(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を交流電力に変換して回転子鉄心に永久磁石が埋設されている同期電動機に給電する電力変換器と、
前記永久磁石の主磁束方向をｄ軸方向とし前記ｄ軸方向と直交する方向をｑ軸方向とするときに、前記同期電動機が所要トルクを出力するときの前記同期電動機の電機子電流が最小になるように前記ｄ軸方向の電流指令値であるｄ軸電流指令値および前記ｑ軸方向の電流指令値であるｑ軸電流指令値をそれぞれ設定して前記電力変換器を駆動制御する制御装置と、
を備える同期電動機制御装置であって、
前記制御装置は、
前記同期電動機の出力トルクが前記所要トルクに追従して設定されるトルク指令値と一致するように前記ｄ軸電流指令値を算出するｄ軸電流指令値算出部と、
前記ｄ軸電流指令値算出部によって算出された前記ｄ軸電流指令値を用いて式（１）に基づいて前記ｑ軸電流指令値を算出するｑ軸電流指令値算出部と、
前記電機子電流から算出されるｄ軸電流算出値が前記ｄ軸電流指令値と一致するように前記ｄ軸方向の電圧指令値であるｄ軸電圧指令値の第一の指令値である第一ｄ軸電圧指令値を算出し、前記電機子電流から算出されるｑ軸電流算出値が前記ｑ軸電流指令値と一致するように前記ｑ軸方向の電圧指令値であるｑ軸電圧指令値の第一の指令値である第一ｑ軸電圧指令値を算出する第一電圧指令値算出部と、
前記第一ｑ軸電圧指令値に基づいてｄ軸インダクタンスを同定してｄ軸インダクタンス推定値を算出し、前記第一ｄ軸電圧指令値に基づいてｑ軸インダクタンスを同定してｑ軸インダクタンス推定値を算出するインダクタンス同定部と、
を備え、
前記インダクタンス同定部は、前記第一電圧指令値算出部によって算出された前記第一ｑ軸電圧指令値を用いて式（２）に基づいて前記ｄ軸インダクタンス推定値を算出し、前記第一電圧指令値算出部によって算出された前記第一ｄ軸電圧指令値を用いて式（３）に基づいて前記ｑ軸インダクタンス推定値を算出し、
前記ｑ軸電流指令値算出部は、前記インダクタンス同定部によって算出された前記ｄ軸インダクタンス推定値を式（１）の前記ｄ軸インダクタンスとし、前記インダクタンス同定部によって算出された前記ｑ軸インダクタンス推定値を式（１）の前記ｑ軸インダクタンスとして、前記ｑ軸電流指令値を算出する同期電動機制御装置。
【数１】
0006682957.tif 000037
但し、前記ｄ軸電流指令値をＩｄ＿ｒｅｆで表し、前記ｑ軸電流指令値をＩｑ＿ｒｅｆで表す。前記ｄ軸インダクタンスをＬｄで表し、前記ｑ軸インダクタンスをＬｑで表す。誘起電圧定数をΦで表す。前記ｄ軸インダクタンス推定値をＬｄ＿ｈａｔで表し、前記ｑ軸インダクタンス推定値をＬｑ＿ｈａｔで表す。ｄ軸側調整ゲインをＫｄで表し、ｑ軸側調整ゲインをＫｑで表す。前記第一ｄ軸電圧指令値をＶｄ１＿ｒｅｆで表し、前記第一ｑ軸電圧指令値をＶｑ１＿ｒｅｆで表す。
【請求項２】
直流電力を交流電力に変換して回転子鉄心に永久磁石が埋設されている同期電動機に給電する電力変換器と、
前記永久磁石の主磁束方向をｄ軸方向とし前記ｄ軸方向と直交する方向をｑ軸方向とするときに、前記同期電動機が所要トルクを出力するときの前記同期電動機の電機子電流が最小になるように前記ｄ軸方向の電流指令値であるｄ軸電流指令値および前記ｑ軸方向の電流指令値であるｑ軸電流指令値をそれぞれ設定して前記電力変換器を駆動制御する制御装置と、
を備える同期電動機制御装置であって、
前記制御装置は、
前記同期電動機の出力トルクが前記所要トルクに追従して設定されるトルク指令値と一致するように前記ｄ軸電流指令値を算出するｄ軸電流指令値算出部と、
前記ｄ軸電流指令値算出部によって算出された前記ｄ軸電流指令値を用いて式（１）に基づいて前記ｑ軸電流指令値を算出するｑ軸電流指令値算出部と、
前記電機子電流から算出されるｄ軸電流算出値が前記ｄ軸電流指令値と一致するように前記ｄ軸方向の電圧指令値であるｄ軸電圧指令値の第一の指令値である第一ｄ軸電圧指令値を算出し、前記電機子電流から算出されるｑ軸電流算出値が前記ｑ軸電流指令値と一致するように前記ｑ軸方向の電圧指令値であるｑ軸電圧指令値の第一の指令値である第一ｑ軸電圧指令値を算出する第一電圧指令値算出部と、
前記同期電動機の回転磁界の周波数と比べて高周波数の重畳信号を生成する重畳信号生成部と、
前記第一ｄ軸電圧指令値に前記重畳信号を加算し、前記第一ｑ軸電圧指令値に前記重畳信号を加算する重畳信号加算部と、
前記ｄ軸電流算出値から前記重畳信号と同じ周波数成分を抽出し、抽出されたｄ軸抽出信号の電流振幅であるｄ軸電流振幅を算出し、前記ｑ軸電流算出値から前記重畳信号と同じ周波数成分を抽出し、抽出されたｑ軸抽出信号の電流振幅であるｑ軸電流振幅を算出する抽出信号電流振幅算出部と、
前記ｄ軸電流振幅を用いて式（４）に基づいてｄ軸インダクタンス演算値を算出し、前記ｑ軸電流振幅を用いて式（５）に基づいてｑ軸インダクタンス演算値を算出するインダクタンス演算部と、
前記ｑ軸インダクタンス演算値を用いて式（６）に基づいて前記ｄ軸電圧指令値の補正値を算出し、前記ｄ軸インダクタンス演算値を用いて式（７）に基づいて前記ｑ軸電圧指令値の補正値を算出する電圧補正値算出部と、
前記重畳信号が重畳された前記第一ｄ軸電圧指令値に前記ｄ軸電圧指令値の補正値を加算して前記ｄ軸電圧指令値を算出し、前記重畳信号が重畳された前記第一ｑ軸電圧指令値に前記ｑ軸電圧指令値の補正値を加算して前記ｑ軸電圧指令値を算出する電圧指令値算出部と、
を備え、
前記ｑ軸電流指令値算出部は、前記インダクタンス演算部によって算出された前記ｄ軸インダクタンス演算値を式（１）のｄ軸インダクタンスとし、前記インダクタンス演算部によって算出された前記ｑ軸インダクタンス演算値を式（１）のｑ軸インダクタンスとして、前記ｑ軸電流指令値を算出する同期電動機制御装置。
【数２】
0006682957.tif 000038
但し、前記ｄ軸電流指令値をＩｄ＿ｒｅｆで表し、前記ｑ軸電流指令値をＩｑ＿ｒｅｆで表す。前記ｄ軸インダクタンスをＬｄで表し、前記ｑ軸インダクタンスをＬｑで表す。誘起電圧定数をΦで表す。前記ｄ軸インダクタンス演算値をＬｄ＿ｍａｓで表し、前記ｑ軸インダクタンス演算値をＬｑ＿ｍａｓで表す。前記重畳信号の角速度をωｉｎｊで表し、前記重畳信号の振幅をＶａｍｐで表す。前記ｄ軸電流振幅をＩｄ＿ａｍｐで表し、前記ｑ軸電流振幅をＩｑ＿ａｍｐで表す。前記ｄ軸電圧指令値の補正値をＶｄ＿ｃｏｍで表し、前記ｑ軸電圧指令値の補正値をＶｑ＿ｃｏｍで表す。前記同期電動機の角速度をωで表す。
【請求項３】
前記抽出信号電流振幅算出部は、前記ｄ軸電流算出値を高速フーリエ変換して前記ｄ軸抽出信号を抽出し、前記ｑ軸電流算出値を高速フーリエ変換して前記ｑ軸抽出信号を抽出する請求項２に記載の同期電動機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期電動機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記発明の一例として、特許文献１に記載の発明が挙げられる。特許文献１に記載の同期機の制御装置は、ｄ軸電流指令演算器およびｑ軸電流指令演算器を備えている。ｄ軸電流指令演算器は、トルク指令値の絶対値の一次関数からｄ軸電流指令値を算出する。ｑ軸電流指令演算器は、ｄ軸電流指令値とトルク指令値とからｑ軸電流指令値を算出する。これらにより、特許文献１に記載の発明は、トルク指令値に応じたｄ軸電流指令値とｑ軸電流指令値とを算出して、同期機の損失を最小にしようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３４８４７８号公報
【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、特許文献１に記載の発明では、ｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値を生成する際に使用する定数の演算が複雑である。そのため、プログラム化するためには、多大なマップデータが必要になり、ソフトウエア（プログラム）の肥大化およびハードウエア（例えば、記憶装置の記憶容量など）の大型化を招来する可能性がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、同期電動機が所要トルクを出力するときの電機子電流が最小になるｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値を算出する演算部を簡素化可能な同期電動機制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第一発明に係る同期電動機制御装置は、直流電力を交流電力に変換して回転子鉄心に永久磁石が埋設されている同期電動機に給電する電力変換器と、前記永久磁石の主磁束方向をｄ軸方向とし前記ｄ軸方向と直交する方向をｑ軸方向とするときに、前記同期電動機が所要トルクを出力するときの前記同期電動機の電機子電流が最小になるように前記ｄ軸方向の電流指令値であるｄ軸電流指令値および前記ｑ軸方向の電流指令値であるｑ軸電流指令値をそれぞれ設定して前記電力変換器を駆動制御する制御装置と、を備える同期電動機制御装置であって、前記制御装置は、前記同期電動機の出力トルクが前記所要トルクに追従して設定されるトルク指令値と一致するように前記ｄ軸電流指令値を算出するｄ軸電流指令値算出部と、前記ｄ軸電流指令値算出部によって算出された前記ｄ軸電流指令値を用いて式（１）に基づいて前記ｑ軸電流指令値を算出するｑ軸電流指令値算出部と、前記電機子電流から算出されるｄ軸電流算出値が前記ｄ軸電流指令値と一致するように前記ｄ軸方向の電圧指令値であるｄ軸電圧指令値の第一の指令値である第一ｄ軸電圧指令値を算出し、前記電機子電流から算出されるｑ軸電流算出値が前記ｑ軸電流指令値と一致するように前記ｑ軸方向の電圧指令値であるｑ軸電圧指令値の第一の指令値である第一ｑ軸電圧指令値を算出する第一電圧指令値算出部と、前記第一ｑ軸電圧指令値に基づいてｄ軸インダクタンスを同定してｄ軸インダクタンス推定値を算出し、前記第一ｄ軸電圧指令値に基づいてｑ軸インダクタンスを同定してｑ軸インダクタンス推定値を算出するインダクタンス同定部と、を備え、前記インダクタンス同定部は、前記第一電圧指令値算出部によって算出された前記第一ｑ軸電圧指令値を用いて式（２）に基づいて前記ｄ軸インダクタンス推定値を算出し、前記第一電圧指令値算出部によって算出された前記第一ｄ軸電圧指令値を用いて式（３）に基づいて前記ｑ軸インダクタンス推定値を算出し、前記ｑ軸電流指令値算出部は、前記インダクタンス同定部によって算出された前記ｄ軸インダクタンス推定値を式（１）の前記ｄ軸インダクタンスとし、前記インダクタンス同定部によって算出された前記ｑ軸インダクタンス推定値を式（１）の前記ｑ軸インダクタンスとして、前記ｑ軸電流指令値を算出する。
第二発明に係る同期電動機制御装置は、直流電力を交流電力に変換して回転子鉄心に永久磁石が埋設されている同期電動機に給電する電力変換器と、前記永久磁石の主磁束方向をｄ軸方向とし前記ｄ軸方向と直交する方向をｑ軸方向とするときに、前記同期電動機が所要トルクを出力するときの前記同期電動機の電機子電流が最小になるように前記ｄ軸方向の電流指令値であるｄ軸電流指令値および前記ｑ軸方向の電流指令値であるｑ軸電流指令値をそれぞれ設定して前記電力変換器を駆動制御する制御装置と、を備える同期電動機制御装置であって、前記制御装置は、前記同期電動機の出力トルクが前記所要トルクに追従して設定されるトルク指令値と一致するように前記ｄ軸電流指令値を算出するｄ軸電流指令値算出部と、前記ｄ軸電流指令値算出部によって算出された前記ｄ軸電流指令値を用いて式（１）に基づいて前記ｑ軸電流指令値を算出するｑ軸電流指令値算出部と、前記電機子電流から算出されるｄ軸電流算出値が前記ｄ軸電流指令値と一致するように前記ｄ軸方向の電圧指令値であるｄ軸電圧指令値の第一の指令値である第一ｄ軸電圧指令値を算出し、前記電機子電流から算出されるｑ軸電流算出値が前記ｑ軸電流指令値と一致するように前記ｑ軸方向の電圧指令値であるｑ軸電圧指令値の第一の指令値である第一ｑ軸電圧指令値を算出する第一電圧指令値算出部と、前記同期電動機の回転磁界の周波数と比べて高周波数の重畳信号を生成する重畳信号生成部と、前記第一ｄ軸電圧指令値に前記重畳信号を加算し、前記第一ｑ軸電圧指令値に前記重畳信号を加算する重畳信号加算部と、前記ｄ軸電流算出値から前記重畳信号と同じ周波数成分を抽出し、抽出されたｄ軸抽出信号の電流振幅であるｄ軸電流振幅を算出し、前記ｑ軸電流算出値から前記重畳信号と同じ周波数成分を抽出し、抽出されたｑ軸抽出信号の電流振幅であるｑ軸電流振幅を算出する抽出信号電流振幅算出部と、前記ｄ軸電流振幅を用いて式（４）に基づいてｄ軸インダクタンス演算値を算出し、前記ｑ軸電流振幅を用いて式（５）に基づいてｑ軸インダクタンス演算値を算出するインダクタンス演算部と、前記ｑ軸インダクタンス演算値を用いて式（６）に基づいて前記ｄ軸電圧指令値の補正値を算出し、前記ｄ軸インダクタンス演算値を用いて式（７）に基づいて前記ｑ軸電圧指令値の補正値を算出する電圧補正値算出部と、前記重畳信号が重畳された前記第一ｄ軸電圧指令値に前記ｄ軸電圧指令値の補正値を加算して前記ｄ軸電圧指令値を算出し、前記重畳信号が重畳された前記第一ｑ軸電圧指令値に前記ｑ軸電圧指令値の補正値を加算して前記ｑ軸電圧指令値を算出する電圧指令値算出部と、を備え、前記ｑ軸電流指令値算出部は、前記インダクタンス演算部によって算出された前記ｄ軸インダクタンス演算値を式（１）のｄ軸インダクタンスとし、前記インダクタンス演算部によって算出された前記ｑ軸インダクタンス演算値を式（１）のｑ軸インダクタンスとして、前記ｑ軸電流指令値を算出する。
【０００７】
【数１】
0006682957.tif 000002
【０００８】
但し、前記ｄ軸電流指令値をＩｄ＿ｒｅｆで表し、前記ｑ軸電流指令値をＩｑ＿ｒｅｆで表す。前記ｄ軸インダクタンスをＬｄで表し、前記ｑ軸インダクタンスをＬｑで表す。誘起電圧定数をΦで表す。前記ｄ軸インダクタンス推定値をＬｄ＿ｈａｔで表し、前記ｑ軸インダクタンス推定値をＬｑ＿ｈａｔで表す。ｄ軸側調整ゲインをＫｄで表し、ｑ軸側調整ゲインをＫｑで表す。前記第一ｄ軸電圧指令値をＶｄ１＿ｒｅｆで表し、前記第一ｑ軸電圧指令値をＶｑ１＿ｒｅｆで表す。前記ｄ軸インダクタンス演算値をＬｄ＿ｍａｓで表し、前記ｑ軸インダクタンス演算値をＬｑ＿ｍａｓで表す。前記重畳信号の角速度をωｉｎｊで表し、前記重畳信号の振幅をＶａｍｐで表す。前記ｄ軸電流振幅をＩｄ＿ａｍｐで表し、前記ｑ軸電流振幅をＩｑ＿ａｍｐで表す。前記ｄ軸電圧指令値の補正値をＶｄ＿ｃｏｍで表し、前記ｑ軸電圧指令値の補正値をＶｑ＿ｃｏｍで表す。前記同期電動機の角速度をωで表す。
【発明の効果】
【０００９】
第一発明および第二発明に係る同期電動機制御装置によれば、制御装置は、ｄ軸電流指令値算出部とｑ軸電流指令値算出部とを備える。ｄ軸電流指令値算出部は、同期電動機の出力トルクが所要トルクに追従して設定されるトルク指令値と一致するようにｄ軸電流指令値を算出する。ｑ軸電流指令値算出部は、ｄ軸電流指令値算出部によって算出されたｄ軸電流指令値を用いて、式（１）に基づいてｑ軸電流指令値を算出する。そのため、第一発明および第二発明に係る同期電動機制御装置は、ｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値を算出する演算部（ｄ軸電流指令値算出部およびｑ軸電流指令値算出部）を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一実施形態に係り、同期電動機制御装置１０の一例を示す構成図である。
【図２】第一実施形態に係り、回転子５２の一例を示す構成図である。
【図３】第一実施形態に係り、制御装置６０の一例を示す構成図である。
【図４】第一実施形態に係り、制御装置６０の制御ブロックの一例を示す構成図である。
【図５】第一実施形態に係り、トルク指令値τ＿ｒｅｆと電機子電流との関係の一例を示す図である。
【図６】第二実施形態に係り、制御装置６０の制御ブロックの一例を示す構成図である。
【図７】第三実施形態に係り、制御装置６０の制御ブロックの一例を示す構成図である。
【図８Ａ】重畳信号の経時変化の一例を示す図である。
【図８Ｂ】ｄ軸電流算出値Ｉｄ＿ｆｂおよびｑ軸電流算出値Ｉｑ＿ｆｂの経時変化の一例を示す図である。
【図８Ｃ】ｄ軸抽出信号の経時変化の一例を示す図である。
【図８Ｄ】ｑ軸抽出信号の経時変化の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（i）好適な形態によれば、前記制御装置は、前記電機子電流から算出されるｄ軸電流算出値が前記ｄ軸電流指令値と一致するように前記ｄ軸方向の電圧指令値であるｄ軸電圧指令値の第一の指令値である第一ｄ軸電圧指令値を算出し、前記電機子電流から算出されるｑ軸電流算出値が前記ｑ軸電流指令値と一致するように前記ｑ軸方向の電圧指令値であるｑ軸電圧指令値の第一の指令値である第一ｑ軸電圧指令値を算出する第一電圧指令値算出部と、前記ｑ軸電流指令値を用いて下記数２に基づいて前記ｄ軸電圧指令値の補正値を算出し、前記ｄ軸電流指令値を用いて下記数３に基づいて前記ｑ軸電圧指令値の補正値を算出する電圧補正値算出部と、前記第一ｄ軸電圧指令値に前記ｄ軸電圧指令値の補正値を加算して前記ｄ軸電圧指令値を算出し、前記第一ｑ軸電圧指令値に前記ｑ軸電圧指令値の補正値を加算して前記ｑ軸電圧指令値を算出する電圧指令値算出部と、を備える。
【００１２】
【数２】
0006682957.tif 000003
【００１３】
【数３】
0006682957.tif 000004
【００１４】
但し、前記ｄ軸電圧指令値の補正値をＶｄ＿ｃｏｍで表し、前記ｑ軸電圧指令値の補正値をＶｑ＿ｃｏｍで表す。前記ｄ軸インダクタンスをＬｄで表し、前記ｑ軸インダクタンスをＬｑで表す。前記ｄ軸電流指令値をＩｄ＿ｒｅｆで表し、前記ｑ軸電流指令値をＩｑ＿ｒｅｆで表す。前記同期電動機の角速度をωで表し、前記誘起電圧定数をΦで表す。
【００１５】
（ii）他の好適な形態によれば、前記制御装置は、前記電機子電流から算出されるｄ軸電流算出値が前記ｄ軸電流指令値と一致するように前記ｄ軸方向の電圧指令値であるｄ軸電圧指令値の第一の指令値である第一ｄ軸電圧指令値を算出し、前記電機子電流から算出されるｑ軸電流算出値が前記ｑ軸電流指令値と一致するように前記ｑ軸方向の電圧指令値であるｑ軸電圧指令値の第一の指令値である第一ｑ軸電圧指令値を算出する第一電圧指令値算出部と、前記第一ｑ軸電圧指令値に基づいて前記ｄ軸インダクタンスを同定してｄ軸インダクタンス推定値を算出し、前記第一ｄ軸電圧指令値に基づいて前記ｑ軸インダクタンスを同定してｑ軸インダクタンス推定値を算出するインダクタンス同定部と、を備え、前記ｑ軸電流指令値算出部は、前記インダクタンス同定部によって算出された前記ｄ軸インダクタンス推定値を前記数１の前記ｄ軸インダクタンスとし、前記インダクタンス同定部によって算出された前記ｑ軸インダクタンス推定値を前記数１の前記ｑ軸インダクタンスとして、前記ｑ軸電流指令値を算出する。
【００１６】
（iii）（ii）の形態のさらに好適な形態によれば、前記インダクタンス同定部は、前記第一電圧指令値算出部によって算出された前記第一ｑ軸電圧指令値を用いて下記数４に基づいて前記ｄ軸インダクタンス推定値を算出し、前記第一電圧指令値算出部によって算出された前記第一ｄ軸電圧指令値を用いて下記数５に基づいて前記ｑ軸インダクタンス推定値を算出する。
【００１７】
【数４】
0006682957.tif 000005
【００１８】
【数５】
0006682957.tif 000006
【００１９】
但し、前記ｄ軸インダクタンス推定値をＬｄ＿ｈａｔで表し、前記ｑ軸インダクタンス推定値をＬｑ＿ｈａｔで表す。前記ｄ軸インダクタンスをＬｄで表し、前記ｑ軸インダクタンスをＬｑで表す。ｄ軸側調整ゲインをＫｄで表し、ｑ軸側調整ゲインをＫｑで表す。前記第一ｄ軸電圧指令値をＶｄ１＿ｒｅｆで表し、前記第一ｑ軸電圧指令値をＶｑ１＿ｒｅｆで表す。
【００２０】
（iv）他の好適な形態によれば、前記制御装置は、前記電機子電流から算出されるｄ軸電流算出値が前記ｄ軸電流指令値と一致するように前記ｄ軸方向の電圧指令値であるｄ軸電圧指令値の第一の指令値である第一ｄ軸電圧指令値を算出し、前記電機子電流から算出されるｑ軸電流算出値が前記ｑ軸電流指令値と一致するように前記ｑ軸方向の電圧指令値であるｑ軸電圧指令値の第一の指令値である第一ｑ軸電圧指令値を算出する第一電圧指令値算出部と、前記同期電動機の回転磁界の周波数と比べて高周波数の重畳信号を生成する重畳信号生成部と、前記第一ｄ軸電圧指令値に前記重畳信号を加算し、前記第一ｑ軸電圧指令値に前記重畳信号を加算する重畳信号加算部と、前記ｄ軸電流算出値から前記重畳信号と同じ周波数成分を抽出し、抽出されたｄ軸抽出信号の電流振幅であるｄ軸電流振幅を算出し、前記ｑ軸電流算出値から前記重畳信号と同じ周波数成分を抽出し、抽出されたｑ軸抽出信号の電流振幅であるｑ軸電流振幅を算出する抽出信号電流振幅算出部と、前記ｄ軸電流振幅を用いて下記数６に基づいてｄ軸インダクタンス演算値を算出し、前記ｑ軸電流振幅を用いて下記数７に基づいてｑ軸インダクタンス演算値を算出するインダクタンス演算部と、前記ｑ軸インダクタンス演算値を用いて下記数８に基づいて前記ｄ軸電圧指令値の補正値を算出し、前記ｄ軸インダクタンス演算値を用いて下記数９に基づいて前記ｑ軸電圧指令値の補正値を算出する電圧補正値算出部と、前記重畳信号が重畳された前記第一ｄ軸電圧指令値に前記ｄ軸電圧指令値の補正値を加算して前記ｄ軸電圧指令値を算出し、前記重畳信号が重畳された前記第一ｑ軸電圧指令値に前記ｑ軸電圧指令値の補正値を加算して前記ｑ軸電圧指令値を算出する電圧指令値算出部と、を備え、前記ｑ軸電流指令値算出部は、前記インダクタンス演算部によって算出された前記ｄ軸インダクタンス演算値を前記数１の前記ｄ軸インダクタンスとし、前記インダクタンス演算部によって算出された前記ｑ軸インダクタンス演算値を前記数１の前記ｑ軸インダクタンスとして、前記ｑ軸電流指令値を算出する。
【００２１】
【数６】
0006682957.tif 000007
【００２２】
【数７】
0006682957.tif 000008
【００２３】
但し、前記ｄ軸インダクタンス演算値をＬｄ＿ｍａｓで表し、前記ｑ軸インダクタンス演算値をＬｑ＿ｍａｓで表す。前記重畳信号の角速度をωｉｎｊで表し、前記重畳信号の振幅をＶａｍｐで表す。前記ｄ軸電流振幅をＩｄ＿ａｍｐで表し、前記ｑ軸電流振幅をＩｑ＿ａｍｐで表す。
【００２４】
【数８】
0006682957.tif 000009
【００２５】
【数９】
0006682957.tif 000010
【００２６】
但し、前記ｄ軸電圧指令値の補正値をＶｄ＿ｃｏｍで表し、前記ｑ軸電圧指令値の補正値をＶｑ＿ｃｏｍで表す。前記ｄ軸インダクタンス演算値をＬｄ＿ｍａｓで表し、前記ｑ軸インダクタンス演算値をＬｑ＿ｍａｓで表す。前記ｄ軸電流指令値をＩｄ＿ｒｅｆで表し、前記ｑ軸電流指令値をＩｑ＿ｒｅｆで表す。前記同期電動機の角速度をωで表し、前記誘起電圧定数をΦで表す。
【００２７】
（v）（iv）の形態のさらに好適な形態によれば、前記抽出信号電流振幅算出部は、前記ｄ軸電流算出値を高速フーリエ変換して前記ｄ軸抽出信号を抽出し、前記ｑ軸電流算出値を高速フーリエ変換して前記ｑ軸抽出信号を抽出する。
【００２８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図面は、各実施形態について、共通する箇所には共通の符号が付されており、本明細書では、重複する説明が省略されている。また、一の実施形態で既述されていることは、他の実施形態についても適宜適用することができる。なお、図面は、概念図であり、細部構造の寸法まで規定するものではない。
【００２９】
＜第一実施形態＞
図１に示すように、本実施形態の電力変換システム１は、同期電動機制御装置１０と、直流電源２０と、平滑コンデンサ３０とを備える。また、同期電動機制御装置１０は、電力変換器４０と、制御装置６０とを備える。なお、電力変換器４０には、負荷である同期電動機５０が接続されている。
【００３０】
（直流電源２０）
直流電源２０は、直流電力を出力する。直流電源２０は、直流電力を出力することができれば良く、限定されない。直流電源２０は、例えば、鉛蓄電池（バッテリ）、リチウムイオン電池などを用いることができる。また、直流電源２０は、公知の発電機などを用いて、直流電力を生成することもできる。この場合、直流電源２０は、公知の整流回路および平滑回路などを用いて、発電機が出力する交流電力を整流し平滑して、直流電力を生成することができる。
【００３１】
また、直流電源２０は、例えば、公知の昇圧コンバータなどを用いて、低電圧の直流電力を昇圧することもできる。この場合、直流電源２０は、例えば、公知の昇圧型チョッパなどの非絶縁型の昇圧コンバータを用いることができる。また、直流電源２０は、例えば、公知のフライバック型コンバータ、フォワード型コンバータなどの絶縁型の昇圧コンバータを用いることもできる。
【００３２】
（平滑コンデンサ３０）
平滑コンデンサ３０は、直流電源２０から出力された直流電力を平滑する。直流電源２０の正極側２０ｐは、平滑コンデンサ３０の正極側３０ｐと接続されている。直流電源２０の負極側２０ｎは、平滑コンデンサ３０の負極側３０ｎと接続されており、パワーグランド（直流電源２０を含む高電圧側の回路の基準電位）と接続されている。平滑コンデンサ３０は、例えば、電解コンデンサを用いることができる。直流電源２０から供給された直流電力は、平滑コンデンサ３０によって平滑されてリップルが低減される。
【００３３】
（電力変換器４０）
図１に示すように、電力変換器４０は、一対のスイッチング素子４１を複数（本実施形態では、三つ）備えており、複数（三つ）の一対のスイッチング素子４１は、フルブリッジ接続されている。電力変換器４０は、平滑コンデンサ３０によって平滑された直流電力を交流電力に変換して負荷である同期電動機５０に出力する。複数（三つ）の一対のスイッチング素子４１の各々は、平滑コンデンサ３０の正極側３０ｐに接続される正極側スイッチング素子４ｘｐと、平滑コンデンサ３０の負極側３０ｎに接続される負極側スイッチング素子４ｘｎとが直列接続されている。なお、本実施形態の電力変換器４０は、三相の電力変換器であり、ｘは、ｕ、ｖ、ｗのうちのいずれかである。例えば、正極側スイッチング素子４ｕｐは、Ｕ相の正極側スイッチング素子を示しており、負極側スイッチング素子４ｕｎは、Ｕ相の負極側スイッチング素子を示している。
【００３４】
正極側スイッチング素子４ｘｐおよび負極側スイッチング素子４ｘｎは、公知の電力用スイッチング素子を用いることができる。正極側スイッチング素子４ｘｐおよび負極側スイッチング素子４ｘｎは、例えば、公知の絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ：Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などを用いることができる。
【００３５】
図１に示すように、複数（三つ）の正極側スイッチング素子４ｘｐの各々は、制御端子４ｇと、入力端子４ｃと、出力端子４ｅと、還流ダイオード４ｄとを備えている。例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）では、制御端子４ｇは、ゲート端子に相当し、入力端子４ｃは、コレクタ端子に相当し、出力端子４ｅは、エミッタ端子に相当する。制御端子４ｇは、駆動回路６１ｂを介して、制御装置６０と接続されている。複数（三つ）の正極側スイッチング素子４ｘｐの各々は、制御装置６０から出力される駆動信号に基づいて開閉制御される。
【００３６】
制御端子４ｇと出力端子４ｅとの間の電圧を制御電圧Ｖｇｅとする。例えば、制御電圧Ｖｇｅがローレベル（所定電圧値以下の状態）のときには、入力端子４ｃと出力端子４ｅとの間が電気的に遮断された開状態に制御される。一方、制御電圧Ｖｇｅがハイレベル（所定電圧値を超えている状態）のときには、入力端子４ｃと出力端子４ｅとの間が電気的に導通された閉状態に制御される。
【００３７】
還流ダイオード４ｄは、例えば、スイッチング素子のボディダイオード（寄生ダイオード）を用いることができる。また、ボディダイオードの代わりに、還流ダイオードを別途設けて、入力端子４ｃと出力端子４ｅとの間に並列接続することもできる。還流ダイオード４ｄは、スイッチング素子が開状態のときに、出力端子４ｅ側から入力端子４ｃ側に向かう電流経路を形成する。これにより、スイッチング素子の開閉に伴って生じる逆電流から当該スイッチング素子を保護することができる。
【００３８】
複数（三つ）の正極側スイッチング素子４ｘｐについて上述したことは、複数（三つ）の負極側スイッチング素子４ｘｎについても同様に言える。制御装置６０は、複数（三つ）の一対のスイッチング素子４１の各々のスイッチング素子を開閉制御して、電力変換器４０を駆動制御する。
【００３９】
例えば、電力変換器４０は、制御装置６０の指令に基づいて、複数（三つ）の正極側スイッチング素子４ｘｐのうちの一の正極側スイッチング素子４ｘｐと、複数（三つ）の負極側スイッチング素子４ｘｎのうちの一の負極側スイッチング素子４ｘｎとが閉状態にされ、他のスイッチング素子が開状態にされる。閉状態にされる一の正極側スイッチング素子４ｘｐおよび一の負極側スイッチング素子４ｘｎの相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）は、異なる。制御装置６０が閉状態にするスイッチング素子の組み合わせを順に変更することにより、電力変換器４０は、平滑コンデンサ３０によって平滑された直流電力を交流電力に変換することができる。
【００４０】
図１に示すように、正極側スイッチング素子４ｘｐと負極側スイッチング素子４ｘｎとの間には、出力端子４２ｘが設けられている。出力端子４２ｘと、負荷である同期電動機５０の相端子４３ｘとの間は、電力ケーブル４４ｘによって電気的に接続されている。電力ケーブル４４ｘは、電力変換器４０によって変換された交流電力を同期電動機５０に給電する。なお、ｘは、ｕ、ｖ、ｗのうちのいずれかである。
【００４１】
（同期電動機５０）
同期電動機５０は、固定子５１と回転子５２とを備えている。同期電動機５０は、例えば、固定子５１および回転子５２が同軸に配設されるラジアル空隙型の円筒状電動機である。なお、同期電動機５０は、インナー型の円筒状電動機であっても良く、アウター型の円筒状電動機であっても良い。インナー型の円筒状電動機は、回転子５２が、固定子５１の内方（同期電動機５０の軸心側）に設けられる。アウター型の円筒状電動機は、回転子５２が、固定子５１の外方に設けられる。
【００４２】
固定子５１は、複数のスロットが形成されている固定子鉄心（図示略）と、電機子巻線（Ｕ相コイル５１ｕ、Ｖ相コイル５１ｖ、Ｗ相コイル５１ｗ）とを備えている。固定子鉄心は、薄板状の電磁鋼板（例えば、ケイ素鋼板）が軸線方向に複数積層されて形成されている。複数のスロットには、電機子巻線が巻装されている。電機子巻線は、銅などの導体（コイル）が巻き回されて形成されており、導体表面がエナメルなどの絶縁層で被覆されている。電機子巻線の断面形状は、限定されるものではなく、任意の断面形状とすることができる。例えば、電機子巻線は、断面円形状の丸線、断面多角形状の角線などの種々の断面形状の導体（コイル）を用いることができる。また、電機子巻線は、複数のより細いコイル素線を組み合わせた並列細線を用いることもできる。並列細線を用いる場合、単線の場合と比べて電機子巻線に発生する渦電流損が低減され、同期電動機５０の効率が向上する。また、コイル成形に要する力を低減することができるので、コイルの成形性が向上してコイル製作が容易になる。
【００４３】
電機子巻線は、分布巻（例えば、同心巻、波巻、重ね巻など）または集中巻などの公知の方法で巻装することができる。また、図１に示すように、電機子巻線（Ｕ相コイル５１ｕ、Ｖ相コイル５１ｖ、Ｗ相コイル５１ｗ）は、Ｙ結線で接続することができる。同図では、中性点を中性点５１ｎで示している。なお、電機子巻線（Ｕ相コイル５１ｕ、Ｖ相コイル５１ｖ、Ｗ相コイル５１ｗ）は、Δ結線で接続することもできる。
【００４４】
図２に示すように、回転子５２は、回転子鉄心５２ａと、複数（本実施形態では、八つ）の永久磁石５２ｂと、シャフト５２ｃとを備えている。同図は、回転子５２の軸線方向（同図の紙面垂直方向）視のこれらの配置を模式的に示している。回転子鉄心５２ａは、薄板状の電磁鋼板（例えば、ケイ素鋼板）が軸線方向（同図の紙面垂直方向）に複数積層されて円柱状に形成されている。回転子鉄心５２ａには、シャフト５２ｃが設けられており、シャフト５２ｃは、回転子鉄心５２ａの軸心を軸線方向に貫通している。シャフト５２ｃの軸線方向両端部は、軸受部材（図示略）によって、回転可能に支持されている。
【００４５】
回転子鉄心５２ａには、複数（八つ）の永久磁石５２ｂが埋設されている。具体的には、回転子鉄心５２ａには、周方向に等間隔で、複数の磁石収容部（図示略）が設けられている。複数の磁石収容部には、所定磁極対分（本実施形態では四磁極対分であり、八つ）の永久磁石５２ｂが埋設されている。永久磁石５２ｂは、例えば、公知のフェライト系磁石や希土類系磁石を用いることができる。永久磁石５２ｂの製法は、限定されない。永久磁石５２ｂは、例えば、樹脂ボンド磁石や焼結磁石を用いることができる。樹脂ボンド磁石は、例えば、フェライト系の原料磁石粉末と樹脂などを混合して、射出成形などによって回転子鉄心５２ａに鋳込めて形成される。焼結磁石は、例えば、希土類系の原料磁石粉末を磁界中で加圧成形して、高温で焼き固めて形成される。なお、固定子５１のスロット数および回転子５２の磁極数は、限定されない。
【００４６】
（制御装置６０）
制御装置６０は、電力変換器４０を含む電力変換システム１を制御する。図３に示すように、制御装置６０は、公知の中央演算装置６０ａ、記憶装置６０ｂおよび入出力インターフェース６０ｃを備えており、これらは、バス６０ｄを介して接続されている。
【００４７】
中央演算装置６０ａは、ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔであり、種々の演算処理を行うことができる。記憶装置６０ｂは、第一記憶装置６０ｂ１および第二記憶装置６０ｂ２を備えている。第一記憶装置６０ｂ１は、読み出しおよび書き込み可能な揮発性の記憶装置（ＲＡＭ：Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）であり、第二記憶装置６０ｂ２は、読み出し専用の不揮発性の記憶装置（ＲＯＭ：Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。
【００４８】
また、図１に示すように、制御装置６０は、直流電圧検出器６１ａ、駆動回路６１ｂおよび電流検出器６１ｃを備えている。直流電圧検出器６１ａは、平滑コンデンサ３０によって平滑された直流電力の直流電圧を検出する。具体的には、直流電圧検出器６１ａは、例えば、抵抗値が既知の複数の抵抗器によって当該直流電圧を分圧して、分圧された直流電圧を制御装置６０に出力する。制御装置６０は、公知のＡ／Ｄ変換器（図示略）などによって分圧された直流電圧値を知得し、平滑コンデンサ３０によって平滑された直流電力の直流電圧（電力変換器４０に入力される直流電圧）を知得することができる。
【００４９】
駆動回路６１ｂは、制御装置６０から出力された駆動信号を増幅する駆動回路であり、例えば、公知のドライバ回路を用いることができる。なお、図１では、電力変換器４０の各スイッチング素子の制御端子４ｇと、駆動回路６１ｂとの間の接続は、記載が省略されている。
【００５０】
電流検出器６１ｃは、電力変換器４０から出力される出力電流を検出する。本実施形態では、電流検出器６１ｃは、電力ケーブル４４ｕおよび電力ケーブル４４ｖに設けられており、Ｕ相電流ＩｕおよびＶ相電流Ｉｖを検出する。本明細書では、電流検出器６１ｃによって検出されたＵ相電流ＩｕをＵ相電流検出値Ｉｕ＿ｆｂといい、電流検出器６１ｃによって検出されたＶ相電流ＩｖをＶ相電流検出値Ｉｖ＿ｆｂという。なお、Ｗ相電流Ｉｗは、０からＵ相電流検出値Ｉｕ＿ｆｂおよびＶ相電流検出値Ｉｖ＿ｆｂをそれぞれ減じて算出することができる。電流検出器６１ｃは、公知の電流検出器（例えば、カレントトランスを使用した電流検出器、シャント抵抗器を使用した電流検出器など）を用いることができる。なお、制御装置６０は、上述した検出器以外にも種々の検出器（例えば、回転子５２の回転位置を検出するエンコーダ、ホールセンサ、レゾルバなどの位置検出器など）を備えることができる。
【００５１】
図３に示す中央演算装置６０ａは、第二記憶装置６０ｂ２に記憶されている電力変換器４０の駆動制御プログラムを第一記憶装置６０ｂ１に読み出して、駆動制御プログラムを実行する。また、上述した検出値などは、絶縁部（図示略）および入出力インターフェース６０ｃを介して、制御装置６０に入力される。中央演算装置６０ａは、入出力インターフェース６０ｃ、絶縁部（図示略）および図１に示す駆動回路６１ｂを介して、電力変換器４０の各スイッチング素子に駆動信号を出力して、電力変換器４０を駆動制御する。絶縁部は、制御装置６０を含む低電圧側の回路と、直流電源２０を含む高電圧側の回路とを電気的に絶縁する。絶縁部は、例えば、公知のフォトカプラなどを用いることができる。
【００５２】
図４に示すように、制御装置６０は、制御ブロックとして捉えると、三相／二相変換部７１と、トルク推定部７２と、ｄ軸電流指令値算出部７３と、ｑ軸電流指令値算出部７４と、第一電圧指令値算出部７５と、電圧補正値算出部７６と、電圧指令値算出部７７と、二相／三相変換部７８と、ＰＷＭ信号生成部７９とを備えている。
【００５３】
図２に示すように、永久磁石５２ｂの主磁束方向をｄ軸方向とし、ｄ軸方向と直交する方向をｑ軸方向とする。同期電動機５０のｄｑ座標系における電圧方程式は、下記数１０で表すことができる。
【００５４】
【数１０】
0006682957.tif 000011
【００５５】
但し、ｄ軸方向の電圧をｄ軸電圧Ｖｄで表し、ｑ軸方向の電圧をｑ軸電圧Ｖｑで表す。電機子巻線（Ｕ相コイル５１ｕ、Ｖ相コイル５１ｖ、Ｗ相コイル５１ｗ）の各相コイルの巻線抵抗を巻線抵抗Ｒで表し、ｄ軸インダクタンスをｄ軸インダクタンスＬｄで表し、ｑ軸インダクタンスをｑ軸インダクタンスＬｑで表す。ｄ軸方向の電流をｄ軸電流Ｉｄで表し、ｑ軸方向の電流をｑ軸電流Ｉｑで表す。同期電動機５０の角速度を角速度ωで表し、誘起電圧定数を誘起電圧定数Φで表す。微分演算子は、微分演算子ｐ（＝ｄ／ｄｔ）で表す。
【００５６】
本実施形態の制御装置６０は、同期電動機５０が所要トルクを出力するときの同期電動機５０の電機子電流が最小になるように、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆおよびｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆをそれぞれ設定する。ｄ軸電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆは、ｄ軸方向の電流指令値をいい、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆは、ｑ軸方向の電流指令値をいう。制御装置６０は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆおよびｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆに基づいて、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＿ｒｅｆおよびｑ軸電圧指令値Ｖｑ＿ｒｅｆを設定して電力変換器４０を駆動制御する。ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＿ｒｅｆは、ｄ軸方向の電圧指令値をいい、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＿ｒｅｆは、ｑ軸方向の電圧指令値をいう。以下、各制御部について詳細に説明する。
【００５７】
＜＜三相／二相変換部７１＞＞
三相／二相変換部７１は、ｄ軸電流算出値Ｉｄ＿ｆｂおよびｑ軸電流算出値Ｉｑ＿ｆｂを算出する。ｄ軸電流算出値Ｉｄ＿ｆｂは、ｄ軸方向の電流算出値をいい、ｑ軸電流算出値Ｉｑ＿ｆｂは、ｑ軸方向の電流算出値をいう。図４に示すように、三相／二相変換部７１には、電流検出器６１ｃによって検出されたＵ相電流検出値Ｉｕ＿ｆｂおよびＶ相電流検出値Ｉｖ＿ｆｂが入力される。既述したように、Ｗ相電流Ｉｗは、０からＵ相電流検出値Ｉｕ＿ｆｂおよびＶ相電流検出値Ｉｖ＿ｆｂをそれぞれ減じて算出することができる。Ｗ相電流Ｉｗの検出値（算出値）をＷ相電流検出値Ｉｗ＿ｆｂとする。
【００５８】
三相／二相変換部７１は、Ｕ相電流検出値Ｉｕ＿ｆｂ、Ｖ相電流検出値Ｉｖ＿ｆｂおよびＷ相電流検出値Ｉｗ＿ｆｂを用いて、下記数１１に基づいてｄ軸電流算出値Ｉｄ＿ｆｂおよびｑ軸電流算出値Ｉｑ＿ｆｂを算出する。但し、回転子５２の回転位置を回転位置θで表す。回転位置θは、例えば、既述した位置検出器などによって検出することができる。また、回転位置θは、例えば、Ｕ相電流検出値Ｉｕ＿ｆｂ、Ｖ相電流検出値Ｉｖ＿ｆｂおよびＷ相電流検出値Ｉｗ＿ｆｂの経時変化から推定することもできる。さらに、回転位置θは、例えば、電機子巻線（Ｕ相コイル５１ｕ、Ｖ相コイル５１ｖ、Ｗ相コイル５１ｗ）の各相電圧の経時変化から推定することもできる。
【００５９】
【数１１】
0006682957.tif 000012
【００６０】
＜＜トルク推定部７２＞＞
トルク推定部７２は、同期電動機５０の出力トルクを推定する。出力トルクの推定値をトルク推定値τ＿ｈａｔで表す。図４に示すように、トルク推定部７２には、ｄ軸電流算出値Ｉｄ＿ｆｂおよびｑ軸電流算出値Ｉｑ＿ｆｂが入力される。トルク推定部７２は、ｄ軸電流算出値Ｉｄ＿ｆｂおよびｑ軸電流算出値Ｉｑ＿ｆｂを用いて、下記数１２に基づいてトルク推定値τ＿ｈａｔを算出する。下記数１２は、電機子電流の電流ベクトルと、電機子鎖交磁束との外積によって得られる。なお、下記数１２は、一磁極対あたりのトルク推定値τ＿ｈａｔを示している。本実施形態の同期電動機５０は、８極（極対数が４）であり、実際の出力トルクは、下記数１２で示すトルク推定値τ＿ｈａｔの４倍になる。このことは、他の実施形態についても同様である。
【００６１】
【数１２】
0006682957.tif 000013
【００６２】
但し、ｄ軸インダクタンスをｄ軸インダクタンスＬｄで表し、ｑ軸インダクタンスをｑ軸インダクタンスＬｑで表す。本実施形態では、ｄ軸インダクタンスＬｄおよびｑ軸インダクタンスＬｑは、同期電動機５０に応じて予め設定される設計値を用いる。また、誘起電圧定数を誘起電圧定数Φで表す。なお、トルク推定部７２が、同期電動機５０の出力トルクを推定する代わりに、公知のトルク検出器などを用いて、同期電動機５０の出力トルクを検出しても良い。
【００６３】
＜＜ｄ軸電流指令値算出部７３＞＞
ｄ軸電流指令値算出部７３は、同期電動機５０の出力トルク（本実施形態では、トルク推定値τ＿ｈａｔ）がトルク指令値τ＿ｒｅｆと一致するようにｄ軸電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆを算出する。トルク指令値τ＿ｒｅｆは、同期電動機制御装置１０の上位の制御装置（図示略）から入力され、所要トルクに追従して設定される。ｄ軸電流指令値算出部７３は、同期電動機５０の出力トルクがトルク指令値τ＿ｒｅｆと一致するようにｄ軸電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆを算出することができれば良く、限定されない。
【００６４】
図４に示すように、本実施形態では、ｄ軸電流指令値算出部７３は、減算器７３ａと、ＰＩ制御部７３ｂとを備えている。減算器７３ａには、トルク指令値τ＿ｒｅｆと、同期電動機５０の出力トルク（トルク推定値τ＿ｈａｔ）とが入力される。減算器７３ａは、トルク指令値τ＿ｒｅｆから、同期電動機５０の出力トルク（トルク推定値τ＿ｈａｔ）を減じて偏差Δτを算出する。減算器７３ａによって算出された偏差Δτは、ＰＩ制御部７３ｂに入力される。本実施形態では、ＰＩ制御部７３ｂは、同期電動機５０の出力トルク（トルク推定値τ＿ｈａｔ）がトルク指令値τ＿ｒｅｆと一致するように、比例制御および積分制御を行う。
【００６５】
ＰＩ制御部７３ｂは、公知の比例演算器、積分演算器および加算器（いずれも図示略）を備えている。比例演算器は、偏差Δτに比例ゲインを乗じた演算結果を出力する。積分演算器は、偏差Δτを積分した積分値に積分ゲインを乗じた演算結果を出力する。加算器は、比例演算器の演算結果と、積分演算器の演算結果とを加算する。そして、ＰＩ制御部７３ｂは、加算器の演算結果をｄ軸電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆとして出力する。なお、ＰＩ制御部７３ｂは、偏差Δτを微分した微分値に微分ゲインを乗じた演算結果を出力する微分演算器を備えることもできる。つまり、ＰＩ制御部７３ｂは、比例制御、積分制御および微分制御を行うＰＩＤ制御部とすることができる。この場合、加算器は、比例演算器の演算結果と、積分演算器の演算結果と、微分演算器の演算結果とを加算する。
【００６６】
このように、ｄ軸電流指令値算出部７３は、例えば、比例制御（Ｐ制御）、積分制御（Ｉ制御）および微分制御（Ｄ制御）のうちの少なくとも比例制御（Ｐ制御）および積分制御（Ｉ制御）によって、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆを算出することができる。なお、比例ゲインおよび積分ゲインは、図３に示す第二記憶装置６０ｂ２に記憶されている。これらの制御ゲインは、電力変換器４０の駆動制御プログラムとともに、起動時に第二記憶装置６０ｂ２から第一記憶装置６０ｂ１に読み出される。
【００６７】
比例ゲインを大きくする程、偏差Δτを短時間に低減することができる。また、積分ゲインを大きくする程、偏差Δτによるオフセット（定常偏差）を短時間に解消することができる。さらに、微分ゲインを大きくする程、偏差Δτの振動を短時間に収束することができ、外乱に対して強くなる。これらの制御ゲインは、例えば、シミュレーション、実機による調整などによって予め取得しておくと良い。
【００６８】
＜＜ｑ軸電流指令値算出部７４＞＞
ｑ軸電流指令値算出部７４は、ｄ軸電流指令値算出部７３によって算出されたｄ軸電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆを用いて、下記数１に基づいてｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆを算出する。
【００６９】
【数１】
0006682957.tif 000014
【００７０】
但し、ｄ軸電流指令値をｄ軸電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆで表し、ｑ軸電流指令値をｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆで表す。ｄ軸インダクタンスをｄ軸インダクタンスＬｄで表し、ｑ軸インダクタンスをｑ軸インダクタンスＬｑで表す。誘起電圧定数を誘起電圧定数Φで表す。
【００７１】
図５は、トルク指令値τ＿ｒｅｆと電機子電流との関係の一例を示す図である。曲線ＣＬ１１は、トルク指令値τ＿ｒｅｆ（所要トルク）が一定のときのｄ軸電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆとｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆとの関係（電機子電流の電流ベクトルの関係）の一例を示している。電機子電流の電流ベクトルが曲線ＣＬ１１上に設定されることにより、所要トルクが得られる。矢印ＣＬ１２は、曲線ＣＬ１１で示す所要トルクを得るときに電機子電流が最小になる電流ベクトルを示している。直線ＣＬ１３は、曲線ＣＬ１１の極値における接線を示している。つまり、電機子電流の電流ベクトルが直線ＣＬ１３で示す接線と直交するときに、所要トルクを得るときの電機子電流が最小になる。
【００７２】
所要トルクが増加するとトルク指令値τ＿ｒｅｆが増大され、曲線ＣＬ１１は、曲線ＣＬ１１ａに移動する。矢印ＣＬ１２ａは、このときに電機子電流が最小になる電流ベクトルを示している。一方、所要トルクが減少するとトルク指令値τ＿ｒｅｆが低減され、曲線ＣＬ１１は、曲線ＣＬ１１ｂに移動する。矢印ＣＬ１２ｂは、このときに電機子電流が最小になる電流ベクトルを示している。なお、横軸は、ｄ軸を示し、縦軸は、ｑ軸を示している。
【００７３】
図５に示すように、ｑ軸と電流ベクトルＩとのなす角をなす角γとすると、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆは、電流ベクトルＩを用いて、Ｉ×ｓｉｎγで表すことができる。ｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆは、電流ベクトルＩを用いて、Ｉ×ｃｏｓγで表すことができる。これらを数１２に代入すると、トルク指令値τ＿ｒｅｆは、下記数１３で表すことができる。また、トルク指令値τ＿ｒｅｆをなす角γで偏微分して整理すると、下記数１４で表すことができる。
【００７４】
【数１３】
0006682957.tif 000015
【００７５】
【数１４】
0006682957.tif 000016
【００７６】
トルク指令値τ＿ｒｅｆの極値を算出するために、上記数１４において、右辺を０とすると、下記数１５が得られる。下記数１５をｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆについて整理すると、既述した数１が得られる。このように、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆを算出する数１は、例えば、特許文献１に記載の数式と比べて、簡素化されている。これは、本実施形態では、制御装置６０がｄ軸電流指令値算出部７３およびｑ軸電流指令値算出部７４を備えることによる。
【００７７】
【数１５】
0006682957.tif 000017
【００７８】
＜＜第一電圧指令値算出部７５＞＞
第一電圧指令値算出部７５は、第一ｄ軸電圧指令値Ｖｄ１＿ｒｅｆを算出し、第一ｑ軸電圧指令値Ｖｑ１＿ｒｅｆを算出する。第一ｄ軸電圧指令値Ｖｄ１＿ｒｅｆは、ｄ軸方向の電圧指令値であるｄ軸電圧指令値Ｖｄ＿ｒｅｆの第一の指令値である。第一ｄ軸電圧指令値Ｖｄ１＿ｒｅｆは、電機子電流から算出されるｄ軸電流算出値Ｉｄ＿ｆｂがｄ軸電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆと一致するように算出される。同様に、第一ｑ軸電圧指令値Ｖｑ１＿ｒｅｆは、ｑ軸方向の電圧指令値であるｑ軸電圧指令値Ｖｑ＿ｒｅｆの第一の指令値である。第一ｑ軸電圧指令値Ｖｑ１＿ｒｅｆは、電機子電流から算出されるｑ軸電流算出値Ｉｑ＿ｆｂがｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆと一致するように算出される。第一電圧指令値算出部７５は、第一ｄ軸電圧指令値Ｖｄ１＿ｒｅｆを算出し、第一ｑ軸電圧指令値Ｖｑ１＿ｒｅｆを算出することができれば良く、限定されない。
【００７９】
図４に示すように、本実施形態では、第一電圧指令値算出部７５は、減算器７５ａと、ＰＩ制御部７５ｂと、減算器７５ｃと、ＰＩ制御部７５ｄとを備えている。減算器７５ａには、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆと、ｄ軸電流算出値Ｉｄ＿ｆｂとが入力される。減算器７５ａは、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆからｄ軸電流算出値Ｉｄ＿ｆｂを減じて偏差ΔＩｄを算出する。減算器７５ａによって算出された偏差ΔＩｄは、ＰＩ制御部７５ｂに入力される。本実施形態では、ＰＩ制御部７５ｂは、ｄ軸電流算出値Ｉｄ＿ｆｂがｄ軸電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆと一致するように、比例制御および積分制御を行う。
【００８０】
ＰＩ制御部７５ｂは、比例演算器７５ｂ１と、積分演算器７５ｂ２と加算器７５ｂ３とを備えている。比例演算器７５ｂ１は、偏差ΔＩｄに比例ゲインＫｐｄを乗じた演算結果を出力する。積分演算器７５ｂ２は、偏差ΔＩｄを積分した積分値に積分ゲインＫｉｄを乗じた演算結果を出力する。加算器７５ｂ３は、比例演算器７５ｂ１の演算結果と、積分演算器７５ｂ２の演算結果とを加算する。そして、ＰＩ制御部７５ｂは、加算器７５ｂ３の演算結果を第一ｄ軸電圧指令値Ｖｄ１＿ｒｅｆとして出力する。なお、ＰＩ制御部７５ｂは、偏差ΔＩｄを微分した微分値に微分ゲインを乗じた演算結果を出力する微分演算器を備えることもできる。つまり、ＰＩ制御部７５ｂは、比例制御、積分制御および微分制御を行うＰＩＤ制御部とすることができる。この場合、加算器７５ｂ３は、比例演算器７５ｂ１の演算結果と、積分演算器７５ｂ２の演算結果と、微分演算器の演算結果とを加算する。
【００８１】
一方、減算器７５ｃには、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆと、ｑ軸電流算出値Ｉｑ＿ｆｂとが入力される。減算器７５ｃは、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆからｑ軸電流算出値Ｉｑ＿ｆｂを減じて偏差ΔＩｑを算出する。減算器７５ｃによって算出された偏差ΔＩｑは、ＰＩ制御部７５ｄに入力される。本実施形態では、ＰＩ制御部７５ｄは、ｑ軸電流算出値Ｉｑ＿ｆｂがｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆと一致するように、比例制御および積分制御を行う。
【００８２】
ＰＩ制御部７５ｄは、比例演算器７５ｄ１と、積分演算器７５ｄ２と加算器７５ｄ３とを備えている。比例演算器７５ｄ１は、偏差ΔＩｑに比例ゲインＫｐｑを乗じた演算結果を出力する。積分演算器７５ｄ２は、偏差ΔＩｑを積分した積分値に積分ゲインＫｉｑを乗じた演算結果を出力する。加算器７５ｄ３は、比例演算器７５ｄ１の演算結果と、積分演算器７５ｄ２の演算結果とを加算する。そして、ＰＩ制御部７５ｄは、加算器７５ｄ３の演算結果を第一ｑ軸電圧指令値Ｖｑ１＿ｒｅｆとして出力する。なお、ＰＩ制御部７５ｄは、ＰＩ制御部７５ｂと同様に、偏差ΔＩｑを微分した微分値に微分ゲインを乗じた演算結果を出力する微分演算器を備えることもできる。
【００８３】
このように、第一電圧指令値算出部７５は、例えば、比例制御（Ｐ制御）、積分制御（Ｉ制御）および微分制御（Ｄ制御）のうちの少なくとも比例制御（Ｐ制御）および積分制御（Ｉ制御）によって、第一ｄ軸電圧指令値Ｖｄ１＿ｒｅｆおよび第一ｑ軸電圧指令値Ｖｑ１＿ｒｅｆを算出することができる。なお、比例ゲインＫｐｄ，Ｋｐｑおよび積分ゲインＫｉｄ，Ｋｉｑは、図３に示す第二記憶装置６０ｂ２に記憶されている。これらの制御ゲインは、電力変換器４０の駆動制御プログラムとともに、起動時に第二記憶装置６０ｂ２から第一記憶装置６０ｂ１に読み出される。
【００８４】
比例ゲインＫｐｄを大きくする程、偏差ΔＩｄを短時間に低減することができる。また、積分ゲインＫｉｄを大きくする程、偏差ΔＩｄによるオフセット（定常偏差）を短時間に解消することができる。さらに、微分ゲインを大きくする程、偏差ΔＩｄの振動を短時間に収束することができ、外乱に対して強くなる。これらの制御ゲインは、例えば、シミュレーション、実機による調整などによって予め取得しておくと良い。以上のことは、第一ｑ軸電圧指令値Ｖｑ１＿ｒｅｆを算出する制御ゲイン（比例ゲインＫｐｑ、積分ゲインＫｉｑおよび微分ゲイン）についても同様に言える。
【００８５】
第一ｄ軸電圧指令値Ｖｄ１＿ｒｅｆは、比例ゲインＫｐｄおよび積分ゲインＫｉｄを用いて、下記数１６で表すことができる。また、第一ｑ軸電圧指令値Ｖｑ１＿ｒｅｆは、比例ゲインＫｐｑおよび積分ゲインＫｉｑを用いて、下記数１７で表すことができる。いずれもラプラス演算子をラプラス演算子ｓで表す。
【００８６】
【数１６】
0006682957.tif 000018
【００８７】
【数１７】
0006682957.tif 000019
【００８８】
＜＜電圧補正値算出部７６＞＞
ｄ軸電圧Ｖｄには、ｑ軸電流Ｉｑによる影響（干渉）が生じ、ｑ軸電圧Ｖｑには、ｄ軸電流Ｉｄおよび誘起電圧による影響（干渉）が生じる。そこで、電圧補正値算出部７６は、上述した影響（干渉）を解消するように、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＿ｒｅｆの補正値Ｖｄ＿ｃｏｍを算出し、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＿ｒｅｆの補正値Ｖｑ＿ｃｏｍを算出する。具体的には、電圧補正値算出部７６は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆを用いて、下記数２に基づいてｄ軸電圧指令値Ｖｄ＿ｒｅｆの補正値Ｖｄ＿ｃｏｍを算出する。また、電圧補正値算出部７６は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆを用いて、下記数３に基づいてｑ軸電圧指令値Ｖｑ＿ｒｅｆの補正値Ｖｑ＿ｃｏｍを算出する。但し、同期電動機５０の角速度を角速度ωで表し、誘起電圧定数を誘起電圧定数Φで表す。
【００８９】
【数２】
0006682957.tif 000020
【００９０】
【数３】
0006682957.tif 000021
【００９１】
＜＜電圧指令値算出部７７＞＞
電圧指令値算出部７７は、第一ｄ軸電圧指令値Ｖｄ１＿ｒｅｆにｄ軸電圧指令値Ｖｄ＿ｒｅｆの補正値Ｖｄ＿ｃｏｍを加算して、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＿ｒｅｆを算出する。また、電圧指令値算出部７７は、第一ｑ軸電圧指令値Ｖｑ１＿ｒｅｆにｑ軸電圧指令値Ｖｑ＿ｒｅｆの補正値Ｖｑ＿ｃｏｍを加算して、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＿ｒｅｆを算出する。具体的には、図４に示すように、電圧指令値算出部７７は、加算器７７ａと、加算器７７ｂとを備えている。
【００９２】
加算器７７ａには、第一電圧指令値算出部７５によって算出された第一ｄ軸電圧指令値Ｖｄ１＿ｒｅｆと、電圧補正値算出部７６によって算出されたｄ軸電圧指令値Ｖｄ＿ｒｅｆの補正値Ｖｄ＿ｃｏｍとが入力される。加算器７７ａは、これらを加算して、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＿ｒｅｆを算出し出力する。一方、加算器７７ｂには、第一電圧指令値算出部７５によって算出された第一ｑ軸電圧指令値Ｖｑ１＿ｒｅｆと、電圧補正値算出部７６によって算出されたｑ軸電圧指令値Ｖｑ＿ｒｅｆの補正値Ｖｑ＿ｃｏｍとが入力される。加算器７７ｂは、これらを加算して、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＿ｒｅｆを算出し出力する。
【００９３】
＜＜二相／三相変換部７８＞＞
二相／三相変換部７８は、三相の電圧指令値（Ｕ相電圧指令値Ｖｕ＿ｒｅｆ、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＿ｒｅｆおよびＷ相電圧指令値Ｖｗ＿ｒｅｆ）を算出する。具体的には、図４に示すように、二相／三相変換部７８には、電圧指令値算出部７７によって算出されたｄ軸電圧指令値Ｖｄ＿ｒｅｆおよびｑ軸電圧指令値Ｖｑ＿ｒｅｆが入力される。二相／三相変換部７８は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＿ｒｅｆおよびｑ軸電圧指令値Ｖｑ＿ｒｅｆを用いて、ｄｑ座標軸の逆変換を行い、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ＿ｒｅｆ、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＿ｒｅｆおよびＷ相電圧指令値Ｖｗ＿ｒｅｆを算出する。
【００９４】
＜＜ＰＷＭ信号生成部７９＞＞
ＰＷＭ信号生成部７９は、電力変換器４０の各スイッチング素子の駆動信号を生成する。具体的には、ＰＷＭ信号生成部７９には、二相／三相変換部７８によって算出された三相の電圧指令値（Ｕ相電圧指令値Ｖｕ＿ｒｅｆ、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＿ｒｅｆおよびＷ相電圧指令値Ｖｗ＿ｒｅｆ）と、直流電圧検出器６１ａによって検出された直流電圧値と、ＰＷＭキャリア信号（図示略）とが入力される。ＰＷＭ信号生成部７９は、三相の電圧指令値を当該直流電圧値で除して変調率を算出する。ＰＷＭ信号生成部７９は、算出された変調率と、ＰＷＭキャリア信号（三角波）とに基づいて、パルス幅変調（ＰＷＭ：Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）のパルス信号（開閉信号）を生成する。生成されたパルス信号（開閉信号）は、図１に示す駆動回路６１ｂを介して、電力変換器４０の各スイッチング素子の制御端子４ｇに付与される。
【００９５】
本実施形態の同期電動機制御装置１０によれば、制御装置６０は、ｄ軸電流指令値算出部７３とｑ軸電流指令値算出部７４とを備える。ｄ軸電流指令値算出部７３は、同期電動機５０の出力トルク（トルク推定値τ＿ｈａｔ）が所要トルクに追従して設定されるトルク指令値τ＿ｒｅｆと一致するようにｄ軸電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆを算出する。ｑ軸電流指令値算出部７４は、ｄ軸電流指令値算出部７３によって算出されたｄ軸電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆを用いて、数１に基づいてｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆを算出する。そのため、本実施形態の同期電動機制御装置１０は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆおよびｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆを算出する演算部（ｄ軸電流指令値算出部７３およびｑ軸電流指令値算出部７４）を簡素化することができ、演算負荷を軽減することができる。よって、本実施形態の同期電動機制御装置１０は、ソフトウエア（プログラム）の簡素化およびハードウエア（例えば、図３に示す記憶装置６０ｂの記憶容量など）の小型化を図ることができる。
【００９６】
また、本実施形態の同期電動機制御装置１０によれば、制御装置６０は、第一電圧指令値算出部７５と、電圧補正値算出部７６と、電圧指令値算出部７７とを備える。電圧補正値算出部７６は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆを用いて、数２に基づいてｄ軸電圧指令値Ｖｄ＿ｒｅｆの補正値Ｖｄ＿ｃｏｍを算出し、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆを用いて、数３に基づいてｑ軸電圧指令値Ｖｑ＿ｒｅｆの補正値Ｖｑ＿ｃｏｍを算出する。そのため、本実施形態の同期電動機制御装置１０は、ｄ軸電流指令値算出部７３によって算出されたｄ軸電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆおよびｑ軸電流指令値算出部７４によって算出されたｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆを用いて、いわゆる非干渉制御を適正に行うことができる。
【００９７】
＜第二実施形態＞
本実施形態は、制御装置６０がインダクタンス同定部８１を備える点で、第一実施形態と異なる。また、制御装置６０は、電圧補正値算出部７６の代わりに電圧補正値算出部８２を備え、トルク推定部７２の代わりにトルク推定部８３を備え、ｑ軸電流指令値算出部７４の代わりにｑ軸電流指令値算出部８４を備える。以下、第一実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００９８】
図６に示すように、制御装置６０は、三相／二相変換部７１と、ｄ軸電流指令値算出部７３と、第一電圧指令値算出部７５と、電圧指令値算出部７７と、二相／三相変換部７８と、ＰＷＭ信号生成部７９と、インダクタンス同定部８１と、電圧補正値算出部８２と、トルク推定部８３と、ｑ軸電流指令値算出部８４とを備える。
【００９９】
＜＜インダクタンス同定部８１＞＞
ｄ軸インダクタンスＬｄおよびｑ軸インダクタンスＬｑのうちの少なくとも一方が設計値に対して変動すると、トルク推定値τ＿ｈａｔに誤差が生じる。その結果、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆに誤差が生じ、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆに誤差が生じる。これらの誤差は、第一電圧指令値算出部７５によって吸収される。具体的には、これらの誤差は、例えば、ＰＩ制御部７５ｂの積分演算器７５ｂ２に蓄積され、ＰＩ制御部７５ｄの積分演算器７５ｄ２に蓄積される。つまり、第一電圧指令値算出部７５のＰＩ制御における積分項の蓄積分は、ｄ軸インダクタンスＬｄおよびｑ軸インダクタンスＬｑの設計値に対する誤差と言える。
【０１００】
そこで、本実施形態では、インダクタンス同定部８１は、第一ｄ軸電圧指令値Ｖｄ１＿ｒｅｆおよび第一ｑ軸電圧指令値Ｖｑ１＿ｒｅｆをフィードバックさせて、ｄ軸インダクタンスＬｄおよびｑ軸インダクタンスＬｑを同定する。ｄ軸インダクタンスＬｄおよびｑ軸インダクタンスＬｑが正確に同定されると、上述したＰＩ制御における積分項の蓄積分が解消される。ｄ軸インダクタンスＬｄおよびｑ軸インダクタンスＬｑが変動する要因として、例えば、電機子電流の変動が挙げられる。特に、電機子電流が増大し、磁気飽和が生じると、これらの変動は顕著になる。なお、電機子巻線（Ｕ相コイル５１ｕ、Ｖ相コイル５１ｖ、Ｗ相コイル５１ｗ）の各相コイルの巻線抵抗Ｒの変動による影響はなく、誘起電圧定数Φの変動による影響は、ｄ軸インダクタンスＬｄおよびｑ軸インダクタンスＬｑの変動による影響と比べて、極めて小さい。
【０１０１】
図６に示すように、インダクタンス同定部８１には、第一ｄ軸電圧指令値Ｖｄ１＿ｒｅｆと第一ｑ軸電圧指令値Ｖｑ１＿ｒｅｆとが入力される。インダクタンス同定部８１は、第一ｑ軸電圧指令値Ｖｑ１＿ｒｅｆに基づいてｄ軸インダクタンスＬｄを同定して、ｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＿ｈａｔを算出する。また、インダクタンス同定部８１は、第一ｄ軸電圧指令値Ｖｄ１＿ｒｅｆに基づいてｑ軸インダクタンスＬｑを同定して、ｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＿ｈａｔを算出する。インダクタンス同定部８１は、ｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＿ｈａｔおよびｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＿ｈａｔを算出することができれば良く、限定されない。
【０１０２】
インダクタンス同定部８１は、第一電圧指令値算出部７５によって算出された第一ｑ軸電圧指令値Ｖｑ１＿ｒｅｆを用いて、下記数４に基づいてｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＿ｈａｔを算出すると好適である。また、インダクタンス同定部８１は、第一電圧指令値算出部７５によって算出された第一ｄ軸電圧指令値Ｖｄ１＿ｒｅｆを用いて、下記数５に基づいてｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＿ｈａｔを算出すると好適である。
【０１０３】
【数４】
0006682957.tif 000022
【０１０４】
【数５】
0006682957.tif 000023
【０１０５】
但し、ｄ軸インダクタンスＬｄは、第一実施形態で既述したｄ軸インダクタンスＬｄであり、同期電動機５０に応じて予め設定される設計値である。ｑ軸インダクタンスＬｑは、第一実施形態で既述したｑ軸インダクタンスＬｑであり、同期電動機５０に応じて予め設定される設計値である。また、ｄ軸側調整ゲインをｄ軸側調整ゲインＫｄで表し、ｑ軸側調整ゲインをｑ軸側調整ゲインＫｑで表す。
【０１０６】
ｄ軸側調整ゲインＫｄを大きくすると、例えば、ＰＩ制御部７５ｂの積分演算器７５ｂ２に蓄積された積分項の蓄積分を短時間に低減することができる。一方、ｄ軸側調整ゲインＫｄを大きくし過ぎると、制御が不安定になる可能性がある。そこで、ｄ軸側調整ゲインＫｄは、積分項の蓄積分を解消するのに要する所要時間と制御安定性とを考慮して、例えば、シミュレーション、実機による調整などによって予め取得しておくと良い。以上のことは、ｑ軸側調整ゲインＫｑについても同様に言える。
【０１０７】
このように、インダクタンス同定部８１は、例えば、比例制御（Ｐ制御）によって、ｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＿ｈａｔを算出し、ｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＿ｈａｔを算出することができる。なお、インダクタンス同定部８１は、比例制御（Ｐ制御）および積分制御（Ｉ制御）によって、ｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＿ｈａｔを算出し、ｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＿ｈａｔを算出することもできる。
【０１０８】
また、インダクタンス同定部８１は、第一電圧指令値算出部７５によって算出された第一ｑ軸電圧指令値Ｖｑ１＿ｒｅｆを用いて、下記数１８に基づいてｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＿ｈａｔを算出することもできる。インダクタンス同定部８１は、第一電圧指令値算出部７５によって算出された第一ｄ軸電圧指令値Ｖｄ１＿ｒｅｆを用いて、下記数１９に基づいてｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＿ｈａｔを算出することもできる。但し、同期電動機５０の角速度を角速度ωで表す。
【０１０９】
【数１８】
0006682957.tif 000024
【０１１０】
【数１９】
0006682957.tif 000025
【０１１１】
＜＜電圧補正値算出部８２＞＞
電圧補正値算出部８２は、第一実施形態で既述した電圧補正値算出部７６に相当する。電圧補正値算出部８２は、ｄ軸インダクタンスＬｄの代わりにｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＿ｈａｔを用い、ｑ軸インダクタンスＬｑの代わりにｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＿ｈａｔを用いる点で、電圧補正値算出部７６と異なる。つまり、電圧補正値算出部８２は、ｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＿ｈａｔを用いて、下記数２０に基づいてｄ軸電圧指令値Ｖｄ＿ｒｅｆの補正値Ｖｄ＿ｃｏｍを算出する。また、電圧補正値算出部８２は、ｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＿ｈａｔを用いて、下記数２１に基づいてｑ軸電圧指令値Ｖｑ＿ｒｅｆの補正値Ｖｑ＿ｃｏｍを算出する。但し、同期電動機５０の角速度を角速度ωで表し、誘起電圧定数を誘起電圧定数Φで表す。
【０１１２】
【数２０】
0006682957.tif 000026
【０１１３】
【数２１】
0006682957.tif 000027
【０１１４】
＜＜トルク推定部８３＞＞
トルク推定部８３は、第一実施形態で既述したトルク推定部７２に相当する。トルク推定部８３は、ｄ軸インダクタンスＬｄの代わりにｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＿ｈａｔを用い、ｑ軸インダクタンスＬｑの代わりにｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＿ｈａｔを用いる点で、トルク推定部７２と異なる。つまり、トルク推定部８３は、ｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＿ｈａｔおよびｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＿ｈａｔを用いて、下記数２２に基づいてトルク推定値τ＿ｈａｔを算出する。なお、トルク推定部８３が同期電動機５０の出力トルクを推定する代わりに、公知のトルク検出器などを用いて、同期電動機５０の出力トルクを検出しても良い。
【０１１５】
【数２２】
0006682957.tif 000028
【０１１６】
＜＜ｑ軸電流指令値算出部８４＞＞
ｑ軸電流指令値算出部８４は、第一実施形態で既述したｑ軸電流指令値算出部７４に相当する。ｑ軸電流指令値算出部８４は、インダクタンス同定部８１によって算出されたｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＿ｈａｔを数１のｄ軸インダクタンスＬｄとし、インダクタンス同定部８１によって算出されたｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＿ｈａｔを数１のｑ軸インダクタンスＬｑとして、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆを算出する。つまり、ｑ軸電流指令値算出部８４は、ｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＿ｈａｔおよびｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＿ｈａｔを用いて、下記数２３に基づいてｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆを算出する。
【０１１７】
【数２３】
0006682957.tif 000029
【０１１８】
本実施形態の同期電動機制御装置１０によれば、制御装置６０は、第一電圧指令値算出部７５と、インダクタンス同定部８１と、第一実施形態で既述したｑ軸電流指令値算出部７４に相当するｑ軸電流指令値算出部８４とを備える。ｑ軸電流指令値算出部８４は、インダクタンス同定部８１によって算出されたｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＿ｈａｔを数１のｄ軸インダクタンスＬｄとし、インダクタンス同定部８１によって算出されたｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＿ｈａｔを数１のｑ軸インダクタンスＬｑとして、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆを算出する。そのため、本実施形態の同期電動機制御装置１０は、ｄ軸インダクタンスＬｄおよびｑ軸インダクタンスＬｑのうちの少なくとも一方が、設計値に対して変動しても、同期電動機５０の電機子電流を最小にすることができ、ロバスト性が向上する。また、本実施形態の同期電動機制御装置１０は、インダクタンス同定部８１がｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＿ｈａｔおよびｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＿ｈａｔを算出するので、事前の制御ゲインの適合作業が不要であり、作業工数の低減を図ることができる。
【０１１９】
さらに、本実施形態の同期電動機制御装置１０によれば、インダクタンス同定部８１は、第一電圧指令値算出部７５によって算出された第一ｑ軸電圧指令値Ｖｑ１＿ｒｅｆを用いて、数４に基づいてｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＿ｈａｔを算出し、第一電圧指令値算出部７５によって算出された第一ｄ軸電圧指令値Ｖｄ１＿ｒｅｆを用いて、数５に基づいてｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＿ｈａｔを算出する。そのため、インダクタンス同定部８１は、ｄ軸側調整ゲインＫｄを用いて、ｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＿ｈａｔの変動を制御することが容易であり、ｑ軸側調整ゲインＫｑを用いて、ｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＿ｈａｔの変動を制御することが容易である。そのため、本実施形態の同期電動機制御装置１０は、ｄ軸インダクタンス推定値Ｌｄ＿ｈａｔおよびｑ軸インダクタンス推定値Ｌｑ＿ｈａｔの変動に対する制御安定性が向上する。
【０１２０】
＜第三実施形態＞
本実施形態は、制御装置６０が重畳信号生成部９１、重畳信号加算部９２、抽出信号電流振幅算出部９３およびインダクタンス演算部９４を備える点で、第一実施形態と異なる。また、制御装置６０は、電圧補正値算出部７６の代わりに電圧補正値算出部９５を備え、トルク推定部７２の代わりにトルク推定部９６を備え、ｑ軸電流指令値算出部７４の代わりにｑ軸電流指令値算出部９７を備える。以下、第一実施形態および第二実施形態と異なる点を中心に説明する。
【０１２１】
第二実施形態で既述したように、ｄ軸インダクタンスＬｄおよびｑ軸インダクタンスＬｑのうちの少なくとも一方が設計値に対して変動すると、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＿ｒｅｆに誤差が生じ、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆに誤差が生じる。本実施形態では、第一ｄ軸電圧指令値Ｖｄ１＿ｒｅｆおよび第一ｑ軸電圧指令値Ｖｑ１＿ｒｅｆに重畳信号を印加して、ｄ軸インダクタンス演算値Ｌｄ＿ｍａｓおよびｑ軸インダクタンス演算値Ｌｑ＿ｍａｓを算出する。
【０１２２】
図７に示すように、制御装置６０は、三相／二相変換部７１と、ｄ軸電流指令値算出部７３と、第一電圧指令値算出部７５と、電圧指令値算出部７７と、二相／三相変換部７８と、ＰＷＭ信号生成部７９と、重畳信号生成部９１と、重畳信号加算部９２と、抽出信号電流振幅算出部９３と、インダクタンス演算部９４と、電圧補正値算出部９５と、トルク推定部９６と、ｑ軸電流指令値算出部９７とを備える。
【０１２３】
＜＜重畳信号生成部９１＞＞
重畳信号生成部９１は、同期電動機５０の回転磁界の周波数と比べて高周波数の重畳信号を生成する。同期電動機５０の回転磁界は、電機子巻線（Ｕ相コイル５１ｕ、Ｖ相コイル５１ｖ、Ｗ相コイル５１ｗ）によって形成される。重畳信号の周波数は、例えば、電機子巻線（Ｕ相コイル５１ｕ、Ｖ相コイル５１ｖ、Ｗ相コイル５１ｗ）の各相電圧の周波数と比べて高周波数にすることができる。これにより、本実施形態の同期電動機制御装置１０は、重畳信号によって同期電動機５０の駆動が影響を受けることを抑制することができる。
【０１２４】
重畳信号生成部９１は、例えば、公知の発振器（オシレータ）を用いて、正弦波、矩形波、三角波などの重畳信号を生成することができる。重畳信号の波形は、限定されない。以下、図８Ａ〜図８Ｄに示すように、重畳信号が正弦波の場合を例に説明する。重畳信号が矩形波などの場合も同様に言える。図８Ａに示す曲線ＣＬ２１は、重畳信号の経時変化の一例を示している。縦軸は、電圧を示し、横軸は、時刻を示している。また、重畳信号の振幅を振幅Ｖａｍｐで示している。図８Ａに示す重畳信号は、重畳電圧Ｖ＿ｉｎｊ、振幅Ｖａｍｐ、角速度ωｉｎｊおよび時刻ｔを用いて、下記数２４で表すことができる。
【０１２５】
【数２４】
0006682957.tif 000030
【０１２６】
＜＜重畳信号加算部９２＞＞
重畳信号加算部９２は、第一ｄ軸電圧指令値Ｖｄ１＿ｒｅｆに重畳信号（重畳電圧Ｖ＿ｉｎｊ）を加算し、第一ｑ軸電圧指令値Ｖｑ１＿ｒｅｆに重畳信号（重畳電圧Ｖ＿ｉｎｊ）を加算する。具体的には、図７に示すように、重畳信号加算部９２は、加算器９２ａと、加算器９２ｂとを備えている。
【０１２７】
加算器９２ａには、第一電圧指令値算出部７５によって算出された第一ｄ軸電圧指令値Ｖｄ１＿ｒｅｆと、重畳信号生成部９１によって生成された重畳信号（重畳電圧Ｖ＿ｉｎｊ）とが入力される。加算器９２ａは、これらを加算して、電圧指令値算出部７７の加算器７７ａに出力する。一方、加算器９２ｂには、第一電圧指令値算出部７５によって算出された第一ｑ軸電圧指令値Ｖｑ１＿ｒｅｆと、重畳信号生成部９１によって生成された重畳信号（重畳電圧Ｖ＿ｉｎｊ）とが入力される。加算器９２ｂは、これらを加算して、電圧指令値算出部７７の加算器７７ｂに出力する。
【０１２８】
＜＜抽出信号電流振幅算出部９３＞＞
抽出信号電流振幅算出部９３は、ｄ軸電流算出値Ｉｄ＿ｆｂから重畳信号と同じ周波数成分を抽出し、抽出されたｄ軸抽出信号の電流振幅であるｄ軸電流振幅Ｉｄ＿ａｍｐを算出する。また、抽出信号電流振幅算出部９３は、ｑ軸電流算出値Ｉｑ＿ｆｂから重畳信号と同じ周波数成分を抽出し、抽出されたｑ軸抽出信号の電流振幅であるｑ軸電流振幅Ｉｑ＿ａｍｐを算出する。抽出信号電流振幅算出部９３は、ｄ軸電流振幅Ｉｄ＿ａｍｐおよびｑ軸電流振幅Ｉｑ＿ａｍｐを算出することができれば良く、限定されない。
【０１２９】
抽出信号電流振幅算出部９３は、ｄ軸電流算出値Ｉｄ＿ｆｂを高速フーリエ変換してｄ軸抽出信号を抽出し、ｑ軸電流算出値Ｉｑ＿ｆｂを高速フーリエ変換してｑ軸抽出信号を抽出すると好適である。高速フーリエ変換（ＦＦＴ：Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）は、離散フーリエ変換を計算機上で高速に演算するアルゴリズムであり、ｄ軸電流算出値Ｉｄ＿ｆｂから重畳信号と同じ周波数成分を抽出する演算処理を高速化することができる。このことは、ｑ軸電流算出値Ｉｑ＿ｆｂから重畳信号と同じ周波数成分を抽出する演算処理についても同様に言える。
【０１３０】
図８Ｂに示す直線ＣＬ２２は、ｄ軸電流算出値Ｉｄ＿ｆｂの経時変化の一例を示している。同図に示す曲線ＣＬ２３は、ｄ軸電流算出値Ｉｄ＿ｆｂに重畳信号と同じ周波数成分が含まれることを模式的に示している。同図に示す直線ＣＬ２４は、ｑ軸電流算出値Ｉｑ＿ｆｂの経時変化の一例を示している。同図に示す曲線ＣＬ２５は、ｑ軸電流算出値Ｉｑ＿ｆｂに重畳信号と同じ周波数成分が含まれることを模式的に示している。縦軸は、電流を示し、横軸は、時刻を示している。
【０１３１】
本実施形態では、抽出信号電流振幅算出部９３は、ｄ軸電流算出値Ｉｄ＿ｆｂを高速フーリエ変換してｄ軸抽出信号を抽出する。図８Ｃに示す曲線ＣＬ２６は、抽出信号電流振幅算出部９３によって抽出されたｄ軸抽出信号の経時変化の一例を示している。抽出信号電流振幅算出部９３は、ｄ軸抽出信号からｄ軸抽出信号の電流振幅であるｄ軸電流振幅Ｉｄ＿ａｍｐを算出する。同様に、抽出信号電流振幅算出部９３は、ｑ軸電流算出値Ｉｑ＿ｆｂを高速フーリエ変換してｑ軸抽出信号を抽出する。図８Ｄに示す曲線ＣＬ２７は、抽出信号電流振幅算出部９３によって抽出されたｑ軸抽出信号の経時変化の一例を示している。抽出信号電流振幅算出部９３は、ｑ軸抽出信号からｑ軸抽出信号の電流振幅であるｑ軸電流振幅Ｉｑ＿ａｍｐを算出する。図８Ｃおよび図８Ｄのいずれにおいても、縦軸は、電流を示し、横軸は、時刻を示している。
【０１３２】
＜＜インダクタンス演算部９４＞＞
インダクタンス演算部９４は、ｄ軸電流振幅Ｉｄ＿ａｍｐを用いて、下記数６に基づいてｄ軸インダクタンス演算値Ｌｄ＿ｍａｓを算出する。また、インダクタンス演算部９４は、ｑ軸電流振幅Ｉｑ＿ａｍｐを用いて、下記数７に基づいてｑ軸インダクタンス演算値Ｌｑ＿ｍａｓを算出する。但し、重畳信号の角速度を角速度ωｉｎｊで表し、重畳信号の振幅を振幅Ｖａｍｐで表す。
【０１３３】
【数６】
0006682957.tif 000031
【０１３４】
【数７】
0006682957.tif 000032
【０１３５】
＜＜電圧補正値算出部９５＞＞
電圧補正値算出部９５は、第一実施形態で既述した電圧補正値算出部７６に相当する。電圧補正値算出部９５は、ｄ軸インダクタンスＬｄの代わりにｄ軸インダクタンス演算値Ｌｄ＿ｍａｓを用い、ｑ軸インダクタンスＬｑの代わりにｑ軸インダクタンス演算値Ｌｑ＿ｍａｓを用いる点で、電圧補正値算出部７６と異なる。つまり、電圧補正値算出部９５は、ｑ軸インダクタンス演算値Ｌｑ＿ｍａｓを用いて、下記数８に基づいてｄ軸電圧指令値Ｖｄ＿ｒｅｆの補正値Ｖｄ＿ｃｏｍを算出する。また、電圧補正値算出部９５は、ｄ軸インダクタンス演算値Ｌｄ＿ｍａｓを用いて、下記数９に基づいてｑ軸電圧指令値Ｖｑ＿ｒｅｆの補正値Ｖｑ＿ｃｏｍを算出する。但し、同期電動機５０の角速度を角速度ωで表し、誘起電圧定数を誘起電圧定数Φで表す。
【０１３６】
【数８】
0006682957.tif 000033
【０１３７】
【数９】
0006682957.tif 000034
【０１３８】
＜＜電圧指令値算出部７７＞＞
電圧補正値算出部９５によって算出されたｄ軸電圧指令値Ｖｄ＿ｒｅｆの補正値Ｖｄ＿ｃｏｍおよびｑ軸電圧指令値Ｖｑ＿ｒｅｆの補正値Ｖｑ＿ｃｏｍは、電圧指令値算出部７７に出力される。電圧指令値算出部７７は、重畳信号が重畳された第一ｄ軸電圧指令値Ｖｄ１＿ｒｅｆ（図７では、ｄ軸重畳電圧指令値Ｖｄ＿ｉｎｊで示す。）にｄ軸電圧指令値Ｖｄ＿ｒｅｆの補正値Ｖｄ＿ｃｏｍを加算して、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＿ｒｅｆを算出する。また、電圧指令値算出部７７は、重畳信号が重畳された第一ｑ軸電圧指令値Ｖｑ１＿ｒｅｆ（同図では、ｑ軸重畳電圧指令値Ｖｑ＿ｉｎｊで示す。）にｑ軸電圧指令値Ｖｑ＿ｒｅｆの補正値Ｖｑ＿ｃｏｍを加算して、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＿ｒｅｆを算出する。
【０１３９】
＜＜トルク推定部９６＞＞
トルク推定部９６は、第一実施形態で既述したトルク推定部７２に相当する。トルク推定部９６は、ｄ軸インダクタンスＬｄの代わりにｄ軸インダクタンス演算値Ｌｄ＿ｍａｓを用い、ｑ軸インダクタンスＬｑの代わりにｑ軸インダクタンス演算値Ｌｑ＿ｍａｓを用いる点で、トルク推定部７２と異なる。つまり、トルク推定部９６は、ｄ軸インダクタンス演算値Ｌｄ＿ｍａｓおよびｑ軸インダクタンス演算値Ｌｑ＿ｍａｓを用いて、下記数２５に基づいてトルク推定値τ＿ｈａｔを算出する。なお、トルク推定部９６が同期電動機５０の出力トルクを推定する代わりに、公知のトルク検出器などを用いて、同期電動機５０の出力トルクを検出しても良い。
【０１４０】
【数２５】
0006682957.tif 000035
【０１４１】
＜＜ｑ軸電流指令値算出部９７＞＞
ｑ軸電流指令値算出部９７は、第一実施形態で既述したｑ軸電流指令値算出部７４に相当する。ｑ軸電流指令値算出部９７は、インダクタンス演算部９４によって算出されたｄ軸インダクタンス演算値Ｌｄ＿ｍａｓを数１のｄ軸インダクタンスＬｄとし、インダクタンス演算部９４によって算出されたｑ軸インダクタンス演算値Ｌｑ＿ｍａｓを数１のｑ軸インダクタンスＬｑとして、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆを算出する。つまり、ｑ軸電流指令値算出部９７は、ｄ軸インダクタンス演算値Ｌｄ＿ｍａｓおよびｑ軸インダクタンス演算値Ｌｑ＿ｍａｓを用いて、下記数２６に基づいてｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆを算出する。
【０１４２】
【数２６】
0006682957.tif 000036
【０１４３】
本実施形態の同期電動機制御装置１０によれば、制御装置６０は、第一電圧指令値算出部７５と、重畳信号生成部９１と、重畳信号加算部９２と、抽出信号電流振幅算出部９３と、インダクタンス演算部９４と、電圧補正値算出部９５と、電圧指令値算出部７７と、第一実施形態で既述したｑ軸電流指令値算出部７４に相当するｑ軸電流指令値算出部９７とを備える。ｑ軸電流指令値算出部９７は、インダクタンス演算部９４によって算出されたｄ軸インダクタンス演算値Ｌｄ＿ｍａｓを数１のｄ軸インダクタンスＬｄとし、インダクタンス演算部９４によって算出されたｑ軸インダクタンス演算値Ｌｑ＿ｍａｓを数１のｑ軸インダクタンスＬｑとして、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆを算出する。そのため、本実施形態の同期電動機制御装置１０は、ｄ軸インダクタンスＬｄおよびｑ軸インダクタンスＬｑのうちの少なくとも一方が、設計値に対して変動しても、同期電動機５０の電機子電流を最小にすることができ、ロバスト性が向上する。また、本実施形態の同期電動機制御装置１０は、インダクタンス演算部９４がｄ軸インダクタンス演算値Ｌｄ＿ｍａｓおよびｑ軸インダクタンス演算値Ｌｑ＿ｍａｓを算出するので、事前の制御ゲインの適合作業が不要であり、作業工数の低減を図ることができる。
【０１４４】
さらに、本実施形態の同期電動機制御装置１０によれば、抽出信号電流振幅算出部９３は、ｄ軸電流算出値Ｉｄ＿ｆｂを高速フーリエ変換してｄ軸抽出信号を抽出し、ｑ軸電流算出値Ｉｑ＿ｆｂを高速フーリエ変換してｑ軸抽出信号を抽出する。そのため、本実施形態の同期電動機制御装置１０は、ｄ軸電流算出値Ｉｄ＿ｆｂから重畳信号と同じ周波数成分を抽出する演算処理を高速化することができ、ｑ軸電流算出値Ｉｑ＿ｆｂから重畳信号と同じ周波数成分を抽出する演算処理を高速化することができる。
【０１４５】
＜その他＞
本発明は、上記し且つ図面に示した実施形態のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施することができる。例えば、フィードバック制御は、ＰＩ制御若しくはＰＩＤ制御に限定されるものではなく、公知の種々のフィードバック制御を適用することができる。また、本発明の同期電動機制御装置１０は、例えば、ハイブリッド自動車などの車両の駆動用電動機を含む電力変換システム１に用いると好適である。
【符号の説明】
【０１４６】
１０：同期電動機制御装置、
４０：電力変換器、５０：同期電動機、５２ａ：回転子鉄心、５２ｂ：永久磁石、
６０：制御装置、
７３：ｄ軸電流指令値算出部、７４：ｑ軸電流指令値算出部、
７５：第一電圧指令値算出部、７６：電圧補正値算出部、７７：電圧指令値算出部、
８１：インダクタンス同定部、８４：ｑ軸電流指令値算出部、
９１：重畳信号生成部、９２：重畳信号加算部、９３：抽出信号電流振幅算出部、
９４：インダクタンス演算部、９５：電圧補正値算出部、
９７：ｑ軸電流指令値算出部、
Ｉｄ＿ｒｅｆ：ｄ軸電流指令値、Ｉｑ＿ｒｅｆ：ｑ軸電流指令値、
Ｉｄ＿ｆｂ：ｄ軸電流算出値、Ｉｑ＿ｆｂ：ｑ軸電流算出値、
Ｉｄ＿ａｍｐ：ｄ軸電流振幅、Ｉｑ＿ａｍｐ：ｑ軸電流振幅、
Ｋｄ：ｄ軸側調整ゲイン、Ｋｑ：ｑ軸側調整ゲイン、
Ｌｄ：ｄ軸インダクタンス、Ｌｑ：ｑ軸インダクタンス、
Ｌｄ＿ｈａｔ：ｄ軸インダクタンス推定値、
Ｌｑ＿ｈａｔ：ｑ軸インダクタンス推定値、
Ｌｄ＿ｍａｓ：ｄ軸インダクタンス演算値、
Ｌｑ＿ｍａｓ：ｑ軸インダクタンス演算値、
Ｖｄ１＿ｒｅｆ：第一ｄ軸電圧指令値、
Ｖｄ＿ｒｅｆ：ｄ軸電圧指令値、
Ｖｄ＿ｃｏｍ：ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＿ｒｅｆの補正値、
Ｖｑ１＿ｒｅｆ：第一ｑ軸電圧指令値、
Ｖｑ＿ｒｅｆ：ｑ軸電圧指令値、
Ｖｑ＿ｃｏｍ：ｑ軸電圧指令値Ｖｑ＿ｒｅｆの補正値、
Ｖａｍｐ：重畳信号の振幅、
τ＿ｒｅｆ：トルク指令値、τ＿ｈａｔ：トルク推定値、
Φ：誘起電圧定数、ω：同期電動機５０の角速度、ωｉｎｊ：重畳信号の角速度。
【図１】
0006682957.tif 000039
【図２】
0006682957.tif 000040
【図３】
0006682957.tif 000041
【図４】
0006682957.tif 000042
【図５】
0006682957.tif 000043
【図６】
0006682957.tif 000044
【図７】
0006682957.tif 000045
【図８Ａ】
0006682957.tif 000046
【図８Ｂ】
0006682957.tif 000047
【図８Ｃ】
0006682957.tif 000048
【図８Ｄ】
0006682957.tif 000049