(57)【要約】【課題】ｑ軸電流及びｄ軸電流を制御する電力変換装置において、トルク指令の変化に対して応答性良くモータを駆動可能な構成を得る。【解決手段】電力変換装置１は、入力されるｑ軸電流指令に応じて、モータ２に供給するｑ軸電流及びｄ軸電流を制御する制御部２０を備える。制御部２０は、入力されるｑ軸電流指令の時間変化が、モータ２にｄ軸電流が流れていないときのｑ軸電流の時間変化よりも大きい場合に、モータ２に対して、前記ｑ軸電流及び前記ｄ軸電流の合成電流がモータ２の最大定格電流以下であり、且つ、下式を満たすようなｄ軸電流Ｉｄを流す。−２φ／Ｌｄ＜Ｉｄ＜０φ：モータの誘起電圧定数Ｌｄ：モータのｄ軸インダクタンスＩｄ：ｄ軸電流【選択図】図１
2019004650.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータに供給するｄ軸電流及びｑ軸電流を制御する電力変換装置であって、
入力されるｑ軸電流指令に応じて、前記モータに供給する前記ｄ軸電流及び前記ｑ軸電流を制御する電流制御部を備え、
前記電流制御部は、入力されるｑ軸電流指令の時間変化が、前記モータに前記ｄ軸電流が流れていないときの前記ｑ軸電流の時間変化の上限よりも大きい場合に、前記モータに対して、前記ｄ軸電流及び前記ｑ軸電流の合成電流が前記モータの最大定格電流以下であり、且つ、下式を満たすような前記ｄ軸電流を流す、電力変換装置。
−２φ／Ｌｄ＜Ｉｄ＜０
φ：モータの誘起電圧定数
Ｌｄ：モータのｄ軸インダクタンス
Ｉｄ：ｄ軸電流
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換装置において、
前記電流制御部は、前記ｄ軸電流を、前記入力されるｑ軸電流指令の時間変化を用いて、下式から算出する、電力変換装置。
Ｌｑ・ｄＩｑ／ｄｔ
＝±√（（Ｖｍａｘ2−（ｗ・Ｌｑ・Ｉｑ）2）−ｗ・（φ＋Ｌｄ・Ｉｄ））
【請求項３】
請求項１または２に記載の電力変換装置において、
前記電流制御部は、前記モータに対して、前記ｄ軸電流及び前記ｑ軸電流の合成電流が前記モータの最大定格電流以下であり、且つ、−φ／Ｌｄである前記ｄ軸電流を流す、電力変換装置。
【請求項４】
モータに供給するｄ軸電流及びｑ軸電流を制御する電力変換装置の制御方法であって、
入力されるｑ軸電流指令の時間変化が、前記モータに前記ｄ軸電流が流れていないときの前記ｑ軸電流の時間変化の上限よりも大きい場合に、前記モータの運転モードが高応答運転モードであると判定する運転モード判定工程と、
前記運転モード判定工程で前記モータの運転モードが高応答運転モードであると判定された場合に、前記モータに対して、前記ｄ軸電流及び前記ｑ軸電流の合成電流が前記モータの最大定格電流以下であり、且つ、下式を満たすような前記ｄ軸電流を流すｄ軸電流調整工程とを有する、電力変換装置の制御方法。
−２φ／Ｌｄ＜Ｉｄ＜０
φ：モータの誘起電圧定数
Ｌｄ：モータのｄ軸インダクタンス
Ｉｄ：ｄ軸電流
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータに供給するｄ軸電流及びｑ軸電流を制御する電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータに供給するｄ軸電流及びｑ軸電流を制御する電力変換装置が知られている。例えば特許文献１には、ｑ軸の指令電流に応じて指令電圧を制御する多相回転機の制御装置が開示されている。
【０００３】
前記特許文献１に開示されている制御装置では、ｑ軸の指令電流が増大するときに、指令電圧に応じて定まる演算上のインバータの出力電圧値を許容範囲内に収めるためのｄ軸の指令電流を閉ループ制御にて算出する。これにより、前記特許文献１に開示されている制御装置では、ｑ軸の指令電流の増大直後にｄ軸電流の変化量を大きくすることができる。よって、要求トルクの増大時等のｑ軸電流の増大要求に対して、適切に対応することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１０９７９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述の特許文献１に開示されている構成のように、ｄ軸電流及びｑ軸電流を制御する制御装置（電力変換装置）では、出力電圧の最大値が決まっているため、ｑ軸電圧の最大値も決まる。
【０００６】
ここで、モータの抵抗が小さく、ｄ軸電流Ｉｄを一定で制御していると仮定すると、モータの電圧方程式によって、ｄ軸電圧Ｖｄ及びｑ軸電圧Ｖｑは下式で表される。なお、ｗは回転速度であり、Ｌｑはモータのｑ軸リアクタンスであり、Ｉｑはモータに流れるｑ軸電流である。また、φはモータの誘起電圧定数であり、Ｌｄはモータのｄ軸リアクタンスである。
Ｖｄ＝−ｗ・Ｌｑ・Ｉｑ    （１）
Ｖｑ＝ｗ・（φ＋Ｌｄ・Ｉｄ）＋Ｌｑ・ｄＩｑ／ｄｔ    （２）
【０００７】
また、制御装置の出力電圧の最大値Ｖｍａｘは、下式によって表される。
Ｖｍａｘ＝√（Ｖｄ2＋Ｖｑ2）    （３）
【０００８】
（１）から（３）式に示すように、出力電圧の最大値Ｖｍａｘに応じて、ｑ軸電圧Ｖｑの最大値が決まる。また、（１）から（３）式によって、下式が得られる。
Ｌｑ・ｄＩｑ／ｄｔ
＝±√（（Ｖｍａｘ2−（ｗ・Ｌｑ・Ｉｑ）2）−ｗ・（φ＋Ｌｄ・Ｉｄ））    （４）
【０００９】
（４）式によって、ｄＩｑ／ｄｔ（ｑ軸電流の時間変化）の上限値が決まるため、モータのトルク変化量の上限値も決まる。すなわち、ｄＩｑ／ｄｔの上限値は、回転速度ｗに応じて決まる。例えば、回転速度ｗが大きくなると、ｗ・（φ＋Ｌｄ・Ｉｄ）が大きくなるため、ｄＩｑ／ｄｔを増加可能な余裕が減る。
【００１０】
したがって、モータの回転速度が大きい状態で、トルク指令に応じてｑ軸電流の時間変化を大きくしたい場合でも、ｑ軸電流の時間変化量に上述のような制限があるため、ｑ軸電流の時間変化量を大きくすることができない。換言すると、モータの回転速度が大きい状態でトルク指令が急激に変化した場合には、ｑ軸電流の波形に歪みが生じる可能性がある。そうすると、トルク指令の変化に対して、モータを応答性良く追従して駆動させることができない可能性がある。
【００１１】
本発明の目的は、ｄ軸電流及びｑ軸電流を制御する電力変換装置において、トルク指令の変化に対して応答性良くモータを駆動可能な構成を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一実施形態に係る電力変換装置は、モータに供給するｄ軸電流及びｑ軸電流を制御する電力変換装置である。この電力変換装置は、入力されるｑ軸電流指令に応じて、前記モータに供給する前記ｄ軸電流及び前記ｑ軸電流を制御する電流制御部を備える。前記電流制御部は、入力されるｑ軸電流指令の時間変化が、前記モータに前記ｄ軸電流が流れていないときの前記ｑ軸電流の時間変化の上限よりも大きい場合に、前記モータに対して、前記ｄ軸電流及び前記ｑ軸電流の合成電流が前記モータの最大定格電流以下であり、且つ、下式を満たすような前記ｄ軸電流を流す、電力変換装置（第１の構成）。
−２φ／Ｌｄ＜Ｉｄ＜０
φ：モータの誘起電圧定数
Ｌｄ：モータのｄ軸インダクタンス
Ｉｄ：ｄ軸電流
【００１３】
以上のように負のｄ軸電流を流すことにより、Ｖｍａｘから決まるｑ軸電圧において、ｑ軸電流を変化させる余裕が大きくなる。これにより、モータが高速で回転している際に、入力されるトルク指令が急激に変化した場合でも、トルク指令に応じてモータにｑ軸電流を流すことができる。したがって、トルク指令の変化に対するモータの応答性を向上することができる。
【００１４】
前記第１の構成において、前記電流制御部は、前記ｄ軸電流を、前記入力されるｑ軸電流指令の時間変化を用いて、下式から算出する（第２の構成）。
Ｌｑ・ｄＩｑ／ｄｔ
＝±√（（Ｖｍａｘ2−（ｗ・Ｌｑ・Ｉｑ）2）−ｗ・（φ＋Ｌｄ・Ｉｄ））
【００１５】
これにより、第１の構成における作用効果が得られる最小のｄ軸電流を求めることができる。よって、電流消費量を抑制しつつ、モータの応答性を向上することができる。
【００１６】
前記第１または第２の構成において、前記電流制御部は、前記ｄ軸電流を、前記ｄ軸電流及び前記ｑ軸電流の合成電流が前記モータの最大定格電流以下であり、且つ、−φ／Ｌｄに設定する（第３の構成）。
【００１７】
これにより、ｑ軸電流を変化させる余裕を最も大きくすることができる。したがって、モータの応答性をより向上することができる。
【００１８】
本発明の一実施形態に係る電力変換装置の制御方法は、モータに供給するｄ軸電流及びｑ軸電流を制御する電力変換装置の制御方法である。この制御方法は、入力されるｑ軸電流指令の時間変化が、前記モータにｄ軸電流が流れていないときの前記ｑ軸電流の時間変化の上限よりも大きい場合に、前記モータの運転モードが高応答運転モードであると判定する運転モード判定工程と、前記運転モード判定工程で前記モータの運転モードが高応答運転モードであると判定された場合に、前記モータに対して、前記ｄ軸電流及び前記ｑ軸電流の合成電流が前記モータの最大定格電流以下であり、且つ、下式を満たすような前記ｄ軸電流を流すｄ軸電流調整工程とを有する、電力変換装置の制御方法。
−２φ／Ｌｄ＜Ｉｄ＜０
φ：モータの誘起電圧定数
Ｌｄ：モータのｄ軸インダクタンス
Ｉｄ：ｄ軸電流
【発明の効果】
【００１９】
本発明の一実施形態に係る電力変換装置によれば、入力されるｑ軸電流指令の時間変化が、モータにｄ軸電流が流れていないときのｑ軸電流の時間変化の上限よりも大きい場合に、前記モータに対して、前記ｑ軸電流及び前記ｄ軸電流の合成電流が最大定格電流以下であり、且つ、−２φ／Ｌｄ＜Ｉｄ＜０を満たすようなｄ軸電流を流す。これにより、ｑ軸電流を変化させる余裕が拡大するため、トルク指令の変化に対するモータの応答性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、実施形態に係る電力変換装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、制御部の概略構成を示す回路図である。
【図３】図３は、ｑ軸電圧及びｄ軸電圧のベクトル図である。
【図４】図４は、従来の構成において、ｄ軸電流をゼロとし且つモータを高速で回転させた場合におけるｑ軸電流指令とモータに流れるｑ軸電流との関係を示す図である。
【図５】図５は、ｄ軸電流指令をＩｄ＝−φ／Ｌｄとした場合のｑ軸電圧及びｄ軸電圧のベクトル図である。
【図６】図６は、ｄ軸電流指令をＩｄ＝−φ／Ｌｄとした場合に、ｑ軸電流指令とモータに流れるｑ軸電流との関係を示す図である。
【図７】図７は、ｄ軸電流の制御方法を説明するフローである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２２】
（全体構成）
図１は、本発明の実施形態に係る電力変換装置１の概略構成を示す図である。この電力変換装置１は、入力信号、モータ２の回転角度及びモータ２の各相に流れる電流に基づいて、モータ２の駆動を制御する。具体的には、電力変換装置１は、入力信号、モータ２の回転角度及びモータ２の各相に流れる電流を用いてＰＷＭ信号を生成し、該ＰＷＭ信号を用いてモータ２の駆動を制御する。前記入力信号には、ｄ軸電流の入力信号（ｄ軸電流指令）及びｑ軸電流の入力信号（ｑ軸電流指令）が含まれる。
【００２３】
なお、本実施形態では、モータ２は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相のコイルを有する三相交流モータである。また、本実施形態では、モータ２は、マグネットがロータコアの外表面上に配置されたＳＰＭモータ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ  Ｍｏｔｏｒ）である。
【００２４】
電力変換装置１は、複数のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６を有するインバータ回路１１と、インバータ回路１１のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６に対してゲート信号を出力する制御部２０（電流制御部）とを有する。
【００２５】
インバータ回路１１は、複数のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６と、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６にそれぞれ並列に接続されたダイオードとを有する。本実施形態では、インバータ回路１１は、６個のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６を有する。６個のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６は、ブリッジ回路を構成する。６個のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６は、それぞれ一部がモータ２のＵ相、Ｖ相及びＷ相のコイルに電気的に接続されている。
【００２６】
インバータ回路１１とモータ２との間に流れる電流は、電流検出器３によって検出される。すなわち、電流検出器３は、インバータ回路１１からモータ２の各相に流れる電流を検出する。電流検出器３で検出された各相の電流は、制御部２０に入力される。
【００２７】
なお、図１において、符号２ａは、モータ２の回転子の回転角度を角度信号として出力する回転角度検出部である。
【００２８】
制御部２０は、入力信号、モータ２の回転角度（角度信号）及びモータ２の各相に流れる電流（電流検出器３の出力、Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）を用いて、インバータ回路１１のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６に対して出力するゲート信号を生成する。図２に示すように、制御部２０は、モード判定部２１と、Ｉｄ信号生成部２２と、ＰＩ演算部２３，２４と、２相３相変換部２５と、ＰＷＭ生成部２６と、３相２相変換部２７とを有する。
【００２９】
モード判定部２１は、制御部２０に入力されるｑ軸電流指令に基づいて、モータ２の運転モードを判定する。具体的には、モード判定部２１は、ｑ軸電流指令の時間当たりの変化量（ｑ軸電流指令の微分値）が閾値よりも大きい場合には、高応答運転モードと判定し、それ以外の場合に、通常運転モードと判定する。前記閾値は、例えば、モータ２にｄ軸電流が流れていない場合のｑ軸電流指令の時間当たりの変化量の上限である。この変化量の上限は、例えば、ｑ軸電流の波形の歪がモータ２の応答性に影響を与えないような変化量の上限である。
【００３０】
Ｉｄ信号生成部２２は、モード判定部２１によって通常運転モードと判定された場合には、ｄ軸電流Ｉｄをゼロにするｄ軸電流指令を生成する一方、モード判定部２１によって高応答運転モードと判定された場合には、ｄ軸電流が所定値になるようなｄ軸電流指令を生成する。Ｉｄ信号生成部２２の詳しい構成は後述する。
【００３１】
ＰＩ演算部２３は、制御部２０に入力されるｑ軸電流指令と、後述の３相２相変換部２７から出力されたｑ軸電流のフィードバック値（以下、Ｉｑフィードバック信号という）との差を用いて、ＰＩ演算を行う。
【００３２】
ＰＩ演算部２４は、制御部２０に入力されるｄ軸電流指令と、後述の３相２相変換部２７から出力されたｄ軸電流のフィードバック値（以下、Ｉｄフィードバック信号という）との差を用いて、ＰＩ演算を行う。
【００３３】
２相３相変換部２５は、ＰＩ演算部２３，２４から出力されたｑ軸電流及びｄ軸電流の演算結果を、回転角度検出部２ａから出力された角度信号を用いて、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相の信号に変換する。
【００３４】
ＰＷＭ生成部２６は、２相３相変換部２５から出力された３相の信号を用いて、ＰＷＭ制御を行うためのゲート信号を生成する。ＰＷＭ生成部２６で生成されたゲート信号は、インバータ回路１１のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６に入力される。スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６は、前記ゲート信号によって駆動制御される。
【００３５】
３相２相変換部２７は、モータ２に流れる３相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）の電流から、回転角度検出部２ａから出力された角度信号を用いて、Ｉｑフィードバック信号及びＩｄフィードバック信号を生成する。
【００３６】
（ｑ軸電流の時間変化の制限）
次に、ｑ軸電流の時間変化の制限について説明する。
【００３７】
モータ２の電圧方程式は、モータ２の抵抗が十分小さく、ｄ軸電流Ｉｄを一定で制御していると仮定すると、下式（１）、（２）によって表される。なお、Ｖｄはｄ軸電圧であり、Ｖｑはｑ軸電圧である。また、ｗは回転速度であり、Ｌｑはモータ２のｑ軸リアクタンスであり、Ｉｑはモータ２に流れるｑ軸電流である。さらに、φはモータ２の誘起電圧定数であり、Ｌｄはモータ２のｄ軸リアクタンスである。
Ｖｄ＝−ｗ・Ｌｑ・Ｉｑ    （１）
Ｖｑ＝ｗ・（φ＋Ｌｄ・Ｉｄ）＋Ｌｑ・ｄＩｑ／ｄｔ    （２）
【００３８】
また、制御装置の出力電圧の最大値Ｖｍａｘは、下式によって表される。
Ｖｍａｘ＝√（Ｖｄ2＋Ｖｑ2）    （３）
【００３９】
上述の（１）から（３）式に示すように、出力電圧の最大値Ｖｍａｘに応じて、ｑ軸電圧Ｖｑの最大値が決まる。また、（１）から（３）式によって、下式が得られる。
Ｌｑ・ｄＩｑ／ｄｔ
＝±√（（Ｖｍａｘ2−（ｗ・Ｌｑ・Ｉｑ）2）−ｗ・（φ＋Ｌｄ・Ｉｄ））    （４）
【００４０】
（４）式によって、ｄＩｑ／ｄｔ（ｑ軸電流の時間変化）の上限値が決まるため、モータのトルク変化量の上限値も決まる。すなわち、ｄＩｑ／ｄｔの上限値は、回転速度ｗに応じて決まる。
【００４１】
図３に、（４）式を、Ｖｄ，Ｖｑのベクトル図で示す。図３に示すように、出力電圧の最大値Ｖｍａｘによって決まるｑ軸電圧Ｖｑの最大値に対して、ｗ・（φ＋Ｌｄ・Ｉｄ）によって、ｑ軸電圧Ｖｑを増加可能な余裕（図３における細線矢印、Ｌｑ・ｄＩｑ／ｄｔ）が決まる。すなわち、モータ２の回転速度ｗに応じて、ｄＩｑ／ｄｔを増加可能な余裕が決まる。また、ｄＩｑ／ｄｔを減少可能な余裕（図３における太線矢印と破線矢印との和、Ｌｑ・ｄＩｑ／ｄｔ）も、同様に、モータ２の回転速度ｗに応じて決まる。
【００４２】
例えば、回転速度ｗが大きくなると、ｗ・（φ＋Ｌｄ・Ｉｄ）が大きくなるため、ｄＩｑ／ｄｔを増加可能な余裕が減る。一方、回転速度ｗが大きくなると、ｄＩｑ／ｄｔを減少可能な余裕が増える。
【００４３】
ｄ軸電流Ｉｄをゼロとし且つモータ２を高速で回転させた場合におけるｑ軸電流指令とモータ２に流れるｑ軸電流との関係を図４に示す。図４に示すように、ｑ軸電流指令を増加させた場合、ｑ軸電流が制限を受けるため、正弦波状のｑ軸電流指令に対して、モータ２に流れるｑ軸電流は歪んだ形状になる。よって、トルク指令に対して、モータ２の応答性はあまり高くない。
【００４４】
これに対し、本実施形態の電力変換装置１では、モータ２の高応答が要求される場合に、負のｄ軸電流Ｉｄを流す。具体的には、電力変換装置１のＩｄ信号生成部２２は、モータ２の運転モードが高応答運転モード時に、ｄ軸電流Ｉｄが以下の条件を満たすｄ軸電流指令を生成する。
√（Ｉｄ2＋Ｉｑ2）≦モータ２の最大定格電流
且つ、−２φ／Ｌｄ＜Ｉｄ＜０
【００４５】
すなわち、Ｉｄ信号生成部２２は、ｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑとの合成電流が、モータ２の最大定格電流以下であり、ｄ軸電流Ｉｄが−２φ／Ｌｄ＜Ｉｄ＜０となるようなｄ軸電流指令を生成する。
【００４６】
これにより、ｗ・（φ＋Ｌｄ・Ｉｄ）を小さくすることができるため、ｄＩｑ／ｄｔを増加可能な余裕を大きくすることができる。
【００４７】
図５に、ｄ軸電流指令をＩｄ＝−φ／Ｌｄとした場合のベクトル図を示す。この場合、ｗ・（φ＋Ｌｄ・Ｉｄ）＝０になるため、ｄＩｑ／ｄｔを増加可能な余裕を大きくすることができる。図６に、ｄ軸電流指令をＩｄ＝−φ／Ｌｄとした場合におけるｑ軸電流指令とモータ２に流れるｑ軸電流との関係を示す。図６に示すように、ｑ軸電流指令とモータ２に流れるｑ軸電流とはほぼ一致している。
【００４８】
したがって、モータ２が高回転数で回転している際にトルク指令が急激に増大した場合でも、モータ２に流れるｑ軸電流の波形が歪むことを防止できる。よって、トルク指令に対するモータ２の応答性を向上できる。
【００４９】
本実施形態では、Ｉｄ信号生成部２２は、制御部２０に入力されるｑ軸電流指令の時間変化に基づいて、上述の（４）式からＩｄを求めて、ｄ軸電流指令を生成する。これにより、入力されたｑ軸電流指令の時間変化から得られる最小のＩｄを、ｄ軸電流指令にすることができる。よって、トルク指令に対するモータ２の応答性を向上しつつ、電流消費量を最小限にすることができる。
【００５０】
（ｄ軸電流の制御方法）
次に、上述の構成を有する電力変換装置１によるｄ軸電流の制御方法を、図７を用いて説明する。図７は、ｄ軸電流の制御を示すフローである。
【００５１】
図７に示すフローがスタートすると、まず、ステップＳ１で、モード判定部２１が、モータ２の運転モードが高応答運転モードかどうかを判定する。すなわち、ステップＳ１で、制御部２０に入力されるｑ軸電流指令の時間当たりの変化量が閾値よりも大きいかどうかを判定する。
【００５２】
ステップＳ１において、モータ２の運転モードが高応答運転モードであると判定された場合（ＹＥＳの場合）には、ステップＳ２に進んで、Ｉｄ信号生成部２２は、以下の条件を満たす所定値のｄ軸電流指令を生成する。
√（Ｉｄ2＋Ｉｑ2）≦モータ２の最大定格電流
且つ、−２φ／Ｌｄ＜Ｉｄ＜０
【００５３】
本実施形態では、Ｉｄ信号生成部２２は、例えば、制御部２０に入力されるｑ軸電流指令の時間変化に基づいて、上述の（４）式からＩｄを求めて、ｄ軸電流指令を生成する。これにより、入力されたｑ軸電流指令の時間変化から得られる最小のＩｄを、ｄ軸電流指令にすることができる。
【００５４】
よって、ｗ・（φ＋Ｌｄ・Ｉｄ）を小さくすることができるため、ｄＩｑ／ｄｔを増加可能な余裕を大きくすることができる。したがって、モータ２が高回転数で回転している際にトルク指令が急激に増大した場合でも、モータ２に流れるｑ軸電流の波形が歪むことを防止できる。しかも、上述のように、最小のＩｄをｄ軸電流指令に設定することにより、モータ２の電流消費量を最小限にすることができる。したがって、トルク指令に対するモータ２の応答性を向上しつつ、電流消費量を最小限にすることができる。
【００５５】
ステップＳ２で前記所定値をｄ軸電流指令に設定した後、このフローを終了する（エンド）。
【００５６】
一方、ステップＳ１において、モータ２の運転モードが通常運転モードであると判定された場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ３に進んで、Ｉｄ信号生成部２２は、ｄ軸電流がゼロになるようにｄ軸電流指令を生成する。その後、このフローを終了する（エンド）。
【００５７】
ここで、ステップＳ１が運転モード判定工程に、ステップＳ２がｄ軸電流調整工程に、それぞれ対応する。
【００５８】
以上より、モータ２の高応答が要求される場合に、負のｄ軸電流Ｉｄを流すことで、ｄＩｑ／ｄｔを増加可能な余裕を大きくすることができる。これにより、モータ２が高回転数で回転している際にトルク指令が急激に増大した場合でも、モータ２に流れるｑ軸電流の波形が歪むことを防止できる。しかも、モータ２の高応答が要求される場合のみに負のｄ軸電流Ｉｄを流すことにより、無駄なｄ軸電流が常時流れることを防止できる。よって、電流消費量を抑制しつつ、トルク指令に対するモータ２の応答性を向上できる。
【００５９】
本実施形態では、電力変換装置１のＩｄ信号生成部２２は、モータ２の運転モードが高応答運転モード時に、ｄ軸電流Ｉｄが以下の条件を満たすとともに、制御部２０に入力されるｑ軸電流指令の時間変化に基づいて、上述の（４）式から得られるＩｄを求める。そして、Ｉｄ信号生成部２２は、求めたＩｄからｄ軸電流指令を生成する。
√（Ｉｄ2＋Ｉｑ2）≦モータ２の最大定格電流
且つ、−２φ／Ｌｄ＜Ｉｄ＜０
【００６０】
これにより、トルク指令に対するモータ２の応答性を向上しつつ、電流消費量を最小限にすることができる。
【００６１】
（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【００６２】
前記実施形態では、Ｉｄ信号生成部２２は、制御部２０に入力されるｑ軸電流指令の時間変化に基づいて、上述の（４）式から得られるＩｄを求め、このＩｄからｄ軸電流指令を生成する。しかしながら、Ｉｄ信号生成部２２は、Ｉｄ＝−φ／Ｌｄとなるｄ軸電流指令を生成してもよい。
【００６３】
この場合には、図５に示すように、ｗ・（φ＋Ｌｄ・Ｉｄ）を最も小さくすることができるため、ｄＩｑ／ｄｔを増加可能な余裕及びｄＩｑ／ｄｔを減少可能な余裕を、バランス良く大きくすることができる。よって、モータ２が高回転数で回転している際にトルク指令が急激に増大した場合でも、モータ２に流れるｑ軸電流の波形が歪むことをより確実に防止できる。したがって、トルク指令に対するモータ２の応答性をより向上できる。
【００６４】
なお、Ｉｄ信号生成部２２は、√（Ｉｄ2＋Ｉｑ2）≦モータ２の最大定格電流で、且つ、−２φ／Ｌｄ＜Ｉｄ＜０を満たす範囲内のＩｄであれば、消費電流を考慮して、Ｉｄを適宜選択してもよい。
【００６５】
前記実施形態では、モータ２が高応答運転モードの際に流すｄ軸電流Ｉｄの範囲は、−２φ／Ｌｄ＜Ｉｄ＜０である。しかしながら、Ｉｄは、０から−φ／Ｌｄの範囲であってもよい。また、Ｉｄは、−２φ／Ｌｄ＜Ｉｄ＜−φ／Ｌｄの範囲であってもよい。
【００６６】
前記実施形態では、モータ２は、マグネットがロータコアの外表面上に配置されたＳＰＭモータである。しかしながら、モータ２は、マグネットがロータコアの内部に配置されたＩＰＭモータ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐａｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ  Ｍｏｔｏｒ）であってもよい。モータ２がＩＰＭモータの場合には、モータ２の通常運転モード時でも、モータ２にｄ軸電流が流れる。よって、モータ２が高応答運転モードの場合には、通常運転モード時に流れるｄ軸電流よりも負側のｄ軸電流がモータ２に流れるように、ｄ軸電流を制御すればよい。これにより、前記実施形態と同様、ｄＩｑ／ｄｔを増加可能な余裕を大きくすることができるため、トルク指令に対するモータ２の応答性を向上できる。
【００６７】
前記実施形態では、３相交流モータ２を駆動させる電力変換装置１の構成について説明したが、この限りではなく、３相以外の複数相の交流モータを駆動させる電力変換装置に適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、モータに供給するｄ軸電流及びｑ軸電流を制御する電力変換装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１  電力変換装置
２  モータ
２ａ  回転角度検出部
３  電流検出器
１１  インバータ回路
２０  制御部（電流制御部）
２１  モード判定部
２２  Ｉｄ信号生成部
２３、２４  ＰＩ演算部
２５  ２相３相変換部
２６  ＰＷＭ生成部
２７  ３相２相変換部
ＳＷ１〜ＳＷ６  スイッチング素子
【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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