁化時のＱ軸電流指令値）ＩｑＲＡＶＲ１及びチョッパ電流指令値ＩｃｈｐＲを演算する。トルク電流指令値ＩｑＲＡＶＲ１は、第１の実施形態に係るトルク電流指令値ＩｑＲＡＶＲと同様に、直流電圧Ｖｄｃを昇圧するためにＱ軸電流Ｉｑを制御するための指令値である。直流電圧制御部５４Ａは、演算したトルク電流指令値ＩｑＲＡＶＲ１をトルク電流指令選択部５５に出力する。直流電圧制御部５４Ａは、演算したチョッパ電流指令値ＩｃｈｐＲをチョッパ制御部２９Ａに出力する。
【０１５２】
チョッパ制御部２９Ａには、直流電流検出器１１６により検出されたチョッパ電流Ｉｃｈｐ及び直流電圧制御部５４Ａにより演算されたチョッパ電流指令値ＩｃｈｐＲが入力される。チョッパ制御部２９Ａは、チョッパ電流指令値ＩｃｈｐＲにチョッパ電流Ｉｃｈｐが追従するように、チョッパ回路ゲート指令ＳＧｃを生成する。チョッパ制御部２９Ａには、直流チョッパ１１にチョッパ回路ゲート指令ＳＧｃを出力することにより、直流チョッパ１１を制御する。
【０１５３】
図２４は、本実施形態に係る直流電圧制御部５４Ａの構成を示すブロック図である。
【０１５４】
直流電圧制御部５４Ａは、直流電圧制御部５４１と、配分制御部５４２と、昇圧トルク電流指令演算部５４３と、ゲインＧＡと、除算器ＤＩ５４１，ＤＩ５４２と、乗算器ＭＵ５４１，ＭＵ５４２とを備えている。配分制御部５４２は、リミッタＬＩと、減算器ＳＵ５４１とを備えている。
【０１５５】
直流電圧制御部５４１には、減算器ＳＵ１により演算された差分が入力される。直流電圧制御部５４１は、入力された差分に基いて、直流電圧Ｖｄｃが直流電圧指令値ＶｄｃＲに追従するように、直流電圧部に流れる電流（直流電圧Ｖｄｃを発生させる電流）の指令値を演算する。直流電圧制御部５４１は、例えば比例積分制御（ＰＩ制御：proportional-plus-integral control）をするための演算部である。直流電圧制御部５４１は、演算した電流指令値を除算器ＤＩ５４１に出力する。
【０１５６】
除算器ＤＩ５４１には、直流電圧制御部５４１により演算された電流指令値が入力される。除算器ＤＩ５４１は、入力された電流指令値を直流電源５のバッテリ電圧Ｅｄｃで除算する。これにより、除算器ＤＩ５４１は、電流指令値の次元を、直流電圧部の電流の次元からバッテリ電圧部の電流の次元に変換する。除算器ＤＩ５４１は、バッテリ電圧部の電流の次元に変換された電流指令値を配分制御部５４２のリミッタＬＩ及び減算器ＳＵ５４１に入力される。
【０１５７】
配分制御部５４２は、直流チョッパ１１が最大電流出力になるまで、直流チョッパ１１による昇圧動作を担うように配分する。直流チョッパ１１が最大電流出力になった場合、配分制御部５４２は、その不足分をインバータのＱ軸電流Ｉｑによる昇圧で負担させるように配分する。
【０１５８】
リミッタＬＩには、除算器ＤＩ５４１により演算されたバッテリ電圧部の電流の次元に変換された電流指令値が入力される。リミッタＬＩには、チョッパ電流Ｉｃｈｐとして流せる最大の電流値が上限値として予め設定されている。リミッタＬＩは、リミッタＬＩにより制限されたバッテリ電圧部の電流の次元の電流指令値を、減算器ＳＵ５４１及びチョッパ制御部２９Ａに出力する。チョッパ制御部２９Ａに出力された電流指令値は、チョッパ電流指令値ＩｃｈｐＲとなる。
【０１５９】
減算器ＳＵ５４１には、除算器ＤＩ５４１により演算されたバッテリ電圧部の電流の次元に変換された電流指令値及びリミッタＬＩにより制限されたバッテリ電圧部の電流の次元の電流指令値が入力される。減算器ＳＵ５４１は、バッテリ電圧部の電流の次元の電流指令値からリミッタＬＩにより制限されたバッテリ電圧部の電流の次元の電流指令値を減算する。減算器ＳＵ５４１は、演算したバッテリ電圧部の電流の次元の電流指令値を、乗算器ＭＵ５４１に出力する。減算器ＳＵ５４１により演算された電流指令値は、チョッパ電流指令値ＩｃｈｐＲに基づく直流チョッパ１１による昇圧で不足する電圧分を、トルク電流Ｉｑで補償するために必要な電流指令値である。
【０１６０】
乗算器ＭＵ５４１には、減算器ＳＵ５４１により演算された電流指令値が入力される。除算器ＤＩ５４１は、入力されたバッテリ電圧部の電流の次元の電流指令値に直流電源５のバッテリ電圧Ｅｄｃを乗算する。これにより、乗算器ＭＵ５４１は、電流指令値の次元を、バッテリ電圧部の電流の次元から直流電圧部の電流の次元に変換する。乗算器ＭＵ５４１は、演算した直流電圧部の電流の次元の電流指令値を乗算器ＭＵ５４２に出力する。
【０１６１】
乗算器ＭＵ５４２には、直流電圧指令演算部５３により演算された直流電圧指令値ＶｄｃＲ及び乗算器ＭＵ５４１により演算された直流電圧部の電流の次元の電流指令値が入力される。乗算器ＭＵ５４２は、入力された直流電圧部の電流の次元の電流指令値に直流電圧指令値ＶｄｃＲを乗算する。これにより、乗算器ＭＵ５４２は、直流電圧部の電流の次元でのトルク電流Ｉｑにより補償すべき電力量を求める。乗算器ＭＵ５４２は、演算した補償すべき電力量を除算器ＤＩ５４２に出力する。
【０１６２】
ゲインＧＡには、回転数検出センサ３により検出された回転数Ｎｒが入力される。ゲインＧＡは、回転数Ｎｒにゲイン係数Ｋを掛ける。これにより、ゲインＧＡは、回転数Ｎｒを回転角周波数（機械角周波数）に換算する。ゲインＧＡは、演算した回転角周波数を除算器ＤＩ５４２に出力する。
【０１６３】
除算器ＤＩ５４２には、乗算器ＭＵ５４２により演算された補償すべき電力量及びゲインＧＡにより演算された回転角周波数が入力される。除算器ＤＩ５４２は、補償すべき電力量を回転角周波数で除算する。これにより、除算器ＤＩ５４２は、補償すべき電力量をトルク指令値ＴＲＡＶＲに換算する。除算器ＤＩ５４２は、演算したトルク指令値ＴＲＡＶＲを昇圧トルク電流指令演算部５４３に出力する。
【０１６４】
昇圧トルク電流指令演算部５４３には、除算器ＤＩ５４２により演算されたトルク指令値ＴＲＡＶＲが入力される。昇圧トルク電流指令演算部５４３は、トルク指令値ＴＲＡＶＲに基づいて、トルク電流指令値ＩｑＲＡＶＲ１を演算する。昇圧トルク電流指令演算部５４３は、演算したトルク電流指令値ＩｑＲＡＶＲ１をトルク電流指令選択部５５に出力する。
【０１６５】
ここで、トルク電流指令値ＩｑＲＡＶＲ１の演算方法について説明する。
【０１６６】
Ｔをトルク、Ｐｎを極対数、Φを磁石磁束、ＬｄをＤ軸インダクタンス、ＬｑをＱ軸インダクタンスとすると次式が成り立つ。
【０１６７】
Ｔ＝Ｐｎ・（Φ・Ｉｑ＋（Ｌｄ−Ｌｑ）・Ｉｄ・Ｉｑ）  …式（９）
ここで、磁石磁束Φは、制御で用いる場合、磁束管理部２２の現在の磁束値φＰとする。
【０１６８】
式（９）により、配分制御部５４２の出力であるトルク指令値ＴＲＡＶＲを満たすためのルク電流指令値ＩｑＲＡＶＲ１は、次式を用いて演算することができる。
【０１６９】
ＩｑＲＡＶＲ１＝ＴＲＡＶＲ／（Ｐｎ・（Φ＋（Ｌｄ−Ｌｑ）・Ｉｄ）  …式（１０）
本実施形態によれば、直流チョッパ１１による昇圧と、トルク電流Ｉｑの制御による昇圧とを組み合わせることで、インバータ４の直流側電圧Ｖｄｃを磁化に必要な電圧に昇圧することができる。
【０１７０】
また、トルク電流Ｉｑを制御することにより、直流電圧Ｖｄｃを昇圧することができるため、直流チョッパ１１は、磁化のために必要とされる電圧まで昇圧できない仕様のものでも利用することができる。
【０１７１】
さらに、制御部１０Ａは、図３に示す領域図を用いて、回転数Ｎｒ及び磁束目標値φＴ（可変磁石の磁束率）に応じて区分けされた複数の領域に基づいて、直流電圧Ｖｄｃの昇圧後の電圧となる直流電圧目標値ＶｄｃＴを決定している。これにより、第１の実施形態と同様に、インバータ４のスイッチング素子の温度上昇を極力小さく抑制することができる。
【０１７２】
また、制御部１０Ａは、回転数Ｎｒが低い場合や磁束目標値φＴが小さい場合などの変調率に余裕がある場合は、直流電圧Ｖｄｃを昇圧しない。また、直流チョッパ１１の単独による昇圧もできるため、トルク電流Ｉｑを昇圧に用いない場合もある。これらのような場合には、制御部１０Ａは、トルク電流Ｉｑをトルク変動の抑制に利用することができる。
【０１７３】
本実施形態に係るモータドライブシステム１Ａは、下記のような場合に、用いることが適している。
【０１７４】
既存のモータドライブシステムには、直流チョッパが磁化のためではなく、インバータ入力電圧を所定値に維持する（昇圧する）ために設けられている場合がある。例えば、ＨＥＶ(Hybrid Electric Vehicle)などで、このような構成が採用されている。
【０１７５】
従って、モータドライブシステム１Ａであれば、配分制御部５４２を備えているため、上述のように磁化目的で設けられていない直流チョッパを、本実施形態に係る直流チョッパ１１として用いることができる。
【０１７６】
これにより、既存の直流チョッパの定格を上げなくても、モータドライブシステム１Ａを構成することができる。直流チョッパが設けられているシステムにおいて、磁化のためにその定格をあげることは、システムを構成する装置の大型化、重量増、コストアップに繋がり、好ましくない。よって、直流チョッパ１１を定格の範囲内で使い切ることで、インバータ４への負担を最小にすることができる。
【０１７７】
なお、各実施形態は、以下のように変形した形態として用いることができる。
【０１７８】
各実施形態において、直流電圧目標値ＶｄｃＴを決定するための領域の分け方は、図３に示したものに限らない。例えば、リラクタンスを利用する永久磁石モータでは、トルクが小さい場合にも必要なモータ印加電圧は小さい。このため、トルクが小さい場合には、変調率（インバータ出力電圧）に余裕がある。よって、可変磁束モータ２にリラクタンスを利用する永久磁石モータを採用した可変磁束モータドライブシステム１，１Ａにおいては、トルクをパラメータとして取り入れて、直流電圧目標値ＶｄｃＴを決定するための領域を図３に示す領域図よりもさらに細かく分けてもよい。これにより、トルクが小さい場合にも、直流電圧目標値ＶｄｃＴを小さくする（又は昇圧しない）ことができる。これにより、リラクタンスを利用する永久磁石モータを採用した可変磁束モータドライブシステム１，１Ａでは、インバータ４のスイッチング素子の温度上昇をより小さく抑制することができる。
【０１７９】
各実施形態において、磁化管理部２１は、磁化モードＭＤを「１」にした後、直流電圧指令値ＶｄｃＲ（又は直流電圧Ｖｄｃ）が直流電圧目標値ＶｄｃＴに達するまでに必要な時間の経過後に、磁化モードＭＤを「１」から「２」にとする構成としたが、これに限らない。磁化管理部２１は、直流電圧検出器９により検出した直流電圧値Ｖｄｃが直流電圧目標値ＶｄｃＴに達したことを検出して、磁化モードＭＤを「１」から「２」にしてもよい。
【０１８０】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１８１】
１…可変磁束モータドライブシステム、２…可変磁束モータ、３…回転数検出センサ、４…インバータ、５…直流電源、６…平滑コンデンサ、７…直流チョッパ、８Ｕ，８Ｗ…交流電流検出器、９…直流電圧検出器、１０…制御部、２１…磁化管理部、２２…磁束管理部、２３…通常時電流指令演算部、２４…磁化時電流指令演算部、２５…指令選択部、２６…電流制御部、２７…座標変換部、２８…ＰＷＭ回路、２９…電流遮断回路制御部、５１…磁化電流指令演算部、５２…トルク電流指令演算部、５３…直流電圧指令演算部、５４…直流電圧制御部、５５…トルク電流指令選択部、７１…スイッチング素子、７２…ダイオード。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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