(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地上から離れて飛行する飛行物体のモータを制御するモータ制御装置であって、
直流配電網から供給される直流電力を入力電力として前記直流配電網の配電網電圧以下の直流電力を出力する降圧装置と、前記直流電力を交流電力に変換してモータに出力する電力供給装置と、前記降圧装置及び前記電力供給装置を制御する制御装置と、を備え、
前記降圧装置は、前記入力電力から前記直流配電網の配電網電圧以下の直流電力に変換する直流出力型電力変換装置と、前記直流出力型電力変換装置の出力電圧を平滑する出力コンデンサと、を備え、
前記直流出力型電力変換装置は、第一電圧を出力する第一運転モード及び前記第一電圧よりも低い第二電圧を出力する第二運転モードを有し、
前記制御装置は、
前記飛行物体が地上から離れる場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御し、
前記モータの制御に伴って得られるモータパラメータの情報、前記飛行物体の飛行高度に関係する環境要因の情報の一方、又は両方である飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合、又は前記モータの制御中に前記飛行情報に基づいて前記第二運転モードが選択された運転モード信号を受信した場合に、前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御する、モータ制御装置。
【請求項２】
前記環境要因の情報を検出する環境情報検出センサを備え、
前記飛行情報は前記環境要因の情報であり、
前記制御装置は、
前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、前記環境要因の情報に基づく情報値が第一環境閾値を通過したと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御し、
前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、前記環境要因の情報に基づく情報値が第二環境閾値を通過したと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御する、請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記飛行情報は前記モータパラメータの情報であり、
前記制御装置は、
前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、前記モータパラメータの情報に基づく情報値が第一パラメータ閾値よりも小さいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御し、
前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、前記モータパラメータの情報に基づく情報値が前記第一パラメータ閾値よりも大きい第二パラメータ閾値よりも大きいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御する、請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記環境要因の情報を検出する環境情報検出センサを備え、
前記飛行情報は前記モータパラメータの情報及び前記環境要因の情報であり、
前記制御装置は、
前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、
前記環境要因の情報に基づく情報値が第一環境閾値を通過したと判定した場合に判定結果を環境第二運転モード判定とし、前記環境要因の情報に基づく情報値が前記第一環境閾値を通過しないと判定した場合に判定結果を環境第一運転モード判定とし、
前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、
前記環境要因の情報に基づく情報値が第二環境閾値を通過したと判定した場合に判定結果を前記環境第一運転モード判定とし、前記環境要因の情報に基づく情報値が前記第二環境閾値を通過しないと判定した場合に判定結果を前記環境第二運転モード判定とし、
前記環境要因の情報に基づく判定結果が前記環境第一運転モード判定であり、前記モータパラメータの情報に基づく情報値が第一パラメータ閾値よりも小さいと判定した場合に、前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御し、
前記環境要因の情報に基づく判定結果が前記環境第二運転モード判定であり、前記モータパラメータの情報に基づく情報値が前記第一パラメータ閾値よりも大きい第二パラメータ閾値よりも大きいと判定した場合に、前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御する、請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記環境要因の情報を検出する環境情報検出センサを備え、
前記飛行情報は前記モータパラメータの情報及び前記環境要因の情報であり、
前記制御装置は、
前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、
前記モータパラメータの情報に基づく情報値が第一パラメータ閾値よりも小さいと判定した場合に判定結果を内部第二運転モード判定とし、前記モータパラメータの情報に基づく情報値が前記第一パラメータ閾値よりも小さくないと判定した場合に判定結果を内部第一運転モード判定とし、
前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、
前記モータパラメータの情報に基づく情報値が前記第一パラメータ閾値よりも大きい第二パラメータ閾値よりも大きいと判定した場合に判定結果を前記内部第一運転モード判定とし、前記モータパラメータの情報に基づく情報値が前記第二パラメータ閾値よりも大きくないと判定した場合に判定結果を前記内部第二運転モード判定とし、
前記モータパラメータの情報に基づく判定結果が前記内部第一運転モード判定の場合に、前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御し、
前記モータパラメータの情報に基づく判定結果が前記内部第二運転モード判定であり、前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、前記環境要因の情報に基づく情報値が第一環境閾値を通過したと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御し、
前記モータパラメータの情報に基づく判定結果が前記内部第二運転モード判定であり、前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、前記環境要因の情報に基づく情報値が第二環境閾値を通過したと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御する、請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記環境情報検出センサは前記飛行物体の高度情報を検出する高度センサであり、
前記環境要因の情報は前記高度情報であり、
前記制御装置は、
前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、前記高度情報に基づく検出値が第一高度閾値よりも大きいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御し、
前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、前記高度情報に基づく検出値が前記第一高度閾値よりも小さい第二高度閾値よりも小さいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御する、請求項２記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記環境情報検出センサは前記飛行物体の外部における外気圧情報を検出する外気圧センサであり、
前記環境要因の情報は前記外気圧情報であり、
前記制御装置は、
前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、前記外気圧情報に基づく検出値が第一外気圧閾値よりも小さいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御し、
前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、前記外気圧情報に基づく検出値が前記第一外気圧閾値よりも大きい第二外気圧閾値よりも大きいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御する、請求項２記載のモータ制御装置。
【請求項８】
前記環境情報検出センサは前記飛行物体の外部における空気成分濃度情報を検出する空気成分濃度センサであり、
前記環境要因の情報は前記空気成分濃度情報であり、
前記制御装置は、
前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、前記空気成分濃度情報に基づく検出値が第一空気成分濃度閾値よりも小さいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御し、
前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、前記空気成分濃度情報に基づく検出値が前記第一空気成分濃度閾値よりも大きい第二空気成分濃度閾値よりも大きいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御する、請求項２記載のモータ制御装置。
【請求項９】
前記環境情報検出センサは前記飛行物体の外部における外気温情報を検出する外気温センサであり、
前記環境要因の情報は前記外気温情報であり、
前記制御装置は、
前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、前記外気温情報に基づく検出値が第一外気温閾値よりも小さいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御し、
前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、前記外気温情報に基づく検出値が前記第一外気温閾値よりも大きい第二外気温閾値よりも大きいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御する、請求項２記載のモータ制御装置。
【請求項１０】
前記環境情報検出センサは前記飛行物体に降り注がれた放射線の放射線量情報を検出する放射線センサであり、
前記環境要因の情報は前記放射線量情報であり、
前記制御装置は、
前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、前記放射線量情報に基づく検出値が第一放射線量閾値よりも大きいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御し、
前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、前記放射線量情報に基づく検出値が前記第一放射線量閾値よりも小さい第二放射線量閾値よりも小さいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御する、請求項２記載のモータ制御装置。
【請求項１１】
前記環境情報検出センサは、前記飛行物体の外部における外気圧情報を検出する外気圧センサ、前記飛行物体の外部における空気成分濃度情報を検出する空気成分濃度センサ、前記飛行物体の外部における外気温情報を検出する外気温センサ、前記飛行物体に降り注がれた放射線の放射線量情報を検出する放射線センサのいずれかであり、
前記環境要因の情報は、前記環境情報検出センサから検出された、前記外気圧情報、前記空気成分濃度情報、前記外気温情報、前記放射線量情報のいずれかから高度が推定された推定高度情報であり、
前記制御装置は、
前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、前記推定高度情報に基づく推定値が第一高度閾値よりも大きいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御し、
前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、前記推定高度情報に基づく推定値が前記第一高度閾値よりも小さい第二高度閾値よりも小さいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御する、請求項２記載のモータ制御装置。
【請求項１２】
前記モータパラメータの情報は前記モータのモータパラメータ指令であり、
前記制御装置は前記モータパラメータ指令を検出するモータパラメータ指令センサを備え、
前記第一パラメータ閾値は第一パラメータ指令閾値であり、前記第二パラメータ閾値は第二パラメータ指令閾値である、請求項３記載のモータ制御装置。
【請求項１３】
前記環境要因の情報は、前記飛行物体の高度情報、前記飛行物体の外部における外気圧情報、前記飛行物体の外部における空気成分濃度情報、前記飛行物体の外部における外気温情報、前記飛行物体に降り注がれた放射線の放射線量情報のいずれか又はそれら複数の情報から生成された複合情報であり、
前記モータパラメータの情報は前記モータのモータパラメータ指令であり、
前記制御装置は前記モータパラメータ指令を検出するモータパラメータ指令センサを備え、
前記第一パラメータ閾値は第一パラメータ指令閾値であり、前記第二パラメータ閾値は第二パラメータ指令閾値である、請求項４または５に記載のモータ制御装置。
【請求項１４】
前記モータパラメータ指令は、モータ速度指令、モータ出力指令、モータ交流電圧指令、モータ電流指令、モータトルク指令のいずれか又はそれら複数の情報から生成された複合情報である、請求項１２または１３に記載のモータ制御装置。
【請求項１５】
前記モータパラメータの情報は前記モータのモータパラメータ検出情報であり、
前記モータパラメータ検出情報を検出するモータパラメータセンサを備え、
前記第一パラメータ閾値は第一パラメータ検出閾値であり、前記第二パラメータ閾値は第二パラメータ検出閾値である、請求項３記載のモータ制御装置。
【請求項１６】
前記環境要因の情報は、前記飛行物体の高度情報、前記飛行物体の外部における外気圧情報、前記飛行物体の外部における空気成分濃度情報、前記飛行物体の外部における外気温情報、前記飛行物体に降り注がれた放射線の放射線量情報のいずれか又はそれら複数の情報から生成された複合情報であり、
前記モータパラメータの情報は前記モータのモータパラメータ検出情報であり、
前記モータパラメータ検出情報を検出するモータパラメータセンサを備え、
前記第一パラメータ閾値は第一パラメータ検出閾値であり、前記第二パラメータ閾値は第二パラメータ検出閾値である、請求項４または５に記載のモータ制御装置。
【請求項１７】
前記モータパラメータ検出情報は、検出モータ速度情報、検出モータ出力情報、検出モータ交流電圧情報、検出モータ電流情報、検出モータトルク情報のいずれか又はそれら複数の情報から生成された複合情報である、請求項１５または１６に記載のモータ制御装置。
【請求項１８】
前記モータパラメータの情報は前記モータのモータパラメータ推定情報であり、
前記制御装置は前記モータパラメータ推定情報を出力するオブザーバを備え、
前記第一パラメータ閾値は第一パラメータ推定閾値であり、前記第二パラメータ閾値は第二パラメータ推定閾値である、請求項３記載のモータ制御装置。
【請求項１９】
前記環境要因の情報は、前記飛行物体の高度情報、前記飛行物体の外部における外気圧情報、前記飛行物体の外部における空気成分濃度情報、前記飛行物体の外部における外気温情報、前記飛行物体に降り注がれた放射線の放射線量情報のいずれか又はそれら複数の情報から生成された複合情報であり、
前記モータパラメータの情報は前記モータのモータパラメータ推定情報であり、
前記制御装置は前記モータパラメータ推定情報を出力するオブザーバを備え、
前記第一パラメータ閾値は第一パラメータ推定閾値であり、前記第二パラメータ閾値は第二パラメータ推定閾値である、請求項４または５に記載のモータ制御装置。
【請求項２０】
前記モータパラメータの推定情報は、推定モータ速度情報、推定モータ出力情報、推定モータトルク情報のいずれか又はそれら複数の情報から生成された複合情報である、請求項１８または１９に記載のモータ制御装置。
【請求項２１】
前記制御装置は、
優先順位が設定された複数の前記飛行情報に基づいて、
第一条件を満たす場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御し、前記第一条件を満たさない場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御し、
第二条件を満たす場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御し、前記第二条件を満たさない場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御し、
前記第一条件は、
前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、
優先順位に従って前記飛行情報に基づく情報値が第一飛行情報閾値を通過するか否かを判定し、選択された優先順位の前記飛行情報に基づく情報値が前記第一飛行情報閾値を通過した場合であり、
前記第二条件は、
前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、
優先順位に従って前記飛行情報に基づく情報値が第二飛行情報閾値を通過するか否かを判定し、優先順位が設定された全ての前記飛行情報に基づく情報値が、それぞれの前記第二飛行情報閾値を通過した場合である、請求項１から５のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項２２】
優先順位が設定された前記飛行情報のそれぞれは、前記飛行物体の高度情報、前記飛行物体の外部における外気圧情報、前記飛行物体の外部における空気成分濃度情報、前記飛行物体の外部における外気温情報、前記飛行物体に降り注がれた放射線の放射線量情報のいずれか又はそれら複数の情報から生成された複合情報、前記モータのモータパラメータ指令、前記モータのモータパラメータ検出情報、前記モータのモータパラメータ推定情報のいずれか又はそれら複数の情報から生成された複合情報である請求項２１記載のモータ制御装置。
【請求項２３】
前記制御装置に接続された操作盤を備え、前記操作盤は前記直流出力型電力変換装置の前記第二運転モードへの変更を許可する許可スイッチを備え、
前記制御装置は、
前記許可スイッチから出力された変更許可信号が許可を示す場合に、前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モード又は前記第二運転モードにて制御し、
前記許可スイッチから出力された変更許可信号が不許可を示す場合に、前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御する、請求項１から２２のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項２４】
前記制御装置に接続された操作盤を備え、前記操作盤は前記直流出力型電力変換装置の前記第一運転モード又は前記第二運転モードを選択する選択スイッチを備え、
前記制御装置は、
前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、前記選択スイッチから前記第二運転モードが選択された運転モード信号を受信した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御し、
前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、前記選択スイッチから前記第一運転モードが選択された運転モード信号を受信した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御する、請求項１記載のモータ制御装置。
【請求項２５】
前記環境要因の情報、前記モータパラメータの情報の一方、又は両方を表示する表示器を備えている、請求項１から２４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項２６】
前記制御装置が前記第一運転モード及び前記第二運転モードを判定した判定結果と、前記判定結果に関連した前記飛行情報を表示する表示器を備えている、請求項１から２４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項２７】
前記第二電圧は前記第一電圧の０．２５倍以上で０．７５倍以下の電圧である、請求項１から２６のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項２８】
前記第二電圧は前記第一電圧の０．４倍以上で０．６倍以下の電圧である、請求項１から２６のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項２９】
前記直流出力型電力変換装置はマルチレベル型のチョッパであり、
前記第一電圧は前記直流配電網の配電網電圧よりも低い第一降圧電圧であり、
前記第二電圧は前記第一降圧電圧よりも低い第二降圧電圧である、請求項１から２８のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項３０】
前記直流出力型電力変換装置はチョッパであり、
前記第一電圧は前記直流配電網の配電網電圧であり、
前記チョッパは、
高電位側入力端子と低電位側入力端子及び低電位側出力端子との間に、直列接続された高電位側の半導体スイッチング素子及び低電位側の半導体スイッチング素子と、前記高電位側の半導体スイッチング素子と前記低電位側の半導体スイッチング素子との接続点と高電位側出力端子との間に、リアクトルと、を備え、
前記第一運転モードにおいて、前記高電位側の半導体スイッチング素子がオン状態に制御され、前記低電位側の半導体スイッチング素子がオフ状態に制御されている、請求項１から２８のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項３１】
前記直流出力型電力変換装置はマルチレベル型のチョッパであり、
前記第一電圧は前記直流配電網の配電網電圧であり、
前記チョッパは、
高電位側入力端子と低電位側入力端子及び低電位側出力端子との間に、複数の半導体スイッチング素子が直列接続された高電位側直列体と複数の半導体スイッチング素子が直列接続された低電位側直列体とを備え、
前記高電位側直列体と前記低電位側直列体との接続点と高電位側出力端子との間に、リアクトルと、を備え、
前記第一運転モードにおいて、前記高電位側直列体がオン状態に制御され、前記低電位側直列体がオフ状態に制御されている、請求項１から２８のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項３２】
前記直流出力型電力変換装置はチョッパである、請求項１から２８のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項３３】
前記直流出力型電力変換装置はマルチレベル型のチョッパである、請求項１から２８のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項３４】
前記制御装置は、
前記飛行物体の前記飛行高度の検出値又は推定値に基づいて前記第二電圧の電圧値を決定する第二電圧決定部を備え、
前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御する際に、前記第二電圧決定部にて決定された前記第二電圧の電圧値に応じた制御信号を前記直流出力型電力変換装置に出力する、請求項１から３３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項３５】
前記第二電圧決定部は、
前記飛行高度の検出値又は推定値に対する前記第二電圧の電圧減衰比を定めた関数又はデータマップを備え、
前記飛行高度の検出値又は推定値に該当する前記電圧減衰比の値と、予め定められた前記第二電圧の基準電圧値と、を乗算して前記第二電圧の電圧値を決定する、請求項３４記載のモータ制御装置。
【請求項３６】
前記第二電圧決定部は、
前記飛行物体の前記飛行高度に関係する環境要因の情報を検出する環境情報検出センサから出力された情報に基づいて、前記飛行物体の前記飛行高度の検出値又は推定値を示す高度信号を出力する高度演算部を備える、請求項３４または３５に記載のモータ制御装置。
【請求項３７】
前記制御装置は、
前記飛行物体に降り注がれた放射線における放射線量の検出値又は推定値に基づいて前記第二電圧の電圧値を決定する第二電圧決定部を備え、
前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御する際に、前記第二電圧決定部にて決定された前記第二電圧の電圧値に応じた制御信号を前記直流出力型電力変換装置に出力する、請求項１から３３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項３８】
前記第二電圧決定部は、
前記放射線量の検出値又は推定値に対する前記第二電圧の電圧減衰比を定めた関数又はデータマップを備え、
前記放射線量の検出値又は推定値に該当する前記電圧減衰比の値と、予め定められた前記第二電圧の基準電圧値と、を乗算して前記第二電圧の電圧値を決定する、請求項３７記載のモータ制御装置。
【請求項３９】
前記第二電圧決定部は、
前記飛行物体の前記飛行高度に関係する環境要因の情報を検出する環境情報検出センサから出力された情報に基づいて、前記飛行物体に降り注がれた放射線における前記放射線量の検出値又は推定値を示す放射線量信号を出力する放射線量演算部を備える、請求項３７または３８に記載のモータ制御装置。
【請求項４０】
前記飛行物体は航空機である、請求項１から３９のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項４１】
前記電力供給装置は複数の半導体スイッチング素子を備え、
前記半導体スイッチング素子はワイドバンドギャップ半導体材料を用いた半導体素子である、請求項１から４０のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項４２】
前記ワイドバンドギャップ半導体材料は、炭化ケイ素、窒化ガリウム系材料、ダイヤモンドのいずれかである、請求項４１記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、モータ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気自動車、船舶等において、エンジンからモータ駆動といった電動化システムの普及が進み、さらには航空機に関してもＣＯ２削減の動きから電動化への研究が世界各国で進められている。特許文献１には、直流電源から交流に電力変換してモータを駆動する直流交流電力変換制御装置が開示されている。特許文献１の直流交流電力変換制御装置における昇圧チョッパ回路は、モータの低速運転において２レベル動作になり、高速運転において３レベル動作にすることで昇圧チョッパ回路の効率を上げようとしていた。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１-１８８６５５号公報（図１、図２）
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】A. Akturk, et al., “Single Event Effects in Si and SiC Power MOSFETs Due to Terrestrial Neutrons”, IEEE TRANSACTIONS on NUCLEAR SCIENCE, Ｖol.64, No.1, 2017
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の直流交流電力変換制御装置は、モータの高速運転の際にインバータの交流出力電圧が低速運転の際の交流出力電圧よりも高くしている。特許文献１の直流交流電力変換制御装置のように、モータ駆動用のインバータの交流出力電圧は出力電力に応じて高くなるのが一般的である。また、個別の電源を備えずに直流配電網から供給される電力を用いる電動化システムの開発が進んでいる。特に、直流配電網の電圧が高くなると電流を小さくできるので、直流配電網から高電圧の電力が供給される電動化システムは直流配電網の配線を軽量化できるメリットがある。そのためインバータの入力側に配置されたＤＣリンク用のコンデンサのＤＣリンク電圧として直流配電網から入力電圧を受け取る場合には、インバータには常時高電圧が印加される。しかし、非特許文献１に記載されているように、ＤＣリンク電圧を常に高電圧状態にすると、インバータを構成する半導体素子への宇宙線（陽子線、電子線、中性子線等）によるＬＴＤＳ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ ＤＣ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ）の電圧依存性により宇宙線耐量が低下し偶発故障(シングルイベント)が発生しやすくなる。特に金属を透過しやすい中性子線の影響が大きい。また宇宙から降り注ぐ宇宙線量は海抜からの高度が高い程大きいことは対流圏内では一般的である。【０００６】
インバータを用いてモータを制御するモータ制御装置は、宇宙線量の多い高高度で運転する場合に、半導体素子の偶発故障による故障率が上がることで信頼性が低下する問題があった。【０００７】
本願明細書に開示される技術は、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願明細書に開示される一例のモータ制御装置は、地上から離れて飛行する飛行物体のモータを制御する。モータ制御装置は、直流配電網から供給される直流電力を入力電力として直流配電網の配電網電圧以下の直流電力を出力する降圧装置と、直流電力を交流電力に変換してモータに出力する電力供給装置と、降圧装置及び電力供給装置を制御する制御装置と、を備える。降圧装置は、入力電力から直流配電網の配電網電圧以下の直流電力に変換する直流出力型電力変換装置と、直流出力型電力変換装置の出力電圧を平滑する出力コンデンサと、を備える。直流出力型電力変換装置は、第一電圧を出力する第一運転モード及び第一電圧よりも低い第二電圧を出力する第二運転モードを有する。制御装置は、飛行物体が地上から離れる場合に直流出力型電力変換装置を第一運転モードにて制御し、モータの制御に伴って得られるモータパラメータの情報、飛行物体の飛行高度に関係する環境要因の情報の一方又は両方である飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合、又はモータの制御中に飛行情報に基づいて第二運転モードが選択された運転モード信号を受信した場合に、直流出力型電力変換装置を第二運転モードにて制御する。
【発明の効果】
【０００９】
本願明細書に開示される一例のモータ制御装置は、直流出力型電力変換装置を第一運転モードにて制御し、飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合又はモータの制御中に飛行情報に基づいて第二運転モードが選択された運転モード信号を受信した場合に、直流出力型電力変換装置を第二運転モードにて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係るモータ制御装置の第一例を示す図である。
【図２】図１の直流配電網に接続される機器を示す図である。
【図３】図１のチョッパの第一例を示す図である。
【図４】図１のチョッパの第二例を示す図である。
【図５】図１のインバータの構成を示す図である。
【図６】図１の制御信号生成部の構成を示す図である。
【図７】図１の制御装置の機能を実現するハードウェア構成例を示す図である。
【図８】実施の形態１に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。
【図９】実施の形態１に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。
【図１０】実施の形態１に係るモータ制御装置の動作を説明する第一例のＤＣリンク電圧のタイミングを示す図である。
【図１１】実施の形態１に係るモータ制御装置の動作を説明する第二例のＤＣリンク電圧のタイミングを示す図である。
【図１２】実施の形態１に係る検出環境情報の第一例のタイミングを示す図である。
【図１３】実施の形態１に係る検出環境情報の第二例のタイミングを示す図である。
【図１４】実施の形態１に係る環境情報と閾値を示す図である。
【図１５】図６の運転モード判定部の動作を説明する第一例のフローを示す図である。
【図１６】図６の運転モード判定部の動作を説明する第二例のフローを示す図である。
【図１７】図６の運転モード判定部の動作を説明する第三例のフローを示す図である。
【図１８】図６の運転モード判定部の動作を説明する第四例のフローを示す図である。
【図１９】実施の形態１に係るモータ制御装置の第二例を示す図である。
【図２０】実施の形態１に係る駆動装置の第二例の要部を示す図である。
【図２１】実施の形態２に係る環境情報検出センサを示す図である。
【図２２】実施の形態２に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。
【図２３】実施の形態３に係る環境情報検出センサを示す図である。
【図２４】実施の形態３に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。
【図２５】実施の形態３に係る検出空気成分濃度情報の第一例のタイミングを示す図である。
【図２６】実施の形態３に係る検出空気成分濃度情報の第二例のタイミングを示す図である。
【図２７】実施の形態３に係る検出空気成分濃度情報の第三例のタイミングを示す図である。
【図２８】実施の形態４に係る環境情報検出センサを示す図である。
【図２９】実施の形態４に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。
【図３０】実施の形態５に係る環境情報検出センサを示す図である。
【図３１】実施の形態５に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。
【図３２】実施の形態６に係る制御装置の構成を示す図である。
【図３３】実施の形態６に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。
【図３４】実施の形態７に係るモータ制御装置の第一例を示す図である。
【図３５】図３４の制御装置の構成を示す図である。
【図３６】実施の形態７に係るモータパラメータとモータパラメータ指令との関係を説明する図である。
【図３７】実施の形態７に係るモータパラメータとＤＣリンク電圧との第一例の関係を説明する図である。
【図３８】実施の形態７に係るモータパラメータとチョッパのスイッチング周波数との第一例の関係を説明する図である。
【図３９】実施の形態７に係るモータパラメータとＤＣリンク電圧との第二例の関係を説明する図である。
【図４０】実施の形態７に係るモータパラメータとチョッパのスイッチング周波数との第二例の関係を説明する図である。
【図４１】図３４のモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。
【図４２】図３４のモータ制御装置の動作を説明する第一例のＤＣリンク電圧のタイミングを示す図である。
【図４３】図３４のモータ制御装置の動作を説明する第一例のスイッチング周波数のタイミングを示す図である。
【図４４】図３４のモータ制御装置の動作を説明する第二例のＤＣリンク電圧のタイミングを示す図である。
【図４５】図３４のモータ制御装置の動作を説明する第二例のスイッチング周波数のタイミングを示す図である。
【図４６】実施の形態７に係るモータパラメータ指令と閾値を示す図である。
【図４７】図３４における運転モード判定部の動作を説明するフローを示す図である。
【図４８】実施の形態７に係るモータ制御装置の第二例を示す図である。
【図４９】図４８のモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。
【図５０】図４８のモータ制御装置の動作を説明する第一例のＤＣリンク電圧のタイミングを示す図である。
【図５１】図４８のモータ制御装置の動作を説明する第一例のスイッチング周波数のタイミングを示す図である。
【図５２】図４８のモータ制御装置の動作を説明する第二例のＤＣリンク電圧のタイミングを示す図である。
【図５３】図４８のモータ制御装置の動作を説明する第二例のスイッチング周波数のタイミングを示す図である。
【図５４】実施の形態７に係る検出モータパラメータ情報と閾値を示す図である。
【図５５】図４８における運転モード判定部の動作を説明するフローを示す図である。
【図５６】実施の形態７に係るモータ制御装置の第三例を示す図である。
【図５７】図５６の制御装置の構成を示す図である。
【図５８】図５６のモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。
【図５９】図５６のモータ制御装置の動作を説明する第一例のＤＣリンク電圧のタイミングを示す図である。
【図６０】図５６のモータ制御装置の動作を説明する第一例のスイッチング周波数のタイミングを示す図である。
【図６１】図５６のモータ制御装置の動作を説明する第二例のＤＣリンク電圧のタイミングを示す図である。
【図６２】図５６のモータ制御装置の動作を説明する第二例のスイッチング周波数のタイミングを示す図である。
【図６３】実施の形態７に係る推定モータパラメータ情報と閾値を示す図である。
【図６４】図５６における運転モード判定部の動作を説明するフローを示す図である。
【図６５】実施の形態８に係るモータ制御装置の構成を示す図である。
【図６６】図６５の制御信号生成部の構成を示す図である。
【図６７】図６５の表示器の表示例を示す図である。
【図６８】実施の形態９に係るモータ制御装置の構成を示す図である。
【図６９】図６８の制御信号生成部の構成を示す図である。
【図７０】図６８の表示器の表示例を示す図である。
【図７１】実施の形態１０に係るモータ制御装置の第一例を示す図である。
【図７２】図７１における運転モード判定部の動作を説明するフローを示す図である。
【図７３】実施の形態１０に係る優先順位情報を示す図である。
【図７４】実施の形態１０に係るモータ制御装置の第二例を示す図である。
【図７５】実施の形態１１に係るモータ制御装置の構成を示す図である。
【図７６】図７５における運転モード判定部の動作を説明する第一例のフローを示す図である。
【図７７】図７６の環境要因処理の第一例のフローを示す図である。
【図７８】図７６の環境要因処理の第二例のフローを示す図である。
【図７９】図７５における運転モード判定部の動作を説明する第二例のフローを示す図である。
【図８０】実施の形態１２に係るモータ制御装置の第一例の要部を示す図である。
【図８１】図８０のインバータの構成を示す図である。
【図８２】実施の形態１２に係るモータ制御装置の第二例の要部を示す図である。
【図８３】実施の形態１３に係るモータ制御装置における制御装置の構成を示す図である。
【図８４】実施の形態１３に係るモータ制御装置の動作を説明する飛行高度のタイミングを示す図である。
【図８５】実施の形態１３に係るモータ制御装置の動作を説明する高度情報のタイミングを示す図である。
【図８６】実施の形態１３に係るモータ制御装置の動作を説明する第一例のＤＣリンク電圧のタイミングを示す図である。
【図８７】実施の形態１３に係るモータ制御装置の動作を説明する第二例のＤＣリンク電圧のタイミングを示す図である。
【図８８】実施の形態１３に係る電圧減衰比のデータマップを示す図である。
【図８９】実施の形態１３に係る電圧減衰比特性を示す図である。
【図９０】実施の形態１３に係る降圧電圧特性を示す図である。
【図９１】実施の形態１４に係るモータ制御装置における制御装置の構成を示す図である。
【図９２】実施の形態１４に係るモータ制御装置の動作を説明する放射線量情報のタイミングを示す図である。
【図９３】実施の形態１４に係るモータ制御装置の動作を説明する第一例のＤＣリンク電圧のタイミングを示す図である。
【図９４】実施の形態１４に係るモータ制御装置の動作を説明する第二例のＤＣリンク電圧のタイミングを示す図である。
【図９５】実施の形態１４に係る電圧減衰比のデータマップを示す図である。
【図９６】実施の形態１４に係る電圧減衰比特性を示す図である。
【図９７】実施の形態１４に係る降圧電圧特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係るモータ制御装置の第一例を示す図であり、図２は図１の直流配電網に接続される機器を示す図である。図３は図１のチョッパの第一例を示す図であり、図４は図１のチョッパの第二例を示す図である。図５は図１のインバータの構成を示す図であり、図６は図１の制御信号生成部の構成を示す図である。図７は、図１の制御装置の機能を実現するハードウェア構成例を示す図である。図８、図９は、実施の形態１に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図であり、それぞれ飛行高度のタイミング、検出高度情報のタイミングを示している。図１０は実施の形態１に係るモータ制御装置の動作を説明する第一例のＤＣリンク電圧のタイミングを示す図であり、図１１は実施の形態１に係るモータ制御装置の動作を説明する第二例のＤＣリンク電圧のタイミングを示す図である。図１２は実施の形態１に係る検出環境情報の第一例のタイミングを示す図であり、図１３は実施の形態１に係る検出環境情報の第二例のタイミングを示す図である。図１４は、実施の形態１に係る環境情報と閾値を示す図である。図１５は図６の運転モード判定部の動作を説明する第一例のフローを示す図であり、図１６は図６の運転モード判定部の動作を説明する第二例のフローを示す図である。図１７は図６の運転モード判定部の動作を説明する第三例のフローを示す図であり、図１８は図６の運転モード判定部の動作を説明する第四例のフローを示す図である。図１９は実施の形態１に係るモータ制御装置の第二例を示す図であり、図２０は実施の形態１に係る駆動装置の第二例の要部を示す図である。
【００１２】
実施の形態１のモータ制御装置１００は、駆動装置９１、制御装置１１、操作盤２３を備え、モータ６を制御する。モータ制御装置１００は、例えば航空機等の飛行物体１０１に搭載される。モータ６は、誘導機、ＰＭＳＭ（Permanent Magnet Synchronous Motor）等の交流モータである。駆動装置９１は、直流配電網１から供給される直流電力である入力電力から直流配電網１の配電網電圧Ｖｐｎ以下の直流電力を出力する降圧装置９０、直流電力を交流電力に変換してモータ６に出力する電力供給装置であるインバータ５を備えている。制御装置１１は、降圧装置９０及びインバータ５を制御する。飛行物体１０１には、メインの電力を供給する電源９５、電源９５からの直流電力を複数の機器に配電する直流配電網１、モータ６を制御するモータ制御装置１００、照明等の負荷に電力を供給する電力変換装置である機器９８ａ、９８ｂが搭載されている。直流配電網１は、正側配電線９７ｐ、負側配電線９７ｎを備えている。図２では、直流配電網１に３つの機器、すなわちモータ制御装置１００、機器９８ａ、９８ｂが接続されている例を示した。
【００１３】
降圧装置９０は、直流配電網１の正側配電線９７ｐ、負側配電線９７ｎのそれぞれに接続される正側電源線４８ｐ、負側電源線４８ｎ、正側電源線４８ｐと負側電源線４８ｎとの間に接続されるコンデンサ２、直流配電網１の配電網電圧Ｖｐｎ以下の電圧に降圧する非絶縁降圧型のチョッパ３、チョッパ３の出力端子間に接続されるＤＣリンク用のコンデンサ４を備えている。チョッパ３は直流配電網１から供給される直流電力である入力電力から直流配電網１の配電網電圧Ｖｐｎ以下の直流電力に変換する直流出力型電力変換装置であり、コンデンサ４はチョッパ３の出力電圧を平滑する出力コンデンサである。チョッパ３は、第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎを出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧よりも低い第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌを出力する第二運転モードＭｄ２を有している。降圧装置９０は、さらに、チョッパ３の高電位側出力端子４２ｐとインバータ５の高電位側入力端子４３ｐとを接続する高電位側電源線４７ｐ、チョッパ３の低電位側出力端子４２ｓとインバータ５の低電位側入力端子４３ｓとを接続する低電位側電源線４７ｓ、正側電源線４８ｐと負側電源線４８ｎとの間の電圧である配電網電圧Ｖｐｎを検出する配電網電圧センサ１２、高電位側電源線４７ｐと低電位側電源線４７ｓとの間の電圧でありコンデンサ４のＤＣリンク電圧Ｖｌｋを検出するＤＣリンク電圧センサ１４を備えている。高電位側電源線４７ｐ、低電位側電源線４７ｓは、インバータ５のＤＣ母線（直流母線）である。
【００１４】
モータ６は例えば三相交流モータであり、インバータ５は例えば図５に示すような三相インバータ方式のインバータである。インバータ５は、モータ６の可変速駆動に利用できるインバータである。インバータ５は、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋをモータ６が要求するトルク、回転数を実現するような電圧、周波数を有する三相交流電力に変換し、この三相交流電力をモータ６に出力する。インバータ５のＵ側出力端子４４ｕ、Ｖ側出力端子４４ｖ、Ｗ側出力端子４４ｗは、それぞれモータ６のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の入力端子とＵ相電源線４９ｕ、Ｖ相電源線４９ｖ、Ｗ相電源線４９ｗにより接続されている。
【００１５】
チョッパ３は、例えば図３に示した第一例のチョッパ、図４に示した第二例のチョッパ等を用いることができる。第一例のチョッパ３は、４個の半導体スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４とリアクトル８及びフライングキャパシタ７で構成されるマルチレベル型チョッパ方式のＤＣＤＣコンバータである。第二例のチョッパ３は、２個の半導体スイッチング素子Ｑ５、Ｑ６とリアクトル８で構成される方式のＤＣＤＣコンバータである。以降、マルチレベルチョッパ方式のＤＣＤＣコンバータをマルチレベル型のチョッパと記載する。図３に示したマルチレベル型のチョッパ３は、マルチレベルの電圧を出力することができ、マルチレベルの電圧変換を行うことができる。半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、ＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍetal-Oxide-Semiconductor  Field-Effect  Transistor）等の自己消弧型のパワー半導体素子である。半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、ＭＯＳＦＥＴの例を示した。半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各端子は、ドレイン端子ｄ、ソース端子ｓ、ゲート端子ｇである。半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、ＭＯＳトランジスタＭ、ダイオードＤを備えている。ダイオードＤは、ＭＯＳトランジスタＭと別の素子でもよく、寄生ダイオードでもよい。
【００１６】
図３、図４では、高電位側出力端子４２ｐとリアクトル８との間に、リアクトル８に流れる電流を検出するリアクトル電流センサ１３が接続されており、フライングキャパシタ７の両端の電圧であるフライングキャパシタ電圧Ｖｆｃを検出するフライングキャパシタ電圧センサ２５が接続されている例を示した。第一例のチョッパ３は、半導体スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４が直列接続されており、半導体スイッチング素子Ｑ２、Ｑ３間の接続点ｍと高電位側出力端子４２ｐとの間にリアクトル８が接続されている。フライングキャパシタ７は、半導体スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２間の接続点ｎ１と半導体スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４間の接続点ｎ２との間に接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ１のドレイン端子ｄは高電位側入力端子４１ｐに接続されており、半導体スイッチング素子Ｑ４のソース端子ｓは低電位側入力端子４１ｓ及び低電位側出力端子４２ｓに接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ１のソース端子ｓは半導体スイッチング素子Ｑ２のドレイン端子ｄに接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ２のソース端子ｓは半導体スイッチング素子Ｑ３のドレイン端子ｄに接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ３のソース端子ｓは半導体スイッチング素子Ｑ４のドレイン端子ｄに接続されている。マルチレベル型のチョッパ３は、高電位側入力端子４１ｐと低電位側入力端子４１ｓ及び低電位側出力端子４２ｓとの間に、複数の半導体スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が直列接続された高電位側直列体と複数の半導体スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４が直列接続された低電位側直列体とを備え、高電位側直列体と低電位側直列体との接続点ｍと高電位側出力端子４２ｐとの間に、リアクトル８を備える。
【００１７】
第二例のチョッパ３は、直列接続された半導体スイッチング素子Ｑ５、Ｑ６間の接続点ｍと高電位側出力端子４２ｐとの間にリアクトル８が接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ５のドレイン端子ｄは高電位側入力端子４１ｐに接続されており、半導体スイッチング素子Ｑ６のソース端子ｓは低電位側入力端子４１ｓ及び低電位側出力端子４２ｓに接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ５のソース端子ｓは半導体スイッチング素子Ｑ６のドレイン端子ｄに接続されている。
【００１８】
インバータ５は、例えば６個の半導体スイッチング素子Ｑ７、Ｑ８、Ｑ９、Ｑ１０、Ｑ１１、Ｑ１２を備えている。半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２は、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ等の自己消弧型のパワー半導体素子である。半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２は、ＩＧＢＴの例を示した。半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２の各端子は、コレクタ端子ｃ、エミッタ端子ｅ、ゲート端子ｇである。半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２は、ＩＧＢＴであるトランジスタＢｔ、ダイオードＤを備えている。半導体スイッチング素子Ｑ７、Ｑ９、Ｑ１１のコレクタ端子ｃは高電位側入力端子４３ｐに接続されており、半導体スイッチング素子Ｑ８、Ｑ１０、Ｑ１２のエミッタ端子ｅは低電位側入力端子４３ｓに接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ７、Ｑ８は直列接続されており、半導体スイッチング素子Ｑ７のエミッタ端子ｅと半導体スイッチング素子Ｑ８のコレクタ端子ｃが接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ９、Ｑ１０は直列接続されており、半導体スイッチング素子Ｑ９のエミッタ端子ｅと半導体スイッチング素子Ｑ１０のコレクタ端子ｃが接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２は直列接続されており、半導体スイッチング素子Ｑ１１のエミッタ端子ｅと半導体スイッチング素子Ｑ１２のコレクタ端子ｃが接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ７、Ｑ８間の接続点ｍ１はＵ側出力端子４４ｕに接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ９、Ｑ１０間の接続点ｍ２はＶ側出力端子４４ｖに接続されており、半導体スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２間の接続点ｍ３はＷ側出力端子４４ｗに接続されている。
【００１９】
モータ制御装置１００は、降圧装置９０に接続された配電網電圧センサ１２、リアクトル電流センサ１３、ＤＣリンク電圧センサ１４、フライングキャパシタ電圧センサ２５の他に、Ｕ相電流センサ１５ｕ、Ｖ相電流センサ１５ｖ、Ｗ相電流センサ１５ｗ、位置センサ１８等のモータパラメータセンサ３８、高度センサ２１等の環境情報検出センサ３５を備えている。配電網電圧センサ１２は、配電網電圧Ｖｐｎの情報である検出情報ｓｉｇ１を出力する。リアクトル電流センサ１３は、リアクトル８に流れる電流の情報である検出情報ｓｉｇ２を出力する。ＤＣリンク電圧センサ１４は、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋの情報である検出情報ｓｉｇ３を出力する。フライングキャパシタ電圧センサ２５は、フライングキャパシタ７の電圧の情報すなわちフライングキャパシタ電圧Ｖｆｃの情報である検出情報ｓｉｇ１５を出力する。Ｕ相電流センサ１５ｕはＵ相電源線４９ｕに流れる電流の情報である検出情報ｓｉｇ４ａを出力する。Ｖ相電流センサ１５ｖはＶ相電源線４９ｖに流れる電流の情報である検出情報ｓｉｇ４ｂを出力し、Ｗ相電流センサ１５ｗはＷ相電源線４９ｗに流れる電流の情報である検出情報ｓｉｇ４ｃを出力する。検出情報ｓｉｇ４ａ、ｓｉｇ４ｂ、ｓｉｇ４ｃは、モータ電流検出情報ｓｉｇｉｍである。
【００２０】
モータパラメータセンサ３８は、モータ６の状態情報であるモータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐを出力する。環境情報検出センサ３５は、環境要因の情報を検出するセンサであり、モータ制御装置１００が搭載される航空機等の飛行物体１０１の環境情報である環境検出情報ｓｉｇｅｖを出力する。位置センサ１８はモータ６の磁極位置の情報である検出情報ｓｉｇ７を出力する。モータパラメータセンサ３８が位置センサ１８である場合は、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐは検出情報ｓｉｇ７である。高度センサ２１は、モータ制御装置１００が搭載される飛行物体１０１の高度の情報である検出情報ｓｉｇ１０を出力する。環境情報検出センサ３５が高度センサ２１である場合は、環境検出情報ｓｉｇｅｖは検出情報ｓｉｇ１０である。なお、モータ制御方式によっては、Ｕ相電流センサ１５ｕ、Ｖ相電流センサ１５ｖ、Ｗ相電流センサ１５ｗ、位置センサ１８等のモータパラメータセンサ３８を備えていなくてもよい。
【００２１】
操作盤２３は、飛行物体１０１の操縦者が操作を行う機器を備えており、制御装置１１と操作盤２３とは信号線３９で接続されている。制御装置１１には、検出情報ｓｉｇ１、ｓｉｇ２、ｓｉｇ３、ｓｉｇ１５、モータ電流検出情報ｓｉｇｉｍ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、環境検出情報ｓｉｇｅｖが入力される。制御装置１１は、検出情報ｓｉｇ１、ｓｉｇ２、ｓｉｇ３、ｓｉｇ１５、モータ電流検出情報ｓｉｇｉｍ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、環境検出情報ｓｉｇｅｖ、操作盤２３からの入力信号に基づいて、チョッパ３を制御する制御信号ｓｉｇｃ１及びインバータ５を制御する制御信号ｓｉｇｃ２を出力する。制御装置１１は、制御信号生成部６８ａを備えている。制御信号生成部６８ａは、運転モード判定部６０、第一信号生成部６９ａ、第二信号生成部６９ｂを備えている。
【００２２】
運転モード判定部６０は、入力情報ｓｉｇｈｉｎに基づいて、後述するチョッパ３の２つの運転モードを判定し、運転モード信号ｍｓｉｇを出力する。例えば、第一運転モードは、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋを負荷であるモータ６の最大負荷運転に必要なＡＣ電圧仕様から決定されるＤＣ定格電圧を第一ＤＣ目標電圧である降圧電圧Ｖｄｈに設定し、降圧運転を行い降圧された降圧電圧Ｖｄｈの電力をコンデンサ４へ送電する運転モードである。すなわち、第一運転モードは、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋを直流配電網１の配電網電圧Ｖｐｎから降圧された降圧電圧Ｖｄｈにする運転モードである。第二運転モードは、コンデンサ４の両端電圧であるＤＣリンク電圧Ｖｌｋが第一ＤＣ目標電圧である降圧電圧Ｖｄｈの概ね半分以下となる電圧を第二ＤＣ目標電圧である降圧電圧Ｖｄｌに設定し、降圧運転を行い降圧された降圧電圧Ｖｄｌの電力をコンデンサ４へ送電する運転モードである。すなわち、第二運転モードは、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋを直流配電網１の配電網電圧Ｖｐｎから降圧された降圧電圧Ｖｄｌにする運転モードである。したがって、第一運転モードは高電圧モードであり、第二運転モードは低電圧モードである。例えば、運転モード信号ｍｓｉｇが高レベルの場合は第一運転モードを示し、運転モード信号ｍｓｉｇが低レベルの場合は第二運転モードを示す。高レベルは制御装置１１の電圧であり、低レベルは制御装置１１のグランドの電圧である。第一信号生成部６９ａは高レベルの運転モード信号ｍｓｉｇを受けると、チョッパ３を第一運転モードで制御する第一モード制御信号ｓｉｇｃｍ１を制御信号ｓｉｇｃ１として出力する。第一信号生成部６９ａは低レベルの運転モード信号ｍｓｉｇを受けると、チョッパ３を第二運転モードで制御する第二モード制御信号ｓｉｇｃｍ２を制御信号ｓｉｇｃ１として出力する。第二信号生成部６９ｂは、検出情報ｓｉｇ１、ｓｉｇ２、ｓｉｇ３、ｓｉｇ１５、モータ電流検出情報ｓｉｇｉｍに基づいて、インバータ５を制御する制御信号ｓｉｇｃ２を出力する。
【００２３】
実施の形態１のモータ制御装置１００では、入力情報ｓｉｇｈｉｎは環境検出情報ｓｉｇｅｖである。制御装置１１の機能は、例えば図７に示すＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプロセッサ１０８、メモリ１０９により機能が実現される。運転モード判定部６０、第一信号生成部６９ａ、第二信号生成部６９ｂ等の機能ブロックは、プロセッサ１０８がメモリ１０９に記憶されたプログラムを実行することにより、実現される。また、複数のプロセッサ１０８および複数のメモリ１０９が連携して各機能を実行してもよい。
【００２４】
チョッパ３及び制御装置１１の動作を説明する。第一運転モードにおいて、チョッパ３はコンデンサ４の両端電圧であるＤＣリンク電圧Ｖｌｋがモータ６のＡＣ電圧仕様から決定される降圧電圧Ｖｄｈになるように各半導体素子のスイッチング動作を行い電力変換する。第二運転モードにおいて、チョッパ３はコンデンサ４の両端電圧であるＤＣリンク電圧Ｖｌｋが降圧電圧Ｖｄｈの値の概ね半分となる予め定められた降圧電圧Ｖｄｌになるように各半導体素子のスイッチング動作を行い電力変換する。これらの電力変換制御は制御装置１１の制御信号ｓｉｇｃ１によって実行される。なお、概ね半分は例えば０．２５倍以上０．７５倍以下であり、好ましくは０．４倍以上０．６倍以下である。すなわち降圧電圧Ｖｄｌは、例えば降圧電圧Ｖｄｈの０．２５倍以上０．７５倍以下であり、好ましくは０．４倍以上０．６倍以下である。
【００２５】
なお、配電網電圧Ｖｐｎがモータ６のＡＣ電圧仕様から決定される電圧と等しい場合には、第一運転モードにおいて、チョッパ３は各半導体スイッチング素子のスイッチング動作を停止し、直流配電網１からの電力を電圧変換せずにコンデンサ４へ直接送電してもよい。具体的には、第一例のチョッパ３では、半導体スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４をオフ状態し、半導体スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２をオン状態にする。第二例のチョッパ３では、半導体スイッチング素子Ｑ６をオフ状態し、半導体スイッチング素子Ｑ５をオン状態にする。この場合、第一運転モードにおける第一電圧は配電網電圧Ｖｐｎになり、第二運転モードにおける第二電圧は配電網電圧Ｖｐｎの値の概ね半分となる予め定められた降圧電圧Ｖｄｌになる。なお、第一運転モードにおいて、同期整流を利用せず半導体スイッチング素子をすべてオフし、半導体スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のダイオードＤ又は半導体スイッチング素子Ｑ５のダイオードＤを利用して電流を流してもよい。降圧電圧Ｖｄｌは、例えば配電網電圧Ｖｐｎの０．２５倍以上０．７５倍以下であり、好ましくは０．４倍以上０．６倍以下である。チョッパ３の各半導体スイッチング素子のスイッチング動作を停止する場合の第一運転モードは、バイパスモードと表現することもできる。
【００２６】
第一例のチョッパ３は、高電位側入力端子４１ｐと低電位側入力端子４１ｓ及び低電位側出力端子４２ｓとの間に、複数の半導体スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が直列接続された高電位側直列体と複数の半導体スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４が直列接続された低電位側直列体とを備え、高電位側直列体と低電位側直列体との接続点ｍと高電位側出力端子４２ｐとの間に、リアクトル８と、を備えている。第一例のチョッパ３は、第一運転モードにおいて第一電圧を出力する際に、高電位側直列体がオン状態又はオフ状態に制御され、低電位側直列体がオフ状態に制御されている。第二例のチョッパ３は、高電位側入力端子４１ｐと低電位側入力端子４１ｓ及び低電位側出力端子４２ｓとの間に、直列接続された高電位側の半導体スイッチング素子Ｑ５及び低電位側の半導体スイッチング素子Ｑ６と、高電位側の半導体スイッチング素子Ｑ５と低電位側の半導体スイッチング素子Ｑ６との接続点ｍと高電位側出力端子４２ｐとの間に、リアクトル８と、を備えている。第二例のチョッパ３は、第一運転モードにおいて第一電圧を出力する際に、高電位側の半導体スイッチング素子Ｑ５がオン状態又はオフ状態に制御され、低電位側の半導体スイッチング素子Ｑ６がオフ状態に制御されている。
【００２７】
チョッパ３は、第一運転モードにおいて、モータ６のＡＣ電圧仕様から決定される降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎである第一電圧を出力する。また、チョッパ３は、第二運転モードにおいて、第一電圧の概ね半分となる予め定められた降圧電圧Ｖｄｌである第二電圧を出力する。第一電圧が降圧電圧Ｖｄｈである場合のＤＣリンク電圧Ｖｌｋの特性は第一例のＤＣリンク電圧特性であり、第一電圧が配電網電圧Ｖｐｎである場合のＤＣリンク電圧Ｖｌｋの特性は第二例のＤＣリンク電圧特性である。
【００２８】
実施の形態１のモータ制御装置１００は、環境情報検出センサ３５が高度センサ２１を用いてチョッパ３の運転モードを変更する例である。モータ制御装置１００が搭載された飛行物体１０１である航空機が、図８の飛行高度特性５８のように飛行高度が変化する場合を考える。図８において、横軸は時間であり、縦軸は飛行高度である。時刻ｔ０で上昇を開始し、時刻ｔ１〜時刻ｔ２で一定の高度で巡航している。時刻ｔ２で下降を開始し、時刻ｔ３で地上に着陸する。時刻ｔ０〜時刻ｔ１は第一飛行状態Ｓｄ１であり、時刻ｔ１〜時刻ｔ２は第二飛行状態Ｓｄ２であり、時刻ｔ２〜時刻ｔ３は第三飛行状態Ｓｄ３である。モータ制御装置１００が搭載された航空機が図８のように飛行すると、高度センサ２１が出力する検出情報ｓｉｇ１０から演算された検出高度情報の特性は図９の検出高度情報特性５６ａのようになり、チョッパ３のＤＣリンク電圧Ｖｌｋは図１０のＤＣリンク電圧特性５９又は図１１のＤＣリンク電圧特性９９のように変化する。図９において、横軸は時間であり、縦軸は検出高度情報である。図１０、図１１において、横軸は時間であり、縦軸はＤＣリンク電圧Ｖｌｋである。
【００２９】
まず、図１０のＤＣリンク電圧特性５９のようにチョッパ３制御する場合を説明する。制御装置１１は、時刻ｔ０でチョッパ３を第一運転モードＭｄ１すなわち高電圧モードで運転している。つまり、時刻ｔ０でチョッパ３は第一運転モードＭｄ１すなわち高電圧モードで動作している。制御装置１１は、高度センサ２１から入力された検出高度情報が第一飛行状態Ｓｄ１において閾値Ｘ１を超えた値を示した場合、運転モードを第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードに変更して、チョッパ３の低電圧モードでの運転すなわち低電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを降圧電圧Ｖｄｈから降圧電圧Ｖｄｌまで低下させる。時刻ｔｓ１で検出高度情報が閾値Ｘ１を超えて、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ１で降圧電圧Ｖｄｈから降圧電圧Ｖｄｌに変化する。制御装置１１は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の第二飛行状態Ｓｄ２において、チョッパ３の低電圧運転を維持する。制御装置１１は、第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードで運転中に高度センサ２１から入力された検出高度情報が第三飛行状態Ｓｄ３において閾値Ｙ１より低い値を示した場合、運転モードを第一運転モードＭｄ１すなわち高電圧モードに変更して、チョッパ３の高電圧モードでの運転すなわち高電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを降圧電圧Ｖｄｈに上昇させる。時刻ｔｓ２で検出高度情報が閾値Ｙ１よりも低くなると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ２で降圧電圧Ｖｄｌから降圧電圧Ｖｄｈに変化する。適宜、低電圧モードでの運転を低電圧運転と記載し、高電圧モードでの運転を高電圧運転と記載する。適宜、低電圧モードでの動作を低電圧動作と記載し、高電圧モードでの動作を高電圧動作と記載する。適宜、第一運転モードＭｄ１、第二運転モードＭｄ２を、それぞれ単に第一運転モード、第二運転モードとも記載する。
【００３０】
図１１のＤＣリンク電圧特性９９のようにチョッパ３制御する場合は、降圧電圧Ｖｄｈを配電網電圧Ｖｐｎに読み替える。検出高度情報の単位はメートル、フィートなど長さを表わすものであればよく、ＰＵ（Per  Unit）単位法の様に相対値で比較できるものでもよい。実施の形態１において閾値Ｘ１は閾値Ｙ１より大きい値である。第一飛行状態Ｓｄ１における検出高度情報特性５６ａの検出高度情報が閾値Ｘ１になる点はモード変更点Ｐ１であり、第三飛行状態Ｓｄ３における検出高度情報特性５６ａの検出高度情報が閾値Ｙ１になる点はモード変更点Ｐ２である。
【００３１】
環境情報検出センサ３５が高度センサ２１である例を説明したが、環境情報検出センサ３５は高度センサ２１に限定されない。環境情報検出センサ３５が高度センサ２１である場合は、環境情報検出センサ３５が出力する環境検出情報ｓｉｇｅｖから演算された検出環境情報の特性は図１２の検出環境情報特性５６ｂのようになる。後述する実施の形態２で説明するように、環境情報検出センサ３５が外気圧センサ２０の場合は、外気圧センサ２０が出力する検出情報ｓｉｇ９から演算された検出外気圧情報の特性は図２２の検出外気圧情報特性５６ｄのようになる。すなわち、環境情報検出センサ３５が外気圧センサ２０の場合は、環境情報検出センサ３５が出力する環境検出情報ｓｉｇｅｖから演算された検出環境情報の特性は図１３の検出環境情報特性５６ｃのようになる。図１２、図１３において、横軸は時間であり、縦軸は検出環境情報である。図１２に示した検出環境情報特性５６ｂは、図８の飛行高度特性５８と同様に変化しており、言わば上に凸の形状になっている。図１３に示した検出環境情報特性５６ｃは、図８の飛行高度特性５８と逆方向に変化しており、言わば下に凸の形状になっている。
【００３２】
環境検出情報ｓｉｇｅｖは、飛行物体１０１の飛行高度に関係する環境要因の情報であり、飛行情報である。制御装置１１は、航空機等の飛行物体１０１が地上から離れる場合にチョッパ３を第一運転モードＭｄ１にて制御し、飛行物体１０１の飛行高度に関係する環境要因の情報である飛行情報すなわち環境検出情報ｓｉｇｅｖが予め定められた条件を満たすと判定した場合に、チョッパ３を第二運転モードＭｄ２にて制御する。
【００３３】
次に制御装置１１の運転モード判定部６０の動作を図１５〜図１８のフローを用いて説明する。まず、図１０のＤＣリンク電圧特性５９のようにチョッパ３制御する場合を説明する。図１５に示した第一例のフローは、図１２に示した第一例の検出環境情報特性５６ｂに対応するフローである。図１２に示した第一例の検出環境情報特性５６ｂは、図９の検出高度情報特性５６ａと同様の形状になっており、モード変更点Ｐ１の閾値がＸであり、モード変更点Ｐ２の閾値がＹである。制御装置１１は、時刻ｔ０でチョッパ３を第一運転モードＭｄ１すなわち高電圧モードで運転している。つまり、時刻ｔ０でチョッパ３は第一運転モードＭｄ１すなわち高電圧モードで動作している。制御装置１１は、環境情報検出センサ３５から入力された検出環境情報が第一飛行状態Ｓｄ１において第一環境閾値である閾値Ｘを超えた値を示した場合、運転モードを第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードに変更して、チョッパ３の低電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを降圧電圧Ｖｄｈから降圧電圧Ｖｄｌまで低下させる。時刻ｔｓ１で検出高度情報が閾値Ｘを超えて、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ１で降圧電圧Ｖｄｈから降圧電圧Ｖｄｌに変化する。制御装置１１は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の第二飛行状態Ｓｄ２において、チョッパ３の低電圧運転を維持する。制御装置１１は、第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードで運転中に環境情報検出センサ３５から入力された検出環境情報が第三飛行状態Ｓｄ３において第二環境閾値である閾値Ｙより低い値を示した場合、運転モードを第一運転モードＭｄ１すなわち高電圧モードに変更して、チョッパ３の高電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを降圧電圧Ｖｄｈに上昇させる。時刻ｔｓ２で検出環境情報が閾値Ｙよりも低くなると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ２で降圧電圧Ｖｄｌから降圧電圧Ｖｄｈに変化する。また、図１１のＤＣリンク電圧特性９９のようにチョッパ３制御する場合は、降圧電圧Ｖｄｈを配電網電圧Ｖｐｎに読み替える。
【００３４】
ステップＳＴ１において、チョッパ３が高電圧モード（第一運転モード）であるかを判定する。具体的には、ステップＳＴ１において、運転モード信号ｍｓｉｇが高電圧モードであるか、例えば運転モード信号ｍｓｉｇが高レベルであるかを判定する。ステップＳＴ１において、チョッパ３が高電圧モードであると判定した場合はステップＳＴ２に進み、チョッパ３が高電圧モードでないと判定した場合はステップＳＴ４に進む。ステップＳＴ２において、検出環境情報の検出値が閾値Ｘよりも大きい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ３に進み、検出環境情報の検出値が閾値Ｘよりも大きくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇを高電圧モードのままに維持して終了する。ステップＳＴ３において、運転モード信号ｍｓｉｇを低電圧モードに変更して終了する。ステップＳＴ４において、検出環境情報の検出値が閾値Ｙよりも小さい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ５に進み、検出環境情報の検出値が閾値Ｙよりも小さくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇを低電圧モードのままに維持して終了する。ステップＳＴ５において、運転モード信号ｍｓｉｇを高電圧モードに変更して終了する。
【００３５】
図１６に示した第二例のフローは、図１３に示した第二例の検出環境情報特性５６ｃに対応するフローである。図１３に示した第二例の検出環境情報特性５６ｃは、図９の検出高度情報特性５６ａ及び図１２の検出環境情報特性５６ｂと上下が反転した形状になっており、モード変更点Ｐ１の閾値がＸであり、モード変更点Ｐ２の閾値がＹである。図１３に示した第二例の検出環境情報特性５６ｃは、例えば検出外気圧情報特性５６ｄのように飛行高度が高くなるに従って検出値が低下している。まず、図１０のＤＣリンク電圧特性５９のようにチョッパ３制御する場合を説明する。制御装置１１は、時刻ｔ０でチョッパ３を第一運転モードＭｄ１すなわち高電圧モードで運転している。つまり、時刻ｔ０でチョッパ３は第一運転モードＭｄ１すなわち高電圧モードで動作している。制御装置１１は、環境情報検出センサ３５から入力された検出環境情報が第一飛行状態Ｓｄ１において閾値Ｘよりも低下した値を示した場合、運転モードを第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードに変更して、チョッパ３の低電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを降圧電圧Ｖｄｈから降圧電圧Ｖｄｌまで低下させる。時刻ｔｓ１で検出環境情報が閾値Ｘよりも低下して、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ１で降圧電圧Ｖｄｈから降圧電圧Ｖｄｌに変化する。制御装置１１は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の第二飛行状態Ｓｄ２において、チョッパ３の低電圧運転を維持する。制御装置１１は、第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードで運転中に環境情報検出センサ３５から入力された検出環境情報が第三飛行状態Ｓｄ３において閾値Ｙを超えた値を示した場合、運転モードを第一運転モードＭｄ１すなわち高電圧モードに変更して、チョッパ３の高電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを降圧電圧Ｖｄｈに上昇させる。時刻ｔｓ２で検出環境情報が閾値Ｙを超えると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ２で降圧電圧Ｖｄｌから降圧電圧Ｖｄｈに変化する。また、図１１のＤＣリンク電圧特性９９のようにチョッパ３制御する場合は、降圧電圧Ｖｄｈを配電網電圧Ｖｐｎに読み替える。
【００３６】
図１６に示した第二例のフローは、図１５に示した第一例のフローとは、ステップＳＴ２、ＳＴ４がそれぞれステップＳＴ６、ＳＴ７に変更された点で異なる。ステップＳＴ１において、チョッパ３が高電圧モード（第一運転モード）であるかを判定する。具体的には、ステップＳＴ１において、運転モード信号ｍｓｉｇが高電圧モードであるか、例えば運転モード信号ｍｓｉｇが高レベルであるかを判定する。ステップＳＴ１において、チョッパ３が高電圧モードであると判定した場合はステップＳＴ６に進み、チョッパ３が高電圧モードでないと判定した場合はステップＳＴ７に進む。ステップＳＴ６において、検出環境情報の検出値が閾値Ｘよりも小さい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ３に進み、検出環境情報の検出値が閾値Ｘよりも小さくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇを高電圧モードのままに維持して終了する。ステップＳＴ３において、運転モード信号ｍｓｉｇを低電圧モードに変更して終了する。ステップＳＴ７において、検出環境情報の検出値が閾値Ｙよりも大きい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ５に進み、検出環境情報の検出値が閾値Ｙよりも大きくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇを低電圧モードのままに維持して終了する。ステップＳＴ５において、運転モード信号ｍｓｉｇを高電圧モードに変更して終了する。
【００３７】
図１５、図１６では、フロー開始から最初のステップであるステップＳＴ１において高電圧モードであるかを判定して例を示したが、図１７、図１８のように最初のステップであるステップＳＴ８において低電圧モードであるかを判定してもよい。図１７に示した第三例のフローは、図１２に示した第一例の検出環境情報特性５６ｂに対応するフローである。図１８に示した第四例のフローは、図１３に示した第二例の検出環境情報特性５６ｃに対応するフローである。図１７に示した第三例のフローは、ステップＳＴ８において、チョッパ３が低電圧モード（第二運転モード）であるかを判定する。具体的には、ステップＳＴ８において、運転モード信号ｍｓｉｇが低電圧モードであるか、例えば運転モード信号ｍｓｉｇが低レベルであるかを判定する。ステップＳＴ８において、チョッパ３が低電圧モードであると判定した場合はステップＳＴ４に進み、チョッパ３が低電圧モードでないと判定した場合はステップＳＴ２に進む。ステップＳＴ２〜ステップＳＴ５までの動作は、図１５に示した第一例のフローと同じなので、説明は繰り返さない。
【００３８】
図１８に示した第四例のフローは、ステップＳＴ８において、上述したようにチョッパ３が低電圧モード（第二運転モード）であるかを判定する。ステップＳＴ８において、チョッパ３が低電圧モードであると判定した場合はステップＳＴ７に進み、チョッパ３が低電圧モードでないと判定した場合はステップＳＴ６に進む。ステップＳＴ６、ＳＴ３、ＳＴ７、ＳＴ５の動作は、図１６に示した第二例のフローと同じなので、説明は繰り返さない。
【００３９】
図１４には、制御装置１１の運転モード判定部６０の入力となる環境検出情報ｓｉｇｅｖの具体例と判定に用いる閾値を示している。図１に示した高度センサ２１が環境情報検出センサ３５の具体例の場合は、図１４に記載した高度情報の行の情報を用いる。閾値Ｘ、Ｙはそれぞれ閾値Ｘ１、Ｙ１になる。後述する外気圧センサ２０（図２１参照）が環境情報検出センサ３５の具体例の場合は、図１４に記載した外気圧情報の行の情報を用い、閾値Ｘ、Ｙはそれぞれ閾値Ｘ２、Ｙ２になる。後述する空気成分濃度センサ２２（図２３参照）が環境情報検出センサ３５の具体例の場合は、図１４に記載した空気成分濃度情報の行の情報を用い、閾値Ｘ、Ｙはそれぞれ閾値Ｘ３、Ｙ３になる。
【００４０】
空気成分濃度センサ２２の具体例が酸素濃度センサ５５ａの場合は、図１４に記載した酸素濃度情報の行の情報を用い、閾値Ｘ、Ｙはそれぞれ閾値Ｘ３ａ、Ｙ３ａになる。空気成分濃度センサ２２の具体例が窒素濃度センサ５５ｂの場合は、図１４に記載した窒素濃度情報の行の情報を用い、閾値Ｘ、Ｙはそれぞれ閾値Ｘ３ｂ、Ｙ３ｂになる。空気成分濃度センサ２２の具体例が二酸化炭素濃度センサ５５ｃの場合は、図１４に記載した二酸化炭素濃度情報の行の情報を用い、閾値Ｘ、Ｙはそれぞれ閾値Ｘ３ｃ、Ｙ３ｃになる。後述する外気温センサ１９（図２８参照）が環境情報検出センサ３５の具体例の場合は、図１４に記載した外気温情報の行の情報を用い、閾値Ｘ、Ｙはそれぞれ閾値Ｘ４、Ｙ４になる。後述する放射線センサ２４（図３０参照）が環境情報検出センサ３５の具体例の場合は、図１４に記載した放射線量情報の行の情報を用い、閾値Ｘ、Ｙはそれぞれ閾値Ｘ５、Ｙ５になる。
【００４１】
第一環境閾値である閾値Ｘ、第二環境閾値である閾値Ｙは、環境要因の情報すなわち飛行情報の種類によって、検出環境情報特性５６ｂ、検出環境情報特性５６ｃが異なり、すなわち上に凸の形状か下に凸の形状が異なる。したがって、第一環境閾値である閾値Ｘと第二環境閾値である閾値Ｙとを用いて制御装置１１の動作は、次のように表現することもできる。制御装置１１は、チョッパ３が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、環境要因の情報に基づく情報値が第一環境閾値である閾値Ｘを通過したと判定した場合にチョッパ３を第二運転モードＭｄ２にて制御する。また制御装置１１は、チョッパ３が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、環境要因の情報に基づく情報値が第二環境閾値である閾値Ｙを通過したと判定した場合にチョッパ３を第一運転モードＭｄ１にて制御する。第一環境閾値及び第二環境閾値は環境要因の情報毎に区別する場合は、次のように記載する。環境要因の情報すなわち飛行情報が飛行物体１０１の高度情報の場合、第一環境閾値及び第二環境閾値はそれぞれ第一高度閾値及び第二高度閾値と記載する。環境要因の情報すなわち飛行情報が飛行物体１０１の外部における外気圧情報の場合、第一環境閾値及び第二環境閾値はそれぞれ第一外気圧閾値及び第二外気圧閾値と記載する。
【００４２】
環境要因の情報すなわち飛行情報が飛行物体１０１の外部における空気成分濃度情報の場合、第一環境閾値及び第二環境閾値はそれぞれ第一空気成分濃度閾値及び第二空気成分濃度閾値と記載する。環境要因の情報が酸素濃度情報の場合、第一環境閾値及び第二環境閾値はそれぞれ第一酸素濃度閾値及び第二酸素濃度閾値と記載する。環境要因の情報が窒素濃度情報の場合、第一環境閾値及び第二環境閾値はそれぞれ第一窒素濃度閾値及び第二窒素濃度閾値と記載する。環境要因の情報が二酸化炭素濃度情報の場合、第一環境閾値及び第二環境閾値はそれぞれ第一二酸化炭素濃度閾値及び第二二酸化炭素濃度閾値と記載する。環境要因の情報すなわち飛行情報が飛行物体１０１の外部における外気温情報の場合、第一環境閾値及び第二環境閾値はそれぞれ第一外気温閾値及び第二外気温閾値と記載する。環境要因の情報すなわち飛行情報が飛行物体１０１に降り注がれた放射線の放射線量情報の場合、第一環境閾値及び第二環境閾値はそれぞれ第一放射線量閾値及び第二放射線量閾値と記載する。
【００４３】
飛行物体１０１の運航において宇宙から降り注ぐ宇宙線量が多い高高度での運転すなわち第二飛行状態Ｓｄ２における運転は、一般的に離陸からの上昇期間すなわち第一飛行状態Ｓｄ１の期間及び着陸の際の下降期間すなわち第三飛行状態Ｓｄ３の期間に比べ長時間である。実施の形態１のモータ制御装置１００は、飛行物体１０１の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にインバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、インバータ５の信頼性が向上する。実施の形態１のモータ制御装置１００は、インバータ５の信頼性が向上するので、装置全体の信頼性が向上する。
【００４４】
図１では、制御装置１１に環境検出情報ｓｉｇｅｖが入力される例を示したが、図１９のように環境検出情報ｓｉｇｅｖが操作盤２３に入力されてもよい。図１９の場合には、環境検出情報ｓｉｇｅｖが信号線３９を介して制御装置１１の運転モード判定部６０に入力情報ｓｉｇｈｉｎとして入力される。
【００４５】
図１では、インバータ５とモータ６との間にフィルタが設けられていない例を示した。しかし、図２０のようにインバータ５とモータ６との間に、ノーマルモードノイズを減衰するノーマルモードフィルタ９、コモンモードノイズを減衰するコモンモードフィルタ１０が設けられてもよい。
【００４６】
実施の形態１のモータ制御装置１００は、宇宙線量の多い高高度での飛行物体１０１の運航の際にＤＣリンク電圧Ｖｌｋを下げることで、高高度期間でのインバータ５を構成する半導体素子の偶発故障による故障率を下げることができる。またこの高高度期間は運航サイクルにて大部分を占める期間であるので、インバータ５の製品サイクルとしての故障率は飛躍的に改善する。これは必要以上に耐圧の大きい半導体素子を使用せずとも、低耐圧の素子を利用できることを意味しており、インバータ５、モータ６の絶縁部を簡素化できる。これによりモータ制御装置１００を、小型化かつ軽量化できる。
【００４７】
インバータを構成する半導体素子への宇宙線によるＬＴＤＳは前述したように、中性子線の影響が大きい。中性子線を遮蔽できる物質としては水、コンクリート等が挙げられる。しかし、これらを利用した場合、インバータを備えたモータ制御装置は大型化、高重量化する。飛行物体１０１に搭載され、直流配電網から電力が供給されるモータ制御装置のような高高度運用される電気機器は宇宙線の影響を受けやすいため、宇宙線の影響からモータ制御装置を守る対策が重要である。しかし、遮蔽のための部品重量が重くなると飛行物体１０１のエネルギー効率が低下し燃費が悪くなる。また、飛行物体１０１が運航する高高度環境のように気圧が低い状態では放電現象が発生しやすいため、高電圧を扱うインバータ、負荷であるモータでは絶縁対策のため電気機器が高重量化する。これに対して、実施の形態１のモータ制御装置１００は、インバータ５において低耐圧の素子を利用でき、宇宙線量の多い高高度での飛行物体１０１の運航の際にＤＣリンク電圧Ｖｌｋを下げることで、インバータ５、モータ６の絶縁部を簡素化できる。これによりモータ制御装置１００を、小型化かつ軽量化できる。実施の形態１のモータ制御装置１００は、宇宙線量の多い高高度での飛行物体１０１の運航の際に、インバータ５及びモータ６に印加する電圧すなわちＤＣリンク電圧Ｖｌｋを下げることで、高高度期間でのインバータ５を構成する半導体素子の偶発故障による故障率を下げることができ、モータ制御装置１００の機器内における放電現象を抑制できるので、モータ制御装置１００及びモータ６の信頼性が向上する。
【００４８】
以上のように、実施の形態１のモータ制御装置１００は、地上から離れて飛行する飛行物体１０１のモータ６を制御する。モータ制御装置１００は、直流配電網１から供給される直流電力を入力電力として直流配電網１の配電網電圧Ｖｐｎ以下の直流電力を出力する降圧装置９０と、直流電力を交流電力に変換してモータ６に出力する電力供給装置（インバータ５）と、降圧装置９０及び電力供給装置（インバータ５）を制御する制御装置１１と、を備える。降圧装置９０は、入力電力から直流配電網１の配電網電圧Ｖｐｎ以下の直流電力に変換する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）と、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）の出力電圧（ＤＣリンク電圧Ｖｌｋ）を平滑する出力コンデンサ（コンデンサ４）と、を備える。直流出力型電力変換装置（チョッパ３）は、第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）よりも低い第二電圧（降圧電圧Ｖｄｌ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する。制御装置１１は、飛行物体１０１が地上から離れる場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、飛行物体１０１の飛行高度に関係する環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）である飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。実施の形態１のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
【００４９】
実施の形態１のモータ制御装置１００は、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）を検出する環境情報検出センサ３５を備えている。「飛行情報が予め定められた条件を満たす」ことは、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）に基づく情報値（環境検出情報ｓｉｇｅｖの検出値）が第一環境閾値（閾値Ｘ）を通過したことである。実施の形態１の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）に基づく情報値（環境検出情報ｓｉｇｅｖの検出値）が第一環境閾値（閾値Ｘ）を通過したと判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。また実施の形態１の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）に基づく情報値（環境検出情報ｓｉｇｅｖの検出値）が第二環境閾値（閾値Ｙ）を通過したと判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。
【００５０】
環境情報検出センサ３５が飛行物体１０１の高度情報（検出情報ｓｉｇ１０）を検出する高度センサ２１の場合、実施の形態１の制御装置１１は次のように制御する。実施の形態１の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、高度情報（検出情報ｓｉｇ１０）に基づく検出値が第一高度閾値（閾値Ｘ１）よりも大きい（変更条件Ｂ１）と判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。また実施の形態１の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、高度情報（検出情報ｓｉｇ１０）に基づく検出値が第一高度閾値（閾値Ｘ１）よりも小さい第二高度閾値（閾値Ｙ１）よりも小さいと判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。実施の形態１のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、飛行情報が予め定められた条件すなわち変更条件Ｂ１を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
【００５１】
実施の形態２．
図２１は実施の形態２に係る環境情報検出センサを示す図であり、図２２は実施の形態２に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。実施の形態２のモータ制御装置１００は、環境情報検出センサ３５が外気圧センサ２０である点で実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる。実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。外気圧センサ２０は、モータ制御装置１００が搭載される飛行物体１０１の外部における気圧の情報すなわち外気圧情報である検出情報ｓｉｇ９を出力する。環境情報検出センサ３５が外気圧センサ２０である場合は、環境検出情報ｓｉｇｅｖは検出情報ｓｉｇ９である。
【００５２】
実施の形態２のモータ制御装置１００は、外気圧センサ２０から入力された外気圧情報を用いてチョッパ３の運転モードを変更する例である。モータ制御装置１００が搭載された飛行物体１０１である航空機が、図８の飛行高度特性５８のように飛行高度が変化する場合を考える。飛行高度が高くなると気圧は低くなり、飛行高度が低くなると気圧は高くなることから、外気圧情報から飛行高度を推定できる。多くの航空機の高度計には外気圧情報を用いた高度メーターが操縦室に搭載されている。図８の飛行高度特性５８のように飛行高度が変化すると、図２２のように検出外気圧情報特性５６ｄが変化し、チョッパ３のＤＣリンク電圧Ｖｌｋは図１０のＤＣリンク電圧特性５９又は図１１のＤＣリンク電圧特性９９のように変化する。図２２において、横軸は時間であり、縦軸は検出外気圧情報である。
【００５３】
制御装置１１は、外気圧センサ２０から入力された検出外気圧情報が第一飛行状態Ｓｄ１において閾値Ｘ２よりも低下した値を示した場合、運転モードを第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードに変更して、チョッパ３の低電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎから第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌまで低下させる。時刻ｔｓ１で検出外気圧情報が閾値Ｘ２よりも低下すると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ１で第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎから第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌに変化する。制御装置１１は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の第二飛行状態Ｓｄ２において、チョッパ３の低電圧運転を維持する。制御装置１１は、第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードで運転中に外気圧センサ２０から入力された検出外気圧情報が第三飛行状態Ｓｄ３において閾値Ｙ２を超えた値を示した場合、運転モードを第一運転モードＭｄ１すなわち高電圧モードに変更して、チョッパ３の高電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎに上昇させる。時刻ｔｓ２で検出外気圧情報が閾値Ｙ２を超えると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ２で第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌから第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎに変化する。
【００５４】
検出外気圧情報の単位はパスカル、水銀柱ミリメートルなど圧力を表わすものでもよく、またＰＵ単位法の様に相対値で比較できるものでもよい。実施の形態２において閾値Ｘ２は閾値Ｙ２より低い値である。第一飛行状態Ｓｄ１における検出外気圧情報特性５６ｄの検出外気圧情報が閾値Ｘ２になる点はモード変更点Ｐ１であり、第三飛行状態Ｓｄ３における検出外気圧情報特性５６ｄの検出外気圧情報が閾値Ｙ２になる点はモード変更点Ｐ２である。
【００５５】
検出外気圧情報特性５６ｄが下に凸の形状になっているので、制御装置１１の運転モード判定部６０の動作は、図１６に示した第二例のフロー又は図１８に示した第四例のフローのように動作する。第二例のフロー、第四例のフローにおける閾値Ｘ、Ｙは、閾値Ｘ２、Ｙ２と読み替える。
【００５６】
実施の形態２のモータ制御装置１００は、環境情報検出センサ３５が外気圧センサ２０であること以外は実施の形態１のモータ制御装置１００と同様なので、実施の形態１のモータ制御装置１００と同様の効果を奏する。実施の形態２のモータ制御装置１００は、飛行物体１０１の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にインバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、モータ制御装置１００の機器内における放電現象を抑制できるので、インバータ５を含むモータ制御装置１００及びモータ６の信頼性が向上する。
【００５７】
以上のように、実施の形態２のモータ制御装置１００は、降圧装置９０、電力供給装置（インバータ５）、制御装置１１、飛行物体１０１の外部における外気圧情報（検出情報ｓｉｇ９）を検出する外気圧センサ２０を備える。降圧装置９０は、第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）よりも低い第二電圧（降圧電圧Ｖｄｌ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を備えている。実施の形態２の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、外気圧情報（検出情報ｓｉｇ９）に基づく検出値が第一外気圧閾値（閾値Ｘ２）よりも小さい（変更条件Ｂ２）と判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。また実施の形態２の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、外気圧情報（検出情報ｓｉｇ９）に基づく検出値が第一外気圧閾値（閾値Ｘ２）よりも大きい第二外気圧閾値（閾値Ｙ２）よりも大きいと判定した場合に直流出力型電力変換装置を第一運転モードにて制御する。実施の形態２のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、飛行情報が予め定められた条件すなわち変更条件Ｂ２を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
【００５８】
実施の形態３．
図２３は実施の形態３に係る環境情報検出センサを示す図であり、図２４は実施の形態３に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。図２５、図２６、図２７は、それぞれ実施の形態３に係る検出空気成分濃度情報の第一例、第二例、第三例のタイミングを示す図である。実施の形態３のモータ制御装置１００は、環境情報検出センサ３５が空気成分濃度センサ２２である点で実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる。実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。空気成分濃度センサ２２は、モータ制御装置１００が搭載される飛行物体１０１の外部における空気成分濃度の情報すなわち空気成分濃度情報である検出情報ｓｉｇ１１を出力する。環境情報検出センサ３５が空気成分濃度センサ２２である場合は、環境検出情報ｓｉｇｅｖは検出情報ｓｉｇ１１である。空気成分濃度は、例えば酸素濃度、窒素濃度、二酸化炭素濃度等である。航空機が概ね飛行する対流圏では空気中のガス成分比は高度及び気圧による影響がないため、酸素に限らず空気を構成する窒素、二酸化炭素等の空気に含まれる物質の濃度を用いて、チョッパ３の運転モードを変更してもよい。
【００５９】
空気成分濃度センサ２２の具体例が酸素濃度センサ５５ａの場合は、検出情報ｓｉｇ１１は検出情報ｓｉｇ１３ａであり、環境検出情報ｓｉｇｅｖは検出情報ｓｉｇ１３ａである。空気成分濃度センサ２２の具体例が窒素濃度センサ５５ｂの場合は、検出情報ｓｉｇ１１は検出情報ｓｉｇ１３ｂであり、環境検出情報ｓｉｇｅｖは検出情報ｓｉｇ１３ｂである。空気成分濃度センサ２２の具体例が二酸化炭素濃度センサ５５ｃの場合は、検出情報ｓｉｇ１１は検出情報ｓｉｇ１３ｃであり、環境検出情報ｓｉｇｅｖは検出情報ｓｉｇ１３ｃである。
【００６０】
実施の形態３のモータ制御装置１００は、空気成分濃度センサ２２から入力された外気圧情報を用いてチョッパ３の運転モードを変更する例である。モータ制御装置１００が搭載された飛行物体１０１である航空機が、図８の飛行高度特性５８のように飛行高度が変化する場合を考える。飛行高度が高くなると気圧は低くなり、酸素、窒素、二酸化炭素等の空気成分濃度が低くなる。飛行高度が低くなると気圧は高くなり、酸素、窒素、二酸化炭素等の空気成分濃度が高くなる。このため、空気成分濃度情報は飛行高度に応じて変化するので、空気成分濃度情報から飛行高度を推定できる。図８の飛行高度特性５８のように飛行高度が変化すると、図２４のように検出空気成分濃度情報特性５６ｅが変化し、チョッパ３のＤＣリンク電圧Ｖｌｋは図１０のＤＣリンク電圧特性５９又は図１１のＤＣリンク電圧特性９９のように変化する。図２４において、横軸は時間であり、縦軸は検出空気成分濃度情報である。
【００６１】
空気成分濃度センサ２２の具体例が酸素濃度センサ５５ａの場合は、検出空気成分濃度情報特性５６ｅは検出酸素濃度情報特性５６ｆである。空気成分濃度センサ２２の具体例が窒素濃度センサ５５ｂの場合は、検出空気成分濃度情報特性５６ｅは検出窒素濃度情報特性５６ｇである。空気成分濃度センサ２２の具体例が二酸化炭素濃度センサ５５ｃの場合は、検出空気成分濃度情報特性５６ｅは検出二酸化炭素濃度情報特性５６ｈである。図２５、図２６、図２７において、横軸は時間である。図２５、図２６、図２７において、縦軸はそれぞれ検出酸素濃度情報、検出窒素濃度情報、検出二酸化炭素濃度情報である。
【００６２】
制御装置１１は、空気成分濃度センサ２２から入力された検出空気成分濃度情報が第一飛行状態Ｓｄ１において閾値Ｘ３よりも低下した値を示した場合、運転モードを第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードに変更して、チョッパ３の低電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎから第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌまで低下させる。時刻ｔｓ１で検出空気成分濃度情報が閾値Ｘ３よりも低下すると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ１で第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎから第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌに変化する。制御装置１１は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の第二飛行状態Ｓｄ２において、チョッパ３の低電圧運転を維持する。制御装置１１は、第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードで運転中に空気成分濃度センサ２２から入力された検出空気成分濃度情報が第三飛行状態Ｓｄ３において閾値Ｙ３を超えた値を示した場合、運転モードを第一運転モードＭｄ１すなわち高電圧モードに変更して、チョッパ３の高電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎに上昇させる。時刻ｔｓ２で検出空気成分濃度情報が閾値Ｙ３を超えると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ２で第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌから第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎに変化する。
【００６３】
検出空気成分濃度情報の単位はパーセント、モルパーリットルなど気体濃度を表わすものでもよく、またＰＵ単位法の様に相対値で比較できるものでもよい。実施の形態３において閾値Ｘ３は閾値Ｙ３より低い値である。検出空気成分濃度情報の具体例である検出酸素濃度情報において、閾値Ｘ３ａは閾値Ｙ３ａより低い値である。検出窒素濃度情報において閾値Ｘ３ｂは閾値Ｙ３ｂより低い値であり、検出二酸化炭素濃度情報において閾値Ｘ３ｃは閾値Ｙ３ｃより低い値である。第一飛行状態Ｓｄ１における検出空気成分濃度情報特性５６ｅの検出空気成分濃度情報が閾値Ｘ３になる点はモード変更点Ｐ１であり、第三飛行状態Ｓｄ３における検出空気成分濃度情報特性５６ｅの検出空気成分濃度情報が閾値Ｙ３になる点はモード変更点Ｐ２である。検出空気成分濃度情報の具体例である検出酸素濃度情報、検出窒素濃度情報、検出二酸化炭素濃度情報においても同様である。第一飛行状態Ｓｄ１における検出酸素濃度情報特性５６ｆの検出酸素濃度情報が閾値Ｘ３ａになる点はモード変更点Ｐ１であり、第三飛行状態Ｓｄ３における検出酸素濃度情報特性５６ｆの検出酸素濃度情報が閾値Ｙ３ａになる点はモード変更点Ｐ２である。第一飛行状態Ｓｄ１における検出窒素濃度情報特性５６ｇの検出窒素濃度情報が閾値Ｘ３ｂになる点はモード変更点Ｐ１であり、第三飛行状態Ｓｄ３における検出窒素濃度情報特性５６ｇの検出窒素濃度情報が閾値Ｙ３ｂになる点はモード変更点Ｐ２である。第一飛行状態Ｓｄ１における検出二酸化炭素濃度情報特性５６ｈの検出二酸化炭素濃度情報が閾値Ｘ３ｃになる点はモード変更点Ｐ１であり、第三飛行状態Ｓｄ３における検出二酸化炭素濃度情報特性５６ｈの検出二酸化炭素濃度情報が閾値Ｙ３ｃになる点はモード変更点Ｐ２である。
【００６４】
検出空気成分濃度情報特性５６ｅが下に凸の形状になっているので、制御装置１１の運転モード判定部６０の動作は、図１６に示した第二例のフロー又は図１８に示した第四例のフローのように動作する。第二例のフロー、第四例のフローにおける閾値Ｘ、Ｙは、閾値Ｘ３、Ｙ３と読み替える。検出空気成分濃度情報の具体例である検出酸素濃度情報において、第二例のフロー、第四例のフローにおける閾値Ｘ、Ｙは、閾値Ｘ３ａ、Ｙ３ａと読み替える。検出空気成分濃度情報の具体例である検出窒素濃度情報において、第二例のフロー、第四例のフローにおける閾値Ｘ、Ｙは、閾値Ｘ３ｂ、Ｙ３ｂと読み替える。検出空気成分濃度情報の具体例である検出二酸化炭素濃度情報において、第二例のフロー、第四例のフローにおける閾値Ｘ、Ｙは、閾値Ｘ３ｃ、Ｙ３ｃと読み替える。
【００６５】
実施の形態３のモータ制御装置１００は、酸素濃度センサ５５ａ、窒素濃度センサ５５ｂ、二酸化炭素濃度センサ５５ｃ等の空気成分濃度センサ２２が環境情報検出センサ３５であること以外は実施の形態１のモータ制御装置１００と同様なので、実施の形態１のモータ制御装置１００と同様の効果を奏する。実施の形態３のモータ制御装置１００は、飛行物体１０１の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にインバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、モータ制御装置１００の機器内における放電現象を抑制できるので、インバータ５を含むモータ制御装置１００及びモータ６の信頼性が向上する。
【００６６】
なお、実施の形態３において空気成分濃度を検出してチョッパ３の運転モードを変更する例を説明したが、空気成分濃度は空気成分密度でもよい。この場合、「濃度」を「密度」に読み替える。すなわち、検出空気成分濃度情報は検出空気成分密度情報と読み替える。符号２２の空気成分濃度センサは、空気成分密度センサと読み替える。符号５５ａの酸素濃度センサは酸素密度センサと読み替え、符号５５ｂの窒素濃度センサは窒素密度センサと読み替え、符号５５ｃの二酸化炭素濃度センサは二酸化炭素密度センサと読み替える。検出空気成分密度情報の単位は、パーセント、グラムパー立方メートルなど気体密度を表わすものでもよく、またＰＵ単位法の様に相対値で比較できるものでもよい。検出空気成分密度情報の具体例は、検出酸素密度情報、検出窒素密度情報、検出二酸化炭素密度情報である。実施の形態３のモータ制御装置１００は、検出酸素濃度情報、検出窒素濃度情報、検出二酸化炭素濃度情報等の検出空気成分濃度情報を、検出酸素密度情報、検出窒素密度情報、検出二酸化炭素密度情報等の検出空気成分密度情報に変えても、同様の効果を奏する。
【００６７】
以上のように、実施の形態３のモータ制御装置１００は、降圧装置９０、電力供給装置（インバータ５）、制御装置１１、飛行物体１０１の外部における空気成分濃度情報（検出情報ｓｉｇ１１）を検出する空気成分濃度センサ２２を備える。降圧装置９０は、第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）よりも低い第二電圧（降圧電圧Ｖｄｌ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を備えている。実施の形態３の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、空気成分濃度情報（検出情報ｓｉｇ１１）に基づく検出値が第一空気成分濃度閾値（閾値Ｘ３）よりも小さい（変更条件Ｂ３）と判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。また実施の形態３の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、空気成分濃度情報（検出情報ｓｉｇ１１）に基づく検出値が第一空気成分濃度閾値（閾値Ｘ３）よりも大きい第二空気成分濃度閾値（閾値Ｙ３）よりも大きいと判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。実施の形態３のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、飛行情報が予め定められた条件すなわち変更条件Ｂ３を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
【００６８】
実施の形態４．
図２８は実施の形態４に係る環境情報検出センサを示す図であり、図２９は実施の形態４に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。実施の形態４のモータ制御装置１００は、環境情報検出センサ３５が外気温センサ１９である点で実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる。実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。外気温センサ１９は、モータ制御装置１００が搭載される飛行物体１０１の外部における気温の情報すなわち外気温情報である検出情報ｓｉｇ８を出力する。環境情報検出センサ３５が外気温センサ１９である場合は、環境検出情報ｓｉｇｅｖは検出情報ｓｉｇ８である。
【００６９】
実施の形態４のモータ制御装置１００は、外気温センサ１９から入力された外気温情報を用いてチョッパ３の運転モードを変更する例である。モータ制御装置１００が搭載された飛行物体１０１である航空機が、図８の飛行高度特性５８のように飛行高度が変化する場合を考える。航空機が概ね飛行する対流圏では、飛行高度が高くなると外気温が低くなり、飛行高度が低くなると外気温が高くなることから、地上温度と外気温情報から飛行高度を推定できる。図８の飛行高度特性５８のように飛行高度が変化すると、図２９のように検出外気温情報特性５６ｉが変化し、チョッパ３のＤＣリンク電圧Ｖｌｋは図１０のＤＣリンク電圧特性５９又は図１１のＤＣリンク電圧特性９９のように変化する。図２９において、横軸は時間であり、縦軸は検出外気温情報である。
【００７０】
制御装置１１は、外気温センサ１９から入力された検出外気温情報が第一飛行状態Ｓｄ１において閾値Ｘ４よりも低下した値を示した場合、運転モードを第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードに変更して、チョッパ３の低電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎから第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌまで低下させる。時刻ｔｓ１で検出外気温情報が閾値Ｘ４よりも低下すると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ１で第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎから第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌに変化する。制御装置１１は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の第二飛行状態Ｓｄ２において、チョッパ３の低電圧運転を維持する。制御装置１１は、第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードで運転中に外気温センサ１９から入力された検出外気温情報が第三飛行状態Ｓｄ３において閾値Ｙ４を超えた値を示した場合、運転モードを第一運転モードＭｄ１すなわち高電圧モードに変更して、チョッパ３の高電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎに上昇させる。時刻ｔｓ２で検出外気温情報が閾値Ｙ４を超えると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ２で第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌから第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎに変化する。
【００７１】
検出外気温情報の単位は摂氏、華氏を問わず温度を表わすものでよく、またＰＵ単位法の様に相対値で比較できるものでもよい。実施の形態４において閾値Ｘ４は閾値Ｙ４より低い値である。第一飛行状態Ｓｄ１における検出外気温情報特性５６ｉの検出外気温情報が閾値Ｘ４になる点はモード変更点Ｐ１であり、第三飛行状態Ｓｄ３における検出外気温情報特性５６ｉの検出外気温情報が閾値Ｙ４になる点はモード変更点Ｐ２である。
【００７２】
検出外気温情報特性５６ｉが下に凸の形状になっているので、制御装置１１の運転モード判定部６０の動作は、図１６に示した第二例のフロー又は図１８に示した第四例のフローのように動作する。第二例のフロー、第四例のフローにおける閾値Ｘ、Ｙは、閾値Ｘ４、Ｙ４と読み替える。
【００７３】
実施の形態４のモータ制御装置１００は、環境情報検出センサ３５が外気温センサ１９であること以外は実施の形態１のモータ制御装置１００と同様なので、実施の形態１のモータ制御装置１００と同様の効果を奏する。実施の形態４のモータ制御装置１００は、飛行物体１０１の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にインバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、モータ制御装置１００の機器内における放電現象を抑制できるので、インバータ５を含むモータ制御装置１００及びモータ６の信頼性が向上する。
【００７４】
以上のように、実施の形態４のモータ制御装置１００は、降圧装置９０、電力供給装置（インバータ５）、制御装置１１、飛行物体１０１の外部における外気温情報（検出情報ｓｉｇ８）を検出する外気温センサ１９を備える。降圧装置９０は、第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（降圧電圧Ｖｄｌ又は配電網電圧Ｖｐｎ）よりも低い第二電圧（降圧電圧Ｖｄｌ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を備えている。実施の形態４の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、外気温情報（検出情報ｓｉｇ８）に基づく検出値が第一外気温閾値（閾値Ｘ４）よりも小さい（変更条件Ｂ４）と判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。また実施の形態４の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、外気温情報（検出情報ｓｉｇ８）に基づく検出値が第一外気温閾値（閾値Ｘ４）よりも大きい第二外気温閾値（閾値Ｙ４）よりも大きいと判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。実施の形態４のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、飛行情報が予め定められた条件すなわち変更条件Ｂ４を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
【００７５】
実施の形態５．
図３０は実施の形態５に係る環境情報検出センサを示す図であり、図３１は実施の形態５に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。実施の形態５のモータ制御装置１００は、環境情報検出センサ３５が放射線センサ２４である点で実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる。実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。放射線センサ２４は、モータ制御装置１００が搭載される飛行物体１０１の外部又は内部における放射線量の情報すなわち放射線量情報である検出情報ｓｉｇ１２を出力する。環境情報検出センサ３５が放射線センサ２４である場合は、環境検出情報ｓｉｇｅｖは検出情報ｓｉｇ１２である。
【００７６】
実施の形態５のモータ制御装置１００は、放射線センサ２４から入力された放射線量情報を用いてチョッパ３の運転モードを変更する例である。モータ制御装置１００が搭載された飛行物体１０１である航空機が、図８の飛行高度特性５８のように飛行高度が変化する場合を考える。航空機が概ね飛行する対流圏では、宇宙から降り注ぐ宇宙線量すなわち放射線量は、飛行高度が高くなると高くなり、飛行高度が低くなると低くなる特徴がある。放射線量情報は飛行高度に応じて変化するので、放射線量情報から飛行高度を推定できる。図８の飛行高度特性５８のように飛行高度が変化すると、図３１のように検出放射線量情報特性５６ｊが変化し、チョッパ３のＤＣリンク電圧Ｖｌｋは図１０のＤＣリンク電圧特性５９又は図１１のＤＣリンク電圧特性９９のように変化する。図３１において、横軸は時間であり、縦軸は検出放射線量情報である。
【００７７】
制御装置１１は、放射線センサ２４から入力された検出放射線量情報が第一飛行状態Ｓｄ１において閾値Ｘ５よりも高い値を示した場合、運転モードを第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードに変更して、チョッパ３の低電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎから第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌまで低下させる。時刻ｔｓ１で検出放射線量情報が閾値Ｘ５よりも高い値になると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ１で第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎから第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌに変化する。制御装置１１は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の第二飛行状態Ｓｄ２において、チョッパ３の低電圧運転を維持する。制御装置１１は、第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードで運転中に放射線センサ２４から入力された検出放射線量情報が第三飛行状態Ｓｄ３において閾値Ｙ５よりも低い値を示した場合、運転モードを第一運転モードＭｄ１すなわち高電圧モードに変更して、チョッパ３の高電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎに上昇させる。時刻ｔｓ２で検出放射線量情報が閾値Ｙ５よりも低くなると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ２で第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌから第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎに変化する。
【００７８】
検出放射線量情報の単位はシーベルト、グレイなど放射線量を表わすものでよく、またＰＵ単位法の様に相対値で比較できるものでもよい。実施の形態５において閾値Ｘ５は閾値Ｙ５より高い値である。第一飛行状態Ｓｄ１における検出放射線量情報特性５６ｊの検出放射線量情報が閾値Ｘ５になる点はモード変更点Ｐ１であり、第三飛行状態Ｓｄ３における検出放射線量情報特性５６ｊの検出放射線量情報が閾値Ｙ５になる点はモード変更点Ｐ２である。
【００７９】
検出放射線量情報特性５６ｊが上に凸の形状になっているので、制御装置１１の運転モード判定部６０の動作は、図１５に示した第一例のフロー又は図１７に示した第三例のフローのように動作する。第一例のフロー、第三例のフローにおける閾値Ｘ、Ｙは、閾値Ｘ５、Ｙ５と読み替える。
【００８０】
実施の形態５のモータ制御装置１００は、環境情報検出センサ３５が放射線センサ２４であること以外は実施の形態１のモータ制御装置１００と同様なので、実施の形態１のモータ制御装置１００と同様の効果を奏する。実施の形態５のモータ制御装置１００は、飛行物体１０１の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にインバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、モータ制御装置１００の機器内における放電現象を抑制できるので、インバータ５を含むモータ制御装置１００及びモータ６の信頼性が向上する。
【００８１】
以上のように、実施の形態５のモータ制御装置１００は、降圧装置９０、電力供給装置（インバータ５）、制御装置１１、飛行物体１０１に降り注がれた放射線の放射線量情報（検出情報ｓｉｇ１２）を検出する放射線センサ２４を備える。降圧装置９０は、第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）よりも低い第二電圧（降圧電圧Ｖｄｌ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を備えている。実施の形態５の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、放射線量情報（検出情報ｓｉｇ１２）に基づく検出値が第一放射線量閾値（閾値Ｘ５）よりも大きい（変更条件Ｂ５）と判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。また実施の形態５の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、放射線量情報（検出情報ｓｉｇ１２）に基づく検出値が第一放射線量閾値（閾値Ｘ５）よりも小さい第二放射線量閾値（閾値Ｙ５）よりも小さいと判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。実施の形態５のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、飛行情報が予め定められた条件すなわち変更条件Ｂ５を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
【００８２】
実施の形態６．
図３２は実施の形態６に係る制御装置の構成を示す図であり、図３３は実施の形態６に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。実施の形態６のモータ制御装置１００は、環境情報検出センサ３５が外気温センサ１９、外気圧センサ２０、空気成分濃度センサ２２、放射線センサ２４のいずれかであり、制御装置１１がさらに高度推定部６７を備えている点で実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる。実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。高度推定部６７は、検出情報ｓｉｇ８、ｓｉｇ９、ｓｉｇ１１、ｓｉｇ１２等である環境検出情報ｓｉｇｅｖに基づいて、高度を推定して推定高度情報ｅｓｉｇ１を出力する。制御信号生成部６８ａの運転モード判定部６０は、推定高度情報ｅｓｉｇ１を入力情報ｓｉｇｈｉｎとしてチョッパ３の２つの運転モードを判定し、運転モード信号ｍｓｉｇを出力する。
【００８３】
実施の形態６のモータ制御装置１００は、高度推定部６７により推定された推定高度情報を用いてチョッパ３の運転モードを変更する例である。モータ制御装置１００が搭載された飛行物体１０１である航空機が、図８の飛行高度特性５８のように飛行高度が変化する場合を考える。実施の形態２で説明したように、外気圧情報は飛行高度に応じて変化するので、外気圧情報から飛行高度を推定できる。また、実施の形態３〜実施の形態５で説明したように、空気成分濃度情報、外気温情報、放射線量情報は飛行高度に応じて変化するので、空気成分濃度情報、外気温情報、放射線量情報から飛行高度を推定できる。図８の飛行高度特性５８のように飛行高度が変化すると、図３３のように推定高度情報特性５７が変化し、チョッパ３のＤＣリンク電圧Ｖｌｋは図１０のＤＣリンク電圧特性５９又は図１１のＤＣリンク電圧特性９９のように変化する。図３３において、横軸は時間であり、縦軸は推定高度情報である。
【００８４】
制御装置１１は、高度推定部６７により推定された推定高度情報が第一飛行状態Ｓｄ１において閾値Ｘ１よりも高い値を示した場合、運転モードを第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードに変更して、チョッパ３の低電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎから第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌまで低下させる。時刻ｔｓ１で推定高度情報が閾値Ｘ１よりも高い値になると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ１で第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎから第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌに変化する。制御装置１１は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の第二飛行状態Ｓｄ２において、チョッパ３の低電圧運転を維持する。制御装置１１は、第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードで運転中に推定高度情報が第三飛行状態Ｓｄ３において閾値Ｙ１よりも低い値を示した場合、運転モードを第一運転モードＭｄ１すなわち高電圧モードに変更して、チョッパ３の高電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎに上昇させる。時刻ｔｓ２で推定高度情報が閾値Ｙ１よりも低くなると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ２で第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌから第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎに変化する。
【００８５】
推定高度情報特性５７が上に凸の形状になっているので、制御装置１１の運転モード判定部６０の動作は、図１５に示した第一例のフロー又は図１７に示した第三例のフローのように動作する。第一例のフロー、第三例のフローにおける閾値Ｘ、Ｙは、閾値Ｘ１、Ｙ１と読み替える。なお、推定高度情報は高度情報を推定した情報なので、高度情報の閾値Ｘ１、Ｙ１を用いている。
【００８６】
実施の形態６のモータ制御装置１００は、環境情報検出センサ３５が外気温センサ１９、外気圧センサ２０、空気成分濃度センサ２２、放射線センサ２４のいずれかであり、制御装置１１がさらに高度推定部６７を備えていること以外は実施の形態１のモータ制御装置１００と同様なので、実施の形態１のモータ制御装置１００と同様の効果を奏する。実施の形態６のモータ制御装置１００は、飛行物体１０１の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にインバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、モータ制御装置１００の機器内における放電現象を抑制できるので、インバータ５を含むモータ制御装置１００及びモータ６の信頼性が向上する。
【００８７】
以上のように、実施の形態６のモータ制御装置１００は、降圧装置９０、電力供給装置（インバータ５）、制御装置１１、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）を検出する環境情報検出センサ３５を備える。環境情報検出センサ３５は、飛行物体１０１の外部における外気圧情報（検出情報ｓｉｇ９）を検出する外気圧センサ２０、飛行物体１０１の外部における空気成分濃度情報（検出情報ｓｉｇ１１）を検出する空気成分濃度センサ２２、飛行物体１０１の外部における外気温情報（検出情報ｓｉｇ８）を検出する外気温センサ１９、飛行物体１０１に降り注がれた放射線の放射線量情報（検出情報ｓｉｇ１２）を検出する放射線センサ２４のいずれかである。環境要因の情報は、環境情報検出センサ３５から検出された、外気圧情報（検出情報ｓｉｇ９）、空気成分濃度情報（検出情報ｓｉｇ１１）、外気温情報（検出情報ｓｉｇ８）、放射線量情報（検出情報ｓｉｇ１２）のいずれかから高度が推定された推定高度情報ｅｓｉｇ１である。降圧装置９０は、第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）よりも低い第二電圧（降圧電圧Ｖｄｌ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を備えている。実施の形態６の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、推定高度情報ｅｓｉｇ１に基づく推定値が第一高度閾値（閾値Ｘ１）よりも大きい（変更条件Ｂ６）と判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。また実施の形態６の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、推定高度情報ｅｓｉｇ１に基づく推定値が第一高度閾値（閾値Ｘ１）よりも小さい第二高度閾値（閾値Ｙ１）よりも小さいと判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。実施の形態６のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、飛行情報が予め定められた条件すなわち変更条件Ｂ６を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
【００８８】
実施の形態７．
図３４は実施の形態７に係るモータ制御装置の第一例を示す図であり、図３５は図３４の制御装置の構成を示す図である。図３６は、実施の形態７に係るモータパラメータとモータパラメータ指令との関係を説明する図である。図３７は実施の形態７に係るモータパラメータとＤＣリンク電圧との第一例の関係を説明する図であり、図３８は実施の形態７に係るモータパラメータとチョッパのスイッチング周波数との第一例の関係を説明する図である。図３９は実施の形態７に係るモータパラメータとＤＣリンク電圧との第二例の関係を説明する図であり、図４０は実施の形態７に係るモータパラメータとチョッパのスイッチング周波数との第二例の関係を説明する図である。図４１は、図３４のモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図であり、モータパラメータ指令のタイミングを示している。図４２は図３４のモータ制御装置の動作を説明する第一例のＤＣリンク電圧のタイミングを示す図であり、図４３は図３４のモータ制御装置の動作を説明する第一例のスイッチング周波数のタイミングを示す図である。図４４は図３４のモータ制御装置の動作を説明する第二例のＤＣリンク電圧のタイミングを示す図であり、図４５は図３４のモータ制御装置の動作を説明する第二例のスイッチング周波数のタイミングを示す図である。図４６は実施の形態７に係るモータパラメータ指令と閾値を示す図であり、図４７は図３４における運転モード判定部の動作を説明するフローを示す図である。実施の形態７のモータ制御装置１００は、負荷であるモータ６の駆動に伴って変化するモータパラメータの情報を用いてチョッパ３の運転モードを変更する例である。飛行情報であるモータパラメータの情報は、モータパラメータ指令、モータパラメータの検出情報、モータパラメータの推定情報等である。モータパラメータの情報は、モータ６の制御に伴って得られる情報である。まず、モータパラメータ指令を用いてチョッパ３の運転モードを変更する例を第一例として説明する。その後、モータパラメータの検出情報を用いてチョッパ３の運転モードを変更する例を第二例として説明し、モータパラメータの推定情報を用いてチョッパ３の運転モードを変更する例を第三例として説明する。モータパラメータ指令は、センサで検出せずに制御装置１１にて生成した指令でもよく、センサで検出されたモータパラメータ指令すなわちモータパラメータ指令検出情報でもよい。
【００８９】
実施の形態７の第一例のモータ制御装置１００は、制御装置１１がモータパラメータ指令を検出するモータパラメータ指令センサ７０を備え、制御信号生成部６８ａの運転モード判定部６０に入力情報ｓｉｇｈｉｎとしてモータパラメータ指令センサ７０が出力するモータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃが入力される点で実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる。実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。インバータ５に出力される制御信号ｓｉｇｃ２は、モータパラメータ指令の変化に応じて変化する。例えば、モータパラメータ指令がモータ交流電圧指令の場合は、モータ交流電圧指令の値はモータ６の速度、出力等が大きい程高くなる。モータ交流電圧指令の値を大きくする場合は、インバータ５の半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２のスイッチング周波数を上げることがある。モータ交流電圧指令の値が大きくする場合は、現在よりも周波数を高くした制御信号ｓｉｇｃ２が半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２に入力されることになる。
【００９０】
モータパラメータ指令センサ７０は、例えばモータ速度指令センサ７１ａ、モータ出力指令センサ７１ｂ、モータ交流電圧指令センサ７１ｃ、モータ電流指令センサ７１ｄ、モータトルク指令センサ７１ｅの少なくとも１つである。モータ速度指令センサ７１ａは、モータ速度指令すなわち検出情報ｓｉｇ１９ａをモータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃとして出力する。モータ出力指令センサ７１ｂは、モータ出力指令すなわち検出情報ｓｉｇ１９ｂをモータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃとして出力する。モータ交流電圧指令センサ７１ｃは、モータ交流電圧指令すなわち検出情報ｓｉｇ１９ｃをモータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃとして出力する。モータ電流指令センサ７１ｄは、モータ電流指令すなわち検出情報ｓｉｇ１９ｄをモータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃとして出力する。モータトルク指令センサ７１ｅは、モータトルク指令すなわち検出情報ｓｉｇ１９ｅをモータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃとして出力する。制御信号生成部６８ａは、モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃに基づいて、制御信号ｓｉｇｃ１、ｓｉｇｃ２を出力する。すなわち、制御信号生成部６８ａの運転モード判定部６０は、モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃを入力情報ｓｉｇｈｉｎとしてチョッパ３の２つの運転モードを判定し、運転モード信号ｍｓｉｇを出力する。
【００９１】
飛行物体１０１が航空機の場合、離陸の際及び上昇の際にはモータ６の出力が大きくなる。しかし、目標飛行高度での巡航運転中はモータ６の出力が低いため、モータ交流電圧指令の値が低くなる。インバータ５のモータ交流電圧指令の値が低い場合には、チョッパ３の出力電圧であるＤＣリンク電圧Ｖｌｋが低くてよい。一方、インバータ５のモータ交流電圧指令の値が高い場合には、チョッパ３の出力電圧であるＤＣリンク電圧Ｖｌｋは高電圧が要求される。図３６に示すように、モータ６の状態を示すモータパラメータは、モータパラメータ指令に応じて変化する。図３６において、横軸はモータパラメータであり、縦軸はモータパラメータ指令である。モータ特性７４は、モータパラメータ指令とモータパラメータとが線形に変化する例である。例えば、モータパラメータ指令がモータ交流電圧指令であり、モータパラメータがモータ速度である。モータパラメータの値がモータパラメータ値ｐｒ０、ｐｒ１、ｐｒ２の場合に、モータパラメータ指令の値がそれぞれモータパラメータ指令値ｐｒｃ０、ｐｒｃ１、ｐｒｃ２になっている。
【００９２】
図３６のようにモータパラメータの値がモータパラメータ値ｐｒ０〜モータパラメータ値ｐｒ２に変化する場合に、チョッパ３の運転モードの変更に伴って、チョッパ３の出力電圧であるＤＣリンク電圧Ｖｌｋ及びチョッパ３のスイッチング周波数ｆｓが図３７及び図３８に示す第一例又は図３９及び図４０に示す第二例のように変化する。図３７及び図３８に示す第一例は第一電圧が降圧電圧Ｖｄｈの例であり、図３９及び図４０に示す第二例は第一電圧が配電網電圧Ｖｐｎの例である。図３７〜図４０において、横軸はモータパラメータである。図３７及び図３９の縦軸はＤＣリンク電圧Ｖｌｋであり、図３８及び図４０の縦軸はスイッチング周波数ｆｓである。なお、図４０の横軸はスイッチング周波数特性１０６と区別ができるように破線で示した。降圧型のチョッパ３がスイッチング動作をしている場合には、通常スイッチング周波数ｆｓが高い程、チョッパ３の出力電圧すなわちＤＣリンク電圧Ｖｌｋが高くなる。また、降圧型のチョッパ３がスイッチング動作を停止する場合はチョッパ３の入力電圧がそのまま出力電圧になるので、スイッチング動作の停止に伴って出力電圧が上昇する。
【００９３】
まず、第一例のＤＣリンク電圧Ｖｌｋ及びスイッチング周波数ｆｓについて説明する。ＤＣリンク電圧特性７５は、モータパラメータ値がｐｒ０以上ｐｒ１未満の場合にＤＣリンク電圧Ｖｌｋが降圧電圧Ｖｄｌであり、モータパラメータ値がｐｒ１以上ｐｒ２以下の場合にＤＣリンク電圧Ｖｌｋが降圧電圧Ｖｄｈである。スイッチング周波数特性７６は、モータパラメータ値がｐｒ０以上ｐｒ１未満の場合にスイッチング周波数ｆｓの値がスイッチング周波数ｆａであり、モータパラメータ値がｐｒ１以上ｐｒ２以下の場合にスイッチング周波数ｆｓの値がスイッチング周波数ｆａよりも高いスイッチング周波数ｆｂである。モータパラメータ指令の値が高くなった時、その要求を満たすためにＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌから降圧電圧Ｖｄｌよりも高電圧の第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈにする必要に迫られる。つまり図３６、図３７、図３８に示すように、モータ６のモータパラメータ値に応じてモータパラメータ指令値が高くなった場合、その要求を満たすためにチョッパ３のスイッチング周波数ｆｓを高くして、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌから降圧電圧Ｖｄｌよりも高電圧の第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈにする。
【００９４】
次に、第二例のＤＣリンク電圧Ｖｌｋ及びスイッチング周波数ｆｓについて説明する。ＤＣリンク電圧特性１０５は、モータパラメータ値がｐｒ０以上ｐｒ１未満の場合にＤＣリンク電圧Ｖｌｋが降圧電圧Ｖｄｌであり、モータパラメータ値がｐｒ１以上ｐｒ２以下の場合にＤＣリンク電圧Ｖｌｋが配電網電圧Ｖｐｎである。スイッチング周波数特性１０６は、モータパラメータ値がｐｒ０以上ｐｒ１未満の場合にスイッチング周波数ｆｓの値がスイッチング周波数ｆａであり、モータパラメータ値がｐｒ１以上ｐｒ２以下の場合にスイッチング周波数ｆｓの値が０である。実施の形態１で説明したように、チョッパ３がスイッチング動作を停止し、具体的には接続点ｍよりも低電位側の半導体スイッチング素子をオフ状態にし、接続点ｍよりも高電位側の半導体スイッチング素子をオン状態又はオフ状態にして、スイッチング周波数ｆｓの値を０にする。モータパラメータ指令の値が高くなった時、その要求を満たすためにＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌから降圧電圧Ｖｄｌよりも高電圧の第一電圧である配電網電圧Ｖｐｎにする必要に迫られる。つまり図３６、図３９、図４０に示すように、モータ６のモータパラメータ値に応じてモータパラメータ指令値が高くなった場合、その要求を満たすためにチョッパ３のスイッチング周波数ｆｓを０にして、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌから降圧電圧Ｖｄｌよりも高電圧の第一電圧である配電網電圧Ｖｐｎにする。
【００９５】
実施の形態７の第一例のモータ制御装置１００は、図４１のようにインバータ５のモータパラメータ指令特性７７を変化させる際に、図４２及び図４３に示す第一例のＤＣリンク電圧特性７５ａ、スイッチング周波数特性７６ａ、又は図４４及び図４５に示す第二例のＤＣリンク電圧特性１０５ａ、スイッチング周波数特性１０６ａのように変化させる。図４１〜図４５において、横軸は時間である。図４１において縦軸はモータパラメータ指令である。図４２、図４４において縦軸はＤＣリンク電圧Ｖｌｋであり、図４３、図４５において縦軸はスイッチング周波数ｆｓである。なお、図４５の横軸はスイッチング周波数特性１０６ａと区別ができるように破線で示した。モータパラメータ指令特性７７は、時刻ｔ７〜時刻ｔ９まで上昇し、時刻ｔ９〜時刻ｔ１０まで一定であり、時刻ｔ１０〜時刻ｔ１２まで低下している例である。制御装置１１は、時刻ｔ７でチョッパ３を第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードで運転し、チョッパ３のスイッチング周波数ｆｓをスイッチング周波数ｆａで運転している。
【００９６】
制御装置１１は、チョッパ３が第二運転モードＭｄ２で運転中に、時刻ｔ８でインバータ５のモータパラメータ指令特性７７が閾値Ｗａよりも高い値を示した場合、チョッパ３を第一運転モードＭｄ１すなわち高電圧モードに変更して、チョッパ３の高電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌから第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎに上昇させる。制御装置１１は、時刻ｔ８でスイッチング周波数ｆｓを第二運転モードＭｄ２のスイッチング周波数ｆａから第一運転モードＭｄ１のスイッチング周波数ｆｂ又は０に移行させる。
【００９７】
また、制御装置１１は、チョッパ３が第一運転モードＭｄ１で運転中に、時刻ｔ１１でインバータ５のモータパラメータ指令特性７７が閾値Ｚａよりも低い値を示した場合、チョッパ３を第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードに変更して、チョッパ３の低電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎから第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌに低下させる。制御装置１１は、時刻ｔ１１でスイッチング周波数ｆｓを第一運転モードＭｄ１のスイッチング周波数ｆｂ又は０から第二運転モードＭｄ２のスイッチング周波数ｆａに移行させる。閾値Ｚａは閾値Ｗａよりも低い値である。第二運転モードにおけるモータパラメータ指令特性７７が閾値Ｗａになる点はモード変更点Ｐ３であり、第一運転モードにおけるモータパラメータ指令特性７７が閾値Ｚａになる点はモード変更点Ｐ４である。閾値Ｚａは第一パラメータ指令閾値であり、閾値Ｗａは第二パラメータ指令閾値である。モータパラメータ指令はモータパラメータの情報の一例なので、閾値Ｚａは第一パラメータ閾値であり、閾値Ｗａは第二パラメータ閾値でもある。
【００９８】
図４６には、モータパラメータ指令の具体例と判定に用いる閾値を示している。モータパラメータ指令の具体例として、モータ交流電圧指令、モータ速度指令、モータ出力指令、モータトルク指令、モータ電流指令を示した。モータ交流電圧指令における閾値Ｚａ、Ｗａはそれぞれ閾値Ｚａ１、Ｗａ１である。モータ速度指令における閾値Ｚａ、Ｗａはそれぞれ閾値Ｚａ２、Ｗａ２であり、モータ出力指令における閾値Ｚａ、Ｗａはそれぞれ閾値Ｚａ３、Ｗａ３である。モータトルク指令における閾値Ｚａ、Ｗａはそれぞれ閾値Ｚａ４、Ｗａ４であり、モータ電流指令における閾値Ｚａ、Ｗａはそれぞれ閾値Ｚａ５、Ｗａ５である。モータパラメータ指令の具体例に合わせて、第一パラメータ指令閾値及び第二パラメータ指令閾値を具体的に記載することもある。閾値Ｚａ１及び閾値Ｗａ１は、それぞれ第一モータ交流電圧指令閾値及び第二モータ交流電圧指令閾値と記載することもある。閾値Ｚａ２及び閾値Ｗａ２はそれぞれ第一モータ速度指令閾値及び第二モータ速度指令閾値と記載することもあり、閾値Ｚａ３及び閾値Ｗａ３はそれぞれ第一モータ出力指令閾値及び第二モータ出力指令閾値と記載することもある。閾値Ｚａ４及び閾値Ｗａ４はそれぞれ第一モータトルク指令閾値及び第二モータトルク指令閾値と記載することもあり、閾値Ｚａ５及び閾値Ｗａ５はそれぞれ第一モータ電流指令閾値及び第二モータ電流指令閾値と記載することもある。
【００９９】
モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃは、モータ６の制御に伴って得られるモータパラメータの情報であり、飛行情報である。制御装置１１は、航空機等の飛行物体１０１が地上から離れる場合にチョッパ３を第一運転モードＭｄ１にて制御し、モータ６の制御に伴って得られるモータパラメータの情報である飛行情報すなわちモータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃが予め定められた条件を満たすと判定した場合に、チョッパ３を第二運転モードＭｄ２にて制御する。
【０１００】
制御装置１１の運転モード判定部６０は、例えば図４７に示すフローのように動作する。図４７のフローは図１６のフローに対応している。ステップＳＴ１１において、チョッパ３が高電圧モード（第一運転モード）であるかを判定する。具体的には、ステップＳＴ１１において、運転モード信号ｍｓｉｇが高電圧モードであるか、例えば運転モード信号ｍｓｉｇが高レベルであるかを判定する。ステップＳＴ１１において、チョッパ３が高電圧モードであると判定した場合はステップＳＴ１２に進み、チョッパ３が高電圧モードでないと判定した場合はステップＳＴ１４に進む。ステップＳＴ１２において、モータパラメータの指令値が閾値Ｚａよりも小さい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ１３に進み、モータパラメータの指令値が閾値Ｚａよりも小さくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇを高電圧モードのままに維持して終了する。ステップＳＴ１３において、運転モード信号ｍｓｉｇを低電圧モードに変更して終了する。ステップＳＴ１４において、モータパラメータの指令値が閾値Ｗａよりも大きい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ１５に進み、モータパラメータの指令値が閾値Ｗａよりも大きくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇを低電圧モードのままに維持して終了する。ステップＳＴ１５において、運転モード信号ｍｓｉｇを高電圧モードに変更して終了する。なお、ステップＳＴ１１において高電圧モードであるかを判定する例を示したが、図１８で示したように最初のステップであるステップＳＴ１において低電圧モードであるかを判定してもよい。ステップＳＴ１１において、チョッパ３が低電圧モードであると判定した場合はステップＳＴ１４に進み、チョッパ３が低電圧モードでないと判定した場合はステップＳＴ１２に進む。
【０１０１】
実施の形態７の第一例のモータ制御装置１００は、環境検出情報ｓｉｇｅｖの代わりにモータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃに基づいて制御装置１１が運転モードを変更するので、実施の形態１のモータ制御装置１００と同様の効果を奏する。実施の形態７の第一例のモータ制御装置１００は、飛行物体１０１の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にインバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、モータ制御装置１００の機器内における放電現象を抑制できるので、インバータ５を含むモータ制御装置１００及びモータ６の信頼性が向上する。
【０１０２】
図４８は実施の形態７に係るモータ制御装置の第二例を示す図である。図４９は、図４８のモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図であり、検出モータパラメータ情報のタイミングを示している。図５０は図４８のモータ制御装置の動作を説明する第一例のＤＣリンク電圧のタイミングを示す図であり、図５１は図４８のモータ制御装置の動作を説明する第一例のスイッチング周波数のタイミングを示す図である。図５２は図４８のモータ制御装置の動作を説明する第二例のＤＣリンク電圧のタイミングを示す図であり、図５３は図４８のモータ制御装置の動作を説明する第二例のスイッチング周波数のタイミングを示す図である。図５４は実施の形態７に係る検出モータパラメータ情報と閾値を示す図であり、図５５は図４８における運転モード判定部の動作を説明するフローを示す図である。実施の形態７の第二例のモータ制御装置１００は、制御装置１１がモータパラメータセンサ３８として、位置センサ１８以外に、モータパラメータの検出情報を出力する他のセンサを少なくとも１つ備え、制御信号生成部６８ａの運転モード判定部６０に入力情報ｓｉｇｈｉｎとしてモータパラメータセンサ３８が出力するモータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐが入力される点で実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる。適宜、モータパラメータの検出情報は、モータパラメータ検出情報と記載する。モータパラメータの検出情報を出力する他のセンサは、モータ速度センサ７３ａ、モータ出力センサ７３ｂ、モータ交流電圧センサ７３ｃ、モータ電流センサ７３ｄ、モータトルクセンサ７３ｅである。モータ速度センサ７３ａは、モータ速度の情報すなわち検出情報ｓｉｇ２０ａをモータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐとして出力する。モータ出力センサ７３ｂは、モータ出力の情報すなわち検出情報ｓｉｇ２０ｂをモータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐとして出力する。モータ交流電圧センサ７３ｃは、モータ交流電圧の情報すなわち検出情報ｓｉｇ２０ｃをモータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐとして出力する。モータ電流センサ７３ｄは、モータ電流の情報すなわち検出情報ｓｉｇ２０ｄをモータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐとして出力する。モータトルクセンサ７３ｅは、モータトルクの情報すなわち検出情報ｓｉｇ２０ｅをモータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐとして出力する。
【０１０３】
実施の形態７の第二例のモータ制御装置１００は、実施の形態７の第一例のモータ制御装置１００とは、モータパラメータの検出情報を用いてチョッパ３の運転モードを変更する点で異なる。実施の形態１のモータ制御装置１００及び実施の形態７の第一例のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。
【０１０４】
実施の形態７の第二例のモータ制御装置１００は、図４９のようにモータ６の検出モータパラメータ特性７８が変化する際に、図５０及び図５１に示す第一例のＤＣリンク電圧特性７５ｂ、スイッチング周波数特性７６ｂ、又は図５２及び図５３に示す第二例のＤＣリンク電圧特性１０５ｂ、スイッチング周波数特性１０６ｂのように変化させる。図４９〜図５３において、横軸は時間である。図４９において縦軸は検出モータパラメータ情報である。図５０、図５２において縦軸はＤＣリンク電圧Ｖｌｋであり、図５１、図５３において縦軸はスイッチング周波数ｆｓである。なお、図５３の横軸はスイッチング周波数特性１０６ｂと区別ができるように破線で示した。検出モータパラメータ特性７８は、時刻ｔ１７〜時刻ｔ１９まで上昇し、時刻ｔ１９〜時刻ｔ２０まで一定であり、時刻ｔ２０〜時刻ｔ２２まで低下している例である。制御装置１１は、時刻ｔ１７でチョッパ３を第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードで運転し、チョッパ３のスイッチング周波数ｆｓをスイッチング周波数ｆａで運転している。
【０１０５】
制御装置１１は、チョッパ３が第二運転モードＭｄ２で運転中に、時刻ｔ１８でモータ６の検出モータパラメータ特性７８が閾値Ｗｂよりも高い値を示した場合、チョッパ３を第一運転モードＭｄ１すなわち高電圧モードに変更して、チョッパ３の高電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌから第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎに上昇させる。制御装置１１は、時刻ｔ１８でスイッチング周波数ｆｓを第二運転モードＭｄ２のスイッチング周波数ｆａから第一運転モードＭｄ１のスイッチング周波数ｆｂ又は０に移行させる。
【０１０６】
また、制御装置１１は、チョッパ３は第一運転モードＭｄ１で運転中に、時刻ｔ２１でモータ６の検出モータパラメータ特性７８が閾値Ｚｂよりも低い値を示した場合、チョッパ３を第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードに変更して、チョッパ３の低電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎから第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌに低下させる。制御装置１１は、時刻ｔ２１でスイッチング周波数ｆｓを第一運転モードＭｄ１のスイッチング周波数ｆｂ又は０から第二運転モードＭｄ２のスイッチング周波数ｆａに移行させる。閾値Ｚｂは閾値Ｗｂよりも低い値である。第二運転モードにおける検出モータパラメータ特性７８が閾値Ｗｂになる点はモード変更点Ｐ５であり、第一運転モードにおける検出モータパラメータ特性７８が閾値Ｚｂになる点はモード変更点Ｐ６である。閾値Ｚｂは第一パラメータ検出閾値であり、閾値Ｗｂは第二パラメータ検出閾値である。モータパラメータ検出情報はモータパラメータの情報の一例なので、閾値Ｚｂは第一パラメータ閾値であり、閾値Ｗｂは第二パラメータ閾値でもある。
【０１０７】
図５４には、検出モータパラメータ情報の具体例と判定に用いる閾値を示している。検出モータパラメータ情報の具体例として、検出モータ交流電圧情報、検出モータ速度情報、検出モータ出力情報、検出モータトルク情報、検出モータ電流情報を示した。検出モータ交流電圧情報における閾値Ｚｂ、Ｗｂはそれぞれ閾値Ｚｂ１、Ｗｂ１である。検出モータ速度情報における閾値Ｚｂ、Ｗｂはそれぞれ閾値Ｚｂ２、Ｗｂ２であり、検出モータ出力情報における閾値Ｚｂ、Ｗｂはそれぞれ閾値Ｚｂ３、Ｗｂ３である。検出モータトルク情報における閾値Ｚｂ、Ｗｂはそれぞれ閾値Ｚｂ４、Ｗｂ４であり、検出モータ電流情報における閾値Ｚｂ、Ｗｂはそれぞれ閾値Ｚｂ５、Ｗｂ５である。モータパラメータ検出情報すなわち検出モータパラメータ情報の具体例に合わせて、第一パラメータ検出閾値及び第二パラメータ検出閾値を具体的に記載することもある。閾値Ｚｂ１及び閾値Ｗｂ１は、それぞれ第一モータ交流電圧検出閾値及び第二モータ交流電圧検出閾値と記載することもある。閾値Ｚｂ２及び閾値Ｗｂ２はそれぞれ第一モータ速度検出閾値及び第二モータ速度検出閾値と記載することもあり、閾値Ｚｂ３及び閾値Ｗｂ３はそれぞれ第一モータ出力検出閾値及び第二モータ出力検出閾値と記載することもある。閾値Ｚｂ４及び閾値Ｗｂ４はそれぞれ第一モータトルク検出閾値及び第二モータトルク検出閾値と記載することもあり、閾値Ｚｂ５及び閾値Ｗｂ５はそれぞれ第一モータ電流検出閾値及び第二モータ電流検出閾値と記載することもある。
【０１０８】
モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐは、モータ６の制御に伴って得られるモータパラメータの情報であり、飛行情報である。制御装置１１は、航空機等の飛行物体１０１が地上から離れる場合にチョッパ３を第一運転モードＭｄ１にて制御し、モータ６の制御に伴って得られるモータパラメータの情報である飛行情報すなわちモータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐが予め定められた条件を満たすと判定した場合に、チョッパ３を第二運転モードＭｄ２にて制御する。
【０１０９】
制御装置１１の運転モード判定部６０は、例えば図５５に示すフローのように動作する。図５５のフローは図１６及び図４７のフローに対応している。図５５のフローは、図４７のフローとは、ステップＳＴ１２がステップＳＴ１６に変更され、ステップＳＴ１４がステップＳＴ１７に変更されている点で異なる。図４７のフローと異なる部分を説明する。ステップＳＴ１１において、チョッパ３が高電圧モードであると判定した場合はステップＳＴ１６に進み、チョッパ３が高電圧モードでないと判定した場合はステップＳＴ１７に進む。ステップＳＴ１６において、検出モータパラメータ情報の検出値が閾値Ｚｂよりも小さい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ１３に進み、検出モータパラメータ情報の検出値が閾値Ｚｂよりも小さくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇを高電圧モードのままに維持して終了する。ステップＳＴ１３において、運転モード信号ｍｓｉｇを低電圧モードに変更して終了する。ステップＳＴ１７において、検出モータパラメータ情報の検出値が閾値Ｗｂよりも大きい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ１５に進み、検出モータパラメータ情報の検出値が閾値Ｗｂよりも大きくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇを低電圧モードのままに維持して終了する。ステップＳＴ１５において、運転モード信号ｍｓｉｇを高電圧モードに変更して終了する。なお、ステップＳＴ１１において高電圧モードであるかを判定して例を示したが、図１８で示したように最初のステップであるステップＳＴ１１において低電圧モードであるかを判定してもよい。ステップＳＴ１１において、チョッパ３が低電圧モードであると判定した場合はステップＳＴ１７に進み、チョッパ３が低電圧モードでないと判定した場合はステップＳＴ１６に進む。
【０１１０】
実施の形態７の第二例のモータ制御装置１００は、環境検出情報ｓｉｇｅｖの代わりにモータ６のモータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐに基づいて制御装置１１が運転モードを変更するので、実施の形態１のモータ制御装置１００と同様の効果を奏する。実施の形態７の第二例のモータ制御装置１００は、飛行物体１０１の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にインバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、モータ制御装置１００の機器内における放電現象を抑制できるので、インバータ５を含むモータ制御装置１００及びモータ６の信頼性が向上する。
【０１１１】
図５６は実施の形態７に係るモータ制御装置の第三例を示す図であり、図５７は図５６の制御装置の構成を示す図である。図５８は、図５６のモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図であり、推定モータパラメータ情報のタイミングを示している。図５９は図５６のモータ制御装置の動作を説明する第一例のＤＣリンク電圧のタイミングを示す図であり、図６０は図５６のモータ制御装置の動作を説明する第一例のスイッチング周波数のタイミングを示す図である。図６１は図５６のモータ制御装置の動作を説明する第二例のＤＣリンク電圧のタイミングを示す図であり、図６２は図５６のモータ制御装置の動作を説明する第二例のスイッチング周波数のタイミングを示す図である。図６３は実施の形態７に係る推定モータパラメータ情報と閾値を示す図であり、図６４は図５６における運転モード判定部の動作を説明するフローを示す図である。実施の形態７の第三例のモータ制御装置１００は、制御装置１１がモータパラメータを推定するオブザーバ６４を備え、制御信号生成部６８ａの運転モード判定部６０に入力情報ｓｉｇｈｉｎとしてオブザーバ６４が出力するモータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅが入力される点で実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる。実施の形態７の第三例のモータ制御装置１００は、実施の形態７の第一例のモータ制御装置１００とは、モータパラメータの推定情報を用いてチョッパ３の運転モードを変更する点で異なる。適宜、モータパラメータの推定情報をモータパラメータ推定情報と記載する。実施の形態１のモータ制御装置１００及び実施の形態７の第一例のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。
【０１１２】
オブザーバ６４は、例えばモータ速度推定部８１ａ、モータ出力推定部８１ｂ、モータトルク推定部８１ｃの少なくとも１つである。モータ速度推定部８１ａは、モータ電流検出情報ｓｉｇｉｍに基づいてモータ速度を推定して、モータ速度の推定値すなわち推定情報ｓｉｇ２１ａをモータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅとして出力する。モータ出力推定部８１ｂは、モータ電流検出情報ｓｉｇｉｍに基づいてモータ出力を推定して、モータ出力の推定値すなわち推定情報ｓｉｇ２１ｂをモータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅとして出力する。モータトルク推定部８１ｃは、モータ電流検出情報ｓｉｇｉｍに基づいてモータトルクを推定して、モータトルクの推定値すなわち推定情報ｓｉｇ２１ｃをモータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅとして出力する。制御信号生成部６８ａは、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅに基づいて、制御信号ｓｉｇｃ１、ｓｉｇｃ２を出力する。すなわち、制御信号生成部６８ａの運転モード判定部６０は、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅを入力情報ｓｉｇｈｉｎとしてチョッパ３の２つの運転モードを判定し、運転モード信号ｍｓｉｇを出力する。
【０１１３】
実施の形態７の第三例のモータ制御装置１００は、図５８のようにモータ６の推定されたモータパラメータ特性すなわち推定モータパラメータ特性７９が変化する際に、図５９及び図６０に示す第一例のＤＣリンク電圧特性７５ｃ、スイッチング周波数特性７６ｃ、又は図６１及び図６２に示す第二例のＤＣリンク電圧特性１０５ｃ、スイッチング周波数特性１０６ｃのように変化させる。図５８〜図６２において、横軸は時間である。図５８において縦軸は推定モータパラメータ情報である。図５９、図６１において縦軸はＤＣリンク電圧Ｖｌｋであり、図６０、図６２において縦軸はスイッチング周波数ｆｓである。なお、図６２の横軸はスイッチング周波数特性１０６ｃと区別ができるように破線で示した。推定モータパラメータ特性７９は、時刻ｔ２７〜時刻ｔ２９まで上昇し、時刻ｔ２９〜時刻ｔ３０まで一定であり、時刻ｔ３０〜時刻ｔ３２まで低下している例である。制御装置１１は、時刻ｔ２７でチョッパ３を第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードで運転し、チョッパ３のスイッチング周波数ｆｓをスイッチング周波数ｆａで運転している。
【０１１４】
制御装置１１は、チョッパ３を第二運転モードＭｄ２で運転中に、時刻ｔ２８でモータ６の推定モータパラメータ特性７９が閾値Ｗｃよりも高い値を示した場合、チョッパ３を第一運転モードＭｄ１すなわち高電圧モードに変更して、チョッパ３の高電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌから第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎに上昇させる。制御装置１１は、時刻ｔ２８でスイッチング周波数ｆｓを第二運転モードＭｄ２のスイッチング周波数ｆａから第一運転モードＭｄ１のスイッチング周波数ｆｂ又は０に移行させる。
【０１１５】
また、制御装置１１は、チョッパ３を第一運転モードＭｄ１で運転中に、時刻ｔ３１でモータ６の推定モータパラメータ特性７９が閾値Ｚｃよりも低い値を示した場合、チョッパ３を第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードに変更して、チョッパ３の低電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎから第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌに低下させる。制御装置１１は、時刻ｔ３１でスイッチング周波数ｆｓを第一運転モードＭｄ１のスイッチング周波数ｆｂ又は０から第二運転モードＭｄ２のスイッチング周波数ｆａに移行させる。閾値Ｚｃは閾値Ｗｃよりも低い値である。第二運転モードにおける推定モータパラメータ特性７９が閾値Ｗｃになる点はモード変更点Ｐ７であり、第一運転モードにおける推定モータパラメータ特性７９が閾値Ｚｃになる点はモード変更点Ｐ８である。閾値Ｚｃは第一パラメータ推定閾値であり、閾値Ｗｃは第二パラメータ推定閾値である。モータパラメータ推定情報はモータパラメータの情報の一例なので、閾値Ｚｃは第一パラメータ閾値であり、閾値Ｗｃは第二パラメータ閾値でもある。
【０１１６】
図６３には、推定モータパラメータ情報の具体例と判定に用いる閾値を示している。推定モータパラメータ情報の具体例として、推定モータ速度情報、推定モータ出力情報、推定モータトルク情報を示した。推定モータ速度情報における閾値Ｚｃ、Ｗｃはそれぞれ閾値Ｚｃ１、Ｗｃ１である。推定モータ出力情報における閾値Ｚｃ、Ｗｃはそれぞれ閾値Ｚｃ２、Ｗｃ２であり、推定モータトルク情報における閾値Ｚｃ、Ｗｃはそれぞれ閾値Ｚｃ３、Ｗｃ３である。モータパラメータ推定情報の具体例に合わせて、第一パラメータ推定閾値及び第二パラメータ推定閾値を具体的に記載することもある。閾値Ｚｃ１及び閾値Ｗｃ１は、それぞれ第一モータ速度推定閾値及び第二モータ速度推定閾値と記載することもある。閾値Ｚｃ２及び閾値Ｗｃ２はそれぞれ第一モータ出力推定閾値及び第二モータ出力推定閾値と記載することもあり、閾値Ｚｃ３及び閾値Ｗｃ３はそれぞれ第一モータトルク推定閾値及び第二モータトルク推定閾値と記載することもある。
【０１１７】
モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅは、モータ６の制御に伴って得られるモータパラメータの情報であり、飛行情報である。制御装置１１は、航空機等の飛行物体１０１が地上から離れる場合にチョッパ３を第一運転モードＭｄ１にて制御し、モータ６の制御に伴って得られるモータパラメータの情報である飛行情報すなわちモータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅが予め定められた条件を満たすと判定した場合に、チョッパ３を第二運転モードＭｄ２にて制御する。
【０１１８】
制御装置１１の運転モード判定部６０は、例えば図６４に示すフローのように動作する。図６４のフローは図１６及び図４７のフローに対応している。図６４のフローは、図４７のフローとは、ステップＳＴ１２がステップＳＴ１８に変更され、ステップＳＴ１４がステップＳＴ１９に変更されている点で異なる。図４７のフローと異なる部分を説明する。ステップＳＴ１１において、チョッパ３が高電圧モードであると判定した場合はステップＳＴ１８に進み、チョッパ３が高電圧モードでないと判定した場合はステップＳＴ１９に進む。ステップＳＴ１８において、推定モータパラメータ情報の推定値が閾値Ｚｃよりも小さい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ１３に進み、推定モータパラメータ情報の推定値が閾値Ｚｃよりも小さくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇを高電圧モードのままに維持して終了する。ステップＳＴ１３において、運転モード信号ｍｓｉｇを低電圧モードに変更して終了する。ステップＳＴ１９において、推定モータパラメータ情報の推定値が閾値Ｗｃよりも大きい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ１５に進み、推定モータパラメータ情報の推定値が閾値Ｗｃよりも大きくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇを低電圧モードのままに維持して終了する。ステップＳＴ１５において、運転モード信号ｍｓｉｇを高電圧モードに変更して終了する。なお、ステップＳＴ１１において高電圧モードであるかを判定して例を示したが、図１８で示したように最初のステップであるステップＳＴ１１において低電圧モードであるかを判定してもよい。ステップＳＴ１１において、チョッパ３が低電圧モードであると判定した場合はステップＳＴ１９に進み、チョッパ３が低電圧モードでないと判定した場合はステップＳＴ１８に進む。
【０１１９】
実施の形態７の第三例のモータ制御装置１００は、環境検出情報ｓｉｇｅｖの代わりにモータ６のモータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅに基づいて制御装置１１が運転モードを変更するので、実施の形態１のモータ制御装置１００と同様の効果を奏する。実施の形態７の第三例のモータ制御装置１００は、飛行物体１０１の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にインバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、モータ制御装置１００の機器内における放電現象を抑制できるので、インバータ５を含むモータ制御装置１００及びモータ６の信頼性が向上する。
【０１２０】
以上のように、実施の形態７のモータ制御装置１００は、地上から離れて飛行する飛行物体１０１のモータ６を制御する。モータ制御装置１００は、直流配電網１から供給される直流電力を入力電力として直流配電網１の配電網電圧Ｖｐｎ以下の直流電力を出力する降圧装置９０と、直流電力を交流電力に変換してモータ６に出力する電力供給装置（インバータ５）と、降圧装置９０及び電力供給装置（インバータ５）を制御する制御装置１１と、を備える。降圧装置９０は、入力電力から直流配電網１の配電網電圧Ｖｐｎ以下の直流電力に変換する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）と、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）の出力電圧（ＤＣリンク電圧Ｖｌｋ）を平滑する出力コンデンサ（コンデンサ４）と、を備える。直流出力型電力変換装置（チョッパ３）は、第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）よりも低い第二電圧（降圧電圧Ｖｄｌ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する。制御装置１１は、飛行物体１０１が地上から離れる場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、モータ６の制御に伴って得られるモータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）である飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。実施の形態７のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
【０１２１】
実施の形態７のモータ制御装置１００において、「飛行情報が予め定められた条件を満たす」ことは、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、モータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づく情報値（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃの指令値、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐの検出値、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅの推定値）が第一パラメータ閾値（閾値Ｚａ、Ｚｂ、Ｚｃ）よりも小さいことである。実施の形態７の第一例のモータ制御装置１００は、制御装置１１がモータパラメータの情報であるモータパラメータ指令（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ）を検出するモータパラメータ指令センサ７０を備えている。実施の形態７の第一例のモータ制御装置１００は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、モータパラメータ指令（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ）に基づく情報値（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃの指令値）が第一パラメータ閾値である第一パラメータ指令閾値（閾値Ｚａ）よりも小さい（変更条件Ｂ７ａ）と判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。また実施の形態７の第一例の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、モータパラメータ指令（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ）に基づく情報値（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃの指令値）が第一パラメータ閾値（閾値Ｚａ）よりも大きい第二パラメータ閾値である第二パラメータ指令閾値（閾値Ｗａ）よりも大きいと判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。実施の形態７の第一例のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、飛行情報が予め定められた条件すなわち変更条件Ｂ７ａを満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
【０１２２】
実施の形態７の第二例のモータ制御装置１００は、モータパラメータの情報であるモータ６のモータパラメータ検出情報（モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ）を検出するモータパラメータセンサ３８を備えている。実施の形態７の第二例のモータ制御装置１００は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、モータパラメータ検出情報（モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ）に基づく情報値（モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐの検出値）が第一パラメータ閾値である第一パラメータ検出閾値（閾値Ｚｂ）よりも小さい（変更条件Ｂ７ｂ）と判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。また実施の形態７の第二例の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、モータパラメータ検出情報（モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ）に基づく情報値（モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐの検出値）が第一パラメータ閾値（閾値Ｚｂ）よりも大きい第二パラメータ閾値である第二パラメータ検出閾値（閾値Ｗｂ）よりも大きいと判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。実施の形態７の第二例のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、飛行情報が予め定められた条件すなわち変更条件Ｂ７ｂを満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
【０１２３】
実施の形態７の第三例のモータ制御装置１００は、制御装置１１がモータパラメータの情報であるモータ６のモータパラメータ推定情報（モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）を出力するオブザーバ６４を備えている。実施の形態７の第三例のモータ制御装置１００は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、モータパラメータ推定情報（モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づく情報値（モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅの推定値）が第一パラメータ閾値である第一パラメータ推定閾値（閾値Ｚｃ）よりも小さい（変更条件Ｂ７ｃ）と判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。また実施の形態７の第三例の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、モータパラメータ推定情報（モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づく情報値（モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅの推定値）が第一パラメータ閾値（閾値Ｚｃ）よりも大きい第二パラメータ閾値である第二パラメータ推定閾値（閾値Ｗｃ）よりも大きいと判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。実施の形態７の第三例のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、飛行情報が予め定められた条件すなわち変更条件Ｂ７ｃを満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
【０１２４】
実施の形態８．
図６５は、実施の形態８に係るモータ制御装置の構成を示す図である。図６６は図６５の制御信号生成部の構成を示す図であり、図６７は図６５の表示器の表示例を示す図である。実施の形態８のモータ制御装置１００は、操縦者の指示に基づいてチョッパ３の運転モードを変更する例である。実施の形態８のモータ制御装置１００は、実施の形態１のモータ制御装置１００とは、環境情報検出センサ３５にて検出された環境情報、モータパラメータセンサ３８にて検出されたモータパラメータ情報等を表示する表示器３４を備え、操作盤２３が選択スイッチ３７を備え、制御装置１１が選択スイッチ３７による運転モード信号ｍｓｉｇに基づいて制御信号ｓｉｇｃ１、ｓｉｇｃ２を出力する制御信号生成部６８ｂを備える点で異なる。実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。なお、図６５において、環境情報検出センサ３５として、高度センサ２１と共に実施の形態２〜実施の形態５で説明した外気圧センサ２０、空気成分濃度センサ２２、外気温センサ１９、放射線センサ２４を備える例を示した。図６５において、モータパラメータセンサ３８として位置センサ１８と共に実施の形態７の第二例（図４８参照）で説明したモータ速度センサ７３ａ、モータ出力センサ７３ｂ、モータ交流電圧センサ７３ｃ、モータ電流センサ７３ｄ、モータトルクセンサ７３ｅを備える例を示した。表示器３４は信号線８９により制御装置１１に接続されている。
【０１２５】
制御信号生成部６８ｂは、図６に示した制御信号生成部６８ａとは、運転モード判定部６０がなく、操作盤２３の選択スイッチ３７から出力された運転モード信号ｍｓｉｇが第一信号生成部６９ａに入力される点で異なる。表示器３４には、例えば高度表示３６ａ、モータ出力表示３６ｂ、外気圧表示３６ｃ、空気成分濃度表示３６ｄ、外気温表示３６ｅ、放射線量表示３６ｆ、モータ速度表示３６ｇ、モータ交流電圧表示３６ｈ、モータ電流表示３６ｉ、モータトルク表示３６ｊが表示されている例を示した。高度表示３６ａは高度センサ２１にて検出された高度情報の表示であり、モータ出力表示３６ｂはモータ出力センサ７３ｂにて検出されたモータ出力情報の表示である。外気圧表示３６ｃは外気圧センサ２０にて検出された外気圧情報の表示であり、空気成分濃度表示３６ｄは空気成分濃度センサ２２にて検出された空気成分濃度情報の表示である。外気温表示３６ｅは外気温センサ１９にて検出された外気温情報の表示であり、放射線量表示３６ｆは放射線センサ２４にて検出された放射線量情報の表示である。モータ速度表示３６ｇはモータ速度センサ７３ａにて検出されたモータ速度情報の表示であり、モータ交流電圧表示３６ｈはモータ交流電圧センサ７３ｃにて検出されたモータ交流電圧情報の表示である。モータ電流表示３６ｉはモータ電流センサ７３ｄにて検出されたモータ電流情報の表示であり、モータトルク表示３６ｊはモータトルクセンサ７３ｅにて検出されたモータトルク情報の表示である。
【０１２６】
飛行物体１０１の操縦者は、表示器３４に表示された飛行高度、モータ６のモータ出力、それらの加工情報などの値を参照しながらチョッパ３の運転モード変更の可否を判断し、選択スイッチ３７を操作し、チョッパ３の運転モード変更を実行する。操作盤２３にて操縦者が第二運転モードである低電圧モードを選択したとき、その情報である運転モード信号ｍｓｉｇは信号線３９を介して制御装置１１に送信される。制御装置１１は低レベルの運転モード信号ｍｓｉｇを受けて、運転モードを第二運転モードに設定し、チョッパ３は低電圧動作を行う。また、操作盤２３にて操縦者が第一運転モードである高電圧モードを選択したとき、その情報である運転モード信号ｍｓｉｇは信号線３９を介して制御装置１１に送信される。制御装置１１は高レベルの運転モード信号ｍｓｉｇを受けて、運転モードを第一運転モードに設定し、チョッパ３は高電圧動作を行う。
【０１２７】
実施の形態８のモータ制御装置１００は、環境検出情報ｓｉｇｅｖ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ等に基づいて自動でチョッパ３の運転モードを変更する構成と異なり、環境検出情報ｓｉｇｅｖ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ等から変換された数値で表示された環境検出情報の値、モータパラメータ検出情報の値を参照した操縦者の指示に基づいてチョッパ３の運転モードを変更する。実施の形態８のモータ制御装置１００は、環境検出情報の値、モータパラメータ検出情報の値を参照した操縦者の指示に基づいてチョッパ３の運転モードを変更するので、実施の形態１のモータ制御装置１００と同様の効果を奏する。実施の形態８のモータ制御装置１００は、飛行物体１０１の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にインバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、モータ制御装置１００の機器内における放電現象を抑制できるので、インバータ５を含むモータ制御装置１００及びモータ６の信頼性が向上する。また、実施の形態８のモータ制御装置１００は、複数の環境情報検出センサ３５、モータパラメータセンサ３８における一部の故障、又は表示器３４の故障の際にも、操縦者の判断でチョッパ３の運転モードの変更を任意に実行することができ、不意にモータ出力等の不足が発生した場合にもモータ出力を回復させることがでる。
【０１２８】
以上のように、実施の形態８のモータ制御装置１００は、降圧装置９０、電力供給装置（インバータ５）、制御装置１１、制御装置１１に接続された操作盤２３を備えている。降圧装置９０は、第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）よりも低い第二電圧（降圧電圧Ｖｄｌ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を備えている。操作盤２３は直流出力型電力変換装置（チョッパ３）の第一運転モードＭｄ１又は第二運転モードＭｄ２を選択する選択スイッチ３７を備えている。実施の形態８の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、選択スイッチ３７から第二運転モードＭｄ２が選択された運転モード信号ｍｓｉｇを受信した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。また実施の形態８の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、選択スイッチ３７から第一運転モードＭｄ１が選択された運転モード信号ｍｓｉｇを受信した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。実施の形態８のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、モータ６の制御中に第二運転モードＭｄ２が選択された運転モード信号ｍｓｉｇを受信した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
【０１２９】
実施の形態９．
図６８は、実施の形態９に係るモータ制御装置の構成を示す図である。図６９は図６８の制御信号生成部の構成を示す図であり、図７０は図６８の表示器の表示例を示す図である。実施の形態９のモータ制御装置１００は、操縦者の運転モード変更許可及び環境検出情報ｓｉｇｅｖ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ等に基づいてチョッパ３の運転モードを変更する例である。実施の形態９のモータ制御装置１００は、実施の形態８のモータ制御装置１００とは、操作盤２３が自動による運転モードの変更を許可する許可スイッチ５１を備え、制御装置１１が許可スイッチ５１による変更許可信号ｅｎｓｉｇ及び環境検出情報ｓｉｇｅｖ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ等の入力情報ｓｉｇｈｉｎに基づいて制御信号ｓｉｇｃ１、ｓｉｇｃ２を出力する制御信号生成部６８ｃを備える点で異なる。実施の形態８のモータ制御装置１００及び実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。
【０１３０】
制御信号生成部６８ｃは、図６６に示した制御信号生成部６８ｂとは運転モード判定部６０及び論理演算回路８８が追加されている点で異なる。制御信号生成部６８ｃは、図６に示した制御信号生成部６８ａとは、運転モード判定部６０と第一信号生成部６９ａとの間に論理演算回路８８が追加されている点で異なる。論理演算回路８８は、運転モード判定部６０が出力する運転モード信号ｍｓｉｇと許可スイッチ５１から出力された変更許可信号ｅｎｓｉｇとを論理演算した信号である運転モード信号ｍｓｉｇａを第一信号生成部６９ａに出力する。チョッパ３を自動により第二運転モードである低電圧モードに変更することを許可する場合に変更許可信号ｅｎｓｉｇが高レベルになり、チョッパ３を自動により第二運転モードである低電圧モードに変更することを不許可する場合に変更許可信号ｅｎｓｉｇが低レベルとする。
【０１３１】
論理演算回路８８は、変更許可信号ｅｎｓｉｇが高レベルの場合に運転モード信号ｍｓｉｇを運転モード信号ｍｓｉｇａとして出力する。この場合、制御信号生成部６８ｃは、運転モード信号ｍｓｉｇの高レベル、低レベルに応じて、それぞれ第一モード制御信号ｓｉｇｃｍ１、第二モード制御信号ｓｉｇｃｍ２を制御信号ｓｉｇｃ１として出力する。したがって、制御信号生成部６８ｃは、変更許可信号ｅｎｓｉｇが高レベルの場合に、自動による運転モードの変更すなわち自動運転モード変更の制御を行う。また、論理演算回路８８は、変更許可信号ｅｎｓｉｇが低レベルの場合に高レベルの運転モード信号ｍｓｉｇａを出力する。第一信号生成部６９ａは、高レベルの運転モード信号ｍｓｉｇａを受けると第一運転モードすなわち高電圧モードで制御する第一モード制御信号ｓｉｇｃｍ１を制御信号ｓｉｇｃ１として出力する。したがって、制御信号生成部６８ｃは、変更許可信号ｅｎｓｉｇが低レベルの場合に、自動による運転モードの変更すなわち自動運転モード変更を行わない制御を行う。表示器３４には、図６７で示した表示と共に、運転モード判定部６０の判定結果の表示すなわち判定結果表示３６ｋが表示されている例を示した。
【０１３２】
飛行物体１０１の操縦者は、表示器３４に表示された飛行高度、モータ６のモータ出力などの値及び運転モード判定部６０の判定結果を参照しながら運転モード変更の可否を判断する。操縦者は、運転モード変更の可否判断に基づいて許可スイッチ５１を操作し、チョッパ３の運転モード変更の許可を決定する。図８〜図１１に示したように飛行物体１０１である航空機の飛行が開始される第一飛行状態Ｓｄ１においてチョッパ３は第一運転モードＭｄ１すなわち高電圧モードになっている。このためチョッパ３の運転モード変更の許可は、運転開始の際の第一運転モードＭｄ１すなわち高電圧モードから第二運転モードＭｄ２である低電圧モードへの自動による変更許可である。
【０１３３】
操作盤２３にて操縦者が第二運転モードＭｄ２である低電圧モードへの自動による変更を許可したとき、その情報すなわち許可を示す変更許可信号ｅｎｓｉｇは信号線３９を介して制御装置１１に送信される。制御装置１１はチョッパ３の運転モードを実施の形態１〜実施の形態７にて示した運転モード変更方法に従ってチョッパ３の運転モードを変更する。例えば、許可を示す変更許可信号ｅｎｓｉｇは高レベルの信号であり、不許可を示す変更許可信号ｅｎｓｉｇは低レベルの信号である。また、操作盤２３にて操縦者が第二運転モードＭｄ２である低電圧モードへの自動による変更を不許可としたとき、その情報すなわち不許可を示す変更許可信号ｅｎｓｉｇは信号線３９を介して制御装置１１に送信さる。制御装置１１は、不許可を示す変更許可信号ｅｎｓｉｇを受けて、チョッパ３の運転モードを第一運転モードＭｄ１である高電圧モードに固定する。
【０１３４】
実施の形態９のモータ制御装置１００は、操縦者により決定されたチョッパ３の自動運転モード変更の許可及び不許可に基づいてチョッパ３を制御する。実施の形態９のモータ制御装置１００は、チョッパ３の自動運転モード変更が許可された場合に、環境検出情報ｓｉｇｅｖ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ等に基づいて自動でチョッパ３の運転モードを変更する。実施の形態９のモータ制御装置１００は、チョッパ３の自動運転モード変更が不許可された場合に、チョッパ３の運転モードを第一運転モードＭｄ１である高電圧モードに固定する。実施の形態９のモータ制御装置１００は、環境検出情報の値、モータパラメータ検出情報の値等を参照した操縦者によるチョッパ３の運転モード変更の可否決定に基づいてチョッパ３の運転モードの制御を行うので、実施の形態１のモータ制御装置１００と同様の効果を奏する。実施の形態９のモータ制御装置１００は、飛行物体１０１の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にインバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、モータ制御装置１００の機器内における放電現象を抑制できるので、インバータ５を含むモータ制御装置１００及びモータ６の信頼性が向上する。また、実施の形態９のモータ制御装置１００は、複数の環境情報検出センサ３５、モータパラメータセンサ３８における一部の故障、又は表示器３４の故障の際にも、操縦者の判断でチョッパ３の運転モードの変更を任意に実行することができ、不意にモータ出力等の不足が発生した場合にもモータ出力を回復させることがでる。
【０１３５】
以上のように、実施の形態９のモータ制御装置１００は、降圧装置９０、電力供給装置（インバータ５）、制御装置１１、制御装置１１に接続された操作盤２３を備えている。降圧装置９０は、第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）よりも低い第二電圧（降圧電圧Ｖｄｈ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を備えている。操作盤２３は直流出力型電力変換装置（チョッパ３）の第二運転モードＭｄ２への変更を許可する許可スイッチ５１を備えている。実施の形態９の制御装置１１は、許可スイッチ５１から出力された変更許可信号ｅｎｓｉｇが許可を示す場合に、運転モード制御Ａによって、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１又は第二運転モードＭｄ２にて制御する。制御装置１１は、次のように運転モード制御Ａを実行する。すなわち、制御装置１１は、飛行物体１０１が地上から離れる場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、モータ６の制御に伴って得られるモータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）、飛行物体１０１の飛行高度に関係する環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）の一方、又は両方である飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。また実施の形態９の制御装置１１は、許可スイッチ５１から出力された変更許可信号ｅｎｓｉｇが不許可を示す場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。実施の形態９のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、許可スイッチ５１から出力された変更許可信号ｅｎｓｉｇが許可を示し、かつ飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
【０１３６】
実施の形態１０．
図７１は、実施の形態１０に係るモータ制御装置の第一例を示す図である。図７２は図７１における運転モード判定部の動作を説明するフローを示す図であり、図７３は実施の形態１０に係る優先順位情報を示す図である。図７４は、実施の形態１０に係るモータ制御装置の第二例を示す図である。実施の形態１０のモータ制御装置１００は、２つ以上の環境検出情報ｓｉｇｅｖに基づいてチョッパ３の運転モードを変更する例である。実施の形態１０の第一例のモータ制御装置１００は、実施の形態１のモータ制御装置１００と基本構成は同じであるが、異なる環境要因を検出する複数の環境情報検出センサ３５を備えている。図７１において、環境情報検出センサ３５として、高度センサ２１と共に実施の形態２〜実施の形態５で説明した外気圧センサ２０、空気成分濃度センサ２２、外気温センサ１９、放射線センサ２４を備える例を示した。実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。
【０１３７】
実施の形態１０のモータ制御装置１００は、実施の形態１〜実施の形態６で示した飛行高度に関する環境要因のうち２種以上の要因をチョッパ３の運転モード変更の判定に用いる。第一運転モードＭｄ１である高電圧モードでは、チョッパ３の出力電圧であるＤＣリンク電圧Ｖｌｋが高いので、インバータ５における宇宙線故障率が高くなり、放電現象も発生しやすくなる。このため、実施の形態１０のモータ制御装置１００は、選択された環境要因の全条件を満足した場合に限り高電圧モードへ移行することで、実施の形態１〜実施の形態６のモータ制御装置１００よりもインバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、モータ制御装置１００の機器内における放電現象を抑制できるので、インバータ５を含むモータ制御装置１００及びモータ６の信頼性が向上する。
【０１３８】
制御装置１１の運転モード判定部６０の動作を図７２のフローを用いて説明する。図７２では３つの環境要因を用いてチョッパ３の運転モード変更の可否を判定する例である。ｄａｔａＡ、ｄａｔａＢ、ｄａｔａＣは図７３に示した優先順位情報８７の検出値である。図７２のフローは、検出値ｄａｔａＡが高度情報の検出値であり、検出値ｄａｔａＢが外気圧情報の検出値であり、検出値ｄａｔａＣが外気温情報の検出値である例である。検出値ｄａｔａＡの閾値ＸＡは優先順位情報８７の高度情報における閾値Ｘ＊の列の閾値Ｘ１であり、検出値ｄａｔａＡの閾値ＹＡは優先順位情報８７の高度情報における閾値Ｙ＊の列の閾値Ｙ１である。検出値ｄａｔａＢの閾値ＸＢは優先順位情報８７の外気圧情報における閾値Ｘ＊の列の閾値Ｘ２であり、検出値ｄａｔａＢの閾値ＹＢは優先順位情報８７の外気圧情報における閾値Ｙ＊の列の閾値Ｙ２である。検出値ｄａｔａＣの閾値ＸＣは優先順位情報８７の外気温情報における閾値Ｘ＊の列の閾値Ｘ４であり、検出値ｄａｔａＣの閾値ＹＣは優先順位情報８７の外気温情報における閾値Ｙ＊の列の閾値Ｙ４である。
【０１３９】
図７３の優先順位情報８７において、優先順位を示す重要度の番号に従って、３つの環境要因すなわち環境情報が選択されている。優先順位の第一位は高度情報であり、優先順位の第二位は外気圧情報であり、優先順位の第三位は外気温情報である。優先順位の第一位の判定は、ステップＳＴ２２及びステップＳＴ２６である。優先順位の第二位の判定は、ステップＳＴ２４及びステップＳＴ２７であり、優先順位の第三位の判定は、ステップＳＴ２５及びステップＳＴ２８である。優先順位情報８７の閾値Ｘ＊、閾値Ｙ＊における「＊」は、優先順位に応じたＡ、Ｂ、Ｃ等に読み替えることを示している。それぞれの優先順位の判定は、図１４に示した情報タイプに応じて、「＞」、「＜」が選択されている。情報タイプが上に凸の場合の例である高度情報の場合、第二運転モードＭｄ２である低電圧モードにする判定ステップすなわちステップＳＴ２２では検出値ｄａｔａＡ＞閾値ＸＡであり、第一運転モードＭｄ１である高電圧モードにする判定ステップすなわちステップＳＴ２６では検出値ｄａｔａＡ＜閾値ＹＡである。情報タイプが下に凸の場合の例である外気圧情報の場合、第二運転モードＭｄ２である低電圧モードにする判定ステップすなわちステップＳＴ２４では検出値ｄａｔａＢ＜閾値ＸＢであり、第一運転モードＭｄ１である高電圧モードにする判定ステップすなわちステップＳＴ２７では検出値ｄａｔａＢ＞閾値ＹＢである。外気温情報は情報タイプが下に凸なので、外気圧情報と同様に「＞」、「＜」が選択されている。
【０１４０】
まず、図７２のフローの概要を説明する。現在の運転モードが第一運転モードＭｄ１（高電圧モード）のとき、すなわちステップＳＴ２１の判定が正しい場合、その上位のステップから運転モード変更判定を行い、上位のステップにて判定基準が満たされていれば、下位のステップの判定すなわち残りの要因の判定を省略して第二運転モードＭｄ２（低電圧モード）に移行する。また、現在の運転モードが第二運転モードＭｄ２（低電圧モード）のとき、すなわちステップＳＴ２１の判定が正しくない場合、運転モード変更判定を行い、全要因が第一運転モードＭｄ１（高電圧モード）への判定基準が満たされていれば、第一運転モードＭｄ１（高電圧モード）に移行する。図７２では重要度が最も高い要因に高度情報を設定し、２番目に重要度が高い要因に外気圧情報を、最も重要度が低い要因に外気温度情報を設定している。
【０１４１】
ステップＳＴ２１において、チョッパ３が高電圧モード（第一運転モードＭｄ１）であるかを判定する。ステップＳＴ２１において、チョッパ３が高電圧モードであると判定した場合はステップＳＴ２２に進み、チョッパ３が高電圧モードでないと判定した場合はステップＳＴ２６に進む。ステップＳＴ２２において、優先順位第一位の検出環境情報の検出値ｄａｔａＡが閾値ＸＡよりも大きい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ２３に進み、検出環境情報の検出値ｄａｔａＡが閾値ＸＡよりも大きくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合はステップＳＴ２４に進む。ステップＳＴ２４において、優先順位第二位の検出環境情報の検出値ｄａｔａＢが閾値ＸＢよりも小さい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ２３に進み、検出環境情報の検出値ｄａｔａＢが閾値ＸＢよりも小さくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合はステップＳＴ２５に進む。ステップＳＴ２５において、優先順位第三位の検出環境情報の検出値ｄａｔａＣが閾値ＸＣよりも小さい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ２３に進み、検出環境情報の検出値ｄａｔａＣが閾値ＸＣよりも小さくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は、運転モード信号ｍｓｉｇを高電圧モードのままに維持して終了する。ステップＳＴ２３において、運転モード信号ｍｓｉｇを低電圧モードに変更して終了する。
【０１４２】
ステップＳＴ２６において、優先順位第一位の検出環境情報の検出値ｄａｔａＡが閾値ＹＡよりも小さい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ２７に進み、検出環境情報の検出値ｄａｔａＡが閾値ＹＡよりも小さくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇを低電圧モードのままに維持して終了する。ステップＳＴ２７において、優先順位第二位の検出環境情報の検出値ｄａｔａＢが閾値ＹＢよりも大きい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ２８に進み、検出環境情報の検出値ｄａｔａＢが閾値ＹＢよりも大きくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇを低電圧モードのままに維持して終了する。ステップＳＴ２８において、優先順位第三位の検出環境情報の検出値ｄａｔａＣが閾値ＹＣよりも大きい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ２９に進み、検出環境情報の検出値ｄａｔａＣが閾値ＹＣよりも大きくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇを低電圧モードのままに維持して終了する。ステップＳＴ２９において、運転モード信号ｍｓｉｇを高電圧モードに変更して終了する。
【０１４３】
運転モード変更判定に用いる環境要因、閾値及び重要度の順位付けが、製品出荷の際に予め設置されている例を第一例のモータ制御装置１００として示した。しかし、飛行物体１０１の飛行の際に、運転モード変更判定に用いる環境要因、閾値及び重要度の順位付けを操縦者が変更してもよい。運転モード変更判定に用いる環境要因、閾値及び重要度の順位付けの変更が操縦者により実行可能なモータ制御装置１００を、図７４に示した。図７４に示した第二例のモータ制御装置１００は、図７１に示した第一例のモータ制御装置１００とは、環境情報検出センサ３５にて検出された環境情報等を表示する表示器３４を備え、操作盤２３が優先順位選択器８６を備えている点で異なる。表示器３４は信号線８９により制御装置１１に接続されている。図７４において、例えば高度表示３６ａ、モータ出力表示３６ｂ、外気圧表示３６ｃ、空気成分濃度表示３６ｄ、外気温表示３６ｅ、放射線量表示３６ｆ、優先順位情報表示３６ｌが表示されている例を示した。優先順位情報表示３６ｌには、例えば優先順位情報８７における環境情報の列及び重要度の列の内容が記載されており、操縦者が優先順位選択器８６により重要度の番号を入力すると、重要度の列に番号が表示される。図７３に示したように、重要度を設定した場合は、高度情報、外気圧情報、外気温情報に順番で運転モード変更判定が実行される。
【０１４４】
実施の形態１０のモータ制御装置１００は、実施の形態１〜実施の形態６のモータ制御装置１００と同様に、飛行物体１０１の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にインバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、モータ制御装置１００の機器内における放電現象を抑制できるので、インバータ５を含むモータ制御装置１００及びモータ６の信頼性が向上する。さらに、実施の形態１０のモータ制御装置１００は、環境要因のうち２種以上の要因をチョッパ３の運転モード変更の判定に用いるので、実施の形態１〜実施の形態６のモータ制御装置１００よりも、インバータ５を含むモータ制御装置１００及びモータ６の信頼性が向上する。
【０１４５】
なお、実施の形態１〜実施の形態６のモータ制御装置１００と同様に、環境要因の情報に優先順位を設けて、チョッパ３の第一運転モードＭｄ１及び第二運転モードＭｄ２を変更する例を説明したが、これに限定されない。モータパラメータの情報であるモータパラメータ指令、モータパラメータ検出情報、モータパラメータ推定情報に優先順位を設けて、チョッパ３の第一運転モードＭｄ１及び第二運転モードＭｄ２を変更しても構わない。また、環境要因の情報及びモータパラメータの情報に優先順位を設けて、チョッパ３の第一運転モードＭｄ１及び第二運転モードＭｄ２を変更しても構わない。
【０１４６】
以上のように、実施の形態１０のモータ制御装置１００は、降圧装置９０、電力供給装置（インバータ５）、制御装置１１を備える。降圧装置９０は、第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）よりも低い第二電圧（降圧電圧Ｖｄｌ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を備えている。実施の形態１０の制御装置１１は、優先順位が設定された複数の飛行情報に基づいて、第一条件を満たす場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、第一条件を満たさない場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、第二条件を満たす場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、第二条件を満たさない場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。飛行情報は、飛行物体１０１の飛行高度に関係する環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）である。第一条件は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、優先順位に従って飛行情報に基づく情報値（検出値ｄａｔａＡ、ｄａｔａＢ、ｄａｔａＣ）が第一飛行情報閾値（閾値Ｘ＊）を通過するか否かを判定し、選択された優先順位の飛行情報に基づく情報値（検出値ｄａｔａＡ、ｄａｔａＢ、ｄａｔａＣ）が第一飛行情報閾値（閾値Ｘ＊）を通過した場合である。第二条件は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、優先順位に従って飛行情報に基づく情報値（検出値ｄａｔａＡ、ｄａｔａＢ、ｄａｔａＣ）が第二飛行情報閾値（閾値Ｙ＊）を通過するか否かを判定し、優先順位が設定された全ての飛行情報に基づく情報値（検出値ｄａｔａＡ、ｄａｔａＢ、ｄａｔａＣ）が、それぞれの第二飛行情報閾値（閾値Ｙ＊）を通過した場合である。実施の形態１０のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、飛行情報が予め定められた条件すなわち第一条件を満たすと判定した場合又は第二条件を満たさないと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
【０１４７】
実施の形態１１．
図７５は実施の形態１１に係るモータ制御装置の構成を示す図であり、図７６は図７５における運転モード判定部の動作を説明する第一例のフローを示す図である。図７７は図７６の環境要因処理の第一例のフローを示す図であり、図７８は図７６の環境要因処理の第二例のフローを示す図である。図７９は、図７５における運転モード判定部の動作を説明する第二例のフローを示す図である。実施の形態１１のモータ制御装置１００は、実施の形態１〜実施の形態６で示した飛行高度に関する環境要因の情報と、実施の形態７で示したモータパラメータの情報との２種類の情報を用いてチョッパ３の運転モードを変更する例である。図７５に示したモータ制御装置１００は、図４８のモータ制御装置１００に表示器３４が追加されている例を示した。なお、図７５において、環境情報検出センサ３５として、高度センサ２１と共に実施の形態２〜実施の形態５で説明した外気圧センサ２０、空気成分濃度センサ２２、外気温センサ１９、放射線センサ２４を備える例を示した。制御装置１１は、実施の形態１〜実施の形態７の制御装置１１と同様に制御信号生成部６８ａを備えている。また、モータパラメータの情報として実施の形態７の第一例のモータパラメータ指令を用いる場合、制御装置１１は図３４の制御装置１１と同様にモータパラメータ指令センサ７０を備えている。モータパラメータの情報として実施の形態７の第三例のモータパラメータの推定情報を用いる場合、制御装置１１は図５６の制御装置１１と同様にオブザーバ６４を備えている。
【０１４８】
図７６〜図７８を用いて実施の形態１１の運転モード判定部６０の動作を説明する第一例のフローを説明する。実施の形態１１の第一例の運転モード判定部６０は、ステップＳＴ３０の環境要因処理を実行した後に、モータパラメータの情報を用いた判定処理を行う例である。ステップＳＴ３０の環境要因処理は第一の運転モード判定処理であり、モータパラメータの情報を用いた判定処理は第二の運転モード判定処理である。環境要因処理は図７７に示したフロー、又は図７８に示したフロー等を実行する。図７７に示したフローは実施の形態１で説明した図１５に対応しており、図７８に示したフローは実施の形態１で説明した図１６に対応している。図７７に示したフローは、図１５のフローとは、ステップＳＴ３、ＳＴ５がそれぞれステップＳＴ３１、ＳＴ３３に変更され、ステップＳＴ３２、ＳＴ３４が追加されている点で異なる。以前に説明していないステップＳＴ３１〜ＳＴ３４を主に説明する。ステップＳＴ２において、検出環境情報の検出値が閾値Ｘよりも大きい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ３１に進み、検出環境情報の検出値が閾値Ｘよりも大きくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合はステップＳＴ３２に進む。ステップＳＴ３１において、運転モード判定の結果を低電圧モード判定すなわち第二運転モード判定と決定する。ステップＳＴ３２において、運転モード判定の結果を高電圧モード判定すなわち第一運転モード判定と決定する。ステップＳＴ４において、検出環境情報の検出値が閾値Ｙよりも小さい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ３３に進み、検出環境情報の検出値が閾値Ｙよりも小さくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合はステップＳＴ３４に進む。ステップＳＴ３３において、運転モード判定の結果を高電圧モード判定すなわち第一運転モード判定と決定する。ステップＳＴ３４において、運転モード判定の結果を低電圧モード判定すなわち第二運転モード判定と決定する。
【０１４９】
図７８に示したフローは、図１６のフローとは、ステップＳＴ３、ＳＴ５がそれぞれステップＳＴ３１、ＳＴ３３に変更され、ステップＳＴ３２、ＳＴ３４が追加されている点で異なる。以前に説明していないステップＳＴ３１〜ＳＴ３４を主に説明する。ステップＳＴ６において、検出環境情報の検出値が閾値Ｘよりも小さい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ３１に進み、検出環境情報の検出値が閾値Ｘよりも小さくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合はステップＳＴ３２に進む。ステップＳＴ３１において、運転モード判定の結果を低電圧モード判定すなわち第二運転モード判定と決定する。ステップＳＴ３２において、運転モード判定の結果を高電圧モード判定すなわち第一運転モード判定と決定する。ステップＳＴ７において、検出環境情報の検出値が閾値Ｙよりも大きい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ３３に進み、検出環境情報の検出値が閾値Ｙよりも大きくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合はステップＳＴ３４に進む。ステップＳＴ３３において、運転モード判定の結果を高電圧モード判定すなわち第一運転モード判定と決定する。ステップＳＴ３４において、運転モード判定の結果を低電圧モード判定すなわち第二運転モード判定と決定する。
【０１５０】
ステップＳＴ３５〜ＳＴ３９は、実施の形態７で説明した図４７に示した第一例のフロー、図５５に示した第二例のフロー、図６４に示した第三例のフローのいずれかに対応している。ステップＳＴ３６、ＳＴ３８のモータパラメータ情報値ｄａｔａＳは、実施の形態７の第一例、第二例、第三例によって異なっている。実施の形態７の第一例の場合、モータパラメータ情報値ｄａｔａＳはモータパラメータの指令値であり、閾値Ｚ、Ｗはそれぞれ閾値Ｚａ、Ｗａである。実施の形態７の第二例の場合、モータパラメータ情報値ｄａｔａＳはモータパラメータの検出値であり、閾値Ｚ、Ｗはそれぞれ閾値Ｚｂ、Ｗｂである。実施の形態７の第三例の場合、モータパラメータ情報値ｄａｔａＳはモータパラメータの推定値であり、閾値Ｚ、Ｗはそれぞれ閾値Ｚｃ、Ｗｃである。
【０１５１】
ステップＳＴ３５において、ステップＳＴ３０の判定結果が高電圧モード（第一運転モード）であるかを判定する。ステップＳＴ３５において、ステップＳＴ３０の判定結果が高電圧モードであると判定した場合はステップＳＴ３６に進み、ステップＳＴ３０の判定結果が高電圧モードでないと判定した場合はステップＳＴ３８に進む。ステップＳＴ３６において、モータパラメータ情報値ｄａｔａＳが閾値Ｚよりも小さい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ３７に進み、モータパラメータ情報値ｄａｔａＳが閾値Ｚよりも小さくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇを高電圧モードのままに維持して終了する。ステップＳＴ３７において、運転モード信号ｍｓｉｇを低電圧モードに変更して終了する。ステップＳＴ３８において、モータパラメータ情報値ｄａｔａＳが閾値Ｗよりも大きい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ３９に進み、モータパラメータ情報値ｄａｔａＳが閾値Ｗよりも大きくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇを低電圧モードのままに維持して終了する。ステップＳＴ３９において、運転モード信号ｍｓｉｇを高電圧モードに変更して終了する。なお、ステップＳＴ３５において高電圧モードであるかを判定する例を示したが、図１７、図１８で示したように最初のステップであるステップＳＴ３５において低電圧モードであるかを判定してもよい。ステップＳＴ３５において、ステップＳＴ３０の判定結果が低電圧モードであると判定した場合はステップＳＴ３８に進み、ステップＳＴ３０の判定結果が低電圧モードでないと判定した場合はステップＳＴ３６に進む。
【０１５２】
ステップＳＴ３０の環境要因処理は、１つの環境要因すなわち１つの環境情報を用いて第一の運転モード判定処理を行う例を示したが、実施の形態１０で説明した複数の環境要因すなわち複数の環境情報を用いて第一の運転モード判定処理を行ってもよい。飛行物体１０１である航空機にとって要求したモータ出力指令等の制御指令の実現は飛行制御を行う上で重要であり、モータパラメータの情報の方が環境要因の情報よりも重要である。このため、モータパラメータの情報を用いた運転モード判定処理が環境要因の情報を用いた運転モード判定処理よりも先行して行われてもよい。この場合、モータパラメータの情報を用いた運転モード判定処理の後に、環境要因の情報による運転モード判定処理を行い、運転モード判定が最終的に決定される。モータパラメータの情報を用いた運転モード判定処理において、高電圧モードと判定された場合に、環境要因の情報を用いた運転モード判定処理をスキップしてもよい。この例が図７９に示した第二例のフローである。図７９に示した第二例のフローは、実施の形態１１の第二例の運転モード判定部６０の動作を示している。実施の形態１１の第二例の運転モード判定部６０は、モータパラメータの情報を用いた判定処理を行い、モータパラメータの情報を用いた判定処理にて低電圧モード判定すなわち第二運転モード判定と決定された場合にステップＳＴ４７の環境要因処理を実行する例である。
【０１５３】
図７９におけるステップＳＴ４１、ＳＴ４２、ＳＴ４４は、それぞれ図７６のステップＳＴ３５、ＳＴ３６、ＳＴ３８と同じである。ステップＳＴ４１において、チョッパ３が高電圧モード（第一運転モードＭｄ１）であるかを判定する。ステップＳＴ４１において、チョッパ３が高電圧モードであると判定した場合はステップＳＴ４２に進み、チョッパ３が高電圧モードでないと判定した場合はステップＳＴ４４に進む。ステップＳＴ４２において、モータパラメータ情報値ｄａｔａＳが閾値Ｚよりも小さい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ４３に進み、モータパラメータ情報値ｄａｔａＳが閾値Ｚよりも小さくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇを高電圧モードのままに維持して終了する。ステップＳＴ４３において、運転モード判定の結果を低電圧モード判定すなわち第二運転モード判定と決定し、ステップＳＴ４７に進む。ステップＳＴ４４において、モータパラメータ情報値ｄａｔａＳが閾値Ｗよりも大きい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ４５に進み、モータパラメータ情報値ｄａｔａＳが閾値Ｗよりも大きくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合はステップＳＴ４６に進む。ステップＳＴ４５において、運転モード信号ｍｓｉｇを高電圧モードに変更して終了する。ステップＳＴ４６において、運転モード判定の結果を低電圧モード判定すなわち第二運転モード判定と決定し、ステップＳＴ４７に進む。
【０１５４】
ステップＳＴ４７の環境要因処理は図１５に示したフロー、又は図１６に示したフロー等を実行する。図１５に示したフロー、図１６に示したフローは、実施の形態１で説明しているので、説明を繰り返さない。なお、ステップＳＴ４７の環境要因処理が実行される場合は、低電圧モード判定すなわち第二運転モード判定の場合なので、ステップＳＴ４、ＳＴ５のみのフロー又はステップＳＴ７、ＳＴ５のみのフローであっても構わない。また、ステップＳＴ４２において運転モード変更判定基準が満たされない場合は、ステップＳＴ４３と逆の判定を行い、高電圧モード判定すなわち第一運転モード判定と決定して、運転モード信号ｍｓｉｇを高電圧モードのままに維持して終了するということもできる。ステップＳＴ４５の処理は、高電圧モード判定すなわち第一運転モード判定と決定して、運転モード信号ｍｓｉｇを高電圧モードに変更して終了するということもできる。
【０１５５】
なお、実施の形態１１のモータ制御装置１００は、実施の形態９に示したモータ制御装置１００のように、操縦者により運転モード変更許可がされた場合にチョッパ３の運転モード変更を自動で行ってもよい。この場合、制御装置１１及び操作盤２３は、図６８に示した制御装置１１及び操作盤２３になる。この場合は、実施の形態９のモータ制御装置１００と同様に、複数の環境情報検出センサ３５、モータパラメータセンサ３８における一部の故障、又は表示器３４の故障の際にも、操縦者の判断でチョッパ３の運転モードの変更を任意に実行することができ、不意にモータ出力等の不足が発生した場合にもモータ出力を回復させることがでる。
【０１５６】
実施の形態１１のモータ制御装置１００は、実施の形態１〜実施の形態７、実施の形態９、実施の形態１０のモータ制御装置１００と同様に、飛行物体１０１の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にインバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、モータ制御装置１００の機器内における放電現象を抑制できるので、インバータ５を含むモータ制御装置１００及びモータ６の信頼性が向上する。さらに、実施の形態１１の第一例の運転モード判定部６０を有するモータ制御装置１００、すなわち実施の形態１１の第一例のモータ制御装置１００は、モータパラメータの情報に基づいて最終的なチョッパ３の運転モード変更の判定及び制御を行うので、高高度での運転中の急なモータ６の出力等のモータパラメータの変更要求にも対応できる。実施の形態１１の第二例の運転モード判定部６０を有するモータ制御装置１００、すなわち実施の形態１１の第二例のモータ制御装置１００は、モータパラメータの情報を用いた判定処理にて高電圧モード判定すなわち第一運転モード判定の場合に高電圧モードに変更又は維持して終了し、モータパラメータの情報を用いた判定処理にて低電圧モード判定すなわち第二運転モード判定と決定された場合に環境要因処理を実行するので、高高度での運転中の急なモータ６の出力等のモータパラメータの変更要求にも対応できる。
【０１５７】
以上のように、実施の形態１１のモータ制御装置１００は、地上から離れて飛行する飛行物体１０１のモータ６を制御する。モータ制御装置１００は、直流配電網１から供給される直流電力を入力電力として直流配電網１の配電網電圧Ｖｐｎ以下の直流電力を出力する降圧装置９０と、直流電力を交流電力に変換してモータ６に出力する電力供給装置（インバータ５）と、降圧装置９０及び電力供給装置（インバータ５）を制御する制御装置１１と、を備える。降圧装置９０は、入力電力から直流配電網１の配電網電圧Ｖｐｎ以下の直流電力に変換する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）と、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）の出力電圧（ＤＣリンク電圧Ｖｌｋ）を平滑する出力コンデンサ（コンデンサ４）と、を備える。直流出力型電力変換装置（チョッパ３）は、第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）よりも低い第二電圧（降圧電圧Ｖｄｌ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する。制御装置１１は、飛行物体１０１が地上から離れる場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、モータ６の制御に伴って得られるモータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）、飛行物体１０１の飛行高度に関係する環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）の両方である飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。実施の形態１１のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
【０１５８】
さらに詳しく述べれば、実施の形態１１の第一のモータ制御装置１００は、降圧装置９０、電力供給装置（インバータ５）、第一の制御装置１１、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）を検出する環境情報検出センサ３５を備える。降圧装置９０は、第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）よりも低い第二電圧（降圧電圧Ｖｄｌ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を備えている。実施の形態１１の第一の制御装置１１は、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）に基づいて、次のように環境第一運転モード判定又は環境第二運転モード判定の判定結果を生成する。直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）に基づく情報値（検出値）が第一環境閾値（閾値Ｘ）を通過したと判定した場合に判定結果を環境第二運転モード判定とし、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）に基づく情報値（検出値）が第一環境閾値（閾値Ｘ）を通過しないと判定した場合に判定結果を環境第一運転モード判定とする。また実施の形態１１の第一の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）に基づく情報値（検出値）が第二環境閾値（閾値Ｙ）を通過したと判定した場合に判定結果を環境第一運転モード判定とし、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）に基づく情報値（検出値）が第二環境閾値（閾値Ｙ）を通過しないと判定した場合に判定結果を環境第二運転モード判定とする。実施の形態１１の第一の制御装置１１は、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）に基づく判定結果が環境第一運転モード判定であり、モータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づく情報値（モータパラメータ情報値ｄａｔａＳ）が第一パラメータ閾値（閾値Ｚ）よりも小さい（変更条件Ｂ１１ａ）と判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。また実施の形態１１の第一の制御装置１１は、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）に基づく判定結果が環境第二運転モード判定であり、モータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づく情報値（モータパラメータ情報値ｄａｔａＳ）が第一パラメータ閾値（閾値Ｚ）よりも大きい第二パラメータ閾値（閾値Ｗ）よりも大きいと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。実施の形態１１の第一例のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、飛行情報が予め定められた条件すなわち変更条件Ｂ１１ａを満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
【０１５９】
実施の形態１１の第二のモータ制御装置１００は、降圧装置９０、電力供給装置（インバータ５）、第二の制御装置１１、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）を検出する環境情報検出センサ３５を備える。降圧装置９０は、第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）よりも低い第二電圧（降圧電圧Ｖｄｌ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を備えている。実施の形態１１の第二の制御装置１１は、モータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づいて、次のように内部第一運転モード判定又は内部第二運転モード判定の判定結果を生成する。直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、モータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づく情報値（モータパラメータ情報値ｄａｔａＳ）が第一パラメータ閾値（閾値Ｚ）よりも小さいと判定した場合に判定結果を内部第二運転モード判定とし、モータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づく情報値（モータパラメータ情報値ｄａｔａＳ）が第一環境閾値（閾値Ｚ）よりも小さくないと判定した場合に判定結果を内部第一運転モード判定とする。また実施の形態１１の第二の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、モータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づく情報値（モータパラメータ情報値ｄａｔａＳ）に基づく情報値（モータパラメータ情報値ｄａｔａＳ）が第一パラメータ閾値（閾値Ｚ）よりも大きい第二パラメータ閾値（閾値Ｗ）よりも大きいと判定した場合に判定結果を内部第一運転モード判定とし、モータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づく情報値（モータパラメータ情報値ｄａｔａＳ）が第二パラメータ閾値（閾値Ｗ）よりも大きくないと判定した場合に判定結果を内部第二運転モード判定とする。実施の形態１１の第二の制御装置１１は、モータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づく判定結果が内部第一運転モード判定の場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。実施の形態１１の第二の制御装置１１は、モータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づく判定結果が内部第二運転モード判定であり、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードで制御されている状態で、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）に基づく情報値（検出値）が第一環境閾値（閾値Ｘ）を通過した（変更条件Ｂ１１ｂ）と判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。また実施の形態１１の第二の制御装置１１は、モータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づく判定結果が内部第二運転モード判定であり、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）に基づく情報値（検出値）が第二環境閾値（閾値Ｙ）を通過したと判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。実施の形態１１の第二例のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、飛行情報が予め定められた条件すなわち変更条件Ｂ１１ｂを満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
【０１６０】
実施の形態１２．
図８０は実施の形態１２に係るモータ制御装置の第一例の要部を示す図であり、図８１は図８０のインバータの構成を示す図である。図８２は、実施の形態１２に係るモータ制御装置の第二例の要部を示す図である。実施の形態１〜実施の形態１１のモータ制御装置１００として、三相電力用のモータ６を制御する構成すなわちインバータ５が三相電力用の構成である例で説明したが、これに限定されない。図８０に示すように、制御対象のモータが単相モータのモータ５２であり、インバータが単相電力用のインバータ８０であってもよい。また、図８２に示すように、制御対象のモータが二多重三相モータのモータ５３であり、モータ５３を制御するインバータ装置９２を備えていてもよい。インバータ装置９２は、２つのインバータ５を備えている。
【０１６１】
実施の形態１２のモータ制御装置１００は、インバータが単相電力用のインバータ８０、二多重三相電力用のインバータ装置９２であっても、実施の形態１〜実施の形態１１のモータ制御装置１００と同様の効果を奏する。実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。
【０１６２】
図８１に示した、実施の形態１２の第一例のモータ制御装置１００におけるインバータ８０は、図５で示したインバータ５とは半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１０からなる２つのアーム構成である点で異なる。インバータ８０は、２つの出力端子であるＵ側出力端子４４ｕ、Ｖ側出力端子４４ｖから交流電力がモータ５２に出力されるので、Ｖ相電源線４９ｖのＶ相電流センサ１５ｖは不要である。
【０１６３】
モータ５３は、第一系統のＵ相入力端子ｕ１、Ｖ相入力端子ｖ１、Ｗ相入力端子ｗ１と、第二系統のＵ相入力端子ｕ２、Ｖ相入力端子ｖ２、Ｗ相入力端子ｗ２を備えている。インバータ装置９２の第一系統のインバータ５のＵ側出力端子４４ｕ、Ｖ側出力端子４４ｖ、Ｗ側出力端子４４ｗは、それぞれモータ５３の第一系統のＵ相入力端子ｕ１、Ｖ相入力端子ｖ１、Ｗ相入力端子ｗ１とＵ相電源線４９ｕ、Ｖ相電源線４９ｖ、Ｗ相電源線４９ｗにより接続されている。インバータ装置９２の第二系統のインバータ５のＵ側出力端子４４ｕ、Ｖ側出力端子４４ｖ、Ｗ側出力端子４４ｗは、それぞれモータ５３の第二系統のＵ相入力端子ｕ２、Ｖ相入力端子ｖ２、Ｗ相入力端子ｗ２とＵ相電源線５４ｕ、Ｖ相電源線５４ｖ、Ｗ相電源線５４ｗにより接続されている。実施の形態１２の第二例のモータ制御装置１００は、Ｕ相電流センサ１５ｕ、Ｖ相電流センサ１５ｖ、Ｗ相電流センサ１５ｗと共に、Ｕ相電流センサ１６ｕ、Ｖ相電流センサ１６ｖ、Ｗ相電流センサ１６ｗを備えている。
【０１６４】
Ｕ相電流センサ１５ｕはＵ相電源線４９ｕに流れる電流の情報である検出情報ｓｉｇ４ａを出力する。Ｖ相電流センサ１５ｖはＶ相電源線４９ｖに流れる電流の情報である検出情報ｓｉｇ４ｂを出力し、Ｗ相電流センサ１５ｗはＷ相電源線４９ｗに流れる電流の情報である検出情報ｓｉｇ４ｃを出力する。Ｕ相電流センサ１６ｕはＵ相電源線５４ｕに流れる電流の情報である検出情報ｓｉｇ５ａを出力する。Ｖ相電流センサ１６ｖはＶ相電源線５４ｖに流れる電流の情報である検出情報ｓｉｇ５ｂを出力し、Ｗ相電流センサ１６ｗはＷ相電源線５４ｗに流れる電流の情報である検出情報ｓｉｇ５ｃを出力する。検出情報ｓｉｇ４ａ、ｓｉｇ４ｂ、ｓｉｇ４ｃ、ｓｉｇ５ａ、ｓｉｇ５ｂ、ｓｉｇ５ｃは、モータ電流検出情報ｓｉｇｉｍである。
【０１６５】
実施の形態１２の第二例のモータ制御装置１００における制御装置１１は、検出情報ｓｉｇ１、ｓｉｇ２、ｓｉｇ３、ｓｉｇ１５、モータ電流検出情報ｓｉｇｉｍ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、環境検出情報ｓｉｇｅｖ、操作盤２３からの入力信号に基づいて、チョッパ３を制御する制御信号ｓｉｇｃ１及びインバータ装置９２を制御する制御信号ｓｉｇｃ２を出力する。制御信号ｓｉｇｃ２は、第一系統のインバータ５を制御する制御信号ｓｉｇｃ２１と第二系統のインバータ５を制御する制御信号ｓｉｇｃ２２とから構成されている。
【０１６６】
実施の形態１３．
図８３は、実施の形態１３に係るモータ制御装置における制御装置の構成を示す図である。図８４は実施の形態１３に係るモータ制御装置の動作を説明する飛行高度のタイミングを示す図であり、図８５は実施の形態１３に係るモータ制御装置の動作を説明する高度情報のタイミングを示す図である。図８６は実施の形態１３に係るモータ制御装置の動作を説明する第一例のＤＣリンク電圧のタイミングを示す図であり、図８７は実施の形態１３に係るモータ制御装置の動作を説明する第二例のＤＣリンク電圧のタイミングを示す図である。図８８は、実施の形態１３に係る電圧減衰比のデータマップを示す図である。図８９は実施の形態１３に係る電圧減衰比特性を示す図であり、図９０は実施の形態１３に係る降圧電圧特性を示す図である。実施の形態１〜実施の形態１２のモータ制御装置１００は、第一運転モードの第一電圧及び第二運転モードの第二電圧が予め設定されている例で説明したが、これに限定されない。第二運転モードの第二電圧の設定値は運転モードの第二電圧の設定値が飛行情報に基づいて変更される点で、実施の形態１〜実施の形態１２のモータ制御装置１００と異なる。実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。
【０１６７】
第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌの設定値は、例えばモータ制御装置１００が位置している空間における高度の検出値又は推定値、すなわち飛行物体１０１の高度情報の検出値又は推定値に基づいて決定される。この第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌの設定値は、後述する第二電圧決定部１２０により決定される。第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌの設定値は、予め設定された第二電圧の基準電圧値と、高度情報の検出値又は推定値に対する電圧減衰比Ｒｄ１を定めた関数もしくはデータマップとを用いて、第二電圧の基準電圧値と電圧減衰比Ｒｄ１とを乗算することで決定される。第二電圧の基準電圧値は標高ゼロメートルでの設計値でよい。電圧減衰比Ｒｄ１が４つの値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を有する場合の例を説明する。図８８、図８９に、それぞれ電圧減衰比Ｒｄ１のデータマップ１０２ａ、電圧減衰比Ｒｄ１の関数である電圧減衰比特性１０３ａの例を示した。図９０に、電圧減衰比Ｒｄ１のデータマップ１０２ａ又は電圧減衰比特性１０３ａを用いて演算された降圧電圧特性１１２ａを示した。データマップ１０２ａには高度と電圧減衰比Ｒｄ１の値との関係が記載されている。図８９、図９０において、横軸は高度である。図８９において縦軸は電圧減衰比Ｒｄ１であり、図９０において縦軸は降圧電圧Ｖｄｌである。なお、図８８〜図９０の高度は、飛行物体１０１の高度情報の検出値又は推定値である。
【０１６８】
図８８に示したデータマップ１０２ａは、高度がｈ１未満の場合に電圧減衰比Ｒｄ１の値がＲ１であり、高度がｈ１以上ｈ２未満の場合に電圧減衰比Ｒｄ１の値がＲ２であり、高度がｈ２以上ｈ３未満の場合に電圧減衰比Ｒｄ１の値がＲ３であり、高度がｈ３以上の場合に電圧減衰比Ｒｄ１の値がＲ４である。第二電圧の基準電圧値をＶｒとすると、降圧電圧Ｖｄｌは、式（１）のようになる。
Ｖｄｌ＝Ｒｄ１×Ｖｒ      ・・・（１）
電圧減衰比Ｒｄ１の値すなわち電圧減衰比値がＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のとき、降圧電圧Ｖｄｌの値すなわち降圧電圧値はそれぞれＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４になる。電圧減衰比Ｒｄ１の値Ｒ１〜Ｒ４の大小関係はＲ１＜Ｒ２＜Ｒ３＜Ｒ４であり、降圧電圧Ｖｄｌの値Ｖ１〜Ｖ４の大小関係はＶ１＞Ｖ２＞Ｖ３＞Ｖ４である。
【０１６９】
実施の形態１３の第二電圧の設定値の変更方法は、制御装置１１により実行される。図８３に示すように、実施の形態１３の制御装置１１は、第二電圧決定部１２０、制御信号生成部１２４を備えている。制御信号生成部１２４は、実施の形態１〜実施の形態１１のそれぞれの制御信号生成部６８ａ、６８ｂ、６８ｃに対応している。なお、図８３では、第一信号生成部６９ａ、第二信号生成部６９ｂのみ記載し、各実施の形態における運転モード判定部６０等は省略している。第二電圧決定部１２０は、高度演算部１２１ａ、電圧減衰比生成部１２２、降圧電圧生成部１２３を備えている。高度演算部１２１ａは、環境検出情報ｓｉｇｅｖに基づいて高度値を演算し、高度値を示す高度信号ｓｉｇ２５ａを出力する。電圧減衰比生成部１２２は、データマップ１０２ａ又は電圧減衰比特性１０３ａを有している。電圧減衰比生成部１２２は、高度信号ｓｉｇ２５ａの示す高度値ｈ１、ｈ２、ｈ３等からデータマップ１０２ａ又は電圧減衰比特性１０３ａを用いて、電圧減衰比Ｒｄ１の電圧減衰比値を示す電圧減衰比信号ｓｉｇｒｄを出力する。降圧電圧生成部１２３は、電圧減衰比信号ｓｉｇｒｄの示す電圧減衰比値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４等と基準電圧値Ｖｒとから式（１）を用いて降圧電圧Ｖｄｌを演算し、降圧電圧値を示す降圧電圧信号ｓｉｇｖｄｌを出力する。制御信号生成部１２４の第一信号生成部６９ａは、第二モード制御信号ｓｉｇｃｍ２を生成する際に、降圧電圧信号ｓｉｇｖｄｌの示す降圧電圧値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４等に応じてタイミングの異なる第二モード制御信号ｓｉｇｃｍ２を出力する。
【０１７０】
チョッパ３は、降圧電圧値Ｖ１に対応するタイミングの第二モード制御信号ｓｉｇｃｍ２を受けると、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４又は半導体スイッチング素子Ｑ５、Ｑ６を制御して降圧電圧値Ｖ１の降圧電圧Ｖｄｌを出力する。チョッパ３は、同様に降圧電圧値Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４等に対応するタイミングの第二モード制御信号ｓｉｇｃｍ２を受けると、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４又は半導体スイッチング素子Ｑ５、Ｑ６を制御して降圧電圧値Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４等の降圧電圧Ｖｄｌを出力する。
【０１７１】
モータ制御装置１００が搭載された飛行物体１０１である航空機が、図８４の飛行高度特性１１５のように飛行高度が変化する場合を考える。図８４において、横軸は時間であり、縦軸は飛行高度である。時刻ｔ４０で上昇を開始し、時刻ｔ４１、ｔ４２、ｔ４３においてそれぞれ飛行高度の値がｈ１、ｈ２、ｈ３を通過し、時刻ｔ４４〜時刻ｔ４５で一定の高度で巡航している。時刻ｔ４５で下降を開始し、時刻ｔ４６、ｔ４７、ｔ４８においてそれぞれ飛行高度の値がｈ３、ｈ２、ｈ１を通過し、時刻ｔ４９で地上に着陸する。時刻ｔ４０〜時刻ｔ４４は第一飛行状態Ｓｄ１であり、時刻ｔ４４〜時刻ｔ４５は第二飛行状態Ｓｄ２であり、時刻ｔ４５〜時刻ｔ４９は第三飛行状態Ｓｄ３である。モータ制御装置１００が搭載された航空機が図８４のように飛行すると、環境情報検出センサ３５が出力する環境検出情報ｓｉｇｅｖから演算された高度情報の特性は図８５の高度情報特性１１６のようになり、チョッパ３のＤＣリンク電圧Ｖｌｋは図８６のＤＣリンク電圧特性１０４ａ又は図８７のＤＣリンク電圧特性１１１ａのように変化する。図８５において、横軸は時間であり、縦軸は高度情報である。図８６、図８７において、横軸は時間であり、縦軸はＤＣリンク電圧Ｖｌｋである。高度情報特性１１６は、実施の形態１で説明した検出高度情報特性５６ａ又は実施の形態６で説明した推定高度情報特性５７に相当する。
【０１７２】
実施の形態１３のモータ制御装置１００における制御装置１１は、高度情報が第一飛行状態Ｓｄ１において閾値Ｘ１よりも高い値を示した場合、運転モードを第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードに変更して、チョッパ３の低電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎから第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌまで低下させる。時刻ｔｓ１で高度情報が閾値Ｘ１よりも高い値になると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ１で第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎから第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌに変化する。制御装置１１は、時刻ｔ４４〜時刻ｔ４５の第二飛行状態Ｓｄ２において、チョッパ３の低電圧運転を維持する。制御装置１１は、第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードで運転中に高度情報が第三飛行状態Ｓｄ３において閾値Ｙ１よりも低い値を示した場合、運転モードを第一運転モードＭｄ１すなわち高電圧モードに変更して、チョッパ３の高電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎに上昇させる。時刻ｔｓ２で高度情報が閾値Ｙ１よりも低くなると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ２で第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌから第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎに変化する。実施の形態１３において閾値Ｘ１は閾値Ｙ１より高い値である。第一飛行状態Ｓｄ１における高度情報特性１１６の高度情報が閾値Ｘ１になる点はモード変更点Ｐ９であり、第三飛行状態Ｓｄ３における高度情報特性１１６の高度情報が閾値Ｙ１になる点はモード変更点Ｐ１０である。
【０１７３】
第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌの値すなわち降圧電圧値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４について説明する。閾値Ｘ１、Ｙ１と高度の値すなわち高度値との関係は次のようになっている。閾値Ｘ１は高度値ｈ１よりも大きく高度値ｈ２よりも小さくなっており、閾値Ｙ１は高度値ｈ１より小さくなっている。時刻ｔｓ１において降圧電圧Ｖｄｌは降圧電圧値Ｖ２になる。閾値Ｘ１が高度値ｈ１以上高度値ｈ２未満なので、データマップ１０２ａ又は電圧減衰比特性１０３ａに基づいて電圧減衰比Ｒｄ１が電圧減衰比値Ｒ２になる。このため時刻ｔｓ１において、降圧電圧Ｖｄｌは降圧電圧特性１１２ａから降圧電圧値Ｖ２になる。時刻ｔ４２において高度情報が高度値ｈ２になると、データマップ１０２ａ又は電圧減衰比特性１０３ａに基づいて電圧減衰比Ｒｄ１が電圧減衰比値Ｒ３になる。このため時刻ｔ４２において、降圧電圧Ｖｄｌは降圧電圧特性１１２ａから降圧電圧値Ｖ３になる。時刻ｔ４３において高度情報が高度値ｈ３になると、データマップ１０２ａ又は電圧減衰比特性１０３ａに基づいて電圧減衰比Ｒｄ１が電圧減衰比値Ｒ４になる。このため時刻ｔ４３において、降圧電圧Ｖｄｌは降圧電圧特性１１２ａから降圧電圧値Ｖ４になる。
【０１７４】
時刻ｔ４４〜時刻ｔ４５の第二飛行状態Ｓｄ２において、高度情報が高度値ｈ３以上なので、降圧電圧Ｖｄｌは降圧電圧特性１１２ａから降圧電圧値Ｖ４になっている。時刻ｔ４５で下降を開始し時刻ｔ４６において高度情報が高度値ｈ３を通過し高度値ｈ３未満になると、データマップ１０２ａ又は電圧減衰比特性１０３ａに基づいて電圧減衰比Ｒｄ１が電圧減衰比値Ｒ３になる。このため時刻ｔ４６において、降圧電圧Ｖｄｌは降圧電圧特性１１２ａから降圧電圧値Ｖ３になる。時刻ｔ４７において高度情報が高度値ｈ２を通過し高度値ｈ２未満になると、データマップ１０２ａ又は電圧減衰比特性１０３ａに基づいて電圧減衰比Ｒｄ１が電圧減衰比値Ｒ２になる。このため時刻ｔ４７において、降圧電圧Ｖｄｌは降圧電圧特性１１２ａから降圧電圧値Ｖ２になる。時刻ｔ４８において高度情報が高度値ｈ１を通過し高度値ｈ１未満になると、データマップ１０２ａ又は電圧減衰比特性１０３ａに基づいて電圧減衰比Ｒｄ１が電圧減衰比値Ｒ１になる。このため時刻ｔ４８において、降圧電圧Ｖｄｌは降圧電圧特性１１２ａから降圧電圧値Ｖ１になる。時刻ｔｓ２において、高度情報が閾値Ｙ１よりも低くなると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋは降圧電圧値Ｖ１の第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌから第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎに変化する。
【０１７５】
実施の形態１３のモータ制御装置１００の動作を実施の形態１の制御方法を適用した例を説明したが、実施の形態１３の第二電圧の設定値の変更方法は実施の形態２〜実施の形態１２のモータ制御装置１００にも適用できる。実施の形態２〜実施の形態７、実施の形態１０、実施の形態１１のモータ制御装置１００に第二電圧の設定値の変更方法を適用する場合は、各実施の形態のモータ制御装置１００における制御装置１１において、第二電圧決定部１２０を追加して、制御信号生成部６８ａの第一信号生成部６９ａに第二電圧決定部１２０から出力される降圧電圧信号ｓｉｇｖｄｌを入力する。実施の形態８のモータ制御装置１００に第二電圧の設定値の変更方法を適用する場合は、実施の形態８のモータ制御装置１００における制御装置１１において、第二電圧決定部１２０を追加して、制御信号生成部６８ｂの第一信号生成部６９ａに第二電圧決定部１２０から出力される降圧電圧信号ｓｉｇｖｄｌを入力する。実施の形態９のモータ制御装置１００に第二電圧の設定値の変更方法を適用する場合は、実施の形態９のモータ制御装置１００における制御装置１１において、第二電圧決定部１２０を追加して、制御信号生成部６８ｃの第一信号生成部６９ａに第二電圧決定部１２０から出力される降圧電圧信号ｓｉｇｖｄｌを入力する。
【０１７６】
実施の形態１３のモータ制御装置１００は、第二運転モードの第二電圧の設定値が飛行情報に基づいて変更されること以外は実施の形態１〜実施の形態１２のモータ制御装置１００と同様なので、実施の形態１〜実施の形態１２のモータ制御装置１００と同様の効果を奏する。実施の形態１３のモータ制御装置１００は、飛行物体１０１の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にインバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、モータ制御装置１００の機器内における放電現象を抑制できるので、インバータ５を含むモータ制御装置１００及びモータ６の信頼性が向上する。また、実施の形態１３のモータ制御装置１００は、第二運転モードの第二電圧の設定値を予め設定する必要がないので、モータ制御装置１００の設置の際に第二電圧の設定値の調整を不要にできる。
【０１７７】
以上のように、実施の形態１３のモータ制御装置１００は、地上から離れて飛行する飛行物体１０１のモータ６を制御する。モータ制御装置１００は、直流配電網１から供給される直流電力を入力電力として直流配電網１の配電網電圧Ｖｐｎ以下の直流電力を出力する降圧装置９０と、直流電力を交流電力に変換してモータ６に出力する電力供給装置（インバータ５）と、降圧装置９０及び電力供給装置（インバータ５）を制御する制御装置１１と、を備える。降圧装置９０は、入力電力から直流配電網１の配電網電圧Ｖｐｎ以下の直流電力に変換する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）と、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）の出力電圧（ＤＣリンク電圧Ｖｌｋ）を平滑する出力コンデンサ（コンデンサ４）と、を備える。直流出力型電力変換装置（チョッパ３）は、第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）よりも低い第二電圧（降圧電圧Ｖｄｌ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する。制御装置１１は、飛行物体１０１の飛行高度の検出値又は推定値（高度値ｈ１、ｈ２、ｈ３）に基づいて第二電圧（降圧電圧Ｖｄｌ）の電圧値（降圧電圧値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）を決定する第二電圧決定部１２０を備え、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する際に、第二電圧決定部１２０にて決定された第二電圧（降圧電圧Ｖｄｌ）の電圧値（降圧電圧値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）に応じた制御信号ｓｉｇｃ１を直流出力型電力変換装置（チョッパ３）に出力する。制御装置１１は、飛行物体１０１が地上から離れる場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、モータ６の制御に伴って得られるモータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）、飛行物体１０１の飛行高度に関係する環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）の一方、又は両方である飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合、又はモータ６の制御中に飛行情報に基づいて第二運転モードＭｄ２が選択された運転モード信号ｍｓｉｇを受信した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。実施の形態１３のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合に、又はモータ６の制御中に第二運転モードＭｄ２が選択された運転モード信号ｍｓｉｇを受信した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
【０１７８】
実施の形態１４．
図９１は、実施の形態１４に係るモータ制御装置における制御装置の構成を示す図である。図９２は、実施の形態１４に係るモータ制御装置の動作を説明する放射線量情報のタイミングを示す図である。図９３は実施の形態１４に係るモータ制御装置の動作を説明する第一例のＤＣリンク電圧のタイミングを示す図であり、図９４は実施の形態１４に係るモータ制御装置の動作を説明する第二例のＤＣリンク電圧のタイミングを示す図である。図９５は、実施の形態１４に係る電圧減衰比のデータマップを示す図である。図９６は実施の形態１４に係る電圧減衰比特性を示す図であり、図９７は実施の形態１４に係る降圧電圧特性を示す図である。実施の形態１４のモータ制御装置１００は、放射線情報を用いて第二運転モードの第二電圧の設定値が変更される点で、実施の形態１３のモータ制御装置１００と異なる。実施の形態１３のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。
【０１７９】
地球への宇宙線到達量は太陽の磁場による遮蔽効果に左右され、太陽の活動が弱くなると宇宙線が到達しやすくなり、宇宙線による被ばく量が増える傾向にあるといわれている。第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌの設定値は、例えばモータ制御装置１００が位置している空間における放射線量の検出値又は推定値、すなわち飛行物体１０１の放射線量情報の検出値又は推定値に基づいて決定される。第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌの設定値は、予め設定された第二電圧の基準電圧値と、放射線量情報の検出値又は推定値に対する電圧減衰比Ｒｄ２を定めた関数もしくはデータマップとを用いて、第二電圧の基準電圧値と電圧減衰比Ｒｄ２とを乗算することで決定される。第二電圧の基準電圧値は標高ゼロメートルで、基準設計に定めた日時での放射線量の値に基づいて設計した際の設計値でよい。電圧減衰比Ｒｄ２が４つの値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４を有する場合の例を説明する。図９５、図９６に、それぞれ電圧減衰比Ｒｄ２のデータマップ１０２ｂ、電圧減衰比Ｒｄ２の関数である電圧減衰比特性１０３ｂの例を示した。図９７に、電圧減衰比Ｒｄ２のデータマップ１０２ｂ又は電圧減衰比特性１０３ｂを用いて演算された降圧電圧特性１１２ｂを示した。データマップ１０２ｂには放射線量と電圧減衰比Ｒｄ２の値との関係が記載されている。図９６、図９７において、横軸は放射線量である。図９６において縦軸は電圧減衰比Ｒｄ２であり、図９７において縦軸は降圧電圧Ｖｄｌである。なお、図９５〜図９７の放射線量は、飛行物体１０１の外部又は内部における放射線量情報の検出値又は推定値である。放射線量情報の検出値は、放射線センサ２４により検出される。放射線量情報の推定値は、放射線センサ２４以外の例えば高度センサ２１あるいは環境情報検出センサ３５により検出された情報に基づいて推定される。
【０１８０】
図９５に示したデータマップ１０２ｂは、放射線量がｄ１未満の場合に電圧減衰比Ｒｄ２の値がＲ１であり、放射線量がｄ１以上ｄ２未満の場合に電圧減衰比Ｒｄ２の値がＲ２であり、放射線量がｄ２以上ｄ３未満の場合に電圧減衰比Ｒｄ２の値がＲ３であり、放射線量がｄ３以上の場合に電圧減衰比Ｒｄ２の値がＲ４である。第二電圧の基準電圧値をＶｒとすると、降圧電圧Ｖｄｌは、式（２）のようになる。
Ｖｄｌ＝Ｒｄ２×Ｖｒ      ・・・（２）
電圧減衰比Ｒｄ２の値すなわち電圧減衰比値がＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４のとき、降圧電圧Ｖｄｌの値すなわち降圧電圧値はそれぞれＶ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４になる。電圧減衰比Ｒｄ２の値Ｒ１〜Ｒ４の大小関係はＲ１＜Ｒ２＜Ｒ３＜Ｒ４であり、降圧電圧Ｖｄｌの値Ｖ１〜Ｖ４の大小関係はＶ１＞Ｖ２＞Ｖ３＞Ｖ４である。
【０１８１】
実施の形態１４の第二電圧の設定値の変更方法は、制御装置１１により実行される。図９１に示すように、実施の形態１４の制御装置１１は、第二電圧決定部１２０、制御信号生成部１２４を備えている。実施の形態１４の制御装置１１は、実施の形態１３の制御装置１１とは、第二電圧決定部１２０の高度演算部１２１ａが放射線量演算部１２１ｂに変更され、放射線量演算部１２１ｂが放射線量信号ｓｉｇ２５ｂを出力する点で異なる。制御信号生成部１２４は、実施の形態１〜実施の形態１１のそれぞれの制御信号生成部６８ａ、６８ｂ、６８ｃに対応している。なお、図９１では、第一信号生成部６９ａ、第二信号生成部６９ｂのみ記載し、各実施の形態における運転モード判定部６０等は省略している。第二電圧決定部１２０は、放射線量演算部１２１ｂ、電圧減衰比生成部１２２、降圧電圧生成部１２３を備えている。放射線量演算部１２１ｂは、環境検出情報ｓｉｇｅｖに基づいて放射線量値を演算し、放射線量値を示す放射線量信号ｓｉｇ２５ｂを出力する。電圧減衰比生成部１２２は、データマップ１０２ｂ又は電圧減衰比特性１０３ｂを有している。電圧減衰比生成部１２２は、放射線量信号ｓｉｇ２５ｂの示す放射線量値ｄ１、ｄ２、ｄ３等からデータマップ１０２ｂ又は電圧減衰比特性１０３ｂを用いて、電圧減衰比Ｒｄ２の電圧減衰比値を示す電圧減衰比信号ｓｉｇｒｄを出力する。降圧電圧生成部１２３は、電圧減衰比信号ｓｉｇｒｄの示す電圧減衰比値Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４等と基準電圧値Ｖｒとから式（２）を用いて降圧電圧Ｖｄｌを演算し、降圧電圧値を示す降圧電圧信号ｓｉｇｖｄｌを出力する。制御信号生成部１２４の第一信号生成部６９ａは、第二モード制御信号ｓｉｇｃｍ２を生成する際に、降圧電圧信号ｓｉｇｖｄｌの示す降圧電圧値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４等に応じてタイミングの異なる第二モード制御信号ｓｉｇｃｍ２を出力する。
【０１８２】
チョッパ３は、降圧電圧値Ｖ１に対応するタイミングの第二モード制御信号ｓｉｇｃｍ２を受けると、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４又は半導体スイッチング素子Ｑ５、Ｑ６を制御して降圧電圧値Ｖ１の降圧電圧Ｖｄｌを出力する。チョッパ３は、同様に降圧電圧値Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４等に対応するタイミングの第二モード制御信号ｓｉｇｃｍ２を受けると、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４又は半導体スイッチング素子Ｑ５、Ｑ６を制御して降圧電圧値Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４等の降圧電圧Ｖｄｌを出力する。
【０１８３】
モータ制御装置１００が搭載された飛行物体１０１である航空機が、図８４の飛行高度特性１１５のように飛行高度が変化する場合を考える。モータ制御装置１００が搭載された航空機が図８４のように飛行すると、環境情報検出センサ３５が出力する環境検出情報ｓｉｇｅｖから演算された放射線量情報の特性は図９２の放射線量情報特性１１７のようになり、チョッパ３のＤＣリンク電圧Ｖｌｋは図９３のＤＣリンク電圧特性１０４ｂ又は図９４のＤＣリンク電圧特性１１１ｂのように変化する。図９２において、横軸は時間であり、縦軸は放射線量情報である。図９３、図９４において、横軸は時間であり、縦軸はＤＣリンク電圧Ｖｌｋである。放射線量情報特性１１７は、実施の形態５で説明した検出放射線量情報特性５６ｊ又は推定放射線量情報特性に相当する。放射線量値ｄ１、ｄ２、ｄ３は、それぞれ高度値ｈ１、ｈ２、ｈ３に対応する放射線量値である。
【０１８４】
実施の形態１４のモータ制御装置１００における制御装置１１は、放射線量情報が第一飛行状態Ｓｄ１において閾値Ｘ５よりも高い値を示した場合、運転モードを第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードに変更して、チョッパ３の低電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎから第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌまで低下させる。時刻ｔｓ１で放射線量情報が閾値Ｘ５よりも高い値になると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ１で第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎから第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌに変化する。制御装置１１は、時刻ｔ４４〜時刻ｔ４５の第二飛行状態Ｓｄ２において、チョッパ３の低電圧運転を維持する。制御装置１１は、第二運転モードＭｄ２すなわち低電圧モードで運転中に放射線量情報が第三飛行状態Ｓｄ３において閾値Ｙ５よりも低い値を示した場合、運転モードを第一運転モードＭｄ１すなわち高電圧モードに変更して、チョッパ３の高電圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎに上昇させる。時刻ｔｓ２で放射線量情報が閾値Ｙ５よりも低くなると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ２で第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌから第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎに変化する。実施の形態１４において閾値Ｘ５は閾値Ｙ５より高い値である。第一飛行状態Ｓｄ１における放射線量情報特性１１７の放射線量情報が閾値Ｘ５になる点はモード変更点Ｐ９であり、第三飛行状態Ｓｄ３における放射線量情報特性１１７の放射線量情報が閾値Ｙ５になる点はモード変更点Ｐ１０である。
【０１８５】
第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌの値すなわち降圧電圧値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４について説明する。閾値Ｘ５、Ｙ５と放射線量の値すなわち放射線量値との関係は次のようになっている。閾値Ｘ５は放射線量値ｄ１よりも大きく放射線量値ｄ２よりも小さくなっており、閾値Ｙ５は放射線量値ｄ１より小さくなっている。時刻ｔｓ１において降圧電圧Ｖｄｌは降圧電圧値Ｖ２になる。閾値Ｘ５が放射線量値ｄ１以上放射線量値ｄ２未満なので、データマップ１０２ｂ又は電圧減衰比特性１０３ｂに基づいて電圧減衰比Ｒｄ２が電圧減衰比値Ｒ２になる。このため時刻ｔｓ１において、降圧電圧Ｖｄｌは降圧電圧特性１１２ｂから降圧電圧値Ｖ２になる。時刻ｔ４２において放射線量情報が放射線量値ｄ２になると、データマップ１０２ｂ又は電圧減衰比特性１０３ｂに基づいて電圧減衰比Ｒｄ２が電圧減衰比値Ｒ３になる。このため時刻ｔ４２において、降圧電圧Ｖｄｌは降圧電圧特性１１２ｂから降圧電圧値Ｖ３になる。時刻ｔ４３において放射線量情報が放射線量値ｄ３になると、データマップ１０２ｂ又は電圧減衰比特性１０３ｂに基づいて電圧減衰比Ｒｄ２が電圧減衰比値Ｒ４になる。このため時刻ｔ４３において、降圧電圧Ｖｄｌは降圧電圧特性１１２ｂから降圧電圧値Ｖ４になる。
【０１８６】
時刻ｔ４４〜時刻ｔ４５の第二飛行状態Ｓｄ２において、放射線量情報が放射線量値ｄ３以上なので、降圧電圧Ｖｄｌは降圧電圧特性１１２ｂから降圧電圧値Ｖ４になっている。時刻ｔ４５で下降を開始し時刻ｔ４６において放射線量情報が放射線量値ｄ３を通過し放射線量値ｄ３未満になると、データマップ１０２ｂ又は電圧減衰比特性１０３ｂに基づいて電圧減衰比Ｒｄ２が電圧減衰比値Ｒ３になる。このため時刻ｔ４６において、降圧電圧Ｖｄｌは降圧電圧特性１１２ｂから降圧電圧値Ｖ３になる。時刻ｔ４７において放射線量情報が放射線量値ｄ２を通過し放射線量値ｄ２未満になると、データマップ１０２ｂ又は電圧減衰比特性１０３ｂに基づいて電圧減衰比Ｒｄ２が電圧減衰比値Ｒ２になる。このため時刻ｔ４７において、降圧電圧Ｖｄｌは降圧電圧特性１１２ｂから降圧電圧値Ｖ２になる。時刻ｔ４８において放射線量情報が放射線量値ｄ１を通過し放射線量値ｄ１未満になると、データマップ１０２ｂ又は電圧減衰比特性１０３ｂに基づいて電圧減衰比Ｒｄ２が電圧減衰比値Ｒ１になる。このため時刻ｔ４８において、降圧電圧Ｖｄｌは降圧電圧特性１１２ｂから降圧電圧値Ｖ１になる。時刻ｔｓ２において、放射線量情報が閾値Ｙ５よりも低くなると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋは降圧電圧値Ｖ１の第二電圧である降圧電圧Ｖｄｌから第一電圧である降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎに変化する。
【０１８７】
実施の形態１４のモータ制御装置１００は、第二運転モードの第二電圧の設定値が飛行情報である放射線情報に基づいて変更されること以外は実施の形態１３のモータ制御装置１００と同様なので、実施の形態１３のモータ制御装置１００と同様の効果を奏する。実施の形態１４のモータ制御装置１００は、飛行物体１０１の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にインバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、モータ制御装置１００の機器内における放電現象を抑制できるので、インバータ５を含むモータ制御装置１００及びモータ６の信頼性が向上する。また、実施の形態１４のモータ制御装置１００は、第二運転モードの第二電圧の設定値を予め設定する必要がないので、モータ制御装置１００の設置の際に第二電圧の設定値の調整を不要にできる。実施の形態１４のモータ制御装置１００は、太陽活動の状態に伴う宇宙線の増加の際にも、宇宙線の増加に追従して第二電圧を下げることができる。このため、実施の形態１４のモータ制御装置１００は、実施の形態１３のモータ制御装置１００よりもインバータ５を含むモータ制御装置１００及びモータ６の信頼性が向上する。
【０１８８】
以上のように、実施の形態１４のモータ制御装置１００は、地上から離れて飛行する飛行物体１０１のモータ６を制御する。モータ制御装置１００は、直流配電網１から供給される直流電力を入力電力として直流配電網１の配電網電圧Ｖｐｎ以下の直流電力を出力する降圧装置９０と、直流電力を交流電力に変換してモータ６に出力する電力供給装置（インバータ５）と、降圧装置９０及び電力供給装置（インバータ５）を制御する制御装置１１と、を備える。降圧装置９０は、入力電力から直流配電網１の配電網電圧Ｖｐｎ以下の直流電力に変換する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）と、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）の出力電圧（ＤＣリンク電圧Ｖｌｋ）を平滑する出力コンデンサ（コンデンサ４）と、を備える。直流出力型電力変換装置（チョッパ３）は、第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（降圧電圧Ｖｄｈ又は配電網電圧Ｖｐｎ）よりも低い第二電圧（降圧電圧Ｖｄｌ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する。制御装置１１は、飛行物体１０１に降り注がれた放射線における放射線量の検出値又は推定値（放射線量値ｄ１、ｄ２、ｄ３）に基づいて第二電圧（降圧電圧Ｖｄｌ）の電圧値（降圧電圧値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）を決定する第二電圧決定部１２０を備え、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する際に、第二電圧決定部１２０にて決定された第二電圧（降圧電圧Ｖｄｌ）の電圧値（降圧電圧値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）に応じた制御信号ｓｉｇｃ１を直流出力型電力変換装置（チョッパ３）に出力する。制御装置１１は、飛行物体１０１が地上から離れる場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、モータ６の制御に伴って得られるモータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）、飛行物体１０１の飛行高度に関係する環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）の一方、又は両方である飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合、又はモータ６の制御中に飛行情報に基づいて第二運転モードＭｄ２が選択された運転モード信号ｍｓｉｇを受信した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。実施の形態１４のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合に、又はモータ６の制御中に第二運転モードＭｄ２が選択された運転モード信号ｍｓｉｇを受信した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
【０１８９】
なお、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２は、シリコンを用いて形成されたシリコン半導体の素子でも、シリコンに比べてバンドギャップが大きいワイドバンドギャップ半導体材料を用いて形成されたワイドバンドギャップ半導体の素子でもよい。ワイドバンドギャップ半導体材料としては、例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ：Silicon  Carbide）、窒化ガリウム（ＧａＮ：Gallium  Nitride）を含む窒化ガリウム系材料又はダイヤモンドがある。半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２が、ワイドバンドギャップ半導体材料によって形成された半導体素子、すなわちワイドバンドギャップ半導体の素子の場合は、シリコン半導体の素子よりもスイッチング速度が速く、スイッチング損失が小さい。更に、ワイドバンドギャップ半導体の素子は、シリコン半導体の素子よりも耐電圧性が高く、耐熱性も高い。そのため、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２がワイドバンドギャップ半導体の素子の場合は、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２の冷却器であるヒートシンク等が小型にでき、ヒートシンク等が不要となることもある。
【０１９０】
なお、環境要因の情報として、飛行物体の高度情報、飛行物体の外部における外気圧情報、飛行物体の外部における空気成分濃度情報、飛行物体の外部における外気温情報、飛行物体に降り注がれた放射線の放射線量情報のいずれか一つ又は複数を用いる例を説明したが、これに限定されない。環境要因の情報は、それら複数の情報から生成された複合情報でも構わない。例えば、特性が上に凸の形状である高度情報及び放射線量情報から生成された複合情報である複合情報１は、重み付けした各情報を加算した情報である。高度情報、外気圧情報、空気成分濃度情報、外気温情報の重み付け係数を、それぞれｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４、ｋ５とする。複合情報１の特性は、ｋ１倍した検出高度情報特性５６ａとｋ５倍した検出放射線量情報特性５６ｊとを加えた特性とすることができる。特性が下に凸の形状である外気圧情報、空気成分濃度情報、外気温情報から生成された複合情報である複合情報２は、重み付けした各情報を加算した情報である。複合情報２の特性は、ｋ２倍した検出外気圧情報特性５６ｄ、ｋ３倍した検出空気成分濃度情報特性５６ｅ、ｋ４倍した検出外気温情報特性５６ｉを加えた特性とすることができる。特性が上に凸の形状である環境要因の情報と特性が下に凸の形状である環境要因の情報から複合情報を生成する場合は、情報値の増減を反転させて一方の形状に合わせた特性すなわち形状を統一した特性を用いて、重み付けした各情報を加算することで、凸の形状又は下に凸の形状にした複合情報を生成することができる。
【０１９１】
また、モータパラメータの情報の一例であるモータパラメータ指令は、モータ速度指令、モータ出力指令、モータ交流電圧指令、モータ電流指令、モータトルク指令のいずれか一つ又は複数用いる例を説明したが、これに限定されない。モータパラメータ指令は、それら複数の情報から生成された複合情報でも構わない。モータパラメータの情報の一例であるモータパラメータ検出情報は、検出モータ速度情報、検出モータ出力情報、検出モータ交流電圧情報、検出モータ電流情報、検出モータトルク情報のいずれか一つ又は複数用いる例を説明したが、これに限定されない。モータパラメータ検出情報は、それら複数の情報から生成された複合情報でも構わない。モータパラメータの情報の一例であるモータパラメータの推定情報は、推定モータ速度情報、推定モータ出力情報、推定モータトルク情報のいずれか一つ又は複数用いる例を説明したが、これに限定されない。モータパラメータの推定情報は、それら複数の情報から生成された複合情報でも構わない。さらに、モータパラメータの情報の複合情報は、モータのモータパラメータ指令、モータのモータパラメータ検出情報、モータのモータパラメータ推定情報から生成された複合情報でも構わない。モータパラメータの情報の複合情報は、環境要因の情報の複合情報と同様に生成することができる。
【０１９２】
なお、本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
【符号の説明】
【０１９３】
１…直流配電網、３…チョッパ（直流出力型電力変換装置）、４…コンデンサ（出力コンデンサ）、５…インバータ（電力供給装置）、６…モータ、８…リアクトル、１１…制御装置、１９…外気温センサ、２０…外気圧センサ、２１…高度センサ、２２…空気成分濃度センサ、２３…操作盤、２４…放射線センサ、３４…表示器、３５…環境情報検出センサ、３６ａ…高度表示、３６ｂ…モータ出力表示、３６ｃ…外気圧表示、３６ｄ…空気成分濃度表示、３６ｅ…外気温表示、３６ｆ…放射線量表示、３６ｇ…モータ速度表示、３６ｈ…モータ交流電圧表示、３６ｉ…モータ電流表示、３６ｊ…モータトルク表示、３６ｋ…判定結果表示、３６ｌ…優先順位情報表示、３７…選択スイッチ、３８…モータパラメータセンサ、４１ｐ…高電位側入力端子、４１ｓ…低電位側入力端子、４２ｐ…高電位側出力端子、４２ｓ…低電位側出力端子、５１…許可スイッチ、５２、５３…モータ、５５ａ…酸素濃度センサ、５５ｂ…窒素濃度センサ、５５ｃ…二酸化炭素濃度センサ、６４…オブザーバ、７０…モータパラメータ指令センサ、７１ａ…モータ速度指令センサ、７１ｂ…モータ出力指令センサ、７１ｃ…モータ交流電圧指令センサ、７１ｄ…モータ電流指令センサ、７１ｅ…モータトルク指令センサ、７３ａ…モータ速度センサ、７３ｂ…モータ出力センサ、７３ｃ…モータ交流電圧センサ、７３ｄ…モータ電流センサ、７３ｅ…モータトルクセンサ、８０…インバータ（電力供給装置）、９０…降圧装置、９１…駆動装置、１００…モータ制御装置、１０１…飛行物体、１０２ａ、１０２ｂ…データマップ、１０３ａ、１０３ｂ…電圧減衰比特性（関数）、１２０…第二電圧決定部、１２１ａ…高度演算部、１２１ｂ…放射線量演算部、ｄ１、ｄ２、ｄ３…放射線量値、ｄａｔａＡ、ｄａｔａＢ、ｄａｔａＣ…検出値、ｄａｔａＳ…モータパラメータ情報値、ｅｎｓｉｇ…変更許可信号、ｅｓｉｇ１…推定高度情報、ｆａ…スイッチング周波数、ｆｂ…スイッチング周波数、ｆｓ…スイッチング周波数、ｈ１、ｈ２、ｈ３…高度値、ｍ…接続点、Ｍｄ１…第一運転モード、Ｍｄ２…第二運転モード、ｍｓｉｇ…運転モード信号、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４…電圧減衰比値、Ｒｄ１、Ｒｄ２…電圧減衰比、ｓｉｇ８…検出情報、ｓｉｇ９…検出情報、ｓｉｇ１０…検出情報、ｓｉｇ１１…検出情報、ｓｉｇ１２…検出情報、ｓｉｇ１３ａ、ｓｉｇ１３ｂ、ｓｉｇ１３ｃ…検出情報、ｓｉｇ１９ａ、ｓｉｇ１９ｂ、ｓｉｇ１９ｃ、ｓｉｇ１９ｄ、ｓｉｇ１９ｅ…検出情報、ｓｉｇ２０ａ、ｓｉｇ２０ｂ、ｓｉｇ２０ｃ、ｓｉｇ２０ｄ、ｓｉｇ２０ｅ…検出情報、ｓｉｇ２１ａ、ｓｉｇ２１ｂ、ｓｉｇ２１ｃ…推定情報、ｓｉｇ２５ａ…高度信号、ｓｉｇ２５ｂ…放射線量信号、ｓｉｇｃ１…制御信号、ｓｉｇｅｖ…環境検出情報、ｓｉｇｍｐ…モータパラメータ検出情報、ｓｉｇｍｐｃ…モータパラメータ指令検出情報、ｓｉｇｍｐｅ…モータパラメータ推定情報、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４…半導体スイッチング素子、Ｑ５、Ｑ６、Ｑ７、Ｑ８…半導体スイッチング素子、Ｑ９、Ｑ１０、Ｑ１１、Ｑ１２…半導体スイッチング素子、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４…降圧電圧値、Ｖｌｋ…ＤＣリンク電圧（出力電圧）、Ｖｄｌ…降圧電圧（第二電圧）、Ｖｄｈ…降圧電圧（第一電圧）、Ｖｐｎ…配電網電圧、Ｖｒ…基準電圧値、Ｘ、Ｘ＊、ＸＡ、ＸＢ、ＸＣ…閾値、Ｙ、Ｙ＊、ＹＡ、ＹＢ、ＹＣ…閾値、Ｚ、Ｚａ、Ｚｂ、Ｚｃ…閾値、Ｚａ１、Ｚａ２、Ｚａ３、Ｚａ４、Ｚａ５…閾値、Ｚｂ１、Ｚｂ２、Ｚｂ３、Ｚｂ４、Ｚｂ５…閾値、Ｚｃ１、Ｚｃ２、Ｚｃ３…閾値、Ｗ、Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ…閾値、Ｗａ１、Ｗａ２、Ｗａ３、Ｗａ４、Ｗａ５…閾値、Ｗｂ１、Ｗｂ２、Ｗｂ３、Ｗｂ４、Ｗｂ５…閾値、Ｗｃ１、Ｗｃ２、Ｗｃ３…閾値
【要約】
モータ制御装置（１００）は、第一電圧（Ｖｄｈ、Ｖｐｎ）を出力する第一運転モード及び第一電圧よりも低い第二電圧（Ｖｄｌ）を出力する第二運転モードを有する直流出力型電力変換装置（３）を備える降圧装置（９０）、電力供給装置（５）、制御装置（１１）を備え、飛行物体のモータ（６）を制御する。制御装置（１１）は、飛行物体が地上から離れる場合に電力変換装置（３）を第一運転モードにて制御し、モータ（６）の制御に伴って得られるモータパラメータの情報（ｓｉｇｍｐｃ、ｓｉｇｍｐ、ｓｉｇｍｐｅ）、飛行物体の飛行高度に関係する環境要因の情報（ｓｉｇｅｖ）の一方、又は両方である飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合、又はモータ（６）の制御中に飛行情報に基づいて第二運転モードが選択された運転モード信号（ｍｓｉｇ）を受信した場合に、電力変換装置（３）を第二運転モードにて制御する。【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４】
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【図８５】
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【図８６】
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【図８７】
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【図８８】
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【図８９】
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【図９０】
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【図９１】
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【図９２】
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【図９３】
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【図９４】
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【図９５】
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【図９６】
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【図９７】
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