(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第１，第２スイッチング素子と、前記コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第３，第４半導体素子と、前記コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第５，第６スイッチング素子と、を備えた電力変換器と、
前記第１，第２スイッチング素子の共通接続点に接続された第１巻線と、前記第３，第４スイッチング素子の共通接続点に接続された第２巻線と、前記第５，第６スイッチング素子の共通接続点に接続された第３巻線と、を有するモータと、
補正後パルス電圧印加時間を以下の（５）式で算出し、以下の表１に示す電圧ベクトルＶ１〜Ｖ１２の中から前記モータの回転子位相に最も近いものを電圧ベクトル指令として前記補正後パルス電圧印加時間出力するパルス電圧発生器と、
前記電圧ベクトル指令に基づいて前記電力変換器の前記第１〜第６スイッチング素子を表１に従ってオンオフさせた際の前記電力変換器の三相の出力電流を検出する電流検出器と、
前記三相の出力電流を二相の出力電流に変換してｄ軸電流を出力する三相／二相変換器と、
前記補正後パルス電圧印加時間経過後の前記ｄ軸電流が減磁判定閾値以下となったときに、前記モータの回転子の永久磁石に減磁が発生していると判断する減磁判定器と、を備えたことを特徴とするモータの減磁診断装置。
【数５】
0006806272.tif 000017
【表１】
0006806272.tif 000018
【請求項２】
コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第１，第２スイッチング素子と、前記コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第３，第４半導体素子と、前記コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第５，第６スイッチング素子と、を備えた電力変換器と、
前記第１，第２スイッチング素子の共通接続点に接続された第１巻線と、前記第３，第４スイッチング素子の共通接続点に接続された第２巻線と、前記第５，第６スイッチング素子の共通接続点に接続された第３巻線と、を有するモータと、
補正後パルス電圧印加時間を以下の（６）式で算出し、以下の表１に示す電圧ベクトルＶ１〜Ｖ１２の中から前記モータの回転子位相に最も近いものを電圧ベクトル指令として前記補正後パルス電圧印加時間出力するパルス電圧発生器と、
前記電圧ベクトル指令に基づいて前記電力変換器の前記第１〜第６スイッチング素子を表１に従ってオンオフさせた際の前記電力変換器の三相の出力電流を検出する電流検出器と、
前記三相の出力電流を二相の出力電流に変換してｄ軸電流およびｑ軸電流を出力する三相／二相変換器と、
前記補正後パルス電圧印加時間経過後の前記ｄ軸電流および前記ｑ軸電流により算出した交流電流の実効値が減磁判定閾値以下となったときに、前記モータの回転子の永久磁石に減磁が発生していると判断する減磁判定器と、を備えたことを特徴とするモータの減磁診断装置。
【数６】
0006806272.tif 000019
【表１】
0006806272.tif 000020
【請求項３】
前記パルス電圧発生器は、
前記補正後パルス電圧印加時間に直流電圧基準値を直流電圧検出値で除算した値を乗算して、前記補正後パルス電圧印加時間を補正することを特徴とする請求項１または２記載のモータの減磁診断装置。
【請求項４】
コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第１，第２スイッチング素子と、前記コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第３，第４半導体素子と、前記コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第５，第６スイッチング素子と、を備えた電力変換器と、
前記第１，第２スイッチング素子の共通接続点に接続された第１巻線と、前記第３，第４スイッチング素子の共通接続点に接続された第２巻線と、前記第５，第６スイッチング素子の共通接続点に接続された第３巻線と、を有するモータと、
補正後パルス電圧印加時間を以下の（８）式で算出し、以下の表１に示す電圧ベクトルＶ１〜Ｖ１２の中から前記モータの回転子位相に最も近いものを電圧ベクトル指令として前記補正後パルス電圧印加時間出力するパルス電圧発生器と、
前記電圧ベクトル指令に基づいて前記電力変換器の前記第１〜第６スイッチング素子を表１に従ってオンオフさせた際の前記電力変換器の三相の出力電流を検出する電流検出器と、
前記三相の出力電流を二相の出力電流に変換してｄ軸電流またはｄ軸電流およびｑ軸電流を出力する三相／二相変換器と、
前記補正後パルス電圧印加時間経過後の前記ｄ軸電流または前記ｄ軸電流および前記ｑ軸電流により算出した交流電流の実効値が減磁判定閾値以下となったときに、前記モータの回転子の永久磁石に減磁が発生していると判断する減磁判定器と、を備えたことを特徴とするモータの減磁診断装置。
【数８】
0006806272.tif 000021
【表１】
0006806272.tif 000022
【請求項５】
前記減磁判定器は、
前記モータの永久磁石温度に基づいて、前記減磁判定閾値を定めることを特徴とする請求項１〜４のうち何れか１項に記載のモータの減磁診断装置。
【請求項６】
コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第１，第２スイッチング素子と、前記コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第３，第４半導体素子と、前記コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第５，第６スイッチング素子と、を備えた電力変換器と、
前記第１，第２スイッチング素子の共通接続点に接続された第１巻線と、前記第３，第４スイッチング素子の共通接続点に接続された第２巻線と、前記第５，第６スイッチング素子の共通接続点に接続された第３巻線と、を有するモータと、を備えたモータ制御装置の減磁診断方法であって、
パルス電圧発生器が、補正後パルス電圧印加時間を以下の（５）式で算出し、以下の表１に示す電圧ベクトルＶ１〜Ｖ１２の中から前記モータの回転子位相に最も近いものを電圧ベクトル指令として前記補正後パルス電圧印加時間出力し、
電流検出器が、前記電圧ベクトル指令に基づいて前記電力変換器の前記第１〜第６スイッチング素子を表１に従ってオンオフさせた際の前記電力変換器の三相の出力電流を検出し、
三相／二相変換器が、前記三相の出力電流を二相の出力電流に変換してｄ軸電流を出力し、
減磁判定器が、前記補正後パルス電圧印加時間経過後の前記ｄ軸電流が減磁判定閾値以下となったときに、前記モータの回転子の永久磁石に減磁が発生していると判断することを特徴とするモータ制御装置の減磁診断方法。
【数５】
0006806272.tif 000023
【表１】
0006806272.tif 000024
【請求項７】
コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第１，第２スイッチング素子と、前記コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第３，第４半導体素子と、前記コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第５，第６スイッチング素子と、を備えた電力変換器と、
前記第１，第２スイッチング素子の共通接続点に接続された第１巻線と、前記第３，第４スイッチング素子の共通接続点に接続された第２巻線と、前記第５，第６スイッチング素子の共通接続点に接続された第３巻線と、を有するモータと、を備えたモータ制御装置の減磁診断方法であって、
パルス電圧発生器が、補正後パルス電圧印加時間を以下の（６）式で算出し、以下の表１に示す電圧ベクトルＶ１〜Ｖ１２の中から前記モータの回転子位相に最も近いものを電圧ベクトル指令として前記補正後パルス電圧印加時間出力し、
電流検出器が、前記電圧ベクトル指令に基づいて前記電力変換器の前記第１〜第６スイッチング素子を表１に従ってオンオフさせた際の前記電力変換器の三相の出力電流を検出し、
三相／二相変換器が、前記三相の出力電流を二相の出力電流に変換してｄ軸電流およびｑ軸電流を出力し、
減磁判定器が、前記補正後パルス電圧印加時間経過後の前記ｄ軸電流および前記ｑ軸電流により算出した交流電流の実効値が減磁判定閾値以下となったときに、前記モータの回転子の永久磁石に減磁が発生していると判断することを特徴とするモータ制御装置の減磁診断方法。
【数６】
0006806272.tif 000025
【表１】
0006806272.tif 000026
【請求項８】
コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第１，第２スイッチング素子と、前記コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第３，第４半導体素子と、前記コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第５，第６スイッチング素子と、を備えた電力変換器と、
前記第１，第２スイッチング素子の共通接続点に接続された第１巻線と、前記第３，第４スイッチング素子の共通接続点に接続された第２巻線と、前記第５，第６スイッチング素子の共通接続点に接続された第３巻線と、を有するモータと、を備えたモータ制御装置の減磁診断方法であって、
パルス電圧発生器が、補正後パルス電圧印加時間を以下の（８）式で算出し、以下の表１に示す電圧ベクトルＶ１〜Ｖ１２の中から前記モータの回転子位相に最も近いものを電圧ベクトル指令として前記補正後パルス電圧印加時間出力し、
電流検出器が、前記電圧ベクトル指令に基づいて前記電力変換器の前記第１〜第６スイッチング素子を表１に従ってオンオフさせた際の前記電力変換器の三相の出力電流を検出し、
三相／二相変換器が、前記三相の出力電流を二相の出力電流に変換してｄ軸電流またはｄ軸電流およびｑ軸電流を出力し、
減磁判定器が、前記補正後パルス電圧印加時間経過後の前記ｄ軸電流または前記ｄ軸電流および前記ｑ軸電流により算出した交流電流の実効値が減磁判定閾値以下となったときに、前記モータの回転子の永久磁石に減磁が発生していると判断することを特徴とするモータ制御装置の減磁診断方法。
【数８】
0006806272.tif 000027
【表１】
0006806272.tif 000028
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの減磁診断装置およびモータ制御装置の減磁診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５に、車載用モータドライブシステムの構成例を示す。バッテリ１の電圧を昇圧回路２によって昇圧しコンデンサＣに印加する。インバータ（電力変換器）３は、コンデンサＣの電圧を交流電圧に変換しＰＭモータ４に印加することで、ＰＭモータ４を回転させる。なお、インバータ３は、図６に示すようにＵ，Ｖ，Ｗ相の各アームに接続されている第１〜第６スイッチング素子Ｕ＋、Ｕ−、Ｖ＋、Ｖ−、Ｗ＋、Ｗ−を備える。
【０００３】
図７にＰＭモータ４の構成の概略図を示す。内部の回転子５はＮ極とＳ極をもつ永久磁石からなる。外側の固定子には、インバータ３と接続するＵ相巻線６Ｕ，Ｖ相巻線６Ｖ，Ｗ相巻線６Ｗが設置されている。インバータ３からＵ相巻線６Ｕ，Ｖ相巻線６Ｖ，Ｗ相巻線６Ｗに電圧を印加することでＰＭモータ４内に磁界が発生して、永久磁石からなる回転子５が回転する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２０００１９号公報
【特許文献２】特開２００８−４３１５３号公報
【特許文献３】特許第６１５８１１５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＰＭモータ４の回転子５の永久磁石に、経年変化による磁束の低下（減磁）が発生すると、ＰＭモータ４を所望のトルクで運転できなくなるおそれがある。よって、車載用モータドライブシステムでは、経年変化による減磁を検知する機能が要求される。
【０００６】
この減磁診断についての先行技術として、特許文献３が開示されている。この特許文献３の図７には、モータ停止時にｄ軸のパルス電圧Ｖｄを所定時間印加したときの電流傾きから磁束を推定し、これに基づいて減磁を診断する技術が開示されている。
【０００７】
さらに、この特許文献３を応用して、モータ停止時にｄ軸のパルス電圧Ｖｄを所定時間印加させて、そのときのｄ軸電流の値に基づいて減磁を診断する技術がある。
【０００８】
しかし、この応用技術では、位相が１２種類に限定されている図２に示す電圧ベクトル指令に基づいて、減磁診断に用いるｄ軸電流値を発生させている。これに起因して、永久磁石の回転子位相位置の条件によって減磁診断に用いるｄ軸電流値に誤差が発生して、高精度の減磁診断ができないという問題があった。
【０００９】
以上示したようなことから、モータの減磁診断装置において、減磁診断の精度を向上させることが課題となる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、前記従来の問題に鑑み、案出されたもので、その一態様は、コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第１，第２スイッチング素子と、前記コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第３，第４半導体素子と、前記コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第５，第６スイッチング素子と、を備えた電力変換器と、前記第１，第２スイッチング素子の共通接続点に接続された第１巻線と、前記第３，第４スイッチング素子の共通接続点に接続された第２巻線と、前記第５，第６スイッチング素子の共通接続点に接続された第３巻線と、を有するモータと、補正後パルス電圧印加時間を以下の（５）式で算出し、以下の表１に示す電圧ベクトルＶ１〜Ｖ１２の中から前記モータの回転子位相に最も近いものを電圧ベクトル指令として前記補正後パルス電圧印加時間出力するパルス電圧発生器と、前記電圧ベクトル指令に基づいて前記電力変換器の前記第１〜第６スイッチング素子を表１に従ってオンオフさせた際の前記電力変換器の三相の出力電流を検出する電流検出器と、前記三相の出力電流を二相の出力電流に変換してｄ軸電流を出力する三相／二相変換器と、前記補正後パルス電圧印加時間経過後の前記ｄ軸電流が減磁判定閾値以下となったときに、前記モータの回転子の永久磁石に減磁が発生していると判断する減磁判定器と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
【数５】
0006806272.tif 000002
【００１２】
【表１】
0006806272.tif 000003
【００１３】
また、他の態様として、コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第１，第２スイッチング素子と、前記コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第３，第４半導体素子と、前記コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第５，第６スイッチング素子と、を備えた電力変換器と、前記第１，第２スイッチング素子の共通接続点に接続された第１巻線と、前記第３，第４スイッチング素子の共通接続点に接続された第２巻線と、前記第５，第６スイッチング素子の共通接続点に接続された第３巻線と、を有するモータと、補正後パルス電圧印加時間を以下の（６）式で算出し、以下の表１に示す電圧ベクトルＶ１〜Ｖ１２の中から前記モータの回転子位相に最も近いものを電圧ベクトル指令として前記補正後パルス電圧印加時間出力するパルス電圧発生器と、前記電圧ベクトル指令に基づいて前記電力変換器の前記第１〜第６スイッチング素子を表１に従ってオンオフさせた際の前記電力変換器の三相の出力電流を検出する電流検出器と、前記三相の出力電流を二相の出力電流に変換してｄ軸電流およびｑ軸電流を出力する三相／二相変換器と、前記補正後パルス電圧印加時間経過後の前記ｄ軸電流および前記ｑ軸電流により算出した交流電流の実効値が減磁判定閾値以下となったときに、前記モータの回転子の永久磁石に減磁が発生していると判断する減磁判定器と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
【数６】
0006806272.tif 000004
【００１５】
【表１】
0006806272.tif 000005
【００１６】
また、その一態様として、前記パルス電圧発生器は、前記補正後パルス電圧印加時間に直流電圧基準値を直流電圧検出値で除算した値を乗算して、前記補正後パルス電圧印加時間を補正することを特徴とする。
【００１７】
また、他の態様として、コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第１，第２スイッチング素子と、前記コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第３，第４半導体素子と、前記コンデンサの一端と他端との間に順次直列接続された第５，第６スイッチング素子と、を備えた電力変換器と、前記第１，第２スイッチング素子の共通接続点に接続された第１巻線と、前記第３，第４スイッチング素子の共通接続点に接続された第２巻線と、前記第５，第６スイッチング素子の共通接続点に接続された第３巻線と、を有するモータと、補正後パルス電圧印加時間を以下の（８）式で算出し、以下の表１に示す電圧ベクトルＶ１〜Ｖ１２の中から前記モータの回転子位相に最も近いものを電圧ベクトル指令として前記補正後パルス電圧印加時間出力するパルス電圧発生器と、前記電圧ベクトル指令に基づいて前記電力変換器の前記第１〜第６スイッチング素子を表１に従ってオンオフさせた際の前記電力変換器の三相の出力電流を検出する電流検出器と、前記三相の出力電流を二相の出力電流に変換してｄ軸電流またはｄ軸電流およびｑ軸電流を出力する三相／二相変換器と、前記補正後パルス電圧印加時間経過後の前記ｄ軸電流または前記ｄ軸電流および前記ｑ軸電流により算出した交流電流の実効値が減磁判定閾値以下となったときに、前記モータの回転子の永久磁石に減磁が発生していると判断する減磁判定器と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
【数８】
0006806272.tif 000006
【００１９】
【表１】
0006806272.tif 000007
【００２０】
また、その一態様として、前記減磁判定器は、前記モータの永久磁石温度に基づいて、前記減磁判定閾値を定めることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、モータの減磁診断装置において、減磁診断の精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態１〜４における減磁診断の制御構成ブロック図。
【図２】電圧ベクトルを示す説明図。
【図３】ｄ軸電流とｄ軸インダクタンスの関係を示す図。
【図４】正常状態と減磁状態における電圧パルス印加時間とｄ軸電流の関係を示す図。
【図５】車載用モータドライブシステムの構成例を示すブロック図。
【図６】インバータとモータを示す図。
【図７】ＰＭモータの概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本願発明におけるモータの減磁診断装置の実施形態１〜４を図１〜図４，図６，図７に基づいて詳述する。
【００２４】
［実施形態１］
まず、図６に基づいて、本実施形態１の減磁診断装置が適用されるインバータ３とモータ４の構成を説明する。インバータ３は、コンデンサＣの一端と他端との間に順次直列接続された第１，第２スイッチング素子Ｕ＋，Ｕ−と、コンデンサＣの一端と他端との間に順次直列接続された第３，第４半導体素子Ｖ＋，Ｖ−と、コンデンサＣの一端と他端との間に順次直列接続された第５，第６スイッチング素子Ｗ＋，Ｗ−と、を備える。
【００２５】
モータ４は、第１，第２スイッチング素子Ｕ＋，Ｕ−の共通接続点に接続されたＵ相巻線（第１巻線）６Ｕと、第３，第４スイッチング素子Ｖ＋，Ｖ−の共通接続点に接続されたＶ相巻線（第２巻線）６Ｖと、第５，第６スイッチング素子Ｗ＋，Ｗ−の共通接続点に接続されたＷ相巻線（第３巻線）６Ｗと、を有する。Ｕ相巻線６Ｕ，Ｖ相巻線６Ｖ，Ｗ相巻線６Ｗはスター結線で接続される。なお、図５では、例として車載用モータドライブシステムを示したが、インバータとモータを有していれば、車載用モータドライブシステム以外にも適用可能である。
【００２６】
図１に、本実施形態１における減磁診断の制御構成ブロック図を示す。なお、本実施形態１の減磁診断は、ＰＭモータ４の停止中に行う。通常のＰＭモータ４の回転動作は、図１とは異なる制御ブロックで行う。通常のＰＭモータ４の回転動作については本願発明と直接関係ないため説明を省略する。
【００２７】
図１に基づいて、本実施形態１の減磁診断について説明する。パルス電圧発生器７は、ＰＭモータ４の回転子位相γを入力する。回転子位相γは図７に示す回転子５のＮ極の軸（ｄ軸）とＵ相巻線軸との位相差である。パルス電圧発生器７は、回転子位相γに基づいて、図２に示す１２種類の電圧ベクトルＶ１〜Ｖ１２の中で、最もｄ軸に近い電圧ベクトルを選択し、電圧ベクトル指令Ｖ＋＊として所定時間Ｔｏｎ’（後述の補正後パルス電圧印加時間）だけ出力する。例えば−１５°＜γ＜＋１５°の場合、電圧ベクトル指令Ｖ＋＊には電圧ベクトルＶ１が選択される。
【００２８】
インバータ３は、入力された電圧ベクトル指令Ｖ＋＊の電圧ベクトルに応じてスイッチング素子をオンオフし、パルス状の出力電圧をＰＭモータ４に印加する。
【００２９】
以下の表１は、電圧ベクトルと各スイッチング素子Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−のオンオフ指令との関係である。インバータ３は電圧ベクトル指令Ｖ＋＊に基づいて、表１に示すように、第１〜第６スイッチング素子Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−をオンオフする。
【００３０】
【表１】
0006806272.tif 000008
【００３１】
電流検出器８は、電圧ベクトル指令Ｖ＋＊に基づいてインバータ３の第１〜第６スイッチング素子Ｕ＋〜Ｗ−をオンオフさせた際のＰＭモータ４のＵＶＷ相の巻線電流（インバータ３の三相の出力電流）Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗをそれぞれ検出する。なお、Ｕ相巻線６Ｕ，Ｖ相巻線６Ｖ，Ｗ相巻線６Ｗはスター結線で接続されているので、三相の出力電流は、Ｉｕ＋Ｉｖ＋Ｉｗ＝０となる。よって、三相各々の相に電流検出器を用いて各相の出力電流を検出してもよいし、二相に電流検出器を用いて二相の出力電流を検出し、残り一相については上式を用いての演算によって出力電流を検出してもよい。後者の場合は電流検出器の個数が少なくなる利点がある。
【００３２】
三相／二相変換器９は、三相の出力電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗと回転子位相γとに基づいて以下の（１）式，（２）式により三相／二相変換を行い、ｄ軸電流Ｉｄを出力する。
【００３３】
【数１】
0006806272.tif 000009
【００３４】
【数２】
0006806272.tif 000010
【００３５】
減磁判定器１０は、電圧ベクトル指令Ｖ＋＊を出力し始めてから補正後パルス電圧印加時間経過後のｄ軸電流Ｉｄに基づいて、回転子５の永久磁石の減磁を診断する。この場合、電圧ベクトル指令Ｖ＋＊にはｄ軸に最も近い電圧ベクトルを選択しているため、ｑ軸電流Ｉｑ≒０となる。よって巻線電流によるトルクはほとんど発生しないため、回転子５は停止したままとなる。
【００３６】
モータの回転子５の回転数ω＝０、Ｉｑ＝０の条件で、ｄ軸電流Ｉｄの直流成分がほぼゼロの場合、ｄ軸インダクタンスＬｄは以下の（３）式で表せる。
【００３７】
【数３】
0006806272.tif 000011
【００３８】
ここで、ｄ軸電圧Ｖｄを一定とすれば、ｄ軸インダクタンスＬｄの変化率の逆数をｄ軸電流Ｉｄ相当値とすることができる。
【００３９】
また、ｄ軸インダクタンスＬｄはｄ軸電流変化量ΔＩｄと磁束変化量Δφから以下の（４）式のように表される。ｄ軸インダクタンスＬｄからモータ磁石磁束φを推定することが出来る。
【００４０】
【数４】
0006806272.tif 000012
【００４１】
一般的なＰＭモータ４ではｄ軸電流Ｉｄの増加に伴いｄ軸インダクタンスＬｄが単調減少する特性を持つが、特定の構造を持つＰＭモータ４では磁気飽和の影響からｄ軸インダクタンスＬｄがｄ軸電流Ｉｄに対して正の領域に極大点を持つことが確認できている。
【００４２】
そして、図３に示すように、このインダクタンス特性は設計上の最大磁石磁束に対する減磁率が増加するにつれて極大値が増加し、また極大点をとるｄ軸電流Ｉｄが減少する。
【００４３】
上記インダクタンス特性および（３）式より、ｄ軸方向へのパルス電圧印加時間Ｔｏｎを一定とすれば、ｄ軸電流Ｉｄは（３）式を時間積分したものとなるため図４に示すように磁石磁束によってｄ軸電流Ｉｄが変化する。減磁率の増加に伴いｄ軸電流Ｉｄが減少するため、減磁判定器１０ではｄ軸電流Ｉｄが減磁判定閾値以下となった時に減磁が発生していると診断し、警報を発生させる。
【００４４】
しかし、あるｄ軸方向の電圧ベクトルＶｎの位相と一致する回転子位相γに対して、電圧ベクトルＶｎを取り得る回転子位相はγ−１５°＜Ｖｎ＜γ＋１５°の範囲を持つ。そのため、回転子位相γが１２種類のｄ軸方向の各電圧ベクトルＶｎから乖離するにつれて電圧はｑ軸方向にも印加され、本来ｄ軸方向にのみ流すはずの電流がｑ軸にも流れるようになる。
【００４５】
よって、電圧ベクトル指令Ｖ＋＊を印加しても回転子位相γの位置によってｄ軸電流Ｉｄの大きさが変化する。Ｖｎ＝γの回転子位相時に流れるｄ軸電流Ｉｄに対して、ｄ軸電流Ｉｄが最少となるＶｎ＝γ±１５°の回転子位相時に流れるｄ軸電流Ｉｄの大きさは９６．６％程である。この回転子位相γによるｄ軸電流Ｉｄの大きさの差が、減磁判定に影響を与えるおそれがある。
【００４６】
そこで、回転子位相γによる電流変化を抑制するために、回転子位相γの位置によってパルス電圧印加時間Ｔｏｎを補正する。補正後パルス電圧印加時間Ｔｏｎ’を下記（５）式に示す。
【００４７】
【数５】
0006806272.tif 000013
【００４８】
例として、回転子位相γ＝２８°のときに電圧ベクトル指令Ｖ＋＊に電圧ベクトルＶ２を選択しているとする。この場合、図２に示すように、電圧ベクトル指令Ｖ＋＊の位相＝３０°であるため、Δθ＝｜２８°−３０°｜＝２°となる。
【００４９】
（５）式によるパルス電圧印加時間Ｔｏｎの補正を行い、補正後パルス電圧印加時間Ｔｏｎ’の間、電圧ベクトル指令Ｖ＋＊を出力する事で、回転子位相γの位置に依存しないｄ軸電流Ｉｄを流すことが可能である。
【００５０】
以上示したように、本実施形態１によれば、パルス電圧発生器７においてパルス電圧印加時間Ｔｏｎを（５）式で補正することによって、減磁診断中の回転子位相γに依存することなく、減磁診断に用いるｄ軸電流を精度よく検出することができる。これにより、減磁診断の精度が向上する。
【００５１】
［実施形態２］
実施形態１ではｄ軸電流Ｉｄと減磁判定閾値とを比較したが、本実施形態２では交流電流の実効値Ｉ１＝√（Ｉｄ2＋Ｉｑ2）と減磁判定閾値とを比較して減磁診断を行う。以下、実施形態１と異なる点について説明する。
【００５２】
前述のように、この減磁判定の動作中はｑ軸電流Ｉｑ≒０である。また、ｄ軸インダクタンスＬｄとｑ軸インダクタンスＬｑは等価ではないことから、交流電流の実効値Ｉ１＝√（Ｉｄ2＋Ｉｑ2）の大きさも、回転子位相γの位置により増減する。
【００５３】
この場合、補正後パルス電圧印加時間Ｔｏｎ’は以下の（６）式となる。
【００５４】
【数６】
0006806272.tif 000014
【００５５】
よって、減磁判定器１０では、ｄ軸電流Ｉｄの代わりに交流電流の実効値Ｉ１＝√（Ｉｄ2＋Ｉｑ2）の波形のピーク電流（電圧ベクトル指令Ｖ＋＊を出力し始めてから補正後パルス電圧印加時間経過後の電流）と減磁判定閾値との比較に基づいて、減磁判定を行ってもよい。この場合、図１の三相／二相変換器９はｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑを減磁判定器１０に出力することになる。
【００５６】
以上示したように、本実施形態２によれば、実施形態１と同様の作用効果を奏する。
【００５７】
［実施形態３］
磁石磁束は磁石温度により変化するため、本実施形態３では、減磁判定器１０の減磁判定閾値は磁石温度により補正を行う。補正は予め磁石温度と磁石磁束の関係を数式化し、磁石温度を入力として演算によって減磁判定閾値を適宜算出させる。演算が複雑になる場合は磁石温度毎の磁石磁束を使用領域の範囲内でテーブル化しておき、テーブル参照によって減磁判定閾値を変化させる方法も考えられる。
【００５８】
本実施形態３は、実施形態１に適用してもいいし、実施形態２に適用しても良い。
【００５９】
以上示したように、本実施形態３によれば、実施形態１，２の作用効果に加え、磁石温度の変化により減磁判定閾値を補正することで、減磁診断をより高精度化することが可能となる。
【００６０】
［実施形態４］
実施形態１〜３では、パルス電圧印加時間Ｔｏｎを回転子位相γで補正することによって、減磁診断中の回転子位相γに依存することなく、減磁診断に用いるｄ軸電流Ｉｄの検出精度を向上させ、減磁診断の精度を向上させている。
【００６１】
しかし、これら実施形態１〜３はパルス電圧（ｄ軸電圧）Ｖｄを所定時間印加させて、そのときのｄ軸電流Ｉｄに基づいて減磁を診断する方法であることから、精度の高い減磁診断を行うには前提としてインバータへ入力する直流電圧（図６のコンデンサＣの直流電圧ＶＤＣ）が常に一定である必要があった。そのため、バッテリ１の充電状態、他コンポーネントの消費電力、周囲環境温度等が変化し、インバータ３に供給される電圧が変動する環境下では実用的ではないという問題があった。
【００６２】
ｄ軸電圧Ｖｄは直流電圧ＶＤＣに依存するため、本実施形態４では、パルス電圧発生器７において、パルス電圧印加時間Ｔｏｎを直流電圧ＶＤＣにより補正する。
【００６３】
回転子位相γを固定値とした時の直流電圧ＶＤＣとパルス電圧（ｄ軸電圧）Ｖｄの関係を下記（７）式に示す。
【００６４】
【数７】
0006806272.tif 000015
【００６５】
（７）式より、パルス電圧印加時間Ｔｏｎは直流電圧検出値ＶＤＣ’に対して反比例とする下記（８）式で補正すれば良い。
【００６６】
【数８】
0006806272.tif 000016
【００６７】
直流電圧基準値（固定値）には、車載用モータドライブシステムの定格運転状態での直流電圧値を設定する。
【００６８】
減磁判定器１０では、ｄ軸電流Ｉｄと減磁判定閾値とを比較しても良く、交流電流の実効値Ｉ１＝√（Ｉｄ2＋Ｉｑ2）と減磁判定閾値とを比較しても良い。その他の制御は実施形態１，２と同様である。
【００６９】
なお、直流電圧ＶＤＣの変動範囲が大きい場合、かつ、パルス電圧印加時間Ｔｏｎがデッドタイムよりも十分大きくない場合、デッドタイムによるパルス電圧印加時間Ｔｏｎ変動の影響が顕著に表れる事となるため、予めデッドタイム分パルス電圧印加時間を補正しておく必要がある。
【００７０】
また、本実施形態４を、実施形態１〜３と組み合わせることによって、より精度の高い減磁診断ができるようになる。
【００７１】
この場合、（５）式または（６）式で演算した補正後パルス電圧印加時間Ｔｏｎ’を（８）式の補正前パルス電圧印加時間Ｔｏｎに代入することによって、補正後パルス電圧印加時間Ｔｏｎ”に補正する。すなわち、（５）式または（６）式で算出された補正後パルス電圧印加時間Ｔｏｎ’に直流電圧基準値（固定値）ＶＤＣ／直流電圧検出値ＶＤＣ’を乗算して補正後パルス電圧印加時間Ｔｏｎ’を補正する。
【００７２】
以上示したように、本実施形態４によれば、実施形態１〜３の作用効果に加え、直流電圧検出値ＶＤＣ’により補正後パルス電圧印加時間Ｔｏｎ’を補正することで減磁診断をより高精度化することが可能となる。
【００７３】
以上、本発明において、記載された具体例に対してのみ詳細に説明したが、本発明の技術思想の範囲で多彩な変形および修正が可能であることは、当業者にとって明白なことであり、このような変形および修正が特許請求の範囲に属することは当然のことである。
【符号の説明】
【００７４】
３…インバータ（電力変換器）
４…ＰＭモータ（モータ）
５…回転子
６Ｕ，６Ｖ，６Ｗ…Ｕ相巻線，Ｖ相巻線，Ｗ相巻線（第１巻線，第２巻線，第３巻線）
７…パルス電圧発生器
８…電流検出器
９…三相／二相変換器
１０…減磁判定器
【要約】
【課題】モータの減磁診断装置において、減磁診断の精度を向上させる。
【解決手段】パルス電圧発生器７において、補正後パルス電圧印加時間Ｔｏｎ’を算出する。また、パルス電圧発生器７において、電圧ベクトルＶ１〜Ｖ１２の中から回転子位相γに最も近いものを電圧ベクトル指令Ｖ＋＊として補正後パルス電圧印加時間Ｔｏｎ’出力する。電流検出器８は、電圧ベクトル指令Ｖ＋＊に基づいて電力変換器３の第１〜第６スイッチング素子をオンオフさせた際の電力変換器３の三相の出力電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを検出する。三相／二相変換器９は、三相の出力電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを二相の出力電流に変換してｄ軸電流Ｉｄを出力する。減磁判定器１０は、補正後パルス電圧印加時間Ｔｏｎ’経過後のｄ軸電流Ｉｄが減磁判定閾値以下となったときに、モータ４の回転子の永久磁石に減磁が発生していると判断する。
【選択図】図１【図１】
0006806272.tif 000029
【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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