(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子に設けられた永久磁石による磁石磁束と固定子に励磁される回転磁界により回転トルクを発生する永久磁石モータと、
前記永久磁石モータの前記回転子に設けられ、コイルとダイオードが直列に接続された前記永久磁石の磁極を判別するための磁極判別用回路と、
前記永久磁石モータを駆動するための電力を供給するインバータと、
前記磁極判別用回路の前記コイルに鎖交する軸方向に磁束変化させる界磁電圧を発生させるための界磁電圧指令を生成する界磁電圧指令生成手段と、
前記インバータの出力電流を検出する電流検出手段と、
前記界磁電圧指令生成手段により生成される前記界磁電圧指令に基づいて印加される界磁電圧及び前記電流検出手段により検出される出力電流に基づいて、前記永久磁石の磁極を判別する磁極判別手段と、
前記界磁電圧指令生成手段により生成される前記界磁電圧指令及び前記磁極判別手段により判別される前記永久磁石の磁極に基づいて、前記インバータを制御する制御手段とを備えたことを特徴とする永久磁石モータ駆動システム。
【請求項２】
前記磁極判別用回路は、前記コイルに鎖交する磁束の回転座標系における軸方向を前記磁石磁束の軸方向に設けたことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石モータ駆動システム。
【請求項３】
前記磁極判別用回路は、前記コイルに鎖交する磁束の回転座標系における軸方向を前記磁石磁束の軸方向に対して電気角で９０度に設けたことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石モータ駆動システム。
【請求項４】
前記磁極判別用回路は、前記コイルに鎖交する磁束の回転座標系における軸方向を前記磁石磁束の軸方向に対して電気角で４５度に設けたことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石モータ駆動システム。
【請求項５】
前記磁極判別用回路は、前記回転子の回転子表面と前記永久磁石の最も回転子中心に近い部分の内径との間の領域に配置されたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の永久磁石モータ駆動システム。
【請求項６】
前記磁極判別用回路は、前記ダイオードと直列に接続されたインピーダンスを有する素子を設けたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の永久磁石モータ駆動システム。
【請求項７】
前記磁極判別用回路は、前記ダイオードと並列に接続されたインピーダンスを有する素子を設け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項に記載の永久磁石モータ駆動システム。
【請求項８】
前記磁極判別手段は、前記電流検出手段により検出される出力電流と前記界磁電圧に基づく閾値とを比較して、前記永久磁石の磁極を判別することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の永久磁石モータ駆動システム。
【請求項９】
前記磁極判別手段は、前記電流検出手段により検出される出力電流の変化分と前記界磁電圧に基づく閾値とを比較して、前記永久磁石の磁極を判別することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の永久磁石モータ駆動システム。
【請求項１０】
前記磁極判別手段は、
前記界磁電圧指令生成手段により生成される前記界磁電圧指令及び前記電流検出手段により検出される出力電流に基づいて、前記磁極判別用回路のインピーダンスを演算するインピーダンス演算手段と、
前記インピーダンス演算手段により演算された前記インピーダンスに基づいて、前記永久磁石の磁極を判別する判別手段とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の永久磁石モータ駆動システム。
【請求項１１】
前記磁極判別手段は、
前記界磁電圧指令生成手段により生成される前記界磁電圧指令及び前記電流検出手段により検出される出力電流に基づいて、前記ダイオードの順方向に電流が流れた場合の前記磁極判別用回路のインピーダンスを演算する順方向インピーダンス演算手段と、
前記界磁電圧指令生成手段により生成される前記界磁電圧指令及び前記電流検出手段により検出される出力電流に基づいて、前記ダイオードの逆方向に電流が流れた場合の前記磁極判別用回路のインピーダンスを演算する逆方向インピーダンス演算手段と、
前記順方向インピーダンス演算手段により演算された前記順方向インピーダンスと前記逆方向インピーダンス演算手段により演算された前記逆方向インピーダンスとを比較して、前記永久磁石の磁極を判別する判別手段とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の永久磁石モータ駆動システム。
【請求項１２】
回転子に設けられた永久磁石による磁石磁束と固定子に励磁される回転磁界により回転トルクを発生する永久磁石モータの前記回転子に、コイルとダイオードが直列に接続された前記永久磁石の磁極を判別するための磁極判別用回路が設けられ、前記永久磁石モータを駆動するための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、
前記磁極判別用回路の前記コイルに鎖交する軸方向に磁束変化させる界磁電圧を発生させるための界磁電圧指令を生成する界磁電圧指令生成手段と、
前記インバータの出力電流を検出する電流検出手段と、
前記界磁電圧指令生成手段により生成される前記界磁電圧指令に基づいて印加される界磁電圧及び前記電流検出手段により検出される出力電流に基づいて、前記永久磁石の磁極を判別する磁極判別手段と、
前記界磁電圧指令生成手段により生成される前記界磁電圧指令及び前記磁極判別手段により判別される前記永久磁石の磁極に基づいて、前記インバータを制御する制御手段とを備えたことを特徴とするインバータ制御装置。
【請求項１３】
前記磁極判別手段は、前記電流検出手段により検出される出力電流と前記界磁電圧に基づく閾値とを比較して、前記永久磁石の磁極を判別することを特徴とする請求項１２に記載のインバータ制御装置。
【請求項１４】
前記磁極判別手段は、前記電流検出手段により検出される出力電流の変化分と前記界磁電圧に基づく閾値とを比較して、前記永久磁石の磁極を判別することを特徴とする請求項１２に記載のインバータ制御装置。
【請求項１５】
前記磁極判別手段は、
前記界磁電圧指令生成手段により生成される前記界磁電圧指令及び前記電流検出手段により検出される出力電流に基づいて、前記磁極判別用回路のインピーダンスを演算するインピーダンス演算手段と、
前記インピーダンス演算手段により演算された前記インピーダンスに基づいて、前記永久磁石の磁極を判別する判別手段とを備えたことを特徴とする請求項１２に記載のインバータ制御装置。
【請求項１６】
前記磁極判別手段は、
前記界磁電圧指令生成手段により生成される前記界磁電圧指令及び前記電流検出手段により検出される出力電流に基づいて、前記ダイオードの順方向に電流が流れた場合の前記磁極判別用回路のインピーダンスを演算する順方向インピーダンス演算手段と、
前記界磁電圧指令生成手段により生成される前記界磁電圧指令及び前記電流検出手段により検出される出力電流に基づいて、前記ダイオードの逆方向に電流が流れた場合の前記磁極判別用回路のインピーダンスを演算する逆方向インピーダンス演算手段と、
前記順方向インピーダンス演算手段により演算された前記順方向インピーダンスと前記逆方向インピーダンス演算手段により演算された前記逆方向インピーダンスとを比較して、前記永久磁石の磁極を判別する判別手段とを備えたことを特徴とする請求項１２に記載のインバータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石モータを駆動するシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石同期電動機（ＰＭモータ）を正しく制御するためには、回転子に設けられた磁石の極性を正しく判定して、磁石磁束の方向を決定する必要がある。一般に、ＰＭモータのセンサレス制御において、停止又は低回転での運転領域では、回転位相角推定方法の原理上、推定された位相角は、０度又は１８０度のあいまいさを持っている。よって、磁石の位置θｍ（＋０度又は＋１８０度のどちらかの可能性を持った回転位相角）を決定することはできるが、磁石の極性（決定された回転位相角が＋０度か＋１８０度か）を判定することはできない。
【０００３】
このため、通常の回転位相角推定法に加え、磁気飽和による磁極判別法を別途に実施することで、磁極を判定することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
磁気飽和による磁極判別法は、予め推定された磁石位置θｍ（ｄ軸、但し方向未定）の位置に＋と−の大きな直流ｄ軸電流を印加する。ここで、ｄ軸は、回転子突方向、ｑ軸は、回転子突方向と直角方向である。この電流の作る磁束と磁石の磁束が同じ方向の場合は、モータの固定子（ステータ）に磁気飽和が発生して、コイルのインダクタンスが低下する。一方、逆方向の場合は、磁束が互いに打ち消しあうため、磁気飽和が発生せず、インダクタンスがほぼ変化しない。磁気飽和による磁極判別法では、この現象を利用して、磁極を判別する。
【０００５】
インダクタンスの低下又は不変を検知するためには、直流電流を印加するのと同時に、ｄ軸方向に高周波電圧を印加する。この高周波電圧に対して流れた高周波電流の関係を用いて、インダクタンス（相当値）を得る。磁極判別法では、このインダクタンスが、直流電流を＋又は−のどちらに流した時に低下したかを判定する。これにより、磁気飽和の発生する方向を検知して、磁石磁束即ちｄ軸の方向を決定する。
【０００６】
しかし、大きな直流ｄ軸電流は、ｄ軸方向の推定誤差などにより、トルク変動を招くことがある。このため、運転開始後では、トルクを印加しない状態でなければ、このような磁気飽和による磁極判別法を行うことができない。従って、このような磁気飽和による磁極判別法は、制御始動時にのみ行うのが一般的である。
【０００７】
また、この他の磁極判別法としては、ダイオードで単相短絡された界磁巻線を、電動機の回転子に挿入して行う方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−３３９９９９号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】阿部貴志、外２名，“半波整流ブラシなし同期電動機の位置センサレス始動位置検出法”，“電気学会論文誌Ｄ”，社団法人電気学会，２００４年，第１２４巻，第６号，ｐ５８９−５９８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、インバータ再起動（回転位相角をリセット後、制御始動する場合）や脱調を検知した後に、回転位相角の推定をやり直す場合には、運転開始後であっても、磁極判別を行う必要がある。この場合、上述の磁気飽和による磁極判別法では、トルク変動を招く恐れがあるため、磁極判別中は、トルクを印加できない。このため、再起動等を行った場合、トルク印加までに数百ミリ秒の時間を要する。
【００１１】
また、非特許文献１に記載されている磁極判別法は、磁極判別そのものに重点が置かれたものである。従って、この磁極判別法を実用化するには、機器のコストなど、種々の課題がある。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、回転子に設けられた永久磁石の磁極を判別でき、実用性に適した永久磁石モータ駆動システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の観点に従った永久磁石モータ駆動システムは、回転子に設けられた永久磁石による磁石磁束と固定子に励磁される回転磁界により回転トルクを発生する永久磁石モータと、前記永久磁石モータの前記回転子に設けられ、コイルとダイオードが直列に接続された前記永久磁石の磁極を判別するための磁極判別用回路と、前記永久磁石モータを駆動するための電力を供給するインバータと、前記磁極判別用回路の前記コイルに鎖交する軸方向に磁束変化させる界磁電圧を発生させるための界磁電圧指令を生成する界磁電圧指令生成手段と、前記インバータの出力電流を検出する電流検出手段と、前記界磁電圧指令生成手段により生成される前記界磁電圧指令に基づいて印加される界磁電圧及び前記電流検出手段により検出される出力電流に基づいて、前記永久磁石の磁極を判別する磁極判別手段と、前記界磁電圧指令生成手段により生成される前記界磁電圧指令及び前記磁極判別手段により判別される前記永久磁石の磁極に基づいて、前記インバータを制御する制御手段と
を備えている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、回転子に設けられた永久磁石の磁極を判別でき、実用性に適した永久磁石モータ駆動システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る永久磁石モータ駆動システムの構成を示す構成図。
【図２】第１の実施形態に係るＰＭモータの構成を示す構成図。
【図３】第１の実施形態に係る磁束変化抑制回路の等価回路を示す電気回路図。
【図４】第１の実施形態に係る磁束変化抑制回路のｄｑ軸座標モデルを示す概念図。
【図５】第１の実施形態に係る界磁発生部によりＰＭモータに印加される界磁電圧指令を示す波形図。
【図６】第１の実施形態に係る反転検知部により検出される非反転時のｄ軸電流応答を示す波形図。
【図７】第１の実施形態に係る反転検知部により検出される反転時のｄ軸電流応答を示す波形図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る磁束変化抑制回路の等価回路を示す電気回路図。
【図９】第２の実施形態に係る反転検知部の構成を示す構成図。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る磁束変化抑制回路の等価回路を示す電気回路図。
【図１１】第３の実施形態に係る反転検知部の構成を示す構成図。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係るＰＭモータの一部の構成を示す構成図。
【図１３】本発明の第５の実施形態に係るＰＭモータの一部の構成を示す構成図。
【図１４】本発明の第６の実施形態に係るＰＭモータの回転子の構成を示す構成図。
【図１５】第６の実施形態に係る磁束変化抑制回路のｄｑ軸座標モデルを示す概念図。
【図１６】本発明の第７の実施形態に係る永久磁石モータ駆動システムの構成を示す構成図。
【図１７】第７の実施形態に係る界磁電圧指令を示す波形図。
【図１８】第７の実施形態に係る回転子のＮＳ極が反転していないときのｄｑ軸座標モデルを示す概念図。
【図１９】第７の実施形態に係る回転子のＮＳ極が反転しているときのｄｑ軸座標モデルを示す概念図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る永久磁石モータ駆動システム１０の構成を示す構成図である。なお、以降の図における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。
【００１８】
永久磁石モータ駆動システム１０は、ＰＭモータ１と、インバータ２と、直流電源３と、交流電流検出器４と、制御装置５とを備えている。
【００１９】
ＰＭモータ１は、回転子に永久磁石が埋め込まれた同期電動機である。ＰＭモータ１は、インバータ２から供給される交流電力により駆動する。
【００２０】
インバータ２の直流側は、直流電源３が接続されている。インバータ２の交流側は、ＰＭモータ１が接続されている。インバータ２は、制御装置５から入力されるゲート信号ＧＳに応じて、電力変換部を構成するスイッチング素子がオン又はオフされる。これにより、インバータ２は、直流電源３から供給される直流電圧を三相交流電圧に変換する。インバータ２は、変換した三相交流電力をＰＭモータ１に供給する。
【００２１】
交流電流検出器４は、インバータ２の交流側に設けられている。交流電流検出器４は、制御装置５の制御によりインバータ２から出力される三相電流応答Ｉｕｖｗを相毎に検出する。交流電流検出器４は、検出した三相電流応答Ｉｕｖｗを制御装置５に送信する。
【００２２】
制御装置５には、上位制御系から送信されたトルク指令Ｔｒｅｆ及び交流電流検出器４により検出された三相電流応答Ｉｕｖｗが入力される。トルク指令Ｔｒｅｆは、ＰＭモータ１のトルクを制御するための基準となる値である。制御装置５は、トルク指令Ｔｒｅｆ及び三相電流応答Ｉｕｖｗに基づいて、ゲート信号ＧＳを生成する。制御装置５は、生成したゲート信号ＧＳをインバータ２に出力する。制御装置５は、ゲート信号ＧＳにより、インバータ２の出力電力を制御する。制御装置５は、インバータ２を制御することにより、ＰＭモータ１の駆動を制御する。
【００２３】
図２は、本実施形態に係るＰＭモータ１の構成を示す構成図である。図３は、本実施形態に係る磁束変化抑制回路１４の等価回路を示す電気回路図である。
【００２４】
ＰＭモータ１は、固定子１１と、回転子１２とを備えている。
【００２５】
回転子１２には、４つの永久磁石１３及び４つの磁束変化抑制回路１４が組み込まれている。４つの磁束変化抑制回路１４は、４つの永久磁石１３にそれぞれ対応して設けられている。磁束変化抑制回路１４は、永久磁石１３の磁束の軸方向（ｄ軸方向）と、コイルＣＬに鎖交する磁束の軸方向（ｄ軸方向）が一致するように配置されている。
【００２６】
磁束変化抑制回路１４は、ダイオードＤＩとコイルＣＬが直列に接続された閉回路である。磁束変化抑制回路１４は、回転子１２の中で閉じられた回路である。即ち、磁束変化抑制回路１４は、ブラシやスリップリングなどで、固定子側に回路を引き出すような機構は備えていない。ダイオードＤＩは、コイルＣＬ（ダイオードＤＩの順方向）に電流が流れると、永久磁石１３の磁束と同一方向にコイルＣＬから磁束が発生する向きに取り付けられている。
【００２７】
制御装置５は、電流指令生成部５１と、電流制御部５２と、界磁発生部５３と、ＰＷＭ処理部５４と、回転位相角推定部５５と、反転検知部５６と、加算器５７とを備えている。
【００２８】
電流指令生成部５１は、入力されたトルク指令Ｔｒｅｆに基づいて、ｄｑ軸電流指令Ｉｒｅｆを生成する。ｄｑ軸電流指令Ｉｒｅｆは、ＰＭモータ１のｄｑ軸のそれぞれに流す電流を制御するための基準となる値である。電流指令生成部５１は、生成したｄｑ軸電流指令Ｉｒｅｆを電流制御部５２に出力する。電流指令生成部５１は、次式を用いて、ｄｑ軸電流指令Ｉｒｅｆを生成する。ここで、「Ｉｄｒｅｆ」はｄ軸電流指令、「Ｉｑｒｅｆ」はｑ軸電流指令、「ｋ」は定数、「θｉ」はｄｑ軸座標系におけるｄ軸を基準とした電流位相角である。
【数１】
0005740194.tif 000002
【００２９】
回転位相角推定部５５は、交流電流検出器４により検出された三相電流応答Ｉｕｖｗ及びＰＷＭ処理部５４から出力されるゲート信号ＧＳに基づいて、重畳させた高周波電圧に対応する成分を、三相電流応答Ｉｕｖｗに含まれる高周波電流応答から検出する。回転位相角推定部５５は、検出した高周波電流応答の成分及びゲート信号ＧＳに基づいて、ＰＭモータ１の回転位相角θｅｓｔを推定する。回転位相角推定部５５は、推定した回転位相角θｅｓｔを電流制御部５２に出力する。
【００３０】
界磁発生部５３は、ｄｑ軸座標系のｄ軸方向に界磁を発生させるための制御部である。即ち、界磁発生部５３は、磁束変化抑制回路１４（コイルＣＬ）の磁束鎖交方向の軸方向に界磁を発生させる。界磁発生部５３は、回転子１２に組み込まれた磁束変化抑制回路１４に磁束が鎖交する方向の軸方向に固定子界磁を発生させるための界磁電圧指令Ｖｍｒｅｆを、三相交流電圧に換算して演算する。界磁発生部５３は、演算した界磁電圧指令Ｖｍｒｅｆを反転検知部５６及び加算器５７に出力する。
【００３１】
反転検知部５６は、界磁発生部５３により演算された界磁電圧指令Ｖｍｒｅｆ及び交流電流検出器４により検出された三相電流応答Ｉｕｖｗに基づいて、永久磁石１３のＮ極及びＳ極の位置（磁極位置）の反転又は非反転を検知する（ＮＳ極判別）。反転検知部５６は、判別結果をＮＳ極判別結果信号ＤＴとして、電流制御部５２に出力する。
【００３２】
次に、反転検知部５６によるＮＳ極判別方法について説明する。なお、界磁電圧及び電流応答などの電気量は、主にｄｑ軸座標系で説明する。以降の実施形態においても同様である。
【００３３】
図４は、本実施形態に係る磁束変化抑制回路１４のｄｑ軸座標モデルを示す概念図である。図５は、本実施形態に係る界磁発生部５３によりＰＭモータ１に印加される界磁電圧指令Ｖｍｒｅｆを示す波形図である。図６は、本実施形態に係る反転検知部５６により検出される非反転時のｄ軸電流応答を示す波形図である。図７は、本実施形態に係る反転検知部５６により検出される反転時のｄ軸電流応答を示す波形図である。なお、図４から図７に示した波形は、ＮＳ極判別方法を説明するためのイメージ図である。また、図５に示す界磁電圧指令Ｖｍｒｅｆは、界磁電圧に置き換えてもよい。
【００３４】
磁束変化抑制回路１４の鎖交磁束方向Φｃは、図４に示すように、ｄ軸−方向である。鎖交磁束方向Φｃは、ダイオードＤＩの順方向に電流が流れた場合に発生するコイル磁束の方向である。
【００３５】
まず、界磁発生部５３は、図５に示す界磁電圧指令Ｖｍｒｅｆによる界磁電圧をＰＭモータ１のｄ軸の＋方向に印加する。界磁発生部５３は、図５に示すように、方形波状に界磁電圧（界磁電圧指令Ｖｍｒｅｆ）を発生させる。ｄ軸＋方向に印加された界磁電圧により、ｄ軸＋方向に固定子磁束が増加する。
【００３６】
反転検知部５６は、界磁電圧指令Ｖｍｒｅｆに基づいて、ＮＳ極判別する基準となる比較量ＴＨを演算する。
【００３７】
反転検知部５６は、検出された三相電流応答Ｉｕｖｗに基づいて、ｄ軸電流応答Ｉｄを検出する。ｄ軸電流応答Ｉｄは、後述する電流制御部５２での三相電流応答Ｉｕｖｗをｄｑ軸電流応答Ｉｄ，Ｉｑに変換する演算方法で求まる。図６及び図７に示すように、方形波状に界磁電圧が印加されると、ｄ軸電流応答Ｉｄは、徐々に増加する。
【００３８】
永久磁石１３のＮＳ極が反転していない場合（Ｎ極がｄ軸＋方向を向いている場合）、磁束変化抑制回路１４には、界磁電圧により発生した磁束を打ち消すように、ダイオードＤＩの順方向に電流が流れる。磁束変化抑制回路１４に流れる電流により、ｄ軸電流応答Ｉｄは増加する。この結果、図６に示すように、ｄ軸電流応答Ｉｄは、比較量ＴＨを超える。
【００３９】
永久磁石１３のＮＳ極が反転している場合（Ｎ極がｄ軸−方向を向いている場合）、磁束変化抑制回路１４には、界磁電圧により発生した磁束を打ち消すように電流が流れようとする。しかし、この電流の向きは、ダイオードＤＩと逆方向に流れる向きであるため、磁束変化抑制回路１４には、電流が流れない。従って、ｄ軸電流応答は増加しない。この結果、図７に示すように、ｄ軸電流応答Ｉｄは、比較量ＴＨを下回る。
【００４０】
従って、反転検知部５６は、ｄ軸電流応答Ｉｄが比較量ＴＨを超えた場合は、ＮＳ極を非反転と判断する。反転検知部５６は、ｄ軸電流応答Ｉｄが比較量ＴＨを下回った場合は、ＮＳ極を反転と判断する。
【００４１】
電流制御部５２は、電流指令生成部５１から入力されたｄｑ軸電流指令Ｉｒｅｆ、交流電流検出器４により検出された三相電流応答Ｉｕｖｗ、回転位相角推定部５５により推定された回転位相角θｅｓｔ、及び反転検知部５６により検知されたＮＳ極判別結果信号ＤＴに基づいて、ＰＭモータ１の固定子１１に流す電流を制御する。
【００４２】
具体的には、電流制御部５２は、次のような制御処理を行う。電流制御部５２は、三相電流応答Ｉｕｖｗをｄｑ軸座標のｄｑ軸電流応答Ｉｄ，Ｉｑに変換する。電流制御部５２は、比例積分制御(PI: proportional-plus-integral control)により、ｄｑ軸電流指令Ｉｒｅｆとｄｑ軸電流応答Ｉｄ，Ｉｑとの偏差が減少するように、ｄｑ軸電圧を調整する演算をする。電流制御部５２は、演算したｄｑ軸電圧を、回転位相角θｅｓｔ及びＮＳ極判別結果信号ＤＴを用いて、三相電圧に変換する。電流制御部５２は、演算した三相電圧を三相電圧指令Ｖｉｒｅｆとして、加算器５７に出力する。三相電圧指令Ｖｉｒｅｆは、インバータ２の出力電圧を制御するための基準となる。
【００４３】
次に、電流制御部５２による演算で用いる数式について説明する。
【００４４】
ＰＭモータ１のｄｑ軸電圧とｄｑ軸電流の関係は、次式のようになる。ここで、「Ｖｄ」はｄ軸電圧、「Ｖｑ」はｑ軸電圧、「Ｉｄ」はｄ軸電流、「Ｉｑ」はｑ軸電流、「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、「Φ」は永久磁石磁束、「ω」は回転速度、「ｐ」は微分演算子である。
【数２】
0005740194.tif 000003
【００４５】
電流制御部５２は、次式を用いて、三相電流応答Ｉｕｖｗをｄｑ軸電流応答Ｉｄ，Ｉｑに変換する。ここで、「Ｉｕ」はＵ相電流応答、「Ｉｖ」はＶ相電流応答、「Ｉｗ」はＷ相電流応答、「Ｉｄ」はｄ軸電流応答、「Ｉｑ」はｑ軸電流応答である。
【数３】
0005740194.tif 000004
【００４６】
なお、電流制御部５２は、三相のうち二相のみの電流応答を検出して制御することもできる。この場合は、次式を用いて、ｄｑ軸電流応答Ｉｄ，Ｉｑに変換する。ここでは、Ｕ相とＷ相の電流応答をｄｑ軸電流応答Ｉｄ，Ｉｑに変換する場合を示す。
【数４】
0005740194.tif 000005
【００４７】
電流制御部５２は、次式を用いて、ｄｑ軸電流指令Ｉｒｅｆ及びｄｑ軸電流応答Ｉｄ，Ｉｑから三相電圧指令Ｖｉｒｅｆに相当するｄｑ軸座標系の電圧指令を演算する。ここで、「Ｖｄｒｅｆ」はｄ軸電圧指令、「Ｖｑｒｅｆ」はｑ軸電圧指令、「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。
【数５】
0005740194.tif 000006
【００４８】
電流制御部５２は、次式を用いて、ｄｑ軸座標系の電圧指令を三相電圧指令Ｖｉｒｅｆに変換する。ここで、「Ｖｕｒｅｆ」はＵ相電圧指令、「Ｖｖｒｅｆ」はＶ相電圧指令、「Ｖｗｒｅｆ」はＷ相電圧指令である。
【数６】
0005740194.tif 000007
【００４９】
加算器５７には、電流制御部５２により演算された三相電圧指令Ｖｉｒｅｆ及び界磁発生部５３により演算された界磁電圧指令Ｖｍｒｅｆが入力される。加算器５７は、三相電圧指令Ｖｉｒｅｆと界磁電圧指令Ｖｍｒｅｆを加算した電圧指令Ｖｒｅｆを演算する。電圧指令Ｖｒｅｆは、インバータ２から出力させる電圧を制御するための基準となる。加算器５７は、演算した電圧指令ＶｒｅｆをＰＷＭ処理部５４に出力する。
【００５０】
ＰＷＭ処理部５４は、三角波比較ＰＷＭ(Pulse Width Modulation)により、インバータ２のスイッチング素子をオン・オフするゲート信号ＧＳを生成する。具体的には、ＰＷＭ処理部５４は、加算器５７から入力された電圧指令Ｖｒｅｆと三角波キャリアを比較して、ゲート信号ＧＳを生成する。ＰＷＭ処理部５４は、ゲート信号ＧＳをインバータ２に出力する。これにより、制御装置５は、インバータ２の出力電圧を制御する。
【００５１】
本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。
【００５２】
固定子１１側からの磁束が磁束変化抑制回路１４のコイルＣＬに鎖交すると、コイルＣＬに電流が誘起される。コイルＣＬと直列に接続されたダイオードＤＩの整流作用により、ダイオードＤＩの順方向と逆方向で、磁束変化抑制回路１４の回路定数が変わる。この回路定数の変化の影響を受けて、固定子１１側の電流挙動が変化する。この時、制御軸からみて極性（Ｎ極、Ｓ極）が反転している場合、順方向回路定数と逆方向回路定数が反転する。界磁電圧Ｖｍｒｅｆに対応して固定子１１に流れる電流は、コイルＣＬに流れる電流の影響を受ける。このため、固定子１１に流れる電流は、順方向回路定数と逆方向回路定数が反転している影響を受け、極性が反転していない場合に比較して、異なる電流値となる。
【００５３】
従って、磁束が磁束変化抑制回路１４に鎖交する軸方向に界磁電圧Ｖｍｒｅｆを供給した時に固定子１１に流れる電流の挙動を観測することにより、磁石の極性の反転／非反転を検知することができる。この原理を利用して、反転検知部５６は、ＮＳ極判別をする。これにより、磁気飽和を用いた判定方法のように、大きな直流電流を流す必要がない。このため、ＰＭモータ１は、ＮＳ極判別によるトルクの乱れが発生しない。よって、制御装置５は、ＰＭモータ１の運転時にも頻繁にＮＳ極判別を行うことができる。これにより、永久磁石モータ駆動システム１０は、制御の安定性と信頼性を向上させることができる。
【００５４】
さらに、低速センサレス制御で一般的な高周波電圧重畳法で印加する高周波電圧に界磁電圧をかねることが可能である。この場合、回転位相角を推定しながらＮＳ極判別も同時に実施することができる。
【００５５】
また、磁束変化抑制回路１４は、鎖交磁束方向Φｃが磁石磁束と同じ方向になる向きになるようにダイオードＤＩを入れている。これにより、磁束変化抑制回路１４から発生するコイル磁束は、磁石磁束を補助して、総磁束としてより大きな磁束を得ることができる。これにより、ＰＭモータ１は、より大きなトルクを得ることができる。
【００５６】
一方、磁束変化抑制回路１４の鎖交磁束方向Φｃが磁石磁束と反対向きになるようにダイオードＤＩを入れることで、高速回転域での磁石磁束による逆起電圧を打ち消すことができる。これにより、弱め磁束による制御が必要なくなるため、この制御による損失を抑制することができる。
【００５７】
（第２の実施形態）
図８は、本発明の第２の実施形態に係る磁束変化抑制回路１４Ａの等価回路を示す電気回路図である。図９は、本実施形態に係る反転検知部５６Ａの構成を示す構成図である。
【００５８】
本実施形態に係る永久磁石モータ駆動システムは、第１の実施形態に係る永久磁石モータ駆動システム１０において、ＰＭモータ１に実装されている磁束変化抑制回路１４を、磁束変化抑制回路１４Ａに代え、制御装置５の反転検知部５６を反転検知部５６Ａに代えたものである。その他の点は、第１の実施形態に係る永久磁石モータ駆動システム１０と同様である。
【００５９】
磁束変化抑制回路１４Ａは、第１の実施形態に係る磁束変化抑制回路１４において、ダイオードＤＩと直列に抵抗Ｒｄを追加した構成である。
【００６０】
ダイオードＤＩの順方向に電流が流れた場合、回路抵抗は、抵抗Ｒｄによる抵抗値となる。ダイオードＤＩの逆方向に電流が流れた場合、回路抵抗は、ほぼ∞の抵抗値となる。
【００６１】
反転検知部５６Ａは、反転判断部５６１Ａと、インピーダンス演算部５６２Ａとを備えている。
【００６２】
インピーダンス演算部５６２Ａは、界磁発生部５３により演算された界磁電圧指令Ｖｍｒｅｆ及び交流電流検出器４により検出された三相電流応答Ｉｕｖｗに基づいて、磁束変化抑制回路１４Ａのインピーダンス（回路抵抗）を演算する。インピーダンス演算部５６２Ａは、演算したインピーダンスを反転判断部５６１Ａに出力する。
【００６３】
反転判断部５６１Ａは、インピーダンス演算部５６２Ａにより演算されたインピーダンスに基づいて、ＮＳ極判別を行う。反転判断部５６１Ａは、インピーダンスが抵抗Ｒｄの抵抗値に近い値であれば、ＮＳ極は反転していない（ダイオードＤＩの順方向に電流が流れた）と判断する。反転判断部５６１Ａは、インピーダンスがほぼ∞であれば、ＮＳ極は反転している（ダイオードＤＩの逆方向に電流が流れた）と判断する。反転判断部５６１Ａは、判断した結果をＮＳ極判別結果信号ＤＴとして、電流制御部５２に出力する。
【００６４】
本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。
【００６５】
磁束変化抑制回路１４Ａは、抵抗ＲｄがダイオードＤＩと直列に挿入されていることで、ＮＳ極判別に、インダクタンスだけでなく抵抗も用いることができる。即ち、反転検知部５６Ａは、インピーダンスによるＮＳ極判別をすることができる。従って、反転検知部５６Ａは、磁束変化抑制回路１４のダイオードＤＩの順方向インピーダンスと逆方向インピーダンスを明確に区別することができる。これにより、反転検知部５６Ａは、ＮＳ極判別の検出精度を向上させることができる。
【００６６】
（第３の実施形態）
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る磁束変化抑制回路１４Ｂの等価回路を示す電気回路図である。図１１は、本実施形態に係る反転検知部５６Ｂの構成を示す構成図である。
【００６７】
本実施形態に係る永久磁石モータ駆動システムは、第１の実施形態に係る永久磁石モータ駆動システム１０において、ＰＭモータ１に実装されている磁束変化抑制回路１４を、磁束変化抑制回路１４Ｂに代え、制御装置５の反転検知部５６を反転検知部５６Ｂに代えたものである。その他の点は、第１の実施形態に係る永久磁石モータ駆動システム１０と同様である。
【００６８】
磁束変化抑制回路１４Ｂは、第１の実施形態に係る磁束変化抑制回路１４において、２つの抵抗Ｒｄ，Ｒａを追加した構成である。抵抗Ｒｄは、ダイオードＤＩと直列に接続されている。抵抗Ｒａは、抵抗ＲｄとダイオードＤＩとが直列に接続された回路と並列に接続されている。即ち、抵抗Ｒａは、ダイオードＤＩを介さない閉回路を形成している。
【００６９】
ダイオードＤＩの順方向に電流Ｉｆが流れた場合、抵抗Ｒｄの抵抗値をｒｄ、抵抗Ｒａの抵抗値をｒａとすると、回路抵抗は、ｒｄ×ｒａ／（ｒｄ＋ｒａ）となる。ダイオードＤＩの逆方向に電流Ｉｒが流れた場合、回路抵抗は、抵抗Ｒａの抵抗値ｒａとなる。
【００７０】
反転検知部５６Ｂは、反転判断部５６１Ｂと、順方向インピーダンス演算部５６２Ｂと、逆方向インピーダンス演算部５６３Ｂとを備えている。
【００７１】
順方向インピーダンス演算部５６２Ｂは、界磁発生部５３により演算された界磁電圧指令Ｖｍｒｅｆ及び交流電流検出器４により検出された三相電流応答Ｉｕｖｗに基づいて、ダイオードＤＩの順方向に電流が流れたと仮定した場合の磁束変化抑制回路１４Ｂの順方向インピーダンスを演算する。順方向インピーダンス演算部５６２Ｂは、演算した順方向インピーダンスを反転判断部５６１Ｂに出力する。
【００７２】
逆方向インピーダンス演算部５６３Ｂは、界磁発生部５３により演算された界磁電圧指令Ｖｍｒｅｆ及び交流電流検出器４により検出された三相電流応答Ｉｕｖｗに基づいて、ダイオードＤＩの逆方向に電流が流れたと仮定した場合の磁束変化抑制回路１４Ｂの逆方向インピーダンスを演算する。逆方向インピーダンス演算部５６３Ｂは、演算した逆方向インピーダンスを反転判断部５６１Ｂに出力する。
【００７３】
反転判断部５６１Ｂは、順方向インピーダンス演算部５６２Ｂにより演算された順方向インピーダンスと逆方向インピーダンス演算部５６３Ｂにより演算された逆方向インピーダンスとの差異により、ＮＳ極が反転しているか否かを判断する。反転判断部５６１Ｂは、判断した結果をＮＳ極判別結果信号ＤＴとして、電流制御部５２に出力する。
【００７４】
本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。
【００７５】
磁束変化抑制回路１４Ｂは、抵抗ＲａがダイオードＤＩと並列に接続されていることで、変化抑制回路１４のダイオードＤＩの逆方向抵抗を∞でない値にすることができる。これにより、磁束変化抑制回路１４Ｂの順方向インピーダンスと逆方向インピーダンスを明確に区別することができる。
【００７６】
また、反転検知部５６Ｂは、界磁電圧指令Ｖｍｒｅｆと三相電流応答Ｉｕｖｗに基づいて、順方向に流れたと仮定した場合の順方向インピーダンスと、逆方向に流れたと仮定した場合の逆方向インピーダンスとを演算する。反転検知部５６Ｂは、演算した順方向インピーダンスと逆方向インピーダンスとを比較することで、ＮＳ極判別の検出精度を向上させることができる。
【００７７】
（第４の実施形態）
図１２は、本発明の第４の実施形態に係るＰＭモータ１Ｄの一部の構成を示す構成図である。
【００７８】
ＰＭモータ１Ｄは、第１の実施形態に係るＰＭモータ１において、磁束変化抑制回路１４を磁束変化抑制回路１４Ｄに代えた構成である。その他の点は、第１の実施形態に係る永久磁石モータ駆動システム１０と同様である。
【００７９】
磁束変化抑制回路１４Ｄは、回転子１２Ｄにおいて、永久磁石１３よりも固定子１１側で、高周波磁束が減衰せずに鎖交する固定子１１の表面に近い領域Ｄ１に配置されている。その他の点は、第１の実施形態に係る磁束変化抑制回路１４と同様である。
【００８０】
本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。
【００８１】
磁束変化抑制回路１４Ｄは、埋め込み磁石型であるＰＭモータ１Ｄの回転子１２Ｄにおいて、高周波磁束が減衰せずに鎖交する領域Ｄ１に配置されている。このため、磁束変化抑制回路１４Ｄに流れる電流は、直流成分ではなく高周波成分となる。従って、固定子１１のコイルと磁束変化抑制回路１４Ｄを近づけることで、磁気結合を高めることができる。これにより、磁束変化抑制回路１４Ｄに流れる電流の影響が固定子電流に現れやすくなるため、ＮＳ極判別の検出精度を向上させることができる。
【００８２】
（第５の実施形態）
図１３は、本発明の第５の実施形態に係るＰＭモータ１Ｅの一部の構成を示す構成図である。
【００８３】
本実施形態に係る永久磁石モータ駆動システムは、第１の実施形態に係る永久磁石モータ駆動システム１０において、ＰＭモータ１をＰＭモータ１Ｅに代えたものである。その他の点は、第１の実施形態に係る永久磁石モータ駆動システム１０と同様である。
【００８４】
ＰＭモータ１Ｅは、永久磁石１３Ｅが回転子１２Ｅの表面に配置された表面磁石型モータである。磁束変化抑制回路１４Ｅは、回転子１２Ｅにおいて、高周波磁束が減衰せずに鎖交する固定子１１の表面に近い、永久磁石１３Ｅの内側に配置されている。その他の点は、第１の実施形態に係るＰＭモータ１と同様である。
【００８５】
本実施形態によれば、表面磁石型モータであるＰＭモータ１Ｅを用いても、第４の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００８６】
（第６の実施形態）
図１４は、本発明の第６の実施形態に係るＰＭモータの回転子１２Ｆの構成を示す構成図である。図１５は、本実施形態に係る磁束変化抑制回路１４Ｆのｄｑ軸座標モデルを示す概念図である。
【００８７】
本実施形態に係るＰＭモータは、第１の実施形態に係るＰＭモータ１の回転子１２に配置されている磁束変化抑制回路１４の配置の位置を変えたものである。その他の点は、第１の実施形態に係るＰＭモータ１と同様である。
【００８８】
磁束変化抑制回路１４Ｆの鎖交磁束方向Φｃは、ｑ軸＋方向である。永久磁石１３の磁石磁束の方向は、ｄ軸＋方向である。即ち、磁束変化抑制回路１４Ｆは、鎖交磁束方向Φｃの軸方向が永久磁石１３の磁石磁束の軸方向と電気的に９０度の位相角をなすように、回転子１２Ｆに配置されている。
【００８９】
本実施形態によれば、磁束変化抑制回路１４Ｆは、鎖交磁束方向Φｃ（ｑ軸）に永久磁石１３の磁石磁束が通らないように配置されている。これにより、制御装置５は、ＮＳ極判別における磁石磁束の影響を受け難くすることができる。例えば、永久磁石磁束による磁気飽和が発生することで、ＮＳ極判別の検出精度が低下することを防止することができる。
【００９０】
また、磁束変化抑制回路１４Ｆは、鎖交磁束方向Φｃがｑ軸＋方向になるようにダイオードＤＩを入れている。これにより、力行時におけるコイル磁束によるトルクが加算されることで、ＰＭモータは、より大きなトルクを得ることができる。例えば、電気自動車、エアーコンディショナーのコンプレッサー、又は産業用のファン・ポンプなどに用いるＰＭモータなどのように、力行トルクを大きくする場合にメリットがあるＰＭモータに適した構成とすることができる。
【００９１】
一方、磁束変化抑制回路１４Ｆの鎖交磁束方向Φｃがｑ軸−方向になるようにダイオードＤＩを入れることで、回生トルクを大きくすることができる。例えば、発電用途（永久磁石発電機）として用いるＰＭモータに適した構成とすることができる。
【００９２】
（第７の実施形態）
図１６は、本発明の第７の実施形態に係る永久磁石モータ駆動システム１０Ｇの構成を示す構成図である。図１７は、本実施形態に係る界磁電圧指令ＶｍｒｅｆＧを示す波形図である。
【００９３】
永久磁石モータ駆動システム１０Ｇは、第１の実施形態に係る永久磁石モータ駆動システム１０の制御装置５において、界磁発生部５３を界磁発生部５３Ｇに代えたものである。界磁発生部５３Ｇは、図１７に示す界磁電圧指令ＶｍｒｅｆＧを出力する。その他の点は、第１の実施形態に係る永久磁石モータ駆動システム１０と同様である。
【００９４】
界磁電圧指令ＶｍｒｅｆＧは、界磁電圧として矩形波交番電圧を印加するための指令である。これにより、ＰＭモータ１には、正負の交互に同一の振幅で矩形波が現れる波形の界磁電圧が印加される。
【００９５】
図１７に示す区間Ｔｐでは、界磁電圧指令ＶｍｒｅｆＧは、ｄ軸＋方向に界磁電圧を発生させる。区間Ｔｍでは、界磁電圧指令ＶｍｒｅｆＧは、ｄ軸−方向に界磁電圧を発生させる。
【００９６】
図１８は、本実施形態に係る回転子１２のＮＳ極が反転していないときのｄｑ軸座標モデルを示す概念図である。図１９は、本実施形態に係る回転子１２のＮＳ極が反転しているときのｄｑ軸座標モデルを示す概念図である。
【００９７】
回転子１２が図１８に示す状態の位置にある場合、制御装置５Ｇは、図１７に示す区間Ｔｐでは、ダイオードＤＩの順方向のインピーダンスの影響を受けた電流応答Ｉｕｖｗを受信する。また、制御装置５Ｇは、図１７に示す区間Ｔｍでは、ダイオードＤＩの逆方向のインピーダンスの影響を受けた電流応答Ｉｕｖｗを受信する。
【００９８】
回転子１２が図１９に示す状態の位置にある場合、制御装置５Ｇは、図１７に示す区間Ｔｐでは、ダイオードＤＩの逆方向のインピーダンスの影響を受けた電流応答Ｉｕｖｗを受信する。また、制御装置５Ｇは、図１７に示す区間Ｔｍでは、ダイオードＤＩの順方向のインピーダンスの影響を受けた電流応答Ｉｕｖｗを受信する。
【００９９】
本実施形態によれば、第１の実施形態による作用効果に加え、以下の作用効果を得ることができる。
【０１００】
界磁発生部５３Ｇは、界磁電圧として矩形波交番電圧を印加することで、ＮＳ極判別による界磁電圧及び電流応答の平均値（直流分）をほぼ零にすることができる。モータ制御に用いるｄｑ軸座標系の電圧及び電流は、直流量である。従って、界磁発生部５３Ｇにより、界磁電圧として矩形波交番電圧を印加することで、モータ制御に用いる電気量への影響を抑制することができる。
【０１０１】
なお、各実施形態において、コイルＣＬの巻数は、一巻以上であれば、何回巻かれていてもよい。また、磁束変化抑制回路１４には、ダイオードＤＩ又はその他の電気回路要素をいくつ設けてもよい。さらに、４極のＰＭモータ１に対して、極数と同数の４個の磁束変化抑制回路１４を配置した構成を示したが、これに限らない。すべての磁束変化抑制回路１４を構成するコイルＣＬを直列に接続し、１個のダイオードＤＩをこの直列に接続されたコイルＣＬの回路に挿入するだけでもかまわない。この場合、複数の磁束変化抑制回路１４に相当する複数のコイルＣＬ間に、渡り配線を設けるだけで、ＰＭモータ１の全体の部品点数を削減することができる。これらのことは、他の実施形態においても同様である。
【０１０２】
また、第２，３の実施形態において、磁束変化抑制回路１４Ａ，１４Ｂに追加する素子を抵抗で説明したが、これに限らない。磁束変化抑制回路１４には、抵抗の代わりに、コンデンサ、コイル、スイッチング素子、又はその他の電気回路要素を追加してもよい。これらの素子を用いても、磁束変化抑制回路１４のインピーダンスを変えることができる。
【０１０３】
さらに、第１の実施形態において、反転検知部５６は、界磁発生部５３により演算された界磁電圧指令Ｖｍｒｅｆに基づいて、反転又は非反転を検知する構成としたが、これに限らない。界磁電圧指令Ｖｍｒｅｆを受信する代わりに、ＰＷＭ処理部５４の出力であるゲート指令ＧＳを検出してもよいし、ＰＭモータ１の三相電力線に電圧センサを設置して線間電圧を直接計測してもよい。さらに、界磁発生部５３により発生させる界磁電圧を制御量として一定値であると決めている場合、その一定値が入力されたものとして、界磁電圧に関する検出そのものを省略してもよい。この場合、反転検知部５６に予め比較量ＴＨを設定しておくことで、比較量ＴＨの演算を省略することができる。即ち、印加する界磁電圧を把握できるのであれば、どのような構成でもよい。これらのことは、他の実施形態においても同様である。
【０１０４】
また、第１の実施形態において、反転検知部５６は、界磁電圧指令Ｖｍｒｅｆと電流応答Ｉｕｖｗに基づいて、どのように反転・非反転を検知してもよい。ｄｑ軸座標系において、印加した界磁電圧を積分することにより、反転・非反転を検知する場合、反転検知部５６は、電流応答が到達した波高値を検出することで、反転・非反転を検知することができる。また、印加した界磁電圧を積分せずに、反転・非反転を検知する場合、反転検知部５６は、電流応答の変化分を検出することで、反転・非反転を検知することができる。これらのことは、他の実施形態においても同様である。
【０１０５】
さらに、各実施形態では、ｄｑ軸座標系で界磁電圧及び電流応答などを示して説明したが、制御装置５で行う演算処理では、ｄｑ軸座標系で演算せずに、三相交流として演算してもよい。ｄｑ軸座標系で界磁電圧等を演算し、この演算結果を三相電圧に変換する構成の方が、制御上理解し易い。また、ｄｑ軸座標系の値であれば、直流量で考えられるため、人とコンピュータのどちらにおいても扱い易い。但し、コンピュータで演算させる場合には、ｄｑ軸座標系から三相交流に変換するための演算量が増加する。このため、制御装置５は、三相電圧で界磁電圧等を直接求めることで、演算量を減らすことができる。
【０１０６】
また、第１の実施形態では、磁束変化抑制回路１４の鎖交磁束方向Φｃをｄ軸＋方向に一致させ、第６の実施形態では、磁束変化抑制回路１４Ｆの鎖交磁束方向Φｃをｑ軸＋方向に一致させたが、鎖交磁束方向Φｃがこれらと異なる方向であってもよい。例えば、鎖交磁束方向Φｃをｄ軸方向から４５度の軸方向になるように、磁束変化抑制回路１４等を配置することで、ｄ軸方向に一致させた場合の作用効果とｑ軸方向に一致させた場合の作用効果の中間の作用効果を得ることができる。従って、鎖交磁束方向Φｃを任意の向きに設定することで、ＰＭモータを使用する用途又は環境等に応じた構成とすることができる。
【０１０７】
さらに、第７の実施形態では、界磁発生部５３Ｇから出力する界磁電圧指令ＶｍｒｅｆＧを矩形波交番電圧としたが、これに限らない。界磁電圧指令ＶｍｒｅｆＧは、正負のそれぞれに少なくとも１回ずつ界磁電圧を印加させる指令であるならば、正又は負のどちらか一方のみの界磁電圧を印加させた場合よりも、ＮＳ極判別のための界磁電圧及び応答電流の平均値を小さくすることができる。これにより、直流量であるモータ制御に用いるｄｑ軸座標系の電圧及び電流への影響を抑制することができる。
【０１０８】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１…ＰＭモータ、２…インバータ、３…直流電源、４…交流電流検出器、５…制御装置、１０…永久磁石モータ駆動システム、５１…電流指令生成部、５２…電流制御部、５３…界磁発生部、５４…ＰＷＭ処理部、５５…回転位相角推定部、５６…反転検知部、５７…加算器。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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