(57)【要約】【課題】パルス幅すなわち同期電動機の駆動速度による電流推定方法の切り替えを必要とすることなしに、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御を用いないインバータでも適用することができる同期電動機の電流センサレス制御方法および装置を提供する。【解決手段】制御装置から同期電動機へ出力する電圧、電流を検出する電圧センサ、電流センサを共に備えず、位置センサのみを用いて同期電動機の相電流の状態を推定して同期電動機への印加電圧を制御する同期電動機の電流センサレス制御方法において、同期電動機に印加するトルク電圧とトルク電圧指令との誤差をトルク電圧指令に対する外乱とする外乱補償オブザーバで構成する電流推定手段を備え、電流推定手段は、電圧指令と位置センサからの位置信号、角速度信号とに基づいて電流推定値を求め、電流推定値を電流制御手段へ入力し電流推定値を用いて電圧指令を生成するものである。【選択図】図２
2005229717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
速度指令と速度フィードバック信号を入力し電流制御手段へ電流指令を出力する速度制御手段と、前記電流指令に基づいて電圧指令を出力する電流制御手段と、同期電動機の位置を検出する位置検出手段とを備え、同期電動機駆動装置から同期電動機へ出力する電圧、電流を検出する電圧センサ、電流センサを共に備えず、位置センサのみを用いて同期電動機の相電流の状態を推定して同期電動機への印加電圧を制御する同期電動機の電流センサレス制御方法において、
前記同期電動機に印加するトルク電圧とトルク電圧指令との誤差をトルク電圧指令に対する外乱とする外乱補償オブザーバで構成する電流推定手段を備え、
前記電流推定手段は、電圧指令と位置センサからの位置信号、角速度信号とに基づいて
電流推定値を求め、
前記電流推定値を前記電流制御手段へ入力し前記電流推定値を用いて電圧指令を生成することを特徴とする同期電動機の電流センサレス制御方法。
【請求項２】
前記電流推定値を用いて、前記電流制御手段でトルク電流指令と前記電流推定値との偏差をＰＩ補償し電圧指令を生成する請求項１に記載の同期電動機の電流センサレス制御方法。
【請求項３】
前記電流制御手段は（１）式である請求項１または２記載の同期電動機の電流センサレス制御方法。
ここで、ｉqはｑ軸電流、ｄqはトルク電圧値とトルク電圧指令との誤差であるを外乱、ωｅは角速度、Rは電機子巻線抵抗、ｔsはサンプリング時間、Lはインダクタンス、Jはイナーシャ、Kｔはトルク定数、ｐは極対数、Kaq#FFは前記電流推定手段におけるq軸電流ループゲイン、ｋ１、ｋ２、ｋ３はオブザーバゲインである。
【数１】
2005229717.tif 000015
【請求項４】
前記電流推定手段で求めた推定速度を速度フィードバック信号または誘起電圧補償としたものである請求項１乃至３記載の同期電動機の電流センサレス制御方法。
【請求項５】
速度指令と速度フィードバック信号を入力し電流制御手段へ電流指令を出力する速度制御手段と、前記電流指令に基づいて電圧指令を出力する電流制御手段と、同期電動機の位置を検出する位置検出手段とを備え、同期電動機駆動装置から同期電動機へ出力する電圧、電流を検出する電圧センサ、電流センサを共に備えず、位置センサのみを用いて同期電動機の相電流の状態を推定して同期電動機への印加電圧を制御する同期電動機の電流センサレス制御方法において、
トルク電流指令と励磁電流指令を入力するステップ（２０）と、
トルク電流指令をトルク電流推定値との偏差、並びに励磁電流指令と励磁電流推定値との偏差を計算するステップ（２１）と、
トルク電流指令とトルク電流推定値との偏差を比例積分（ＰＩ）制御しトルク電圧指令、並びに励磁電流指令と励磁電流推定値との偏差を比例積分（ＰＩ）制御し励磁電圧指令を計算するステップ（２２）と、
前記トルク電圧指令、前記励磁電圧指令で前記同期電動機を駆動するステップ（２３）と、
トルク電流推定値を（２）式で計算するステップ（２４）と、
ここで、電機子巻線抵抗Ｒ、インダクタンスＬq、サンプリング時間ts、トルク定数Ｋt、極対数Ｐ、イナーシャＪ、オブザーバゲインｋ１、ｋ２、ｋ３、実速度と推定速度
【数２】
2005229717.tif 000016
励磁電流推定値を（３）式
【数３】
2005229717.tif 000017
ここで、Ld：ｄ軸インダクタンス
で計算するステップ（２５）とからなることを特徴とする同期電動機の電流センサレス制御方法。
【請求項６】
速度指令と速度フィードバック信号を入力し電流制御手段へ電流指令を出力する速度制御手段と、前記電流指令に基づいて電圧指令を出力する電流制御手段と、同期電動機の位置を検出する位置検出手段とを備え、同期電動機駆動装置から同期電動機へ出力する電圧、電流を検出する電圧センサ、電流センサを共に備えず、位置センサのみを用いて同期電動機の相電流の状態を推定して同期電動機への印加電圧を制御する同期電動機の電流センサレス制御装置において、
前記同期電動機に印加するトルク電圧とトルク電圧指令との誤差をトルク電圧指令に対する外乱とする外乱補償オブザーバで構成する電流推定手段を備え、前記電流推定手段は、電圧指令と位置センサからの位置信号、角速度信号とに基づいて電流推定値を求め、前記電流推定値を前記電流制御手段へ入力し前記電流推定値を用いて電圧指令を生成することを特徴とする同期電動機の電流センサレス制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通常インバータと称される電動機駆動装置から同期電動機へ出力する電圧、電流を検出する電圧センサ、電流センサを共に備えず、速度センサのみを用いて同期電動機の相電流の状態を推定して同期電動機への印加電圧を制御する同期電動機の電流センサレス制御方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の同期電動機の電流制御装置は、インバータの直流電圧の検出値または設定値と直流電流をフィルタ処理した直流電流とインバータの電力方程式に基づいてｑ軸電流推定値を求める第１手段と、インバータのスイッチングモードに基づいて直流電流をサンプリングして同期電動機に流れる交流電流推定値を求め、この交流電流推定値に基づいてｑ軸電流推定値を求める第２手段とを有し、同期電動機の速度に応じて第１または第２の手段を切替え、切替えられた手段から出力されるｑ軸電流推定値を用いて、磁極位置を制御している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４において、制御対象の同期電動機１０５の回転数指令ωr*を与える回転数指令発生器１０１と、同期電動機に供給する交流電圧を演算してパルス幅変調波信号（ＰＷＭ信号）に変換して出力する制御装置１０２と、このＰＷＭ信号により駆動されるインバータ１０３と、インバータ１０３に電力を供給する直流電源１０４と、インバータの直流電源Ｉ０を検出する電流検出器１０６を含んで構成される。インバータ１０３は、インバータの主回路部１３１と主回路へのゲート信号を発生するゲート・ドライバ１３２を含んでなり、インバータ１０３に電力を供給する直流電源１０４は、三相交流電源１４１と三相交流電流を整流するダイオード・ブリッジ１４２と、直流電源に含まれる脈動成分を抑制する平滑コンデンサ１４３とで構成される。制御装置１０２は、次に述べられるように構成されている。すなわち、回転数指令発生器１０１から出力される回転数指令ωr*は変換ゲイン１０７に入力され、ここにおいて同期電動機の極数Ｐを用いて同期電動機の電気角周波数指令ω１*に変換される。変換された電気角周波数指令ω１*は積分器１０８に入力され、ここにおいて制御装置内部の交流位相θdcが演算される。
【０００４】
一方、電流検出器１０６により検出された直流電流Ｉ０は電流再現器１０９に入力される。電流再現器１０９はＰＷＭ発生器１１８で生成されたＰＷＭ信号に基づいて、同期電動機１０５に流れる交流電流Ｉu、Ｉv、Ｉwを推定により再現する。再現された三相交流Ｉuc，Ｉvc，Ｉwcの電流値はｄｑ座標変換器１１０に入力され、ここにおいて制御装置内部の回転座標軸であるｄｃ−ｑｃ軸上の成分に変換される。変換されたｑ軸電流推定値Ｉｑｃ２はスイッチ１１３を介してＩq*発生器１１４に入力される。Ｉq*発生器１１４は、入力されるｑ軸電流推定値Ｉｑｃ２に基づいて同期電動機のｑ軸成分（トルク成分）のｑ軸電流指令値Ｉq*を発生し、電圧指令演算器１１６に出力する。Ｉd*発生器１１５は、同期電動機のｄ軸成分のｄ軸電流指令値Ｉd*を発生し、電圧指令演算器１１６に出力する。
【０００５】
電圧指令演算器１１６は、入力されるｄ軸電流指令値Ｉd*、ｑ軸電流指令値Ｉq*及び電気角周波数指令ω１*に基づいて、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃ*とｑ軸電圧指令値Ｖｑｃ*を生成してｄｑ逆変換機１１７に出力する。ｄｑ逆変換器１１７は、入力されるｄｃ−ｑｃ軸上の電圧指令値Ｖｄｃ*、Ｖｑｃ*を、三相交流軸上の交流電圧指令値vu*、vv*、vw*に変換してＰＷＭ発生器１１８に出力する。ＰＷＭ発生器１１８は入力される交流電圧指令値vu*、vv*、vw*に基づいて、インバータ１０３を駆動するＰＷＭ信号を生成してゲート・ドライバ１３２に出力する。電流検出器１０６により検出された直流電流Ｉ０は、フィルタ１１１にも入力され、ここにおいて直流電流Ｉ０に含まれる高調波成分が削減される。フィルタ１１１から出力される直流電流値Ｉ０’はＩｑｃ推定器１１２に入力される。
【０００６】
Ｉｑｃ推定器１１２は、同期電動機のトルク電流成分であるｄ軸電流推定値Ｉｑｃ１を求め、スイッチ１１３を介してＩｑ*発生器１１４に出力する。スイッチ１１３はＩｑｃ推定器１１２の出力Ｉｑｃ１と、ｄｑ座標変換器１１０が出力するｑ軸電流成分Ｉｑｃ２の信号を切り替えて、ｑ軸電流推定値ＩｑｃとしてＩｑ*発生器１１４に入力させる。
ω１補正器１１９は、同期電動機のｄ−ｑ軸と制御軸ｄｃ−ｑｃ軸との軸位相差（軸位相差）に相当する状態量を演算して、同期電動機の駆動周波数指令ω１*の補正量Δω１を求め加算器１２０に出力する。加算器１２０は、変換ゲイン１０７から出力される電気角周波数指令ω１:にΔω１を加算してω１ｃを積分器１０８に出力する。積分器１０８からはω１ｃを積分した位相指令θdcがｄｑ座標変換器１１０とｄｑ逆変換器１１７に位相情報として出力される。また、切替信号発生器１２１は、回転数指令発生器１０１から出力される回転数指令ωr*に基づいて、スイッチ１１３への切り替え信号Ｓ１を発生する。
【０００７】
このように、従来の同期電動機駆動装置では、インバータの直流電圧の検出値または設定値と直流電流をフィルタ処理した直流電流とインバータの電力方程式に基づいてｑ軸電流推定値を求める第１手段と、インバータのスイッチングモードに基づいて直流電流をサンプリングして同期電動機に流れる交流電流推定値を求め、この交流電流推定値に基づいてｑ軸電流推定値を求める第２手段とを有し、同期電動機の速度に応じて第１または第２の手段を切替え、切替えられた手段から出力されるｑ軸電流推定値を用いて、磁極位置を制御するという手順がとられていた。
【特許文献１】特開２００３−２１９６７８号公報（第１４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の同期電動機の電流制御装置の電流制御方法は、インバータを駆動するパルス幅変調（ＰＷＭ）制御によるＰＷＭパルスの平均パルス幅が狭い場合と、広い場合とに分けて、インバータに供給される直流電流の検出方法を個別に用意し、それらを使い分けるという手順をとっているので、パルス幅の切り替えが正確でないと電流を正しく推定できないという問題があった。また、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御を用いるインバータでしか適用できないという問題があった。
【０００９】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、パルス幅すなわち同期電動機の駆動速度による電流推定方法の切り替えを必要とすることなしに、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御を用いないインバータでも適用することができる同期電動機の電流センサレス制御方法および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】
【００１０】
上記問題を解決するため請求項1記載の発明は、速度指令と速度フィードバック信号を入力し電流制御手段へ電流指令を出力する速度制御手段と、前記電流指令に基づいて電圧指令を出力する電流制御手段と、同期電動機の位置を検出する位置検出手段とを備え、同期電動機駆動装置から同期電動機へ出力する電圧、電流を検出する電圧センサ、電流センサを共に備えず、位置センサのみを用いて同期電動機の相電流の状態を推定して同期電動機への印加電圧を制御する同期電動機の電流センサレス制御方法において、前記同期電動機に印加するトルク電圧とトルク電圧指令との誤差をトルク電圧指令に対する外乱とする外乱補償オブザーバで構成する電流推定手段を備え、前記電流推定手段は、電圧指令と位置センサからの位置信号、角速度信号とに基づいて電流推定値を求め、前記電流推定値を前記電流制御手段へ入力し前記電流推定値を用いて電圧指令を生成するものである。
また、請求項２記載の発明は、前記電流推定値を用いて、前記電流制御手段でトルク電流指令と前記電流推定値との偏差をＰＩ補償し電圧指令を生成するものである。
また、請求項３記載の発明は、前記電流制御手段を（１）式で処理するものである。
ここで、ｉqはｑ軸電流、ｄqはトルク電圧値とトルク電圧指令との誤差であるを外乱、ωｅは角速度、Rは電機子巻線抵抗、ｔsはサンプリング時間、Lはインダクタンス、Jはイナーシャ、Kｔはトルク定数、ｐは極対数、Kaq#FFは前記電流推定手段におけるq軸電流ループゲイン、ｋ１、ｋ２、ｋ３はオブザーバゲインである。
【００１１】
【数１】
2005229717.tif 000003
【００１２】
また、請求項４記載の発明は、前記電流推定手段で求めた推定速度を速度フィードバック信号または誘起電圧補償としたものである。
また、速度指令と速度フィードバック信号を入力し電流制御手段へ電流指令を出力する速度制御手段と、前記電流指令に基づいて電圧指令を出力する電流制御手段と、同期電動機の位置を検出する位置検出手段とを備え、同期電動機駆動装置から同期電動機へ出力する電圧、電流を検出する電圧センサ、電流センサを共に備えず、位置センサのみを用いて同期電動機の相電流の状態を推定して同期電動機への印加電圧を制御する同期電動機の電流センサレス制御方法において、トルク電流指令と励磁電流指令を入力するステップ（２０）と、トルク電流指令をトルク電流推定値との偏差、並びに励磁電流指令と励磁電流推定値との偏差を計算するステップ（２１）と、トルク電流指令とトルク電流推定値との偏差を比例積分（ＰＩ）制御しトルク電圧指令、並びに励磁電流指令と励磁電流推定値との偏差を比例積分（ＰＩ）制御し励磁電圧指令を計算するステップ（２２）と、前記トルク電圧指令、前記励磁電圧指令で前記同期電動機を駆動するステップ（２３）と、トルク電流推定値を（１）式で計算するステップ（２４）と、励磁電流推定値を（８）式で計算するステップ（２５）とからなることを特徴とする同期電動機の電流センサレス制御方法。
また、請求項５記載の発明は、速度指令と速度フィードバック信号を入力し電流制御手段へ電流指令を出力する速度制御手段と、前記電流指令に基づいて電圧指令を出力する電流制御手段と、同期電動機の位置を検出する位置検出手段とを備え、同期電動機駆動装置から同期電動機へ出力する電圧、電流を検出する電圧センサ、電流センサを共に備えず、位置センサのみを用いて同期電動機の相電流の状態を推定して同期電動機への印加電圧を制御する同期電動機の電流センサレス制御装置において、
前記同期電動機に印加するトルク電圧とトルク電圧指令との誤差をトルク電圧指令に対する外乱とする外乱補償オブザーバで構成する電流推定手段を備え、前記電流推定手段は、電圧指令と位置センサからの位置信号、角速度信号とに基づいて電流推定値を求め、前記電流推定値を前記電流制御手段へ入力し前記電流推定値を用いて電圧指令を生成するものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によると、パルス幅すなわち同期電動機の駆動速度による電流推定方法の切り替えを必要としないとともに、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御を用いないインバータでも適用することができ、同期電動機のモデルに対して制御する場合の電圧指令を実際の電圧指令とすることで、同期電動機の振動を防ぐことができる。また、請求項２に記載の発明によると、パルス幅すなわち同期電動機の駆動速度による電流推定方法の切り替えを必要としないとともに、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御を用いないインバータでも適用することができ、同期電動機のモデルに対して制御する場合の電圧指令を実際の電圧指令とすることで、同期電動機の振動を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の方法の具体的実施例に付いて、図に基づいて説明する.
【実施例１】
【００１５】
図１は本発明の方法を適用する同期電動機の電流制御装置の構成を示すブロック図である。図において、１は電流制御部であり、電流推定部２で推定した電流推定値(Iq#ff#fb)を用いて電圧指令（Vq#ff#ref）を生成するようになっている。２は電流推定部であり、同期電動機のモデルおよび電流速度方程式より生成された(1)式で構成される。電流推定部２は、電流制御部１から出力される電圧指令（Vq#ff#ref）、および角速度信号ωｅを用いて電流推定値（Iq#ff#fb）を生成する。３は同期電動機であり、電流制御部１の電圧指令（Vq#ff#ref）を図示しない電力変換器へ入力して駆動するようになっている。
【００１６】
【数２】
2005229717.tif 000004
【００１７】
ここで、ｉqはｑ軸電流、ｄqはトルク電圧値とトルク電圧指令との誤差であるを外乱、ωｅは角速度、Rは電機子巻線抵抗、ｔsはサンプリング時間、Lはインダクタンス、Jはイナーシャ、Kｔはトルク定数、ｐは極対数、Kaq#FFは前記電流推定手段におけるq軸電流ループゲイン、ｋ１、ｋ２、ｋ３はオブザーバゲインである。なお、添え字のｒｅｆは指令値、ハット記号は推定値を表わしている。
同期電動機３をトルク電流指令（Iq#ref）のとおりに駆動する場合、図１の電流制御部１では、トルク電流指令（Iq#ref）と電流推定部２で生成された電流推定値(Iq#ff#fb)との偏差をＰＩ補償して、電圧指令(Vq#ff#ref)を生成する。電流推定部２では前記電流制御部１で生成された電圧指令（Vq#ff#fb）およびエンコーダから生成した角速度信号を用いて、電流推定値(Iq#ff#fb)を生成する。電流推定部２は同期電動機の電圧電流方程式および電流速度方程式より生成された(1)式で構成されている。
次に、電流制御部１を構成している(1)式の算出方法を説明する。
同期電動機に印加されるトルク電圧値とトルク電圧指令との誤差をトルク電圧指令に対する外乱dqとすると、同期電動機の電圧電流方程式および電流速度方程式は(2)式である。
【００１８】
【数３】
2005229717.tif 000005
【００１９】
ただし、Vd：励磁電圧、Iq：トルク電流、Ｒ：電機子巻線抵抗、Lq：ｑ軸インダクタンス、ωe：角速度、kt：トルク定数、Ｊ：イナ−シャ、Ｐ：極対数、d/dt：微分演算子である。
前記同期電動機の電圧電流方程式および電流速度方程式を離散化すると(3)式となる。
【００２０】
【数４】
2005229717.tif 000006
【００２１】
ここで、ts：サンプリング時間である。この(3)式を用いて、Ｉｑ外乱補償オブザーバ電流を計算すると(4)式となる。
【００２２】
【数５】
2005229717.tif 000007
【００２３】
ここで、ωe(k)はエンコーダからの角速度信号とし、Vqは電流制御部１で生成された電圧指令Vq#ff#refとするとＩｑ外乱補償オブザーバ電流が電流推定値Iq#ff#fbとなる。また、ｋ３、ｋ４、ｋ５はオブザーバのゲインであり、(5)式、(6)式、(7)式で算出される。
【００２４】
【数６】
2005229717.tif 000008
【００２５】
ここで、αは外乱補償オブザーバの極である。
さらに、Ｉｄ外乱補償オブザーバ電流は、以下の(8)式を用いて算出される。
【００２６】
【数７】
2005229717.tif 000009
【００２７】
ここで、Ld：ｄ軸インダクタンスである。
トルク電流指令（Iq#ref）と電流推定部２で生成された電流推定値(Iq#ff#fb)との偏差をＰＩ補償すると(1)式となる。
このように、同期電動機に印加されるトルク電圧とトルク電圧指令との誤差をトルク電圧指令に対する外乱として構成する外乱補償オブザーバを用いて構成される電流推定部で生成された電流推定値を用いて、電流制御部でトルク電流指令と電流推定値との偏差をＰＩ補償することで、電圧指令を生成するという手順をとるので、前記電圧指令を用いて同期電動機を電流センサなしでトルク電流指令どおりに駆動することができる。また、
【００２８】
【数８】
2005229717.tif 000010
【００２９】
を誘起電圧補償ωe×φの代わりに用いて、誘起電圧補償を行うことが可能である。また、この外乱補償オブザーバ推定速度を、トルク指令を生成する速度フィードバック信号の代わりに用いることもできる。
【実施例２】
【００３０】
図２は本発明の方法を適用する同期電動機の速度制御装置の構成を示すブロック図である。図において、４は速度指令である。５は速度制御部であり、速度指令４と速度フィードバック信号１３よりトルク電流指令(Iq#ref)と励磁電流指令(Id#ref)を生成するようになっている。７は位置検出部であり、エンコーダ８より位置を検出するようになっている。８はエンコーダである。９は二相／三相変換部であり、位置信号１２と励磁電圧指令(Vd#ff#ref)１８とトルク電流指令(Vq#ff#ref)１９を用いてVu#ref、Vv#ref、Vw#refを生成するようになっている。１０はデッドタイム補償部であり、電流制御部１に入力される励磁電流指令(Id#ref)とトルク電流指令(Iq#ref)をｄ−ｑおよび二相三相変換を行い、この交流電流の極性に基づいてデッドタイム補償を行う。１１はＰＷＭ制御部であり、デッドタイム補償部１０の出力Vu#out、Vv#out、Vw#outよりゲート信号を生成し、Vu、Vv、Vwを同期電動機３に印加して同期電動機３を駆動するようになっている。１２は位置信号であり、位置検出部７の出力である。１３は速度フィードバック信号であり、速度検出部６の出力である。１４は角速度信号（ωe）であり、速度検出部６の出力である。１５はエンコーダ信号である。16は励磁電流指令(Id#ref)である。１７はトルク電流指令(Iq#ref)であり、速度制御部５の出力となっている。１８は励磁電圧指令(Vd#ff#ref)であり、電流制御部１において、励磁電流指令と(8)式の
【００３１】
【数９】
2005229717.tif 000011
【００３２】
との偏差をＰＩ補償して生成されるようになっている。１９はトルク電圧指令(Vq#ff#ref)であり、電流制御部１においてトルク電流指令と(1)式の
【００３３】
【数１０】
2005229717.tif 000012
【００３４】
との偏差をＰＩ補償して生成されるようになっている。
【００３５】
このように、同期電動機に印加されるトルク電圧とトルク電圧指令との誤差をトルク電圧指令に対する外乱として構成する外乱補償オブザーバを用いて構成される電流推定部で生成された電流推定値を用いて、電流制御部でトルク電流指令と電流推定値との偏差をＰＩ補償することで、電圧指令を生成するという手順をとるので、前記電圧指令を用いて同期電動機を電流センサなしでトルク電流指令どおりに駆動することができる。また、
【００３６】
【数１１】
2005229717.tif 000013
【００３７】
を誘起電圧補償ωe×φの代わりに用いて、誘起電圧補償を行うことが可能である。また、トルク指令を生成する速度フィードバック信号の代わりに用いることもできる。
【実施例３】
【００３８】
図３は、本発明の処理手順を各ステップ毎に示したフローチャートである。
図３は、電流制御部１および電流推定部２の処理手順を示したものであり、ステップ２０〜２５から構成される。
ステップ２０でトルク電流指令および励磁電流指令を入力する。
ステップ２１でトルク電流指令（Iq#ref）とトルク電流推定値との偏差、並びに励磁電流指令（Id#ref）と励磁電流推定値との偏差を計算する。
ステップ２２でトルク電流偏差をＰＩ制御しトルク電圧指令（Vq#ff#ref）、並びに励磁電流偏差をＰＩ制御し励磁電圧指令（Vd#ff#ref）を計算する。
ステップ２３でステップ２２で生成されたトルク電圧指令（Vq#ff#ref）と励磁電圧指令（Vd#ff#ref）で同期電動機を駆動する。
ステップ２４で（１）式を用いて、ｋ＋１ループ目のトルク電流推定値を計算する。
ステップ２５で（８）式を用いて、ｋ＋１ループ目の励磁電流推定値を計算する。
このように、同期電動機に印加されるトルク電圧とトルク電圧指令との誤差をトルク電圧指令に対する外乱として構成する外乱補償オブザーバを用いて構成される電流推定部で生成された電流推定値を用いて、電流制御部でトルク電流指令と電流推定値との偏差をＰＩ補償することで、電圧指令を生成するという手順をとるので、前記電圧指令を用いて同期電動機を電流センサなしでトルク電流指令どおりに駆動することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
同期電動機に印加されるトルク電圧とトルク電圧指令との誤差をトルク電圧指令に対する外乱として構成する外乱補償オブザーバを用いて構成される電流推定部で生成された電流推定値を用いて、電流制御部でトルク電流指令と電流推定値との偏差をＰＩ補償することで、電圧指令を生成するという手順をとるので、前記電圧指令を用いて同期電動機を電流センサなしでトルク電流指令どおりに駆動することができる。また、
【００４０】
【数１２】
2005229717.tif 000014
【００４１】
を誘起電圧補償、速度フィードバック信号として用いることも可能であり、サーボシステムという用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の方法を適用する同期電動機の電流制御装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の方法を適用する同期電動機の速度制御装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の処理手順を示すフローチャート
【図４】従来の方法を適用した同期電動機の電流制御装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００４３】
１  電流制御部
２  電流推定部
３  同期電動機
４  速度指令
５  速度制御部
６  速度検出部
７  位置検出部
８  エンコーダ
９  二相／三相変換部
１０  デッドタイム補償部
１１  ＰＷＭ制御部
１２  位置信号
１３  速度フィードバック信号
１４  角速度信号（ωe）
１５  エンコーダ信号
１６  励磁電流指令（Ｉｄ＿ｒｅｆ）
１７  トルク電流指令（Ｉｑ＿ｒｅｆ）
１８  励磁電圧指令（Ｖｄ＿ｆｆ＿ｒｅｆ）
１９  トルク電圧指令（Ｖｑ＿ｆｆ＿ｒｅｆ）
２０  トルク電流指令および励磁電流指令を入力するステップ
２１  トルク電流指令（Iq#ref）とトルク電流推定値の偏差および励磁電流指令（Id#ref）と励磁電流推定値の偏差を計算するステップ
２２  トルク電圧指令（Vq#ff#ref）および励磁電圧指令（Vd#ff#ref）を生成するステップ
２３  トルク電圧指令（Vq#ff#ref）と励磁電圧指令（Vd#ff#ref）で同期電動機を駆動するステップ
２４  ｋ＋１ループ目のトルク電流推定値を生成するステップ
２５  ｋ＋１ループ目の励磁電流推定値を生成するステップ
１０１  回転数指令（ωｒ*）発生器
１０２  制御装置
１０３  インバータ
１０４  直流電源
１０５  同期電動機
１０６  電流検出器
１０７  変換ゲイン
１０８  積分器
１０９  電流再現器
１１０  ｄｑ座標変換器
１１１  フィルタ
１１２  Ｉｑｃ推定器
１１３  スイッチ
１１４  Ｉｑ*発生器
１１５  Ｉｄ*発生器
１１６  電圧指令演算器
１１７  ｄｑ逆変換器
１１８  ＰＷＭ発生器
１１９  ω１補正器
１２０  加算器
１２１  切替信号発生器
１３１  インバータの主回路部
１３２  ゲート・ドライバ
１４１  三相交流電源
１４２  ダイオード・ブリッジ
１４３  平滑コンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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