(57)【要約】【課題】高周波重畳センサレス制御において印加された高周波による耳障りな電磁音を低減させることが可能なモータ制御装置を提供する。【解決手段】電流制御手段１と高周波周波数／振幅設定手段２と高周波電圧指令重畳手段３と電圧指令座標変換手段４とインバータ５と電流座標変換手段６と高周波重畳方式回転子磁極位置推定手段７とから成り、インバータ５からモータ８に駆動電源が供給される。高周波周波数／振幅設定２は、回転子磁極位置を推定するために電流制御手段１から出力された電圧指令Ｖｄ１，Ｖｑ１に重畳する高周波成分の高周波電圧指令４２を生成するとともに、重畳する高周波成分の周波数及び振幅の双方またはどちらか一方を時間その他をパラメータとして変化させる。【選択図】      図１
2004343833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本波周波数より高い周波数の電圧ないし電流をモータに印加して回転子磁極位置及び速度を推定演算する高周波重畳センサレス制御手段を有するモータ制御装置において、
前記モータに印加する基本波周波数より高い周波数の電圧ないし電流の周波数を可変とする事を特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
出力電圧指令信号とパルス幅変調信号とを比較してインバータのゲート信号を発生するＰＷＭ制御手段と、
前記パルス幅変調信号の周波数を可変とし、当該パルス幅変調信号の周波数に同期して、前記モータに印加する基本波周波数より高い周波数の電圧ないし電流の周波数を可変とする印加周波数可変手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記モータに印加する基本波周波数より高い周波数の電圧ないしは電流の周波数を時間的に変化させることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
基本波周波数より高い周波数の電圧ないしは電流をモータに印加して回転子磁極位置及び速度を推定演算する高周波重畳センサレス制御手段を有するモータ制御装置において、
前記モータに印加する基本波周波数より高い周波数の電圧ないし電流の振幅を可変とする事を特徴とするモータ制御装置。
【請求項５】
前記モータに印加する基本波周波数より高い周波数の電圧ないしは電流の振幅を時間的に変化させることを特徴とする請求項４に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
基本波周波数より高い周波数の電圧ないしは電流をモータに印加して回転子磁極位置・速度を推定演算する高周波重畳センサレス制御手段と、高周波を重畳しないで回転子磁極位置を推定するセンサレス制御手段とを有するモータ制御装置において、
高周波重畳センサレス制御と高周波を重畳しないセンサレス制御とを相互に切り換える制御を行う場合において、高周波重畳を重畳しないセンサレス制御を適用しているときにも、基本波周波数より高い周波数の電圧ないし電流の振幅をモータに印加し、当該印加する電圧ないし電流の振幅を変化させることを特徴とする特徴とするモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの回転子磁極位置を推定するため高周波を印加するセンサレスモータ制御装置において、印加する電圧等の周波数・振幅を変化させることによってモータの電磁音を緩和させるモータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
同期電動機等の電気的突極性を持つ電動機を駆動する際には、所望のトルクを発生させるために、回転子の磁極位置を検出あるいは推定し、磁極位置に対応した適切な位相で電動機に電流を供給する必要がある。
【０００３】
ここで、電気的な突極性があるモータの回転子磁極位置推定方法として、モータの回転子にトルクを発生させるために供給する電源（これを基本波と称する）に、この供給する電源の周波数（これを基本波周波数と称する）より高い周波数の電圧ないしは電流を重畳させて印加し、その結果得られる電流ないしは電圧のうち、印加した高周波と同じ周波数の成分の波形を抽出・解析し回転子磁極位置を推定演算する方法がある。
【０００４】
そして、この回転子磁極位置の推定結果から回転子磁極位置に対応した適切な位相で電動機に電流を供給することで、高性能にモータの速度を制御するセンサレス制御（本明細書ではこれを高周波重畳センサレス制御と称する）が知られている。
【０００５】
このとき、回転子磁極位置を推定するために十分な電流ないし電圧を得るためには、基本波に重畳する高周波の振幅は、所定の値以上でなければならない。
【０００６】
なお、高周波重畳センサレス制御において基本波周波数より高い周波数の電圧ないしは電流を、ｄｑ軸回転座標系上のベクトル制御にてｄ軸ないしはｑ軸に重畳することを本明細書では１相重畳と呼び、ｄ軸ｑ軸双方に重畳することを本明細書では２相重畳と呼ぶ。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−３３９９９９号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開平７−２４５９８１号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の高周波重畳センサレス制御においては、基本波周波数より高い一定周波数の高周波がモータに印加されるため、印加された高周波による耳障りな電磁音が生じていた。
【００１０】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、電気的な突極性があるモータの回転子磁極位置を推定するために、基本波周波数より高い周波数の電圧ないしは電流を基本波に重畳させてモータに印加する場合において、重畳する電圧ないし電流の周波数または振幅を可変とすることで、高周波スペクトルを分散し、あるいは特定の高周波成分の振幅の平均値を低減させ、モータからの電磁騒音を低減させたモータ制御装置の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るモータ制御装置は、基本波周波数より高い周波数の電圧ないしは電流をモータに印加して回転子磁極位置及び速度を推定演算する高周波重畳センサレス制御手段を有するモータ制御装置において、前記モータに印加する基本波周波数より高い周波数の電圧ないし電流の周波数を可変とする事を特徴とする。
【００１２】
このように、本発明に係るモータ制御装置によれば、モータの回転子磁極位置を推定するために印加する電圧ないし電流の周波数を可変とすることで、高周波スペクトルを分散し、ピーク的に特定の高周波成分を出すことのないようにするので、モータからの電磁騒音を低減することができる。
【００１３】
また、本発明に係るモータ制御装置は、基本波周波数より高い周波数の電圧ないしは電流をモータに印加して回転子磁極位置及び速度を推定演算する高周波重畳センサレス制御手段を有するモータ制御装置において、前記モータに印加する基本波周波数より高い周波数の電圧ないし電流の振幅を可変とする事を特徴とする。
【００１４】
このように、本発明に係るモータ制御装置によれば、モータの回転子磁極位置を推定するために印加する電圧ないし電流の振幅を可変とすることで、特定の高周波成分の振幅の平均値を下げるので、モータからの電磁騒音を低減することができる。
【００１５】
さらに、本発明に係るモータ制御装置は、基本波周波数より高い周波数の電圧ないしは電流をモータに印加して回転子磁極位置・速度を推定演算する高周波重畳センサレス制御手段と、高周波を重畳しないで回転子磁極位置を推定するセンサレス制御手段とを有するモータ制御装置において、高周波重畳センサレス制御と高周波を重畳しないセンサレス制御とを相互に切り換える制御を行う場合において、高周波重畳を重畳しないセンサレス制御を適用しているときにも、基本波周波数より高い周波数の電圧ないし電流の振幅をモータに印加し、当該印加する電圧ないし電流の振幅を変化させることを特徴とする。
【００１６】
このように、本発明に係るモータ制御装置によれば、高周波重畳センサレス制御手段以外のセンサレス制御を適用しているときにも、基本波周波数より高い周波数の電圧ないし電流をモータに印加する。従って、高周波重畳センサレス制御とセンサレス制御手段の制御モードとを相互に切り換える場合において、高周波重畳センサレス制御手段以外のセンサレス制御を適用している領域でモータに印加する高周波電圧ないし電流の振幅を徐々に減少あるいは増加させるので、モータからの電磁音の急激な変化を防止して、聴感情の不快感を緩和することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るモータ制御装置の実施の形態を図１乃至図１１を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の第１の実施の形態を示した構成図である。
【００１９】
図１に示すように、本制御装置は、電流制御手段１と高周波周波数／振幅設定手段２と高周波電圧指令重畳手段３と電圧指令座標変換手段４とインバータ５と電流座標変換手段６と高周波重畳方式回転子磁極位置推定手段７とから成り、インバータ５からモータ８に駆動電源が供給される。
【００２０】
電流制御手段１は、ｄｑ軸電流指令ＩｄＲｅｆ，ＩｑＲｅｆとモータのｄｑ軸実電流Ｉｄ、Ｉｑとを比較し、ｄｑ軸電流指令ＩｄＲｅｆ，ＩｑＲｅｆとｄｑ軸実電流Ｉｄ、Ｉｑとが一致するよう制御演算を行い、演算結果を電圧指令Ｖｄ１，Ｖｑ１として出力する。この電圧指令Ｖｄ１，Ｖｑ１は、高周波周波数／振幅設定手段２からの信号と共に、高周波電圧指令重畳手段３に入力される。
【００２１】
高周波周波数／振幅設定２は、回転子磁極位置を推定するために電流制御手段１から出力された電圧指令Ｖｄ１，Ｖｑ１に重畳する高周波成分の高周波電圧指令４２を出力する。そしてこの周波数電圧指令４２を変化させることにより、重畳する高周波成分の周波数及び振幅の双方またはどちらか一方を時間その他をパラメータとして変化させる。
【００２２】
高周波電圧指令重畳手段３は、電流制御手段１から入力されたｄｑ軸電圧指令Ｖｄ１，Ｖｑ１と高周波周波数／振幅設定２から入力された高周波電圧指令４２とを加算し、ｄｑ軸電圧波形信号Ｖｄ２，Ｖｑ２を生成する。このｄｑ軸電圧波形信号Ｖｄ２，Ｖｑ２は、電圧指令座標変換手段４に入力される。
【００２３】
電圧指令座標変換手段４は、高周波電圧指令重畳手段３から入力されたｄｑ軸電圧波形信号Ｖｄ２，Ｖｑ２と高周波重畳方式回転子位置推定手段７から入力された推定位相θ（回転子磁極位置）とを用いて座標変換を行い３相電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを生成する。３相電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは、インバータ５に入力される。
【００２４】
インバータ５は、電圧指令座標変換手段４から入力された３相電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを用いモータ８に３相電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに応じた波形の電圧を印加する。このときモータ８に印加される電圧には高周波が重畳されている。また、モータ８に流れる電流のうちＵ相電流及びＷ相電流の計測値Ｉｕ，Ｉｗは電流座標変換手段６に入力される。
【００２５】
電流座標変換手段６は、モータ８に流れる電流の計測値Ｉｕ，Ｉｗ及び高周波重畳方式回転子位置推定手段７から入力された推定位相θ（回転子磁極位置）とからｄｑ軸実電流Ｉｄ，Ｉｑを生成し、電流制御手段１及び高周波重畳方式回転子位置推定手段７に入力する。
【００２６】
高周波重畳方式回転子位置推定手段７は、電流座標変換手段６から入力されたｄｑ軸実電流Ｉｄ，Ｉｑと高周波周波数／振幅設定２から入力された高周波電圧指令４２とから速度ωと位相θ（回転子磁極位置）を推定する。推定された位相θ（回転子磁極位置）は電圧指令座標変換手段４に入力される。また速度ωは不図示の速度制御手段に入力される。
【００２７】
ここで、高周波周波数／振幅設定２は、出力する周波数電圧指令４２を変化させることにより、回転子磁極位置を推定するために、基本波に重畳する高周波成分の周波数及び振幅の双方またはどちらか一方を時間その他をパラメータとして変化させる。このことにより、特定の周波数成分をピーク的に発生させることを防止し、高周波成分の周波数スペクトルを分散させることが出来る。また、重畳する高周波の振幅は必ずしも連続的に所定値以上を維持させなくても回転子磁極位置を推定することは可能なので、重畳する高周波成分の振幅を所定値より小さくする期間を設け、振幅の平均値を下げることが出来る。
【００２８】
なお、ここで重畳する高周波電圧はパルス（矩形波）のみならず正弦波、三角波等回転子磁極位置を推定することができるものであればどんな波形でも良い。
【００２９】
また、重畳する高周波成分の周波数及び振幅の双方またはどちらか一方は、時間経過と共に連続的あるいは離散的に変化させても良いし、非連続的に変化させても良い。またこれらの値を周期的に変化させても良いし、アトランダムに変化させても良い。さらに、時間とは無関係なパラメータ、例えば周囲の騒音の値の変化や周囲の騒音周波数分布の変化に応じて重畳する高周波成分の周波数及び振幅の双方またはどちらか一方を変化させても良い。
【００３０】
このとき、周波数変化の周期、あるいは、同一周波数を持続させる期間は、重畳する高周波の波長の１０倍以上が望ましい。
【００３１】
また、図１の構成においては、モータに印加する電圧に高周波電圧を重畳させることとしたが、モータに印可する電流に高調電流を重畳させることとしても良いことは言うまでもない。
【００３２】
このように第１の実施の形態によれば、重畳する高周波成分の周波数スペクトルのピークを分散させることが出来るので、また、重畳する高周波成分の振幅を所定値より小さくする期間を設け、振幅の平均値を下げることが出来るので、回転子磁極位置を推定するための高周波をモータに印加することに起因する騒音を低減することが出来る。
【００３３】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図２は本発明の第２の実施の形態を示した構成図である。また図３は第２の実施の形態において、パルス幅変調波と高周波電圧指令４２の波形との関係を示す図である。
【００３４】
本実施の形態は、パルス幅変調によりインバータ出力電圧及び周波数を変化させることで、モータの制御を行うＰＷＭ制御に本発明を適用したものである。
【００３５】
図２に示すように、図１の構成にパルス幅変調（三角波）信号発生手段９及び相毎に３台の比較器１０を追加した構成になっている。
【００３６】
ここで、パルス幅変調（三角波）信号発生手段９から出力されたパルス幅振幅変調（三角波）信号は、三台の比較器１０及び高周波周波数／振幅設定２に入力される。このとき、パルス幅変調（三角波）信号発生手段９から出力される三角波の信号は周波数が可変となっている。
【００３７】
比較器１０は、パルス幅変調（三角波）信号発生手段９から入力されたパルス幅振幅変調（三角波）信号と電圧指令座標変換手段４から入力された電圧指令Ｖｕ，Ｖｕ，Ｖｗとを比較してインバータのゲート信号を生成しインバータ５を動作させる（ＰＷＭ制御）。また、高周波周波数／振幅設定２は、パルス幅変調（三角波）信号発生手段９から入力されたパルス幅振幅変調（三角波）信号の周波数と同期させて高周波電圧指令４２を出力し、重畳する高周波電圧の周波数を変化させる。
【００３８】
図３はその際のパルス幅変調周波数３１と重畳する高周波電圧指令４２の波形である。図３に示すように、パルス幅変調周波数３１は時間の経過と共に連続的に０．５ｋＨｚから１．５ｋＨｚの間を増減させている。この時、高周波電圧指令４２はキャリアのピーク毎に＋Ｖｈ，−Ｖｈへと変化する。このように、高周波電圧指令４２はパルス幅変調波（三角波）３２に同期しているため、パルス幅変調波（三角波）３２の周波数を変化させることにより高周波電圧指令４２の周波数も変化する。これにより特定の周波数成分をピーク的に発生させることを防止し、高周波成分の周波数スペクトルを分散させることが出来る。
【００３９】
なおここで、パルス幅変調波（三角波）３２の周波数は、時間経過と共に連続的あるいは離散値的に変化させても良いし、非連続的に変化させても良い。またこれらの値を周期的に変化させても良いし、アトランダムに変化させても良い。さらに、時間とは無関係なパラメータ、例えば周囲の騒音の値の変化や周囲の周波数分布の変化に応じてパルス幅変調波（三角波）３２の周波数を変化させても良い。
【００４０】
このとき、周波数変化の周期、あるいは、同一周波数を持続させる期間は、重畳する高周波の波長の１０倍以上が望ましい。
【００４１】
また、ここでは、モータに印加する電圧に高周波電圧を重畳させることとしたが、モータに印可する電流に高調電流を重畳させることとしても良いことは言うまでもない。
【００４２】
このように第２の実施の形態によれば、重畳する高周波成分の周波数スペクトルのピークを分散させることが出来るので、高周波をモータに印加することに起因する騒音を低減することが出来る。
【００４３】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態では、回転子磁極位置を推定するためにモータに印可する電圧または電流に重畳する高周波電圧ないし電流の周波数を時間的に変化させるものである。
【００４４】
本実施の形態の構成は図１と同じとなる。また、図１では、モータに印加する電圧に高周波電圧を重畳させることとしているが、モータに印可する電流に高調電流を重畳させる構成としても良い。
【００４５】
図４は本実施の形態において高周波周波数４１を時間の経過と共に連続的に変化させた場合の高周波電圧指令４２の波形を示し、図５は同様に高周波周波数４１を時間の経過と共に離散的に変化させた場合の高周波電圧指令４２の波形を示す。なお、高周波周波数４１は、時間の経過と共にランダムに変化させても良い。
【００４６】
時間の経過と共に高周波電圧指令４２の周波数を変化させるという簡単な構成により、特定の周波数成分をピーク的に発生させることを防止し、高周波成分の周波数スペクトルを分散させることが出来る。
【００４７】
このとき、周波数変化の周期、あるいは、同一周波数を持続させる期間は、重畳する高周波の波長の１０倍以上が望ましい。
【００４８】
このように第３の実施の形態よれば、時間の経過と共に高周波電圧指令４２の周波数を変化させるという簡単な構成により、重畳する高周波成分の周波数スペクトルのピークを分散させることが出来るので、低コストで、高周波をモータに印加することに起因する騒音を低減することが出来る。
【００４９】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。第４の実施の形態では、回転子磁極位置を推定するためにモータに印可する電圧または電流に重畳する高周波電圧ないし電流の振幅を時間的に変化させるものである。
【００５０】
本実施の形態の構成は図１と同じとなる。また、図１では、モータに印加する電圧に高周波電圧を重畳させることとしたが、モータに印可する電流に高調電流を重畳させる構成としても良い。
【００５１】
図６は本実施の形態において高周波振幅５１を時間の経過と共に連続的に変化させた場合の高周波電圧指令４２の波形を示し、図７は同様に高周波振幅５１を時間の経過と共に離散的に変化させた場合の高周波電圧指令４２の波形を示す。
【００５２】
一般に、電流制御手段１から出力された電圧指令Ｖｄ１，Ｖｑ１に高周波電圧指令４２を、回転子磁極位置を推定するために重畳する場合は、重畳する高周波の振幅を所定の値以上にする必要がある。しかし、この重畳する高周波の振幅は必ずしも連続的に所定値以上を維持させなくても回転子磁極位置を推定することは可能なので、重畳する高周波成分の振幅を所定値より小さくする期間を設けることが出来る。
【００５３】
図８は、重畳する高周波の振幅と、回転子磁極位置を推定するために必要とされる所定の振幅値との関係を示す図である。ここで、＋Ｖｔ及び−Ｖｔは、所定の振幅の上下限値である。したがって回転子磁極位置を推定するために必要とされる所定の振幅値は２Ｖｔ（＋Ｖｔ−〔−Ｖｔ〕＝２Ｖｔ）となる。
【００５４】
図８（ａ）に示すように、重畳する高周波の振幅を一定とした場合、高周波電圧指令４２ａの振幅は連続的に所定の値（２Ｖｔ）以上でなければならない。一方、振幅を時間の経過と共に変化させる場合は、図８（ｂ）〜図８（ｄ）に示すように高周波電圧指令４２ｂ，４２ｃ，４２ｄの振幅を所定値（２Ｖｔ）より小さくする期間を設けることが出来る。
【００５５】
すなわち、高周波電圧指令４２の振幅を時間の経過と共に連続的にｔ２の周期で変化させる場合は、図８（ｂ）に示すように、一周期ｔ２の期間中ｔ１の期間だけ（例えば一周期の２０％程度の期間）所定の値を超えていれば回転子磁極位置の推定が可能である。同様に、高周波電圧指令４２の振幅を時間の経過と共に離散的にｔ４の周期で変化させる場合においても、図８（ｃ）に示すように、一周期ｔ４の期間中ｔ３の期間だけ所定の値を超えていれば回転子磁極位置の推定が可能である。さらに、図８（ｄ）に示すように、高周波電圧指令４２ｄの振幅を所定値より小さくする期間ｔ５は、振幅をゼロにすることも可能である。また、高周波電圧指令４２の振幅を、時間の経過と共にランダムに変化させてた場合も同様である。
【００５６】
このように第４の実施の形態よれば、時間の経過と共に高周波電圧指令４２の振幅を変化させるという簡単な構成により、重畳する高周波成分の振幅を所定値より小さくする期間を設け、振幅の平均値を下げることが出来るので、低コストで、回転子磁極位置を推定するための高周波をモータに印加することに起因する騒音を低減することが出来る。
【００５７】
図９は、上記第３及び第４の実施の形態において回転子磁極位置を推定するためにモータに印加する電圧の周波数又は振幅を周期的に変化させた場合の騒音実測データである。
【００５８】
ここでは、計測対象として永久磁石モータを用いた。従来方式での計測値９１は高周波電圧指令４２の周波数及び振幅を固定して計測したものである。また、重畳周波数可変での計測値９２は、印可する電圧の周波数を１［ｋＨｚ］から１．２５［ｋＨｚ］の間で０．２５［ｋＨｚ］の変化幅をもたせ断続的に変化させて計測したものである。また、重畳振幅可変での計測値９３は、重畳する高周波４サイクルにつき１回だけ従来方式と同様の振幅とし、それ以外では振幅を１／３として計測したものである。
【００５９】
図９に示す通り、従来方式に比べて騒音が減少しているのが分かる。
【００６０】
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。第５の実施の形態は、高周波重畳センサレス制御と高周波を重畳しないセンサレス制御（ここでは誘起電圧方式回転子磁極位置推定手段を用いたセンサレス制御−以降、誘起電圧方式センサレス制御と称す−を用いる）とを相互に切り換える制御を行う場合において、センサレス制御手段の制御モードを切り換えるときに、誘起電圧方式センサレス制御領域においても高周波を印加し、この領域で印加する高周波電圧ないし電流の振幅を徐々に減少ないし増加させるものである。
【００６１】
図１０は本発明の第５の実施の形態を示した構成図である。
【００６２】
図１０に示すように、本実施の形態においてモータ制御装置は、電流制御手段１と高周波周波数／振幅設定手段２と高周波電圧指令重畳手段３と電圧指令座標変換手段４とインバータ５と電流座標変換手段６と高周波重畳方式回転子磁極位置推定手段７と誘起電圧方式回転子磁極位置推定手段１１と制御切替手段１２ａ，１２ｂとから成り、インバータ５からモータ８に駆動電源が供給される。
【００６３】
ここで、電流制御手段１と高周波電圧指令重畳手段３と電圧指令座標変換手段４とインバータ５と電流座標変換手段６と高周波重畳方式回転子磁極位置推定手段７の機能は第１の実施の形態の場合と同じなので、新たに追加された構成要素及び機能について説明する。
【００６４】
高周波周波数／振幅設定手段２は、第１の実施の形態の場合と同様に回転子磁極位置を推定するために電流制御手段１から出力された電圧指令信号Ｖｄ１，Ｖｑ１に重畳する高周波成分の高周波電圧指令４２を生成するとともに、重畳する高周波成分の周波数及び振幅の双方またはどちらか一方を時間その他をパラメータとして変化させる。さらに、制御切替手段１２ｂから入力されるモータの速度信号ωを受けて、モータの速度によりどちらの制御モードにあるかを判断し制御モードに応じた高周波電圧指令４２を出力する。
【００６５】
誘起電圧方式回転子磁極位置推定手段１１は、電流座標変換手段６から入力されたｄｑ軸実電流Ｉｄ、Ｉｑと高周波電圧指令重畳手段３から入力された電圧指令Ｖｄ２とから、高周波を重畳しない状態でモータに発生する誘起電圧に基づく信号を抽出し速度ωｅと位相θｅ（回転子磁極位置）を推定する。推定された速度ωｅは、制御切替手段１２ｂに入力され、位相θｅは制御切替手段１２ａに入力される。
【００６６】
制御切替手段１２ａは、誘起電圧方式回転子磁極位置推定手段１１から入力された位相θｅと高周波重畳方式回転子位置推定手段７とから入力された位相θｈとを、その時点における制御モードに応じて切替え出力する。すなわち、高周波重畳センサレス制御モードで運転しているときは、高周波重畳方式回転子位置推定手段７から入力された位相θｈが選択され出力される。一方、誘起電圧方式センサレス制御で運転しているときは、誘起電圧方式回転子磁極位置推定手段１１から入力された位相θｅが選択され出力される。制御切替手段１２ａから出力された位相θｈ又は位相θｅは、位相θ（回転子磁極位置）として電圧指令座標変換手段４及び電流座標変換手段６に入力される。
【００６７】
制御切替手段１２ｂは、誘起電圧方式回転子磁極位置推定手段１１から入力されたモータ速度ωｅと高周波重畳方式回転子位置推定手段７とから入力されたモータ速度ωｈとを、その時点における制御モードに応じて切替え出力する。すなわち、高周波重畳センサレス制御モードで運転しているときは、高周波重畳方式回転子位置推定手段７から入力されたモータ速度ωｈが選択され出力される。一方、誘起電圧方式センサレス制御で運転しているときは、誘起電圧方式回転子磁極位置推定手段１１から入力されたモータ速度ωｅが選択され出力される。制御切替手段１２ａから出力されたモータ速度ωｈ又はモータ速度ωｅは、モータ速度信号ωとして電圧指令座標変換手段４及び電流座標変換手段６に入力される。
【００６８】
ここで、制御モードの切替はモータ速度により行われる。すなわち、モータ速度が所定の値以下の場合は、高周波重畳センサレス制御が選択され、所定の値以上の場合は、誘起電圧方式センサレス制御が選択される。
【００６９】
次に、本実施の形態におけるモータ制御装置の動作について説明する。図１１は推定速度と重畳する高周波電圧指令４２との関係を示す図である。
【００７０】
図１１に示すように、時刻Ｔａでモータが起動し徐々に速度を上げ、時刻Ｔｂで所定の速度Ｎｔを超え、所定の速度Ｎｔ以上で運転を継続した後速度を徐々に下げ時刻Ｔｃで所定の速度Ｎｔ以下となり、さらに速度を下げて時刻Ｔｄでモータが停止する場合を考える。
【００７１】
このとき、所定の速度Ｎｔ以下では高周波重畳センサレス制御が選択され所定の速度Ｎｔ以上では誘起電圧方式センサレス制御が選択されるので、時刻Ｔａから時刻Ｔｂまでは高周波重畳センサレス制御、時刻Ｔｂから時刻Ｔｃまでは誘起電圧方式センサレス制御、さらに時刻Ｔｃから時刻Ｔｄまでは高周波重畳センサレス制御となる。
【００７２】
ここで、時刻Ｔｂから時刻Ｔｃまでの誘起電圧方式センサレス制御においては、高周波を重畳する必要がないが、図１１に示すように、時刻Ｔｂで高周波重畳センサレス制御から誘起電圧方式センサレス制御に切り替わるときに、即座に重畳する高周波をゼロにするのではなく、高周波周波数／振幅設定手段２から出力される高周波電圧指令４２の振幅を時刻Ｔｂから徐々に減少させることで徐々に重畳する高周波の振幅２１を下げてゆく。したがって、誘起電圧方式センサレス制御が行われる領域においても高周波が重畳されることになる。
【００７３】
同様に、時刻Ｔｃで誘起電圧方式センサレス制御から高周波重畳センサレス制御に切り替わるときに、即座にに所定の振幅を持った高周波を重畳するのではなく、モータ８の速度が減少し所定の値Ｎｔに近づいてきたとき、高周波周波数／振幅設定手段２から出力される高周波電圧指令４２の振幅を徐々に増加させ重畳する高周波の振幅２１を徐々に上げてゆき時刻Ｔｃで所定の振幅値となるようにする。したがって、このときも誘起電圧方式センサレス制御が行われる領域においても高周波が重畳されることになる。
【００７４】
なお、図１０の構成においては、モータに印加する電圧に高周波電圧を重畳させることとしたが、モータに印可する電流に高調電流を重畳させることとしても良いことは言うまでもない。
【００７５】
このように、第５の実施の形態によれば、誘起電圧方式センサレス制御と高周波重畳センサレス制御とを相互に切り換える場合において、誘起電圧方式センサレス制御を適用している領域で重畳する高周波電圧ないし電流の振幅を徐々に減少あるいは増加させるので、モータからの電磁音の急激な変化を防止して、聴感情の不快感を緩和することができる。
【００７６】
【発明の効果】
上記のように、本発明に係るモータ制御装置によれば、モータの回転子磁極位置を推定するために印加する電圧ないし電流の周波数を可変とすることで、高周波スペクトルを分散し、ピーク的に特定の高周波成分を出すということのないようにしてモータからの電磁騒音を低減することができる。
【００７７】
また、本発明に係るモータ制御装置によれば、モータの回転子磁極位置を推定するために印加する電圧ないし電流の振幅を可変とすることで、特定の高周波成分の振幅の平均値を低減しモータからの電磁騒音を低減することができる。
【００７８】
さらに、本発明に係るモータ制御装置によれば、高周波重畳センサレス制御手段以外のセンサレス制御を適用しているときにも、基本波周波数より高い周波数の電圧ないし電流をモータに印加する。従って、高周波重畳センサレス制御とセンサレス制御手段の制御モードとを相互に切り換える場合において、高周波重畳センサレス制御手段以外のセンサレス制御を適用している領域でモータに印加する高周波電圧ないし電流の振幅を徐々に減少あるいは増加させるので、モータからの電磁音の急激な変化を防止して、聴感情の不快感を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示した構成図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示した構成図である。
【図３】第２の実施の形態において、パルス幅変調波と高周波電圧指令信号波形の関係を示す図である。
【図４】第３実施の形態において、高周波周波数を時間の経過と共に連続的に変化したときの、高周波電圧指令の波形を示す図である。
【図５】第３実施の形態において、高周波周波数を時間の経過と共に離散的に変化したときの、高周波電圧指令の波形を示す図である。
【図６】第４実施の形態において、高周波振幅を時間の経過と共に連続的に変化したときの、高周波電圧指令の波形を示す図である。
【図７】第４実施の形態において、高周波振幅を時間の経過と共に離散的に変化したときの、高周波電圧指令の波形を示す図である。
【図８】第４の実施の形態において、高周波の振幅と回転子磁極位置を推定するのに必要な所定の振幅との関係を示す図である。
【図９】第３の実施の形態及び第４の実施の形態における騒音実測データである。
【図１０】本発明の第５の実施の形態を示した構成図である。
【図１１】第５の実施の形態において、推定速度と重畳する高周波電圧指令との関係を示す図である。
【符号の説明】
１  電流制御手段
２  高周波周波数／振幅設定手段
３  高周波電圧指令重畳手段
４  電圧指令座標変換手段
５  インバータ
６  電流座標変換手段
７  高周波重畳方式回転子磁極位置推定手段
８  モータ
９  充電装置
１１  誘起電圧方式回転子磁極位置推定手段
１２ａ、１２ｂ    制御切替手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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