(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期電動機の電機子電流を検出する電流検出手段と、
前記同期電動機のモデルに基づいて電機子電流を推定する適応電流オブザーバと、
前記同期電動機の磁極位置の角度誤差の正負の判断の基準となる２次元の基準ベクトルを演算する基準ベクトル演算手段と、
前記電流検出手段にて検出された電流検出値と前記適応電流オブザーバにて推定された電流推定値との偏差に対応した２次元の電流誤差ベクトルと、前記基準ベクトルとの外積を演算する外積演算手段と、
前記外積演算手段にて演算された外積値の符号を算出する符号算出手段と、
前記同期電動機の磁極位置の角度誤差の大きさに対して単調に増加する関数を演算する単調増加関数演算手段と、
前記単調増加関数演算手段にて演算された関数と前記符号算出手段にて演算された符号との乗算結果と、前記外積演算手段にて演算された外積値との加算結果に基づいて、前記同期電動機の磁極位置の角度推定値を算出する角度推定器と、
前記角度推定値を用いて生成された電圧指令値に基づいて、前記同期電動機を可変速制御する電力変換装置とを備えることを特徴とする同期電動機の制御装置。
【請求項２】
前記単調増加関数演算手段は、前記電流誤差ベクトルと前記基準ベクトルとの内積を演算する内積演算手段を備えることを特徴とする請求項１記載の同期電動機の制御装置。
【請求項３】
前記角度推定器は、前記外積演算手段にて演算された外積値と、前記内積演算手段にて演算された内積値に前記符号算出手段にて演算された符号を乗算した値との加算結果に基づいて、前記同期電動機の磁極位置の角度推定値を算出することを特徴とする請求項２記載の同期電動機の制御装置。
【請求項４】
前記基準ベクトルは、ｄｑ軸間のインダクタンスの差分とトルク軸電流との積算値と、磁石磁束の−１倍から１倍までの範囲に入る値との合算値に比例する値を磁束軸成分、ｄｑ軸間のインダクタンスの差分と磁束軸電流との積算値と、磁石磁束との合算値に比例する値をトルク軸成分として持つことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の同期電動機の制御装置。
【請求項５】
同期電動機の電機子電流を検出する電流検出手段と、
前記同期電動機のモデルに基づいて電機子電流を推定する適応電流オブザーバと、
前記同期電動機の磁極位置の角度誤差の正負の判断の基準となる２次元の基準ベクトルを演算する基準ベクトル演算手段と、
前記電流検出手段にて検出された電流検出値と前記適応電流オブザーバにて推定された電流推定値との偏差に対応した２次元の電流誤差ベクトルと、前記基準ベクトルとの外積を演算する外積演算手段と、
前記外積演算手段にて演算された外積値に基づいて、前記同期電動機の磁極位置の角度推定値を算出する角度推定器と、
前記角度推定値を用いて生成された電圧指令値に基づいて、前記同期電動機を可変速制御する電力変換装置とを備え、
前記基準ベクトルは、ｄｑ軸間のインダクタンスの差分とトルク軸電流との積算値と、磁石磁束の−１倍から１倍までの範囲に入る値との合算値に比例する値を磁束軸成分、ｄｑ軸間のインダクタンスの差分と磁束軸電流との積算値と、磁石磁束との合算値に比例する値をトルク軸成分として持つこと
を特徴とする同期電動機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は同期電動機の制御装置に関し、特に、位置センサレスベクトル制御にて永久磁石同期電動機を可変速駆動する制御方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石同期電動機は、誘導電動機に比べて小型高効率であるという利点があり、エレベータなどの他、電気自動車や鉄道車両などの交通分野にも適用されている。特に、鉄道車両などの交通分野での電動機駆動装置は、極低速から弱め界磁運転範囲までの広い範囲で可変速運転とトルク制御が可能であることが要求される。
また、永久磁石同期電動機の制御において、設置面積の制約、ロータリーエンコーダやレゾルバの配線およびメンテナンスに伴うコストの削減のため、位置センサなしでトルク制御可能な位置センサレスベクトル制御が用いられることがある。
【０００３】
これまでにも様々な永久磁石同期電動機の位置センサレスベクトル制御方法が提案されているが、非特許文献１には、特に、低速領域の制御を対象として、電流を推定するオブザーバを用いることで、永久磁石同期電動機速度センサレスベクトル制御を実現する方法が開示されている。また、非特許文献２には、電機子電流の代わりに電機子磁束を推定することで、永久磁石同期電動機速度センサレスベクトル制御を実現する方法が開示されている。
【０００４】
図８は、従来の同期電動機の制御装置の概略構成を示すブロック図である。
図８において、埋込形永久磁石同期電動機００１には、埋込形永久磁石同期電動機００１を可変速駆動する同期電動機の制御装置０００が接続され、埋込形永久磁石同期電動機００１の回転軸には負荷００２が接続されている。
ここで、同期電動機の制御装置０００には、電力変換装置００４、回転二相／三相座標変換手段００５、三相／回転二相座標変換手段００６、電流制御手段００７、電流指令値作成手段００８、速度ＰＩＤ調節器００９、適応電流オブザーバ０１０、逆伝達関数行列算出手段０１１、角度・速度・一次抵抗推定器０１２、減算器０１３、０１４、０１５が設けられ、同期電動機の制御装置０００の出力側には、埋込形永久磁石同期電動機００１に供給されるＵＶＷ相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを検出する電流検出手段００３が設けられている。
【０００５】
なお、以下の説明では、励磁軸としてγ軸またはｄ軸と表記することもあり、トルク軸としてδ軸またはｑ軸と表記することもある。また、以下の説明では、励磁軸方向の値についてはγまたはｄというサフィックスを付し、トルク軸方向の値についてはδまたはｑというサフィックスを付し、１次側の値については１またはｓというサフィックスを付し、２次側の値については２またはｒというサフィックスを付した。
【０００６】
そして、減算器０１３は、同期電動機の制御装置０００に与えられた速度指令値ω＊と、角度・速度・一次抵抗推定器０１２から出力された速度推定値ωｒ＃との偏差を算出することができる。
速度ＰＩＤ調節器００９は、減算器０１３から出力された速度指令値ω＊と速度推定値ωｒ＃との偏差がゼロになるように、速度指令値ω＊と速度推定値ωｒ＃との偏差のＰＩＤ演算を行うことにより、トルク指令値Ｔ＊を算出することができる。
【０００７】
電流指令値作成手段００８は、速度ＰＩＤ調節器００９から出力されたトルク指令値Ｔ＊に基づいて、γδ軸の電流指令値ｉγ＊、ｉδ＊を算出することができる。なお、埋込形永久磁石同期電動機００１の磁石の磁極に平行な方向と推定している軸をγ軸、γ軸に直交する方向をδ軸とした。
三相／回転二相座標変換手段００６は、電流検出手段００３にて検出されたＵＶＷ相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗの検出値をαβ軸の固定二相変換した後、角度・速度・一次抵抗推定器０１２から出力された角度推定値θ＃の回転座標変換を行うことで、γδ軸の電流検出値ｉγ、ｉδを算出することができる。
【０００８】
減算器０１４、０１５は、電流指令値作成手段００８から出力された電流指令値ｉγ＊、ｉδ＊と、三相／回転二相座標変換手段００６から出力された電流検出値ｉγ、ｉδとの偏差をそれぞれ算出することができる。
電流制御手段００７は、減算器０１４、０１５からそれぞれ出力された電流指令値ｉγ＊、ｉδ＊と電流検出値ｉγ、ｉδとの偏差がゼロになるように、γδ軸の電圧指令値ｖγ＊、ｖδ＊を算出することができる。
回転二相／三相座標変換手段００５は、角度・速度・一次抵抗推定器０１２から出力された角度推定値θ＃に基づいてγδ軸の電圧指令値ｖγ＊、ｖδ＊を逆回転変換し、固定二相の値に変換した後、二相三相変換を行うことで、電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊を算出することができる。
【０００９】
電力変換装置００４は、回転二相／三相座標変換手段００５から出力される電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊に基づいて埋込形永久磁石同期電動機００１を駆動することにより、埋込形永久磁石同期電動機００１を可変速制御することができる。
適応電流オブザーバ０１０は、埋込形永久磁石同期電動機００１のモデルに基づいて電機子電流を推定することができる。ここで、適応電流オブザーバ０１０は、電機子電流を推定する場合、角度・速度・一次抵抗推定器０１２にて推定された電機子抵抗推定値ＲＳ＃を埋込形永久磁石同期電動機００１のモデルのパラメータとして使用することができる。
【００１０】
逆伝達関数行列算出手段０１１は、軸ずれの角度推定誤差Δθ＃および電機子の抵抗推定誤差ΔＲＳ＃からγδ軸の電流検出値ｉγ、ｉδと電流推定値ｉγ＃、ｉδ＃との偏差までの伝達関数の逆行列に基づいて、γδ軸の電流の偏差を角度誤差に比例する成分と抵抗誤差に比例する成分とに分離し、角度推定誤差Δθ＃および抵抗推定誤差ΔＲＳ＃を出力することができる。
角度・速度・一次抵抗推定器０１２は、逆伝達関数行列算出手段０１１から出力された角度推定誤差Δθ＃および抵抗推定誤差ΔＲＳ＃に基づいて、速度推定値ωｒ＃＝ω１、角度推定値θ＃および電機子抵抗推定値ＲＳ＃を算出することができる。
【００１１】
そして、速度指令値ω＊が同期電動機の制御装置０００に与えられると、その速度指令値ω＊と、角度・速度・一次抵抗推定器０１２から出力された速度推定値ωｒ＃との偏差が減算器０１３にて算出され、速度ＰＩＤ調節器００９に出力される。そして、速度ＰＩＤ調節器００９は、速度指令値ω＊と速度推定値ωｒ＃との偏差がゼロになるようにＰＩＤ演算を行い、トルク指令値Ｔ＊を電流指令値作成手段００８にトルク指令値Ｔ＊を出力する。そして、電流指令値作成手段００８は、トルク指令値Ｔ＊を速度ＰＩＤ調節器００９から受け取ると、トルク指令値Ｔ＊に基づいて電流指令値ｉγ＊、ｉδ＊を算出し、減算器０１４、０１５にそれぞれ出力する。
【００１２】
一方、電流検出手段００３は、埋込形永久磁石同期電動機００１に供給されるＵＶＷ相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを検出し、その検出値を三相／回転二相座標変換手段００６に出力する。そして、三相／回転二相座標変換手段００６は、ＵＶＷ相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗの検出値をαβ軸の固定二相変換した後、角度・速度・一次抵抗推定器０１２から出力された角度推定値θ＃の回転座標変換を行うことで、電流検出値ｉγ、ｉδを算出し、減算器０１４、０１５にそれぞれ出力する。
【００１３】
そして、減算器０１４、０１５は、電流指令値ｉγ＊、ｉδ＊と電流検出値ｉγ、ｉδとをそれぞれ受け取ると、電流指令値ｉγ＊、ｉδ＊と電流検出値ｉγ、ｉδとの偏差をそれぞれ算出し、電流制御手段００７に出力する。そして、電流制御手段００７は、電流指令値ｉγ＊、ｉδ＊と電流検出値ｉγ、ｉδとの偏差がゼロになるように電圧指令値ｖγ＊、ｖδ＊を算出し、回転二相／三相座標変換手段００５に出力する。
【００１４】
そして、回転二相／三相座標変換手段００５は、電圧指令値ｖγ＊、ｖδ＊を受け取ると、角度・速度・一次抵抗推定器０１２から出力された角度推定値θ＃に基づいて電圧指令値ｖγ＊、ｖδ＊を逆回転変換し、固定二相の値に変換した後、二相三相変換を行うことで、電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊を算出し、電力変換装置００４に出力する。そして、電力変換装置００４は、電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊に基づいて埋込形永久磁石同期電動機００１を駆動することにより、埋込形永久磁石同期電動機００１を可変速制御する。
【００１５】
また、三相／回転二相座標変換手段００６にて算出された電流検出値ｉγ、ｉδは適応電流オブザーバ０１０に出力されるとともに、電流制御手段００７にて算出された電圧指令値ｖγ＊、ｖδ＊は適応電流オブザーバ０１０に出力される。さらに、角度・速度・一次抵抗推定器０１２にて算出された電機子抵抗推定値ＲＳ＃は適応電流オブザーバ０１０に出力される。
そして、適応電流オブザーバ０１０は、γδ軸の電流検出値ｉγ、ｉδおよびγδ軸の電流推定値ｉγ＃、ｉδ＃に関する状態方程式を用いることにより、γδ軸の電流検出値ｉγ、ｉδとγδ軸の電流推定値ｉγ＃、ｉδ＃との偏差（以下、電流誤差とも言う）をそれぞれ算出し、逆伝達関数行列算出手段０１１に出力する。
ここで、γδ軸の電流検出値ｉγ、ｉδおよびγδ軸の電流推定値ｉγ＃、ｉδ＃に関する状態方程式は、以下の（１）式で表すことができる。
【００１６】
【数１】
0005326284.tif 000002
【００１７】
ただし、
ｖγ：γ軸出力電圧
ｖδ：δ軸出力電圧
ｉγ：γ軸電流検出値
ｉδ：δ軸電流検出値
Ｌｄ：ｄ軸インダクタンス
Ｌｑ：ｑ軸インダクタンス
Φｍ：磁石磁束
ｉγ＃：γ軸電流推定値
ｉδ＃：δ軸電流推定値
ＲＳ＃：電機子抵抗推定値
ｇ１１、ｇ１２、ｇ２１、ｇ２２：適応電流オブザーバ０１０のフィードバックゲイン
である。
また、適応電流オブザーバ０１０のフィードバックゲインは、以下の（２）式のように与えることができる。
【００１８】
【数２】
0005326284.tif 000003
【００１９】
ただし、
ｇｃ：適応電流オブザーバ０１０の極を決める制御変数（正の値）
である。
そして、逆伝達関数行列算出手段０１１は、γδ軸の電流検出値ｉγ、ｉδとγδ軸の電流推定値ｉγ＃、ｉδ＃との偏差を受け取ると、電機子電流のγδ軸の検出値と推定値との偏差までの伝達関数の逆行列に基づいて、角度推定誤差Δθ＃および抵抗推定誤差ΔＲＳ＃を算出し、角度・速度・一次抵抗推定器０１２に出力する。
ここで、角度推定誤差Δθ＃および抵抗推定誤差ΔＲＳ＃から、γδ軸の電流検出値ｉγ、ｉδとγδ軸の電流推定値ｉγ＃、ｉδ＃との偏差までの伝達関数の逆行列は、以下の（３）式にて与えることができる。
【００２０】
【数３】
0005326284.tif 000004
【００２１】
ただし、係数Ｂ１１〜Ｂ２２は、以下の（４）式のように設定することができる。
【００２２】
【数４】
0005326284.tif 000005
【００２３】
また、（３）式において、Ｂ１１Ｂ２２−Ｂ１２Ｂ２１は、ｓの１次の項と０次の項を含み、係数Ｂ１１〜Ｂ２２の関係は、以下の（５）式にて与えることができる。
【００２４】
【数５】
0005326284.tif 000006
そこで、
【００２５】
【数６】
0005326284.tif 000007
【００２６】
ただし、過渡的な状態を考慮すると、逆伝達関数行列算出手段０１１にて算出される伝達関数の逆行列および実際の角度θから角度推定値θ＃までの閉ループ伝達関数の中に不安定な極が存在しないようにする必要がある。
このため、ｍ０≧０の場合、ｆ（ｍ０）＝１、ｍ０＜０の場合、ｆ（ｍ０）＝−１とすることができる。また、ｍ０ｍ１≧０の場合、ｈ１＝｜ｍ１｜、ｈ０＝｜ｍ０｜、ｍ０ｍ１＜０の場合、ｈ１＝｜ｍ０｜＋｜ｍ０｜｜ｍ１｜ｋ´とすることができる。
そして、角度・速度・一次抵抗推定器０１２は、角度推定誤差Δθ＃および抵抗推定誤差ΔＲＳ＃を受け取ると、以下の（７）〜（９）式を用いることにより、速度推定値ωｒ＃＝ω１、角度推定値θ＃および電機子抵抗推定値ＲＳ＃を算出することができる。
【００２７】
すなわち、角度・速度・一次抵抗推定器０１２は、速度推定値ωｒ＃＝ω１、角度推定値θ＃および電機子抵抗推定値ＲＳ＃を算出すると、速度推定値ωｒ＃を減算器０１３に出力し、角度推定値θ＃を回転二相／三相座標変換手段００５および三相／回転二相座標変換手段００６に出力し、電機子抵抗推定値ＲＳ＃を適応電流オブザーバ０１０に出力することができ、適応電流オブザーバ０１０は角度誤差Δθに比例する電流誤差を正確に出力することができる。
【００２８】
【数７】
0005326284.tif 000008
【００２９】
【数８】
0005326284.tif 000009
【００３０】
【数９】
0005326284.tif 000010
【００３１】
ただし、
Ｋθｐ：速度推定器の比例ゲイン
Ｋθｉ：速度推定器の積分ゲイン
ＫＲｐ：抵抗推定器の比例ゲイン
ＫＲｉ：抵抗推定器の積分ゲイン
である。
これにより、磁極位置の角度誤差Δθに比例する成分と抵抗誤差ΔＲｓに比例する成分とを分離して推定することができ、電機子抵抗Ｒｓを同時に同定しながら位置センサレスベクトル制御にて埋込形永久磁石同期電動機００１を可変速駆動することが可能となることから、電機子抵抗Ｒｓが変動する場合においても、低速域での位置精度を向上させることができる。
【００３２】
【非特許文献１】杉本英彦、能登泰之、菊池寿江：「適応電流オブザーバを用いたＩＰＭＳＭの電機子巻線抵抗推定器付き位置センサレス制御」，平成１９年電気学会全国大会，４−１１９
【非特許文献２】村上暁、梶野大樹、釜井健治、林洋一、福本哲哉：「適応オブザーバによる永久磁石同期電動機速度センサレスベクトル制御系の設計手法」，電気学会半導体電力変換研究会資料，ＳＰＣ−０２−８５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
しかしながら、非特許文献１に開示された方法では、電機子抵抗Ｒｓを同時に同定したり、低速域での位置精度を向上させたりすることができるが、係数Ｂ１１〜Ｂ２２を導出するに当たり、Δθ≒０と仮定して、角度誤差Δθを含む値が、ｃｏｓΔθ≒ｃｏｓ２Δθ≒１、ｓｉｎΔθ≒Δθ、ｓｉｎ２Δθ≒２Δθと近似される。このため、磁極位置の角度誤差Δθが大きくなり、Δθ≒０という仮定が成り立たなくなると、角度推定誤差Δθ＃の算出精度が劣化することから、角度誤差Δθが０から大きく離れた場合や突極性の大きいモータを駆動した時の安定性を保証することができないという問題があった。
非特許文献２に開示された方法でも、同様の近似が用いられていることから、同様の問題を引き起こす可能性がある。
そこで、本発明の目的は、磁極位置の角度誤差が大きい場合においても、磁極位置の角度推定値の安定性を保証することが可能な同期電動機の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】
【００３５】
上述した課題を解決するために、請求項１記載の同期電動機の制御装置によれば、同期電動機の電機子電流を検出する電流検出手段と、前記同期電動機のモデルに基づいて電機子電流を推定する適応電流オブザーバと、前記同期電動機の磁極位置の角度誤差の正負の判断の基準となる２次元の基準ベクトルを演算する基準ベクトル演算手段と、前記電流検出手段にて検出された電流検出値と前記適応電流オブザーバにて推定された電流推定値との偏差に対応した２次元の電流誤差ベクトルと、前記基準ベクトルとの外積を演算する外積演算手段と、前記外積演算手段にて演算された外積値の符号を算出する符号算出手段と、前記同期電動機の磁極位置の角度誤差の大きさに対して単調に増加する関数を演算する単調増加関数演算手段と、前記単調増加関数演算手段にて演算された関数と前記符号算出手段にて演算された符号との乗算結果と、前記外積演算手段にて演算された外積値との加算結果に基づいて、前記同期電動機の磁極位置の角度推定値を算出する角度推定器と、前記角度推定値を用いて生成された電圧指令値に基づいて、前記同期電動機を可変速制御する電力変換装置とを備えることを特徴とする。
【００３６】
また、請求項２記載の同期電動機の制御装置によれば、前記単調増加関数演算手段は、前記電流誤差ベクトルと前記基準ベクトルとの内積を演算する内積演算手段を備えることを特徴とする。
また、請求項３記載の同期電動機の制御装置によれば、前記角度推定器は、前記外積演算手段にて演算された外積値と、前記内積演算手段にて演算された内積値に前記符号算出手段にて演算された符号を乗算した値との加算結果に基づいて、前記同期電動機の磁極位置の角度推定値を算出することを特徴とする。
また、請求項４記載の同期電動機の制御装置によれば、前記基準ベクトルは、ｄｑ軸間のインダクタンスの差分とトルク軸電流との積算値と、磁石磁束の−１倍から１倍までの範囲に入る値との合算値に比例する値を磁束軸成分、ｄｑ軸間のインダクタンスの差分と磁束軸電流との積算値と、磁石磁束との合算値に比例する値をトルク軸成分として持つことを特徴とする。
さらに、上述した課題を解決するために、請求項５記載の同期電動機の制御装置によれば、同期電動機の電機子電流を検出する電流検出手段と、前記同期電動機のモデルに基づいて電機子電流を推定する適応電流オブザーバと、前記同期電動機の磁極位置の角度誤差の正負の判断の基準となる２次元の基準ベクトルを演算する基準ベクトル演算手段と、前記電流検出手段にて検出された電流検出値と前記適応電流オブザーバにて推定された電流推定値との偏差に対応した２次元の電流誤差ベクトルと、前記基準ベクトルとの外積を演算する外積演算手段と、前記外積演算手段にて演算された外積値に基づいて、前記同期電動機の磁極位置の角度推定値を算出する角度推定器と、前記角度推定値を用いて生成された電圧指令値に基づいて、前記同期電動機を可変速制御する電力変換装置とを備え、前記基準ベクトルは、ｄｑ軸間のインダクタンスの差分とトルク軸電流との積算値と、磁石磁束の−１倍から１倍までの範囲に入る値との合算値に比例する値を磁束軸成分、ｄｑ軸間のインダクタンスの差分と磁束軸電流との積算値と、磁石磁束との合算値に比例する値をトルク軸成分として持つことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３７】
以上説明したように、本発明によれば、同期電動機の磁極位置の角度誤差の正負の判断の基準となる基準ベクトルを演算することにより、角度誤差が小さい時に成り立つ近似を行うことなく、同期電動機の磁極位置の角度推定値を算出することが可能となり、磁極位置の角度誤差が大きい場合においても、磁極位置の角度推定値の安定性を保証することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の実施形態に係る同期電動機の制御装置について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る同期電動機の制御装置の概略構成を示すブロック図である。
図１において、埋込形永久磁石同期電動機１０１には、埋込形永久磁石同期電動機１０１を可変速駆動する同期電動機の制御装置１００が接続され、埋込形永久磁石同期電動機１０１の回転軸には負荷１０２が接続されている。
【００３９】
ここで、同期電動機の制御装置１００には、電力変換装置１０４、回転二相／三相座標変換手段１０５、三相／回転二相座標変換手段１０６、電流制御手段１０７、電流指令値作成手段１０８、速度ＰＩＤ調節器１０９、適応電流オブザーバ１１０、基準ベクトル演算手段１１１ａ、外積演算手段１１１ｂ、角度・速度推定器１１６、減算器１１３、１１４、１１５が設けられ、同期電動機の制御装置１００の出力側には、埋込形永久磁石同期電動機１０１に供給されるＵＶＷ相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを検出する電流検出手段１０３が設けられている。
【００４０】
なお、電力変換装置１０４、回転二相／三相座標変換手段１０５、三相／回転二相座標変換手段１０６、電流制御手段１０７、電流指令値作成手段１０８、速度ＰＩＤ調節器１０９、適応電流オブザーバ１１０、減算器１１３、１１４、１１５は、図８の電力変換装置００４、回転二相／三相座標変換手段００５、三相／回転二相座標変換手段００６、電流制御手段００７、電流指令値作成手段００８、速度ＰＩＤ調節器００９、適応電流オブザーバ０１０、減算器０１３、０１４、０１５とそれぞれ同様の動作を行うことができる。
【００４１】
基準ベクトル演算手段１１１ａは、三相／回転二相座標変換手段１０６から出力された電流検出値ｉγ、ｉδと適応電流オブザーバ１１０にて推定された電流推定値ｉγ＃、ｉδ＃との偏差に対応した電流誤差ベクトルとの間において、同期電動機１０１の磁極位置の角度誤差Δθの正負の判断の基準となる基準ベクトルを演算することができる。なお、この基準ベクトルは、ｄｑ軸間のインダクタンスの差分（Ｌｄ−Ｌｑ）とδ軸電流検出値ｉδとの積算値と、磁石磁束Φｍの−１倍から１倍までの範囲に入る値との合算値に比例する値を磁束軸成分、ｄｑ軸間のインダクタンスの差分（Ｌｄ−Ｌｑ）とγ軸電流検出値ｉγとの積算値と、磁石磁束Φｍとの合算値に比例する値をトルク軸成分として持つことができる。
【００４２】
外積演算手段１１１ｂは、電流検出値ｉγ、ｉδと電流推定値ｉγ＃、ｉδ＃との偏差に対応した電流誤差ベクトルと、基準ベクトル演算手段１１１ａにて算出された基準ベクトルとの外積を演算することができる。
角度・速度推定器１１６は、外積演算手段１１１ｂから出力された外積値に基づいて、速度推定値ωｒ＃（＝一次周波数ω１）および角度推定値θ＃を算出することができる。
そして、三相／回転二相座標変換手段１０６にて算出された電流検出値ｉγ、ｉδは、適応電流オブザーバ１１０および基準ベクトル演算手段１１１ａに出力されるとともに、電流制御手段１０７にて算出された電圧指令値ｖγ＊、ｖδ＊は、適応電流オブザーバ１１０に出力される。さらに、角度・速度推定器１１６にて算出された一次周波数ω１は、適応電流オブザーバ１１０、減算器１１３および基準ベクトル演算手段１１１ａに出力される。
【００４３】
そして、適応電流オブザーバ１１０は、γδ軸の電流検出値ｉγ、ｉδおよびγδ軸の電流推定値ｉγ＃、ｉδ＃に関する状態方程式を用いることにより、γδ軸の電流検出値ｉγ、ｉδとγδ軸の電流推定値ｉγ＃、ｉδ＃との偏差をそれぞれ算出し、γδ軸の電流検出値ｉγ、ｉδとγδ軸の電流推定値ｉγ＃、ｉδ＃との偏差を基準ベクトル演算手段１１１ａに出力する。
そして、基準ベクトル演算手段１１１ａは、γδ軸の電流検出値ｉγ、ｉδを受け取ると、同期電動機１０１の磁極位置の角度誤差Δθの正負の判断の基準となる基準ベクトルを演算し、外積演算手段１１１ｂに出力する。
ここで、基準ベクトルｖｂ＝［ｖｂγ，ｖｂδ］Ｔは、以下の（１０）式で与えることができる。
【００４４】
【数１０】
0005326284.tif 000011
【００４５】
ただし、αは調整値を示し、−ΦｍからΦｍまでの範囲内で変動してもよく、負荷電流に応じて調整してもよい。
なお、（１０）式において、基準ベクトルｖｂのγ軸の値はＬｄ、基準ベクトルｖｂのδ軸の値はＬｑでそれぞれ除算されているが、電流誤差に比例する値として、γ軸の電流誤差にＬｄ、δ軸の電流誤差にＬｑをそれぞれ乗じて基準ベクトルｖｂとして用いるようにしてもよく、この場合には、（１０）式の分母のインダクタンスによる除算演算を省略することができる。
【００４６】
次に、外積演算手段１１１ｂは、γδ軸の電流検出値ｉγ、ｉδとγδ軸の電流推定値ｉγ＃、ｉδ＃との偏差を適応電流オブザーバ１１０から受け取るとともに、基準ベクトルｖｂを基準ベクトル演算手段１１１ａから受け取ると、電流検出値ｉγ、ｉδと電流推定値ｉγ＃、ｉδ＃との偏差に対応した電流誤差ベクトルｅｉと、基準ベクトルｖｂとの外積を演算し、その外積値ｅｉ×ｖｂを角度・速度推定器１１６に出力する。
ここで、外積値ｅｉ×ｖｂは、以下の（１１）式で与えることができる。
【００４７】
【数１１】
0005326284.tif 000012
【００４８】
ただし、
ｅｉ＝［ｉγ−ｉγ＃、ｉδ−ｉδ＃］Ｔは電流誤差ベクトル
ｖｂ＝［ｖｂγ，ｖｂδ］Ｔは基準ベクトル、
ξは、電流誤差ベクトルｅｉと基準ベクトルｖｂとの成す角
である。
次に、角度・速度推定器１１６は、外積演算手段１１１ｂから出力された外積値ｅｉ×ｖｂに基づいて、速度推定値ωｒ＃（＝一次周波数ω１）および角度推定値θ＃を算出する。そして、角度・速度推定器１１６は、一次周波数ω１を適応電流オブザーバ１１０、減算器１１３および基準ベクトル演算手段１１１ａ、角度推定値θ＃を回転二相／三相座標変換手段１０５および三相／回転二相座標変換手段１０６に出力する。
ここで、一次周波数ω１および角度推定値θ＃は、以下の（１２）式で与えることができる。
【００４９】
【数１２】
0005326284.tif 000013
【００５０】
これにより、基準ベクトルｖｂを基準として角度誤差Δθの正負を判断することができ、角度誤差Δθが小さい時に成り立つ近似を行うことなく、同期電動機１０１の磁極位置の角度推定値θ＃を算出することが可能となることから、磁極位置の角度誤差Δθが大きい場合においても、磁極位置の角度推定値θ＃の安定性を保証することが可能となる。
【００５１】
図２は、図１の外積演算手段にて演算される外積の算出方法を示す図である。
図２において、電流誤差ベクトルｅｉは、γδ平面上において、原点から電流検出値ｉγ、ｉδと電流推定値ｉγ＃、ｉδ＃との偏差に対応した電流誤差の位置を結ぶことで表すことができる。また、電流誤差ベクトルｅｉと基準ベクトルｖｂとの成す角はξで表すことができる。
【００５２】
ここで、電流誤差の位置は、角度誤差Δθが正の場合には、基準ベクトルｖｂを含む直線の右側に存在し、角度誤差Δθが負の場合には、基準ベクトルｖｂを含む直線の左側に存在する。また、角度誤差Δθとｓｉｎξの符号は一致する。このため、電流誤差ベクトルｅｉと基準ベクトルｖｂとの外積値ｅｉ×ｖｂを算出することで、角度誤差Δθの符号を判別することができる。また、角度誤差Δθが小さい範囲では、角度誤差Δθに比例した値を演算することができる。
【００５３】
以下、角度誤差Δθが正の場合には、外積値ｅｉ×ｖｂが正となり、角度誤差Δθが負の場合には、外積値ｅｉ×ｖｂが負となる理由について説明する。また、このようになる運転条件も明確にする。
ｃｏｓΔθ≒１、ｓｉｎΔθ≒Δθという近似を用いることなく、γδ軸の電流検出値ｉγ、ｉδとγδ軸の電流推定値ｉγ＃、ｉδ＃との偏差を整理すると、以下の（１３）式で表すことができる。
【００５４】
【数１３】
0005326284.tif 000014
【００５５】
ただし、埋込形永久磁石同期電動機１０１の回転速度の推定値と実測値は一致していると仮定し、ω１＝ωｒとした。
（１３）式で表される電流誤差ベクトルｅｉの軌跡は、Δθ＝０の時に原点を通る。また、Δθ＝−１／２π、Δθ＝１／２πを（１３）式に代入すると、以下の（１４）式が得られる。
【００５６】
【数１４】
0005326284.tif 000015
【００５７】
ただし、電流誤差ベクトルｅｉの位置に関して定常状態を仮定し、ｓ＝０を代入した。
図３および図５は、図１の外積演算手段にて用いられる電流誤差ベクトルの軌跡と角度誤差との関係を示す図、図４は、図３の電流誤差ベクトルの定義を示す図である。
図３において、Δθ＝１／２πの時のγδ平面上の電流誤差の位置を点Ｒ、Δθ＝−１／２πの時のγδ平面上の電流誤差の位置を点Ｑとすると、原点と点Ｒとを結ぶ直線はｌＲ、原点と点Ｑとを結ぶ直線はｌＱとなる。
【００５８】
なお、本実施形態では、α＝−Φｍとした時の基準ベクトルｖｂの座標は点Ｑ、α＝Φｍとした時の基準ベクトルｖｂの座標は点Ｒに一致する。このため、−ΦｍからΦｍまでの範囲内に調整値αを設定すると、点Ｑと点Ｒとの間に基準ベクトルｖｂの座標が存在する。
そして、角度誤差Δθが−９０度から０度までの範囲内にある場合には、直線ｌＱの左側に電流誤差ベクトルｅｉが存在し、角度誤差Δθが０度から９０度までの範囲内にある場合には、直線ｌＲの右側に電流誤差ベクトルｅｉが存在すれば、電流誤差ベクトルｅｉと基準ベクトルｖｂとの外積値ｅｉ×ｖｂから角度誤差Δθの符号を判別することができる。
【００５９】
ここで、図４に示すように、角度誤差がΔθの時の電流誤差ベクトルｗ０と正の微小値εを加えた角度誤差が（Δθ＋ε）の時の電流誤差ベクトルｗ１との関係を考える。
もし、角度誤差Δθが０度から９０度までの範囲内にある電流誤差ベクトルｅｉの中に、直線ｌＲの左側に位置する電流誤差ベクトルｅｉがあるものとすると、図３の点線で示す直線の左側を通って点Ｒに向かう軌跡が存在する。この直線の左側を通って点Ｒに向かう軌跡中では、電流誤差ベクトルｗ０の右側に電流誤差ベクトルｗ１が存在する。
【００６０】
また、角度誤差Δθが−９０度から０度までの範囲内にある電流誤差ベクトルｅｉの中に、直線ｌＱの右側に位置する電流誤差ベクトルｅｉがあるものとすると、図５の点線で示す直線の右側を通って点Ｑに向かう軌跡が存在する。ここで、電流誤差ベクトルｗ０、ｗ１の位置関係を考えると、ε＞０であるので、電流誤差ベクトルｗ０は、角度誤差Δθが−９０度の時の電流誤差ベクトルｅｉに近く、電流誤差ベクトルｗ１の方が原点に近い。このため、図５の点線で示す直線の右側を通って点Ｑに向かう軌跡中では、電流誤差ベクトルｗ０の右側に電流誤差ベクトルｗ１が存在する。
【００６１】
このような軌跡を仮定した場合、電流誤差ベクトルｗ０を基準に電流誤差ベクトルｗ０、ｗ１の外積値ｗ０×ｗ１を計算すると、その外積値ｗ０×ｗ１は負になる。
逆に、角度誤差Δθやパラメータに寄らず、外積値ｗ０×ｗ１が常に正であったとすると、角度誤差Δθが−９０度から０度までの範囲内にある場合には、直線ｌＱの右側に電流誤差ベクトルｅｉが存在することはなく、角度誤差Δθが０度から９０度までの範囲内にある場合には、直線ｌＲの左側に電流誤差ベクトルｅｉが存在することはない。
次に、電流誤差ベクトルｗ０、ｗ１の外積値ｗ０×ｗ１を実際に計算すると、以下の（１５）式が得られる。なお、この（１５）式では、微小値εが０に近いものとして、電流誤差ベクトルｗ０、ｗ１を角度誤差Δθで微分した値を用いた。
【００６２】
【数１５】
0005326284.tif 000016
【００６３】
ただし、（１５）式を導出するに当たって、以下の（１６）式の関係を用いた。
【００６４】
【数１６】
0005326284.tif 000017
【００６５】
次に、電流誤差ベクトルｅｉを表す（１３）式を角度誤差Δθで微分すると、以下の（１７）式が得られる。
【００６６】
【数１７】
0005326284.tif 000018
【００６７】
この（１７）式を用いて、（１５）式のｅｉγ（Δθ）ｅｉδ（Δθ）´−ｅｉγ（Δθ）´ｅｉδ（Δθ）を計算すると、以下の（１８）式が得られる。
【００６８】
【数１８】
0005326284.tif 000019
【００６９】
この（１８）式において、角度誤差Δθが−９０度から９０度までの範囲内にあるとすると、ｃｏｓΔθ≧０である。また、角度誤差Δθが−９０度から９０度までの範囲内では、（１−ｃｏｓΔθ）≧０である。
また、埋込形永久磁石同期電動機１０１では、リラクタンストルクを有効活用するため、通常運転では、γ軸電流検出値ｉγは０または負の値に制限される。このような条件の下では、（１８）式の第１項は正となる。
従って、角度誤差Δθが−９０度から９０度までの範囲内にあり、γ軸電流検出値ｉγが０または負の値であるという運転条件を満たせば、（１８）式の項は全て０または正となる。
【００７０】
一方、（１５）式において、微小値εは正の値であるので、このような条件の下では、外積値ｗ０×ｗ１は０または正となる。
従って、このような条件の下では、角度誤差Δθが−９０度から０度までの範囲内にある場合には、直線ｌＱの右側に電流誤差ベクトルｅｉが存在することはなく、角度誤差Δθが０度から９０度までの範囲内にある場合には、直線ｌＲの左側に電流誤差ベクトルｅｉが存在することはない。
【００７１】
以上のことから、直線ｌＱ、ｌＲ間に挟まれている領域に基準となる座標を設定し、基準となる座標と原点とを結んだ基準ベクトルｖｂと電流誤差ベクトルｅｉとの位置関係を調べると、角度誤差Δθが正の場合には、電流誤差ベクトルｅｉが基準ベクトルｖｂの右側にあり、角度誤差Δθが負の場合には、電流誤差ベクトルｅｉが基準ベクトルｖｂの左側にあることが判る。このため、基準ベクトルｖｂと電流誤差ベクトルｅｉとの外積値ｅｉ×ｖｂを算出することで、角度誤差Δθの方向を判別することができる。
【００７２】
この関係は、Ｌｑ＞Ｌｄという条件を満たす埋込形永久磁石同期電動機１０１において、ｉγ≦０となる通常の運転条件で成り立ち、突極比が大きい場合や磁石磁束Φｍが大きい場合でも同様の結果を得ることができる。また、角度誤差Δθが−９０度から９０度までの範囲内で有効となり、角度誤差Δθが大きい場合においても、位置推定系が正帰還になることがないという点で安定である。
【００７３】
図６は、本発明の第２実施形態に係る同期電動機の制御装置の概略構成を示すブロック図である。
図６において、埋込形永久磁石同期電動機２０１には、埋込形永久磁石同期電動機２０１を可変速駆動する同期電動機の制御装置２００が接続され、埋込形永久磁石同期電動機２０１の回転軸には負荷２０２が接続されている。
ここで、同期電動機の制御装置２００には、電力変換装置２０４、回転二相／三相座標変換手段２０５、三相／回転二相座標変換手段２０６、電流制御手段２０７、電流指令値作成手段２０８、速度ＰＩＤ調節器２０９、適応電流オブザーバ２１０、基準ベクトル演算手段２１１ａ、外積演算手段２１１ｂ、角度・速度推定器２１６、減算器２１３、２１４、２１５、内積演算手段２１１ｃ、符号算出手段２１７、乗算手段２１８、ゲイン調整手段２１９、加算器２２０が設けられ、同期電動機の制御装置２００の出力側には、埋込形永久磁石同期電動機２０１に供給されるＵＶＷ相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを検出する電流検出手段２０３が設けられている。
【００７４】
なお、電力変換装置２０４、回転二相／三相座標変換手段２０５、三相／回転二相座標変換手段２０６、電流制御手段２０７、電流指令値作成手段２０８、速度ＰＩＤ調節器２０９、適応電流オブザーバ２１０、減算器２１３、２１４、２１５、基準ベクトル演算手段２１１ａ、外積演算手段２１１ｂ、角度・速度推定器２１６は、図１の電力変換装置１０４、回転二相／三相座標変換手段１０５、三相／回転二相座標変換手段１０６、電流制御手段１０７、電流指令値作成手段１０８、速度ＰＩＤ調節器１０９、適応電流オブザーバ１１０、減算器１１３、１１４、１１５、基準ベクトル演算手段１１１ａ、外積演算手段１１１ｂ、角度・速度推定器１１６とそれぞれ同様の動作を行うことができる。
【００７５】
内積演算手段２１１ｃは、電流検出値ｉγ、ｉδと電流推定値ｉγ＃、ｉδ＃との偏差に対応した電流誤差ベクトルと、基準ベクトル演算手段１１１ａにて算出された基準ベクトルとの内積を演算することができる。
符号算出手段２１７は、外積演算手段２１１ｂにて演算された外積値の符号を算出することができる。
乗算手段２１８は、内積演算手段２１１ｃにて算出された内積値に、符号算出手段２１７にて算出された符号を乗算することができる。
ゲイン調整手段２１９は、乗算手段２１８にて算出された乗算結果に調整ゲインｋを乗算することができる。
【００７６】
加算器２２０は、乗算手段２１８にて算出された乗算結果に調整ゲインｋを掛けた値と、外積演算手段２１１ｂにて演算された外積値とを加算することができる。
そして、三相／回転二相座標変換手段２０６にて算出された電流検出値ｉγ、ｉδは、適応電流オブザーバ２１０および基準ベクトル演算手段２１１ａに出力されるとともに、電流制御手段２０７にて算出された電圧指令値ｖγ＊、ｖδ＊は、適応電流オブザーバ２１０に出力される。さらに、角度・速度推定器２１６にて算出された一次周波数ω１は、適応電流オブザーバ２１０、減算器２１３および基準ベクトル演算手段２１１ａに出力される。
【００７７】
そして、適応電流オブザーバ２１０は、γδ軸の電流検出値ｉγ、ｉδおよびγδ軸の電流推定値ｉγ＃、ｉδ＃に関する状態方程式を用いることにより、γδ軸の電流検出値ｉγ、ｉδとγδ軸の電流推定値ｉγ＃、ｉδ＃との偏差をそれぞれ算出し、γδ軸の電流検出値ｉγ、ｉδとγδ軸の電流推定値ｉγ＃、ｉδ＃との偏差を基準ベクトル演算手段２１１ａに出力する。
そして、基準ベクトル演算手段２１１ａは、γδ軸の電流検出値ｉγ、ｉδを受け取ると、同期電動機２０１の磁極位置の角度誤差Δθの正負の判断の基準となる基準ベクトルを演算し、外積演算手段２１１ｂおよび内積演算手段２１１ｃに出力する。
ここで、基準ベクトルｖｂ＝［ｖｂγ，ｖｂδ］Ｔは、以下の（１９）式で与えることができる。
【００７８】
【数１９】
0005326284.tif 000020
【００７９】
なお、（１９）式の基準ベクトルｖｂは、（１０）式の基準ベクトルｖｂの調整値αを０に固定したものである。
次に、外積演算手段２１１ｂは、γδ軸の電流検出値ｉγ、ｉδとγδ軸の電流推定値ｉγ＃、ｉδ＃との偏差を適応電流オブザーバ２１０から受け取るとともに、基準ベクトルｖｂを基準ベクトル演算手段２１１ａから受け取ると、電流検出値ｉγ、ｉδと電流推定値ｉγ＃、ｉδ＃との偏差に対応した電流誤差ベクトルｅｉと、基準ベクトルｖｂとの外積を演算し、その外積値ｅｉ×ｖｂを符号算出手段２１７および加算器２２０に出力する。
【００８０】
また、内積演算手段２１１ｃは、γδ軸の電流検出値ｉγ、ｉδとγδ軸の電流推定値ｉγ＃、ｉδ＃との偏差を適応電流オブザーバ２１０から受け取るとともに、基準ベクトルｖｂを基準ベクトル演算手段２１１ａから受け取ると、電流検出値ｉγ、ｉδと電流推定値ｉγ＃、ｉδ＃との偏差に対応した電流誤差ベクトルｅｉと、基準ベクトルｖｂとの内積を演算し、その内積値ｖｂ・ｅｉを乗算手段２１８に出力する。
ここで、内積値ｖｂ・ｅｉは、以下の（２０）式で与えることができる。
【００８１】
【数２０】
0005326284.tif 000021
【００８２】
また、符号算出手段２１７は、外積値ｅｉ×ｖｂを外積演算手段２１１ｂから受け取ると、外積値ｅｉ×ｖｂの符号が正であれば１、外積値ｅｉ×ｖｂの符号が負であれば−１、外積値ｅｉ×ｖｂが０であれば０を乗算手段２１８に出力する。
そして、乗算手段２１８は、内積演算手段２１１ｃにて算出された内積値ｖｂ・ｅｉに、符号算出手段２１７にて算出された符号を乗算し、ゲイン調整手段２１９に出力する。
次に、ゲイン調整手段２１９は、乗算手段２１８にて算出された乗算結果に調整ゲインｋを乗算し、加算器２２０に出力する。
【００８３】
次に、加算器２２０は、乗算手段２１８にて算出された乗算結果に調整ゲインｋを掛けた値と、外積演算手段２１１ｂにて演算された外積値とを加算し、角度・速度推定器２１６に出力する。
次に、角度・速度推定器２１６は、加算器２２０からの出力値に基づいて、速度推定値ωｒ＃（＝一次周波数ω１）および角度推定値θ＃を算出する。そして、角度・速度推定器２１６は、一次周波数ω１を適応電流オブザーバ２１０、減算器２１３および基準ベクトル演算手段２１１ａ、角度推定値θ＃を回転二相／三相座標変換手段２０５および三相／回転二相座標変換手段２０６に出力する。
ここで、一次周波数ω１および角度推定値θ＃は、以下の（２１）式で与えることができる。
【００８４】
【数２１】
0005326284.tif 000022
【００８５】
これにより、角度誤差Δθが小さい時に成り立つ近似を行うことなく、同期電動機１０１の磁極位置の角度推定値θ＃を算出することが可能となるとともに、磁極位置の角度誤差Δθが大きい場合における外積値の減少を補償することができ、磁極位置の角度誤差Δθが大きい場合においても、磁極位置の角度推定値θ＃の安定性を保証することが可能となる。
なお、上述した実施形態では、一次周波数ω１および角度推定値θ＃を求めるために、乗算手段２１８にて算出された乗算結果に調整ゲインｋを掛けた値と、外積演算手段２１１ｂにて演算された外積値との加算結果を用いる方法について説明したが、乗算手段２１８にて算出された乗算結果に調整ゲインｋを掛けた値を用いることで、一次周波数ω１および角度推定値θ＃を求めるようにしてもよい。
【００８６】
図７は、図１の実施形態１と図６の実施形態２との角度誤差を比較して示す図である。
図７において、図１の外積演算手段１１１ｂにて演算された外積値ｅｉ×ｖｂは、角度誤差Δθが±５０度付近で最大値をとり、角度誤差Δθが±９０度に近づくに従って減少する。このため、外積値ｅｉ×ｖｂが減少した場合には、角度誤差Δθが収束するまでの時間が増大する恐れがある。
【００８７】
一方、内積演算手段２１１ｃにて演算された内積値ｖｂ・ｅｉは、角度誤差Δθの大きさに対して単調増加する関数となることから、角度誤差Δθが大きい場合における外積値ｅｉ×ｖｂの減少を補償することができ、加算器２２０の出力は±７５度程度まで角度誤差Δθの大きさに比例した値をとることができる。このため、図６の実施形態２では、図１の実施形態１に比べて、角度誤差Δθがより大きい範囲で位置推定系の応答を一定に保つことができ、位置推定系を安定化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る同期電動機の制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１の外積演算手段にて演算される外積の算出方法を示す図である。
【図３】図１の外積演算手段にて用いられる電流誤差ベクトルの軌跡と角度誤差との関係を示す図である。
【図４】図３の電流誤差ベクトルの定義を示す図である。
【図５】図１の外積演算手段にて用いられる電流誤差ベクトルの軌跡と角度誤差との関係を示す図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る同期電動機の制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】図１の実施形態１と図６の実施形態２との角度誤差を比較して示す図である。
【図８】従来の同期電動機の制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８９】
１００、２００  同期電動機の制御装置
１０１、２０１  埋込形永久磁石同期電動機
１０２、２０２  負荷
１０３、２０３  電流検出手段
１０４、２０４  電力変換装置
１０５、２０５  回転二相／三相座標変換手段
１０６、２０６  三相／回転二相座標変換手段
１０７、２０７  電流制御手段
１０８、２０８  電流指令値作成手段
１０９、２０９  速度ＰＩＤ調節器
１１０、２１０  適応電流オブザーバ
１１１ａ、２１１ａ  基準ベクトル演算手段
１１１ｂ、２１１ｂ  外積演算手段
１１６、２１６  角度・速度推定器
１１３、１１４、１１５、２１３、２１４、２１５  減算器
２１１ｃ  内積演算手段
２１７  符号算出手段
２１８  乗算手段
２１９  ゲイン調整手段
２２０  加算器
【図１】
0005326284.tif 000023
【図２】
0005326284.tif 000024
【図３】
0005326284.tif 000025
【図４】
0005326284.tif 000026
【図５】
0005326284.tif 000027
【図６】
0005326284.tif 000028
【図７】
0005326284.tif 000029
【図８】
0005326284.tif 000030