(57)【要約】【課題】磁石埋め込み型永久磁石モータ（ＩＰＭモータ）において、簡易な制御演算によりトルクリプル成分を精度良く抑制する。【解決手段】リラクタンストルクリプルとマグネットトルクリプルとが６次のトルクリプル成分では逆位相で互いに相殺可能であることを利用する。全体のトルクリプルのｄｑ軸上電流成分に対するトルクリプルＭＡＰ上で、トルクリプルが最小となる負のｄ軸電流値を可変のｑ軸電流に対して決定して生成した電流ベクトル（Id,Iq）データをトルク値に応じて記憶手段に予め保持し、トルク指令に応じて記憶手段から抽出した電流ベクトル（Id,Iq）を電流指令Id＊、Iq＊としたベクトル制御によりモータ制御を行う。【選択図】図４
2007330074.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石が回転子鉄心に埋め込まれた磁石埋め込み型永久磁石モータに流れる３相交流電流を、励磁電流（ｄ軸電流）とトルク電流（ｑ軸電流）とに変換して制御するモータ制御装置において、
リラクタンストルクリプルとマグネットトルクリプルとが相殺されるように、トルク指令に応じてリラクタンストルク成分を制御することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
リラクタンストルクリプルとマグネットトルクリプルとを合成したトルクリプルがほぼ最小となるｄｑ軸上の電流成分（Ｉｄ、Ｉｑ）をトルク値に応じて予め設定し保持する記憶手段を有し、電圧許容範囲内で上記トルク指令に応じて上記記憶手段からｄｑ軸上の電流成分（Ｉｄ、Ｉｑ）を抽出してｄｑ軸上の電流指令に用いることを特徴とする請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
上記トルクリプルのｄｑ軸上の２つの電流成分に対するＭＡＰを予め作成したトルクリプルＭＡＰを用い、該トルクリプルＭＡＰ上で上記トルクリプルが最小となる負のｄ軸電流値を可変のｑ軸電流に対して決定して生成した電流ベクトル（Ｉｄ、Ｉｑ）を、上記記憶手段が保持するｄｑ軸上の電流成分（Ｉｄ、Ｉｑ）としたことを特徴とする請求項２記載のモータ制御装置。
【請求項４】
上記記憶手段は、複数の上記トルク値に対して上記電流成分（Ｉｄ、Ｉｑ）をそれぞれ設定したテーブルにて記憶情報を保持し、
上記トルク指令に応じて上記テーブルからトルク値および電流成分（Ｉｄ、Ｉｑ）の情報を抽出し、該抽出情報に基づいて上記ｄｑ軸上の電流指令を直接、あるいは補間的に演算して生成することを特徴とする請求項２または３記載のモータ制御装置。
【請求項５】
弱め界磁制御によりｄｑ軸上の電流指令を生成する手段を備え、上記電圧許容範囲を外れるとき、弱め界磁制御によるｄｑ軸上の電流指令を生成して用いることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のモータ制御装置。
【請求項６】
上記記憶手段は、上記トルク値に応じて、上記電圧許容範囲の基となる回転速度範囲の情報を上記電流成分（Ｉｄ、Ｉｑ）と共に保持し、上記トルク指令に応じて上記回転速度範囲を参照し、該回転速度範囲と上記回転子の回転速度とを比較して上記電圧許容範囲内／外を判断することを特徴とする請求項５記載のモータ制御装置。
【請求項７】
上記磁石埋め込み型永久磁石モータの上記回転子は、該回転子半径より小さい円弧径の複数の弧を外周に凸なる方向に並べた花丸形状の外形を有し、上記各複数の弧に沿うように該弧の内側に弧状の上記永久磁石を埋め込んで形成されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のモータ制御装置。
【請求項８】
永久磁石が回転子鉄心に埋め込まれた磁石埋め込み型永久磁石モータに流れる３相交流電流を、励磁電流（ｄ軸電流）とトルク電流（ｑ軸電流）とに変換して制御するモータ制御方法において、
リラクタンストルクリプルとマグネットトルクリプルとが相殺されるように、トルク指令に応じてリラクタンストルク成分を制御することを特徴とするモータ制御方法。
【請求項９】
リラクタンストルクリプルとマグネットトルクリプルとを合成したトルクリプルのｄｑ軸上の２つの電流成分に対するＭＡＰを予め作成したトルクリプルＭＡＰを用い、該トルクリプルＭＡＰ上でトルクリプルが最小となる負のｄ軸電流値を可変のｑ軸電流に対して決定することにより電流ベクトル（Ｉｄ、Ｉｑ）の軌跡を生成し、電圧許容範囲内で上記トルク指令に応じて上記軌跡上の電流ベクトル（Ｉｄ、Ｉｑ）を抽出してｄｑ軸上の電流指令に用いることを特徴とする請求項８記載のモータ制御方法。
【請求項１０】
上記リラクタンストルクリプルと上記マグネットトルクリプルとが相殺されるトルクリプル成分は６次のトルクリプル成分であることを特徴とする請求項８または９記載のモータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、永久磁石型モータの制御装置に関し、特に、永久磁石が回転子鉄心に埋め込まれた磁石埋め込み型永久磁石モータのトルクリプルを抑制する制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石式モータは小型で高トルクを発生することが可能でありサーボモータをはじめ各種の駆動装置に用いられてきた。しかし、永久磁石式モータにはトルクのリプル成分であるコギングトルクを生じることが知られている。またモータを通電した場合には、磁石磁束の高調波成分や磁気飽和などによってトルクリプルを生じる。これらのリプル成分は外乱となるため、モータを位置決めに使う場合には位置決め精度の低下や、負荷機械と共振して振動や騒音を生じるなどの好ましくない現象を生じる。
【０００３】
このようなトルクリプルを抑制する従来の永久磁石式モータの制御方法は、永久磁石の磁束軸の回転角を検出し、この検出結果に基づいてモータの入力電流をｄ軸電流と、トルク電流成分であるｑ軸電流に変換する。そして、ｑ軸電流指令値に、永久磁石に起因してモータの回転軸に発生するトルクリプルと逆位相となるように人為操作によって位相が設定され、かつ、トルクリプルと同振幅となるように振幅が設定された脈動抑制電流値を重畳させてトルクリプルを打ち消すようにする（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、コギングトルクを低減する従来のモータ制御装置では、ｄ軸電流指令値演算部は、モータ回転角速度演算部から出力されたモータ回転角速度を読込み、予め作成されたｄ軸電流指令値マップを参照して上記読込んだモータ回転角速度が、所定の範囲にあるか否かを判定し、その範囲にある場合は、ｄ軸電流指令値マップから所定の負のｄ軸電流指令値を選択して出力する。これにより、励磁電流が小さくなるため、コギングトルクを低減できる（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３５２７９８号公報
【特許文献２】特開２００１−１０３７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に示すようなモータの制御では、トルクリプルを低減するために、逐次トルクリプルを相殺するよう高調波電流を印加するよう制御を行っていた。このような制御では、基本波以外に高い周波数の電流を高精度に検出する必要があると共に、リプル抑制電流を高速高精度に重畳制御する必要があり、制御演算負荷が多大になる。電流制御のためのキャリア周波数には実用上の上限があるが、制御対象の電流の周波数が高くなると電流自体が制御できず、モータで顕著な６次のトルクリプルに対して高精度に抑制制御するのは困難であった。
【０００７】
また、上記特許文献２に示すようなモータの制御では、負のｄ軸電流を流すことで磁石磁束を減じてコギングトルクを低減するものである。しかしながら、永久磁石が回転子鉄心に埋め込まれた磁石埋め込み型永久磁石モータ（ＩＰＭモータ）では、回転子の磁気的突極性から負のｄ軸電流を流すとリラクタンストルクを発生し、このリラクタンストルクによって新たなトルクリプルを生じる。このため、ＩＰＭモータに対しては全体のトルクリプル成分を抑制することに繋がらないという問題点があった。
【０００８】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、磁石埋め込み型永久磁石モータ（ＩＰＭモータ）において、簡易な制御演算によりトルクリプル成分を精度良く抑制して、指令値に高精度に追従できるモータ制御を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によるモータ制御装置は、永久磁石が回転子鉄心に埋め込まれた磁石埋め込み型永久磁石モータ（ＩＰＭモータ）に流れる３相交流電流を、励磁電流（ｄ軸電流）とトルク電流（ｑ軸電流）とに変換して制御する。そして、リラクタンストルクリプルとマグネットトルクリプルとが相殺されるように、トルク指令に応じてリラクタンストルク成分を制御するものである。
【発明の効果】
【００１０】
このようなモータ制御装置では、リラクタンストルクリプルとマグネットトルクリプルとが相殺されるように、トルク指令に応じてリラクタンストルク成分を制御するため、ＩＰＭモータに対して全体のトルクリプル成分を効果的に抑制することができる。また、高周波のトルクリプルを抑制する電流を重畳制御する必要が無く、制御演算負荷が低減でき、簡易な制御装置を用いて安価に高速高精度なモータ制御が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１によるモータ制御装置について説明する。
図１にＩＰＭモータの構造を示す。図に示すように、ＩＰＭモータ５は、磁性体で構成された回転子鉄心２に永久磁石１が埋め込まれた回転子３と、図示しない巻線を備えた固定子４とで構成される。
ここで、回転子３の磁極中心で磁石磁界と同一方向の磁束を生じる電流成分の方向をｄ軸方向、このｄ軸方向と直交して回転子３の磁極間で回転子３に正のトルクを生じる電流成分の方向をｑ軸方向と呼ぶ。ｄ軸電流成分、ｑ軸電流成分の合成である電流ベクトル（Id,Iq）は、固定子電流を回転子３のｄｑ軸上に射影する定常状態では静止する電流ベクトルとなる。このように３相の固定子電流を電流ベクトル（Id,Iq）を用いて制御するベクトル制御は、広く用いられている。
【００１２】
この実施の形態１によるモータ制御装置は、図１に示すようなＩＰＭモータ５に流れる３相交流電流を、ｄ軸電流（励磁電流）とｑ軸電流（トルク電流）とに変換してベクトル制御するものであり、その構成を図２に示す。
図２に示すように、モータ制御装置は、ＩＰＭモータ５に電力供給する電圧制御型のＰＷＭインバータ１０、トルク指令からｄｑ軸上の電流指令を出力するトルク制御部１１、電流制御器１２、座標変換部１３、１４、位置検出器１５、位相検出１６、速度検出１７、電流検出器１８を備える。
【００１３】
電圧制御型のＰＷＭインバータ１０は、直流入力側がコンデンサあるいはバッテリなどから成る直流電源（図示せず）に接続され、この直流電源にはダイオード整流器（図示せず）からの電流が入力される。ＰＷＭインバータ１０の交流側は、ＩＰＭモータ５に接続されてＩＰＭモータ５に３相交流電流を流す。電流検出器１８によって検出されたモータ各相の電流成分は座標変換部１４に入力される。また、位置検出器１５ではＩＰＭモータ５の位置を検出し、検出された位置に基づいて位相検出１６により位相θを、速度検出１７により回転速度ωを検出する。座標変換部１４では、電流検出器１８からの３相電流Iu、Iv、Iwを位相θに基づいて３相２相変換しｄｑ軸上の電流Id、Iqを出力する。なお、ここでは、３相電流の内２相の電流Iu、Ivを検出し、残りの電流Iwは演算して求める。
【００１４】
トルク制御部１１は、与えられたトルク指令Ｔ＊と回転速度ωとを入力としてｄｑ軸上の電流指令Id＊、Iq＊を出力する。このとき、ｄｑ軸上の電流指令Id＊、Iq＊は、トルクリプルが最小となるように決定され、この電流指令の決定方法についての詳細は後述する。
電流制御器１２は、トルク制御部１１からのｄｑ軸上の電流指令Id＊、Iq＊および回転速度ωを入力として、検出されたｄｑ軸上の電流Id、Iqが電流指令Id＊、Iq＊に追従するようにフィードバック制御を行い、ｄｑ軸上の電圧指令Vd＊、Vq＊を出力する。
座標変換部１３では、ｄｑ軸上の電圧指令Vd＊、Vq＊を位相θに基づいて２相３相変換して３相の電圧指令Vu＊、Vv＊、Vw＊を出力し、ＰＷＭインバータ１０は３相の電圧指令Vu＊、Vv＊、Vw＊により制御される。
【００１５】
ところで、ＩＰＭモータ５では、永久磁石１が磁性体である鉄心２内であり磁極間が磁性体であるため、磁石軸であるｄ軸方向よりそれと直交するｑ軸方向の磁気抵抗が小さくなる突極構造となって、ｄ軸インダクタンスよりｑ軸インダクタンスが大きくなる。このようなＩＰＭモータ５では、マグネットトルク以外にリラクタンストルクが発生する。
マグネットトルクは、ｑ軸電流により発生し、回転子３の永久磁石１による磁界と巻線４ａによる回転磁界とが吸引、反発して発生するトルクであり、模式的に説明したものを図３（ａ）に示す。
また、リラクタンストルクは、磁極中心の位相に磁界を発生させ永久磁石１の磁束を弱める成分である負のｄ軸電流により発生し、巻線４ａによる回転磁界に回転子３の突極部２ａが吸引されて発生するトルクであり、模式的に説明したものを図３（ｂ）に示す。なお、負のｄ軸電流を流す際、実際にはｑ軸電流も流すので、両者を合成した結果、磁界発生位置が回転子進行方向にシフトしたように電流位相が制御される。
【００１６】
一般にモータ制御では、高速回転域になると電圧制限から回転数を上げることが出来なくなるので、電流位相を進相させて永久磁石の磁束を減じて回転数範囲を広げる。これは、負のｄ軸電流を流す弱め界磁制御で、電圧飽和を緩和することができる。ＩＰＭモータ５では、負のｄ軸電流によりリラクタンストルクが発生し、このリラクタンストルクはトルクアップに寄与するが、新たにリラクタンストルクのトルクリプルであるリラクタンストルクリプルが発生する。
この実施の形態では、通常、電圧飽和を緩和するために高速回転域でのみ用いる負のｄ軸電流を電圧許容範囲内でも用いてリラクタンストルクを制御し、リラクタンストルクリプルとマグネットトルクのリプル（マグネットトルクリプル）とを相殺して全体のトルクリプルを低減する。
【００１７】
ＩＰＭモータ５において、リラクタンストルクリプルとマグネットトルクリプルとが相殺されることを以下に説明する。
ｄ軸とｑ軸とは電気角で丁度９０度位相が異なる。通常、トルクリプルで顕著となる６次のトルクリプル成分に対して、ｑ軸電流によって生じるマグネットトルクのリプル成分（マグネットトルクリプル）と負のｄ軸電流によって生じるリラクタンストルクのリプル成分（リラクタンストルクリプル）とは、６倍の５４０度（−１８０度）位相がずれることになる。このように、６次のトルクリプル成分に対して、リラクタンストルクリプルとマグネットトルクリプルとは逆位相であるため、互いに相殺させることができる。
【００１８】
図４に示すような、トルクリプルのｄｑ軸上の２つの電流成分に対するＭＡＰであるトルクリプルＭＡＰを作成する。トルクリプルはリラクタンストルクリプルとマグネットトルクリプルとを合わせた全体のトルクリプルであり、ここでは定格トルク比で示す。ＰＷＭインバータ１０の容量あるいはＩＰＭモータ５の熱的な上限から電流値上限が決まる場合、２１は、電流値上限を示す電流制限円である。また電圧制限から出力可能な電流値に上限があり、これは回転速度によって異なる。この電圧範囲は、ｄｑ軸上の２つの電流成分に対する磁束を磁界解析あるいは実測により予め求めておき、磁束と回転速度とに基づいて決定される。２２ａは、比較的中速の場合の電圧範囲を示し、２２ｂは、比較的高速の場合の電圧範囲を示す。
このトルクリプルＭＡＰ上でトルクリプルが最小となる負のｄ軸電流値を可変のｑ軸電流に対して決定し、電流ベクトル（Id,Iq）の軌跡２０を生成する。このトルクリプル最小時の電流ベクトル（Id,Iq）軌跡２０から、トルクリプル最小となるトルクリプルはｑ軸電流に応じて連続的に変化することが分かる。また、トルクリプル最小となるのは、負のｄ軸電流を流してリラクタンストルクリプルが発生するときであるため、リラクタンストルクリプルとマグネットトルクリプルとが相殺されてトルクリプルが低減されていることも分かる。
【００１９】
この実施の形態では、電流指令Id＊、Iq＊を出力するトルク制御部１１が、記憶手段を備えて、トルク値に応じて電流ベクトル（Id,Iq）軌跡２０上の点である電流ベクトル（Id,Iq）を予め設定して記憶手段に保持しておく。即ち、トルクリプルのｄｑ軸上の２つの電流成分に対するＭＡＰを予め作成したトルクリプルＭＡＰを用い、このトルクリプルＭＡＰ上でトルクリプルが最小となる負のｄ軸電流値を可変のｑ軸電流に対して決定することにより電流ベクトル（Id,Iq）の軌跡２０を予め生成しておく。そして、トルク値に応じて電流ベクトル（Id,Iq）軌跡２０上の点である電流ベクトル（Id,Iq）を予め設定して記憶手段に保持しておく。
【００２０】
そして、トルク制御部１１は、与えられたトルク指令Ｔ＊と回転速度ωとを入力として、記憶手段内から電流ベクトル（Id,Iq）を抽出して電流指令Id＊、Iq＊として出力する。図５に示すように、トルク指令Ｔ＊に基づいて電流ベクトル（Id,Iq）軌跡２０上の点である電流ベクトル（Id,Iq）２３を抽出して電流指令Id＊、Iq＊とする。このとき、電流ベクトル（Id,Iq）２３は、回転速度ωで決定される電圧範囲２２ａと電流制限円２１の範囲とを満たすものとする。
このように生成される電流指令Id＊、Iq＊を用いることにより、リラクタンストルクリプルとマグネットトルクリプルとが相殺されてトルクリプルが最小となるように制御できる。
【００２１】
以上のように、この実施の形態では、リラクタンストルクリプルとマグネットトルクリプルとが相殺されるようにリラクタンストルクを発生させる制御を行うため、モータで顕著な６次のトルクリプル成分が容易で効果的に相殺されてトルクリプル成分が抑制できる。
また、トルクリプルがほぼ最小となるｄｑ軸上の電流ベクトル（Id,Iq）をトルク値に応じて予め設定し保持する記憶手段を有し、電圧許容範囲内でトルク指令Ｔ＊に応じて上記記憶手段からｄｑ軸上の電流ベクトル（Id,Iq）を抽出してｄｑ軸上の電流指令Id＊、Iq＊に用いるため、６次のトルクリプル成分を検出して逐次抑制するように電流制御する従来のものに比べて制御演算負荷が著しく低減でき、制御装置の演算速度や位置検出速度の制約などがなく、安価な制御装置でも容易に高精度なトルクリプル抑制制御が実現できる。
さらに、記憶手段が保持するｄｑ軸上の電流ベクトル（Id,Iq）は、予め作成したトルクリプルＭＡＰを用いて、該トルクリプルＭＡＰ上でトルクリプルが最小となる負のｄ軸電流値を可変のｑ軸電流に対して決定して生成した電流ベクトル（Id,Iq）軌跡２０上の点であるため、確実に高精度なトルクリプル抑制制御が行える。
【００２２】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、電流ベクトル（Id,Iq）軌跡２０上の点である電流ベクトル（Id,Iq）を予め設定して記憶手段に保持しておくとしたが、記憶手段に保持する形式は、例えば図６に示すようなテーブル形式でも良い。
この場合、発生トルク値に応じてトルクリプル最小となる電流ベクトル（Id,Iq）のデータを点列データとして、１０〜１００点程度記憶保持させる。ここでは、適用可能な回転速度ωを電気角回転数の上限として併せて記憶させておく。
トルク制御部１１は、与えられたトルク指令Ｔ＊および回転速度として電気角回転数ωを入力として、記憶手段内から電流ベクトル（Id,Iq）を抽出する。このとき、トルク指令Ｔ＊に最も近い発生トルク値の電流ベクトル（Id,Iq）をそのまま電流指令Id＊、Iq＊として採用しても良いが、テーブル内の点列データを補間する演算により電流指令Id＊、Iq＊を生成して用いることにより高精度なトルクリプル抑制制御が行える。
【００２３】
点列データを補間する方法を以下に説明する。
点列データを上から採番（０番〜）し、トルク指令Ｔ＊と点列データのトルク値Ｔ０、Ｔ１、・・・Ｔmaxとを順次比較することで、
Ｔｎ＞Ｔ＊＞Ｔｎ−１
となるＴｎ、Ｔｎ−１を求める。
そして、Ｔｎ、Ｔｎ−１に対応するIqｎ、IdｎとIqｎ−１、Idｎ−１を用いると、
（Iq＊−Iqｎ−１）／（Iqｎ−Iqｎ−１）＝（Ｔ＊−Ｔｎ−１）／（Ｔｎ−Ｔｎ−１）
が成立するため、Iq＊は以下の式で求められる。
Iq＊＝（Ｔ＊−Ｔｎ−１）／（Ｔｎ−Ｔｎ−１）×（Iqｎ−Iqｎ−１）＋Iqｎ−１
Id＊についても同様であり、
Id＊＝（Ｔ＊−Ｔｎ−１）／（Ｔｎ−Ｔｎ−１）×（Idｎ−Idｎ−１）＋Idｎ−１
【００２４】
なお、このようなトルクリプル抑制制御は、モータの回転速度ωが、記憶手段のＴｎに対応した回転速度上限より小さい速度領域で有効となる。
【００２５】
この実施の形態では、複数のトルク値に対してトルクリプル最小となる電流ベクトル（Id,Iq）のデータを点列データとして設定したテーブルにて記憶情報を保持して用いるため、記憶情報の作成、保持が容易であると共に、抽出して利用するのも容易である。また、上述したように補間演算して利用することにより、高精度なトルクリプル抑制制御が行える。
【００２６】
実施の形態３．
上記実施の形態１、２で示したトルクリプルを抑制する制御において、リラクタンストルク、マグネットトルクの各トルクリプル成分が極端に大きい場合、相殺できる６次以外の高調波成分が出現したり、互いに相殺させるレベルが異なったりすることがあり、精度良く抑制するのが困難になる。この実施の形態では、上述したトルクリプル抑制制御が効果的に適用できるＩＰＭモータの構造を説明する。
図７は、この発明の実施の形態５によるＩＰＭモータの構造を示す図である。
図に示すように、ＩＰＭモータ３５は、磁性体で構成された回転子鉄心３２に永久磁石３１が埋め込まれた回転子３３と、図示しない巻線を備えた固定子３４とで構成される。回転子３３は、回転子半径より小さい円弧径の複数の弧を外周に凸なる方向に並べた花丸形状の外形３３ａを有し、上記各複数の弧に沿うように該弧の内側に弧状の永久磁石３１を埋め込んで形成されている。
【００２７】
このような構造とすることで、磁極間となる回転子３の突極部２ａ（図３参照）の幅を小さく、また、突極部２ａにおいて、回転子３３と固定子３４とのギャップを大きくすることができ、突極性を抑えてトルクリプル成分が抑制された構造となる。
なお、図４に示した電流ベクトル軌跡２０はモータ形状によって異なるが、使用するモータに応じてトルクリプル最小となる電流ベクトル軌跡を同様の手法で予め生成し、トルク値に応じた電流ベクトル（Id,Iq）を予め設定して記憶手段に保持しておく。
【００２８】
実施の形態４．
モータ制御では、上述したように、高速回転域になると電圧制限から回転数を上げることが出来なくなるので、負のｄ軸電流を流す弱め界磁制御で電圧飽和を緩和する制御を通常行うものである。この実施の形態４では、電圧許容範囲内において上記実施の形態１、２で示したトルクリプル抑制制御を行い、電圧許容範囲を外れると、弱め界磁制御による制御を行う。このような制御は、トルク制御部１１において電流指令Id＊、Iq＊を適切に生成することで達成でき、図８に示すフローチャートに基づいて以下に説明する。なお、トルク制御部１１が用いる記憶手段の情報は、上記実施の形態２の図６に示すテーブル形式で保持されるものとする。
【００２９】
トルク制御部１１に、トルク指令Ｔ＊と回転速度ωとが入力されると（ステップＳ１）、トルク指令Ｔ＊と記憶手段内の点列データのトルク値Ｔ０、Ｔ１、・・・Ｔmaxとを順次比較して、Ｔｎ＞Ｔ＊となる最小のトルク値Ｔｎのデータを抽出する（ステップＳ２、Ｓ３）。抽出されたデータの回転速度上限ωｎがモータの回転速度ωより大きいかどうかを判定し（ステップＳ４）、大きいときはトルクリプル抑制制御のため電流指令Id＊、Iq＊を上記実施の形態２と同様に求める（ステップＳ５）。ステップＳ４において、抽出されたデータの回転速度上限ωｎがモータの回転速度ω以下であると、弱め界磁制御による電流指令Id＊、Iq＊を演算して求める（ステップＳ６）。
【００３０】
図９に示すトルクリプルＭＡＰ上で説明すると、回転速度ωが適用可能範囲内、即ち電圧が許容範囲内であるとき、トルクリプル抑制制御のため第１の電流指令２３ａである電流指令Id＊、Iq＊を用い、モータの回転速度が上昇し、回転速度ωが適用可能範囲を外れる、即ち電圧が許容範囲を外れると、公知の弱め界磁制御によって所定のトルク値に対して最適となる第２の電流指令２３ｂである電流指令Id＊、Iq＊を演算して用いる。
弱め界磁制御における電流指令Id＊、Iq＊は、例えば極対数Pnのモータにおいて、回転速度となる電気角周波数ω、磁石磁束Ψ、電圧Ｖ、モータインダクタンスLd、Lqに基づいて以下の式により演算できる。
【００３１】
【数１】
2007330074.tif 000003
【００３２】
なお、上記実施の形態３で示すような突極性を抑えたＩＰＭモータでは、Ld≒Lqとみなすことができ、演算が容易になる。
【００３３】
この実施の形態では、電圧許容範囲内においてトルクリプル抑制制御を行い、電圧許容範囲を外れると、弱め界磁制御による制御を行うため、負のｄ軸電流を用いた最適なモータ制御を行うことができ、高性能なモータ制御が得られる。
また、記憶手段内に、電圧許容範囲の基となる回転速度上限を電流ベクトル（Id,Iq）のデータと共に保持し、トルク指令に応じて回転速度上限を参照して電圧許容範囲内／外を判断するため、電圧許容範囲内／外を容易に判断でき、トルクリプル抑制制御、弱め界磁制御のいずれか一方のみ電流指令Id＊、Iq＊を演算して用いれば良く、不要な演算を省略でき高速制御が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明の実施の形態１によるＩＰＭモータの構造を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるモータ制御装置の構成を示した図である。
【図３】この発明の実施の形態１によるＩＰＭモータのマグネットトルクとリラクタンストルクとを模式的に説明した図である。
【図４】この発明の実施の形態１による電流指令生成をトルクリプルＭＡＰ上で説明する図である。
【図５】この発明の実施の形態１による電流指令生成をトルクリプルＭＡＰ上で説明する図である。
【図６】この発明の実施の形態２による記憶手段に保持される情報を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態３によるＩＰＭモータの構造を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態４による電流指令生成を示すフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態４による電流指令生成をトルクリプルＭＡＰ上で説明する図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  永久磁石、２  回転子鉄心、３  回転子、４  固定子、５  ＩＰＭモータ、
１１  トルク制御部、１２  電流制御器、２０  電流ベクトル軌跡、
２２ａ  電圧範囲（中速）、２２ｂ  電圧範囲（高速）、
２３  電流指令（電流ベクトル）、２３ａ  第１の電流指令（電流ベクトル）、
２３ｂ  第２の電流指令（電流ベクトル）、３１  永久磁石、３２  回転子鉄心、
３３  回転子、３４  固定子、３５  ＩＰＭモータ。
【図１】
2007330074.tif 000004
【図２】
2007330074.tif 000005
【図３】
2007330074.tif 000006
【図４】
2007330074.tif 000007
【図５】
2007330074.tif 000008
【図６】
2007330074.tif 000009
【図７】
2007330074.tif 000010
【図８】
2007330074.tif 000011
【図９】
2007330074.tif 000012