(57)【要約】【課題】電流の位相を変更することによって極数切替を行う電動機の運転制御装置において、極数切替中の相電流のピーク値を低減し、安定した運転制御することができ、且つ、より小型な電動機とインバータとすることができる電動機の運転制御装置を得る。【解決手段】極数切替誘導機１３の群間に流れる電流を制御する群間電流演算部５と群間電流制御系８を備え、群間電流制御系８で得られた群間電圧指令値v*0を高極電圧指令値v*d2，v*q2および低極電圧指令値v*d1，v*qiに加味して６相インバータ１２に対して６相電圧指令値v*1，・・・，v*6を出力する。【選択図】  図１
2017127117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ群の３相巻線群を有する６×ｎ相（ｎは整数）の極数切替電動機に対して、相電流の位相を変化させることで１：２の極数比で極数切替を実施する電動機の運転制御装置において、
トルク指令値を高極トルク指令値と低極トルク指令値とに分配するトルク分配器と、
高極トルク指令値に基づいて算出された高極電流指令値、および低極トルク指令値に基づいて算出された低極電流指令値によって群間電流指令値を演算する群間電流演算部と、
前記群間電流指令値と６×ｎ相の電流検出値に基づいて算出された群間電流検出値とに基づいて群間電圧指令値を算出する群間電流制御系とを備え、
前記高極電流指令値と前記６×ｎ相の電流検出値とに基づいて算出された高極電圧指令値と、前記低極電流指令値と前記６×ｎ相の電流検出値とに基づいて算出された低極電圧指令値と、前記群間電圧指令値とに基づいてインバータに６×ｎ相の電圧指令値を出力することを特徴とする電動機の運転制御装置。
【請求項２】
前記高極トルク指令値に基づいて高極電流指令値を出力する高極マップと、
前記低極トルク指令値に基づいて低極電流指令値を出力する低極マップと、
６×ｎ相の電流検出値を高極電流検出値と低極電流検出値と群間電流検出値とに変換するｕｖｗ／ｄｑ座標変換器と、
前記高極電流指令値と前記高極電流検出値とに基づいて高極電圧指令値を算出する高極電流制御系と、
前記低極電流指令値と前記低極電流検出値とに基づいて低極電圧指令値を算出する低極電流制御系と、
前記高極電圧指令値と前記低極電圧指令値と前記群間電圧指令値とを６×ｎ相の電圧指令値に変換するｄｑ／ｕｖｗ座標変換器と
を備えることを特徴とする請求項１記載の電動機の運転制御装置。
【請求項３】
前記群間電流演算部は、予め定められた許容ピーク電流絶対値を保持し、前記高極電流指令値と前記低極電流指令値と前記許容ピーク電流絶対値とを比較して、６×ｎ相の電流指令値が前記許容ピーク電流絶対値を超えない範囲で、前記群間電流指令値を算出することを特徴とする請求項２記載の電動機の運転制御装置。
【請求項４】
６×ｎ相（ｎは整数）の１：２の極数切替電動機に対して、相電流の位相を反転させることで極数切替を実施する電動機の運転制御方法において、
トルク指令値を高極トルク指令値と低極トルク指令値とに分配し、
前記高極トルク指令値に基づいて高極電流指令値を演算し、
前記低極トルク指令値に基づいて低極電流指令値を演算し、
前記高極電流指令値および前記低極電流指令値に基いて群間電流指令値を演算し、
６×ｎ相の電流検出値を高極電流検出値と低極電流検出値と群間電流検出値とに変換し、
前記高極電流指令値と前記高極電流検出値とに基づいて高極電圧指令値を算出し、
前記低極電流指令値と前記低極電流検出値とに基づいて低極電圧指令値を算出し、
前記群間電流指令値と前記群間電流検出値とに基づいて群間電圧指令値を算出し、
前記高極電圧指令値と前記低極電圧指令値と前記群間電圧指令値とを６×ｎ相の電圧指令値に変換して、６×ｎ相のインバータに出力することを特徴とする電動機の運転制御方法。
【請求項５】
予め定められた許容ピーク電流絶対値と前記高極電流指令値と前記低極電流指令値とに基づいて、６×ｎ相の電流が前記許容ピーク電流絶対値を超えない範囲で、前記群間電流指令値の絶対値を小さくすることを特徴とする請求項４記載の電動機の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動機を低速域から高速域まで広範囲に可変速運転するための電動機の運転制御装置および電動機の運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動機の運転制御装置および電動機の運転制御方法には、低速域から高速域まで広範囲に可変速運転し、低速域における大トルク特性と高速域における大出力特性とを兼備し、かつ、電動機やインバータの体格の増大を招かないようにするために、低速域と高速域とで使用する巻線を切り替えたり運転極数を切り替えたりする手法がある（例えば、特許文献１参照）。
ただし、機械的な接点を持つスイッチを用いて使用巻線や運転極数を切り替えると、切替の前後で出力トルクが乱れるという課題がある。あるいは、出力トルクの乱れを避けるために切替前に通電を一時停止すると出力トルクもまた一時的にゼロとなるという課題がある。
【０００３】
これらの課題を解決するため、切替前後の極数に対応する２系統の演算制御系を備えて、極数切替時に各極数運転間の電流配分を徐々に増減するという手法が開示されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１３６１８４号公報
【特許文献２】特開平０８−２２３９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２に開示された手法にあっては、極数切替のために切替前の運転極数から切替後の運転極数へと電流配分を移動させている間、同文献２の図６に示す線間電圧が切替の前後よりも大きくなるとともに、切替の前後のいずれよりも相電流のピーク値が大きくなる。そのため、インバータのスイッチング素子として、より大電流を通流可能な大型素子を使用する必要があり、インバータ体格の増大とコスト高を招きやすい。また、出力比で小型な誘導機（誘導電動機）を設計する際は、鉄心の磁気飽和の限界領域を利用することが多いが、そのような設計において相電流のピーク電流値が増大すると、鉄心の局所的な磁気飽和を招きトルクリップルの一因となり得るため、このリップルを避けるには、磁気飽和を緩和するため、ピーク電流値の増大する量に応じて電動機の体格を大型化せざるを得ない。
【０００６】
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あり、極数切替中の相電流のピーク値を低減し、従来と同じ性能を保ちつつも、より小型な電動機とインバータとすることができる電動機の運転制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明における電動機の運転制御装置および運転制御方法は、電動機の群間に流れる電流を制御するように構成されている。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、電動機の群間に流れる電流を制御することで、相電流のピーク値を低減することにより、電動機を安定して運転制御することができ、且つ、延いては、インバータのスイッチング素子の最大電流が低下するため、より小型のスイッチング素子が利用可能となり、従来より小型のインバータが設計可能となる。
また、相電流のピーク値を低減することにより、電動機の局所的な磁気飽和が緩和されるため、より小型な電動機設計が可能となる。
【０００９】
この発明の目的、特徴、効果は、以下の実施の形態における詳細な説明および図面の記載からより明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１における電動機の運転制御装置を示す制御ブロック図である。
【図２】低極トルクと高極トルクの分配比率の一例を示す図である。
【図３】この発明に係る実施の形態１の電動機の運転制御装置における高極電流制御系を示すブロック図である。
【図４】この発明に係る実施の形態１の電動機の運転制御装置における低極電流制御系を示すブロック図である。
【図５】この発明に係る実施の形態１の電動機の運転制御装置における６相インバータと制御対象である極数切替誘導機の関係を示す図である。
【図６】この発明に係る実施の形態１の電動機の運転制御装置における群間電流演算部を示すブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態１における電動機の運転制御装置の変形例を示す制御ブロック図である。
【図８】この発明の実施の形態１における電動機の運転制御装置の他の変形例を示す制御ブロック図である。
【図９】この発明に係る実施の形態１の電動機の運転制御装置におけるトルク制御演算ステップのフローチャートを示す図である。
【図１０】この発明に係る実施の形態１の電動機の運転制御装置における電流制御演算ステップのフローチャートを示す図である。
【図１１】極数切替誘導機における極数切替時の相電流値の一例を示す波形図である。
【図１２】この発明に係る実施の形態１の電動機の運転制御装置における極数切替時の相電流値の一例を示す波形図である。
【図１３】この発明に係る実施の形態１の電動機の運転制御装置における極数切替時の群間電流値の一例を示す波形図である。
【図１４】この発明に係る実施の形態２の電動機の運転制御装置における群間電流演算部を示すブロック図である。
【図１５】この発明に係る実施の形態２の電動機の運転制御装置における極数切替時の相電流値の一例を示す波形図である。
【図１６】この発明に係る実施の形態２の電動機の運転制御装置における極数切替時の群間電流値の一例を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態について、図を参照して詳述する。なお、各図中、同一符号は、同一または相当部分を示すものとする。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における電動機の運転制御装置を示す制御ブロック図を示している。図１を参照して、この発明の実施の形態１を説明する。
図１では、この発明の実施の形態１による電動機の運転制御装置１と、運転対象となる極数切替誘導機１３を示している。電動機の運転制御装置１は、外部より受け取ったトルク指令値T*に応じて、電動機としての極数切替誘導機１３の出力トルクがトルク指令値T*に概一致するように極数切替誘導機１３を運転することを目的とする制御装置である。
極数切替誘導機１３は、３相の巻線を２群有する６相の誘導機であり、巻線の各群の中性点が結線されている。また、極数切替誘導機１３の極数は、巻線に流れる電流の位相を変えることで、極数比１：２の極数切替が行われる。
【００１３】
トルク分配器２は、トルク指令値T*を低極トルク指令値T*１と高極トルク指令値T*２とに分配する。分配の仕方として、低極トルク指令値と高極トルク指令値の和が元のトルク指令値と概ね一致するように分配する。例えば、図２に示すように、低速回転時は高極トルク指令値への分配率を１００％とし、低極トルクへの分配率を０％とする。逆に、高速回転時は高極トルク指令値への分配率を０％とし、低極トルク指令値を１００％とする。中間速度時は、回転速度が増加するに従って、高極トルクへの配分率を漸減させ、低極トルクへの配分率を漸増させる。
【００１４】
高極マップ３は、高極トルク指令値T*２を受け取り、極数切替誘導機１３が高極運転された場合に当該トルクを出力するような高極電流指令値i*d2，i*q2と高極すべり周波数指令値ω*s2とを算出する。これらは、予め定められたマップを表引きをするように実装されている。そのマップを表引きする際には、高極トルク指令値と回転速度とを参照する。
同様に、低極マップ４は、低極トルク指令値T*１を受け取り、低極電流指令値i*d1，i*q1と低極すべり周波数指令値ω*s1とを出力する。
なお、高極マップ３および低極マップ４は、モータモデル等の数式を用いて高極電流指令値i*d2，i*q2と高極すべり周波数指令値ω*s2並びに低極電流指令値i*d1，i*q1と低極すべり周波数指令値ω*s1とを算出してもよい。
【００１５】
群間電流演算部５は、高極電流指令値i*d2，i*q2と低極電流指令値i*d1，i*q1と位相角θ1，θ２とに基づいて、群間電流指令値i*0を決定する。本群間電流演算部５がこの発明の要点の一つであるから、群間電流指令値i*0の決定方法について、別途後述する。
【００１６】
高極電流制御系６は、高極電流指令値i*d2，i*q2と高極電流検出値id2，iq2とに基づいて、高極電流検出値が高極電流値に一致するような高極電圧指令値i*d2，i*q2を演算する。具体的には、例えば、図３に示すようなフィードバックＰＩ制御を実施する。ここで、ｄ軸及びｑ軸それぞれのＰＩ制御器６ａ、６ｄは予め設定された比例ゲインと積分ゲインとに基づきＰＩ制御演算を実施する。非干渉化制御器６ｂ、６ｃは、高極駆動周波数ω2と予め定められた非干渉化ゲインとを、入力に乗じる。非干渉化制御器６ｂ、６ｃは、極数切替誘導機１３のｄｑ軸間の干渉を低減するために設けられる。ここで、高極駆動周波数ω2とは、回転速度検出器１４で検出された回転速度ωｒに対して高極の極対数P2を乗じて、高極マップ３が出力する高極すべり周波数指令値ω*s2を加えたものである（ω2＝P2ωｒ+ω*s2）。
【００１７】
低極電流制御系７は、低極電流指令値i*d1，i*q1と低極電流検出値id1，iq1とに基づいて、低極電流検出値が低極電流指令値に一致するような低極電圧指令値i*d1，i*q1を演算する。例えば、図４に示すようなフィードバックＰＩ制御を実施する。ここで、ｄ軸及びｑ軸それぞれのＰＩ制御器７ａ、７ｄは予め設定された比例ゲインと積分ゲインとに基づきＰＩ制御演算を実施する。非干渉化制御器７ｂ、７ｃは、低極駆動周波数と予め定められた非干渉化ゲインとを、入力に乗じる。ここで、低極駆動周波数ω1とは、回転速度検出器１４で検出された回転速度ωｒに対して低極の極対数P1を乗じて、低極マップ４が出力する低極すべり周波数指令値ω*s1を加えたものである（ω1＝P1ωｒ+ω*s1）。
【００１８】
群間電流制御系８は、群間電流指令値i*0と群間電流検出値i0とに基づいて、群間電流検出値i0が群間電流指令値i*0に一致するよう群間電圧指令値v*0を演算する。これには有意な干渉成分が存在しないため、単純なＰＩ制御器によって演算可能である。ただし、応答性を確保するために、例えば予測制御などを用いるのもまた好適である。
ｄｑ／ｕｖｗ座標変換器９は、低極ｄｑ軸電圧指令値v*d1，v*qiと高極ｄｑ軸電圧指令値v*d2，v*q2と群間電圧指令値v*0とを高極磁束位相θ2と低極磁束位相θ1とを用いて６相電圧指令値v*1，・・・，v*6に変換する。この変換は下記数式の通りである。
【００１９】
【数１】
2017127117.tif 000003
【００２０】
ｕｖｗ／ｄｑ座標変換器１０は、６相電流検出値i1，・・・，i6を、低極ｄｑ軸電流検出値id1，iq1と高極ｄｑ軸電流検出値id2，iq2と群間電流検出値i0とに変換する。この変換は下記数式のとおりである。
【００２１】
【数２】
2017127117.tif 000004
【００２２】
位相演算部１１は、回転速度検出値ωｒと高極すべり周波数指令値ω*s2と低極すべり周波数指令値ω*s1とに基いて、高極磁束位相θ2と低極磁束位相θ1とを計算する。具体的には、回転速度検出値に対して高極極対数を乗じたものに高極すべり周波数指令値を加えたものを逐次積算することで高極磁束位相を得る。また、回転速度検出値に対して低極極対数を乗じたものに低極すべり周波数指令値を加えたものを逐次積算することで低極磁束位相を得る。
【００２３】
６相インバータ１２は、６相電圧指令値v*1，・・・，v*6に基づいて、ＰＷＭにより極数切替誘導機に６相電圧指令に相当する電圧を印加する。
【００２４】
図５において６相インバータ１２は、１２個の例えばＭＯＳＦＥＴのようなスイッチング素子１２１ａ〜１２６ａおよび１２１ｂ〜１２６ｂを用いた６相ブリッジ回路で構成されている。具体的には、２個のスイッチング素子が直列に接続された６組のスイッチング素子が並列に接続されている。そして、各組のスイッチング素子間と極数切替誘導機１３の各相の巻線１３１〜１３６の一端とがそれぞれバスバー等で接続されている。また、極数切替誘導機１３の各相の巻線１３１〜１３６の他端同士が接続されて１つの中性点を構成している。
【００２５】
回転速度検出器１４は極数切替誘導機１３の回転速度を検出する。具体的には、例えば、ロータリーエンコーダの単位時間あたりパルス数をカウントすることで、回転速度検出値ωｒを得る。あるいは、例えば、レゾルバによる角度検出値の差分などから算出する。
【００２６】
以下では、群間電流演算部５の演算内容について、図６を参照して説明する。
群間電流演算部５は、６相電流復元器５ａ、相電流符号調整器５ｂ、最大最小選択器５ｃ、加算器５ｄ、スケーリングゲイン乗算器５ｅ、許容ピーク電流超過量演算部５ｆ、選択器５ｇで構成されている。
群間電流演算部５に入力された高極電流指令値i*d2，i*q2、低極電流指令値i*d1，i*q1、高極磁束位相θ2、低極磁束位相θ1は、６相の電流に復元される。具体的には、下記の数式を用いて、群間電流重畳前相電流指令値i*1，・・・，i*6を得る。
【００２７】
【数３】
2017127117.tif 000005
ここで、第１群（第１相、第３相、第５相）の群間電流重畳前相電流指令値の符号を反転させ、第２群（第２相、第４相、第６相）の群間電流重畳前相電流指令値の符号はそのままとする。
【００２８】
上記のように第１群のみ符号を反転させた群間電流重畳前相電流指令値の中から、その値が最大のもの（群間電流重畳前相電流指令最大値）と、最小のもの（群間電流重畳前相電流指令最小値）をそれぞれ１つずつ選択する。ここで言う最小は、絶対値が最小となるものという意味ではなく、正負の符号付きで比較して最小となるものという意味である。
【００２９】
次に、群間電流重畳前相電流指令最大値と群間電流重畳前相電流指令最小値との平均値を計算する。具体的には下記の通り計算する。
【００３０】
【数４】
2017127117.tif 000006
【００３１】
上記の平均値を適切にスケーリングする（具体的には√６倍する）ことにより、図１３に示すような群間電流指令値i*0を得る。
【００３２】
この群間電流重畳前相電流指令最大値と群間電流重畳前相電流指令最小値とを抑制する群間電流指令値i*0に基づいて、群間電流制御系８が群間電圧指令値v*0を出力する。そして、ｄｑ／ｕｖｗ座標変換器９によって群間電圧指令値v*0に基づいて６相電圧指令値v*1，・・・，v*6が６相インバータ１２に出力され、極数切替誘導機１３の群間電流検出値i0を群間電流指令値i*0の値に制御して、群間で相電流を融通可能となるため、群間電流重畳後の相電流を低減できる。この際に重畳して通流される群間電流は、各群内部の３相で見るとゼロ相電流に相当するため、トルクを増減させることがない。
【００３３】
ところで、本実施の形態の電動機の運転制御装置１の構成要素であるトルク分配器２、高極マップ３、低極マップ４，群間電流演算部５、高極電流制御系６、低極電流制御系７、群間電流制御系８、ｄｑ／ｕｖｗ座標変換器９、ｕｖｗ／ｄｑ座標変換器１０，位相演算部１１の各機能は、処理回路により実現される。処理回路は、図７に示す処理回路１００のような専用のハードウェアであっても、図８に示すメモリに格納されるプログラムを実行するプロセッサ２００（ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰともいう）であってもよい。
【００３４】
処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、またはこれらを組み合わせたものが該当する。トルク分配器２、高極マップ３、低極マップ４，群間電流演算部５、高極電流制御系６、低極電流制御系７、群間電流制御系８、ｄｑ／ｕｖｗ座標変換器９、ｕｖｗ／ｄｑ座標変換器１０、位相演算部１１の各機能それぞれを処理回路で実現してもよいし、各機能をまとめて処理回路で実現してもよい。
【００３５】
また、図８に示すように、処理回路１００がプロセッサ２００の場合、トルク分配器２、高極マップ３、低極マップ４、群間電流演算部５、高極電流制御系６、低極電流制御系７、群間電流制御系８、ｄｑ／ｕｖｗ座標変換器９、ｕｖｗ／ｄｑ座標変換器１０、位相演算部１１の各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアやファームウェアはプログラムとして記述され、記憶装置１０２に格納される。処理回路は、記憶装置１０２に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、トルク分配器２、高極マップ３、低極マップ４，群間電流演算部５、高極電流制御系６、低極電流制御系７、群間電流制御系８、ｄｑ／ｕｖｗ座標変換器９、ｕｖｗ／ｄｑ座標変換器１０、位相演算部１１の各ステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するための記憶装置１０２を備える。また、これらのプログラムは、トルク分配器２、高極マップ３、低極マップ４、群間電流演算部５、高極電流制御系６、低極電流制御系７、群間電流制御系８、ｄｑ／ｕｖｗ座標変換器９、ｕｖｗ／ｄｑ座標変換器１０、位相演算部１１の手順や方法をコンピュータに実行させるものであるとも言える。
【００３６】
ここで、記憶装置１０２は、フラッシュメモリに代表される不揮発性の補助記憶装置であり、前記プログラムが事前に書き込まれているものである。記憶装置１０２に事前に書き込まれたプログラムは、プロセッサ２００によって実行されるに先立って典型的にはマイコン内部に実装された揮発性のランダムアクセスメモリに読み込まれる。
【００３７】
また、トルク分配器２、高極マップ３、低極マップ４、群間電流演算部５、高極電流制御系６、低極電流制御系７、群間電流制御系８、ｄｑ／ｕｖｗ座標変換器９、ｕｖｗ／ｄｑ座標変換器１０、位相演算部１１の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現してもよい。例えば、群間電流演算部５、高極電流制御系６、低極電流制御系７、群間電流制御系８、ｄｑ／ｕｖｗ座標変換器９、ｕｖｗ／ｄｑ座標変換器１０、位相演算部１１については、専用のハードウェアとしての処理回路でその機能を実現し、トルク分配器２、高極マップ３、低極マップ４については処理回路が記憶装置１０２に格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。
このように、処理回路は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。
【００３８】
処理回路をプロセッサ２００と記憶装置１０２とで実現する場合を図８を参照して示す。
図８において、マイコンは、通信モジュール２０１と、少なくとも２系統の３相相補ＰＷＭモジュール２０２と、ＡＤモジュール２０３と、キャプチャモジュール２０４を含んでいる。通信モジュール２０１はトルク指令を外部（上位制御系）から得るため使用される。２系統の３相相補ＰＷＭモジュール２０２は、６相インバータ１２のゲートスイッチのオン、オフ信号を出力するために使用される。ＡＤモジュール２０３は、例えば電流センサとして用いられるシャント抵抗に接続されて、６相の電流検出値を得るために用いられる。
【００３９】
また、回転速度検出器１４に相当するものとして、レゾルバにより回転子角度を検出し、Ｒ/ＤコンバータＩＣ１０１でパルス列に変換し、それをマイコンのキャプチャモジュール２０４で取り込み、単位時間あたりのパルス数を計測することで回転数を検出する。
【００４０】
図１のトルク分配器２、高極マップ３、低極マップ４に相当するプログラムのフローチャートを図９に示す。これをトルク制御と呼び、一定周期（もしくは、上位制御系からトルク指令を受け取る毎）に実行される。図９に示すように、トルク制御が開始されると、トルク指令値T*を取得し（ステップＳ２０１）、高極トルク指令値T*２と低極トルク指令値T*１とを計算し（ステップＳ２０２）、次に、高極電流指令値i*d2，i*q2と低極電流指令値i*d1，i*q1とを計算し（ステップＳ２０３）、一連のトルク制御を終了する。
【００４１】
図１の群間電流演算部５、高極電流制御系６、低極電流制御系７、群間電流制御系８、ｄｑ／ｕｖｗ座標変換器９、ｕｖｗ／ｄｑ座標変換器１０、位相演算部１１に相当するプログラムのフローチャートを図１０に示す。これを電流制御と呼び、トルク制御と同周期、もしくは、より短い周期で繰り返し実行される。図１０に示すように、電流制御が開始されると、６相電流検出値i1，・・・，i6を取得し（ステップＳ１０１）、磁束位相θ1，θ2を計算し（ステップＳ１０２）、高極電流検出値id2，iq2と低極電流検出値id1，iq1と群間電流検出値i0とを計算し（ステップＳ１０３）、次に、群間電流指令値i*0を計算した後（ステップＳ１０４）、高極電圧指令値v*d2，v*q2と低極電圧指令値v*d1，v*qiと群間電圧指令値v*0とを計算し（ステップＳ１０５）、６相電圧指令値v*1，・・・，v*6を計算し（ステップＳ１０６）、最後に６相電圧指令値を設定し（ステップＳ１０７）、一連の電流制御を終了する。
【００４２】
この構成によれば、従来ではトルクを概一定に保ったまま極数切替を行う際に相電流のピーク値が大きくなっていたのに対して、トルクを低下させることなく、このピーク値を有意に低減することが可能となる。例えば、数値例として、従来の方法による極数切替では、図１１に示すように相電流のピーク値が１４１［Ａ］であったのに対して、本実施の形態による極数切替では、図１２に示すように相電流のピーク値が１２３［Ａ］に低減されている。
【００４３】
なお、極数切替時以外でも、上記群間電流制御系８によって群間電流を相電流に重畳してもよい。
また、極数切替電動機は、誘導機に限らず同期機であってもよい。同期機の場合は、高極すべり周波数及び低極すべり周波数を０としたものとなる。
その際も本実施の形態と同様にベクトル空間分解法に基づいて、各相の諸量を、各極数ごとのｄｑ軸成分（２×ｎ個のｄ軸成分、２×ｎ個のｑ軸成分）と中性点成分とに変換して同様の制御を実施すればよい。なお、中性点成分の個数は、ｎ組間で中性点を共有する構成の電動機を対象とする場合はちょうど（２×ｎ−１）個、いずれのｎ組も互いの組と中性点を共有しない電動機を対象とする場合はちょうどｎ個である。したがって、６×ｎ相（ｎは整数）の極数切替電動機の極数切替を行う際に、（２×ｎ−１）個またはｎ個の中性点成分である群間電流検出値i0を群間電流指令値i*0の値に制御して、群間で相電流を融通可能となるため、トルクを低下させることなく群間電流重畳後の相電流を低減できる。
なお、いずれのｎ組も互いの組と中性点を共有しない電動機を対象として制御する場合は、それぞれの組において他の組とは独立に、個別に本実施の形態で述べた制御を実施することも可能であり、必要な演算量を前段落の手法よりも少なくできる。
【００４４】
実施の形態２．
本実施の形態では、実施の形態１と比べて、群間電流演算部が異なっている。特徴的な差異として、群間電流演算部が、予め定められた許容ピーク電流絶対値を保持し、６相の電流が許容ピーク電流絶対値を超えない範囲で、前記群間電流指令値の絶対値を小さくする点が挙げられる。
【００４５】
以下では、本実施の形態における群間電流演算部５０の演算内容について、図１４を参照して説明する。この群間電流演算部５０は、許容ピーク電流超過量演算部５ｆ、選択器５ｇを備えている。その他の構成は図６に示す群間電流演算部５と同じである。
【００４６】
群間電流演算部５０に入力された高極電流指令値i*d2，i*q2と低極電流指令値i*d1，i*q1が、高極磁束位相θ2と低極磁束位相θ1に基づいて、６相の電流に復元される点は実施の形態１と同様である。
また、第１群（第１相、第３相、第５相）の群間電流重畳前相電流指令値の符号を反転させ、第２群（第２相、第４相、第６相）の群間電流重畳前相電流指令値の符号はそのままとする点も実施の形態１と同様である。
また、上記のように第２群のみ符号を反転させた群間電流重畳前相電流指令値の中から、その値が最大のもの（群間電流重畳前相電流指令最大値imax）と、最小のもの（群間電流重畳前相電流指令最小値imin）をそれぞれ１つずつ選択する点も実施の形態１と同様である。
【００４７】
本実施の形態では、さらに、群間電流重畳前相電流指令最大値imaxから許容ピーク電流絶対値｜ipeak｜を減算し、この減算値iover＝imax-｜ipeak｜が負であった場合はゼロを相電流超過値iover,+とする。それ以外の場合、すなわち、先の減算値が非負であった場合は、先の減算値ioverを相電流超過値iover,+とする（下記数式を参照）。
【００４８】
【数５】
2017127117.tif 000007
【００４９】
また、群間電流重畳前相電流指令最小値iminに対して許容ピーク電流絶対値｜ipeak｜を加算し、この加算値iunder＝imin+｜ipeak｜が正であった場合はゼロを相電流超過値iunder,- とする。それ以外の場合、すなわち、先の加算値iunderが非正であった場合は先の加算値を相電流不足値iunder,-とする。
【００５０】
【数６】
2017127117.tif 000008
【００５１】
さらに、相電流超過値iover,+と相電流不足値iunder,-との和を計算し、この値を相電流シフト値isftとする。
【００５２】
一方で、実施の形態１と同様に、群間電流重畳前相電流指令最大値imaxと群間電流重畳前相電流指令最小値iminとの平均値iofsを計算する。
【００５３】
ここで、上記平均値iofsと上記相電流シフト値isftのうちで、その絶対値が小さい方を選択し、この選択値を適切にスケーリングする（具体的には√６倍する）ことにより、群間電流指令値i*0を得る。
【００５４】
実施の形態１では、相電流のピーク値を可能な限り小さく抑制していたのに対し、本実施の形態では、相電流のピーク値がその許容値を超えない程度に抑制される。
例えば、許容相電流ピーク値を１２３［Ａ］に予め設定した本実施の形態による極数切替の一例における相電流を図１５に示す。同図から読み取れるように相電流のピーク値が１２３［Ａ］を超えていないことが分かる。この時の群間電流指令値を図１６に示す。同図から読み取れるように、実施の形態１における群間電流指令値（図１３）よりも小さな値となっていることが分かる。
【００５５】
この構成では、実施の形態１に比べて、群間電流重畳値の絶対値が小さくなる。すなわち、相電流の二乗平均平方根も小さいことを意味し、例えば電動機の巻線抵抗による損失（これは相電流の二乗平均平方根に比例する）もまた、小さくなる。このため、より効率の優れる運転が可能となる。
【００５６】
この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変更、省略することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１  運転制御装置、２  トルク分配器、３  高極マップ、４  低極マップ、５，５０  群間電流演算部、６  高極電流制御系、７  低極電流制御系、８  群間電流制御系、９  ｄｑ／ｕｖｗ座標変換器、１０  ｕｖｗ／ｄｑ座標変換器、１１  位相演算部、１２  ６相インバータ、１３  極数切替誘導機、１４  回転速度検出器
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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