(57)【要約】【課題】電動機の制御におけるハンチングの抑制、引いては適切な速度垂下、電流の低減を得る。【解決手段】速度指令補正部１は、原速度指令ω＊＊及び修正電流Ｉ＾に基づいて速度指令ω＊を求める。電動機９の速度ωは速度指令ω＊によって設定される。修正電流Ｉ＾が所定値Ｉｔｈを越えたとき、速度指令ω＊の目標値ω＊０は原速度指令ω＊＊よりも小さい。電圧設定部２は速度指令ω＊に基づいて、電圧Ｖの指令値Ｖ＊を設定する。電圧供給部３は指令値Ｖ＊に基づいて電動機９へ電圧Ｖを与える。電流修正部４は電流Ｉからこれを修正して得られる修正電流Ｉ＾を求める。電流Ｉのうちその共振周波数以上の成分が減衰した成分を用いて、電流Ｉの極小値を漸次に高めて修正電流Ｉ＾を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧（Ｖ）を電動機（９）に与えて前記電動機の速度（ω）を制御する装置であって、
前記電動機に流れる電流（Ｉ）のうちその共振周波数以上の成分が減衰した第１成分（ＩＬ１）を用いて、前記電流の極小値を漸次に高めて前記電流の修正値（Ｉ＾）を出力する電流修正部（４）と
原速度指令（ω＊＊）を入力して速度指令（ω＊）を出力し、前記修正値が電流閾値（Ｉｔｈ）を越える場合には前記速度指令を前記原速度指令よりも低く設定する速度指令補正部（１）と、
前記速度指令に基づいて前記電圧を与える電動機駆動部（２，３）と
を備える電動機の制御装置。
【請求項２】
前記電流修正部（４）は、
前記第１成分（ＩＬ１）を出力するローパスフィルタ（４０１）と、
前記第１成分と前記電流（Ｉ）との和を前記修正値として求める加算器（４０３）と
を有する請求項１記載の電動機の制御装置。
【請求項３】
前記電流修正部（４）は、
前記第１成分（ＩＬ１）を出力するローパスフィルタ（４０１）と、
前記第１成分と前記電流（Ｉ）とのうち、大きい方を前記修正値として求める比較器（４０４）と
を有する請求項１記載の電動機の制御装置。
【請求項４】
前記電流修正部（４）は、
前記第１成分（ＩＬ１）を出力する第１のローパスフィルタ（４０１）と、
前記電流のうち、前記電動機の電気的時定数の逆数近傍以上の成分が減衰した第２成分（ＩＬ２）を出力する第２のローパスフィルタ（４０２）と、
前記第１成分と前記第２成分との和を前記修正値として求める加算器（４０３）と
を有する請求項１記載の電動機の制御装置。
【請求項５】
前記電流修正部（４）は、
前記第１成分（ＩＬ１）を出力する第１のローパスフィルタ（４０１）と、
前記電流のうち、前記電動機の電気的時定数の逆数近傍以上の成分が減衰した第２成分（ＩＬ２）を出力する第２のローパスフィルタ（４０２）と、
前記第１成分と前記第２成分とのうち、大きい方を前記修正値として求める比較器（４０４）と
を有する請求項１記載の電動機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は電動機を制御する技術に関し、特に電動機に流れる電流の振動を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機の電流を制限する技術は、従来から種々考案されている。かかる技術を例示する文献として、特許文献１及び非特許文献１，２を挙げる。
【０００３】
特許文献１では、電流補償器の指令値に対して、制限を設けている。
【０００４】
非特許文献１及び非特許文献２では、一次磁束制御において電流を制限する技術が開示されている。
【０００５】
非特許文献３は、電動機の電気的時定数、機械的時定数を説明する。
【０００６】
非特許文献４は、ファンやブロアなどの重慣性負荷駆動での軸系のねじり固有振動数（機械系の共振周波数)について説明する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１３８９６６号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】角、山村、常広、「DCブラシレスモータの位置センサレス制御法」、電気学会論文誌Ｄ、平成３年、１１１巻８号、ｐ．６３９−６４４
【非特許文献２】瓜田、山村、常広、「同期駆動型汎用インバータについて」、電気学会論文誌Ｄ、平成１１年、１１９巻５号、ｐ．７０７−７１２
【非特許文献３】杉本、小山、玉井、「ACサーボシステムの理論と設計の実際」、総合電子出版社、１９９０年、ｐ．６−８
【非特許文献４】（株）安川電機、「インバータドライブ技術  第２版」、日刊工業新聞社、１９９７年、ｐ．１８０−１８２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一次磁束制御では、一次磁束と同相のいわゆるδ軸における電流成分（以下「δ成分電流」と称す）をフィードバック制御し、δ軸に対して所定の進み方向に９０度進むいわゆるγ軸における電流成分（以下「γ成分電流」と称す）をフィードバック制御しない。
【００１０】
非特許文献１に開示された技術では、γ成分電流の絶対値が常時監視される。γ成分電流は負荷トルクにより変動するので、γ成分電流の絶対値が許容値を超す場合に角周波数の指令値の上昇（下降）率を段階的に下げることによって、γ成分電流が許容値内に収められる。
【００１１】
しかしながら、非特許文献１で提案される方法では、γ成分電流のみを制限しているため、δ成分電流が変動すると、電動機に流れる電流の振幅を制限することは容易ではない。δ成分電流の変動を見込んでγ成分電流の制限をマージンを持って行うと、電流振幅の制限値が実質的に小さくなる。
【００１２】
特許文献１で提案される方法では、電流指令値が制限されたことに応答して速度指令値を下げることによって、電動機に流れる電流に所定の範囲を越えさせない。
【００１３】
しかし増大していた速度指令値そのものを低下させると加速度の極性が反転するので、電動機と負荷の慣性モーメントが大きい場合、当該慣性モーメントに起因するトルク（イナーシャトルク）の変動が大きく、いわゆるハンチングを起こしやすくなる。また、一次磁束制御では、γ成分電流をフィードバック制御しないのでγ成分電流の指令値が無い。よって特許文献１の技術を一次磁束制御にそのまま適用することはできない。
【００１４】
またトルクの変動によるハンチングは、速度垂下制御による電動機の減速と、電動機の加速との繰り返しを招来する。よって速度垂下制御を行って電流を低減すべき場合であっても、電流が抑制されない現象もあった。
【００１５】
図１１はかかる現象を模式的に示すグラフである。電動機の回転角速度の、当該電動機の制御系において回転角速度の指令値として採用される速度指令ω＊と、制御系の外部から入力され、本来この電動機に回転させたい回転角速度たる原速度指令ω＊＊とを導入する。
【００１６】
電流Ｉが閾値Ｉｔｈを越えたときには電流Ｉの上昇を抑制するため、電動機の制御において速度垂下が採用される。具体的には原速度指令ω＊＊が低下しなくても速度指令ω＊が低下する。これにより電流Ｉも低下し、電流Ｉが閾値Ｉｔｈよりも小さくなれば、速度指令ω＊は原速度指令ω＊＊を目指して上昇する。
【００１７】
しかしかかる速度指令ω＊の上昇によって再び電流Ｉが閾値Ｉｔｈを越えると、速度垂下も再び採用される。このようにして、電流Ｉも速度指令ω＊も相互に影響し合ってハンチングが続き、電流の低減を維持できないまま、電動機の回転速度の変動が繰り返されることになる。これは特に慣性モーメントが大きい場合に顕著となる。
【００１８】
また、かかるハンチングは電動機の制御における共振によっても生起される。図１２は、電動機の負荷トルクから電動機が出力するトルク（以下単に「出力トルク」と称す）までの伝達関数を例示するボード線図である。かかる伝達関数は制御アルゴリズムにも依存するが、この例では２０ｒａｄ／ｓ近傍でゲインのピークがある。よって負荷トルクが２０ｒａｄ／ｓ近傍の周波数で変動する場合、出力トルクが脈動する。
【００１９】
一般的に、電動機の制御における共振周波数は機械的時定数の逆数よりも高い。よって、電動機の制御においてかかる共振が発生して出力トルクが脈動しても、負荷の応答は遅い。よって、かかる共振が発生しても電流Ｉが脈動するが、回転速度は振動しにくい。
【００２０】
このような状況で電流Ｉが閾値Ｉｔｈ付近で脈動すると、速度指令ω＊は共振周波数で変動する一方、回転速度はこれに追従しない。速度指令ω＊の変動は出力トルクの脈動を招来する。よって電流Ｉの脈度はより顕著となって行く。
【００２１】
そこで、本願では、電動機の制御においてフィードバックされる電流に対して修正処理を施すことにより、共振による電流の脈動が生じても、ハンチングの抑制、引いては適切な速度垂下、電流の低減をもたらす技術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】
【００２２】
この発明にかかる電動機の制御装置は、電圧（Ｖ）を電動機（９）に与えて前記電動機の速度（ω）を制御する装置である。その第１の態様は、前記電動機に流れる電流（Ｉ）のうちその共振周波数以上の成分が減衰した第１成分（ＩＬ１）を用いて、前記電流の極小値を漸次に高めて前記電流の修正値（Ｉ＾）を出力する電流修正部（４）と、原速度指令（ω＊＊）を入力して速度指令（ω＊）を出力し、前記修正値が電流閾値（Ｉｔｈ）を越える場合には前記速度指令を前記原速度指令よりも低く設定する速度指令補正部（１）と、前記速度指令に基づいて前記電圧を与える電動機駆動部（２，３）とを備える。
【００２３】
この発明にかかる電動機の制御装置の第２の態様は、その第１の態様であって、前記電流修正部（４）は、前記第１成分（ＩＬ１）を出力するローパスフィルタ（４０１）と、前記第１成分と前記電流（Ｉ）との和を前記修正値として求める加算器（４０３）とを有する。
【００２４】
この発明にかかる電動機の制御装置の第３の態様は、その第１の態様であって、前記電流修正部（４）は、前記第１成分（ＩＬ１）を出力するローパスフィルタ（４０１）と、前記第１成分と前記電流（Ｉ）とのうち、大きい方を前記修正値として求める比較器（４０４）とを有する。
【００２５】
この発明にかかる電動機の制御装置の第４の態様は、その第１の態様であって、前記電流修正部（４）は、前記第１成分（ＩＬ１）を出力する第１のローパスフィルタ（４０１）と、前記電流のうち、前記電動機の電気的時定数の逆数近傍以上の成分が減衰した第２成分（ＩＬ２）を出力する第２のローパスフィルタ（４０２）と、前記第１成分と前記第２成分との和を前記修正値として求める加算器（４０３）とを有する。
【００２６】
この発明にかかる電動機の制御装置の第５の態様は、その第１の態様であって、前記電流修正部（４）は、前記第１成分（ＩＬ１）を出力する第１のローパスフィルタ（４０１）と、前記電流のうち、前記電動機の電気的時定数の逆数近傍以上の成分が減衰した第２成分（ＩＬ２）を出力する第２のローパスフィルタ（４０２）と、前記第１成分と前記第２成分とのうち、大きい方を前記修正値として求める比較器（４０４）とを有する。
【発明の効果】
【００２７】
この発明にかかる電動機の制御装置によれば、共振による電流の振動が生じても、速度指令の振動は抑制される。よってハンチングの抑制、引いては適切な速度垂下、電流の低減がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】電動機制御装置と、その電気的負荷たる電動機とを示すブロック図である。
【図２】修正電流と速度指令の目標値との関係を例示するグラフである。
【図３】速度垂下制御を行わない場合における、電流と速度指令との経時的変化を例示するグラフである。
【図４】速度垂下制御を行う場合における、電流と速度指令との経時的変化を例示するグラフである。
【図５】電流修正部の第１の構成を例示するブロック図である。
【図６】第１の構成における電流、第１成分、修正電流、速度指令の経時的な振る舞いを示すグラフである。
【図７】電流修正部の第２の構成を例示するブロック図である。
【図８】第２の構成における修正電流、速度指令の経時的な振る舞いを示すグラフである。
【図９】電流修正部の第３構成を例示するブロック図である。
【図１０】電流修正部の第４構成を例示するブロック図である。
【図１１】ハンチングを示すグラフである。
【図１２】電動機の制御における伝達関数を示すボード線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は電動機制御装置５と、その電気的負荷たる電動機９とを示すブロック図である。
【００３０】
電動機制御装置５は速度指令補正部１と、電圧設定部２と、電圧供給部３と、電流修正部４とを備える。電動機制御装置５は速度指令ω＊に基づく電流Ｉを電動機９に与え、当該電動機９の回転角速度ω（以下、単に「速度ω」と称す）を制御する。
【００３１】
電動機９は例えば三相交流電動機であり、電流Ｉは三相交流である。
【００３２】
速度指令補正部１は、原速度指令ω＊＊及び修正電流Ｉ＾に基づいて速度指令ω＊を求める。ここで原速度指令ω＊＊とは電動機９の速度についての所望の速度である。電動機９の速度ωは速度指令ω＊によって設定される。
【００３３】
但し電動機９の速度ωが原速度指令ω＊＊を実現できるとは限らない。例えば速度垂下制御が実行される場合には、速度指令ω＊は原速度指令ω＊＊より小さく設定され、速度指令ω＊に追従する速度ωも原速度指令ω＊＊より小さくなる。
【００３４】
なお、原速度指令ω＊＊、速度指令ω＊、速度ωの正負の符号については、電動機９の機械的負荷が正転している場合に、これら全てを正と定義する。
【００３５】
電圧設定部２は速度指令ω＊に基づいて、電圧Ｖの指令値Ｖ＊を設定する。指令値Ｖ＊は三相であってもよいし、いわゆるｄｑ回転座標系（ｄ軸は電動機９の界磁と同相であり、ｑ軸はｄ軸に対して９０度進相）やδγ回転座標系（δ軸は一次磁束と同相であり、γ軸はδ軸に対して９０度進相）における二相として表されていてもよい。
【００３６】
電圧供給部３は指令値Ｖ＊に基づいて電動機９へ電圧Ｖを与える。
【００３７】
電流修正部４は電流Ｉからこれを修正して得られる修正電流Ｉ＾を求める。
【００３８】
かかる電圧設定部２、電圧供給部３、電流修正部４の動作や構成は公知であるので、詳細な説明は省略する。電圧設定部２、電圧供給部３は両者を合わせて電動機駆動部として把握することができる。当該電動機駆動部は速度指令ω＊に基づいて電動機９へ電圧Ｖを与える機能を担う。なお、一般的に、速度指令ω＊が増大した場合、これに従って速度ωを増大させるよう電圧Ｖを制御すると、電流Ｉが増大する。
【００３９】
下記実施の形態の総括的な考え方は下記(i)〜(iv)のように表される：
(i)修正電流Ｉ＾（具体的には例えばその振幅、実効値、平均値、ピーク値など：以下同様）には所定値Ｉｔｈが設定され、
(ii) 修正電流Ｉ＾が所定値Ｉｔｈ以下のとき、速度指令ω＊の目標値ω＊０は原速度指令ω＊＊と等しい。
【００４０】
(iii) 修正電流Ｉ＾が所定値Ｉｔｈを越えたとき、速度指令ω＊の目標値ω＊０は原速度指令ω＊＊よりも小さい。これにより速度指令ω＊は原速度指令ω＊＊よりも低く設定されることになる。
【００４１】
(iv)電流Ｉのうち、共振周波数以上の成分が減衰した成分を用いて、電流Ｉの極小値を漸次に高めて修正電流Ｉ＾を得る。
【００４２】
図２は上記(i)〜(iii)に則った修正電流Ｉ＾と、速度指令ω＊の目標値ω＊０とを例示するグラフである。横軸にはいずれも時間を採用する。速度指令補正部１において速度指令ω＊は目標値ω＊０を目指して変動するが、速度指令補正部１における遅れ要素の存在等により、速度指令ω＊は目標値ω＊０へと瞬時に遷移することはない。
【００４３】
従って、例えば図１１では電流Ｉが閾値Ｉｔｈを越えながらも増減している状態では、速度指令ω＊は減少し続けている。また図１１では電流Ｉが閾値Ｉｔｈを下回っても速度指令ω＊が瞬時に原速度指令ω＊＊に等しくなることはなく、速度指令ω＊はランプ状に上昇している。このように電流Ｉの振動に応じて速度指令ω＊が変動し、両者が同じ周波数で変動する。
【００４４】
よって従来では、例えば負荷が大きくなって速度垂下制御を行うべきである場合であっても、電動機９は加速と減速を繰り返し、速度が低下し続けることはなく、よって電流も閾値を超えたり越えなかったりすることが繰り返される。
【００４５】
さて、説明の便宜上、上記(iv)が実効しない場合、即ち、電流Ｉと修正電流Ｉ＾とが等しい場合についてまず説明する。
【００４６】
電動機９の実際の速度ωは、電動機の負荷トルクと出力トルクとに偏差があると変動する。出力トルクは、負荷トルクに対して伝達関数が作用した変数として把握される。当該伝達関数は機械的な共振に起因する共振周波数を有することがある（例えば非特許文献４参照）。また当該伝達関数は、既述のように、電動機の制御による共振に起因する共振周波数を有することもある。
【００４７】
通常、上記の伝達関数は漸近安定に設計される。よって速度垂下制御を行わなければ、電動機９の加速・減速や外乱によって電流Ｉは振動するものの、時間経過と共に電流Ｉ、速度ωのいずれもが一定値に収束する。図３はこのような、速度垂下制御を行わない場合における、電流Ｉと速度指令ω＊との経時的変化を例示するグラフである。速度指令ω＊は電流Ｉの変動の影響を受けることなく、原速度指令ω＊＊を採る。
【００４８】
このような制御系において、速度垂下制御を導入すると、電流Ｉが閾値Ｉｔｈを越えることで速度指令ω＊は原速度指令ω＊＊よりも低下する。電流Ｉが閾値Ｉｔｈを下回ると速度指令ω＊は原速度指令ω＊＊に一致するまで増加する。電流Ｉが振動しているので、速度指令ω＊は低下と増加を繰り返す。図４はこのような、速度垂下制御を行う場合における、電流Ｉと速度指令ω＊との経時的変化を例示するグラフである。
【００４９】
さて、電流Ｉの振動を抑制するには速度指令ω＊の振動を抑制すればよい。これは図２に鑑みれば、電流Ｉが振動しても、修正電流Ｉ＾が時間経過と共に（つまり漸次に）その極小値を大きくすれば良いことが判る。勿論、修正電流Ｉ＾の極大値を漸次に小さくしても速度指令ω＊の振動を抑制できるが、そうすると速度垂下が実行されなくなり、実際に流れる電流Ｉが過大となってしまう。また、単に電流Ｉの振動成分を除去するだけでは、瞬時の電圧低下などで瞬間的に増大した電流に対応した速度垂下を実行できなくなる。これは電動機９や電圧供給部３の保護を行う観点で望ましくない。
【００５０】
図１１に示されるような電流Ｉと速度指令ω＊との変動は、一つにはイナーシャトルク等による機械的な共振に由来する。よって機械的時定数の逆数よりも低いカットオフ周波数を有するローパスフィルタで電流Ｉを濾波すれば、その変動成分が平滑される。機械的時定数は、例えばトルク定数と誘起電圧定数との積で、慣性モーメントと電動機の抵抗成分との積を除した値として知られている（例えば非特許文献３参照）。
【００５１】
あるいは、ローパスフィルタのカットオフ周波数を電動機の制御における共振周波数よりも低く設定する。既述のように、電動機の制御における共振周波数近傍で速度垂下制御の有無が繰り返されても、回転速度は低下しない。よって速度垂下制御の有無が繰り返される場合、共振周波数よりも低い周波数でそのような繰り返しを行うことが望ましい。あるいは速度垂下制御は継続して行われて、速度垂下制御の有無が繰り返されないことが望ましい。かかる速度垂下制御は、電流Ｉを、共振周波数よりも低いカットオフ周波数を有するローパスフィルタで濾波することで実現される。
【００５２】
さて、既述のように、電動機の制御における共振周波数は機械的時定数の逆数よりも高い。よって結局、ローパスフィルタのカットオフ周波数を機械的時定数の逆数よりも低く設定すれば、当該カットオフ周波数は電動機の制御における共振周波数よりも小さく設定されることになり、機械的な共振も、電動機の制御における共振も、速度垂下制御の頻回な繰り返しを招来しにくくなる。
【００５３】
図５は電流修正部４の第１の構成を例示するブロック図である。電流修正部４はローパスフィルタ４０１と、加算器４０３とを備えている。
【００５４】
ローパスフィルタ４０１のカットオフ周波数は、電動機９の機械的時定数の逆数近傍、あるいは電動機の制御における共振周波数近傍に設定する。例えば電動機９の機械的時定数の逆数の１／５に設定したり、電動機の制御の共振周波数の１／５に設定しても良い。ローパスフィルタ４０１は、電流Ｉを入力して高域が減衰した電流（以下「第１成分」と称す）ＩＬ１を出力する。第１成分ＩＬ１は電動機９に流れる電流Ｉのうち、電動機９の機械的時定数の逆数近傍以上の成分、あるいは当該共振周波数近傍以上の成分が減衰した成分である。
【００５５】
加算器４０３は電流Ｉと第１成分ＩＬ１とを加算して修正電流Ｉ＾を生成する。
【００５６】
図６は電流Ｉ、第１成分ＩＬ１、修正電流Ｉ＾、速度指令ω＊の経時的な振る舞いを示すグラフである。
【００５７】
電流Ｉが変動しても第１成分ＩＬ１は当該変動を大きく低減する。よって電動機９の負荷が軽くなって電流Ｉが増大すると、第１成分ＩＬ１は電流Ｉよりも滑らかに増加する。
【００５８】
従って、加算器４０３によって第１成分ＩＬ１を電流Ｉに加算することは、電流Ｉが変動しても、修正電流Ｉ＾の極小値を漸次に大きくすることに繋がる。
【００５９】
これにより、修正電流Ｉ＾が閾値Ｉｔｈよりも小さくなって速度垂下が実行されない時間は短くなってゆき、速度指令ω＊が原速度指令ω＊＊まで上昇しきれなくなる。よって速度指令ω＊は若干の振動は伴いながらも低下しつづける。これにより電流Ｉのハンチングが抑制され、引いては適切な速度垂下、電流の低減をもたらす。しかも瞬時の電圧低下などで瞬間的に増大した電流に対応した速度垂下を行うことができ、電動機９や電圧供給部３の保護を行う観点で望ましい。
【００６０】
但し、閾値Ｉｔｈの設定は、電流Ｉそれ自体を用いて修正電流Ｉ＾とする場合、即ち電流修正部４を設けずに電流Ｉを速度指令補正部１に入力する場合と比較すると、大きく設定する必要がある。修正電流Ｉ＾は、機械的時定数の逆数よりも低い周波数において、電流Ｉよりも大きくなるからである。閾値Ｉｔｈは、ローパスフィルタ４０１のカットオフ周波数と共に、適宜に設計することができる。
【００６１】
また修正電流Ｉ＾の生成では、電流Ｉと、第１成分ＩＬ１に係数を乗じた値を加算して求めてもよい。
【００６２】
例えば１よりも大きな係数を乗じた場合には、第１成分ＩＬ１を増幅することになるので、極小値を大きくする効果も大きくなる。この場合、不要な速度垂下を避けるには閾値Ｉｔｈも大きくすることが望ましい。
【００６３】
例えば０よりも大きく１よりも小さな係数を乗じた場合には、第１成分ＩＬ１を減衰することになるので、極小値を大きくする効果は小さくなる。しかしながら、電流Ｉのハンチングが抑制される係数を採用していれば差し支えない。この場合、電流Ｉそれ自体を用いて修正電流Ｉ＾とする場合とより近い値、もしくは同じ値を閾値Ｉｔｈとして採用してもよい。
【００６４】
また、ローパスフィルタ４０１のカットオフ周波数を小さくすると、制御系の応答が遅くなる。具体的には、電流Ｉが閾値Ｉｔｈを超えても速度垂下が開始するまでの時間が長くなり、速度垂下が行われている状況で電流Ｉが低減しても速度垂下が解除されるまでの時間も長くなる。
【００６５】
図７は電流修正部４の第２の構成を例示するブロック図である。電流修正部４は第１の構成に対し、加算器４０３の代わりに比較器４０４を備えている。
【００６６】
ローパスフィルタ４０１は、第１の例示と同様に設定される。比較器４０４は、電流Ｉと第１成分ＩＬ１とを比較して、それらのうちの大きい方を修正電流Ｉ＾として出力する。
【００６７】
図８は修正電流Ｉ＾、速度指令ω＊の経時的な振る舞いを示すグラフである。電流Ｉ、第１成分ＩＬ１の振る舞いは第１の構成において示されたものと同様であるので省略する。
【００６８】
上述のように、第１成分ＩＬ１は電流Ｉよりも滑らかに増大するのであるから、その極小値は電流Ｉの極小値よりも大きい。よって両者のうちの大きい方が採用される修正電流Ｉ＾の極小値は漸次に大きくなる。
【００６９】
よって第１の構成と同様に、修正電流Ｉ＾が閾値Ｉｔｈよりも小さくなって速度垂下が行われない時間は短くなってゆき、速度指令ω＊が原速度指令ω＊＊まで上昇しきれなくなる。よって速度指令ω＊は若干の振動は伴いながらも低下しつづける。これにより電流Ｉのハンチングが抑制され、引いては適切な速度垂下、電流の低減をもたらす。しかも瞬時の電圧低下などで瞬間的に増大した電流に対応した速度垂下を行うことができる。
【００７０】
なお、第１の構成と同様に、閾値Ｉｔｈは、ローパスフィルタ４０１のカットオフ周波数と共に、適宜に設計することができる。また電流Ｉと、第１成分ＩＬ１に係数（当該係数は１より大、あるいは１より小で０より大）を乗じた値とを比較して、それらのうちの大きい方を修正電流Ｉ＾として出力しても良い。しかし、第１の構成のように加算を行っている訳ではないので、電流Ｉそれ自体を用いて修正電流Ｉ＾とする場合と同じ閾値Ｉｔｈを採用してもよい。
【００７１】
図９は電流修正部４の第３の構成を例示するブロック図である。電流修正部４はローパスフィルタ４０１、４０２と、加算器４０３とを備えている。
【００７２】
図１０は電流修正部４の第４の構成を例示するブロック図である。電流修正部４はローパスフィルタ４０１、４０２と、比較器４０４とを備えている。
【００７３】
ローパスフィルタ４０１は、第１及び第２の構成と同様に、電動機９の機械的時定数の逆数近傍、あるいは電動機の制御における共振周波数近傍をカットオフ周波数とする。他方、ローパスフィルタ４０２は、電動機９の電気的時定数の逆数近傍をカットオフ周波数とする。電気的時定数は、例えば電動機のインダクタンス成分を電動機の抵抗成分で除した値として知られている（例えば非特許文献３参照）。
【００７４】
ローパスフィルタ４０２は、電流Ｉを入力して高域が減衰した電流（以下「第２成分」と称す）ＩＬ２を出力する。第２成分ＩＬ２は電動機９に流れる電流Ｉのうち、電動機９の電気的時定数の逆数近傍以上の成分が減衰した成分である。
【００７５】
通常、電気的時定数は機械的時定数、あるいは電動機の制御における共振周波数の逆数よりも小さいので、ローパスフィルタ４０１のカットオフ周波数は、ローパスフィルタ４０２のカットオフ周波数よりも低い周波数を採用する。例えばローパスフィルタ４０１のカットオフ周波数は、ローパスフィルタ４０２のカットオフ周波数の１／５〜１／２５程度を採用することができる。
【００７６】
かかるローパスフィルタ４０２は、第１の構成や第２の構成で得られる、適切な速度垂下や電流の低減という効果に直接には繋がらない。しかしいわゆる電気的なノイズや電圧Ｖの高調波成分を除去する観点で望ましい。
【００７７】
加算器４０３は第１成分ＩＬ１と第２成分ＩＬ２とを加算して修正電流Ｉ＾を生成する。比較器４０４は第１成分ＩＬ１と第２成分ＩＬ２との大きい方を修正電流Ｉ＾として出力する。
【００７８】
上述のように、ローパスフィルタ４０２のカットオフ周波数はローパスフィルタ４０１のカットオフ周波数よりも高い。例えばローパスフィルタ４０２のカットオフ周波数はローパスフィルタ４０１のカットオフ周波数よりも５〜２５倍高い周波数となる。よって第３の構成及び第４の構成は、それぞれ第１の構成及び第２の構成と同様の効果を招来する。
【００７９】
第２の構成及び第４の構成は、第１の構成及び第３の構成よりも、ローパスフィルタ４０１の設計の自由度が高くなる観点で望ましい。電源電圧の瞬時電圧低下などで短時間で電流が増加した場合、第１成分ＩＬ１の出力の変化は小さい。第１の構成及び第３の構成のように、加算器４０３を採用するときには、短時間の電流の増加に対する追従が良好ではない第１成分ＩＬ１の値が、上記の効果を得ることの妨げになる可能性もある。他方、第２の構成及び第４の構成のように、比較器４０４を採用するときには、第１成分と第２成分ＩＬ２との大きい方を採用するので、第１成分ＩＬ１の値が速度垂下制御の妨げにはなりにくい。
【００８０】
なお、上記のいずれの構成においても、電流Ｉに代えて電流Ｉの二乗値Ｉ２を採用してもよい。電流Ｉではなく、その二乗値Ｉ２を採用して電流修正部４が修正電流Ｉ＾を得ることは、計算処理上、以下のメリットがある。
【００８１】
（Ａ）電流Ｉを求めるには、平方根を含む演算が必要となる。例えば、電動機９に流れる三相の電流から座標変換してα軸電流、β軸電流を求めた場合、これらから電流Ｉを求めるためには、α軸電流の二乗値とβ軸電流の二乗値の和を取った上で、更に当該和の平方根を求めなければならない。しかしながら、平方根を計算するのは演算コスト（メモリ容量・演算時間）が高い。
【００８２】
これに対して、二乗値Ｉ２を求める場合には平方根を計算する必要が無く、乗算と加算のみで処理できる。このため、電流Ｉを求める場合と比較して演算コストが低い。
【００８３】
二乗値Ｉ２を採用して得られた修正電流Ｉ＾に対する閾値としては、上述の閾値Ｉｔｈの二乗に相当する値を採用する。
【００８４】
（Ｂ）電流Ｉが急増した場合、電流Ｉに比べてその二乗値Ｉ２の方が増加の割合が大きい。よって電流Ｉの脈動に対し、速度垂下処理の制限は急峻に行われることになり、電流Ｉの脈動を抑制する効果が高い。
【００８５】
また、上記のいずれの構成においても、閾値Ｉｔｈを電動機の回転角速度もしくは速度指令ω＊に応じて変更してもよい。例えばファン・ブロアやポンプなどの負荷トルクに応じた閾値Ｉｔｈをテーブルや近似式として採用し、電動機の回転角速度もしくは速度指令ω＊に応じて変更することもできる。あるいは例えば所定の外乱があったときの電流に応じた閾値Ｉｔｈをテーブルや近似式として採用し、速度指令ω＊に応じて変更することもできる。
【００８６】
ファン・ブロアやポンプの負荷トルクは、電動機の回転角速度の二乗に比例する。よって閾値Ｉｔｈとして一定の値を設定すると、低速では外乱が大きくても速度垂下制御されず、高速では外乱が小さくても速度垂下制御されることがあり得る。よって速度ωが小さいほど閾値Ｉｔｈを小さく設定することで、所定以上の外乱があった場合に速度垂下制御できる。
【００８７】
また、上記のいずれの構成においても、速度指令ω＊の時間的な上昇率（ｄω＊／ｄｔ）の上限値を、修正電流Ｉ＾が閾値Ｉｔｈよりも小さいときは正、修正電流Ｉ＾が閾値Ｉｔｈよりも大きいときは負となるよう速度指令補正部を構成してもよい。また、修正電流Ｉ＾が大きいほど、上限値を小さくしてもよい。
【００８８】
電動機と負荷の慣性モーメントに起因するトルク（イナーシャトルク）は、電動機の回転角速度の上昇率（ｄω＊／ｄｔ）に比例して増大する。修正電流Ｉ＾が大きいほど上昇率を小さくすると、上昇率に比例して増大する、慣性モーメントに基づいたトルクも小さくなり、電流が大きい領域でのハンチングを抑制し、電流が過大となることを抑制できる。
【符号の説明】
【００８９】
１  速度指令補正部
２  電圧設定部
３  電圧供給部
４  電流修正部
４０１，４０２  ローパスフィルタ
４０３  加算器
４０４  比較器
９  電動機
【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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