(57)【要約】【課題】複雑な演算を行うことなく磁極位置を演算し、かつ安全性に優れた磁極位置検出装置及び方法を提供する。【解決手段】メモリ１１が、ロータの初期状態におけるロータ初期位置θ１を記憶し、ＰＩ増幅器１４が、ロータ現在位置θ２とロータ初期位置θ１とが一致するようにＰＩ演算を行って補正量を演算し、加算器１５が、磁極位置初期設定値と補正量とを加算し、磁極位置設定値を算出する。磁極位置検出装置１０は、磁極位置設定値に相当する位置情報θ３を出力する。電動機制御装置１は、この位置情報θ３を用いて、同期電動機２へ供給する直流の電流ベクトルを決定し、この電流ベクトルによって磁極位置が変化する。ロータ現在位置θ２はロータ初期位置θ１に一致するように制御されるから、ロータはさほど回転することなく、安全性を確保した状態でフィードバック制御系が安定する。【選択図】図２
2009254045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期電動機におけるロータの回転位置を示すロータ現在位置を入力し、前記ロータ現在位置に基づく磁極位置の位置情報を用いることにより前記同期電動機を駆動制御する電動機制御装置における、前記磁極位置を検出する装置において、
前記磁極位置を検出する初期状態におけるロータ現在位置を、ロータ初期位置として記憶する記憶部と、
前記ロータ現在位置と、前記記憶部に記憶されたロータ初期位置とが一致するようにフィードバック制御を行い、補正量を演算する演算部と、を備え、
前記演算部により演算された補正量に基づいた位置情報により、前記同期電動機へ供給する直流電流の電流ベクトルを決定することを特徴とする磁極位置検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の磁極位置検出装置において、
前記ロータ現在位置と、前記記憶部に記憶されたロータ初期位置との間の偏差を算出する減算部と、
磁極位置初期設定値を予め記憶する第２の記憶部と、
前記演算部により演算された補正量と、前記第２の記憶部により記憶された磁極位置初期設定値とを加算する加算部と、を備え、
前記演算部は、減算部により算出された偏差を入力し、この偏差がゼロになるように、Ｐ（比例）制御及びＩ（積分）制御によって補正量を演算し、
前記加算部による加算結果に基づいた位置情報により、前記同期電動機へ供給する直流電流の電流ベクトルを決定することを特徴とする磁極位置検出装置。
【請求項３】
同期電動機におけるロータの回転位置を示すロータ現在位置を入力し、前記ロータ現在位置に基づく磁極位置の位置情報を用いることにより前記同期電動機を駆動制御する電動機制御装置によって、前記磁極位置を検出する方法において、
前記磁極位置を検出する初期状態におけるロータ現在位置を、ロータ初期位置として記憶する第１のステップと、
入力したロータ現在位置と前記記憶したロータ初期位置とが一致するようにフィードバック制御を行い、補正量を演算する第２のステップと、
前記補正量に基づいた位置情報により、前記同期電動機へ供給する直流電流の電流ベクトルを決定する第３のステップと、を有することを特徴とする磁極位置検出方法。
【請求項４】
請求項３に記載の磁極位置検出方法において、
磁極位置初期設定値を予め記憶するステップと、
前記第２ステップにより演算した補正量と前記記憶した磁極位置初期設定値とを加算するステップと、を有し、
前記第２のステップは、入力したロータ現在位置と前記記憶したロータ初期位置との間の偏差を算出し、この偏差がゼロになるように、Ｐ（比例）制御及びＩ（積分）制御によって補正量を演算し、
前記第３のステップは、前記補正量と磁極位置初期設定値との加算結果に基づいた位置情報により、前記同期電動機へ供給する直流電流の電流ベクトルを決定する、ことを特徴とする磁極位置検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期電動機の磁極位置検出装置及び方法に関し、特に、ロータ（回転子）の回転を抑え、かつ複雑な処理を行うことなく磁極位置を検出し、その検出した磁極位置に基づいて同期電動機を駆動制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
同期電動機を駆動制御する電動機制御装置は、所望のトルクを発生させるために、ロータの磁極位置に対応した位相で電流を供給する必要がある。このため、ロータの磁極位置を検出することは、同期電動機を駆動制御するために必要不可欠な技術となっている。
【０００３】
従来、ロータの磁極位置を検出する技術として様々な手法が知られている。例えば、同期電動機に磁極位置センサ及びパルスジェネレータを設け、これらの測定値に基づいて磁極位置を検出する手法がある。また、同期電動機のステータ（固定子）に所定の直流電流（電流ベクトル）を供給し、その電流ベクトルによってロータが停止した位置を磁極位置とするものもある。
【０００４】
図５は、従来の磁極位置検出装置の構成を示す図である。この磁極位置検出装置１１０は、磁極位置検出を実現する装置の一例であり、座標変換器１１１、絶対値演算器１１２、ローパスフィルタ１１３及び磁極位置演算器１１４を備え、図示しない電動機制御装置から同期電動機１０２へ供給される３相高周波電流を、バンドパスフィルタ１２０を介して入力し、この３相高周波電流の値に基づいて磁極位置θを検出し、出力する。
【０００５】
具体的には、図示しない電動機制御装置は、オペレータの操作によって、同期電動機１０２におけるロータの磁極位置を検出するモードに設定されると、同期電動機１０２を制御する電力変換器（インバータ／図示せず）の出力周波数範囲外の周波数で、任意の３相高周波電流を同期電動機１０２へ供給する。
【０００６】
バンドパスフィルタ１２０は、３相高周波電流のうち、予め設定された周波数のみを抽出して出力する。磁極位置検出装置１１０の座標変換器１１１は、バンドパスフィルタ１２０により出力された３相高周波電流を入力し、α軸、β軸、α’軸及びβ’軸への座標変換を施し、これら４軸の電流値を出力する。ここで、同期電動機１０２のＵ相をα軸とし、α軸に９０度直交する軸をβ軸とし、α軸及びβ軸の二相の静止座標系においてα軸から４５度移動した軸をα’軸とし、α’軸に９０度直交する軸をβ’軸とする。
【０００７】
絶対値演算器１１２は、座標変換器１１１により変換された４軸の電流値を入力し、それぞれのピーク値を平均化し、平均化した４軸の電流値を出力する。ローパスフィルタ１１３は、絶対値演算器１１２から４軸の電流値を入力し、高周波成分を除去して出力する。磁極位置演算器１１４は、ローパスフィルタ１１３から４軸の電流値を入力し、これらの４軸の電流値に基づいて所定の演算を行い、磁極位置θを出力する。磁極位置検出装置１１０における詳細な演算については、特許文献１を参照されたい。
【０００８】
このように、磁極位置検出装置１１０により検出された磁極位置θは、同期電動機１０２へ供給する電流を生成するために用いられ、図示しない電動機制御装置は、ロータの磁極位置に対応した適切な位相の電流を同期電動機１０２へ供給することができる。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−５２１９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、磁極位置を検出する手法として特許文献１の磁極位置検出装置１１０を用いた場合には、磁極位置θを検出するために複雑な演算を行う必要があることから、処理負荷が大きいという問題があった。
【００１１】
また、磁極位置を検出する他の手法として、同期電動機のステータに所定の電流ベクトルを供給し、ロータが停止した位置を磁極位置とする手法を用いた場合には、電流ベクトルと磁極位置とは直交する関係にあるから、電流ベクトルに直交する位置までロータが回転してしまう。つまり、オペレータの操作によって、ロータの磁極位置を検出するモードに設定されると、同期電動機１０２のロータが急に回転してしまうから、安全性に十分配慮する必要があった。
【００１２】
そこで、本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、複雑な演算を行うことなく磁極位置を演算し、かつ安全性に優れた磁極位置検出装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明による磁極位置検出装置は、同期電動機におけるロータの回転位置を示すロータ現在位置を入力し、前記ロータ現在位置に基づく磁極位置の位置情報を用いることにより前記同期電動機を駆動制御する電動機制御装置における、前記磁極位置を検出する装置において、前記磁極位置を検出する初期状態におけるロータ現在位置を、ロータ初期位置として記憶する記憶部と、前記ロータ現在位置と、前記記憶部に記憶されたロータ初期位置とが一致するようにフィードバック制御を行い、補正量を演算する演算部と、を備え、前記演算部により演算された補正量に基づいた位置情報により、前記同期電動機へ供給する直流電流の電流ベクトルを決定することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明による磁極位置検出装置は、前記ロータ現在位置と、前記記憶部に記憶されたロータ初期位置との間の偏差を算出する減算部と、磁極位置初期設定値を予め記憶する第２の記憶部と、前記演算部により演算された補正量と、前記第２の記憶部により記憶された磁極位置初期設定値とを加算する加算部と、を備え、前記演算部が、減算部により算出された偏差を入力し、この偏差がゼロになるように、Ｐ（比例）制御及びＩ（積分）制御によって補正量を演算し、前記加算部による加算結果に基づいた位置情報により、前記同期電動機へ供給する直流電流の電流ベクトルを決定することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明による磁極位置検出方法は、同期電動機におけるロータの回転位置を示すロータ現在位置を入力し、前記ロータ現在位置に基づく磁極位置の位置情報を用いることにより前記同期電動機を駆動制御する電動機制御装置によって、前記磁極位置を検出する方法において、前記磁極位置を検出する初期状態におけるロータ現在位置を、ロータ初期位置として記憶する第１のステップと、入力したロータ現在位置と前記記憶したロータ初期位置とが一致するようにフィードバック制御を行い、補正量を演算する第２のステップと、前記補正量に基づいた位置情報により、前記同期電動機へ供給する直流電流の電流ベクトルを決定する第３のステップと、を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明による磁極位置検出方法は、磁極位置初期設定値を予め記憶するステップと、前記第２ステップにより演算した補正量と前記記憶した磁極位置初期設定値とを加算するステップと、を有し、前記第２のステップが、入力したロータ現在位置と前記記憶したロータ初期位置との間の偏差を算出し、この偏差がゼロになるように、Ｐ（比例）制御及びＩ（積分）制御によって補正量を演算し、前記第３のステップが、前記補正量と磁極位置初期設定値との加算結果に基づいた位置情報により、前記同期電動機へ供給する直流電流の電流ベクトルを決定する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、ロータ初期位置とロータ現在位置とが一致するようにフィードバック制御を行うことにより、ロータの磁極位置を初期状態の位置からさほど回転させることなく、その初期状態の磁極位置に直交する電流ベクトルを決定するようにした。これにより、複雑な演算を行うことなく磁極位置を演算し、かつ安全性に優れた磁極位置検出装置及び方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。
〔電動機制御装置の構成〕
図１は、本発明の実施形態による磁極位置検出装置が用いられる電動機制御装置の基本構成を示す図である。この電動機制御装置１は、磁極位置検出装置１０、座標変換器２０、２相３相変換器３０、ＰＷＭ制御器４０、電力変換器５０、減算器６０−１，６０−２及び電流制御器７０−１，７０−２を備えている。電動機制御装置１は、同期電動機２に連結された絶対位置検出器（アブソリュート型エンコーダ）３からロータ現在位置θ２を入力し、ロータ現在位置θ２が示す磁極位置に対応する位置情報（機械角）θ３の位相で、駆動電流を同期電動機２へ供給する。以下、説明を簡単にするために、ロータの磁極数は２極とする。尚、このときの位置情報θ３は電気角と一致する。また、絶対位置検出器３の回転部及び固定部は、ロータ及び電動機制御装置１のシャーシ部にそれぞれ取り付けられている。
【００１９】
電動機制御装置１の磁極位置検出装置１０は、絶対位置検出器３からロータ現在位置θ２を入力すると共に、モード信号として、通常の運転モードであるノーマルモード信号または磁極位置を検出する磁極位置検出モード信号を入力する。モード信号は、図示しない設定器においてオペレータの選択により設定される。そして、ノーマルモードの場合、入力したロータ現在位置θ２に磁極オフセットθ３’を加算して位置情報θ３として座標変換器２０に出力する。一方、磁極位置検出モードの場合、入力したロータ現在位置θ２がロータ初期位置θ１に一致するように、ＰＩ（Ｐ：比例、Ｉ：積分）演算を行い、演算結果である位置情報θ３を座標変換器２０に出力する。
【００２０】
磁極位置検出モードにおいて、所定の時間が経過して演算結果である位置情報θ３が安定したときの位置情報を磁極オフセットθ３’とすると、磁極位置検出装置１０は、磁極オフセットθ３’に対応する電流ベクトルを同期電動機２へ供給することになり、ロータは、磁極位置検出モードの開始時点である初期状態のロータ初期位置θ１と同じ位置を維持することになる。つまり、磁極位置検出装置１０は、磁極位置検出モードにおいて、ロータの回転を抑えながら、ロータ現在位置θ２がロータ初期位置θ１に一致する磁極オフセットθ３’を演算し、その磁極オフセットθ３’に対応する電流ベクトルを決定する。
【００２１】
電動機制御装置１の減算器６０−１は、トルク分電流指令ｉ＊ｑからトルク分電流帰還信号ｉｑを減算し、その減算結果を出力する。電流制御器７０−１は、減算器６０−１から減算結果を入力し、電流制御によりトルク分電圧指令Ｖ＊ｑを出力する。減算器６０−２は、励磁分電流指令ｉ＊ｄから励磁分電流帰還信号ｉｄを減算し、その減算結果を出力する。電流制御器７０−２は、減算器６０−２から減算結果を入力し、電流制御により励磁分電圧指令Ｖ＊ｄを出力する。ここで、トルク分電流帰還信号ｉｑ及び励磁分電流帰還信号ｉｄは、ＵＷＶ各相の電流信号を３相／２相変換して得られた電流信号である。具体的には、電力変換器５０と同期電動機２との間の巻線上に配置された電流センサ（図示せず）がＵＶＷ各相の電流信号を検出し、３相／２相座標変換器（図示せず）がＵＶＷ各相の電流信号に対して座標変換の演算を行い、トルク分電流帰還信号ｉｑ及び励磁分電流帰還信号ｉｄを得る。尚、電力変換器５０から同期電動機２へ供給される電流ベクトルは、トルク分電流指令ｉ＊ｑ及び励磁分電流指令ｉ＊ｄの合成ベクトルに相当する。
【００２２】
座標変換器２０は、電流制御器７０−１，７０−２からトルク分電圧指令Ｖ＊ｑ及び励磁分電圧指令Ｖ＊ｄをそれぞれ入力し、磁極位置検出装置１０から位置情報θ３を入力し、２相の交流電圧指令Ｖａ及びＶｂに変換する。２相３相変換器３０は、座標変換器２０から２相の交流電圧指令Ｖａ及びＶｂを入力し、３相の正弦波電圧指令に変換する。ＰＷＭ制御器４０は、２相３相変換器３０から３相の正弦波電圧指令を入力し、図示しない搬送波信号（三角波信号）を用いてパルス幅制御し、３相のＰＷＭ信号に変換する。電力変換器５０は、ＰＷＭ制御器４０からＰＷＭ信号を入力し、このＰＷＭ信号をドライブ信号としてゲートをオンオフ動作させ、３相のパルス状正弦波電圧信号を生成し、同期電動機２へ供給する。尚、磁極位置検出モードの場合、電動機制御装置１は、位置情報θ３に対応した直流の電流ベクトルを同期電動機２へ供給する。
【００２３】
〔磁極位置検出装置の構成〕
次に、図１に示した磁極位置検出装置１０について詳細に説明する。図２は、本発明の実施形態による磁極位置検出装置１０の構成を示すブロック図である。この磁極位置検出装置１０は、ロータ初期位置を記憶するメモリ１１、磁極位置初期設定値を記憶するメモリ１２、減算器１３、ＰＩ増幅器１４、加算器１５、セレクタ１６、メモリ１７及び加算器１８を備えている。
【００２４】
メモリ１１には、ロータに負荷が接続されていないフリー状態のときのロータ現在位置θ２が、ロータ初期位置θ１として記憶されている。つまり、磁極位置検出装置１０は、フリー状態（初期状態）においてロータ現在位置θ２を入力し、ロータ初期位置θ１としてメモリ１１に記憶する。尚、図１に示した絶対位置検出器３から入力するロータ現在位置θ２は、ロータの磁極位置に対応した位置情報である。
【００２５】
図３（１）は、ロータの初期状態を示す説明図である。図３（１）は、ロータがフリー状態にあり、同期電動機２のステータ巻線に直流電流が供給されていないときの磁極位置ａ１を示している。このとき、基準軸に対するロータ現在位置θ２がロータ初期位置θ１となる。ここで、基準軸とは、電動機制御装置１から同期電動機２へ供給する直流の電流ベクトルのうち、初期状態において基準となる電流ベクトルの位相位置を示す。つまり、電動機制御装置１は、磁極位置検出モードにおいて、後述する図３（２）の電流ベクトルｂ１（基準軸上の電流ベクトル）を基準にして、位置情報θ３に対応した直流の電流ベクトルを同期電動機２へ供給する。前述したように、メモリ１１には、図３（１）の初期状態におけるロータ初期位置θ１が記憶される。
【００２６】
図３（２）は、基準軸に沿って電流ベクトルｂ１を供給したときのロータの状態を示す説明図である。電動機制御装置１が、図３（１）の初期状態において、基準となる電流ベクトル（基準軸上の電流ベクトル）ｂ１を供給すると、ロータの磁極位置ａ１は、図３（２）に示すように、電流ベクトルｂ１に直交する磁極位置ａ２まで回転してしまう。そこで、本発明の実施形態では、後述する図３（３）に示すように、ロータが初期状態にある磁極位置ａ１から極力回転しないように、この磁極位置ａ１に直交する電流ベクトル（位置情報θ３＝θ３’に対応する電流ベクトル）ｂ２を決定する。
【００２７】
図３（３）は初期状態の磁極位置ａ１に直交する位置の電流ベクトルｂ２を供給したときの状態を示す説明図である。磁極位置検出装置１０が、初期状態の磁極位置ａ１に直交する電流ベクトルｂ２を電動機制御装置１によって供給するための磁極オフセットθ３’を出力することにより、ロータの磁極位置ａ１を初期状態に維持することができる。つまり、ロータを初期状態から極力回転させないための磁極位置の情報は、初期状態である磁極位置ａ１のロータ初期位置θ１の情報に、後述するＰＩ増幅器１４により演算された補正量（磁極オフセットθ３’に相当する量）の情報を加えたものとして検出されることになる。
【００２８】
図２に戻って、メモリ１２には、磁極位置初期設定値が予め記憶されている。この磁極位置初期設定値は、図３（１）〜図３（３）に示した基準軸の位置情報に相当し、この例では０が設定される。
【００２９】
減算器１３は、絶対位置検出器３からロータ現在位置θ２を、メモリ１１からロータ初期位置θ１をそれぞれ入力し、ロータ初期位置θ１からロータ現在位置θ２を減算し、その減算結果である偏差Δθを出力する。
【００３０】
ＰＩ増幅器１４は、減算器１３から偏差Δθを入力し、偏差Δθに基づいて比例演算及び積分演算を行い、演算結果である補正量を出力する。この補正量は、加算器１５及びセレクタ１６を経て、位置情報θ３として座標変換器２０へ出力される。そして、電動機制御装置１は、位置情報θ３に対応した直流の電流ベクトルを同期電動機２へ供給し、電流ベクトルの位置に応じて同期電動機２のロータが回転する。そして、磁極位置検出装置１０は、新たなロータ現在位置θ２を絶対位置検出器３から入力することになる。ここで、ＰＩ増幅器１４は、フィードバック制御により、ロータ現在位置θ２がロータ初期位置θ１に一致するように、すなわち偏差Δθが０になるように、フィードバック制御を行い、ＰＩ増幅演算により、補正量を出力する。このフィードバック制御系が安定すると、ロータ現在位置θ２がロータ初期位置θ１に一致するときの補正量が出力され、この補正量に対応する位置情報θ３=θ３’が出力されることになる。尚、ＰＩ増幅器１４には、ＰＩの各パラメータが予め設定されているものとする。
【００３１】
加算器１５は、ＰＩ増幅器１４から補正量を、メモリ１２から磁極位置初期設定値をそれぞれ入力し、補正量に磁極位置初期設定値を加算し、その加算結果を磁極位置設定値として出力する。
【００３２】
メモリ１７は、フィードバック制御系が安定したときの、加算器１５により出力された磁極位置設定値を磁極オフセットθ３’として記憶する。ここで、磁極オフセットθ３’を記憶するタイミングは、例えば、減算器１３による減算結果Δθが所定時間の間、０を基準にした所定の許容範囲内に入ったときである。
【００３３】
加算器１８は、絶対位置検出器３からロータ現在位置θ２を、メモリ１７から磁極オフセットθ３’をそれぞれ入力し、ロータ現在位置θ２に磁極オフセットθ３’を加算し、その加算結果を出力する。
【００３４】
セレクタ１６は、加算器１５から磁極位置設定値を、加算器１８から加算結果を、図示しない設定器においてオペレータにより設定されたモード信号をそれぞれ入力し、モード信号がノーマルモード信号の場合に、加算器１８からの加算結果を位置情報θ３として出力し、モード信号が磁極位置検出モード信号の場合に、磁極位置設定値を位置情報θ３として出力する。
【００３５】
このように、磁極位置検出装置１０は、磁極位置検出モードの場合、出力信号である位置情報θ３が反映されるロータ現在位置θ２を入力し、ロータ現在位置θ２がロータ初期位置θ１に一致するように、ＰＩ演算によるフィードバック制御を行うようにした。これにより、ロータ現在位置θ２がロータ初期位置θ１に一致するように補正量が出力され、この補正量に対応する位置情報θ３が出力され、制御系は徐々に安定するようになる。このときの位置情報θ３＝θ３’が、検出すべき磁極位置に対応した電流ベクトルの位相位置となる。
【００３６】
〔磁極位置検出装置の処理〕
次に、図２に示した磁極位置検出装置１０の処理について説明する。図４は、磁極位置検出装置１０による磁極位置検出モードの処理を示す説明図である。まず、磁極位置検出装置１０は、モード信号として磁極位置検出モード信号を入力すると、図３（１）に示した初期状態のロータ現在位置θ２をロータ初期位置θ１としてメモリ１１に記憶する（ステップＳ４０１）。
【００３７】
磁極位置検出装置１０は、入力したモード信号が磁極位置検出モード信号であるか否かを判定し（ステップＳ４０２）、モード信号が磁極位置検出モード信号である限り（ステップＳ４０２：Ｙ）、ステップＳ４０３からステップＳ４０６までのフィードバック制御を行う。一方、モード信号が磁極位置検出モード信号でない場合（ステップＳ４０２：Ｎ）、磁極位置検出モードの処理を終了する。
【００３８】
磁極位置検出装置１０は、絶対位置検出器３からロータ現在位置θ２を入力する（ステップＳ４０３）。そして、磁極位置検出装置１０の減算器１３は、メモリ１１に記憶されたロータ初期位置θ１から、ステップＳ４０３にて入力したロータ現在位置θ２を減算し、減算結果である偏差Δθを算出する（ステップＳ４０４）。
【００３９】
ＰＩ増幅器１４は、減算器１３から偏差Δθを入力し、偏差Δθが０になるように、ＰＩ演算を行って補正量を算出する（ステップＳ４０５）。そして、加算器１５は、メモリ１２に予め記憶された磁極位置初期設定値と、ＰＩ増幅器１４からの補正量とを加算し、加算結果である磁極位置設定値を算出し、フィードバック制御系が安定したタイミングで、磁極オフセットθ３’としてメモリ１７に記憶される（ステップＳ４０６）。また、磁極位置設定値は、位置情報θ３としてセレクタ１６を介して座標変換器２０に出力される。
【００４０】
このように、磁極位置検出装置１０は、ステップＳ４０３からステップＳ４０６までのフィードバック制御を行うことにより、フィードバック制御系が安定したときの位置情報θ３＝θ３’を出力し、電動機制御装置１は、磁極オフセットθ３’に対応する直流の電流ベクトルｂ２を決定する。
【００４１】
次に、ノーマルモードの処理について説明する。磁極位置検出装置１０がモード信号としてノーマルモード信号を入力すると、加算器１８は、磁極位置検出モード時にメモリ１１に記憶した磁極オフセットθ３’とロータ現在位置θ２とを加算し、加算結果により得られる値を位置情報θ３として、セレクタ１６を介して座標変換器２０に出力する。
【００４２】
以上のように、本発明の実施形態による磁極位置検出装置１０によれば、メモリ１１が、ロータに負荷が接続されていないフリー状態（初期状態）におけるロータ現在位置θ２をロータ初期位置θ１として記憶し、ＰＩ増幅器１４が、ロータ現在位置θ２とロータ初期位置θ１とが一致するようにＰＩ演算を行って補正量を演算するようにし、磁極位置検出装置１０の出力として電流ベクトルの位置情報θ３を得るようにした。このようなフィードバック制御系が安定すると、位置情報θ３＝θ３’に対応する電流ベクトルｂ２が、ロータ初期位置θ１の磁極位置ａ１に直交する位置となる。これにより、ロータ初期位置θ１に、ＰＩ増幅器１４により演算された補正量を加算した情報が磁極位置の情報となるから、複雑な演算を行うことなく、磁極位置を検出することができる。また、ロータは、ロータ初期位置θ１を維持することになるから、さほど回転することがない。したがって、安全性を確保した状態で磁極位置を検出することができる。
【００４３】
以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、前記実施形態では、ＰＩ増幅器１４は、比例及び積分によるＰＩ演算を行うようにしたが、これに微分を加えてＰＩＤ演算を行うようにしてもよいし、ＰＩ演算以外の手法により補正量を出力するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施形態による磁極位置検出装置が用いられる電動機制御装置の基本構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態による磁極位置検出装置の構成を示すブロック図である。
【図３】（１）はロータの初期状態を示す説明図である。（２）は基準軸に沿って電流ベクトルを供給したときのロータの状態を示す説明図である。（３）は初期状態の磁極位置に直交する位置の電流ベクトルを供給したときの状態を示す説明図である。
【図４】磁極位置検出モードの処理を示す説明図である。
【図５】従来の磁極位置検出装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  電動機制御装置
２，１０２  同期電動機
３  絶対位置検出器
１０，１１０  磁極位置検出装置
１１，１２，１７  メモリ
１３，６０−１，６０−２  減算器
１４  ＰＩ増幅器
１５，１８  加算器
１６  セレクタ
２０  座標変換器
３０  ２相３相変換器
４０  ＰＷＭ制御器
５０  電力変換器
７０−１，７０−２  電流制御器
１１１  座標変換器
１１２  絶対値演算器
１１３  ローパスフィルタ
１１４  磁極位置演算器
１２０  バンドパスフィルタ
θ１  ロータ初期位置
θ２  ロータ現在位置
θ３  位置情報
θ３’  磁極オフセット
ｉ＊ｑ  トルク分電流指令
ｉ＊ｄ  励磁分電流指令
ｉｑ  トルク分電流帰還信号
ｉｄ  励磁分電流帰還信号
Ｖ＊ｑ  トルク分電圧指令
Ｖ＊ｄ  励磁分電圧指令
【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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