(57)【要約】【課題】本発明は、安価な電流検出を行うシステムや位置検出器を省略したシステムにおいて、抵抗の設定誤差（Ｒ−Ｒ*）が存在する場合でも、同一トルクでの電流最小化を実現できる「永久磁石モータの高効率ベクトル制御装置」を提供することにある。【解決手段】本発明は、ｄ軸の電流指令値が「零」設定でも、出力電圧値の演算や位相誤差の推定演算に、ｑ軸電流検出値から演算する仮想インダクタンス値を用いることにより、抵抗の設定誤差（Ｒ−Ｒ*）が存在する場合でも、同一トルクでの電流最小化を実現可能で、「永久磁石モータの高効率ベクトル制御装置」を提供できる。【選択図】図１
2008011631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｄ軸およびｑ軸の電流指令値および電流検出値と、周波数演算値およびモータ定数の設定値に従い、永久磁石モータを駆動する電力変換器の出力電圧値を制御し、周波数演算値を積分して求めた回転位相指令値と永久磁石モータの回転位相値との偏差である軸誤差が軸誤差の指令値に一致するように、前記周波数演算値を制御する磁石モータの制御装置において、
ｄ軸の電流指令値と軸誤差の指令値を共にほぼ零に設定し、仮想インダクタンス値を用いて、前記電力変換器の出力電圧指令値や軸誤差推定値を演算することを特徴とする永久磁石モータのベクトル制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記仮想インダクタンス値は、同一トルクで永久磁石モータの電流値が小さくなる値であることを特徴とした永久磁石モータのベクトル制御装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記仮想インダクタンス値は、
モータ定数値と、ｑ軸の電流検出値又は電流指令値とを用いて演算すること、あるいは、テーブル参照値を用いて設定することを特徴とする永久磁石モータのベクトル制御装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記仮想インダクタンス値は、
モータのｑ軸インダクタンス値がｄ軸インダクタンス値より大きい場合は、仮想インダクタンス値を、ｄ軸インダクタンス値より大きく、ｄ軸およびｑ軸のインダクタンス値の加算値の１／２より小さく設定し、
モータのｑ軸インダクタンス値がｄ軸インダクタンス値より小さい場合は、仮想インダクタンス値を、ｄ軸およびｑ軸のインダクタンス値の加算値の１／２より大きく、ｄ軸のインダクタンス値よりも小さく設定することを特徴とする永久磁石モータのベクトル制御装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記仮想インダクタンス値は、ｄ軸インダクタンス値であることを特徴とする永久磁石モータのベクトル制御装置。
【請求項６】
請求項１において、
前記電力変換器の出力電圧指令値の演算は、
第１のｄ軸およびｑ軸の電流指令値と電流検出値から演算した第２の電流指令値とモータ定数および周波数演算値と、仮想インダクタンス値とに従い演算することを特徴とする永久磁石モータのベクトル制御装置。
【請求項７】
請求項１において、
前記電力変換器の出力電圧指令値は、第１のｄ軸およびｑ軸の電流指令値と電流検出値から演算した電流制御出力値と、電流指令値とモータ定数および周波数演算値と仮想インダクタンス演算値とから演算した電圧ベクトル演算出力値とに従い演算することを特徴とする永久磁石モータのベクトル制御装置。
【請求項８】
請求項１において、
電流検出値は、
電力変換器の入力直流母線電流検出値からモータ電流を再現した電流であることを特徴とする永久磁石モータのベクトル制御装置。
【請求項９】
請求項１において、
前記軸誤差は、ｄ軸およびｑ軸の電圧指令値と、検出したモータ電流値あるいは再現した電流による推定演算値と、モータ定数及び前記仮想インダクタンス値とにより演算することを特徴とする永久磁石モータのベクトル制御装置。
【請求項１０】
請求項１記載の永久磁石モータの制御装置と直流を交流に変換する電力変換器とを有することを特徴とするインバータモジュール。
【請求項１１】
永久磁石モータを駆動する電力変換器と、ｄ軸およびｑ軸の電流指令値および電流検出値と、周波数演算値およびモータ定数の設定値に従い、変換器の出力電圧値を制御し、周波数演算値を積分して求めた回転位相指令値と永久磁石モータの回転位相値との偏差である軸誤差が軸誤差の指令値に一致するように、前記周波数演算値を制御する磁石モータの制御装置において、
ｄ軸の電流指令値をほぼ零に設定し、同一トルクで永久磁石モータの電流値が最小となるような軸誤差の指令値を演算することを特徴とする永久磁石モータのベクトル制御装置。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記軸誤差の指令値は、モータ定数値と、ｑ軸の電流検出値又は電流指令値とを用いて演算すること、あるいは、テーブル参照値を用いて設定することを特徴とする永久磁石モータのベクトル制御装置。
【請求項１３】
請求項１１において、
前記電力変換器の出力電圧値の演算は、第１のｄ軸およびｑ軸の電流指令値と電流検出値から演算した第２の電流指令値とモータ定数および周波数演算値と、仮想インダクタンス演算値あるいは仮想インダクタンス設定値に従い演算することを特徴とする永久磁石モータのベクトル制御装置。
【請求項１４】
請求項１１において、
前記電力変換器の出力電圧指令値は、第１のｄ軸およびｑ軸の電流指令値と電流検出値から演算した電流制御出力値と、電流指令値，モータ定数及び周波数演算値とから演算した電圧ベクトル演算出力値とに従い演算することを特徴とする永久磁石モータのベクトル制御装置。
【請求項１５】
請求項１１において、前記電流検出値は、電力変換器の入力直流母線電流検出値からモータ電流を再現した電流であることを特徴とする永久磁石モータのベクトル制御装置。
【請求項１６】
請求項１１において、
前記軸誤差は、ｄ軸およびｑ軸の電圧指令値と、検出したモータ電流値あるいは再現した電流による推定演算値と、モータ定数とにより演算することを特徴とする永久磁石モータのベクトル制御装置。
【請求項１７】
請求項１１記載の永久磁石モータの制御装置と、直流を交流に変換する電力変換器とを有することを特徴とするインバータモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石モータのトルク・電流比最大制御方式に係わり、高効率な制御運転を実現する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
トルク・電流比最大制御方式の従来の技術としては、電気学会論文誌、１１４−Ｄ、６、Ｐ６６８（１９９４−６）の「埋込磁石構造ＰＭモータの広範囲可変速制御」に、モータ定数とｑ軸の電流値を用いて、ｄ軸の電流値を発生させ、モータのリラクタンストルクを最大限に利用し、同一トルクでの電流最小化を実現する方法が記載されている。
【０００３】
【非特許文献１】「埋込磁石構造ＰＭモータの広範囲可変速制御」電気学会論文誌、１１４−Ｄ、６、Ｐ６６８（１９９４−６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
モータに位置センサを取り付けて、モータの位置や周波数の検出値を用いたベクトル制御を行えば、モータ抵抗値Ｒと制御に用いる設定値Ｒ*の設定誤差ΔＲ（＝Ｒ−Ｒ*）が存在する場合でも、同一トルクでの電流最小化を実現することはできる。
【０００５】
しかしながら、位置センサレス制御では、回転位相指令値と永久磁石モータの回転位相値との偏差である軸誤差を、モータ定数とｄ軸およびｑ軸の電流値を用いて推定演算するために、ｄ軸の電流を「零」以外で発生させると、
抵抗の設定誤差（Ｒ−Ｒ* ）が存在する場合、軸誤差推定値に「推定誤差」が発生し、同一トルクでの電流最小化を実現することは困難となる課題がある。
【０００６】
本発明の目的は、抵抗の設定誤差（Ｒ−Ｒ* ）が存在する場合でも、電流最小化を実現できる「永久磁石モータの高効率ベクトル制御装置」を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ｄ軸の電流指令値が「零」設定でも、仮想のインダクタンス値を用いて、変換器の出力電圧値や軸誤差推定値を演算することである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ｄ軸の電流指令値が「零」設定でも、出力電圧値の演算や位相誤差の推定演算に、ｑ軸電流検出値から演算する仮想インダクタンス値を用いることにより、抵抗の設定誤差（Ｒ−Ｒ* ）が存在する場合でも、同一トルクでの電流最小化を実現可能で永久磁石モータの高効率ベクトル制御装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１０】
〔第１の実施例〕
図１は、本発明の一実施例である永久磁石モータの高効率ベクトル制御装置の構成例を示す。
【００１１】
１は永久磁石モータ、
２は３相交流の電圧指令値Ｖｕ* ，Ｖｖ* ，Ｖｗ* に比例した電圧を出力する電力変換器、
２１は直流電源、
３は３相交流電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを検出できる電流検出器、
４は前記３相交流電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの検出値Ｉｕｃ，Ｉｖｃ，Ｉｗｃと、電力変換器の回転位相指令値θｃ* からｄ軸およびｑ軸の電流検出値Ｉｄｃ，Ｉｑｃを出力する座標変換部、
５はｄ軸およびｑ軸の電圧指令値Ｖｄｃ*，Ｖｑｃ*、周波数演算値ω1 、電流検出値
Ｉｄｃ，Ｉｑｃ、仮想インダクタンス演算値Ｌ* およびモータ定数に基づいて、回転位相指令値θｃ* とモータ回転位相値θとの偏差である軸誤差を推定演算し、Δθｃを出力する軸誤差推定演算部、
６は軸誤差演算値Δθｃが軸誤差の指令値Δθｃ* （ゼロ）に一致するように周波数演算値ω1を出力する周波数演算部、
７は周波数演算値ω1 を積分して、座標変換部４，１２に回転位相指令値θｃ* を出力する位相演算部、
８は速度指令値ωr*と周波数演算値ω1 が一致すようにｑ軸の電流指令値Ｉｑ* を出力する速度制御演算部、
９はｑ軸の電流指令値Ｉｑ*と電流検出値Ｉｑｃとの偏差から第２のｑ軸電流指令値
Ｉq**を出力するｑ軸電流指令演算部、
１０はｄ軸の電流指令値Ｉｄ* 「ゼロ」と電流検出値Ｉｄｃとの偏差から第２のｄ軸電流指令値Ｉｄ**を出力するｄ軸電流指令演算部、
１１はモータ１の電気定数と第２の電流指令値Ｉｄ**，Ｉｑ**および周波数演算値ω1 、インダクタンス演算値Ｌ* に基づいて、ｄ軸およびｑ軸の電圧指令値Ｖｄｃ*，Ｖｑｃ*を出力する電圧ベクトル演算部、
１２は電圧指令値Ｖｄｃ *，Ｖｄｃ* と回転位相指令値θｃ* から３相交流の電圧指令値Ｖｕ* ，Ｖｖ* ，Ｖｗ* を出力する座標変換部、
１３はｑ軸電流検出値Ｉｑｃから軸誤差推定演算部５と電圧ベクトル演算部１１の演算に用いるインダクタンス演算値Ｌ*を出力する仮想インダクタンス演算部である。
【００１２】
最初に、本発明の特徴である仮想インダクタンス演算部１３を用いた位置センサレス制御方式の基本動作について説明する。
【００１３】
モータトルクτmを（数１）に示す。
【００１４】
【数１】
2008011631.tif 000003
ここに、Ｐｍ：モータの極対数、      Ｋｅ：発電係数
Ｌｄ：ｄ軸のインダクタンス、Ｌｑ：ｑ軸のインダクタンス
Ｉｄ：モータのｄ軸電流、    Ｉｑ：モータのｑ軸電流、
【００１５】
ここで、「トルク・電流比最大制御」を実現するための演算式を「−Ｘ」とおいて、このとき発生する回転位相指令値θｃ* とモータ回転位相値θとの偏差である軸誤差Δθ
（＝θｃ*−θ）を（数２）のようにΔθopt を定義する。
【００１６】
【数２】
2008011631.tif 000004
【００１７】
軸誤差Δθopt が発生する場合、制御軸（ｄｃ−ｑｃ）軸上の電流検出値Ｉｄｃ，
Ｉｑｃから、モータ軸（ｄ−ｑ）軸上のモータ電流Ｉｄ，Ｉｑへの座標変換行列は、（数３）となる。
【００１８】
【数３】
2008011631.tif 000005
【００１９】
ここで、（数２）と（数３）と、ｄ軸の電流指令値Ｉｄ* を「ゼロ」に設定している関係（Ｉｄ*＝Ｉｄｃ＝０）から、
【００２０】
【数４】
2008011631.tif 000006
【００２１】
（数４）を、モータのトルク式である（数１）に代入すると、
【００２２】
【数５】
2008011631.tif 000007
【００２３】
ここで、同一のモータトルクにおいて、トルク・電流比最大制御を実現するための演算式「Ｘ」について求めるには、（数６）を解けばよい。
【００２４】
【数６】
2008011631.tif 000008
【００２５】
「Ｘ」について解くと、
【００２６】
【数７】
2008011631.tif 000009
【００２７】
ここで、（数７）を、（数２）に代入し、軸誤差Δθを求めると、
【００２８】
【数８】
2008011631.tif 000010
【００２９】
つまり、（数８）に示すような関係で軸誤差Δθopt が発生すれば、ｄ軸の電流指令値
Ｉｄ*が「ゼロ」設定でも、トルク・電流比最大制御を実現することができる。
【００３０】
この軸誤差Δθopt を発生させる方法には、軸誤差推定演算部５の出力である軸誤差推定値Δθｃがｑ軸インダクタンスＬｑのみに感度を持つことを利用する。
【００３１】
図１の電圧ベクトル演算部１１では、第２のｄ軸およびｑ軸の電流指令値Ｉｄ**，
Ｉｑ**と周波数演算値ω1 およびモータ定数の設定値とインダクタンス演算値Ｌ* を用いて、演算されるｄ軸およびｑ軸の電圧指令値Ｖｄｃ*，Ｖｑｃ*は（数９）となる。
【００３２】
【数９】
2008011631.tif 000011
【００３３】
ここで、任意の軸誤差Δθが存在する場合、制御側で演算したモータの印加電圧Ｖｄ，Ｖｑは（数１０）となる。
【００３４】
【数１０】
2008011631.tif 000012
【００３５】
一方、ｄ軸及びｑ軸のモータ印加電圧Ｖｄ，Ｖｑは、軸誤差Δθ，電流検出値Ｉｄｃ，Ｉｑｃとモータ定数を用いて表すと（数１１）となる。
【００３６】
【数１１】
2008011631.tif 000013
【００３７】
ここで、（数１０）＝（数１１）の関係から、ｄ軸の電流指令値Ｉｄ* を「ゼロ」に設定し、ｑ軸の電流指令値Ｉｑ* を所定値と考えると、ｄ軸およびｑ軸の電流指令演算部８，９の出力値Ｉｄ**，Ｉｑ**は、（数１２）となる。
【００３８】
【数１２】
2008011631.tif 000014
【００３９】
また、軸誤差推定演算部５において、ｄ軸およびｑ軸の電流検出値Ｉｄｃ，Ｉｑｃと周波数演算値ω1 およびモータ定数とインダクタンス演算値Ｌ* を用いて、軸誤差推定値
Δθｃを（数１３）に従い演算する。
【００４０】
【数１３】
2008011631.tif 000015
【００４１】
ここで、（数９），（数１２）を、（数１３）に、代入すると、
【００４２】
【数１４】
2008011631.tif 000016
【００４３】
周波数演算部６では、軸誤差推定演算部５の出力値である軸誤差推定値Δθｃが、「ゼロ」と一致するように周波数ω1 が演算される。一定速度では、（数１４）の分子項は「ゼロ」となることから、（数１５）が成立する。
【００４４】
【数１５】
2008011631.tif 000017
【００４５】
ここで、（数１５）において、軸誤差Δθを求めると、（数１６）を得ることができる。
【００４６】
【数１６】
2008011631.tif 000018
【００４７】
トルク・電流比最大制御を行うためには、軸誤差Δθが、前述の（数８）の軸誤差
Δθopt に一致するように、インダクタンス演算値Ｌ*を設定すればよい。
【００４８】
つまり、（数１７）を満足すれば、同一トルクでの電流最小化を実現することができる。
【００４９】
【数１７】
2008011631.tif 000019
【００５０】
仮想インダクタンス演算値Ｌ*について整理すると、
【００５１】
【数１８】
2008011631.tif 000020
【００５２】
つまり、仮想インダクタンス演算部１３では、インダクタンス演算値Ｌ* を、（数１９）に示すように出力すればよい。
【００５３】
【数１９】
2008011631.tif 000021
【００５４】
次に、本発明の特徴である仮想インダクタンス演算部１３のもたらす作用効果について説明する。
【００５５】
図１の制御装置において、モータ１に負荷トルクを与え、電圧ベクトル演算部１１と軸誤差推定演算部５に設定する抵抗の設定値Ｒ* をパラメータに取り、発生するモータ電流Ｉ1を観測した。
【００５６】
図２に、本発明の効果である「抵抗の設定誤差比（Ｒ* ／Ｒ）とモータ電流値」の関係を示している。
【００５７】
図中には、各方式の特性を示す。
【００５８】
方式１：トルク・電流比最大制御なし（Ｉｄ*＝０，Ｌ*＝Ｌｑ*設定）の特性、
方式２：電気学会論文誌、１１４−Ｄ、６、Ｐ６６８（１９９４−６）の「埋込磁石構造ＰＭモータの広範囲可変速制御」に記載の方法（モータ定数とｑ軸の電流値を用いてｄ軸の電流を演算する方式）を用いた場合の特性、
方式３：仮想インダクタンス演算部１３を用いた場合の特性である。
【００５９】
方式１はｄ軸電流指令値Ｉｄ*を「ゼロ」に設定しているため、抵抗の設定誤差比（Ｒ*／Ｒ）の影響を受けず、モータ電流は一定値である。しかし、電流値が大きい様子がわかる。
【００６０】
方式２は、抵抗の設定誤差比（Ｒ* ／Ｒ）が「１」で電流最小化を実現できているが、抵抗の設定誤差比（Ｒ* ／Ｒ）が「１」から外れるにつれて、電流値が大きくなっていく様子がわかる。
【００６１】
方式３では、仮想インダクタンス演算部１３を用いることにより、抵抗の設定誤差比が「１」以外でも、電流最小化を実現できていることがわかる。
【００６２】
また、本実施例では、仮想インダクタンス演算部１３において、インダクタンス演算値Ｌ* を、（数１９）により逐次演算しているが、図３に示すテーブルのように、ｑ軸電流検出演算値と仮想インダクタンス値Ｌ* の関係を参照するようにしても、同様の効果は得られる。
【００６３】
〔第２の実施例〕
図４は、本発明の他の実施例を示す。
【００６４】
第１の実施例では、ｑ軸電流検出値Ｉｑｃを用いて、仮想インダクタンス演算値Ｌ* を算出したが、本実施例では、仮想インダクタンス設定値Ｌ**を用いて、電圧ベクトル演算と軸誤差推定演算を行う永久磁石モータの高効率ベクトル制御装置の構成例を示す。
【００６５】
図において、１〜４，６〜１０，１２，２１は、図１のものと同一物である。
【００６６】
５ａは電圧指令値Ｖｄｃ*，Ｖｑｃ*、周波数演算値ω1、電流検出値Ｉｄｃ，Ｉｑｃ、仮想インダクタンス設定値Ｌ**およびモータ定数に基づいて、（数２０）に従い、回転位相指令値θｃ* とモータ回転位相値θとの偏差である軸誤差を推定演算し、Δθｃを出力する軸誤差推定演算部である。
【００６７】
【数２０】
2008011631.tif 000022
【００６８】
１１ａはモータ１の電気定数と第２の電流指令値Ｉｄ**，Ｉｑ**および周波数演算値
ω1 、インダクタンス設定値Ｌ**に基づいて、（数２１）に従いｄ軸およびｑ軸の電圧指令値Ｖｄｃ*，Ｖｑｃ*を出力する電圧ベクトル演算部、
【００６９】
【数２１】
2008011631.tif 000023
【００７０】
１３ａは仮想インダクタンス設定値Ｌ**を出力する仮想インダクタンス設定部。
【００７１】
ここで、（数１８）におけるインダクタンス演算値Ｌ* の設定範囲について考える。
【００７２】
Ｌ* にｄ軸インダクタンスＬｄを設定した場合、
【００７３】
【数２２】
2008011631.tif 000024
（数２２）を整理すると、
【００７４】
【数２３】
2008011631.tif 000025
両辺を二乗すると、（数２４）を得る。
【００７５】
【数２４】
2008011631.tif 000026
【００７６】
つまり、無負荷付近（Ｉｑｃ≒０）では、（数２４）が成立し、Ｌ* がｄ軸インダクタンスＬｄに収束することがわかる。
【００７７】
次に、ｑ軸電流検出値Ｉｑｃが無限大のときは、（数２５）となる。
【００７８】
【数２５】
2008011631.tif 000027
【００７９】
ｑ軸のインダクタンスＬｑがｄ軸インダクタンスＬｄより大きい場合は、仮想インダクタンス設定値Ｌ**の設定範囲は、（数２６）となる。
【００８０】
【数２６】
2008011631.tif 000028
【００８１】
つまり、仮想インダクタンス設定部１３ａでは、モータにかかる負荷トルクが一定であれば、（数２７）に示すような範囲で、モータ電流が最小となるように、仮想インダクタンス設定値Ｌ**を設定すればよい。
【００８２】
【数２７】
2008011631.tif 000029
【００８３】
また、ｑ軸のインダクタンスＬｑがｄ軸インダクタンスＬｄより小さい場合は、（数
２８）に示すような範囲で、モータ電流が最小となるように、仮想インダクタンス設定値Ｌ**を設定すればよい。
【００８４】
【数２８】
2008011631.tif 000030
【００８５】
負荷トルクが余程の重負荷相当でなければ、仮想インダクタンス設定値Ｌ**をｄ軸インダクタンスＬｄ相当としても良好な結果は得られる。
【００８６】
本実施例でも、仮想インダクタンス演算部１３を設けた場合と略同等のトルク・電流比特性を実現することができる。
【００８７】
〔第３の実施例〕
図５は、本発明の他の実施例を示す。
【００８８】
本実施例は、ｄ軸およびｑ軸の電流制御演算部を設けたベクトル制御装置に、高効率制御を適用して構成例を示す。
【００８９】
図において、構成要素の１〜８，１２，１３，２１は、図１のものと同一物である。
【００９０】
９ａはｑ軸電流指令値Ｉｑ* にｑ軸電流検出値Ｉｑｃが一致するような電圧値ΔＶｑを出力するｑ軸の電流制御演算部、
１０ａはｄ軸電流指令値Ｉｄ* にｄ軸電流検出値Ｉｄｃが一致するような電圧値ΔＶｄを出力るｄ軸の電流制御演算部、
１１ｂは第１のｄ軸およびｑ軸の電流指令値Ｉｄ*，Ｉｑ*とｄ軸およびｑ軸の電流制御出力値ΔＶｄ，ΔＶｑ、周波数演算値ω1 、モータ１の電気定数および仮想インダクタンス演算値Ｌ* を用いて、（数２９）に従い電圧指令値Ｖｄｃ*，Ｖｑｃ*を演算する。
【００９１】
【数２９】
2008011631.tif 000031
【００９２】
このようなベクトル制御方式にも、第１の実施例と同様な効果を得ることができる。また、本実施例では、ｑ軸電流検出値Ｉｑｃとモータ定数より仮想インダクタンス演算値
Ｌ* を算出し、この値を用いて、電圧ベクトル演算と軸誤差推定演算を行ったが、仮想インダクタンス設定値Ｌ**をｄ軸インダクタンスＬｄ相当としても良好な結果が得られる。
【００９３】
本実施例でも、仮想インダクタンス設定部１３ａを設けた場合と同等のトルク・電流比特性を実現することができる。
【００９４】
〔第４の実施例〕
上記の第１〜第３の実施例までは、高価な電流検出器３で検出した３相の交流電流Ｉｕ〜Ｉｗを検出する方式であったが、安価な電流検出を行う制御装置においても適用することができる。
【００９５】
図６にこの実施例を示す。
【００９６】
図において、構成要素の１，２，４〜１３，２１は、図１のものと同一物である。１４は電力変換器の入力母線に流れる直流電流ＩDCから、モータ１に流れる３相の交流電流
Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを推定する電流推定部である。
【００９７】
この推定電流値Ｉｕ＾，Ｉｖ＾，Ｉｗ＾を用い、座標変換部４において、ｄ軸及びｑ軸の電流検出値Ｉｄｃ，Ｉｑｃを演算する。
【００９８】
このような電流センサレス制御方式でも、Ｉｄ*とＩｄｃ，Ｉｑ*とＩｑｃが各々一致することから、前記実施例と同様に動作し、同様の効果が得られることは明らかである。
【００９９】
本実施例では、ｑ軸電流検出値Ｉｑｃとモータ定数より仮想インダクタンス演算値Ｌ*を算出し、この値を用いて、電圧ベクトル演算と軸誤差推定演算を行ったが、仮想インダクタンス設定値Ｌ**をｄ軸インダクタンスＬｄ相当としても良好な結果が得られる。
【０１００】
本実施例でも、仮想インダクタンス設定部１３ａを設けた場合と同等のトルク・電流比特性を実現することができる。
【０１０１】
〔第５の実施例〕
図７は、本発明の他の実施例を示す。
【０１０２】
第１の実施例では、仮想インダクタンス演算値Ｌ* を算出し、電圧ベクトル演算と軸誤差推定演算に用いたが、本実施例では、軸誤差指令値θｃ* を演算する永久磁石モータの高効率ベクトル制御装置の構成例を示す。
【０１０３】
図において、１〜４，６〜１０，１２，２１は、図１のものと同一物である。
【０１０４】
５ｂは電圧指令値Ｖｄｃ*，Ｖｑｃ*、周波数演算値ω1 、電流検出値Ｉｄｃ，Ｉｑｃ、およびモータ定数に基づいて、（数３０）に従い、回転位相指令値θｃ* とモータ回転位相値θとの偏差である軸誤差Δθを推定演算し、Δθｃを出力する軸誤差推定演算部である。
【０１０５】
【数３０】
2008011631.tif 000032
【０１０６】
１１ｃはモータ１の電気定数と第２の電流指令値Ｉｄ**，Ｉｑ**および周波数演算値
ω1 に基づいて、（数３１）に従いｄ軸およびｑ軸の電圧指令値Ｖｄｃ*，Ｖｑｃ*を出力する電圧ベクトル演算部、
【０１０７】
【数３１】
2008011631.tif 000033
【０１０８】
１５はｑ軸電流検出値Ｉｑｃを用いて、（数８）の軸誤差Δθopt より、制御側では（数３２）に従い軸誤差指令値Δθｃ*を出力する軸誤差指令演算部である。
【０１０９】
【数３２】
2008011631.tif 000034
【０１１０】
本実施例でも、仮想インダクタンス設定部１３ａを設けた場合と同等のトルク・電流比特性を実現することができる。
【０１１１】
〔第６の実施例〕
図８を用いて本発明をモジュールに適用した例について説明する。
【０１１２】
本実施例は、第１実施例の実施形態を示すものである。
【０１１３】
ここで、座標変換部４，軸誤差推定演算部５，周波数演算部６，位相演算部７，速度制御演算部８，ｑ軸電流指令演算部９，ｄ軸電流指令演算部１０，電圧ベクトル演算部１１，座標変換部１２，仮想インダクタンス演算部１３は、１チップマイコンを用いて構成している。
【０１１４】
また、前記１チップマイコンと電力変換器は、同一基板上で構成される１モジュール内に納められている形態となっている。ここでいうモジュールとは「規格化された構成単位」という意味であり、分離可能なハードウェア／ソフトウェアの部品から構成されているものである。尚、製造上、同一基板上で構成されていることが好ましいが、同一基板に限定はされない。
【０１１５】
これより、同一筐体に内蔵された複数の回路基板上に構成されても良い。
【０１１６】
他の実施例においても同様の形態構成をとることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の一実施例を示す永久磁石モータの高効率ベクトル制御装置の構成図。
【図２】抵抗の設定誤差比とモータ電流の関係。
【図３】ｑ軸電流検出値Ｉｑｃと仮想インダクタンス演算値Ｌ*と関係。
【図４】本発明の他の実施例を示す永久磁石モータの高効率ベクトル制御装置の構成図。
【図５】本発明の他の実施例を示す永久磁石モータの弱め界磁ベクトル制御装置の構成図。
【図６】本発明の他の実施例を示す永久磁石モータの弱め界磁ベクトル制御装置の構成図。
【図７】本発明の他の実施例を示す永久磁石モータの弱め界磁ベクトル制御装置の構成図。
【図８】本発明の実施形態を示す構成図の一例。
【符号の説明】
【０１１８】
１…永久磁石モータ、２…電力変換器、３…電流検出器、４，１２…座標変換部、５…軸誤差推定演算部、６…周波数演算部、７…位相演算部、８…速度制御演算部、９…ｑ軸電流指令演算部、１０…ｄ軸電流指令演算部、９ａ…ｑ軸電流制御演算部、１０ａ…ｄ軸電流制御演算部、１１，１１ａ，１１ｂ…電圧ベクトル演算部、１３…仮想インダクタンス演算部、１３ａ…仮想インダクタンス設定部、１４…電流推定部、２１…直流電源、
Ｌ* …インダクタンス演算値、Ｌ**…インダクタンス設定値、Ｉｄ* …第１のｄ軸電流指令値、Ｉｄ**…第２のｄ軸電流指令値、Ｉｑ* …第１のｑ軸電流指令値、Ｉｑ**…第２のｑ軸電流指令値、Ｉｄ…モータのｄ軸電流値、Ｉｑ…モータのｑ軸電流値、ΔＶｄ…ｄ軸の電流制御出力値、ΔＶｑ…ｑ軸の電流制御出力値、Δθｃ…軸誤差推定値、Δθ…軸誤差、Δθｃ*…軸誤差の指令値、ω1…周波数演算値、ＩDC…入力直流母線電流検出値。
【図１】
2008011631.tif 000035
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2008011631.tif 000039
【図６】
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【図７】
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【図８】
2008011631.tif 000042