(57)【要約】【課題】モータの過熱を確実に防止してモータを保護し、且つモータ能力を最大限に引き出せるようにする。【解決手段】モータＭに流れる相電流を検出する電流検出部１３と、電源９の電圧を検出する電圧検出部１５と、電流検出部１３により検出した相電流の積算値或いは相電流の所定の関数による関数値と閾値との差分の積算値と、電圧検出部１５により検出した電圧とに基づいて得られた永久磁石の予測温度からモータＭに流せる最大電流制限値を演算する電流制限値演算部１４と、電流制限値演算部１４によって得られた最大電流制限値を超えないようモータ電流を制限する電流制御部１２とを備える。【選択図】図１
2007282478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータに流れる相電流を検出する電流検出部と、
電源の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電流検出部により検出した相電流の積算値或いは相電流の所定の関数による関数値と閾値との差分の積算値と、前記電圧検出部により検出した電圧と、に基づいて得られた永久磁石の予測温度からモータに流せる最大電流制限値を演算する電流制限値演算部と、
該電流制限値演算部によって得られた最大電流制限値を超えないようモータ電流を制限する電流制御部と
を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
モータに流れる相電流を検出する電流検出部と、
モータを冷却する冷却媒体の温度を検出する冷媒温度検出部と、
前記電流検出部により検出した相電流の積算値或いは相電流の所定の関数による関数値と閾値との差分の積算値と、前記冷媒温度検出部により検出した冷媒温度と、に基づいて得られた永久磁石の予測温度からモータに流せる最大電流制限値を演算する電流制限値演算部と、
該電流制限値演算部によって得られた最大電流制限値を超えないようモータ電流を制限する電流制御部と
を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
モータに流れる相電流を検出する電流検出部と、
モータの回転速度を検出するモータ速度検出部と、
前記電流検出部により検出した相電流の積算値或いは相電流の所定の関数による関数値と閾値との差分の積算値と、前記モータ速度検出部により検出したモータの回転速度と速度指令値との所定の関数と、に基づいて得られた永久磁石の予測温度からモータに流せる最大電流制限値を演算する電流制限値演算部と、
該電流制限値演算部によって得られた最大電流制限値を超えないようモータ電流を制限する電流制御部と
を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
モータに流れる相電流を検出する電流検出部と、
電源の電圧を検出する電圧検出部と、
モータを冷却する冷却媒体の温度を検出する冷媒温度検出部と、
前記電流検出部により検出した相電流の積算値或いは相電流の所定の関数による関数値と閾値との差分の積算値と、前記電圧検出部により検出した電圧と、前記冷媒温度検出部により検出した冷媒温度と、に基づいて得られた永久磁石の予測温度からモータに流せる最大電流制限値を演算する電流制限値演算部と、
該電流制限値演算部によって得られた最大電流制限値を超えないようモータ電流を制限する電流制御部と
を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項５】
モータに流れる相電流を検出する電流検出部と、
電源の電圧を検出する電圧検出部と、
モータの回転速度を検出するモータ速度検出部と、
前記電流検出部により検出した相電流の積算値或いは相電流の所定の関数による関数値と閾値との差分の積算値と、前記電圧検出部により検出した電圧と、前記モータ速度検出部により検出したモータの回転速度と速度指令値との所定の関数と、に基づいて得られた永久磁石の予測温度からモータに流せる最大電流制限値を演算する電流制限値演算部と、
該電流制限値演算部によって得られた最大電流制限値を超えないようモータ電流を制限する電流制御部と
を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項６】
モータに流れる相電流を検出する電流検出部と、
モータを冷却する冷却媒体の温度を検出する冷媒温度検出部と、
モータの回転速度を検出するモータ速度検出部と、
前記電流検出部により検出した相電流の積算値或いは相電流の所定の関数による関数値と閾値との差分の積算値と、前記冷媒温度検出部により検出した冷媒温度と、前記モータ速度検出部により検出したモータの回転速度と速度指令値との所定の関数と、に基づいて得られた永久磁石の予測温度からモータに流せる最大電流制限値を演算する電流制限値演算部と、
該電流制限値演算部によって得られた最大電流制限値を超えないようモータ電流を制限する電流制御部と
を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項７】
モータに流れる相電流を検出する電流検出部と、
電源の電圧を検出する電圧検出部と、
モータを冷却する冷却媒体の温度を検出する冷媒温度検出部と、
モータの回転速度を検出するモータ速度検出部と、
前記電流検出部により検出した相電流の積算値或いは相電流の所定の関数による関数値と閾値との差分の積算値と、前記電圧検出部により検出した電圧と、前記冷媒温度検出部により検出した冷媒温度と、前記モータ速度検出部により検出したモータの回転速度と速度指令値との所定の関数と、に基づいて得られた永久磁石の予測温度からモータに流せる最大電流制限値を演算する電流制限値演算部と、
該電流制限値演算部によって得られた最大電流制限値を超えないようモータ電流を制限する電流制御部と
を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項８】
前記モータの温度を検出し、検出したモータ温度を前記電流制限値演算部に出力して最大電流制限値を修正するモータ温度検出部を備えたことを特徴とする請求項１〜７に記載のモータ制御装置。
【請求項９】
前記モータに備えるインバータの温度を検出し、検出したインバータの温度を前記電流制限値演算部に出力して最大電流制限値を修正するインバータ温度検出部を備えたことを特徴とする請求項１〜８に記載のモータ制御装置。
【請求項１０】
前記電圧検出部は、前記モータに備えられるインバータの中間バス電圧を検出することを特徴とする請求項１、４、５、７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、例えばＤＣブラシレスモータ等の制御装置に関し、特に、モータの過熱を確実に防止してモータを保護し、且つモータ能力を最大限に引き出せるようにしたモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１３はモータの一例の概念を示す断面図であり、図１３中、１は外周表面に永久磁石２を備えたロータ（回転子）、３は該ロータ１の外周を所定の間隔を隔てて包囲する固定子であり、該固定子３は、前記ロータ１を取り巻く形状を有する固定鉄心４の内面に固定子巻線５を配線した構成を有しており、更に、前記固定鉄心４の外側にはフレーム６が設けられ、該フレーム６の外側には冷却媒体７ａが供給される水冷ジャケット等の冷却手段７が設けられて冷却されている。そして、固定子巻線５に相電流を流してロータ１を回転するようにしている。
【０００３】
上記モータでは、固定子巻線５に相電流を流してロータ１の回転を継続すると、固定子巻線５を流れる相電流によって固定子巻線５が加熱され、モータの温度が上昇し、更に、前記固定子巻線５が加熱されることによる放射伝熱によって前記ロータ１の永久磁石２が加熱される問題がある。
【０００４】
また、一般の産業用モータ等においては、モータに供給する電源の電圧を調整する機能は備えられておらず、電源からの電圧は直接モータに作用するが、前記電圧は変動することがある。特に所定の電圧の幅内で運転されるモータにおいては、モータの電圧は常時変動することになる。モータの電圧が高くなるように変動した場合には、ロータ１と鎖交する磁束の変化量が増加することによって永久磁石２に生じる渦電流が増加し、この渦電流の増加によって永久磁石２が加熱される問題がある。また、電圧が低くなるように変動した場合には、モータのトルクを一定に保持するために電流を増加する制御を行うようにしたものが多く使用されており、この場合には電流（相電流）が増加するように変動する。
【０００５】
一般に前記永久磁石２は熱に弱く、個々の永久磁石２によってその使用上限温度は異なるが、例えば使用上限温度が２００℃であるモータの場合に永久磁石２の温度が２００℃を超えて加熱されてしまうと永久磁石２の磁束量（磁力の強さ）が低下し、磁束量下限限界値を超えると永久磁石２が減磁されてモータ能力が著しく低下してしまうという問題がある。
【０００６】
この問題を解決するために従来では図１３に示す如く、モータの固定子巻線５にサーミスタ等の温度検出器８を取り付け、該温度検出器８の検出温度に応じて固定子巻線５に流す電流を制御し、固定子巻線５の検出温度が所定の上限設定温度を超えた場合には電流を遮断することによってモータを過熱の問題から保護していた。
【０００７】
しかし、前記したように固定子巻線５に温度検出器８を取り付けて固定子巻線５の温度を検出する方法では、固定子巻線５に対する温度検出器８の取付け位置、取り付け方法、取り付け誤差、温度検出器８自体の個々の性能（個体差）等によって検出温度が大きく変化し、例えば±１０℃前後の大きな検出誤差を生じてしまう問題がある。
【０００８】
このため、モータの安全を図るには、モータの使用上限温度に対して上記検出温度誤差分だけ低い温度を上限値として設定する必要があり、よってモータが低温で大きい電流を流せる場合においても最大電流制限値が低く抑えられていることにより、モータ能力を最大限に活用できないという問題があった。
【０００９】
一方、前記したように、固定子巻線５の温度を温度検出器８で検出するのみでは、前記したように電源の電圧が高くなった場合に永久磁石２が渦電流によって加熱される問題があり、この加熱により磁束量が低下して磁束量下限限界値を超えた場合には永久磁石２が減磁されてしまうという問題がある。
【００１０】
このように電圧の増加によって永久磁石２が減磁される問題を回避するためには、前記温度検出器８の検出誤差を考慮してモータの使用上限温度に対して低く設定した上限値を更に低い温度に設定する必要があり、よってモータ能力を十分に引き出すことができず、低いモータ能力に制限されてしまうという問題を有していた。
【００１１】
また、従来の交流サーボモータの過熱を保護するモータ制御装置としては、相電流の所定の関数の積算値に応じてモータ電流を制御するようにしたものがある（例えば、特許文献１等参照）。
【００１２】
このモータ制御装置では、その構成の概略を図１４に示すように、電源ａによりインバータｂを介して回転されるモータＭを熱容量としてとらえ、モータＭの相電流を電流検出部ｃで検出し、演算部ｄによりモータＭの相電流の積分値からモータＭの現在の温度を予測し、この予測したモータの温度が使用上限温度を超えることがない最大電流制限値を設定して、この最大電流制限値を超えないように電流指令値生成部ｅからの信号を電流制御部ｆにより制限して、前記インバータｂによりモータＭに流す相電流を制限することで、モータＭを過熱の問題から保護するようにしている。
【特許文献１】特開２００２−２３８２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、前記図１４に示すモータ制御装置においても、モータＭの相電流の積分値によってモータＭの使用上限温度を超えない最大電流制限値で電流を制限するのみであるため、前記図１３について述べたように電圧の変化によって変化する渦電流によって永久磁石２の温度が変化する問題に対しては対応することができず、更に、モータＭを冷却している冷却媒体７ａの温度が変化した場合にもモータＭの温度が変化するが、この問題に対しても考慮されていないために、モータの過熱によって永久磁石が減磁されたり、或いはモータの温度が低いときにモータ能力を最大限に引き出すことができないという問題を有していた。
【００１４】
図１５は、図１３及び図１４に示した如く電圧・冷却媒体温度を考慮しないでモータの相電流を制御している従来の装置において、電圧が増加した場合を示している。このとき固定子巻線５の温度（図１４の場合は予測温度）は変化しておらず、よって電流は変化させる必要がないため変化していない。一方、前記したように電圧が増加すると、前記した渦電流によって永久磁石２が加熱され、図１６に示す如く永久磁石２の磁束量が磁束量下限限界値より低下し、このために永久磁石２が減磁してしまう問題が生じる。
【００１５】
図１７は、上記従来の装置において、電圧が低下した場合を示している。このとき固定子巻線５の温度は変化しておらず、よって電流は変化させる必要がないため変化していない。前記したように電圧が低下すると、前記した渦電流による永久磁石２の加熱が軽減されるため、図１８に示すように永久磁石２の磁束量に余裕が生じるが、前記したように固定子巻線５の温度が変化していないために電流は変化せず、よって固定子巻線５に更に多くの電流を流すことができるにも拘らず、流す電流が低く制限されてしまい、モータ能力を十分に引き出すことができない問題がある。
【００１６】
図１９は、上記従来の装置において、冷却媒体７ａの温度が上がった場合を示している。このとき、冷媒温度が上がることにより固定子巻線５が冷却されなくなり、固定子巻線５の温度が上昇して放射伝熱により永久磁石２が加熱されるため、図２０に示すように永久磁石２の磁束量が磁束量下限限界値より低下することがあるが、図１４の如く相電流の積算値からモータ温度を予測してモータ電流を制御する方式では冷媒温度が考慮されないために、永久磁石２が減磁してしまう問題が生じる。
【００１７】
図２１は、上記従来の装置において、冷却媒体７ａの温度が下がった場合を示している。このとき、冷媒温度が下がったことにより固定子巻線５の温度が低下し、放射伝熱が低減することにより永久磁石２の温度が低下するため、図２２に示すように永久磁石２の磁束量に余裕が生じるが、図１４の如く相電流の積算値からモータ温度を予測してモータ電流を制御する方式では冷媒温度が考慮されないために電流は変化せず、よって固定子巻線５に更に多くの電流を流すことができるにも拘らず、流す電流が制限されてしまい、モータ能力を十分に引き出すことができない問題がある。
【００１８】
このように、従来のモータ制御装置では、固定子巻線５の温度に基づいた最大電流制限値、或いはモータの相電流の積分値によって予測したモータ温度に基づいた最大電流制限値でモータ電流を制限しているのみであるため、モータの電圧が高い、或いは冷却媒体の温度が高い時には永久磁石が減磁してしまう問題があり、また、モータの電圧が低い、或いは冷却媒体の温度が低い時には電流を多く流すことができるにも拘らず電流が制限されてしまうために、モータ能力を最大限に引き出すことができないという問題があった。
【００１９】
本発明は、上記実情に鑑みてなしたもので、モータの過熱を確実に防止してモータを保護し、且つモータ能力を最大限に引き出せるようにしたモータ制御装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、モータに流れる相電流を検出する電流検出部と、
電源の電圧を検出する電圧検出部と、
前記電流検出部により検出した相電流の積算値或いは相電流の所定の関数による関数値と閾値との差分の積算値と、前記電圧検出部により検出した電圧と、に基づいて得られた永久磁石の予測温度からモータに流せる最大電流制限値を演算する電流制限値演算部と、
該電流制限値演算部によって得られた最大電流制限値を超えないようモータ電流を制限する電流制御部と
を備えたことを特徴とするモータ制御装置、に係るものである。
【００２１】
本発明は、モータに流れる相電流を検出する電流検出部と、
モータを冷却する冷却媒体の温度を検出する冷媒温度検出部と、
前記電流検出部により検出した相電流の積算値或いは相電流の所定の関数による関数値と閾値との差分の積算値と、前記冷媒温度検出部により検出した冷媒温度と、に基づいて得られた永久磁石の予測温度からモータに流せる最大電流制限値を演算する電流制限値演算部と、
該電流制限値演算部によって得られた最大電流制限値を超えないようモータ電流を制限する電流制御部と
を備えたことを特徴とするモータ制御装置、に係るものである。
【００２２】
本発明は、モータに流れる相電流を検出する電流検出部と、
モータの回転速度を検出するモータ速度検出部と、
前記電流検出部により検出した相電流の積算値或いは相電流の所定の関数による関数値と閾値との差分の積算値と、前記モータ速度検出部により検出したモータの回転速度と速度指令値との所定の関数と、に基づいて得られた永久磁石の予測温度からモータに流せる最大電流制限値を演算する電流制限値演算部と、
該電流制限値演算部によって得られた最大電流制限値を超えないようモータ電流を制限する電流制御部と
を備えたことを特徴とするモータ制御装置、に係るものである。
【００２３】
本発明は、モータに流れる相電流を検出する電流検出部と、
電源の電圧を検出する電圧検出部と、
モータを冷却する冷却媒体の温度を検出する冷媒温度検出部と、
前記電流検出部により検出した相電流の積算値或いは相電流の所定の関数による関数値と閾値との差分の積算値と、前記電圧検出部により検出した電圧と、前記冷媒温度検出部により検出した冷媒温度と、に基づいて得られた永久磁石の予測温度からモータに流せる最大電流制限値を演算する電流制限値演算部と、
該電流制限値演算部によって得られた最大電流制限値を超えないようモータ電流を制限する電流制御部と
を備えたことを特徴とするモータ制御装置、に係るものである。
【００２４】
本発明は、モータに流れる相電流を検出する電流検出部と、
電源の電圧を検出する電圧検出部と、
モータの回転速度を検出するモータ速度検出部と、
前記電流検出部により検出した相電流の積算値或いは相電流の所定の関数による関数値と閾値との差分の積算値と、前記電圧検出部により検出した電圧と、前記モータ速度検出部により検出したモータの回転速度と速度指令値との所定の関数と、に基づいて得られた永久磁石の予測温度からモータに流せる最大電流制限値を演算する電流制限値演算部と、
該電流制限値演算部によって得られた最大電流制限値を超えないようモータ電流を制限する電流制御部と
を備えたことを特徴とするモータ制御装置、に係るものである。
【００２５】
本発明は、モータに流れる相電流を検出する電流検出部と、
モータを冷却する冷却媒体の温度を検出する冷媒温度検出部と、
モータの回転速度を検出するモータ速度検出部と、
前記電流検出部により検出した相電流の積算値或いは相電流の所定の関数による関数値と閾値との差分の積算値と、前記冷媒温度検出部により検出した冷媒温度と、前記モータ速度検出部により検出したモータの回転速度と速度指令値との所定の関数と、に基づいて得られた永久磁石の予測温度からモータに流せる最大電流制限値を演算する電流制限値演算部と、
該電流制限値演算部によって得られた最大電流制限値を超えないようモータ電流を制限する電流制御部と
を備えたことを特徴とするモータ制御装置、に係るものである。
【００２６】
本発明は、モータに流れる相電流を検出する電流検出部と、
電源の電圧を検出する電圧検出部と、
モータを冷却する冷却媒体の温度を検出する冷媒温度検出部と、
モータの回転速度を検出するモータ速度検出部と、
前記電流検出部により検出した相電流の積算値或いは相電流の所定の関数による関数値と閾値との差分の積算値と、前記電圧検出部により検出した電圧と、前記冷媒温度検出部により検出した冷媒温度と、前記モータ速度検出部により検出したモータの回転速度と速度指令値との所定の関数と、に基づいて得られた永久磁石の予測温度からモータに流せる最大電流制限値を演算する電流制限値演算部と、
該電流制限値演算部によって得られた最大電流制限値を超えないようモータ電流を制限する電流制御部と
を備えたことを特徴とするモータ制御装置、に係るものである。
【００２７】
上記モータ制御装置において、前記モータの温度を検出し、検出したモータ温度を前記電流制限値演算部に出力して最大電流制限値を修正するモータ温度検出部を備えることは好ましい。
【００２８】
上記モータ制御装置において、前記モータに備えるインバータの温度を検出し、検出したインバータの温度を前記電流制限値演算部に出力して最大電流制限値を修正するインバータ温度検出部を備えることは好ましい。
【００２９】
上記モータ制御装置において、前記電圧検出部は、前記モータに備えられるインバータの中間バス電圧を検出することは好ましい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明のモータ制御装置によれば、電流検出部により検出した相電流と、前記電圧検出部により検出した電圧とに基づいて得られた永久磁石の予測温度からモータに流せる最大電流制限値を演算し、該最大電流制限値を超えないようモータ電流を制限するようにしたので、電圧が高くなった場合にモータの過熱を確実に防止してモータを保護することができ、且つ電圧が低い場合にはモータ能力を最大限に引き出せる効果がある。
【００３１】
また、本発明のモータ制御装置によれば、電流検出部により検出した相電流と、冷媒温度検出部により検出した冷媒温度とに基づいて得られた永久磁石の予測温度からモータに流せる最大電流制限値を演算し、該最大電流制限値を超えないようモータ電流を制限するようにしたので、冷媒温度が高くなった場合にモータの過熱を確実に防止してモータを保護することができ、且つ冷媒温度が低い場合にはモータ能力を最大限に引き出せる効果がある。
【００３２】
また、本発明のモータ制御装置によれば、電流検出部により検出した相電流と、モータ速度検出部により検出したモータの回転速度とに基づいて得られた永久磁石の予測温度からモータに流せる最大電流制限値を演算し、該最大電流制限値を超えないようモータ電流を制限するようにしたので、冷媒温度が高くなった場合にモータの過熱を確実に防止してモータを保護することができ、且つ冷媒温度が低い場合にはモータ能力を最大限に引き出せる効果がある。
【００３３】
また、電流検出部により検出した相電流と、電圧検出部により検出した電圧と、冷媒温度検出部により検出した冷媒温度と、モータ速度検出部により検出したモータの回転速度との組み合わせ、更にはモータ温度検出部で検出したモータの温度と、インバータ温度検出部で検出したインバータの温度とを加えた組み合わせを行うことによって、相互にバックアップすることよって永久磁石の予測温度を正確に求めてモータに流せる最大電流制限値の演算の信頼性を高めることができ、よってモータの過熱を確実に防止してモータを保護することができ、且つモータ能力を最大限に引き出せる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００３５】
図１は本発明のモータ制御装置の形態の一例を示すブロック図であり、図中Ｍは前記図１３と同様の構成を有するモータであり、該モータＭは、電源９の電流がインバータ１０により調節されて回転するようになっている。前記インバータ１０は電流指令値生成部からの電流指令値が入力される電流制御部１２からの信号によってモータＭに供給する電流量を制御するようになっている。
【００３６】
図１は上記構成に備えた本発明の第１の形態を示しており、前記モータＭの相電流を検出する電流検出部１３を設け、該電流検出部１３で検出した相電流を電流制限値演算部１４に入力し、更に、前記インバータ１０の中間バス電圧を検出する電圧検出部１５を設け、該電圧検出部１５で検出した電圧を前記電流制限値演算部１４に入力している。
【００３７】
前記電流制限値演算部１４は、前記電流検出部１３で検出した相電流の積算値或いは相電流の所定の関数による関数値と閾値との差分の積算値と、前記電圧検出部１５で検出した電圧と、に基づいて永久磁石２（図１３参照）の予測温度を得て、モータＭに流せる最大電流制限値を演算し、その最大電流制限値を前記電流制御部１２に出力するようにしている。即ち、電流制限値演算部１４は、相電流の積算値或いは相電流の所定の関数による関数値と閾値との差分の積算値から固定子巻線５（図１３参照）の温度の変化を予測し、更に、前記検出した電圧からモータＭの永久磁石２が渦電流によって加熱されることによる温度変化を予測することにより、永久磁石２の実際の温度をより正確に予測することができ、よって、永久磁石２の温度に基づいてモータＭに流せる最大電流制限値を従来に比してより精度良く演算することができる。従って、前記電流制限値演算部１４で得た最大電流制限値を超えないように前記電流制御部１２によりインバータ１０を介してモータ電流を制御することができる。
【００３８】
図１の形態によれば、以下のように作用する。
【００３９】
図２は、図１の形態において電圧が増加した場合を示している。このとき、電圧の増加により固定子巻線５に流す電流量を低下するように制御している。即ち、本発明では、前記電流制限値演算部１４が、電流検出部１３で検出した相電流の積算値或いは相電流の所定の関数による関数値と閾値との差分の積算値と、前記電圧検出部１５で検出した電圧とに基づいて得られた永久磁石２の予測温度から最大電流制限値を演算しているので、電圧が増加したことによって永久磁石２の温度が上昇して磁束量が磁束量下限限界値よりも低下することがないように前記演算した磁束量下限限界値によって固定子巻線５に流す電流量を制限する。このとき、固定子巻線５に流れる電流量が減少するために固定子巻線５の温度は低下している。上記したように電圧を考慮した電流制御を取り入れたことにより、図３に示す如く、永久磁石２の磁束量が磁束量下限限界値よりも低下することは防止され、よって永久磁石２が減磁する問題を防止することができる。
【００４０】
図４は、図１の形態において、電圧が低下した場合を示している。このとき、電圧の低下により固定子巻線５に流す電流量を増加するように制御している。即ち、電圧が低下すると、前記した渦電流による永久磁石２の加熱が軽減されるため、固定子巻線５に流す電流量を増加することができる。この時、固定子巻線５の電流量が増加することによって固定子巻線５の温度は上昇するが、永久磁石２の磁束量が磁束量下限限界値より低下することがない範囲で電流量は増加される。従って、電流量を増加しても、図５に示すように永久磁石２の磁束量は下がることがないので、高い電流量を維持してモータ能力を最大限に引き出すことができる。
【００４１】
図６は本発明の第２の形態を示しており、図６中、図１と同じ符号を付した部分と同一のものを示している。図６においては、前記モータＭの相電流を検出する電流検出部１３を設け、該電流検出部１３で検出した相電流を電流制限値演算部１４に入力すると共に、前記モータＭを冷却する冷却手段７における冷却媒体７ａの温度を検出する冷媒温度検出部１６を設け、該冷媒温度検出部１６で検出した冷媒温度を前記電流制限値演算部１４に入力している。
【００４２】
上記形態では、冷媒温度検出部１６は冷却媒体の温度を検出しているが、冷媒温度検出部１６は冷媒温度の変化に追随して温度が変化する部分の温度を検出するようにしてもよく、よって冷却手段７における水冷ジャケット等の温度を検出してもよい。
【００４３】
前記電流制限値演算部１４は、前記電流検出部１３で検出した相電流の積算値或いは相電流の所定の関数による関数値と閾値との差分の積算値と、前記冷媒温度検出部１６で検出した冷媒温度とに基づいて得られた永久磁石２の予測温度からモータＭに流せる最大電流制限値を演算している。即ち、電流制限値演算部１４は、相電流の積算値或いは相電流の所定の関数による関数値と閾値との差分の積算値から固定子巻線５（図１３参照）の温度の変化を予測し、更に、前記冷媒温度からモータＭの永久磁石２（図１３参照）の温度変化を予測することにより、永久磁石２の実際の温度を予測することができ、よって、永久磁石２の温度に基づいてモータＭに流せる最大電流制限値を従来に比してより精度良く演算することができる。従って、前記電流制限値演算部１４で得た最大電流制限値を超えないように前記電流制御部１２によりインバータ１０を介してモータ電流を制御することができる。
【００４４】
図６の形態によれば、以下のように作用する。
【００４５】
図７は、図６の形態において冷媒温度が上昇した場合を示している。このとき、冷媒温度の上昇により固定子巻線５に流す電流量を低下するように制御している。即ち、本発明では、前記電流制限値演算部１４が、電流検出部１３で検出した相電流の積算値或いは相電流の所定の関数による関数値と閾値との差分の積算値と、前記冷媒温度検出部１６で検出した冷媒温度とに基づいて得られた永久磁石２の予測温度から最大電流制限値を演算しているので、冷媒温度の上昇によりモータ温度が上昇し、永久磁石２の温度が上昇して磁束量が磁束量下限限界値よりも低下することがないように前記演算した磁束量下限限界値によって固定子巻線５に流す電流量を制限する。このとき、固定子巻線５に流れる電流量が減少するために固定子巻線５の温度の上昇は抑制されている。上記したように冷媒温度を考慮した電流制御を取り入れたことにより、図８に示す如く、永久磁石２の磁束量が磁束量下限限界値よりも低下することは防止され、よって永久磁石２が減磁する問題を防止することができる。
【００４６】
図９は、図６の形態において、冷媒温度が低下した場合を示している。このとき、冷媒温度の低下により固定子巻線５に流す電流量を増加するように制御している。即ち、冷媒温度が低下すると、前記永久磁石２の温度が低下するため、固定子巻線５に流す電流量を増加することができる。この時、固定子巻線５の電流量を増加しても前記冷媒温度が低いために固定子巻線５は冷却され、固定子巻線５の温度は上昇しない。従って、電流量を増加しても、図１０に示すように永久磁石２の磁束量は下がることがないので、高い電流量を維持してモータ能力を最大限に引き出すことができる。
【００４７】
図１１は本発明の第３の形態を示しており、図１１中、図１と同じ符号を付した部分と同一のものを示している。図１１においては、前記モータＭの相電流を検出する電流検出部１３を設け、該電流検出部１３で検出した相電流を電流制限値演算部１４に入力すると共に、前記モータＭの回転速度を検出するモータ速度検出部１７を設け、該モータ速度検出部１７の回転速度を速度指令値生成部１８に入力し、該速度指令値生成部１８で生成した速度指令値を前記電流指令値生成部１１に入力している。又、図１１では前記モータ速度検出部１７で検出した回転速度を電流制限値演算部１４にも入力している。
【００４８】
前記電流制限値演算部１４は、前記電流検出部１３で検出した相電流の積算値或いは相電流の所定の関数による関数値と閾値との差分の積算値と、前記モータ速度検出部１７で検出したモータＭの回転速度と速度指令値との所定の関数とに基づいて得られた永久磁石２の予測温度からモータＭに流せる最大電流制限値を演算している。即ち、電流制限値演算部１４は、相電流の積算値或いは相電流の所定の関数による関数値と閾値との差分の積算値から固定子巻線５（図１３参照）の温度の変化を予測し、更に、前記モータＭの回転速度からモータＭの永久磁石２（図１３参照）の温度変化を予測することにより、永久磁石２の実際の温度を予測することができ、よって、永久磁石２の温度に基づいてモータＭに流せる最大電流制限値を従来に比してより精度良く演算することができる。従って、前記電流制限値演算部１４で得た最大電流制限値を超えないように前記電流制御部１２によりインバータ１０を介してモータ電流を制御することができる。
【００４９】
図１２は前記第１の形態〜第３の形態において備えたすべて構成を備えた場合の第４の形態を示している。更に、この形態では、前記モータＭの温度を検出するモータ温度検出部１９を設けてそのモータ温度を前記電流制限値演算部１４に出力することにより最大電流制限値を修正するようにしている。このモータ温度検出部１９は、永久磁石２の温度が伝わり易いフレーム温度等、或いは永久磁石２自身の温度が計測可能な場合には永久磁石温度を検出するようにしている。更に又、前記モータＭに備えるインバータ１０の温度を検出するインバータ温度検出部２０を設けてそのインバータの温度を前記電流制限値演算部１４に出力することにより最大電流制限値を修正するようにしている。
【００５０】
この形態では、前記第１の形態〜第３の形態を互いに組み合わせることにより相互にバックアップすることによって、モータＭに流せる最大電流制限値を更に信頼性を高めて演算できるようにしている。
【００５１】
即ち、モータＭに流れる相電流を検出する電流検出部１３と、電源９の電圧を検出する電圧検出部１５と、モータＭを冷却する冷却媒体の温度を検出する冷媒温度検出部１６とを組み合わせて設けることができ、また、モータＭに流れる相電流を検出する電流検出部１３と、電源９の電圧を検出する電圧検出部１５と、モータＭの回転速度を検出するモータ速度検出部１７とを組み合わせて設けることができ、又、モータＭに流れる相電流を検出する電流検出部１３と、モータＭを冷却する冷却媒体の温度を検出する冷媒温度検出部１６と、モータＭの回転速度を検出するモータ速度検出部１７とを組み合わせて設けることができ、又、モータに流れる相電流を検出する電流検出部１３と、電源９の電圧を検出する電圧検出部１５と、モータＭを冷却する冷却媒体の温度を検出する冷媒温度検出部１６と、モータＭの回転速度を検出するモータ速度検出部１７とを組み合わせて設けることができる。
【００５２】
更に、前記モータ温度検出部１９で検出したモータＭの温度を最大電流制限値の修正に用いる以外に、前記モータ温度検出部１９により検出したモータＭの温度を、前記電流検出部１３で検出したモータＭに流れる相電流と組み合わせて、或いは前記第１〜第３の形態と組み合わせてモータＭに流せる最大電流制限値を演算するようにしてもよく、又、前記インバータ温度検出部２０で検出したインバータの温度を最大電流制限値の修正に用いる以外に、前記インバータ温度検出部２０により検出したインバータの温度を、前記電流検出部１３で検出したモータＭに流れる相電流と組み合わせて、或いは前記第１〜第３の形態と組み合わせてモータＭに流せる最大電流制限値を演算するようにしてもよい。
【００５３】
上記図１２の形態によれば、前記電流検出部１３に対して他の検出部を任意に組み合わせることにより相互にバックアップしながらモータＭに流せる最大電流制限値を演算することができるので、信頼性の高い最大電流制限値を演算することができ、更に前記各検出部や冷媒供給系等の故障等が発生しても、モータＭを安全に保持し、且つモータ能力を最大限に引き出すことができる。
【００５４】
なお、本発明のモータ制御装置は、コンプレッサ用モータ、サーボモータ、ブロア用モータ、ファン用モータ等のあらゆるモータの制御に適用できること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明のモータ制御装置の第１の形態を示すブロック図である。
【図２】図１の形態において電圧が増加した場合の電流と巻線の温度の変化を示すグラフである。
【図３】図２の状態のときの磁束線の変化を示すグラフである。
【図４】図１の形態において電圧が低下した場合の電流と巻線の温度の変化を示すグラフである。
【図５】図４の状態のときの磁束線の変化を示すグラフである。
【図６】本発明のモータ制御装置の第２の形態を示すブロック図である。
【図７】図６の形態において冷媒温度が上昇した場合の電流と巻線の温度の変化を示すグラフである。
【図８】図７の状態のときの磁束線の変化を示すグラフである。
【図９】図６の形態において冷媒温度が低下した場合の電流と巻線の温度の変化を示すグラフである。
【図１０】図９の状態のときの磁束線の変化を示すグラフである。
【図１１】本発明のモータ制御装置の第３の形態を示すブロック図である。
【図１２】本発明のモータ制御装置の第４の形態を示すブロック図である。
【図１３】モータの一例の概念を示す断面図である。
【図１４】従来のモータ制御装置の構成の概略を示すブロック図である。
【図１５】従来装置において電圧が増加した場合の電流と巻線の温度の変化を示すグラフである。
【図１６】図１５の状態のときの磁束線の変化を示すグラフである。
【図１７】従来装置において電圧が低下した場合の電流と巻線の温度の変化を示すグラフである。
【図１８】図１７の状態のときの磁束線の変化を示すグラフである。
【図１９】従来装置において冷媒温度が上昇した場合の電流と巻線の温度の変化を示すグラフである。
【図２０】図１９の状態のときの磁束線の変化を示すグラフである。
【図２１】従来装置において冷媒温度が低下した場合の電流と巻線の温度の変化を示すグラフである。
【図２２】図２１の状態のときの磁束線の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５６】
Ｍ  モータ
１  ロータ
２  永久磁石
３  固定子
４  固定鉄心
５  固定子巻線
６  フレーム
７  冷却手段
７ａ        冷却媒体
８  温度検出器
９  電源
１０  インバータ
１１  電流指令値生成部
１２  電流制御部
１３  電流検出部
１４  電流制限値演算部
１５  電圧検出部
１６  冷媒温度検出部
１７  モータ速度検出部
１８  速度指令値生成部
１９  モータ温度検出部
２０  インバータ温度検出部
【図１】
2007282478.tif 000003
【図２】
2007282478.tif 000004
【図３】
2007282478.tif 000005
【図４】
2007282478.tif 000006
【図５】
2007282478.tif 000007
【図６】
2007282478.tif 000008
【図７】
2007282478.tif 000009
【図８】
2007282478.tif 000010
【図９】
2007282478.tif 000011
【図１０】
2007282478.tif 000012
【図１１】
2007282478.tif 000013
【図１２】
2007282478.tif 000014
【図１３】
2007282478.tif 000015
【図１４】
2007282478.tif 000016
【図１５】
2007282478.tif 000017
【図１６】
2007282478.tif 000018
【図１７】
2007282478.tif 000019
【図１８】
2007282478.tif 000020
【図１９】
2007282478.tif 000021
【図２０】
2007282478.tif 000022
【図２１】
2007282478.tif 000023
【図２２】
2007282478.tif 000024