特許 6135713 モータ制御装置、磁束指令の生成装置および磁束指令の生成方法

(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】6135713

(24)【登録日】2017年5月12日

(45)【発行日】2017年5月31日

(54)【発明の名称】モータ制御装置、磁束指令の生成装置および磁束指令の生成方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 21/22 20160101AFI20170522BHJP

【ＦＩ】

   H02P21/22

【請求項の数】8

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2015-123275(P2015-123275)

(22)【出願日】2015年6月18日

(65)【公開番号】特開2017-11827(P2017-11827A)

(43)【公開日】2017年1月12日

【審査請求日】2016年8月19日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006622

【氏名又は名称】株式会社安川電機

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 明

【審査官】 上野 力

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２２８０８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−１４３７９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０５７５７５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１０−０２２１８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０１２７７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２９９３８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−３３９９９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ２１／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

探査信号が重畳された磁束指令に基づいて電力変換部を駆動する駆動部と、
前記駆動部によって駆動された前記電力変換部の出力電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部の検出電流に含まれる電流成分のうち前記探査信号に対応する電流成分が低減するように前記磁束指令を生成する指令生成部と、を備え、
前記指令生成部は、
前記電流検出部の検出電流に含まれる電流成分のうち前記探査信号に対応する電流成分を抽出する抽出部と、
前記抽出部によって抽出される前記電流成分が低減するように前記磁束指令を演算する演算部と、を備え、
前記演算部は、
前記磁束指令のベースとなるベース指令を生成するベース指令生成部と、
前記抽出部によって抽出された前記電流成分に基づいて前記電流成分を低減する磁束補正量を生成する補正量生成部と、
前記ベース指令を前記磁束補正量によって補正して前記磁束指令を生成する補正部と、を備える
ことを特徴とするモータ制御装置。

【請求項2】

前記演算部は、
前記抽出部によって抽出される前記電流成分がゼロになるように前記磁束指令を演算する
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】

前記ベース指令生成部は、
予め設定された原指令にローパスフィルタ処理を行って前記ベース指令を生成する
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】

前記補正量生成部は、
前記抽出部によって抽出された前記電流成分を積分して前記磁束補正量を生成する積分部を備える
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のモータ制御装置。

【請求項5】

トルク指令を生成するトルク指令生成部と、
前記電力変換部の出力トルクを推定するトルク推定部と、を備え、
前記補正量生成部は、
前記トルク指令と前記トルク推定部によって推定された前記出力トルクとの差に基づいて前記磁束補正量を調整する調整部を備える
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のモータ制御装置。

【請求項6】

前記調整部は、
前記トルク指令と前記トルク推定部によって推定された前記出力トルクとの差を前記出力電流の振幅によって除算した結果に基づいて、前記磁束補正量を調整する
ことを特徴とする請求項５に記載のモータ制御装置。

【請求項7】

探査信号が重畳された磁束指令に基づいて駆動される電力変換部の出力電流を検出する電流検出部と、
前記電流検出部の検出電流に含まれる電流成分のうち前記探査信号に対応する電流成分が低減するように前記磁束指令を生成する指令生成部と、を備え、
前記指令生成部は、
前記電流検出部の検出電流に含まれる電流成分のうち前記探査信号に対応する電流成分を抽出する抽出部と、
前記抽出部によって抽出される前記電流成分が低減するように前記磁束指令を演算する演算部と、を備え、
前記演算部は、
前記磁束指令のベースとなるベース指令を生成するベース指令生成部と、
前記抽出部によって抽出された前記電流成分に基づいて前記電流成分を低減する磁束補正量を生成する補正量生成部と、
前記ベース指令を前記磁束補正量によって補正して前記磁束指令を生成する補正部と、を備える
ことを特徴とする磁束指令の生成装置。

【請求項8】

探査信号が重畳された磁束指令に基づいて駆動される電力変換部の出力電流を検出することと、
前記磁束指令のベースとなるベース指令を生成することと、
前記検出された出力電流に含まれる電流成分のうち前記探査信号に対応する電流成分を抽出することと、
前記抽出された前記電流成分に基づいて前記探査信号に対応する前記電流成分を低減する磁束補正量を生成することと、
前記ベース指令を前記磁束補正量によって補正して前記磁束指令を生成することと、を含む
ことを特徴とする磁束指令の生成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示の実施形態は、モータ制御装置、磁束指令の生成装置および磁束指令の生成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、発生トルクに対して電流が小さくなるように磁束指令を生成してモータを駆動するモータ制御装置として、例えば、モータの回転速度から磁束指令を生成する技術（例えば、特許文献１、２参照）やトルク電流指令から磁束指令を生成する技術（例えば、特許文献３、４参照）が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−２５３２５８号公報

【特許文献2】特開２０１２−１２０４２９号公報

【特許文献3】特開２００５−２５３２５８号公報

【特許文献4】特開２０１４−０９０６２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来のモータ制御装置は、いずれも制御対象や運転条件を限定することでモータトルク式に近似させて磁束指令を生成するものであり、モータトルク式を用いることと等価である。そのため、モータ特性を事前に把握することが前提になる。

【0005】

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、モータ特性を事前に把握することなく高効率運転を行うことができるモータ制御装置、磁束指令の生成装置および磁束指令の生成方法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】

【0006】

実施形態の一態様に係るモータ制御装置は、駆動部と、電流検出部と、指令生成部とを備える。前記駆動部は、探査信号が重畳された磁束指令に基づいて電力変換部を駆動する。前記電流検出部は、前記駆動部によって駆動された前記電力変換部の出力電流を検出する。前記指令生成部は、前記電流検出部の検出電流に含まれる電流成分のうち前記探査信号に対応する電流成分が低減するように前記磁束指令を生成する。

【発明の効果】

【0007】

実施形態の一態様によれば、モータ特性を事前に把握することなく高効率運転を行うことができるモータ制御装置、磁束指令の生成装置および磁束指令の生成方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係るモータ制御装置の構成例を示す図である。

【図2】図２は、磁束指令生成部の構成例を示す図である。

【図3】図３は、電機子鎖交磁束と発生トルクと電流振幅と負荷角との関係を示す図である。

【図4】図４は、電機子鎖交磁束と電流との関係を示す図である。

【図5】図５は、探査信号生成部の構成例を示す図である。

【図6】図６は、ＭＴＰＡ停止制御部の構成例を示す図である。

【図7】図７は、ベース指令生成部の構成例を示す図である。

【図8】図８は、補正量生成部の構成例を示す図である。

【図9】図９は、探査成分抽出部および補正量生成部の構成例を示す図である。

【図10】図１０は、磁束指令の生成処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して、本願の開示するモータ制御装置、磁束指令の生成装置および磁束指令の生成方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

【0010】

［１．モータ制御装置］
図１は、実施形態に係るモータ制御装置の構成例を示す図である。図１に示すモータ制御装置１は、直流電源２とモータ３との間に配置される。かかるモータ制御装置１は、電力変換部１０と、電流検出部１１と、制御部１２とを備え、直流電源２から供給される直流電力を交流電力へ変換してモータ３へ出力し、モータ３を制御する。

【0011】

なお、図１に示すモータ制御装置１は、直流電源２とモータ３との間に配置されるが、交流電源とモータ３との間に配置されてもよい。この場合、モータ制御装置１は、交流電源から供給される交流電力を直流電力へ変換して電力変換部１０へ供給するコンバータを備える。なお、電流検出部１１および制御部１２が磁束指令の生成装置の一例に相当する。

【0012】

電力変換部１０は、コンデンサＣ１と複数のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を備える。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、３相ブリッジ接続され、それぞれ保護用のダイオードが逆並列接続される。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの半導体スイッチング素子である。また、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、次世代半導体スイッチング素子のＳｉＣ、ＧａＮであってもよい。

【0013】

電流検出部１１は、電力変換部１０とモータ３のＵ相、Ｖ相およびＷ相の各相との間に流れる相電流を検出する。かかる電流検出部１１は、電力変換部１０からモータ３のＵ相、Ｖ相およびＷ相への出力電流の瞬時値ｉ_ｕ、ｉ_ｖ、ｉ_ｗをそれぞれ検出し、かかる瞬時値ｉ_ｕ、ｉ_ｖ、ｉ_ｗ（以下、出力電流ｉ_ｕ、ｉ_ｖ、ｉ_ｗと記載する）を検出電流として出力する。

【0014】

電流検出部１１は、例えば、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の相毎に、磁電変換素子であるホール素子、シャント抵抗、または、電流トランスを有し、出力電流ｉ_ｕ、ｉ_ｖ、ｉ_ｗ（以下、出力電流ｉ_ｏと総称する場合がある）を検出する。

【0015】

制御部１２は、例えば、速度指令ω^*に応じた速度でモータ３が回転するように、出力電流ｉ_ｕ、ｉ_ｖ、ｉ_ｗをフィードバック値として、電力変換部１０のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を駆動するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号Ｓ１〜Ｓ６を生成して電力変換部１０へ出力する。これにより、直流電源２から供給される直流電力が電力変換部１０により交流電力へ変換されてモータ３へ出力され、モータ３が制御される。

【0016】

［２．制御部１２］
制御部１２は、３相２相変換部１３と、磁束推定部１４と、速度位置推定部１５と、トルク推定部１６と、磁束指令出力部１７と、駆動部１８とを備える。かかる制御部１２は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。かかるマイクロコンピュータのＣＰＵは、ＲＯＭに記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、後述する制御を実現する。

【0017】

３相２相変換部１３、磁束推定部１４、速度位置推定部１５、トルク推定部１６、磁束指令出力部１７および駆動部１８の機能は、例えば、上記ＣＰＵが上記プログラムを読み出して実行することにより実現される。なお、３相２相変換部１３、磁束推定部１４、速度位置推定部１５、トルク推定部１６、磁束指令出力部１７および駆動部１８は、それぞれ一部または全部がハードウェアで構成されてもよい。

【0018】

３相２相変換部１３は、出力電流ｉ_ｕ、ｉ_ｖ、ｉ_ｗを固定座標上の直交した２軸のαβ成分へ変換して、αβ軸電流ｉ_αβを求める。かかるαβ軸電流ｉ_αβは、αβ軸座標系のベクトルであり、α軸成分であるα軸電流ｉ_αとβ軸成分であるβ軸電流ｉ_βを含む。

【0019】

磁束推定部１４は、例えば、αβ軸電流ｉ_αβおよびαβ軸電圧指令ｖ_αβ^*に基づいて、電機子鎖交磁束φのαβ軸成分の推定値（以下、αβ軸推定磁束φ_αβ^と記載する）を求める。電機子鎖交磁束φは、モータ３の固定子（一次側）の磁束である。αβ軸推定磁束φ_αβ^は、α軸成分であるα軸推定磁束φ_α^とβ軸成分であるβ軸推定磁束φ_β^を含む。

【0020】

なお、磁束推定部１４は、公知技術であり、例えば、特開２０１５−１２７７０号公報や特開２０１５−１２７７１号公報に開示された磁束演算器を用いることができる。なお、磁束推定部１４は、αβ軸推定磁束φ_αβ^を求めることができる構成であれば、他の構成であってもよい。

【0021】

速度位置推定部１５は、磁束推定部１４によって推定されたαβ軸推定磁束φ_αβ^に基づいて、推定位置θ_φ^および推定速度ω^を求める。速度位置推定部１５は、例えば、αβ軸推定磁束φ_αβ^を逆正接演算することによって推定位置θ_φ^を求め、さらに、かかる推定位置θ_φ^を微分して推定速度ω^を求める。なお、推定位置θ_φ^は、モータ３の回転子位置θ_φの推定値であり、回転子位置θ_φは、モータ３の回転子の電気角である。

【0022】

トルク推定部１６は、αβ軸電流ｉ_αβおよびαβ軸推定磁束φ_αβ^に基づいて推定トルクＴ^を演算する。推定トルクＴ^は、電力変換部１０の出力トルクＴの推定値である。出力トルクＴは、モータ３に発生させるトルクであり、発生トルクＴと呼ぶこともある。例えば、トルク推定部１６は、Ｔ^＝（φ_α^×ｉ_β−φ_β^×ｉ_α）×（３／２）×（Ｐ_ｎ／２）を演算することによって、推定トルクＴ^を求めることができる。「Ｐ_ｎ」は、モータ３の極数である。

【0023】

磁束指令出力部１７は、αβ軸電流ｉ_αβ、推定速度ω^および推定トルクＴ^に基づいて、磁束指令φ^*を生成する。駆動部１８は、推定位置θ_φ^、磁束指令φ^*およびαβ軸推定磁束φ_αβ^に基づいて、電力変換部１０を駆動するＰＷＭ信号Ｓ１〜Ｓ６を生成する。

【0024】

ＰＷＭ信号Ｓ１〜Ｓ６によって電力変換部１０のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６がＯＮ／ＯＦＦ制御され、磁束指令φ^*に応じたＵ相、Ｖ相およびＷ相の電圧が電力変換部１０から出力される。これにより、モータ３の回転が制御される。なお、電力変換部１０は、ＰＷＭ信号Ｓ１〜Ｓ６を増幅してスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６へ出力する増幅回路を備えることもできる。

【0025】

磁束指令出力部１７は、速度指令出力部２１と、減算部２２と、速度制御部２３と、トルク制御部２４と、磁束指令生成部２６とを備える。速度指令出力部２１は、速度指令ω^*を出力する。かかる速度指令ω^*は、モータ３の回転子の回転速度ωの目標値である。かかる回転速度ωは、電気角速度である。

【0026】

減算部２２は、速度指令ω^*から推定速度ω^を減算し、速度偏差Δωを求める。速度制御部２３は、速度偏差Δωがゼロになるように、かかる速度偏差Δωに対してＰＩ（比例積分）制御を行い、トルク指令Ｔ^*を生成する。

【0027】

トルク制御部２４は、トルク指令Ｔ^*および推定トルクＴ^に基づき、トルク偏差ΔＴを求める。例えば、トルク制御部２４は、トルク指令Ｔ^*と推定トルクＴ^との差を演算し、かかる演算結果をトルク偏差ΔＴとして出力する。

【0028】

磁束指令生成部２６は、αβ軸電流ｉ_αβ、トルク偏差ΔＴおよび速度指令ω^*に基づき、モータ３のトルクに対してモータ３の電流を最小にするＭＴＰＡ制御（Maximum Torque Per Ampere Control）を行うための磁束指令φ^*を求める。かかる磁束指令φ^*は、モータ３の電機子鎖交磁束φの目標値である。かかる磁束指令生成部２６の構成については後で詳述する。

【0029】

駆動部１８は、電圧指令演算部２７とＰＷＭ制御部２８とを備える。電圧指令演算部２７は、磁束指令φ^*およびαβ軸推定磁束φ_αβ^に基づいて、３相電圧指令ｖ_ｕｖｗ^*およびαβ軸電圧指令ｖ_αβ^*を生成する。３相電圧指令ｖ_ｕｖｗ^*は、Ｕ相の電圧指令ｖ_ｕ^*、Ｖ相の電圧指令ｖ_ｖ^*およびＷ相の電圧指令ｖ_ｗ^*を含む。また、αβ軸電圧指令ｖ_αβ^*は、α軸成分であるα軸電圧指令ｖ_α^*とβ軸成分であるβ軸電圧指令ｖ_β^*を含む。

【0030】

例えば、電圧指令演算部２７は、下記式（１）、（２）の演算によって、磁束指令φ^*をαβ軸磁束指令φ_αβ^*へ変換する。αβ軸磁束指令φ_αβ^*は、αβ軸座標系における磁束指令φ^*のα成分であるα軸磁束指令φ_α^*とβ成分であるβ軸磁束指令φ_β^*を含む。

【数1】

【0031】

電圧指令演算部２７は、αβ軸磁束指令φ_αβ^*、αβ軸推定磁束φ_αβ^、推定位置θ_φ^に基づいて、３相電圧指令ｖ_ｕｖｗ^*を求める。

【0032】

例えば、電圧指令演算部２７は、α軸磁束指令φ_α^*とα軸推定磁束φ_α^との偏差Δφ_αがゼロになるように例えば偏差Δφ_αに対するＰＩ（比例積分）制御を行ってα軸電圧指令ｖ_α^*を求める。また、電圧指令演算部２７は、β軸磁束指令φ_β^*とβ軸推定磁束φ_β^との偏差Δφ_βがゼロになるように例えば偏差Δφ_βに対するＰＩ制御を行ってβ軸電圧指令ｖ_β^*を求める。

【0033】

また、電圧指令演算部２７は、α軸電圧指令ｖ_α^*およびβ軸電圧指令ｖ_β^*を推定位置θ_φ^に同期して回転するｄｑ軸座標系の成分へ変換して、ｄ軸電圧指令ｖ_ｄ^*およびｑ軸電圧指令ｖ_ｑ^*を求める。電圧指令演算部２７は、下記式（３）、（４）の演算によって、ｄ軸電圧指令ｖ_ｄ^*およびｑ軸電圧指令ｖ_ｑ^*に基づき、電圧振幅Ｖｍおよび位相θａを求める。

【数2】

【0034】

電圧指令演算部２７は、位相θａに推定位置θ_φ^を加算して電圧位相θを求め、下記式（５）〜（７）の演算によって、３相電圧指令ｖ_ｕｖｗ^*を求める。

【数3】

【0035】

ＰＷＭ制御部２８は、３相電圧指令ｖ_ｕｖｗ^*に応じたＰＷＭ信号Ｓ１〜Ｓ６を生成し、電力変換部１０へ出力する。これにより、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電圧指令ｖ_ｕ^*、ｖ_ｖ^*、ｖ_ｗ^*に応じたＵ相、Ｖ相およびＷ相の電圧ｖ_ｕ、ｖ_ｖ、ｖ_ｗが電力変換部１０からモータ３へ出力される。なお、図示しないが、ＰＷＭ制御部２８とスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６との間には、例えば、ＰＷＭ信号Ｓ１〜Ｓ６を増幅する増幅回路を設けることができる。

【0036】

［３．磁束指令生成部２６］
図２は、磁束指令生成部２６の構成例を示す図である。図２に示すように、磁束指令生成部２６は、探査信号生成部３９と、探査成分抽出部４０と、磁束指令演算部４１と、加算部４２と、磁束制限部４３と、ＭＴＰＡ停止制御部４４とを備える。かかる磁束指令生成部２６は、例えば、演算周期Ｔｓ毎に演算を行う。

【0037】

磁束指令生成部２６の探査信号生成部３９は、磁束指令φ_ＭＴＰＡに重畳するための探査信号φ_ｈを生成する。探査信号φ_ｈの周波数（以下、探査信号周波数ω_ｈと記載する）は、モータ制御装置１やモータ３が許容する周波数帯の周波数であり適切な値に設定される。例えば、探査信号周波数ω_ｈは、駆動周波数ωｏ近傍ではない周波数であって、駆動周波数ωｏよりも高い周波数にすることができる。なお、駆動周波数ωｏは、電力変換部１０の出力電圧の周波数である。

【0038】

探査信号生成部３９は、例えば、下記式（８）の演算によって、探査信号φ_ｈを求める。下記式（８）において、「Ｋ_ｈ」は、探査信号φ_ｈの振幅、すなわち、重畳磁束振幅を示す。「Ｋ_ｈ」は、例えば、定格磁束φ_ｒａｔｅの１／１００である。

【数4】

【0039】

また、探査信号生成部３９は、速度指令ω^*に応じて探査信号周波数ω_ｈを変動させることができる。例えば、探査信号生成部３９は、速度指令ω^*のｎ倍（ｎは２以上の数）の周波数を探査信号周波数ω_ｈとすることができる。

【0040】

探査成分抽出部４０は、出力電流ｉ_ｕ、ｉ_ｖ、ｉ_ｗに含まれる電流成分のうち探査信号φ_ｈに対応する電流成分である電流ｉ_ｍｈの振幅（以下、振幅Ｉ_ｍｈと記載する）をαβ軸電流ｉ_αβから抽出する。探査成分抽出部４０は、例えば、αβ軸電流ｉ_αβの振幅Ｉ_ｍのうち探査信号φ_ｈと同一周波数で同相の成分の振幅を振幅Ｉ_ｍｈとして抽出する。

【0041】

磁束指令演算部４１は、振幅Ｉ_ｍｈ、トルク偏差ΔＴおよび速度指令ω^*に基づいて磁束指令φ_ＭＴＰＡを生成する。かかる磁束指令演算部４１は、ベース指令生成部４５と、補正量生成部４６と、補正部４７とを備える。

【0042】

ベース指令生成部４５は、ベース磁束指令φ_ｒａｔｅ’を生成する。かかるベース磁束指令φ_ｒａｔｅ’（ベース指令の一例）は、磁束指令φ^*のベースとなる磁束指令であり、例えば定格磁束φ_ｒａｔｅに基づいて生成される。補正量生成部４６は、磁束補正量Δφ_ＭＴＰＡを生成する。補正部４７は、ベース磁束指令φ_ｒａｔｅ’から磁束補正量Δφ_ＭＴＰＡを減算することにより、磁束指令φ_ＭＴＰＡを生成する。

【0043】

ここで、磁束指令演算部４１によって生成される磁束補正量Δφ_ＭＴＰＡについて説明する。図３は、電機子鎖交磁束φと、発生トルクＴと、電流振幅Ｉ_ｍと、負荷角ρとの関係を示す図である。負荷角ρは、磁束軸であるｄ軸からの電流負荷角であり、また、電流振幅Ｉ_ｍは、αβ軸電流ｉ_αβの振幅である。

【0044】

図３に示すように、負荷角ρと電流振幅Ｉ_ｍとの関係は、電機子鎖交磁束φおよび発生トルクＴのそれぞれの状態に応じて変わる。例えば、Ｔ＝Ｔ_２の場合を考える。この場合、負荷角ρがＢ点（ρ＝ρ_Ｂ）であれば、電流振幅Ｉ_ｍが最も小さく、このときの電機子鎖交磁束φはφ_２である。また、負荷角ρがＡ点（ρ＝ρ_Ａ）であれば、電機子鎖交磁束φが過剰な状態であり、負荷角ρがＣ点（ρ＝ρ_Ｃ）であれば、電機子鎖交磁束φが不足した状態である。

【0045】

ここで、電機子鎖交磁束φに探査信号φ_ｈを重畳し、電流振幅Ｉ_ｍから探査信号φ_ｈと同一周波数および同相成分の電流ｉ_ｍｈを抽出すると仮定する。この場合、負荷角ρがＡ点、Ｂ点、およびＣ点である場合での電機子鎖交磁束φと電流ｉ_ｍｈとは、図４に示すように表すことができる。図４は、電機子鎖交磁束φと電流ｉ_ｍｈとの関係を示す図である。

【0046】

図４に示すように、電機子鎖交磁束φがＡ点から増加した場合、電流ｉ_ｍｈは増加し、電機子鎖交磁束φがＡ点から減少した場合、電流ｉ_ｍｈは減少する。また、電機子鎖交磁束φがＣ点から増加した場合、電流ｉ_ｍｈは減少し、電機子鎖交磁束φがＣ点から減少した場合、電流ｉ_ｍｈは増加する。一方、電機子鎖交磁束φがＢ点にある場合、電流ｉ_ｍｈはゼロになる。

【0047】

したがって、電流ｉ_ｍｈがゼロになるように電機子鎖交磁束φを制御することによって、高効率磁束（図３に示すＭＴＰＡ曲線上の点）に電機子鎖交磁束φを追従させることができる。磁束指令演算部４１は、電流ｉ_ｍｈがゼロになるように磁束補正量Δφ_ＭＴＰＡを演算し、かかる磁束補正量Δφ_ＭＴＰＡをベース磁束指令φ_ｒａｔｅ’から減算することによって磁束指令φ_ＭＴＰＡを生成する。これにより、ＭＴＰＡ制御を行うことができる磁束指令φ_ＭＴＰＡを生成することができる。

【0048】

ところで、電圧飽和が発生している状態では、ＭＴＰＡ制御を行う磁束指令φ_ＭＴＰＡを生成することが難しい場合がある。そこで、磁束指令生成部２６は、制限磁束φ_{ｓ_ＦＷ}と磁束指令φ^*との偏差に基づき電圧飽和状態を判定する。電圧飽和が発生していると判定した場合、磁束指令生成部２６は、例えば、電力変換部１０の出力電圧が制限電圧を超えないように、磁束指令φ^**を制限磁束φ_{ｓ_ＦＷ}に制限する。また、磁束指令生成部２６は、電圧飽和が発生していると判定した場合、探査信号φ_ｈの重畳動作とＭＴＰＡ推定動作の停止を行うことができる。

【0049】

図２に戻って、磁束指令生成部２６の説明を続ける。磁束指令生成部２６の加算部４２は、磁束指令φ_ＭＴＰＡに探査信号φ_ｈを加算して、磁束指令φ^**を生成する。これにより、磁束指令φ_ＭＴＰＡに探査信号φ_ｈが重畳された磁束指令φ^**が生成される。

【0050】

磁束指令φ^**は、磁束制限部４３を通じて磁束指令φ^*として出力される。磁束制限部４３は、リミッタ４８を備える。リミッタ４８は、制限磁束φ_{ｓ_ＦＷ}に基づいて磁束指令φ^*を制限する。

【0051】

例えば、リミッタ４８は、制限磁束φ_{ｓ_ＦＷ}に基づき、磁束指令φ^**が制限磁束φ_{ｓ_ＦＷ}を超えない場合、磁束指令φ^**を磁束指令φ^*として出力する一方、磁束指令φ^**が制限磁束φ_{ｓ_ＦＷ}を超える場合、磁束指令φ^*が一定値以上にならないように、磁束指令φ^*を制限する。

【0052】

また、リミッタ４８は、磁束指令φ^**が制限磁束φ_{ｓ_ＦＷ}を超える場合、定格磁束φ_ｒａｔｅの１０％以下になるように磁束指令φ^*を制限することができる。これにより、電圧飽和が発生した場合に磁束指令φ^*を制限することができる。

【0053】

ＭＴＰＡ停止制御部４４は、制限磁束φ_{ｓ_ＦＷ}と磁束指令φ^*との偏差Δφが予め設定された閾値φ_ＳＴＯＰ以下になった場合、探査信号生成部３９および磁束指令演算部４１へローアクティブの停止指令Ｓ_ＳＴＯＰを出力する。かかる停止指令Ｓ_ＳＴＯＰは、例えば、Ｓ_ＳＴＯＰ＝Ｋ_ｈ×Ｋ_ｂであり、Ｋ_ｂは、例えば、１〜１０の範囲である。

【0054】

このように、ＭＴＰＡ停止制御部４４は、制限磁束φ_{ｓ_ＦＷ}と磁束指令φ^*との偏差Δφが、探査信号φ_ｈの振幅Ｋ_ｈに対して所定の大きさ以下になった場合に、ローアクティブの停止指令Ｓ_ＳＴＯＰを出力する。これにより、電圧飽和が発生した場合に、探査信号φ_ｈの重畳動作およびＭＴＰＡ推定動作が共に停止され、磁束指令φ^*の生成動作が停止される。

【0055】

このように、磁束指令生成部２６は、磁束指令φ_ＭＴＰＡに探査信号φ_ｈを重畳して磁束指令φ^*を生成し、電流振幅Ｉ_ｍのうち探査信号φ_ｈと同一周波数で同相の成分を抽出し、かかる抽出成分がゼロになるように磁束指令φ_ＭＴＰＡを生成する。

【0056】

これにより、実施形態にかかるモータ制御装置１は、モータ特性を事前に把握することなく高効率運転を行うことができる。以下、磁束指令生成部２６の構成についてさらに詳細に説明する。

【0057】

［３．１．探査信号生成部３９］
図５は、探査信号生成部３９の構成例を示す図である。図５に示すように、探査信号生成部３９は、積分部５１と、正弦演算部５２と、増幅部５３と、乗算部５４とを備える。積分部５１は、探査信号周波数ω_ｈを積分して、探査信号位相θ_ｈを求める。

【0058】

かかる積分部５１は、増幅部５５と、加算部５６と、遅延部５７とを備える。増幅部５５は、探査信号周波数ω_ｈをＴｓ倍にする。加算部５６は、増幅部５５の演算結果と遅延部５７の遅延結果とを加算して探査信号位相θ_ｈを求める。遅延部５７は、１演算周期Ｔｓだけ探査信号位相θ_ｈを遅延させる。

【0059】

正弦演算部５２は、探査信号位相θ_ｈに基づいて、ｓｉｎθ_ｈを求める。増幅部５３は、ゲインＫにより停止指令Ｓ_ＳＴＯＰをＫ倍する。乗算部５４は、ｓｉｎθ_ｈに増幅部５３の増幅結果を乗算して探査信号φ_ｈ（＝Ｋ×Ｓ_ＳＴＯＰ×ｓｉｎθ_ｈ）を求める。なお、ゲインＫは、上述した式（８）の「Ｋ_ｈ」に対応し、例えば、定格磁束φ_ｒａｔｅに対し１〜１００［％］程度である。

【0060】

［３．２．ＭＴＰＡ停止制御部４４］
次に、ＭＴＰＡ停止制御部４４について説明する。図６は、ＭＴＰＡ停止制御部４４の構成例を示す図である。

【0061】

図６に示すように、ＭＴＰＡ停止制御部４４は、遅延部５０と、減算部５８と、停止信号出力部５９を備える。遅延部５０は、磁束指令φ^*を１演算周期Ｔｓ分遅延させる。減算部５８は、遅延部５０によって遅延された磁束指令φ^*を制限磁束φ_{ｓ_ＦＷ}から減算し、制限磁束φ_{ｓ_ＦＷ}と磁束指令φ^*との偏差Δφを求める。停止信号出力部５９は、制限磁束φ_{ｓ_ＦＷ}と磁束指令φ^*との偏差Δφに応じた停止指令Ｓ_ＳＴＯＰを出力する。例えば、停止信号出力部５９は、偏差Δφが閾値φ_ＳＴＯＰ以上である場合に、Ｓ_ＳＴＯＰ＝１に設定し、偏差Δφが閾値φ_ＳＴＯＰ未満である場合、Ｓ_ＳＴＯＰ＝０に設定する。

【0062】

なお、停止信号出力部５９は、偏差Δφが閾値φ_ＳＴＯＰ未満である場合、偏差Δφが小さくなるほど停止指令Ｓ_ＳＴＯＰが「０」に近づくように停止指令Ｓ_ＳＴＯＰを出力することもできる。これにより、偏差Δφが閾値φ_ＳＴＯＰの前後で変動した場合であっても、停止指令Ｓ_ＳＴＯＰが「１」と「０」とを繰り返すことを防止することができる。

【0063】

［３．３．ベース指令生成部４５］
次に、ベース指令生成部４５の構成を説明する。図７は、ベース指令生成部４５の構成例を示す図である。

【0064】

図７に示すように、ベース指令生成部４５は、定格磁束出力部６０と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）６４とを備え、ベース磁束指令φ_ｒａｔｅ’を生成する。

【0065】

定格磁束出力部６０は、定格周波数ω_ｒａｔｅ［ｒａｄ／ｓ］と定格電圧Ｖ_ｒａｔｅ［Ｖｒｍｓ］とに基づいて、定格磁束φ_ｒａｔｅを演算する。定格磁束出力部６０は、例えば、下記式（９）の演算により、定格磁束φ_ｒａｔｅを求めることができる。

【数5】

【0066】

なお、定格周波数ω_ｒａｔｅは、下記式（１０）に示すように、モータ３の定格回転数Ｎ_ｒａｔｅおよび極数Ｐ_ｎに基づいて求められる。かかる定格周波数ω_ｒａｔｅは、例えば、モータ制御装置１の入力部（図示せず）から入力することができ、入力された定格周波数ω_ｒａｔｅの情報は、制御部１２に設定される。なお、定格回転数Ｎ_ｒａｔｅおよび極数Ｐ_ｎが入力部から入力される場合、定格磁束出力部６０は、下記式（１０）に基づいて定格周波数ω_ｒａｔｅを求めることができる。

【数6】

【0067】

また、定格電圧Ｖ_ｒａｔｅは、例えば、モータ３の定格電圧または電力変換部１０の定格電圧である。かかる定格電圧Ｖ_ｒａｔｅは、例えば、モータ制御装置１の入力部（図示せず）から入力することができ、入力された定格電圧Ｖ_ｒａｔｅの情報は、制御部１２に設定される。

【0068】

ローパスフィルタ６４は、定格磁束φ_ｒａｔｅに対してローパスフィルタ処理を行ってベース磁束指令φ_ｒａｔｅ’として出力する。このように、ローパスフィルタ処理により１次遅れ処理を行うのは、起動時に電力変換部１０の出力電流が過度に流れることを抑制するためである。

【0069】

［３．４．補正量生成部４６］
次に、補正量生成部４６について説明する。図８は、補正量生成部４６の構成例を示す図である。

【0070】

図８に示すように、補正量生成部４６は、乗算部６６と、アンチワインドアップ制御部６７と、加算部６８と、積分部６９と、インパクト磁束ブースト部７０とを備える。

【0071】

乗算部６６は、電流ｉ_ｍｈの振幅Ｉ_ｍｈに停止指令Ｓ_ＳＴＯＰを乗算する。これにより、例えば、停止指令Ｓ_ＳＴＯＰが「１」である場合には、電流ｉ_ｍｈの振幅Ｉ_ｍｈがそのまま乗算部６６から出力される。一方、停止指令Ｓ_ＳＴＯＰが「０」である場合には、乗算部６６の乗算結果がゼロになり、補正量生成部４６による磁束補正量Δφ_ＭＴＰＡの演算が停止する。

【0072】

アンチワインドアップ制御部６７は、ＭＴＰＡ停止制御部４４が探査信号φ_ｈの重畳動作とＭＴＰＡ推定動作の停止を行った場合に、制限磁束φ_{ｓ_ＦＷ}と磁束指令φ^*との偏差Δφに一致するように積分部６９の出力を制御する。かかるアンチワインドアップ制御部６７は、例えば、磁束指令φ^**と磁束指令φ^*との差に応じた電流量ｉ_ＡＷ（以下、電流ｉ_ＡＷと記載する）を求め、積分部６９の出力を制御する。

【0073】

加算部６８は、乗算部６６による乗算結果にアンチワインドアップ制御部６７の電流ｉ_ＡＷを加算する。積分部６９は、加算部６８の加算結果を積分して磁束補正量Δφ_ＭＴＰＡを生成する。

【0074】

インパクト磁束ブースト部７０は、トルク偏差ΔＴおよび電流振幅Ｉ_ｍに基づき、インパクト的に負荷が増加した場合に、磁束補正量Δφ_ＭＴＰＡを迅速に変化させるためのインパクト磁束ブースト補正値Δφ_ＩＭＰを出力する。

【0075】

積分部６９は、インパクト磁束ブースト部７０のインパクト磁束ブースト補正値Δφ_ＩＭＰに基づいて、磁束補正量Δφ_ＭＴＰＡを調整することができる。これにより、インパクト的に負荷が増加した場合に、磁束補正量Δφ_ＭＴＰＡを迅速に変化させることができ、例えば、磁束の不足による脱調などを抑制することができる。

【0076】

［３．５．探査成分抽出部４０および補正量生成部４６］
図９は、探査成分抽出部４０および補正量生成部４６の構成例を示す図である。以下、探査成分抽出部４０、補正量生成部４６のアンチワインドアップ制御部６７、積分部６９およびインパクト磁束ブースト部７０の順に説明する。

【0077】

［３．５．１．探査成分抽出部４０］
図９に示すように、探査成分抽出部４０は、振幅検出部７１と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）７２と、乗算部７３と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）７４とを備える。振幅検出部７１は、例えば、下記式（１１）に示すαβ軸電流ｉ_αβの２乗和平方根を演算することにより、αβ軸電流ｉ_αβの電流振幅Ｉ_ｍを演算する。

【数7】

【0078】

バンドパスフィルタ７２は、探査信号周波数ω_ｈよりも低い周波数成分と探査信号周波数ω_ｈよりも高い周波数成分を除去するバンドパスフィルタ処理を電流振幅Ｉ_ｍに対して行うことによって、電流振幅Ｉ_ｍのうち探査信号周波数ω_ｈと同一周波数の成分の電流Ｉ_{ｍ_ＢＰＦ}を抽出する。なお、バンドパスフィルタ７２は、探査信号周波数ω_ｈよりも高い周波数成分を除去するローパスフィルタと探査信号周波数ω_ｈよりも低い周波数成分を除去するハイパスフィルタとを有する構成であってもよい。

【0079】

乗算部７３は、電流Ｉ_{ｍ_ＢＰＦ}にｓｉｎθ_ｈを乗算し、ローパスフィルタ７４は、乗算部７３の乗算結果にローパスフィルタ処理を行う。これにより、電流Ｉ_{ｍ_ＢＰＦ}のうち探査信号位相θ_ｈと同相の電流ｉ_ｍｈの直流成分が抽出される。ローパスフィルタ７４によって抽出される電流ｉ_ｍｈの直流成分は、電流ｉ_ｍｈの振幅Ｉ_ｍｈである。なお、かかる処理は、ヘテロダイン処理とも呼ばれる。

【0080】

［３．５．２．アンチワインドアップ制御部６７］
アンチワインドアップ制御部６７は、減算部７５と、遅延部７６と、増幅部７７とを備える。減算部７５は、磁束指令φ^**から磁束指令φ^*を減算する。遅延部７６は、減算部７５の減算結果Δφ^*を１演算周期Ｔｓ分遅延させる。

【0081】

増幅部７７は、遅延部７６によって遅延された減算結果Δφ^*をＫ_ａ倍することによって、アンチワインドアップ制御のための電流ｉ_ＡＷを生成する。ゲインＫ_ａは、磁束から電流への換算のための係数であり、例えば、下記式（１２）に示すように表すことができる。式（１２）中の「Ｉ_ｒａｔｅ」は、モータ３の定格電流であり、「Ｌ」は、モータ３のリアクタンスである。

【数8】

【0082】

磁束制限部４３によって磁束指令φ^*が制限されていない場合、磁束指令φ^**がそのまま磁束指令φ^*として磁束制限部４３から出力されることから、磁束指令φ^**と磁束指令φ^*とが同じである。そのため、アンチワインドアップ制御部６７から出力される電流ｉ_ＡＷは、ゼロである。

【0083】

一方、磁束制限部４３によって磁束指令φ^*が制限された場合、アンチワインドアップ制御部６７から出力される電流ｉ_ＡＷは、磁束指令φ^**と磁束指令φ^*との差に応じた電流である。したがって、乗算部６６の乗算結果に対して、磁束指令φ^**と磁束指令φ^*との差に応じた電流量が加算される。

【0084】

［３．５．３．積分部６９］
積分部６９は、増幅部７８、８０と、加算部７９、８１と、リミッタ８２と、遅延部８３とを備える。増幅部７８は、加算部６８の加算結果をＫ_ｉ倍する。積分ゲインＫ_ｉは、例えば、下記式（１３）に示すように表すことができる。式（１３）において、ω_ＭＴＰＡ［ｒａｄ／ｓ］は、ＭＴＰＡ制御応答の速度を示し、例えば、２πである。

【数9】

【0085】

加算部７９は、増幅部７８の増幅結果にインパクト磁束ブースト補正値Δφ_ＩＭＰを加算する。増幅部８０は、加算部７９の加算結果をＴｓ倍する。加算部８１は、遅延部８３によって１演算周期Ｔｓだけ遅延された磁束補正量Δφ_ＭＴＰＡを増幅部８０の増幅結果に加算する。リミッタ８２は、加算部８１の加算結果を所定範囲内に制限する。

【0086】

［３．５．４．インパクト磁束ブースト部７０］
インパクト磁束ブースト部７０は、絶対値演算部８４、８８と、係数出力部８５と、リミッタ８６と、乗算部８７と、除算部８９と、増幅部９０とを備える。絶対値演算部８４は、速度指令ω^*の絶対値を演算する。

【0087】

係数出力部８５は、速度指令ω^*の絶対値｜ω^*｜に応じた係数Ｋ_ωを出力する。かかる係数Ｋ_ωは、例えば、絶対値｜ω^*｜が所定値ω_ｔｈ１未満の場合に、「０」であり、絶対値｜ω^*｜が所定値ω_ｔｈ１以上所定値ω_ｔｈ２未満の場合に、絶対値｜ω^*｜が大きいほど「１」に近づき、絶対値｜ω^*｜が所定値ω_ｔｈ２以上の場合に「１」である。

【0088】

リミッタ８６は、トルク偏差ΔＴを所定範囲内に制限する。例えば、リミッタ８６は、定格トルクＴ_ｒａｔｅとトルク指令Ｔ^*とに基づき、Ｔ^*＞０である場合（力行運転時）、ΔＴ＜Ｔ_ｒａｔｅ×０．１であれば、トルク偏差ΔＴをゼロにする。また、リミッタ８６は、Ｔ^*＜０である場合（回生運転時）、ΔＴ＞−Ｔ_ｒａｔｅ×０．１であれば、トルク偏差ΔＴをゼロにする。

【0089】

これにより、インパクト磁束ブースト部７０は、トルクが増加した場合にトルク偏差ΔＴに応じたインパクト磁束ブースト補正値Δφ_ＩＭＰを出力し、トルクが減少する場合には、インパクト磁束ブースト補正値Δφ_ＩＭＰをゼロに設定して出力することができる。なお、リミッタ８６には、力行運転と回生運転との間の状態変化におけるリミット動作にヒステリシスを設けられる。

【0090】

乗算部８７は、リミッタ８６から出力されるトルク偏差ΔＴに係数Ｋ_ωを乗算する。これにより、速度指令ω^*が所定値ω_ｔｈ１未満の場合に、トルク偏差ΔＴに応じたインパクト磁束ブースト補正値Δφ_ＩＭＰが出力されることが抑制される。

【0091】

絶対値演算部８８は、乗算部８７の乗算結果の絶対値を演算する。除算部８９は、絶対値演算部８８によって演算された絶対値を電流振幅Ｉ_ｍで除算する。これにより、不足分の磁束を算出することができる。増幅部９０は、ゲインＫ_ＩＭＰを有しており、除算部８９の除算結果をＫ_ＩＭＰ倍してインパクト磁束ブースト補正値Δφ_ＩＭＰ（＝Ｋ_ＩＭＰ×（｜Ｋ_ω×ΔＴ｜／Ｉ_ｍ））を生成する。

【0092】

［４．磁束指令φ^*の生成処理］
次に、磁束指令φ^*の生成処理の流れを説明する。図１０は、磁束指令φ^*の生成処理の流れを示すフローチャートである。かかる磁束指令φ^*の生成処理は、モータ制御装置１によって繰り返し実行される。

【0093】

図１０に示すように、電流検出部１１は、電力変換部１０からモータ３のＵ相、Ｖ相およびＷ相の各相に流れる相電流として出力電流ｉ_ｏを検出する（ステップＳ１０）。制御部１２は、出力電流ｉ_ｏに含まれる電流成分のうち探査信号φ_ｈに対応する成分を抽出する（ステップＳ１１）。

【0094】

制御部１２は、探査信号φ_ｈに対応する成分が低減するように磁束指令φ^*を生成する（ステップＳ１２）。制御部１２は、生成した磁束指令φ^*に基づいて電力変換部１０を駆動する（ステップＳ１３）。

【0095】

なお、上述した磁束指令生成部２６は、探査信号φ_ｈに対応する成分として、電流ｉ_ｍｈの振幅Ｉ_ｍｈを抽出し、かかる振幅Ｉ_ｍｈが低減するように磁束指令φ^*を生成するが、かかる構成に限定されない。例えば、磁束指令生成部２６は、結果的に電流ｉ_ｍｈが低減するように磁束指令φ^*を生成することができればよく、例えば、電流ｉ_ｍｈの振幅Ｉ_ｍｈに代えて、電流ｉ_ｍｈを抽出し、かかる電流ｉ_ｍｈが低減するように磁束指令φ^*を生成する構成であってもよい。

【0096】

また、上述した磁束指令生成部２６は、ベース磁束指令φ_ｒａｔｅ’から磁束補正量Δφ_ＭＴＰＡを減算することによって磁束指令φ_ＭＴＰＡを生成するが、ベース磁束指令φ_ｒａｔｅ’を用いずに、磁束補正量Δφ_ＭＴＰＡを磁束指令φ_ＭＴＰＡとすることもできる。

【0097】

また、上述した磁束指令生成部２６は、ＭＴＰＡ停止制御部４４、アンチワインドアップ制御部６７およびインパクト磁束ブースト部７０などを設けたが、例えば、モータ３の種別や動作環境によっては、これらを設けなくてもよい場合がある。

【0098】

なお、上述した例では、磁束指令生成部２６から電圧指令演算部２７へ磁束指令φ^*を出力するが、磁束指令生成部２６から電圧指令演算部２７へαβ軸磁束指令φ_αβ^*を出力する構成であってもよい。この場合、磁束指令生成部２６は、上記式（１）、（２）の演算を行う。

【0099】

以上のように、実施形態に係るモータ制御装置１は、駆動部１８と、電流検出部１１と、磁束指令生成部２６（指令生成部の一例）とを備える。駆動部１８は、探査信号φ_ｈが重畳された磁束指令φ^*に基づいて電力変換部１０を駆動する。電流検出部１１は、駆動部１８によって駆動された電力変換部１０の出力電流を検出する。磁束指令生成部２６は、電流検出部１１によって検出された出力電流ｉ_ｕ、ｉ_ｖ、ｉ_ｗ（検出電流の一例）に含まれる電流成分のうち探査信号φ_ｈに対応する電流ｉ_ｍｈの成分（例えば、電流ｉ_ｍｈの振幅Ｉ_ｍｈ）が低減するように磁束指令φ^*を生成する。これにより、モータ制御装置１は、モータ３のモータ特性を事前に測定することなく、高効率運転を行うことができる。

【0100】

また、磁束指令生成部２６は、探査成分抽出部４０（抽出部の一例）と、磁束指令演算部４１（演算部の一例）とを備える。探査成分抽出部４０は、電流検出部１１によって検出された出力電流ｉ_ｏに含まれる電流ｉ_ｍｈの成分（例えば、電流ｉ_ｍｈの振幅Ｉ_ｍｈ）を抽出する。磁束指令演算部４１は、探査成分抽出部４０によって抽出される電流ｉ_ｍｈの成分が低減するように磁束指令φ^*を演算する。このように、探査信号φ_ｈに対応する電流ｉ_ｍｈを抽出することから、高効率運転を精度よく行うことができる。

【0101】

磁束指令演算部４１は、探査成分抽出部４０によって電流ｉ_ｍｈの成分がゼロになるように磁束指令φ^*を演算する。探査信号φ_ｈに対応する電流ｉ_ｍｈがゼロになることで、発生トルクＴに対して電流を最小にすることができるため、高精度な高効率運転を行うことができる。

【0102】

磁束指令演算部４１は、ベース指令生成部４５と、補正量生成部４６と、補正部４７を備える。ベース指令生成部４５は、磁束指令φ^*のベースとなるベース磁束指令φ_ｒａｔｅ’を生成する。補正量生成部４６は、探査成分抽出部４０によって抽出された電流ｉ_ｍｈの成分に基づいて電流ｉ_ｍｈを低減する磁束補正量Δφ_ＭＴＰＡを生成する。補正部４７はベース磁束指令φ_ｒａｔｅ’を磁束補正量Δφ_ＭＴＰＡによって補正して磁束指令φ^*を生成する。これにより、磁束指令φ^*のベースとなるベース磁束指令φ_ｒａｔｅ’から負荷に応じて磁束指令φ^*を減じるように動作することから、例えば、モータ３の制御を開始する際に磁束が不足することを回避することができる。

【0103】

また、ベース指令生成部４５は、ローパスフィルタ６４で定格磁束φ_ｒａｔｅ（予め設定された原指令の一例）にローパスフィルタ処理を行ってベース磁束指令φ_ｒａｔｅ’を生成する。このように、ローパスフィルタ処理を施すことにより、一次遅れを発生させることができることから起動時の電流を抑制することができる。

【0104】

補正量生成部４６は、積分部６９を備える。積分部６９は、探査成分抽出部４０によって抽出された電流ｉ_ｍｈの成分（例えば、電流ｉ_ｍｈの振幅Ｉ_ｍｈ）を積分して磁束補正量Δφ_ＭＴＰＡを生成する。これにより、電流成分を低減するように磁束補正量Δφ_ＭＴＰＡを適切に生成することができる。

【0105】

実施形態に係るモータ制御装置１は、速度制御部２３（トルク指令生成部の一例）と、トルク推定部１６とを備える。速度制御部２３は、トルク指令Ｔ^*を生成する。トルク推定部１６は、電力変換部１０の出力トルクＴの推定値である推定トルクＴ^を求める。補正量生成部４６は、インパクト磁束ブースト部７０（調整部の一例）を備える。インパクト磁束ブースト部７０は、トルク指令Ｔ^*と推定トルクＴ^との差ΔＴに基づいて磁束補正量Δφ_ＭＴＰＡを調整する。これにより、例えば、急な負荷変化があった場合などにおいて、磁束を急峻に変化させることができ、高効率運転を精度よく行うことができる。

【0106】

インパクト磁束ブースト部７０は、トルク指令Ｔ^*と推定トルクＴ^との差ΔＴを出力電流ｉ_ｏの振幅Ｉ_ｍによって除算した結果に基づいて、磁束補正量Δφ_ＭＴＰＡを調整する。これにより、例えば、急な負荷変化があった場合などにおいて、磁束を精度よく変化させることができる。

【0107】

このように、モータ制御装置１は、「探査信号が重畳された磁束指令に基づいた電流をモータに流す電力変換部」と「前記電流に含まれる電流成分のうち前記探査信号に対応する電流成分に基づいて前記電力変換部から流れる電流が小さくなるように磁束指令を生成する手段」を備える。電力変換部１０は、「探査信号が重畳された磁束指令に基づいた電流をモータに流す電力変換部」の一例であり、磁束指令生成部２６は、「前記電流に含まれる電流成分のうち前記探査信号に対応する電流成分に基づいて前記電力変換部から流れる電流が小さくなるように磁束指令を生成する手段」の一例である。

【0108】

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0109】

１ モータ制御装置
２ 直流電源
３ モータ
１０ 電力変換部
１１ 電流検出部
１２ 制御部
１４ 磁束推定部
１５ 速度位置推定部
１６ トルク推定部
１７ 磁束指令出力部
１８ 駆動部
２１ 速度指令出力部
２２ 減算部
２３ 速度制御部
２４ トルク制御部
２６ 磁束指令生成部
２７ 電圧指令演算部
２８ ＰＷＭ制御部
３９ 探査信号生成部
４０ 探査成分抽出部
４１ 磁束指令演算部
４２ 加算部
４３ 磁束制限部
４４ ＭＴＰＡ停止制御部
４５ ベース指令生成部
４６ 補正量生成部
４７ 補正部
４８ リミッタ
６４ ローパスフィルタ
６９ 積分部
７０ インパクト磁束ブースト部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】