(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻線と永久磁石のうちの一方が設けられた固定子及びその他方が設けられた可動子を有する永久磁石同期電動機のｑ軸電流及びｄ軸電流を、前記永久磁石同期電動機に流れる第１の相の電流、第２の相の電流及び第３の相の電流のうちの少なくとも二つ及び前記可動子の位置に基づいて検出するｑ軸電流及びｄ軸電流検出部と、
ｑ軸電流指令値を前記可動子に対する速度指令値に基づいて生成するｑ軸電流指令値生成部と、
前記永久磁石同期電動機の定常時における前記永久磁石の温度上昇量が最小になるｄ軸電流指令値を、前記可動子の速度に基づいて生成するｄ軸電流指令値生成部と、
前記永久磁石同期電動機を、前記ｑ軸電流、前記ｄ軸電流、前記ｑ軸電流指令値及び前記ｄ軸電流指令値に基づいて駆動する駆動部と、
を備えるモータ制御装置。
【請求項２】
前記永久磁石の温度上昇量が最小になるｄ軸電流指令値は、前記ｄ軸電流の値に応じて変化する前記永久磁石の温度上昇量の関数に基づいて設定され、前記ｄ軸電流の値に応じて変化する前記永久磁石の温度上昇量の関数は、前記可動子の速度ごとに設定される請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記永久磁石の温度上昇量が最小になるｄ軸電流指令値は、前記可動子の速度に応じて変化する前記ｄ軸電流の値の関数に基づいて設定される請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記可動子の速度に応じて変化する前記ｄ軸電流の値の関数は、前記永久磁石同期電動機の渦電流損及び銅損に基づいて設定される請求項３に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記可動子の速度に応じて変化する前記ｄ軸電流の値の関数は、前記可動子の速度ごとに測定された前記永久磁石の温度に基づいて設定される請求項３に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記可動子の速度に応じて変化する前記ｄ軸電流の値の関数は、少なくとも一つの直線によって近似される請求項３から５のうちのいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻線と永久磁石のうちの一方が設けられた固定子及びその他方が設けられた可動子を有する永久磁石同期電動機のトルクを迅速かつ安定して生成するために、永久磁石同期電動機のｑ軸電流及びｄ軸電流を独立に制御するベクトル制御を行うモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベクトル制御を行うモータ制御装置は、例えば、電源（例えば、三相交流電源）からの交流電圧がコンバータ、平滑コンデンサ及びインバータを通じて印加される電動機を制御する。この場合、モータ制御装置は、電動機に流れる電流（例えば、Ｕ相電流、Ｖ相電流及びＷ相電流）及び電動機の可動子（例えば、ロータ）の位置（例えば、回転角度）に基づいて永久磁石同期電動機のｑ軸電流及びｄ軸電流を検出するとともに、上位制御回路（例えば、ＣＮＣ（数値制御装置））等からの各種指令等に基づいてｑ軸電流指令値及びｄ軸電流指令値を生成する。そして、モータ制御装置は、検出したｑ軸電流とｑ軸電流指令値との差並びに検出したｄ軸電流とｄ軸電流指令値との差に基づいてＰＷＭ信号を生成し、電動機を駆動するためにＰＷＭ信号をインバータに出力する。
【０００３】
従来、ベクトル制御を行うモータ制御装置において、鉄損が大きくなる高速時でも電動機を高効率で駆動できるようにするために、電動機の鉄損と銅損との合計が最小となるようなｄ軸電流指令値を生成するモータ制御装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２３６９４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
固定子（例えば、ステータ）と可動子（例えば、ロータ）のうちのいずれか一方に永久磁石を設けた永久磁石同期電動機をモータ制御装置によって制御する場合、過熱による永久磁石の熱減磁が生じ、永久磁石電動機がトルクを迅速かつ安定して生成することができなくなることがある。したがって、過熱による永久磁石の熱減磁が生じる事態を回避するために、永久磁石同期電動機の定常時における永久磁石の温度上昇量をできるだけ小さくする必要がある。
【０００６】
しかしながら、鉄損と銅損との合計が最小となるようなｄ軸電流指令値を生成する従来のモータ制御装置では、永久磁石を設けた固定子又は可動子に損失が集中した場合、永久磁石が過熱状態となり、永久磁石の熱減磁が生じることがある。
【０００７】
本発明の目的は、過熱による永久磁石同期電動機の永久磁石の熱減磁が生じる事態を回避することができるモータ制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によるモータ制御装置は、巻線と永久磁石のうちの一方が設けられた固定子及びその他方が設けられた可動子を有する永久磁石同期電動機のｑ軸電流及びｄ軸電流を、永久磁石同期電動機に流れる第１の相の電流、第２の相の電流及び第３の相の電流のうちの少なくとも二つ及び可動子の位置に基づいて検出するｑ軸電流及びｄ軸電流検出部と、ｑ軸電流指令値を可動子に対する速度指令値に基づいて生成するｑ軸電流指令値生成部と、永久磁石同期電動機の定常時における永久磁石の温度上昇量が最小になるｄ軸電流指令値を、可動子の速度に基づいて生成するｄ軸電流指令値生成部と、永久磁石同期電動機を、ｑ軸電流、ｄ軸電流、ｑ軸電流指令値及びｄ軸電流指令値に基づいて駆動する駆動部と、を備える。
【０００９】
好適には、永久磁石の温度上昇量が最小になるｄ軸電流指令値は、ｄ軸電流の値に応じて変化する永久磁石の温度上昇量の関数に基づいて設定され、ｄ軸電流の値に応じて変化する永久磁石の温度上昇量の関数は、可動子の速度ごとに設定される。
【００１０】
好適には、永久磁石の温度上昇量が最小になるｄ軸電流指令値は、可動子の速度に応じて変化するｄ軸電流の値の関数に基づいて設定される。
【００１１】
好適には、可動子の速度に応じて変化するｄ軸電流の値の関数は、永久磁石同期電動機の渦電流損及び銅損に基づいて設定される。
【００１２】
好適には、可動子の速度に応じて変化するｄ軸電流の値の関数は、可動子の速度ごとに測定された永久磁石の温度に基づいて設定される。
【００１３】
好適には、可動子の速度に応じて変化するｄ軸電流の値の関数は、少なくとも一つの直線によって近似される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、永久磁石同期電動機の定常時における永久磁石の温度上昇量が最小になるｄ軸電流指令値を、可動子の速度に基づいて生成するので、永久磁石同期電動機の定常時における永久磁石の温度上昇量を最小にすることができる。したがって、永久磁石を設けた固定子又は可動子に損失が集中しないために永久磁石が過熱状態にならず、過熱による永久磁石の熱減磁が生じる事態を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態のモータ制御装置を有するシステムのブロック図である。
【図２】回転速度と永久磁石の温度上昇量が最小となるｄ軸電流とのルックアップテーブルの一例を示す図である。
【図３】ｄ軸電流の値に応じて変化する永久磁石の温度上昇量の関数を表すグラフである。
【図４】回転速度に応じて変化する永久磁石の温度上昇量が最小となるｄ軸電流の値の関数を表すグラフである。
【図５】回転速度に応じて変化する永久磁石の温度上昇量が最小となるｄ軸電流の値の関数を三つの直線で近似した関数を表すグラフである。
【図６】回転速度に応じて変化する永久磁石の温度上昇量が最小となるｄ軸電流の値の関数を表すグラフである。
【図７】回転速度に応じて変化する永久磁石の温度上昇量が最小となるｄ軸電流の値の関数を三つの直線で近似した関数を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明によるモータ制御装置の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態のモータ制御装置を有するシステムのブロック図である。図１に示すシステムは、三相交流電源１と、コンバータ２と、平滑用コンデンサ３と、インバータ４と、永久磁石同期電動機５と、被駆動体６と、回転角度検出部７と、回転速度演算部８と、メモリ９と、モータ制御装置１０と、上位制御装置２１と、を有する。
【００１７】
コンバータ２は、例えば、複数（３相交流の場合は６個）の整流ダイオード及びこれらの整流ダイオードのそれぞれに逆並列に接続されたトランジスタによって構成され、三相交流電源１から供給される交流電力を直流電力に変換する。平滑用コンデンサ３は、コンバータ２の整流ダイオードによって整流された電圧を平滑化するためにコンバータ２に並列に接続される。インバータ４は、平滑用コンデンサ３に並列に接続され、例えば、複数（３相交流の場合は６個）の整流ダイオード及びこれらの整流ダイオードのそれぞれに逆並列に接続されたトランジスタによって構成され、後に説明するＰＷＭ信号ＶPWMに基づいてトランジスタのオンオフ動作を行うことによって、コンバータ２によって変換された直流電力を交流電力に変換する。
【００１８】
永久磁石同期電動機５は、テーブル、アーム、それらに着脱されるワーク等の被駆動体６が接続され、例えば、工作機械においてワークを保持するテーブルの位置や姿勢を変えるためのもの、ロボットのアームを回転操作させるもの等であってもよい。本実施の形態では、永久磁石同期電動機５を、位置検出部７が取り付けられた回転軸５１を有する可動子としてのロータ５２と、ロータ５２を取り囲むように配置された固定子としてのステータ５３とを有する回転型サーボモータとする。
【００１９】
ロータ５２は、９０°間隔で配置された４個の永久磁石５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄを有する。永久磁石５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄは、ステータ５３側の端部がロータ５２の回転方向に対して互いに９０°ずつ離れるとともに、永久磁石５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄの外側の端部が交互にＮ極、Ｓ極、Ｎ極及びＳ極となるように配置される。
【００２０】
ステータ５３は、１２０°間隔で配置され、第１の相の電流、第２の相の電流及び第３の相の電流としてのＵ相電流ＩU、Ｖ相電流ＩV及びＷ相電流ＩWがそれぞれ供給される３個の巻線５５ｕ，５５ｖ，５５ｗを有する。したがって、永久磁石同期電動機３は、三相同期電動機として機能する。
【００２１】
本実施の形態では、ステータ５３が、コイル（巻線５５ｕ，５５ｖ，５５ｗ）を有し、電力を受給する一次側となり、ロータ５２が、磁石（永久磁石５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ）を有し、一次側から力を受ける二次側となる。
【００２２】
回転角度検出部７は、可動子の位置としてロータ５２の回転角度θを検出するロータリーエンコーダによって構成される。回転速度演算部８は、回転角度θが入力され、回転角度θを時間で微分することによってＵ相電流ＩU、Ｖ相電流ＩV及びＷ相電流ＩWの周波数に相当するロータ５２の回転速度ωを演算し、回転速度ωをモータ制御装置１０に出力する。
【００２３】
メモリ９は、図２に示すように、回転速度ωk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）と、永久磁石同期電動機５の定常時における永久磁石５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄの温度上昇量ΔＴが最小となるｄ軸電流値Ｉdk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）とのルックアップテーブルを格納する。
【００２４】
回転速度ωk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）の各々について、ｄ軸電流Ｉdの値に応じて変化する温度上昇量ΔＴの関数を、有限要素法（Finite Element Method）解析を用いて算出し、図３に示すようなグラフで表すことができる。したがって、図３に示すようなグラフを用いてｄ軸電流値Ｉdk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）の値を回転速度ωk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）の各々について予め求め、求めたｄ軸電流値Ｉdk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）の値を用いて図２に示すルックアップテーブルを構成することができる。なお、図３に示すグラフにおいて、永久磁石同期電動機５のｑ軸電流Ｉqの値が一定（例えば、ゼロ）である条件で永久磁石同期電動機５のｄ軸電流Ｉdの値に応じて変化する温度上昇量ΔＴの関数を設定しているが、温度上昇量ΔＴはｑ軸電流Ｉqの値の変化に対しても変化するので、ｄ軸電流値Ｉdk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）の値を求める際にｑ軸電流Ｉqの値を考慮してもよい。
【００２５】
したがって、ｄ軸電流値Ｉdk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）の値は、ｄ軸電流Ｉdの値に応じて変化する温度上昇量ΔＴの関数に基づいて設定され、ｄ軸電流Ｉdの値に応じて変化する温度上昇量ΔＴの関数は、回転速度ωk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）ごとに設定される。
【００２６】
一方、ロータ５２の鉄損において渦電流損が支配的であり、ステータ５３において銅損が支配的である場合、温度上昇量ΔＴを、式
【数１】
0005243651.tif 000002
ａ，ｂ，ｃ，ｄ：永久磁石同期電動機の形状、材質及び冷却条件に応じて決定される定数
によって表すことができる。
【００２７】
定数ａ，ｂ，ｃ，ｄを決定する際に、温度上昇量ΔＴの計測やシミュレーション（例えば、磁気解析）においてｄ軸電流Ｉdの値及びｑ軸電流Ｉqの値を変えながら温度上昇量ΔＴを求め、最小二乗法等の近似を用いることによって、温度上昇量ΔＴと式（１）との残差が最小となるような定数ａ，ｂ，ｃ，ｄを選択する。
【００２８】
式（１）をｄ軸電流Ｉdで偏微分し、左辺を０にすることによって、永久磁石同期電動機５の定常時における永久磁石５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄの温度上昇量ΔＴが最小となるｄ軸電流Ｉdを、式
【数２】
0005243651.tif 000003
によって表すことができる。
【００２９】
式（２）を、図４に示すようなグラフで表すことができ、図４に示すようなグラフを用いてｄ軸電流値Ｉdk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）を回転速度ωk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）の各々について予め求め、求めたｄ軸電流値Ｉdk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）を用いて図２に示すルックアップテーブルを構成することもできる。
【００３０】
したがって、ｄ軸電流値Ｉdk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）は、回転速度ωに応じて変化するｄ軸電流Ｉdの値の関数に基づいて設定され、回転速度ωに応じて変化するｄ軸電流Ｉdの値の関数は、永久磁石同期電動機５の渦電流損及び銅損に基づいて設定される。
【００３１】
なお、図４に示すグラフすなわち回転速度ωに応じて変化するｄ軸電流Ｉdの値の関数を、図５に示すように３本の直線ａ１，ｂ１，ｃ１によって表す（近似する）ことができ、図５に示すようなグラフを用いてｄ軸電流値Ｉdk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）を回転速度ωk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）の各々について予め求め、求めたｄ軸電流値Ｉdk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）を用いて図２に示すルックアップテーブルを構成することもできる。
【００３２】
さらに、図６に示すように、回転速度ωk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）の各々について、ｄ軸電流Ｉdの値を変化させながら永久磁石５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄの温度を測定し、温度が最小となった点（Ｐ１，Ｐ２，Ｐｎ等）をプロットすることによって、回転速度ωに応じて変化するｄ軸電流Ｉdの値の関数を表すグラフを形成することができる。
【００３３】
例えば、回転速度ωnのときにｄ相電流Ｉdの値を変化させ、点Ｑ1において永久磁石５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄの温度が２００℃になり、点Ｑ2において永久磁石５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄの温度が１００℃になり、点Ｐnにおいて永久磁石５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄの温度が７０℃になり、点Ｑ3において永久磁石５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄの温度が１００℃になった場合、点Ｐnを温度が最小となった点として選択する。
【００３４】
図６に示すようなグラフを形成するに際し、永久磁石５４ａ，５４ｂ，５４ｃ又は５４ｄに近接するように温度センサをロータ５２に取り付け、温度センサによって検出された温度を永久磁石５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄの温度とみなすことによって、永久磁石５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄの温度を取得する。
【００３５】
図６に示すようなグラフを用いてｄ軸電流値Ｉdk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）を回転速度ωk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）の各々について予め求め、求めたｄ軸電流値Ｉdk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）を用いて図２に示すルックアップテーブルを構成することもできる。
【００３６】
したがって、ｄ軸電流値Ｉdk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）は、回転速度ωに応じて変化するｄ軸電流Ｉdの値の関数に基づいて設定され、回転速度ωに応じて変化するｄ軸電流Ｉdの値の関数は、回転速度ωごとに測定された永久磁石５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄの温度に基づいて設定される。
【００３７】
なお、図６に示すグラフすなわち回転速度ωに応じて変化するｄ軸電流Ｉdの値の関数を、図７に示すように３本の直線ａ２，ｂ２，ｃ２によって表す（近似する）ことができ、図７に示すようなグラフを用いてｄ軸電流値Ｉdk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）を回転速度ωk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）の各々について予め求め、求めたｄ軸電流値Ｉdk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）を用いて図２に示すルックアップテーブルを構成することもできる。
【００３８】
モータ制御装置１０は、永久磁石同期電動機５のトルクを迅速かつ安定して生成するために、永久磁石同期電動機５のｑ軸電流及びｄ軸電流を独立に制御するベクトル制御を行う。このために、モータ制御装置１０は、ｑ軸電流及びｄ軸電流検出部１１と、ｑ軸電流指令値生成部１２と、ｄ軸電流指令値生成部１３と、駆動部１４と、を備える。
【００３９】
本実施の形態では、回転速度演算部８、メモリ９、ｑ軸電流及びｄ軸電流検出部１１、ｑ軸電流指令値生成部１２、ｄ軸電流指令値生成部１３、並びに駆動部１４は、入出力ポート、シリアル通信回路、Ａ／Ｄ変換器、タイマ等を備えたプロセッサによって実現され、図示しないメモリに格納された処理プログラムに従って後に説明する処理を実行する。
【００４０】
ｑ軸電流及びｄ軸電流検出部１１は、ｑ軸電流Ｉq及びｄ軸電流Ｉdを、永久磁石同期電動機５に流れる三相のＵ相電流ＩU、Ｖ相電流ＩV及びＷ相電流ＩW及び回転角度θに基づいて検出する。このために、ｑ軸電流及びｄ軸電流検出部１１は、回転座標変換及び三相−二相変換を行う座標変換器によって構成される。したがって、ｑ軸電流及びｄ軸電流検出部１１は、静止座標系（ＵＶＷ座標系）の三相のＵ相電流ＩU、Ｖ相電流ＩV及びＷ相電流ＩWを、静止座標系（αβ座標系）に対して回転角度θだけ回転する回転座標系で表される二相のｑ軸電流Ｉq及びｄ軸電流Ｉdに変換し、ｑ軸電流Ｉq及びｄ軸電流Ｉdを駆動部１４に出力する。
【００４１】
この場合、三相のＵ相電流ＩU、Ｖ相電流ＩV及びＷ相電流ＩWは、インバータ４の出力線に設けられた電流検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗによって検出され、電流検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗが出力する電流検出信号は、図示しないＡ／Ｄ変換器に入力されてデジタルデータに変換する。なお、電流検出器４Ｕ，４Ｖ，４Ｗは、例えばホール素子によって構成される。
【００４２】
ｑ軸電流指令値生成部１２は、ｑ軸電流指令値Ｉqcomを、可動子に対する速度指令値としての回転速度指令値ωcomに基づいて生成する。このために、ｑ軸電流指令値生成部１２は、減算器１２ａと、ＰＩ制御部１２ｂと、を有する。
【００４３】
減算器１２ａは、回転速度指令値ωcomが入力される非反転入力部と、回転速度ωが入力される反転入力部と、回転速度指令値ωcomと回転速度ωとの減算結果である回転速度偏差Δωを出力する出力部と、を有する。ＰＩ制御部１２ｂは、回転速度偏差Δωが入力され、回転速度偏差Δωの比例積分演算を行うことによってｑ軸電流指令値Ｉqcomを生成し、ｑ軸電流指令値Ｉqcomを駆動部１４に出力する。
【００４４】
ｄ軸電流指令値生成部１３は、回転速度ωが入力され、永久磁石同期電動機５の定常時における永久磁石５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄの温度上昇量が最小になるｄ軸電流指令値Ｉdcomを、回転速度ωに基づいて生成し、ｄ軸電流指令値Ｉdcomを駆動部１４に出力する。例えば、ｄ軸電流指令値生成部１３に回転速度ωk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）が入力された場合、ｄ軸電流指令値生成部１３は、回転速度ωk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）に対応するｄ軸電流値Ｉdk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）を、メモリ９に格納されたルックアップテーブルから読み出し、ｄ軸電流値Ｉdk（ｋ＝１，２，．．．ｎ）に相当するｄ軸電流指令値Ｉdcomを駆動部１４に出力する。
【００４５】
駆動部１４は、永久磁石同期電動機５を、ｑ軸電流Ｉq、ｄ軸電流Ｉd、ｑ軸電流指令値Ｉqcom及びｄ軸電流指令値Ｉdcomに基づいて駆動する。このために、駆動部１４は、減算器１４ａ，１４ｂと、ＰＩ制御部１４ｃ，１４ｄと、指令電圧生成部１４ｅと、ＰＷＭ信号生成部１４ｆと、を有する。
【００４６】
減算器１４ａは、ｄ軸電流指令値Ｉdcomが入力される非反転入力部と、ｄ軸電流Ｉdが入力される反転入力部と、ｄ軸電流指令値Ｉdcomとｄ軸電流Ｉdの値との減算結果である電流偏差ΔＩdを出力する出力部と、を有する。減算器１４ｂは、ｑ軸電流指令値Ｉqcomが入力される非反転入力部と、ｑ軸電流Ｉqが入力される反転入力部と、ｑ軸電流指令値Ｉqcomとｑ軸電流Ｉqの値との減算結果である電流偏差ΔＩqを出力する出力部と、を有する。
【００４７】
ＰＩ制御部１４ｃは、電流偏差ΔＩdが入力され、電流偏差ΔＩdの比例積分演算を行うことによってｄ軸電圧指令値Ｖdを生成し、ｄ軸電圧指令値Ｖdを駆動部１４に出力する。ＰＩ制御部１４ｄは、電流偏差ΔＩqが入力され、電流偏差ΔＩqの比例積分演算を行うことによってｑ軸電圧指令値Ｖqを生成し、ｑ軸電圧指令値Ｖqを駆動部１４に出力する。
【００４８】
指令電圧生成部１４ｅは、ｄ軸電圧指令値Ｖd及びｑ軸電圧指令値Ｖqに基づいてＵ相電圧指令値ＶU、Ｖ相電圧指令値ＶV及びＷ相電圧指令値ＶWを生成する。このために、指令電圧生成部１４ｅは、回転座標変換及び二相−三相変換を行う座標変換器によって構成される。したがって、指令電圧生成部１４ｅは、静止座標系（αβ座標系）に対して回転角度θだけ回転する回転座標系で表される二相のｄ軸電圧指令値Ｖd及びｑ軸電圧指令値Ｖqを、三相のＵ相電圧指令値ＶU、Ｖ相電圧指令値ＶV及びＷ相電圧指令値ＶWに変換し、Ｕ相電圧指令値ＶU、Ｖ相電圧指令値ＶV及びＷ相電圧指令値ＶWをＰＷＭ信号生成部１４ｆに出力する。
【００４９】
ＰＷＭ信号生成部１４ｆは、Ｕ相電圧指令値ＶU、Ｖ相電圧指令値ＶV及びＷ相電圧指令値ＶWに基づいてＰＷＭ信号ＶPWM（この場合、インバータ４の各トランジスタに対応するＶPWM1，ＶPWM2，ＶPWM3，ＶPWM4，ＶPWM5及びＶPWM6）を生成し、永久磁石同期電動機５を駆動するためにＰＷＭ信号ＶPWMをインバータ４に出力する。
【００５０】
上位制御装置２１は、ＣＮＣ（数値制御装置）等によって構成され、回転速度指令値ωｃｏｍを減算器１２ａの非反転入力部に入力する。
【００５１】
本実施の形態によれば、永久磁石同期電動機５の定常時における永久磁石５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄの温度上昇量ΔＴが最小になるｄ軸電流指令値Ｉdcomを、回転速度ωに基づいて生成するので、永久磁石同期電動機５の定常時における永久磁石５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄの温度上昇量ΔＴを最小にすることができる。したがって、永久磁石５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄを設けたロータ５２すなわち二次側に損失が集中しないために永久磁石５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄが過熱状態にならず、過熱による永久磁石５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄの熱減磁が生じる事態を回避することができる。また、本実施の形態では、過熱による永久磁石５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄの熱減磁が生じる事態を回避するために磁力の弱い磁石の使用、磁気ギャップの拡大等のハードウェアの変更を必要としない。
【００５２】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。例えば、上記実施の形態において、永久磁石同期電動機５として、ロータ５２に永久磁石５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄが設けられた回転型サーボモータを用いた場合について説明したが、ステータに永久磁石が設けられた回転型サーボモータ、ステータとスライダのうちのいずれか一方に永久磁石が設けられたリニアサーボモータ、ステータとバイブレータのうちのいずれか一方に永久磁石が設けられた振動型サーボモータ等を、永久磁石同期電動機５として用いることができる。
【００５３】
また、回転角度検出部７を、ロータリーエンコーダ以外の部品（例えば、ホール素子又はレゾルバ）によって構成することができる。また、回転角度検出部７を省略し、永久磁石同期電動機５に供給される交流電流及び交流電圧に基づいて回転角度θ及び回転速度ωを演算することもできる。
【００５４】
また、上記実施の形態において、メモリ９をプロセッサの一部として説明したが、メモリ９をプロセッサ外の部品として構成することもできる。また、メモリ９を磁気生成電流指令値生成部１３内に設けることもできる。
【００５５】
また、上記実施の形態において、ｑ軸電流Ｉq及びｄ軸電流Ｉdを検出するために三相のＵ相電流ＩU、Ｖ相電流ＩV及びＷ相電流ＩWを用いる場合について説明したが、三相のＵ相電流ＩU、Ｖ相電流ＩV及びＷ相電流ＩWのうちのいずれか二相（例えば、Ｖ相電流ＩV及びＷ相電流ＩW）を用いてｑ軸電流Ｉq及びｄ軸電流Ｉdを検出することもできる。
【００５６】
また、上記実施の形態において、ｄ軸電流値Ｉdkを取得するためにルックアップテーブルを用いる場合について説明したが、図３、図４、図５、図６若しくは図７の関数のグラフを表す式又は図３、図４若しくは図６の関数のグラフを表す式から容易に想到できる近似式（例えば、図３、図４又は図６の関数のグラフを表す式に影響の小さい定数項を加えただけの近似式）をメモリ９に予め格納し、これらの式のうちの一つに回転速度ωを代入してｄ軸電流値Ｉdkを演算することによってｄ軸電流値Ｉdkを取得することもできる。
【００５７】
また、上記実施の形態において、図４又は図６の関数のグラフを３本の直線によって表す（近似する）場合について説明したが、図４又は図６の関数のグラフを少なくとも一つの直線又は平滑線によって表す（近似する）こともできる。
【００５８】
さらに、上記実施の形態において、回転速度指令値ωcomを出力するために上位制御装置２１を用いる場合について説明したが、回転速度指令値ωcomを出力するために上位制御装置２１以外の制御装置を用いることもできる。
【符号の説明】
【００５９】
１    三相交流電源
２    コンバータ
３    平滑用コンデンサ
４    インバータ
４ｕ，４ｖ，４ｗ    電流検出部
５    永久磁石同期電動機
６    被駆動体
７    回転角度検出部
８    回転速度演算部
９    メモリ
１０    モータ制御装置
１１    ｑ軸電流及びｄ軸電流検出部
１２    ｑ軸電流指令値生成部
１２ａ，１４ａ，１４ｂ    減算器
１２ｂ，１４ｃ，１４ｄ    ＰＩ制御部
１３    ｄ軸電流指令値生成部
１４    駆動部
１４ｅ    指令電圧生成部
１４ｆ    ＰＷＭ信号生成部
２１    上位制御装置
Ｉd    ｄ軸電流
Ｉdcom    ｄ軸電流指令値
Ｉdk    永久磁石の温度上昇量が最小となるｄ軸電流値
Ｉq    ｑ軸電流
Ｉqcom    ｑ軸電流指令値
ＩU    Ｕ相電流
ＩV    Ｖ相電流
ＩW    Ｗ相電流
Ｖd    ｄ軸電圧指令値
Ｖq    ｑ軸電圧指令値
ＶU    Ｕ相電圧指令値
ＶV    Ｖ相電圧指令値
ＶW    Ｗ相電圧指令値
ＶPWM    ＰＷＭ信号
ΔＩd，ΔＩq    電流偏差
θ    回転角度
ω    回転速度
ωcom    回転速度指令値
Δω    回転速度偏差
【図１】
0005243651.tif 000004
【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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【図７】
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