(57)【要約】【課題】  磁極位置を簡単にかつ正確に検出する磁極位置検出装置及び方法を得る。【解決手段】  振幅の小さい高周波電圧をｄ相指令電圧として入力し、励磁位相を所定周期毎、所定量変化させて電動機を駆動する(S1,S2)。電圧が小さく高周波であることからロータは回転しない。ｄ相のフィードバック電流を検出し、その微分値と高周波電圧指令の積を求め、この積から高周波成分を除去する。この高周波成分を除去した積がピーク値をとる磁束位置と励磁位相とのずれ量が０又はπでの励磁位相（磁束方向）を求める(S3〜S6)。複数求め平均し磁束方向を確定する(S7〜S9)。２つのピーク値の内、一方のピーク値の励磁位相に固定し(S10)磁気飽和が生じる大きさの電圧を有する＋及び−の矩形波をｄ相電圧指令とする。ｄ相フィードバック電流の＋、−の大きさにより磁極極性を求める(S11,S19)。磁束方向、極性を別々に検出するので正確で確実に磁極位置を検出できる。【選択図】          図３
2005130582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
突極性を有する電動機の始動時の磁極位置検出装置において、
前記電動機に対して高周波電圧を印加する高周波電圧印加手段と、
任意の位相に励磁位相を変化させる励磁位相変化手段と、
前記任意の位相に、前記高周波電圧印加手段によって高周波電圧を印加し、前記電動機の駆動電流フィードバック値を求める駆動電流検出手段と、
前記高周波電圧印加手段で印加した高周波電圧と、前記任意の励磁位相と、前記駆動電流検出手段で求められた駆動電流フィードバック値から磁極方向を検出する磁極方向検出手段と、
前記磁極方向検出手段により検出された磁極方向に励磁位相を固定した状態で、正及び負の矩形波電圧を印加する矩形波電圧印加手段と、
前記正及び負の矩形波電圧を印加して前記電動機の駆動電流フィードバック値のピーク値をそれぞれ求めるピーク電流検出手段と、
前記正及び負の駆動電流フィードバック値の大きさに基いて、磁極極性を求める磁極極性取得手段とを具備したことを特徴とする前記磁極位置検出装置。
【請求項２】
突極性を有する電動機の磁極位置検出装置であって、
前記電動機に対して高周波電圧を印加する高周波電圧印加手段と、
励磁位相を変化させながら前記高周波電圧印加手段によって高周波電圧を印加し前記電動機の駆動電流フィードバック値を求める駆動電流検出手段と、
前記駆動電流検出手段で求められた駆動電流フィードバック値の微分値と前記高周波電圧の積を求める手段と、
前記駆動電流フィードバック値の微分値と前記高周波電圧の積から高周波成分を除去するフィルタ手段と、
前記フィルタ手段の出力より前記駆動電流フィードバック値の微分値と前記高周波電圧の積のピーク値を求めて磁極方向を検出する磁極方向検出手段と、
前記磁極方向検出手段により検出された磁極方向に励磁位相を固定した状態で、磁気飽和が生じる程度の大きさで正及び負の矩形波電圧を指令して電動機を駆動する矩形波電圧印加手段と、
前記正及び負の矩形波電圧指令して電動機を駆動したときの各駆動電流フィードバック値のピーク値をそれぞれ求めるピーク電流検出手段と、
正及び負の駆動電流フィードバック値の大きさに基いて、磁極極性を求める磁極極性取得手段とを具備したことを特徴とする前記磁極位置検出装置。
【請求項３】
矩形波電圧印加手段は矩形波をｄ相電圧指令として加えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の磁極位置検出装置。
【請求項４】
前記駆動電流検出手段は、励磁位相を所定電気角分変化させながら求めた電流フィードバック値をｄｑ変換し、該ｄｑ変換された電流フィードバック値のｄ相電流を検出し、前記ピーク電流検出手段は電流フィードバック値をｄｑ変換し、該ｄｑ変換された電流フィードバック値のｄ相電流のピーク値を検出することを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の磁極位置検出装置。
【請求項５】
磁極方向検出手段は、前記駆動電流フィードバック値の微分値と前記高周波電圧の積のピーク値を複数求め、平均化することで前記磁極位置を特定することを特徴とする請求項１乃至４の内いずれか１項に記載の磁極位置検出装置。
【請求項６】
前記磁極極性取得手段は、前記ピーク電流検出手段により正、負の各ピーク値をそれぞれ複数求め、それぞれ積算してその積算値の大きさに基いて磁極極性を求めることを特徴とする請求項１乃至５の内いずれか１項に記載の磁極位置検出装置。
【請求項７】
突極性を有する電動機の磁極位置検出方法であって、
前記電動機に対して励磁位相を変化させながら高周波電圧を印加し、かつ前記電動機の駆動電流フィードバック値を求め、
求めた駆動電流フィードバック値の微分値と前記高周波電圧の積を算出し、
該積からフィルタにより高周波成分を除去し、
高周波成分を除去して得られた駆動電流フィードバック値の微分値と前記高周波電圧の積のピーク値より磁極方向を検出し、
該検出された磁極方向に励磁位相を固定した状態で、磁気飽和が生じる程度の大きさで正及び負の矩形波電圧を指令して電動機を駆動して、駆動電流フィードバック値のピーク値をそれぞれ求め、
正及び負の駆動電流フィードバック値のピーク値の大きさに基いて、磁極極性を求めることを特徴とする磁極位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
永久磁石を用いた同期電動機等におけるロータの磁極位置検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
同期電動機やリラクタンスモータにおいては、ロータの磁極位置に応じて各相巻線に電流を流し所望のトルクを発生させる必要があることから、ロータの磁極位置をエンコーダなどのセンサで検出し、適切な励磁位相に電流を流すように制御される。そのため、磁極位置を検出するための絶対値を持つセンサの使用や、センサを取り付ける際に磁極位置合わせの作業を不要にするために電動機の始動時等に磁極位置検出処理がなされている。
【０００３】
また、センサをなくして磁極位置を検出する方法として、例えば、ＰＷＭ制御の各スイッチング区間におけるインバータ出力の電流リプルの変化分及び出力電圧の積分値の変化分をインバータのスイッチングに同期して検出し、固定子座標から観測した電動機の電流・電圧方程式に基いて磁極位置を検出する方法（特許文献１参照）。  
電動機に交番電圧を印加し、検出した電動機電流を印加している交番電圧に対する平行成分及び直交成分に分離し、この平行成分か直交成分のいずれか一方に基いて磁極位置を検出する方法（特許文献２参照）。  
直軸（ｄ軸）基本波電圧指令に高周波電圧を重畳し、直軸（ｄ軸）電圧指令を入力し、電機子電流を直軸（ｄ軸）電流と横軸（ｑ軸）電流に分解し、横軸（ｑ軸）電流から前記高周波と同じ周波数の高周波電流を抽出し、この電流から回転子の速度推定値と第１位置推定値を算出し、この速度推定値及び第１の位置推定値の演算を行いながら、正極性及び負極性を有するパルス電圧を高周波電圧に重畳し、正極性のパルスを重畳したときと負極性のパルスを重畳したときの直軸（ｄ軸）電流の変化率より、第２の位置推定値、即ち磁極位置を得るようにしたものも知られている（特許文献３参照）。
【０００４】
さらに、磁気飽和によりインダクタンスが減少することを利用して、一定間隔で角度を変えて正負の一定電圧の電圧ベクトルを電動機に印加してｄ軸の電流値を検出し、電流値の差が最も大きくなる電圧ベクトルの位置を磁極位置として推定する方法も知られている（特許文献４参照）。
【０００５】
【特許文献１】特許第３３１２５２０号公報
【特許文献２】特許第３３１２４７２号公報
【特許文献３】特開２００２−１７１７９８公報
【特許文献４】特開２０００−３１２４９３公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、センサの取付位置と磁極位置のずれを補正するために電動機始動時に行う磁極位置検出を行う装置及び方法を提供するもので、磁極位置（ロータ位置）を簡単に、かつ、正確に検出する磁極位置検出装置及び方法を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願請求項１に係わる発明は、突極性を有する電動機の始動時の磁極位置検出装置において、前記電動機に対して高周波電圧を印加する高周波電圧印加手段と、任意の位相に励磁位相を変化させる励磁位相変化手段と、前記任意の位相に、前記高周波電圧印加手段によって高周波電圧を印加し、前記電動機の駆動電流フィードバック値を求める駆動電流検出手段と、前記高周波電圧印加手段で印加した高周波電圧と、前記任意の励磁位相と、前記駆動電流検出手段で求められた駆動電流フィードバック値から磁極方向を検出する磁極方向検出手段と、前記磁極方向検出手段により検出された磁極方向に励磁位相を固定した状態で、正及び負の矩形波電圧を印加する矩形波電圧印加手段と、前記正及び負の矩形波電圧を印加して前記電動機の駆動電流フィードバック値のピーク値をそれぞれ求めるピーク電流検出手段と、前記正及び負の駆動電流フィードバック値の大きさに基いて、磁極極性を求める磁極極性取得手段とを具備したことを特徴とするものである。
本願請求項２に係わる発明においては、突極性を有する電動機の磁極位置検出装置であって、前記電動機に対して高周波電圧を印加する高周波電圧印加手段と、励磁位相を変化させながら前記高周波電圧印加手段によって高周波電圧を印加し前記電動機の駆動電流フィードバック値を求める駆動電流検出手段と、前記駆動電流検出手段で求められた駆動電流フィードバック値の微分値と前記高周波電圧の積を求める手段と、前記駆動電流フィードバック値の微分値と前記高周波電圧の積から高周波成分を除去するフィルタ手段と、前記フィルタ手段の出力より前記駆動電流フィードバック値の微分値と前記高周波電圧の積のピーク値を求めて磁極方向を検出する磁極方向検出手段と、前記磁極方向検出手段により検出された磁極方向に励磁位相を固定した状態で、磁気飽和が生じる程度の大きさで正及び負の矩形波電圧を指令して電動機を駆動する矩形波電圧印加手段と、前記正及び負の矩形波電圧指令して電動機を駆動したときの各駆動電流フィードバック値のピーク値をそれぞれ求めるピーク電流検出手段と、正及び負の駆動電流フィードバック値の大きさに基いて、磁極極性を求める磁極極性取得手段とを具備したことを特徴とするものである。
【０００８】
また、請求項３に係わる発明は、前記矩形波電圧印加手段が印加する矩形波波ｄ相電圧指令として加えるものとしている。請求項４に係わる発明においては、前記駆動電流検出手段は、励磁位相を所定電気角分変化させながら求めた電流フィードバック値をｄｑ変換し、該ｄｑ変換された電流フィードバック値のｄ相電流を検出し、前記ピーク電流検出手段は電流フィードバック値をｄｑ変換し、該ｄｑ変換された電流フィードバック値のｄ相電流のピーク値を検出するものとした。請求項５に係わる発明においては、磁極方向検出手段は、前記前記駆動電流フィードバック値の微分値と前記高周波電圧の積のピーク値を複数求め、平均化することで前記磁極位置を特定することを特徴とする請求項１乃至３の内いずれか１項に記載の磁極位置検出装置。請求項６に係わる発明においては、前記磁極極性取得手段は、前記ピーク電流検出手段により正、負の各ピーク値をそれぞれ複数求め、それぞれ積算してその積算値の大きさに基いて磁極極性を求めるものとした。
【０００９】
請求項７に係わる発明は突極性を有する電動機の磁極位置検出方法であって、前記電動機に対して励磁位相を変化させながら高周波電圧を印加し、かつ前記電動機の駆動電流フィードバック値を求め、求めた駆動電流フィードバック値の微分値と前記高周波電圧の積を算出し、該積からフィルタにより高周波成分を除去し、高周波成分を除去して得られた駆動電流フィードバック値の微分値と前記高周波電圧の積のピーク値より磁極方向を検出し、該検出された磁極方向の励磁位相に固定した状態で、磁気飽和が生じる程度の大きさで正及び負の矩形波電圧を指令して電動機を駆動して、駆動電流フィードバック値のピーク値をそれぞれ求め、正及び負の駆動電流フィードバック値のピーク値の大きさに基いて、磁極極性を求める磁極位置検出方法である。
【発明の効果】
【００１０】
励磁位相を変えながら高周波電圧を電動機に印加して磁束方向を検出し、この磁束方向に合わせた励磁位相に固定して矩形波電圧を電圧指令として入力して電動機を駆動して、磁極極性（磁束方向の向き）を検出して磁極位置を求めるものであるから、簡単な動作と構成により、かつ正確に磁極位置を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
永久磁石同期電動機のロータ構造としては、磁石をロータ表面に張り付けた表面張り付け構造（ＳＰＭ）と、ロータ内部に埋め込んだ埋め込み磁石構造（ＩＰＭ）に大別される。一般的にＳＰＭ電動機は電機子巻線のｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタンスが等しい非突極型となり、ＩＰＭ電動機は、ｄ，ｑ軸のインダクタンスが異なる突極型となる。
【００１２】
本発明は、このＩＰＭ電動機の突極性から、その巻線インダクタンスが電気角の関数になることを利用して、磁極検出し、磁気飽和した場合の電流の応答性が、電流を流す方向で異なるという現象を利用してその極性を判別するものである。
【００１３】
２相巻線の突極性を持ったｄｑ座標系での磁束（λｄ，λｑ）を想定すると、図１に示すようにロータ（磁極）のｄ軸からのずれ量をΔθとすると、磁束（λｄ，λｑ）は次の（１−１）式、（１−２）式に示すように、ずれ量Δθの関数となる。
【００１４】
λｄ＝(Ｌ０＋Ｌ２cos２Δθ)・ｉｄ−Ｌ２sin２Δθ・ｉｑ＋φcosΔθ    …（1-1）
λｑ＝−Ｌ２sin２Δθ・ｉｄ＋(Ｌ０−Ｌ２cos２Δθ)・ｉｑ−φsinΔθ  …（1-2）
なお、Ｌ０は励磁位相に依存しない平均インダクタンス、Ｌ２は励磁位相に依存した変動分インダクタンスであり、１相分のｄ軸インダクタンスをＬｄ、１相分のｑ軸インダクタンスをＬｑとすると、Ｌｄ＝Ｌ０＋Ｌ２，Ｌｑ＝Ｌ０−Ｌ２である。又、ＩＰＭ電動機の場合、逆突極性であるから、Ｌ２＜０で、Ｌｑ＞Ｌｄである。また、（１−１）式、（１−２）式において、φは磁石の磁束を表す。
【００１５】
ｄｑ座標上で電圧ｖｄｑ（ｄ軸電圧成分とｑ軸電圧成分の合成電圧）は、次の２式で表される。  
ｖｄｑ＝Ｒｓ・ｉｄｑ＋ｄ／ｄｔ（λｄｑ）＋ωπλｄｑ    …（２）
なお、Ｒｓは電動機巻線抵抗で、λｄｑはｄｑ軸合成磁束、ｉｄｑはｄｑ軸合成電流、ωは電動機角速度である。
【００１６】
（２）式に（１−１）式、（１−２）式を代入してまとめると次の（３）式となる。
【００１７】
【数１】
2005130582.tif 000003
【００１８】
但し、Ｌｄｃ＝Ｌ０＋Ｌ２cos２Δθ
Ｌｑｃ＝Ｌ０−Ｌ２cos２Δθ
Ｌｄｑｃ＝Ｌ２sin２Δθ
ｐ＝ｄ／ｄｔ
（３）式より電流ｉｄｑを求めると次の（４）式となる。
【００１９】
【数２】
2005130582.tif 000004
【００２０】
そこで、突極性のインダクタンスの差を検出するために、高調波を含むｄ軸電圧指令ｖｄ＝Ｖsinγｔ、ｑ軸電圧指令＝０を指令する。そうすると、上記（４）式の右辺第２項は高調波に影響しないと仮定し、又、ロータは静止していることを前提とするものであるから電動機角速度ω＝０であり、上記（４）式は次の（５）式で表される。
【００２１】
【数３】
2005130582.tif 000005
【００２２】
ｄｑ座標系を回転させてずれ量Δθを変えることによって、即ち励磁位相を変えることにより、突極性によるインダクタンスが変化することから、高周波電圧指令に対するフィードバック電流ｉｆの振幅が変化する。このフィードバック電流ｉｆのｄ軸電流成分ｉｄの変化値（微分値）ｐｉｄを求め、これに高周波指令電圧ｖｄ＝Ｖsinγｔを掛けて、その後ローパスフィルタで高周波成分取り除くことによって、電気角３６０度内でピーク値が２個所になるデータを得る。即ち、ｖｄｈ＝Ｖsinγｔとする。
【００２３】
ｐｉｄ・ｖｄｈ＝(１／(Ｌｄ・Ｌｑ)）(Ｌ０−Ｌ２cos２Δθ)・Ｖ２・(sinγｔ)２            ＝(Ｖ２／(２・Ｌｄ・Ｌｑ))・(Ｌ０−Ｌ２cos２Δθ)・(１−cos２γｔ)                                                                        …（６）
ローパスフィルタを通して高周波成分cos２γｔを取り除くと
ｆｄ＝ｐｉｄ・ｖｄｈ 
＝(Ｖ２／４・Ｌｄ・Ｌｑ)・(Ｌｄ＋Ｌｑ−(Ｌｄ−Ｌｑ)・cos２Δθ)  …（７）
上記（７）式より、
Δθ＝０又はπのとき、            ｆｄ＝Ｖ２／（２Ｌｄ）
Δθ＝π／２又は３π／２のとき、  ｆｄ＝Ｖ２／（２Ｌｑ）
となる。
【００２４】
ＩＰＭ電動機は逆突極性であり、Ｌｑ＞Ｌｄであることから、Δθ＝０又はΔθ＝πのときｆｄ＝ｐｉｄ・ｖｄｈがピーク値となる。即ち、ｄ相のフィードバック電流微分値ｐｉｄに高周波指令電圧を掛け、高周波成分を取り除くことによって、電気角３６０度内において２つのピーク値を得て、かつ、このピーク値は、ロータ位置（磁極位置）とｄｑ座標系のｄ軸が一致したときのΔθ＝０又はΔθ＝πを示すものであるから、このピーク値となるときの励磁位相によって、磁束の方向を求めることができるものである。しかし、磁束の方向は求められても、磁石のＮ極とＳ極の区別がつかない。そこでΔθ＝０になる位置では、電流により発生する磁界が主磁束φの方向と一致するので、磁気飽和が発生して磁束が減少し、ｄ軸のインダクタンスＬｄが減少し、フィードバック電流のｄ軸成分ｉｄが増大するのでこれを利用して磁石のＮ極とＳ極を判別する。
【００２５】
そこで、ｄ相インダクタンスＬｄを次の（８）式のように定義する。ここでｋはインダクタンスの変化率で１より小さい正の値とする。
Ｌｄ＝Ｌｄ・(１−ｋ・cosΔθ)      …（８）
【００２６】
上記（８）式を（７式）に代入すると、
Δθ＝０のとき          ｆｄ＝Ｖ２／２Ｌｄ・(１−ｋ)
Δθ＝π／２のとき      ｆｄ＝Ｖ２／２Ｌｑ
Δθ＝πのとき          ｆｄ＝Ｖ２／２Ｌｄ・(１＋ｋ)
Δθ＝３π／２のとき    ｆｄ＝Ｖ２／２Ｌｑ
となり、Ｌｑ＞ＬｄよりｆｄはΔθ＝０で最大値となりここが真の磁極位置を示すことになる。
【００２７】
図２は、本発明の一実施形態のブロック図である。通常の電動機駆動制御の場合においては、スイッチ９はａ側に接続されており、ｄ，ｑ相に対する電流指令から、３相からｄ，ｑ相に変換する変換器７によって３相のフィードバック電流から変換されたｄ，ｑ相フィードバック電流をそれぞれ減じてｄ，ｑ相の電流偏差が求められて電流制御器１によって電流のフィードバック制御がなされ、電圧指令が出力され、該ｄ，ｑ相の電圧指令と、磁極位置検出器８からの励磁位相ψに基づいてｄ，ｑ相から３相に変換する変換器３によって３相の電圧指令に変換されてアンプ４を介して電動機５が駆動制御される。この電動機５の駆動制御は従来の電動機駆動制御方法と何ら変わるところはない。
【００２８】
本発明では、電動機駆動の始動時において磁極位置を検出する点に特徴を有するものでこの実施形態においては、電圧指令発生器２が追加され、磁極位置検出器８の構成が相違する点で従来例と相違するものである。  
電動機始動時においては、スイッチ９はｂ側に接続され、通常の制御系から切り離される。そして、電圧指令発生器２よりｄ相電圧指令として比較的振幅の小さい高周波（正弦波）電圧（ｑ相電圧指令は０）を出力して電動機を駆動する。ｄ相電圧指令が高周波で小さな電圧指令であるから流れる電流は小さいので、電動機５のロータは回転しない。この状態で、磁極位置検出器８は、電気角３６０度内を所定周期毎、所定の変化率で変化させずれ量Δθと励磁位相ψが一致する点を検出する。即ち上述としたｄｑ座標系を回転させてずれ量Δθと一致する電気角の検出を行う。そのために、所定周期で、ｄ相フィードバック電流ｉｄを求めてその微分値と電圧指令発生器から出力した電圧指令との積を求め振幅変調を行い、高周波成分を除去して最大値となる励磁位相ψを求める。複数求められる最大値を平均して遅れ分を補正して、磁束の方向の励磁位相ψを求める。即ち、位置検出器６で検出されるロータ位置におけるΔθ＝０となる励磁位相ψを求める。
【００２９】
次に、この磁束方向に励磁位相ψを固定し、電圧指令発生器より磁気飽和する電流を＋，−に流し、電流フィードバックの大きさの差より極性を決定する。これによって、磁極位置を求めるものである。
図３は、電動機を制御する制御装置が磁極位置検出器８として作用する制御装置の処理のアルゴリズムである。
【００３０】
まず、電動機のロータを移動させない程度の比較的振幅の小さい高周波（正弦波）電圧をｄ相電圧指令として入力し、ｑ相電圧指令は０として電動機を駆動する（ステップＳ１）。高周波であり振幅が小さい電圧指令であることによりロータは移動しない。そして、励磁位相ψを所定周期で所定量変化させる（ステップＳ２）。この励磁位相ψの所定量の変化に同期してｄ相のフィードバック電流を読み取る（ステップＳ３）。読み取ったｄ相フィードバック電流ｉｄと前周期で読み取ったｄ相フィードバック電流ｉｄとの差に基いてこのｄ相フィードバック電流の微分値ｐｉｄを求める。該微分値ｐｉｄとステップＳ１で入力した高周波電圧指令との積ｆｄを求める（（６）式参照）（ステップＳ４）。この積ｆｄをローパスフィルタ処理して高周波成分を除去し（（７）式参照）（ステップＳ５）、この高周波成分を除去した積ｆｄが最大値となる励磁位相ψを求める（ステップＳ６）。即ち、高周波成分を除去した前記積ｆｄのピーク値を記憶するレジスタを設け、該レジスタに記憶する値と、ステップＳ４、Ｓ５で求めた積ｆｄとの大きさを比較し求めたｆｄが大きければ、この求めた積ｆｄの値を該レジスタに格納すると共に、積ｆｄのピーク値を生じるそのときの励磁位相ψをレジスタに記憶する。以下、ステップＳ２からステップＳ６の処理を電気角１８０度分所定周期毎実行し、電気角１８０度分の処理が終了すれば、該電気角１８０度１周期内における最大の前記積ｆｄが求まり、該最大の積ｆｄに対応する励磁位相ψが求まる。
【００３１】
電気角３６０を電気角１８０度毎に分け１８０度を１周期とする処理を設定偶数回数（例えば１８０度を８回で電気角３６０度で４回）実施したか判断し（ステップＳ７）、設定回数に達してなければ、前述したステップＳ１からの処理を再度実行する。かくして設定回数の電気角１８０度における前記積ｆｄが最大となる励磁位相ψが各電気角１８０度周期毎に求まると、電気角３６０度内で２つ求められた積ｆｄが最大となる励磁位相ψのうちいずれかの電気角（例えば励磁位相ψの小さい方を選択する）の平均を求め、その平均値を積ｆｄがピークとなる励磁位相ψとする（ステップＳ８）。そして、この平均値からフィードバックやフィルタの遅れ分を補正して、磁束方向を求める（ステップＳ９）。即ち、ｄ軸と磁極のずれ量Δθが０又はπとなる励磁位相（磁束の方向）ψが求まる。
【００３２】
図４は、上述した処理における励磁位相ψとフィードバック電流ｆｂ（ｄ相のフィードバック電流）とフィードバック電流と指令電圧の積ｆｄを求めた実験結果のグラフである。図４に第１工程として示した部分がステップＳ１からステップＳ９の磁束の方向を求める処理における各データを表す。図４で横軸は時間である。励磁位相ψの変化は電気角３６０度を４回実行している。この励磁位相ψのグラフで縦軸は電気角である。又フィードバック電流ｆｂの振幅は小さく駆動電流は小さいものとなっている。又フィードバック電流と指令電圧の積ｆｄは、励磁位相ψの電気角３６０度内で２回（１８０度で１回）のピーク値が現れることを示している。
【００３３】
再び図３の処理フローに戻り、ステップＳ１からステップＳ９の処理によって求められた励磁位相（磁束の方向）ψに対して磁極の向きを次に求める。  
まず、ステップＳ９で求めた励磁位相ψに固定し（ステップＳ１０）、磁気飽和が生じる程度の電流を電動機に流すため、ｄ相電圧指令として比較的大きな電圧で所定幅のプラスの矩形波電圧をｄ相電圧指令し電動機を駆動する（ステップＳ１１）。この場合、励磁位相がｄ軸方向であることから、大きな電流が流れても電動機のロータは動かない。このときのｄ相のフィードバック電流のピーク値（最大値）を求め記憶する（ステップＳ１２）。次に、所定時間経過後（所定時間、電圧指令を０）に電圧の大きさは同一で、逆符号（マイナス）の矩形波電圧をｄ相電圧指令とし電動機を駆動する（ステップＳ１３）。この場合も電動機のロータは回転しない。そしてｄ相のフィードバック電流のピーク値（最小値）を求め記憶する（ステップＳ１４）。
【００３４】
ステップＳ１２、Ｓ１４で求めたｄ相フィードバック電流のピーク値の最大値と最小値を加算しかつその加算値を積算する（ステップＳ１５）。そして設定された回数実行したかを判断し、設定回数に達してなければステップＳ１１に戻りステップＳ１１以下の前述した処理を繰り返し実行する（ステップＳ１６）。設定回数、ｄ相フィードバック電流のピーク値（最大値、最小値）を求め、その加算積算値を求めた後、この積算値が正か否か判断する（ステップＳ１７）。正であれば、励磁位相ψの向きと磁極の向きが一致し、現在の固定している励磁位相ψはΔθ＝０で主磁束の向きと一致しているものとして励磁位置を確定する（ステップＳ１９）。一方積算値が負であれば、現在の固定している励磁位相はΔθ＝πで主磁束の向きと逆向きであることから、固定している励磁位相ψに１８０度を加算し（ステップＳ１８）、その位置を励磁位置として確定する（ステップＳ１９）。
【００３５】
図４に示す例では、図４において第２工程と記した部分はこのステップＳ１０以下の処理における検出データである。励磁位相ψは固定され、ｄ相のフィードバック電流ｆｂは第１工程と比較し大きな振幅となっている。そしてこの図４に示す例では、負のフィードバック電流の方が、その絶対値が大きい。そのためこの例では、積算値は負となり励磁位置は固定した励磁位相ψに１８０度を加算した位置となることを示している。
【００３６】
なお、上述した実施形態では、ステップＳ２からステップＳ７までの処理において電気角３６０度変化させるようにしたが、０から１８０度変化させ、それぞれｆｄが最大となる励磁位相を求めるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】ｄｑ座標系におけるｄ軸と磁極位置のずれを説明する説明図である。
【図２】本発明の一実施形態のブロック図である。
【図３】同実施形態における励磁位置を求めアルゴリズムの処理フローである。
【図４】同実施形態における実験結果のデータを表す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  電流制御器
２  電圧指令発生器
３  ｄｑ相から３相への変換器
４  アンプ
５  電動機
６  位置検出器
７  ３相からｄｑ相への変換器
８  磁極位置検出器
【図１】
2005130582.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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