(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相モータのモータ磁束が指令磁束ベクトルに追従するように、インバータを用いて前記３相モータに電圧ベクトルを印加するモータ制御装置であって、
指令速度を用いて前記モータ磁束の位相が移動するべき制御周期毎の移動量を特定し、特定された前記移動量を用いて前記指令磁束ベクトルの位相を特定する位相特定部と、
前記指令磁束ベクトルの振幅を特定する振幅特定部と、
前記位相特定部で特定された前記指令磁束ベクトルの前記位相と、前記振幅特定部で特定された前記指令磁束ベクトルの前記振幅と、を用いて前記指令磁束ベクトルを特定する指令磁束特定部と、
を備えたモータ制御装置。
【請求項２】
前記位相特定部は、前記移動量を積算することによって、前記指令磁束ベクトルの前記位相を特定する、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記３相モータにおける３相交流座標上のモータ電流を２相座標によって表したものである軸電流と、前記３相モータに印加されるべき前記電圧ベクトルを前記２相座標によって表したものである軸電圧と、を用いて前記３相モータに印加されている前記モータ磁束を推定するモータ磁束推定部と、
推定された前記モータ磁束を用いて、前記モータ磁束の前記位相を推定する位相推定部と、をさらに備え、
前記位相特定部は、前記位相推定部で推定された前記モータ磁束の前記位相と、前記移動量と、を用いて前記指令磁束ベクトルの前記位相を特定する、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記位相特定部は、（ｉ）推定されたモータトルクの振動成分を用いて前記指令速度を補正し、補正された前記指令速度を用いて前記移動量を特定し、特定された前記移動量を用いて前記指令磁束ベクトルの前記位相を特定する、又は、（ii）前記指令速度を用いて前記移動量を特定し、特定された前記移動量を推定されたモータトルクの振動成分を用いて補正し、補正された前記移動量を用いて前記指令磁束ベクトルの前記位相を特定する、請求項１から３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記振幅特定部は、
前記指令磁束ベクトルの仮振幅を設定する仮設定部と、
（ａ）推定された前記モータ磁束と前記３相モータにおける３相交流座標上のモータ電流を２相座標によって表したものである軸電流との第１内積、又は、（ｂ）前記３相モータの永久磁石の推定された磁石磁束と前記３相モータにおける３相交流座標上のモータ電流を２相座標によって表したものである軸電流との第２内積、を用いたフィードバック制御を実行することによって、前記仮振幅を補正して前記指令磁束特定部に与えられるべき前記振幅として補正振幅を特定する補正部と、を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記振幅特定部は、
前記指令磁束ベクトルの仮振幅を設定する仮設定部と、
前記指令磁束特定部に与えられるべき前記振幅として前記仮振幅よりも小さい補償用振幅を特定する離散化誤差補償部であって、前記３相モータの速度が高くなればなるほど前記仮振幅と前記補償用振幅との差が大きくなるように前記補償用振幅を特定する離散化誤差補償部と、を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記振幅特定部は、
前記指令磁束ベクトルの仮振幅を設定する仮設定部と、
（ａ）推定された前記モータ磁束と前記３相モータにおける３相交流座標上のモータ電流を２相座標によって表したものである軸電流との第１内積、又は、（ｂ）前記３相モータの永久磁石の推定された磁石磁束と前記３相モータにおける３相交流座標上のモータ電流を２相座標によって表したものである軸電流との第２内積、を用いたフィードバック制御を実行することによって、前記仮振幅を補正して補正振幅を特定する補正部と、
前記指令磁束特定部に与えられるべき前記振幅として前記補正振幅よりも小さい補償用振幅を特定する離散化誤差補償部であって、前記３相モータの速度が高くなればなるほど前記補正振幅と前記補償用振幅との差が大きくなるように、前記補償用振幅を特定する離散化誤差補償部と、を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項８】
３相発電機の発電機磁束が指令磁束ベクトルに追従するように、コンバータを用いて前記３相発電機に電圧ベクトルを印加する発電機制御装置であって、
指令速度を用いて前記発電機磁束の位相が移動するべき制御周期毎の移動量を特定し、特定された前記移動量を用いて前記指令磁束ベクトルの位相を特定する位相特定部と、
前記指令磁束ベクトルの振幅を特定する振幅特定部と、
前記位相特定部で特定された前記指令磁束ベクトルの前記位相と、前記振幅特定部で特定された前記指令磁束ベクトルの前記振幅と、を用いて前記指令磁束ベクトルを特定する指令磁束特定部と、
を備えた発電機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置及び発電機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、３相モータの駆動方法としては、種々の方法が知られている。３相モータの駆動方法の一例は、直接トルク制御（DTC:Direct Torque Control）である。速度制御系で構成された直接トルク制御の一例では、図１８に示すようなモータ制御部９０３が用いられる。モータ制御部９０３では、ｕ，ｗ／α，β変換部９０６によって、相電流ｉu，ｉwが、軸電流ｉα，ｉβに変換される。モータ磁束推定部９０８によって、モータ磁束が推定される（推定磁束Ψsが求められる）。推定磁束Ψsのα軸成分及びβ軸成分をそれぞれ推定磁束Ψα，Ψβと記載する。速度・位置演算部９６２によって、推定磁束Ψsから、３相モータの速度及びモータ磁束の位相が推定される（推定速度ωr及び推定磁束Ψsの位相θsが求められる）。トルク推定部９６３によって、推定磁束Ψs及び軸電流ｉα，ｉβから、モータトルクが推定される（推定トルクＴeが求められる）。速度制御部９６４によって、現在の推定速度ωrが指令速度ωref*に一致するように、指令トルクＴe*が生成される。振幅特定部９６１によって、指令トルクＴe*から指令振幅｜Ψs*｜が生成される。トルク偏差演算部９１１によって、推定トルクＴeと指令トルクＴe*との偏差（トルク偏差）ΔＴが求められる。指令磁束特定部９１２によって、指令振幅｜Ψs*｜、トルク偏差ΔＴ及び位相θsから、指令磁束ベクトルΨs*が求められる。指令磁束ベクトルΨs*のα軸成分及びβ軸成分を、それぞれα軸指令磁束Ψα*、β軸指令磁束Ψβ*と記載する。α軸磁束偏差演算部９１３ａによって、α軸指令磁束Ψα*と推定磁束Ψαとの偏差（磁束偏差）ΔΨαが求められる。β軸磁束偏差演算部９１３ｂによって、β軸指令磁束Ψβ*と推定磁束Ψβとの偏差（磁束偏差）ΔΨβが求められる。電圧指令演算部９０７によって、磁束偏差ΔΨα，ΔΨβ及び軸電流ｉα，ｉβから、軸電圧ｖα*，ｖβ*が求められる。α，β／ｕ，ｖ，ｗ変換部９０９によって、軸電圧ｖα*，ｖβ*が、指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*に変換される。指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*に対応する電圧ベクトルが３相モータに印加されるように、インバータのスイッチングがなされる。速度制御系の構成は、冷凍空調装置における圧縮機の駆動の際等に用いられる。
【０００３】
直接トルク制御によれば、エンコーダ、レゾルバ等の位置センサを省略できる。
【０００４】
特許文献１、非特許文献１、非特許文献２及び非特許文献３には、直接トルク制御を用いたモータ制御装置に関連する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４９７２１３５号明細書
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】井上征則、森本茂雄、真田雅之、武田洋次、「直接トルク制御による埋込磁石同期モータのトルクリプル低減と弱め磁束制御（Torque ripple reduction, and flux-weakening control for interior permanent magnet synchronous motor based on direct torque control）」，平成１８年電気学会全国大会講演論文集，電気学会，平成１８年３月，第４分冊，４−１０６，ｐ．１６６−１６７
【非特許文献２】松山哲也・吉本淳貴・富樫仁夫・井上征則・森本茂雄：「直接トルク制御を用いたモータドライブシステムにおける離散化誤差補償方法」，電学研資, ＭＤ−１４−０８６／ＲＭ−１４−０４９／ＶＴ−１４−０２１，ｐｐ．７５−７９  （２０１４）
【非特許文献３】井上征則、森本茂雄、真田雅之、「永久磁石同期モータを駆動する直接トルク制御のためのトルクと磁束の指令値作成法とトルク制御器のワインドアップ対策（A reference value calculation scheme for torque and flux and an anti-windup implementation of torque controller for direct torque control of permanent magnet synchronous motor）」電気学会論文誌Ｄ,１３０巻，６号，ｐ．７７７−７８４（２０１０年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のモータ制御装置には、設計の煩雑さの点で改善の余地がある。また、制御性能の点でも改善の余地がある。本発明は、このような事情に鑑みてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本開示は、
３相モータのモータ磁束が指令磁束ベクトルに追従するように、インバータを用いて前記３相モータに電圧ベクトルを印加するモータ制御装置であって、
指令速度を用いて前記モータ磁束の位相が移動するべき制御周期毎の移動量を特定し、特定された前記移動量を用いて前記指令磁束ベクトルの位相を特定する位相特定部と、
前記指令磁束ベクトルの振幅を特定する振幅特定部と、
前記位相特定部で特定された前記指令磁束ベクトルの前記位相と、前記振幅特定部で特定された前記指令磁束ベクトルの前記振幅と、を用いて前記指令磁束ベクトルを特定する指令磁束特定部と、
を備えたモータ制御装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
上記のモータ制御装置によれば、設計の煩雑さを緩和することが可能となる。また、制御性能の低下が防止され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】モータ制御装置のブロック図
【図２】ｄｑ座標系及びαβ座標系を説明するための図
【図３】第１の実施形態のモータ制御部のブロック図
【図４】第１の実施形態の位相特定部のブロック図
【図５】インバータの構成図
【図６】変形例１−１のモータ制御部のブロック図
【図７】変形例１−１のトルク推定部のブロック図
【図８】変形例１−１の位相特定部のブロック図
【図９Ａ】変形例１−２Ａのモータ制御部のブロック図
【図９Ｂ】変形例１−２Ｂのモータ制御部のブロック図
【図１０Ａ】変形例１−２Ａの振幅修正量生成部のブロック図
【図１０Ｂ】変形例１−２Ｂの振幅修正量生成部のブロック図
【図１１】変形例１−３のモータ制御部のブロック図
【図１２】第２の実施形態のモータ制御部のブロック図
【図１３】第２の実施形態の位相特定部のブロック図
【図１４Ａ】変形例２−１Ａのモータ制御部のブロック図
【図１４Ｂ】変形例２−１Ｂのモータ制御部のブロック図
【図１４Ｃ】変形例２−１Ｃのモータ制御部のブロック図
【図１４Ｄ】変形例２−１Ｄのモータ制御部のブロック図
【図１５Ａ】変形例２−１Ａの位相特定部のブロック図
【図１５Ｂ】変形例２−１Ｂの位相特定部のブロック図
【図１５Ｃ】変形例２−１Ｃの位相特定部のブロック図
【図１５Ｄ】変形例２−１Ｄの位相特定部のブロック図
【図１６】変形例２−２のモータ制御部のブロック図
【図１７】変形例２−３のモータ制御部のブロック図
【図１８】従来のモータ制御部のブロック図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明者らの検討によると、従来のモータ制御装置では、速度制御部の存在がモータ制御装置の設計を煩雑にしている。また、速度制御部の存在は、制御性能を低下させていた。制御性能の低下は、３相モータの速度が低い場合には顕在化する。本発明者らは、このような事情に鑑み、速度制御部を必須としないモータ制御装置を提供することを検討した。
【００１２】
すなわち、本開示の第１態様は、
３相モータのモータ磁束が指令磁束ベクトルに追従するように、インバータを用いて前記３相モータに電圧ベクトルを印加するモータ制御装置であって、
指令速度を用いて前記モータ磁束の位相が移動するべき制御周期毎の移動量を特定し、特定された前記移動量を用いて前記指令磁束ベクトルの位相を特定する位相特定部と、
前記指令磁束ベクトルの振幅を特定する振幅特定部と、
前記位相特定部で特定された前記指令磁束ベクトルの前記位相と、前記振幅特定部で特定された前記指令磁束ベクトルの前記振幅と、を用いて前記指令磁束ベクトルを特定する指令磁束特定部と、
を備えたモータ制御装置を提供する。
【００１３】
第１態様によれば、速度制御部を必須としないモータ制御装置を容易に構成できる。従って、モータ制御装置の設計を煩雑さを緩和できる。また、制御性能の低下が防止され得る。
【００１４】
本開示の第２態様は、第１態様に加え、前記移動量を積算することによって、前記指令磁束ベクトルの前記位相を特定する、モータ制御装置を提供する。
【００１５】
第２態様によれば、指令磁束ベクトルの位相を容易に特定することができる。また、第２態様によれば、フィードフォーワード制御によって指令磁束ベクトルの位相を特定することができる。このことは、モータ制御装置の演算負荷の軽減に繋がる。
【００１６】
本開示の第３態様は、第１態様に加え、
前記３相モータにおける３相交流座標上のモータ電流を２相座標によって表したものである軸電流と、前記３相モータに印加されるべき前記電圧ベクトルを前記２相座標によって表したものである軸電圧と、を用いて前記３相モータに印加されている前記モータ磁束を推定するモータ磁束推定部と、
推定された前記モータ磁束を用いて、前記モータ磁束の前記位相を推定する位相推定部と、をさらに備え、
前記位相特定部は、前記位相推定部で推定された前記モータ磁束の前記位相と、前記移動量と、を用いて前記指令磁束ベクトルの前記位相を特定する、モータ制御装置を提供する。
【００１７】
第３態様によれば、指令磁束ベクトルの位相を容易に特定することができる。また、第３態様では、指令磁束ベクトルの位相の特定に推定されたモータ磁束が用いられ、その推定には軸電流が用いられる。このことは、指令磁束ベクトルの位相の特定にモータ電流の情報が反映されることを意味し、指令磁束ベクトルの位相を適切に設定することに寄与し、３相モータの駆動を安定させることに役立つ。
【００１８】
本開示の第４態様は、第１から第３態様のいずれか１つに加え、
前記位相特定部は、（ｉ）推定されたモータトルクの振動成分を用いて前記指令速度を補正し、補正された前記指令速度を用いて前記移動量を特定し、特定された前記移動量を用いて前記指令磁束ベクトルの前記位相を特定する、又は、（ii）前記指令速度を用いて前記移動量を特定し、特定された前記移動量を推定されたモータトルクの振動成分を用いて補正し、補正された前記移動量を用いて前記指令磁束ベクトルの前記位相を特定する、モータ制御装置を提供する。
【００１９】
第４態様によれば、指令磁束ベクトルの位相を特定する際にモータトルクの振動成分の情報が反映される。このことは、３相モータの駆動を安定させることに役立つ。
【００２０】
本開示の第５態様は、第１から第４態様のいずれか１つに加え、
前記振幅特定部は、
前記指令磁束ベクトルの仮振幅を設定する仮設定部と、
（ａ）推定された前記モータ磁束と前記３相モータにおける３相交流座標上のモータ電流を２相座標によって表したものである軸電流との第１内積、又は、（ｂ）前記３相モータの永久磁石の推定された磁石磁束と前記３相モータにおける３相交流座標上のモータ電流を２相座標によって表したものである軸電流との第２内積、を用いたフィードバック制御を実行することによって、前記仮振幅を補正して前記指令磁束特定部に与えられるべき前記振幅として補正振幅を特定する補正部と、を有する、モータ制御装置を提供する。
【００２１】
第５態様における第１内積及び第２内積は、指令磁束ベクトルの振幅（仮振幅）を補正をするための有効な指標である。第５態様に係るモータ制御装置は、そのような第１内積又は第２内積を用いて指令磁束ベクトルの振幅を補正する。このような補正によれば、目的に応じた制御を容易に実現できる。
【００２２】
本開示の第６態様は、第１から第４態様のいずれか１つに加え、
前記振幅特定部は、
前記指令磁束ベクトルの仮振幅を設定する仮設定部と、
前記指令磁束特定部に与えられるべき前記振幅として前記仮振幅よりも小さい補償用振幅を特定する離散化誤差補償部であって、前記３相モータの速度が高くなればなるほど前記仮振幅と前記補償用振幅との差が大きくなるように前記補償用振幅を特定する離散化誤差補償部と、を有する、モータ制御装置を提供する。
【００２３】
離散系でモータ制御装置を構成する場合、３相モータに実際に印加される指令磁束ベクトルの振幅は、指令磁束ベクトルの振幅よりも大きくなる。つまり、離散系でモータ制御装置を構成する場合、いわゆる離散化誤差が生じる。離散化誤差は、３相モータの速度が高くなればなるほど大きくなる。第６態様のモータ制御装置では、離散化誤差を考慮して、実際に３相モータに印加されるべき磁束ベクトルの振幅（仮振幅）よりも小さな振幅（補償用振幅）が指令磁束特定部に与えられる。結果として、離散化誤差が緩和される。
【００２４】
本開示の第７態様は、第１から第４態様のいずれか１つに加え、
前記振幅特定部は、
前記指令磁束ベクトルの仮振幅を設定する仮設定部と、
（ａ）推定された前記モータ磁束と前記３相モータにおける３相交流座標上のモータ電流を２相座標によって表したものである軸電流との第１内積、又は、（ｂ）前記３相モータの永久磁石の推定された磁石磁束と前記３相モータにおける３相交流座標上のモータ電流を２相座標によって表したものである軸電流との第２内積、を用いたフィードバック制御を実行することによって、前記仮振幅を補正して補正振幅を特定する補正部と、
前記指令磁束特定部に与えられるべき前記振幅として前記補正振幅よりも小さい補償用振幅を特定する離散化誤差補償部であって、前記３相モータの速度が高くなればなるほど前記補正振幅と前記補償用振幅との差が大きくなるように、前記補償用振幅を特定する離散化誤差補償部と、を有する、モータ制御装置を提供する。
【００２５】
第７態様によれば、第５態様の効果と第６態様の効果の両方を得ることができる。
【００２６】
本開示の第８態様は、
３相発電機の発電機磁束が指令磁束ベクトルに追従するように、コンバータを用いて前記３相発電機に電圧ベクトルを印加する発電機制御装置であって、
指令速度を用いて前記発電機磁束の位相が移動するべき制御周期毎の移動量を特定し、特定された前記移動量を用いて前記指令磁束ベクトルの位相を特定する位相特定部と、
前記指令磁束ベクトルの振幅を特定する振幅特定部と、
前記位相特定部で特定された前記指令磁束ベクトルの前記位相と、前記振幅特定部で特定された前記指令磁束ベクトルの前記振幅と、を用いて前記指令磁束ベクトルを特定する指令磁束特定部と、
を備えた発電機制御装置を提供する。
【００２７】
本開示の第９態様は、
３相モータのモータ磁束が指令磁束ベクトルに追従するように、インバータを用いて前記３相モータに電圧ベクトルを印加するモータ制御方法であって、
指令速度を用いて前記モータ磁束の位相が移動するべき制御周期毎の移動量を特定し、特定された前記移動量を用いて前記指令磁束ベクトルの位相を特定するステップと、
前記指令磁束ベクトルの振幅を特定するステップと、
特定された前記指令磁束ベクトルの前記位相と、特定された前記指令磁束ベクトルの前記振幅と、を用いて前記指令磁束ベクトルを特定するステップと、
を備えたモータ制御方法を提供する。
【００２８】
本開示の第１０態様は、
３相発電機の発電機磁束が指令磁束ベクトルに追従するように、コンバータを用いて前記３相発電機に電圧ベクトルを印加する発電機制御方法であって、
指令速度を用いて前記発電機磁束の位相が移動するべき制御周期毎の移動量を特定し、特定された前記移動量を用いて前記指令磁束ベクトルの位相を特定するステップと、
前記指令磁束ベクトルの振幅を特定するステップと、
特定された前記指令磁束ベクトルの前記位相と、特定された前記指令磁束ベクトルの前記振幅と、を用いて前記指令磁束ベクトルを特定するステップと、
を備えた発電機制御方法を提供する。
【００２９】
第８〜第１０態様によれば、第１の態様の効果と同様の効果が得られる。
【００３０】
モータ制御装置に関する技術は、発電機制御装置に適用できる。発電機制御装置に関する技術は、モータ制御装置に適用できる。両方の場合において、制御の態様はよく似ているためである。モータと発電機とでは、モータ／発電機を流れる電流の位相が逆となる等の相違があるが、当業者であればこれらの相違を考慮しつつ両制御装置を構成できる。
【００３１】
モータ制御装置及び発電機制御装置に関する技術は、モータ制御方法及び発電機制御方法に適用できる。モータ制御方法及び発電機制御方法に関する技術は、モータ制御装置及び発電機制御装置に適用できる。
【００３２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３３】
（第１の実施形態）
図１に示すように、モータ制御装置１００は、第１電流センサ１０５ａ、第２電流センサ１０５ｂ、モータ制御部１０３及びデューティ生成部１０４を含んでいる。モータ制御装置１００は、インバータ１０１及び３相モータ１０２に接続される。
【００３４】
モータ制御部１０３は、３相モータ１０２の位置センサレス運転を実行するように構成されている。位置センサレス運転は、エンコーダ、レゾルバ等の位置センサを用いない運転である。モータ磁束は、３相モータ１０２に印加されている３相交流座標上の電機子鎖交磁束と、この電機子鎖交磁束を座標変換することにより得た磁束の両方を含む概念である。本明細書では、「振幅」は、単に大きさ（絶対値）を指す場合がある。また、特に断りがない場合は、「速度」は、３相モータ１０２の回転子の角速度（単位：ｒａｄ／ｓ）を表す。
【００３５】
モータ制御装置１００は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）又はマイクロコンピュータにおいて実行される制御アプリケーションによって提供される要素を含んでいてもよい。ＤＳＰ又はマイクロコンピュータは、コア、メモリ、Ａ／Ｄ変換回路及び通信ポート等の周辺装置を含んでいてもよい。また、モータ制御装置１００は、論理回路によって構成された要素を含んでいてもよい。
【００３６】
（モータ制御装置１００を用いた制御の概要）
図１を参照しながら、モータ制御装置１００を用いた制御の概要を説明する。電流センサ１０５ａ，１０５ｂによって、相電流（モータ電流）ｉu，ｉwが検出される。モータ制御部１０３によって、指令速度ωref*及び相電流ｉu，ｉwから、指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*が生成される。指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*の各成分は、それぞれ３相交流座標上のＵ相電圧、Ｖ相電圧及びＷ相電圧に対応する。デューティ生成部１０４によって、指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*から、デューティＤu，Ｄv，Ｄwが生成される。インバータ１０１によって、デューティＤu，Ｄv，Ｄwから、３相モータ１０２に印加するべき電圧ベクトルｖu，ｖv，ｖwが生成される。指令速度ωref*は、上位制御装置からモータ制御装置１００に与えられる。指令速度ωref*は、３相モータ１０２の速度が追従するべき速度を表す。このような制御により、３相モータ１０２は、速度が指令速度ωref*に追従するように制御される。
【００３７】
以下では、α−β座標（２相座標）に基づいてモータ制御装置１００を説明することがある。図２に、α−β座標、Ｕ−Ｖ−Ｗ座標及びｄ−ｑ座標を示す。α−β座標は、固定座標である。α−β座標は、静止座標とも交流座標とも称される。α軸は、Ｕ軸と同一方向に延びる軸として設定される。また、ｄ軸はロータの回転子と一致する軸として定義されており、その位置をθで定義している。また、ｄ軸から９０度進んだ位置をｑ軸として定義している。
【００３８】
（モータ制御部１０３）
図３に示すように、モータ制御部１０３は、ｕ，ｗ／α，β変換部（３相２相座標変換部）１０６、電圧指令演算部１０７、モータ磁束推定部１０８、位相特定部１１１、振幅特定部１１５、指令磁束特定部１１２、α軸磁束偏差演算部１１３ａ、β軸磁束偏差演算部１１３ｂ及びα，β／ｕ，ｖ，ｗ変換部（２相３相座標変換部）１０９を含んでいる。
【００３９】
モータ制御部１０３では、ｕ，ｗ／α，β変換部１０６によって、相電流ｉu，ｉwが、軸電流ｉα，ｉβに変換される。軸電流ｉα，ｉβは、３相モータ１０２のα−β座標上におけるα軸電流ｉα及びβ軸電流ｉβをまとめて記載したものである。モータ磁束推定部１０８によって、軸電流ｉα，ｉβ及び軸電圧（指令軸電圧）ｖα*，ｖβ*から、モータ磁束が推定される（推定磁束Ψsが求められる）。推定磁束Ψsのα軸成分及びβ軸成分をそれぞれ推定磁束Ψα，Ψβと記載する。位相特定部１１１によって、指令速度ωref*から指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*が特定される。振幅特定部１１５によって、指令磁束ベクトルΨs*の振幅｜Ψs*｜（指令振幅｜Ψs*｜）が生成される。指令磁束特定部１１２によって、振幅｜Ψs*｜と位相θs*から、指令磁束ベクトルΨs*が求められる。指令磁束ベクトルΨs*のα軸成分及びβ軸成分を、それぞれα軸指令磁束Ψα*、β軸指令磁束Ψβ*と記載する。α軸磁束偏差演算部１１３ａによって、α軸指令磁束Ψα*と推定磁束Ψαとの偏差（磁束偏差）ΔΨαが求められる。β軸磁束偏差演算部１１３ｂによって、β軸指令磁束Ψβ*と推定磁束Ψβとの偏差（磁束偏差）ΔΨβが求められる。電圧指令演算部１０７によって、磁束偏差ΔΨα，ΔΨβ及び軸電流ｉα，ｉβから、軸電圧ｖα*，ｖβ*が求められる。軸電圧ｖα*，ｖβ*は、３相モータ１０２のα−β座標上におけるα軸指令電圧ｖα*及びβ軸指令電圧ｖβ*をまとめて記載したものである。α，β／ｕ，ｖ，ｗ変換部１０９によって、軸電圧ｖα*，ｖβ*が、指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*に変換される。
【００４０】
このような制御により、３相モータ１０２の速度が指令速度ωref*に追従し、モータ磁束が指令磁束ベクトルΨs*に追従するように、インバータ１０１を介して３相モータ１０２に電圧ベクトルが印加される。
【００４１】
本明細書では、軸電流ｉα，ｉβは、実際に３相モータ１０２を流れる電流ではなく、情報として伝達される電流値を意味する。軸電圧ｖα*，ｖβ*、推定磁束Ψs、指令速度ωref*、指令磁束ベクトルΨs*、指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*等も同様である。
【００４２】
本実施形態の制御に関する各構成要素について、以下で説明する。
【００４３】
（第１電流センサ１０５ａ、第２電流センサ１０５ｂ）
図１に示す第１電流センサ１０５ａ及び第２電流センサ１０５ｂとして、公知の電流センサを用いることができる。本実施形態では、第１電流センサ１０５ａは、ｕ相を流れる相電流ｉuを測定するように設けられている。第２電流センサ１０５ｂは、ｗ相を流れる相電流ｉwを測定するように設けられている。ただし、第１電流センサ１０５ａ及び第２電流センサ１０５ｂは、ｕ相及びｗ相の２相以外の組み合わせの２相の電流を測定するように設けられていてもよい。
【００４４】
（ｕ，ｗ／α，β変換部１０６）
図３に示すｕ，ｗ／α，β変換部１０６は、相電流ｉu，ｉwを軸電流ｉα，ｉβに変換する。具体的に、ｕ，ｗ／α，β変換部１０６は、式（１）及び（２）により、相電流ｉu，ｉwを軸電流ｉα，ｉβに変換して、軸電流ｉα，ｉβを出力する。
【００４５】
【数１】
0006473992.tif 000002
【００４６】
【数２】
0006473992.tif 000003
【００４７】
（モータ磁束推定部１０８）
モータ磁束推定部１０８は、軸電流ｉα，ｉβ及び軸電圧ｖα*，ｖβ*から、推定磁束Ψs（推定磁束Ψα，Ψβ）を求める。具体的に、モータ磁束推定部１０８は、式（３）及び（４）を用いて、推定磁束Ψα，Ψβを求める。式（３）及び（４）におけるΨα|t=0、Ψβ|t=0は、それぞれ推定磁束Ψα，Ψβの初期値である。式（３）及び（４）におけるＲは、３相モータ１０２の巻線抵抗である。モータ磁束推定部１０８がＤＳＰ、マイクロコンピュータ等のディジタル制御装置に組み込まれている場合は、式（３）及び（４）における演算のために必要となる積分器は離散系で構成され得る。この場合の典型例では、１制御周期（１タイムステップ）前における推定磁束Ψα，Ψβに、現在の制御周期に由来する値を加減算する。
【００４８】
【数３】
0006473992.tif 000004
【００４９】
【数４】
0006473992.tif 000005
【００５０】
（位相特定部１１１）
位相特定部１１１は、指令速度ωref*から指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*を特定する。具体的には、図４に示すように、位相特定部１１１は、積分器１１４を有しており、指令速度ωref*を積分して指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*を求める。本実施形態では、位相特定部１１１はディジタル制御装置に組み込まれており、積分器１１４は離散系で構成されている。従って、本実施形態の位相特定部１１１は、位相特定部１１１に入力された指令速度ωref*を用いてモータ磁束Ψsの位相θが移動するべき制御周期毎の移動量を特定し、特定された移動量を用いて指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*を特定すると言える。具体的に、位相特定部１１１は、移動量を積算することによって指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*を特定すると言える。ディジタル制御装置としては、ＤＳＰ、マイクロコンピュータが例示される。
【００５１】
（振幅特定部１１５）
振幅特定部１１５は、指令磁束ベクトルΨs*の振幅｜Ψs*｜を特定する。具体的には、振幅特定部１１５は、式（５）に示すように、磁束パラメータΨaに任意の磁束ΔΨを加算して、振幅｜Ψs*｜を求める。磁束パラメータΨaは、３相モータ１０２における永久磁石が作る磁石磁束の振幅として与えられた定数（モータパラメータ）である。磁束ΔΨは、正の値、負の値又はゼロである。磁束ΔΨは、定数であってもよく、変数であってもよい。
【００５２】
【数５】
0006473992.tif 000006
【００５３】
通常、モータ制御部１０３は、制御の目的に応じて構成される。指令磁束ベクトルΨs*の振幅｜Ψs*｜には、制御の目的に応じた最適値が存在する。従って、磁束ΔΨは、振幅｜Ψs*｜が最適値付近の値となるように設定されることが望ましい。
【００５４】
振幅｜Ψs*｜を特定するための考え方の一例を以下に記載する。従来のモータ制御部９０３（図１８）においては、最小の電流で最大のトルクを発生できる最大トルク／電流制御（ＭＴＰＡ）が行われることがある。ＭＴＰＡを実行する場合に振幅特定部９６１において生成される振幅｜Ψs*｜は、以下の考え方に基づいて設定される。３相モータとして磁気的突極性を有さないモータを用いる場合、モータ磁束の振幅｜Ψs｜及びモータトルクＴは、式（６Ａ）及び（６Ｂ）で概算される。｜Ψa｜は、磁束パラメータである。Ｌは、３相モータの電機子巻線の一相当たりのインダクタンスである。ｉqはｑ軸電流である。Ｐnは、モータの極対数である。式（６Ａ）及び（６Ｂ）から、式（６Ｃ）が導かれる。Ｔを図１８の指令トルクＴe*に、｜Ψs｜を振幅｜Ψs*｜にそれぞれ置き換えることで、指令トルクＴe*と振幅｜Ψs*｜との関係式が導かれる。この関係式を用いれば、指令トルクＴe*から振幅｜Ψs*｜を求めることができる。当然ながら、変換テーブルを作成することもできる。３相モータとして磁気的突極性を有するモータを用いる場合、モータ磁束の振幅｜Ψs｜及びモータトルクＴは、式（６Ｄ）及び（６Ｅ）で概算される。Ｌdは、ｄ軸インダクタンスである。Ｌqは、ｑ軸インダクタンスである。ｉdはｄ軸電流である。ｄ軸電流ｉd及びｑ軸電流ｉqは、式（６Ｆ）の関係を概ね満たす。式（６Ｄ）、（６Ｅ）及び（６Ｆ）によって、変数ｉd，ｉqを用いることなくモータトルクＴからモータ磁束の振幅｜Ψs｜を特定可能な変換テーブルが得られる。Ｔを図１８の指令トルクＴe*に、｜Ψs｜を振幅｜Ψs*｜にそれぞれ置き換えることで、指令トルクＴe*から振幅｜Ψs*｜を特定することができる。本実施形態においては、振幅特定部１１５は指令トルクＴe*を用いない。従って、指令トルクＴe*を用いたフィードバック制御によるＭＴＰＡを行うことはできない。しかしながら、厳密な意味ではＭＴＰＡとは言えないまでも、ＭＴＰＡに準じた制御を行い３相モータ１０２を効率的に動作させることは可能である。例えば、３相モータ１０２の速度に対してモータトルクが一意に定まる等、運転ポイントが分かっている場合がある。詳細は省略するが、このような場合には、３相モータ１０２の速度と、ＭＴＰＡを実現するための振幅｜Ψs*｜との関係も概ね分かっているということになる。このため、振幅特定部１１５として、指令速度ωref*から振幅｜Ψs*｜を特定する近似式又はルックアップテーブルを用いることができる。また、３相モータ１０２の速度とモータトルクとの関係を事前の測定などを通じて把握することもできる。このようにすれば、同様の近似式又はルックアップテーブルを設けることができる。また、上述のように運転ポイントが分かっている場合等には、振幅｜Ψs*｜を定数としても、ある程度高効率に３相モータ１０２を動作させることは可能である。なお、ＭＴＰＡに関しては、公知の文献『武田洋次、森本茂雄、松井信行、本田幸夫、「埋込磁石同期モータの設計と制御」、株式会社オーム社、２００１年１０月２５日発行』、等が参考になる。
【００５５】
【数６】
0006473992.tif 000007
【００５６】
振幅｜Ψs*｜を特定するための考え方の別の一例を以下に記載する。インバータが出力できる電圧には上限がある。このため、インバータから出力される電圧が所定値以下の範囲で制御されるようにモータ制御部を動作させるべき場合がある。この場合には、振幅特定部を、式（７）を用いて振幅｜Ψs*｜を定めるように構成することができる。つまり、振幅特定部を、弱め界磁制御用の振幅｜Ψs*｜を特定するものとすることができる。なお、式（７）におけるＶomは、弱め界磁制御において３相モータ１０２に印加される電圧（電圧ベクトルの振幅）の上限値である。ωは、３相モータ１０２の回転子の速度（ｄ軸の電気角速度）である。本実施形態においては、振幅特定部１１５は３相モータ１０２の回転子の速度ωを用いない。従って、速度ωを用いたフィードバック制御による弱め界磁制御を行うことはできない。しかしながら、式（７）の速度ωに代えて指令速度ωref*を用いて、フィードフォーワード制御による弱め界磁制御を行うことはできる。このようなフィードフォワード制御を行う場合、振幅特定部１１５として、指令速度ωref*から振幅｜Ψs*｜を求める演算子を用いたり、指令速度ωref*から振幅｜Ψs*｜を特定するルックアップテーブルを用いたりすることができる。
【００５７】
【数７】
0006473992.tif 000008
【００５８】
（指令磁束特定部１１２）
指令磁束特定部１１２は、振幅｜Ψs*｜及び位相θs*から、指令磁束ベクトルΨs*（指令磁束Ψα*，Ψβ*）を求める。具体的には、式（８）及び（９）を用いて、指令磁束Ψα*，Ψβ*を求める。
【００５９】
【数８】
0006473992.tif 000009
【００６０】
【数９】
0006473992.tif 000010
【００６１】
（α軸磁束偏差演算部１１３ａ、β軸磁束偏差演算部１１３ｂ）
α軸磁束偏差演算部１１３ａは、指令磁束Ψα*と推定磁束Ψαを取得し、これらの偏差（磁束偏差ΔΨα：Ψα*−Ψα）を求める。β軸磁束偏差演算部１１３ｂは、指令磁束Ψβ*と推定磁束Ψβを取得し、これらの偏差（磁束偏差ΔΨβ：Ψβ*−Ψβ）を求める。磁束偏差演算部１１３ａ，１１３ｂとしては、公知の演算子を用いることができる。
【００６２】
（電圧指令演算部１０７）
電圧指令演算部１０７は、磁束偏差ΔΨα，ΔΨβ及び軸電流ｉα，ｉβから、軸電圧ｖα*，ｖβ*を求める。具体的に、電圧指令演算部１０７は、式（１０）を用いて、α軸指令電圧ｖα*を求める。また、電圧指令演算部１０７は、式（１１）を用いて、β軸指令電圧ｖβ*を求める。
【００６３】
【数１０】
0006473992.tif 000011
【００６４】
【数１１】
0006473992.tif 000012
【００６５】
（α，β／ｕ，ｖ，ｗ変換部１０９）
α，β／ｕ，ｖ，ｗ変換部１０９は、軸電圧ｖα*，ｖβ*を、指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*に変換する。具体的に、α，β／ｕ，ｖ，ｗ変換部１０９は、式（１２）により、軸電圧ｖα*，ｖβ*を指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*に変換して、指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*を出力する。
【００６６】
【数１２】
0006473992.tif 000013
【００６７】
（デューティ生成部１０４）
図１に示すデューティ生成部１０４は、指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*から、デューティＤu，Ｄv，Ｄwを生成する。本実施形態では、デューティ生成部１０４は、指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*の各成分を、各相のデューティＤu，Ｄv，Ｄwに変換する。デューティＤu，Ｄv，Ｄwの生成方法としては、一般的な電圧形インバータに用いられる方法を用いることができる。例えば、デューティＤu，Ｄv，Ｄwは、指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*を、直流電源１１８（図５）の電圧値Ｖdcの半分の値で除すことにより求めてもよい。この場合、デューティＤuは、２×ｖu*／Ｖdcである。デューティＤvは、２×ｖv*／Ｖdcである。デューティＤwは、２×ｖw*／Ｖdcである。デューティ生成部１０４は、デューティＤu，Ｄv，Ｄwを出力する。
【００６８】
（インバータ１０１）
本実施形態では、インバータ１０１はＰＷＭインバータである。図５に示すように、インバータ１０１は、スイッチング素子１１９ａ，１１９ｂ，１１９ｃ，１１９ｄ，１１９ｅ，１１９ｆ及び還流ダイオード１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄ，１２０ｅ，１２０ｆが対になった変換回路、ベースドライバ１１６、平滑コンデンサ１１７及び直流電源１１８を含む。直流電源１１８は、ダイオードブリッジ等によって整流された出力を表す。なお、本明細書では、変換回路及び平滑コンデンサ１１７を併せた構成をインバータと記載する。
【００６９】
インバータ１０１は、ＰＷＭ制御によって３相モータ１０２に電圧ベクトルを印加する。具体的には、３相モータ１０２への給電は、スイッチング素子１１９ａ〜１１９ｆを介して、直流電源１１８から行われる。より具体的には、まず、デューティＤu，Ｄv，Ｄwがベースドライバ１１６に入力される。次に、デューティＤu，Ｄv，Ｄwがスイッチング素子１１９ａ〜１１９ｆを電気的に駆動するためのドライブ信号に変換される。次に、ドライブ信号に従って各スイッチング素子１１９ａ〜１１９ｆが動作する。
【００７０】
本実施形態では、インバータ１０１は、スイッチング素子１１９ａ〜１１９ｆを用いた３相スイッチング回路である。スイッチング素子１１９ａ〜１１９ｆとしては、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）及びＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が挙げられる。
【００７１】
（３相モータ１０２）
図１に示す３相モータ１０２は、モータ制御装置１００の制御対象である。３相モータ１０２には、インバータ１０１によって、電圧ベクトルが印加される。「３相モータ１０２に電圧ベクトルが印加される」とは、３相モータ１０２における３相交流座標上の３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の各々に電圧が印加されることを指す。本実施形態では、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の各々が、相対的に高電圧を有する高電圧相と、相対的に低電圧を有する低電圧相との２種類から選択されるいずれかとなるように、３相モータ１０２が制御される。
【００７２】
本実施形態における３相モータ１０２は、同期モータである。詳細には、本実施形態における３相モータ１０２は、永久磁石同期モータである。３相モータ１０２は、ＳＰＭＳＭ（Surface Permanent Magnet Synchronous Motor）であっても、ＩＰＭＳＭ（Interior Permanent Magnet Synchronous Motor）であってもよい。ＳＰＭＳＭでは、ｄ軸インダクタンスＬdとｑ軸インダクタンスＬqとが同じである。ＩＰＭＳＭは、ｄ軸インダクタンスＬdとｑ軸インダクタンスＬqとが相違する突極性（一般には、Ｌq＞Ｌdの逆突極性）を有する。ＩＰＭＳＭは、マグネットトルクに加えてリラクタンストルクも利用できる。このため、ＩＰＭＳＭの駆動効率は極めて高い。
【００７３】
本実施形態に係るモータ制御装置１００は、速度制御部（図１８の速度制御部９６４）を必須としない。従って、速度制御部に由来する設計の煩雑さを回避できる。また、速度制御部の存在による制御性能の低下も回避できる。
【００７４】
本実施形態では、位相特定部１１１は、指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*を容易に特定することができる。本実施形態では、位相特定部１１１は、指令速度ωref*を用いたフィードフォーワード制御によって位相θs*を特定する。フィードフォーワード制御によれば、フィードバック制御に比べて、演算負荷が軽減される。
【００７５】
（変形例１−１）
以下、変形例１−１のモータ制御装置について説明する。なお、変形例１−１では、第１の実施形態と同様の部分については同一符号を付し、説明を省略することがある。
【００７６】
図６に示すように、変形例１−１のモータ制御部２０３は、位相特定部１１１に代えて位相特定部２１１を有している。また、モータ制御部２０３は、トルク推定部２１６を有している。
【００７７】
モータ制御部２０３では、トルク推定部２１６によって、推定磁束Ψα，Ψβと、軸電流ｉα，ｉβから、トルクが推定される（推定トルクＴeが求められる）。位相特定部２１１によって、指令速度ωref*と推定トルクＴeとから、指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*が特定される。
【００７８】
（トルク推定部２１６）
図７に示すように、トルク推定部２１６は、式（１３）を用いて、推定トルクＴeを求める。式（１３）におけるＰnは、３相モータ１０２の極対数である。
【００７９】
【数１３】
0006473992.tif 000014
【００８０】
（位相特定部２１１）
位相特定部２１１は、指令速度ωref*と推定トルクＴeとから、指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*を特定する。図８に示すように、位相特定部２１１は、ハイパスフィルタ２６１と、ゲイン乗算部２６２と、速度偏差演算部２２３と、速度偏差積分器２１４と、を有している。位相特定部２１１は、離散系で構成されている。
【００８１】
（ハイパスフィルタ２６１）
ハイパスフィルタ２６１は、推定トルクＴeの振動成分（トルク振動成分）ＴHのみを特定（抽出）する。
【００８２】
（ゲイン乗算部２６２）
ゲイン乗算部２６２は、トルク振動成分ＴHにゲインＫ1を乗じて速度振動成分Ｋ1ＴHを特定する。
【００８３】
ハイパスフィルタ２６１及びゲイン乗算部２６２の動作は、式（１４）によって表現される。ｇはカットオフ周波数であり、単位は［ｒａｄ／ｓ］である。ｓはラプラス演算子である。
【００８４】
【数１４】
0006473992.tif 000015
【００８５】
（速度偏差演算部２２３）
速度偏差演算部２２３は、指令速度ωref*と速度振動成分Ｋ1ＴHの速度偏差ωref*−Ｋ1ＴHを演算する。ωref*−Ｋ1ＴHは、補正された指令速度と考えることができる。
【００８６】
（速度偏差積分器２１４）
速度偏差積分器２１４は、速度偏差ωref*−Ｋ1ＴHを積分する。これにより、指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*を得る。変形例１−１の速度偏差積分器２１４は離散系で構成されている。従って、速度偏差積分器２１４は、速度偏差（補正された指令速度）ωref*−Ｋ1ＴHを用いてモータ磁束Ψsの位相θが移動するべき制御周期毎の移動量を特定し、特定された移動量を用いて（具体的には積算して）指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*を特定すると言える。
【００８７】
速度偏差演算部２２３及び速度偏差積分器２１４の動作は、式（１５）によって表現される。
【００８８】
【数１５】
0006473992.tif 000016
【００８９】
変形例１−１では、トルク推定部２１６において、推定されたモータ磁束（推定磁束Ψs）と、軸電流ｉα，ｉβと、を用いてモータトルクを推定する（推定トルクＴeを求める）。位相特定部２１１は、ハイパスフィルタ２６１によって、推定トルクＴeから、モータトルクの振動成分（トルク振動成分）ＴHを推定（特定）する。位相特定部２１１は、推定されたトルク振動成分ＴHを用いて指令速度ωref*を補正し、補正された指令速度ωref*−Ｋ1ＴHを用いて移動量を特定し、特定された移動量を用いて（具体的には、積算して）指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*を特定している。変形例１−１によれば、３相モータ１０２の速度が指令速度ωref*から逸脱することを防止することができる。従って、モータ制御部２０３を用いれば、モータ制御部１０３を用いる場合よりも、３相モータ１０２を安定して駆動させることができる。
【００９０】
なお、位相特定部２１１に多少の変更を加えても変形例１−１の効果と同様の効果を得ることができる。例えば、ハイパスフィルタ２６１とゲイン乗算部２６２との間にトルク振動成分ＴHに−１を乗ずる符号反転部を設けるとともに、速度偏差演算部２２３を加算部に置き換えてもよい。このような変更を加え、トルク振動成分ＴHに代えて該振動成分に−１を乗じたもの（−ＴH）を用いても、同様の効果が得られる。
【００９１】
（変形例１−２Ａ）
以下、変形例１−２Ａのモータ制御装置について説明する。なお、変形例１−２Ａでは、変形例１−１と同様の部分については同一符号を付し、説明を省略することがある。
【００９２】
図９Ａに示すように、変形例１−２Ａのモータ制御部３０３ａは、振幅特定部１１５に代えて振幅特定部３１５ａを有している。
【００９３】
（振幅特定部３１５ａ）
振幅特定部３１５ａは、軸電流ｉα，ｉβと推定磁束Ψs（推定磁束Ψα，Ψβ）とから、指令磁束特定部１１２に与えられるべき振幅として補正振幅｜Ψs**｜を特定する。振幅特定部３１５ａは、仮設定部３３０と、振幅修正量生成部３１７ａと、加算部３３１とを有している。
【００９４】
（仮設定部３３０）
仮設定部３３０では、指令磁束ベクトルΨs*の仮振幅｜Ψs*｜が設定（特定）される。本実施形態では、仮設定部３３０に、予め仮振幅｜Ψs*｜が格納されている。仮振幅｜Ψs*｜は、先の実施形態で説明した振幅特定部１１５で特定される振幅｜Ψs*｜に対応する。本実施形態では、仮振幅｜Ψs*｜は、前述のＭＴＰＡに準じた制御の例に倣い、事前に指令速度ωref*と対応づけられている。ただし、変形例１−２Ａでは、振幅修正量生成部３１７ａを用いるので、仮振幅｜Ψs*｜を定数としても、高い精度でＭＴＰＡを実現することができる。例えば、仮振幅｜Ψs*｜を、磁束パラメータΨaとすることができる。
【００９５】
（振幅修正量生成部３１７ａ）
振幅修正量生成部３１７ａは、軸電流ｉα，ｉβと推定磁束Ψs（推定磁束Ψα，Ψβ）とから、振幅修正量ΔΨを特定する。図１０Ａに示すように、振幅修正量生成部３１７ａは、誤差パラメータ演算部３２１ａと、誤差パラメータ偏差演算部３２２と、ＰＩ補償部３２３とを有している。
【００９６】
振幅修正量生成部３１７ａは、ｄ軸インダクタンスＬdとｑ軸インダクタンスＬqとが相違する場合でも、一致する場合においても、同じ動作を実施する。具体的には、インダクタンス差がある場合において、インダクタンスＬとして、ｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタンスとの間の値を用いることができる。また、磁気的突極性が大きくない場合は、Ｌ＝Ｌdと取り扱っても差し支えがない。つまり、インダクタンスの値として、ｄ軸インダクタンスの値、ｄ軸インダクタンスよりも大きくｑ軸インダクタンスよりも小さい値、又はｄ軸インダクタンスよりも小さくｑ軸インダクタンスよりも大きい値を用いることができる。
【００９７】
特許文献１は、上記のようにインダクタンスＬを設定する上で参考になる。特許文献１には、ｄｍ−ｑｍ座標系に関する技術が記載されている。ｄｍ−ｑｍ座標系は、埋込磁石構造の永久磁石同期モータ等の磁気的突極性を有するモータを、磁気的突極性を有していない永久磁石同期モータと同様に扱うことを可能とする。ｄｍ−ｑｍ座標系を用い、ｄｍ軸電流（制御座標系ではγ軸電流）をゼロにすることによって、最大トルク制御（最大トルク／電流制御）を行うことができる。３相モータ１０２が磁気的突極性を有する場合、ｄ軸電流をｄｍ軸電流に、磁石磁束Ψaを拡張鎖交磁束ベクトルΦexmに、インダクタンスＬを仮想インダクタンスＬmに、それぞれ置き換えることができる。ｄｍ軸電流、拡張鎖交磁束ベクトルΦexm及び仮想インダクタンスＬmの詳細については、特許文献１（数式３６及び段落０１８２〜０１８３等）を参照されたい。なお、Ｌmは、Ｌd≦Ｌm＜Ｌqを満たす。また、インダクタンス差がない場合においては、ｄｍ−ｑｍ座標系と、一般的なｄ−ｑ座標系とは一致し、Ｌｍ＝Ｌｄ＝Ｌｑとすればよい。すなわち、インダクタンス差がある場合についての考え方は、インダクタンス差がない場合の考え方を包含することになる。
【００９８】
（誤差パラメータ演算部３２１ａ）
誤差パラメータ演算部３２１ａは、仮想インダクタンス（３相モータ１０２のインダクタンス）Ｌmと軸電流ｉα，ｉβと推定磁束Ψs（推定磁束Ψα，Ψβ）とから、誤差パラメータεを演算する。具体的には、まず、電機子反作用磁束を推定する（推定電機子反作用磁束Ｌmｉaを求める）。推定電機子反作用磁束Ｌmｉaのα軸成分及びβ軸成分を、それぞれ推定電機子反作用磁束Ｌmｉα、推定電機子反作用磁束Ｌmｉβと記載する。推定電機子反作用磁束Ｌmｉα、推定電機子反作用磁束Ｌmｉβは、仮想インダクタンスＬmと、軸電流ｉα，ｉβとの積である。次に、推定磁束Ψs（推定磁束Ψα，Ψβ）及び推定電機子反作用磁束Ｌmｉa（推定電機子反作用磁束Ｌmｉα，Ｌmｉβ）から、磁石磁束を推定する（推定磁石磁束Ψ’aeを求める）。推定磁石磁束Ψ’aeのα軸成分及びβ軸成分を、それぞれ推定磁石磁束Ψ’aeα，Ψ’aeβと記載する。具体的には、式（１６）及び（１７）に示すように、推定磁束Ψα，Ψβから推定電機子反作用磁束Ｌmｉα，Ｌmｉβを減じることにより推定磁石磁束Ψ’aeα，Ψ’aeβを求める。次に、推定磁石磁束Ψ’aeα，Ψ’aeβと軸電流ｉα，ｉβとから誤差パラメータεを式（１８）のように計算する。
【００９９】
【数１６】
0006473992.tif 000017
【０１００】
【数１７】
0006473992.tif 000018
【０１０１】
【数１８】
0006473992.tif 000019
【０１０２】
（誤差パラメータ偏差演算部３２２）
誤差パラメータ偏差演算部３２２は、指令誤差パラメータε*と誤差パラメータεを取得し、これらの偏差（誤差パラメータ偏差Δε：ε*−ε）を求める。誤差パラメータ偏差演算部３２２としては、公知の演算子を用いることができる。指令誤差パラメータε*は、任意の値とすることができる。変形例１−２Ａでは、振幅修正量生成部３１７ａは、ＭＴＰＡ用に構成されている。ＭＴＰＡが成立するには、推定磁石磁束Ψ’aeと軸電流ｉα，ｉβとを直交させる必要がある。そこで、変形例１−２Ａでは、推定磁石磁束Ψ’aeと軸電流ｉα，ｉβとの内積をゼロにするために、指令誤差パラメータε*をゼロに設定している。
【０１０３】
（ＰＩ補償部３２３）
ＰＩ補償部３２３は、誤差パラメータ偏差Δεを取得し、これがゼロとなるように振幅修正量ΔΨを特定する。具体的には、式（１９）に示すように、誤差パラメータ偏差Δεを入力とする比例・積分演算を実施することにより振幅修正量ΔΨを求める。上述のように、変形例１−２Ａでは、誤差パラメータ偏差演算部３２２において、ＭＴＰＡ用の誤差パラメータ偏差Δεが生成される。従って、ＰＩ補償部３２３において、ＭＴＰＡに適合した振幅修正量ΔΨが生成される。
【０１０４】
【数１９】
0006473992.tif 000020
【０１０５】
（加算部３３１）
加算部３３１は、仮振幅｜Ψs*｜と振幅修正量ΔΨとから、補正振幅｜Ψs**｜を特定する。補正振幅｜Ψs**｜は、仮振幅｜Ψs*｜と振幅修正量ΔΨとの合計である。
【０１０６】
加算部３３１（振幅特定部３１５ａ）で特定された補正振幅｜Ψs**｜は、指令磁束特定部１１２によって用いられる。指令磁束特定部１１２では、先の実施形態で説明した振幅｜Ψs*｜に代えて補正振幅｜Ψs**｜を用いて、指令磁束ベクトルΨs*（指令磁束Ψα*，Ψβ*）を特定する。
【０１０７】
変形例１−２Ａでは、振幅特定部３１５ａは、指令磁束ベクトルΨs*の仮振幅｜Ψs*｜を特定する仮設定部３３０を有している。また、振幅特定部３１５ａは、３相モータ１０２の永久磁石の推定された磁石磁束（推定磁石磁束Ψ’aeα，Ψ’aeβ）と軸電流ｉα，ｉβとの内積（第２内積）を用いたフィードバック制御を実行することによって、仮振幅｜Ψs*｜を補正して指令磁束特定部１１２に与えられるべき振幅として補正振幅｜Ψs**｜を特定する補正部ａ（振幅修正量生成部３１７ａ及び加算部３３１）を有している。具体的に、変形例１−２Ａでは、仮振幅｜Ψs*｜はＭＴＰＡ用に設定されており、その仮振幅｜Ψs*｜がＭＴＰＡに適合した振幅修正量ΔΨにより補正されることによって補正振幅｜Ψs**｜が生成される。従って、変形例１−２Ａによれば、高い精度でＭＴＰＡを行うことが可能となる。すなわち、変形例１−２Ａのモータ制御部３０３ａを用いれば、モータ制御部２０３を用いる場合よりも、３相モータ１０２を効率よく駆動させることができる。
【０１０８】
変形例１−２Ａでは、振幅特定部３１５ａがＭＴＰＡ用に構成されている場合について説明した。しかし、振幅特定部３１５ａを、弱め界磁制御用等、他の制御用に構成することもできる。振幅修正量生成部３１７ａは、推定磁石磁束Ψ’aeα，Ψ’aeβと軸電流ｉα，ｉβから、３相モータ１０２の無効電力に相関のある物理量を求め、その物理量を所望の値に制御するための振幅修正量ΔΨを生成できる構成を有していればよい。なお、変形例１−２Ａにおいては、無効電力に相関のある物理量は、推定磁石磁束Ψ’aeα，Ψ’aeβと軸電流ｉα，ｉβとの内積である。
【０１０９】
（変形例１−２Ｂ）
以下、変形例１−２Ｂのモータ制御装置について説明する。なお、変形例１−２Ｂでは、変形例１−２Ａと同様の部分については同一符号を付し、説明を省略することがある。
【０１１０】
図９Ｂに示すように、変形例１−２Ｂのモータ制御部３０３ｂは、振幅特定部３１５ａに代えて振幅特定部３１５ｂを有している。振幅特定部３１５ｂは、振幅修正量生成部３１７ａに代えて振幅修正量生成部３１７ｂを有している。
【０１１１】
（振幅修正量生成部３１７ｂ）
図１０Ｂに示すように、振幅修正量生成部３１７ｂは、誤差パラメータ演算部３２１ｂと、誤差パラメータ偏差演算部３２２と、ＰＩ補償部３２３とを有している。
【０１１２】
（誤差パラメータ演算部３２１ｂ）
誤差パラメータ演算部３２１ｂは、仮想インダクタンスＬm（３相モータ１０２のインダクタンス）と軸電流ｉα，ｉβと推定磁束Ψs（推定磁束Ψα，Ψβ）とから、誤差パラメータεを演算する。具体的には、推定磁束Ψs（推定磁束Ψα，Ψβ）と軸電流ｉα，ｉβとの内積Ψαｉα＋Ψβｉβを特定する。仮想インダクタンスＬmと、軸電流ｉα，ｉβとから、仮想インダクタンスと電流の振幅の２乗との積Ｌm（ｉα2＋ｉβ2）を特定する。内積Ψαｉα＋Ψβｉβから積Ｌm（ｉα2＋ｉβ2）を減じて差Ψαｉα＋Ψβｉβ−Ｌm（ｉα2＋ｉβ2）を特定し、誤差パラメータεを得る。誤差パラメータ演算部３２１ｂが行う演算は、式（２０）により表現される。
【０１１３】
【数２０】
0006473992.tif 000021
【０１１４】
変形例１−２Ｂでは、振幅特定部３１５ｂは、指令磁束ベクトルΨs*の仮振幅｜Ψs*｜を特定する仮設定部３３０を有している。また、振幅特定部３１５ｂは、推定されたモータ磁束（推定磁束Ψα，Ψβ）と軸電流ｉα，ｉβとの内積（第１内積）Ψαｉα＋Ψβｉβを用いたフィードバック制御を実行することによって、仮振幅｜Ψs*｜を補正して指令磁束特定部１１２に与えられるべき振幅として補正振幅｜Ψs**｜を特定する補正部ｂ（振幅修正量生成部３１７ｂ及び加算部３３１）を有している。変形例１−２Ｂの振幅修正量生成部３１７ｂでは、変形例１−２Ａの振幅修正量生成部３１７ａで用いた式とは異なる式を用いるものの、変形例１−２Ａのときと同じ振幅修正量ΔΨを特定する。従って、変形例１−２Ｂのモータ制御部３０３ｂを用いれば、モータ制御部３０３ａを用いる場合と同じ効果を得ることができる。
【０１１５】
変形例１−２Ｂでは、振幅特定部３１５ｂがＭＴＰＡ用に構成されている場合について説明した。しかし、振幅特定部３１５ｂを、弱め界磁制御用等、他の制御用に構成することもできる。振幅修正量生成部３１７ｂは、推定磁束Ψα，Ψβと軸電流ｉα，ｉβから、３相モータ１０２の無効電力に相関のある物理量を求め、その物理量を所望の値に制御するための振幅修正量ΔΨを生成できる構成を有していればよい。なお、変形例１−２Ｂでは、無効電力に相関のある物理量として、推定磁束Ψs（推定磁束Ψα，Ψβ）と軸電流ｉα，ｉβとの内積Ψαｉα＋Ψβｉβを求めている。
【０１１６】
また、振幅修正量生成部は、３相モータ１０２の無効電力を求め、その無効電力を所望の値に制御するための振幅修正量ΔΨを生成できる構成を有するものであってもよい。この場合、無効電力は、内積Ψαｉα＋Ψβｉβに指令速度ωref*を乗じることで求めることができる。推定磁束Ψsの位相を微分して３相モータ１０２の速度を推定し、その速度を内積Ψαｉα＋Ψβｉβに乗じることで無効電力を求めることもできる。また、軸電流ｉα，ｉβと軸電圧ｖα*，ｖβ*とから無効電力を求めることもできる。
【０１１７】
（変形例１−３）
以下、本発明における変形例１−３のモータ制御装置について説明する。なお、変形例１−３では、変形例１−２Ａと同様の部分については同一符号を付し、説明を省略することがある。
【０１１８】
図１１に示すように、変形例１−３のモータ制御部４０３は、振幅特定部３１５ａに代えて振幅特定部４１５を有している。
【０１１９】
（振幅特定部４１５）
振幅特定部４１５は、軸電流ｉα，ｉβと推定磁束Ψs（推定磁束Ψα，Ψβ）とから、指令磁束特定部１１２に与えられるべき振幅として補償用振幅｜Ψs***｜を特定する。振幅特定部４１５は、仮設定部３３０、振幅修正量生成部３１７ａ及び加算部３３１に加え、離散化誤差補償部４３２を有している。
【０１２０】
（離散化誤差補償部４３２）
離散化誤差補償部４３２は、補正振幅｜Ψs**｜から、補償用振幅｜Ψs***｜を特定する。具体的に、離散化誤差補償部４３２は、式（２１）又は式（２２）を用いて、補償用振幅｜Ψs***｜を特定する。式（２２）は、式（２１）の近似式である。Ｔsは、制御周期（サンプリング周期）である。ωは、３相モータ１０２の速度である。
【０１２１】
【数２１】
0006473992.tif 000022
【０１２２】
【数２２】
0006473992.tif 000023
【０１２３】
式（２１）及び（２２）の役割について、簡単に説明する。３相モータ１０２に実際に印加されるモータ磁束Ψsの振幅｜Ψs｜と指令磁束ベクトルΨs*の振幅｜Ψs*｜とは、厳密には一致しない。つまり、いわゆる離散化誤差が生じる。離散化誤差は、高速駆動時等のように、１サンプリング周期Ｔsにおける３相モータ１０２の移動量が大きい場合に顕在化する。そこで、変形例１−３では、この誤差を緩和するべく、式（２１）又は（２２）を用いた制御を行っている。式（２１）又は（２２）の意味の詳細については、非特許文献２を参照されたい。なお、式（２１）又は式（２２）に基づく制御は、演算により行われてもよく、テーブルを用いて行われてもよい。また、式（２１）又は式（２２）で用いられる速度ωとしては、例えば、指令速度ωref*を用いることができる。また、推定磁束Ψsの位相を微分して３相モータ１０２の速度を推定し、推定した速度を式（２１）又は式（２２）の速度ωとして用いることもできる。推定磁束Ψsの位相の特定には後述の位相推定部５１８を用いることができ、その位相の微分には公知の演算子を用いることができる。
【０１２４】
変形例１−３では、変形例１−２Ａで説明した仮設定部３３０、振幅修正量生成部３１７ａ及び加算部３３１に加え、離散化誤差補償部４３２が用いられている。式（２１）及び（２２）から理解されるように、離散化誤差補償部４３２は、指令磁束特定部１１２に与えられるべき振幅として、補正振幅｜Ψs**｜よりも小さい補償用振幅｜Ψs***｜を特定するものであって、３相モータ１０２の速度が高くなればなるほど補正振幅｜Ψs**｜と補償用振幅｜Ψs***｜との差が大きくなるように、補償用振幅｜Ψs***｜を特定するものである。変形例１−３の振幅特定部４１５は、このような離散化誤差補償部４３２を有している。従って、離散化誤差が緩和される。
【０１２５】
なお、変形例１−３における振幅特定部４１５から、振幅修正量生成部３１７ａ及び加算部３３１を省略することもできる。このようにした場合、離散化誤差補償部４３２は、仮振幅｜Ψs*｜から、補償用振幅｜Ψs***｜を特定することになる。つまり、式（２１）及び（２２）の補正振幅｜Ψs**｜が仮振幅｜Ψs*｜に変更されることになる。この場合には、離散化誤差補償部４３２は、指令磁束特定部１１２に与えられるべき振幅として、仮振幅｜Ψs*｜よりも小さい補償用振幅｜Ψs***｜を特定するものであって、３相モータ１０２の速度が高くなればなるほど仮振幅｜Ψs*｜と補償用振幅｜Ψs***｜との差が大きくなるように補償用振幅｜Ψs***｜を特定するものということになる。
【０１２６】
なお、振幅修正量生成部３１７ａに代えて、振幅修正量生成部３１７ｂを用いてもよい。
【０１２７】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態のモータ制御装置について説明する。なお、第２の実施形態では、第１の実施形態と同様の部分については同一符号を付し、説明を省略することがある。
【０１２８】
図１２に示すように、第２の実施形態のモータ制御部５０３は、位相特定部１１１に代えて、位相特定部５１１を有している。また、モータ制御部５０３は、位相推定部５１８を有している。
【０１２９】
（位相推定部５１８）
位相推定部５１８は、推定磁束Ψs（推定磁束Ψα，Ψβ）から推定磁束Ψsの位相θsを特定する。具体的に、位相推定部５１８は、式（２３）により、推定磁束Ψsの位相θsを求める。
【０１３０】
【数２３】
0006473992.tif 000024
【０１３１】
（位相特定部５１１）
位相特定部５１１は、指令速度ωref*と推定磁束の位相θsから、指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*を求める。図１３に示すように、位相特定部５１１は、乗算部５２０と、位相加算演算部５４２とを有している。
【０１３２】
（乗算部５２０）
乗算部５２０は、指令速度ωref*に制御周期Ｔsを乗ずることによって、移動量Δθを特定する。
【０１３３】
（位相加算演算部５４２）
位相加算演算部５４２は、移動量Δθと推定磁束Ψsの位相θsを加算することで、指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*を求める。
【０１３４】
第２の実施形態のモータ制御部５０３は、３相モータ１０２における３相交流座標上の相電流（モータ電流）ｉu，ｉwを２相座標によって表したものである軸電流ｉα，ｉβと、３相モータ１０２に印加されるべき電圧ベクトルｖu，ｖv，ｖwを２相座標によって表したものである軸電圧ｖα*，ｖβ*と、を用いて３相モータ１０２に印加されているモータ磁束を推定する（推定磁束Ψsを求める）モータ磁束推定部１０８を備えている。モータ制御部５０３は、推定されたモータ磁束を用いて、モータ磁束の位相θsを推定する位相推定部５１８を備えている。位相特定部５１１は、位相推定部５１８で推定されたモータ磁束Ψsの位相θsと、移動量Δθと、を用いて（より具体的には、位相θsと移動量Δθと足し合わせて）指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*を特定する。第２の実施形態のモータ制御部５０３によれば、指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*を容易に特定することができる。また、指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*の特定に推定されたモータ磁束が用いられ、その推定には軸電流ｉα，ｉβが用いられる。このことは、指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*の特定に、３相モータ１０２で実際に流れているモータ電流が反映されることを意味する。すなわち、このことは、指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*を適切に設定することに寄与し、３相モータ１０２の駆動を安定させることに役立つ。
【０１３５】
（変形例２−１Ａ）
以下、変形例２−１Ａのモータ制御装置について説明する。なお、変形例２−１Ａでは、変形例１−１又は第２の実施形態と同様の部分については同一符号を付し、説明を省略することがある。
【０１３６】
図１４Ａに示すように、変形例２−１Ａのモータ制御部６０３ａは、第２の実施形態（図１２及び図１３）の位相特定部５１１に代えて位相特定部６１１ａを有している。また、モータ制御部６０３ａは、変形例１−１（図６〜図８）で説明したトルク推定部２１６を有している。
【０１３７】
（位相特定部６１１ａ）
位相特定部６１１ａは、指令速度ωref*と、推定トルクＴeと、推定磁束Ψsの位相θsとから、指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*を特定する。図１５Ａに示すように、位相特定部６１１ａは、ハイパスフィルタ２６１と、ゲイン乗算部２６２と、速度偏差演算部６５１と、乗算部６２０と、位相加算演算部６４２とを有している。
【０１３８】
（速度偏差演算部６５１）
速度偏差演算部６５１は、指令速度ωref*と速度振動成分Ｋ1ＴHの速度偏差（補正された指令速度）ωref*−Ｋ1ＴHを演算する。
【０１３９】
（乗算部６２０）
乗算部６２０は、速度偏差ωref*−Ｋ1ＴHに制御周期ＴSを乗ずることによって移動量Δθを求める。
【０１４０】
（位相加算演算部６４２）
位相加算演算部６４２は、推定磁束Ψsの位相θsに移動量Δθを加算することによって、指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*を求める。
【０１４１】
変形例２−１Ａの位相特定部６１１ａは、推定されたトルク振動成分ＴHを用いて指令速度ωref*を補正し、補正された指令速度ωref*−Ｋ1ＴHを用いて移動量Δθを特定し、特定された移動量Δθを用いて（具体的には、位相推定部５１８で推定されたモータ磁束Ψsの位相θsと移動量Δθとを足し合わせて）指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*を特定する。変形例２−１Ａによれば、変形例１−１の効果と第２の実施形態の効果との両方を得ることができる。
【０１４２】
（変形例２−１Ｂ）
以下、変形例２−１Ｂのモータ制御装置について説明する。なお、変形例２−１Ｂでは、変形例２−１Ａと同様の部分については同一符号を付し、説明を省略することがある。
【０１４３】
図１４Ｂに示すように、変形例２−１Ｂのモータ制御部６０３ｂは、変形例２−１Ａの位相特定部６１１ａに代えて、位相特定部６１１ｂを有している。
【０１４４】
（位相特定部６１１ｂ）
位相特定部６１１ｂは、指令速度ωref*と、推定トルクＴeと、推定磁束Ψsの位相θsとから、指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*を特定する。図１５Ｂに示すように、位相特定部６１１ｂは、乗算部６６０と、ハイパスフィルタ２６１と、符号反転部６６２と、ＰＩ補償部６６３、加算部６６４と、位相加算演算部６４２とを有している。
【０１４５】
（乗算部６６０）
乗算部６６０は、指令速度ωref*に制御周期ＴSを乗ずることによって移動量ωref*ＴSを求める。
【０１４６】
（符号反転部６６２）
符号反転部６６２は、トルク振動成分ＴHに−１を乗ずることによって振動成分−ＴHを求める。
【０１４７】
（ＰＩ補償部６６３）
ＰＩ補償部６６３は、振動成分−ＴHを取得し、これがゼロとなるように補正量Δωref*ＴSを特定する。具体的には、式（２４）に示すように、振動成分−ＴHを入力とした比例・積分演算を実施することにより補正量Δωref*ＴSを求める。
【０１４８】
【数２４】
0006473992.tif 000025
【０１４９】
（加算部６６４）
加算部６６４は、補正量Δωref*ＴSを用いて移動量ωref*ＴSを補正する。具体的には、移動量ωref*ＴSに補正量Δωref*ＴSを加算することによって、移動量Δθを求める。
【０１５０】
変形例２−１Ｂでは、トルク推定部２１６において、推定されたモータ磁束（推定磁束Ψs）と、軸電流ｉα，ｉβと、を用いてモータトルクを推定する（推定トルクＴeを求める）。位相特定部６１１ｂにおいて、振動成分ＴHを推定する。位相特定部６１１ｂにおいて、指令速度ωref*を用いて移動量ωref*ＴSを特定し、特定された移動量ωref*ＴSを推定された振動成分ＴHを用いて補正し、補正された移動量Δθを用いて（具体的には、位相推定部５１８で推定されたモータ磁束Ψsの位相θsと、補正された移動量Δθとを足し合わせて）指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*を特定する。
【０１５１】
図１５Ａ及び図１５Ｂから理解されるように、変形例２−１Ａの位相特定部６１１ａの動作と変形例２−１Ｂの位相特定部６１１ｂの動作とはよく似ている。ゲイン乗算部２６２でトルク振動成分ＴHにゲインＫ1を乗じ、速度偏差演算部６５１で−１を乗じ、乗算部６２０で制御周期ＴSを乗じて得られる演算結果（図１５Ａ）と、符号反転部６６２でトルク振動成分ＴHに−１を乗じ、ＰＩ補償部６６３においてその機能一部として比例制御を行って得られる演算結果（図１５Ｂ）と、は対応するためである。ただし、変形例２−１Ｂでは振動成分−ＴHを入力とした積分制御（ＰＩ補償部６６３の機能の一部）を行う点が、変形例２−１Ａと相違する。位相特定部６１１ｂは、積分制御を行うため、位相特定部６１１ａよりも、精度よく指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*を特定することができる。また、ＰＩ補償部６６３に代えてＰ補償部を用いたりＩ補償部を用いたりすることもできる。
【０１５２】
（変形例２−１Ｃ）
以下、変形例２−１Ｃのモータ制御装置について説明する。なお、変形例２−１Ｃでは、変形例２−１Ｂと同様の部分については同一符号を付し、説明を省略することがある。
【０１５３】
図１４Ｃに示すように、変形例２−１Ｃのモータ制御部６０３ｃは、変形例２−１Ｂの位相特定部６１１ｂに代えて、位相特定部６１１ｃを有している。
【０１５４】
（位相特定部６１１ｃ）
位相特定部６１１ｃは、指令速度ωref*と、推定トルクＴeと、推定磁束Ψsの位相θsとから、指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*を特定する。図１５Ｃに示すように、位相特定部６１１ｃは、乗算部６６０と、ローパスフィルタ６７１と、減算部６７２と、ＰＩ補償部６６３と、加算部６６４と、位相加算演算部６４２とを有している。
【０１５５】
（ローパスフィルタ６７１）
ローパスフィルタ６７１は、推定トルクＴeから定常成分ＴLを抽出する。
【０１５６】
（減算部６７２）
減算部６７２は、定常成分ＴLから推定トルクＴeを減じることにより、振動成分−ＴHを求める。
【０１５７】
変形例２−１Ｃでは、位相特定部６１１ｃにおいて、振動成分−ＴH（モータトルクの振動成分ＴHに−１を乗じたもの）を推定する。位相特定部６１１ｃにおいて、指令速度ωref*を用いて移動量ωref*ＴSを特定し、特定された移動量ωref*ＴSを推定された振動成分−ＴHを用いて補正し、補正された移動量Δθを用いて（具体的には、位相推定部５１８で推定されたモータ磁束Ψsの位相θsと、移動量Δθとを足し合わせて）指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*を特定する。図１５Ｂ及び図１５Ｃから理解されるように、変形例２−１Ｂの位相特定部６１１ｂの動作と変形例２−１Ｃの位相特定部６１１ｃの動作は同じである。従って、変形例２−１Ｃによれば、変形例２−１Ｂと同じ効果が得られる。
【０１５８】
（変形例２−１Ｄ）
以下、変形例２−１Ｄのモータ制御装置について説明する。なお、変形例２−１Ｄでは、変形例２−１Ｃと同様の部分については同一符号を付し、説明を省略することがある。
【０１５９】
図１４Ｄに示すように、変形例２−１Ｄのモータ制御部６０３ｄは、変形例２−１Ｃの位相特定部６１１ｃに代えて、位相特定部６１１ｄを有している。
【０１６０】
（位相特定部６１１ｄ）
位相特定部６１１ｄは、指令速度ωref*と、推定トルクＴeと、推定磁束Ψsの位相θsとから、指令磁束ベクトルΨs*の位相θs*を特定する。図１５Ｄに示すように、位相特定部６１１ｄは、ローパスフィルタ６７１と減算部６７２との間にトルクリミッタ６８０が設けられている点で、位相特定部６１１ｃとは相違する。
【０１６１】
（トルクリミッタ６８０）
トルクリミッタ６８０は、定常成分ＴLから、制限トルクＴlimを特定する。具体的に、トルクリミッタ６８０は、式（２５Ａ）及び（２５Ｂ）を用いて、制限トルクＴlimを求める。ここで、Ｉamは制限電流を意味する。制限トルクＴlimの詳細については、非特許文献３を参照されたい。
【０１６２】
【数２５】
0006473992.tif 000026
【０１６３】
変形例２−１Ｄでは、変形例２−１Ｃの振動成分−ＴHに代えて制限トルクＴlimが減算部６７２に入力される。
【０１６４】
変形例２−１Ｄによれば、モータトルクが制限トルクＴlimを超えないようにする構成を、容易に実現することができる。
【０１６５】
（変形例２−２）
以下、変形例２−２のモータ制御装置について説明する。なお、変形例２−２では、変形例１−２Ａ又は第２の実施形態と同様の部分については同一符号を付し、説明を省略することがある。
【０１６６】
図１６に示すように、モータ制御部７０３は、変形例１−２Ａ（図９Ａ及び図１０Ａ）で説明した振幅特定部３１５ａと、第２の実施形態（図１２及び図１３）で説明した位相推定部５１８と、変形例２−１Ａ（図１４Ａ及び図１５Ａ）で説明した位相特定部６１１ａを有している。変形例２−２によれば、変形例１−２Ａの効果と変形例２−１Ａの効果の両方を得ることができる。
【０１６７】
なお、振幅修正量生成部３１７ａに代えて振幅修正量生成部３１７ｂを設けてもよい。また、位相特定部６１１ａに代えて、位相特定部６１１ｂ、位相特定部６１１ｃ又は位相特定部６１１ｄを設けてもよい。
【０１６８】
（変形例２−３）
以下、変形例２−３のモータ制御装置について説明する。なお、変形例２−３では、変形例１−３又は変形例２−１Ａと同様の部分については同一符号を付し、説明を省略することがある。
【０１６９】
図１７に示すように、モータ制御部８０３は、変形例１−３（図１１）で説明した振幅特定部４１５と、第２の実施形態（図１２及び図１３）で説明した位相推定部５１８と、変形例２−１Ａ（図１４Ａ及び図１５Ａ）で説明した位相特定部６１１ａを有している。変形例２−３によれば、変形例１−３の効果と変形例２−１Ａの効果の両方を得ることができる。
【０１７０】
なお、振幅修正量生成部３１７ａに代えて振幅修正量生成部３１７ｂを設けてもよい。また、位相特定部６１１ａに代えて、位相特定部６１１ｂ、位相特定部６１１ｃ又は位相特定部６１１ｄを設けてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１７１】
本発明は、ＳＰＭＳＭ、ＩＰＭＳＭ等の同期モータに適用できる。それらの同期モータは、冷暖房装置又は給湯機に使用されたヒートポンプ式冷凍装置に適している。
【符号の説明】
【０１７２】
１００    モータ制御装置
１０１    インバータ
１０２    ３相モータ
１０３，２０３，３０３ａ，３０３ｂ，４０３，５０３，６０３ａ，６０３ｂ，６０３ｃ，６０３ｄ，７０３，８０３，９０３    モータ制御部
１０４    デューティ生成部
１０５ａ    第１電流センサ
１０５ｂ    第２電流センサ
１０６，９０６    ｕ，ｗ/α，β変換部
１０７，９０７    電圧指令演算部
１０８，９０８    モータ磁束推定部
１０９，９０９    α，β／ｕ，v，ｗ変換部
１１１，２１１，５１１，６１１ａ，６１１ｂ，６１１ｃ，６１１ｄ    位相特定部
１１２，９１２    指令磁束特定部
１１３ａ，９１３ａ    α軸磁束偏差演算部
１１３ｂ，９１３ｂ    β軸磁束偏差演算部
１１４，２１４    積分器
１１５，３１５ａ，３１５ｂ，４１５，９６１    振幅特定部
１１６    ベースドライバ
１１７    平滑コンデンサ
１１８    直流電源
１１９ａ〜１１９ｆ    スイッチング素子
１２０ａ〜１２０ｆ    還流ダイオード
２１６，９６３    トルク推定部
２２３，６５１    速度偏差演算部
２６１    ハイパスフィルタ
２６２    ゲイン乗算部
３１７ａ，３１７ｂ    振幅修正量生成部
３２１ａ，３２１ｂ    誤差パラメータ演算部
３２２    誤差パラメータ偏差演算部
３２３，６６３    ＰＩ補償部
３３０    仮設定部
３３１    加算部
４３２    離散化誤差補償部
５１８    位相推定部
５２０，６２０，６６０    乗算部
５４２，６４２    位相加算演算部
６６２    符号反転部
６６４    加算部
６７１    ローパスフィルタ
６７２    減算部
６８０    トルクリミッタ
９１１    トルク偏差演算部
９６２    速度・位置演算部
９６４    速度制御部
【図１】
0006473992.tif 000027
【図２】
0006473992.tif 000028
【図３】
0006473992.tif 000029
【図４】
0006473992.tif 000030
【図５】
0006473992.tif 000031
【図６】
0006473992.tif 000032
【図７】
0006473992.tif 000033
【図８】
0006473992.tif 000034
【図９Ａ】
0006473992.tif 000035
【図９Ｂ】
0006473992.tif 000036
【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
0006473992.tif 000038
【図１１】
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【図１２】
0006473992.tif 000040
【図１３】
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【図１４Ａ】
0006473992.tif 000042
【図１４Ｂ】
0006473992.tif 000043
【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
0006473992.tif 000049
【図１６】
0006473992.tif 000050
【図１７】
0006473992.tif 000051
【図１８】
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