(57)【要約】【課題】位置検出手段を用いた同期モータの制御において、位置検出手段の取付位置精度の調整を行わずに制御性能を実現すること。【解決手段】位置検出手段５が同期モータ１に対して適正な位置に適正な精度で取付けられていない場合、制御器１１が持っている位置検出手段５の位置情報にずれが生じている。そこで、位置検出手段５が適正な位置にない場合、同期モータ１を位置センサレス運転して位置推定部２０により制御位相θｄｃ  を作成し、これにより位置検出手段５の出力信号タイミングでの位相を推定する。推定した位相を位置情報保持部２３に入力して新たに保持し、制御器１１が持っている位置検出手段５の位置情報をチューニングし、この後、位置情報保持部２３が持つ情報により位置検出手段５の出力を補正し、同期モータ１を運転する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期電動機に任意の電圧と任意の周波数の交流を印加するインバータと、前記インバータに制御信号を送る制御器と、前記同期電動機の回転子の位置を検出する位置検出手段とを備えた電動機の制御方法において、
前記同期電動機に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記同期電動機の回転子位置を、前記電流検出手段で検出した電流値に基づいて推定する推定手段を設け、
前記推定手段により推定された前記同期電動機の回転子位置を使用して、前記位置検出手段により検出された前記同期電動機の回転子の位置が修正されることを特徴とする電動機の制御方法。
【請求項２】
請求項１の電動機の制御方法において、
前記位置検出手段が、エンコーダ、インクリメンタルエンコーダ、アブソリュートエンコーダ、それにレゾルバの何れかで構成されていることを特徴とする電動機の制御方法。
【請求項３】
請求項１の電動機の制御方法において、
前記同期電動機が、永久磁石同期電動機で構成されていることを特徴とする電動機の制御方法。
【請求項４】
請求項３の電動機の制御方法において、
前記位置検出手段が、磁極位置検出手段で構成されていることを特徴とする電動機の制御方法。
【請求項５】
請求項１の電動機の制御方法において、
前記同期電動機が、シンクロナスリラクタンス型電動機で構成されていることを特徴とする電動機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同期電動機の制御に係り、特に、回転子位置情報を用いて同期電動機を制御するようにした電動機の制御方法と制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インバータにより可変速駆動される同期電動機（同期モータ）がポンプや送風機など様々な電動力応用機器、コンベアや昇降機などの産業機器、或いはエアコンなどの家電製品に使用されるようになっているが、このとき、位置検出手段を用い、同期電動機の回転子位置を検出して、トルクや回転速度、或いは回転位置を制御する方法が従来から使用されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
そこで、この従来の方法について簡単に説明すると、この場合、まず、位置検出手段として磁極位置センサを用い、これを電気角１２０°間隔で永久磁石同期電動機に取付ける。
【０００４】
そして、この磁極位置センサの出力である磁極位置情報から、永久磁石同期電動機の回転数（回転速度）と磁極基準位相を求め、次に磁極基準位相と制御位相を比較し、その誤差が０になるように補正信号を求め、この補正信号と、既に求めてある回転数から新たな制御位相を算出するのである。
【０００５】
ところで、この制御方法は、前提として、回転子位置が正しく検出されていることが要件になり、このためには、位置検出手段（回転子位置検出手段）を同期電動機の適正な位置に適正な精度で取付けておく必要がある。
【０００６】
そこで、位置検出手段を用いない、いわゆるセンサレス方式の制御方法及び装置も、従来から知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
この方法は、同期電動機の定数と検出電流を利用して同期電動機の回転子位置を推定するもので、このとき、回転子の磁束方向をｄ軸とし、このｄ軸から回転方向に９０度進んだ軸方向はｑ軸とする。更に制御器で使用している仮想ｄ軸はｄｃ  軸、仮想ｑ軸はｑｃ  軸とする。
【０００８】
そして、電流検出手段により検出した相電流からｄｃ−ｑｃ軸に電流成分を分解し、電流成分Ｉｄｃ、Ｉｑｃ  を求める。このとき、位置情報の推定は、同期電動機の定数値から行ない、このため抵抗定数ｒとインダクタンス定数Ｌｑ、同期電動機の電圧方程式から求めた電圧Ｖｄｃ、Ｖｑｃ、更に電動機に印加される電圧の周波数ω１、それに、前記電流成分Ｉｄｃ、Ｉｑｃ  を用いてｄ−ｑ軸とｄｃ−ｑｃ軸との誤差Δθを求め、この位相誤差Δθを使い、電動機印加電圧の周波数ω１  と制御位相θｄｃ  を補正して制御を行なうのである。
【０００９】
【非特許文献１】
平成１１年電気学会東京支部茨城支所研究発表会論文
「インバータ制御全自動洗濯機の開発」
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−２５１８８９号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術のうち、位置検出手段を使用した同期電動機の制御の場合、所望の制御特性を実現するためには、位置検出手段の取付位置が適正に調整されていて、適正な精度を保っている必要がある。
【００１２】
しかし、この従来技術では、位置検出手段の取付に位置調整が必要になり、熟練が要求される場合もあるので、製造工数の観点から望ましくなく、一方、調整が容易になるような構造をとった場合には、コストの点から望ましくなってしまう。
【００１３】
他方、位置検出手段を用いないセンサレス方式の従来技術の場合は、制御性能面の制約から、位置検出手段を利用した場合に比較して、用途が限定されてしまう。
【００１４】
本発明の目的は、位置検出手段の取付位置の調整を要せずに所望の制御特性が得られるようにした電動機の制御方法と制御装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、同期電動機に任意の電圧と任意の周波数の交流を印加するインバータと、前記インバータに制御信号を送る制御器と、前記同期電動機の回転子の位置を検出する位置検出手段とを備えた電動機の制御方法において、前記同期電動機に流れる電流を検出する電流検出手段と、前記同期電動機の回転子位置を、前記電流検出手段で検出した電流値に基づいて推定する推定手段を設け、前記推定手段により推定された前記同期電動機の回転子位置を使用して、前記位置検出手段により検出された前記同期電動機の回転子の位置が修正されるようにして達成される。
【００１６】
このとき、前記位置検出手段をエンコーダ、インクリメンタルエンコーダ、アブソリュートエンコーダ、それにレゾルバの何れかにしても上記目的を達成させることができる。
【００１７】
また、このとき、前記同期電動機を永久磁石同期電動機にしても上記目的が達成され、ここで更に、前記位置検出手段を磁極位置検出手段にしても上記目的が達成される。
【００１８】
更に本発明は、上記の方法に代え、装置として具現しても、上記目的を達成することができる。
【００１９】
そして、本発明は、上記手段を備えたことにより、位置検出手段の取付位置が当該位置検出手段を使用しないで推定でき、この推定結果から、当該位置検出手段による検出結果を補正することができる。
【００２０】
このため、本発明の或る実施の形態においては、同期電動機（同期モータ）に任意の電圧で任意の周波数の交流を印加するインバータと、このインバータに制御信号を送る制御器と、同期電動機の回転子の位置を検出して位置信号を出力する位置検出手段と同期電動機に流れる電流を検出して前記制御器に信号を出力する電流検出手段とを備えた構成の同期電動機の制御装置を設けている。
【００２１】
前記制御器には、位置情報を作成するブロックとして位置検出部と位置推定部を設け、位置検出部では、位置検出手段の位置信号から制御位相の補正のための位相誤差Δθ１  を作成し、位置推定部では、電流検出手段から得られた電流値と電動機定数や同期電動機の電圧方程式から制御位相の補正のための推定位相誤差Δθ２  を作成する。
【００２２】
このとき最終の制御位相の補正に位相誤差Δθ１  を使用するか、推定位相誤差Δθ２  を使用するかは切替器によって選択できるようにし、選択した位相誤差の時間微分Δωを作成する。
【００２３】
そして、この時間微分Δωを位置検出手段の位置信号から同期電動機の回転速度を求める速度演算部の出力ωｒ  に加算して、同期電動機に印加すべき電圧の周波数ω１  を作成し、この周波数ω１  を更に時間積分して、同期電動機に印加すべき電圧の位相θｄｃ  を作成するのである。
【００２４】
このとき必要な同期電動機の電圧方程式はベクトル制御部で計算され、計算結果が電圧指令Ｖｄｃ＊、Ｖｑｃ＊  として出力される。このため、ベクトル制御部は、何らかの指令値を指令器から受取ることになるが、この指令値には、例えば周波数指令値ωｒ＊  やトルク指令値に相当する電流指令値Ｉｑｃ＊  などがある。
【００２５】
このとき、本発明では、指令の種類を一種類に限定する必要がないのと同様、ベクトル制御部による演算方式も一種類に制限されるものではなく、様々なベクトル制御方式により同様に実施できる。
【００２６】
例えば、電流制御、速度制御、位置制御をすべて含むベクトル制御方式としても良く、これらの制御の中の何れか１種又は２種の制御を含むもの、更にはこれらの制御を全く含まず、電圧方程式のみによるオープンループ制御方式として実施することもできる。
【００２７】
続いて、既に求めてある制御位相θｄｃ  により、ベクトル制御部の出力である電圧指令Ｖｄｃ＊、Ｖｑｃ＊  を３相分の電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ  に変換する。また、この制御位相θｄｃ  は、電流検出手段から検出された相電流をｄｃ−ｑｃ軸に分解した軸電流Ｉｄｃ、Ｉｑｃ  を求める際にも使用される。
【００２８】
ここで、前記と同様、ここでも回転子の磁束方向をｄ軸とし、このｄ軸から回転方向に９０度進んだ軸方向をｑ軸とし、制御器で使用している仮想ｄ軸はｄｃ  軸で、仮想ｑ軸はｑｃ  軸とする。
【００２９】
そして、この３相分の電圧指令Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ  はＰＷＭ（パルス幅変調器）により電圧指令値に相当するパルス指令に変換された後、電力変換器のインバータに供給され、この結果、インバータから同期電動機に三相交流電力が出力されることになる。
【００３０】
次に、位置検出手段の取付け位置の推定を行なう動作について説明すると、いま、ここで、位置検出手段の取付位置が適正な位置にない場合は、位置検出部を使用して制御を行なうことはできない。
【００３１】
そこで、まず、位置推定部を使用するように切替器を選択し、位置推定部を使用して制御位相θｄｃ  を作成して同期電動機の運転を行なう。そうすると、同期電動機が回転を始めると共に位置検出手段から検出信号が発生される。
【００３２】
しかし、このときも位置検出手段の取付位置が適正な位置にないため、位置検出手段の信号は、実際の回転子位置と異なる位置として、位置検出部で判定されてしまう。
【００３３】
このとき、位置検出手段の信号が回転子位置で何度に相当するかを判定する部分が位置情報保持部であり、従って、この位置情報保持部が持っている情報が実際の回転子位置を正しく示すようにするためには、位置検出手段の取付位置の調整が必要である。
【００３４】
しかし、本発明においては、位置検出手段の取付位置の調整を行わず、位置推定手段を用い、これにより位置情報保持部が持っている情報を補正し、位置検出手段の信号から正しい回転子位置が判定できるようにする。
【００３５】
例えば、いま、位置検出手段から或るパルス信号が検出されたとし、ここで、位置検出手段が適正な取付位置にあった場合、このパルス信号が入るタイミングは、同期電動機の電気角で３０°だったとする。
【００３６】
しかし、ここで、位置検出手段の取付位置が適正な位置からずれていて、前記のタイミングでは、実際には同期電動機の電気角が６０°だったとする。
【００３７】
このとき、実際は角度６０°であるにもかかわらず、角度３０°と判定してしまったのでは、位置検出部を使用して制御することはできない。
【００３８】
しかし、本発明では、この場合、位置推定手段が前記タイミングでの位相は６０°であると推定することができる。そして、この推定値を使用して、前記のタイミングは角度３０°でなく、角度６０°であるとして、位置情報保持部の情報を修正する。
【００３９】
この結果、位置検出手段の信号から実際の同期電動機の位置が正しく判定できるようになるので、位置情報保持部の情報が修正された後、位置検出部を使用するように切替器を選択してやることにより、位置検出手段を使用した同期電動機の制御に移行することができる。
【００４０】
ここで、この位置推定部による推定方式には、例えば数１式を用いる方法がある。但し、位置推定部で使用する演算式は、この数１式に限定されるものではない。
【００４１】
【数１】
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ところで、本発明が制御対象とする同期電動機には永久磁石界磁型同期電動機があるが、これに限定されるものではない。例えば、シンクロナスリラクタンス型同期電動機でも同様に制御対象とすることができる。
【００４２】
また、位置検出手段についても同様で、インクリメンタルエンコーダ、アブソリュートエンコーダ、レゾルバなど、位置信号が得られるなら、磁極位置センサに限定されるものではない。
【００４３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による電動機の制御方法と制御装置について、図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００４４】
図１は、本発明の第１の実施形態で、この場合、制御対象である同期モータ１と制御装置２、電源３、それに指令器４に大別され、ここで、制御装置２は、更に位置検出手段５と電流検出手段６、電力変換器７、それに制御器１１で構成されている。
【００４５】
そして、同期モータ１には、電力変換器７から、指令器４の指令に応じて決まる可変電圧で可変周波数の３相交流電力が供給され、これにより所定の回転速度で運転され、図示してない負荷、例えばエアコンのコンプレッサを駆動する。
【００４６】
このとき、電力変換器７は、制御器１１のＰＷＭ１４から供給されるパルス幅変調信号により制御され、商用電力系統などの電源３から３相交流電力を受電して動作する。ここで、図示してないが、制御器１１の動作に必要な電力も、電源３から供給されるようになっている。
【００４７】
このため、電力変換器７は、電源３から供給された３相交流を全波整流して直流電力に変換するコンバータ１０と直流電圧を平滑化するコンデンサ９、それに直流電力をＰＷＭスイッチングして任意の電圧で任意の周波数の交流電圧に変換するインバータ８で構成されている。
【００４８】
ここで、位置検出手段５は、例えば同期モータ１に取付けられていて、その回転子の回転角度位置を検出する働きをし、電流検出手段６は、電力変換器７と同期モータ１の間の経路を流れる電流値を検出する働きをする。そして、これらの検出結果は夫々制御器１１に取り込まれる。
【００４９】
このとき、制御器１１は、所定のプログラムが搭載されたマイクロプロセッサで構成されていて、これにより、ブロックとして図示されている各部の機能がソフトで得られるようにしてある。但し、ソフト構成に限定されるものではなく、一部、又は全体をハードで構成しても良い。
【００５０】
そして、まず、３φ−ｄｑ変換器１５は、電流検出手段６で検出された相電流をｄｃ−ｑｃ軸成分に変換する働きをする。次に、位置推定部２０は、ｄ−ｑ軸とｄｃ−ｑｃ軸の軸誤差を推定する働きをするが、ここで、この位置推定部２０は、例えば前記の数１式で表される推定式を使用して軸誤差を推定するするものとする。
【００５１】
また、位置検出部２２は、位置検出手段５の出力信号からｄ−ｑ軸とｄｃ−ｑｃ軸の軸誤差を検出する働きをする。そして、この位置検出部２２には、位置検出手段５から入力された回転子位置情報を保持するための位置情報保持部２３が備えられている。
【００５２】
次に、ベクトル制御部１２は、指令器４の指令を受け、これに従って指令電圧Ｖｄｃ＊、Ｖｑｃ＊  を生成する働きをし、ｄｑ−３φ変換器１３は、指令電圧Ｖｄｃ＊、Ｖｑｃ＊  を相電圧指令Ｖｕ、Ｖｗ、Ｖｖ  に変換する働きをする。
【００５３】
また、ＰＷＭ１４は、相電圧指令Ｖｕ、Ｖｗ、Ｖｖ  をＰＷＭ信号に変換する働きをし、そして、速度演算部２５は、回転速度を演算して、回転数ωｒ  を生成する働きをする。
【００５４】
次に、この実施形態の動作について説明する。このとき制御器１１は、上記したように、回転子の磁束方向をｄ軸、このｄ軸から回転方向に９０度進んだ位置をｑ軸とし、制御器１１で使用している仮想ｄ軸はｄｃ  軸、仮想ｑ軸はｑｃ  軸として制御処理を実行するようになっている。
【００５５】
始めに、位置検出手段５を使用しない、センサレス方式で同期モータ１を駆動する場合の制御器１１の動作について説明すると、この場合、切替器１８は位置推定部２０の出力に切換えられ、これにより、位置推定部２０の出力Δθ２  が制御に使用されるようにする。
【００５６】
そこで、この推定位相誤差Δθ２  が微分器１６により角速度相当に変換されて加算部１９に供給され、ここで速度演算部２５から与えられる現在の回転数ωｒ  と比較され、位相誤差を減らす方向の周波数ω１  が算出される。そして、この周波数ω１  が積分器１７により角度相当の制御位相θｄｃ  に変換され、これが新たな電圧指令の位相として得られることになる。
【００５７】
次に、位置検出手段５を用いて同期モータ１を駆動する場合、つまり位置センサ付運転の場合の制御器１１の動作について説明すると、この場合、切替器１８は、位置検出部２２の出力に切換えられ、これにより、位置検出部２２の出力Δθ１  が制御に使用されるようになる。このとき、位置検出部２２内にある切替器５１は開放状態にしておく。
【００５８】
ここで、切替器２１は、位置検出手段５の出力信号により開閉動作するスイッチの一種で、例えば位置検出手段５の出力信号がパルスで与えられるものであった場合、そのパルスのエッジタイミングで閉じ、それ以外のタイミングでは開いた状態にされる。
【００５９】
一方、位置情報保持部２３には、上記したように、切替器２１が閉じたタイミングにおける同期モータの回転子位置情報が保持されるようになっている。詳しくは後述する。
【００６０】
そこで、位置検出部２２内にある比較器２４は、切替器２１が閉じたタイミングの制御位相θｄｃ  と、位置情報保持部２３から与えられる同じタイミングの同期モータ回転子位置を比較し、それらの誤差Δθ１  が算出される。そして、この誤差Δθ１  により、上記した位置推定部２０の出力Δθ２  と同じく、演算処理が行われることになる。
【００６１】
次に、図２のフローチャートにより、この図１の実施形態の動作について説明する。
【００６２】
ここで、この実施形態では、位置検出手段５が適正な位置に取付けられていない場合には、まず、その取付位置を推定する処理が実行され、これにより、位置検出手段５の取付位置情報の修正、つまり取付位置情報のチューニングを行なうようになっている。
【００６３】
しかし、この場合、最初から位置検出手段５を用いて同期モータ１を駆動することはできないため、位置推定部２０を使用したセンサレス方式の制御により同期モータ１の始動と運転を行なうことになる。
【００６４】
そこで、この実施形態では、初回の運転時の場合や、位置検出手段５が適正な取付位置にないことが明らかな場合、更には必要な場合には、まず、所定の入力操作を行ない、制御器１１を構成しているマイクロプロセッサに予め補正フラグを立てておくようにしてある。
【００６５】
このとき、この補正フラグは、動作不良になったときや動作不良の発生が予測されたとき、操作する者が手動で、或いは制御器１１で自動的に立てるようになっている。
【００６６】
そして、制御器１１の動作が立ち上げられたら、まず、補正フラグの検出を行ない（ステップ１１００）、次に、補正フラグの有無を判定する（ステップ１２００）。そして、判定結果がＮｏ、つまり補正フラグが立っていなかったときは、位置検出手段５の取付位置の推定が不要な場合であるとして、通常の位置センサ付運転を行なう（ステップ１５００）。
【００６７】
他方、ステップ１２００での判定結果がＹｅｓ、つまり補正フラグが立っていたときは、位置検出手段５の取付位置の推定が必要な場合であるとし、このときは、まず、位置センサレス運転を行い（ステップ１３００）、位置センサレス運転中に位置情報保持部２３の情報修正を実行する（ステップ１４００）。そして、位置検出手段５の取付位置推定が終了したら、制御器１１が補正フラグを降ろし、位置センサ付運転に移行するのである（ステップ１５００）。
【００６８】
次に、位置情報保持部２３の情報修正動作、つまり取付位置情報のチューニング動作について、図１により説明する。まず、図２の処理において、補正フラグが立っていて、位置検出手段５の取付位置推定が必要になっていた場合は、図１の切替器１８をΔθ２  に切換え、切替器５１は閉じて、位置センサレス運転にする。
【００６９】
そこで、この位置センサレス運転により同期モータ１の回転が開始されると、位置検出手段５からパルス信号が制御器１１に入力され、パルスのエッジタイミングで切替器２１が閉じられたとき、位置推定部２０で作成された制御位相θｄｃが位置検出部２２に取り込まれる。
【００７０】
そして、このとき、位置検出部２２に取り込まれた制御位相θｄｃ  が、切替器５１を介して位置情報保持部２３に入力され、これが位置検出手段５の取付推定位置として、新たに位置情報保持部２３に保持され、取付位置情報のチューニング動作が得られる。
【００７１】
こうして取付位置情報のチューニング動作が完了したら、図２で説明した補正フラグを降ろし、これにより位置センサ付運転に移行する。つまり、上記したように、切替器１８を位置検出部２２の出力に切換え、切替器５１は開放し、これにより、位置検出部２２の出力Δθ１  が制御に使用されるようするのである。
【００７２】
ところで、このとき位置情報保持部２３に保持される情報は、電気角１周期分が最低限必要である。しかし、同期モータの回転子には磁極位置のばらつきが存在する虞れがあり、従って、このことを考慮すれば、機械角１周期分の保持が適正であると言える。
【００７３】
ここで、更に位置検出手段のばらつきも考慮した場合、つまり、一定速運転でも位置検出手段５の出力、例えば各パルス信号の時間間隔が異なるような場合には、１パルス毎に情報を保持する必要があると言える。
【００７４】
以上の動作により、位置情報保持部２３に保持されていた情報が修正され、位置検出手段５の取付位置の推定が完了する。つまり、制御器１１内部にある位置検出手段５の取付位置情報のチューニングが完了する。
【００７５】
そして、位置検出手段５の取付位置情報のチューニング後は位置センサ付運転が可能になり、上記したように、切替器５１を開放し、切替器１８をΔθ１  に接続することにより、位置検出手段５を使用して同期モータ１の駆動を行なうことになる。
【００７６】
次に、このときの位置検出手段５による出力信号波形について、一例として同期モータ１が永久磁石同期モータで、位置検出手段５が磁極位置センサの場合について、図３により説明する。
【００７７】
まず、この図３では、電動機が正転方向に回転した場合、永久磁石同期モータの誘起電圧波形Ｕ、Ｖ、Ｗ（相電圧）が矢印ＣＷ方向に変化するものとする。そして、このとき磁極位置センサから出力される位置信号Ｕは、誘起電圧波形Ｕと誘起電圧波形Ｗの差分が正の場合にレベルＨｉｇｈ  となり、負の場合にはレベルＬｏｗになる矩形波になっているものとする。
【００７８】
同様に、位置信号Ｖは、誘起電圧波形Ｖと誘起電庄波形Ｕの差分が正のとき、レベルＨｉｇｈ  で、負ではレベルＬｏｗ  になり、位置信号Ｗは、誘起電圧波形Ｗと誘起電庄波形Ｖの差分が正のとき、レベルＨｉｇｈ  で、負ではレベルＬｏｗ  になるものとする。
【００７９】
ここで、位置信号を使用する際の一例として、位置信号Ｕの立ち下りエッジである角度３０°のタイミングに着目すると、このタイミングでは、回転子角度３０°相当と検出される。そこで、このときは、図の▲１▼に示すように、制御位相θｄｃｌ  には角度３０°で書込みを行なう。
【００８０】
また、位置信号Ｗの立ち上りエッジである角度９０°のタイミングでは、図の▲２▼に示すように、制御位相θｄｃｌ  には角度９０°で書込みを行なう。そして、図の▲１▼から▲２▼の間の制御位相θｄｃｌ  は、周波数ω１  が図１の積分器１７で積分されることにより算出されることになる。
【００８１】
次に、磁極位置センサの取付位置が不適正で、検出誤差がある場合について説明すると、このとき位置信号Ｕの立ち下りエッジでは、制御位相θｄｃｌ  に角度３０°で書込みがされる筈であるが、しかし、磁極位置センサの取付位置が適正でないため、実際の永久磁石同期モータの回転子位置は、▲４▼で示す角度６０°相当になってしまう。
【００８２】
そうすると、この場合は、制御位相がθｄｃ３  となり、実際の永久磁石同期モータの回転子位相と角度３０°の誤差が生じてしまい、この結果、磁極位置センサを使用したのでは運転が行なえなくなってしまう。
【００８３】
そこで、位置センサレス運転により制御位相θｄｃ４  で運転を行い、位置信号Ｕの下りエッジタイミング（検出誤差あり）における推定制御位相θｄｃ  を取得し、これにより、位置信号Ｕの下りエッジは角度６０°であると修正し、保持するのである。
【００８４】
他のパルスエッジタイミングについても同じ方法で修正でき、従って、このようにして、検出誤差を修正した後は、磁極位置センサ付運転に移行できることになる。
【００８５】
そして、このときの修正された制御位相はθｄｃ３  となり、例えば、位置信号Ｕの下りエッジタイミングでは、図３の▲５▼で示す角度６０°が制御位相θｄｃ３  に書込まれることになる。
【００８６】
ところで、上記したベクトル制御部１２は、指令器４の指令を受け、これに従って指令電圧Ｖｄｃ＊、Ｖｑｃ＊  を生成し、この結果、同期モータ１により、指令器４から指令された回転数で負荷が駆動できるなら、特に構成を限定されるものではない。
【００８７】
例えば、図４は、図１のベクトル制御部１２として、トルク指令器１０１からトルク指令値相当の電流指令Ｉｑｃ＊  を入力し、これにより電流制御を行い、同期モータ１の電圧方程式から指令電圧Ｖｄｃ＊、Ｖｑｃ＊  を生成するようにしたベクトル制御部１０２を設けた場合の本発明の一実施形態である。
【００８８】
そこで、この図４のベクトル制御部１０２について説明すると、まず、ｄ軸電流制御部１０４は、トルク指令値に相当する電流指令Ｉｑｃ＊  を入力し、この電流指令Ｉｑｃ＊  に依存したｄｃ軸指令電流Ｉｄｃ＊  を決定する。
【００８９】
そして、比較器１０７、１０８で電流成分Ｉｄｅ、Ｉｑｃ  との差分を夫々ｄｃ軸上とｑｃ軸上で求め、これらの差分を０に制御するためｄｃ軸のＰＩＤ制御器１０５とｑｃ軸のＰＩＤ制御器１０６により演算する。
【００９０】
この後、ベクトル演算部１０３で、同期モータ１の電圧方程式について演算を行ない、ｄｃ軸指令電圧Ｖｄｃ＊  とｑｃ軸指令電圧Ｖｑｃ＊  を生成して出力するのである。
【００９１】
次に、図５は、図１のベクトル制御部１２として、周波数指令器２０１から周波数指令値ωｒ＊  を入力し、これにより周波数制御と電流制御を行い、同期モータ１の電圧方程式から指令電圧Ｖｄｃ＊、Ｖｑｃ＊  を生成するようにしたベクトル制御部２０２を設けた場合の本発明の一実施形態である。
【００９２】
そこで、次に、この図５のベクトル制御部２０２について説明すると、まず、比較器２０５は、周波数指令値ωｒ＊  と速度演算部２５から与えられる現在の回転数ωｒ  の差分を求め、この差分が０に収斂するように制御するためのＰＩＤ制御器２０４に供給する。
【００９３】
そこで、電流指令生成部２０３は、このＰＩＤ制御器２０４の出力に依存してｄｃ−ｑｃ軸上の指令電流Ｉｄｃ＊、Ｉｑｃ＊  を生成し、比較器２１１、２１２により、電流成分Ｉｄｅ、Ｉｑｃ  の差分を求め、この差分が０に収斂するように制御するためのＰＩＤ制御器２０６、２０７に供給する。
【００９４】
このとき、ＦＦと図示してあるブロック２１０は、同期モータ１の電圧方程式を含むフィードフォワード指令電圧をｄｃ軸成分とｑｃ軸成分に分けて生成し、加算器２０８、２０９によりＰＩＤ制御器２０６、２０７の出力と加算してｄｃ軸の指令電圧Ｖｄｃ＊  と、ｑｃ軸の指令電圧Ｖｑｃ＊  を成分するのである。
【００９５】
【発明の効果】
本発明によれば、位置検出手段の取付位置に誤差が残っていても、位置センサ付運転が得られるので、位置検出手段の取付位置精度に依存することなく、位置検出手段を用いた同期モータの制御特性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電動機の制御方法の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態の動作を説明するための波形図である。
【図４】本発明による電動機の制御方法の第２の実施形態を示すブロック図である。
【図５】本発明による電動機の制御方法の第３の実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  同期モータ
２  制御装置
３  電源
４  指令器
５  位置検出手段
６  電流検出手段
７  電力変換器
８  インバータ
９  平滑コンデンサ
１０  コンバータ
１１  制御器
１２  ベクトル制御部
１３  ｄｑ−３φ変換器
１４  ＰＷＭ生成器
１５  ３φ−ｄｑ変換器
１６  微分器
１７  積分器
１８、２１、５１  切替器
１９、２０８、２０９  加算器
２０  位置推定部
２２１  位置検出部
２３  位置情報保持部
２４、１０７、１０８、２０５、２１１、２１２  比較器
２５  速度演算部
１０１  トルク指令器
１０２  トルク指令型のベクトル制御部
１０３  ベクトル演算部
１０４  ｄ軸電流制御部
１０５、１０６、２０４、２０６、２０７  ＰＩＤ制御器
１９９  トルク指令型の制御器
２９９  周波数指令型の制御器
【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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