(57)【要約】      （修正有）【課題】回転電気機械のオープンループ制御における誤差をより良く修正するための方法を提供する。【解決手段】回転電気機械２０を制御する場合、測定および／または計算誤差によって引き起こされたフラックスドリフトを補正する。推定フラックスベクトルのフラックスドリフトは、インバータの制御のために既に決定された参照フラックス大きさとフラックスベクトルの長さを比較することにより補正されてもよい。比較によって、推定フラックスベクトルの長さは、長くまたは短くされる。【選択図】図１
2012070619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータ（１２）によって電気的に供給される回転電気機械（２０）中のフラックスを算出する方法であって、
インバータ電圧ベクトル（ｕｘ１、ｕｙ１）を決定することと、
インバータ電流ベクトル（ｉｘ１、ｉｙ１）を決定することと、
前記インバータ電圧ベクトルおよび前記インバータ電流ベクトルに基づいた推定フラックスベクトル（ΨＳ＿ＥＳＴ）を算出することと、
前記推定フラックスベクトル（ΨＳ＿ＥＳＴ）の長さおよび参照フラックス大きさ（ΨＳ＿ＲＥＦ）の比較により、前記推定フラックスベクトル（ΨＳ＿ＥＳＴ）の前記長さを変更することによって誤差を補償することと、
を具備する方法。
【請求項２】
前記推定フラックスベクトル（ΨＳ＿ＥＳＴ）をファクタに掛けることによってオフセットベクトル（ΨＯＦＦＳＥＴ）を決定することと、前記ファクタは、前記参照フラックス大きさ（ΨＳ＿ＲＥＦ）および前記推定フラックスベクトル（ΨＳ＿ＥＳＴ）の前記長さの比率に依存する、
前記推定フラックスベクトル（ΨＳ＿ＥＳＴ）に前記オフセットベクトル（ΨＯＦＦＳＥＴ）を加えることによって前記推定フラックスベクトル（ΨＳ＿ＥＳＴ）の前記長さを変更することと、
をさらに具備する、請求項１による方法。
【請求項３】
前記ファクタは、前記推定フラックスベクトルの前記長さと前記参照フラックス大きさとの間の差の比率（ΨＳ＿ＥＳＴ−ΨＳ＿ＲＥＦ）および前記推定フラックスベクトル（ΨＳ＿ＥＳＴ）の前記長さに依存する、請求項２による方法。
【請求項４】
前記ファクタは、固定ゲイン値（Ｐｇａｉｎ）を具備する、請求項２又は３による方法。
【請求項５】
前記固定ゲイン値は、０，１〜０，２の間にある、請求項４による方法。
【請求項６】
前記インバータ電圧ベクトル（ｕｘ１、ｕｙ１）は、前記インバータ（Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃ）のスイッチング位置および／または前記インバータの入力における電圧（ｕＤＣ）に基づいて決定される、前の請求項のうちの１つによる方法。
【請求項７】
前記インバータ電流ベクトル（ｉｘ１、ｉｙ１）は、前記インバータの前記入力および／または出力における電流（ｉａ、ｉｂ、ｉｃ）に基づいて決定される、前の請求項のうちの１つによる方法。
【請求項８】
前記推定フラックスベクトル（ΨＳ＿ＥＳＴ）は、差分ベクトルおよび電圧ロスベクトルを加えることにより、前のフラックスベクトルから算出され、
前記差分ベクトルは、参照角周波数、離散時間ステップの長さおよび前記インバータ電圧ベクトル（ｕｘ１、ｕｙ１）に依存し、
前記電圧ロスベクトルは、前記参照角周波数、前記離散時間ステップの長さ、所定の抵抗値および前記インバータ電流ベクトル（ｉｘ１、ｉｙ１）に依存する、前の請求項のうちの１つによる方法。
【請求項９】
インバータ（１２）を制御する方法であって、
回転電気機械（２０）のための参照角周波数（ωＲＥＦ）をセットすることと、
前記角周波数から基準電圧（ｕＳ＿ＲＥＦ）を決定することと、
前記基準電圧に対応する前記インバータ（１２）の変調出力電圧（３２）を生成するように、前記インバータ（１２）のスイッチを制御することと、
請求項１〜８のうちの１つによる推定フラックスベクトル（ΨＳ＿ＥＳＴ）を決定することと、
前記推定フラックスベクトル（ΨＳ＿ＥＳＴ）を診断で使用することと、
を具備する方法。
【請求項１０】
プロセッサによって実行される場合、請求項１〜９のうちの１つの方法のステップを実行するのに適した、回転電気機械（２０）中のフラックスを算出するためのプログラムエレメント。
【請求項１１】
請求項１０によるプログラムエレメントが格納されるコンピュータ可読媒体。
【請求項１２】
インバータ（１２）のための、請求項１〜９のうちの１つの方法を実行するのに適したコントローラ（２４）。
【請求項１３】
請求項１２によるコントローラ（２４）を備えたインバータ（１２）と、
前記インバータ（１２）の出力に接続されたケーブル（１６）と、
前記インバータ（１２）として別の地理的な場所に位置し、前記ケーブル（１６）によって供給された回転電気機械（２０）と、
を具備し、
前記推定フラックスベクトル（ΨＳ＿ＥＳＴ）の決定用の入力パラメータを決定するためのセンサは、前記インバータ（１２）に位置している、システム（１０）。
【請求項１４】
前記ケーブル（１８）に接続された昇圧変圧器（１４）および降圧変圧器（１８）をさらに具備する、請求項１３によるシステム（１０）。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［説明］
【発明の技術分野】
【０００２】
発明は、回転電気機械を制御する分野に関する。その発明は、特に、回転電気機械中のフラックスを算出する方法、インバータを制御する方法、プログラムエレメント、コンピュータ可読媒体、インバータ用のコントローラおよび回転電気機械を具備するシステムに関する。
【発明の背景】
【０００３】
通常、回転電気機械内でフラックスとトルクを直接測定することは可能ではない。その値は、回転電気機械の制御に必要かもしれない。
【０００４】
例えば、石油プラットホームのための長いモータ給電では、モータ（電気的なマシンである）およびインバータは、長距離によって分離される。それは、１０キロメートルに至るかもしれない。そのようなアプリケーションについては、抵抗電圧降下を正確に推定することができない場合、制御するやり方は、パルス幅およびオープンループスカラモードに基づくことができる。オープンループ制御は、ダイナミックトルク制御（ＤＴＣ）およびベクトル制御のやり方と一体化される。同じハードウェア測定および診断は、適用されてもよい。
【０００５】
抵抗電圧降下における誤差は、推定フラックス（estimated flux）および推定トルク（estimated torque）の精度に影響を及ぼすかもしれない。ＤＣ中間電圧および相電流中のゲインおよびオフセット誤差、インバータ電力スイッチロスの不正確な推定または使用された積分アルゴリズムを測定し、誤った推定フラックスを引き起こすかもしれない他の誤差原因があるかもしれない。
【０００６】
誤差を補正するための既知のある解決策は、オンラインで抵抗ロスを推定し、積分ループ内の推定を使用することでもよい。別の解決法は、モータ電圧の測定を加えて、フラックス計算にこれを適用することでもよい。
【０００７】
さらなる方法は、１周期内の最小および最大のフラックスレベルの推定に基づき、フラックス推定または電圧ベクトルに補正を直接適用する方法で得られた平均を追加してもよい。しかしながら、モータの周波数が変化している場合、これがよい補正に終らない可能性があるという損失がある。
【０００８】
補償フラックス誤差のための解決策は、フラックス観察に関係のあるUS 2002 0041171 A1、オンラインパラメータ適応に関係のあるTW 441161 A、および算出されたオフセットコンポーネントを使用して電流を修正するフラックスオフセット補正制御ユニットを示すJP 2006 136053 Aで見つかるかもしれない。
【発明の説明】
【０００９】
発明は、回転電気機械のオープンループ制御における誤差をより良く修正するための方法を提供することを目的とする。
【００１０】
この目的は、独立請求項の主題によって達成される。さらに典型的な実施形態は、従属請求項から明白である。
【００１１】
発明の態様は、回転電気機械中のフラックスを算出する方法に関する。回転電気機械は、誘導電動機、同期または永久磁石モータのような電気モータでもよい。
【００１２】
発明の実施形態によれば、回転電気機械は、インバータによって電気的に供給される。インバータは、可変の電気エネルギーを備えた回転電気機械を供給することにより、ＤＣリンクから電流を変調するパルス幅でもよい。インバータは、インバータのスイッチ状態の制御のために、および／または、回転電気機械用の周波数およびトルクの制御のために、コントローラを有してもよい。
【００１３】
発明の実施形態によれば、方法は、インバータ電圧ベクトルを決定することと、インバータ電流ベクトルを決定することと、インバータ電圧ベクトルおよびインバータ電流ベクトルに基づいた推定フラックスベクトルを算出することと、推定フラックス（それは、推定フラックスベクトルの絶対値または大きさでもよい）および参照フラックス（それは、参照フラックスベクトルの大きさ／長さでもよい）の比較により、推定フラックスベクトルの長さの変更によって測定および／または計算誤差を補償することと、を具備する。参照フラックスは、回転電気機械の参照角周波数に基づいて決定されてもよい。
【００１４】
このように、測定および／または計算誤差によって引き起こされた推定フラックスベクトルのフラックスドリフトは、インバータの制御のために既に決定された参照フラックスベクトル（またはベクトルの長さ）と推定フラックスベクトルを比較することにより、補正してもよい。特に、それらの長さの比較によって、推定フラックスベクトルの長さは、長くされてもよいし短くされてもよい。
【００１５】
特に、オフセット補償は、推定フラックスベクトルの完全な周期（complete period）を知らずに適用されてもよい。したがって、さらに回転電気機械の周波数が変化している場合、特に、推定フラックスベクトルの長さだけが変更される場合、方法は、優れた誤り訂正が生じる場合がある。推定フラックスベクトルの長さだけの変更は、推定フラックスベクトルの大きさだけ変更され、方向は変更されないことを意味することができる。
【００１６】
これは、下記のさらなる利点を少なくとも有することができる。推定フラックスベクトルを、制御によって安定させることができる。推定フラックスベクトルに基づいた算出周波数を、改善することができる。推定電磁気トルクを、より正確にすることができる。診断用の電磁気トルクおよび電源信号を、改善することができる。
【００１７】
発明の実施形態によって、回転電気機械を制御するためおよびオープンループ制御でドリフトする推定フラックスベクトルの補正のための方法は、上昇および降圧変圧器をさらに有してもよい非常に長いモータ給電を備えたモータに適用されてもよい。方法は、スカラー（オープンループ）フラックス制御で、および／または、駆動システムで上昇および降圧変圧器をさらに備えた長い給電に供給された電気モータで、電源インバータの制御のために使用されてもよい。
【００１８】
最後の場合では、パルス幅変調を備えたスカラモードのフラックスオフセット補償および電磁気トルク補正のための方法は、上昇および降圧変圧器を備えた長いモータ給電を備えた駆動アプリケーションで、フラックス、トルク、電力推定を改善することができる。
【００１９】
発明の実施形態によれば、方法は、推定フラックス大きさが参照フラックス大きさより大きい場合に、推定フラックスベクトルを短くすること、および／または、推定されたフラックス大きさが参照フラックス大きさより小さい場合に、推定フラックスベクトルを長くすることをさらに具備する。このように、補償誤差のための方法が適用される場合、推定フラックスベクトルは、（知られていない）実際（real）のフラックスベクトルの方向にシフトしてもよい。１つの計算ステップにおける誤差を完全に補償することは必要でない。毎回、方法は適用され、補償された推定フラックスベクトルは、補償のない推定フラックスベクトルより誤りがわずかに少ない。
【００２０】
例えば、推定フラックスベクトルの延長および短縮は、次のものによって行われてもよい。推定フラックスベクトルにファクタを掛けることによってオフセットベクトルを決定することと、推定フラックスベクトルにオフセットベクトルを加えることにより、推定フラックスベクトルの長さを変更することと、によって行われてもよく、ファクタは、参照フラックス大きさおよび推定フラックス大きさの比率に依存する。したがって、推定フラックスベクトルの長さは、推定フラックスベクトルの方向を変更せずに変更される。言いかえれば、ファクタは、実数（real）ファクタ（および複素数ではない）でもよい。
【００２１】
発明の実施形態によれば、推定フラックス大きさと参照フラックス大きさとの間の差が決定される。また、ファクタは、差および推定フラックス大きさの比率に依存する。したがって、補償は、推定フラックス大きさと参照フラックス大きさの間の偏差によって決まる線形でもよい。
【００２２】
発明の実施形態によれば、ファクタは、０．５〜０．４（例えば、０．１〜０．２）の固定ゲイン値を具備する。実験では、この値の固定ゲインファクタが誤差補償のよい収束に帰着することを示した。
【００２３】
演算時間を省くために、推定フラックスベクトルが算出される度に補償は行われないことも可能である。発明の実施形態によれば、推定フラックスベクトルは、第１の離散時間ドメインの中で算出される。また、誤差の補償は、第２の離散時間ドメインの中で実行される。第２の離散時間ドメインの１ステップは、第１の離散時間ドメインのＮステップである。
【００２４】
発明の実施形態によれば、インバータ電圧ベクトルは、インバータのスイッチング位置およびインバータの入力における電圧に基づいて決定される。
【００２５】
発明の実施形態によれば、インバータ電流ベクトルは、インバータの入力および／または出力における電流に基づいて決定される。
【００２６】
発明の実施形態によれば、推定フラックスベクトルは、差分ベクトルおよび電圧ロスベクトルを加えることにより、前のフラックスベクトルから（例えば、離散時間ドメインの中で）算出される。差分ベクトルは、参照角周波数、離散時間ステップの長さおよびインバータ電圧ベクトルに依存してもよい。電圧ロスベクトルは、参照角周波数、離散時間ステップの長さ、所定の抵抗値およびインバータ電流ベクトルに依存してもよい。
【００２７】
発明のさらなる態様は、インバータを制御する方法に関する。発明の実施形態によれば、インバータを制御する方法は、回転電気機械のための参照角周波数をセットすることと、角周波数からの基準電圧を決定することと、基準電圧に対応するインバータのパルス幅変調出力電圧を生成するように、インバータのスイッチを制御することと、上記および下記に記述されるような推定フラックスベクトルを決定することと、推定フラックスベクトルを診断で使用することと、を具備する。
【００２８】
発明のさらなる態様は、回転電気機械中のフラックスの算出のためのプログラムエレメント（またはコンピュータプログラム）に関する。それは、プロセッサによって実行される場合、上記および下記に記述されるような方法のステップを行なうのに適している。例えば、インバータのコントローラは、プロセッサを含んでもよい。
【００２９】
発明のさらなる態様は、プログラムエレメントが格納されるコンピュータ可読媒体に関する。コンピュータ可読媒体は、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）記憶デバイス、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ（読み取り専用メモリ）およびＥＰＲＯＭ（消去可能プログラマブルＲＯＭ）でもよい。コンピュータ可読媒体は、さらにデータ通信ネットワーク（例えば、インターネット）でもよい。それは、プログラムコードをダウンロードすることを可能にする。
【００３０】
発明のさらなる態様は、上記および下記に記述されるような方法を実行するのに適したインバータ用のコントローラに関する。
【００３１】
発明のさらなる態様は、システムに関する。発明の実施形態によれば、システムは、上記および下記に記述されるような方法を実行するのに適したコントローラを備えたインバータと、インバータの出力に接続されたケーブルと、インバータとして別の地理的な場所に位置し、ケーブルによって供給された回転電気機械とを具備し、推定フラックスの決定用の入力パラメータを決定するためのセンサは、単にインバータに位置している。入力パラメータは、インバータのスイッチング位置、ＤＣリンク電圧および／またはインバータの出力電流でもよい。インバータの後には、ケーブルに接続された昇圧変圧器があってもよい。回転電気機械の前には、ケーブルに接続された降圧変圧器があってもよい。
【００３２】
上記および下記に記述されるような方法の特徴が、システムまたはコントローラの特徴および逆の場合も同様でもよいことは、理解されなければならない。
【００３３】
明示的に言及されておらず、技術的に可能な場合は、上記および下記に記述された発明の実施形態の組み合わせは、方法とシステムの実施形態でもよい。
【００３４】
これらおよび発明の他の態様は、以下に記述された実施形態を参照して明白になり説明されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
以下に、本発明の実施形態は、添付の図面を参照してより詳細に説明される。
【図１】図１は、発明の実施形態による駆動システムを示す。
【図２】図２は、発明の実施形態によるコントローラのコンポーネントを示す。
【図３】図３は、発明の実施形態によるコントローラのさらなるコンポーネントを示す。
【図４】図４は、発明の実施形態による誤り訂正を描くダイヤグラムを示す。
【図５ａ】図５ａは、発明の実施形態によるフラックスの修正方法の例を示す。
【図５ｂ】図５ｂは、発明の実施形態によるフラックスの修正方法の例を示す。
【図６ａ】図６ａは、発明の実施形態によるトルクの修正方法の例を示す。
【図６ｂ】図６ｂは、発明の実施形態によるトルクの修正方法の例を示す。
【図７ａ】図７ａは、発明の実施形態による電力の修正方法の例を示す。
【図７ｂ】図７ｂは、発明の実施形態による電力の修正方法の例を示す。
【００３６】
原則として、同一部分には図中に同じ参照符号が提供されている。
【好適な実施形態の詳細な説明】
【００３７】
［総括］
図１は、昇圧変圧器１４に接続された電源インバータ１２、ケーブル１６および電気モータ２０の形式の回転電気機械に接続される降圧変圧器１８を具備する駆動システム１０を示す。例えば、ケーブルは、長さ１０キロメートルを超えてもよい。使用されたインバータトポロジーは、中性点クランプ（ＮＰＣ）インバータ１２でもよいが、ＤＣバス２２に接続された他の電源インバータが利用されてもよい。ＤＣリンクは、整流器によって提供されてもよい。
【００３８】
インバータ１２の制御のために、システムは、コントローラ２４を具備する。
【００３９】
図２は、コントローラ２４のコンポーネントまたはモジュールを示す。モジュールは、コントローラの機能モジュールでもよいし、プログラムされたソフトウェアモジュールまたは手順としてそれぞれインプリメントされてもよい。しかしながら、当業者は、機能モジュールがハードウェア中で完全にまたは部分的にインプリメントされてもよいことを理解するだろう。
【００４０】
コントローラ２４は、パルス幅変調電流がインバータ１２の出力で生成されるように、スカラモード方式で働くおよびインバータ２４を制御するのに適している。コントローラ２４の１つの入力パラメータは、モータの所望の周波数を示す基準周波数ωＲＥＦである。基準周波数ωＲＥＦから、基準電圧モジュール２６は、所定の電圧／周波数特性２８の助けで基準電圧ＵＳ＿ＲＥＦを生成する。
【００４１】
基準電圧ＵＳ＿ＲＥＦは、パルス幅変調器モジュール３０へ入力される。モジュール３０は、基準電圧ＵＳ＿ＲＥＦおよびインバータ１４の出力電流のパルス３２を実現するインバータの半導体スイッチ用のスイッチ状態Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃからパルス長３２を生成する。
【００４２】
［オープンループ制御、電圧モデルおよびフラックス推定］
図３は、インバータ１２の電圧モデルおよびモータ２０を備えた、固定子フラックスベクトルΨおよび電磁気トルクＴｅの算出のためのコントローラ２４のさらなるコンポーネントまたはモジュールを示す。
【００４３】
電圧モデルをインプリメントするために、電圧ベクトルモジュール３４は、入力パラメータＳａ、Ｓｂ、ＳｃおよびＵＤＣを用いて、コンポーネントＵｘ１およびＵｙ１を備えた複素電圧ベクトルを算出する。インバータスイッチ位置の情報Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃは、パルス幅変調器モジュール３０から得られる。ＤＣリンク電圧ＵＤＣは、ＤＣリンク２２のセンサによって測定される。
【００４４】
さらに、例えば、インバータ１２の出力で測定された相電流ｉａ、ｉｂ、ｉｃは、電流ベクトルモジュール３６の３／２変換によって、コンポーネントｉｘ１およびｉｙ１を備えた複素電流ベクトルに変換される。電圧ベクトル補正ΔＵｘ１、ΔＵｙ１は、推定抵抗ｒＳを用いて電流ベクトルｉｘ１、ｉｙ１から算出され、電圧ベクトルＵｘ１、Ｕｙ１を加える。推定抵抗ｒＳは、インバータとモータ２０との間のモータ固定子巻線、昇圧変圧器１４およびケーブル１８の抵抗部分に基づいてもよい。
【００４５】
結果として生じた電圧ベクトルＵｘ１、Ｕｙ１の積算（integrating）によって、フラックスベクトルモジュール３８は、コンポーネントΨｘ１およびΨｘ２を備えた推定フラックスベクトルΨＳ＿ＥＳＴを算出する。推定フラックスベクトルΨｘ１、Ψｘ２および電流ベクトルｉｘ１、ｉｙ１から、トルクベクトルモジュール４０は、モータ２０の推定トルクＴｅを算出する。
【００４６】
コントローラ２４によって算出された値は、インバータ半導体およびフィルタ、インバータとモータ端子との間に接続されたケーブルのような受動素子上の電圧降下による誤差、測定されたＤＣ電圧ＵＤＣおよび測定された相電流ｉａ、ｉｂ、ｉｃの誤差を含んでいる。
【００４７】
続いて、モータ２０のオープンループ制御は、コントローラ２４および対応する計算ステップによって実行する。電圧モデルおよびフラックス推定は、より詳細に記述されるだろう。
【００４８】
電圧モデルは、（ｋ）座標の固定子電圧ｕＳ（ｋ）のための一般的な方程式に基づく。それは、以下によって定義される。
【数１】
2012070619.tif 000003
【００４９】
ｉＳは、固定子電流である。ΨＳは、固定子フラックスベクトルである。ωｋは、モータの角周波数である。
【００５０】
固定子座標ωｋ＝０では、電圧方程式（１）は、以下のようになる。
【数２】
2012070619.tif 000004
【００５１】
固定子フラックスベクトルΨＳは、以下のように定義される。
【数３】
2012070619.tif 000005
【００５２】
ｕＳは、固定子電圧である。固定子電流基本コンポーネントｉＳは、以下によって定義される。
【数４】
2012070619.tif 000006
【００５３】
オープンループスカラモードでは、固定子フラックスベクトルΨＳは、方程式（３）に基づいて算出される。ここで、ｒＳは、インバータ出力からモータ端子までの経路の抵抗ロスをすべて含む。
【００５４】
［フラックス推定における誤差］
積分（３）における誤差は、誤った推定（固定子）フラックスベクトルΨＳ＿ＥＳＴに影響する。それは、公式（３）中のΨＳと同じように算出されてもよい。推定フラックスベクトルΨＳ＿ＥＳＴにおける誤差により、不正確なトルクＴｅが算出される。それは、推定フラックスベクトルΨＳ＿ＥＳＴおよび電流ベクトルｉＳのクロス乗積である。積分における誤差の影響は、低周波においてより目に見える。超低周波では、抵抗ｒＳのために高電圧ロスにより、補足補償電圧を供給する必要があってもよい。補償が必要な場合、周波数ωは、アプリケーションと電圧降下に依存してもよい。
【００５５】
オープンループ積分誤差の影響が修正されない場合、推定フラックスベクトルΨＳ＿ＥＳＴは、原点からシフトしている。その結果、（トルクに依存して）軸上の推定電力および算出トルクＴｅは、変動する場合がある。
【００５６】
積分の誤差は、図４に示される。推定フラックスベクトルΨＳ＿ＥＳＴは、ｘ−ｙ複素平面の原点と異なるポイントＥの周囲を角周波数ωで旋回している。
【００５７】
推定フラックスベクトルΨＳ＿ＥＳＴ中のドリフトに結びつく誤差は、２つのケースで生じる。第１に、測定された中間電圧は、実際のＤＣ電圧より小さくてもよい。第２に、測定された相電流には、オフセット誤差があってもよい。それは、相電流のＤＣコンポーネントを引き起こし、最後に不安定な積分に帰着するだろう。これらの事実は、次の方程式から導き出されてもよい。 
フラックス方程式（３）は、以下の形式で書かれることができる。
【数５】
2012070619.tif 000007
【００５８】
固定子フラックスベクトル誤差は、固定子フラックスベクトルと推定フラックスベクトル（方程式７）との間の差として定義することができる。
【数６】
2012070619.tif 000008
【００５９】
ｒＳ＿ＥＳＴは、推定抵抗である。ｒＳは、所定の推定抵抗である。ΔｒＳは、推定誤差である。
【００６０】
固定子フラックス誤差ベクトルは、以下によって定義される。
【数７】
2012070619.tif 000009
【００６１】
（５）を用いて、これが生じる。
【数８】
2012070619.tif 000010
【数９】
2012070619.tif 000011
【００６２】
（４）で、フラックス誤差ベクトルは、以下のようになる。
【数１０】
2012070619.tif 000012
【００６３】
（１０）から、固定子フラックス誤差ベクトルΔΨＳは、固定子抵抗ΔｒＳの誤差に比例し、角周波数ωに反比例することに気づくことができる。
【００６４】
電流ベクトルにオフセットがある場合、固定子フラックス推定は、ΔｒＳで増幅された値で原点から移動される。
【００６５】
推定トルクＴＥＬは、固定子フラックスベクトルΨＳと固定子電流ｉＳとのクロス乗積で算出することができる。フラックスにおける誤差は、トルクにおける誤差に厳しい影響がある。
【数１１】
2012070619.tif 000013
【数１２】
2012070619.tif 000014
【００６６】
トルク誤差は、固定子抵抗ΔｒＳにおける誤差に比例し、角速度ωに反比例する。
【００６７】
したがって、固定子フラックスベクトル誤差および電磁気トルク誤差が高速で小さいが、角速度ωが０近くである場合、非常に高くなる。
【００６８】
［フラックス推定の誤差の補償］
下記では、オープンループシステムのフラックスオフセットの補償アルゴリズムが説明されるだろう。それは、フラックスベクトルモジュール３８によって実行されてもよい。
【００６９】
一般に、オープンループスカラモードでは、フラックスベクトルは、積分方程式（３）で推定される。原点からの固定子フラックスドリフトは、推定トルク変動を引き起こし、同様に算出された電力変動に続く。
【００７０】
補償アルゴリズムで、推定固定子フラックスベクトルΨＳ＿ＥＳＴは、離散時間ドメインの中で算出される。まず、計算時間レベルまたは時間ステップＴｓ１では、固定子フラックスベクトルΨＳ＿ＥＳＴ＿ＰＲＥＬＩＭＩＮＡＲＹの予備値は、（１３）によって得られる。
【数１３】
2012070619.tif 000015
【００７１】
ΨＳ＿ＥＳＴ＿ＰＲＥＬＩＭＩＮＡＲＹ［ｋ］は、ｋ−ｔｈ計算サイクルの固定子フラックスベクトルの予備値である。それは、最後の有効な固定子フラックス推定ΨＳ＿ＥＳＴ［ｋ］に基づく。さらに、ｕＩＮＶは、測定中間電圧ＵＤＣおよびスイッチング位置を用いて算出されたインバータ電圧ベクトルである。ｕＩＮＶのコンポーネントｕｘ１およびｕｙ１は、モジュール３４および３６（上記参照）で算出されてもよい。
【００７２】
固定子抵抗および固定子電流による電圧ロス積分は、（１４）によって算出される。
【数１４】
2012070619.tif 000016
【００７３】
ｋ−ｔｈ計算サイクルの固定子フラックスベクトルΨＳ＿ＥＳＴの推定値は、（１４）で修正される。
【数１５】
2012070619.tif 000017
【００７４】
推定フラックスベクトルΨＳ＿ＥＳＴが電圧積分から算出されるにしたがって、オープンフラックス積分アルゴリズムは、誤差を有するかもしれない。それは、複素平面（図４を参照）の原点からのドリフトと見なされるかもしれない。推定フラックスベクトルのドリフトは、算出されたトルクおよび電力の変動に影響している。実際の信号は、制御と診断目的に使用され、精度が要求される。推定フラックスベクトルのドリフトの補償用の次のアルゴリズムは、フラックスオフセットベクトルを修正し、トルクと電力推定を改善する。
【００７５】
固定子フラックスオフセットベクトルΨＯＦＦＳＥＴは、（１６）によって定義される。
【数１６】
2012070619.tif 000018
【００７６】
ΨＳ＿ＲＥＦは、参照固定子フラックス大きさである。｜ΨＳ＿ＥＳＴ｜は、推定固定子フラックスベクトルの振幅または大きさまたは長さである。参照固定子フラックス大きさΨＳ＿ＲＥＦは、基準周波数ωＲＥＦから導かれてもよい。それは、ｕＳ＿ＲＥＦ（図２および対応する記述を参照）を算出するために使用される。
【００７７】
補正されたフラックスオフセットベクトルΨＯＦＦ＿ＣＯＭＰＥＮＳＡＴＥは、（１７）で定義される。
【数１７】
2012070619.tif 000019
【００７８】
Ｐｇａｉｎは、フラックスオフセットベクトルのためのゲイン値であり、０．１〜０．２の値を有してもよい。
【００７９】
公式（１６）中のかっこ内の式は、第１の実数ファクタである。公式（１７）中のＰｇａｉｎは、第２の実数ファクタである。要約すると、（補正された）フラックスオフセットベクトルは、第１および第２の実数ファクタの積である実数ファクタを備えた推定フラックスベクトルを掛けることにより算出される。
【００８０】
相殺誤差については、補正されたフラックスオフセットベクトル（１７）は、抵抗電圧ロス積分方程式（１８）に加えられる。
【数１８】
2012070619.tif 000020
【００８１】
方程式（１６）から（１８）を導くことができる。推定フラックスベクトルΨＳ＿ＥＳＴの大きさが参照フラックス大きさΨＳ＿ＲＥＦより大きい場合、推定フラックスベクトルΨＳ＿ＥＳＴは、短くされる。推定フラックスベクトルΨＳ＿ＥＳＴの大きさが参照フラックス大きさΨＳ＿ＲＥＦより小さい場合、推定フラックスベクトルΨＳ＿ＥＳＴは短くされる。
【００８２】
これは、図４に示される。参照フラックスベクトルは、実際の固定子フラックスΨＳ＿ｒｅａｌのように同じまたは同様の大きさΨＳ＿ＲＥＦを有してもよい。その場合、推定フラックスベクトルΨＳ＿ＥＳＴ１は、実際のフラックスベクトルΨＳ＿ｒｅａｌより小さい。フラックスベクトルΨＳ＿ＥＳＴ１は、オフセットベクトルΨＯＦＦ１によって長くされる。その場合、推定フラックスベクトルΨＳ＿ＥＳＴ２は、実際のフラックスベクトルΨＳ＿ｒｅａｌより大きい。フラックスベクトルΨＳ＿ＥＳＴ２は、オフセットベクトルΨＯＦＦ２によって長くされる。どのような場合も、補正の後、推定フラックスベクトルは、実際のフラックスに近づき、したがって、実際のフラックスベクトルに対して誤りは少ない。補正の目的は、フラックス振幅の適応ではなく、オフセットを補正することである。
【００８３】
補償の後、フラックスオフセットベクトルは、トルク誤差の補正のために使用されてもよい。
【数１９】
2012070619.tif 000021
【００８４】
電磁気トルク（１９）および角速度は、推定電力を定義する。
【００８５】
次の図５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂ、７ａおよび７ｂは、フラックスΨ、トルクＴおよび電力Ｐのシミュレーションおよび計算データを示す。ここで、図５ａ、６ａおよび７ａでは、発明によるフラックス補償はなく、図５ｂ、６ｂおよび７ｂでは、フラックスは、上述されたアルゴリズムによって補正される。
【００８６】
データは、低速（最大速度の０．０５）および１０％の負荷を備えたモータ２０の定常状態オペレーションでシミュレートされた。
【００８７】
図５ａおよび５ｂは、複素平面中の実際のフラックスΨＳ＿ｒｅａｌおよび推定フラックスベクトルΨＳ＿ＥＳＴを示す。図５ａおよび図５ｂからわかるように、図５ａ中の原点からの推定フラックスベクトルΨＳ＿ＥＳＴのオフセットは、アルゴリズムによって補正される。
【００８８】
図６ａおよび６ｂは、実際のトルクＴｒｅａｌおよび推定トルクＴＳ＿ＥＳＴを示す。図６ａおよび図６ｂからわかるように、図６ａ中の推定トルクＴＳ＿ＥＳＴのほとんどの変化は、図６ｂ中のアルゴリズムによって補正される。
【００８９】
図７ａおよび７ｂは、実際の軸動力（real shaft power）Ｐｒｅａｌおよび推定軸動力ＰＥＳＴを示す。図７ａおよび図７ｂからわかるように、図７ａ中の推定トルクＰＥＳＴのほとんどの変化は、図７ｂ中のアルゴリズムによって補正される。
【００９０】
発明は、図面および前述の説明に詳細に記述され例証されるが、そのような実例および記述は、実例または一般的であり、限定的でないと見なされる。その発明は、開示された実施形態に限定されない。開示された実施形態の他の変更は、当業者によって理解および達成することができ、図面、開示および添付された請求項の検討から、要求された発明を実行することができる。請求項において、「具備する」という用語は、他のエレメントまたはステップを除外せず、「１つの（a）」または「１つの（an）」という不定冠詞は、複数を除外しない。シングルプロセッサまたはコントローラまたは他のユニットは、請求項で列挙された種々のアイテムの機能を実行してもよい。ある手段が相互に異なる従属請求項で列挙されているという単なる事実は、これらの手段の組み合わせで効果が得られないということを示してはいない。請求項におけるどのような参照数字も、範囲を限定するように解釈されるべきでない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
2012070619.tif 000026
【図５ｂ】
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【図６ａ】
2012070619.tif 000028
【図６ｂ】
2012070619.tif 000029
【図７ａ】
2012070619.tif 000030
【図７ｂ】
2012070619.tif 000031
【外国語明細書】
2012070619000001.pdf