(57)【要約】【課題】電流制限の技術を改良する。【解決手段】検出された電流ベクトルを第１の電流ベクトルと定義し、現在の制御サイクルにおいて推定された磁束ベクトルを第１の磁束ベクトルと定義したとき、位相調整部１５１は、第１の電流ベクトル及び第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正する。制限トルク特定部１１５は、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルの内積と電流制限値とを用いて電流ベクトルの振幅を電流制限値に追従させるトルクである制限トルクを特定する。トルク制限部１２３は、トルク修正部１５０に与えられた指令トルクの絶対値が制限トルク以上である場合には上記絶対値を制限トルクに置き換える。【選択図】図３
2017225233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御サイクル毎に、次の制御サイクルにおいて３相回転機に印加されるトルク及び電圧ベクトルを規定する指令トルク及び指令電圧ベクトルを特定する回転機制御装置であって、
前記３相回転機の電流ベクトルを検出する電流検出部と、
前の制御サイクルにおいて特定された前記指令電圧ベクトルを用いて、現在の制御サイクルにおける前記３相回転機の磁束ベクトルを推定する磁束推定部と、
位相調整部、制限トルク特定部及びトルク制限部を有するトルク修正部と、を備え、
検出された前記電流ベクトルを第１の電流ベクトルと定義し、現在の制御サイクルにおいて推定された前記磁束ベクトルを第１の磁束ベクトルと定義したとき、前記位相調整部は、前記第１の電流ベクトル及び前記第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正し、
前記制限トルク特定部は、前記第２の電流ベクトル及び前記第２の磁束ベクトルの内積と電流制限値とを用いて前記電流ベクトルの振幅を前記電流制限値に追従させる前記トルクである制限トルクを特定し、
前記トルク制限部は、前記トルク修正部に与えられた前記指令トルクの絶対値が前記制限トルク未満である場合には前記指令トルクを修正せず、前記絶対値が前記制限トルク以上である場合には前記絶対値を前記制限トルクに置き換え、
（ｉ）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルと同じであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルである、（ii）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を変化させたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルと同じである、又は、（iii）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を変化させたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルである、回転機制御装置。
【請求項２】
前記制限トルク特定部は、第１部分、第２部分及び第３部分を有し、
前記第１部分は、前記内積と、前記３相回転機の極対数との積である第１の積を特定し、
前記第２部分は、前記極対数と、前記第１の磁束ベクトルの振幅と、前記電流制限値との積である第２の積を特定し、
前記第３部分は、前記第２の積の２乗から前記第１の積の２乗を差し引いた値を１／２乗することによって前記制限トルクを特定する、請求項１に記載の回転機制御装置。
【請求項３】
前記第２の磁束ベクトルの位相に対する前記第２の電流ベクトルの位相の進み角は、前記第１の磁束ベクトルの位相に対する前記第１の電流ベクトルの位相の進み角よりも、前記３相回転機に印加されている前記磁束ベクトルの位相に対する前記３相回転機を流れている前記電流ベクトルの位相の進み角に近い、請求項１又は２に記載の回転機制御装置。
【請求項４】
前記第２の磁束ベクトルの位相に対する前記第２の電流ベクトルの位相の進み角は、前記３相回転機に印加されている前記磁束ベクトルの位相に対する前記３相回転機を流れている前記電流ベクトルの位相の進み角と同じである、請求項３に記載の回転機制御装置。
【請求項５】
前記第１の電流ベクトルは、現在の制御サイクルの中心時点よりも期間ｔe前の時点における前記３相回転機の前記電流ベクトルを表し、
前記第２の磁束ベクトルの位相に対する前記第２の電流ベクトルの位相の進み角は、前記第１の磁束ベクトルの位相に対する前記第１の電流ベクトルの位相の進み角よりも角度Δθb大きく、
前記角度Δθbは、ゼロよりも大きく、前記電流ベクトルの位相の変化速度と前記期間ｔeとの積の２倍よりも小さい、請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転機制御装置。
ここで、前記期間ｔeは非ゼロである。
【請求項６】
前記角度Δθbは、前記電流ベクトルの位相の変化速度と前記期間ｔeとの積である、請求項５に記載の回転機制御装置。
【請求項７】
制御サイクルの周期を周期Ｔsと定義したとき、前記期間ｔeは、（ａ）前記周期Ｔsの−１／２倍よりも大きくゼロよりも小さい、（ｂ）ゼロよりも大きく前記周期Ｔsの１／２倍以下である、又は、（ｃ）前記周期Ｔsの１／２倍よりも大きく前記周期Ｔsの３／２倍以下である、請求項５又は６に記載の回転機制御装置。
【請求項８】
前記第２の磁束ベクトルの位相に対する前記第２の電流ベクトルの位相の進み角は、前記第１の磁束ベクトルの位相に対する前記第１の電流ベクトルの位相の進み角よりも角度Δθb大きく、
制御サイクルの周期を周期Ｔsと定義したとき、前記角度Δθbは、（Ａ）前記電流ベクトルの位相の変化速度と前記周期Ｔsとの積の−１／２倍よりも大きくゼロよりも小さい、（Ｂ）ゼロよりも大きく前記電流ベクトルの位相の変化速度と前記周期Ｔsとの積の１／２倍以下である、又は、（Ｃ）前記電流ベクトルの位相の変化速度と前記周期Ｔsとの積の１／２倍よりも大きく前記電流ベクトルの位相の変化速度と前記周期Ｔsとの積の３／２倍以下である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の回転機制御装置。
【請求項９】
（Ｉ）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルと同じであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を遅らせたベクトルである、（II）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を進ませたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルと同じである、又は、（III）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を進ませたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を遅らせたベクトルである、請求項１〜８のいずれか１項に記載の回転機制御装置。
【請求項１０】
前記位相調整部は、ルックアップテーブルを用いて、前記電流ベクトルの位相の変化速度に応じて、前記第１の電流ベクトル及び前記第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、前記第２の電流ベクトル及び前記第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の回転機制御装置。
【請求項１１】
前記第２の磁束ベクトルの位相に対する前記第２の電流ベクトルの位相の進み角は、前記第１の磁束ベクトルの位相に対する前記第１の電流ベクトルの位相の進み角よりも角度Δθb大きく、
前記電流ベクトルの位相の変化速度の絶対値が大きければ大きいほど、前記角度Δθbの絶対値を大きくする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の回転機制御装置。
【請求項１２】
前記回転機制御装置は、制御サイクル毎に、次の制御サイクルにおいて前記３相回転機に印加される前記磁束ベクトルを規定する指令磁束ベクトルを特定し、
前記回転機制御装置は、
検出された前記電流ベクトル及び現在の制御サイクルにおいて推定された前記磁束ベクトルから現在の制御サイクルにおける前記トルクを推定する、又は前記第２の電流ベクトル及び前記第２の磁束ベクトルから現在の制御サイクルにおける前記トルクを推定するトルク推定部と、
前記トルク制限部から出力された前記指令トルクを用いて指令振幅を特定する指令振幅特定部と、
前記トルク制限部から出力された前記指令トルクと推定された前記トルクとの間の偏差であるトルク偏差をゼロに近づけるフィードバック制御を含む制御を実行することによって、前記トルク偏差をゼロに近づける指令位相を特定する指令位相特定部と、
振幅が前記指令振幅であり位相が前記指令位相である前記指令磁束ベクトルを特定する指令磁束特定部と、を備える、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の回転機制御装置。
【請求項１３】
制御サイクル毎に、次の制御サイクルにおいて３相回転機に印加されるトルク及び電圧ベクトルを規定する指令トルク及び指令電圧ベクトルを特定する回転機制御方法であって、
前記３相回転機の電流ベクトルを検出する電流検出ステップと、
前の制御サイクルにおいて特定された前記指令電圧ベクトルを用いて、現在の制御サイクルにおける前記３相回転機の磁束ベクトルを推定する磁束推定ステップと、
位相調整ステップ、制限トルク特定ステップ及びトルク制限ステップを有するトルク修正ステップと、を備え、
検出された前記電流ベクトルを第１の電流ベクトルと定義し、現在の制御サイクルにおいて推定された前記磁束ベクトルを第１の磁束ベクトルと定義したとき、前記位相調整ステップは、前記第１の電流ベクトル及び前記第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正し、
前記制限トルク特定ステップは、前記第２の電流ベクトル及び前記第２の磁束ベクトルの内積と電流制限値とを用いて前記電流ベクトルの振幅を前記電流制限値に追従させる前記トルクである制限トルクを特定し、
前記トルク制限ステップは、前記トルク修正部に与えられた前記指令トルクの絶対値が前記制限トルク未満である場合には前記指令トルクを修正せず、前記絶対値が前記制限トルク以上である場合には前記絶対値を前記制限トルクに置き換え、
（ｉ）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルと同じであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルである、（ii）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を変化させたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルと同じである、又は、（iii）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を変化させたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルである、回転機制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、回転機制御装置及び回転機制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、モータの駆動方法として、直接トルク制御（DTC:Direct Torque Control）が知られている。直接トルク制御の一例では、まず、モータの相電流及び相電圧を検出する。次に、相電流及び相電圧から、モータの電機子鎖交磁束及びトルクを求める。次に、求められたトルクと、指令トルクと、指令振幅と、電気子鎖交磁束の位置とから、指令磁束ベクトルを求める。指令トルク及び指令振幅は、例えば、速度制御装置で求められる。次に、指令磁束ベクトルと、電機子鎖交磁束とから、ＰＷＭインバータからモータに印加されるべき電圧ベクトルを決定する。次に、決定された電圧ベクトルがモータに印加されるように、ＰＷＭインバータのスイッチングを制御する。
【０００３】
直接トルク制御の駆動アルゴリズムはシンプルである。また、エンコーダ、レゾルバ等の位置センサを省略できる。
【０００４】
特許文献１及び非特許文献１では、直接トルク制御について記載されている。非特許文献１では、モータを流れる電流が所定値を超えないようにする制御（電流制限）について記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−０１２７７１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】井上、他３名，「永久磁石同期モータを駆動する直接トルク制御のためのトルクと磁束の指令値作成法とトルク制御器のワインドアップ対策」電気学会論文誌Ｄ,１３０巻，６号，ｐ．７７７−７８４（２０１０年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者らの検討によれば、非特許文献１に記載されている電流制限の技術には、制御精度、特にモータの回転数が高いときにおける制御精度の点で、改善の余地がある。非特許文献１の電流制限の技術を発電機に応用する場合についても同じことが言える。
【０００８】
以上の事情に鑑み、本開示は、
制御サイクル毎に、次の制御サイクルにおいて３相回転機に印加されるトルク及び電圧ベクトルを規定する指令トルク及び指令電圧ベクトルを特定する回転機制御装置であって、
前記３相回転機の電流ベクトルを検出する電流検出部と、
前の制御サイクルにおいて特定された前記指令電圧ベクトルを用いて、現在の制御サイクルにおける前記３相回転機の磁束ベクトルを推定する磁束推定部と、
位相調整部、制限トルク特定部及びトルク制限部を有するトルク修正部と、を備え、
検出された前記電流ベクトルを第１の電流ベクトルと定義し、現在の制御サイクルにおいて推定された前記磁束ベクトルを第１の磁束ベクトルと定義したとき、前記位相調整部は、前記第１の電流ベクトル及び前記第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正し、
前記制限トルク特定部は、前記第２の電流ベクトル及び前記第２の磁束ベクトルの内積と電流制限値とを用いて前記電流ベクトルの振幅を前記電流制限値に追従させる前記トルクである制限トルクを特定し、
前記トルク制限部は、前記トルク修正部に与えられた前記指令トルクの絶対値が前記制限トルク未満である場合には前記指令トルクを修正せず、前記絶対値が前記制限トルク以上である場合には前記絶対値を前記制限トルクに置き換え、
（ｉ）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルと同じであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルである、（ii）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を変化させたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルと同じである、又は、（iii）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を変化させたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルである、回転機制御装置を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示に係る技術によれば、３相回転機の電流を制限することができる。しかも、本開示に係る技術によれば、電流制限の精度を確保し易い。この技術によれば、３相回転機の回転数が高いときにおいても、電流制限の精度を確保し易い。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】モータ制御装置のブロック図
【図２】ｄｑ座標系及びαβ座標系を説明するための図
【図３】モータ制御部のブロック図
【図４】ＰＷＭインバータの構成図
【図５】モータ制御部の動作を説明するためのタイムチャート
【図６】モータ制御部のブロック図
【図７】発電機制御装置のブロック図
【図８】発電機制御部のブロック図
【図９】実施形態に係るモータ制御部の利点を説明するための図
【図１０】実施形態に係るモータ制御部の利点を説明するための図
【図１１】実施形態に係るモータ制御部の利点を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本発明者らによる知見）
本発明者らは、図９に示すようなモータ制御部９０１を検討した。モータ制御部９０１は、速度制御系で直接トルク制御を実現するための構成を有している。モータ制御部９０１では、図示しない電流センサによって、相電流ｉu，ｉwが検出される。相電流ｉu，ｉwは、Ｕ相電流ｉu及びＷ相電流ｉwをまとめて記載したものである。Ｕ相電流ｉu及びＷ相電流ｉwは、それぞれ検出された電流ベクトルiacのＵ相成分及びＷ相成分である。ｕ，ｗ／α，β変換部９０６によって、相電流ｉu，ｉwが、軸電流ｉα，ｉβに変換される。軸電流ｉα及び軸電流ｉβは、それぞれ検出された電流ベクトルiacのα軸成分及びβ軸成分である。磁束推定部９０８によって、軸指令電圧ｖα*，ｖβ*及び軸電流ｉα，ｉβから、モータの磁束ベクトルが推定される（推定磁束Ψsが特定される）。推定磁束Ψsのα軸成分及びβ軸成分をそれぞれ推定磁束Ψα及び推定磁束Ψβと記載する。推定磁束Ψsの振幅（絶対値）を｜Ψs｜と記載する。軸指令電圧ｖα*，ｖβ*は、次の制御サイクルにおいてモータに印加される電圧ベクトルを規定するものである。速度・位相推定部９１０によって、推定磁束Ψα，Ψβから、モータの磁束ベクトルの位相と、モータの回転数が推定される（推定位相θs及び推定回転数Ｎrが特定される）。トルク推定部９０９によって、推定磁束Ψα，Ψβ及び軸電流ｉα，ｉβから、モータのトルクが推定される（推定トルクＴeが特定される）。指令トルク特定部９２１によって、推定回転数Ｎrが指令回転数Ｎref*に一致するように、（第１の）指令トルクＴrefが特定される。制限トルク特定部９１５によって、推定磁束Ψα，Ψβ、振幅｜Ψs｜及び軸電流ｉα，ｉβから、制限トルクＴlimが特定される。トルク制限部９２３によって、指令トルクＴref及び制限トルクＴlimから、（第２の）指令トルクＴe*が特定される。指令トルクＴe*は、モータのトルクが追従するべきトルクを表す。指令振幅特定部９２２によって、指令トルクＴe*から、指令振幅｜Ψs*｜が特定される。トルク偏差特定部９１１によって、推定トルクＴeと第２の指令トルクＴe*との間の偏差（トルク偏差ΔＴ＝Ｔe*−Ｔe）が求められる。指令位相特定部９２７によって、トルク偏差ΔＴ及び推定位相θsから、指令位相θs*が特定される。指令磁束特定部９１２によって、指令位相θs*及び指令振幅｜Ψs*｜から、指令磁束ベクトルΨs*が特定される。指令磁束ベクトルΨs*のα軸成分及びβ軸成分を、それぞれα軸指令磁束Ψα*及びβ軸指令磁束Ψβ*と記載する。α軸磁束偏差特定部９１３ａによって、α軸指令磁束Ψα*と推定磁束Ψαとの間の偏差（磁束偏差ΔΨα＝Ψα*−Ψα）が求められる。β軸磁束偏差特定部９１３ｂによって、β軸指令磁束Ψβ*と推定磁束Ψβとの間の偏差（磁束偏差ΔΨβ＝Ψβ*−Ψβ）が求められる。指令電圧特定部９０７によって、磁束偏差ΔΨα，ΔΨβ及び軸電流ｉα，ｉβから、軸指令電圧ｖα*，ｖβ*が特定される。指令軸電圧ｖα*，ｖβ*は、モータのα−β座標上におけるα軸指令電圧ｖα*及びβ軸指令電圧ｖβ*をまとめて記載したものである。α，β／ｕ，ｖ，ｗ変換部９１４によって、軸指令電圧ｖα*，ｖβ*が指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*に変換される。指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*に基づいてＰＷＭインバータのスイッチングがなされる。
【００１２】
具体的に、磁束推定部９０８は、前の制御サイクルにおいて特定された現在の制御サイクル用の指令電圧ベクトルｖα*，ｖβ*を用いて、現在の制御サイクルにおける推定磁束Ψsを特定する。制限トルク特定部９１５は、このようにして特定された推定磁束Ψsとともに軸電流ｉα，ｉβを用いて、トルク制限値Ｔlimを計算する。具体的には、制限トルク特定部９１５は、式（Ｐ−１）、（Ｐ−２）及び（Ｐ−３）に基づいて、トルク制限値Ｔlimを計算する。トルク制限部９２３は、第１の指令トルクＴrefの絶対値がトルク制限値Ｔlim以上である場合、第１の指令トルクＴrefの絶対値をトルク制限値Ｔlimに置き換えることによって、第２の指令トルクＴe*を得る。そして、得られた第２の指令トルクＴe*を出力する。一方、第１の指令トルクＴrefの絶対値がトルク制限値Ｔlim未満である場合、第２の指令トルクＴe*として第１の指令トルクＴrefを出力する。式（Ｐ−１）及び（Ｐ−２）のＰnは、モータの極対数である。式（Ｐ−１）のＩamは、電流制限値である。
【００１３】
【数１】
2017225233.tif 000003
【００１４】
図９の例では、制限トルク特定部９１５は、無効電力成分特定部９５２と、皮相電力成分特定部９５３と、有効電力成分特定部９５４とを有している。無効電力成分特定部９５２が、式（Ｐ−１）に基づいてＴQを特定する。皮相電力成分特定部９５３が、式（Ｐ−２）に基づいてＴAを特定する。有効電力成分特定部９５４が、式（Ｐ−３）に基づいてＴlimを特定する。
【００１５】
制限トルク特定部９１５及びトルク制限部９２３が行おうとしている制御は、モータのトルクがトルク制限値Ｔlimを超えることを防止し（トルク制限をかけ）、これによりモータの電流ベクトルの振幅（絶対値）が電流制限値Ｉamを超えることを防止する（電流制限をかける）制御である。具体的には、トルク制限及び電流制限がかかっている状況において、トルクをトルク制限値Ｔlimに一致させ、電流ベクトルの振幅を電流制限値Ｉamを一致させる制御である。
【００１６】
しかしながら、本発明者らの検討によれば、離散系で制御がなされていることが原因で、電流ベクトルの振幅は電流制限値Ｉamに厳密には一致しないことがある。以下、その理由を、図１０及び図１１を参照しながら説明する。
【００１７】
図１０は、モータ制御部９０１の動作を説明するためのタイムチャートである。モータ制御部９０１は、周期Ｔsの各制御サイクル［ｋ−１］、［ｋ］、［ｋ＋１］・・・用に１つの指令電圧ベクトルを特定する（ｋは整数である）。タイムチャートの１段目の黒丸は、検出された電流ベクトルの振幅（絶対値）を表す。２段目は、次の制御サイクルにおける指令電圧ベクトルを特定する制御を表す。３段目の線分は、指令電圧ベクトルの振幅（絶対値）を表す。４段目の三角波は、ＰＷＭインバータの動作を規定するＰＷＭキャリア信号を表す。なお、検出された電流ベクトルの振幅は、（ｉα2＋ｉβ2）1/2である。指令電圧ベクトルの振幅は、（ｖα*2＋ｖβ*2）1/2である。
【００１８】
図１０の例では、制御サイクル［ｋ＋１］の開始時点において、電流ベクトルが検出される。制御サイクル［ｋ］において制御サイクル［ｋ＋１］用の指令電圧ベクトルが特定される。制御サイクル［ｋ＋１］用の指令電圧ベクトルは、制御サイクル［ｋ＋１］においてモータに印加される電圧ベクトルを規定するベクトルを意味する。この例では、制御サイクル［ｋ＋１］において、制御サイクル［ｋ＋１］用の指令電圧ベクトルを平均値とする電圧ベクトルがモータに印加されるように、ＰＷＭインバータが動作する。この例では、ＰＷＭキャリア信号の周期は、制御サイクルの周期Ｔsと同じである。
【００１９】
図１０に示す離散系の制御を行う場合、各制御サイクル用の指令電圧ベクトルを、各制御サイクルの中心時点（基準時点；図１０において縦方向に延びる点線に対応）の指令電圧ベクトルと考えることができる。このように考えたとき、制御サイクル［ｋ］において特定された制御サイクル［ｋ＋１］の基準時点における指令電圧ベクトルから、制御サイクル［ｋ＋１］における推定磁束Ψsが特定されると考えることができる。制御サイクル［ｋ＋１］の基準時点における指令電圧ベクトルから特定されるため、制御サイクル［ｋ＋１］における推定磁束は、制御サイクル［ｋ＋１］の基準時点において実際にモータに印加されている磁束ベクトルを推定したものと考えることができる。しかしながら、制御サイクル［ｋ＋１］における電流ベクトルｉac（軸電流ｉα，ｉβ）は、電流検出時点において実際にモータを流れる電流ベクトルに対応するものである。図１０の例では、電流検出時点は、制御サイクル［ｋ＋１］の基準時点ではなく、制御サイクル［ｋ＋１］の開始時点である。これらの時点には、半周期分のずれ（１／２×Ｔsのずれ）がある。このため、図１１に示すように、電流ベクトルｉacの位相は、基準時点における電流ベクトルｉaの位相よりもωＴs／２ｒａｄ遅れている（ωは、モータの電気角速度（単位：ｒａｄ／秒）であり、Ｎをモータの回転数（単位：回転／秒）としたときπ×Ｐn×Ｎ／３０で与えられる）。つまり、制御サイクル［ｋ＋１］における推定磁束Ψsの位相に対する電流ベクトルｉacの位相の進み角は、実際のモータにおける進み角よりもωＴs／２ｒａｄ小さい。このことは、制御サイクル［ｋ＋１］における推定磁束Ψs及び電流ベクトルｉac（軸電流ｉα，ｉβ）の内積を用いて特定されたトルク制限値Ｔlimでは（式（Ｐ−１）参照）、精度のよい電流制限がかからないことを意味する。すなわち、そのような制限値Ｔlimでは、トルク制限がかかっている状況においてモータの電流ベクトルの振幅が電流制限値Ｉamに正確には一致しないことを意味する。この不一致は、モータの電気角速度が高いとき（つまり、回転数が高いとき）に顕在化する。電流ベクトルの振幅を電流制限値Ｉamに一致させる制御を発電機に応用する場合にも、同様の問題が発生する。
【００２０】
また、図を用いた説明は省略するが、制御サイクルの開始時点において検出された電流ベクトルが、該開始時点よりも前の時点においてモータ又は発電機を流れる電流ベクトルを表すと考えるべき場合もある。例えば、電流センサを構成するアナログ回路における位相遅れを無視できない場合がこの場合に該当する。また、制御サイクルの開始時点以外の時点において電流ベクトルが検出される場合にも、同様の問題が生じうる。
【００２１】
そこで、本発明者らは、制御精度、特に回転機の回転数が高いときにおける制御精度の点で、電流制限の技術を改良することを目指した。
【００２２】
すなわち、本開示の第１態様は、
制御サイクル毎に、次の制御サイクルにおいて３相回転機に印加されるトルク及び電圧ベクトルを規定する指令トルク及び指令電圧ベクトルを特定する回転機制御装置であって、
前記３相回転機の電流ベクトルを検出する電流検出部と、
前の制御サイクルにおいて特定された前記指令電圧ベクトルを用いて、現在の制御サイクルにおける前記３相回転機の磁束ベクトルを推定する磁束推定部と、
位相調整部、制限トルク特定部及びトルク制限部を有するトルク修正部と、を備え、
検出された前記電流ベクトルを第１の電流ベクトルと定義し、現在の制御サイクルにおいて推定された前記磁束ベクトルを第１の磁束ベクトルと定義したとき、前記位相調整部は、前記第１の電流ベクトル及び前記第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正し、
前記制限トルク特定部は、前記第２の電流ベクトル及び前記第２の磁束ベクトルの内積と電流制限値とを用いて前記電流ベクトルの振幅を前記電流制限値に追従させる前記トルクである制限トルクを特定し、
前記トルク制限部は、前記トルク修正部に与えられた前記指令トルクの絶対値が前記制限トルク未満である場合には前記指令トルクを修正せず、前記絶対値が前記制限トルク以上である場合には前記絶対値を前記制限トルクに置き換え、
（ｉ）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルと同じであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルである、（ii）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を変化させたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルと同じである、又は、（iii）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を変化させたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルである、回転機制御装置を提供する。
【００２３】
２つのベクトルの内積は該２つのベクトルの位相差に依存する。電流ベクトルの検出のタイミング等によっては、第１の磁束ベクトルの位相に対する第１の電流ベクトルの位相の進み角（進み角θ1）が、実際の３相回転機における磁束ベクトルの位相に対する電流ベクトルの位相の進み角（進み角θact）からズレる。このズレがある場合、第１の磁束ベクトル及び第１の電流ベクトルの内積は、進み角θactを正確に反映したものとはならない。この点、第１態様では、位相調整により、第１の電流ベクトル及び第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正する。適切な位相調整を行うことにより、第２の磁束ベクトルの位相に対する第２の電流ベクトルの位相の進み角（進み角θ2）を、進み角θ1よりも進み角θactに近いものとすることができる。そして、第１態様では、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルの内積を用いて制限トルクを特定する。トルク修正部に与えられた指令トルクの絶対値をそのような制限トルクに置き換えることは、３相回転機に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に一致させる電流制限を正確に行う観点から有利である。また、第１態様に係る技術によれば、回転機の回転数が高いときにおいても、電流制限の精度を確保し易い。
【００２４】
本開示の第２態様は、第１態様に加え、
前記制限トルク特定部は、第１部分、第２部分及び第３部分を有し、
前記第１部分は、前記内積と、前記３相回転機の極対数との積である第１の積を特定し、
前記第２部分は、前記極対数と、前記第１の磁束ベクトルの振幅と、前記電流制限値との積である第２の積を特定し、
前記第３部分は、前記第２の積の２乗から前記第１の積の２乗を差し引いた値を１／２乗することによって前記制限トルクを特定する回転機制御装置を提供する。
【００２５】
第２態様の制限トルク特定部によれば、制限トルクを容易に特定することができる。
【００２６】
本開示の第３態様は、第１態様又は第２態様に加え、
前記第２の磁束ベクトルの位相に対する前記第２の電流ベクトルの位相の進み角は、前記第１の磁束ベクトルの位相に対する前記第１の電流ベクトルの位相の進み角よりも、前記３相回転機に印加されている前記磁束ベクトルの位相に対する前記３相回転機を流れている前記電流ベクトルの位相の進み角に近い回転機制御装置を提供する。
【００２７】
第３態様における進み角Δθ2の進み角Δθactからのズレは、進み角Δθ1のΔθactからのズレよりも小さい。すなわち、第２の磁束ベクトル及び第２の電流ベクトルの内積は、第１の磁束ベクトル及び第１の電流ベクトルの内積に比べて、進み角Δθactを正確に反映したものとなる。第３態様では、そのような内積（第２の磁束ベクトル及び第２の電流ベクトルの内積）を用いて制限トルクを特定する。トルク修正部に与えられた指令トルクの絶対値をそのような制限トルクに置き換えることは、３相回転機に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に一致させる電流制限を正確に行う観点から有利である。
【００２８】
本開示の第４態様は、第３態様に加え、
前記第２の磁束ベクトルの位相に対する前記第２の電流ベクトルの位相の進み角は、前記３相回転機に印加されている前記磁束ベクトルの位相に対する前記３相回転機を流れている前記電流ベクトルの位相の進み角と同じである回転機制御装置を提供する。
【００２９】
第４態様によれば、進み角Δθ2の進み角Δθactからのズレがゼロとなる。すなわち、第２の磁束ベクトル及び第２の電流ベクトルの内積は、進み角Δθactを正確に反映したものとなる。第４態様では、そのような内積を用いて制限トルクを特定する。トルク修正部に与えられた指令トルクの絶対値をそのような制限トルクに置き換えることは、３相回転機に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に一致させる電流制限を正確に行う観点から特に有利である。
【００３０】
本開示の第５態様は、第１態様〜第４態様に加え、
前記第１の電流ベクトルは、現在の制御サイクルの中心時点よりも期間ｔe前の時点における前記３相回転機の前記電流ベクトルを表し、
前記第２の磁束ベクトルの位相に対する前記第２の電流ベクトルの位相の進み角は、前記第１の磁束ベクトルの位相に対する前記第１の電流ベクトルの位相の進み角よりも角度Δθb大きく、
前記角度Δθbは、ゼロよりも大きく、前記電流ベクトルの位相の変化速度と前記期間ｔeとの積の２倍よりも小さい回転機制御装置を提供する。
ここで、前記期間ｔeは非ゼロである。
【００３１】
磁束推定部は、前の制御サイクルにおいて特定された指令電圧ベクトルを用いて、現在の制御サイクルにおける３相回転機の磁束ベクトルを推定する。この推定された磁束ベクトルは、現在の制御サイクルの中心時点における３相回転機の磁束ベクトルに対応すると考えることができる場合がある。第１の磁束ベクトルについても同様である。第１の電流ベクトルがこの中心時点よりも期間ｔe前における３相回転機の電流ベクトルを表すものである場合、第１の磁束ベクトルの位相に対する第１の電流ベクトルの位相の進み角（進み角Δθ1）は、実際の３相回転機における磁束ベクトルの位相に対する電流ベクトルの位相の進み角（進み角Δθact）よりも、電流ベクトルの位相の変化速度と期間ｔeとの積の分だけ小さいことになる。期間ｔeは非ゼロであるので、第１の磁束ベクトル及び第１の電流ベクトルの内積は、実際の３相回転機における磁束ベクトルの位相に対する電流ベクトルの進み角を正確に反映したものとは言えない。この点、第５態様の第２の磁束ベクトルの位相に対する第２の電流ベクトルの位相の進み角（進み角Δθ2）は進み角Δθ1よりも角度Δθb大きく、角度Δθbはゼロよりも大きく上記積の２倍よりも小さいため、進み角Δθ2は進み角Δθ1よりも進み角Δθactに近い。すなわち、第２の磁束ベクトル及び第２の電流ベクトルの内積は、第１の磁束ベクトル及び第１の電流ベクトルの内積に比べて、進み角Δθactを正確に反映したものとなる。第５態様では、そのような内積（第２の磁束ベクトル及び第２の電流ベクトルの内積）を用いて制限トルクを特定する。トルク修正部に与えられた指令トルクの絶対値をそのような制限トルクに置き換えることは、３相回転機に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に一致させる電流制限を正確に行う観点から有利である。
【００３２】
本開示の第６態様は、第５態様に加え、
前記角度Δθbは、前記電流ベクトルの位相の変化速度と前記期間ｔeとの積である回転機制御装置を提供する。
【００３３】
第６態様の進み角Δθ2は進み角Δθ1よりも角度Δθb大きく、角度Δθbは電流ベクトルの位相の変化速度と期間ｔeとの積であるため、進み角Δθ2は進み角Δθactに一致する。すなわち、第２の磁束ベクトル及び第２の電流ベクトルの内積は、進み角Δθactを正確に反映したものとなる。第６態様では、そのような内積を用いて制限トルクを特定する。トルク修正部に与えられた指令トルクの絶対値をそのような制限トルクに置き換えることは、３相回転機に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に一致させる電流制限を正確に行う観点から特に有利である。
【００３４】
本開示の第７態様は、第５態様又は第６態様に加え、
制御サイクルの周期を周期Ｔsと定義したとき、前記期間ｔeは、（ａ）前記周期Ｔsの−１／２倍よりも大きくゼロよりも小さい、（ｂ）ゼロよりも大きく前記周期Ｔsの１／２倍以下である、又は、（ｃ）前記周期Ｔsの１／２倍よりも大きく前記周期Ｔsの３／２倍以下である回転機制御装置を提供する。
【００３５】
第７態様の（ａ）は、第１の電流ベクトルが現在の制御サイクルの中心時点よりも後かつ終了時点よりも前の時点における３相回転機の電流ベクトルを表すものである場合に、３相回転機に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に一致させる電流制限を正確に行うことに適している。第７態様の（ｂ）は、第１の電流ベクトルが現在の制御サイクルの開始時点以後かつ中心時点よりも前の時点における３相回転機の電流ベクトルを表すものである場合に、上記電流制限を正確に行うことに適している。第７態様の（ｃ）は、第１の電流ベクトルが前の制御サイクルにおける３相回転機の電流ベクトルを表すものである場合に、上記電流制限を正確に行うことに適している。
【００３６】
本開示の第８態様は、第１態様〜第７態様に加え、
前記第２の磁束ベクトルの位相に対する前記第２の電流ベクトルの位相の進み角は、前記第１の磁束ベクトルの位相に対する前記第１の電流ベクトルの位相の進み角よりも角度Δθb大きく、
制御サイクルの周期を周期Ｔsと定義したとき、前記角度Δθbは、（Ａ）前記電流ベクトルの位相の変化速度と前記周期Ｔsとの積の−１／２倍よりも大きくゼロよりも小さい、（Ｂ）ゼロよりも大きく前記電流ベクトルの位相の変化速度と前記周期Ｔsとの積の１／２倍以下である、又は、（Ｃ）前記電流ベクトルの位相の変化速度と前記周期Ｔsとの積の１／２倍よりも大きく前記電流ベクトルの位相の変化速度と前記周期Ｔsとの積の３／２倍以下である回転機制御装置を提供する。
【００３７】
角度Δθbの範囲の例は、第８態様で規定しているように周期Ｔsを用いて表現することもできる。
【００３８】
本開示の第９態様は、第１態様〜第８態様に加え、
（Ｉ）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルと同じであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を遅らせたベクトルである、（II）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を進ませたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルと同じである、又は、（III）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を進ませたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を遅らせたベクトルである回転機制御装置を提供する。
【００３９】
第９態様は、進み角Δθ1が進み角Δθactよりも小さい場合に、３相回転機に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に一致させる電流制限を正確に行うことに適している。
【００４０】
本開示の第１０態様は、第１態様〜第９態様に加え、
前記位相調整部は、ルックアップテーブルを用いて、前記電流ベクトルの位相の変化速度に応じて、前記第１の電流ベクトル及び前記第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、前記第２の電流ベクトル及び前記第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正する回転機制御装置を提供する。
【００４１】
第１０態様では、ルックアップテーブルを用いる。ルックアップテーブルによれば、簡便に、第１の電流ベクトル及び第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正することができる。また、ルックアップテーブルによれば、アナログ回路による位相遅れを考慮してこの修正を行うこともできる。
【００４２】
本開示の第１１態様は、第１態様〜第１０態様に加え、
前記第２の磁束ベクトルの位相に対する前記第２の電流ベクトルの位相の進み角は、前記第１の磁束ベクトルの位相に対する前記第１の電流ベクトルの位相の進み角よりも角度Δθb大きく、
前記電流ベクトルの位相の変化速度の絶対値が大きければ大きいほど、前記角度Δθbの絶対値を大きくする回転機制御装置を提供する。
【００４３】
第１１態様のように角度Δθbを設定することは、３相回転機の回転数が低い場合と高い場合の両方において、３相回転機に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に一致させる電流制限を正確に行うことに適している。
【００４４】
本開示の第１２態様は、第１態様〜第１１態様に加え、
前記回転機制御装置は、制御サイクル毎に、次の制御サイクルにおいて前記３相回転機に印加される前記磁束ベクトルを規定する指令磁束ベクトルを特定し、
前記回転機制御装置は、
検出された前記電流ベクトル及び現在の制御サイクルにおいて推定された前記磁束ベクトルから現在の制御サイクルにおける前記トルクを推定する、又は前記第２の電流ベクトル及び前記第２の磁束ベクトルから現在の制御サイクルにおける前記トルクを推定するトルク推定部と、
前記トルク制限部から出力された前記指令トルクを用いて指令振幅を特定する指令振幅特定部と、
前記トルク制限部から出力された前記指令トルクと推定された前記トルクとの間の偏差であるトルク偏差をゼロに近づけるフィードバック制御を含む制御を実行することによって、前記トルク偏差をゼロに近づける指令位相を特定する指令位相特定部と、
振幅が前記指令振幅であり位相が前記指令位相である前記指令磁束ベクトルを特定する指令磁束特定部と、を備える回転機制御装置を提供する。
【００４５】
第１２態様によれば、トルク修正部で修正された指令トルクを活かして指令磁束ベクトルを特定することができる。
【００４６】
本開示の第１３態様は、
制御サイクル毎に、次の制御サイクルにおいて３相回転機に印加されるトルク及び電圧ベクトルを規定する指令トルク及び指令電圧ベクトルを特定する回転機制御方法であって、
前記３相回転機の電流ベクトルを検出する電流検出ステップと、
前の制御サイクルにおいて特定された前記指令電圧ベクトルを用いて、現在の制御サイクルにおける前記３相回転機の磁束ベクトルを推定する磁束推定ステップと、
位相調整ステップ、制限トルク特定ステップ及びトルク制限ステップを有するトルク修正ステップと、を備え、
検出された前記電流ベクトルを第１の電流ベクトルと定義し、現在の制御サイクルにおいて推定された前記磁束ベクトルを第１の磁束ベクトルと定義したとき、前記位相調整ステップは、前記第１の電流ベクトル及び前記第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正し、
前記制限トルク特定ステップは、前記第２の電流ベクトル及び前記第２の磁束ベクトルの内積と電流制限値とを用いて前記電流ベクトルの振幅を前記電流制限値に追従させる前記トルクである制限トルクを特定し、
前記トルク制限ステップは、前記トルク修正部に与えられた前記指令トルクの絶対値が前記制限トルク未満である場合には前記指令トルクを修正せず、前記絶対値が前記制限トルク以上である場合には前記絶対値を前記制限トルクに置き換え、
（ｉ）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルと同じであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルである、（ii）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を変化させたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルと同じである、又は、（iii）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を変化させたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルである、回転機制御方法を提供する。
【００４７】
第１３態様によれば、第１態様の効果と同じ効果を得ることができる。
【００４８】
回転機制御装置の技術は、回転機制御方法に適用できる。回転機制御方法の技術は、回転機制御装置に適用できる。
【００４９】
本開示の第１４態様は、第１３態様の回転機制御方法を実行するための命令を含む、コンピュータプログラムを提供する。
【００５０】
本開示の第１５態様は、第１４態様のコンピュータプログラムが格納された、コンピュータによる読み取りが可能なメモリを提供する。
【００５１】
本開示の第１６態様は、第１４態様のコンピュータプログラムを実行するプロセッサを提供する。
【００５２】
本開示の第１７態様は、
第１４態様のコンピュータプログラムが格納された、コンピュータによる読み取りが可能なメモリと、
前記コンピュータプログラムを実行するプロセッサと、を備えた制御システムを提供する。
【００５３】
以下、本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００５４】
（第１の実施形態）
図１に示すように、モータ制御装置１００は、第１電流センサ１０５ａ、第２電流センサ１０５ｂ、モータ制御部１０１及びデューティ生成部１０３を含んでいる。モータ制御装置１００は、ＰＷＭインバータ（ＰＷＭ方式で電力変換を行う電力変換回路）１０４及び３相モータ１０２に接続され得る。
【００５５】
モータ制御部１０１は、速度制御系で直接トルク制御を実現するための構成を有している。また、モータ制御部１０１は、３相モータ１０２の位置センサレス運転を実行するように構成されている。位置センサレス運転は、エンコーダ、レゾルバ等の位置センサを用いない運転である。本実施形態の位置センサレス運転では、３相モータ１０２の磁束ベクトルを推定する。そして、推定された磁束ベクトルの位相を用いて磁束ベクトルを制御する。磁束ベクトルは、３相モータ１０２に印加されている３相交流座標上の電機子鎖交磁束と、この電機子鎖交磁束を座標変換することにより得た磁束の両方を含む概念である。同様に、電流ベクトルは、３相モータ１０２を流れている３相交流座標上の電流ベクトルと、この電流ベクトルを座標変換することにより得た電流ベクトルの両方を含む概念である。同様に、電圧ベクトルは、３相モータ１０２に印加されている３相交流座標上の電圧ベクトルと、この電圧ベクトルを座標変換することにより得た電圧ベクトルの両方を含む概念である。本明細書では、「振幅」は、単に大きさ（絶対値）を指す場合がある。
【００５６】
モータ制御装置１００の一部又は全部の要素は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）又はマイクロコンピュータにおいて実行される制御アプリケーションによって提供され得る。ＤＳＰ又はマイクロコンピュータは、コア、メモリ、Ａ／Ｄ変換回路及び通信ポート等の周辺装置を含んでいてもよい。また、モータ制御装置１００の一部又は全部の要素は、論理回路によって構成されていてもよい。
【００５７】
（モータ制御装置１００を用いた制御の概要）
図１を参照しながら、モータ制御装置１００を用いた制御の概要を説明する。電流センサ１０５ａ，１０５ｂによって、相電流ｉu，ｉwが検出される。相電流ｉu，ｉwは、Ｕ相電流ｉu及びＷ相電流ｉwをまとめて記載したものである。Ｕ相電流ｉu及びＷ相電流ｉwは、それぞれ検出された電流ベクトルiacのＵ相成分及びＷ相成分である。モータ制御部１０１によって、指令回転数Ｎref*及び相電流ｉu，ｉwから、指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*が特定される。指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*の各成分は、それぞれ３相交流座標上のＵ相電圧、Ｖ相電圧及びＷ相電圧に対応する。デューティ生成部１０３によって、指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*から、デューティＤu，Ｄv，Ｄwが生成される。ＰＷＭインバータ１０４によって、デューティＤu，Ｄv，Ｄwから、３相モータ１０２に印加するべき電圧ベクトルｖu，ｖv，ｖwが生成される。指令回転数Ｎref*は、上位制御装置からモータ制御装置１００に与えられる。指令回転数Ｎref*は、３相モータ１０２の回転数が追従するべき回転数（単位：回転／秒）を表す。このような制御により、３相モータ１０２は、回転数が指令回転数Ｎref*に追従するように制御される。
【００５８】
指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*は、逐次更新される。本明細書では、指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*が更新されてから次に更新されるまでのサイクルを「制御サイクル」と称する。本実施形態では、制御サイクル毎に、指令トルク及び指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*が特定される。特定された指令トルクは、次の制御サイクルにおいて３相モータ１０２に印加されるトルクを規定する。特定された指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*は、次の制御サイクルにおいて３相モータ１０２に印加される電圧ベクトルｖu，ｖv，ｖwを規定する。本実施形態の各制御サイクルは、周期Ｔsを有する。
【００５９】
以下では、α−β座標（２相座標）に基づいてモータ制御装置１００を説明することがある。また、ｄ−ｑ座標（第２の２相座標）に基づいてモータ制御装置１００を説明することもある。図２に、α−β座標及びｄ−ｑ座標を示す。α−β座標は、固定座標である。α−β座標は、静止座標とも交流座標とも称される。α軸は、Ｕ軸（図２では省略）と同一方向に延びる軸として設定される。ｄ−ｑ座標は、回転座標である。θは、Ｕ軸からみたｄ軸の進み角である。θは、ロータ位置とも称される。
【００６０】
（モータ制御部１０１について）
図３に示すように、モータ制御部１０１は、ｕ，ｗ／α，β変換部（３相２相座標変換部）１０６、指令電圧特定部１０７、磁束推定部１０８、トルク推定部１０９、速度・位相推定部１１０、指令トルク特定部１２１、トルク修正部１５０、指令振幅特定部１２２、トルク偏差特定部１１１、指令位相特定部１２７、指令磁束特定部１１２、α軸磁束偏差特定部１１３ａ、β軸磁束偏差特定部１１３ｂ及びα，β／ｕ，ｖ，ｗ変換部（２相３相座標変換部）１１４を含んでいる。トルク修正部１５０は、位相調整部１５１、制限トルク特定部１１５及びトルク制限部１２３を含んでいる。
【００６１】
モータ制御部１０１では、ｕ，ｗ／α，β変換部（３相２相座標変換部）１０６によって、相電流ｉu，ｉwが、軸電流ｉα，ｉβに変換される。軸電流ｉα，ｉβは、３相モータ１０２のα−β座標上におけるα軸電流ｉα及びβ軸電流ｉβをまとめて記載したものである。相電流ｉu，ｉw及び軸電流ｉα，ｉβは電流ベクトルであるので、相電流ｉu，ｉw及び軸電流ｉα，ｉβをそれぞれ電流ベクトルｉu，ｉw及び電流ベクトルｉα，ｉβと称することができる。磁束推定部１０８によって、指令軸電圧ｖα*，ｖβ*及び軸電流ｉα，ｉβから、３相モータ１０２の磁束ベクトルが推定される（推定磁束Ψsが特定される）。推定磁束Ψsのα軸成分及びβ軸成分をそれぞれ推定磁束Ψα及び推定磁束Ψβと記載する。推定磁束Ψsの振幅を｜Ψs｜と記載する。軸指令電圧ｖα*，ｖβ*は、次の制御サイクルにおいてモータに印加される電圧ベクトルを規定するものである。速度・位相推定部１１０によって、推定磁束Ψα，Ψβから、３相モータ１０２の磁束ベクトルの位相と、３相モータ１０２の回転数が推定される（推定位相θs及び推定回転数Ｎrが特定される）。トルク推定部１０９によって、推定磁束Ψα，Ψβ及び軸電流ｉα，ｉβから、３相モータ１０２のトルクが推定される（推定トルクＴeが特定される）。指令トルク特定部１２１によって、推定回転数Ｎrが指令回転数Ｎref*に一致するように、（第１の）指令トルクＴrefが特定される。位相調整部１５１によって、推定磁束Ψα，Ψβから、仮想的な磁束Ψα_b，Ψβ_bが特定される。制限トルク特定部１１５によって、磁束Ψα_b，Ψβ_b、振幅｜Ψs｜及び軸電流ｉα，ｉβから、制限トルクＴlimが特定される。トルク制限部１２３によって、指令トルクＴref及び制限トルクＴlimから、（第２の）指令トルクＴe*が特定される。指令トルクＴe*は、３相モータ１０２のトルクが追従するべきトルクを表す。指令振幅特定部１２２によって、指令トルクＴe*から指令振幅｜Ψs*｜が特定される。トルク偏差特定部１１１によって、推定トルクＴeと指令トルクＴe*との偏差（トルク偏差ΔＴ＝Ｔe*−Ｔe）が求められる。指令位相特定部１２７によって、トルク偏差ΔＴ及び推定位相θsから、指令位相θs*が特定される。指令磁束特定部１１２によって、指令位相θs*及び指令振幅｜Ψs*｜から、指令磁束ベクトルΨs*が特定される。指令磁束ベクトルΨs*のα軸成分及びβ軸成分を、それぞれα軸指令磁束Ψα*及びβ軸指令磁束Ψβ*と記載する。α軸磁束偏差特定部１１３ａによって、α軸指令磁束Ψα*と推定磁束Ψαとの偏差（磁束偏差ΔΨα＝Ψα*−Ψα）が求められる。β軸磁束偏差特定部１１３ｂによって、β軸指令磁束Ψβ*と推定磁束Ψβとの偏差（磁束偏差ΔΨβ＝Ψβ*−Ψβ）が求められる。指令電圧特定部１０７によって、磁束偏差ΔΨα，ΔΨβ及び軸電流ｉα，ｉβから、指令軸電圧ｖα*，ｖβ*が特定される。指令軸電圧ｖα*，ｖβ*は、３相モータ１０２のα−β座標上におけるα軸指令電圧ｖα*及びβ軸指令電圧ｖβ*をまとめて記載したものである。指令軸電圧ｖα*，ｖβ*は電圧ベクトルであるので、指令軸電圧ｖα*，ｖβ*を指令電圧ベクトルｖα*，ｖβ*と称することができる。α，β／ｕ，ｖ，ｗ変換部１１４によって、指令軸電圧ｖα*，ｖβ*が、指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*に変換される。
【００６２】
このような制御（フィードバック制御）により、３相モータ１０２のトルクが指令トルクＴe*に追従し、３相モータ１０２の磁束ベクトルが指令磁束ベクトルΨs*に追従する（３相モータ１０２の磁束ベクトルの振幅が指令振幅｜Ψs*｜に追従する）ように、ＰＷＭインバータ１０４を介して３相モータ１０２に電圧ベクトルが印加される。
【００６３】
本明細書では、軸電流ｉα，ｉβは、実際に３相モータ１０２を流れる電流ではなく、情報として伝達される電流値を意味する。指令軸電圧ｖα*，ｖβ*、推定磁束Ψs、磁束Ψα_b，Ψβ_b、推定位相θs、推定トルクＴe、指令トルクＴref、制限トルクＴlim、指令トルクＴe*、指令回転数Ｎref*、指令位相θs*、指令振幅｜Ψs*｜、指令磁束ベクトルΨs*、指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*等も同様である。
【００６４】
本実施形態の制御に関する各構成要素について、以下で説明する。
【００６５】
（第１電流センサ１０５ａ、第２電流センサ１０５ｂ）
第１電流センサ１０５ａ及び第２電流センサ１０５ｂは、３相モータ１０２の相電流（電流ベクトル）ｉu，ｉwを検出する。図１に示す第１電流センサ１０５ａ及び第２電流センサ１０５ｂとして、公知の電流センサを用いることができる。本実施形態では、第１電流センサ１０５ａは、ｕ相を流れる相電流ｉuを測定するように設けられている。第２電流センサ１０５ｂは、ｗ相を流れる相電流ｉwを測定するように設けられている。ただし、第１電流センサ１０５ａ及び第２電流センサ１０５ｂは、ｕ相及びｗ相の２相以外の組み合わせの２相の電流を測定するように設けられていてもよい。以下では、第１電流センサ１０５ａ及び第２電流センサ１０５ｂの組み合わせを電流検出部と称することがある。電流検出部は、電流ベクトルを検出する。
【００６６】
（ｕ，ｗ／α，β変換部１０６）
図３に示すｕ，ｗ／α，β変換部１０６は、相電流ｉu，ｉwを軸電流ｉα，ｉβに変換する。具体的に、ｕ，ｗ／α，β変換部１０６は、式（１）及び（２）により、相電流ｉu，ｉwを軸電流ｉα，ｉβに変換して、軸電流ｉα，ｉβを出力する。
【００６７】
【数２】
2017225233.tif 000004
【００６８】
【数３】
2017225233.tif 000005
【００６９】
（磁束推定部１０８）
磁束推定部１０８は、前の制御サイクルにおいて特定された指令軸電圧（指令電圧ベクトル）ｖα*，ｖβ*を用いて、現在の制御サイクルにおける３相モータ１０２の磁束ベクトルを推定する（推定磁束Ψsを特定する）。具体的には、磁束推定部１０８は、軸電流ｉα，ｉβ及び指令軸電圧ｖα*，ｖβ*から、推定磁束Ψs（推定磁束Ψα，Ψβ）を求める。より具体的には、磁束推定部１０８は、式（３）、（４）及び（５）を用いて、推定磁束Ψα，Ψβ、及び推定磁束Ψsの振幅｜Ψs｜を求める。式（３）及び（４）におけるΨα|t=0、Ψβ|t=0は、それぞれ推定磁束Ψα，Ψβの初期値である。式（３）及び（４）におけるＲは、３相モータ１０２の巻線抵抗である。本実施形態では、式（３）及び（４）における演算のために必要となる積分器は離散系で構成されている。
【００７０】
【数４】
2017225233.tif 000006
【００７１】
【数５】
2017225233.tif 000007
【００７２】
【数６】
2017225233.tif 000008
【００７３】
（トルク推定部１０９）
トルク推定部１０９は、検出された電流ベクトルｉac（軸電流ｉα，ｉβ）と、現在の制御サイクルにおいて推定された磁束ベクトルである推定磁束Ψα，Ψβとから、現在の制御サイクルにおけるトルクを推定する（推定トルクＴeを特定する）。具体的には、トルク推定部１０９は、式（６）を用いて、推定トルクＴeを求める。式（６）におけるＰnは、３相モータ１０２の極対数である。
【００７４】
【数７】
2017225233.tif 000009
【００７５】
（速度・位相推定部１１０）
速度・位相推定部１１０は、推定磁束Ψs（推定磁束Ψα，Ψβ）から磁束ベクトルの位相を推定する（推定位相θsを特定する）。具体的に、速度・位相推定部１１０は、式（７）により、推定位相θsを求める。また、速度・位相推定部１１０は、現在の制御サイクルにおいて求めた推定位相θs（ｎ）と、前回の制御サイクルにおいて求めた推定位相θs（ｎ−１）とを用いて、式（８）により、３相モータ１０２の回転数を推定する（推定回転数Ｎrを特定する）。速度・位相推定部１１０は、公知の位相推定器である。ここで、Ｔsは各制御サイクルの周期（制御周期）を意味する。ｎは、ｎ番目の制御サイクルであることを示す。ｎは整数である。
【００７６】
【数８】
2017225233.tif 000010
【００７７】
【数９】
2017225233.tif 000011
【００７８】
（指令トルク特定部１２１）
指令トルク特定部１２１は、指令回転数Ｎref*及び推定回転数Ｎrから、（第１の）指令トルクＴrefを特定する。具体的に、指令トルク特定部１２１は、式（９）により、指令トルクＴrefを求める。式（９）におけるＫsPは比例ゲインである。ＫsIは積分ゲインである。指令トルク特定部１２１は、公知のＰＩ補償器である。
【００７９】
【数１０】
2017225233.tif 000012
【００８０】
（トルク修正部１５０）
トルク修正部１５０は、指令トルクを修正可能である。指令トルクは、次の制御サイクルにおいて３相モータ１０２に印加されるトルクを規定するものである。トルク修正部１５０は、位相調整部１５１、制限トルク特定部１１５及びトルク制限部１２３を有する。
【００８１】
（位相調整部１５１）
位相調整部１５１は、推定磁束Ψα，Ψβの位相を調整して、仮想的な磁束Ψα_b，Ψβ_bを得る。具体的には、位相調整部１５１は、式（１０）により、推定磁束Ψα，Ψβの位相を△θb遅らせる。式（１０）のΨαβは、推定磁束Ψα，Ψβをベクトル表記により表したものである。Ψαβは、Ψsと同じである。式（１０）のΨαβ_bは、Ψαβの位相を△θb遅らせたものである。以下では、Ψαβ_bのα軸成分をΨα_bと記載し、Ψαβ_bのβ軸成分をΨβ_bと記載することがある。
【００８２】
【数１１】
2017225233.tif 000013
【００８３】
（制限トルク特定部１１５）
制限トルク特定部１１５は、軸電流ｉα，ｉβ、仮想的な磁束Ψα_b，Ψβ_b及び推定磁束Ψsの振幅｜Ψs｜から、制限トルクＴlimを特定する。制限トルク特定部１１５は、無効電力成分特定部１５２と、皮相電力成分特定部１５３と、有効電力成分特定部１５４とを有している。
【００８４】
（無効電力成分特定部１５２）
無効電力成分特定部１５２は、仮想的な磁束Ψα_b，Ψβ_b及び軸電流ｉα，ｉβから、無効電力に関係する成分ＴQを特定する。具体的には、無効電力成分特定部１５２は、式（１１）により、無効電力成分ＴQを演算する。無効電力成分ＴQは、仮想的な磁束Ψα_b，Ψβ_b及び軸電流ｉα，ｉβの内積と、３相モータ１０２の極対数Ｐnとの積である。
【００８５】
【数１２】
2017225233.tif 000014
【００８６】
（皮相電力成分特定部１５３）
皮相電力成分特定部１５３は、推定磁束Ψsの振幅｜Ψs｜から、皮相電力に関係する成分ＴAを特定する。具体的には、皮相電力成分特定部１５３は、式（１２）により、皮相電力成分ＴAを演算する。式（１２）のＩamは、電流制限値である。
【００８７】
【数１３】
2017225233.tif 000015
【００８８】
（有効電力成分特定部１５４）
有効電力成分特定部１５４は、無効電力成分ＴQ及び皮相電力成分ＴAから、制限トルクＴlimを特定する。具体的に、有効電力成分特定部１５４は、式（１３）により、制限トルクＴlimを演算する。
【００８９】
【数１４】
2017225233.tif 000016
【００９０】
制限トルク特定部１１５によれば、トルク制限値Ｔlimを運転状態に応じて逐次更新することが可能となる。
【００９１】
（トルク制限部１２３）
トルク制限部１２３は、（第１の）指令トルクＴrefから、（第２の）指令トルクＴe*を特定する。具体的に、トルク制限部１２３は、式（１４）により、指令トルクＴe*を求める。すなわち、トルク制限部１２３は、指令トルクを修正可能である。
【００９２】
【数１５】
2017225233.tif 000017
【００９３】
（指令振幅特定部１２２）
指令振幅特定部１２２は、指令トルクＴe*を用いて指令振幅｜Ψs*｜を特定する。指令振幅特定部１２２は、ルックアップテーブル、計算式（近似式）が格納された演算子等を用いて構成できる。ルックアップテーブルを用いる場合、指令トルクＴe*と指令振幅｜Ψs*｜との対応関係を表すルックアップテーブルを事前に準備することができる。演算子における計算式も、事前に準備できる。このようなルックアップテーブル及び計算式は、予め行った測定データ又は理論に基づいて設定できる。指令振幅｜Ψs*｜の具体的な特定方法は、公知の文献（武田洋次、森本茂雄、松井信行、本田幸夫、「埋込磁石同期モータの設計と制御」、株式会社オーム社、２００１年１０月２５日発行、等）を参照することにより理解され得る。本実施形態では、最小の電流で最大のトルクを発生できる最大トルク／電流制御（ＭＴＰＡ）を満たすトルクと磁束との関係を利用する。本実施形態における指令振幅特定部１２２は、磁束パラメータ｜Ψa｜を用いて指令振幅｜Ψs*｜を求める。磁束パラメータ｜Ψa｜は、３相モータ１０２における永久磁石が作る磁石磁束の振幅として与えられた定数である。
【００９４】
（トルク偏差特定部１１１）
トルク偏差特定部１１１は、指令トルクＴe*と推定トルクＴeとの偏差（トルク偏差ΔＴ：Ｔe*−Ｔe）を求める。トルク偏差特定部１１１としては、公知の演算子を用いることができる。
【００９５】
（指令位相特定部１２７）
指令位相特定部１２７は、トルク偏差ΔＴ及び推定位相θsから、指令位相θs*を特定する。具体的には、指令位相特定部１２７は、式（１５）により磁束ベクトルの回転量Δθsを求め、式（１６）により指令位相θs*を求める。式（１５）におけるＫθPは比例ゲインである。ＫθIは積分ゲインである。すなわち、指令位相特定部１２７は、指令位相θs*を、トルク偏差ΔＴをゼロに近づけるフィードバック制御（具体的には、比例積分制御）を含む制御によって特定する。この点で、指令位相特定部１２７は、トルクの補償機構を構成するともいえる。本実施形態では、式（１５）における演算のために必要となる積分器は、離散系で構成されている。
【００９６】
【数１６】
2017225233.tif 000018
【００９７】
【数１７】
2017225233.tif 000019
【００９８】
（指令磁束特定部１１２）
指令磁束特定部１１２は、制御サイクル毎に、指令位相θs*及び指令振幅｜Ψs*｜を用いて、指令磁束ベクトルΨs*を特定する。特定された指令磁束ベクトルΨs*は、次の制御サイクルにおいて３相モータ１０２に印加される磁束ベクトルを規定する。具体的に、式（１７）及び（１８）を用いて、指令磁束ベクトルΨα*，Ψβ*を求める。指令磁束Ψα*は、指令磁束ベクトルΨα*，Ψβ*のα軸成分である。指令磁束Ψβ*は、指令磁束ベクトルΨα*，Ψβ*のβ軸成分である。
【００９９】
【数１８】
2017225233.tif 000020
【０１００】
【数１９】
2017225233.tif 000021
【０１０１】
なお、指令振幅特定部１２２、指令位相特定部１２７及び指令磁束特定部１１２は、１つのまとまった演算部を構成していてもよい。
【０１０２】
（α軸磁束偏差特定部１１３ａ、β軸磁束偏差特定部１１３ｂ）
α軸磁束偏差特定部１１３ａは、指令磁束Ψα*と推定磁束Ψαを取得し、これらの偏差（磁束偏差ΔΨα：Ψα*−Ψα）を求める。β軸磁束偏差特定部１１３ｂは、指令磁束Ψβ*と推定磁束Ψβを取得し、これらの偏差（磁束偏差ΔΨβ：Ψβ*−Ψβ）を求める。磁束偏差特定部１１３ａ，１１３ｂとしては、公知の演算子を用いることができる。
【０１０３】
（指令電圧特定部１０７）
指令電圧特定部１０７は、制御サイクル毎に、指令軸電圧（指令電圧ベクトル）ｖα*，ｖβ*を特定する。特定された指令軸電圧ｖα*，ｖβ*は、次の制御サイクルにおいて３相モータ１０２に印加される電圧ベクトルを規定する。具体的には、指令電圧特定部１０７は、磁束偏差ΔΨα，ΔΨβ及び軸電流ｉα，ｉβから、指令軸電圧ｖα*，ｖβ*を求める。より具体的には、指令電圧特定部１０７は、式（１９）を用いてα軸指令電圧ｖα*を求め、式（２０）を用いてβ軸指令電圧ｖβ*を求める。
【０１０４】
【数２０】
2017225233.tif 000022
【０１０５】
【数２１】
2017225233.tif 000023
【０１０６】
（α，β／ｕ，ｖ，ｗ変換部１１４）
α，β／ｕ，ｖ，ｗ変換部１１４は、指令軸電圧ｖα*，ｖβ*を、指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*に変換する。具体的に、α，β／ｕ，ｖ，ｗ変換部１１４は、式（２１）により、指令軸電圧ｖα*，ｖβ*を指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*に変換して、指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*を出力する。
【０１０７】
【数２２】
2017225233.tif 000024
【０１０８】
（デューティ生成部１０３）
図１に示すデューティ生成部１０３は、指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*から、デューティＤu，Ｄv，Ｄwを生成する。本実施形態では、デューティ生成部１０３は、指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*の各成分を、各相のデューティＤu，Ｄv，Ｄwに変換する。デューティＤu，Ｄv，Ｄwの生成方法としては、一般的な電圧形ＰＷＭインバータに用いられる方法を用いることができる。例えば、デューティＤu，Ｄv，Ｄwは、指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*を、直流電源１１８（図４）の電圧値Ｖdcの半分の値で除すことにより求めてもよい。この場合、デューティＤuは、２×ｖu*／Ｖdcである。デューティＤvは、２×ｖv*／Ｖdcである。デューティＤwは、２×ｖw*／Ｖdcである。デューティ生成部１０３は、デューティＤu，Ｄv，Ｄwを出力する。
【０１０９】
（ＰＷＭインバータ１０４）
図１及び図４に示すように、ＰＷＭインバータ１０４は、スイッチング素子１１９ａ，１１９ｂ，１１９ｃ，１１９ｄ，１１９ｅ，１１９ｆ及び還流ダイオード１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄ，１２０ｅ，１２０ｆが対になった変換回路、ベースドライバ１１６、平滑コンデンサ１１７及び直流電源１１８を含む。直流電源１１８は、ダイオードブリッジ等によって整流された出力を表す。
【０１１０】
ＰＷＭインバータ１０４は、ＰＷＭ制御によって３相モータ１０２に電圧ベクトルを印加する。具体的には、３相モータ１０２への給電は、スイッチング素子１１９ａ〜１１９ｆを介して、直流電源１１８から行われる。より具体的には、まず、デューティＤu，Ｄv，Ｄwがベースドライバ１１６に入力される。次に、デューティＤu，Ｄv，Ｄwがスイッチング素子１１９ａ〜１１９ｆを電気的に駆動するためのドライブ信号に変換される。次に、ドライブ信号に従って各スイッチング素子１１９ａ〜１１９ｆが動作する。
【０１１１】
本実施形態では、ＰＷＭインバータ１０４は、スイッチング素子１１９ａ〜１１９ｆを用いた３相スイッチング回路である。スイッチング素子１１９ａ〜１１９ｆとしては、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）及びＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が挙げられる。
【０１１２】
本実施形態のモータ制御装置１００は、ＰＭＷインバータ１０４を用いて、電圧ベクトルを３相モータ１０２に印加する。具体的には、モータ制御装置１００は、ＰＭＷインバータ１０４を用いて、前の制御サイクルにおいて特定された現在の制御サイクル用の指令電圧ベクトルを平均値とする電圧ベクトルを３相モータ１０２に印加する。
【０１１３】
（３相モータ１０２）
図１に示す３相モータ１０２は、モータ制御装置１００の制御対象である。３相モータ１０２には、ＰＷＭインバータ１０４によって、電圧ベクトルが印加される。「３相モータ１０２に電圧ベクトルが印加される」とは、３相モータ１０２における３相交流座標上の３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の各々に電圧が印加されることを指す。本実施形態では、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の各々が、相対的に高電圧を有する高電圧相と、相対的に低電圧を有する低電圧相との２種類から選択されるいずれかとなるように、３相モータ１０２が制御される。
【０１１４】
本実施形態における３相モータ１０２は、永久磁石同期モータである。詳細には、３相モータ１０２は、ＳＰＭＳＭ（Surface Permanent Magnet Synchronous Motor）である。ＳＰＭＳＭでは、ｄ軸インダクタンスＬdとｑ軸インダクタンスＬqとが同じである。ただし、３相モータ１０２として、誘導モータを用いてもよい。誘導モータの磁束ベクトルは、誘導モータの磁束ベクトルと同様に扱うことが可能である。
【０１１５】
（本実施形態の利点）
本実施形態のモータ制御部１０１は、離散系で制御がなされていることに由来する誤差を小さくすることに適している。以下、この点について説明する。
【０１１６】
モータ制御部１０１は、図５に示すタイムチャートに従って動作する。モータ制御部１０１は、周期Ｔsの各制御サイクル［ｋ−１］、［ｋ］、［ｋ＋１］・・・用に１つの指令電圧ベクトルを特定する（ｋは整数である）。タイムチャートの１段目の黒丸は、検出された電流ベクトルの振幅を表す。２段目は、次の制御サイクルにおける指令電圧ベクトルを特定する制御を表す。３段目の線分は、指令電圧ベクトルの振幅を表す。４段目の三角波は、ＰＷＭインバータ１０４の動作を規定するＰＷＭキャリア信号を表す。なお、検出された電流ベクトルの振幅は、（ｉα2＋ｉβ2）1/2である。指令電圧ベクトルの振幅は、（ｖα*2＋ｖβ*2）1/2である。
【０１１７】
制御サイクル［ｋ＋１］の開始時点において、電流ベクトルが検出される。制御サイクル［ｋ］において制御サイクル［ｋ＋１］用の指令電圧ベクトルが特定される。制御サイクル［ｋ＋１］用の指令電圧ベクトルｖα*，ｖβ*は、制御サイクル［ｋ＋１］において３相モータ１０２に印加される電圧ベクトルを規定するベクトルを意味する。この例では、制御サイクル［ｋ＋１］において、制御サイクル［ｋ＋１］用の指令電圧ベクトルｖα*，ｖβ*を平均値とする電圧ベクトルが３相モータ１０２に印加されるように、ＰＷＭインバータ１０４が動作する。この例では、ＰＷＭキャリア信号の周期は、制御サイクルの周期Ｔsと同じである。
【０１１８】
図１０を用いて説明したように、モータ制御部９０１も同様のタイムチャートに従って動作する。しかし、モータ制御部９０１では、推定磁束Ψs及び電流ベクトルｉac（軸電流ｉα，ｉβ）の内積を用いてトルク制限値Ｔlimを特定する（式（Ｐ−１）参照）。図１１を用いて説明したように、これでは、トルク制限がかかっている状況において３相モータ１０２の電流ベクトルの振幅が電流制限値Ｉamに正確には一致しない。この不一致は、３相モータ１０２の回転数が高いときに顕在化する。
【０１１９】
これに対し、本実施形態では、位相調整部１５１が、第１の電流ベクトル及び第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正する。第１の電流ベクトルは、検出された電流ベクトルｉac（軸電流ｉα，ｉβ）である。第１の磁束ベクトルは、現在の制御サイクルにおいて推定された磁束ベクトル（推定磁束Ψα，Ψβ）である。第２の電流ベクトルは、電流ベクトルｉacである。第２の磁束ベクトルは、仮想的な磁束Ψα_b，Ψβ_bである。つまり、本実施形態では、第２の電流ベクトルは第１の電流ベクトルと同じであり、第２の磁束ベクトルは第１の磁束ベクトルの位相を変化させた（具体的には遅らせた）ベクトルである。制限トルク特定部１１５は、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルの内積Ψα_bｉα＋Ψβ_bｉβと電流制限値Ｉamとを用いて３相モータ１０２の電流ベクトルの振幅を電流制限値Ｉamに追従させるトルクである制限トルクＴlimを特定する。トルク制限部１２３は、トルク修正部１５０に与えられた指令トルクＴrefの絶対値が制限トルクＴlim未満である場合には指令トルクＴrefを修正しない。つまり、指令トルクＴe*として指令トルクＴrefを出力する。トルク制限部１２３は、上記絶対値が制限トルクＴlim以上である場合には上記絶対値を制限トルクＴlimに置き換える。つまり、指令トルクＴe*として、この置き換えにより得られた値を出力する。仮想的な磁束Ψα_b，Ψβ_bが適切であれば、内積Ψα_bｉα＋Ψβ_bｉβは、実際の３相モータ１０２における磁束ベクトルの位相に対する電流ベクトルの進み角を正確に反映したものとなる。式（１１）の無効電力成分ＴQ及び式（１３）の制限トルクＴlimが、実際の上記進み角を正確に反映させたものとなる。すなわち、制限トルクＴlimは、３相モータ１０２に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に正確に一致させるものとなり得る。３相モータ１０２の回転数が高いときにおいても、制限トルクＴlimが、３相モータ１０２に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に正確に一致させるものとなり得る。
【０１２０】
電流制限の精度が高いことは、電流制限がなされているときに、トルク及び回転数が過大となり３相モータ１０２が過度に加熱されることを防止できることを意味する。モータ制御装置１００がインバータ１０４を用いて３相モータ１０２を制御するものである場合には、インバータ１０４の半導体素子（スイッチング素子）が過度に加熱されることを防止できることを意味する。また、トルク不足及び回転数不足を防止できることを意味する。本実施形態によれば、３相モータ１０２の過渡変動時（始動時等）においても、精度のよい電流制限を行うことができる。
【０１２１】
ところで、３相モータ１０２の誘起電圧の高調波成分、電流センサ１０５ａ，１０５ｂに混入するノイズ等が原因で、検出電流における高調波成分は大きくなることがある。これに対し、磁束推定のための積分演算（式（３）及び（４）参照）は、推定磁束における高調波成分を小さくするように作用する。このため、高調波による悪影響が位相調整により顕在化することを避ける観点からは、電流の位相調整よりも磁束の位相調整が有利となることが多い。すなわち、第２の電流ベクトルが第１の電流ベクトルと同じであり第２の磁束ベクトルが第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルであることは、高調波による悪影響を抑制する観点から有利となることが多い。
【０１２２】
上述の説明から理解されるように、図５の例では、第１の磁束ベクトルは、現在の制御サイクルの中心時点における３相モータ１０２の磁束ベクトルに対応すると考えることができる。第１の電流ベクトルｉac（軸電流ｉα，ｉβ）は、現在の制御サイクルの中心時点よりも期間ｔe前の時点における３相モータ１０２の電流ベクトル（期間ｔe前の時点において３相モータ１０２を流れる電流ベクトル）を表すものである、と表現することができる。ただし、期間ｔeは非ゼロである。第２の磁束ベクトルの位相に対する第２の電流ベクトルの位相の進み角は、第１の磁束ベクトルの位相に対する第１の電流ベクトルの位相の進み角よりも角度Δθb大きい。角度Δθbは、ゼロよりも大きく、電流ベクトルの位相の変化速度と期間ｔeとの積の２倍よりも小さい。この範囲にある角度Δθbは、内積Ψα_bｉα＋Ψβ_bｉβを、実際の３相モータ１０２における磁束ベクトルの位相に対する電流ベクトルの進み角を正確に反映させたものとすることに適している。すなわち、この範囲にある角度Δθbは、３相モータ１０２に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に一致させる電流制限を正確に行う観点から有利である。角度Δθbを、電流ベクトルの位相の変化速度と期間ｔeとの積とすることもできる。このようにすることは、上記電流制限を正確に行う観点から特に有利である。
【０１２３】
要するに、本実施形態では、第２の磁束ベクトルの位相に対する第２の電流ベクトルの位相の進み角は、第１の磁束ベクトルの位相に対する第１の電流ベクトルの位相の進み角よりも、３相モータ１０２に印加されている磁束ベクトルの位相に対する３相モータ１０２を流れている電流ベクトルの位相の進み角（実際の進み角、具体的には制御サイクルの中心時点における進み角）に近い。このことは、３相モータ１０２に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に一致させる電流制限を正確に行う観点から有利である。また、第２の磁束ベクトルの位相に対する第２の電流ベクトルの位相の進み角を、３相モータ１０２に印加されている磁束ベクトルの位相に対する現在の３相モータ１０２を流れている電流ベクトルの位相の進み角と同じとすることもできる。このようにすることは、３相回転機に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に一致させる電流制限を正確に行う観点から特に有利である。
【０１２４】
なお、期間ｔeは、モータ制御装置の仕様から定まる既知の定数である。場合によっては、モータ制御装置の試運転を行い、期間ｔeを特定することも可能である。一例では、期間ｔeは、現在の制御サイクルの中心時点と第１の電流ベクトルｉacの検出時点（電流ベクトルの検出値が得られる時点）との時間差である。電流ベクトルの位相の変化速度は、３相モータ１０２の電気角速度ωと同じである。必要であれば、電気角速度ωを（つまり、上記変化速度を）、３相モータ１０２の極対数Ｐn及び推定回転数Ｎrからω＝π×Ｐn×Ｎr／３０のように計算したり、極対数Ｐn及び指令回転数Ｎref*からω＝π×Ｐn×Ｎref*／３０のように計算したりすることができる。このように計算された変化速度と期間ｔeとを用いれば、ゼロよりも大きく電流ベクトルの位相の変化速度と期間ｔeとの積の２倍よりも小さいΔθb（又は、電流ベクトルの位相の変化速度と期間ｔeとの積であるΔθb）を容易に計算することができる。ここで、ωの単位はｒａｄ／秒であり、Ｎr及びＮref*の単位は回転／秒である。
【０１２５】
計算ではなく、ルックアップテーブルを用いることもできる。具体的に、位相調整部１５１は、ルックアップテーブルを用いて、電流ベクトルの位相の変化速度に応じて、第１の電流ベクトル及び第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正するものであってもよい。具体的には、位相調整部１５１は、電流ベクトルの位相の変化速度と角度Δθbとの関係を表すルックアップテーブルに従って、この修正を行うものであってもよい。ルックアップテーブルによれば、簡便に、第１の電流ベクトル及び第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正することができる。また、ルックアップテーブルによれば、アナログ回路による位相遅れを考慮してこの修正を行うこともできる。上記ルックアップテーブルに、３相モータ１０２の回転数として、指令回転数Ｎref*を与えたり、推定回転数Ｎrを与えたりすることができる。
【０１２６】
図５の例では、期間ｔeは、周期Ｔsの１／２倍である。ただし、期間ｔeはこれに限定されない。例えば、期間ｔeが、ゼロよりも大きく周期Ｔsの１／２倍よりも小さいこともあり得る。期間ｔeは、周期Ｔsの１／２倍よりも大きく周期Ｔsの３／２倍以下であり得る。また、シングルシャント方式を用いる場合等には、期間ｔeが、周期Ｔsの−１／２倍よりも大きくゼロよりも小さいこともあり得る。
【０１２７】
周期Ｔsを用いて角度Δθbの範囲の例を表すこともできる。一例では、角度Δθbは、ゼロよりも大きく電流ベクトルの位相の変化速度と周期Ｔsとの積の１／２倍以下の範囲にある。別例では、角度Δθbは、電流ベクトルの位相の変化速度と周期Ｔsとの積の１／２倍よりも大きく電流ベクトルの位相の変化速度と周期Ｔsとの積の３／２倍以下の範囲にある。更なる別例では、角度Δθbは、電流ベクトルの位相の変化速度と周期Ｔsとの積の−１／２倍よりも大きくゼロよりも小さい範囲にある。
【０１２８】
本実施形態では、電流ベクトルの位相の変化速度の絶対値が大きければ大きいほど、角度Δθbの絶対値を大きくする。このように角度Δθbを設定することは、３相モータ１０２の回転数が低い場合と高い場合の両方において、３相モータ１０２に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に一致させる電流制限を正確に行うことに適している。
【０１２９】
本実施形態の制限トルク特定部１１５は、第１部分（無効電力成分特定部１５２）、第２部分（皮相電力成分特定部１５３）及び第３部分（有効電力成分特定部１５４）を有している。第１部分は、内積Ψα_bｉα＋Ψβ_bｉβと、３相モータ１０２の極対数Ｐnとの積である第１の積ＴQ＝Ｐn（Ψα_bｉα＋Ψβ_bｉβ）を特定する。第２部分は、極対数Ｐnと、第１の磁束ベクトルの振幅｜Ψs｜と、電流制限値Ｉamとの積である第２の積ＴA＝Ｐn｜Ψs｜Ｉamを特定する。第３部分は、第２の積の２乗から第１の積の２乗を差し引いた値を１／２乗することによって制限トルクＴlim＝（ＴA2−ＴQ2）1/2を特定する。このような制限トルク特定部１１５によれば、制限トルクＴlimを容易に特定することができる。
【０１３０】
本実施形態のモータ制御装置１００は、制御サイクル毎に指令磁束ベクトルΨs*を特定する。特定された指令磁束ベクトルΨs*は、次の制御サイクルにおいて３相モータ１０２に印加される磁束ベクトルを規定する。本実施形態のモータ制御装置１００は、トルク推定部１０９と、指令振幅特定部１２２と、指令位相特定部１２７と、指令磁束特定部１１２とを有している。トルク推定部１０９は、検出された電流ベクトルｉac（軸電流ｉα，ｉβ）及び現在の制御サイクルにおいて推定された磁束ベクトルである推定磁束Ψα，Ψβから現在の制御サイクルにおけるトルクを推定する（推定トルクＴeを特定する）。指令振幅特定部１２２は、トルク制限部１２３から出力された指令トルクＴe *を用いて指令振幅｜Ψs*｜を特定する。指令位相特定部１２７は、トルク制限部１２３から出力された指令トルクＴe*と推定されたトルク（推定トルクＴe）との間の偏差であるトルク偏差ΔＴ＝Ｔe*−Ｔeをゼロに近づけるフィードバック制御を含む制御を実行することによって、トルク偏差ΔＴをゼロに近づける指令位相θs*を特定する。指令磁束特定部１１２は、振幅が指令振幅｜Ψs*｜であり位相が指令位相θs*である指令磁束ベクトルΨs*を特定する。このようなモータ制御装置１００によれば、トルク修正部１５０で修正された指令トルクを活かして指令磁束ベクトルΨs*を特定することができる。
【０１３１】
トルク推定部１０９は、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルから現在の制御サイクルにおけるトルクを推定する（推定トルクＴeを特定する）ものであってもよい。このようにすれば、推定トルクＴeの特定精度を高めることができる。具体的に、推定トルクＴeを、Ｔe＝Ｐn（Ψα_bｉβ−Ψβ_bｉα）のように計算することができる。
【０１３２】
また、トルク推定部１０９に代えてトルク検出器を採用し、推定トルクＴeに代えて検出したトルクを用いることもできる。
【０１３３】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態のモータ制御装置について説明する。なお、第２の実施形態では、第１の実施形態と同様の部分については同一符号を付し、説明を省略する。
【０１３４】
第２の実施形態のモータ制御装置２００は、モータ制御部１０１に代えてモータ制御部２０１を含んでいる（図１参照）。モータ制御装置２００は、ＰＷＭインバータ１０４及び３相モータ１０２に接続され得る。図６に示すように、モータ制御部２０１は、トルク修正部１５０に代えてトルク修正部２５０を含んでいる。トルク修正部２５０は、位相調整部１５１及び制限トルク特定部１１５に代えて位相調整部２５１及び制限トルク特定部２１５を含んでいる。
【０１３５】
（位相調整部２５１）
位相調整部２５１は、軸電流ｉα，ｉβの位相を調整して、仮想的な軸電流ｉα_f，ｉβ_fを得る。具体的には、位相調整部２５１は、式（２２）により、軸電流ｉα，ｉβの位相を△θb進ませる。式（２２）のｉαβは、軸電流ｉα，ｉβをベクトル表記により表したものである。式（２２）のｉαβ_fは、ｉαβの位相を△θb進ませたものである。以下では、ｉαβ_fのα軸成分を、ｉα_fと記載し、ｉαβ_fのβ軸成分をｉβ_fと記載することがある。
【０１３６】
【数２３】
2017225233.tif 000025
【０１３７】
（制限トルク特定部２１５）
本実施形態における制限トルク特定部２１５は、無効電力成分特定部１５２に代えて無効電力成分特定部２５２を含んでいる。
【０１３８】
（無効電力成分特定部２５２）
無効電力成分特定部２５２は、推定磁束Ψα，Ψβ及び仮想的な軸電流ｉα_f，ｉβ_fから、無効電力に関係する成分ＴQを特定する。具体的には、無効電力成分特定部２５２は、式（２３）により、無効電力成分ＴQを演算する。無効電力成分ＴQは、推定磁束Ψα，Ψβ及び仮想的な軸電流ｉα_f，ｉβ_fの内積と、３相モータ１０２の極対数Ｐnとの積である。
【０１３９】
【数２４】
2017225233.tif 000026
【０１４０】
本実施形態では、位相調整部２５１が、第１の電流ベクトル及び第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正する。第１の電流ベクトルは、検出された電流ベクトルｉac（軸電流ｉα，ｉβ）である。第１の磁束ベクトルは、現在の制御サイクルにおいて推定された磁束ベクトル（推定磁束Ψα，Ψβ）である。第２の電流ベクトルは、仮想的な軸電流ｉα_f，ｉβ_fである。第２の磁束ベクトルは、推定磁束Ψα，Ψβである。つまり、本実施形態では、第２の電流ベクトルは第１の電流ベクトルの位相を変化させた（具体的には進ませた）ベクトルであり、第２の磁束ベクトルは第１の磁束ベクトルと同じである。本実施形態の第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルの内積Ψαｉα_f＋Ψβｉβ_fは、第１の実施形態の第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルの内積Ψα_bｉα＋Ψβ_bｉβと同じである。従って、本実施形態によっても、制限トルクＴlimを、実際の３相モータ１０２における磁束ベクトルの位相に対する電流ベクトルの進み角を正確に反映したものとすることができる。
【０１４１】
トルク推定部１０９は、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルから現在の制御サイクルにおけるトルクを推定する（推定トルクＴeを特定する）ものであってもよい。このようにすれば、推定トルクＴeの特定精度を高めることができる。具体的に、推定トルクＴeを、Ｔe＝Ｐn（Ψαｉβ_f−Ψβｉα_f）のように計算することができる。
【０１４２】
（第３の実施形態）
また、数式及び図を用いた説明は省略するが、第２の電流ベクトルは第１の電流ベクトルの位相を変化させた（具体的には進ませた）ベクトルであり、第２の磁束ベクトルは第１の磁束ベクトルの位相を変化させた（具体的には遅らせた）ベクトルであってもよい。このような第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルの内積も、内積Ψαｉα_f＋Ψβｉβ_f及び内積Ψα_bｉα＋Ψβ_bｉβと同じとすることができる。具体的に、第２の磁束ベクトルの位相に対する第２の電流ベクトルの位相の進み角を第１の磁束ベクトルの位相に対する第１の電流ベクトルの位相の進み角よりも角度Δθb大きくすれば、第３の実施形態の上記内積は、内積Ψαｉα_f＋Ψβｉβ_f及び内積Ψα_bｉα＋Ψβ_bｉβと同じとなる。
【０１４３】
（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態の発電機制御装置について説明する。図７に示すように、発電機制御装置３００は、第１電流センサ１０５ａ、第２電流センサ１０５ｂ、発電機制御部３０１及びデューティ生成部１０３を含んでいる。発電機制御装置３００は、ＰＷＭインバータ（ＰＷＭ方式で電力変換を行う電力変換回路）１０４及び３相発電機３０２に接続され得る。図８に、発電機制御部３０１のブロック図を示す。図３及び図８から理解されるように、発電機制御部３０１の構成要素は、モータ制御部１０１の構成要素と同じである。
【０１４４】
３相発電機３０２は、発電機制御装置３００の制御対象である。３相発電機３０２には、ＰＷＭインバータ１０４によって、電圧ベクトルが印加される。本実施形態では、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の各々が、相対的に高電圧を有する高電圧相と、相対的に低電圧を有する低電圧相との２種類から選択されるいずれかとなるように、３相発電機３０２が制御される。
【０１４５】
本実施形態における３相発電機３０２は、永久磁石同期発電機である。詳細には、３相発電機３０２は、ＳＰＭＳＧ（Surface Permanent Magnet Synchronous Generator）である。ＳＰＭＳＧでは、ｄ軸インダクタンスＬdとｑ軸インダクタンスＬqとが同じである。ただし、３相発電機３０２として、誘導発電機を用いてもよい。誘導発電機の磁束ベクトルは、同期発電機の磁束ベクトルと同様に扱うことが可能である。
【０１４６】
３相発電機３０２は、例えばタービンに接続される。タービンとしては、小型ガスタービンが挙げられる。タービンが回転すると、タービンのトルクが、３相発電機３０２の回転子に伝達される。これにより、回転子にトルクが加わる。つまり、回転子が回転する。回転子の回転によって、電圧が誘起される。３相発電機３０２はＰＷＭインバータ１０４に接続されており、そのＰＷＭインバータ１０４のスイッチングは指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*に基づいてなされる。
【０１４７】
第１の実施形態では、電源から供給された電力が、３相モータ１０２でトルク（回転力）に変換される。これに対し、本実施形態では、３相発電機３０２に加えられたトルクが、電力に変換される。両方の場合において、制御の態様は実質的に同じである。従って、モータ制御装置１００について説明した事項は、発電機制御装置３００にも適用できる。モータ制御装置２００について説明した事項についても同様である。ただし、モータ制御装置１００及び２００の説明を発電機制御装置３００の説明に援用する際には、用語の読み替えを行うべきことに留意されたい。このような読み替えは、当業者にとって自明であるため詳細には述べないが、例えば、モータを発電機に読み替えるべきである。
【０１４８】
（その他）
上述の実施形態で説明した３相モータ及び３相発電機をまとめて３相回転機と称することができる。モータ制御装置及び発電機制御装置をまとめて回転機制御装置と称することができる。このように称したとき、上述の実施形態に係る回転機制御装置を、以下のように説明することができる。すなわち、回転機制御装置１００，２００又は３００は、制御サイクル毎に指令トルク及び指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*（ｖα*，ｖβ*）を特定する。特定された指令トルク及び指令電圧ベクトルｖu*，ｖv*，ｖw*（ｖα*，ｖβ*）は、次の制御サイクルにおいて３相回転機１０２又は３０２に印加されるトルク及び電圧ベクトルｖu，ｖv，ｖwを規定するものである。回転機制御装置１００，２００又は３００は、電流検出部１０５ａ，１０５ｂと、磁束推定部１０８と、トルク修正部１５０又は２５０と、を備えている。電流検出部１０５ａ及び１０５ｂは、３相回転機１０２又は３０２の電流ベクトルを検出する。磁束推定部１０８は、前の制御サイクルにおいて特定された指令電圧ベクトル（指令軸電圧）ｖα*，ｖβ*を用いて、現在の制御サイクルにおける３相回転機１０２又は３０２の磁束ベクトルを推定する（推定磁束Ψsを特定する）。トルク修正部１５０又は２５０は、位相調整部１５１又は２５１、制限トルク特定部１１５又は２１５及びトルク制限部１２３を有している。検出された電流ベクトルｉac（軸電流ｉα，ｉβ）を第１の電流ベクトルと定義し、現在の制御サイクルにおいて推定された磁束ベクトル（推定磁束Ψs）を第１の磁束ベクトルと定義したとき、位相調整部１５１又は２５１は、第１の電流ベクトル及び第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正する。制限トルク特定部１１５又は２１５は、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルの内積と電流制限値Ｉamとを用いて電流ベクトルの振幅を電流制限値Ｉamに追従させるトルクである制限トルクＴlimを特定する。トルク制限部１２３は、トルク修正部１５０又は２５０に与えられた指令トルクＴrefの絶対値が制限トルクＴlim未満である場合には指令トルクを修正せず、絶対値が制限トルク以上である場合には絶対値を制限トルクＴlimに置き換える（置き換えにより、指令トルクＴrefが指令トルクＴe*に変更される）。（ｉ）第２の電流ベクトルは第１の電流ベクトルと同じであり第２の磁束ベクトルは第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルである、（ii）第２の電流ベクトルは第１の電流ベクトルの位相を変化させたベクトルであり第２の磁束ベクトルは第１の磁束ベクトルと同じである、又は、（iii）第２の電流ベクトルは第１の電流ベクトルの位相を変化させたベクトルであり第２の磁束ベクトルは第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルである。
【０１４９】
改めて断るまでもないが、上述の実施形態で説明したモータ制御装置又は発電機制御装置に関する技術は、回転機制御装置の技術であると捉えることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５０】
本開示に係る技術は、同期電動機、同期発電機、誘導電動機及び誘導発電機等の回転機に適用できる。それらの回転機は、冷暖房装置又は給湯機に使用されるヒートポンプ式冷凍装置に適合したものである。
【符号の説明】
【０１５１】
１００，２００          モータ制御装置
１０１，２０１          モータ制御部
１０２                  ３相モータ
１０３                  デューティ生成部
１０４                  ＰＷＭインバータ
１０５ａ                第１電流センサ
１０５ｂ                第２電流センサ
１０６                  ｕ，ｗ/α，β変換部
１０７                  指令電圧特定部
１０８                  磁束推定部
１０９                  トルク推定部
１１０                  速度・位相推定部
１１１                  トルク偏差特定部
１１２                  指令磁束特定部
１１３ａ                α軸磁束偏差特定部
１１３ｂ                β軸磁束偏差特定部
１１４                  α，β／ｕ，v，ｗ変換部
１１５，２１５          制限トルク特定部
１１６                  ベースドライバ
１１７                  平滑コンデンサ
１１８                  直流電源
１１９ａ〜１１９ｆ      スイッチング素子
１２０ａ〜１２０ｆ      還流ダイオード
１２１                  指令トルク特定部
１２２                  指令振幅特定部
１２３                  トルク制限部
１２７                  指令位相特定部
１５０，２５０          トルク修正部
１５１，２５１          位相調整部
１５２，２５２          無効電力成分特定部
１５３                  皮相電力成分特定部
１５４                  有効電力成分特定部
３００                  発電機制御装置
３０１                  発電機制御部
３０２                  ３相発電機
【図１】
2017225233.tif 000027
【図２】
2017225233.tif 000028
【図３】
2017225233.tif 000029
【図４】
2017225233.tif 000030
【図５】
2017225233.tif 000031
【図６】
2017225233.tif 000032
【図７】
2017225233.tif 000033
【図８】
2017225233.tif 000034
【図９】
2017225233.tif 000035
【図１０】
2017225233.tif 000036
【図１１】
2017225233.tif 000037