(57)【要約】【課題】モータの周期的な負荷トルク変動に対するトルク捕正において、効率よくトルク補正を行う。【解決手段】モータ制御装置１００は、モータの機械角速度指令値ωｍ＊と機械角推定角速度ωｍとの差分に応じて機械角推定角速度ωｍを制御する平均トルク指令値Ｔ０＊に、機械角推定角速度ωｍから機械角速度指令値ωｍ＊を減算した機械角推定角速度変動Δωｍに基づく周期的な負荷トルク変動に対応するトルク補正値ΔＴを加算したトルク指令値Ｔ＊からｄ軸電流指令値Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を生成する。そして、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊とモータのｄ軸電流Ｉｄとの変動誤差を補正するｄ軸電流誤差補正値ΔＩｄをｄ軸電流指令値Ｉｄ＊に加算後のｄ軸電流補正指令値Ｉｄ＿ＦＦ＊からｄ軸電流Ｉｄを減算した差分に応じて、モータを駆動するためのｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊を生成する。また、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊と同様にｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を生成する。【選択図】図６Ａ
2019118217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータをベクトル制御により駆動するモータ制御装置であって、
前記モータの機械角速度指令値ωｍ＊と前記モータの推定角速度である機械角推定角速度ωｍとの差分である角速度偏差Δωに応じて、前記機械角推定角速度ωｍを制御するための平均トルク指令値Ｔ０＊を生成する速度制御器と、
前記機械角推定角速度ωｍから前記機械角速度指令値ωｍ＊を減算した機械角推定角速度変動（速度変動）Δωｍに基づいて前記周期的な負荷トルク変動に対応するトルク補正値ΔＴを生成する補正トルク生成器と、
前記平均トルク指令値Ｔ０＊に前記トルク補正値ΔＴを加算してトルク指令値Ｔ＊を算出し、算出したトルク指令値Ｔ＊からｄ軸電流指令値Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を生成する電流指令生成器と、
前記ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊と前記モータを流れるｄ軸電流Ｉｄとの変動誤差を補正するためのｄ軸電流誤差補正値ΔＩｄと、前記ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊と前記モータを流れるｑ軸電流Ｉｑとの変動誤差を補正するためのｑ軸電流誤差補正値ΔＩｑとを生成する電流誤差補正生成器と、
前記ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊に前記ｄ軸電流誤差補正値ΔＩｄを加算後のｄ軸電流補正指令値Ｉｄ＿ＦＦ＊から前記ｄ軸電流Ｉｄを減算した差分と、前記ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に前記ｑ軸電流誤差補正値ΔＩｑを加算後のｑ軸電流補正指令値Ｉｑ＿ＦＦ＊から前記ｑ軸電流Ｉｑを減算した差分とのそれぞれに応じて、前記モータを駆動するためのｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を生成する電圧指令生成器と
を備えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記電流指令生成器は、前記モータの最大トルク／電流曲線上における前記トルク指令値Ｔ＊をもとに、前記ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊および前記ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記電流誤差補正生成器は、前記ｄ軸電流Ｉｄと前記ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊との偏差を積算した結果を反転出力することで前記ｄ軸電流誤差補正値ΔＩｄを生成し、前記ｑ軸電流Ｉｑと前記ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊との偏差を積算した結果を反転出力することで前記ｑ軸電流誤差補正値ΔＩｑを生成する
ことを特徴とする請求項１または２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記電圧指令生成器は、前記ｄ軸電流補正指令値Ｉｄ＿ＦＦ＊と前記ｄ軸電流Ｉｄとの偏差にＰＩ制御を実行することで前記ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊を生成し、前記ｑ軸電流補正指令値Ｉｑ＿ＦＦ＊と前記ｑ軸電流Ｉｑとの偏差にＰＩ制御を実行することで前記ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を生成する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和装置等に用いられる圧縮機は、圧縮機を駆動するモータのロータの１回転中において負荷トルクが周期的に変動する。この負荷トルク変動は、吸入、圧縮、吐出の各行程におけるガス冷媒の圧力変化に起因する。この周期的な負荷トルク変動は、モータの回転速度の変動を生じさせ、振動や騒音を発生させる要因となる。特に、シングルロータリー圧縮機では、低回転領域で振動が大きくなる傾向にある。このようなロータの１回転中の負荷トルク変動を有する圧縮機を駆動する場合、モータの速度変動を抑えるためにトルク制御（周期的外乱抑制制御）が行われる。
【０００３】
例えば、周期的な負荷トルク変動を抑制する技術として、電流ベクトル制御のためにモータ電流を分解した磁束軸電流（以下、ｄ軸電流とする）とトルク軸電流（以下、ｑ軸電流とする）を制御する方法がある（例えば特許文献１参照）。特許文献１では、モータの出力トルクと周期的に変化する負荷トルクの差分（以下、脈動トルクとする）で発生するモータの速度変動成分を用いて、求めた速度変動成分から脈動トルクを抑えるためのｑ軸電流を算出し、そのｑ軸電流を用いてトルク補正を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１９２４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、電流ベクトル制御は、最大トルク／電流制御が行われている。この最大トルク／電流制御は、同一のトルクを発生させる電流ベクトルのうちで、電流振幅を最小にする制御で、すなわち、マグネットトルクとリラクタンストルクを合わせた合計トルク（出力トルク）が、同一電流で最大となる最大トルク／電流（ＭＴＰＩ）曲線上になるように電流ベクトルを制御するものである。
【０００６】
上述の特許文献１の脈動トルクの補正はｑ軸電流（マグネットトルク）だけで制御しリラクタンストルクを用いていないため、補正後の電流ベクトルの軌跡は最大トルク／電流（ＭＴＰＩ）曲線から乖離してしまい、トルク制御の効率が悪くなる。
【０００７】
そこで、脈動トルクの補正分の電流ベクトルが、最大トルク／電流（ＭＴＰＩ）曲線から乖離しないように、ｑ軸電流とｄ軸電流の両方を用いて電流ベクトル制御を行うと、ｄ軸電流指令値ｌｄ＊とｑ軸電流指令値ｌｑ＊の両方が周期的に変動してしまう。
【０００８】
電流ベクトル制御は、電流指令値と実モータ電流値との差分を比例積分（ＰＩ）制御（電流制御器）して、差分をゼロに近付けるフィードバック制御であるため、ｄ軸電流指令値ｌｄ＊とｑ軸電流指令値ｌｑ＊の両方が周期的に変動する場合、電流制御の応答遅延やｄｑ軸間の制御干渉による位相遅れにより、実際の電流が電流指令値に追従しなくなる。その結果、電流ベクトルがＭＴＰＩ曲線上をトレースしなくなり、脈動トルクに対して適切な出力トルクを発生させることができないという問題が生じ、その結果、圧縮機の振動、騒音が抑えられなくなる。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、例えば、モータの周期的な負荷トルク変動に対するトルク捕正において、効率よくトルク補正を行うことができるモータ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】
【００１０】
上述の課題を解決するため、本発明の実施形態の一例は、モータをベクトル制御により駆動するモータ制御装置であって、前記モータの機械角速度指令値ωｍ＊と前記モータの推定角速度である機械角推定角速度ωｍとの差分である角速度偏差Δωに応じて、前記機械角推定角速度ωｍを制御するための平均トルク指令値Ｔ０＊を生成する速度制御器と、前記機械角推定角速度ωｍから前記機械角速度指令値ωｍ＊を減算した機械角推定角速度変動（速度変動）Δωｍに基づいて前記周期的な負荷トルク変動に対応するトルク補正値ΔＴを生成する補正トルク生成器と、前記平均トルク指令値Ｔ０＊に前記トルク補正値ΔＴを加算してトルク指令値Ｔ＊を算出し、算出したトルク指令値Ｔ＊からｄ軸電流指令値Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を生成する電流指令生成器と、前記ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊と前記モータを流れるｄ軸電流Ｉｄとの変動誤差を補正するためのｄ軸電流誤差補正値ΔＩｄと、前記ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊と前記モータを流れるｑ軸電流Ｉｑとの変動誤差を補正するためのｑ軸電流誤差補正値ΔＩｑとを生成する電流誤差補正生成器と、前記ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊に前記ｄ軸電流誤差補正値ΔＩｄを加算後のｄ軸電流補正指令値Ｉｄ＿ＦＦ＊から前記ｄ軸電流Ｉｄを減算した差分と、前記ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に前記ｑ軸電流誤差補正値ΔＩｑを加算後のｑ軸電流補正指令値Ｉｑ＿ＦＦ＊から前記ｑ軸電流Ｉｑを減算した差分とのそれぞれに応じて、前記モータを駆動するためのｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を生成する電圧指令生成器とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の実施形態の一例によれば、モータの周期的な負荷トルク変動に対するトルク捕正において、効率よくトルク補正を行うことができるモータ制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、従来技術に係る電流制御手段の一例を説明するための図である。
【図２】図２は、従来技術における電流制御の結果の一例を説明するための図である。
【図３】図３は、開示の技術に係る電流制御手段の一例を説明するための図である。
【図４】図４は、開示の技術に係る電流制御の結果プロセスの一例を説明するための図である。
【図５】図５は、開示の技術における電流制御の結果の一例を説明するための図である。
【図６Ａ】図６Ａは、実施形態に係るモータ制御装置の一例を示すブロック図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、実施形態に係る電流指令生成器の一例を示すブロック図である。
【図７】図７は、従来技術の電流制御による電流ベクトル軌跡と、実施形態においてＭＴＰＩ曲線上においてｑ軸電流指令およびｄ軸電流指令を生成するプロセスの一例を説明するための図である。
【図８】図８は、実施形態に係る補正トルク生成器の一例を示すブロック図である。
【図９】図９は、実施形態に係る電流誤差補正生成器の一例を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、従来技術と実施形態のトルク制御による電流ベクトルの軌跡の差異の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照して開示の技術に係るモータ制御装置の実施形態の一例について説明する。以下の実施形態は、ロータ１回転中において、吸入、圧縮、吐出の各工程間における冷媒ガス圧変化による周期的な負荷トルク変動により速度変動を生じる圧縮機を駆動する永久磁石同期モータ（ＰＭＳＭ（Permanent  Magnet  Synchronous  Motor））のトルク制御を、位置センサレスベクトル制御により行う、例えば空気調和装置または低温保存装置等のモータ制御装置に関する。しかし、開示の技術は、周期的な負荷トルク変動を有する負荷を駆動するモータのトルク制御を行うモータ制御装置に広く適用可能である。
【００１４】
なお、以下に示す実施形態は、開示の技術を限定するものではない。また、以下に示す実施形態は、開示の技術に係る構成および処理について主に示し、その他の構成および処理の説明を簡略または省略する。また、各実施形態において、同一の構成および処理には同一の符号を付与し、既出の構成および処理の説明は省略する。
【００１５】
なお、以下で用いる記号の説明の一覧を、下記（表１）に示す。
【００１６】
【表１】
2019118217.tif 000003
【００１７】
また、以下の実施形態で示す各式における“Ｐｎ”はモータの極対数、“Ψａ”はモータの鎖交磁束、“Ｉｄ”はモータのｄ軸電流、“Ｉｑ”はモータのｑ軸電流、“Ｌｄ”はモータのｄ軸インダクタンス、“Ｌｑ”はモータのｑ軸インダクタンス、  “Ｔ”はモータのトルクである。
【００１８】
［従来技術の概略］
実施形態の説明に先立ち、従来技術の概略について説明する。図１は、従来技術に係る電流制御手段の一例を説明するための図である。図２は、従来技術における電流制御手段の結果の一例を説明するための図である。
【００１９】
図１に示すように、従来技術では、電流指令生成器は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を出力する。そして、電圧指令生成器は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊からｄ軸電流Ｉｄを減算したｄ軸電流偏差、および、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊からｑ軸電流Ｉｑを減算したｑ軸電流偏差を入力として、非干渉化されたｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を出力する。
【００２０】
図１に示す構成では、図２に示すように、電流指令値（ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑ＊）に対して、実際に検出した電流（ｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑ）が追従せず、位相の遅れが発生している。
【００２１】
この位相の遅れは、主に次の２つの要因から発生する。１つめの要因は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊からｄ軸電流Ｉｄを減算したｄ軸電流偏差、および、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊からｑ軸電流Ｉｑを減算したｑ軸電流偏差それぞれをＰＩ制御してｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊それぞれを生成することによる応答遅延である。また、２つめの要因は、モータのインダクタンスでの電流変化によって生ずる誘起電圧と、速度変動による誘起電圧が変動するために、ｄｑ軸間干渉の影響が大きくなることである。
【００２２】
［開示の技術］
図３は、開示の技術に係る電流制御手段の一例を説明するための図である。図４は、開示の技術に係る電流制御手段の結果プロセスの一例を説明するための図である。図５は、開示の技術における電流制御手段の結果の一例を説明するための図である。
【００２３】
本願の開示の技術は、図３に示すように、電流検出値であるｄ軸電流Ｉｄからｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を減算器で減算したｄ軸電流偏差、および、電流検出値であるｑ軸電流Ｉｑからｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を減算器で減算したｑ軸電流偏差を入力とし、電流検出値と電流指令値との位相誤差および振幅誤差（以下、変動誤差）を低減するためのｄ軸電流誤差補正値ΔＩｄおよびｑ軸電流誤差補正値ΔＩｑを出力する電流誤差補正生成器を設けた。なお、これらの減算器は、電流誤差補正生成器内部に設けてもよい。
【００２４】
電流誤差補正生成器により出力されたｄ軸電流誤差補正値ΔＩｄと、電流指令生成器により出力されたｄ軸電流指令値Ｉｄ＊とが加算されてｄ軸電流補正指令値Ｉｄ＿ＦＦ＊が生成される。また、電流誤差補正生成器により出力されたｑ軸電流誤差補正値ΔＩｑと、電流指令生成器により出力されたｑ軸電流指令値Ｉｑ＊とが加算されてｑ軸電流補正指令値Ｉｑ＿ＦＦ＊が生成される。
【００２５】
そして、電圧指令生成器は、ｄ軸電流補正指令値Ｉｄ＿ＦＦ＊からｄ軸電流Ｉｄを減算した減算結果ΔＩｄ＿ＦＦおよびｑ軸電流補正指令値Ｉｑ＿ＦＦ＊からｑ軸電流Ｉｑを減算した減算結果ΔＩｑ＿ＦＦを入力として、非干渉化前ｄ軸電圧指令値Ｖｄｔおよび非干渉化前ｑ軸電圧指令値Ｖｑｔを出力する。
【００２６】
すなわち、電流誤差補正生成器は、図４（ａ）に示す電流検出値（ｑ軸電流Ｉｑ）と電流指令値（ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊）を入力とし、図４（ｂ）に示す変動誤差（ｑ軸電流Ｉｑからｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を減算したｑ軸電流誤差）を生成する。
【００２７】
そして、電流誤差補正生成器は、図４（ｂ）に示す変動誤差を基にその位相を反転させて図４（ｃ）に示す電流誤差補正値（ｑ軸電流誤差補正値ΔＩｑ）を生成して出力する。その電流誤差補正値は、図４（ｂ）の期間１の変動誤差を基にその位相を反転させた電流誤差補正値を生成し、生成した電流誤差補正値を期間２で出力して電流制御することで、図４（ａ）、（ｂ）に示す電流検出値と電流指令値との変動誤差は、期間２で低減する。さらに期間２の変動誤差を基にその位相を反転させた電流誤差補正値を生成し、前回の電流誤差補正値に積算した電流誤差補正値を期間３で出力して電流制御することで、図４（ａ）に示す電流検出値と電流指令値とが一致し、図４（ｂ）に示す期間３での変動誤差はなくなる。なお、電流誤差補正値の詳細の求め方については後述する。
【００２８】
このように、開示の技術は、電流指令値と電流検出値との変動誤差を予め織り込んだ電流誤差補正値を電流指令値に加算して電流補正指令値（ｑ軸電流補正指令値Ｉｑ＿ＦＦ＊）を生成し、電流補正指令値を基に電流制御を行うことで、図５に示すように、電流指令値（ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊）に対して、電流検出値（ｑ軸電流Ｉｑ）を追従させ一致させている。例えば、図５に示すように電流誤差補正値の位相は、電流指令値の位相より進ませることで、電流指令値に対して、電流検出値の位相遅れを補正している。
【００２９】
なお、図４および図５では、ｑ軸電流のみを図示し、ｄ軸電流の図示を省略しているが、ｄ軸電流についてもｑ軸電流と同様のプロセスでｄ軸電流指令値Ｉｄ＊に対して、実際のｄ軸電流Ｉｄを追従させ一致させる。
【００３０】
［実施形態］
（実施形態１に係るモータ制御装置）
図６Ａは、実施形態に係るモータ制御装置の一例を示すブロック図である。図６Ｂは、実施形態に係る電流指令生成器の一例を示すブロック図である。実施形態では、モータのトルク制御を行う際、モータのｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑがモータの最大トルク／電流曲線（以下、ＭＴＰＩ曲線という）をトレースするように制御する。
【００３１】
実施形態に係るモータ制御装置１００は、後述するように、速度制御器により生成された平均トルク指令値Ｔ０＊に変動トルク指令値（補正トルク）ΔＴを加算した合計トルク指令値Ｔ＊の定トルク曲線と、モータ１０のＭＴＰＩ曲線との交点であるｑ軸電流指令値Ｉｑ＊およびｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を算出して電流制御することによりモータ１０を制御する。
【００３２】
モータ制御装置１００は、減算器１１，１３，２０，２１、速度制御器１２、加算器１５，１８，１９，２６，２７、補正トルク生成器１４、電流指令生成器１６、電流誤差補正生成器１７、電圧指令生成器２２を有する。また、モータ制御装置１００は、ＩＩＲ（Infinite  Impulse  Response）フィルタ２３，２４、非干渉化制御器２５を有する。
【００３３】
また、モータ制御装置１００は、ｄ−ｑ／ｕ，ｖ，ｗ変換器（２相−３相変換器）２８、ＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）変調器２９、ＩＰＭ（Intelligent  Power  Module）３０を有する。また、モータ制御装置１００は、電流センサ３１，３２、シャント抵抗Ｒ１、３φ電流算出器３３、ｕ，ｖ，ｗ／ｄ−ｑ変換器（３相−２相変換器）３４、軸誤差演算器３５、速度推定器３６、位置推定器３７、１／Ｐｎ処理器３８を有する。なお、モータ制御装置１００は、電流センサ３１，３２、または、シャント抵抗Ｒ１のいずれか一方を備えていればよい。
【００３４】
減算器１１は、モータ制御装置１００へ入力された機械角速度指令値ωｍ＊から、１／Ｐｎ処理器３８により出力された現在の推定角速度である機械角推定角速度ωｍを減算した角速度偏差Δωを、速度制御器１２へ出力する。
【００３５】
速度制御器１２は、減算器１１から入力された角速度偏差Δωが、ゼロに近付くような平均トルク指令値Ｔ０＊を生成して出力する。加算器１５は、速度制御器１２により出力された平均トルク指令値Ｔ０＊と、補正トルク生成器１４により出力された変動トルク指令値ΔＴとを加算した合計トルク指令値Ｔ＊を出力する。
【００３６】
補正トルク生成器１４は、速度変動許容値|Δωｍ|＊、１／Ｐｎ処理器３８により出力された機械角推定角速度ωｍから機械角速度指令値ωｍ＊を減算した機械角推定角速度変動（速度変動）Δωｍ、位置推定器３７により出力された機械角位相θｍから、周期的な速度変動である機械角推定角速度変動（速度変動）Δωｍを速度変動許容値|Δωｍ|＊以下に抑制するための変動トルク指令値ΔＴを生成する。変動トルク指令値ΔＴは、消費電力低減やモータ１０の減磁防止等を考慮して調整される。補正トルク生成器１４の詳細は、図８を参照して後述する。なお、上記の角速度偏差Δωと機械角推定角速度変動（速度変動）Δωｍは正負の符号が違うだけである。
【００３７】
電流指令生成器１６は、加算器１５により出力された合計トルク指令値Ｔ＊に近付くようなｄ軸電流指令値Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を生成して出力する。図６Ｂに示すように、電流指令生成器１６は、ｑ軸電流指令生成器１６−１、ｄ軸電流指令生成器１６−２を有する。
【００３８】
電流指令生成器１６は、図７に示すようなＭＴＰＩ曲線上において、合計トルク指令値Ｔ＊で示される定トルク曲線と、ＭＴＰＩ曲線の交点であるｑ軸電流指令値Ｉｑ＊とｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を算出する。図７は、実施形態においてＭＴＰＩ曲線上においてｑ軸電流指令およびｄ軸電流指令を生成するプロセスの一例を説明するための図である。
【００３９】
ここで、定トルク曲線と、ＭＴＰＩ曲線の交点は、例えば、下記（１）式で表されるモータトルク式と、下記（２）式で表される、ＭＴＰＩ曲線上のｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑの関係式を用いて算出できる。なお、下記（１）式の右辺の第１項がマグネットトルクを，第２項がリラクタンストルクを表し、マグネットトルクはｑ軸電流Ｉqのみを含み、リラクタンストルクはｑ軸電流Ｉqとｄ軸電流Ｉdの両方を含む。従って、適正なトルクを発生させるには、ｑ軸電流Ｉqとｄ軸電流Ｉdを適切に制御しなければならない。
【００４０】
【数１】
2019118217.tif 000004
【００４１】
【数２】
2019118217.tif 000005
【００４２】
上記（１）式および（２）式よりｄ軸電流Ｉｄを消去すると、下記（３）式に示すような、ｑ軸電流Ｉｑに関する４次方程式を得ることができる。４次方程式は、ニュートン法等の既知の手法により解を求めることができる。
【００４３】
【数３】
2019118217.tif 000006
【００４４】
上記（３）式に示す４次方程式の実数解の一つが、合計トルク指令値Ｔ＊とＭＴＰＩ曲線の交点におけるｑ軸電流指令値Ｉｑ＊である。例えば、ｑ軸電流指令生成器１６−１は、上記（３）式をもとにｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を取得する。例えば、ｄ軸電流指令生成器１６−２は、上記（２）式のＭＴＰＩ曲線上のｄ軸電流算出式に、ｑ軸電流指令生成器１６−１により算出されたｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を代入することで、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を算出する。
【００４５】
電圧指令生成器２２は、ｑ軸電流Ｉｑがｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に、ｄ軸電流Ｉｄがｄ軸電流指令値Ｉｄ＊にそれぞれに追従するように非干渉化前電圧指令値（非干渉化前ｄ軸電圧指令値Ｖｄｔおよび非干渉化前ｑ軸電圧指令値Ｖｑｔ）を出力する。
【００４６】
しかし、ｑ軸電流Ｉｑと、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊との偏差を電圧指令生成器２２へ入力してＰＩ制御を実行しても、負荷トルクの変動周期で周期的に変動するｑ軸電流指令値Ｉｑ＊の平均に、ｑ軸電流Ｉｑの平均値が追従しようとするものの、電流指令生成器１６の応答遅延やｄｑ軸の干渉により、ｑ軸電流Ｉｑがｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に追従しきれず変動誤差（位相誤差および振幅誤差）が発生する。同様に、ｄ軸電流Ｉｄと、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊との偏差を電圧指令生成器２２へ入力してＰＩ制御を実行しても、変動誤差が発生する。
【００４７】
そこで、電流誤差補正生成器１７は、前述の変動誤差を積算し、積算値の反転出力を電流誤差補正値（ｄ軸電流誤差補正値ΔＩｄおよびｑ軸電流誤差補正値ΔＩｑ）として生成する。そして、電圧指令生成器２２は、電流誤差指令値を加算した電流指令値（ｄ軸電流補正指令値Ｉｄ＿ＦＦ＊およびｑ軸電流補正指令値Ｉｑ＿ＦＦ＊）と電流検出値（ｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑ）の偏差にＰＩ制御を適用することで変動誤差を抑制する（図４参照）。
【００４８】
なお、電流誤差補正生成器１７は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊とモータ１０を流れるｄ軸電流Ｉｄとの変動誤差を補正するためのｄ軸電流誤差補正値ΔＩｄと、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊とモータ１０を流れるｑ軸電流Ｉｑとの変動誤差を補正するためのｑ軸電流誤差補正値ΔＩｑとを電流フィードフォワードにより生成する。
【００４９】
電流誤差補正生成器１７は、電流指令生成器１６により出力されたｄ軸電流指令値Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑ＊と、ｕ，ｖ，ｗ／ｄ−ｑ変換器３４により出力されたｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑと、位置推定器３７により出力された機械角位相θｍとからｄ軸電流誤差補正値ΔＩｄおよびｑ軸電流誤差補正値ΔＩｑを生成して出力する。電流誤差補正生成器１７の詳細は、図９を参照して後述する。
【００５０】
加算器１９は、下記（４−１）式に示すように、電流指令生成器１６により出力されたｑ軸電流指令値Ｉｑ＊と、電流誤差補正生成器１７により出力されたｑ軸電流誤差補正値ΔＩｑとを加算した加算結果であるｑ軸電流補正指令値Ｉｑ＿ＦＦ＊を出力する。また、加算器１８は、下記（４−２）式に示すように、電流指令生成器１６により出力されたｄ軸電流指令値Ｉｄ＊と、電流誤差補正生成器１７により出力されたｄ軸電流誤差補正値ΔＩｄとを加算した加算結果であるｄ軸電流補正指令値Ｉｄ＿ＦＦ＊を出力する。
【００５１】
【数４】
2019118217.tif 000007
【００５２】
減算器２０は、加算器１８により出力されたｄ軸電流補正指令値Ｉｄ＿ＦＦ＊から、ｕ，ｖ，ｗ／ｄ−ｑ変換器３４により出力されたｄ軸電流Ｉｄを減算したｄ軸電流偏差Ｉｄ＿ｅｒｒを出力する。減算器２１は、加算器１９により出力されたｑ軸電流補正指令値Ｉｑ＿ＦＦ＊から、ｕ，ｖ，ｗ／ｄ−ｑ変換器３４により出力されたｑ軸電流Ｉｑを減算したｑ軸電流偏差Ｉｑ＿ｅｒｒを出力する。
【００５３】
電圧指令生成器２２は、下記（５−１）式に示すように、減算器２１により出力されたｑ軸電流偏差Ｉｑ＿ｅｒｒに対してＰＩ制御を実行し、非干渉化前ｑ軸電圧指令値Ｖｑｔを生成する。また、電圧指令生成器２２は、下記（５−２）式に示すように、減算器２０により出力されたｄ軸電流偏差Ｉｄ＿ｅｒｒに対してＰＩ制御を実行し、非干渉化前ｄ軸電圧指令値Ｖｄｔを生成する。
【００５４】
【数５】
2019118217.tif 000008
【００５５】
ＩＩＲフィルタ２３は、ｕ，ｖ，ｗ／ｄ−ｑ変換器により出力されたｄ軸電流Ｉｄを入力とし、ノイズを除去してｄ軸応答電流Ｉｄ＿ＩＩＲを出力する。ＩＩＲフィルタ２４は、ｕ，ｖ，ｗ／ｄ−ｑ変換器により出力されたｑ軸電流Ｉｑを入力とし、ノイズを除去してｑ軸応答電流Ｉｑ＿ＩＩＲを出力する。ここで説明したＩＩＲ（Infinite  Impulse  Response：無限インパルス応答）フィルタは、ノイズ除去フィルタの一例である。
【００５６】
非干渉化制御器２５は、下記（６−１）式に示すように、電気角速度指令値ωｅ＊と、ｄ軸応答電流Ｉｄ＿ＩＩＲとから、非干渉化前ｑ軸電圧指令値Ｖｑｔを補正するための非干渉化補正値Ｖｑａを生成する。また、非干渉化制御器２５は、下記（６−２）式に示すように、電気角速度指令値ωｅ＊と、ｑ軸応答電流Ｉｑ＿ＩＩＲとから、非干渉化前ｄ軸電圧指令値Ｖｄｔを補正するための非干渉化補正値Ｖｄａを生成する。非干渉化補正値Ｖｄａおよび非干渉化補正値Ｖｑａは、ｄｑ軸間の干渉項を予めｄ軸電流Ｉｑおよびｑ軸電流Ｉｑをフィードフォワードして、電流制御による干渉をキャンセルするための補正値である。ここで、干渉項の演算については、安定制御を図るために、電圧指令値は直流化された値であることが望ましい。このために、例えば、速度については電気角速度指令値ωｅ＊を用い、ｄ軸電流Ｉｑおよびｑ軸電流Ｉｑについては変動成分が排除されたＩＩＲフィルタの出力値であるｄ軸応答電流Ｉｄ＿ＩＩＲおよびｑ軸応答電流Ｉｑ＿ＩＩＲを用いて演算される。
【００５７】
【数６】
2019118217.tif 000009
【００５８】
加算器２７は、下記（７−１）式に示すように、電圧指令生成器２２により出力された非干渉化前ｑ軸電圧指令値Ｖｑｔと、非干渉化制御器２５により出力された非干渉化補正値Ｖｑａとを加算したｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を出力する。また、加算器２６は、下記（７−２）式に示すように、電圧指令生成器２２により出力された非干渉化前ｄ軸電圧指令値Ｖｄｔと、非干渉化制御器２５により出力された非干渉化補正値Ｖｄａとを加算したｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊を出力する。
【００５９】
【数７】
2019118217.tif 000010
【００６０】
ｄ−ｑ／ｕ，ｖ，ｗ変換器２８は、位置推定器３７により出力された現在のロータ位置である電気角位相（ｄｑ軸位相）θｅから、加算器２６，２７により出力された２相のｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を３相のＵ相出力電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖ相出力電圧指令値ＶＶ＊，Ｗ相出力電圧指令値Ｖｗ＊へ変換する。そして、ｄ−ｑ／ｕ，ｖ，ｗ変換器２８は、Ｕ相出力電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖ相出力電圧指令値ＶＶ＊，Ｗ相出力電圧指令値Ｖｗ＊をＰＷＭ変調器２９へ出力する。ＰＷＭ変調器２９は、Ｕ相出力電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖ相出力電圧指令値ＶＶ＊，Ｗ相出力電圧指令値Ｖｗ＊と、図示しないＰＷＭキャリア信号から、６相のＰＷＭ信号を生成して、ＩＰＭ３０へ出力する。
【００６１】
ＩＰＭ３０は、ＰＷＭ変調器２９により出力された６相のＰＷＭ信号をもとに、外部から供給される直流電圧Ｖｄｃを変換して、モータ１０のＵ相，Ｖ相，Ｗ相それぞれへ印可する交流電圧を生成し、それぞれの交流電圧をモータ１０のＵ相，Ｖ相，Ｗ相へ印加する。
【００６２】
３φ電流算出器３３は、シャント抵抗Ｒ１を用いた１シャント（shunt）方式で母線電流を計測した場合、ＰＷＭ変調器２９により出力された６相のＰＷＭスイッチング情報と、計測された母線電流とから、モータ１０のＵ相電流値Ｉｕ，Ｖ相電流値Ｉｖ，Ｗ相電流値Ｉｗを算出する。
【００６３】
または、電流を計測する方式は、母線電流を計測する１シャント方式に限らず、２つのＣＴ（Current  Transformer）で、例えば、電流センサ３１でモータ１０のＵ相の電流を、電流センサ３２でモータ１０のＶ相の電流を計測してもよい。３φ電流算出器３３は、電流センサ３１，３２および２つのＣＴでＵ相電流およびＶ相電流を計測した場合、残りのＷ相電流値Ｉｗは、Ｉｕ＋Ｉｖ＋Ｉｗ＝０のキルヒホッフの法則より算出する。３φ電流算出器３３は、算出した各相の相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをｕ，ｖ，ｗ／ｄ−ｑ変換器３４へ出力する。
【００６４】
ｕ，ｖ，ｗ／ｄ−ｑ変換器３４は、位置推定器３７により出力された電気角位相θｅをもとに、３φ電流算出器３３により出力された３相のＵ相電流値Ｉｕ，Ｖ相電流値Ｉｖ，Ｗ相電流値Ｉｗを、２相のｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑへ変換する。そして、ｕ，ｖ，ｗ／ｄ−ｑ変換器３４は、ｄ軸電流Ｉｄを電流誤差補正生成器１７、減算器２０、ＩＩＲフィルタ２３、軸誤差演算器３５へ、ｑ軸電流Ｉｑを電流誤差補正生成器１７、減算器２１、ＩＩＲフィルタ２４、軸誤差演算器３５へ、それぞれ出力する。
【００６５】
軸誤差演算器３５は、加算器２６により出力されたｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊と加算器２７により出力されたｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊と、ｕ，ｖ，ｗ／ｄ−ｑ変換器３４により出力されたｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑから推定した電気角位相θｅと、実際の回転軸である実軸（ｄｑ軸）の回転角度位置θｄとの差である軸誤差Δθを算出して、ＰＬＬ制御器３６へ出力する。
【００６６】
速度推定器（ＰＬＬ制御器）３６は、軸誤差演算器３５により出力された軸誤差Δθから、現在の推定角速度である電気角推定角速度ωｅを算出して、位置推定器３７および１／Ｐｎ処理器３８へそれぞれ出力する。
【００６７】
位置推定器３７は、速度推定器３６により出力された電気角推定角速度ωｅから電気角位相θｅおよび機械角位相θｍを推定する。そして、位置推定器３７は、推定した電気角位相θｅをｄ−ｑ／ｕ，ｖ，ｗ変換器２８およびｕ，ｖ，ｗ／ｄ−ｑ変換器３４へそれぞれ出力する。また、位置推定器３７は、推定した機械角位相θｍを補正トルク生成器１４および電流誤差補正生成器１７へそれぞれ出力する。
【００６８】
１／Ｐｎ処理器３８は、速度推定器３６により出力された電気角推定角速度ωｅをモータ１０の極対数Ｐｎで除算して機械角推定角速度ωｍを算出し、減算器１１、１３へそれぞれ出力する。
【００６９】
（実施形態に係る補正トルク生成器の詳細）
図８は、実施形態に係る補正トルク生成器の一例を示すブロック図である。実施形態１に係る補正トルク生成器１４は、速度変動幅振幅|Δωｍ|をフィードバックして、モータ１０の振動が実使用上問題とならない範囲の速度変動許容値|Δωｍ|＊となるように変動トルク指令値（補正トルク）ΔＴの振幅（補正トルク振幅|ΔＴ|）および位相を機械角周期毎に調整する。補正トルク生成器１４は、速度変動成分分離器１４−１、速度変動振幅算出器１４−２、減算器１４−３、補正トルク振幅算出器１４−４、速度変動位相修正器１４−５、直交成分分離器１４−６、補正トルク復調器１４−７を有する。
【００７０】
速度変動成分分離器１４−１は、機械角推定角速度変動（速度変動）Δωｍを、下記（８−１）式および（８−２）式から、機械角位相θｍをもとに、Δωｍの基本波成分である２つのフーリエ係数ωｓｉｎ（ｓｉｎ成分）とωｃｏｓ（ｃｏｓ成分）へ分離する。機械角推定角速度変動Δωｍの基本波成分のフーリエ係数を機械角周期毎に算出することで、機械角推定角速度変動Δωｍの高調波成分を排除して機械角推定角速度変動Δωｍの基本波成分を精度よく抽出することができる。ωｓｉｎおよびωｃｏｓは、機械角周期毎に更新される値である。
【００７１】
【数８】
2019118217.tif 000011
【００７２】
速度変動振幅算出器１４−２は、下記（９）式から、機械角推定角速度変動Δωｍのωｓｉｎ（ｓｉｎ成分）およびωｃｏｓ（ｃｏｓ成分）に基づく速度変動振幅|Δωｍ|を算出する。ωｓｉｎおよびωｃｏｓは、機械角周期毎に更新される値であるため、速度変動振幅|Δωｍ|も機械角周期毎に更新される。
【００７３】
【数９】
2019118217.tif 000012
【００７４】
減算器１４−３は、速度変動振幅算出器１４−２により出力された速度変動振幅|Δωｍ|から、入力された速度変動許容値|Δωｍ|＊を減算した速度変動偏差|Δωｍ|ｅｒｒを生成する。速度変動許容値|Δωｍ|＊は、モータの振動が許容できる範囲での速度変動振幅|Δωｍ|を規定したものである。
【００７５】
補正トルク振幅算出器１４−４は、速度変動振幅|Δωｍ|と速度変動許容値|Δωｍ|＊の偏差に応じて補正トルク振幅|ΔＴ|を機械角周期毎に調整する。例えば、補正トルク振幅算出器１４−４は、下記（１０）式により、速度変動振幅|Δωｍ|と速度変動許容値|Δω|＊の偏差である速度変動偏差|Δωｍ|ｅｒｒに補正ゲインｋを適用し、補正トルク振幅|ΔＴ|を積算する。下記（１０）式における|ΔＴ|_ｏｌｄは、前回の機械角周期における補正トルク振幅|ΔＴ|である。補正ゲインｋを適切に設定することで、速度変動|Δω|が速度変動許容値|Δωｍ|＊の境界でハンチングする問題や、急激な負荷トルク変化によって速度変動|Δω|が速度変動許容値|Δωｍ|＊よりも大きくなって振動および騒音が発生する問題を抑制することができる。
【００７６】
【数１０】
2019118217.tif 000013
【００７７】
速度変動位相修正器１４−５は、機械角周期毎に取得される機械角推定角速度変動（速度変動）Δωｍの位相を修正する。修正方法は、例えば、下記（１１−１）式および（１１−２）式の演算により、機械角推定角速度変動Δωｍのωｓｉｎ（ｓｉｎ成分）およびωｃｏｓ（ｃｏｓ成分）それぞれに、補正ゲインｋを適用して積算することによる。下記（１１−１）式におけるωｓｉｎ_ｉ_ｏｌｄは、前回の機械角周期におけるωｓｉｎ_ｉである。また、下記（１１−２）式におけるωｃｏｓ_ｉ_ｏｌｄは、前回の機械角周期におけるωｃｏｓ_ｉである。そして、下記（１１−３）式に示すように、ωｓｉｎ_ｉおよびωｃｏｓ_ｉの逆正接（Arctangent）を取った結果が、速度変動修正位相φωｉである。この速度変動修正位相φωｉが、本実施形態におけるトルク制御位相の基準になり、これに対してπ／２遅角した位相が変動トルク指令値（補正トルク）ΔＴとなる。
【００７８】
【数１１】
2019118217.tif 000014
【００７９】
直交成分分離器１４−６は、下記（１２−１）式および（１２−１）式に基づき、補正トルク振幅|ΔＴ|と速度変動修正位相φωｉのｓｉｎ成分（ωｓｉｎ＿ｉ）およびｃｏｓ成分（ωｃｏｓ＿ｉ）を得る。この処理は、（１１−１）式および（１１−２）式の演算による位相修正時の発散を防止する役割も有する。
【００８０】
【数１２】
2019118217.tif 000015
【００８１】
補正トルク復調器１４−７は、下記（１３）式から、変動トルク指令値（補正トルク）ΔＴを算出する。この処理により、速度変動修正位相φωｉからπ／２だけ遅角した補正トルク位相へ変換され、機械角位相θｍでの変動トルク指令値（補正トルク）ΔＴの瞬時値が生成される。
【００８２】
【数１３】
2019118217.tif 000016
【００８３】
なお、補正トルク復調器１４−７は、下記（１４）式からも変動トルク指令値（補正トルク）ΔＴの瞬時値を算出できる。
【００８４】
【数１４】
2019118217.tif 000017
【００８５】
そして、下記（１５）式のように、上述のように生成された変動トルク指令値（補正トルク）ΔＴが、速度制御器１２により出力された平均トルク指令値Ｔ０＊へ加算されることで、合計トルク指令値Ｔ＊が生成される。
【００８６】
【数１５】
2019118217.tif 000018
【００８７】
（実施形態に係る電流誤差補正生成器の詳細）
図９は、実施形態に係る電流誤差補正生成器の一例を示すブロック図である。電流誤差補正生成器１７は、減算器１７−１，１７−５、ｑ軸電流誤差成分分離器１７−２、ｑ軸電流誤差積算器１７−３、ｑ軸電流誤差補正値復調器１７−４、ｄ軸電流誤差成分分離器１７−６、ｄ軸電流誤差積算器１７−７、ｄ軸電流誤差補正値復調器１７−８を有する。
【００８８】
減算器１７−１は、ｑ軸電流誤差補正値ΔＩｑの生成にあたり、下記（１６）式に示すように、ｑ軸電流Ｉｑとｑ軸電流指令値Ｉｑ＊との偏差であるｑ軸電流変動誤差Ｉｑ＿ｅｒｒを算出する。
【００８９】
【数１６】
2019118217.tif 000019
【００９０】
ｑ軸電流誤差成分分離器１７−２は、下記（１７−１）式および（１７−２）式により、ｑ軸電流変動誤差Ｉｑ＿ｅｒｒの基本波成分である２つのフーリエ係数（Ｉｑ＿ｅｒｒ＿ｓｉｎ（ｓｉｎ成分）およびＩｑ＿ｅｒｒ＿ｃｏｓ（ｃｏｓ成分））を機械角周期毎に算出する。これにより、高調波成分を排除してｑ軸電流変動誤差Ｉｑ＿ｅｒｒの基本波成分を精度よく抽出することができる。ここで、Ｉｑ＿ｅｒｒ＿ｓｉｎおよびＩｑ＿ｅｒｒ＿ｃｏｓは、機械角周期毎に更新される値である。
【００９１】
【数１７】
2019118217.tif 000020
【００９２】
ｑ軸電流誤差積算器１７−３は、下記（１８−１）式および（１８−２）式に示すように、ｑ軸電流誤差成分分離器１７−２により分離されたｑ軸電流変動誤差Ｉｑ＿ｅｒｒのｓｉｎ成分およびｃｏｓ成分に補正ゲインｋを適用し、ｑ軸電流変動誤差Ｉｑ＿ｅｒｒのｓｉｎ成分Ｉｑ＿ｅｒｒ＿ｓｉｎ＿ｉおよびｃｏｓ成分Ｉｑ＿ｅｒｒ＿ｃｏｓ＿ｉそれぞれを積算する。下記（１８−１）式におけるＩｑ＿ｅｒｒ＿ｓｉｎ＿ｉ＿ｏｌｄは、前回の機械角周期におけるＩｑ＿ｅｒｒ＿ｓｉｎ＿ｉである。また、下記（１８−２）式におけるＩｑ＿ｅｒｒ＿ｃｏｓ＿ｉ＿ｏｌｄは、前回の機械角周期におけるＩｑ＿ｅｒｒ＿ｃｏｓ＿ｉ＿ｏｌｄである。
【００９３】
【数１８】
2019118217.tif 000021
【００９４】
ｑ軸電流誤差補正値復調器１７−４は、下記（１９）式により、ｑ軸電流誤差補正値ΔＩｑを算出する。この処理により、ｑ軸電流変動誤差の位相を反転させて、機械角位相θｍでのｑ軸電流誤差補正値ΔＩｑの瞬時値が生成される。
【００９５】
【数１９】
2019118217.tif 000022
【００９６】
ｄ軸電流誤差補正値ΔＩｄについても同様である。すなわち、減算器１７−５は、ｄ軸電流誤差補正値ΔＩｄの生成にあたり、下記（２０）式に示すように、ｄ軸電流Ｉｄとｄ軸電流指令値Ｉｄ＊との偏差であるｄ軸電流変動誤差Ｉｄ＿ｅｒｒを算出する。
【００９７】
【数２０】
2019118217.tif 000023
【００９８】
ｄ軸電流誤差成分分離器１７−６は、下記（２１−１）式および（２１−２）式により、ｄ軸電流変動誤差Ｉｄ＿ｅｒｒの基本波成分である２つのフーリエ係数（Ｉｄ＿ｅｒｒ＿ｓｉｎ（ｓｉｎ成分）およびＩｄ＿ｅｒｒ＿ｃｏｓ（ｃｏｓ成分））を機械角周期毎に算出する。これにより、高調波成分を排除してｄ軸電流変動誤差Ｉｄ＿ｅｒｒの基本波成分を精度よく抽出することができる。ここで、Ｉｄ＿ｅｒｒ＿ｓｉｎおよびＩｄ＿ｅｒｒ＿ｃｏｓは、機械角周期毎に更新される値である。
【００９９】
【数２１】
2019118217.tif 000024
【０１００】
ｄ軸電流誤差積算器１７−７は、下記（２２−１）式および（２２−２）式に示すように、ｄ軸電流誤差成分分離器１７−６により分離されたｄ軸電流変動誤差Ｉｄ＿ｅｒｒのｓｉｎ成分およびｃｏｓ成分に補正ゲインｋを適用し、ｄ軸電流変動誤差Ｉｄ＿ｅｒｒのｓｉｎ成分Ｉｄ＿ｅｒｒ＿ｓｉｎ＿ｉおよびｃｏｓ成分Ｉｄ＿ｅｒｒ＿ｃｏｓ＿ｉそれぞれを積算する。下記（１８−１）式におけるＩｄ＿ｅｒｒ＿ｓｉｎ＿ｉ＿ｏｌｄは、前回の機械角周期におけるＩｄ＿ｅｒｒ＿ｓｉｎ＿ｉである。また、下記（１８−２）式におけるＩｄ＿ｅｒｒ＿ｃｏｓ＿ｉ＿ｏｌｄは、前回の機械角周期におけるＩｄ＿ｅｒｒ＿ｃｏｓ＿ｉ＿ｏｌｄである。
【０１０１】
【数２２】
2019118217.tif 000025
【０１０２】
ｄ軸電流誤差補正値復調器１７−８は、下記（２３）式により、ｄ軸電流誤差補正値ΔＩｄを算出する。この処理により、ｄ軸電流変動誤差の位相を反転させて、機械角位相θｍでのｄ軸電流誤差補正値ΔＩｄの瞬時値が生成される。
【０１０３】
【数２３】
2019118217.tif 000026
【０１０４】
（従来技術と実施形態のトルク制御の比較）
図１０は、従来技術と実施形態のトルク制御による電流ベクトルの軌跡の差異の一例を示す図である。従来技術は、ロータの１回転中の周期的な負荷トルク変動を有する負荷を位置センサレスベクトル制御にて駆動する際に、圧縮機の制振や静音等を目的とするトルク制御を行う場合において、図１０中の（ａ）に示すように、ｄ軸電流Ｉｄを直流化（電流の大きさを一定に）した状態でｑ軸電流Ｉｑのみを変動させる、マグネットトルクの制御のみで行うトルク制御を行う。このため、従来技術は、リラクタンストルクの変動成分に関しては対応できず、トルク変動分についての電流ベクトルの瞬時値がＭＴＰＩ曲線から乖離し、同一トルクを発生させるための電流指令値の振幅が増加することで、脈動トルクに対して適切なトルク制御が行われないため、脈動トルクを抑えられずに圧縮機の制振性や静音性が悪化する。
【０１０５】
一方、実施形態は、図１０中の（ｂ）に示すように、トルク制御による電流ベクトル（ｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑ）の瞬時値がＭＴＰＩ曲線上をトレースするように制御する。ＭＴＰＩ曲線は、トルクが一定となる電流ベクトル軌跡である定トルク曲線（Ｔａ，Ｔｂ）に対して原点Ｏからの距離が最短になる点の電流ベクトル軌跡である。したがって、電流振幅が等しい電流ベクトル軌跡である定電流円（Ｉａ，Ｉｂ）が定トルク曲線（Ｔａ，Ｔｂ）に接する点が、最大トルク／電流制御の動作点となる。この点をトレースした電流ベクトル軌跡がＭＴＰＩ曲線である。
【０１０６】
よって、実施形態によれば、脈動トルクに対してマグネットトルクとリラクタンストルクの両方を利用してトルク制御を行い、電流ベクトルがＭＴＰＩ曲線上をトレースし、効率の良いトルク制御ができ、圧縮機の制振や静音を図ることができる。
【０１０７】
また、従来技術は、トルク制御を行う際に、ｑ軸電流指令値と、実際に検出されたｑ軸電流との偏差にＰＩ制御を適用してｑ軸電圧を生成する。このため、従来技術では、ｑ軸電流指令値の変動にｑ軸電流が追従できずに位相遅れを生じるため、脈動トルクに対してトルク制御が遅れ、適切なトルク制御が行われない。
【０１０８】
一方、実施形態は、実際に検出された電流値（ｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑ）と、電流指令値（ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑ＊）との変動誤差を積算し、その積算値の反転出力を電流誤差補正値（ｄ軸電流誤差補正値ΔＩｄおよびｑ軸電流誤差補正値ΔＩｑ）として生成する。そして、実施形態は、電流誤差指令値を加算した電流指令値（ｄ軸電流補正指令値Ｉｄ＿ＦＦ＊およびｑ軸電流補正指令値Ｉｑ＿ＦＦ＊）と電流検出値（ｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑ）の偏差にＰＩ制御を適用する。
【０１０９】
よって、実施形態によれば、ｑ軸電流指令値の変動にｑ軸電流が追従し、ｄ軸電流指令値の変動にｄ軸電流が追従して位相遅れが生じず、脈動トルクに対して適切なトルク制御を行うことができる。
【０１１０】
上述の実施形態および図示の具体的名称、処理、制御、各種のデータやパラメータを含む情報については、一例を示すに過ぎず、特記する場合を除いて適宜変更することができる。また、上述の実施形態における各部もしくは各装置の構成は、処理負荷や実装効率等から適宜分散または統合されてもよい。また、上述の実施形態における各処理は、処理負荷や実装効率等から、処理順序を適宜入れ替えて実行されてもよい。
【０１１１】
上述の実施形態のより広範な態様は、上述のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。従って、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０  モータ
１１，１３，２０，２１  減算器
１２  速度制御器
１４  補正トルク生成器
１４−１  速度変動成分分離器
１４−２  速度変動振幅算出器
１４−３  減算器
１４−４  補正トルク振幅算出器
１４−５  速度変動位相修正器
１４−６  直交成分分離器
１４−７  補正トルク復調器
１５，１８，１９，２６，２７  加算器
１６  電流指令生成器
１６−１  ｑ軸電流指令生成器
１６−２  ｄ軸電流指令生成器
１７  電流誤差補正生成器
１７−１，１７−５  減算器
１７−２  ｑ軸電流誤差成分分離器
１７−３  ｑ軸電流誤差積算器
１７−４  ｑ軸電流誤差補正値復調器
１７−６  ｄ軸電流誤差成分分離器
１７−７  ｄ軸電流誤差積算器
１７−８  ｄ軸電流誤差補正値復調器
２２  電圧指令生成器
２３，２４  ＩＩＲフィルタ
２５  非干渉化制御器
２８  ｄ−ｑ／ｕ，ｖ，ｗ変換器
２９  ＰＷＭ変調器
３１，３２  電流センサ
３３  ３φ電流算出器
３４  ｕ，ｖ，ｗ／ｄ−ｑ変換器
３５  軸誤差演算器
３６  ＰＬＬ制御器
３７  位置推定器
３８  １／Ｐｎ処理器
１００  モータ制御装置
【図１】
2019118217.tif 000027
【図２】
2019118217.tif 000028
【図３】
2019118217.tif 000029
【図４】
2019118217.tif 000030
【図５】
2019118217.tif 000031
【図６Ａ】
2019118217.tif 000032
【図６Ｂ】
2019118217.tif 000033
【図７】
2019118217.tif 000034
【図８】
2019118217.tif 000035
【図９】
2019118217.tif 000036
【図１０】
2019118217.tif 000037