(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石式同期電動機の磁極位置に応じて該電動機の電機子巻線に供給する電圧角度を制御する永久磁石式同期電動機のセンサレス制御システムにおいて、
前記電動機の停止状態で、一定間隔で角度を変えた正負の一定電圧の電圧ベクトルを該電動機に印加し、各正負の電圧ベクトルの印加に対する電機子巻線の電流を検出し、この検出された電流値をそのときに印加された電圧ベクトルの角度でｄ−ｑ座標変換して回転子に固定した座標のｄ軸電流値として検出し、正負の電圧ベクトルの印加に対する前記ｄ軸電流値の差が最も大きくなる前記電圧ベクトルの位置を磁極位置として推定する磁極位置推定装置を備えたことを特徴とする永久磁石式同期電動機のセンサレス制御システム。
【請求項２】
前記磁極位置推定装置は、
前記電動機の停止状態で、一定間隔で大まかに角度を変えた正負の一定電圧の電圧ベクトルを該電動機に印加したときに検出される前記ｄ軸電流値の差が最も大きくなる該電圧ベクトルの位置を凡その磁極位置として推定する第１の推定手段と、
前記第１の推定手段で検出した電圧ベクトル位置を中心にして、一定間隔で細かに角度を変えた電圧ベクトルを該電動機に印加したときの前記ｄ軸電流値の差が最も大きくなる該電圧ベクトルの位置を磁極位置と推定する処理を繰り返して最終的な磁極位置を推定する第２の推定手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石式同期電動機のセンサレス制御システム。
【請求項３】
前記磁極位置推定装置は、
前記第１の推定手段で推定された磁極位置が９０°付近または−９０°付近の場合、推定された磁極位置を基準にしてその前後に一定の角度差をもつ電圧ベクトルを前記電動機に印加したときの前記ｄ軸電流値の差が最も大きくなる該電圧ベクトルの位置を磁極位置として更新する手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の永久磁石式同期電動機のセンサレス制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＰＭモータやブラシレスモータ等の永久磁石式同期電動機のセンサレス制御システムに係り、特に電動機の停止状態での磁極位置を位置センサを用いることなく検出する磁極位置推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
永久磁石式同期電動機の制御装置は、回転子の磁極位置に応じて電機子巻線に電流を流すことでトルク制御を行うため、一般にはエンコーダやレゾルバ等の位置センサを設けている。しかしながら、これらの位置センサは、電動機制御システムの大型化・コストアップの要因となるし、信頼性や耐環境性の面でも問題がある。そこで、位置センサを不要にしたセンサレス制御方式の研究が盛んに行われている。
【０００３】
現在、提案されているモータの停止時の磁極位置推定方式は、以下のように大別できる。
【０００４】
（１）突極形モータのインダクタンスが磁極位置によって変化することを利用して、二軸座標上の電圧・電流の関係を用いて推定する方式。
【０００５】
（２）突極形モータのインダクタンスが磁極位置によって変化することを利用して、交流電流を注入したときの電圧情報を用いて推定する方式。
【０００６】
（３）突極形モータのインダクタンスが磁極位置によって変化することを利用して、パルス電圧印加時のピーク電流値を用いて推定する方式。
【０００７】
（４）突極形モータのインダクタンスが磁極位置によって変化することを利用して、高周波電圧印加時の電流ベクトル軌跡から推定する方式。
【０００８】
（５）円筒形モータの回転子表面に導電性非磁性材料を貼り付けておき、停止時の磁極位置を推定する方式。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来のセンサレス制御方式は、そのほとんどがモータのモデル式に基づき、突極形モータのインダクタンスが磁極位置によって変化することを利用して、磁極位置や回転子速度の情報を得るものである。
【００１０】
しかし、円筒形モータの場合、一般にｄ軸及びｑ軸のインダクタンス値の差がほとんど無いため、モデル式からの推定では、モータの始動時や停止時には、磁極位置等を推定することができないし、モータの始動時にトルクが減少したり、一時的に大きな逆転を伴う。
【００１１】
本発明の目的は、永久磁石式同期電動機の停止時の磁極位置を高い精度で確実に推定できる電動機のセンサレス制御システムを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
（発明の原理的説明）
図１０は、２極機のＰＭモータモデルを示す。固定子巻線軸をα−β座標、回転子に固定した軸をｄ−ｑ座標とし、ｄ軸は界磁の作る磁束方向にとっている。また、推定装置側で推定した軸をｄe−ｑe座標とし、実位置角をθre、推定位置角をθM、ｄ軸とｄe軸との角度差をΔθとする。
【００１３】
上記の一般的なモータモデルにおける固定子巻線のα−β座標軸上での電圧方程式は、次式になる。
【００１４】
【数１】
0004211133.tif 000002
【００１５】
ここで、ｖα、ｖβは電機子電圧のα、β軸成分、ｉα、ｉβは電機子電流のα、β軸成分、Ｒは電機子抵抗、Ｌd、Ｌqはｄ，ｑ軸インダクタンス成分、ｐは微分演算子を表す。
【００１６】
上式に示すように、突極形モータでは、停止時においてもｄ，ｑ軸インダクタンスの違いにより、位置角の情報が２θreの三角関数の形で存在する。しかし、界磁の極性を含む絶対的な位置（ｄ軸方向）は、上式に示すように、一般的な数学モデルからでは推定することができない。また、円筒形モータは、一般的にＬd＝Ｌq＝Ｌと見なすことができるため、上式は次式のようになり、この数学モデルからでは停止時における位置角情報が得られない。
【００１７】
【数２】
0004211133.tif 000003
【００１８】
本発明は、停止時の磁極位置を推定するため、ＰＭモータにおける電機子鉄心の磁化特性の非直線性を利用し、この非直線性で磁極位置による電流応答の違いから磁極位置を推定するものである。
【００１９】
図１１の（ａ）〜（ｃ）は、ＰＭモータのｕ，ｖ，ｗの各相にそれぞれ正負の一定電圧（定格の７５％）を時間２００μｓだけ印加したときの各相の電流値を、回転子の位置角１０°毎に測定した結果を示す。同図の（ａ）に示すＩu+は、正の電圧をｕ相に、負の電圧をｖ，ｗ相に印加したときのｕ相電流値を示す。また、Ｉu-は、負の電圧をｕ相に、正の電圧をｖ，ｗ相に印加したときのｕ相電流値を示す。同様に、（ｂ）及び（ｃ）に示すＩv+，Ｉv-及びＩw+，Ｉw-は、各相に電圧を印加したときのｖ，ｗ相の電流値を示す。なお、負の電流値Ｉu-、Ｉv-、Ｉw-は、大きさを比較しやすくするため絶対値で表している。
【００２０】
上記の図１１の（ａ）に示される測定結果から、ｕ相巻線付近にある界磁の極性がＮであるθre＝０付近では、増磁方向に電圧を印加した場合、すなわち正の電圧を印加した場合は、磁束が飽和し、インダクタンスが減少するため、電流Ｉu+の時間変化は大きくなる。逆に、負の電圧を印加した場合は、インダクタンスは増加あるいは変化しないため、電流Ｉu-の時間変化は正の電圧を印加した場合に比較して小さくなる。また、ｕ相巻線付近にある界磁の極性がＳであるθre＝１８０°付近では、電流Ｉu+に比較して電流Ｉu-の時間変化が大きくなる。
【００２１】
図１１の（ｄ）には、各相の電流値の差ΔＩu（＝Ｉu+＋Ｉu-）、ΔＩv（＝Ｉv+＋Ｉv-）、ΔＩw（＝Ｉw+＋Ｉw-）を示す。同図の結果から、ΔＩuはθre＝０°と１８０°付近で正負に０.１アンペア程度の差があり、同様にΔＩvはθre＝１２０°と３００°付近で差があり、ΔＩwはθre＝２４０°と６０°付近で差がある。すなわち、各相共に、電流値の差ΔＩu、ΔＩv、ΔＩwには極軸付近において増磁方向と減磁方向の電流値に差がある。
【００２２】
これら各相の電流値の差は、印加される電圧に対して電機子鉄心の磁化特性の非直線性によって磁束が飽和してインダクタンスが減少するために現れる。したがって、極軸付近での増磁方向と減磁方向とでの電流値の差が大きくなることを利用し、この電流値の差が最も大きくなる電圧ベクトル位置を検出することで停止時の磁極位置を推定することができる。このことから、本発明は、以下の構成を特徴とする。
【００２３】
（第１の発明）
永久磁石式同期電動機の磁極位置に応じて該電動機の電機子巻線に供給する電圧角度を制御する永久磁石式同期電動機のセンサレス制御システムにおいて、
前記電動機の停止状態で、一定間隔で角度を変えた正負の一定電圧の電圧ベクトルを該電動機に印加し、各正負の電圧ベクトルの印加に対する電機子巻線の電流を検出し、この検出された電流値をそのときに印加された電圧ベクトルの角度でｄ−ｑ座標変換して回転子に固定した座標のｄ軸電流値として検出し、正負の電圧ベクトルの印加に対する前記ｄ軸電流値の差が最も大きくなる前記電圧ベクトルの位置を磁極位置として推定する磁極位置推定装置を備えたことを特徴とする。
【００２４】
（第２の発明）
上記の第１の発明において、推定される磁極位置の精度は、電圧ベクトルの角度間隔で決まり、この角度間隔を小さくするほど精度が高くなる反面、電圧ベクトルの出力回数が多くなって推定処理に時間がかかる。そこで、本発明は磁極位置の推定を大まかな推定と細かな推定の複数段階に分けることで推定処理回数及び時間を短縮するもので、以下の構成を特徴とする。
【００２５】
前記磁極位置推定装置は、
前記電動機の停止状態で、一定間隔で大まかに角度を変えた正負の一定電圧の電圧ベクトルを該電動機に印加したときに検出される前記ｄ軸電流値の差が最も大きくなる該電圧ベクトルの位置を凡その磁極位置として推定する第１の推定手段と、
前記第１の推定手段で検出した電圧ベクトル位置を中心にして、一定間隔で細かに角度を変えた電圧ベクトルを該電動機に印加したときの前記ｄ軸電流値の差が最も大きくなる該電圧ベクトルの位置を磁極位置と推定する処理を繰り返して最終的な磁極位置を推定する第２の推定手段とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
（第３の発明）
前記の第１の推定手段において、実際の磁極位置θreが９０°または−９０°付近の場合、それぞれのｄ軸電流値Ｉd1，Ｉd7にほとんど違いが現れないことがある。この例を下記表１にｄ軸電流値Ｉd1，Ｉd7及びその絶対値の差｜Ｉd1−Ｉd7｜を示す。
【００２７】
【表１】
0004211133.tif 000004
【００２８】
理論的には、−９０°＜θre＜９０°の場合はＩd1＞Ｉd7、θre＝９０°または−９０°の場合はＩd1＝Ｉd7、その他の場合はＩd1＜Ｉd7となるはずであるが、上記の表１に示すように「ばらつき」があり、その差も非常に小さくなっている。
【００２９】
これは、磁極位置が９０°と−９０°付近においては、磁気飽和の影響が小さく、インダクタンスの変化が少ないため、ｄ軸電流値にほとんど違いが現れず、その結果として電流検出器の精度やノイズ等の影響によって誤差が生じていると思われる。
【００３０】
そこで、本発明は、上記のｄ軸電流値Ｉd1，Ｉd7の絶対値の差｜Ｉd1−Ｉd7｜が誤差範囲（例えば、上記の表では０.０３アンペア）以下の場合には第１の推定手段における凡その磁極位置の推定に代えて、以下の推定を行う。
【００３１】
まず、図１２の９０°と−９０°の電圧ベクトルｖ4とｖ10をモータに印加し、この電圧印加に対して、前記の推定１と同様に検出されるｄ軸電流Ｉdの大きい方の電圧ベクトル位置を推定磁極位置θM1、その電流をＩdmaxとする。
【００３２】
これにより、実際の磁極位置θreを図１２の電圧ベクトルに対してθM1±１５°の精度で推定することができるが、表１に示すように、磁極位置θreが９０°±１５°と−９０°±１５°付近においても絶対値の差｜Ｉd1−Ｉd7｜が小さな値となる。
【００３３】
そこで、さらに、図１３に示すように、推定磁極位置θM1を基準にして、±１５°の位置の電圧ベクトルｖ13とｖ14をモータに印加し、この印加に対するｄ軸電流の絶対値の差を比較することで推定磁極位置θM1を更新する。この更新した推定磁極位置θM1について第２の推定手段による磁極位置の絞り込みを行う。以上のことから、本発明は、以下の構成を特徴とする。
【００３４】
前記磁極位置推定装置は、
前記第１の推定手段で推定された磁極位置が９０°付近または−９０°付近の場合、推定された磁極位置を基準にしてその前後に一定の角度差をもつ電圧ベクトルを前記電動機に印加したときの前記ｄ軸電流値の差が最も大きくなる該電圧ベクトルの位置を磁極位置として更新する手段を備えたことを特徴とする。
【００３５】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態を示すシステム構成図である。ＰＭモータ（永久磁石式同期電動機）１は、ＰＷＭインバータ２によって電機子巻線に電流が供給され、同期運転される。ＰＷＭインバータ２は、ドライブ回路３から主回路スイッチのオン・オフ制御信号が印加される。
【００３６】
電流検出器５Ｕ，５Ｖは、ＰＭモータ１に供給されるＵ，Ｖ相の電流を検出する。
【００３７】
コントローラ４は、推定した磁極位置に応じてドライブ回路３へのドライブ信号の角度を制御し、電流検出器５Ｕ，５Ｖからの検出電流からＰＭモータ１の巻線電流を制御することでトルク制御を行う。
【００３８】
ＰＭモータ１に結合されるロータリーエンコーダ６は、回転子位置変動の観測用に設けられたもので、実際のセンサレス制御システムでは設けられない。
【００３９】
ここで、本実施形態では、停止状態のＰＭモータ１の磁極位置を推定する手段として、コントローラ４には、電圧ベクトル発生手段１１と、電流検出手段１２と、第１及び第２の推定手段１３、１４及びこれら手段を制御する制御手段１５を設ける。
【００４０】
電圧ベクトル発生手段１１は、制御手段１５の制御の基に、図１２に示すような３０°毎に角度を変えた正負の電圧ベクトルを順次発生し、さらには推定磁極位置θMを基準にしてその前後で角度を変化させた電圧ベクトルを順次発生する。これら電圧ベクトルは、ＰＷＭインバータ２によって停止状態のＰＭモータ１に角度を変えた電圧として印加される。
【００４１】
電流検出手段１２は、ＰＭモータ１に正負の電圧が印加されることで電機子巻線に流れる前記の電流Ｉn+，Ｉn-を検出する。
【００４２】
第１の推定手段１３と第２の推定手段１４は、その協同で、モータ１の停止状態で、一定間隔で角度を変えた正負の一定電圧の電圧ベクトルをモータ１に印加し、各正負の電圧ベクトルの印加に対する回転子に固定した座標のｄ軸電流値を検出し、該電流値の差が最も大きくなる電圧ベクトルの位置を磁極位置として推定する。
【００４３】
このうち、第１の推定手段１３は、電動機の停止状態で、一定間隔で大まかに角度を変えた正負の一定電圧の電圧ベクトルを該電動機に印加し、各電圧ベクトルの印加に対する回転子に固定した座標のｄ軸電流値を検出し、該電流値の差が最も大きくなる前記電圧ベクトルの位置を凡その磁極位置として推定する。この推定処理を以下に詳細に説明する。
【００４４】
最初に、電流検出手段１２で検出する電流Ｉn+，Ｉn-を電圧ベクトルの角度でｄ−ｑ座標に変換し、２つのｄ軸電流値Ｉdを検出し、そのうちの大きい方の電圧ベクトル位置を推定磁極位置θM1、その時の電流値Ｉdを最大ｄ軸電流値Ｉdmaxとする。この推定は、増磁側か減磁側かを判定し、磁極位置が正負の電圧ベクトルの何れの側にあるかを推定する。
【００４５】
この後、推定磁極位置θM1になる電圧ベクトル位置の前後何れの方向に実際の磁極位置θreがあるかを推定磁極位置θM1と最大ｄ軸電流値Ｉdmaxを用いて推定する。この推定処理手順を図２に示す。
【００４６】
図２において、Ｉdnは、図１２における電圧ベクトルｎを出力したときのｄ軸電流値である。また、ｉ，ｊは推定終了に用いる判定係数である。図２の処理は、まず、ｉ＝１，ｊ＝１，ｎ＝０を初期設定し（Ｓ１）、印加しようとする電圧ベクトルｖnとしてｎ＝θM1／３０°＋２ｊを決定する（Ｓ２）。つまり、Ｉdmaxになった電圧ベクトルとは３０°切り替えた電圧ベクトルｖnを決定する。この決定において、ｎ≦０になる場合は、ｎ＝ｎ＋１２にする。
【００４７】
次に、処理Ｓ２で決定した電圧ベクトルｖnを出力し（Ｓ３）、この電圧ベクトルに対して電流検出手段１２で検出されるｄ軸電流ＩdnがＩdn＞Ｉdmaxか否かを判定する（Ｓ４）。
【００４８】
この判定で、Ｉdn＞Ｉdmaxの場合、その電圧ベクトルｖnの角度（ｎ−１）×３０°を推定磁極位置θM1、そのときの電流ＩdnをＩdmaxとして更新し、またｉ＝０とする（Ｓ５）。
【００４９】
前記判定で、Ｉdn≦Ｉdmaxの場合、ｉ＝ｊ＝１か否かを判定し（Ｓ６）、ｉ＝ｊ＝１であればｊ＝０にし、ｉ＝ｊ＝１でなければ推定処理を終了する（Ｓ７）。
【００５０】
処理Ｓ５またＳ７の終了で、ｎ＝４またはｎ＝１０でない限り、処理Ｓ２に戻り、印加する電圧ベクトルｖnを変えて電流ＩdnとＩdmaxの比較を行う（Ｓ８）。
【００５１】
以上の推定処理は、例えば、推定磁極位置θM1と最大ｄ軸電流値Ｉdmaxが得られた電圧ベクトルが図１２のｖ1であるとき、処理Ｓ２〜Ｓ５とＳ８の繰り返しではＩdn＞Ｉdmaxが続く限り電圧ベクトルｖ2、さらにｖ3まで切り替えると共に推定磁極位置θM1と最大ｄ軸電流値Ｉdmaxを更新して最も近い電圧ベクトル位置の検索と更新を繰り返す。そして、これら処理でＩdn≦Ｉdmaxになったとき、電圧ベクトルの検索を停止し、このときの電圧ベクトルｖnを実際の磁極位置θreに最も近い凡その磁極位置として推定する。
【００５２】
以上の処理により、実際の磁極位置θreに最も近い電圧ベクトルｎの角度が推定磁極位置θM1となる。これら第１の推定手段では、電圧ベクトルを３０°毎に出力する場合であるため、磁極位置θreは、θM1±１５°の精度で推定することができる。
【００５３】
しかし、前記のように、磁極位置θreが９０°または−９０°付近の場合、それぞれのｄ軸電流値Ｉd1，Ｉd7にほとんど違いが現れないことがある。このため、第１の推定手段１３では、磁極位置θreが９０°または−９０°付近の場合、図１３に示すように、推定磁極位置θM1を基準にして、一定の角度差（例えば±１５°）の位置の電圧ベクトルｖ13，ｖ14をモータに印加し、この印加に対するｄ軸電流の絶対値の差を比較することで推定磁極位置θM1を更新する。図１３の場合では磁極位置θreを±７.５°の精度で推定することができる。
【００５４】
図１に戻って、第２の推定手段１４は、第１の推定手段で検出した電圧ベクトル位置を中心にして、一定間隔で細かに角度を変えた電圧ベクトルをモータ１に印加し、これら電圧ベクトルの印加に対するｄ軸電流値の差が最も大きくなる電圧ベクトルの位置を磁極位置と推定する処理を繰り返して最終的な磁極位置を推定する。
【００５５】
第１の推定手段１３の例では、実際の磁極位置θreは、θM1±１５°以内の精度で推定されているので、第２の推定手段１４では、まず、図３の（ａ）に示すように、θM1±７.５°の角度にした電圧ベクトルｖ1’ｖ2’をそれぞれモータ１に印加し、第１の推定手段１３と同様に、電圧ベクトルｎを印加したときのｄ軸電流Ｉdnを比較して新たな推定磁極位置θM1を決定する。さらに、この決定の基に、（ｂ）に示すように、θM1±３.７５°の角度になる電圧ベクトルｖ3’，ｖ4’をモータ１に印加してθM21を求める。同様に、θM21を基に（ｃ）に示すように電圧ベクトルｖ5’，ｖ6’によるθM22を求める。これら処理を繰り返すことで、推定磁極位置θMを実際の磁極位置θreに高い精度で一致させた推定ができる。
【００５６】
なお、以上までの推定装置は、例えば、電圧ベクトルは定格の７５％の大きさで２００μｓ間だけ出力し、各電圧ベクトルの出力後はすべてのゲート信号を６００μｓ間だけ非導通にして各相電流を零にし、同じ状態から次の電圧ベクトルを出力する。
【００５７】
以上のとおり、本実施形態では、停止状態のモータ１に印加する電圧ベクトルに対する電流応答により、磁極位置を推定するため、モータ定数の設定誤差や変動の影響を受けることなく確実に磁極位置を推定できる。
【００５８】
本発明の推定装置を検証するための実験を行った。なお、ＰＭモータ１は、定格容量４００Ｗ、最大定格電圧１５２Ｖ、最大定格電流１.９Ａ、同期速度５０ＨZ、最大回転数３０００ｒｐｍ、磁極は４極のものを使用し、ロータリーエンコーダ６には分解能４０００ｐ／ｒのものを使用して磁極位置推定を行った。
【００５９】
図４〜図９は、実験結果を示し、図４は実際の磁極位置θre＝５４°で推定を行ったときのｄ軸電流Ｉdnと、その最大値Ｉdmaxの変化を示す。Ｉdnは、電圧ベクトルｎを印加したときのｄ軸電流である。まず、第１の推定手段による最初の推定によって、電流Ｉn+，Ｉn-として電圧ベクトルｖ1とｖ7が求められ、実際の磁極位置θre＝５４°であるため、ｄ軸電流Ｉd1＞Ｉd7となる。そのため、電圧ベクトルｖ1の角度０°が推定磁極位置θM1となり、Ｉd1がＩdmaxとなる。
【００６０】
第１の推定手段１３での次の推定（図２の処理）では、最初に電圧ベクトルｖ2を印加し、図４ではＩd2＞Ｉdmaxであるため、θM1は３０°に更新される。さらに、電圧ベクトルｖ3を印加し、Ｉd3＞Ｉdmaxであるため、θM1は６０°に更新される。最後に、電圧ベクトルｖ4が印加されるが、Ｉd4＜Ｉdmaxであるため、θM1は更新されずに第１の推定手段による処理を終了する。このとき、推定磁極位置θM1は実際の磁極位置θre＝５４°に最も近い電圧ベクトルｖ3の角度６０°になる。
【００６１】
次に、第２の推定手段１４では、前記の図３の電圧ベクトルｖ1’〜ｖ6’の順次切り替えた印加により、最終的な推定結果θM2には電圧ベクトルｖ1’の角度５２.５°となった。このときの各相電流値を２００μｓ間隔でサンプルした結果を図５に示す。同図に示すように、電圧ベクトルの印加後、電流値は直ちに減少し、いずれの電圧ベクトルもほぼ同じ電流零の状態から印加されている。
【００６２】
図６は、実際の磁極位置θre＝３６°でのＩdnとＩdmaxの変化を示す。第１の推定手段１３においては、電圧ベクトルｖ12の角度−３０°がθM1となり、第２の推定手段では電圧ベクトルｖ4’を印加したときのｄ軸電流値Ｉd4がＩdmaxとなり、θM2は−３３.７５°という結果を得ることができた。
【００６３】
同様に、図７と図８にそれぞれ実際の磁極位置θre＝９９°と−８１°でのＩdnとＩdmaxの変化を示す。どちらの場合も、それぞれ実際の磁極位置θreが９０°と−９０°近辺にあって、それぞれのｄ軸電流値Ｉdにほとんど違いが現れない特殊な条件のため、図２のように、推定された磁極位置θM1を基準にしてその前後に一定の角度差をもつ電圧ベクトルを印加した推定を行い、それぞれθM1には１０５°−７５°、θM2には１０１.２５°−８６.２５°と推定された。
【００６４】
図９は、実際の磁極位置θreを０°から９°おきに３６０°まで、計４１点にしたときのそれぞれの推定結果を示す。この結果は、平均誤差４.１３°、最大誤差１６.８８°の精度で磁極位置を推定することができた。また、推定に要する時間は、最大で９.１ｍｓ、最小で７.４ｍｓであった。また、推定中の巻線電流値は、最大で定格の８０％程度となるが、いずれの場合も回転子の変位は認められなかった。
【００６５】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明によれば、電機子鉄心の磁化特性の非線形性を利用し、永久磁石式同期電動機の磁極位置を推定するようにしたため、停止状態での磁極位置を高い精度で確実に推定できる効果がある。
【００６６】
また、第１の推定処理で凡その磁極位置を推定し、第２の推定処理で磁極位置を細かに推定するため、推定処理回数を減らして推定時間を短縮できる。
【００６７】
また、磁極位置が９０°または−９０°付近になるときも磁極位置を確実に推定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すシステム構成図。
【図２】実施形態における第１の推定手段での推定処理手順図。
【図３】実施形態における第２の推定手段での推定磁極位置θM1、θM21、θM22を基準とした電圧ベクトル図。
【図４】本発明に基づいた実験結果を示す位置推定特性（θre＝５４°）。
【図５】本発明に基づいた実験結果を示す各相電流値の変化（θre＝５４°）。
【図６】本発明に基づいた実験結果を示す位置推定特性（θre＝３６°）。
【図７】本発明に基づいた実験結果を示す位置推定特性（θre＝９９°）。
【図８】本発明に基づいた実験結果を示す位置推定特性（θre＝−８１°）。
【図９】本発明に基づいた実験結果を示す磁極位置推定特性。
【図１０】ＰＭモータモデル
【図１１】本発明を原理的に説明するための電圧印加時の各相電流値。
【図１２】本発明に係る電圧ベクトルｎ（１〜１２）。
【図１３】推定磁極位置θM1を基準とした電圧ベクトル図。
【符号の説明】
１…ＰＭモータ
２…ＰＷＭインバータ
３…ドライブ回路
４…コントローラ
５Ｕ，５Ｖ…電流検出器
６…ロータリーエンコーダ
１１…電圧ベクトル発生手段
１２…電流検出手段
１３…第１の推定手段
１４…第２の推定手段
１５…制御手段
【図１】
0004211133.tif 000005
【図２】
0004211133.tif 000006
【図３】
0004211133.tif 000007
【図４】
0004211133.tif 000008
【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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