(57)【要約】【課題】  電動機のトルクリップル、振動・騒音の低減性能を向上し、また偏心量が経年変化した場合でもトルクリップル、振動・騒音低減性能を劣化させない電動機制御装置を提供する。【解決手段】  電動機１１は、各相の巻線をｍ線とし、各巻線をｎ分割としたｐ相ｍ線ｎ分割式の電動機である。電流指令部７は、目標設定部が設定した目標値からｄ／ｑ軸電流指令値を演算する。電流指令補正部８は、前記電動機の複数の円環振動モードにおける複数次の高調波リップル成分を除去するように、回転角検出部２が検出した回転角に応じて、前記電流指令部７が算出したｄ／ｑ軸電流指令値を補正し、ｐ相ｍ線ｎ分割分の補正後ｄ／ｑ軸電流指令値を出力する。電流制御部９は、電流検出部４及び３相／２相変換部５から得られるｍ線ｎ分割分の検出されたｄ／ｑ軸電流が、前記補正後ｄ／ｑ軸電流指令値となるような駆動指令値を演算する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各相の巻線をｍ線とし、各巻線をｎ分割としたｐ相ｍ線式の電動機と、
前記電動機の回転角を検出する回転角検出部と、
ｍ線ｎ分割分のｐ相駆動指令値で前記電動機を駆動する駆動部と、
ｍ線ｎ分割分のｐ相電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部が検出したｍ線ｎ分割分のｐ相電流からｄ／ｑ軸電流を演算するｐ相／２相変換部と、
前記電動機の目標値を設定する目標設定部と、
前記目標設定部が設定した目標値からｄ／ｑ軸電流指令値を演算する電流指令部と、
前記電動機の複数の円環振動モードにおける複数次の高調波リップル成分を除去するように、前記電流指令部が算出したｄ／ｑ軸電流指令値を、前記回転角検出部が検出した回転角に対応して補正し、補正後ｄ／ｑ軸電流指令値を提供する電流指令補正部８と、
前記ｐ相／２相変換部５にて演算されたｍ線ｎ分割分のｄ／ｑ軸電流が、前記補正後ｄ／ｑ軸電流指令値となるような駆動指令値を演算する電流制御部と、
前記電流制御部が演算したｍ線ｎ分割分のｄ／ｑ軸の駆動指令値から、ｐ相駆動指令値を演算し、前記駆動部に提供する２相／ｐ相変換部と、
を備えたことを特徴とする電動機制御装置。
【請求項２】
各相の巻線をｍ線とし、各巻線をｎ分割としたｐ相ｍ線式の電動機と、
ｍ線ｎ分割分からｍ線ｎ分割以下分の巻線を前記電動機に接続する巻線接続部と、
前記巻線接続部のｍ線ｎ分割以下分のｐ相駆動指令値で、前記電動機を駆動する駆動部と、
駆動接続以外の巻線に発生する起電力から、電動機の回転角を検出する巻線回転角検出部と、
前記巻線接続部のｍ線ｎ分割以下分のｐ相電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部が検出したｍ線ｎ分割以下分のｐ相電流からｄ／ｑ軸電流を演算するｐ相／２相変換部と、
前記電動機の目標値を設定する目標設定部と、
前記目標設定部が設定した目標値からｄ／ｑ軸電流指令値を演算する電流指令部と、
前記電動機の複数の円環振動モードにおける複数次の高調波リップル成分を除去するように、前記電流指令部が算出したｍ線ｎ分割以下分のｄ／ｑ軸電流指令値を、巻線回転角検出部が検出した回転角に対応して補正し、補正後ｄ／ｑ軸電流指令値を提供する電流指令補正部と、
前記巻線接続部のｍ線ｎ分割以下分のｄ／ｑ軸の電流が、前記補正後ｄ／ｑ軸電流指令値となるような駆動指令値を演算する電流制御部と、
前記電流制御部が演算したｍ線ｎ分割以下分のｄ／ｑ軸の駆動指令値から、ｐ相駆動指令値を演算し、前記駆動部に提供する２相／ｐ相変換部と、
を備えたことを特徴とする電動機制御装置。
【請求項３】
前記駆動接続以外の巻線に発生する起電力から、リップル特徴量を計算し記憶するリップル特徴量記憶部と、
前記リップル特徴量記憶部にて記憶されたリップル特徴量に基づいて、前記電流指令補正部の補正演算に使用するパラメータを変更するリップル特徴量パラメータ変更部と、
を有することを特徴とする請求項２記載の電動機制御装置。
【請求項４】
前記ｍ線式の電動機は、環状の回転子と、外周固定子と、内周固定子とを備え、外周固定子と内周固定子との巻線でｍ線式の巻線を構成することを特徴とする請求項１乃至３の１項に記載の電動機制御装置。
【請求項５】
検出した回転角から回転周波数を計算し、前記回転周波数に応じて前記電流指令補正部の補正演算に使用するパラメータを変更する周波数パラメータ変更部を有することを特徴とする請求項１乃至４の１項に記載の電動機制御装置。
【請求項６】
振動又は騒音を検出する振動・騒音検出部と、
前記振動・騒音検出部の検出した振動又は騒音に基づき、前記電流指令補正部の補正演算に使用するパラメータを変更する振動パラメータ変更部と、
を備えたことを特徴とする請求項１乃至４の１項に記載の電動機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機の振動・騒音を電動機の電流指令値を補正することで低減する電動機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の一般的な電動機制御装置の構成を図８に示す。電動機１は、回転軸に回転子１Ａが取り付けられている。電動機１の固定子は、供給される電流によって回転磁界を発生し、回転子１Ａに回転力を与えて回転させ、回転軸を共に回転させる。電動機１のフレームは回転軸の軸受と回転子１Ａの周囲を近接して囲繞するように配置されている固定子とを保持する。そして軸受は、回転軸を回転可能なように支持する。電動機１の固定子には、一般的に３相巻線１Ｂが巻かれ、各相の対向する巻線は並列又は直列に接続されている。
【０００３】
電動機１の回転角はパルスジェネレータ（ＰＧ）等の回転角検出部２で検出される。回転角検出部２で検出された回転角信号θは電気角にθｅに変換され、電動機１の速度を制御する速度制御系等に入力される。目標設定部６では制御モード（速度制御、トルク制御）とその目標値（速度指令値、トルク指令値）を設定する。速度制御系のｄ／ｑ軸電流指令部７は、目標設定部６からの目標値に基づいて、電流制御部９に与える電流指令値を演算する。
【０００４】
この電流指令値は、電動機１をベクトル制御する場合、直交回転座標系におけるｄ／ｑ軸電流指令値Ｉｄｃ，Ｉｑｃである。ｄ軸電流指令値Ｉｄｃは磁束を発生させる磁束電流指令値であり、ｑ軸電流指令値Ｉｑｃは、トルクを発生させるトルク電流指令値である。
【０００５】
電流制御部９では、直交回転座標系におけるｄ／ｑ軸電流指令値Ｉｄｃ，Ｉｑｃ、及び回転角検出部２から電気角θｅを入力し、電流検出部４を介して入力される駆動部３の出力電流が、ｄ／ｑ軸電流指令値Ｉｄｃ，Ｉｑｃ及び電気角θｅを満たすように、駆動信号を演算して出力する。
【０００６】
駆動部３の出力電流Ｉｕｆ，Ｉｖｆ，Ｉｗｆは電流検出部４で全て検出されるか、又は電流Ｉｖｆは、検出された電流Ｉｕｆ，Ｉｗｆから演算され、３相／２相変換部５に入力される。この３相／２相変換部５は電流検出部４からの静止座標系の３相で示される電流信号Ｉｕｆ，Ｉｖｆ，Ｉｗｆを、電気角θｅに基づき、直交回転座標系のｄ／ｑ軸電流信号Ｉｄｆ，Ｉｑｆに変換し、電流制御部９に出力する。演算は次式（１）、（２）による。
【数１】
2011019336.tif 000003
【０００７】
ここで、添字ｄはｄ軸成分、ｑはｑ軸成分を表す。
【０００８】
ＰＩコントローラ等から構成される電流制御部９は、電流指令値Ｉｄｃ、Ｉｑｃと電流信号Ｉｄｆ，Ｉｑｆとの偏差「Ｉｄｃ−Ｉｄｆ」、「Ｉｑｃ−Ｉｑｆ」を演算し、この偏差に基づいてＰＩ演算（比例積分演算）を行い、直交回転座標系におけるｄ／ｑ軸駆動指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃを出力する。演算は次式（３）による。
【数２】
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【０００９】
ここで、Ｋｐは比例ゲイン、Ｋｉは積分ゲイン、ｓはラプラス演算子である。
【００１０】
この電流制御部９からのｄ／ｑ軸駆動指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃは、２相／３相変換部１０に入力される。２相／３相変換部１０では、ｄ／ｑ軸駆動指令値Ｖｄｃ，Ｖｑｃを、電気角θｅに基づき３相で示される直交静止座標系の駆動指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに変換する。演算は次式（４）による。
【数３】
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【００１１】
一般に、電動機の軸には負荷が接続されていて、電動機は負荷に回転を伝える一方、負荷から軸へラジアル力が加わる。電動機の軸にラジアル力が加わった場合、軸は偏心し、固定子と回転子とのギャップが不均一となり、半径方向電磁力リップルが発生し、振動・騒音の原因となる。
【００１２】
電動機の剛性向上等の対策で、軸の偏心による振動・騒音を問題のないレベルに抑えることもできるが、コスト上昇を招くことになる。
【００１３】
また、振動・騒音を低減するものとして、例えば、特許文献１のように電磁力変動情報に基づく、または電磁力高調波成分を基に駆動電流波形を補正するものや、特許文献２のようにトルクを発生するための２分割の巻線に流す電流を制御するものや、特許文献３のように固定子の対向する巻線を異なる巻線数にするものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平１１−３４１８６４
【特許文献２】特開平１１−２７５８０２
【特許文献３】特開平１０−３１３５５７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ここで、電気角θｅの周波数をｆとし、トルク（ｑ軸）電流の２ｆ高調波成分を除去するために電流指令値を補正した場合のｄ／ｑ軸電流指令値Ｉｄｃ、Ｉｑｃを下式（５）とする。
【数４】
2011019336.tif 000006
【００１６】
ここで、Ｉｄｃｏ、Ｉｑｃｏは、電流指令部７の出力電流指令値、ｄＩｑｃは高調波成分を打ち消す成分であって、Ａｑは補正振幅、ｐｑは補正位相を表す。
【００１７】
一般に、電動機の軸が偏心していると、電動機は円環振動モードで振動する。この円環振動モードとは、図９に示すような半径方向に外径の変形するモードであり、膨張収縮（モードｋ＝０）、並進（モードｋ＝１）、楕円（モードｋ＝２）、三角形（モードｋ＝３）、四角形（モードｋ＝４）、五角形（モードｋ＝５）等で表わされる。各モードにおける変形は、電気角周波数ｆの２倍（２ｆ）、４倍（４ｆ）…の周波数で回転する。
【００１８】
ｄ／ｑ軸電流指令値Ｉｄｃ、Ｉｑｃが電流制御部９に入力された場合、軸の偏心量がｘ、ｙの電動機のトルクＴ、モードｋの電磁力Ｆkの正弦成分及び余弦成分は下式（７）、（８）、（９）のように、それぞれ関数として表わされる回転角の定数項、２ｆ正弦成分、２ｆ余弦成分、４ｆ正弦成分、４ｆ余弦成分等の和で近似できるものとする。
【数５】
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【００１９】
ここで、Ｗは電動機内部の磁気エネルギー、Ｂｇは固定子と回転子間の磁束密度、ξは機械角（０〜３６０°）、Ｓは回転子の軸方向長さを有し半径ｒ（回転子と固定子間ギャップの平均半径）の円筒の表面積、μは透磁率、添字ｓは正弦成分、ｃは余弦成分を表す。このように、軸が偏心していると、電動機のトルク及び電磁力には、２ｆ高調波成分（２×θｅを含む項）、４ｆ高調波成分（４×θｅを含む項）等の高調波成分が発生する。尚、回転角の定数項（θｅを含まない項）は、振動の原因とはならない成分である。上式（７）、（８）、（９）は、例えばインバータ駆動の電動機の場合、１つの３相インバータ回路について成り立つ式である。
【００２０】
以下、上式（７）、（８）、（９）の各項の関数を求める場合の根拠となる関係式について説明する。
【００２１】
インダクタンスが一定とした場合、固定子と回転子間の上記磁気エネルギーＷは、字式（１０）となる。
【数６】
2011019336.tif 000008
【００２２】
ここで、ψｉは回転子と固定子との鎖交磁束、Ｉｉは固定子の電流、ｉは各相を表す。
【００２３】
上式（１０）の鎖交磁束ψｉは、パーミアンスと起磁力分布から、以下となる。
【数７】
2011019336.tif 000009
【００２４】
ここで、ｆｉ（ξ）は固定子のコイルによる起磁力分布、ｆｍａｇ（ξ）は回転子の永久磁石による起磁力分布、Ｐｇ（ξ）は回転子と固定子とのパーミアンス、ｚは電動機の軸（スラスト）方向を表す。
【００２５】
上式（９）の磁束密度Ｂｇは、パーミアンスと起磁力分布から、以下となる。
【数８】
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【００２６】
尚、上式（１２）のパーミアンスＰｇは、偏心がある場合、以下のように近似できる。
【数９】
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【００２７】
ここで、ｋｇは係数、ｇは固定子と回転子の平均ギャップを表す。（ｘ≪ｇ、ｙ≪ｇ）
また、上式（１２）の起磁力分布ｆｉは、例えば以下のような余弦関数の和で近似できる。
【数１０】
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【００２８】
ここで、ｎは相数、ｆｉ１、ｆｉ２…は固定子の構造により決まる係数である。
【００２９】
以上のような式（１０）〜（１４）を解析することで、上記式（７）〜（９）の関数が近似式として求められる。
【００３０】
前述した特許文献１のように駆動電流波形を補正するものは、トルク電流の２ｆ高調波で、モードｋの正弦成分または余弦成分の２ｆ電磁力リップルを低減することができるが、正弦成分と余弦成分の両方の２ｆ電磁力リップルを低減することができない。また、電磁力リップルを低減する場合にはトルクリップルの劣化を招く。
【００３１】
特許文献２のようにトルクを発生するための２分割の巻線に流す電流を制御するものは、１２０°通電方式をとる電動機におけるものであり、１８０°通電方式をとる電動機におけるものではない。また、トルクリップルについては記載されていない。
【００３２】
特許文献３のように不平衡巻線にするものは、偏心量が変化した場合、２ｆ電磁力リップルも変化するため、振動・騒音低減性能の劣化を招く。
【００３３】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、トルクリップル、振動・騒音低減性能を高くすることができ、また、偏心量が経年変化した場合でもトルクリップル、振動・騒音低減性能を劣化させることのない電動機制御装置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】
【００３４】
上記課題を解決するために、本発明の一実施例に係る電動機制御装置は、各相の巻線をｍ線とし、各巻線をｎ分割としたｐ相ｍ線式の電動機と、前記電動機の回転角を検出する回転角検出部と、ｍ線ｎ分割分のｐ相駆動指令値で前記電動機を駆動する駆動部と、
ｍ線ｎ分割分のｐ相電流を検出する電流検出部と、前記電流検出部が検出したｍ線ｎ分割分のｐ相電流からｄ／ｑ軸電流を演算するｐ相／２相変換部と、前記電動機の目標値を設定する目標設定部と、前記目標設定部が設定した目標値からｄ／ｑ軸電流指令値を演算する電流指令部と、前記電動機の複数の円環振動モードにおける複数次の高調波リップル成分を除去するように、前記電流指令部が算出したｄ／ｑ軸電流指令値を、前記回転角検出部が検出した回転角に対応して補正し、補正後ｄ／ｑ軸電流指令値を提供する電流指令補正部８と、前記ｐ相／２相変換部５にて演算されたｍ線ｎ分割分のｄ／ｑ軸電流が、前記補正後ｄ／ｑ軸電流指令値となるような駆動指令値を演算する電流制御部と、前記電流制御部が演算したｍ線ｎ分割分のｄ／ｑ軸の駆動指令値から、ｐ相駆動指令値を演算し、前記駆動部３に提供する２相／ｐ相変換部と、を備える。
【発明の効果】
【００３５】
トルクリップル、振動・騒音低減性能を向上し、また、偏心量が経年変化した場合でもトルクリップル、振動・騒音低減性能を劣化させることのない電動機制御装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施例１の電動機制御装置のシステム構成図。
【図２】電動機の固定子巻線構成と駆動部の構成を示す図。
【図３】本発明の実施例２の電動機制御装置のシステム構成図。
【図４】本発明の実施例３の電動機制御装置のシステム構成図。
【図５】本発明の実施例４の電動機制御装置のシステム構成図。
【図６】本発明の実施例５の電動機制御装置のシステム構成図。
【図７】本発明の実施例６の電動機制御装置のシステム構成図。
【図８】従来の実施例の電動機制御装置のシステム構成図。
【図９】電動機の円環振動モードを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、本発明に係る電動機制御装置の実施例について、図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００３８】
図１を用いて、本発明による電動機制御装置の第１実施例について説明する。
【００３９】
電動機１１は、各相の巻線をｍ線とし、各巻線をｎ分割としたｐ相ｍ線式の電動機である。回転角検出部２は、電動機１１の回転角を検出する。駆動部３は、ｍ線ｎ分割分のｐ相駆動指令値に基づいてｐ相ｍ線式の電動機１１を駆動する。電流検出部４は、駆動部３の出力電流であるｍ線ｎ分割分のｐ相電流を検出する。ｐ相／２相変換部５は、ｍ線ｎ分割分の検出したｐ相電流からｄ／ｑ軸電流を演算する。
【００４０】
目標設定部６は、電動機１１の目標値を設定する。この目標値は、例えばトルク指令である。ｄ／ｑ軸電流指令部７は、目標設定部６からの目標値に基づいて、ｄ／ｑ軸電流指令値を演算する。電流指令補正部８は、電動機１１の回転角に対応して、電流指令部７からのｍ線分のｄ／ｑ軸電流指令値を補正する。
【００４１】
電流制御部９は、ｐ相／２相変換部５からのｍ線ｎ分割分のｄ／ｑ軸の電流が、電流指令補正部８からの電流指令値となるような駆動指令値を演算する。２相／ｐ相変換部１０は、電流制御部９からのｍ線ｎ分割分のｄ／ｑ軸の駆動指令値から、ｐ相駆動指令値を演算する。
【００４２】
このように構成された本実施例の電動機制御装置の作用を説明する。以下、簡単のため、相数ｐが３、巻線数ｍが２、分割数ｎが２の場合を説明する。電動機１１の固定子には、３相巻線が巻かれ、各相の巻線数は２となっている。
【００４３】
図２は、電動機１１の固定子巻線構成と駆動部３の構成を示す図である。固定子巻線は、４つの３相巻線１１ａ〜１１ｄからなり、駆動部３は３相巻線１１ａ〜１１ｄをそれぞれ駆動する駆動部３ａ〜３ｄからなる。図１（ｂ）は各３相巻線の配置を示している。
【００４４】
３相巻線１１ａは、ｕ相巻線ｕ１ａ、ｖ相巻線ｖ１ａ、ｗ相巻線ｗ１ａを含み、図１（ｂ）のように、内側（回転子１２側）に配置される。３相巻線１１ｂは、ｕ相巻線ｕ１ｂ、ｖ相巻線ｖ１ｂ、ｗ相巻線ｗ１ｂを含み、図１（ｂ）のように、内側（回転子１２側）に配置される。尚、３相の各巻線の参照符号において、ｕ１ａ、ｕ２ａ等の添え字１，２は互いに２線形式の巻線であることを示し、ｕ１ａ、ｕ１ｂ等のａ、ｂは互いに２分割形式の巻線であることを示す。
【００４５】
３相巻線１１ｃは、ｕ相巻線ｕ２ａ、ｖ相巻線ｖ２ａ、ｗ相巻線ｗ２ａを含み、図１（ｂ）のように、３相巻線１１ａより外側に配置される。３相巻線１１ｄは、ｕ相巻線ｕ２ｂ、ｖ相巻線ｖ２ｂ、ｗ相巻線ｗ２ｂを含み、図１（ｂ）のように、３相巻線１１ｂより外側に配置される。
【００４６】
図１（ａ）のｄ／ｑ軸電流指令部７は、目標設定部６からの目標値に基づいて、ｄ／ｑ軸電流指令値Ｉｄ１ｃｏ，Ｉｑ１ｃｏ，Ｉｄ２ｃｏ，Ｉｑ２ｃｏを演算する。
【００４７】
電流指令補正部８は、ｄ／ｑ軸電流指令値Ｉｄ１ｃｏ，Ｉｑ１ｃｏ，Ｉｄ２ｃｏ，Ｉｑ２ｃｏを、本実施例では以下のように高調波成分で補正し、電流制御部９へ補正後ｄ／ｑ軸電流指令値Ｉｄ１ａｃ，Ｉｑ１ａｃ，Ｉｄ１ｂｃ，Ｉｑ１ｂｃ，Ｉｄ２ａｃ，Ｉｑ２ａｃ，Ｉｄ２ｂｃ，Ｉｑ２ｂｃを出力する。
【数１１】
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【００４８】
ここで、ｍは巻線数、Ｎは補正高調波の次数（２，４，６，…）である。以下では、簡単のため、次数Ｎが２の場合を説明する。又、式（１５）〜（１８）に示されるｄ／ｑ軸電流指令値は、それぞれ図３の駆動部３ａ〜３ｄ（３相巻線１１ａ〜１１ｄ）に関する指令値である。例えば式（１５）の電流指令値Ｉｄ１ａｃ，Ｉｑ１ａｃは、駆動部３ａに関する指令値である。
【００４９】
電流指令補正部８は後述するように、電気角θｅに基づいて、電動機１１の発生する高調波リップル成分を打ち消すように、ｄ／ｑ軸電流指令値を補正するための電流指令補正信号ｄＩｄ１ａｃ，ｄＩｄ１ｂｃ、ｄＩｄ２ａｃ，ｄＩｄ２ｂｃ、ｄＩｑ１ａｃ，ｄＩｑ１ｂｃ、ｄＩｑ２ａｃ，ｄＩｑ２ｂｃ（式（１９）〜（２６））を演算する。又電流指令補正部８は、演算した電流指令補正信号を、式（１５）〜（１８）に代入し、上記補正後ｄ／ｑ軸電流指令値Ｉｄ１ａｃ，Ｉｑ１ａｃ，Ｉｄ１ｂｃ，Ｉｑ１ｂｃ，Ｉｄ２ａｃ，Ｉｑ２ａｃ，Ｉｄ２ｂｃ，Ｉｑ２ｂｃを演算する。
【００５０】
駆動部３の出力電流は電流検出部４で検出され、３相／２相変換部５に入力される。３相／２相変換部５は電流検出部４からの静止座標系の３相で示される検出電流信号Ｉｕ１ａｆ，Ｉｖ１ａｆ，Ｉｗ１ａｆ，Ｉｕ１ｂｆ，Ｉｖ１ｂｆ，Ｉｗ１ｂｆ，Ｉｕ２ａｆ，Ｉｖ２ａｆ，Ｉｗ２ａｆ，Ｉｕ２ｂｆ，Ｉｖ２ｂｆ，Ｉｗ２ｂｆを、次式（２７）〜（３０）のように、直交回転座標系の２相で示される電流信号Ｉｄ１ａｆ，Ｉｑ１ａｆ，Ｉｄ１ｂｆ，Ｉｑ１ｂｆ，Ｉｄ２ａｆ，Ｉｑ２ａｆ，Ｉｄ２ｂｆ，Ｉｑ２ｂｆに変換し、電流制御部９に出力する。
【数１２】
2011019336.tif 000014
【００５１】
電流制御部９は、直交回転座標系における補正後ｄ／ｑ軸電流指令値Ｉｄ１ａｃ，Ｉｑ１ａｃ，Ｉｄ１ｂｃ，Ｉｑ１ｂｃ，Ｉｄ２ａｃ，Ｉｑ２ａｃ，Ｉｄ２ｂｃ，Ｉｑ２ｂｃ及び電気角θｅを入力すると共に、電流検出部４から３相／２相変換部５を介して入力される電流値Ｉｄ１ａｆ，Ｉｑ１ａｆ，Ｉｄ１ｂｆ，Ｉｑ１ｂｆ，Ｉｄ２ａｆ，Ｉｑ２ａｆ，Ｉｄ２ｂｆ，Ｉｑ２ｂｆが、補正後ｄ／ｑ軸電流指令値と一致するためのｄ／ｑ軸駆動指令値を２相／３相変換部１０へ出力する。
【００５２】
すなわち電流制御部９では、先ず電流指令値と検出電流信号との偏差が求められる。これら偏差は、式（１５）〜（１８）の左辺と、式（２７）〜（３０）の左辺のそれぞれの差分である。これら偏差は、電流制御部９内に設けられたＰＩコントローラ等（図示されず）にそれぞれ入力され、次式（３１）〜（３４）のように、ＰＩ演算（比例積分演算）されて、直交回転座標系におけるｄ／ｑ軸駆動指令値Ｖｄ１ａｃ，Ｖｑ１ａｃ，Ｖｄ１ｂｃ，Ｖｑ１ｂｃ，Ｖｄ２ａｃ，Ｖｑ２ａｃ，Ｖｄ２ｂｃ，Ｖｑ２ｂｃが電流制御部９から出力される。
【数１３】
2011019336.tif 000015
【００５３】
このＰＩコントローラ（電流制御部９）からのｄ／ｑ軸駆動指令値Ｖｄ１ａｃ，Ｖｑ１ａｃ，Ｖｄ１ｂｃ，Ｖｑ１ｂｃ，Ｖｄ２ａｃ，Ｖｑ２ａｃ，Ｖｄ２ｂｃ，Ｖｑ２ｂｃは、２相／３相変換部１０に入力される。
【００５４】
２相／３相変換部１０では、ｄ／ｑ軸駆動指令値Ｖｄ１ａｃ，Ｖｑ１ａｃ，Ｖｄ１ｂｃ，Ｖｑ１ｂｃ，Ｖｄ２ａｃ，Ｖｑ２ａｃ，Ｖｄ２ｂｃ，Ｖｑ２ｂｃを、次式（３５）〜（３８）のように、電気角θｅに基づき、３相で示される直交静止座標系の駆動指令値Ｖｕ１ａ，Ｖｖ１ａ，Ｖｗ１ａ，Ｖｕ１ｂ，Ｖｖ１ｂ，Ｖｗ１ｂ，Ｖｕ２ａ，Ｖｖ２ａ，Ｖｗ２ａ，Ｖｕ２ｂ，Ｖｖ２ｂ，Ｖｗ２ｂに変換する。
【数１４】
2011019336.tif 000016
【００５５】
前述したように、電流指令補正部８では、式（１５）〜（１８）に示される補正後ｄ／ｑ軸電流指令値を演算する。補正後ｄ／ｑ軸電流指令値が電流制御部９に入力された場合、電動機１１におけるモードｋ電磁力の正弦成分Ｆｋｓ、余弦成分Ｆｋｃ、トルクＴは、下式（３９）〜（４１）のような回転角の定数項（θｅを含んでおらず振動に影響しない項）、２ｆ正弦成分、２ｆ余弦成分、４ｆ正弦成分、４ｆ余弦成分等の和となる。
【数１５】
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【００５６】
【数１６】
2011019336.tif 000018
【００５７】
上記（３９）〜（４１）の各項に示されるように、モードｋ電磁力の正弦成分Ｆｋｓ、余弦成分Ｆｋｃ、トルクＴは、それぞれＡｄ１ａ、Ｐｄ１ａ、Ａｄ１ｂ、Ｐｄ１ｂ、Ａｄ２ａ、Ｐｄ２ａ、Ａｄ２ｂ、Ｐｄ２ｂ、Ｉｄｃｏ、ｘ、Ａｑ１ａ、Ｐｑ１ａ、Ａｑ１ｂ、Ｐｑ１ｂ、Ａｑ２ａ、Ｐｑ２ａ、Ａｑ２ｂ、Ｐｑ２ｂ、Ｉｑｃｏ，ｙをパラメータとする関数の複数項によって表すことができる。Ａｄ、Ａｑは補正振幅、Ｐｄ、Ｐｑは補正位相、Ｉｄｃｏ、Ｉｑｃｏは電流指令部７の出力電流指令値、ｘ、ｙは電動機軸の偏心量であって、例えば実測等によって求められる既知の値である。
【００５８】
上記式（３９）、（４０）において、電磁力成分Ｆｋｓｏｃ、Ｆｋｓ２ｓ…の４つの添え字は順に、モード、正弦成分／余弦成分、高調波の次数、正弦／余弦を示す。例えばｋｓ２ｓは、モードｋ、正弦成分、２ｆ高調波、正弦を示す。又、上記式（４１）において、トルクＴｏｃ，Ｔ２ｓ…の添え字は順に、高調波の次数、正弦成分／余弦成分を示す。例えば２ｓは、２ｆ高調波、正弦成分を示す。
【００５９】
これより、例えば代表的に、モード１の２ｆ電磁力リップルの正弦成分及び余弦成分、モード２の２ｆ、４ｆ電磁力リップルの正弦成分及び余弦成分、２ｆ、４ｆトルクリップルを低減する補正振幅Ａｄ、補正位相Ｐｄを、次式（４２）を満たすように求める。
【数１７】
2011019336.tif 000019
【００６０】
上式（４２）を解いて、補正振幅Ａｄ（Ａｄ１ａ、Ａｄ１ｂ、Ａｄ２ａ、Ａｄ２ｂ、Ａｑ１ａＡｑ１ｂ、Ａｑ２ａ、Ａｑ２ｂ）、及び補正位相Ｐｄ（Ｐｄ１ａ、Ｐｄ１ｂ、Ｐｄ２ａ、Ｐｄ２ｂ、Ｐｑ１ａ、Ｐｑ１ｂ、Ｐｑ２ａ、Ｐｑ２ｂ）の値（何れも定数）を求め、それら補正値を式（１９）〜（２６）に代入して、電流指令補正信号ｄＩｄｃ及びｄＩｑｃ（ｄＩｄ１ａｃ，ｄＩｑ１ａｃ，ｄＩｄ１ｂｃ，ｄＩｑ１ｂｃ，ｄＩｄ２ａｃ，ｄＩｑ２ａｃ，ｄＩｄ２ｂｃ，ｄＩｑ２ｂｃ）を算出する。更に、算出した電流指令補正信号を式（１５）〜（１８）に代入し、補正後ｄ／ｑ軸電流指令値Ｉｄｃ及びＩｑｃ（Ｉｄ１ａｃ，Ｉｑ１ａｃ，Ｉｄ１ｂｃ，Ｉｑ１ｂｃ，Ｉｄ２ａｃ，Ｉｑ２ａｃ，Ｉｄ２ｂｃ，Ｉｑ２ｂｃ）を求める。尚、式（４２）に示される電磁力リップル及びトルクリップルの関数項の関数は、式（１０）〜（１４）の関係式を解析することで求められる。
【００６１】
このように、ｍ線ｎ分割分のｄ／ｑ軸電流指令値を高調波で補正することにより、トルクリップル、電磁力リップルを低減することが可能となる。尚、補正振幅Ａｄ、補正位相ｐｄ（ここでは計１６のパラメータ）の求め方として、ここでは１６のリップル成分（式（４２）の各関数式）が０となるように求めたが、１６よりも少ないリップル成分を０とし、残りの自由度で、補正振幅（補正電流での消費電力）が最小となるように求めてもよい。
【００６２】
本実施例の電動機制御装置によれば、ｐ相ｍ線ｎ分割式の電動機のｄ／ｑ軸電流指令値を補正するようにしたので、トルクリップル、振動・騒音低減性能を高くすることができる。
【実施例２】
【００６３】
図３を用いて、本発明による電動機制御装置の第２実施例について説明する。
【００６４】
図３において、図１に示した第１実施例と同一の構成要素には同一の符号を付して示し、詳細な説明は省略する。
【００６５】
電動機１１は実施例１と同様に、各相の巻線をｍ線とし、各巻線をｎ分割としたｐ相ｍ線式の電動機である。巻線接続部１３は、電動機１１のｍ線ｎ分割以下分の巻線を駆動部３に接続する。駆動部３は、前記巻線接続部のｍ線ｎ分割以下分のｐ相駆動指令値で前記電動機１１を駆動する。巻線回転角検出部１２は、駆動接続以外の巻線から電動機１１の回転角を検出する。電流検出部４は、ｍ線ｎ分割以下分のｐ相電流を検出する。ｐ相／２相変換部５は、ｍ線ｎ分割以下分の検出したｐ相電流からｄ／ｑ軸電流を演算する。
【００６６】
目標設定部１６は、電動機１１の目標値を設定する。ｄ／ｑ軸電流指令部７は、目標設定部１６からの目標値に基づいて、ｄ／ｑ軸電流指令値を演算する。電流指令補正部８は、電動機１１の回転角に対応して、電流指令部７からのｍ線分のｄ／ｑ軸電流指令値を補正する。
【００６７】
電流制御部９は、ｐ相／２相変換部５からのｍ線ｎ分割以下分のｄ／ｑ軸の検出電流が、電流指令補正部８からの電流指令値となるような駆動指令値を演算する。２相／ｐ相変換部１０は、電流制御部９からのｍ線ｎ分割以下分のｄ／ｑ軸の駆動指令値から、ｐ相駆動指令値を演算する。
【００６８】
このように構成された実施例２の形態において、作用を説明する。
【００６９】
以下、簡単のため、相数ｐが３で、巻線数ｍが２、分割数ｎが２の場合を説明する。
【００７０】
巻線接続部１３は、目標設定部１６からの設定に基づき、ｍ線ｎ分割以下分の電動機１１の巻線と駆動部３を接続する。電流制御部９へのｄ／ｑ軸電流指令値は、電流指令補正部８により２ｆ高調波成分で補正するものとする。本実施例では一例として、電動機は巻線ｕ２ｂ，ｖ２ｂ，ｗ２ｂ以外の巻線に電流が供給され、巻線ｕ２ｂ，ｖ２ｂ，ｗ２ｂは駆動部に接続されない。巻線ｕ２ｂ，ｖ２ｂ，ｗ２ｂに発生する起電力に基づいて、電動機の回転角が求められる。
【００７１】
電流指令補正部８は、電気角θｅに基づいて、電動機１１の発生するリップルを打ち消すように、ｄ／ｑ電流指令部７からの電流指令値を補正し、補正後ｄ／ｑ軸電流指令補正信号Ｉｄ１ａｃ，Ｉｑ１ａｃ，Ｉｄ１ｂｃ，Ｉｑ１ｂｃ，Ｉｄ２ａｃ，Ｉｑ２ａｃを出力する。
【００７２】
電流制御部９は、直交回転座標系における補正後ｄ／ｑ軸電流指令値Ｉｄ１ａｃ，Ｉｑ１ａｃ，Ｉｄ１ｂｃ，Ｉｑ１ｂｃ，Ｉｄ２ａｃ，Ｉｑ２ａｃ及び電気角θｅを入力し、電流検出部４を介して入力される電流が、補正後ｄ／ｑ軸電流指令値Ｉｄ１ａｃ，Ｉｑ１ａｃ，Ｉｄ１ｂｃ，Ｉｑ１ｂｃ，Ｉｄ２ａｃ，Ｉｑ２ａｃを満たすようなｄ／ｑ軸駆動指令値を出力する。
【００７３】
すなわち、電動機電流は電流検出部４で検出され、３相／２相変換部５に入力される。３相／２相変換部５は電流検出部４からの静止座標系で３相で示される検出電流信号Ｉｕ１ａｆ，Ｉｖ１ａｆ，Ｉｗ１ａｆ，Ｉｕ１ｂｆ，Ｉｖ１ｂｆ，Ｉｗ１ｂｆ，Ｉｕ２ａｆ，Ｉｖ２ａｆ，Ｉｗ２ａｆを直交回転座標系の２相で示される電流信号Ｉｄ１ａｆ，Ｉｑ１ａｆ，Ｉｄ１ｂｆ，Ｉｑ１ｂｆ，Ｉｄ２ａｆ，Ｉｑ２ａｆに変換し、電流制御部９に出力する。
【００７４】
電流制御部９にて、電流指令値と検出電流信号との偏差が演算され、この偏差は、それぞれＰＩコントローラ等に入力され、ＰＩ演算（比例積分演算）されて、直交回転座標系におけるｄ／ｑ軸駆動指令値Ｖｄ１ａｃ，Ｖｑ１ａｃ，Ｖｄ１ｂｃ，Ｖｑ１ｂｃ，Ｖｄ２ａｃ，Ｖｑ２ａｃが出力される。このＰＩコントローラからのｄ／ｑ軸駆動指令値Ｖｄ１ａｃ，Ｖｑ１ａｃ，Ｖｄ１ｂｃ，Ｖｑ１ｂｃ，Ｖｄ２ａｃ，Ｖｑ２ａｃは、２相／３相変換部１０に入力される。
【００７５】
２相／３相変換部１０では、ｄ／ｑ軸駆動指令値Ｖｄ１ａｃ，Ｖｑ１ａｃ，Ｖｄ１ｂｃ，Ｖｑ１ｂｃ，Ｖｄ２ａｃ，Ｖｑ２ａｃを電気角θｅに基づき、３相で示される直交静止座標系の駆動指令値Ｖｕ１ａ，Ｖｖ１ａ，Ｖｗ１ａ，Ｖｕ１ｂ，Ｖｖ１ｂ，Ｖｗ１ｂ，Ｖｕ２ａ，Ｖｖ２ａ，Ｖｗ２ａに変換する。
【００７６】
電流指令補正部８は、電流指令補正信号ｄＩｄ１ａｃ，ｄＩｑ１ａｃ，ｄＩｄ１ｂｃ，ｄＩｑ１ｂｃ，ｄＩｄ２ａｃ，ｄＩｑ２ａｃを演算する。
【００７７】
例えば電流指令補正部８は、モード２の２ｆ、４ｆ電磁力リップルの正弦成分及び余弦成分、２ｆ、４ｆトルクリップルを低減する補正振幅Ａｄ、補正位相ｐｄを、次式（４３）を満たすように求める。
【数１８】
2011019336.tif 000020
【００７８】
ここで、添字の−２ｂは、巻線ｕ２ｂ、ｖ２ｂ、ｗ２ｂを除いたものであることを表す。
【００７９】
巻線回転角検出部１２は、駆動接続以外の巻線ｕ２ｂ，ｖ２ｂ，ｗ２ｂから電動機１１の回転角を検出する。巻線の起電力Ｅは、磁束密度Ｂｇの微分で、電気角θｅの関数である。
【数１９】
2011019336.tif 000021
【００８０】
ここで、ｎＥは巻数、ＳＥは回転子の軸方向長さを有し、半径ｒ（回転子と固定子間ギャップの平均半径）の円筒の表面積を表す。
【００８１】
各巻線の起電力Ｅｕ−２ｂ、Ｅｖ−２ｂ、Ｅｗ−２ｂは、以下のような電気角θｅ、偏心量ｘ、ｙ等の関数で近似できるものとし、また、これらの関数はあらかじめ求められているとする。この電気角θｅは固定子のｕ相（巻線ｕ２ｂ）と回転子のｄ軸がなす角である。
【数２０】
2011019336.tif 000022
【００８２】
ここで、Ｉｄｃo,Ｉｑｃｏは電流指令部７の出力であって、ＩｄｃoはＩｄ１ｃo＋Ｉｄ２ｃｏ、ＩｑｃｏはＩｑ１ｃｏ＋Ｉｑ２ｃｏとする。又、θは機械角又は電気角、Ａｕ−２ｂ、Ａｖ−２ｂ、Ａｗ−２ｂは振幅の関数、θｕ−２ｂ、θｖ−２ｂ、θｗ−２ｂは位相差の関数を表す。これらの関数は、式（４４）を解析することにより求められる。又、ｘ、ｙは電動機軸の偏心量であって、例えば実測等によって求められる既知の値である。
【００８３】
電気角θｅは、各巻線の起電力Ｅｕ−２ｂ、Ｅｖ−２ｂ、Ｅｗ−２ｂの測定値を用いて、上式（４５）〜（４７）から以下のように演算することができる。
【数２１】
2011019336.tif 000023
【００８４】
これより、各巻線の起電力Ｅｕ−２ｂ、Ｅｖ−２ｂ、Ｅｗ−２ｂから検出した電気角θｅｕ−２ｂ、θｅｖ−２ｂ、θｅｗ−２ｂの重み付き平均等で電気角θｅを演算する。尚、この電気角θｅは、上式（４８）のみから求めても良いし、上式（４８）〜（５０）から得られる電気角の平均値としてもよい。
【００８５】
以上のように本実施例において電流指令値演算部８では、
式（４８）〜（５０）のようにして電気角θｅを求め、
式（４３）から補正振幅、補正位相を求め、
式（１９）〜（２１）、式（２３）〜（２５）に電気角、補正振幅、補正位相を代入して電流補正信号ｄＩｄ１ａｃ，ｄＩｑ１ａｃ，ｄＩｄ１ｂｃ，ｄＩｑ１ｂｃ，ｄＩｄ２ａｃ，ｄＩｑ２ａｃを求め、
この電流補正信号を式（１５）〜（１７）に代入して、補正後ｄ／ｑ軸電流指令値Ｉｄ１ａｃ，Ｉｑ１ａｃ，Ｉｄ１ｂｃ，Ｉｑ１ｂｃ，Ｉｄ２ａｃ，Ｉｑ２ａｃを計算し、電流制御部９に出力する。
【００８６】
このように、ｍ線ｎ分割以下分のｄ／ｑ軸の電流指令値を高調波で補正することにより、トルクリップル、電磁力リップルを低減する。
【００８７】
本実施例の電動機制御装置によれば、ｐ相ｍ線ｎ分割式の電動機のｄ／ｑ軸電流指令値を補正するようにしたので、トルクリップル、振動・騒音低減性能を高くすることができる。
【実施例３】
【００８８】
図４を用いて、本発明による電動機制御装置の第３実施例について説明する。
【００８９】
本実施例３は、図３の実施例２の構成に加え、更にリップル特徴量を検出して記憶する特徴量記憶部１４と、記憶したリップル特徴量に基づき電流指令補正部のパラメータを変更するパラメータ変更部１５を構成要素として含む。
【００９０】
このように構成された実施例３の形態において、作用を説明する。
【００９１】
以下、簡単のため実施例２のように、相数ｐが３で、巻線数ｍが２、分割数ｎが２の場合で、巻線ｕ２ｂ，ｖ２ｂ，ｗ２ｂ以外の巻線で駆動する場合を説明する。
【００９２】
リップル特徴量記憶部１４は、駆動接続以外の巻線ｕ２ｂ，ｖ２ｂ，ｗ２ｂから、例えば次式（５１）〜（５３）のようなリップル特徴量Ａｕ−２ｂ、Ａｖ−２ｂ、Ａｗ−２ｂを検出して記憶する。
【数２２】
2011019336.tif 000024
【００９３】
ここで、Ｍａｘは電気角の１回転において最大の起電力（測定値）を採用することを表す。式（５１）〜（５３）の左辺に示される各リップル特徴量の関数は、式（４４）を解析することにより求める。
【００９４】
特徴量パラメータ変更部１５は、記憶したリップル特徴量Ａｕ−２ｂ、Ａｖ−２ｂ、Ａｗ−２ｂを用いて式（５１）〜（５３）を解き、偏心量ｘ、ｙを演算する。電流指令補正部１８は次式（５４）のように、演算した偏心量ｘ、ｙを用いてモードｋの電磁力リップルの正弦成分、余弦成分等が零になるように、補正振幅Ａｄ、補正位相ｐｄを変更（更新）する。
【数２３】
2011019336.tif 000025
【００９５】
本実施例によれば、リップル特徴量記憶部１４が駆動接続以外の巻線からリップル特徴量を検出・記憶し、特徴量パラメータ変更部１５が、記憶したリップル特徴量から電流指令補正のパラメータを変更するようにしたので、偏心量等が経年変化した場合でも振動・騒音を低減することができる。
【実施例４】
【００９６】
図５を用いて、本発明による電動機制御装置の第４実施例について説明する。
【００９７】
本実施例４は、実施例１から実施例３の駆動制御部の構成のいずれか１つを使うことができる。図５（ａ）では実施例１の駆動制御部の構成に、電動機２１が接続されている。
【００９８】
図５（ｂ）のように、電動機２１は、環状の回転子２１Ａと、外周固定子と内周固定子とを備え、外周固定子の巻線と内周固定子の巻線とで、ｍ線式の巻線を構成している。図５（ｂ）の例では、外周固定子の巻線は巻線ｕ１ａ、ｖ１ａ、ｗ１ａ、ｕ１ｂ、ｖ１ｂ、ｗ１ｂで構成され、内周固定子の巻線は巻線ｕ２ａ、ｖ２ａ、ｗ２ａ、ｕ２ｂ、ｖ２ｂ、ｗ２ｂで構成されている。
【００９９】
このように構成された実施例４の形態において、作用を説明する。
【０１００】
外周固定子と内周固定子の巻線で、固定子と回転子との偏心（ギャップ）が異なるが、その他の部分は実施例１と同じである。実施例１と重複する詳細説明は省略する。
【０１０１】
電流指令補正部８は、電流指令補正信号ｄＩｄ１ａｃ，ｄＩｑ１ａｃ，ｄＩｄ１ｂｃ，ｄＩｑ１ｂｃ，ｄＩｄ２ａｃ，ｄＩｑ２ａｃ，ｄＩｄ２ｂｃ，ｄＩｑ２ｂｃを演算して、補正後ｄ／ｑ軸電流指令値を求める。補正後ｄ／ｑ軸電流指令値が入力された場合のモードｋ電磁力の正弦成分Ｆｋｓ、余弦成分Ｆｋｃ、トルクＴは、下式のような回転角の定数項、２ｆ正弦成分、２ｆ余弦成分、４ｆ正弦成分、４ｆ余弦成分等の和となる。
【数２４】
2011019336.tif 000026
【０１０２】
【数２５】
2011019336.tif 000027
【０１０３】
【数２６】
2011019336.tif 000028
【０１０４】
ここで、ｘ１，ｙ１は外周固定子と回転子との偏心量、ｘ２，ｙ２は回転子と内周固定子との偏心量を表す。偏心量ｘ１，ｙ１、ｘ２，ｙ２は、例えば実測等によって求められる既知の値である。式（５５）、（５６）は外周固定子と回転子間で生じる電磁力リップルを表し、式（５７）、（５８）は内周固定子と回転子間で生じる電磁力リップルを表す。又、式（５９）は外周固定子と回転子間で生じるトルクリップルを表し、式（６０）は、内周固定子と回転子間で生じるトルクリップルを表す。
【０１０５】
これより、例えばモード０の２ｆ電磁力リップルの正弦成分及び余弦成分、モード２の２ｆ電磁力リップルの正弦成分及び余弦成分、２ｆ、４ｆトルクリップルを低減する補正振幅Ａｄ、補正位相ｐｄを、次式を満たすように求める。
【数２７】
2011019336.tif 000029
【０１０６】
本実施例の電動機制御装置によれば、ｐ相ｍ線ｎ分割式の電動機のｄ／ｑ軸電流指令値を補正するようにしたので、トルクリップル、振動・騒音低減性能を高くすることができる。
【実施例５】
【０１０７】
図６を用いて、本発明による電動機制御装置の第５実施例について説明する。
【０１０８】
本実施例５は、実施例１から実施例４のいずれか１つの構成と周波数パラメータ変更部１７から構成される。図６では実施例１の構成に周波数パラメータ変更部１７が組み込まれている。周波数パラメータ変更部１７は、検出回転角から回転周波数を計算し、回転周波数により前記電流指令補正部１８のパラメータを変更する。
【０１０９】
このように構成された実施例５の形態において、作用を説明する。
【０１１０】
周波数パラメータ変更部１７は、回転角検出部２で演算された電気角θｅの時間微分等から回転周波数を計算する。
【０１１１】
一般に電動機の円環振動周波数は以下のように近似できることが知られている。
【０１１２】
モード０の円環振動周波数ｆ０は、次式（６２）のように弾性係数、密度、平均半径の関数で近似できる。
【数２８】
2011019336.tif 000030
【０１１３】
ここで、Ｅｍはステータ鉄心の弾性係数、ρはステータ鉄心の密度、Ｒｍはステータ鉄心の平均半径である。
【０１１４】
モード１の円環振動周波数ｆ１は、モード０の振動周波数の関数で近似できる。
【数２９】
2011019336.tif 000031
【０１１５】
モードｋの円環振動周波数ｆｋは、モード０の振動周波数と厚さ／半径の比とモード数の関数で近似できる。
【数３０】
2011019336.tif 000032
【０１１６】
ここで、ｈｍはステータ鉄心の厚さである。
【０１１７】
回転周波数が電動機の円環振動周波数に近い場合に共振して、振動・騒音が大きくなることから、回転周波数により低減する成分を変更するようにする。
【０１１８】
例えば電動機の回転周波数をｆとし、２ｆとモード２の円環振動周波数が近い場合は、代表的にモード１の２ｆ電磁力リップルの正弦成分及び余弦成分、モード２の２ｆ、４ｆ電磁力リップルの正弦成分及び余弦成分、２ｆ、４ｆトルクリップルを低減する補正振幅Ａｄ、補正位相ｐｄを、下式（６５）を満たすように求める。
【数３１】
2011019336.tif 000033
【０１１９】
尚この場合、振動低減に最も有効な除去すべきリップル成分はモード２の２ｆ電磁力リップルであるが、パラメータの数と式の数を一致させるために、上記のようなリップル成分が選択される。
【０１２０】
又、例えば２ｆとモード０の円環振動周波数が近い場合は、代表的にモード０の２ｆ、４ｆ、６ｆ電磁力リップルの正弦成分及び余弦成分、モード２の２ｆ電磁力リップルの正弦成分及び余弦成分、２ｆ、４ｆ、６ｆトルクリップルを低減する補正振幅Ａｄ、補正位相ｐｄを、下式を満たすように求める。
【数３２】
2011019336.tif 000034
【０１２１】
尚この場合、振動低減に最も有効な削除すべきリップル成分はモード０の２ｆ電磁力リップルであるが、パラメータの数と式の数を一致させるために、上記のようなリップル成分が適用される。
【０１２２】
本実施例によれば、回転周波数により、電流指令補正のパラメータを変更するので、回転周波数が変わってもトルクリップル、振動・騒音を低減することができる。
【実施例６】
【０１２３】
図７を用いて、本発明による電動機制御装置の第６実施例について説明する。
【０１２４】
本実施例６は、実施例１から実施例５のいずれか１つの構成と、振動・騒音検出部１９及び振動パラメータ変更部２０から構成されている。図７では、実施例１の構成が用いられている。
【０１２５】
振動・騒音検出部１９は、例えば電動機１１の周りに分散して配置された複数の加速度計又はマイクにより構成され、振動（騒音）を検出する。この例では加速度計を用いる場合を説明する。振動パラメータ変更部２０は、検出した振動に基づき、電流指令補正部１８のパラメータを変更する。
【０１２６】
このように構成された実施例６の形態において、作用を説明する。
【０１２７】
先ず、振動・騒音検出部１９にて、電動機の振動が検出される。振動パラメータ変更部２０では、検出した振動から円環振動のモードｋを判断すると共に、該モードｋの電磁力リップル成分を計算し、計算したモードｋの電磁力リップル成分と一致するように、モードｋの電磁力リップル成分のパラメータを変更する。
【数３３】
2011019336.tif 000035
【０１２８】
電流指令補正部１８では、例えばモード１の２ｆ電磁力リップルの正弦成分及び余弦成分、モード２の２ｆ、４ｆ電磁力リップルの正弦成分及び余弦成分、２ｆ、４ｆトルクリップルを低減する補正振幅Ａｄ、補正位相ｐｄを、次式を満たすように求める。
【数３４】
2011019336.tif 000036
【０１２９】
尚、振動あるいは騒音と同様に、トルクを検出して、トルクリップル成分のパラメータを変更してもよい。
【０１３０】
本実施例によれば、振動・騒音を検出し、検出した振動・騒音から電流指令補正部のパラメータを変更するようにしたので、偏心量等が経年変化した場合でも振動・騒音を低減することができる。
【符号の説明】
【０１３１】
１、１１、２１…電動機、２…回転角検出部、３…駆動部、４…電流検出部、５…３相／２相変換部、６、１６…目標設定部、７…ｄ／ｑ軸電流指令部、８、１８…電流指令補正部、９…電流制御部、１０…２相／３相変換部、１２…巻線回転角検出部、１３…巻線接続部、１４…リップル特徴量記憶部、１５…リップル特徴量パラメータ変更部、１７…周波数パラメータ変更部、１９…振動・騒音検出部、２０…振動パラメータ変更部。
【図１】
2011019336.tif 000037
【図２】
2011019336.tif 000038
【図３】
2011019336.tif 000039
【図４】
2011019336.tif 000040
【図５】
2011019336.tif 000041
【図６】
2011019336.tif 000042
【図７】
2011019336.tif 000043
【図８】
2011019336.tif 000044
【図９】
2011019336.tif 000045