特開 2020-202643 回転機の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-202643(P2020-202643A)

(43)【公開日】2020年12月17日

(54)【発明の名称】回転機の制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 23/04 20060101AFI20201120BHJP

【ＦＩ】

   H02P23/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2019-107493(P2019-107493)

(22)【出願日】2019年6月7日

(71)【出願人】

【識別番号】000002059

【氏名又は名称】シンフォニアテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142022

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 一晃

(72)【発明者】

【氏名】北野 洋平

(72)【発明者】

【氏名】後 伸昌

【テーマコード（参考）】

5H505

【Ｆターム（参考）】

5H505BB04

5H505DD03

5H505DD08

5H505EE41

5H505GG04

5H505HB01

5H505JJ03

5H505JJ04

5H505JJ17

5H505JJ25

5H505LL22

(57)【要約】

【課題】簡易な構成によって、回転機のトルクリップルを精度良く抑制可能な制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置１は、制御周期ごとに、次の制御周期においてモータ２に流れる電流の予測値Ｉａを求める電流予測部と、前記制御周期ごとに、次の制御周期におけるモータ２の電気角予測値θａを求める電気角予測部と、入力されるトルク指令、電流予測値Ｉａ及び電気角予測値θａを用いて、モータ２のトルクリップルを低減する電流指令を生成する電流指令生成部１５と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転機の駆動を制御する制御装置であって、
制御周期ごとに、次の制御周期で前記回転機に流れる電流の予測値を求める電流予測部と、
前記制御周期ごとに、次の制御周期における前記回転機の電気角予測値を求める電気角予測部と、
入力されるトルク指令、前記電流予測値及び前記電気角予測値を用いて、前記回転機のトルクリップルを低減する電流指令を生成する電流指令生成部と、
を有する、回転機の制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の回転機の制御装置において、
前記電流指令生成部は、前記トルク指令に、前記電流予測値及び前記電気角予測値を用いて生成される電流指令補正値を考慮することにより、前記電流指令を生成する、回転機の制御装置。

【請求項3】

請求項２に記載の回転機の制御装置において、
前記電流指令生成部は、
前記回転機のモデルを用いたシミュレーションにより得られる、電気角とトルクとの関係から、前記電気角予測値を用いて電流補正信号を生成する補正信号生成部と、
前記電流予測値を考慮して、前記電流補正信号からトルク指令を補正する前記電流指令補正値を生成する指令補正値生成部と、
前記トルク指令に前記電流指令補正値を考慮することにより前記電流指令を生成する指令信号生成部と、
を有する、回転機の制御装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一つに記載の回転機の制御装置において、
前記電流予測部は、前記制御周期ごとに、前記回転機で検出される電流値と、前記回転機に対する電圧指令と、前記回転機の電気角とに基づいて、前記電流予測値を求める、回転機の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転機の駆動を制御する制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、自動車及び航空機等の電動化に伴って、モータの大容量及び高出力化が求められている。一般的に、永久磁石モータなどのモータでは、回転子の回転位置によってトルクが変動するトルクリップルが生じる。

【0003】

これに対し、モータの実機のデータに基づいてテーブルデータ等を生成し、該テーブルデータ等を用いてトルクリップルを抑制する方法が提案されている。このようにトルクリップルを抑制する装置として、例えば特許文献１には、軸トルク検出値に基づいて、トルク脈動を抑制するためのトルク脈動補償電流を学習してテーブル化し、そのテーブルを用いてトルク脈動補償制御を行うトルク脈動抑制システムが開示されている。

【0004】

詳しくは、前記トルク脈動抑制システムは、前記軸トルク検出値からトルク脈動周波数成分を抽出し、これを基にトルク脈動補償電流を学習してテーブル化するコントローラを有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−５０１１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、上述の特許文献１に開示されている構成のように、コントローラが回転機のトルクリップルを抑制するためにトルク脈動補償電流を学習する場合、前記コントローラとして、学習機能を有する高性能なハードウェアが必要になる。また、回転機の実機においてトルクリップルを計測する必要があるため、前記回転機の実機の作製、トルクリップルの計測及び学習のためのシステム構築などが必要になる。

【0007】

一般的に、回転機の電流制御として、ＰＩ制御が用いられている。ＰＩ制御では、現在の電流値と指令値との差分から電圧指令を算出し、前記差分がゼロになるように比例積分制御を行う。このようなＰＩ制御では、前記電圧指令の算出や、前記電圧指令に対する電流値の検出タイミングの遅れなどにより、制御の応答遅れが生じる。

【0008】

そのため、ＰＩ制御によって得られた値を、回転機のトルクリップルを抑制する制御に用いた場合、トルクリップルをあまり抑制できない場合がある。

【0009】

本発明の目的は、簡易な構成によって、回転機のトルクリップルを精度良く抑制可能な制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一実施形態に係る電力変換装置は、回転機の駆動を制御する制御装置である。この制御装置は、制御周期ごとに、次の制御周期で前記回転機に流れる電流の予測値を求める電流予測部と、前記制御周期ごとに、次の制御周期における前記回転機の電気角予測値を求める電気角予測部と、入力されるトルク指令、前記電流予測値及び前記電気角予測値を用いて、前記回転機のトルクリップルを低減する電流指令を生成する電流指令生成部と、を有する（第１の構成）。

【0011】

このように、制御周期ごとに、次の制御周期における電流予測値及び電気角予測値を求め、トルク指令、前記電流予測値及び前記電気角予測値を用いて回転機のトルクリップルを低減する電流指令を生成することにより、前記トルクリップルを効果的に抑制することができる。すなわち、前記電流予測値及び前記電気角予測値は、ＰＩ制御で得られる電流値及び電気角のような遅れがないため、トルクリップルによってトルクが変動するタイミングに対してずれることなく、前記トルクリップルを低減する電流指令を生成することができる。

【0012】

しかも、上述の構成により、トルクリップル抑制のための学習を行う必要がないため、学習機能を有する制御装置のように高性能なハードウェアが不要である。よって、学習制御を行う場合に比べて、簡易な構成によって、回転機のトルクリップルを抑制することができる。

【0013】

したがって、上述の簡易な構成によって、回転機のトルクリップルを精度良く抑制可能な制御装置が得られる。

【0014】

前記第１の構成において、前記電流指令生成部は、前記トルク指令に、前記電流予測値及び前記電気角予測値を用いて生成される電流指令補正値を考慮することにより、前記電流指令を生成する（第２の構成）。

【0015】

これにより、電流予測値及び電気角予測値を用いて生成される電流指令補正値によって、回転機のトルクリップルを抑制するような電流指令を生成して、該電流指令に基づいて回転機を駆動することができる。よって、前記回転機に対して、遅れのない電流制御を行うことができる。

【0016】

前記第２の構成において、前記電流指令生成部は、前記回転機のモデルを用いたシミュレーションにより得られる、電気角とトルクとの関係から、前記電気角予測値を用いて電流補正信号を生成する補正信号生成部と、前記電流予測値を考慮して、前記電流補正信号からトルク指令を補正する前記電流指令補正値を生成する指令補正値生成部と、前記トルク指令に前記電流指令補正値を考慮することにより前記電流指令を生成する指令信号生成部と、を有する（第３の構成）。

【0017】

これにより、回転機のモデルを用いたシミュレーションによって、予め電気角とトルクとの関係を求めて、その関係から電気角予測値を求めることができる。すなわち、制御装置とは別の装置によって前記関係を求めることができるので、前記制御装置を高性能なハードウェアによって構成する必要がない。よって、簡単な制御装置の構成によって、回転機のトルクリップルを抑制することができる。

【0018】

前記第１から第３の構成のうちいずれか一つの構成において、前記電流予測部は、前記制御周期ごとに、前記回転機で検出される電流値と、前記回転機に対する電圧指令と、前記回転機の電気角とに基づいて、前記電流予測値を求める（第４の構成）。これにより、次の制御周期の電流予測値を精度良く求めることができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明の一実施形態に係る回転機の制御装置によれば、トルク指令と、次の制御周期において回転機に流れる電流予測値と、次の制御周期における電気角予測値とを用いて、トルクリップルを低減する電流指令を生成する。これにより、簡単な構成によって、回転機のトルクリップルを精度良く抑制可能な制御装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、実施形態に係る制御装置の概略構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、電流制御部の概略構成を示すブロック図である。

【図3】図３は、トルクリップルの一例を示す図である。

【図4】図４は、トルクリップルを打ち消すようなｑ軸電流の一例を示す図である。

【図5】図５は、トルクリップルの一例を示す図である。

【図6】図６は、本実施形態の制御装置によって駆動されるモータのトルクの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。

【0022】

（全体構成）
図１は、本発明の実施形態に係る制御装置１の概略構成を示す図である。この制御装置１は、モータ２（回転機）の駆動を制御する装置である。本実施形態の制御装置１は、モータ２に生じるトルクリップルを抑制するように、モータ２の駆動を制御する。制御装置１は、トルク指令、モータ２の機械角θ_Ｍから算出された電気角θ_Ｅ及び３相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに基づいて電圧指令を生成し、該電圧指令を、モータ２を駆動させる主回路３に出力する。

【0023】

モータ２は、例えば、永久磁石モータである。特に図示しないが、モータ２は、永久磁石を有する回転子と、ステータコアのティースに巻線された３相のコイルを有する固定子とを有する。モータ２の構成は、一般的なモータの構成と同様であるため、詳しい説明を省略する。なお、制御装置１の制御対象は、トルクリップルが生じる回転機であれば、モータ以外の回転機であってもよい。

【0024】

モータ２の機械角θ_Ｍは、エンコーダ等の回転角検出器２ａによって検出される。回転角検出器２ａによって検出された機械角θ_Ｍは、制御装置１の後述する電流制御部１１に入力される。

【0025】

主回路３は、複数のスイッチング素子を有し、該複数のスイッチング素子の駆動によって、モータ２の３相のコイルに入力する３相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを制御する。主回路３は、例えばインバータ回路を含む。主回路３の構成も、一般的な主回路の構成と同様であるため、詳しい説明を省略する。

【0026】

主回路３からモータ２に流れる３相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗは、電流センサ２ｂによって検出される。電流センサ２ｂによって検出された３相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗは、制御装置１の後述する電流制御部１１に入力される。なお、電流センサ２ｂは、３相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗのうち、２相の電流のみを検出してもよい。この場合には、残りの１相の電流は、検出した２相の電流から求められる。

【0027】

制御装置１は、入力されるトルク指令、モータ２の機械角θ_Ｍから算出された電気角θ_Ｅ及び３相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに基づいて、モータ２のトルクリップルを抑制するような電圧指令を生成して主回路３に出力する。

【0028】

具体的には、制御装置１は、電流制御部１１と、電流指令生成部１５と、角度演算部１６とを有する。

【0029】

角度演算部１６は、回転角検出器２ａによって検出された機械角θ_Ｍから電気角θ_Ｅを演算する。角度演算部１５で得られた電気角θ_Ｅは、電流制御部１１に入力される。

【0030】

電流制御部１１は、モータ２の電気角θ_Ｅ及び３相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに基づいて電流予測値Ｉａを算出するとともに、電流予測値Ｉａ及び電気角予測値θａを考慮した電流指令を用いて電圧指令を生成する。電流制御部１１は、制御周期Ｔｃ及び電気角θ_Ｅの角速度ωを用いて、電気角予測値θａを生成する。

【0031】

図２に、電流制御部１１の概略構成をブロック図で示す。電流制御部１１は、電流予測部２１と、電気角予測部２２と、電圧指令生成部２３と、３相２相変換部２４と、２相３相変換部２５とを有する。

【0032】

３相２相変換部２４は、３相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗをｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑに変換する。３相２相変換部２４の構成は、従来の３相２相変換部の構成と同様である。よって、３相２相変換部２４の詳しい構成については、説明を省略する。

【0033】

電流予測部２１は、後述の電圧指令生成部２３で生成される電圧指令、モータ２の電気角θ_Ｅ及び３相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに基づいて、電流予測値Ｉａを算出する。具体的には、電流予測部２１は、現在の電圧指令Ｖｄ、Ｖｑと、３相２相変換部２４によって３相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗから求められる電流値Ｉｄ、Ｉｑと、モータ２の電気角θ_Ｅとに基づいて、次の制御周期で流れる電流の予測値（以下、電流予測値という）Ｉｄｅ（ｎ＋１）、Ｉｑｅ（ｎ＋１）を予測する。なお、Ｖｄはｄ軸電圧指令を意味し、Ｖｑはｑ軸電圧指令を意味する。

【0034】

電流予測部２１は、電流値Ｉｄ、Ｉｑと、現在の電圧指令Ｖｄ、Ｖｑと、モータ２の電気角θ_Ｅとを用いて、以下の（１）式及び（２）式から電流予測値Ｉｄｅ（ｎ＋１）、Ｉｑｅ（ｎ＋１）を求める。（１）式及び（２）式は、永久磁石モータの一般的な電圧方程式と前進差分法とから導き出される式である。

【0035】

（１）式及び（２）式において、Ｖｄ及びＶｑは、現在の制御周期におけるｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令である。Ｉｄ（ｎ）及びＩｑ（ｎ）は、現在の制御周期におけるｄ軸電流及びｑ軸電流である。Ｉｄｅ（ｎ＋１）及びＩｑｅ（ｎ＋１）は、電流予測部２１によって次の制御周期で流れると予測されたｄ軸電流予測値及びｑ軸電流予測値である。Ｔｃは制御周期、Ｌｄはｄ軸インダクタンス、Ｌｑはｑ軸インダクタンス、Ｒは電機子抵抗、ωは電気角速度、φは電機子鎖交磁束である。

【0036】

このように、電流値Ｉｄ、Ｉｑと、現在の電圧指令Ｖｄ、Ｖｑと、モータ２の電気角θ_Ｅとを用いることにより、次の制御周期における電流予測値を精度良く求めることができる。

【0037】

電流予測部２１で求められたｄ軸電流予測値Ｉｄｅ（ｎ＋１）及びｑ軸電流予測値Ｉｑｅ（ｎ＋１）は、後述する電流指令生成部１５に入力されて、電流指令の生成に用いられる。

【0038】

電気角予測部２２は、次の制御周期におけるモータ２の電気角（以下、電気角予測値という）θａを予測する。具体的には、本実施形態の電気角予測部２２は、モータ２の電気角θ_Ｅの角速度ωが大きく変化しない点、電流指令から生成される電圧指令が主回路３に出力されるのが制御周期で１周期先であり、平均すると１．５周期先である点などを考慮して、以下の（３）式によって、次の制御周期における電気角θａを予測する。
θａ＝θ_Ｅ＋Δθ_Ｅ＝θ_Ｅ＋ω×１．５Ｔｃ （３）

【0039】

（３）式において、Δθ_Ｅは、モータ２の電気角の進角である。

【0040】

電気角予測部２２で求められた電気角予測値θａは、後述する電流指令生成部１５に入力されて、電流指令の生成に用いられる。

【0041】

電圧指令生成部２３は、後述する電流指令生成部１５で生成された電流指令を用いて、電圧指令を生成する。この電流指令から電圧指令を生成する方法は、従来と同様であるため、詳しい説明を省略する。電圧指令生成部２３から出力された電圧指令は、２相３相変換部２５で３相の電圧指令に変換された後に、主回路３に出力されるとともに、電流予測部２１で次の制御周期の電流予測値を求める際に用いられる。なお、２相３相変換部２５の構成も従来の構成と同様なので、２相３相変換部２５の詳しい構成の説明を省略する。

【0042】

電流指令生成部１５は、トルク指令、電流制御部１１から出力される電流予測値Ｉａ及び電気角予測値θａを用いて、電流指令を生成する。具体的には、電流指令生成部１５は、補正信号生成部１２と、補償器１３（指令補正値生成部）と、指令変換部１４と、加算部１５ａ（指令信号生成部）とを有する。

【0043】

補正信号生成部１２は、電流制御部１１から出力された電気角予測値θａを用いて、電流補正信号を生成する。詳しくは、補正信号生成部１２は、電気角と電流との関係が規定された補正テーブルを有する。補正信号生成部１２は、前記補正テーブルを用いて、入力された電気角予測値θａに対し、モータ２のトルクリップルを抑制するように電流指令を補正する電流補正信号を生成する。

【0044】

前記補正テーブルは、制御装置１以外のコンピュータによって、オフラインで予め生成されたテーブルデータである。前記コンピュータでは、シミュレーションによって、モータ２のモデルを用いてモータ２のトルクリップルを含むトルクを算出し、該トルクから求められる電流とそのときのモータ２の電気角との関係を、前記補正テーブルとして求める。

【0045】

前記補正テーブルを生成する際に、モータ２のモデルとして、例えば、ＦＥＭモデルから作成されたメッシュデータに物性等の条件を入力することにより得られるシミュレーション用のモデルが用いられる。このシミュレーション用のモデルを、解析ソフトで、インバータ制御のシミュレーションを行うことにより、モータ２のトルクを算出することができる。

【0046】

図３は、シミュレーションによって求められるモータ２のトルクリップルを含むトルクの算出結果の一例を示す図である。図４は、モータ２のトルクリップルを抑制するｑ軸電流の電流補正値の一例を示す図である。図４に示すｑ軸電流の電流補正値は、図３に示すトルクリップルを打ち消すようなトルクを発生させる電流値に設定される。そのため、ｑ軸電流の電流補正値は、電気角において、モータ２のトルクリップルとは逆位相で変化する。前記補正テーブルは、例えば、図４に示すようなデータである。

【0047】

なお、補正信号生成部１２は、上述のような補正テーブルではなく、式を用いて、電流補正信号を生成してもよい。演算時間短縮の観点から、補正信号生成部１２は、上述の補正テーブルを用いるのが好ましい。

【0048】

本実施形態では、前記補正テーブルは、オフラインで制御装置１以外のコンピュータで生成される。しかしながら、前記補正テーブルは、制御装置１がオフラインの時に生成されてもよいし、オンラインで制御装置１により生成されてもよい。

【0049】

補償器１３は、電流制御部１１から出力された電流予測値Ｉａを用いて、電流補正信号を修正することにより、電流指令補正値を生成して出力する。電気角とトルクとの関係は、モータ２に流れる電流によって変わる。よって、補償器１３は、前記補正テーブルから求められる電気角予測値と電流補正値との関係を、モータ２の電流予測値Ｉａによって修正する。

【0050】

指令変換部１４は、制御装置１に入力されるトルク指令を電流に変換する。加算部１５ａは、電流に変換されたトルク指令に、補償器１３から出力される電流指令補正値を考慮することにより、電流指令を生成する。生成された電流指令は、電流制御部１１に入力される。既述のように、電流制御部１１では、電圧指令生成部２３が、入力された電流指令に基づいて電圧指令を生成して、該電圧指令を主回路３に出力する。

【0051】

図５に、モータ２のトルクリップルの一例を示す。図６に、上述の構成を有する制御装置１によってモータ２を駆動制御した場合のモータ２のトルクの一例を示す。

【0052】

図５及び図６に示すように、本実施形態の制御装置１によってモータ２を駆動制御することにより、例えば、モータ２に生じるトルクリップルの値を半分以下にすることができる。よって、本実施形態の制御装置１の構成により、モータ２のトルクリップルを効果的に低減できる。

【0053】

本実施形態では、制御装置１は、制御周期ごとに、次の制御周期においてモータ２に流れる電流の予測値を求める電流予測部２１と、前記制御周期ごとに、次の制御周期におけるモータ２の電気角予測値を求める電気角予測部２２と、入力されるトルク指令、前記電流予測値及び前記電気角予測値を用いて、モータ２のトルクリップルを低減する電流指令を生成する電流指令生成部１５と、を有する。

【0054】

このように、制御周期ごとに、次の制御周期における電流予測値及び電気角予測値を求め、トルク指令、前記電流予測値及び前記電気角予測値を用いてモータ２のトルクリップルを低減する電流指令を生成することにより、前記トルクリップルを効果的に抑制することができる。すなわち、前記電流予測値及び前記電気角予測値は、ＰＩ制御で得られる電流値及び電気角のような遅れがないため、トルクリップルによってトルクが変動するタイミングに対してずれることなく、前記トルクリップルを低減する電流指令を生成することができる。

【0055】

しかも、上述の構成により、トルクリップル抑制のための学習を行う必要がないため、学習機能を有する制御装置のように高性能なハードウェアが不要である。よって、学習制御を行う場合に比べて、簡易な構成によって、モータ２のトルクリップルを抑制することができる。

【0056】

したがって、簡易な構成によって、モータ２のトルクリップルを精度良く抑制可能な制御装置が得られる。

【0057】

また、制御装置１は、モータ２の次の制御周期における電気角予測値θａ及び電流予測値Ｉａを用いて、モータ２のトルクリップルを抑制可能な電流指令を生成する際に、補正信号生成部１２で予め求められた補正テーブルを用いる。

【0058】

これにより、モータ２のトルクリップルを抑制可能な電流指令を求めるために、従来の学習制御等のようにリアルタイムで電流指令の補正値を演算で求める必要がない。よって、モータ２のトルクリップルを抑制可能な電流指令を求める制御装置１を、従来のように高性能なハードウェアによって構成する必要がない。

【0059】

しかも、上述のように、モータ２のトルクリップルを抑制可能な電流指令を、電気角予測値θａ及び電流予測値Ｉａを用いて求めることにより、モータ２の制御において、遅れの少ない電流制御を実現できる。

【0060】

（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

【0061】

前記実施形態では、電流制御部１１の電流予測部２１は、（１）式及び（２）式を用いて、次の制御周期における電流予測値Ｉｄｅ（ｎ＋１）、Ｉｑｅ（ｎ＋１）を求める。しかしながら、電流制御部は、次の制御周期における電流予測値を求めることができる構成であれば、どのような構成を有していてもよい。

【0062】

前記実施形態では、補正信号生成部１２の補正テーブルは、電気角と電流との関係を含むテーブルデータである。しかしながら、前記補正テーブルは、モータ回転数及びモータ温度の少なくとも一方によって、電気角と電流との関係が変化するテーブルデータを含んでいてもよい。

【0063】

前記実施形態では、電流制御部１１から出力される電流予測値Ｉａを用いて、補償器１３によって、電流補正信号から電流指令補正値を求める。しかしながら、補正信号生成部で、電気角予測値及び電流予測値を用いて、前記電流指令補正値を求めてもよい。すなわち、補正信号生成部が有する補正テーブルは、電気角とトルクとの関係が電流によって変化することを考慮して、電気角、トルク及び電流の３次元の関係を含むテーブルデータであってもよい。この場合には、電流指令生成部の補償器は不要である。

【0064】

前記実施形態では、電気角予測部２２は、モータ２の電気角θ_Ｅの角速度ωが大きく変化しない点、電流指令から求めた電圧指令が主回路３に出力されるのが制御周期で１周期先であり、平均すると１．５周期先である点を考慮して、既述の（３）式によって、次の制御周期における電気角θａを予測する。

【0065】

しかしながら、電気角予測部は、電流予測値を用いてトルクＴを計算し、このトルクと供試体であるモータ２を含む軸系全体の慣性量Ｊとによって求められる加速度α（＝Ｔ／Ｊ）から、電気角を予測してもよい。

【0066】

この場合、電気角予測部は、電流指令から求めた電圧指令が主回路３に出力されるのが制御周期で１周期先であり、平均すると１．５周期先である点を考慮して、１．５周期先の角速度ω２（＝α×１．５Ｔｃ）と、現在の角速度ω１とを用いて、平均角速度ωａｖｅ（＝（ω２−ω１）／２）を求める。これにより、次の制御周期における電気角予測値θａは、以下の（４）式によって求められる。
θａ＝θ_Ｅ＋Δθ_Ｅ＝θ_Ｅ＋（ωａｖｅ×１．５Ｔｃ） （４）

【0067】

また、電気角予測部は、モータのトルクの差分と加速度の変化とから、電気角を予測してもよい。具体的には、電気角予測部は、現在の制御周期におけるトルクＴｎ及び１つ前の制御周期におけるトルクＴｎ−１と、現在の制御周期における加速度αｎ及び１つ前の制御周期における加速度αｎ−１との相対的な関係から、Ｔｎに対する次の制御周期におけるトルクＴｎの変化分に対し、αｎに対する次の制御周期における加速度αｎ＋１の変化を予測する。

【0068】

この場合、電気角予測部は、以下の（５）式によってαｎ＋１を推測して、推測したαｎ＋１及び現在の加速度αｎから平均加速度αａｖｅを求める。前記電気角予測部は、求めたαａｖｅ及び（６）式から、電気角予測値θａを求めることができる。

θａ＝θ_Ｅ＋αａｖｅ×（１．５Ｔｃ）^２ （６）

【0069】

前記実施形態では、３相のモータ２の駆動を制御する制御装置１の構成について説明したが、この限りではなく、３相以外の複数相のモータを駆動させる制御装置に適用してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0070】

本発明は、モータの駆動を制御する制御装置に利用可能である。

【符号の説明】

【0071】

１ 制御装置
２ モータ
２ａ 回転角検出器
２ｂ 電流センサ
３ 主回路
１１ 電流制御部
１２ 補正信号生成部
１３ 補償器（指令補正値生成部）
１４ 指令変換部
１５ 電流指令生成部
１５ａ 加算部（指令信号生成部）
１６ 角度演算部
２１ 電流予測部
２２ 電気角予測部
２３ 電圧指令生成部
２４ ３相２相変換部
２５ ２相３相変換部
Ｉａ 電流予測値
θａ 電気角予測値
θ_Ｅ 電気角
θ_Ｍ 機械角
Ｉ 電流

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】