(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁化して磁力を変化させ、磁化特性が変化する可変磁力磁石を備えた同期電動機と、
前記可変磁力磁石の前記磁化特性を特定する磁化特性特定手段と、
前記同期電動機の回転数に基づいて、磁化後の前記可変磁力磁石の磁束の目標値である磁束目標値を決定する磁束目標値決定手段と、
前記磁化特性特定手段により特定された前記磁化特性及び前記磁束目標値決定手段により決定された前記磁束目標値に基づいて、前記可変磁力磁石を磁化するために流す磁化電流を決定する磁化電流決定手段と、
前記磁化電流決定手段により決定された前記磁化電流を前記同期電動機に出力する磁化電流出力手段と、
所定時間内に磁化した前記可変磁力磁石の最も小さい磁束値である最小磁束値を記憶する最小磁束値記憶手段と、を備え、
前記磁化特性特定手段は、前記最小磁束値記憶手段に記憶された前記最小磁束値に基づいて、前記磁化特性を特定することを特徴とするモータドライブ装置。
【請求項２】
前記磁化特性の特定の正確性を向上させるために、前記可変磁力磁石を最大磁束又は最小磁束にリセットするための磁化をする磁束リセット手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のモータドライブ装置。
【請求項３】
前記磁束リセット手段は、前記同期電動機の回転数が所定値より低下した場合、前記リセットするための磁化をすることを特徴とする請求項２に記載のモータドライブ装置。
【請求項４】
前記磁束リセット手段は、前記同期電動機の回転数が所定値より増加した場合、前記リセットするための磁化をすることを特徴とする請求項２に記載のモータドライブ装置。
【請求項５】
前記磁束リセット手段は、前記可変磁力磁石の磁化を所定回数実行した場合、前記リセットするための磁化をすることを特徴とする請求項２に記載のモータドライブ装置。
【請求項６】
前記磁束リセット手段は、所定時間内に前記リセットするための磁化をしていない場合、前記リセットするための磁化をすることを特徴とする請求項２に記載のモータドライブ装置。
【請求項７】
前記磁化電流決定手段により決定された前記磁化電流を前記同期電動機に出力する場合、前記同期電動機のトルク不連続を解消するように流すトルク電流を決定するトルク電流決定手段と、
前記トルク電流決定手段により決定された前記トルク電流を前記同期電動機に出力するトルク電流出力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項に記載のモータドライブ装置。
【請求項８】
前記磁化電流決定手段により決定された前記磁化電流を前記同期電動機に出力する場合、前記同期電動機に出力する電圧余裕を確保するように流すトルク電流を決定するトルク電流決定手段と、
前記トルク電流決定手段により決定された前記トルク電流を前記同期電動機に出力するトルク電流出力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項に記載のモータドライブ装置。
【請求項９】
磁化して磁力を変化させ、磁化特性が変化する可変磁力磁石を備えた同期電動機に、交流電力を供給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、
前記可変磁力磁石の前記磁化特性を特定する磁化特性特定手段と、
前記同期電動機の回転数に基づいて、磁化後の前記可変磁力磁石の磁束の目標値である磁束目標値を決定する磁束目標値決定手段と、
前記磁化特性特定手段により特定された前記磁化特性及び前記磁束目標値決定手段により決定された前記磁束目標値に基づいて、前記可変磁力磁石を磁化するために流す磁化電流を決定する磁化電流決定手段と、
前記磁化電流決定手段により決定された前記磁化電流を前記同期電動機に出力する制御をする磁化電流制御手段と、
所定時間内に磁化した前記可変磁力磁石の最も小さい磁束値である最小磁束値を記憶する最小磁束値記憶手段と、を備え、
前記磁化特性特定手段は、前記最小磁束値記憶手段に記憶された前記最小磁束値に基づいて、前記磁化特性を特定することを特徴とするインバータ制御装置。
【請求項１０】
磁化して磁力を変化させ、磁化特性が変化する可変磁力磁石を備えた同期電動機を制御する同期電動機の制御方法であって、
前記可変磁力磁石の前記磁化特性を特定することと、
前記同期電動機の回転数に基づいて、磁化後の前記可変磁力磁石の磁束の目標値である磁束目標値を決定することと、
特定した前記磁化特性及び決定した前記磁束目標値に基づいて、前記可変磁力磁石を磁化するために流す磁化電流を決定することと、
決定した前記磁化電流を前記同期電動機に出力することと、
所定時間内に磁化した前記可変磁力磁石の最も小さい磁束値である最小磁束値を最小磁束値記憶手段に記憶することと、を備え、
前記磁化特性を特定することは、前記最小磁束値記憶手段に記憶された前記最小磁束値に基づいて、前記磁化特性を特定することを特徴とする同期電動機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁力を変化させることのできる可変磁力磁石を用いたモータを駆動するモータドライブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、次世代の鉄道や電気自動車向けのドライブ装置として、高効率化又は高速域の出力向上が期待される可変磁力メモリモータを使用するモータドライブ装置が提案されている。可変磁力メモリモータの回転子（ロータ）には、磁化することで、磁力を変えることのできる可変磁力磁石が埋め込まれている。可変磁力磁石の磁力は、モータを駆動するインバータから出力される磁化電流によって、制御される。モータドライブ装置は、低速域では、可変磁力磁石の磁力を大きく、高速域では、可変磁力磁石の磁力を小さくする。これにより、可変磁力メモリモータは、高効率でかつ高速域の出力向上が期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０７−３３６９８０号公報
【特許文献２】特開平０８−００９６１０号公報
【特許文献３】特開２００５−３０４２０４号公報
【特許文献４】米国特許第６８００９７７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、可変磁力磁石の磁化には、短時間で過大な磁化電流を印加する必要がある。過大な磁化電流を流すためには、この過大な磁化電流に相応する高いインバータ出力電圧が必要である。磁化電流に必要なインバータ出力電圧が確保できない場合、可変磁力磁石の磁力を変えることができない。このような場合、モータ効率の低下や必要なトルクの確保ができない、というような状況に陥る。
【０００５】
そこで、本発明の実施形態の目的は、可変磁力磁石の磁力を変化させるための磁化電流を低減することのできるモータドライブ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の観点に従ったモータドライブ装置は、磁化して磁力を変化させ、磁化特性が変化する可変磁力磁石を備えた同期電動機と、前記可変磁力磁石の前記磁化特性を特定する磁化特性特定手段と、前記同期電動機の回転数に基づいて、磁化後の前記可変磁力磁石の磁束の目標値である磁束目標値を決定する磁束目標値決定手段と、前記磁化特性特定手段により特定された前記磁化特性及び前記磁束目標値決定手段により決定された前記磁束目標値に基づいて、前記可変磁力磁石を磁化するために流す磁化電流を決定する磁化電流決定手段と、前記磁化電流決定手段により決定された前記磁化電流を前記同期電動機に出力する磁化電流出力手段と、所定時間内に磁化した前記可変磁力磁石の最も小さい磁束値である最小磁束値を記憶する最小磁束値記憶手段と、を備え、前記磁化特性特定手段は、前記最小磁束値記憶手段に記憶された前記最小磁束値に基づいて、前記磁化特性を特定する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係る可変磁力メモリモータドライブ装置の構成を示す構成図。
【図２】本実施形態に係る可変磁力メモリモータの回転子の構造を示す断面図。
【図３】本実施形態に係る回転子に使用する磁石の磁束密度Ｂと磁界Ｈとの相関関係を表す特性（ＢＨ特性）を示す特性図。
【図４】本実施形態に係る可変磁力磁石の磁束量と磁化電流の相関関係を示す特性図。
【図５】本実施形態に係る磁化管理部の構成を示す構成図。
【図６】本実施形態に係る磁束目標値設定部における磁束目標値を決定するための回転数と磁束目標値との相関関係を示すグラフ図。
【図７】本実施形態に係る磁化処理における磁化モードの変移を示すグラフ図。
【図８】本実施形態に係るＤＱ軸電流指令の変化を示すグラフ図。
【図９】本実施形態に係る各種磁束量の変化を示すグラフ図。
【図１０】本実施形態に係る磁束管理部の構成を示す構成図。
【図１１】本実施形態に係る磁化電流指令演算部の構成を示す構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【０００９】
（実施形態）
図１は、本発明の実施形態に係る可変磁力メモリモータドライブ装置１の構成を示す構成図である。図２は、本実施形態に係る可変磁力メモリモータ２の回転子４０の構造を示す断面図である。なお、各図において、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。
【００１０】
可変磁力メモリモータドライブ装置１は、可変磁力メモリモータ２と、ロータ位置検出器３と、インバータ４と、直流電源５と、平滑コンデンサ６と、直流電圧検出器７と、モータ電流検出器８Ｕ，８Ｗと、制御部９とを備えている。
【００１１】
可変磁力メモリモータ２は、磁力を変化させることのできる永久磁石である可変磁力磁石４１が回転子４０に埋め込まれた永久磁石同期電動機である。可変磁力磁石４１は、インバータ４から入力される磁化電流Ｉｍａｇ（ｄ軸電流Ｉｄ）により磁化されることで、磁力が変化する。これにより、可変磁力メモリモータ２は、磁束が変化する。可変磁力メモリモータ２は、インバータ４から供給される交流電力により、駆動する。
【００１２】
ロータ位置検出器３は、可変磁力メモリモータ２の回転子（ロータ）４０の回転位置を示すロータ位相θｍを検出する。ロータ位置検出器３は、例えばレゾルバである。
【００１３】
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力メモリモータ２に供給する。インバータ４は、可変磁力メモリモータ２に交流電力を出力することで、可変磁力メモリモータ２を制御する。
【００１４】
直流電源５は、インバータ４の直流側（入力側）に接続されている。直流電源５は、インバータ４に直流電力を供給する。
【００１５】
平滑コンデンサ６は、インバータ４の直流側に接続されている。平滑コンデンサ６は、インバータ４に入力される直流電圧Ｖｄｃを平滑化する。
【００１６】
直流電圧検出器７は、インバータ４の直流側の電圧であるインバータ直流入力電圧Ｖｄｃを検出する。直流電圧検出器７は、検出したインバータ直流入力電圧Ｖｄｃを制御部９に出力する。
【００１７】
交流電流検出器８Ｕ，８Ｗは、インバータ４から可変磁力メモリモータ２に流れるモータ電流Ｉｕ，Ｉｗを検出する。交流電流検出器８Ｕは、モータＵ相電流Ｉｕを検出する。交流電流検出器８Ｗは、モータＷ相電流Ｉｗを検出する。交流電流検出器８Ｕ，８Ｗは、検出したモータ電流Ｉｕ，Ｉｗを制御部９に出力する。
【００１８】
制御部９は、ロータ位置検出器３により検出されたロータ位相θｍ、直流電圧検出器７により検出されたインバータ直流入力電圧Ｖｄｃ、及び交流電流検出器８Ｕ，８Ｗにより検出されたモータ電流Ｉｕ，Ｉｗに基づいて、インバータ４を制御する。制御部９は、インバータ４から出力されるモータ電流Ｉｕ，Ｉｗを制御することで、可変磁力メモリモータ２を制御する。
【００１９】
図２を参照して、回転子４０の構造について説明する。図２中の矢印は、各磁石４１，４２，４３の磁力線の向きを示している。
【００２０】
回転子４０は、回転子鉄心４４に磁石４１，４２，４３が埋め込まれた構造である。回転子４０は、８つの磁石の磁極部４５及び８つのリラクタンストルク発生の鉄の磁極部４６を備えている。回転子４０は、回転軸５１を中心に回転する。軸受５２は、回転軸５１を支える。１つの磁石の磁極部４５は、１つの可変磁力磁石４１と、１つの固定磁力磁石４２と、２つ固定磁力磁石４３とを備える。
【００２１】
可変磁力磁石４１は、磁力を変化させる磁石である。従って、可変磁力磁石４１は、保磁力が低い材質の磁石である。一方、固定磁力磁石４２，４３は、磁力をほぼ固定させたまま使用する磁石である。従って、固定磁力磁石４２は、保磁力が高い材質の磁石である。固定磁力磁石４２は、可変磁力磁石４１と直列に配置されている。固定磁力磁石４２は、可変磁力磁石の磁力を補うために設けられている。
【００２２】
図３は、本実施形態に係る回転子４０に使用する磁石４１〜４３の磁束密度Ｂと磁界Ｈとの相関関係を表す特性（ＢＨ特性）を示す特性図である。曲線Ｃｃは、可変磁力磁石４１のＢＨ特性を示している。曲線Ｃｖは、固定磁力磁石４２，４３のＢＨ特性を示している。
【００２３】
可変磁力磁石４１のＢＨ特性は、磁束密度Ｂを上限から下限まで変化させるために必要な磁界Ｈの変化幅Ｓｃがインバータ４から流す磁化電流Ｉｍａｇにより変化する磁界Ｈの幅Ｓｉよりも狭い。可変磁力磁石４１は、このように保磁力が低い材質でできている。これにより、可変磁力磁石４１は、インバータ４から流す磁化電流Ｉｍａｇによる磁界Ｈにより、任意の磁束密度Ｂに変化させることができる。
【００２４】
一方、固定磁力磁石４２，４３のＢＨ特性は、磁束密度Ｂを上限から下限まで変化させるために必要な磁界Ｈの変化幅がインバータ４から流す磁化電流Ｉｍａｇにより変化する磁界Ｈの幅Ｓｉよりも非常に広い。固定磁力磁石４２，４３は、このように保磁力が高い材質でできている。これにより、固定磁力磁石４２，４３は、インバータ４から流す磁化電流Ｉｍａｇによる磁界Ｈにより、磁化電流Ｉｍａｇの影響をほとんど受けず磁束密度Ｂをほぼ変化させないようにすることができる。
【００２５】
図４は、本実施形態に係る可変磁力磁石４１の磁束量と磁化電流の相関関係を示す特性図である。
【００２６】
図４を参照して、可変磁力磁石４１を磁化について説明する。
【００２７】
可変磁力磁石４１に、最大の増磁電流Ｉ５を流すと、可変磁力磁石４１の磁束値は、最大磁束値φ１となる。この状態で、減磁電流Ｉ６を流すと、可変磁力磁石４１の磁束値は、減磁して最大磁束値φ１よりも小さい磁束値φ２になる。この状態で、増磁電流Ｉ１を流すと、磁束量が最大となる位置にある増磁するパス（磁化特性）Ｐ１を通って、可変磁力磁石４１の磁束値は、最大磁束値φ１になる。この状態で、最大の減磁電流Ｉ１０を流した場合、可変磁力磁石４１の磁束値は、最小磁束値φ６になる。しかし、この最小磁束値φ６の状態で、先程は増磁することができた増磁電流Ｉ１を流しても、可変磁力磁石４１は、増磁しない。この場合の増磁は、磁束量が最小となる位置にあるパスＰ５を通って、可変磁力磁石４１が磁化されるためである。従って、このように最小磁束値φ６になった後の状態では、最大の増磁電流Ｉ５を流すことにより、可変磁力磁石４１の磁束値は、最大磁束値φ１になる。
【００２８】
ここでは、可変磁力磁石４１の磁束値を磁束値φ２，φ６までそれぞれ減磁した後に増磁する場合に、それぞれパスＰ１，Ｐ５を通ることについて説明したが、パスＰ１とパスＰ５の間にある中間のパスＰ２〜Ｐ４を通る場合についても同様である。即ち、まず、可変磁力磁石４１の磁束値φをそれぞれ磁束値φ３〜φ５まで減磁するには、それぞれ減磁電流Ｉ７〜Ｉ９を流す必要がある。次に、可変磁力磁石４１の磁束値を磁束値φ３〜φ５まで減磁した後に、最大磁束値φ１まで増磁する場合には、それぞれ増磁電流Ｉ２〜Ｉ４を流す必要がある。このように、それぞれ増磁電流Ｉ２〜Ｉ４を流す場合には、それぞれパスＰ２〜Ｐ４を通るように、可変磁力磁石４１は増磁される。
【００２９】
従って、可変磁力磁石４１を磁束目標値φ＊となるように磁化するためには、制御部９は、どのパス（磁化特性）Ｐ１〜Ｐ５で増磁されるのかを把握する必要がある。そこで、制御部９の磁束管理部２１では、このような磁化特性を特定するための要素となる最小磁束値φｍｉｎを管理している。
【００３０】
制御部９は、磁束管理部２１と、通常時電流指令演算部２２と、指令選択部２３と、座標変換部２４，２６と、電流制御部２５と、ＰＷＭ回路２７と、回転数演算部２８と、磁化管理部２９と、磁化時電流指令演算部３０と、減算器３３ｄ，３３ｑとを備えている。
【００３１】
ここで、ＤＱ軸座標について説明する。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。
【００３２】
まず、主に通常時（磁化していない時）の制御部９の構成について説明する。
【００３３】
磁束管理部２１は、磁化管理部２９から入力される磁束目標値φ＊及び磁化モードＭＤに基づいて、様々な磁束に関する演算処理又は管理を行う。具体的には、磁束管理部２１は、磁束目標値φ＊、現在磁束値φｎ、及び最小磁束値φｍｉｎを管理する。ここで、現在磁束値φｎは、磁束管理部２１で管理されている可変磁力磁石４１の現在の磁束値である。磁束管理部２１は、現在磁束値φｎが運転中に低下した最小の磁束値を、最小磁束値φｍｉｎとして記憶する。磁束管理部２１は、管理している現在磁束値φｎを通常時電流指令演算部２２及び磁化時電流指令演算部３０に出力する。磁束管理部２１は、管理している磁束目標値φ＊及び最小磁束値φｍｉｎを磁化時電流指令演算部３０に出力する。
【００３４】
通常時電流指令演算部２２には、トルク指令Ｔｒｑ＊、磁束管理部２１により管理されている現在磁束値φｎが入力される。通常時電流指令演算部２２は、トルク指令Ｔｒｑ＊及び現在磁束値φｎに基づいて、通常時のＤ軸電流指令Ｉｄ１＊及び通常時のＱ軸電流指令Ｉｑ１＊を演算する。通常時電流指令演算部２２は、演算した通常時のＤＱ軸電流指令Ｉｄ１＊，Ｉｑ１＊を指令選択部２３に出力する。通常時電流指令演算部２２は、演算した通常時のＤ軸電流指令Ｉｄ１＊を磁化時電流指令演算部３０の磁化電流指令演算部３１に出力する。
【００３５】
通常時のＤ軸電流指令Ｉｄ１＊は、通常時に可変磁力メモリモータ２に流すＤ軸電流（磁化電流）Ｉｄを制御するための指令である。通常時のＱ軸電流指令Ｉｑ１＊は、通常時に可変磁力メモリモータ２に流すＱ軸電流（トルク電流）Ｉｑを制御するための指令である。即ち、Ｑ軸電流指令Ｉｑ１＊は、可変磁力メモリモータ２のトルクを制御するための指令となる。
【００３６】
指令選択部２３は、磁化管理部２９から出力される磁化モードＭＤに基づいて、通常時と磁化時とで、電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を切り替える。磁化モードＭＤは、通常時では「０」であり、磁化時は「１」又は「２」である。指令選択部２３は、磁化モードＭＤが「０」であれば、通常時のＤＱ軸電流指令Ｉｄ１＊，Ｉｑ１＊を電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊として選択し、磁化モードＭＤが「非０」であれば、磁化時のＤＱ軸電流指令Ｉｄ２＊，Ｉｑ２＊を電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊として選択する。ここでは、通常時であるため、指令選択部２３は、通常時のＤＱ軸電流指令Ｉｄ１＊，Ｉｑ１＊を選択する。指令選択部２３は、選択した電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を減算器３３ｄ，３３ｑに出力する。
【００３７】
座標変換部２４は、交流電流検出器８Ｕ，８Ｗにより検出された相電流であるモータ電流Ｉｕ，Ｉｗを、ロータ位置検出器３により検出されたロータ位相θｍに基づいて、ＤＱ軸座標系のＤＱ軸電流Ｉｄ，Ｉｑに変換する。なお、直接検出してない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２４は、演算したＤＱ軸電流Ｉｄ，Ｉｑを減算器３３ｄ，３３ｑに出力する。
【００３８】
減算器３３ｄには、指令選択部２３から出力されたＤ軸電流指令Ｉｄ＊及び座標変換部２４により演算されたＤ軸電流Ｉｄが入力される。減算器３３ｄは、Ｄ軸電流指令Ｉｄ＊からＤ軸電流Ｉｄを減算する。減算器３３ｄは、減算したＤ軸電流の差分ΔＩｄを電流制御部２５に出力する。
【００３９】
減算器３３ｑには、指令選択部２３から出力されたＱ軸電流指令Ｉｑ＊及び座標変換部２４により演算されたＱ軸電流Ｉｑが入力される。減算器３３ｑは、Ｑ軸電流指令Ｉｑ＊からＱ軸電流Ｉｑを減算する。減算器３３ｑは、減算したＱ軸電流の差分ΔＩｑを電流制御部２５に出力する。
【００４０】
電流制御部２５は、減算器３３ｄ，３３ｑにより演算されたＤＱ軸電流の差分ΔＩｄ，ΔＩｑを、ＰＩ(proportional-plus-integral control)制御器などにより、零にするように、ＤＱ軸電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を演算する。ＤＱ軸電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊は、インバータ４の出力電圧を制御するためのＤＱ軸座標系の電圧指令である。電流制御部２５は、演算したＤＱ軸電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を座標変換部２６に出力する。
【００４１】
座標変換部２６は、電流制御部２５により演算されたＤＱ軸電圧指令Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を、ロータ位置検出器３により検出されたロータ位相θｍに基づいて、三相交流の各相の電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に変換する。三相交流電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊は、インバータ４の出力電圧を制御するための三相交流の各相の電圧指令である。座標変換部２６は、演算した三相交流電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊をＰＷＭ回路２７に出力する。
【００４２】
ＰＷＭ回路２７は、座標変換部２６により演算された三相交流電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊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ＧＳを生成する。例えば、ＰＷＭ回路２７は、三角波比較ＰＷＭ又は同期ＰＷＭにより、ゲート信号ＧＳを生成する。ＰＷＭ回路２７は、生成したゲート信号ＧＳをインバータ４のゲート回路に出力する。これにより、三相交流電圧指令Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に従って、インバータ４から三相交流電圧が出力される。これにより、制御部９は、可変磁力メモリモータ２の駆動を制御する。
【００４３】
次に、磁化時の制御部９の構成について説明する。
【００４４】
回転数演算部２８は、ロータ位置検出器３により検出されたロータ位相θｍに基づいて、回転子４０の回転数Ｎｒ［ｒｐｍ］を演算する。回転数演算部２８は、演算した回転数Ｎｒを磁化管理部２９に出力する。
【００４５】
磁化管理部２９には、トルク指令Ｔｒｑ＊、直流電圧検出器７により検出されたインバータ直流入力電圧Ｖｄｃ、磁化時電流指令演算部３０の磁化電流指令演算部３１により決定された可変磁力磁石４１の磁化時の磁化特性Ｆｉｍａｇ、及び回転数演算部２８により演算された回転数Ｎｒが入力される。
【００４６】
ここで、磁化特性Ｆｉｍａｇとは、図４に示すパスＰ１からパスＰ５のいずれの磁化特性であるかを示す関数である。この関数は、最小磁束値φｍｉｎにより決定される。また、磁化時の磁化特性Ｆｉｍａｇとは、可変磁力磁石４１の磁化処理を実行するとき（磁化時のＤ軸電流指令（磁化電流指令）Ｉｄ２＊の演算時）に把握できる磁化特性Ｆｉｍａｇのことである。
【００４７】
磁化電流指令演算部３１では、磁化電流指令（Ｄ軸電流指令）Ｉｄ２＊を演算するために、前述したように、可変磁力磁石４１の磁化時の磁化特性Ｆｉｍａｇを決定する必要がある。従って、磁化電流指令演算部３１は、磁束管理部２１で管理されている最小磁束値φｍｉｎに基づいて、磁化特性Ｆｉｍａｇを決定する。
【００４８】
磁化管理部２９は、可変磁力磁石４１の磁化を実行する制御を管理する。具体的には、回転数Ｎｒ、トルク、インバータ直流入力電圧Ｖｄｃ、又は磁化時の磁化特性Ｆｉｍａｇなどに基づいて、可変磁力磁石４１の磁化処理を実行するか否かを決定する。磁化管理部２９は、磁化処理の実行を判断した場合は、可変磁力磁石４１の磁化後の磁束の目標となる磁束目標値φ＊を決定する。磁化管理部２９は、磁化処理を実行するために、磁化処理の過程を表す磁化モードＭＤを生成する。磁化管理部２９は、磁束目標値φ＊及び磁化モードＭＤを磁束管理部２１に出力する。磁化管理部２９は、電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を通常時のＤＱ軸電流指令Ｉｄ１＊，Ｉｑ１＊から磁化時のＤＱ軸電流指令Ｉｄ２＊，Ｉｑ２＊に切り替えるために、指令選択部２３に磁化モードＭＤを出力する。
【００４９】
図５は、本実施形態に係る磁化管理部２９の構成を示す構成図である。
【００５０】
磁化管理部２９は、磁束目標値設定部５１と、前回値記憶部５２と、比較器５３と、選択器５４と、ＯＲ回路５５と、磁束目標値記録部５６と、磁化モードシーケンス処理部５７と、磁束リセット処理部５８とを備えている。
【００５１】
磁束目標値設定部５１は、回転数Ｎｒ、磁化特性Ｆｉｍａｇ、及びインバータ直流入力電圧Ｖｄｃに基づいて、磁束目標値φ＊の基礎の値となる磁束目標値φ０＊を設定する。磁束目標値設定部５１は、可変磁力メモリモータ２の運転効率及び出力が優位になるように、磁束目標値φ０＊を設定する。磁束目標値設定部５１は、設定した磁束目標値φ０＊を、前回値記憶部５２、比較器５３、及び選択器５４に出力する。
【００５２】
図６を参照して、磁束目標値φ０＊の設定方法について説明する。図６は、磁束目標値φ０＊を決定するための回転数Ｎｒと磁束目標値φ０＊との相関関係を示すグラフ図である。
【００５３】
図６では、磁束目標値φ０＊を、回転数Ｎｒに応じて、３段階に切り替える例を示している。磁束目標値設定部５１は、低回転域では磁束値φａ、中回転域では磁束値φｂ、高回転域では磁束値φcに磁束目標値φ＊を設定する。ここで、磁束値φａ，φｂ，φｃは、φａ＞φｂ＞φｃの関係にある。従って、磁束目標値設定部５１は、高回転域ほど小さい磁束目標値φ０＊に設定する。高回転ほど磁石磁束による逆起電圧が大きくなり、弱め界磁電流を流すことによる銅損が増加する場合があり、かつ、鉄損が生じる。このため、図６に示すように、高回転では可変磁力磁石４１の磁束を低減した方が効率及び出力の点で優位になる。
【００５４】
磁力を変化させる（即ち、磁化する）場合には、磁化電流Ｉｍａｇを可変磁力メモリモータ２に流し込むために、インバータ４の出力電圧が通常時の運転よりもより高い必要がある。また、この磁化時のインバータ４の出力電圧は、増磁する場合よりも、減磁する場合の方が小さくてよい。これは、減磁する場合は、マイナスのＤ軸電流Ｉｄを磁化電流Ｉｍａｇとして流すため、可変磁力磁石４１の磁束を打ち消すような作用になるためである。
【００５５】
このように、増磁をする場合と減磁をする場合のインバータ４の出力電圧への要求の違いから、図６に示すように、回転数Ｎｒに対して設定する磁束目標値φ０＊の関係がヒステリシス特性を有する。例えば、電気自動車(ＥＶ:electric vehicle)への適用を想定する場合は、減磁する回転数Ｎ４，Ｎ６を次のようになるように可変磁力メモリモータドライブ装置１を設計する。磁束値φａから磁束値φｂに減磁する回転数Ｎ４は、市街地走行以上の回転数に設定する。また、φｂからφｃに減磁する回転数Ｎ６は、通常の高速走行以上の回転数に設定する。これにより、可変磁力メモリモータドライブ装置１の運転効率を向上することができる。このように設計された可変磁力メモリモータドライブ装置１では、一度、減磁したら増磁することが困難であり、かつ、磁束値が高いほど、運転効率が良い状態であることが考慮されている。
【００５６】
可変磁力磁石４１の磁化特性Ｆｉｍａｇは、前述したように、磁化を実行した履歴により変化する。従って、磁束目標値設定部５１は、磁化時の磁化特性Ｆｉｍａｇに従って、どの回転数Ｎｒで増磁をすることができるかを決定する。即ち、図６では、磁束目標値φａ，φｂ，φｃは、磁化時の磁化特性Ｆｉｍａｇに依存しないが、増磁する回転数Ｎ１，Ｎ２は、磁化時の磁化特性Ｆｉｍａｇ、インバータ直流入力電圧Ｖｄｃ、及び回転数Ｎｒに応じて決定される。
【００５７】
ここで、磁束目標値φaに増磁する場合について考える。磁化時の磁化特性Ｆｉｍａｇに基づいて、磁化特性Ｆｉｍａｇが示す関数の逆関数から磁束目標値φ＊に増磁するための磁化電流Ｉｍａｇを計算することができる。ここで、回転数Ｎｒに対応した電気角周波数をωとすると、次式のようにインバータ４の出力電圧として、ＤＱ軸上の必要な電圧Ｖ１＊が決定できる。
【００５８】
Ｖｄ＊＝Ｒ×Ｉｄ＊−ω×Ｌｑ×Ｉｑ＊＋ｄ／ｄｔ（Ｌｄ×Ｉｄ＊）
Ｖｑ＊＝Ｒ×Ｉｑ＊＋ω×Ｌｄ×Ｉｄ＊＋ω×φ＊＋ｄ／ｄｔ（Ｌｑ×Ｉｑ＊）
Ｖ１＊＝√（Ｖｄ＊×Ｖｄ＊＋Ｖｑ＊×Ｖｑ＊）
ここで、「Ｖｄ＊」はＤ軸電圧指令、「Ｖｑ＊」はＱ軸電圧指令、「Ｉｄ＊」はＤ軸電流指令、「Ｉｑ＊」はＱ軸電流指令、「Ｒ」は抵抗、「Ｌｄ」はＤ軸インダクタンス、「Ｌｑ」はＱ軸インダクタンス、をそれぞれ示している。
【００５９】
一方、最大となる１パルスモードのＤＱ軸上のインバータ４の出力電圧は、インバータ直流入力電圧Ｖｄｃを用いて、次式のように表すことができる。
【００６０】
Ｖｍａｘ＝√６／π×Ｖｄｃ
ここで、電流制御能力確保のための電圧の余裕分及びパラメータ誤差を考慮するための係数Ｋ（０＜Ｋ＜１）を設定する。ＤＱ軸上の最大出力電圧Ｖ１＊ｍａｘは、係数Ｋを用いて、以下のように決定する。
【００６１】
Ｖ１＊ｍａｘ＝Ｋ×Ｖｍａｘ
従って、Ｖ１＊ｍａｘ＞Ｖ１＊を満たすことを条件にして、増磁するための電気角周波数ω（即ち、回転数Ｎｒ）を決定することができる。また、減磁する場合の特性についても同様に演算することができる。
【００６２】
前回値記憶部５２には、磁束目標値設定部５１により設定された磁束目標値φ０＊が入力される。前回値記憶部５２は、前回磁化処理をしたときの磁束目標値φ０＊が記憶されている。従って、前回値記憶部５２は、磁化処理が開始（又は終了）すると、最新の磁束目標値φ０＊を記憶する。前回値記憶部５２は、記憶している前回の磁束目標値φ０＊を比較器５３に出力する。
【００６３】
比較器５３には、磁束目標値設定部５１により設定された最新の磁束目標値φ０＊と前回値記憶部５２に記憶された前回の磁束目標値φ０＊が入力される。比較器５３は、最新の磁束目標値φ０＊が前回の磁束目標値φ０＊と異なる場合は、選択器５４及びＯＲ回路５５に「１」を出力する。即ち、比較器５３は、磁束目標値φ０＊が変化すると「１」を出力する。比較器５３は、磁束目標値φ０＊が変化していないときは、「０」を出力する。
【００６４】
ＯＲ回路５５は、磁束リセット処理部５８又は比較器５３から「１」を受信すると、「１」を磁束目標値記録部５６及び磁化モードシーケンス処理部５７に「１」を出力する。即ち、ＯＲ回路５５は、磁束リセット処理部５８及び比較器５３からそれぞれ入力される信号の論理和を演算する。ＯＲ回路５５が「１」を出力すると、磁化処理の開始の合図を示す磁化要求フラグＦｒｑが「１」になる（磁化要求フラグＦｒｑが立つ）。
【００６５】
選択器５４は、比較器５３から「１」を受信すると、磁束目標値設定部５１により設定された最新の磁束目標値φ０＊を選択する。選択器５４は、比較器５３から「０」を受信すると、最大磁束値φ１を選択する。図６に示す特性では、最大磁束値φ１は、磁束値φａである。選択器５４は、選択した磁束値を、最終的に決定された磁束目標値φ＊として、磁束目標値記録部５６に出力する。
【００６６】
磁束目標値記憶部５６は、ＯＲ回路５５から「１」が入力されると、選択器５４から入力された磁束目標値φ＊を記憶する。磁束目標値記憶部５６は、磁束目標値φ＊を磁束管理部２１に出力する。従って、磁束目標値記憶部５６は、ＯＲ回路５５から「０」が入力されている場合は、磁束目標値φ＊を記憶せずに出力する。
【００６７】
磁化モードシーケンス処理部５７は、ＯＲ回路５５から「１」を受信する（磁化要求フラグＦｒｑが「１」になる）と、磁化処理をするための磁化処理の過程を表す磁化モードＭＤを生成する。
【００６８】
図７〜９を参照して、本実施形態に係る磁化処理について説明する。図７は、磁化処理における磁化モードＭＤの変移を示すグラフ図である。図８は、磁化処理におけるＤＱ軸電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊の変化を示すグラフ図である。図９は、磁化処理における磁束量φ＊，φｒ，φｎの変化を示すグラフ図である。なお、ここでは、説明の便宜上、実際に可変磁力メモリモータ２流れるＤＱ軸電流Ｉｄ，Ｉｑは、ＤＱ軸電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊と変化が一致するものとする。
【００６９】
磁化モードＭＤは、磁化モード０を示す「０」、磁化モード１を示す「１」、及び磁化モード２を示す「２」のいずれかである。図７〜９では、時刻ｔ１までは磁化モード０、時刻ｔ１から時刻ｔ２までは磁化モード１、時刻ｔ２から時刻ｔ３までは磁化モード２、時刻ｔ３以降は磁化モード０を示している。
【００７０】
磁化モード０は、磁化処理を開始していない状態を示している。即ち、可変磁力メモリモータドライブ装置１は、通常運転している状態である。磁化要求フラグＦｒｑが「１」になると、磁化モードＭＤは、「０」から「１」に移行する。
【００７１】
磁化モード１は、Ｄ軸電流（磁化電流）指令Ｉｄ＊を目標値まで漸増させている状態である。磁化モード１は、Ｄ軸電流指令Ｉｄ＊を目標値まで増加させることで、可変磁力磁石４１を磁束目標値φ＊まで増磁させることができる。また、可変磁力磁石４１を減磁する場合は、Ｄ軸電流指令Ｉｄ＊を目標値まで漸減させる。一方、Ｑ軸電流（トルク電流）指令Ｉｑ＊は、磁化中のトルク不連続を解消するため、又は磁化電流Ｉｍａｇの印加のためにインバータ出力電圧の電圧余裕を確保するための値に制御する。図８では、電圧余裕を確保するための制御を示している。Ｄ軸電流指令Ｉｄ＊が目標値に到達すると、磁化モードＭＤは、「１」から「２」に移行する。
【００７２】
磁化モード２は、通常時の運転に戻すモードである。磁化モード２では、ＤＱ軸電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊をそれぞれ通常時の電流指令値Ｉｄ１＊，Ｉｑ１＊に漸近させる。通常時のＱ軸電流（トルク電流）指令値Ｉｑ＊は、磁化処理の前後では、可変磁力磁石４１が増磁（又は減磁）した分、一定にする（トルクを変化させない）ように調整する。ＤＱ軸電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を通常時の電流指令値Ｉｄ１＊，Ｉｑ１＊に一致させると、磁化モードＭＤは、「２」から「０」に移行する。これにより、磁化処理が完了する。
【００７３】
磁束リセット処理部５８には、回転数演算部２８により演算された回転数Ｎｒが入力される。磁束リセット処理部５８は、回転数Ｎｒなどの各種情報に基づいて、磁束リセット処理を行うか否かを判定する。磁束リセット処理部５８は、磁束リセット処理を行うと判定した場合は、「１」をＯＲ回路５５に出力する。これにより、磁束リセット処理が実行される。ここで、磁束リセット処理とは、把握している磁化特性Ｆｉｍａｇを正確にするための処理である。具体的には、制御部９は、最大の磁化電流Ｉｍａｇ（図４では、増磁電流Ｉ５）を流して、可変磁力磁石４１の磁力を最大磁束φ１にする。磁束リセット処理部５８による磁化処理では、比較機５３の出力が「０」のときに選択器５４により選択されている最大磁束値φ１が磁束目標値φ＊となる。
【００７４】
磁束リセット処理を実行する条件は、制御部９で把握している磁化特性Ｆｉｍａｇ（又は、磁束管理部２１で管理されている最小磁束値φｍｉｎ）の正確性が低下している可能性が高いと考えられる場合である。具体的には、磁束リセット処理を実行する条件は、次の条件のいずれかに該当する場合である。
【００７５】
（ａ）回転数Ｎｒが所定値（例えば、零近傍）より低下した場合
（ｂ）回転数Ｎｒが所定値より増加した場合
（ｃ）磁束リセット処理をせずに、所定時間経過した場合
（ｄ）磁束リセット処理をせずに、磁化処理を所定回数実行した場合
上記（ｃ）の条件が成立しているか否かを判定するために、磁束リセット処理をしていない時間を計測してもよいし、所定時間間隔で磁束リセット処理を実行させてもよい。また、上記以外にも、ロータ温度及び磁石温度に基づいて判定してもよい。
【００７６】
図１０は、本実施形態に係る磁束管理部２１の構成を示す構成図である。
【００７７】
磁束管理部２１は、比較器６１、現在磁束値記憶部６２、及び最小磁束値演算部６３を備えている。
【００７８】
磁束管理部２１は、磁化管理部２９から入力される磁束目標値φ＊をそのまま出力する。
【００７９】
現在磁束値記憶部６２には、磁束目標値φ＊が入力される。比較器６１は、磁化モードＭＤが「２」であるか否かを判定する。比較器６１は、磁化モードＭＤが「２」になると、現在磁束値記憶部６２に「１」を出力する。現在磁束値記憶部６２には、磁束目標値φ＊が入力される。現在磁束値記憶部６２は、比較器６１から「１」が入力されると、その時点で入力されている磁束目標値φ＊を現在磁束値φｎとして記憶（更新）する。磁化モードＭＤが「１」から「２」に移行する時とは、図９に示すように、可変磁力磁石４１の磁束値φｒが磁束目標値φ＊に達した時（時刻ｔ２）である。現在磁束値記憶部６２は、記憶している現在磁束値φｎを出力する。
【００８０】
最小磁束値演算部６３は、最小磁束値φｍｉｎを管理する。最小磁束値演算部６３は、最小値選択部６４、比較器６５、及び選択器６６を備えている。
【００８１】
最小値選択部６４は、現在出力されている最小磁束値φｍｉｎと現在磁束値記憶部６２に記憶されている現在磁束値φｎのうち小さい方を選択する。最小値選択部６４は、選択した磁束値を選択器６６に出力する。
【００８２】
比較器６５は、現在磁束値記憶部６２に記憶されている現在磁束値φｎと磁束設定値φｓ１を比較する。比較器６５は、現在磁束値φｎが磁束設定値φｓ１よりも大きい場合は、「１」を出力する。比較器６５は、現在磁束値φｎが磁束設定値φｓ１以下の場合は、「０」を出力する。ここで、磁束設定値φｓ１は、図４に示すように、最大磁束値φ１よりも少し小さい値の磁束値である。例えば、磁束設定値φｓ１は、最大磁束値φ１の９５％の値である。
【００８３】
選択器６６は、比較器６５から「０」が入力されている場合は、最小値選択部６４により選択された現在の最小磁束値φｍｉｎ又は現在磁束値φｎのいずれか一方の磁束値を最小磁束値φｍｉｎとして出力する。選択器６６は、比較器６５から「１」が入力されている場合は、予め設定されている最大磁束値φ１を最小磁束値φｍｉｎとして出力する。
【００８４】
ここで、比較器６５から「１」が入力されている場合に、選択器６６が最大磁束値φ１を出力する理由は、最小磁束値φｍｉｎの正確性を確保するためである。即ち、現在磁束値φｎが最大磁束値φ１に限りなく近い磁束値（磁束設定値φｓ１以上の磁束値）の場合、最小磁束値φｍｉｎを確実に最大磁束値φ１にするためである。
【００８５】
磁化時電流指令演算部３０は、磁化時のＤＱ軸電流指令Ｉｄ２＊，Ｉｑ２＊を演算する。磁化時電流指令演算部３０は、演算した磁化時のＤＱ軸電流指令Ｉｄ２＊，Ｉｑ２＊を指令選択部２３に出力する。
【００８６】
磁化時電流指令演算部３０は、磁化電流指令演算部３１及びトルク電流指令演算部３２を備えている。
【００８７】
図１１は、本実施形態に係る磁化電流指令演算部３１の構成を示す構成図である。
【００８８】
磁化電流指令演算部３１は、磁化特性設定部７１及び内部磁化電流指令演算部７２を備えている。
【００８９】
磁化特性設定部７１には、磁束管理部２１で管理されている最小磁束値φｍｉｎが入力される。磁化特性設定部７１は、最小磁束値φｍｉｎに基づいて、磁化特性Ｆｉｍａｇを決定する。磁化特性設定部７１は、決定した磁化特性Ｆｉｍａｇを磁化電流指令演算部７２及び磁化管理部２９に出力する。
【００９０】
ここで、磁化特性Ｆｉｍａｇの決定方法について説明する。
【００９１】
磁化特性Ｆｉｍａｇは、磁化電流（Ｄ軸電流）Ｉｍａｇと可変磁力磁石４１の磁束φとの関数である。一般に、磁化特性Ｆｉｍａｇは、φ＝Ｆ（φｍｉｎ，Ｉｍａｇ）となる関数である。従って、最小磁束値φｍｉｎが決定されることで、磁化電流Ｉｍａｇによって磁束φが求まる関数Ｆ（Ｉｍａｇ）となる。この関数が磁化特性Ｆｉｍａｇとなる。
【００９２】
なお、磁化特性Ｆｉｍａｇは磁石温度に依存する。従って、磁化特性Ｆｉｍａｇを特定する精度を上げるために、回転子４０又は可変磁力磁石４１の磁石温度を検出又は推定し、これらの温度に応じて磁化特性Ｆｉｍａｇを決定してもよい。
【００９３】
内部磁化電流指令演算部７２には、磁化特性設定部７１により決定された磁化特性Ｆｉｍａｇ、磁束管理部２１により管理されている（磁化管理部２９により決定された）磁束目標値φ＊、磁束管理部２１により管理されている現在磁束値φｎ、及び通常時電流指令演算部２２により演算された通常時のＤ軸電流指令Ｉｄ１＊が入力される。
【００９４】
内部磁化電流指令演算部７２は、次のような演算をする。
【００９５】
まず、内部磁化電流指令演算部７２は、磁化特性設定部７１により決定された磁化特性Ｆｉｍａｇ及び磁束管理部２１により管理されている（磁化管理部２９により決定された）磁束目標値φ＊に基づいて、可変磁力磁石４１を磁束目標値φ＊に磁化するために必要な磁化電流指令（Ｄ軸電流指令）Ｉｄ２＊を演算する。内部磁化電流指令演算部７２は、磁化特性Ｆｉｍａｇを示す関数Ｆ（Ｉｍａｇ）の逆関数により、磁化電流指令Ｉｄ２＊を演算する。
【００９６】
この演算を実現する方法としては、例えば、次の通りである。内部磁化電流指令演算部７２は、磁化特性Ｆｉｍａｇ毎に、磁束目標値φ＊と磁化電流指令Ｉｄ２＊との対応関係を表すテーブル形式のデータが磁化特性設定部７１に記憶されている。磁化特性設定部７１は、決定された磁化特性Ｆｉｍａｇのテーブルを参照して、磁化電流指令Ｉｄ２＊を決定する。又は、内部磁化電流指令演算部７２には、予め記憶されている磁化特性Ｆｉｍａｇの逆関数の演算手順が記憶されている。内部磁化電流指令演算部７２は、この逆関数の演算手順に磁束目標値φ＊を代入することにより、磁化電流指令Ｉｄ２＊を演算する。
【００９７】
次に、内部磁化電流指令演算部７２は、上述したように演算した磁束目標値φ＊にするために必要な磁化電流指令Ｉｄ２＊、磁束管理部２１により管理されている現在磁束値φｎ、及び通常時電流指令演算部２２により演算された通常時のＤ軸電流指令Ｉｄ１＊に基づいて、図８に示すような磁化処理の処理経過に応じた磁化電流指令Ｉｄ２＊の変化量を演算する。
【００９８】
内部磁化電流指令演算部７２は、演算した磁化電流指令Ｉｄ２＊をトルク電流指令演算部３２及び指令選択部２３に出力する。
【００９９】
トルク電流指令演算部３２には、磁化電流指令演算部３１により演算された磁化電流指令Ｉｄ２＊、トルク指令Ｔｒｑ＊、及び磁束管理部２１により管理されている現在磁束値φｎが入力される。
【０１００】
トルク電流指令演算部３２は、磁化電流指令Ｉｄ２＊、トルク指令Ｔｒｑ＊、及び現在磁束値φｎに基づいて、図８に示すような磁化処理の処理経過に応じたトルク電流指令Ｉｑ２＊を決定する。磁化処理におけるトルク電流指令Ｉｑ２＊の決定方法は、トルク不連続を解消するため、又は、磁化電流Ｉｍａｇ（Ｄ軸電流Ｉｄ）の印加のためのインバータ出力電圧の電圧余裕を確保するためなどの目的で決定される。磁化電流Ｉｍａｇが小さい場合は、トルク電流指令Ｉｑ２＊は、できるだけトルク不連続がなくなるように、次式のように決定する。
【０１０１】
Ｉｑ＊２＝Ｔ＊／Ｐｎ／（Ｌｄ−Ｌｑ）／Ｉｄ２＊
ここで、Ｐｎは極対数、ＬｄはＤ軸インダクタンス、ＬｑはＱ軸インダクタンスである。
【０１０２】
一方、高速域で磁化ができるようにするためには、インバータ出力電圧の余裕が必要である。このためには、Ｑ軸電流指令Ｉｑ２＊を零に近づけるように低減する。これにより、インバータ出力電圧の余裕を確保することができる。
【０１０３】
トルク電流指令演算部３２は、これらの決定方法を用途及び目的等に応じて選択又は組み合わせることで、磁化時のトルク電流指令Ｉｑ２＊を決定する。
【０１０４】
本実施形態によれば、図４に示すような部分的減磁をしたときに、磁化特性が変化するタイプ、特に、増磁側の磁化特性が変化するタイプ（磁化特性可変形の可変磁力磁石）を可変磁力磁石に適用した可変磁力メモリモータ２に対しても、所望の磁束目標値φ＊に磁化する処理に適した磁化電流指令Ｉｄ＊を決定することができる。これにより、磁化特性可変形の可変磁力磁石を適用した可変磁力メモリモータ２に対しても、高い精度の磁力制御をすることができる。
【０１０５】
このように、磁化特性可変形の可変磁力磁石を適用した可変磁力メモリモータ２を高い精度で磁力制御することにより、磁化特性可変形でない可変磁力磁石を適用した可変磁力メモリモータよりも、部分減磁から増磁する場合の磁化電流Ｉｍａｇが低減できる。これにより、高速域でも増磁をすることができる。従って、可変磁力メモリモータ２のモータ効率の向上させることができる。
【０１０６】
例えば、電気自動車などに可変磁力メモリモータ２を適用した場合、磁力を最小化するのは、高速走行時である。一方、市街地走行などでは磁力を最小化する必要はない。よって、市街地走行の中で、可変磁力メモリモータ２の磁束を一旦部分減磁することで、その後に増磁する場合の磁化電流Ｉｍａｇを少なくすることができる。
【０１０７】
また、磁化管理部２９に磁束リセット処理部５８を設けることで、所定条件の成立により、最大磁束値φ１に磁化する。磁化特性可変形の可変磁力磁石４１、磁化の履歴によって磁化特性Ｆｉｍａｇが変化することが特徴である。このため、最小磁束値φｍｉｎを管理している。しかし、制御上の磁化電流精度又は磁石温度変化などにより、管理している最小磁束値φｍｉｎが実際値とずれていく可能性がある。このような場合には、例えば、最高効率を狙って最適と考えられる磁力制御をしている場合、その最適性が崩れることで、効率の劣化又は必要トルクの不足という事態に陥る可能性がある。そこで、磁束リセット処理部５８の磁束リセットの機能により磁力を最大化することで、不確かな可能性のある磁化特性Ｆｉｍａｇを確実に最大の磁化特性Ｆｉｍａｇにすることができる。これにより、可変磁力メモリモータドライブ装置１を高出力かつ高出力特性に維持することができる。
【０１０８】
さらに、可変磁力磁石４１の増磁のための磁化電流Ｉｍａｇを低減することで、増磁を行う図６に示す回転数Ｎ１，Ｎ２をより、高速回転側へシフトすることできる。また、インバータ出力電圧が確保できないことにより、可変磁力磁石４１の増磁（又は減磁）ができないというような状況を減らすことができる。従って、磁化できないことによるモータ効率の低下又は必要トルクの不足などの事態を低減することができる。従って、可変磁力メモリモータドライブ装置１は、運転効率を向上させることができる。
【０１０９】
なお、可変磁力メモリモータ２の回転子４０を図２に示す構造で説明したが、可変磁力メモリモータ２の構造は、この構造に限らない。永久磁石の磁力を変化させることで、モータの磁束を変えられる構造のモータであり、本実施形態の要旨に合うようなモータであれば、どのような構造でもよい。
【０１１０】
また、本実施形態では、磁化特性Ｆｉｍａｇを、図４では５段階として説明したが、これに限らない。磁化特性Ｆｉｍａｇは、５段階より低段階、５段階より多段階、又は無段階のいずれでもよい。それぞれの磁化特性Ｆｉｍａｇに対応する関数又はテーブルを予め制御部９に記憶させておくことで、これらのような段階数の磁化特性Ｆｉｍａｇでも実現することができる。
【０１１１】
また、磁化管理部２９の磁束リセット処理部５８では、最大の増磁電流Ｉ５を流して、可変磁力磁石４１の磁力を最大磁束φ１（図６では、磁束値φａ）にリセットする場合について説明したが、最大の減磁電流Ｉ１０を流して、最小磁束φ６（図６では、磁束値φｃ）にリセットしてもよい。
【０１１２】
さらに、本実施形態では、磁化モード１から磁化モード２への移行条件又は磁化モード２から磁化モード０への以降条件を、ＤＱ軸電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊（又はＤＱ軸電流Ｉｄ，Ｉｑ）に基づいて決定していたが、時間に基づいて決定してもよい。即ち、ＤＱ軸電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊などが次の磁化モードに移行する条件となる目標値に達するまでの時間を予め決めておくことで、各磁化モードへの移行を時間管理で行うことができる。
【０１１３】
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１４】
１…可変磁力メモリモータドライブ装置、２…可変磁力メモリモータ、３…ロータ位置検出器３、４…インバータ、５…直流電源、６…平滑コンデンサ、７…直流電圧検出器、８Ｕ，８Ｗ…モータ電流検出器、９…制御部、２１…磁束管理部、２２…通常時電流指令演算部、２３…指令選択部、２４，２６…座標変換部、２５…電流制御部、２７…ＰＷＭ回路、２８…回転数演算部、２９…磁化管理部、３０…磁化時電流指令演算部、３３ｄ，３３ｑ…減算器。
【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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