(57)【要約】【課題】センサレス制御の永久磁石同期モータでは、モータの起動時や停止時に、磁極位置等を推定することが困難であるため、モータの起動時にトルクが減少するほか、一時的に大きな逆転を伴う不具合を解消し、円滑、迅速、確実なモータ起動を実現する。【解決手段】起動を促進する起動促進手段１０を備えた永久磁石同期モータ制御装置Ｅであって、起動促進手段１０には同期駆動方式とセンサレス制御方式を切換自在にする制御モード切換スイッチ１１と、制御モード切換スイッチ１１が起動時に所定タイミングで動作した期間のみ作動する同期駆動制御部Ｆと、を備えた。また、起動促進手段１０は、同期引き込みに至るまで正弦波交流における０°〜９０°の位相角度に相当する波形を時間軸方向に引き伸ばした波形の電流を流す波形生成手段２８を備えた。また、波形生成手段２８は、ランプ指令により線形増加するモータ電流を流すようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
起動を促進する起動促進手段を備えた永久磁石同期モータ制御装置であって、
前記起動促進手段には同期駆動方式とセンサレス制御方式を切換自在にする制御モード切換スイッチと、
前記制御モード切換スイッチが起動時に所定タイミングで動作した期間のみ作動する同期駆動制御部と、を備えたことを特徴とする永久磁石同期モータ制御装置。
【請求項２】
前記起動促進手段は、
同期引き込みに至るまで正弦波交流における０°〜９０°の位相角度に相当する波形を時間軸方向に引き伸ばした波形の電流を流す波形生成手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石同期モータ制御装置。
【請求項３】
前記波形生成手段は、
ランプ指令により線形増加するモータ電流を流すことを特徴とする請求項２記載の永久磁石同期モータ制御装置。
【請求項４】
同期駆動方式とセンサレス制御方式を切換自在にする永久磁石同期モータ制御方法であって、
起動時の所定時間だけ同期駆動方式で援動させた後にセンサレス制御方式へ移行することを特徴とする永久磁石同期モータ制御方法。
【請求項５】
前記同期駆動方式により同期引き込みする以前にランプ指令により線形増加するモータ電流を流して強制的にロータを同期可能な位置まで移動させることを特徴とする請求項４に記載の永久磁石同期モータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石同期モータ制御装置およびその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石式同期モータの制御装置は、回転子の磁極位置に応じて電機子巻線に電流を流すことでトルク制御を行うため、一般にはエンコーダやレゾルバ等の位置センサを設けている。しかしながら、これらの位置センサは、モータ制御システムの大型化・コストアップの要因となるし、信頼性や耐環境性の面でも問題がある。そこで、位置センサを不要にしたセンサレス制御方式の研究が盛んに行われている。
【０００３】
下記特許文献１には、ＰＭモータやブラシレスモータ等の永久磁石式同期モータのセンサレス制御システムに係り、特にモータの停止状態で磁極位置を、位置センサを用いることなく検出する磁極位置推定装置に関する技術、すなわち、永久磁石式同期モータの停止時の磁極位置を高い精度で確実に推定できるモータのセンサレス制御システムが開示されている。
【０００４】
具体的には、ＰＭモータのモデル式からモータのインダクタンスが磁極位置によって変化することを利用して、磁極位置や回転子速度の情報を得るものでは、停止状態では磁極位置を推定できない。そのため、電圧ベクトル発生手段はモータの停止状態で、角度を変えた正負の一定電圧の電圧ベクトルをモータに供給し、電流検出手段は各電圧ベクトルの供給に対する固定座標のｄ軸電流値を検出する。第１の推定手段は大まかに角度を変えた電圧ベクトルを発生させた時のｄ軸電流値の差が最も大きくなる電圧ベクトルの位置を凡その磁極位置として推定し、第２の推定手段は推定した電圧ベクトル位置を中心にして、細かに角度を変えた電圧ベクトルを発生させたときのｄ軸電流値の差が最も大きくなる電圧ベクトルの位置を磁極位置と推定する処理を繰り返して最終的な磁極位置を推定する。
【０００５】
従来のセンサレス制御方式は、そのほとんどがモータのモデル式に基づき、突極形モータのインダクタンスが磁極位置によって変化することを利用して、磁極位置や回転子速度の情報を得るものである。
【０００６】
しかし、円筒形モータ等の場合、一般にｄ軸及びｑ軸のインダクタンス値の差がほとんど無いため、モデル式からの推定では、モータの起動時や停止時には、磁極位置等を推定することができない。そのため、不適切な位相の駆動電流を付与することになって、モータの起動時にトルクが減少する不具合のほか、一時的に大きな逆転を伴う。
【特許文献１】特開２０００−３１２４９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術では、円滑、迅速、確実なモータ起動という課題において改善余地が残されていた。本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、円滑、迅速、確実なモータ起動の実現を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明に係る永久磁石同期モータ制御装置は、起動を促進する起動促進手段を備えた永久磁石同期モータ制御装置であって、前記起動促進手段には同期駆動方式とセンサレス制御方式を切換自在にする制御モード切換スイッチと、前記制御モード切換スイッチが起動時に所定タイミングで動作した期間のみ作動する同期駆動制御部と、を採用する。
【０００９】
この発明に係る永久磁石同期モータ制御装置によれば、センサレス制御方式の永久磁石同期モータは、停止状態ではロータ位置を確認できないために、逆転するような不具合もあったが、起動促進手段により所定時間だけ同期駆動方式で援動させ、同期引き込み後にセンサレス制御方式へ移行するため、円滑迅速に起動して、ごく短時間で安定させることが可能である。
【００１０】
また、本発明に係る永久磁石同期モータ制御装置における起動促進手段は、同期引き込みに至るまで正弦波交流における０°〜９０°の位相角度に相当する波形を時間軸方向に引き伸ばした波形の電流を流すことを採用する。この発明によれば、正弦波交流における立ち上り期間を適宜引き延ばした波形の起動電流を流された永久磁石同期モータは、９０°の電気角度に同期するロータ位置までロータを移動させるのに必要な起動トルクを確実に発生させることができる。このようにして、ロータ位置を速やかに同期位置まで移動させる。
【００１１】
また、本発明に係る永久磁石同期モータ制御装置において、前記波形生成手段は、ランプ指令により線形増加するモータ電流を流すことを採用する。この発明によれば、ランプ指令により線形増加する電流を供給された永久磁石同期モータは、正弦波交流の最初の波高値まで４／１波長分（９０°）の電気角度分を線形増加する。したがって、起動トルクを所定時間だけ確実にロータへ付与することができる。このようにして、ロータ位置を速やかに同期位置まで移動させる。
【００１２】
また、本発明に係る永久磁石同期モータ制御方法は、同期駆動方式とセンサレス制御方式を切換自在にする永久磁石同期モータ制御方法であって、起動時の所定時間だけ同期駆動方式で援動させた後にセンサレス制御方式へ移行することを採用する。このようにして、不安定な起動時の所定時間だけは安定確実に同期引き込み可能な同期駆動方式で援動させ、動作が安定した後にセンサレス制御方式へ移行するため、円滑迅速に起動して、ごく短時間で安定させることが可能である。
【００１３】
また、本発明に係る永久磁石同期モータ制御方法は、同期駆動方式により同期引き込みする以前にランプ指令により線形増加するモータ電流を流して強制的にロータを同期可能な位置まで移動させることを採用する。このようにして、ロータ位置を速やかに同期位置まで移動させる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、円滑、迅速、確実なモータ起動を実現することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態（以下、「本実施形態」という）について説明する。なお、各図に亘り、同一機能には同一符号を付して説明の重複を避ける。
図１は本実施形態に係る永久磁石同期モータ制御装置の説明図であり、（ａ）主要構成を示すブロック図、（ｂ）ランプ指令による起動時の過渡的な電流操作量Ｉｄ*の変化を示すグラフである。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、モータドライバＥは司令部４の指令に応じて、位置センサレス方式の永久磁石同期モータ（以下、「モータ」ともいう）５に駆動電流を供給するものである。このモータ５は、回転子３ａが永久磁石から形成されると共に回転子３ａの回転位置を検出するセンサを具備しないセンサレス永久磁石型同期モータである。なお、図１（ａ）に示す回転子３ａはＮＳ２極の磁極が着磁されているが、極数が多くなることに制限はない。
【００１７】
このモータドライバＥは、直流電源６の供給を受けるインバータ８と、モータ５の回転位相（ロータ位置）に応じてインバータ８から適切な駆動電流を供給する各種の制御回路により主要部を構成されている。この制御回路は、起動促進手段１０、減算器２０、速度制御器２１、電流制御器２２、座標変換器２４，２６、ロータ位置・速度推定器２３、ＰＷＭ信号発生器２５、および速度検出器２７から主要構成されている。また、電流検出器９u，９vはインバータ８のＵ，Ｖ，Ｗ各相出力がモータ５の固定子の各相駆動コイル（図示せず）へ接続される経路に配設されている。なお、指令部４と直流電源６は図１（ａ）に示すように、モータドライバＥには含まれない。
【００１８】
起動促進手段１０は、波形生成手段２８と制御モード切換スイッチ１１により構成されている。起動促進手段１０はモータ５の起動を円滑に促進するためのものである。すなわち、起動時に制御モード切換スイッチ１１を接点１に接続した微小な時間だけ、波形生成手段２８により規定波形の起動促進電流を生成し、インバータ８を介してモータ５に供給される。それから、ロータ位置および回転方向を同期引き込みさせた後、制御モード切換スイッチ１１を接点２に接続すれば、同期駆動制御手段Ｆがインバータ８に接続されるので同期駆動制御となる。そして、モータ５の回転が安定したら、制御モード切換スイッチ１１を接点３に接続して通常のセンサレス制御に移行することが可能である。
【００１９】
また、起動促進手段１０における波形生成手段２８は、図１（ｂ）に示すように、ランプ指令により線形増加する電流（以下、「ランプ電流」という）を生成する。このランプ電流によれば、ランプ指令により線形増加する電流を供給された永久磁石同期モータは、正弦波交流の最初の波高まで４／１波長分（９０°）の電気角度を線形増加する。したがって起動トルクを所定時間だけ確実にロータへ付与することができる。このようにして、ロータ位置を同期位置へ移動させる。そのために、起動促進手段１０の波形生成手段２８が、正弦波交流における０°〜９０°の位相角度に相当する波形を時間軸方向に引き伸ばした波形を生成して起動電流を流すのである。
【００２０】
このランプ指令によるモータ電流を流された永久磁石同期モータは、９０°の電気角度に相当するロータ位置まで移動させるのに必要な起動トルクを、所定時間だけロータに付与することができる。このようにして、ロータ位置を速やかに同期位置まで移動させる。そして、円滑、迅速、確実なモータ起動を実現することが可能である。
【００２１】
さらに詳細には、この起動促進手段１０を形成する波形生成手段２８として、図示せぬコンデンサと抵抗の組み合わせ回路による時定数を利用してタイミング制御が可能であるほか、マイクロコンピュータに予め記憶されたランプ（傾斜）関数を用いたランプ上昇、またはクロックとビットの関係により多段階に上昇する信号を生成して用いても良い。あるいは、速度制御機２１の内部に類似の起動促進手段１０を内蔵しても構わない。
【００２２】
回転検出器３１は、モータ５の回転を所定の検出手法を用いて検出するものである。より詳細には、回転検出器３１は、回転子３ａの磁力をホール素子で検出し、回転子３ａの１回転毎に１パルス（Ｎ極の位置を示すパルス）となるパルス信号を、速度検出器２７へ入力する。
【００２３】
図１（ａ）において、Ｖu*はＵ相の電圧操作量、Ｖv*はＶ相の電圧操作量、Ｖw*はＷ相の電圧操作量（以下、単に「電圧操作量」と略す）、ＩｕはモータＵ相電流、ＩｖはモータＶ相電流、Ｉdはｄ軸電流、Ｉqはｑ軸電流、Ｖdはｄ軸電圧、Ｖqはｑ軸電圧、ωは速度（＝回転速度＝角速度）、θは回転角推定値、*は指令値（操作量）、を示している。なお、ｑ軸，ｄ軸とは、モータ５の回転子３ａ上に固定されたｑ軸とｄ軸とからなる２次元座標系である。すなわち、ｑ軸は回転子３ａの回転面上において永久磁石のＳ極とＮ極との対向方向に設定された座標軸であり、ｄ軸は前記ｑ軸に直交する座標軸である。
【００２４】
ここで、モータドライバＥの制御形態として速度制御を行う場合、
ω*は指令部４より指令を受ける。
Ｉd*は指令部４より指令を受けるか、もしくはインバータ８自身で設定する。
一方、モータドライバＥの制御形態として電流制御を行う場合、
Ｉｑ*は指令部４より指令を受ける。
Ｉd*は指令部４より指令を受けるか、またはインバータ８自身で設定する。
なお、電流制御のみでも本来の機能を発揮させられる場合、速度制御器２１は無くても構わない。
【００２５】
モータドライバＥは、直流電源６から出力された直流電圧（電源電圧）に基づいてモータ駆動電流を生成してモータ５を駆動するためにインバータ８をＰＷＭ制御することによってモータ５の回転を制御する。インバータ８は、ＰＷＭ信号発生器２５から供給されるＰＷＭ信号に基づいて直流電源６から供給された直流電圧をスイッチングすることにより、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相からなる３相のモータ駆動電流を生成する。
【００２６】
電流検出器９uは、インバータ８のＵ相出力端とモータ５のＵ相固定子巻線とを接続するＵ相接続線に設けられ、Ｕ相出力端からＵ相固定子巻線に流れるモータ駆動電流Ｉuを検出して座標変換器２６へ入力する。一方、電流検出器９vは、インバータ８のＶ相出力端とモータ５のＶ相固定子巻線とを接続するＶ相接続線に設けられ、前記Ｖ相出力端からＶ相固定子巻線に流れるモータ駆動電流Ｉvを検出して座標変換器２６へ入力する。
【００２７】
減算器２０は、上位制御装置である指令部４から供給される角速度目標値ω*とロータ位置・速度推定器２３から出力された角速度推定値ωとの差分を速度誤差△ωとして演算し速度制御器２１へ入力する。速度制御器２１は、一種のＰＩＤ制御器であり、前記速度誤差△ωに所定の比例積分・微分演算を施すことにより速度誤差△ωに対応する電流操作量としてのｑ軸電流（電流操作量）Ｉq*を演算して電流制御器２２へ入力する。
【００２８】
電流制御器２２は、一種のＰＩＤ制御器であり、各電流操作量Ｉq*，Ｉd*に所定の比例積分・微分演算を各々施すことにより電圧操作量Ｖq*，Ｖd*を生成する。すなわち、座標変換器２６から入力されるｑ軸，ｄ軸電流の検出電流Ｉq，Ｉdに基づいて、電流操作量Ｉq*，Ｉd*に各々対応するｑ軸，ｄ軸それぞれの電圧操作量Ｖq*，Ｖd*を演算してロータ位置・速度推定器２３および座標変換器２４へ入力する。なお、ｄ軸の電流操作量Ｉd*は指令部４により指令され波形生成手段２８により適宜に波形生成して供給される。
【００２９】
ロータ位置・速度推定器２３は、検出電流Ｉq，Ｉdおよび電圧操作量Ｖq*，Ｖd*に基づいてモータ５の回転状態を推定するものである。このロータ位置・速度推定器２３は、内部にモータ５を模擬したモータモデルを備えており、このモータモデルに入力された電圧操作量Ｖq*，Ｖd*および検出電流Ｉq，Ｉdに基づいて角速度推定値ωおよび回転角推定値θを演算して出力する。このような手法で推定した回転角推定値θは、ロータ位置・速度推定器２３から座標変換器２４，２６へ、それぞれ入力されると共に角速度推定値ωを減算器２０へも入力する。
【００３０】
座標変換器２４は、ロータ位置・速度推定器２３から入力された回転角推定値θに基づき、電流制御器２２から入力された電圧操作量Ｖq*，Ｖd*を、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相からなる３次元座標系上の電圧操作量Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*に変換する。その電圧操作量Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*はＰＷＭ信号発生器２５へ入力される。
【００３１】
ＰＷＭ信号発生器２５は、電圧操作量Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*に基づいてインバータ８をスイッチング動作させるためのＰＷＭ信号を生成してインバータ８へ入力する。このとき、インバータ８は、モータ５の全回転角（３６０°）にわたってモータ駆動電流を出力する。このようにして、モータドライバＥは、正弦波通電方式に基づいて動作を継続する。
【００３２】
座標変換器２６は、電流検出器９u，９vによって各々検出されたＵ相およびＶ相のモータ検出電流（以下、「検出電流」ともいう）Ｉu，Ｉvに基づいて、ｑ軸，ｄ軸それぞれの検出電流Ｉq，Ｉdを生成する。より詳細には、座標変換器２６は、検出電流Ｉu，Ｉvに基づく内部演算によってＷ相のモータ駆動電流Ｉwを求め、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相からなる３次元座標系上の検出電流Ｉu，Ｉv，Ｉwに所定の座標変換を施すことにより検出電流Ｉq，Ｉdを求める。
【００３３】
速度検出器２７は、前記パルス信号をその繰り返し周波数に応じた直流電圧に変換する一種の信号変換器（Ｆ／Ｖコンバータ）であり、前記直流電圧を角速度検出値ωkとして指令部４へ入力する。
【００３４】
波形生成手段２８は、起動促進手段１０（図１）に含まれる機能であり、指令部４の指令を受けて適切な電流操作量Ｉq*，Ｉｄ*を生成するように指令部４および／または速度制御器２１を支援する。具体的には、図示せぬコンデンサと抵抗の組み合わせ回路による時定数を利用してタイミング設定する電流制御が可能であるほか、マイクロコンピュータに予め記憶されたランプ（傾斜）関数を用いたランプ指令、またはクロックとビットの関係により各種波形の信号を生成して用いても良い。波形生成手段２８により生成された電流操作量Ｉq*，Ｉｄ*は電流制御器２２へ入力される。
【００３５】
また、一般的なセンサレス永久磁石型同期モータの回転制御では、センサレス永久磁石型同期モータの角速度および回転角等を何らかの方法で推定し、その推定値に基づいてセンサレス永久磁石型同期モータをベクトル制御あるいはＶ／Ｆ制御する。なお、これらベクトル制御およびＶ／Ｆ制御に関しては、周知なので説明を省略する。
【００３６】
モータドライバＥは、入力された動作指示信号Ｊによって、モータドライバＥを作動させることによってモータ５の駆動を行う。すなわち、駆動時においては、モータ駆動電流が各相の駆動電流線を介してインバータ８からモータ５に供給され、モータ５が回転駆動される。
【００３７】
そして、電流検出器９u，９vは、前記モータ駆動電流に基づくＵ相およびＶ相のモータ駆動電流Ｉu，Ｉvを座標変換器２６へ入力し、当該座標変換器２６は、もう１相つまりＷ相のモータ駆動電流ＩwをＵ相およびＶ相のモータ駆動電流Ｉu，Ｉvから算出し、３相（Ｕ相，Ｖ相およびＷ相）のモータ駆動電流Ｉu，Ｉv，Ｉwに回転角推定値θに応じた要素からなる変換マトリクスを用いて座標変換処理を施すことにより、モータ５に固有のｑ軸−ｄ軸座標系におけるｑ軸の検出電流Ｉqとｄ軸の検出電流Ｉdを生成する。
【００３８】
また、この駆動時には、指令部４から角速度目標値ω*が減算器２０に入力されると共に、同じく指令部４から検出電流Ｉdの目標値に相当する電流操作量Ｉd*が電流制御器２２に入力される。ここで、電流操作量Ｉd*は「０」に設定される。
【００３９】
減算器２０は、前記角速度目標値ω*とロータ位置・速度推定器２３から入力されたモータ５の角速度推定値ωとの差分を演算することにより速度誤差△ωを生成する。
速度制御器２１は、速度誤差△ωに比例積分・微分処理を施すことによって検出電流Ｉdに対応する電流操作量Ｉq*を生成する。
電流制御器２２は、前記電流操作量Ｉqs，Ｉdsに比例積分・微分演算を各々施することにより、モータ５に供給すべき駆動電圧に相当する電圧操作量Ｖq*，Ｖd*を生成する。
【００４０】
ロータ位置・速度推定器２３は、モータ５の回転子３ａに固定設定されたｑ軸−ｄ軸座標系におけるｑ軸の検出電流Ｉqおよび電圧操作量Ｖq並びにｄ軸の検出電流Ｉdおよび電圧操作量Ｖd*を入力信号として角速度推定値ωおよび回転角推定値θを推定する。
座標変換器２４は、前記回転角推定値θを用いることにより電圧操作量Ｖq*，Ｖd*をＵ相、Ｖ相およびＷ相からなる３次元座標系上の電圧操作量Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*に変換する。
【００４１】
ＰＷＭ信号発生器２５は、これら電圧操作量Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*に基づいてインバータ８をスイッチング動作させるためのＰＷＭ信号を生成してインバータ８を駆動する。
【００４２】
図２は本実施形態に係る永久磁石同期モータ制御装置Ｅにおける同期駆動制御部Ｆを示すブロック図である。図２に示すように、同期駆動制御部Ｆは周知のものであり、Ｖ／Ｆ制御器１２と、すべり制御器１３と、座標変換器２４′、安定器７で構成されている。また、安定器７は座標変換器２６′と、ＨＰＦ１４と、速度検出器２７′と減算器２０により構成されている。なお、同期駆動制御部Ｆは起動促進手段１０に含まれており、起動を促進する用途であるため、起動と停止を高頻度で繰り返す特殊用途でない限り、連続動作に耐える必要はない。
【００４３】
図２において、γは回転磁界の磁軸、δはγ軸とｄ軸がなす内部相差角、Ｖγ*，Ｖδ*はそれぞれの軸方向の電圧操作量、Ｉγ*，Ｉδ*はそれぞれの軸方向の電流操作量、θ*は回転角指令値（操作量）を表している。座標変換器２６′は、電流検出器９u，９vによって各々検出されたＵ相およびＶ相のモータ検出電流Ｉu，Ｉvに基づいて、γ軸，δ角それぞれの検出電流Ｉγ，Ｉδを生成する。
【００４４】
指令部４から供給される角速度目標値ω*に、モータ５の回転速度を一致させるように、ＰＷＭ信号発生器２５へ電圧操作量Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*を入力する。これら電圧操作量Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*に基づいてインバータ８をスイッチング動作させるためのＰＷＭ信号を生成する。このＰＷＭ信号によりインバータ８をＶ／Ｆ制御で駆動する。なお、Ｖ／Ｆ制御はＶ／Ｆ値を一定に保つように制御する周知の制御方法である。
【００４５】
安定器７は検出電流Ｉδと角速度目標値ω*を用いてモータ５のすべりを算出する。そして、すべり制御器１３が座標変換器２４′に回転角操作量θ*を指令する。座標変換器２４′は、Ｖ／Ｆ制御器１２から電圧操作量Ｖδ*の指令を受けながら、適切な電圧操作量Ｖu*，Ｖv*，Ｖw*をＰＷＭ信号発生器２５へ入力する。ＰＷＭ信号発生器２５はインバータ８をＰＷＭ信号で制御する。インバータ８はモータ５をＶ／Ｆ制御で同期駆動する。
【００４６】
なお、同期駆動制御部Ｆは、図２に示した構成だけでもモータ５をＶ／Ｆ制御で安定動作させるが、前述したように、起動時の補助・援動用として、例えば０．２ｓｅｃ程度のごく短時間の動作に耐える簡素なもので足りる。
【００４７】
次に、図１〜図３を用いて、本装置Ｅの動作を詳しく説明する。
図３は本実施形態に係る永久磁石同期モータ制御装置における、起動電流のグラフであり、（ａ）第１試作結果、（ｂ）第２試作結果である。図３において、縦軸はモータ電流、横軸は時間を示している。
【００４８】
図２（ａ）に示すように、第１試作結果において、起動時は制御モード切換スイッチ１１が接点２に接続し、起動後約２００ｍｓｅｃまでの間、Ｖ／Ｆ制御によりＶ／Ｆ値を一定に保つように同期駆動制御されている。すなわち、駆動電流の周波数および電流値が徐々に増加されて回転速度が増加する。その後、制御モード切換スイッチ１１が接点２から接点３へと切換わり、位置センサレス制御へと移行する。このとき、既に、完全同期の状態なので、確実迅速に定常運転状態となる。なお、制御モードの切換タイミングに関しては、図示せぬマイコンプログラムが起動直後に実行されることで確実容易に実現できる。
【００４９】
一方、図２（ｂ）に示すように、第２試作結果において、起動時は制御モード切換スイッチ１１を接点１に接続しておく。そして、起動後約２００ｍｓｅｃまでの間、駆動電流を線形増加（ランプ増加）させながら標準値の約２倍に到達した時点で、交流１／４波長（電気角９０°）の位相が進んだ時点で、同期引き込みしたものとする。その時点で、制御モード切換スイッチ１１が接点２に接続し、以後約２００ｍｓｅｃの間、Ｖ／Ｆ制御によりＶ／Ｆ値を一定に保つように同期駆動制御される。この間、周波数を僅かずつ高めながら同期駆動制御を継続する。その後、制御モード切換スイッチ１１を接点３に接続し、電流値を標準値へ戻すと共に、位置センサレス制御へ移行する。
【００５０】
すなわち、ランプ増加電流（通称「直流ランプ電流」）によるロータの強制位置決め→同期引き込み→同期駆動制御→位置センサレス制御という３段階の起動制御により、円滑な結果が得られた。なお、ロータの強制位置決め制御から、同期駆動制御、位置センサレス制御への順自切換えは制御モード切換スイッチ１１を接点１、接点２、接点３へと適切なタイミングで切換ることによって実現する。この切換タイミングに関しては、図示せぬマイコンプログラムが起動直後に実行されることで確実容易に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本実施形態に係る永久磁石同期モータ制御装置の説明図であり、（ａ）主要構成を示すブロック図、（ｂ）ランプ指令による起動時の過渡的な電流操作量Ｉｄ*の変化を示すグラフである。
【図２】本実施形態に係る永久磁石同期モータ制御装置における同期駆動制御部を示すブロック図である。
【図３】本実施形態に係る永久磁石同期モータ制御装置における、起動電流を示すグラフであり、（ａ）第１試作結果、（ｂ）第２試作結果である。
【符号の説明】
【００５２】
５  永久磁石同期モータ（モータ）
１０  起動促進手段
Ｅ  永久磁石同期モータ制御装置（モータドライバ）
Ｆ  同期駆動制御部
【図１】
2008245411.tif 000003
【図２】
2008245411.tif 000004
【図３】
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