特許 6504795 トルクリップル抑制装置及びトルクリップル抑制方法

(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】6504795

(24)【登録日】2019年4月5日

(45)【発行日】2019年4月24日

(54)【発明の名称】トルクリップル抑制装置及びトルクリップル抑制方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 6/10 20060101AFI20190415BHJP

   H02P 21/22 20160101ALI20190415BHJP

【ＦＩ】

   H02P6/10

   H02P21/22

【請求項の数】7

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2014-235049(P2014-235049)

(22)【出願日】2014年11月19日

(65)【公開番号】特開2016-100949(P2016-100949A)

(43)【公開日】2016年5月30日

【審査請求日】2017年11月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】501241645

【氏名又は名称】学校法人 工学院大学

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】特許業務法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】森下 明平

【審査官】 樋口 幸太郎

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−３２４８７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０５７２１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ６／１０

Ｈ０２Ｐ ２１／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検出された駆動電流から得られたｄ軸電流及びｑ軸電流の各々が運転指令値となるように設定したｄ軸指令値及びｑ軸指令値の各々に基づいて、電動機を駆動する駆動装置のトルクリップル抑制装置であって、
前記駆動電流を検出することで得られた前記ｄ軸電流から、前記電動機のトルクリップルに起因して前記ｄ軸電流に含まれたリップル成分を除去するためのｄ軸補償信号を学習制御により生成する第１の生成手段と、
前記ｄ軸指令値に前記ｄ軸補償信号を重畳させる第１の重畳手段と、
前記電動機の駆動及び前記電動機のトルクリップルにより変化するパラメータを検出する検出手段と、
前記トルクリップルに起因して前記パラメータに含まれる前記ｄ軸指令値に前記ｄ軸補償信号を重畳させた際のリップル成分を、前記ｑ軸電流を用いて抑制するためのｑ軸補償信号を学習制御により生成する第２の生成手段と、
前記ｑ軸指令値に前記ｑ軸補償信号を重畳させる第２の重畳手段と、
を含むトルクリップル抑制装置。

【請求項2】

各々が、前記第１の生成手段、前記第１の重畳手段、前記第２の生成手段、及び前記第２の重畳手段を有し、選択された場合に、前記第１の重畳手段及び前記第２の重畳手段により得られた前記ｄ軸指令値及びｑ軸指令値の各々を出力し、非選択の場合に、前記ｄ軸補償信号及び前記ｑ軸補償信号の生成を停止すると共に停止直前の前記ｄ軸補償信号及び前記ｑ軸補償信号を保持する第１の抑制手段及び第２の抑制手段と、
前記電動機の駆動方向を判定して、判定した駆動方向に応じて前記第１の抑制手段及び前記第２の抑制手段の一方を選択し、他方を非選択する選択手段と、
を含む請求項１記載のトルクリップル抑制装置。

【請求項3】

前記トルクリップルに起因する前記ｄ軸電流のリップル成分及び前記パラメータのリップル成分の各々を、前記電動機の電気角についての周期関数成分とする、
請求項１又は請求項２記載のトルクリップル抑制装置。

【請求項4】

前記検出手段が、前記パラメータとして前記電動機の電気角又は回転角を検出する、
請求項１から請求項３の何れか１項記載のトルクリップル抑制装置。

【請求項5】

検出された駆動電流から得られたｄ軸電流及びｑ軸電流の各々が運転指令値となるように設定したｄ軸指令値及びｑ軸指令値の各々に基づいて、電動機を駆動する駆動装置において、
前記駆動電流を検出することで得られた前記ｄ軸電流から、前記電動機のトルクリップルに起因して前記ｄ軸電流に含まれたリップル成分を除去するためのｄ軸補償信号を学習制御により生成し、
前記ｄ軸指令値に前記ｄ軸補償信号を重畳させ、
検出手段により前記電動機の駆動及び前記電動機のトルクリップルにより変化するパラメータを検出し、
前記トルクリップルに起因して前記パラメータに含まれる前記ｄ軸指令値に前記ｄ軸補償信号を重畳させた際のリップル成分を、前記ｑ軸電流を用いて抑制するためのｑ軸補償信号を学習制御により生成し、
前記ｑ軸指令値に前記ｑ軸補償信号を重畳させて、
前記電動機のトルクリップルを抑制するトルクリップル抑制方法。

【請求項6】

前記トルクリップルに起因する前記ｄ軸電流のリップル成分及び前記パラメータのリップル成分の各々を、前記電動機の電気角についての周期関数成分とする、
請求項５記載のトルクリップル抑制方法。

【請求項7】

前記パラメータとして、前記電動機の電気角又は回転角を用いる、
請求項５又は請求項６記載のトルクリップル抑制方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動機等に生じるトルクリップル等を抑制するトルクリップル抑制装置、及びトルクリップル抑制方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、環境負荷軽減のために電動機等を駆動源とする電気自動車や産業用電気機器の軽量化が進行している。軽量化されたこれらの装置は、重量トルク比の優れた電動機（モータ）で駆動される。

【0003】

一方、同期電動機やリニア同期モータ等においては、駆動時に回転トルクや推力トルクにトルクリップルが生じる。モータに生じるトルクリップルは、モータが搭載された駆動装置の全体に騒音や振動等を生じさせる。特に軽量化が図られた装置では、モータのトルクリップルに起因する装置の振動や騒音が問題となる。

【0004】

モータが搭載された駆動装置の機械共振を抑制するために機械的な対策を講じる機械的手法があるが、この機械的手法では、軽量化された装置に対して、装置の大型化や重量増加のみならず装置のコスト上昇などを生じさせる。

【0005】

一方、モータのトルクリップルは、モータの駆動に用いるインバータによる励磁手法の工夫で低減することが可能となる。ここから、モータに発生するトルクリップルの抑制を行う各種制御が提案されている。

【0006】

例えば、特許文献１では、電動機の脈動を任意の次数成分についてフーリエ変換で抽出し、ＰＩ制御により、フーリエ係数が０となるように学習制御し、この学習制御により得られる脈動補償信号を、ｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値に加えるようにしている。特許文献１では、少なくとも一方に脈動補償信号を加えたｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値を用いて電動機を駆動し、脈動補償信号を生成するための学習制御を収束させることで、電動機のトルクリップルが抑えられる。

【0007】

しかしながら、ｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値の少なくとも一方に、フーリエ係数が０となるように学習制御して得られた脈動補償信号を用いて補償したとしても、学習制御が収束しないことがある。このため、特許文献１では、学習制御が発散して、電動機の脈動を抑制できなくなると、制御ゲインの極性を、学習制御が安定収束する方向へ変更している。このような手法を用いた場合、学習制御が発散するごとに、制御ゲイン等の切り替えを行うため、トルクリップルの抑制に長い時間が必要となってしまう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０１０−５７２１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明は、学習制御に発散を生じさせること無く、電動機に生じるトルクリップルを的確に抑制することができるトルクリップル抑制装置及びトルクリップル抑制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】

【0010】

上記目的を達成するための本発明のトルクリップル抑制装置は、検出された駆動電流から得られたｄ軸電流及びｑ軸電流の各々が運転指令値となるように設定したｄ軸指令値及びｑ軸指令値の各々に基づいて、電動機を駆動する駆動装置のトルクリップル抑制装置であって、前記駆動電流を検出することで得られた前記ｄ軸電流から、前記電動機のトルクリップルに起因して前記ｄ軸電流に含まれたリップル成分を除去するためのｄ軸補償信号を学習制御により生成する第１の生成手段と、前記ｄ軸指令値に前記ｄ軸補償信号を重畳させる第１の重畳手段と、前記電動機の駆動及び前記電動機のトルクリップルにより変化するパラメータを検出する検出手段と、前記トルクリップルに起因して前記パラメータに含まれる前記ｄ軸指令値に前記ｄ軸補償信号を重畳させた際のリップル成分を、前記ｑ軸電流を用いて抑制するためのｑ軸補償信号を学習制御により生成する第２の生成手段と、前記ｑ軸指令値に前記ｑ軸補償信号を重畳させる第２の重畳手段と、を含む。

【0011】

また、本発明のトルクリップル抑制方法は、検出された駆動電流から得られたｄ軸電流及びｑ軸電流の各々が運転指令値となるように設定したｄ軸指令値及びｑ軸指令値の各々に基づいて、電動機を駆動する駆動装置において、前記駆動電流を検出することで得られた前記ｄ軸電流から、前記電動機のトルクリップルに起因して前記ｄ軸電流に含まれたリップル成分を除去するためのｄ軸補償信号を学習制御により生成し、前記ｄ軸指令値に前記ｄ軸補償信号を重畳させ、検出手段により前記電動機の駆動及び前記電動機のトルクリップルにより変化するパラメータを検出し、前記トルクリップルに起因して前記パラメータに含まれる前記ｄ軸指令値に前記ｄ軸補償信号を重畳させた際のリップル成分を、前記ｑ軸電流を用いて抑制するためのｑ軸補償信号を学習制御により生成し、前記ｑ軸指令値に前記ｑ軸補償信号を重畳させて、前記電動機のトルクリップルを抑制する。

【0012】

本発明に係る電動機のトルクリップルは、電動機の駆動に応じて発生する固有のトルクリップルであり、電動機の駆動に応じて各種のパラメータに現れる。この際、電動機の駆動電流については、ｄ軸電流及びｑ軸電流の双方に関連して現れる。

【0013】

ここで、本発明では、電動機を駆動するためのｄ軸指令値にｄ軸補償信号を重畳することで、ｄ軸補償信号を用いて、ｄ軸電流に含まれる電動機のトルクリップルに起因するリップル成分を、ｄ軸電流から除去する。これにより、ｑ軸電流には、電動機のトルクリップルに起因するリップル成分が集約される。また、本発明では、電動機の駆動及び電動機のトルクリップルに応じて変化するパラメータを検出し、検出したパラメータに含まれるリップル成分を、ｑ軸電流を用いて除くためのｑ軸補償信号を生成する。本発明では、電動機を駆動するためのｑ軸指令値に、このｑ軸補償信号を重畳することで、電動機のトルクリップルを抑制する。

【0014】

本発明においては、ｄ軸補償信号及びｑ軸補償信号の生成に、フーリエ級数を用いた公知の学習制御を適用することができる。このとき、ｄ軸補償信号は、ｄ軸電流に含まれるリップル成分を除くものであり、また、ｑ軸補償信号は、ｑ軸電流を用いてパラメータに含まれる電動機のトルクリップルを除くものである。従って、ｄ軸補償信号及びｑ軸補償信号の何れにも学習制御に発散が生じることがない。

【0015】

また、本発明のトルクリップル抑制装置は、各々が、前記第１の生成手段、前記第１の重畳手段、前記第２の生成手段、及び前記第２の重畳手段を有し、選択された場合に、前記第１の重畳手段及び前記第２の重畳手段により得られた前記ｄ軸指令値及びｑ軸指令値の各々を出力し、非選択の場合に、前記ｄ軸補償信号及び前記ｑ軸補償信号の生成を停止すると共に停止直前の前記ｄ軸補償信号及び前記ｑ軸補償信号を保持する第１の抑制手段及び第２の抑制手段と、前記電動機の駆動方向を判定して、判定した駆動方向に応じて前記第１の抑制手段及び前記第２の抑制手段の一方を選択し、他方を非選択する選択手段と、をさらに含む。

【0016】

電動機には、駆動方向が切り替わるように駆動されるものがあり、駆動方向が切り替わることで、パラメータに含まれた電動機のトルクリップルに起因するリップル成分が変化する。この電動機の駆動方向に対応して、第１及び第２の抑制手段を設け、電動機の駆動方向に応じて第１又は第２の抑制手段を選択することで、電動機のトルクリップルを抑制した状態を保持することができる。

【0017】

このような本発明においては、前記トルクリップルに起因する前記ｄ軸電流のリップル成分及び前記パラメータのリップル成分の各々を、前記電動機の電気角についての周期関数成分とすることができる。また、本発明においては、前記パラメータとして、前記電動機の電気角又は回転角を用いることができる。

【0018】

電動機のトルクリップルに起因するリップル成分は、駆動する電動機の電気角についての周期関数成分として表すことができる。リップル成分を電気角の周期関数成分とすることで、電動機の駆動速度等に変化が生じても、この変化に拘わらず的確にトルクリップルを抑制することができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、学習制御しながら電動機のトルクリップルを抑制するときに、学習制御に発散が生じること無く、確実に電動機のトルクリップルを抑制することができる、という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第１の実施の形態に係るトルクリップル抑制装置を示す概略構成図である。

【図2】第１の実施の形態に係る駆動制御装置を示す概略構成図である。

【図3】第２の実施の形態に係る駆動制御装置を示す概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１には、第１の実施の形態に係るトルクリップル抑制装置１０の概略構成が示されている。また、図２は、第１の実施の形態に係るトルクリップル抑制装置１０を備えた駆動制御装置１２の概略構成を示している。

【0022】

駆動制御装置１２は、例えば、三相同期電動機などの同期電動機の駆動を制御する。第１の実施の形態では、同期電動機の一例として、三相同期電動機（以下、モータ１４とする）を用い、駆動制御装置１２がモータ１４の駆動を制御する場合について説明する。トルクリップル抑制装置１０は、駆動制御装置１２により駆動されるモータ１４に発生するトルクリップルを抑制する。

【0023】

駆動制御装置１２は、コントローラ１６、及びインバータ１８を備える。コントローラ１６は、例えば、マイクロコンピュータが用いられ、ベクトル制御部２２及び変換部２４として機能する。コントローラ１６には、運転指令部２６からモータ１４に対する速度指令値やトルク指令値などの運転指令値が入力される。ベクトル制御部２２は、例えば、トルク指令値が入力されることで、トルク指令値に応じてｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ及びｑ軸電流指令値Ｉ_ｑを設定して出力する。

【0024】

変換部２４は、ｄ軸電流指令値Ｉ_ｄをｄ軸電圧指令値Ｖ_ｄに変換し、ｑ軸電流指令値Ｉ_ｑをｑ軸電圧指令値Ｖ_ｑに変換する。また、ベクトル制御においては、例えば、三相電流を二相電流に変換するクラーク変換及び、二相電流をｄ軸とｑ軸による回転座標系に変換するパーク変換が行われる。変換部２４は、ｄ軸電圧指令値Ｖ_ｄ及びｑ軸電圧指令値Ｖ_ｑに対して、パーク変換の逆変換及びクラーク変換の逆変換を行うことで、モータ１４のＵ、Ｖ、Ｗの各相の電圧指令値Ｖ_ｕ、Ｖ_ｖ、Ｖ_ｗに変換して、インバータ１８へ出力する。

【0025】

インバータ１８は、入力される電圧指令値Ｖ_ｕ、Ｖ_ｖ、Ｖ_ｗに基づき、モータ１４のＵ、Ｖ、Ｗの各相の電圧ｖ_ｕ、ｖ_ｖ、ｖ_ｗを生成して出力する。モータ１４は、インバータ１８から供給される三相の電圧ｖ_ｕ、ｖ_ｖ、ｖ_ｗの電力により回転軸が回転駆動される。モータ１４には、回転軸に負荷２０が連結されており、回転軸の回転が負荷２０に伝達されることで、負荷２０を作動させる。

【0026】

ここで、駆動制御装置１２には、モータ１４のＵ、Ｖ、Ｗの各相の電流ｉ_ｕ、ｉ_ｖ、ｉ_ｗを検出する電流センサ２８が設けられ、ベクトル制御部２２には、電流センサ２８によって検出された電流ｉ_ｕ、ｉ_ｖ、ｉ_ｗが入力される。また、モータ１４には、モータ１４の回転角θを検出する回転角センサ３０が設けられ、ベクトル制御部２２には、回転角センサ３０によって検出されたモータ１４の回転角φを示す信号（以下、回転角信号φという）が入力される。回転角センサ３０は、モータ１４の回転角を直接検出しても良いが、例えば、ロータリーエンコーダを用い、ベクトル制御部２２がロータリーエンコーダから出力されるパルス数をカウントし、カウント値を回転角信号φに変換するものであってもよい。

【0027】

ベクトル制御部２２には、変換器３２が設けられている。変換器３２は、電流センサ２８から入力される電流ｉ_ｕ、ｉ_ｖ、ｉ_ｗを、回転座標系のｄ軸電流（以下、ｄ軸電流信号とする）ｉ_ｄ及びｑ軸電流（以下、ｑ軸電流信号とする）ｉ_ｑに変換する。即ち、変換器３２は、クラーク変換及びパーク変換を行うことで、三相の電流ｉ_ｕ、ｉ_ｖ、ｉ_ｗから回転座標系のｄ軸電流信号ｉ_ｄ及びｑ軸電流信号ｉ_ｑを得る。

【0028】

本実施の形態では、ｄ軸指令値及びｑ軸指令値の一例として、ｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値を適用する。ベクトル制御部２２は、ｄ軸電流信号ｉ_ｄ、及びｑ軸電流信号ｉ_ｑが、運転指令値（例えば、トルク指令値）に応じた値となるように、ｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ及びｑ軸電流指令値Ｉ_ｑを設定するフィードバック制御を行う。また、ベクトル制御部２２は、ｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ及びｑ軸電流指令値Ｉ_ｑを、回転角センサ３０によって検出された回転角φから得られる電気角θに同期させる。

【0029】

これにより、コントローラ１６は、トルク指令値に応じた出力トルクが得られるようにモータ１４の駆動を制御する。なお、このようなベクトル制御を行うコントローラ１６の基本的構成は、公知の構成を適用でき、本実施の形態では、詳細な説明を省略する。また、第１の実施の形態では、一例として回転角センサ３０を用いたが、回転角φに替えて電気角θを検出する電気角検出センサが用いられても良い。また、回転角センサ３０や電気角センサを用いずに、ｄ軸電流信号ｉ_ｄ及びｑ軸電流信号ｉ_ｑから、回転角φ又は電気角θを推定する構成であっても良い。

【0030】

ところで、モータ１４を含む同期電動機等においては、構造に起因する固有のトルクリップル（torque ripple）が生じる。トルクリップルは、例えば、コイルの鉄心のムラ等の構造に起因して発生する磁束のひずみなどが原因となって生じる。モータ１４に生じるトルクリップルは、モータ１４に振動や騒音などを生じさせる。

【0031】

第１の実施の形態では、コントローラ１６にトルクリップル抑制装置１０を設け、このトルクリップル抑制装置１０により、モータ１４の構造に起因して発生する固有のトルクリップルを抑制する。

【0032】

ｄ軸電流信号ｉｄ及びｑ軸電流信号ｉｑには、モータ１４に発生するトルクリップルに起因して、トルクリップルに応じたリップル成分が現れる。トルクリップル抑制装置１０は、ｄ軸電流信号ｉ_ｄからトルクリップルに起因するリップル成分を除去する。また、モータ１４の駆動に応じて変化する回転角などのパラメータは、モータに発生するトルクリップルの影響を受ける。トルクリップル抑制装置１０は、予め設定したパラメータについて、トルクリップルの影響を受けることにより生じるリップル成分を、ｑ軸電流を用いて抑制することで、モータ１４のトルクリップルを抑制する。

【0033】

一般に、同期電動機の極対数をｎ、ｄ軸鎖交磁束をΦ（θ）、ｄ軸インダクタンスをＬ_ｄ（θ）、ｑ軸インダクタンスをＬ_ｑ（θ）とすると、同期電動機のトルクリップルτは、（１）式で表される。なお、電気角はθとしている。

【0034】

【数1】

【0035】

即ち、ｄ軸鎖交磁束Φ（θ）、ｄ軸インダクタンスＬ_ｄ（θ）、及びｑ軸インダクタンスＬｑ（θ）は、何れも電気角θに関する周期関数であり、トルクリップルτは、これらの周期関数の和となっている。

【0036】

ここで、トルクリップルτ、ｄ軸鎖交磁束Φ（θ）、ｄ軸インダクタンスＬ_ｄ（θ）、及びｑ軸インダクタンスＬ_ｑ（θ）は、直流成分と周期関数成分との和で表すことができる。トルクリップルτ、ｄ軸鎖交磁束Φ（θ）、ｄ軸インダクタンスＬ_ｄ（θ）、及びｑ軸インダクタンスＬ_ｑ（θ）の各々について、直流成分を、τ_０、Φ_０、Ｌ_ｄ０、及びのＬ_ｑ０とし、周期関数成分をΔτ、ΔΦ、ΔＬ_ｄ、及びΔＬ_ｑとすると、（１）式は、（２）式で表される。

【0037】

【数2】

【0038】

これらの各要素の周期関数成分は、基本波より振幅の小さい高調波成分を含んでおり、各要素について、２乗以上の項は、十分小さく無視できるものとすると、（２）式は、（３）式として簡略化することができる。

【0039】

【数3】

【0040】

（３）式の左辺の第１項であるτ_０は直流成分であり、実質的なトルクリップルは、周期関数成分Δτで示される。同期電動機のトルクリップルを抑制するためには、トルクリップルの周期関数成分Δτを０（Δτ＝０）とすれば良く、トルクリップルの周期関数成分Δτ＝０とすると、（４）式が得られる。トルクリップルの周期関数成分Δτを抑制するためには、（４）式を満たすｄ軸電流（ｄ軸電流信号ｉ_ｄ）の周期関数成分Δｉ_ｄ、及びｑ軸電流（ｑ軸電流信号ｉ_ｑ）の周期関数成分Δｉ_ｑが存在すれば良い。

【0041】

【数4】

【0042】

（４）式において、右辺は、同期電動機内の磁束分布に起因するトルクリップル成分であり、左辺は、ｄ軸電流ｉ_ｄ及びｑ軸電流ｉ_ｑに起因するトルクリップル成分である。

【0043】

ｄ軸電流信号ｉ_ｄに含まれる周期関数成分Δｉ_ｄは、リップル成分であり、本実施の形態においては、ｄ軸電流ｉ_ｄに含まれる周期関数成分Δｉ_ｄ＝０とするように、ｄ軸電流ｉ_ｄの制御を行う。（４）において、ｄ軸電流ｉ_ｄの周期関数成分Δｉ_ｄを０（Δｉ_ｄ＝０）とすると、（５）式が得られる。

【0044】

【数5】

【0045】

従って、（５）式において、右辺のトルクリップルを打ち消すｑ軸電流信号ｉ_ｑの周期関数成分Δｉ_ｑは一意的に定まる。

【0046】

フーリエ級数を用いてトルクリップルを抑制する手法としては、時間を基準とする手法があるが、時間を基準とすると、例えば、電動機の回転速度が変化したときに、回転速度に合わせて積分範囲となる時間を設定しなおす必要がある。これに対して、本実施の形態では、電気角θを基準とすることで、回転速度等の変化に関わらずトルクリップルの抑制を図ることができる。また、電動機においては、ｄ軸電流よりもｑ軸電流がトルクリップルに与える影響が大きいことから、ｑ軸電流を用いることで、トルクリップルの抑制効率の向上が図られる。

【0047】

本実施の形態に係るトルクリップル抑制装置１０は、ｄ軸電流信号ｉ_ｄに含まれる周期関数成分Δｉ_ｄを抑えることで、モータ１４のトルクリップルが、ｑ軸電流信号ｉ_ｑの周期関数成分Δｉ_ｑに集約されて含まれるようにする。また、トルクリップル抑制装置１０は、モータ１４に生じたトルクリップルに応じてｑ軸電流指令値Ｉ_ｑを補正することで、モータ１４のトルクリップルを抑制する。

【0048】

図２に示されるように、トルクリップル抑制装置１０は、コントローラ１６のベクトル制御部２２と変換部２４との間に設けられている。トルクリップル抑制装置１０は、ベクトル制御部２２から出力されるｄ軸電流指令値Ｉ_ｄに対応するｄ軸調整部３４、及びｑ軸電流指令値Ｉ_ｑに対応するｑ軸調整部３６を備える。トルクリップル抑制装置１０は、ｄ軸調整部３４、及びｑ軸調整部３６の各々に、ベクトル制御部２２からモータ１４の電気角θが入力され、ｄ軸調整部３４及びｑ軸調整部３６の各々が、電気角θに同期して動作する。本実施の形態においては、ｄ軸調整部３４が第１の生成手段として機能し、ｑ軸調整部３６が第２の生成手段として機能する。

【0049】

図１に示されるように、ｄ軸調整部３４は、信号演算部３８、及びモデル学習部４０を備え、ｑ軸調整部３６は、信号演算部４２、及びモデル学習部４４を備える。また、トルクリップル抑制装置１０は、重畳手段の一例として、モデル学習部４０の出力をｄ軸電流指令値ｉ_ｄに重畳させる加算器４６、及びモデル学習部４４の出力をｑ軸電流指令値ｉ_ｑに重畳させる加算器４８を備える。本実施の形態においては、加算器４６が第１の重畳手段の一例として機能し、加算器４８が第２の重畳手段の一例として機能する。

【0050】

ｄ軸調整部３４は、フーリエ級数積分を行うことで、ｄ軸電流からリップル成分である周期関数成分を除くためのｄ軸補償信号の一例とするモデル信号Ｍ_ｄを生成して、加算器４６へ出力する。加算器４６は、ベクトル制御部２２から入力されるｄ軸電流指令値Ｉ_ｄにモデル信号Ｍ_ｄを加算することで、ｄ軸電流から周期関数成分（リップル成分）を除去する。即ち、加算器４６は、ｄ軸電流指令値Ｉ_ｄにモデル信号Ｍ_ｄを加算することで重畳し、ｄ軸電流からリップル成分を除去するｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ^＊を出力する。

【0051】

また、ｑ軸調整部３６は、モータ１４に生じているトルクリップルを除くためのｑ軸補償信号の一例とするモデル信号Ｍ_ｑを生成して、加算器４８へ出力する。加算器４８は、ベクトル制御部２２から入力されるｑ軸電流指令値Ｉ_ｑにモデル信号Ｍ_ｑを加算することで、トルクリップルを抑制するためのｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ^＊を出力する。即ち、モータ１４のトルクリップルは、モータ１４における固有の磁束ムラなどに起因して生じており、これらの磁束ムラは、モータ１４の駆動により変化するパラメータに影響する。ｑ軸調整部３６は、トルクリップルを生じさせている磁束ムラに応じたモデル信号Ｍｑを生成する。加算器４８は、ｑ軸電流指令値Ｉ_ｑにモデル信号Ｍ_ｑを加算することで、トルクリップルを生じさせる磁束ムラを抑制するｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ^＊を出力する。

【0052】

第１の実施の形態では、ｄ軸電流（ｄ軸電流信号ｉ_ｑ）の検出手段として、駆動制御装置１２に設けられている電流センサ２８及び変換器３２が機能する。図１に示されるように、ｄ軸調整部３４には、電流センサ２８により検出された電流ｉ_ｕ、ｉ_ｖ、ｉ_ｗが、変換器３２に変換されて得られたｄ軸電流信号ｉ_ｄが入力される。また、第１の本実施の形態では、トルクリップル情報を含むパラメータとして、モータ１４の回転角を適用する。また、図１に示されるように、ｑ軸調整部３６には、微分器５０が設けられており、第１の実施の形態では、回転角センサ３０及び微分器５０がパラメータの検出手段として機能する。

【0053】

図２に示されるように、ベクトル制御部２２は、回転角センサ３０によって検出されたモータ１４の回転角（いか、回転角信号φという）を、ｑ軸調整部３６へ出力する。図１に示されるように、ｑ軸調整部３６では、回転角信号φが微分器５０に入力される。微分器５０は入力された回転角信号φを時間について２階微分して、回転角信号φから角加速度信号φ_ａを生成する。この角速度信号φａには、トルクリップルに起因するリップル成分が含まれており、信号演算部４２には、回転角信号φの角加速度信号φ_ａが入力される。

【0054】

ここで、先ず、ｄ軸調整部３４における、ｄ軸電流信号ｉ_ｄに含まれる周期関数成分であるリップル成分の除去を説明する。ｄ軸調整部３４の信号演算部３８は、ｄ軸電流信号ｉ_ｄに含まれる所定の次数の高調波成分をフーリエ級数積分することで、フーリエ級数の余弦波成分及び正弦波成分の各々の振幅ａ_ｄｎ、ｂ_ｄｎを演算する。

【0055】

ｄ軸電流信号ｉ_ｄに含まれる任意の次数の高調波成分をｆ_ｄ（θ）、モータ１４の電気角をθとすると、余弦波成分の振幅ａ_ｄｎは、（６）式で表され、正弦波成分の振幅ｂ_ｄｎは、（７）式で表される。

【0056】

【数6】

【0057】

ｄ軸調整部３４のモデル学習部４０は、所定の学習アルゴリズムにより信号演算部３８で演算された振幅ａ_ｄｎ、ｂ_ｄｎに所定のゲインを付与し、電気角θの１周期で積分することで、フーリエ級数となるモデル信号Ｍ_ｄを生成する。モデル信号Ｍ_ｄを（８）式に示す。なお、ゲインＧ_ｄａ、Ｇ_ｄｂは、上記と同様に学習アルゴリズムによって設定される。

【0058】

【数7】

【0059】

ｄ軸調整部３４は。ｄ軸電流信号ｉ_ｄから生成したモデル信号Ｍ_ｄを用いて、ｄ軸電流からリップル成分を除去するためのｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ^＊を得る。

【0060】

次に、ｑ軸調整部３６におけるトルクリップルの抑制を説明する。
一般に同期電動機のトルクは、負荷が接続された回転子のイナーシャと回転角の角加速度との積と見倣すことができる。この場合、回転角の角加速度には、トルクリップルに起因するリップル成分が周期関数成分として含まれる。また、回転角の角加速度加、即ち、回転角φの角加速度信号φａは、回転角信号φの２階微分により得られる。

【0061】

ｑ軸調整部３６は、ベクトル制御部２２から回転角信号φを取得し、取得した回転角信号φを、微分器５０により２階微分することで、トルクリップル情報とする角加速度信号φ_ａを生成している。

【0062】

ｑ軸調整部３６の信号演算部４２は、角加速度信号φ_ａに含まれる所定の次数の高調波成分をフーリエ級数積分することで、フーリエ級数の余弦波成分及び正弦波成分の各々の振幅ａ_ｑｎ、ａ_ｑｎを演算する。

【0063】

ここで、角加速度信号φ_ａに含まれる任意の次数の高調波成分をｆ_τ（θ）、モータ１４の電気角をθとすると、余弦波成分の振幅ａ_ｑｎは、（９）式で表され、正弦波成分の振幅ｂ_ｑｎは、（１０）式で表される。

【0064】

【数8】

【0065】

ｑ軸調整部３６のモデル学習部４４は、所定の学習アルゴリズムにより信号演算部４２で演算された振幅ａ_ｑｎ、ｂ_ｑｎに所定のゲインを付与して、電気角θの１周期で積分することで、フーリエ級数となるモデル信号Ｍ_ｑを生成する。モデル信号Ｍ_ｑを（１１）式に示す。なお、ゲインＧ_ｑａ、Ｇ_ｑｂは、上記と同様に学習アルゴリズムによって設定される。

【0066】

【数9】

【0067】

ｑ軸調整部３６は、モータ１４のトルクリップル情報を含む角加速度信号φ_ａから生成したモデル信号Ｍ_ｑを用いて、ｑ軸電流指令値Ｉ_ｑに、モータ１４のトルクリップルを抑制するための電流成分（モデル信号Ｍ_ｑ）を重畳させたｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ^＊を得る。

【0068】

駆動制御装置１２は、トルクリップル抑制装置１０によって調整されたｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ^＊及びｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ^＊を用いて、モータ１４を駆動する。

【0069】

このようなトルクリップル抑制装置１０を備える駆動制御装置１２では、運転指令として例えば、トルク指令値が指定されることで、ベクトル制御部２２が、トルク指令値に応じたｄ軸電流及びｑ軸電流を得るためのｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ、及びｑ軸電流指令値Ｉ_ｑを設定する。また、駆動制御装置１２は、設定したｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ及びｑ軸電流指令値Ｉ_ｑに基づいてモータ１４を駆動する。これにより、モータ１４は、定常状態となることで、トルク指令値に応じた出力トルクで、負荷２０を駆動する。

【0070】

一方、モータ１４は、構造に起因するトルクリップルを発生する。モータ１４にトルクリップルが発生していると、振動、騒音が生じる。また、モータ１４の電流ｉ_ｕ、ｉ_ｖ、ｉ_ｗから生成されるｄ軸電流信号ｉ_ｄ及びｑ軸電流信号ｉ_ｑに、トルクリップルに応じたリップル成分として周期関数成分が含まれる。

【0071】

駆動制御装置１２に設けられているトルクリップル抑制装置１０は、ｄ軸調整部３４が、駆動されているモータ１４の電流ｉ_ｕ、ｉ_ｖ、ｉ_ｗから得られるｄ軸電流信号ｉ_ｄに基づき、ｄ軸電流に含まれるリップル成分の除去を行う。即ち、トルクリップル抑制装置１０は、ｄ軸電流信号ｉ_ｄからリップル成分を除くことで、トルクリップルに応じたリップル成分をｑ軸電流ｉ_ｑに集約する。また、トルクリップル抑制装置１０では、モータ１４に発生しているトルクリップルを示すトルクリップル情報を用いて、モデル信号Ｍ_ｑを生成する。トルクリップル抑制装置１０は、生成したモデル信号Ｍ_ｑに応じた電流成分をｑ軸電流に重畳させることで、ｑ軸電流にトルクリップルを抑制するリップル成分を含ませるｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ^*を生成する。トルクリップル抑制装置１０は、ｑ軸電流にトルクリップルを抑制するリップル成分を含ませることでモータ１４のトルクリップルを抑制する。

【0072】

ここで、トルクリップルのリップル成分である周期関数成分Δτを打ち消すためには、上記した（４）式に示す対応関係を満たす、ｄ軸電流信号ｉ_ｄに含まれる周期関数成分Δｉ_ｄ、及びｑ軸電流子信号ｉ_ｑに含まれる周期関数成分Δｉ_ｑが存在する必要がある。

【0073】

しかし、（４）式を満たす周期関数成分Δｉ_ｄ及び周期関数成分Δｉ_ｑは、一意的に決定できない。このため、例えば、トルクリップルを示す単一のトルクリップル情報を用いた学習アルゴリズムに基づいて、周期関数成分Δｉ_ｄ及び周期関数成分Δｉ_ｑを除去しようとすると、学習アルゴリズムが収束しなかったり、学習アルゴリズムの収束に多大な時間を要してしまったりすることがある。

【0074】

これに対して、トルクリップル抑制装置１０では、ｄ軸電流信号ｉ_ｄを用いた学習アルゴリズムによりｄ軸電流信号ｉ_ｄに含まれる周期関数成分Δｉ_ｄの除去を行う。これにより、前記した（５）式を用いたトルクリップルの抑制が可能となる。この（５）式を満たすｑ軸電流信号ｉ_ｑに含まれる周期関数成分Δｉ_ｑは、一意的に決まるため、所定の学習アルゴリズムに、例えば、トルクリップル情報を含む角加速度信号φ_ａなどを用いることで、学習アルゴリズムの確実な収束が可能となる。

【0075】

従って、トルクリップル抑制装置１０によってモータ１４のトルクリップルが抑制された状態では、ｄ軸電流（ｄ軸電流信号ｉ_ｄ）にリップル成分が含まれない状態となっているが、ｑ軸電流（ｑ軸電流信号ｉ_ｑ）には、トルクリップルによるリップル成分に、トルクリップルを抑制するための周期関数成分が重畳されたリップル成分が含まれる。これにより、トルクリップル抑制装置１０は、モータ１４に発生する固有のトルクリップルを、確実に、かつ従来よりも短時間に抑制することができる。

【0076】

また、トルクリップル抑制装置１０は、駆動制御装置１２が備える機能部品を用いて、モータ１４のトルクリップルを抑制することができるので、トルクリップルの抑制のための機能部品を追加する必要が無く、駆動制御装置１２の大型化を抑えることができる。

【0077】

以上説明した本実施の形態では、モータに発生したトルクリップルを、回転角センサ３０により検出されるから回転角φをパラメータとして、微分器５０により２階微分することで求めるようしている。これに限らず、トルクリップル情報（リップル成分を含むパラメータ）としては、例えば、モータ１４の電気角θを検出する電気角センサなどの電気角検出手段を用いて取得しても良い。また、トルクリップル情報の検出は、トルクセンサなどのトルク検出手段を用いても良い。トルク検出手段により検出されたトルク信号からリップル成分となる周期関数成分を抽出し、抽出した周期関数成分を用いて学習アルゴリズムを実行するようにしても良い。

【0078】

また、これらに限らず、トルクリップル情報の取得は、トルクリップルを検出する任意の手法を適用することができる。例えば、電気角（電気角信号θ）などは、電気角センサなどによって直接検出する構成にかぎらず、ｄ軸電流信号ｉ_ｄ及びｑ軸電流信号ｉ_ｑから推定することで得られるので、この電気角信号θを用いて良い。

【0079】

〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態を説明する。なお、第２の実施の形態において、前記した第１の実施の形態と同等の機能部品については、第１の実施の形態と同じ符号を付与して詳細な説明を省略している。

【0080】

図３には、第２の実施の形態に係る駆動制御装置６０の概略構成が示されている。第２の実施の形態では、同期電動機としてリニア同期モータ（以下、リニアモータ６２とする）を適用しており、駆動制御装置６０は、リニアモータ６２の駆動を制御する。

【0081】

駆動制御装置６０は、例えば、マイクロコンピュータを備えるコントローラ６４、及びインバータ１８を備え、インバータ１８から出力される三相の電圧ｖ_ｕ、ｖ_ｖ、ｖ_ｗによってリニアモータ６２が駆動される。リニアモータ６２は、駆動されることで推力トルクを発生して、対応する負荷６６とリニアモータ６２とが相対移動する。なお、第２の実施の形態に適用したリニアモータ６２は、発生する推力トルクの方向が切り替えられるようになっており、これにより、負荷６６に対して往復移動される。

【0082】

コントローラ６４には、ベクトル制御部６８、及び変換部７０が設けられている。また、リニアモータ６２には、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相の電流ｉ_ｕ、ｉ_ｖ、ｉ_ｗを検出する電流センサ２８、及び負荷６６に対するリニアモータ６２の位置を検出する位置検出器７２が設けられている。

【0083】

ベクトル制御部６８には、電流センサ２８によって検出される各相の電流ｉ_ｕ、ｉ_ｖ、ｉ_ｗが入力される。また、位置検出器７２は、例えば、リニアモータ６２と負荷６６との間に設けられたリニアエンコーダを用い、リニアモータ６２の移動に応じて出力されるパルス信号が、ベクトル制御部６８に入力される。ベクトル制御部６８は、位置検出器７２から入力されるパルス数をカウントしながら、カウント値を、リニアモータ６２の移動方向に応じて加減算することで、リニアモータ６２の位置（相対位置）及び移動方向、移動量を判定する。

【0084】

ベクトル制御部６８は、運転指令部２６から運転速度や推力トルクなどの運転指令値が入力されることで、入力された運転指令値に基づいてｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ及びｑ軸電流指令値Ｉ_ｑを設定する。この時、ベクトル制御部６８は、三相の電流ｉ_ｕ、ｉ_ｖ、ｉ_ｗをｄ軸電流信号ｉ_ｄ及びｑ軸電流信号ｉ_ｑに変換する。また、ベクトル制御部６８は、変換したｄ軸電流信号ｉ_ｄ及びｑ軸電流信号ｉ_ｑが運転指令値に応じた値となるようにｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ及びｑ軸電流指令値Ｉ_ｑを設定するフィードバック制御を行う。

【0085】

変換部７０は、ｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ及びｑ軸電流指令値Ｉ_ｑが入力されることで、ｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ及びｑ軸電流指令値Ｉ_ｑに応じたｄ軸電圧指令値Ｖ_ｄ及びｑ軸電圧指令値Ｖ_ｑに変換する。また、変換部７０は、変換したｄ軸電圧指令値Ｖ_ｄ及びｑ軸電圧指令値Ｖ_ｑを、３相の電圧指令値Ｖ_ｕ、Ｖ_ｖ、Ｖ_ｗに変換してインバータ１８へ出力する。インバータ１８は、各相の電圧指令値Ｖ_ｕ、Ｖ_ｖ、Ｖ_ｗに応じた３相の電圧ｖ_ｕ、ｖ_ｖ、ｖ_ｗを生成してリニアモータ６２へ供給する。これにより、リニアモータ６２は、運転指令値に応じて駆動される。なお、駆動制御装置６０におけるリニアモータ６２の駆動制御は、公知の構成を適用でき、第２の実施の形態では、詳細な説明を省略する。

【0086】

駆動制御装置６０のコントローラ６４には、第２の実施形態に係るトルクリップル抑制装置７４が設けられている。第２の実施の形態では、電動機の一例として、移動方向が、一方向及び一方向と反対方向に切り替わるリニアモータ６２を用いている。トルクリップル抑制装置７４は、一方向に対応する第１の抑制手段として機能する第１のトルクリップル抑制部７６Ａ、及び一方向と反対方向に対応する第２の抑制手段として機能する第２のトルクリップル抑制部７６Ｂを備える。第１のトルクリップル抑制部７６Ａ及び第２のトルクリップル抑制部７６Ｂは、同等の構成となっている。また、トルクリップル抑制部７６Ａ、７６Ｂは、図１に示すトルクリップル抑制装置１０に対して、ｑ軸調整部３６に微分器５０が設けられていない点で相違し、これを除く基本的機能が同等となっている。なお、以下の説明において、第１のトルクリップル抑制部７６Ａ及び第２のトルクリップル抑制部７６Ｂを総称する場合、トルクリップル抑制部７６とする。また、トルクリップル抑制部７６は、前記したトルクリップル抑制装置１０と同等の機能を有することから、詳細な説明を省略する。

【0087】

図３に示されるように、トルクリップル抑制装置７４では、第１のトルクリップル抑制部７６Ａ及び第２のトルクリップル抑制部７６Ｂの各々に、ｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ、ｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ、ｄ軸電流信号ｉ_ｄ、及び電気角θが入力される。

【0088】

また、トルクリップル抑制装置７４には、第２の実施の形態において、選択手段として機能する分配器７８、及び選択器８０が設けられている。また、トルクリップル抑制装置７４には、第２の実施の形態において検出手段として機能する微分器８２Ａ、８２Ｂが設けられている。前段の微分器８２Ａには、ベクトル制御部６８から位置信号Ｐが入力されるようになっており、微分器８２Ａは、入力されて位置信号Ｐを時間微分することでリニアモータ６２の速度信号Ｐｓを生成する。また、後段の微分器８２Ｂには、微分器８２Ａから速度信号Ｐｓが入力され、微分器８２Ｂは、速度信号Ｐｓを時間微分することで加速度信号Ｐａを生成して、トルクリップル抑制部７６（７６Ａ、７６Ｂ）に出力する。

【0089】

トルクリップル抑制部７６は、ｄ軸電流信号ｉ_ｄからｄ軸電流指令値Ｉ_ｄに対するモデル信号Ｍ_ｄを生成して、生成したモデル信号Ｍ_ｄをｄ軸電流指令値Ｉ_ｄに重畳させて、ｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ^＊として出力する。

【0090】

また、リニアモータ６２では、トルクリップルが発生することで、推力トルクにトルクリップルが含まれる。このトルクリップルは、加速度信号Ｐａにリップル成分として現れる。トルクリップル抑制部７６は、加速度信号Ｐａをトルクリップル情報として用い、加速度信号Ｐａのリップル成分（周期関数成分）から、ｑ軸電流指令値Ｉ_ｑに対するモデル信号Ｍ_ｑを生成する。また、トルクリップル抑制部７６は、生成したモデル信号Ｍ_ｑをｑ軸電流指令値Ｉ_ｑに重畳（加算）させて、ｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ^＊として出力する。

【0091】

一方、トルクリップル抑制装置７４では、前段の微分器８２Ａで生成された速度信号Ｐｓが、分配器７８及び選択器８０に入力される。微分器８２Ａから出力される速度信号Ｐｓは、リニアモータ６２の移動方向（可動子の移動方向）に応じて符号が変化する。第１のトルクリップル抑制部７６Ａは、速度信号Ｐｓが非負（Ｐｓ≧０）である方向に対応し、第２のトルクリップル抑制部７６Ｂは、速度信号Ｐｓが負（Ｐｓ＜０）となる方向に対応する。

【0092】

ここで、ベクトル制御部６８から出力される電気角信号θは、分配器７８を介して第１のトルクリップル抑制部７６Ａ又は第２のトルクリップル抑制部７６Ｂへ入力される。この際、分配器７８は、速度信号Ｐｓが非負であるときに、電気角信号θを第１のトルクリップル抑制部７６Ａへ出力し、第２のトルクリップル抑制部７６Ｂに電気角θ＝０を示す電気角信号θを出力する。また、分配器７８は、速度信号Ｐｓが負であるときに、電気角信号θを第２のトルクリップル抑制部７６Ｂへ出力し、第１のトルクリップル抑制部７６Ａに電気角θ＝０を示す電気角信号θを出力する。第１のトルクリップル抑制部７６Ａ及第２のトルクリップル抑制部７６Ｂは、入力される電気角信号θが０（θ＝０）となっていることで、電気角信号θを用いた積分処理を停止し、停止直前に生成したモデル信号Ｍ_ｄ、Ｍ_ｑを保持する。

【0093】

また、第１のトルクリップル抑制部７６Ａ及び第２のトルクリップル抑制部７６Ｂの各々のｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ^＊及びｑ軸電流指令値Ｉ_ｄ^＊は、ｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ及びｑ軸電流指令値Ｉ_ｑとして、選択器８０を介して変換部７０へ出力される。ここで、選択器８０は、微分器８２Ａから入力される速度信号Ｐｓが非負であると、第１のトルクリップル抑制部７６Ａから入力されたｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ^＊及びｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ^＊を変換部７０へ出力する。また、選択器８０は、速度信号Ｐｓが負であると、第２のトルクリップル抑制部７６Ｂから入力されたｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ^＊及びｑ軸電流指令値Ｉ_ｑ^＊を変換部７０へ出力する。

【0094】

このように、駆動制御装置６０は、トルクリップル抑制装置７４（トルクリップル抑制部７６）が設けられることで、リニアモータ６２で発生するトルクリップルを、確実に、かつ、比較的短時間に抑制することができる。

【0095】

トルクリップル抑制装置７４は、各々がリニアモータ６２に発生するトルクリップルを抑制する第１のトルクリップル抑制部７６Ａ及び第２のトルクリップル抑制部７６Ｂが設けられ、リニアモータ６２の駆動方向に応じて一方が動作するようにしている。この時、トルクリップル抑制装置７４では、動作の停止しているトルクリップル抑制部７６が学習結果を保持している。これにより、トルクリップル抑制装置７４は、リニアモータ６２の移動方向が切り替わっても、リニアモータ６２のトルクリップルを抑制した状態を継続することができる。

【0096】

即ち、リニアモータ６２の移動方向によってトルクリップルのリップル成分が異なることがある。この場合、リニアモータ６２の移動方向が切り替わるごとに、トルクリップルの抑制のための処理を行う必要がある。

【0097】

これに対して、トルクリップル抑制装置７４は、リニアモータ６２の移動方向ごとにトルクリップル抑制部７６が設けられ、リニアモータ６２の移動方向が対応する方向でないトルクリップル抑制部７６が、モデル信号Ｍ_ｄ、Ｍ_ｑを保持している。従って、トルクリップル抑制装置７４は、リニアモータ６２の移動方向が切り替わった場合でも、確実にトルクリップルを抑制した状態を保持することができる。

【0098】

また、トルクリップル抑制装置７４は、駆動制御装置６０が備える機能部品を用いて、リニアモータ６２のトルクリップルを抑制することができるので、トルクリップルの抑制のための機能部品を追加する必要が無く、駆動制御装置６０の大型化を抑えることができる。

【0099】

なお、第２の実施の形態では、往復動作のために移動方向が切り替わるリニアモータ６２を例に説明したが、リニアモータ６２に限らず、回転軸の回転方向が切り替えられるモータ（例えばモータ１４）に適用しても良い。これにより、回転軸の回転方向が切り替わった場合にも、トルクリップルを抑制した状態を保持することができる。

【0100】

また、トルクリップル抑制装置１０、７４に用いられるｄ軸調整部３４及びｑ軸調整部３６の機能は、コンピュータプログラムによって実行することができる。従って、例えば、コントローラ１６に設けられるマイクロコンピュータに、ｄ軸調整部３４及びｑ軸調整部３６等に対応する機能プログラムを実行させるようにしても良い。

【0101】

なお、以上説明した本実施の形態では、一例として、ｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ及びｑ軸電流指令値Ｉ_ｑに、学習アルゴリズムに基づいてｄ軸補償信号及びｑ軸補償信号として生成したモデル信号Ｍ_ｄ及びモデル信号Ｍ_ｑを重畳させるようにしている。また、本実施の形態に係るベクトル制御では、ｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ及びｑ軸電流指令値Ｉ_ｑからｄ軸電圧指令値Ｖ_ｄ及びｑ軸電圧指令値Ｖ_ｑに変換し、さらに、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相の電圧指令値Ｖ_ｕ、Ｖ_ｖ、Ｖ_ｗに変換するようにしている。ここから、ｄ軸指令値及びｑ軸指令値としてｄ軸電圧指令値Ｖｄ及びｑ軸電圧指令値Ｖｑを適用しても良い。この場合、ｄ軸電圧指令値Ｖ_ｄに対応させたｄ軸補償信号、及びｑ軸電圧指令値Ｖ_ｑに対応させたｑ軸補償信号を生成して、生成したｄ軸補償信号及びｑ軸補償信号を、ｄ軸電圧指令値Ｖ_ｄ及びｑ軸電圧指令値Ｖ_ｑに重畳させるようにしても良い。

【0102】

また、実際の駆動制御装置としては、例えば、運転指令値に応じたｄ軸電流目標値及びｑ軸電流目標値を設定し、設定したｄ軸電流目標値及びｑ軸電流目標値を、電動機のｄ軸電流信号ｉ_ｄ及びｑ軸電流信号ｉ_ｑによりフィードバック制御する構成などがある。この駆動制御装置では、フィードバック制御を行うことで、ｄ軸電流及びｑ軸電流がｄ軸電流目標値及びｑ軸電流目標値となるｄ軸電圧（ｄ軸電圧指令値Ｖ_ｄ）及びｑ軸電圧（ｑ軸電圧指令値Ｖ_ｑ）を生成する。

【0103】

この場合、ｄ軸電流からリップル成分を除去するためのｄ軸補償信号、及びｑ軸電流を用いてパラメータに含まれるリップル成分を抑制するためのｄ軸補償信号は、ｄ軸電圧指令値Ｖ_ｄ及びｑ軸電圧指令値Ｖ_ｑに重畳させても良い。また、これに限らず、ｄ軸補償信号をフィードバック制御に用いるｑ軸電流信号ｉ_ｄに重畳し、ｑ軸補償信号をフィードバック制御に用いるｑ軸電流信号ｉ_ｑに重畳しても良い。これにより、ｄ軸補償信号が重畳されたｄ軸電圧指令値Ｖ_ｄ及びｑ軸補償信号が重畳されたｑ軸電圧指令値Ｖ_ｑが得られる。

【0104】

即ち、本発明において、ｄ軸補償信号及びｑ軸補償信号が重畳されるｄ軸指令値及びｑ軸指令値は、ｄ軸電流指令値Ｉ_ｄ及びｑ軸電流指令値Ｉ_ｑであっても良く、また、ｄ軸電圧指令値Ｖ_ｄ及びｑ軸電圧指令値Ｖ_ｑであっても良い。また、ｄ軸補償信号及びｑ軸補償信号が重畳されるｄ軸指令値及びｑ軸指令値は、ｄ軸電流目標値及びｑ軸電流目標値であっても良い。さらに、ｄ軸補償信号及びｑ軸補償信号が重畳されるｄ軸指令値及びｑ軸指令値は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄを得るための前記したフィードバック制御に用いるｄ軸電流信号ｉ_ｄ、ｑ軸電圧指令値Ｖｑを得るためのｑ軸電流信号ｉ_ｑであっても良い。

【符号の説明】

【0105】

１０、７４ トルクリップル抑制装置
１２、６０ 駆動制御装置
１４ モータ
１６、６４ コントローラ
１８ インバータ
２２、６８ ベクトル制御部
２４、７０ 変換部
２８ 電流センサ
３０ 回転角センサ
３２ 変換器
３４ ｄ軸調整部
３６ ｑ軸調整部
３８、４２ 信号演算部
４０、４４ モデル学習部
４６，４８ 加算器
５０、８２Ａ、８２Ｂ 微分器
６２ リニアモータ
７２ 位置検出器
７６（７６Ａ、７６Ｂ） トルクリップル抑制部
７８ 分配器
８０ 選択器

【図1】

【図2】

【図3】