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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6010071
(24)【登録日】2016年9月23日
(45)【発行日】2016年10月19日
(54)【発明の名称】モータ制御装置及び冷凍・空調装置
(51)【国際特許分類】
H02P 29/00 20160101AFI20161006BHJP
【ＦＩ】
H02P29/00
【請求項の数】4
【全頁数】29
(21)【出願番号】特願2014-143419(P2014-143419)
(22)【出願日】2014年7月11日
(65)【公開番号】特開2016-21785(P2016-21785A)
(43)【公開日】2016年2月4日
【審査請求日】2015年7月7日
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】000005049
【氏名又は名称】シャープ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001933
【氏名又は名称】特許業務法人 佐野特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】今出 雅士
【審査官】
池田 貴俊
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１１−０５０２４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１３−０４６４２４（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１３−２３００６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２０１３−１９８２４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
米国特許第０６４２９６１０（ＵＳ，Ｂ１）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０２Ｐ ２９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
周期的な負荷トルク変動を有する負荷要素を駆動するモータを制御する装置であって、
前記モータを駆動する電流の振幅を検出する検出部と、
前記モータを駆動するモータ駆動電圧を補正する補正部とを備え、
前記補正部は、
前記モータの回転数が所定の回転数のときに、前記負荷要素の１周期に相当する前記モータの全電気角範囲から、前記検出部によって検出されたモータ駆動電流の振幅が最大値となる第１の電気角を推定し、
前記モータの回転数が前記所定の回転数である状態から前記モータが加速するときに、前記全電気角範囲を、前記第１の電気角の前後を含む一の連続した電気角範囲と、前記全電気角範囲から前記一の連続した電気角範囲を除いた他の電気角範囲とに区分し、前記一の連続した電気角範囲では前記他の電気角範囲よりもモータ駆動電圧を低減する第１の補正を行うことを特徴とするモータ制御装置。
前記モータを駆動する電流の振幅を検出する検出部と、
前記モータを駆動するモータ駆動電圧を補正する補正部とを備え、
前記補正部は、
前記モータの回転数が所定の回転数のときに、前記負荷要素の１周期に相当する前記モータの全電気角範囲から、前記検出部によって検出されたモータ駆動電流の振幅が最大値となる第１の電気角を推定し、
前記モータの回転数が前記所定の回転数である状態から前記モータが加速するときに、前記全電気角範囲を、前記第１の電気角の前後を含む一の連続した電気角範囲と、前記全電気角範囲から前記一の連続した電気角範囲を除いた他の電気角範囲とに区分し、前記一の連続した電気角範囲では前記他の電気角範囲よりもモータ駆動電圧を低減する第１の補正を行うことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項2】
前記補正部は、前記モータが起動開始後に加速し回転数フィードバック制御に移行した後の前記モータ駆動電流に基づいてモータ駆動電圧の補正を行うことを特徴とする、請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項3】
前記負荷要素の１周期に相当する電圧補正パターンを記憶する電圧補正パターン記憶部を備え、
前記補正部は、
前記第１の補正を解除した後に補正係数の値を離散的に変更し、
離散的に変更する前記補正係数の値毎に第１の処理及び第２の処理を実行し、
前記第１の処理は、前記電圧補正パターンに補正係数を与えることで、前記電圧補正パターンの位相を前記補正係数の値に応じた角度分シフトさせる処理であり、
前記第２の処理は、前記補正係数が与えられた前記電圧補正パターンの最大補正部分が、前記第１の補正で区分された前記一の連続した電気角範囲に入っているか否かを判定する処理であり、
さらに前記補正部は、
離散的に変更する前記補正係数の値であって、尚且つ、前記補正係数が与えられた前記電圧補正パターンの最大補正部分が、前記第１の補正で区分された前記一の連続した電気角範囲に入っていないという条件を満たす限定値毎に、前記補正係数が与えられた前記電圧補正パターンにより補正された前記モータ駆動電圧で前記モータを駆動した際の前記モータ駆動電流の変動量を求め、
その求めた結果に基づいて前記補正係数を特定値に固定し、
前記補正係数を前記特定値に固定した状態において、前記補正係数が与えられた前記電圧補正パターンによって前記モータ駆動電圧を補正する第２の補正を行うことを特徴とする、請求項１または２に記載のモータ制御装置。
前記補正部は、
前記第１の補正を解除した後に補正係数の値を離散的に変更し、
離散的に変更する前記補正係数の値毎に第１の処理及び第２の処理を実行し、
前記第１の処理は、前記電圧補正パターンに補正係数を与えることで、前記電圧補正パターンの位相を前記補正係数の値に応じた角度分シフトさせる処理であり、
前記第２の処理は、前記補正係数が与えられた前記電圧補正パターンの最大補正部分が、前記第１の補正で区分された前記一の連続した電気角範囲に入っているか否かを判定する処理であり、
さらに前記補正部は、
離散的に変更する前記補正係数の値であって、尚且つ、前記補正係数が与えられた前記電圧補正パターンの最大補正部分が、前記第１の補正で区分された前記一の連続した電気角範囲に入っていないという条件を満たす限定値毎に、前記補正係数が与えられた前記電圧補正パターンにより補正された前記モータ駆動電圧で前記モータを駆動した際の前記モータ駆動電流の変動量を求め、
その求めた結果に基づいて前記補正係数を特定値に固定し、
前記補正係数を前記特定値に固定した状態において、前記補正係数が与えられた前記電圧補正パターンによって前記モータ駆動電圧を補正する第２の補正を行うことを特徴とする、請求項１または２に記載のモータ制御装置。
【請求項4】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のモータ制御装置と、
前記モータ制御装置によって駆動される同期モータと、
前記同期モータが駆動する圧縮機とを備えることを特徴とする冷凍・空調装置。
前記モータ制御装置によって駆動される同期モータと、
前記同期モータが駆動する圧縮機とを備えることを特徴とする冷凍・空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、モータを制御するモータ制御装置に関し、特にインバータ回路を有するモータ制御装置に関する。また、本発明は、モータ制御装置を搭載した冷凍装置、空調装置（これらを総称して冷凍・空調装置とする）に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、負荷トルク変動を伴う負荷要素を駆動する同期モータの可変速制御にはインバータが用いられている。周期的な負荷トルク変動を有する負荷要素を備えるものとして、シングルロータ型圧縮機あるいはレシプロ型圧縮機などが挙げられる。シングルロータ型圧縮機あるいはレシプロ型圧縮機などは、空気調和機や冷蔵庫などの家電製品に搭載される圧縮機として広く使用されているものである。
【0003】
図１Ａはシングルロータ型圧縮機の負荷トルク特性を示す図であり、図１Ｂはレシプロ型圧縮機の負荷トルク特性を示す図である。シングルロータ型圧縮機やレシプロ型圧縮機では、作動媒体の吸入工程、圧縮工程、吐出工程からなる圧縮サイクルが１回転につき１回行われる。吐出直前は作動媒体が圧縮されているため、負荷トルクが大きくなり、吐出直後は作動媒体が抜けているため、負荷トルクが小さくなる。すなわち、ロータの機械的位置によって負荷トルクが変わる。
【0004】
ロータの機械的位置を検出する位置センサを用いずに同期モータを駆動する駆動方式においては、モータ制御装置がロータの機械的位置を判定できないため、同期モータを回転させるために必要なトルクを判定できない。このため、位置センサレスで同期モータを駆動する駆動方式においては、作動媒体の圧力が高い条件下であっても圧縮機が駆動できるようにモータの駆動電圧を高めに設定しモータトルクを高くして圧縮機を起動している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第５３８５５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上述した通りロータの機械的位置によって負荷トルクが変わるためロータの角速度が変動し、これに伴いモータ駆動電流が変動する。
【0007】
ところで、モータ制御装置はインバータの素子保護や同期モータに設けられている磁石の減磁防止のために過電流保護回路を備えているのが一般的であり、当該過電流保護回路に設定された過電流閾値を超える電流が流れるとモータの駆動を停止する。したがって、圧縮機が高負荷の条件下などモータ駆動電流の変動が大きい場合ではモータ駆動電流が上記の過電流閾値に達し、圧縮機が停止してしまうおそれがあった。
【0008】
特許文献１に記載のモータ制御装置では、トルク制御部が同期モータのロータの機械的位置（機械角）に応じたトルク補正量を記憶しており、例えば４極の同期モータのように電気角２回転が機械角１回転に相当する場合は、現在の電気角が、機械角０度〜機械角１８０度の範囲にあるのか、または機械角１８０度〜機械角３６０度の範囲にあるのか、の判別さえ行えば同期モータのロータの機械的位置を判定でき、適正なトルク補正を行うことができる。
【0009】
しかしながら、モータ制御装置が同期モータのロータの機械的位置（機械角）に応じたトルク補正データを持っていない場合がある。たとえば、同期モータのロータと圧縮機などの負荷要素のロータとが直結されない場合や、同期モータのロータと負荷要素のロータとを、角度の位置合わせを行わずに結合した場合などが考えられる。この場合は、同期モータの機械角を判別しても負荷要素のロータの機械的位置は未だ不明であり、適正なトルク補正を掛けることが出来ない。
【0010】
本発明は、上記の状況に鑑み、モータのロータの機械角と負荷要素のロータの機械角との角度差が任意の場合であっても、モータ駆動電流の過電流を防止するモータ制御装置及び当該モータ制御装置を搭載した冷凍・空調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
上記目的を達成するために、本発明に係るモータ制御装置は、周期的な負荷トルク変動を有する負荷要素を駆動するモータを制御する装置であって、前記モータを駆動する電流の振幅を検出する検出部と、前記モータを駆動するモータ駆動電圧を補正する補正部とを備え、前記補正部は、前記負荷要素の１周期に相当する前記モータの全電気角範囲から、前記検出部によって検出されたモータ駆動電流が最大ピークとなる第１の電気角を推定し、前記全電気角範囲を、第１の電気角を含む一の電気角範囲と、前記一の電気角範囲を除いた他の電気角範囲とに区分し、前記一の電気角範囲では前記他の電気角範囲よりもモータ駆動電圧を低減する第１の補正を行う構成（第１の構成）とする。
【0012】
上記第１の構成のモータ制御装置において、前記一の電気角範囲は、第１の電気角の直前および直後の少なくとも一方に隣接した前記モータ駆動電流がピークとなる電気角を含む構成（第２の構成）としてもよい。
【0013】
上記第１または第２の構成のモータ制御装置において、前記補正部は、前記モータが起動開始後に加速する間の前記モータ駆動電流に基づいてモータ駆動電圧の補正を行う構成（第３の構成）としてもよい。
【0014】
上記第１〜第３のいずれかの構成のモータ制御装置において、前記負荷要素の１周期に相当する電圧補正パターンを記憶する電圧補正パターン記憶部を備え、前記補正部は、前記電圧補正パターンの位相を所定の角度分シフトする補正係数を与えた前記電圧補正パターンにより補正された前記モータ駆動電圧で前記モータを駆動した際の前記モータ駆動電流の変動量を、２つ以上の前記補正係数の設定値に対して比較した結果に基づいて、前記補正係数を決定する第２の補正を行い、前記第２の補正は前記第１の補正を解除した後に行い、前記第２の補正における前記電圧補正パターンの最大補正部分が、前記第１の補正で区分された前記一の電気角範囲に入らないように、前記補正係数の設定値が定められる構成（第４の構成）とする。
【0015】
上記第４の構成のモータ制御装置において、前記補正係数は、前記電圧補正パターンのゲインを含み、前記ゲインを異なる値として前記モータを駆動した際の前記モータ駆動電流の変動量を比較した結果を指標として、前記ゲインを決定する構成（第５の構成）としてもよい。
【0016】
上記第４または第５の構成のモータ制御装置において、前記電圧補正パターンの形状は、前記負荷要素の角度ごとの負荷トルク値を前記負荷要素の前記１周期分の負荷トルクの平均値から差し引いた値を、前記負荷要素の角度で積分した関数に基づく形状である構成（第６の構成）としてもよい。
【0017】
上記第４〜第６のいずれかの構成のモータ制御装置において、前記電圧補正パターンの形状は、前記負荷要素を一定のトルクで回転させたときの、負荷トルク変動１周期分の角速度変化を測定し、その変動パターンに基づく形状とする構成（第７の構成）としてもよい。
【0018】
上記第６又は第７の構成のモータ制御装置において、前記電圧補正パターンの形状は、基となる前記関数または前記変動パターンに比べて、補正量を小さくした形状である構成（第８の構成）としてもよい。
【0019】
本発明に係る冷凍・空調装置は、上記第１〜第８のいずれかの構成のモータ制御装置と、前記モータ制御装置によって駆動される同期モータと、前記同期モータが駆動する圧縮機とを備える構成（第９の構成）とする。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、負荷要素のロータの機械角とモータの機械角との対応が不明である場合でも、モータ駆動電流の過電流を防止でき、また、モータ駆動電流の変動量を抑制するモータ制御装置及び当該モータ制御装置を搭載した冷凍・空調装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【図1A】シングルロータ型圧縮機の負荷トルク特性を示す図である。
【図1B】レシプロ型圧縮機の負荷トルク特性を示す図である。
【図2】本発明の第１実施形態に係るモータ制御装置の概略構成を示す図である。
【図3】本発明の第１実施形態におけるモータ駆動電圧波形補正部の動作を示すフローチャートである。
【図4】本発明の第２実施形態におけるモータ駆動電圧波形補正部の動作を示すフローチャートである。
【図5A】本発明の第３実施形態における補正範囲を説明するためのモータ駆動電流波形図である。
【図5B】電圧補正パターンを用いた補正を行った後のモータ駆動電圧波形の一例を示す図である。
【図6】本発明の第３実施形態の変形例における補正範囲を説明するためのモータ駆動電流波形図である。
【図7】本発明の第３実施形態の他の変形例における補正範囲を説明するためのモータ駆動電流波形図である。
【図8】本発明の第４実施形態に係るモータ制御装置の概略構成を示す図である。
【図9】電圧補正パターンの一例を示す図である。
【図10A】本発明の第４実施形態におけるモータ駆動電圧波形補正部の動作を示すフローチャートである。
【図10B】本発明の第４実施形態におけるモータ駆動電圧波形補正部の動作を示すフローチャートである。
【図11】各相のモータ駆動電流波形の複数の例を示す図である。
【図12】モータ駆動電流の脈動量と電圧補正パターンの位相ずれ量との関係の一例を示す図である。
【図13】モータ駆動電流の脈動量と電圧補正パターンの補正ゲインとの関係の一例を示す図である。
【図14A】本発明の第５実施形態におけるモータ駆動電圧波形補正部の動作を示すフローチャートである。
【図14B】本発明の第５実施形態におけるモータ駆動電圧波形補正部の動作を示すフローチャートである。
【図15】本発明の第８実施形態における電圧補正パターンの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0022】
本発明の実施形態について図面を参照して以下に説明する。
【0023】
＜第１実施形態＞本発明の第１実施形態に係るモータ制御装置の概略構成を図２に示す。本実施形態に係るモータ制御装置は、コンバータ回路２と、インバータ回路３と、電流検出抵抗（シャント抵抗）Ｒ１と、電流検出回路５と、マイクロコンピュータＭ１とを備えている。コンバータ回路２の入力側には交流電源１が接続され、インバータ回路３の出力側には同期モータ４が接続される。同期モータ４は、周期的な負荷トルク変動を伴う負荷要素を駆動する。
【0024】
コンバータ回路２は、交流電源１からの交流電圧を直流電圧に変換してインバータ回路３に供給する。インバータ回路３は、コンバータ回路２からの直流電圧を３相交流電圧に変換して同期モータ４に供給する。コンバータ回路２の出力側とインバータ回路３の入力側とは正極直流ライン及び負極直流ラインによって接続されており、当該負極直流ライン上に電流検出抵抗Ｒ１が設けられている。電流検出回路５は、電流検出抵抗Ｒ１の両端に発生する電圧に基づいてインバータ回路３に流れる電流を検出し、その検出した電流を増幅して、電流信号としてマイクロコンピュータＭ１に出力する。すなわち、電流検出回路５は、インバータ回路３に流れる電流を検出する電流検出手段として機能している。
【0025】
マイクロコンピュータＭ１は、同期モータ４を駆動制御するための回路であり、モータ駆動電流推定部６と、モータ駆動電流記憶部７と、回転数設定部８と、モータ駆動電圧波形作成部９と、モータ駆動電圧波形補正部１０と、ＰＷＭ波形作成部１１とを有しており、以下で説明する処理をプログラムにしたがって行っている。
【0026】
モータ駆動電流推定部６は、電流変化分演算手段（不図示）及び分配演算手段（不図示）を有し、入力された電流信号から電流変化分演算手段により電流の変化分を求め、電流信号の変化分から分配演算手段によりモータ駆動電流を推定演算する。ここで、電流変化分演算手段および分配演算手段は、例えば特開平８−１９２６３号公報に記載されているものを用いることができる。特開平８−１９２６３号公報に記載されているものを用いた場合、電流変化分演算手段は、インバータ回路３の各相駆動素子のスイッチング直前と直後の直流電流信号（電流検出回路５の出力信号）からその変化分を求め、分配演算手段は、インバータ回路３の各相駆動素子のスイッチングタイミングに応じて電流信号（電流検出回路５の出力信号）の変化分を各相別に分配して相別のモータ駆動電流を推定演算する。モータ駆動電流推定部６を設けることにより、コイルおよびホール素子で構成された電流センサ、カレントトランスといったモータ駆動電流を検出するための電流センサを使用せずに、モータ駆動電流を推定演算することができるため、コストを削減することができる。
【0027】
モータ駆動電流記憶部７は、モータ駆動電流推定部６によって推定演算された相別のモータ駆動電流から、少なくとも１相の電流振幅値と電気角とを少なくとも負荷要素における負荷トルク変動１周期分記憶する。
【0028】
回転数設定部８は、目標とする回転数指令値に対応する強制励磁角周波数を決定し、その決定した強制励磁角周波数をモータ駆動電圧波形作成部９に出力する。なお、目標とする回転数指令値は、例えば、本実施形態に係るモータ制御装置と、同期モータ４と、同期モータ４が駆動する周期的な負荷トルク変動を伴う負荷要素とを備える機器に搭載されて当該機器全体を制御する制御部から回転数設定部８に伝達される。
【0029】
モータ駆動電圧波形作成部９は、所定のデータ個数で構成された正弦波データテーブルを予め記憶しており、強制励磁角周波数に基づいて、同期モータ４のモータ巻線端子の各相に対応したモータ駆動基本電圧波形データ（３相の場合は電気角で１２０度ずつずらした正弦波データ）を正弦波データテーブルから読み出して、モータ駆動電圧波形補正部１０に出力する。なお、本実施形態では、正弦波データテーブルを用いてモータ駆動基本電圧波形を作成したが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、正弦波以外であってもよく、また、演算によってモータ駆動基本電圧波形を作成しても構わない。
【0030】
モータ駆動電圧波形補正部１０は、モータ駆動電流に基づいてモータ駆動基本電圧波形を補正する。モータ駆動電圧波形補正部１０の詳細な動作については後述する。
【0031】
ＰＷＭ波形作成部１１は、モータ駆動電圧波形補正部１０から出力される補正後の各相モータ駆動電圧波形データを各相ＰＷＭ波形信号に変換し、その変換した各相ＰＷＭ波形信号をインバータ回路３の対応する各駆動素子（Ｕ相上側駆動素子ＱU、Ｕ相下側駆動素子Ｑx、Ｖ相上側駆動素子ＱV、Ｖ相下側駆動素子Ｑy、Ｗ相上側駆動素子ＱW、Ｗ相下側駆動素子Ｑz）に出力する。例えば、ＰＷＭ波形作成部１１は、ＰＷＭキャリア周期で三角波を発生させ、この三角波と補正後の各相モータ駆動電圧波形とを比較し、その比較結果に基づいてＨｉｇｈ／Ｌｏｗ出力することで、各相のＰＷＭ波形信号を出力する。インバータ回路３は、コンバータ回路２からの直流電圧を、各相のＰＷＭ波形信号に基づいて各相のモータ駆動波形に変換し、その各相のモータ駆動波形を同期モータ４の各相のモータ巻線に印加する。これにより、同期モータ４のロータが回転する。
【0032】
次に、モータ駆動電圧波形補正部１０の詳細な動作について説明する。ここでは、同期モータ４が３相６極のモータである場合について説明する。また、負荷要素における負荷トルク変動１周期分は、同期モータ４の１回転分であるとする。モータ駆動電圧波形補正部１０は、同期モータ４を起動する際に図３に示すフロー動作を開始する。同期モータ４の起動が開始すると、負荷要素の起動も開始され、負荷要素が安定して起動を完了するために必要なモータ回転数である安定回転数（例えば１６００ｒｐｍ）まで所定の加速度で加速される。
【0033】
まず、モータ駆動電圧波形補正部１０は、所定の加速度で加速を開始する（ステップ＃１０）。
【0034】
なお、本実施形態に係るモータ制御装置は、加速を開始する前に、同期モータ４に指定電気角が励磁される電圧を印加してロータの初期位置を指定電気角とする、相固定動作をおこない、次に、電気角を所定の速度で順次更新して、ロータの回転を維持しながらフィードバック開始回転数まで加速する（初期加速）。初期加速の段階ではまだモータ駆動電流が小さくロータの位置検出が困難であることから、実際のロータの回転状態を回転数設定部８などにフィードバックすることが難しい。したがって、初期加速ではフィードバックによる回転数補正を行わずに電気角の更新速度でロータを加速することになり、回転数の変動が比較的大きくなる。
【0035】
フィードバック開始回転数まで加速すると、同期モータ４の実際の回転状態が把握できるようになるので、回転数フィードバックによって同期モータ４の実際の回転数と指令回転数の偏差を補正できる駆動制御（回転数フィードバック駆動制御）が可能となり、回転数の変動が少ない加速を実施できる。
【0036】
したがって、上記の通り初期加速時はモータ駆動電流が小さいことと、モータ駆動指令信号と実際のロータ動作とのずれが大きいことから、モータ駆動電流がピークとなる振幅および電気角を精度よく求め難いため、本実施形態に係るモータ制御装置では、ステップ＃２０の処理を実行して、初期加速から回転数フィードバック駆動制御による加速に切り替わってからモータ駆動電流の脈動検出を開始するようにした。
【0037】
ステップ＃２０において、モータ駆動電圧波形補正部１０は、同期モータ４の回転数が脈動検出開始回転数以上であるか否かを判定する。同期モータ４の回転数が脈動検出開始回転数以上でなければ（ステップ＃２０のＮＯ）、当該判定を継続する。同期モータ４の回転数が脈動検出開始回転数以上であれば（ステップ＃２０のＹＥＳ）、ステップ＃３０に移行する。
【0038】
脈動検出開始回転数は、同期モータ４の駆動制御が回転数フィードバック駆動制御に移行する回転数よりも高い回転数とすることができる。また、脈動検出開始回転数による判別に代えて、同期モータ４の駆動制御が回転数フィードバック駆動制御に移行したことを判別材料としてもよい。これにより、モータ駆動電流がピークとなる振幅および電気角を精度よく検出でき、さらには、起動完了または通常運転時と同じ同期モータ４の駆動制御でのモータ駆動電流を検出することになるので、後述する補正電気角範囲の判定がそのまま利用できる。なお、回転数フィードバック駆動制御に移行した直後はまだ回転数フィードバックによる補正制御が収束しておらず回転が安定していない場合があるため、ステップ＃２０でＹＥＳとする条件は、回転数フィードバック駆動制御に移行してから回転数フィードバックによる補正制御が収束して回転が安定した後、たとえば、少なくともロータが１回転した後であることが好ましい。
【0039】
また、ステップ＃３０以降の補正電気角範囲の判定および補正の設定は、同期モータ４の回転数ができるだけ低いうちに完了することが好ましく、例えば、負荷要素が圧縮機の場合は、圧縮機の性能を維持する最低回転数よりも低い回転数までに完了することが好ましい。同期モータは回転数の上昇に伴って駆動電圧も上げるのが一般的であり、回転数が高くなるとモータ駆動電流が過電流保護回路に設定された過電流閾値を超えるリスクが高くなる。さらに、圧縮機に設定された最低回転数以上の回転数では、圧縮機としての性能を出そうとするために周期的な負荷トルク変動が大きくなるおそれがあり、当該最低回転数よりも低い回転数までに、補正電気角範囲を判定して電流振幅が最大値となった電気角を含む電気角範囲のモータ駆動電圧を減少させる補正を行うことが好ましい。
【0040】
ステップ＃３０において、モータ駆動電圧波形補正部１０は、電気周期毎にＵ相上側の電流振幅（Ｕ相に正電圧が印加されている区間でのモータ駆動電流の最大値）およびＵ相下側の電流振幅（Ｕ相に負電圧が印加されている区間でのモータ駆動電流の最大値）を検出し、電気角とともに記憶する。
【0041】
その後、モータ駆動電圧波形補正部１０は、ステップ＃３０での検出開始から同期モータ４のロータが１回転したか否か、言い換えれば、ステップ＃３０での検出開始から電気角３周期が経過したか否かを判定する（ステップ＃４０）。ステップ＃３０での検出開始から同期モータ４のロータが１回転していなければ（ステップ＃４０のＮＯ）、当該判定を継続する。ステップ＃３０での検出開始から同期モータ４のロータが１回転していれば（ステップ＃４０のＹＥＳ）、ステップ＃５０に移行する。
【0042】
ステップ＃５０において、モータ駆動電圧波形補正部１０は、検出して記憶している電流振幅の中から最大値をとる電流振幅を抽出し、最大値をとる電流振幅とそれ以外の電流振幅との差が閾値以上であるか否かを判定する。例えば、２周期目のＵ相下側の電流振幅が最大値をとる電流振幅である場合には、２周期目のＵ相下側の電流振幅と１周期目のＵ相下側の電流振幅との差が閾値以上であり且つ２周期目のＵ相下側の電流振幅と３周期目のＵ相下側の電流振幅との差が閾値以上であるか否かが判定される。
【0043】
最大値をとる電流振幅とそれ以外の電流振幅との差が閾値未満であれば（ステップ＃５０のＮＯ）、モータ駆動電圧波形補正部１０は同期モータ４の回転数が安定回転数に到達したか否かを判定する（ステップ＃６０）。同期モータ４の回転数が安定回転数に到達していなければ（ステップ＃６０のＮＯ）、ステップ＃３０に戻る。一方、同期モータ４の回転数が安定回転数に到達していれば（ステップ＃６０のＹＥＳ）、脈動検出開始回転数から安定回転数に達するまで終始モータ駆動電流の脈動が小さかったため、後述するステップ＃７０の処理が実行されることなく、同期モータ４の起動が完了する。同期モータ４の起動が完了すると、負荷要素の起動も完了する。同期モータ４および負荷要素は起動完了後にそれぞれ通常運転に移行する。
【0044】
最大値をとる電流振幅とそれ以外の電流振幅との差が閾値以上であれば（ステップ＃５０のＹＥＳ）、ステップ＃７０に移行する。
【0045】
ステップ＃７０において、モータ駆動電圧波形補正部１０は、電流振幅が最大値となった電気角に応じて電圧指令値を補正し、補正した電圧指令値によってモータ駆動基本電圧波形を補正する。具体例としては、最大値をとる電流振幅を検出した電気角を中心とした電気角１２０度の範囲において電圧指令値を所定量（例えば１０％）減少させる補正を行い、残りの電気角９６０度の範囲において電圧指令値を補正しない。これにより、最大値をとる電流振幅を検出した電気角を中心とした電気角１２０度の範囲では、残りの電気角９６０度の範囲と比べてモータ駆動電圧が所定量（例えば１０％）減少する。なお、最大値をとる電流振幅を検出した電気角を中心とした電気角１２０度の範囲において補正を行う理由は、正弦波の半波に該当する電気角１８０度の範囲のうち最初の３０度と最後の３０度の各範囲では電流値が電流振幅の半分以下であるため、補正をかけなくても補正後の電流振幅よりも大きくなる可能性が非常に低いためである。
【0046】
この補正により、電流振幅が最大値となる電気角におけるモータ駆動電圧を所定量減少させるので、当該電気角での電流振幅を減少させることができる。つまり、周期的な負荷トルク変動を有する負荷要素に起因する電流振幅の周期的変動に対して、電流振幅が突出する位相（電気角）を検出してその位相領域（電気角範囲）での電流が減少するようにモータ駆動電圧を減少させるものである。したがって、モータ駆動電流の最大値を抑制し、モータ駆動電流が過電流になることを抑制することができる。
【0047】
モータ駆動電圧を減少させるとモータトルクが低下するため、モータの加速が鈍ることになるが、モータ駆動電圧を減少させる電気角範囲以外の電気角範囲（上記の例では残りの電気角９６０度の範囲）では、モータ駆動電圧を減少させないので、モータトルクはほとんど減少しない。したがって、設定された加速レートを大きく損なうことなく、モータ駆動電流が過電流になることを抑制することができ、同期モータ４および負荷要素を迅速かつ確実に起動完了させることができる。
【0048】
ステップ＃７０に続くステップ＃８０において、モータ駆動電圧波形補正部１０は同期モータ４の回転数が安定回転数に到達したか否かを判定する（ステップ＃８０）。同期モータ４の回転数が安定回転数に到達していなければ（ステップ＃８０のＮＯ）、ステップ＃７０での補正を維持して加速を継続する。同期モータ４の回転数が安定回転数に到達していれば（ステップ＃８０のＹＥＳ）、同期モータ４の起動が完了する。同期モータ４の起動が完了すると、負荷要素の起動も完了する。同期モータ４および負荷要素は起動完了後にそれぞれ通常運転に移行する。
【0049】
本実施形態の変形例として、ステップ＃５０の代わりに、最大値をとる電流振幅とそれに対応する他の電気角周期の２番目に大きい電流振幅との差が閾値以上であるか否かを判定するステップ、最大値をとる電流振幅とそれに対応する他の電気角周期の最小値をとる電流振幅との差が閾値以上であるか否かを判定するステップ、最大値をとる電流振幅が閾値以上であるか否かを判定するステップのいずれかを採用してもよい。
【0050】
＜第２実施形態＞本発明の第２実施形態に係るモータ制御装置の概略構成は、本発明の第１実施形態に係るモータ制御装置の概略構成と同一である。
【0051】
本実施形態においてモータ駆動電圧波形補正部１０は図４に示すフローチャートの動作を行う。図４に示すフローチャートは、図３に示すフローチャートに対して、ステップ＃５１〜ステップ＃５５を追加したものである。モータ駆動電圧波形補正部１０が図４に示すフローチャートの動作を行うことにより、本実施形態に係るモータ制御装置は、本発明の第１実施形態に係るモータ制御装置と同様の効果を奏する。さらに、ノイズなどの影響によって誤ってステップ＃７０の補正処理を実行してしまうことを抑制することができる。
【0052】
以下、本発明の第１実施形態との相違点について説明し、本発明の第１実施形態との一致点については説明を省略する。
【0053】
ステップ＃５０において最大値をとる電流振幅とそれ以外の電流振幅との差が閾値以上であると判定されれば（ステップ＃５０のＹＥＳ）、モータ駆動電圧波形補正部１０は、ロータ１回転目の最大電流振幅電気角を既に記憶しているか否かを判定する（ステップ＃５１）。
【0054】
ロータ１回転目の最大電流振幅電気角をまだ記憶していなければ（ステップ＃５１のＮＯ）、モータ駆動電圧波形補正部１０は、電流振幅が最大値となった電気角をロータ１回転目の最大電流振幅電気角として記憶し（ステップ＃５２）、ステップ＃６０に移行する。
【0055】
一方、ロータ１回転目の最大電流振幅電気角を既に記憶していれば（ステップ＃５１のＹＥＳ）、モータ駆動電圧波形補正部１０は、電流振幅が最大値となった電気角をロータ２回転目の最大電流振幅電気角として記憶し（ステップ＃５３）、ステップ＃５４に移行する。
【0056】
ステップ＃５４において、モータ駆動電圧波形補正部１０は、ロータ１回転目の最大電流振幅電気角とロータ２回転目の最大電流振幅電気角とが同一または略同一（例えば±α度の範囲：αは任意の正の数）の電気角であるか否かを判定する。
【0057】
ロータ１回転目の最大電流振幅電気角とロータ２回転目の最大電流振幅電気角とが同一または略同一の電気角でなければ（ステップ＃５４のＮＯ）、モータ駆動電圧波形補正部１０は、ロータ２回転目の最大電流振幅電気角を新たなロータ１回転目の最大電流振幅電気角として記憶し（ステップ＃５５）、ステップ＃６０に移行する。一方、ロータ１回転目の最大電流振幅電気角とロータ２回転目の最大電流振幅電気角とが同一または略同一の電気角であれば（ステップ＃５４のＹＥＳ）、ステップ＃７０に移行する。
【0058】
上述した第１実施形態の変形例は、本実施形態の変形例としても実施することができる。また、ステップ＃５４において、ロータ１回転目の最大電流振幅電気角とロータ２回転目の最大電流振幅電気角とが同一または略同一の電気角でなかった場合（ステップ＃５４のＮＯ）は、さらにステップ＃６０に戻ってロータ３回転目の最大電流振幅電気角を同様に判別し、ステップ＃５４において、ロータ１回転目の最大電流振幅電気角とロータ３回転目の最大電流振幅電気角とが同一または略同一の電気角であるか否かを判定し、ロータ１回転目の最大電流振幅電気角とロータ３回転目の最大電流振幅電気角とが同一または略同一の電気角であれば、ステップ＃７０に移行するようにしてもよい。このようにすれば、電流振幅が最大値となる電気角をより早期に判別することができる。なお、ロータ１回転ごとの最大電流振幅電気角が同一または略同一となる個数は、２個だけでなく２個以上の任意の数とすることもできる。
【0059】
＜第３実施形態＞本発明の第３実施形態に係るモータ制御装置は、本発明の第１実施形態に係るモータ制御装置に対してステップ＃７０の補正処理内容を変更したものである。なお、本発明の第２実施形態に係るモータ制御装置に対して同様の変更を施すことも可能である。
【0060】
本実施形態では、同期モータ４が３相６極のモータであって、ステップ＃３０において電気周期毎にＵ相上側の電流振幅およびＵ相下側の電流振幅を検出している。このため、電流振幅検出間隔は電気角１８０度となり、ロータの機械角３６０度は図５Ａに示すように、電気角１８０度の範囲となる６つの区間、具体的には、１周期目のＵ相上側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間I、１周期目のＵ相下側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間II、２周期目のＵ相上側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間III、２周期目のＵ相下側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間IV、３周期目のＵ相上側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間V、３周期目のＵ相下側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間VIに区分される。
【0061】
ステップ＃５０において抽出した最大値をとる電流振幅Ａ０は真の最大値ではなく、その周囲の検出対象でないＶ相又はＷ相の電流振幅Ａ１〜Ａ４が真の最大値である可能性があり、更にモータ駆動電流が最大値になるであろうロータの機械角に相当する電気角が上記の区間の境界に近い場合には隣接する検出対象であるＵ相の電流振幅Ａ５もしくはＡ６の方が電流振幅Ａ０よりも大きい可能性がある。このため、電流振幅Ａ１〜Ａ４が真の最大値であったり、また、電流振幅Ａ５又は電流振幅Ａ６が抽出すべき最大値であったとしても、電流振幅が真の最大値をとる電気角を中心とした電気角１２０度の範囲において電圧指令値の補正が行えるようにする。これにより、モータ駆動電流の脈動をより確実に抑制することができる。具体的には、ステップ＃５０において抽出した最大値をとる電流振幅Ａ０を中心とした電気角１２０度の範囲の前後それぞれに、電流振幅検出間隔、すなわち、各区間の範囲である電気角１８０度の範囲を加える。したがって、本実施形態での電圧指令値の補正範囲は、ステップ＃５０において抽出した最大値をとる電流振幅Ａ０を中心とした電気角４８０度の範囲となる。この補正範囲（電気角４８０度の範囲）はロータ１回転（電気角１０８０度の範囲）の４４．４％に相当する。
【0062】
同期モータ４を３相６極のモータから３相４極のモータに変更した場合、電流振幅検出間隔は３相６極のモータを用いる場合と同様に電気角１８０度であるが、ロータ１回転は電気角２周期分となるため、補正範囲（電気角４８０度の範囲）はロータ１回転（電気角７２０度の範囲）の６６．７％に相当する。
【0063】
また、同期モータ４を３相６極のモータのままで、ステップ＃３０において電気周期毎にＵ相上側の電流振幅、Ｖ相上側の電流振幅、およびＷ相上側の電流振幅を検出するように変更した場合について説明する。この場合、電流振幅検出間隔は電気角１２０度となり、ロータの機械角３６０度は図６に示すように、電気角１２０度の範囲となる９つの区間、具体的には、１周期目のＵ相上側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間I、１周期目のＶ相上側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間II、１周期目のＷ相上側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間III、２周期目のＵ相上側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間IV、２周期目のＶ相上側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間V、２周期目のＷ相上側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間VI、３周期目のＵ相上側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間VII、３周期目のＶ相上側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間VIII、３周期目のＷ相上側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間IXに区分される。
【0064】
ステップ＃５０において抽出した最大値をとる電流振幅Ａ０は真の最大値ではなく、その周囲の検出対象でない下側の電流振幅Ａ１、Ａ２が真の最大値である可能性があり、更にモータ駆動電流が最大値になるであろうロータの機械角に相当する電気角が上記の区間の境界に近い場合には隣接する検出対象である上側の電流振幅Ａ３もしくはＡ４の方が電流振幅Ａ０よりも大きい可能性がある。このため、電流振幅Ａ１やＡ２が真の最大値であったり、また、電流振幅Ａ３又は電流振幅Ａ４が抽出すべき最大値であったとしても、電流振幅が真の最大値をとる電気角を中心とした電気角１２０度の範囲において電圧指令値の補正が行えるようにする。これにより、モータ駆動電流の脈動をより確実に抑制することができる。具体的には、ステップ＃５０において抽出した最大値をとる電流振幅Ａ０を中心とした電気角１２０度の範囲の前後それぞれに、電流振幅検出間隔、すなわち、各区間の範囲である電気角１２０度の範囲を加える。したがって、本実施形態での電圧指令値の補正範囲は、ステップ＃５０において抽出した最大値をとる電流振幅Ａ０を中心とした電気角３６０度の範囲となる。この補正範囲（電気角３６０度の範囲）はロータ１回転（電気角１０８０度の範囲）の３３．３％に相当する。
【0065】
上記のようにステップ＃３０において電気周期毎にＵ相上側の電流振幅、Ｖ相上側の電流振幅、およびＷ相上側の電流振幅を検出する仕様において、同期モータ４を３相６極のモータから３相４極のモータに変更した場合、電流振幅検出間隔は３相６極のモータを用いる場合と同様であるが、ロータ１回転は電気角２周期分となるため、補正範囲（電気角３６０度の範囲）はロータ１回転（電気角７２０度の範囲）の５０．０％に相当する。
【0066】
また、同期モータ４を３相６極のモータのままで、ステップ＃３０において電気周期毎にＵ相上側の電流振幅、Ｕ相下側の電流振幅、Ｖ相上側の電流振幅、Ｖ相下側の電流振幅、Ｗ相上側の電流振幅、およびＷ相下側の電流振幅を検出するように変更した場合について説明する。この場合、電流振幅検出間隔は電気角６０度となり、ロータの機械角３６０度は図７に示すように、電気角６０度の範囲となる１８つの区間、具体的には、１周期目のＵ相上側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間I、１周期目のＷ相下側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間II、１周期目のＶ相上側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間III、１周期目のＵ相下側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間IV、１周期目のＷ相上側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間V、１周期目のＶ相下側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間VI、２周期目のＵ相上側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間VII、２周期目のＷ相下側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間VIII、２周期目のＶ相上側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間IX、２周期目のＵ相下側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間X、２周期目のＷ相上側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間XI、２周期目のＶ相下側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間XII、３周期目のＵ相上側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間XIII、３周期目のＷ相下側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間XIV、３周期目のＶ相上側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間XV、３周期目のＵ相下側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間XVI、３周期目のＷ相上側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間XVII、３周期目のＶ相下側の電流振幅を検出した電気角を中心とする区間XVIIIに区分される。
【0067】
モータ駆動電流が最大値になるであろうロータの機械角に相当する電気角が上記の区間の境界に近い場合には、ステップ＃５０において抽出した最大値をとる電流振幅Ａ０は真の最大値ではなく、隣接する検出対象である電流振幅Ａ１、Ａ２が真の最大値である可能性がある。このため、電流振幅Ａ１又は電流振幅Ａ２が真の最大値であったとしても、電流振幅が真の最大値をとる電気角を中心とした電気角１２０度の範囲において電圧指令値の補正が行えるようにする。これにより、モータ駆動電流の脈動をより確実に抑制することができる。具体的には、ステップ＃５０において抽出した最大値をとる電流振幅Ａ０を中心とした電気角１２０度の範囲の前後それぞれに、電流振幅検出間隔、すなわち、各区間の範囲である電気角６０度の範囲を加える。したがって、本実施形態での電圧指令値の補正範囲は、ステップ＃５０において抽出した最大値をとる電流振幅Ａ０を中心とした電気角２４０度の範囲となる。この補正範囲（電気角２４０度の範囲）はロータ１回転（電気角１０８０度の範囲）の２２．２％に相当する。
【0068】
上記のようにステップ＃３０において電気周期毎にＵ相上側の電流振幅、Ｕ相下側の電流振幅、Ｖ相上側の電流振幅、Ｖ相下側の電流振幅、Ｗ相上側の電流振幅、およびＷ相下側の電流振幅を検出する仕様において、同期モータ４を３相６極のモータから３相４極のモータに変更した場合、電流振幅検出間隔は３相６極のモータを用いる場合と同様であるが、ロータ１回転は電気角２周期分となるため、補正範囲（電気角２４０度の範囲）はロータ１回転（電気角７２０度の範囲）の３３．３％に相当する。
【0069】
第１実施形態で述べたように、補正範囲（モータ駆動電圧を減少させる電気角範囲）ができるだけ狭い方がモータトルクの低下を防ぎ、設定された加速レートを大きく損なわない。したがって、補正範囲のロータ１回転における割合は低いほうが好ましく、例えば、５０％以下とすれば、モータトルクを低下させない範囲のほうがモータトルクを低下させる範囲よりも広くなるので、加速不足になり難くすることができる。つまり、補正の適用によって低下する加速分を加味しても所定の加速完了時間内に加速が完了するように、モータ駆動電圧の補正量および電流振幅検出間隔を設定すれば良い。
【0070】
＜第４実施形態＞本発明の第１〜第３実施形態に係るモータ制御装置はモータの起動完了後の制御について特に限定されないが、本発明の第４実施形態に係るモータ制御装置は、モータの起動中に本発明の第１〜第３実施形態のいずれかと同様の制御を実施し、更にモータの起動完了後に以下で説明する制御を行う。
【0071】
本実施形態に係るモータ制御装置は、図８に示すように電圧補正パターン記憶部１２を備えている。
【0072】
電圧補正パターン記憶部１２は、負荷要素における負荷トルク変動１周期分の角度に対応する電圧補正パターンを記憶する。電圧補正パターンは、例えば、角度と補正値との対応関係を示すデータテーブルの形式で記憶されていてもよく、角度と補正値との対応関係を示す関数の形式で記憶されていてもよい。
【0073】
電圧補正パターンは、負荷要素における負荷トルク特性に応じて設定される。電圧補正パターンの一例を図９に示す。
【0074】
電圧補正パターンは、同期モータ４が駆動する負荷要素の、各々の角度における負荷トルクの値を、負荷要素の負荷トルク１周期分の平均値から差し引いた値を、負荷要素の角度で積分した関数に基づいて定めることができる。このように定めることで、負荷トルクの値が平均値よりも小さい角度においては同期モータ４の駆動電圧が上昇するように補正して加速させることで同期モータ４の駆動電流が低下しないように、また、負荷トルクの値が平均値よりも大きい角度においては同期モータ４の駆動電圧が低下するように補正して減速させることで同期モータ４の駆動電流が上昇しないようにすることができ、負荷要素の周期的な負荷トルク変動による同期モータ４の駆動電流変動を抑えることができる。
【0075】
図９の例では、図１Ｂに示すレシプロ型圧縮機のような負荷トルク特性を有した負荷要素に対応する電圧補正パターンを示している。図９（ａ）は図１Ｂと同様の負荷要素について、負荷トルク曲線Ａを２周期分示している。図９（ａ）において、負荷トルク平均値Ｂは、負荷トルク曲線Ａの１周期分の負荷トルク値を平均した値である。
【0076】
図９（ｂ）の曲線Ｃは、図９（ａ）の曲線において、各々の角度における（負荷トルク平均値Ｂ）−（負荷トルクＡ）の値を求めて、角度で積分した曲線である。このような曲線Ｃを電圧補正パターンとしてモータを駆動し、負荷トルク特性曲線Ａを有する負荷要素を駆動すると、モータの駆動電流変動を抑えることができる。その際、負荷トルク曲線Ａと電圧補正パターンＣとの位相が合っていることが望ましく、さらには、電圧補正パターンＣによる電圧補正量が負荷トルク特性曲線Ａに対して適正量であることが望ましい。
【0077】
このため、図９（ｂ）の曲線Ｃを電圧補正パターンとして電圧補正パターン記憶部８に記憶させる際に、角度、補正値を絶対値ではなく相対値として記憶させておき、通常運転においてモータ駆動電圧波形補正部１０によってモータ駆動電圧波形を補正する際に、電圧補正パターン記憶部１２に記憶された電圧補正パターンに所定の補正係数を与えた補正データによってモータ駆動電圧波形を補正することが好ましい。図９（ｂ）では一例として、点線で挟まれる負荷要素の負荷トルク変動周期１周期分を電圧補正パターンとして、角度軸（横軸）については左端を０度、右端を３６０度とし、補正量（縦軸）は１周期分の補正量の平均を１とした正規化データとして、電圧補正パターン記憶部１２に記憶している。
【0078】
なお、電圧補正パターンは、図９（ｃ）のように図９（ｂ）の曲線Ｃを近似した形状とすることもできる。図９（ａ）に示す負荷トルク曲線Ａは負荷状況や回転数などによって形状が変化すること、また、量産品の場合は個体差が生じることから、図９（ｂ）のように厳密に電圧補正パターンを定めても特定の条件でしか合致しない。したがって、図９（ｃ）のように近似した形状を用いても、実際には図９（ｂ）の電圧補正パターンを用いた場合と大差ない効果が得られることが多い。一方、図９（ｃ）のように近似形状とすることで、電圧補正パターンデータとして大量のテーブルデータを記憶しなくとも、関数式を記憶するだけでよく、また、所定の補正係数を与える際も関数式そのものを補正できるので、電圧補正パターン記憶部１２の小容量化およびモータ駆動電圧波形補正部１０における補正処理の高速化が期待できる。以後の説明では、図９（ｃ）の電圧補正パターンを基にした図９（ｄ）に示す補正パターンが電圧補正パターン記憶部１２に記憶されているものとする。
【0079】
次に、モータ駆動電圧波形補正部１０の通常運転における詳細な動作について説明する。以下、同期モータ４が３相６極のモータである場合について説明する。また、負荷要素における負荷トルク変動１周期分は、同期モータ４の１回転分であるとする。モータ駆動電圧波形補正部１０は、同期モータ４の起動完了後に図１０Ａ及び図１０Ｂに示すフロー動作を開始する。
【0080】
まず、回転数設定部８は、同期モータ４が所定の回転数となるように指令を出し、所定の回転数になったことを確認する（ステップＳ２）。この所定の回転数は、モータ駆動電圧を補正しなくてもモータ駆動電流が過電流保護回路に設定された過電流閾値を超えないような回転数を設定する。たとえば上述した安定回転数などが好ましい。
【0081】
次に、モータ駆動電圧波形補正部１０は、第１〜第３実施形態で述べたモータ駆動基本電圧波形の補正を解除する（ステップＳ４）。これにより、モータ駆動電流波形の脈動量（変動量）が出やすい状態となる。
【0082】
次に、モータ駆動電圧波形補正部１０は、電圧補正パターンの補正量が最大となる位相角を把握する（ステップＳ６）。たとえば、図９（ｄ）に示す補正パターンが電圧補正パターン記憶部１２に記憶されている場合は、電圧補正パターンの位相角約２６０度が、補正量が最大である。
【0083】
次に、モータ駆動電圧波形補正部１０は、第１〜第３実施形態で述べたモータ駆動基本電圧波形の補正を行った電気角範囲（加速時補正電気角範囲）を把握する（ステップＳ８）。なお、ステップＳ６およびステップＳ８は、図１０Ａに示す順で行わなくてもよく、予め所定の記憶領域に記憶しておき、後のステップで必要に応じて呼び出してもよい。
【0084】
次に、モータ駆動電圧波形補正部１０は、位相ずれ量θの初期値を０に、補正ゲインＭの初期値を１に設定する（ステップＳ１０）。その後、モータ駆動電圧波形補正部１０は、電圧補正パターン記憶部８から電圧補正パターンを読み込む（ステップＳ２０）。
【0085】
次に、モータ駆動電圧波形補正部１０は、電圧補正パターンのそれぞれの角度ごとの補正量に補正ゲインＭを掛ける（ステップＳ３０）。そして、電圧補正パターンの位相を、モータ駆動基本電圧波形の位相に対してθ°ずらす（ステップＳ４０）。
【0086】
次に、モータ駆動電圧波形補正部１０は、θ°ずらした電圧補正パターンの補正量が最大となる位相角が、加速時補正電気角範囲の中に入っているか否かを判別する（ステップＳ４１）。たとえば、図９（ｄ）に示す補正パターンでは位相角約２６０度が補正量が最大となる位相角である。本実施形態においては、同期モータ４が３相６極のモータであるため、θ°ずらした電圧補正パターンは、電気角に換算すると、（θ°＋２６０°）×３の電気角で補正量が最大となる。この電気角が加速時補正電気角範囲の中に入っている場合は、電流振幅が最大となる可能性が高い電気角に、電圧を上げる補正をかけることとなり、モータ駆動電流波形の脈動量（変動量）が大きく出る可能性が高い。したがって、このようにモータ駆動電流波形の脈動量（変動量）が大きく出る可能性が高い電気角範囲が判っている場合は、その範囲に電圧補正パターンの補正量が最大となる位相角が入らないようにすることで、モータ駆動電流波形の脈動量（変動量）を抑えながら、電圧補正パターンの位相シフト補正係数を求めることができる。
【0087】
例えば、第１実施形態（図５Ａ）に示す補正範囲が、同期モータ４の起動加速時にモータ駆動電圧を減少させる補正範囲であった場合は、加速時補正電気角範囲は、電気角２１０度〜６９０度となっている。したがって、図９（ｄ）に示す補正パターンを位相ずれ量θ度ずらした場合の電気角が上記の加速時補正電気角範囲に入っていれば（ステップＳ４１のＹＥＳ）、モータ駆動電流波形の脈動量の検出を行わない。つまり、θが−１９０度から−３０度の位相角、すなわち、θが１７０度〜３３０度の場合は、後述するステップＳ５０及びステップＳ６０をスキップし、後述するステップＳ７０に移行する。
【0088】
次に、モータ駆動電圧波形補正部１０は、負荷要素１回転分のそれぞれの角度（それぞれの角度は離散的な値であってもよく、連続的な値であってもよい。）で電圧補正パターンの補正値に応じてモータ駆動基本電圧波形の振幅および角速度を補正し、電圧補正パターンの補正値が大きいほどモータ駆動基本電圧波形の振幅が大きくなり且つモータ駆動基本電圧波形の角速度が大きくなるように、電圧補正パターンの補正値が小さいほどモータ駆動基本電圧波形の振幅が小さくなり且つモータ駆動基本電圧波形の角速度が小さくなるようにする（ステップＳ５０）。
【0089】
ここで、第１実施形態（図５Ａ）によって起動してからステップＳ５０の補正を行った後の各相のモータ駆動電圧波形を図５Ｂに示す。図５Ｂでは、補正後の各相のモータ駆動電圧波形Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗとともに、電圧補正パターンＰも示している。図５Ｂに示す補正後の各相のモータ駆動電圧波形Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは、それぞれの角度で電圧補正パターンＰの補正値に応じてモータ駆動電圧波形の振幅のみを補正した波形である。それぞれの角度で電圧補正パターンの補正値に応じてモータ駆動電圧波形の振幅を補正することで、図５Ｂに示すように、モータ駆動電圧波形において縦軸方向に拡大している区間と縮小している区間とができる。また、それぞれの角度で電圧補正パターンの補正値に応じてモータ駆動電圧波形の角速度を補正することで、図示は省略しているが、モータ駆動電圧波形において横軸方向に拡大している区間と縮小している区間とができる。
【0090】
ステップＳ５０に続くステップＳ６０において、モータ駆動電圧波形補正部１０は、ステップＳ５０の処理で補正された各相のモータ駆動電圧波形に基づいて同期モータ４が駆動している状態における各相のモータ駆動電流をモータ駆動電流記憶部７からモータ１回転分、すなわち負荷要素における負荷トルク変動１周期分読み込み、モータ駆動電流波形の脈動量（変動量）を算出する。各相のモータ駆動電流値は、モータ駆動電流推定部６によって推定された相別のモータ駆動電流から各相における所定の角度での値を読み取ることで得られる。所定の角度とは、モータ駆動電圧波形に基づいてモータ駆動電流が最大になると推定される角度であり、たとえば、モータ駆動電流の値を読み取る角度は、各相のモータ駆動基本電圧波形がピークとなる角度としてもよい。また、モータ駆動電圧波形に対するモータ駆動電流の位相遅れ量が判っている、または推定できる場合には、モータ駆動電流の値を読み取る角度は、各相のモータ駆動基本電圧波形がピークとなる角度に、上記位相遅れ量を加算した角度とすることができる。これにより、モータ駆動電流波形がピークとなる角度により近い角度でモータ駆動電流の値を読み取ることができ、モータ駆動電流波形の脈動量をより精度高く求めることができる。
【0091】
なお、モータ駆動電流波形の読み取りは上記に限らず、例えば、上述した実施形態のように各相の電流振幅を検出してもよい。例えば図７に示すように３相のモータ駆動電流波形の値１８点のデータから、最大と最小の値を選んで差をとることで、モータ駆動電流波形の脈動量とすることができる。また、読み取りをする角度も各相のモータ駆動電圧波形に基づく角度で決めるだけでなく、モータ駆動電流のゼロクロスやピークとなる角度を基準として定めることもできる。
【0092】
図１１（ａ）は、図９（ｄ）に示した補正パターンに、位相ずれ量θ＝０°、補正ゲインＭ＝１を与えた電圧補正パターンによってモータ駆動電圧波形を補正した場合のモータ駆動電流の例である。なお、図１１に示す例では、同期モータに３相４極のモータを使用した場合を示しており、ロータ１回転は同期モータの電気角２周期分となっている。図１１にて駆動されるモータおよび負荷要素は、予め電圧補正パターンを求めた際の図９のモータおよび負荷要素とは、異なる個体であることから、図１１（ａ）の例では、モータ駆動電流波形の最大値（Ｉｗ２の絶対値）とモータ駆動電流波形の最小値（Ｉｕ４の絶対値）との間に大きな差があり、モータ駆動電流は大きく脈動している。ステップＳ６０では、モータ駆動電流波形の最大値（この場合はＩｗ２の絶対値）とモータ駆動電流波形の最小値（この場合はＩｕ４の絶対値）との差の値と、位相ずれ量θ（この場合はθ＝０°）とを記憶する。
【0093】
次に、モータ駆動電圧波形補正部１０は、（θ＋Δθ）が３６０°以上であるかを判定する（ステップＳ７０）。ここで、Δθとは、電圧補正パターンの位相シフト幅であり、この値を小さくすれば、電圧補正パターンの位相補正係数をより精度よく求めることができる。また、この値を大きくすれば、電圧補正パターンの位相シフト補正係数を求めるための試行回数（ステップＳ４０〜Ｓ８０の実行回数）を少なくすることができる。本実施例では、Δθ＝２°としているので、ステップＳ４０〜Ｓ８０を最大１８０回実行することになる。
【0094】
（θ＋Δθ）が３６０°以上でなければ（ステップＳ７０のＮＯ）、モータ駆動電圧波形補正部１０は、現在のθの値にΔθを加えた値を新たなθの値として設定し（ステップＳ８０）、その後ステップＳ４０に戻る。一方、（θ＋Δθ）が３６０°以上であれば（ステップＳ７０のＹＥＳ）、例えば図１２に示すようなモータ駆動電流の脈動量と電圧補正パターンの位相ずれ量との関係が得られているので、モータ駆動電圧波形補正部１０は、モータ駆動電流の脈動量が最小となる電圧補正パターンの位相ずれ量を、電圧補正パターンの位相補正係数θ０に設定する（ステップＳ９０）。図１２に示す例では、θ＝６０°の場合にモータ駆動電流の脈動量が最小となるので、電圧補正パターンの位相補正係数θ０を６０°に設定する。
【0095】
本実施形態では、位相ずれ量をθ度ずらした場合の電圧補正パターンの補正量が最大となる位相角が、加速時補正電気角範囲に入っている場合には（ステップＳ４１のＹＥＳ）、モータ駆動電流の脈動量の検出を行わない。したがって、図１２の例では、θが０°〜２０°の範囲および２６０°〜３６０°の範囲はモータ駆動電流の脈動量の検出がスキップされておりデータが無い。しかしながら、求めたいのはモータ駆動電流の脈動量が最小となる電圧補正パターンの位相ずれ量であるのに対し、ステップＳ４１でスキップされたθの範囲では、モータ駆動電流の脈動量が大きくなることが判っており有用ではない。図１２に示す例では、位相ずれ量θが０°〜２０°の範囲および２６０°〜３６０°の範囲ではモータ駆動電流の脈動量の検出がスキップされデータが無いが、残りの位相ずれ量θが２０°〜２６０°の範囲のデータによって、θ＝６０°の場合にモータ駆動電流の脈動量が最小となることが十分判別できる。したがって、モータ駆動電流の脈動量が最小となる電圧補正パターンの位相ずれ量を検出するために有用となり難いと予測される位相ずれ量の範囲では、モータ駆動電流の脈動量の検出を行わないことで、モータ駆動電流波形の脈動量（変動量）を抑えながら、また、モータ駆動電流の脈動量の検出回数を削減して効率よく、電圧補正パターンの位相シフト補正係数を求めることができる。
【0096】
同期モータ４の駆動が継続している限りモータ駆動電流の脈動量が最小となる電圧補正パターンの位相ずれ量の値は大きく変わらない事が多い。このため、ステップＳ９０で確定した電圧補正パターンの位相補正係数は、同期モータ４の回転駆動が継続している間は再設定しなくてもよい。したがって、図１０Ａ及び図１０Ｂのフローチャートでは、ステップＳ９０の処理を１回のみ実施している。負荷要素によっては、負荷トルク量や回転数によってモータ駆動電流の脈動量が最小となる電圧補正パターンの位相ずれ量の値が変わる場合もあるので、その場合には、当該条件下で再度ステップＳ１０から始まる電圧補正パターンの位相補正係数設定処理を行えばよい。
【0097】
ステップＳ９０に続くステップＳ１００において、モータ駆動電圧波形補正部１０は、電圧補正パターンの位相を、モータ駆動基本電圧波形の位相に対して、ステップＳ９０で求めた位相補正係数θ０だけずらす。
【0098】
次に、モータ駆動電圧波形補正部１０は、電圧補正パターンのそれぞれの角度ごとの補正量に補正ゲインＭを掛ける（ステップＳ１１０）。そして、モータ駆動電圧波形補正部１０は、それぞれの角度（それぞれの角度は離散的な値であってもよく、連続的な値であってもよい。）で補正ゲインＭが乗算され、位相を位相補正係数θ０だけずらされた電圧補正パターンの補正値に応じてモータ駆動電圧波形の振幅および角速度を補正し、それぞれの角度における電圧補正パターンの補正値が大きいほどモータ駆動電圧波形の振幅が大きくなり且つモータ駆動電圧波形の角速度が大きくなるように、電圧補正パターンの補正値が小さいほどモータ駆動電圧波形の振幅が小さくなり且つモータ駆動電圧波形の角速度が小さくなるようにする（ステップＳ１２０）。
【0099】
ステップＳ１２０に続くステップＳ１３０において、モータ駆動電圧波形補正部１０は、ステップＳ１２０の処理で補正された各相のモータ駆動電圧波形に基づいて同期モータ４が駆動している状態における各相のモータ駆動電流をモータ駆動電流記憶部７からモータ１回転分、すなわち負荷要素における負荷トルク変動１周期分読み込み、モータ駆動電流波形の脈動量（変動量）を算出する。
【0100】
次に、モータ駆動電圧波形補正部１０は、今回のモータ駆動電流波形の脈動量と前回のモータ駆動電流波形の脈動量とを比較し、その差が所定値以下かどうかを判定する（ステップＳ１４０）。差が所定値以下でなければ（ステップＳ１４０のＮＯ）、モータ駆動電流波形の脈動量の最小値が見つけられていないと判断し、ステップＳ１５０に進む。一方、差が所定値以下であれば（ステップＳ１４０のＹＥＳ）、モータ駆動電流波形の脈動量の最小値が見つかったと判断し、ステップＳ２００に進む。
【0101】
ステップＳ１５０では、今回のモータ駆動電流波形の脈動量と前回のモータ駆動電流波形の脈動量とを比較し、その差が所定値以下かどうかを判定する。ここで、ステップＳ１５０の判定で用いる所定値は、ステップＳ１４０の判定で用いる所定値よりも大きい値に設定する。差が所定値以下であれば（ステップＳ１５０のＹＥＳ）、モータ駆動電流波形の脈動量が最小値となるゲイン補正係数Ｍ０に対し、現在の補正ゲインＭが近づいていると判定して、補正ゲインＭの刻み幅ΔＭの量を半分にし（ステップＳ１６０）、その後ステップＳ１７０に移行する。一方、差が所定値以下になっていなければ（ステップＳ１５０のＮＯ）、現在の補正ゲインＭがまだ離れていると判定して、補正ゲインＭの刻み幅ΔＭの量を維持したままステップＳ１７０に移行する。
【0102】
ステップＳ１７０において、今回のモータ駆動電流波形の脈動量が、前回のモータ駆動電流波形の脈動量よりも小さいかどうかを判定する。今回の電流脈動量が前回の電流脈動量よりも大きければ（ステップＳ１７０のＮＯ）、次回の補正ゲインＭの増減方向を前回と逆方向として（ステップＳ１８０）ステップＳ１９０に移行する。一方、今回の電流脈動量が前回の電流脈動量よりも小さければ（ステップＳ１７０のＹＥＳ）、次回の補正ゲインＭの増減方向は前回と同方向のままステップＳ１９０に移行する。ステップＳ１９０では、補正ゲインＭの刻み幅ΔＭだけＭを変化させて、ステップＳ１１０に戻る。
【0103】
ステップＳ２００では、補正ゲインＭを電圧補正パターンのゲイン補正係数Ｍ０に設定する。図１３に示す例では、Ｍ＝２の場合にモータ駆動電流の脈動量が最小となるので、電圧補正パターンのゲイン補正係数Ｍ０を２に設定する。
【0104】
図１１（ｂ）は、図９（ｄ）に示した補正パターンに、位相ずれ量θ＝６０°、補正ゲインＭ＝２を与えた電圧補正パターンによってモータ駆動電圧波形を補正した場合のモータ駆動電流の例である。図１１（ｂ）の例では、モータ駆動電流波形の波高値が全て揃っており、モータ駆動電流は脈動していないことになる（図１３で脈動量＝０となっている）。
【0105】
ステップＳ２００に続くステップＳ２１０において、モータ駆動電圧波形補正部１０は、位相補正係数θ０、ゲイン補正係数Ｍ０を与えた電圧補正パターンで補正された各相のモータ駆動電圧波形に基づいて同期モータ４が駆動している状態における各相のモータ駆動電流をモータ駆動電流記憶部７からモータ１回転分、すなわち負荷要素における負荷トルク変動１周期分読み込み、モータ駆動電流の最大振幅値から最小振幅値を引いた値をモータ駆動電流波形の脈動量（変動量）として算出する。続けてステップＳ２２０において、算出されたモータ駆動電流波形の脈動量が所定値以下かどうかを判定する。脈動量が所定値以下であれば（ステップＳ２２０のＹＥＳ）、モータ駆動電圧波形は最適に補正されていると判断し、ステップＳ２１０に戻る。脈動量が所定値以下でなければ（ステップＳ２２０のＮＯ）、モータ駆動電圧波形は最適に補正されていないと判断し、ゲイン補正係数Ｍ０を補正ゲインＭに代入し（ステップＳ２３０）、ステップＳ１１０に戻って、ゲイン補正係数Ｍ０の再探査を行う。
【0106】
なお、ステップＳ２１０〜Ｓ２３０の代わりに、または加えて、例えば、所定時間の経過ごとに強制的にゲイン補正係数Ｍ０の再探査を行うステップを設けてもよい。また、ステップＳ２１０は随時行っても良いし、所定の時間ごとに間欠的に行っても良い。
【0107】
また、負荷要素によっては、負荷トルク量や回転数によってモータ駆動電流の脈動量が最小となる電圧補正パターンの位相ずれ量の値が変わる場合もあるので、その場合には、ステップＳ２２０のＮＯの場合に、ステップＳ１０に戻っても良い。
【0108】
モータ駆動電圧波形補正部１０が上述した図１０Ａ及び図１０Ｂに示すフローチャートの動作を行うことにより、位置センサレスで且つ同期モータ４と同期モータ４が駆動する負荷要素との接続位置に関する情報すなわち同期モータ４の電気角と同期モータ４が駆動する負荷要素の機械角との関係に関する情報がなくても、モータ駆動電流の脈動量を小さく（理想的には零に）することができ、同期モータ４を高効率で駆動することができる。
【0109】
また、モータ駆動電圧波形補正部１０が上述した図１０Ａ及び図１０Ｂに示すフローチャートの動作を行うことにより、負荷トルク量の変動に関する情報がなくても、負荷トルク量の変動に対応してモータ駆動電流の脈動量を小さく（理想的には零に）することができ、同期モータ４を高効率で駆動することができる。
【0110】
また、モータ駆動電圧波形補正部１０が上述した図１０Ａ及び図１０Ｂに示すフローチャートの動作を行うことにより、１つの電圧補正パターンを２つの補正係数（位相補正係数、ゲイン補正係数）で補正して、同期モータ４のモータトルクを制御することができるので、モータ制を簡便に、且つ、連続的に制御することができる。
【0111】
＜第５実施形態＞本発明の第５実施形態に係るモータ制御装置の概略構成は、本発明の第４実施形態に係るモータ制御装置の概略構成と同一である。本実施形態に係るモータ制御装置は、モータの起動中に本発明の第１〜第３実施形態のいずれかと同様の制御を実施し、更にモータの起動完了後に以下で説明する制御を行う。
【0112】
本実施形態においてモータ駆動電圧波形補正部１０は同期モータ４の起動完了後に図１４Ａ及び図１４Ｂに示すフローチャートの動作を行う。図１４Ａ及び図１４Ｂに示すフローチャートは、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すフローチャートに対して、ステップＳ６及びＳ１０をステップＳ７及びステップＳ１１に置換する第１の変更と、ステップＳ４０〜Ｓ９０をステップＳ４０〜Ｓ９１に置換する第２の変更とを施したものである。モータ駆動電圧波形補正部１０が図１４Ａ及び図１４Ｂに示すフローチャートの動作を行うことにより、本実施形態に係るモータ制御装置は、本発明の第４実施形態に係るモータ制御装置と同様の効果を奏する。
【0113】
以下、第１〜第２の変更に関するモータ駆動電圧波形補正部１０の動作について説明し、第１〜第２の変更以外に関するモータ駆動電圧波形補正部１０の動作については本発明の第４実施形態と同一であるため説明を省略する。
【0114】
ステップＳ４の処理が終わると、モータ駆動電圧波形補正部１０は、電圧補正パターンの補正量が最小となる位相角を把握する（ステップＳ７）。たとえば、図９（ｄ）に示す補正パターンが電圧補正パターン記憶部１２に記憶されている場合は、電圧補正パターンの位相角約０度で補正量が最小になっている。
【0115】
続くステップＳ８で把握した加速時補正電気角範囲に基づいて、次のステップＳ１１では位相ずれ量θの初期値を設定する。加速時補正電気角範囲が第１実施形態と同様に、電気角２１０度〜６９０度となっている場合は、例えば加速時補正電気角範囲の中央値である電気角４５０度に電圧補正パターンの最小値がくるように位相ずれ量θの初期値を設定する。つまり、第４実施形態と同様に同期モータ４が３相６極のモータである場合は、電気角に換算した式、（θ°＋０°）×３＝４５０°となる位相ずれ量θ＝１５０度とすれば、加速時補正電気角範囲の中央値である電気角に、電圧補正パターンの補正量が最小値となる位相角が来るので、この位相ずれ量θを初期値として設定する。また、ステップＳ１１では、モータ駆動電圧波形補正部１０は、補正ゲインＭの初期値を１に設定する。
【0116】
ステップＳ６１において、モータ駆動電圧波形補正部１０は、今回のモータ駆動電流波形の脈動量と前回のモータ駆動電流波形の脈動量とを比較し、その差が所定値以下かどうかを判定する。差が所定値以下でなければ（ステップＳ６１のＮＯ）、モータ駆動電流波形の脈動量の最小値が見つけられていないと判断し、ステップＳ６２に進む。一方、差が所定値以下であれば（ステップＳ６１のＹＥＳ）、モータ駆動電流波形の脈動量の最小値が見つかったと判断し、ステップＳ９１に進む。
【0117】
ステップＳ６２では、今回のモータ駆動電流波形の脈動量と前回のモータ駆動電流波形の脈動量とを比較し、その差が所定値以下かどうかを判定する。ここで、ステップＳ６２の判定で用いる所定値は、ステップＳ６１の判定で用いる所定値よりも大きい値に設定する。差が所定値以下であれば（ステップＳ６２のＹＥＳ）、モータ駆動電流波形の脈動量が最小値となる位相ずれ量θ０に対し、現在の位相ずれ量θが近づいていると判定して、位相ずれ量θの刻み幅Δθの量を半分にし（ステップＳ６３）、その後ステップＳ６４に移行する。一方、差が所定値以下になっていなければ（ステップＳ６２のＮＯ）、現在の位相ずれ量θがまだ離れていると判定して、位相ずれ量θの刻み幅Δθの量を維持したままステップＳ６４に移行する。
【0118】
ステップＳ６４において、今回のモータ駆動電流波形の脈動量が、前回のモータ駆動電流波形の脈動量よりも小さいかどうかを判定する。今回の電流脈動量が前回の電流脈動量よりも大きければ（ステップ６４のＮＯ）、次回の位相ずれ量θの増減方向を前回と逆方向として（ステップＳ６５）ステップＳ６６に移行する。一方、今回の電流脈動量が前回の電流脈動量よりも小さければ（ステップＳ６４のＹＥＳ）、次回の位相ずれ量θの増減方向は前回と同方向のままステップＳ６６に移行する。ステップＳ６６では、位相ずれ量θの刻み幅Δθだけθを変化させて、ステップＳ４０に戻る。これにより、今回のモータ駆動電流波形の脈動量と前回のモータ駆動電流波形の脈動量との差がステップＳ６１で設定された所定値以下あれば、ステップＳ４０〜ステップＳ６６のルーチンがモータ１回転分、すなわち負荷要素における負荷トルク変動１周期分完了していなくても、ステップＳ４０〜ステップＳ６６のルーチンから抜けることができ、処理時間の短縮を図ることができる。
【0119】
さらに、本実施形態では、電圧補正パターンの補正量が最小となる位相角が、加速時補正電気角範囲に入るように、位相ずれ量θの初期値を設定する。すなわち、モータ駆動電流が大きいことが判明している電気角範囲に電圧補正パターンの補正量が最小となる位相角が来るようにしているため、モータ駆動電流の脈動量が既に抑えられている状態から電圧補正パターンの位相シフト補正係数を求めるルーチンを開始することができ、モータ駆動電流波形の脈動量（変動量）を抑えながら、また、モータ駆動電流の脈動量の検出回数を削減して効率よく、電圧補正パターンの位相シフト補正係数を求めることができる。
【0120】
ステップＳ９１において、モータ駆動電圧波形補正部１０は、位相ずれ量θを電圧補正パターンの位相補正係数θ０に設定する。
【0121】
＜第６実施形態＞本発明の第６実施形態は、電圧補正パターンの定義方法が本発明の第４実施形態と異なっており、それ以外に関しては本発明の第４実施形態と同一である。
【0122】
本実施形態では、負荷要素を一定のトルク（モータトルク一定）で回転させたときの、負荷トルク変動１周期分の角速度変化を測定し、その変動パターンに基づいて電圧補正パターンを定めている。
【0123】
一定のトルクで負荷要素を駆動した場合、負荷トルクが平均負荷トルクより小さくなる機械角では角速度が増速し、負荷トルクが平均負荷トルクより大きくなる機械角では角速度が減速する。力を積分すると速度エネルギーになるので、本実施形態における定義方法によって定義した電圧補正パターンであっても、本発明の第１実施形態での電圧補正パターンと同様のものが得られる。したがって、本実施形態に係るモータ制御装置は、本発明の第１実施形態に係るモータ制御装置と同様の効果を奏するとともに、負荷トルク曲線を計測しなくても補正パターンが得られるため本発明の第１実施形態よりも簡便に電圧補正パターンを定義できるという利点を有している。
【0124】
＜第７実施形態＞本発明の第７実施形態は、電圧補正パターンの定義方法が本発明の第４実施形態及び第６実施形態と異なっており、それ以外に関しては本発明の第４実施形態及び第６実施形態と同一である。
【0125】
本実施形態では、本発明の第４実施形態又は第６実施形態において定義した電圧補正パターンよりも、電圧補正パターン自体の補正量（補正ゲイン量Ｍ＝１のときの補正量）が小さくなる電圧補正パターンを定義する。例えば、本発明の第１実施形態において定義した電圧補正パターンに０より大きく１より小さい所定の補正ゲイン量を掛けたものを本実施形態の電圧補正パターンとしてもよく、本発明の第３実施形態において定義した電圧補正パターンに０より大きく１より小さい所定の補正ゲイン量を掛けたものを本実施形態の電圧補正パターンとしてもよい。
【0126】
これにより、Ｍ＝１で位相補正係数を探査する（第４実施形態ではステップＳ１０〜Ｓ９０）際に、電圧補正量が大きすぎてモータ駆動が不安定となり、最悪の場合は脱調に至ってしまうことを防止することができる。また、ゲイン補正係数を探査する（第４実施形態ではステップＳ１００〜Ｓ２００）際に、ゲイン補正係数が１以上であることはほぼ確実となるので、ステップＳ１７０及びＳ１８０を省くことも可能となり、より早くゲイン補正係数を得られる利点もある。なお、電圧補正パターンの定義を本発明の第４実施形態又は第６実施形態から変更するのではなく、位相補正係数及びゲイン補正係数探査時の最初の補正ゲイン量Ｍを１より小さくすることによっても、上記と同様の効果を得ることができる。
【0127】
本実施形態において定義した電圧補正パターン自体の補正量（補正ゲイン量Ｍ＝１のときの補正量）は、本発明の第１実施形態又は第３実施形態において定義した電圧補正パターン自体の補正量（補正ゲイン量Ｍ＝１のときの補正量）の半分以下とすることが好ましい。この場合は、ゲイン補正係数が２以上となることが予測できるので、ゲイン補正係数を探査する（ステップＳ１００〜Ｓ２００）際の判断材料の１つとして使用することもできる。
【0128】
＜第８実施形態＞本発明の第４実施形態では、電圧補正パターンの一例として図９に示すレシプロ型圧縮機のような負荷トルク特性を有した負荷要素に対応する電圧補正パターンを挙げたが、本発明の第９実施形態では、図１Ａに示すシングルロータ型圧縮機のような負荷トルク特性を有した負荷要素に対応する電圧補正パターンを用いることにする。
【0129】
図１５（ａ）は図１Ａに示すシングルロータ型圧縮機のような負荷トルク特性を有した負荷要素について、１周期分の負荷トルク特性を示している。図１５（ａ）において、負荷トルク平均値Ｂは、負荷トルク曲線Ａの１周期分の負荷トルク値を平均した値である。
【0130】
図１５（ｂ）の曲線Ｃは、図１５（ａ）の曲線において、各々の角度における（負荷トルク平均値Ｂ）−（負荷トルクＡ）の値を求めて、角度で積分した曲線である。負荷トルク曲線Ａが正弦波に近い形状であるため、負荷トルク曲線を正弦波(sinθ)で近似できれば、曲線Ｃを近似した図１５（ｃ）の曲線は余弦波形状（=cosθ）とすることができる。
【0131】
本実施形態に係るモータ制御装置の概略構成は、本発明の第４実施形態に係るモータ制御装置の概略構成と同一であり、同期モータ４の起動完了後のモータ駆動電圧波形補正部１０の動作も本発明の第４実施形態〜第７実施形態のいずれかと同様にすれば良いので、ここでは説明を省略する。
【0132】
＜圧縮機駆動装置及び冷凍・空調装置＞冷凍・空調装置などで使用される圧縮機では、内部が高温状態になり、ホールＩＣなどのロータ位置を検出する位置センサを設けることが困難であるため、位置センサレスで同期モータを駆動する必要がある。そこで、本発明に係るモータ制御装置を圧縮機駆動装置の同期モータを駆動するために使用する。これによって、コイルおよびホール素子で構成された電流センサ、カレントトランスといった交流電流を検出するための電流センサが不要となるとともに、位置センサも不要となる。このことはすなわち、圧縮機の上死点などの機械角情報が不明で、かつ、機械角を知るのに必要な上記センサを有さないような圧縮機などの負荷要素であっても、任意の同期モータと接続して本発明に係るモータ制御装置で制御することで、高効率な同期モータ駆動を可能にする、とも言える。
【0133】
そして、この本発明に係るモータ制御装置を備えた圧縮機駆動装置を冷凍・空調装置に搭載する。これによって、冷蔵庫、冷凍庫、空気調和機といった冷凍・空調装置を運転することが可能となる。例えば、空気調和機の場合、少なくとも圧縮機、室外熱交換器、膨張装置、及び室内熱交換器を冷媒配管により接続した冷媒回路を設け、本発明に係るモータ制御装置を備えた圧縮機駆動装置によって圧縮機を駆動し、四方弁の切り替えにより、冷房運転を行うときに冷媒回路の冷媒の流れ方向を圧縮機→室外熱交換器→膨張装置→室内熱交換器→圧縮機の方向とし、暖房運転を行うときに冷媒回路の冷媒の流れ方向を圧縮機→室内熱交換器→膨張装置→室外熱交換器→圧縮機の方向とする。
【0134】
なお、本発明に係るモータ制御装置の用途は、冷凍・空調装置等で使用される圧縮機のモータ駆動に限定されることはなく、周期的な負荷トルク変動を伴う負荷要素を駆動する同期モータの可変速制御全般に本発明に係るモータ制御装置を使用することができる。本発明に係るモータ制御装置を用いることによって、高効率で安定した駆動を実現することができる。
【0135】
＜まとめ＞以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。例えば、マイクロコンピュータＭ１と同一の機能を複数のマイクロコンピュータによって実現してもよく、マイクロコンピュータＭ１の一部または全部の機能を、専用の電気回路などによって実現してもよい。また、複数の実施形態を組み合わせて実施するようにしてもよい。例えば、第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせて実施することが可能である。
【0136】
以上説明したモータ制御装置は、周期的な負荷トルク変動を有する負荷要素を駆動するモータ（４）を制御する装置であって、前記モータ（４）を駆動する電流の振幅を検出する検出部（６、７）と、前記モータ（４）を駆動するモータ駆動電圧を補正する補正部（１０）とを備え、前記補正部（１０）は、前記負荷要素の１周期に相当する前記モータの全電気角範囲から、前記検出部（６、７）によって検出されたモータ駆動電流が最大ピークとなる第１の電気角を推定し、前記全電気角範囲を、第１の電気角を含む一の電気角範囲と、前記一の電気角範囲を除いた他の電気角範囲とに区分し、前記一の電気角範囲では前記他の電気角範囲よりもモータ駆動電圧を低減する第１の補正を行う構成（第１の構成）とする。
【0137】
このような構成によると、前記一の電気角範囲では前記他の電気角範囲よりもモータ駆動電圧を低減する補正を行うことにより、モータ駆動電流の脈動を抑制し、モータ駆動電流の最大値が過電流になることを抑制することができる。また、前記他の電気角範囲では、モータトルクの減少が抑制されるので、所定の加速度での加速を維持することが可能となる。
【0138】
上記第１の構成のモータ制御装置において、前記一の電気角範囲は、第１の電気角の直前および直後の少なくとも一方に隣接した前記モータ駆動電流がピークとなる電気角を含む構成（第２の構成）としてもよい。
【0139】
このような構成によると、モータ駆動電流が最大ピークとなる電気角が、推定した第１の電気角と異なっている場合でも、高確度でモータ駆動電流の脈動を抑制し、モータ駆動電流の最大値が過電流になることを抑制することができる。
【0140】
上記第１または第２の構成のモータ制御装置において、前記補正部（１０）は、前記モータ（４）が起動開始後に加速する間の前記モータ駆動電流に基づいてモータ駆動電圧の補正を行う構成（第３の構成）としてもよい。
【0141】
このような構成によると、過電流によって前記モータの起動が完了することなく停止することを防止することができる。
【0142】
上記第１〜第３のいずれかの構成のモータ制御装置において、前記負荷要素の１周期に相当する電圧補正パターンを記憶する電圧補正パターン記憶部（１２）を備え、前記補正部（１０）は、前記電圧補正パターンの位相を所定の角度分シフトする補正係数を与えた前記電圧補正パターンにより補正された前記モータ駆動電圧で前記モータを駆動した際の前記モータ駆動電流の変動量を、２つ以上の前記補正係数の設定値に対して比較した結果に基づいて、前記補正係数を決定する第２の補正を行い、前記第２の補正は前記第１の補正を解除した後に行い、前記第２の補正における前記電圧補正パターンの最大補正部分が、前記第１の補正で区分された前記一の電気角範囲に入らないように、前記補正係数の設定値が定められる構成（第４の構成）としてもよい。
【0143】
このような構成によると、モータ駆動電流波形の脈動量（変動量）を抑えながら、また、効率よく前記補正係数の設定を定めることができる。
【0144】
上記第４の構成のモータ制御装置において、前記補正係数は、前記電圧補正パターンのゲインを含み、前記ゲインを異なる値として前記モータを駆動した際の前記モータ駆動電流の変動量を比較した結果を指標として、前記ゲインを決定する構成（第５の構成）としてもよい。
【0145】
このような構成によると、負荷トルク量の変動に関する情報がなくても、負荷トルク量の変動に対応してモータ駆動電流の脈動量を小さく（理想的には零に）することができ、モータを高効率で駆動することができる。
【0146】
上記第４または第５の構成のモータ制御装置において、前記電圧補正パターンの形状は、前記負荷要素の角度ごとの負荷トルク値を前記負荷要素の前記１周期分の負荷トルクの平均値から差し引いた値を、前記負荷要素の角度で積分した関数に基づく形状である構成（第６の構成）としてもよい。
【0147】
このような構成によると、電圧補正パターンの概形をモータのロータの速度変動パターンの正確な概形に相似させることができるので、モータトルク制御の高精度化が期待できる。
【0148】
上記第４〜第６のいずれかの構成のモータ制御装置において、前記電圧補正パターンの形状は、前記負荷要素を一定のトルクで回転させたときの、負荷トルク変動１周期分の角速度変化を測定し、その変動パターンに基づく形状とする構成（第７の構成）としてもよい。
【0149】
このような構成によると、負荷トルク曲線を計測しなくても補正パターンが得られるため簡便に電圧補正パターンを定義できる。
【0150】
上記第６又は第７の構成のモータ制御装置において、前記電圧補正パターンの形状は、基となる前記関数または前記変動パターンに比べて、補正量を小さくした形状である構成（第８の構成）としてもよい。
【0151】
このような構成によると、電圧補正量が大きすぎてモータ駆動が不安定となり、最悪の場合は脱調に至ってしまうことを防止することができる。
【0152】
以上説明した冷凍・空調装置は、上記第１〜第８のいずれかの構成のモータ制御装置と、前記モータ制御装置によって駆動される同期モータ（４）と、前記同期モータ（４）が駆動する圧縮機とを備える構成（第９の構成）とする。
【符号の説明】
【0153】
１ 交流電源２ コンバータ回路
３ インバータ回路
４ 同期モータ
５ 電流検出回路
６ モータ駆動電流推定部
７ モータ駆動電流記憶部
８ 回転数設定部
９ モータ駆動電圧波形作成部
１０ モータ駆動電圧波形補正部
１１ ＰＷＭ波形作成部
１２ 電圧補正パターン記憶部
Ｍ１ マイクロコンピュータ
Ｒ１ 電流検出抵抗（シャント抵抗）