(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
界磁(21)と電機子(22)とを有する電動機(2)へと交流電圧を出力するインバータ(1)を制御する制御装置(3)であって、
初期励磁期間(T1)に亘って前記インバータを制御して、前記電機子に対する所定の回転位置で前記界磁を停止させるための磁界を、前記電機子に発生させ、前記初期励磁期間の後に、前記界磁による前記電機子への鎖交磁束(Λa)と、電機子反作用による磁束との合成たる一次磁束(λ0)を、前記一次磁束の指令値たる一次磁束指令値(λ0*)に基づいて制御する一次磁束制御を用いて、前記インバータを制御するインバータ制御部(31)と、
前記一次磁束制御の開始時点における前記一次磁束指令値(λ0*)を、前記初期励磁期間(T1)において前記電動機が回転していないときの前記一次磁束(λ0)よりも大きい値に設定して前記インバータ制御部に出力する一次磁束指令出力部(32)と
を備える、インバータの制御装置。
【請求項２】
前記一次磁束指令出力部(32)は、前記一次磁束制御の開始からの初期期間(T21)において、前記一次磁束指令値を時間の経過と共に低減させて前記インバータ制御部に出力する、請求項１に記載のインバータの制御装置。
【請求項３】
前記一次磁束指令出力部(32)は、前記初期期間(T21)の後に、前記一次磁束指令値(λ0*)を、前記インバータ(20)が出力する交流電流の振幅が最小となる値に設定する、請求項２に記載のインバータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電動機を起動する際の制御方法が記載されている。特許文献１では、電動機のロータを所定の初期位置に回転させるために、初期励磁期間を設けている。この初期励磁期間において、Ｕ相では、上アームのスイッチング素子をオフし、Ｖ相およびＷ相では、上アームのスイッチング素子をオンしている。なお各相の下アームのスイッチング素子は上アームのスイッチング素子とは反対に制御される。これにより、このスイッチンパターンに応じた初期位置にロータが回転することとなる。
【０００３】
非特許文献１には、電動機を制御する方法が記載されている。非特許文献１では、電動機の一次磁束を制御する一次磁束制御が採用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５００１６４２号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】角  和紀、山村  直紀、常広  譲、「ＤＣブラシレスモータの一センサレス制御方法」、電気学会論Ｄ、１１１巻、８号、1991年、p.639-644
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、電動機に接続された機械的負荷の負荷トルクが大きい場合に、ロータは、スイッチングパターンに応じた初期位置からずれた位置で回転を終了することがある。
【０００７】
ロータが初期位置からずれて位置する状態で一次磁束制御を行った場合には、一次磁束指令よりも小さな一次磁束しか発生せずに、必要なトルクを発生できない場合があった。この場合、電動機の始動が失敗し得る。
【０００８】
上述の点に鑑みて、本発明は、電動機を始動しやすいインバータの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかるインバータの制御装置の第１の態様は、界磁(21)と電機子(22)とを有する電動機(2)へと交流電圧を出力するインバータ(1)を制御する制御装置(3)であって、初期励磁期間(T1)に亘って前記インバータを制御して、前記電機子に対する所定の回転位置で前記界磁を停止させるための磁界を、前記電機子に発生させ、前記初期励磁期間の後に、前記界磁による前記電機子への鎖交磁束(Λa)と、電機子反作用による磁束との合成たる一次磁束(λ0)を、前記一次磁束の指令値たる一次磁束指令値(λ0*)に基づいて制御する一次磁束制御を用いて、前記インバータを制御するインバータ制御部(31)と、前記一次磁束制御の開始時点における前記一次磁束指令値(λ0*)を、前記初期励磁期間(T1)において前記電動機が回転していないときの前記一次磁束(λ0)よりも大きい値に設定して前記インバータ制御部に出力する一次磁束指令出力部(32)とを備える。
【００１０】
本発明にかかるインバータの制御装置の第２の態様は、第１の態様にかかるインバータの制御装置であって、前記一次磁束指令出力部(32)は、前記一次磁束制御の開始からの初期期間(T21)において、前記一次磁束指令値を時間の経過と共に低減させて前記インバータ制御部に出力する。
【００１１】
本発明にかかるインバータの制御装置の第３の態様は、第２の態様にかかるインバータの制御装置であって、前記一次磁束指令出力部(32)は、前記初期期間(T21)の後に、前記一次磁束指令値(λ0*)を、前記インバータ(20)が出力する交流電流の振幅が最小となる値に設定する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかるインバータの制御装置の第１の態様によれば、一次磁束制御の開始時点における一次磁束指令値は初期励磁期間において電動機を停止させている一次磁束よりも大きいので、電動機を始動しやすくなる。
【００１３】
本発明にかかるインバータの制御装置の第２の態様によれば、一次磁束に沿うＭ軸と、Ｍ軸よりも９０度位相が進むＴ軸とを設定する。一次磁束を低減すれば、インバータが出力する電流のＭ軸成分（Ｍ軸電流）が低減するので、消費電力を低減することができる。
【００１４】
本発明にかかるインバータの制御装置の第３の態様によれば、消費電力の低減に資する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】電力変換装置の構成の一例を概略的に示す図である。
【図２】インバータの構成の一例を概略的に示す図である。
【図３】ベクトル図の一例を概略的に示す図である。
【図４】ベクトル図の一例を概略的に示す図である。
【図５】ベクトル図の一例を概略的に示す図である。
【図６】一次磁束の一例を概略的に示す図である。
【図７】電流の一例を概略的に示す図である。
【図８】一次磁束と電流の振幅との関係の一例を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は電動機駆動装置の一例を概略的に示している。電動機駆動装置はインバータ１と制御装置３とを備えている。
【００１７】
インバータ１には直流電圧が入力される。インバータ１は制御部３によって制御され、この直流電圧を交流電圧に変換して同期電動機２へと出力する。
【００１８】
図２はインバータ１の内部構成の一例を概略的に示す図である。例えばインバータ１は三相のインバータであって、三相交流電圧を出力端Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗから出力する。これらの出力端Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗは同期電動機２に接続される。インバータ１は例えばスイッチング素子Ｓｕｐ，Ｓｕｎと，Ｓｖｐ，Ｓｖｎ，Ｓｗｐ，ＳｗｎとダイオードＤｕｐ，Ｄｕｎ，Ｄｖｐ，Ｄｖｎ，Ｄｗｐ，Ｄｗｎとを備えている。なお各構成を示す符号に含まれる「ｕ」、「ｖ」、「ｗ」は、その構成がそれぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相に属していることを示している。例えばスイッチング素子Ｓｕｐ，ＳｕｐとダイオードＤｕｐ，Ｄｕｎと出力端ＰｕはＵ相に属している。
【００１９】
スイッチング素子Ｓｘｐ，Ｓｘｎ（ｘはｕ，ｖ，ｗを代表する、以下、同様）は、直流電圧が印加される直流線ＬＨ，ＬＬの間において、互いに直列に接続されている。スイッチング素子Ｓｘｐは直流線ＬＨと出力端Ｐｘとの間に接続され、その導通／非導通によって直流線ＬＨから出力端Ｐｘへ向かって電流が流れることの許否を制御する。スイッチング素子Ｓｘｎは直流線ＬＬと出力端Ｐｘとの間に接続され、その導通／非導通によってから出力端Ｐｘから直流線ＬＬへ向かって電流が流れることの許否を制御する。ダイオードＤｘｐ，Ｄｘｎはそれぞれスイッチング素子Ｓｘｐ，Ｓｘｎに並列に接続されており、これらの順方向はいずれも直流線ＬＬから直流線ＬＨに向かう方向である。
【００２０】
スイッチング素子Ｓｘｐ，Ｓｘｎが制御装置３によって適切に制御されることにより、インバータ１は直流電圧を交流電圧に変換して出力することができる。
【００２１】
同期電動機２は界磁２１と電機子２２とを有している。界磁２１は例えば永久磁石を有しており、電機子２２へと鎖交する鎖交磁束（以下では、界磁磁束とも呼ぶ）を供給する。電機子２２は例えばＵ相、Ｖ相およびＷ相の電機子巻線２２１を有しており、これらは、それぞれ対応するインバータ１の出力端Ｐｕ，Ｐｕ，Ｐｗに接続される。インバータ１からの三相交流電圧が三相の電機子巻線２２１に印加されることにより、電機子２２は当該三相交流電圧に応じた回転磁界を界磁２１へと印加する。界磁２１は当該回転磁界に応じて電機子２２に対して回転する。
【００２２】
制御装置３はインバータ制御部３１と一次磁束指令出力部３２とを有している。一次磁束指令出力部３２は、同期電動機２に発生する一次磁束（後述）についての一次磁束指令値［λ*］を生成し、これをインバータ制御部３１へと出力する。インバータ制御部３１は、一次磁束指令値［λ*］に基づいて一次磁束を制御する一次磁束制御を実行して、インバータ１を制御する。
【００２３】
またここでは、制御装置３はマイクロコンピュータと記憶装置を含んで構成される。マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップ（換言すれば手順）を実行する。上記記憶装置は、例えばＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ(Random Access Memory)、書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＰＲＯＭ(Erasable Programmable ROM)等）、ハードディスク装置などの各種記憶装置の１つ又は複数で構成可能である。当該記憶装置は、各種の情報やデータ等を格納し、またマイクロコンピュータが実行するプログラムを格納し、また、プログラムを実行するための作業領域を提供する。なお、マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップに対応する各種手段として機能するとも把握でき、あるいは、各処理ステップに対応する各種機能を実現するとも把握できる。また、制御装置３はこれに限らず、制御装置３によって実行される各種手順、あるいは実現される各種手段又は各種機能の一部又は全部をハードウェアで実現しても構わない。
【００２４】
＜一次磁束制御の概要＞
図３は同期電動機２における一次磁束［λ０］（記号［］はベクトル量を表す：以下同様）と、同期電動機２における界磁磁束［Λａ］との関係を示すベクトル図である。界磁磁束［Λａ］は例えば同期電動機２が永久磁石を有している場合には当該永久磁石によって発生するし、同期電動機２が界磁巻線を有している場合には当該界磁巻線に電流が流れることによって発生する。
【００２５】
図３の例示では、ｄ−ｑ回転座標系と、Ｍ−Ｔ回転座標系と、Ｍｃ−Ｔｃ回転座標系とが示されている。ｄ軸は界磁磁束［Λａ］と同相に設定され、ｑ軸はｄ軸に対して、位相が９０度進む。よって、ｄ−ｑ回転座標系の回転速度ωｅはいわゆる電気角で見たときの同期電動機２の回転速度と把握することができる。Ｍ軸は一次磁束［λ０］と同相に設定され、Ｔ軸はＭ軸に対して、位相が９０度進む。Ｔｃ軸はＭｃ軸に対して位相が９０度進む。Ｍｃ−Ｔｃ回転座標系は、制御装置３で用いられる制御座標系である。
【００２６】
一次磁束［λ０］は、電機子巻線２２１に電流が流れて発生する電機子反作用による磁束［λｉ］と、界磁磁束［Λａ］との合成である。電機子反作用による磁束［λｉ］は、周知のように、電機子巻線２２１に流れる電流と、電機子巻線２２１のインダクタンスとで決定される。
【００２７】
同期電動機２が出力する出力トルクＴｅは、電機子巻線２２１を流れる電流のＭ軸成分（以下、Ｍ軸電流とも呼ぶ）およびＴ軸成分（以下、Ｔ軸電流とも呼ぶ）をそれぞれＩＴ，ＩＭとし、一次磁束［λ０］のＭ軸成分およびＴ軸成分をλＴ，λＭとすると、以下の式で表される。
【００２８】
Ｔｅ＝λＭ・ＩＴ−λＴ・ＩＭ      ・・・（１）
【００２９】
Ｍ−Ｔ回転座標系の定義によれば、一次磁束［λ０］のＴ軸成分λＴは零であるので、出力トルクＴｅは以下の式で表される。
【００３０】
Ｔｅ＝λＭ・ＩＴ      ・・・（２）
【００３１】
以上のように、出力トルクＴｅは一次磁束［λ０］のＭ軸成分λＭとＴ軸電流ＩＴの積となる。なおＴ軸成分λＴが零であることから、一次磁束［λ０］の大きさはＭ軸成分λＭで表される。以下では、一次磁束［λ０］の大きさを一次磁束λ０（＝λＭ）と呼ぶことがある。
【００３２】
一次磁束制御では、一次磁束［λ０］を一次磁束指令値［λ*］に基づいて制御する。より具体的には、一次磁束［λ０］についての一次磁束指令値［λ*］のＴｃ軸成分を零に設定し、Ｍｃ軸成分を指令値λ０*に設定する。なお一次磁束指令値［λ*］のＴｃ軸成分が零であることから、以下では、指令値λ０*を一次磁束指令値とも呼ぶ。そして、この一次磁束指令値λ０*に基づいて一次磁束［λ０］を制御すべく、インバータ制御部３１は一次磁束指令値λ０*に基づいてスイッチング信号を生成し、これらをスイッチング素子Ｓｘｐ，Ｓｘｎへと出力する。
【００３３】
このような一次磁束制御は公知であって、例えば非特許文献１などの技術を適用できるので、ここでは詳細な説明は省略し、その一例の概要のみを説明する。例えば同期電動機２（より具体的には電機子巻線２２１）を流れる交流電流を所定の電流検出部を用いて検出し、これをＴｃ−Ｍｃ軸回転座標系の電流値に座標変換する。この座標変換には、前記制御座標系の回転角が用いられる。
【００３４】
次に、周知の電圧方程式に従って、回転速度指令値と一次磁束指令値λ０*と当該電流値とを用いて、インバータ１の出力電圧についての電圧指令値を、Ｔｃ−Ｍｃ軸回転座標上で生成する。そして、これを座標変換して、三相の電圧指令値を生成し、この三相の電圧指令値に基づいてスイッチング素子Ｓｘｐ，Ｓｘｎのスイッチング信号を生成する。三相の電圧指令値に基づくスイッチング信号の生成も周知であり、例えば三相の電圧指令値と三角波との比較に基づいて行われる。
【００３５】
これにより、一次磁束指令値λ０*と略等しい一次磁束［λ０］を発生させ、かつ、必要な出力トルクを出力するための電流が、同期電動機２に流れる。そして同期電動機２が適切に回転することとなる。理想的にはＭｃ−Ｔｃ回転座標系はＭ−Ｔ回転座標系と一致する。
【００３６】
＜直流励磁制御の概要＞
さて、同期電動機２を始動する場合には、インバータ制御部３１は、一次磁束制御に先立つ初期励磁期間において、直流励磁制御を行う。この直流励磁制御は、界磁２１の電機子２２に対する回転位置を所定の初期位置に一致させるための制御である。つまり、界磁２１を初期位置に位置させたうえで、当該初期位置に基づいて一次磁束制御を行うことにより、同期電動機２を始動させるのである。この初期位置は、一次磁束制御における制御座標系の回転角の初期値に相当する。
【００３７】
かかる直流励磁制御においては、インバータ制御部３１は、インバータ１を制御して、所定の初期位置で界磁２１を停止させるための停止磁界を、電機子２２に発生させる。このような停止磁界を発生させる制御としては、例えば特許文献１または非特許文献１の技術を採用できる。以下ではその一例について述べる。
【００３８】
例えば、初期励磁期間において、各相のスイッチング素子Ｓｘｐ，Ｓｘｎを互いに排他的に導通させるスイッチングパターンの一つを採用する。ここで全てのスイッチング素子Ｓｘｐを導通させるスイッチングパターン、および、全てのスイッチング素子Ｓｘｎを導通させるスイッチングパターンを総称する「零スイッチングパターン」の呼称を導入する。これらの零スイッチングパターンでは、出力端Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗが互いに短絡し、電機子２２に電圧を出力できない。よって初期励磁期間では、これらの零スイッチングパターン以外のスイッチングパターンが採用される。但し、後述するように、零スイッチングパターン以外のスイッチングパターンが採用されるときには、零スイッチングパターンが併用されても構わない。
【００３９】
直流励磁制御において、例えばスイッチング素子Ｓｕｐ，Ｓｖｐを導通させ、スイッチング素子Ｓｗｎを導通させる。これにより、このスイッチングパターンに対応する電流経路で、各相の電機子巻線２２１に電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが流れる。より具体的には、出力端Ｐｕ，ＰｖからそれぞれＵ相，Ｖ相の電機子巻線２２１へと電流Ｉｕ，Ｉｖが流れ、これらが合流して、Ｗ相の電機子巻線２２１を介して出力端Ｐｗへと電流Ｉｗが流れる。
【００４０】
かかる電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗによって、各相の電機子巻線２２１には磁界が生じる。そして、この磁界を合成した磁界（以下、電機子磁界とも呼ぶ）が、電機子２２の全体に発生することとなる。各電機子巻線２２１に生じる磁界は、スイッチングパターンに対応した電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗによって発生するので、電機子２２の電機子磁界の向きは、スイッチングパターンに依存することになる。上記停止磁界は、この電機子磁界の方向が実質的に一方向を維持する磁界を意味し、上記回転磁界は、この電機子磁界が実質的に時間の経過と共に回転する磁界を意味する。
【００４１】
初期励磁期間に亘ってスイッチングパターンを一つ採用すれば、そのスイッチングパターンの一つによって決まる方向の電機子磁界（停止磁界）が、初期励磁期間に亘って発生することとなる。
【００４２】
図４および図５は、初期励磁期間におけるベクトル図の一例を概略的に示している。図４および図５では電流ベクトル［Ｉ］も示されている。電流ベクトル［Ｉ］は、インバータ１が出力する電流（電機子巻線２２１を流れる電流）のベクトルであり、その方向は電機子磁界の方向と一致する。
【００４３】
界磁２１に電機子磁界が印加されると、図５に示すように、界磁２１（永久磁石）のｄ軸は電機子磁界の方向に沿うように回転する。つまり、この電機子磁界の方向（電流ベクトル［Ｉ］の方向）によって示される初期位置で、界磁２１が停止する。またこのときｄ軸と電流ベクトル［Ｉ］が一致するので、トルク電流（Ｔ軸電流ＩＴ）が零になり、Ｍ軸もｄ軸に沿うこととなる。
【００４４】
ただし、同期電動機２の機械負荷が重い（負荷トルクが大きい）ときには、ｄ軸は電機子磁界とずれ得る。例えば図４の状態で界磁２１が停止し得る。このとき、同期電動機２は停止しているものの、機械負荷の負荷トルクよりも僅かに小さい出力トルクが出力されている。よって、図４においては、トルク電流を示す電流のＴ軸成分たるＴ軸電流ＩＴは零にはなっていない。
【００４５】
なお初期励磁期間は、界磁２１を停止させるまでに必要な十分な時間である。
【００４６】
＜一次磁束制御の初期＞
図４のように界磁２１（ｄ軸）が初期位置からずれた状態で、一次磁束制御を開始すると、一次磁束指令値λ０*よりも小さい一次磁束λ０しか発生できない場合がある。その理由について簡単に説明する。一次磁束指令値λ０*に等しい一次磁束λ０を発生させるための電機子反作用の磁束［λｉ］は、Ｍ軸とｄ軸が一致した状態（図５）よりも、Ｍ軸とｄ軸とがずれた状態（図４）の方が、大きい。つまり、必要な電流が図５の状態よりも図４の状態の方が大きい。したがって、ｄ軸とＭ軸とが一致したという想定で一次磁束制御を行うと、必要な量の電流が流れずに、一次磁束λ０が小さくなる。
【００４７】
そして、このように一次磁束λ０が小さくなると、十分な出力トルクＴｅが出力できずに、同期電動機２を適切に始動できないことがある。
【００４８】
そこで、一次磁束指令出力部３２は、初期励磁期間の終期における一次磁束λ０よりも大きな一次磁束指令値λ０*をインバータ制御装置３１に出力する。なお初期励磁期間の終期においては、同期電動機２は停止していると考えられる。よって初期励磁期間の終期における一次磁束とは、初期励磁期間において同期電動機２が回転していないときの一次磁束、とも説明できる。
【００４９】
図６は一次磁束λ０の一例を概略的に示している。なお図６では、直流励磁期間Ｔ１においては、一次磁束λ０が破線で示されており、その後に一次磁束制御が行われる一次磁束制御期間Ｔ２における一次磁束としては、一次磁束指令値λ*が示されている。理想的な一次磁束制御においては、一次磁束λ０は一次磁束指令値λ*に一致するからである。また、図６では、初期励磁期間Ｔ１の一部が示されており、例えば同期電動機２が停止磁界に応じて停止した状態からの初期励磁期間Ｔ１が示されている。初期励磁期間Ｔ１の後の一次磁束期間Ｔ２においては、一次磁束制御が行われる。図６の例示では、一次磁束制御の開始時点ｔ１における一次磁束指令値λ０*は、初期励磁期間Ｔ１の終期における一次磁束λ０よりも大きく設定されている。
【００５０】
なお初期励磁期間Ｔ１における一次磁束は、同期電動機２の機械負荷も考慮したシミュレーションまたは実験によって得ることができる。
【００５１】
これにより、一次磁束期間Ｔ２の初期において、同期電動機２は高い出力トルクＴｅを出力することが可能となる。したがって、同期電動機２を始動させやすい。
【００５２】
ところで、負荷トルク（あるいは同期電動機２の１回転における負荷トルクの平均値）は始動時に高く、時間の経過と共に低減する場合には、同期電動機２が出力すべき出力トルクＴｅも時間の経過と共に低減する。そこで、図６に例示するように、一次磁束期間Ｔ２のうち初期期間Ｔ２１において、一次磁束指令出力部３２は、一次磁束指令値λ０*を時間の経過と共に低減させてもよい。図６の例示では、一次磁束指令値λ０*を時間に比例して低減させている。
【００５３】
図７は、一つの電機子巻線２２１を流れる電流の波形を概略的に例示している。初期期間Ｔ２１における一次磁束指令値λ０*の低減によって、初期期間Ｔ２１における電流の振幅が時間の経過と共に低減する。なぜなら、一次磁束指令値λ０*を低減させれば、主としてＭ軸電流ＩＭが低減するからである。これにより、初期期間Ｔ２１において同期電動機２で生じる消費電力の低減を図ることができる。
【００５４】
なお一次磁束指令値λ０*の時間に対する低減率を大きくすれば、一次磁束λ０が急激に低減する。例えば一次磁束λ０の低減率が、負荷トルクの時間に対する低減率よりも大きい場合、即ち負荷トルクよりも急激に一次磁束λ０が低減する場合には、一次磁束制御によって、Ｔ軸電流ＩＴが増大してしまう（式（２）参照）。
【００５５】
そこで、一次磁束指令値λ０*の低減率は、電流ベクトル［Ｉ］の大きさが増大しないように、設定されることが望ましい。具体的な一例として、Ｔ軸電流ＩＴが増大しないように、一次磁束指令値λ０*の低減率を設定することが望ましい。例えば一次磁束λ０の低減率が負荷トルクの時間に対する低減率よりも小さければ、Ｔ軸電流ＩＴは増大しないので、一次磁束指令値λ０*の低減率は、負荷トルクの時間に対する低減率よりも小さいことが望ましい。
【００５６】
このような負荷トルクの時間に対する低減率は、予めシミュレーションまたは実験によって知ることができる。
【００５７】
次に、初期期間Ｔ２１の後の期間Ｔ２２における一次磁束指令値λ０*について述べる。この期間Ｔ２２においては、インバータ１が出力する電流（交流電流）Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの振幅が最も小さくなるように、一次磁束指令値λ０*を設定してもよい。図８は、出力トルクＴｅが一定であるときの、一次磁束λ０（即ち、Ｍ軸成分λＭ）とインバータ１が出力する交流電流の振幅ｉａとの関係を示す図である。図８から、振幅ｉａは一次磁束λ０に対して極小値を有することが分かる。種々の出力トルクＴｅに対する上記関係は、シミュレーションまたは実験により予め求めることができる。
【００５８】
一次磁束指令出力部３２は、上記関係に基づいて振幅ｉａが最小となる一次磁束指令値［λ*］を生成し、これをインバータ制御部３１へと出力する。
【００５９】
これにより、振幅ｉａが最小となるように、一次磁束［λ０］が制御されることになり、より高い効率で同期電動機２を制御することができる。言い換えれば、消費電力を低減することができる。
【００６０】
なお上述の例では、初期励磁期間Ｔ１に亘ってスイッチングパターンの一つを採用した。しかるに、このスイッチングパターンは数種類しか存在しない。なぜなら、このスイッチングパターンでは各相のスイッチング素子Ｓｘｐ，Ｓｘｎを互いに排他的に導通させ、しかも、零スイッチングパターンを採用しないからである。よって、初期励磁期間Ｔ１において、スイッチングパターンの一つのみを採用すれば、その数種類に対応する回転位置のうちから初期位置が選定されることになる。
【００６１】
しかるに本実施の形態ではこれに限らない。初期励磁期間Ｔ１において、所定の時比率で、複数のスイッチングパターンを採用することで、初期位置として任意の回転位置を採用することができる。この場合、零スイッチングパターンも採用してもよい。
【００６２】
また、本発明は、その発明の範囲内において、相互に矛盾しない限り、上記の種々の実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１  インバータ
２  同期電動機
３  制御装置
３１  インバータ制御部
３２  一次磁束指令出力部
【図１】
0006405987.tif 000002
【図２】
0006405987.tif 000003
【図３】
0006405987.tif 000004
【図４】
0006405987.tif 000005
【図５】
0006405987.tif 000006
【図６】
0006405987.tif 000007
【図７】
0006405987.tif 000008
【図８】
0006405987.tif 000009