(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
逆起電力観測器と位相固定ループ制御器を具備して行われる電動機のセンサレス制御方法において、
逆起電力観測器を通じて電動機の逆起電力を推定するステップと、
前記推定された逆起電力に基づいて、鉄損を考慮した角度誤差を算出するステップと、
前記算出された角度誤差を補正して、補正された角度誤差を前記位相固定ループ制御器に入力し、前記位相固定ループ制御器が前記鉄損による角度誤差を減らして実際の角度を推定し、推定された角度に基づいて前記電動機を制御するようにするステップと、
を含み、
前記鉄損を考慮した前記電動機の電圧（ｖγ、ｖδ）方程式は、下記の式によることを特徴とする電動機のセンサレス制御方法。
【数１】
0006404094.tif 000019
−ｄ、ｑ：正確なｄ、ｑ軸
−ωｅ：モータ電気角速度
−ｉｄ：ｄ軸電流
−ｉｑ：ｑ軸電流
−ｉｄｉ：ｄ軸鉄損電流
−ｉｑｉ：ｑ軸鉄損電流
−ｉｄｍ：ｄ軸磁化電流
−ｉｑｍ：ｑ軸磁化電流
−ｖｄ：ｄ軸電圧
−ｖｑ：ｑ軸電圧
−Ｒｓ：固定子相抵抗
−Ｒｉ：鉄損等価抵抗
−Ｌｄ：ｄ軸インダクタンス
−Ｌｑ：ｑ軸インダクタンス
−Ψｍ：永久磁石磁束定数
−Ｐｉｒｏｎ：鉄損
−Ｐｈ：ヒステリシス損失
−Ｐｅｄ：渦電流損失
−ｅγ：推定されたｄ軸拡張ＥＭＦ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＥＭＦ）
−ｅδ：推定されたｑ軸拡張ＥＭＦ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＥＭＦ）
−ｅ’γ：鉄損を考慮した推定されたｄ軸拡張ＥＭＦ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＥＭＦ）
−ｅ’δ：鉄損を考慮した推定されたｑ軸拡張ＥＭＦ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＥＭＦ）
【請求項２】
逆起電力観測器と位相固定ループ制御器を具備して行われる電動機のセンサレス制御方法において、
逆起電力観測器を通じて電動機の逆起電力を推定するステップと、
前記推定された逆起電力に基づいて、鉄損を考慮した角度誤差を算出するステップと、
前記算出された角度誤差を補正して、補正された角度誤差を前記位相固定ループ制御器に入力し、前記位相固定ループ制御器が前記鉄損による角度誤差を減らして実際の角度を推定し、推定された角度に基づいて前記電動機を制御するようにするステップと、
を含み、
前記逆起電力観測器の電圧（ｖγ、ｖδ）方程式は、下記の式によることを特徴とする電動機のセンサレス制御方法。
【数２】
0006404094.tif 000020
【請求項３】
逆起電力観測器と位相固定ループ制御器を具備して行われる電動機のセンサレス制御方法において、
逆起電力観測器を通じて電動機の逆起電力を推定するステップと、
前記推定された逆起電力に基づいて、鉄損を考慮した角度誤差を算出するステップと、
前記算出された角度誤差を補正して、補正された角度誤差を前記位相固定ループ制御器に入力し、前記位相固定ループ制御器が前記鉄損による角度誤差を減らして実際の角度を推定し、推定された角度に基づいて前記電動機を制御するようにするステップと、
を含み、
前記角度誤差（Δθ＋α）は、下記の式により算出されることを特徴とする電動機のセンサレス制御方法。
【数３】
0006404094.tif 000021
【請求項４】
永久磁石電動機をセンサレス制御するシステムにおいて、
前記電動機の逆起電力を推定するための逆起電力観測器と、
前記推定された逆起電力に基づいて、鉄損を考慮した角度誤差を算出する角度誤差算出器と、
前記算出された角度誤差を補正するための角度誤差補償器と、
前記補正された角度誤差の入力を受けて、前記鉄損による角度誤差を減らして実際の角度を推定し、推定された角度に基づいて前記電動機の角速度推定値としてセンサレス制御結果信号を出力する位相固定ループ制御器と、
を含み、
前記電動機の鉄損を考慮した電圧（ｖγ、ｖδ）方程式は、下記の式の通りであることを特徴とする電動機のセンサレス制御システム。
【数４】
0006404094.tif 000022
−ｄ、ｑ：正確なｄ、ｑ軸
−ωｅ：モータ電気角速度
−ｉｄ：ｄ軸電流
−ｉｑ：ｑ軸電流
−ｉｄｉ：ｄ軸鉄損電流
−ｉｑｉ：ｑ軸鉄損電流
−ｉｄｍ：ｄ軸磁化電流
−ｉｑｍ：ｑ軸磁化電流
−ｖｄ：ｄ軸電圧
−ｖｑ：ｑ軸電圧
−Ｒｓ：固定子相抵抗
−Ｒｉ：鉄損等価抵抗
−Ｌｄ：ｄ軸インダクタンス
−Ｌｑ：ｑ軸インダクタンス
−Ψｍ：永久磁石磁束定数
−Ｐｉｒｏｎ：鉄損
−Ｐｈ：ヒステリシス損失
−Ｐｅｄ：渦電流損失
−ｅγ：推定されたｄ軸拡張ＥＭＦ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＥＭＦ）
−ｅδ：推定されたｑ軸拡張ＥＭＦ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＥＭＦ）
−ｅ’γ：鉄損を考慮した推定されたｄ軸拡張ＥＭＦ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＥＭＦ）
−ｅ’δ：鉄損を考慮した推定されたｑ軸拡張ＥＭＦ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＥＭＦ）
【請求項５】
永久磁石電動機をセンサレス制御するシステムにおいて、
前記電動機の逆起電力を推定するための逆起電力観測器と、
前記推定された逆起電力に基づいて、鉄損を考慮した角度誤差を算出する角度誤差算出器と、
前記算出された角度誤差を補正するための角度誤差補償器と、
前記補正された角度誤差の入力を受けて、前記鉄損による角度誤差を減らして実際の角度を推定し、推定された角度に基づいて前記電動機の角速度推定値としてセンサレス制御結果信号を出力する位相固定ループ制御器と、
を含み、
前記逆起電力観測器は、下記の電圧（ｖγ、ｖδ）方程式を利用することを特徴とする電動機のセンサレス制御システム。
【数５】
0006404094.tif 000023
【請求項６】
永久磁石電動機をセンサレス制御するシステムにおいて、
前記電動機の逆起電力を推定するための逆起電力観測器と、
前記推定された逆起電力に基づいて、鉄損を考慮した角度誤差を算出する角度誤差算出器と、
前記算出された角度誤差を補正するための角度誤差補償器と、
前記補正された角度誤差の入力を受けて、前記鉄損による角度誤差を減らして実際の角度を推定し、推定された角度に基づいて前記電動機の角速度推定値としてセンサレス制御結果信号を出力する位相固定ループ制御器と、
を含み、
前記角度誤差（Δθ＋α）算出器は、下記の式を利用することを特徴とする電動機のセンサレス制御システム。
【数６】
0006404094.tif 000024
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機のセンサレス制御方法に関し、より詳しくは、電動機の超高速領域でセンサレス制御を安定的に行うために、逆起電力観測器に鉄損を考慮したモデルを追加して損失を考慮した正確な電気角誤差を求め、超高速駆動領域でセンサレス制御を可能にした電動機のセンサレス制御方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
当業者によく知られているように、電動式ターボチャージャに適用される電動機（ｍｏｔｏｒ）は、その特性上、サイズが非常に小さく、損失の影響が大きい。
【０００３】
そこで、既存の電動機のセンサレス制御方式を使用する場合、超高速領域で電気角の誤差が大きくなり、正確な角度によるモータ駆動の制御ができず、制御が不可能な状況が発生し得る。
【０００４】
例えば、一般的な永久磁石電動機の制御器を概念的に示した図１を参照すると、従来の逆起電力に基づいた永久磁石電動機のセンサレス方法は、測定した相電流と、これから推定したｄ、ｑ軸電圧、電流指令値を使用して逆起電力を観測し、これから角度誤差（Δθ）を得る。
【０００５】
得られた角度誤差を０にするために、位相固定ループ制御器を使用する。角度誤差をなくした位相固定ループ制御器の結果により得られた推定された角速度推定値情報を電動機ベクトルの制御に使用する。
【０００６】
正確な角度誤差を得るために逆起電力の観測が重要であるが、これは、電動機モデルから得られる。一般的に鉄損を考慮しない電動機モデルが使用され、これは、鉄損の非常に大きい超高速電動機の制御には不適合である。従って、鉄損を考慮しないセンサレス制御は、超高速電動機の制御で大きな角度誤差を誘発する。大きな角度誤差情報によるセンサレス制御は、制御の不安定性を誘発して、約５０，０００ｒｐｍ以上の超高速領域で制御が不可能であるという短所を有する。
【０００７】
この背景技術の部分に記載された事項は、発明の背景に対する理解を増進させるために作成されたものであり、この技術が属する分野における通常の知識を有する者に既に知られた従来技術でない事項を含むことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開第２０１２−１６６７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、電動機の超高速領域でセンサレス制御を安定的に行うために、逆起電力観測器に鉄損を考慮したモデルを追加して損失を考慮した正確な電気角誤差を求め、超高速駆動領域でセンサレス制御を可能にした電動機のセンサレス制御方法およびシステムを提供することにある。
【００１０】
本発明が解決しようとする他の課題は、電動機のセンサレス制御方法で逆起電力観測器に鉄損を考慮し、鉄損を考慮したモデルから修正された逆起電力を求めてより正確な角度誤差を求め、これを制御に活用することができる電動機のセンサレス制御方法およびシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するための本発明の実施例に係る電動機のセンサレス制御方法は、逆起電力観測器と位相固定ループ制御器を具備して行われる電動機のセンサレス制御方法において、逆起電力観測器を通じて電動機の逆起電力を推定するステップと、前記推定された逆起電力に基づいて、鉄損を考慮した角度誤差を算出するステップと、前記算出された角度誤差を補正して、補正された角度誤差を前記位相固定ループ制御器に入力し、前記位相固定ループ制御器が前記鉄損による角度誤差を減らして実際の角度を推定し、推定された角度に基づいて前記電動機を制御するようにするステップとを含むことができる。
【００１２】
前記鉄損を考慮した前記電動機の電圧（ｖγ、ｖδ）方程式は、下記の式によることができる。
【数１】
0006404094.tif 000002
−ｄ、ｑ：正確なｄ、ｑ軸
−ωｅ：モータ電気角速度
−ｉｄ：ｄ軸電流
−ｉｑ：ｑ軸電流
−ｉｄｉ：ｄ軸鉄損電流
−ｉｑｉ：ｑ軸鉄損電流
−ｉｄｍ：ｄ軸磁化電流
−ｉｑｍ：ｑ軸磁化電流
−ｖｄ：ｄ軸電圧
−ｖｑ：ｑ軸電圧
−Ｒｓ：固定子相抵抗
−Ｒｉ：鉄損等価抵抗
−Ｌｄ：ｄ軸インダクタンス
−Ｌｑ：ｑ軸インダクタンス
−Ψｍ：永久磁石磁束定数
−Ｐｉｒｏｎ：鉄損
−Ｐｈ：ヒステリシス損失
−Ｐｅｄ：渦電流損失
−ｅγ：推定されたｄ軸拡張ＥＭＦ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＥＭＦ）
−ｅδ：推定されたｑ軸拡張ＥＭＦ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＥＭＦ）
−ｅ’γ：鉄損を考慮した推定されたｄ軸拡張ＥＭＦ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＥＭＦ）
−ｅ’δ：鉄損を考慮した推定されたｑ軸拡張ＥＭＦ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＥＭＦ）
前記逆起電力観測器の電圧（ｖγ、ｖδ）方程式は、下記の式によることができる。
【数２】
0006404094.tif 000003
前記角度誤差（Δθ＋α）は、下記の式により算出されることができる。
【数３】
0006404094.tif 000004
前記課題を解決するための本発明の他の実施例に係る電動機のセンサレス制御システムは、永久磁石電動機をセンサレス制御するシステムにおいて、前記電動機の逆起電力を推定するための逆起電力観測器と、前記推定された逆起電力に基づいて、鉄損を考慮した角度誤差を算出する角度誤差算出器と、前記算出された角度誤差を補正するための角度誤差補償器と、前記補正された角度誤差の入力を受けて、前記鉄損による角度誤差を減らして実際の角度を推定し、推定された角度に基づいて前記電動機の角速度推定値としてセンサレス制御結果信号を出力する位相固定ループ制御器とを含むことができる。
【００１３】
前記逆起電力観測器は、下記の電圧（ｖγ、ｖδ）方程式を利用することができる。
【数４】
0006404094.tif 000005
前記角度誤差（Δθ＋α）算出器は、下記の式を利用して角度誤差を算出することができる。
【数５】
0006404094.tif 000006
【発明の効果】
【００１４】
本発明の実施例によれば、電動機の超高速領域でセンサレス制御を安定的に行うために、逆起電力観測器に鉄損を考慮したモデルを追加して損失を考慮した正確な電気角誤差を求め、超高速駆動領域でセンサレス制御を可能にすることができる。
【００１５】
本発明の実施例によると、電動機のセンサレス制御方法で逆起電力観測器に鉄損を考慮し、鉄損を考慮したモデルから修正された逆起電力を求めてより正確な角度誤差を求め、これを制御に活用することで、超高速領域で電動機の性能を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一般的な永久磁石電動機の制御器を概念的に示した図面である。
【図２】本発明の実施例に係る永久磁石電動機のセンサレス制御システムの構成図である。
【図３】本発明の実施例に係る永久磁石電動機のセンサレス制御方法のフローチャートである。
【図４】永久磁石電動機の鉄損を考慮した時の電動機モデルと鉄損を考慮しなかった時の電動機モデルとを比較した図面である。
【図５】本発明の実施例に係る電動機電圧方程式を説明するためのグラフである。
【図６】従来技術に係る逆起電力観測器と本発明の実施例に係る逆起電力観測器の内部ロジック構成とを比較した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下では、添付の図面を参考として本発明の実施例について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明は、ここで説明される実施例に限定されず、他の形態に具体化することもできる。
【００１８】
明細書全体において、ある部分がある構成要素を含むというとき、これは、特に反対する記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
【００１９】
図２は、本発明の実施例に係る永久磁石電動機のセンサレス制御システムを示した図面である。
【００２０】
図２に示すように、本発明の実施例に係る永久磁石電動機のセンサレス制御システムは、永久磁石電動機１０の逆起電力を推定するための逆起電力観測器１１０と、前記推定された逆起電力に基づいて、鉄損を考慮した角度誤差を算出する角度誤差算出器１２０と、前記算出された角度誤差を補正するための角度誤差補償器１３０と、前記補正された角度誤差の入力を受けて、前記鉄損による角度誤差を減らして実際の角度を推定し、推定された角度に基づいて前記電動機の角速度推定値としてセンサレス制御結果信号を出力する位相固定ループ制御器１５０とを含むことができる。
【００２１】
図２に示した各種符号の定義は、下記の表１の通りである。
【００２２】
［表１］
−γ，δ：推定されたｄ、ｑ軸
−ωｍ＊：モータ機械角速度指令値
−ωｍ：モータ機械角速度推定値（センサレス制御結果）
−θ：モータ電気角速度推定値（センサレス制御結果）
−Δθ：電気角速度誤差
−ｉγ＊：推定されたｄ軸電流指令値
−ｉδ＊：推定されたｑ軸電流指令値
−ｉγ：推定されたｄ軸電流測定値（電流センサの測定後、３相２相変換器の結果）
−ｉδ：推定されたｑ軸電流測定値（電流センサの測定後、３相２相変換器の結果）
−ｖγ＊：推定されたｄ軸電圧指令値
−ｖδ＊：推定されたｑ軸電圧指令値
−ｔａｔｂｔｃ：ａ、ｂ、ｃ相ＰＷＭ  ｏｎ時間
−ｉｂ，ｉｃ：ｂ、ｃ相電流（３相電流中の２相のみ測定可能であればよい。つまり、測定した電流がａ、ｂ相であっても、ｂ、ｃ相であっても、ａ、ｃ相であってもかまわない）
−ｅ＾γ：推定されたｄ軸拡張ＥＭＦ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＥＭＦ）推定値（観測器の結果）
−ｅ＾δ：推定されたｑ軸拡張ＥＭＦ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＥＭＦ）推定値（観測器の結果）
本発明の実施例に適用される永久磁石電動機（モータ）は、例えば、自動車の電動式ターボチャージャに適用される超高速永久磁石電動機であるが、本発明の保護範囲が必ずしもこれに限定されると理解してはならない。
【００２３】
本発明の実施例に係る永久磁石電動機のセンサレス制御システムは、前記逆起電力観測器１１０、角度誤差算出器１２０、角度誤差補償器１３０、および位相固定ループ制御器１５０の他に、図１に示した既存のシステムのように、弱磁束制御器１１、ｄ軸電流制御器１３、ベクトル制御器１５、インバータ１７、速度制御器２３、ｑ軸電流制御器２５、３相２相変換器２１を含んでもよい。
【００２４】
既存のシステムに含まれるものと同一の弱磁束制御器１１、ｄ軸電流制御器１３、ベクトル制御器１５、インバータ１７、速度制御器２３、ｑ軸電流制御器２５、３相２相変換器２１は、当業者に自明であるので、本明細書でこれらに対する詳細な説明は省略する。
【００２５】
しかし、本発明の実施例に係る永久磁石電動機１０の電圧（ｖγ、ｖδ）は、下記の式による。
【数６】
0006404094.tif 000007
−ｄ、ｑ：正確なｄ、ｑ軸
−ωｅ：モータ電気角速度
−ｉｄ：ｄ軸電流
−ｉｑ：ｑ軸電流
−ｉｄｉ：ｄ軸鉄損電流
−ｉｑｉ：ｑ軸鉄損電流
−ｉｄｍ：ｄ軸磁化電流
−ｉｑｍ：ｑ軸磁化電流
−ｖｄ：ｄ軸電圧
−ｖｑ：ｑ軸電圧
−Ｒｓ：固定子相抵抗
−Ｒｉ：鉄損等価抵抗
−Ｌｄ：ｄ軸インダクタンス
−Ｌｑ：ｑ軸インダクタンス
−Ψｍ：永久磁石磁束定数
−Ｐｉｒｏｎ：鉄損
−Ｐｈ：ヒステリシス損失
−Ｐｅｄ：渦電流損失
−ｅγ：推定されたｄ軸拡張ＥＭＦ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＥＭＦ）
−ｅδ：推定されたｑ軸拡張ＥＭＦ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＥＭＦ）
−ｅ’γ：鉄損を考慮した推定されたｄ軸拡張ＥＭＦ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＥＭＦ）
−ｅ’δ：鉄損を考慮した推定されたｑ軸拡張ＥＭＦ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＥＭＦ）
そして、前記逆起電力観測器１１０に入力される電圧（ｖγ、ｖδ）は、下記の式によって表現される。
【数７】
0006404094.tif 000008
また、前記角度誤差算出器１２０は、下記の式を利用して角度誤差（Δθ＋α）を算出することができる。
【数８】
0006404094.tif 000009
以下、本発明の実施例に係る永久磁石電動機のセンサレス制御方法を添付の図面を参照して詳しく説明する。
【００２６】
図３は、本発明の実施例に係る永久磁石電動機のセンサレス制御方法を示したフローチャートである。
【００２７】
図３に示すように、逆起電力観測器１１０は、電動機１０の逆起電力を推定し（Ｓ１００）、角度誤差算出器１２０は、鉄損による角度誤差（Δθ＋α）を算出する（Ｓ２００）。
【００２８】
前記角度誤差（Δθ＋α）は、従来技術に係る角度誤差（Δθ；図１）と誤差（α）があり、前記誤差（α）は、電動機１０の鉄損を考慮したものである。
【００２９】
従って、本発明の実施例では、前記角度誤差（Δθ＋α）を位相固定ループ制御器１５０に入力する前に、角度誤差補償器１３０を通じて前記誤差（α）を補正する（Ｓ３００）。
【００３０】
前記のように誤差（α）を補正すると、電動機１０の鉄損による角度誤差を減らして実際の角度を推定することができ（Ｓ４００）、これに基づいて電動機１０を超高速領域でセンサレス制御することができる（Ｓ５００）。
【００３１】
図４は、永久磁石電動機の鉄損を考慮した時の電動機モデルと、鉄損を考慮しなかった時の電動機モデルとを比較した図面である。つまり、永久磁石電動機１０の鉄損を考慮した電動機モデルは、本発明の実施例に係るものであり、鉄損を考慮しなかった時の電動機モデルは、従来技術に係るものである。図４に表された符号の定義は、下記の表２の通りである。
【００３２】
［表２］
−ｄ、ｑ：正確なｄ、ｑ軸
−ωｅ：モータ電気角速度
−ｉｄ：ｄ軸電流
−ｉｑ：ｑ軸電流
−ｉｄｉ：ｄ軸鉄損電流
−ｉｑｉ：ｑ軸鉄損電流
−ｉｄｍ：ｄ軸磁化電流
−ｉｑｍ：ｑ軸磁化電流
−ｖｄ：ｄ軸電圧
−ｖｑ：ｑ軸電圧
−Ｒｓ：固定子相抵抗
−Ｒｉ：鉄損等価抵抗
−Ｌｄ：ｄ軸インダクタンス
−Ｌｑ：ｑ軸インダクタンス
−Ψｍ：永久磁石磁束定数
−Ｐｉｒｏｎ：鉄損
−Ｐｈ：ヒステリシス損失
−Ｐｅｄ：渦電流損失
本発明の実施例に係る永久磁石電動機１０の鉄損に対する影響を判断するためには、既存の電動機における影響を検討する必要がある。
【００３３】
図４は、鉄損を考慮しなかった電動機のｄ軸、ｑ軸モデルと、鉄損を考慮した電動機のｄ軸、ｑ軸モデルを示したものである。
【００３４】
図４から分かるように、鉄損は、抵抗Ｒｉで等価化され、電動機インダクタと並列で連結されている。これにより、電動機モデルが変わって鉄損を考慮しなかったモデル基盤のセンサレス制御方法では、正確な角度を測定することができない。
【数９】
0006404094.tif 000010
鉄損（Ｐｉｒｏｎ）は、ヒステリシス損失（Ｐｈ）と渦電流損失（Ｐｅｄ）に分けられる。ヒステリシス損失は、電動機に印加する電流の周波数に比例し、渦電流損失は、周波数の自乗に比例する。超高速電動機の場合、印加する電流の周波数が一般的な高速電動機の２倍以上になるため、鉄損は４倍以上となる。従って、超高速電動機を制御するためには、本発明の実施例のように、鉄損を必ず考慮しなければならない。
【００３５】
図５は、正確な軸と歪んだ軸でそれぞれ電動機の電圧方程式を説明するために示したグラフである。
【００３６】
従来技術に係る正確な軸で、電動機の電圧方程式は、下記の式（ａ）の通りであり、鉄損を考慮した本発明の実施例に係る電圧方程式は、下記の式（ｂ）の通りである。
【数１０】
0006404094.tif 000011
【数１１】
0006404094.tif 000012
−ｅγ：推定されたｄ軸拡張ＥＭＦ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＥＭＦ）
−ｅδ：推定されたｑ軸拡張ＥＭＦ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＥＭＦ）
−ｅ’γ：鉄損を考慮した推定されたｄ軸拡張ＥＭＦ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＥＭＦ）
−ｅ’δ：鉄損を考慮した推定されたｑ軸拡張ＥＭＦ（ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ＥＭＦ）
電動機１０の鉄損を考慮すると、電動機の電圧方程式も上記のように変わる。
【００３７】
実際電動機１０のｄ、ｑ軸は分からないため、推定されたｄ、ｑ軸であるγ，δ軸を使用しなければならず、誘導された電圧方程式、つまり、歪んだ軸における電動機電圧方程式は、下記の式（ｃ）、（ｄ）の通りである。下記の式（ｃ）は、鉄損を考慮しなかった従来技術に係る電動機電圧方程式であり、下記の式（ｄ）は、鉄損を考慮した本発明の実施例に係る電動機電圧方程式である。
【数１２】
0006404094.tif 000013
【数１３】
0006404094.tif 000014
図６は、電動機の鉄損を考慮しなかった従来技術に係る逆起電力観測器１１０Ａの内部ロジックと、電動機の鉄損を考慮した本発明の実施例に係る逆起電力観測器１１０の内部ロジックをそれぞれ示した図面である。
【００３８】
電動機１０の鉄損を考慮すると、逆起電力観測器の逆起電力式（式（ｅ）、（ｆ））が異なるため、逆起電力観測器の内部ロジックも修正が必要である。式（ｅ）は、従来技術に係る逆起電力式であり、式（ｆ）は、本発明の実施例に係る式である。
【００３９】
従来技術に係る逆起電力観測器１１０Ａを使用すると、逆起電力の観測がきちんと行われず、角度誤差を誘発し得る。
【数１４】
0006404094.tif 000015
【数１５】
0006404094.tif 000016
図２を参照すると、逆起電力観測器１１０が逆起電力を正確に推定して角度誤差を算出しても、鉄損を考慮すると、下記の式（ｈ）のようにαほどの角度誤差がさらに生じる。式（ｇ）は、鉄損を考慮しなかった従来技術に係る角度誤差式である。従来技術に係る角度誤差式では鉄損を考慮しなかったため、追加誤差（α）がないことが分かる。
【００４０】
本発明の実施例では、この追加誤差（α）をシミュレーションと実験を通じて求めた後、角度誤差補償器１３０を通じて補正することができる。
【数１６】
0006404094.tif 000017
【数１７】
0006404094.tif 000018
そこで、本発明の実施例によると、電動機の超高速領域でセンサレス制御を安定的に行うために、逆起電力観測器に鉄損を考慮したモデルを追加して損失を考慮した正確な電気角誤差を求め、超高速駆動領域でセンサレス制御を可能にすることができる。つまり、本発明の実施例によると、電動機のセンサレス制御方法で逆起電力観測器に鉄損を考慮し、鉄損を考慮したモデルから修正された逆起電力を求めてより正確な角度誤差を求め、これを制御に活用することで、超高速領域で電動機の性能を改善することができる。
【００４１】
本発明の実施例によると、具体的に下記のような利点を得ることができる。
【００４２】
安定性の確保：超高速領域（５０，０００ｒｐｍ以上の駆動領域）で電動機の駆動時に高速作動により大きくなる損失および電気角誤差によって不安定または駆動不可能な領域を正確な角度推定で安定したベクトル制御が可能である。
【００４３】
効率の増大：損失抵抗を通じて逆起電力の効率的な使用を通じて電動機に供給される電気的な負担を減少させることができる。これを通じた超高速電動機システム全体の効率を高めることができる。
【００４４】
運転領域の拡大：正確な角度計算を通じたセンサレス制御で１００，０００ｒｐｍ以上の超高速領域までも駆動領域を拡大させることができる。（従来技術では５０，０００ｒｐｍ以上の駆動が難しい）
性能の改善：角度情報に基づいてｄ軸、ｑ軸電流／電圧制御の効率性を高めて、同一駆動領域における性能の改善（モータトルクおよび出力）が可能である。
【００４５】
これまで本発明の実施例をターボチャージャー用永久磁石電動機と関連して説明したが、本発明の実施例は、マイクロタービン発電機用超高速モータ、遠心圧縮機用超高速モータ、およびポンプ用超高速モータなどにも適用可能であることはもちろんである。
【００４６】
以上で本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、以下の請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属する。
【符号の説明】
【００４７】
１０：電動機
１１０：逆起電力観測器
１２０：角度誤差算出器
１３０：角度誤差補償器
１５０：位相固定ループ制御器
【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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