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特開2024-64665同期電動機の磁極位置補正量算出装置及び方法並びに同期電動機の制御装置
(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】P2024064665
(43)【公開日】2024-05-14
(54)【発明の名称】同期電動機の磁極位置補正量算出装置及び方法並びに同期電動機の制御装置
(51)【国際特許分類】
H02P 6/16 20160101AFI20240507BHJP
H02P 21/18 20160101ALI20240507BHJP
【ＦＩ】
H02P6/16
H02P21/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022173423
(22)【出願日】2022-10-28
(71)【出願人】
【識別番号】000100861
【氏名又は名称】アイダエンジニアリング株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100083116
【弁理士】
【氏名又は名称】松浦 憲三
(72)【発明者】
【氏名】山口 芳弘
【テーマコード（参考）】
5H505
5H560
【Ｆターム（参考）】
5H505AA02
5H505AA16
5H505AA18
5H505AA19
5H505CC05
5H505DD03
5H505DD08
5H505DD11
5H505EE41
5H505EE49
5H505GG02
5H505GG04
5H505JJ17
5H505JJ23
5H505JJ24
5H505JJ25
5H505LL07
5H505LL22
5H505LL41
5H505MM19
5H505PP01
5H560AA08
5H560BB04
5H560BB12
5H560BB18
5H560DA07
5H560DB20
5H560DC12
5H560EB01
5H560HA09
5H560HB06
5H560JJ15
5H560RR03
5H560SS07
5H560TT11
5H560TT15
5H560XA02
5H560XA04
5H560XA12
5H560XA13
(57)【要約】 （修正有）
【課題】同期電動機を停止させた状態で精度の良い磁極位置補正量を求めることができる同期電動機の磁極位置補正量算出装置及び方法並びに同期電動機の制御装置を提供する。
【解決手段】同期電動機１０の磁極位置補正量算出装置２００は、プロセッサと、多相の同期電動機の電動機定数及び磁極位置補正量の演算式を記憶するメモリとを備え、プロセッサは、磁極位置補正量の算出時にブレーキにより同期電動機１０の回転軸を固定させ、同期電動機１０の回転軸が固定された状態で磁極位置補正量算出用の電流指令を出力する。そして、電流指令に応じた制御上の電圧指令又は制御上把握している電圧と、制御上把握している電流とを取得し、取得した電圧指令又は電圧と、電流と、メモリに記憶された電動機定数、演算式とに基づいて磁極位置補正量を算出する。
【選択図】図１
【解決手段】同期電動機１０の磁極位置補正量算出装置２００は、プロセッサと、多相の同期電動機の電動機定数及び磁極位置補正量の演算式を記憶するメモリとを備え、プロセッサは、磁極位置補正量の算出時にブレーキにより同期電動機１０の回転軸を固定させ、同期電動機１０の回転軸が固定された状態で磁極位置補正量算出用の電流指令を出力する。そして、電流指令に応じた制御上の電圧指令又は制御上把握している電圧と、制御上把握している電流とを取得し、取得した電圧指令又は電圧と、電流と、メモリに記憶された電動機定数、演算式とに基づいて磁極位置補正量を算出する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プロセッサと、多相の同期電動機の電動機定数及び磁極位置補正量の演算式を記憶するメモリとを備え、前記同期電動機の実際の磁極位置と前記同期電動機に備えられた磁極位置センサから出力される制御上の磁極位置とのずれを示す前記磁極位置補正量を算出する同期電動機の磁極位置補正量算出装置であって、
前記プロセッサは、
前記磁極位置補正量の算出時にブレーキにブレーキ制御信号を出力し、前記同期電動機の回転軸を固定する処理と、
前記同期電動機の回転軸が固定された状態で電流指令を出力する処理と、
前記電流指令に応じた制御上の電圧指令又は制御上把握している電圧と、制御上把握している電流とを取得する処理と、
前記取得した前記電圧指令又は前記電圧と、前記電流と、前記メモリに記憶された前記電動機定数と、前記演算式とに基づいて前記磁極位置補正量を算出する処理と、を行う、
同期電動機の磁極位置補正量算出装置。
前記プロセッサは、
前記磁極位置補正量の算出時にブレーキにブレーキ制御信号を出力し、前記同期電動機の回転軸を固定する処理と、
前記同期電動機の回転軸が固定された状態で電流指令を出力する処理と、
前記電流指令に応じた制御上の電圧指令又は制御上把握している電圧と、制御上把握している電流とを取得する処理と、
前記取得した前記電圧指令又は前記電圧と、前記電流と、前記メモリに記憶された前記電動機定数と、前記演算式とに基づいて前記磁極位置補正量を算出する処理と、を行う、
同期電動機の磁極位置補正量算出装置。
【請求項2】
前記プロセッサは、前記同期電動機の実際のｄ－ｑ座標上の電流の時間微分値がゼロとならない制御上のｄｃ－ｑｃ座標上の前記電流指令を出力する、
請求項１に記載の同期電動機の磁極位置補正量算出装置。
請求項１に記載の同期電動機の磁極位置補正量算出装置。
【請求項3】
前記プロセッサは、ステップ状の前記電流指令を出力する、
請求項２に記載の同期電動機の磁極位置補正量算出装置。
請求項２に記載の同期電動機の磁極位置補正量算出装置。
【請求項4】
前記プロセッサは、前記電流指令を出力してから、測定精度の高い時刻における制御上のｄｃ－ｑｃ座標上の前記電圧指令又は制御上のｄｃ－ｑｃ座標上の前記電圧と、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上の前記電流とを取得する、
請求項１に記載の同期電動機の磁極位置補正量算出装置。
請求項１に記載の同期電動機の磁極位置補正量算出装置。
【請求項5】
前記メモリは、
前記磁極位置補正量の演算式として、以下の［数１］式又は［数２］式を記憶し、
前記電動機定数として、前記［数１］式又は前記［数２］式に表わされた、前記同期電動機の相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬqを記憶し、
前記プロセッサは、前記電圧指令として、ｄｃ軸電圧指令ｖdc *、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *を取得し、又は前記電圧として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧ｖqcを取得し、前記電流として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電流ｉdc、ｑｃ軸電流ｉqcを取得し、
前記プロセッサは、前記相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬq、前記ｄｃ軸電圧指令ｖdc *又はｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *又はｑｃ軸電圧ｖqc、ｄｃ軸電流ｉdc、及びｑｃ軸電流ｉqcに基づいて前記［数１］式又は［数２］式を実行して（ただし、ｖdc *を使用する場合はｖdc *の値を［数１］式又は［数２］式のｖdcに代入し、ｖqc *を使用する場合はｖqc *の値を［数１］式又は［数２］式のｖqcに代入する）、前記磁極位置補正量Δθre’を算出する、
請求項１に記載の同期電動機の磁極位置補正量算出装置。
前記磁極位置補正量の演算式として、以下の［数１］式又は［数２］式を記憶し、
【数1】
【数2】
前記プロセッサは、前記電圧指令として、ｄｃ軸電圧指令ｖdc *、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *を取得し、又は前記電圧として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧ｖqcを取得し、前記電流として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電流ｉdc、ｑｃ軸電流ｉqcを取得し、
前記プロセッサは、前記相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬq、前記ｄｃ軸電圧指令ｖdc *又はｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *又はｑｃ軸電圧ｖqc、ｄｃ軸電流ｉdc、及びｑｃ軸電流ｉqcに基づいて前記［数１］式又は［数２］式を実行して（ただし、ｖdc *を使用する場合はｖdc *の値を［数１］式又は［数２］式のｖdcに代入し、ｖqc *を使用する場合はｖqc *の値を［数１］式又は［数２］式のｖqcに代入する）、前記磁極位置補正量Δθre’を算出する、
請求項１に記載の同期電動機の磁極位置補正量算出装置。
【請求項6】
前記メモリは、
前記磁極位置補正量の演算式として、以下の［数３］式又は［数４］式を記憶し、
（ただし、ｔ’：積分開始時刻、ｔ：積分終了時刻）
前記電動機定数として、前記［数３］式又は前記［数４］式に表わされた、前記同期電動機の相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬqを記憶し、
前記プロセッサは、前記電圧指令として、ｄｃ軸電圧指令ｖdc *、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *を取得し、又は前記電圧として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧ｖqcを取得し、前記電流として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電流ｉdc、ｑｃ軸電流ｉqcを取得し、
前記プロセッサは、前記相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬq、前記ｄｃ軸電圧指令ｖdc *又はｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *又はｑｃ軸電圧ｖqc、ｄｃ軸電流ｉdc、及びｑｃ軸電流ｉqcに基づいて前記［数３］式又は［数４］式を実行して（ただし、ｖdc *を使用する場合はｖdc *の値を［数３］式又は［数４］式のｖdcに代入し、ｖqc *を使用する場合はｖqc *の値を［数３］式又は［数４］式のｖqcに代入する）、前記磁極位置補正量Δθre’を算出する、
請求項１に記載の同期電動機の磁極位置補正量算出装置。
前記磁極位置補正量の演算式として、以下の［数３］式又は［数４］式を記憶し、
【数3】
【数4】
前記電動機定数として、前記［数３］式又は前記［数４］式に表わされた、前記同期電動機の相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬqを記憶し、
前記プロセッサは、前記電圧指令として、ｄｃ軸電圧指令ｖdc *、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *を取得し、又は前記電圧として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧ｖqcを取得し、前記電流として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電流ｉdc、ｑｃ軸電流ｉqcを取得し、
前記プロセッサは、前記相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬq、前記ｄｃ軸電圧指令ｖdc *又はｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *又はｑｃ軸電圧ｖqc、ｄｃ軸電流ｉdc、及びｑｃ軸電流ｉqcに基づいて前記［数３］式又は［数４］式を実行して（ただし、ｖdc *を使用する場合はｖdc *の値を［数３］式又は［数４］式のｖdcに代入し、ｖqc *を使用する場合はｖqc *の値を［数３］式又は［数４］式のｖqcに代入する）、前記磁極位置補正量Δθre’を算出する、
請求項１に記載の同期電動機の磁極位置補正量算出装置。
【請求項7】
請求項１から６のいずれか１項に記載の同期電動機の磁極位置補正量算出装置と、
前記同期電動機を通常運転させる通常運転モードと磁極位置補正量算出モードとを有し、前記通常運転モード又は前記磁極位置補正量算出モードを選択するモード選択部と、
前記磁極位置センサから出力される磁極位置情報を前記磁極位置補正量により補正する磁極位置調整部と、
前記同期電動機に流れる電流を検出する電流センサと、
電流指令と前記電流センサにより検出される電流と、前記磁極位置調整部により調整された前記磁極位置情報とに基づいて前記同期電動機を電流制御する電流制御部と、を備え、
前記プロセッサは、前記通常運転モードが選択されると、前記電流制御部における前記電流指令を通常運転モード用の電流指令に切り替え、前記磁極位置補正量算出モードが選択されると、前記電流制御部における前記電流指令を前記通常運転モード用の電流指令に切り替え、かつ前記磁極位置補正量を算出するための前記処理を行う、
同期電動機の制御装置。
前記同期電動機を通常運転させる通常運転モードと磁極位置補正量算出モードとを有し、前記通常運転モード又は前記磁極位置補正量算出モードを選択するモード選択部と、
前記磁極位置センサから出力される磁極位置情報を前記磁極位置補正量により補正する磁極位置調整部と、
前記同期電動機に流れる電流を検出する電流センサと、
電流指令と前記電流センサにより検出される電流と、前記磁極位置調整部により調整された前記磁極位置情報とに基づいて前記同期電動機を電流制御する電流制御部と、を備え、
前記プロセッサは、前記通常運転モードが選択されると、前記電流制御部における前記電流指令を通常運転モード用の電流指令に切り替え、前記磁極位置補正量算出モードが選択されると、前記電流制御部における前記電流指令を前記通常運転モード用の電流指令に切り替え、かつ前記磁極位置補正量を算出するための前記処理を行う、
同期電動機の制御装置。
【請求項8】
プロセッサと、多相の同期電動機の電動機定数及び磁極位置補正量の演算式を記憶するメモリとを備えた装置が実行する同期電動機の磁極位置補正量算出方法であり、前記同期電動機の実際の磁極位置と前記同期電動機に備えられた磁極位置センサから出力される制御上の磁極位置とのずれを示す前記磁極位置補正量を算出する同期電動機の磁極位置補正量算出方法であって、
前記プロセッサが、前記磁極位置補正量の算出時にブレーキにブレーキ制御信号を出力し、前記同期電動機の回転軸を固定するステップと、
前記プロセッサが、前記同期電動機の回転軸が固定された状態で電流指令を出力するステップと、
前記プロセッサが、前記電流指令に応じた制御上の電圧指令又は制御上把握している電圧と、制御上把握している電流とを取得するステップと、
前記プロセッサが、前記取得した前記電圧指令又は前記電圧と、前記電流と、前記メモリに記憶された前記電動機定数と、前記演算式とに基づいて前記磁極位置補正量を算出するステップと、を行う、
同期電動機の磁極位置補正量算出方法。
前記プロセッサが、前記磁極位置補正量の算出時にブレーキにブレーキ制御信号を出力し、前記同期電動機の回転軸を固定するステップと、
前記プロセッサが、前記同期電動機の回転軸が固定された状態で電流指令を出力するステップと、
前記プロセッサが、前記電流指令に応じた制御上の電圧指令又は制御上把握している電圧と、制御上把握している電流とを取得するステップと、
前記プロセッサが、前記取得した前記電圧指令又は前記電圧と、前記電流と、前記メモリに記憶された前記電動機定数と、前記演算式とに基づいて前記磁極位置補正量を算出するステップと、を行う、
同期電動機の磁極位置補正量算出方法。
【請求項9】
前記電流指令は、前記同期電動機の実際のｄ－ｑ座標上の電流の時間微分値がゼロとならない制御上のｄｃ－ｑｃ座標上の電流指令である、
請求項８に記載の同期電動機の磁極位置補正量算出方法。
請求項８に記載の同期電動機の磁極位置補正量算出方法。
【請求項10】
前記電流指令は、ステップ状の電流指令である、
請求項９に記載の同期電動機の磁極位置補正量算出方法。
請求項９に記載の同期電動機の磁極位置補正量算出方法。
【請求項11】
前記制御上の電圧指令又は制御上把握している電圧と、前記制御上把握している電流は、前記電流指令を出力してから、測定精度の高い時刻における制御上のｄｃ－ｑｃ座標上の電圧指令又は制御上のｄｃ－ｑｃ座標上の電圧と、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上の電流である、
請求項８に記載の同期電動機の磁極位置補正量算出方法。
請求項８に記載の同期電動機の磁極位置補正量算出方法。
【請求項12】
前記メモリは、
前記磁極位置補正量の演算式として、以下の［数５］式又は［数６］式を記憶し、
前記電動機定数として、前記［数５］式又は前記［数６］式に表わされた、前記同期電動機の相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬqを記憶し、
前記プロセッサが、前記電圧指令として、ｄｃ軸電圧指令ｖdc *、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *を取得し、又は前記電圧として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧ｖqcを取得し、前記電流として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電流ｉdc、ｑｃ軸電流ｉqcを取得し、
前記プロセッサが、前記相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬq、前記ｄｃ軸電圧指令ｖdc *又はｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *又はｑｃ軸電圧ｖqc、ｄｃ軸電流ｉdc、及びｑｃ軸電流ｉqcに基づいて前記［数５］式又は［数６］式を実行して（ただし、ｖdc *を使用する場合はｖdc *の値を［数５］式又は［数６］式のｖdcに代入し、ｖqc *を使用する場合はｖqc *の値を［数５］式又は［数６］式のｖqcに代入する）、前記磁極位置補正量Δθre’を算出する、
請求項８から１１のいずれか１項に記載の同期電動機の磁極位置補正量算出方法。
前記磁極位置補正量の演算式として、以下の［数５］式又は［数６］式を記憶し、
【数5】
【数6】
前記プロセッサが、前記電圧指令として、ｄｃ軸電圧指令ｖdc *、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *を取得し、又は前記電圧として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧ｖqcを取得し、前記電流として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電流ｉdc、ｑｃ軸電流ｉqcを取得し、
前記プロセッサが、前記相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬq、前記ｄｃ軸電圧指令ｖdc *又はｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *又はｑｃ軸電圧ｖqc、ｄｃ軸電流ｉdc、及びｑｃ軸電流ｉqcに基づいて前記［数５］式又は［数６］式を実行して（ただし、ｖdc *を使用する場合はｖdc *の値を［数５］式又は［数６］式のｖdcに代入し、ｖqc *を使用する場合はｖqc *の値を［数５］式又は［数６］式のｖqcに代入する）、前記磁極位置補正量Δθre’を算出する、
請求項８から１１のいずれか１項に記載の同期電動機の磁極位置補正量算出方法。
【請求項13】
前記メモリは、
前記磁極位置補正量の演算式として、以下の［数７］式又は［数８］式を記憶し、
（ただし、ｔ’：積分開始時刻、ｔ：積分終了時刻）
前記電動機定数として、前記［数７］式又は前記［数８］式に表わされた、前記同期電動機の相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬqを記憶し、
前記プロセッサが、前記電圧指令として、ｄｃ軸電圧指令ｖdc *、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *を取得し、又は前記電圧として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧ｖqcを取得し、前記電流として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電流ｉdc、ｑｃ軸電流ｉqcを取得し、
前記プロセッサが、前記相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬq、前記ｄｃ軸電圧指令ｖdc *又はｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *又はｑｃ軸電圧ｖqc、ｄｃ軸電流ｉdc、及びｑｃ軸電流ｉqcに基づいて前記［数７］式又は［数８］式を実行して（ただし、ｖdc *を使用する場合はｖdc *の値を［数７］式又は［数８］式のｖdcに代入し、ｖqc *を使用する場合はｖqc *の値を［数７］式又は［数８］式のｖqcに代入する）、前記磁極位置補正量Δθre’を算出する、
請求項８から１１のいずれか１項に記載の同期電動機の磁極位置補正量算出方法。
前記磁極位置補正量の演算式として、以下の［数７］式又は［数８］式を記憶し、
【数7】
【数8】
前記電動機定数として、前記［数７］式又は前記［数８］式に表わされた、前記同期電動機の相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬqを記憶し、
前記プロセッサが、前記電圧指令として、ｄｃ軸電圧指令ｖdc *、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *を取得し、又は前記電圧として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧ｖqcを取得し、前記電流として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電流ｉdc、ｑｃ軸電流ｉqcを取得し、
前記プロセッサが、前記相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬq、前記ｄｃ軸電圧指令ｖdc *又はｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *又はｑｃ軸電圧ｖqc、ｄｃ軸電流ｉdc、及びｑｃ軸電流ｉqcに基づいて前記［数７］式又は［数８］式を実行して（ただし、ｖdc *を使用する場合はｖdc *の値を［数７］式又は［数８］式のｖdcに代入し、ｖqc *を使用する場合はｖqc *の値を［数７］式又は［数８］式のｖqcに代入する）、前記磁極位置補正量Δθre’を算出する、
請求項８から１１のいずれか１項に記載の同期電動機の磁極位置補正量算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は同期電動機の磁極位置補正量算出装置及び方法並びに同期電動機の制御装置
に係り、特に同期電動機の磁極位置センサで検出された磁極位置を補正する補正量を求める技術に関する。
に係り、特に同期電動機の磁極位置センサで検出された磁極位置を補正する補正量を求める技術に関する。
【背景技術】
【0002】
同期電動機の瞬時トルクを制御する方法としてベクトル制御が知られている。この制御では、回転子の磁極位置をロータリーエンコーダなどの磁極位置センサで把握し、磁極位置に対して適切に電流を通電させることで瞬時トルクの制御を行っている。
【0003】
磁極位置センサを制御システムに適用する際、磁極位置センサで把握する磁極位置（制御上の磁極位置）と電動機の磁極位置（実際の磁極位置）を合わせる磁極位置合わせが行われる。
【0004】
ここで、多極の同期電動機では、極対数をｐとすると、電気角検出のための磁極位置センサの分解能は１／ｐ倍になるため、磁極位置合わせの際に制御上の磁極位置と、実際の磁極位置との間の誤差が生じやすい。そのため、磁極位置合わせ後に、磁極位置をさらに精密に微調整するための磁極位置微調整が行われる。
【0005】
磁極位置微調整の方法の例として、特許文献１には、同一トルク指令で運転される複数台の同期電動機において、各電動機の入力電力を測定して、入力電力がバランスするように磁極位置を微調整する方法が開示されている。この方法は、複数台の同期電動機を使用するシステムにおいて、個々の電動機だけを調整する数々の公知の方法を適用する場合と比べて、容易かつ迅速に複数台の同期電動機の磁極位置を調整可能となるという優れた技術思想であるが、調整のためとはいえ、制御上の磁極位置と実際の磁極位置との間の誤差がある状態で複数台の同期電動機を回転させるので、調整中にシステムに不具合（特許文献１、段落［００９１］参照）が生じる虞がある。また、原理上仕方ないことではあるが、複数台の同期電動機を回転させるので、調整のための設備規模が大きくなる。
【0006】
特許文献２には、電動機をブレーキ拘束状態とし、現在位置と異なる位置指令を与え、一定のトルクを出力した状態とし、そのときのトルク指令を検出し、磁極位置補正値を変化させて、トルク指令がある閾値より小さくなる補正値を、繰り返し試行で探索する方法が開示されている。特許文献２の方法は、簡単な構成で、また電動機単体で磁極位置補正量を求められるが、繰り返し試行であるため調整に時間がかかり、また、ある閾値以下となったら調整を終了するので、原理的に精度の良い磁極位置補正量を求めることができない。また、意図的にトルクを発生させる方法のため、ブレーキを電動機トルクに対し十分対抗できる大きなものを用意する必要がある。また、繰り返し試行をするので、ブレーキに繰り返し力がかかり、ブレーキの寿命を縮める虞がある。また、特許文献２の構成では一定トルクを出力するために、速度指令と速度検出値の偏差を比例増幅器に入力しているが、比例増幅器と並列に構成されている積分増幅器に入力しても影響が出ないように、積分増幅器を無効化する必要があると考える。つまり、調整のためだけに速度制御系の構成を変更する必要があり、制御システムが複雑化する。
【0007】
特許文献３には、電動機をブレーキ拘束状態とし、電動機に高周波電流が重畳した３相交流電流を通電して、検出した高周波電流、高周波電圧、角周波数から、各電流ベクトルの向きにおけるインダクタンスを算出して、ｄ軸（永久磁石中心軸）方向のインダクタンスが最小となる位置を繰り返し試行で探索する方法が開示されている。この方法は非突極型の同期電動機に適用でき、定常交流理論に基づいた簡易な演算方法でインダクタンスを算出して磁極位置補正値を求めているが、高周波電圧重畳部、高周波電流検出部という特殊な制御部、検出部を必要とするのでシステムが複雑化する。また、繰り返し試行で磁極位置補正量を求めるので、特許文献２と同様に調整に時間がかかる。また、特許文献３の段落［００５６］にある通り、適切なバイアス電流を見出す必要があり、これを見出すのも時間と手間がかかる。
【0008】
特許文献４には、油圧ブレーキ動作した時の惰性回転時に、電動機を無負荷開放させた時、またはｉd指令＝０Ａ、ｉq指令＝０Ａにして制御的な無負荷にした時の、誘起電圧またはｄ軸電圧指令値、ｑ軸電圧指令値を測定して、磁極位置補正量を算出する方法が開示されている。この方法は特許文献２、３の繰り返し試行の方法と比べて精度の良い磁極位置補正量を求められるが、無負荷誘起電圧を測定するため回転させる必要があり、停止状態では適用できない。
【0009】
非特許文献１には、同期電動機に磁極位置センサが設けられていない同期電動機のセンサレス制御法が開示されている。非特許文献１の１０９１ページに記載があるように、停止時や低速回転時に高周波を注入して位置推定する方法が知られているが、高周波電圧を重畳する手段が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】特開２０１０－２６８６１２号公報
【特許文献2】特開２０１６－１２９４９１号公報
【特許文献3】特開２０１５－１５８３０号公報
【特許文献4】特開２０１４－３０３５６号公報
【非特許文献】
【0011】
【非特許文献1】「拡張誘起電圧モデルに基づく突極型永久磁石同期モータのセンサレス制御」、電気学会論文誌Ｄ部門、１２２巻１２号、平成１４年（２００２年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
本開示の技術に係る一つの実施形態は、同期電動機の磁極位置センサで検出された磁極位置を補正する装置において、磁極位置センサの検出結果を調整のための設備を大型化することなく、繰り返し試行により複数回の試験をすることなく、制御システムを複雑化することなく、また、同期電動機を停止させた状態で精度の良い磁極位置補正量を求めることができる同期電動機の磁極位置補正量算出装置及び方法並びに同期電動機の制御装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0013】
第１態様に係る発明は、プロセッサと、多相の同期電動機の電動機定数及び磁極位置補正量の演算式を記憶するメモリとを備え、前記同期電動機の実際の磁極位置と前記同期電動機に備えられた磁極位置センサから出力される制御上の磁極位置とのずれを示す前記磁極位置補正量を算出する同期電動機の磁極位置補正量算出装置であって、前記プロセッサは、前記磁極位置補正量の算出時にブレーキにブレーキ制御信号を出力し、前記同期電動機の回転軸を固定する処理と、前記同期電動機の回転軸が固定された状態で電流指令を出力する処理と、前記電流指令に応じた制御上の電圧指令又は制御上把握している電圧と、制御上把握している電流とを取得する処理と、前記取得した前記電圧指令又は前記電圧と、前記電流と、前記メモリに記憶された前記電動機定数と、前記演算式とに基づいて前記磁極位置補正量を算出する処理と、を行う、同期電動機の磁極位置補正量算出装置である。
【0014】
本発明の第１態様によれば、磁極位置補正量の算出時にブレーキにより同期電動機の回転軸を固定するとともに、同期電動機の回転軸が固定された状態で磁極位置補正量算出用の電流指令を出力する。そして、前記電流指令に応じた制御上の電圧指令又は制御上把握している電圧と、制御上把握している電流とを取得し、取得した電圧指令又は電圧と、電流と、前記メモリに記憶された電動機定数、演算式とに基づいて磁極位置補正量を算出する。即ち、前記演算式の計算に必要な電動機定数及び演算式内の変数を取得し、演算式を実行して磁極位置補正量を算出するため、制御システムが複雑化することなく、同期電動機を停止させた状態で精度の良い磁極位置補正量を短時間で求めることができる。
【0015】
本発明の第２態様に係る同期電動機の磁極位置補正量算出装置は、第１態様において、前記プロセッサは、前記同期電動機の実際のｄ－ｑ座標上の電流の時間微分値がゼロとならない制御上のｄｃ－ｑｃ座標上の前記電流指令を出力することが好ましい。
【0016】
本発明の第３態様に係る同期電動機の磁極位置補正量算出装置は、第２態様において、前記プロセッサは、ステップ状の前記電流指令を出力することが好ましい。
【0017】
本発明の第４態様に係る同期電動機の磁極位置補正量算出装置は、第１態様において、前記プロセッサは、前記電流指令を出力してから、測定精度の高い時刻における制御上のｄｃ－ｑｃ座標上の前記電圧指令又は制御上のｄｃ－ｑｃ座標上の前記電圧と、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上の前記電流とを取得することが好ましい。
【0018】
本発明の第５態様に係る同期電動機の磁極位置補正量算出装置は、第１態様において、前記メモリは、前記磁極位置補正量の演算式として、以下の［数１］式又は［数２］式を記憶し、
【0019】
【数1】
【0020】
【数2】
【0021】
前記電動機定数として、前記［数１］式又は前記［数２］式に表わされた、前記同期電動機の相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬqを記憶し、
前記プロセッサは、前記電圧指令として、ｄｃ軸電圧指令ｖdc *、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *を取得し、又は前記電圧として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧ｖqcを取得し、前記電流として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電流ｉdc、ｑｃ軸電流ｉqcを取得し、
前記プロセッサは、前記相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬq、前記ｄｃ軸電圧指令ｖdc *又はｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *、又はｑｃ軸電圧ｖqc、ｄｃ軸電流ｉdc、及びｑｃ軸電流ｉqcに基づいて、前記［数１］式又は［数２］式の演算を実行して（ただし、ｖdc *を使用する場合はｖdc *の値を［数１］式又は［数２］式のｖdcに代入し、ｖqc *を使用する場合はｖqc *の値を［数１］式又は［数２］式のｖqcに代入する）、前記磁極位置補正量Δθre’を算出する。
前記プロセッサは、前記電圧指令として、ｄｃ軸電圧指令ｖdc *、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *を取得し、又は前記電圧として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧ｖqcを取得し、前記電流として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電流ｉdc、ｑｃ軸電流ｉqcを取得し、
前記プロセッサは、前記相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬq、前記ｄｃ軸電圧指令ｖdc *又はｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *、又はｑｃ軸電圧ｖqc、ｄｃ軸電流ｉdc、及びｑｃ軸電流ｉqcに基づいて、前記［数１］式又は［数２］式の演算を実行して（ただし、ｖdc *を使用する場合はｖdc *の値を［数１］式又は［数２］式のｖdcに代入し、ｖqc *を使用する場合はｖqc *の値を［数１］式又は［数２］式のｖqcに代入する）、前記磁極位置補正量Δθre’を算出する。
【0022】
前記［数１］式及び［数２］式のうちのいずれの演算式を使用するかは、適宜選択できるようにしてもよい。
【0023】
本発明の第６態様に係る同期電動機の磁極位置補正量算出装置は、第１態様において、前記メモリは、前記磁極位置補正量の演算式として、以下の［数３］式又は［数４］式を記憶し、
【0024】
【数3】
【0025】
【数4】
【0026】
前記電動機定数として、前記［数３］式又は前記［数４］式に表わされた、前記同期電動機の相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬqを記憶し、
前記プロセッサは、前記電圧指令として、ｄｃ軸電圧指令ｖdc *、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *を取得し、又は前記電圧として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧ｖqcを取得し、前記電流として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電流ｉdc、ｑｃ軸電流ｉqcを取得し、
前記プロセッサは、前記相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬq、前記ｄｃ軸電圧指令ｖdc *又はｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *又はｑｃ軸電圧ｖqc、ｄｃ軸電流ｉdc、及びｑｃ軸電流ｉqcに基づいて前記［数３］式又は［数４］式の演算を実行して（ただし、ｖdc *を使用する場合はｖdc *の値を［数３］式又は［数４］式のｖdcに代入し、ｖqc *を使用する場合はｖqc *の値を［数３］式又は［数４］式のｖqcに代入する）、前記磁極位置補正量Δθre’を算出する。
前記プロセッサは、前記電圧指令として、ｄｃ軸電圧指令ｖdc *、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *を取得し、又は前記電圧として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧ｖqcを取得し、前記電流として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電流ｉdc、ｑｃ軸電流ｉqcを取得し、
前記プロセッサは、前記相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬq、前記ｄｃ軸電圧指令ｖdc *又はｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *又はｑｃ軸電圧ｖqc、ｄｃ軸電流ｉdc、及びｑｃ軸電流ｉqcに基づいて前記［数３］式又は［数４］式の演算を実行して（ただし、ｖdc *を使用する場合はｖdc *の値を［数３］式又は［数４］式のｖdcに代入し、ｖqc *を使用する場合はｖqc *の値を［数３］式又は［数４］式のｖqcに代入する）、前記磁極位置補正量Δθre’を算出する。
【0027】
前記［数３］式及び［数４］式のうちのいずれの演算式を使用するかは、適宜選択できるようにしてもよい。
【0028】
また、前記［数３］式、［数４］式は微分演算を含む結果、測定データにノイズが含まれている場合、微分計算の結果が発散する虞があるが、前記［数３］式、［数４］式では微分演算の代わりに積分演算を含むようにし、微分演算を回避している。
【0029】
第７態様に係る発明は、第１態様から第６態様のいずれかの同期電動機の磁極位置補正量算出装置と、前記同期電動機を通常運転させる通常運転モードと磁極位置補正量算出モードとを有し、前記通常運転モード又は前記磁極位置補正量算出モードを選択するモード選択部と、前記磁極位置センサから出力される磁極位置情報を前記磁極位置補正量により補正する磁極位置調整部と、前記同期電動機に流れる電流を検出する電流センサと、電流指令と前記電流センサにより検出される電流と、前記磁極位置調整部により調整された前記磁極位置情報とに基づいて前記同期電動機を電流制御する電流制御部と、を備え、前記プロセッサは、前記通常運転モードが選択されると、前記電流制御部における前記電流指令を通常運転モード用の電流指令に切り替え、前記磁極位置補正量算出モードが選択されると、前記電流制御部における前記電流指令を前記通常運転モード用の電流指令に切り替え、かつ前記磁極位置補正量を算出するための前記処理を行う、同期電動機の制御装置である。
【0030】
第８態様に係る発明は、プロセッサと、多相の同期電動機の電動機定数及び磁極位置補正量の演算式を記憶するメモリとを備えた装置が実行する同期電動機の磁極位置補正量算出方法であり、前記同期電動機の実際の磁極位置と前記同期電動機に備えられた磁極位置センサから出力される制御上の磁極位置とのずれを示す前記磁極位置補正量を算出する同期電動機の磁極位置補正量算出方法であって、前記プロセッサが、前記磁極位置補正量の算出時にブレーキにブレーキ制御信号を出力し、前記同期電動機の回転軸を固定するステップと、前記プロセッサが、前記同期電動機の回転軸が固定された状態で電流指令を出力するステップと、前記プロセッサが、前記電流指令に応じた制御上の電圧指令又は制御上把握している電圧と、制御上把握している電流とを取得するステップと、前記プロセッサが、前記取得した前記電圧指令又は前記電圧と、前記電流と、前記メモリに記憶された前記電動機定数と、前記演算式とに基づいて前記磁極位置補正量を算出するステップと、を行う、同期電動機の磁極位置補正量算出方法である。
【0031】
本発明の第９態様に係る同期電動機の磁極位置補正量算出方法は、第８態様において、前記電流指令は、前記同期電動機の実際のｄ－ｑ座標上の電流の時間微分値がゼロとならない制御上のｄｃ－ｑｃ座標上の電流指令であることが好ましい。
【0032】
本発明の第１０態様に係る同期電動機の磁極位置補正量算出方法は、第９態様において、前記電流指令は、ステップ状の電流指令であることが好ましい。
【0033】
本発明の第１１態様に係る同期電動機の磁極位置補正量算出方法は、第８態様において、前記制御上の電圧指令又は制御上把握している電圧と、前記制御上把握している電流は、前記電流指令を出力してから、測定精度の高い時刻における制御上のｄｃ－ｑｃ座標上の電圧指令又は制御上のｄｃ－ｑｃ座標上の電圧と、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上の電流であることが好ましい。
【0034】
本発明の第１２態様に係る同期電動機の磁極位置補正量算出方法は、第８態様から第１１態様のいずれかにおいて、前記メモリは、前記磁極位置補正量の演算式として、以下の［数５］式又は［数６］式を記憶し、
【0035】
【数5】
【0036】
【数6】
【0037】
前記電動機定数として、前記［数５］式又は前記［数６］式に表わされた、前記同期電動機の相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬqを記憶し、
前記プロセッサが、前記電圧指令として、ｄｃ軸電圧指令ｖdc *、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *を取得し、又は前記電圧として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧ｖqcを取得し、前記電流として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電流ｉdc、ｑｃ軸電流ｉqcを取得し、
前記プロセッサが、前記相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬq、前記ｄｃ軸電圧指令ｖdc *又はｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *又はｑｃ軸電圧ｖqc、ｄｃ軸電流ｉdc、及びｑｃ軸電流ｉqcに基づいて前記［数５］式又は［数６］式の演算を実行して（ただし、ｖdc *を使用する場合はｖdc *の値を［数５］式又は［数６］式のｖdcに代入し、ｖqc *を使用する場合はｖqc *の値を［数５］式又は［数６］式のｖqcに代入する）、前記磁極位置補正量Δθre’を算出する。
前記プロセッサが、前記電圧指令として、ｄｃ軸電圧指令ｖdc *、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *を取得し、又は前記電圧として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧ｖqcを取得し、前記電流として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電流ｉdc、ｑｃ軸電流ｉqcを取得し、
前記プロセッサが、前記相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬq、前記ｄｃ軸電圧指令ｖdc *又はｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *又はｑｃ軸電圧ｖqc、ｄｃ軸電流ｉdc、及びｑｃ軸電流ｉqcに基づいて前記［数５］式又は［数６］式の演算を実行して（ただし、ｖdc *を使用する場合はｖdc *の値を［数５］式又は［数６］式のｖdcに代入し、ｖqc *を使用する場合はｖqc *の値を［数５］式又は［数６］式のｖqcに代入する）、前記磁極位置補正量Δθre’を算出する。
【0038】
本発明の第１３態様に係る同期電動機の磁極位置補正量算出方法は、第８態様から第１１態様のいずれかにおいて、前記メモリは、前記磁極位置補正量の演算式として、以下の［数７］式又は［数８］式を記憶し、
【0039】
【数7】
【0040】
【数8】
【0041】
前記電動機定数として、前記［数７］式又は前記［数８］式に表わされた、前記同期電動機の相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬqを記憶し、
前記プロセッサが、前記電圧指令として、ｄｃ軸電圧指令ｖdc *、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *を取得し、又は前記電圧として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧ｖqcを取得し、前記電流として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電流ｉdc、ｑｃ軸電流ｉqcを取得し、
前記プロセッサが、前記相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬq、前記ｄｃ軸電圧指令ｖdc *又はｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *又はｑｃ軸電圧ｖqc、ｄｃ軸電流ｉdc、及びｑｃ軸電流ｉqcに基づいて前記［数７］式又は［数８］式の演算を実行して（ただし、ｖdc *を使用する場合はｖdc *の値を［数７］式又は［数８］式のｖdcに代入し、ｖqc *を使用する場合はｖqc *の値を［数７］式又は［数８］式のｖqcに代入する）、前記磁極位置補正量Δθre’を算出する。
前記プロセッサが、前記電圧指令として、ｄｃ軸電圧指令ｖdc *、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *を取得し、又は前記電圧として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧ｖqcを取得し、前記電流として、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上のｄｃ軸電流ｉdc、ｑｃ軸電流ｉqcを取得し、
前記プロセッサが、前記相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬd又はｑ軸インダクタンスＬq、前記ｄｃ軸電圧指令ｖdc *又はｄｃ軸電圧ｖdc、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *又はｑｃ軸電圧ｖqc、ｄｃ軸電流ｉdc、及びｑｃ軸電流ｉqcに基づいて前記［数７］式又は［数８］式の演算を実行して（ただし、ｖdc *を使用する場合はｖdc *の値を［数７］式又は［数８］式のｖdcに代入し、ｖqc *を使用する場合はｖqc *の値を［数７］式又は［数８］式のｖqcに代入する）、前記磁極位置補正量Δθre’を算出する。
【発明の効果】
【0042】
本発明の一態様によれば、同期電動機の磁極位置センサで検出された磁極位置を補正する装置において、調整のための設備を大型化することなく、繰り返し試行により複数回の試験をすることなく、制御システムを複雑化することなく、また、電動機停止状態で精度の良い磁極位置補正量を求めることができる。
【0043】
本発明の他の態様によれば、電流指令は、実際のｄ－ｑ座標上の電流の時間微分値がゼロとならないような制御上のｄｃ－ｑｃ座標上の電流指令であればよく、例えば特許文献３のような特殊な高周波電圧発生手段を設けないで済む構成とすることができ、システムの複雑化を回避することができる。
【0044】
本発明の更に他の態様によれば、測定精度の高い時刻における制御上のｄｃ－ｑｃ座標上の電圧指令又は制御上のｄｃ－ｑｃ座標上の電圧と、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上の電流とを取得することで、より精度の良い磁極位置補正量を演算することができる。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【発明を実施するための形態】
【0046】
以下添付図面に従って本発明に係る同期電動機の磁極位置補正量算出装置及び方法の好ましい実施形態について詳説する。
【0047】
図１は本発明に係る同期電動機の制御装置と、それが接続されている同期電動機及び同期電動機が駆動する機械装置の全体構成図である。
【0048】
［同期電動機の制御装置］
図１において、同期電動機の制御装置１には、本発明に係る同期電動機の磁極位置補正量算出装置２００、及び磁極位置調整部１７０が含まれる。
図１において、同期電動機の制御装置１には、本発明に係る同期電動機の磁極位置補正量算出装置２００、及び磁極位置調整部１７０が含まれる。
【0049】
図１に示す同期電動機１０は、回転駆動型であるが、水平駆動型（リニア電動機）でもよい。本明細書では回転駆動型で説明する。
【0050】
同期電動機１０は回転子（図示せず）の機械装置２０に連結する側（負荷側）にドライブ軸が設けられており、ドライブ軸を介して機械装置２０に連結されている。また、同期電動機１０には回転子を固定するためのブレーキ１４が取り付けられている。ブレーキ１４は、図１では同期電動機１０の反負荷側に取り付けられているが、負荷側でもよい。また、同期電動機１０に取り付けるのではなく、ドライブ軸と機械的に連結された機械装置２０側に取り付ける構成でもよい。
【0051】
機械装置２０は、図１ではプレス機械を例として挙げているが、これに限定されず、例えば電気鉄道車両、自動車、クレーンなどの建設機械等の産業機械でもよい。また、機械装置２０がなく、同期電動機１０単体でもよい。その場合は、同期電動機１０にブレーキ１４を取り付ける。
【0052】
ブレーキ１４はブレーキ制御部１８０により開閉制御される。開動作で同期電動機１０は回転子が回転可能となり、閉動作で回転子が拘束状態（固定状態）となる。ブレーキ制御部１８０は上位制御装置１００からのブレーキ制御指令Ｂｃ*を受けてブレーキ１４を制御する。後述するように、ブレーキトルクは同期電動機１０の最大トルクまでは必要なく、例えば最大トルクの半分程度でもよい。このため、プレス機械で使用されるような、主軸電動機ヘの電力遮断後の制動用ブレーキトルク、又は主軸電動機による静止動作後のスライドを保持できる程度のブレーキトルクでよく、同期電動機１０を駆勤する装置に備えられた既存のブレーキをそのまま使用できる。
【0053】
磁極位置センサ１２は、同期電動機１０の磁極位置を検出するためのもので、同期電動機１０に取り付けられている。図１では同期電動機１０の回転軸に取り付けられているが、これに限定されず、回転軸と機械的に連結された機械装置２０側に取り付けてもよい。磁極位置センサ１２にはロータリーエンコーダなどが適用される。検出された磁極位置は、後述の磁極位置調整部１７０により調整され、調整された磁極位置は、周知のべクトル制御の座標変換の演算や速度制御の演算に利用される。
【0054】
同期電動機１０は多相の同期電動機である。図１では一般的な３相の同期電動機１０で説明する。
【0055】
電流制御部１４０から出力される３相交流電圧指令（ｖuc
*、ｖvc
*、ｖwc
*）は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）変換部１５０に出力され、ここでＰＷＭ変換されてサーボアンプ１６４に加えられる。サーボアンプ１６４の他の入力には、３相交流電源１６０からの３相交流電力がコンバータ１６２により直流電力に変換され、コンバータ１６２から直流電力が加えられる。サーボアンプ１６４は、直流電力を３相の交流電力に変換する装置であり、周知のインバータである。サーボアンプ１６４は、ＰＷＭ変換された３相交流電圧指令に応じて直流電力を３相の交流電力に変換し、変換した３相の交流電力を同期電動機１０に印加して同期電動機１０を駆動する。
【0056】
本例の同期電動機の制御装置１は、同期電動機１０を通常運転させる通常運転モードと磁極位置補正量算出モードとを有し、モード選択部１１０は、操作者からの選択指示に応じて通常運転モード又は磁極位置補正量算出モードを示すモード指令Ｍ*を上位制御装置１００に出力する。
【0057】
上位制御装置１００は、モード選択部１１０から通常運転モードを示すモード指令Ｍ*を入力すると、ブレーキ１４を開動作させるブレーキ制御指令Ｂｃ*をブレーキ制御部１８０に出力し、ブレーキ制御部１８０によりブレーキ１４が開動作した後に同期電動機１０を通常運転させる。
【0058】
また、上位制御装置１００は、モード選択部１１０から磁極位置補正量算出モードを示すモード指令Ｍ*を入力すると、ブレーキ１４を閉動作させるブレーキ制御指令Ｂｃ*をブレーキ制御部１８０に出力し、ブレーキ制御部１８０によりブレーキ１４が閉動作した後に同期電動機１０の運転を、磁極位置補正量を算出するため運転にする。
【0059】
次に、同期電動機１０の速度制御、電流制御（べクトル制御）システムについて簡単に説明する。
【0060】
上位制御装置１００から予め設定された速度指令Ｎ*が加算器１１２の正入力に出力される。加算器１１２の負入力には、速度演算部１３０により演算された速度Ｎが加えられており、加算器１１２は、速度指令Ｎ*と速度Ｎとの偏差（Ｎ*－Ｎ）を求め、その偏差（Ｎ*－Ｎ）を速度制御部１２０に出力する。速度制御部１２０は、偏差（Ｎ*－Ｎ）に応じたトルク指令Ｔ*を出力する。トルク指令Ｔ*は、電流制御部１４０のｄｃ－ｑｃ軸電流指令演算部１４１に入力される。
【0061】
図２は、ｄｃ－ｑｃ軸電流指令演算部１４１の一例を示す機能ブロック図である。ｄｃ－ｑｃ軸電流指令演算部１４１の他の入力には、上位制御装置１００から通常運転モード又は磁極位置補正量算出モードを切り替える信号Ｍdq
*が加えられており、信号Ｍdq
*が、磁極位置補正量算出モードへの切替え信号の場合、磁極位置補正量算出モード用のｄｃ軸電流指令、ｑｃ軸電流指令演算部１４１Ａを選択して、磁極位置補正量算出モード用のｄｃ軸電流指令ｉdc
*、ｑｃ軸電流指令ｉqc
*を出力し、信号Ｍdq
*が、通常運転モードへの切替え信号の場合、通常運転モード用のｄｃ軸電流指令、ｑｃ軸電流指令演算部１４１Ｂを選択して、通常運転モード用のｄｃ軸電流指令ｉdc
*、ｑｃ軸電流指令ｉqc
*を出力する。
【0062】
通常運転モードでは、ｉdc
*を、例えば０となるように指令してもよいし、最大トルク、最大効率、力率＝１となるように指令してもよい。ｉqc
*は、トルク指令Ｔ*を元に、例えば同期電動機１０のトルク方程式から演算されて指令される。
【0063】
磁極位置補正量算出モードで出力されるｉdc
*、ｉqc
*については後述する。
【0064】
図１に戻って、ｄｃ－ｑｃ軸電流指令演算部１４１から出力されるｄｃ軸電流指令ｉdc
*、ｑｃ軸電流指令ｉqc
*は、それぞれ加算器１４２、１４３の正入力に加えられる。加算器１４２、１４３の負入力には、座標変換部１４６からｄｃ軸電流ｉdc、ｑｃ軸電流ｉqcが加えられる。座標変換部１４６は、多相／ｄｃ－ｑｃ変換部であり、電流センサ１６６によって検出された３相交流電流（ｉu、ｉv、ｉw）を、ｄｃ軸電流ｉdc、ｑｃ軸電流ｉqcに回転座標変換する。尚、座標変換部１４６には、磁極位置調整部１７０により調整された磁極位置θre’を入力しており、座標変換部１４６は、この磁極位置θre’も使用して３相交流電流（ｉu、ｉv、ｉw）をｄｃ－ｑｃ軸の電流ｉdc、ｉqcに変換する。
【0065】
加算器１４２は、ｄｃ軸電流指令ｉdc
*とｄｃ軸電流ｉdcとの偏差（ｉdc
*－ｉdc）を求め、その偏差（ｉdc
*－ｉdc）をｄｃ軸電流制御部１４４に出力し、加算器１４３は、ｑｃ軸電流指令ｉqc
*とｑｃ軸電流ｉqcとの偏差（ｉqc
*－ｉqc）を求め、その偏差（ｉqc
*－ｉqc）をｑｃ軸電流制御部１４５に出力する。
【0066】
ｄｃ軸電流制御部１４４は、入力した偏差（ｉdc
*－ｉdc）に基づいてｄｃ軸電圧指令ｖdc
*を出力し、ｑｃ軸電流制御部１４５は、入力した偏差（ｉqc
*－ｉqc）に基づいてｑｃ軸電圧指令ｖqc
*を出力する。
【0067】
ｄｃ軸電流制御部１４４、ｑｃ軸電流制御部１４５は、例えば比例制御器（Ｐ制御）、積分制御器（Ｉ制御）を並列に接続した構成であるが、本発明の主たる目的は磁極位置補正量を算出することにあるため、これに限定されない。微分制御器（Ｄ制御）をさらに並列に加えて、いわゆるＰＩＤ制御として構成されてもよく、要はｉdc
*にｉdcが追従し、ｉqc
*にｉqcが追従するように制御する構成の制御器であれば、如何なるものでもよい。
【0068】
ｄｃ軸電圧指令ｖdc
*、ｑｃ軸電圧指令ｖqc
*は、座標変換部１４７に加えられる。座標変換部１４７は、ｄｃ－ｑｃ／多相変換部であり、ｄｃ軸電圧指令ｖdc
*、ｑｃ軸電圧指令ｖqc
*を、３相交流電圧指令ｖuc
*、ｖvc
*、ｖwc
*に回転座標変換する。尚、座標変換部１４７には、磁極位置調整部１７０により調整された磁極位置θre’を入力しており、座標変換部１４７は、この磁極位置θre’も使用してｄｃ軸電圧指令ｖdc
*、ｑｃ軸電圧指令ｖqc
*を、３相交流電圧指令ｖuc
*、ｖvc
*、ｖwc
*に変換する。
【0069】
３相交流電圧指令ｖuc
*、ｖvc
*、ｖwc
*は、前述したようにＰＷＭ変換部１５０によりＰＷＭ変換された後にサーボアンプ１６４に出力され、ここで増幅されて同期電動機１０に出力される。これにより、同期電動機１０は、電流制御（べクトル制御）される。
【0070】
上記のことは３相以上の多相交流でも、多相交流電流を回転子に同期した座標変換を行って、２次元の電流ベクトルを生成し、これを制御する構成とすれば、３相でも多相でも本質的に同じであり、３相に限定されないことは言うまでもない。
【0071】
磁極位置調整部１７０は、磁極位置センサ１２で検出された、真の磁極位置θreからΔθreずれた磁極位置θre＋Δθreから、磁極位置補正量算出装置２００により出力された磁極位置補正量Δθre’を減算することで磁極位置を調整する。調整された磁極位置θre’は、速度演算部１３０や座標変換部１４６、１４７に入力される。
【0072】
［同期電動機の磁極位置補正量算出装置のハードウェア構成］
図３は、本発明に係る同期電動機の磁極位置補正量算出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
図３は、本発明に係る同期電動機の磁極位置補正量算出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。
【0073】
図３に示す磁極位置補正量算出装置２００は、例えば、コンピュータにより構成され、プロセッサ２１０、メモリ２２０、入出力インターフェース２３０等を備える。この磁極位置補正量算出装置２００は、図１に示したように同期電動機の制御装置１に組み込まれている。
【0074】
プロセッサ２１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成され、メモリ２２０に記憶されたファームウェア、磁極位置補正量算出用のプログラムを含む各種のプログラムを実行し、磁極位置補正量算出装置２００の各部を統括制御するとともに、磁極位置補正量を算出するための処理を実行する。
【0075】
メモリ２２０は、フラッシュメモリ、ＲＯＭ（Read-only Memory）、及びＲＡＭ(Random Access Memory)、ハードディスク装置等を含む。フラッシュメモリ、ＲＯＭ又はハードディスク装置は、ファームウェアを含む各種のプログラム等を記憶する不揮発性メモリである。ＲＡＭは、プロセッサ２１０による処理の作業領域として機能するとともに、フラッシュメモリ等に格納されたプログラム等を一時的に記憶する。尚、プロセッサ２１０が、メモリ２２０の一部（ＲＡＭ）を内蔵していてもよい。
【0076】
また、メモリ２２０は、同期電動機１０の電動機定数及び磁極位置補正量の演算式を記憶する。電動機定数は、本例では、同期電動機１０の相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬdまたはｑ軸インダクタンスＬqである。尚、磁極位置補正量の演算式の詳細については後述する。
【0077】
更に、メモリ２２０は、磁極位置補正量算出モードでの同期電動機１０の電流制御中に、各種の指令データ（本例では、ｄｃ軸電圧指令ｖdc
*、ｑｃ軸電圧指令ｖqc
*）、及び測定データ（本例では、ｄｃ軸電流ｉdc、ｑｃ軸電流ｉqc）を一時的に記憶したり、磁極位置補正量が算出された場合には、その磁極位置補正量Δθre’を記憶する記憶装置として機能する。
【0078】
入出力インターフェース２３０は、各種の測定データ、指令データを入力するとともに、磁極位置補正量Δθre’を磁極位置調整部１７０に出力する。また、入出力インターフェース２３０は、上位制御装置１００と接続され、上位制御装置１００との間で必要な情報の送受信が可能である。
【0079】
尚、上位制御装置１００もコンピュータで構成することができる。この場合、上位制御装置１００と磁極位置補正量算出装置２００とは、同一のコンピュータで構成してもよいし、別々のコンピュータで構成してもよい。
【0080】
＜磁極位置補正量算出装置及び方法の第１実施形態＞
プロセッサ２１０は、磁極位置補正量算出モードでの同期電動機１０の電流制御中に取得し、メモリ２２０に記憶された、ｄｃ軸電圧指令ｖdc *、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *と、ｄｃ軸電流ｉdc、ｑｃ軸電流ｉqcと、メモリ２２０に予め記憶された電動機定数（電動機の相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬdまたはｑ軸インダクタンスＬq）及び磁極位置補正量の演算式とを使用し、磁極位置補正量Δθre’を演算する。演算した磁極位置補正量Δθre’は、磁極位置調整部１７０に出力される。
プロセッサ２１０は、磁極位置補正量算出モードでの同期電動機１０の電流制御中に取得し、メモリ２２０に記憶された、ｄｃ軸電圧指令ｖdc *、ｑｃ軸電圧指令ｖqc *と、ｄｃ軸電流ｉdc、ｑｃ軸電流ｉqcと、メモリ２２０に予め記憶された電動機定数（電動機の相抵抗Ｒａ、ｄ軸インダクタンスＬdまたはｑ軸インダクタンスＬq）及び磁極位置補正量の演算式とを使用し、磁極位置補正量Δθre’を演算する。演算した磁極位置補正量Δθre’は、磁極位置調整部１７０に出力される。
【0081】
次に、磁極位置補正量の算出方法について述べる。
【0082】
磁極位置センサ１２で検出した磁極位置が真の磁極位置θreからΔθreずれている場合、制御上把握しているｄｃ－ｑｃ座標と、実際のｄ－ｑ座標とはΔθreずれる。
【0083】
図４は、ｄ－ｑ座標とｄｃ－ｑｃ座標とが、Δθreだけずれている状況を示す図である。
【0084】
非特許文献１では、この状況における拡張誘起電圧モデルの推定回転座標γ－δ座標の方程式が導出されている。本明細書では、この推定回転座標γ－δ座標の電圧方程式を参考に磁極位置補正量の算出方法を説明する。
【0085】
説明の都合上、推定回転座標γ－δ座標を、制御上把握しているｄｃ－ｑｃ座標に記載を変更する。また、非特許文献１に記載の図１のように推定γ－δ座標を、実際のｄ－ｑ座標に対して数学的正回転方向（左回転）にΔθre進んだ角度として定義するならば、非特許文献１の拡張誘起電圧モデルのγ－δ座標の方程式は、Δθreの符号を正負逆とするのが正しいので、これも正しい式に記載を変更する。次式に、制御上把握しているｄｃ－ｑｃ座標の方程式を示す。
【0086】
【数9】
【0087】
ここで、
ｖdc：制御上把握しているｄ軸電圧
ｖqc：制御上把握しているｑ軸電圧
ｉdc:制御上把握しているｄ軸電流
ｉqc：制御上把握しているｑ軸電流
Ｒa：同期電動機の相抵抗
Ｌd：同期電動機のｄ軸インダクタンス
Ｌq：同期電動機のｑ軸インダクタンス
ｋe：同期電動機の誘導起電力定数
Ｐ：微分演算子
ｉd：実際のｄ軸電流
ｉq：実際のｑ軸電流
ωre：電気角における角速度
Δθre：磁極位置センサ１２で検出した磁極位置と真の磁極位置との差のずれの角度
上述したように、磁極位置補正量算出モードでは回転子をブレーキで拘束している。この場合、式（１）において、ωre＝０となる。また、は、ｄｃ－ｑｃ座標のｄ－ｑ座標に対する回転速度であるが、磁極位置センサ１２を使用している場合、ｄｃ－ｑｃ座標とｄ－ｑ座標がずれていようと同期はしており、つまりΔθreは常に一定なので、時間微分したはゼロ（＝０）となり、次式を得る。
ｖdc：制御上把握しているｄ軸電圧
ｖqc：制御上把握しているｑ軸電圧
ｉdc:制御上把握しているｄ軸電流
ｉqc：制御上把握しているｑ軸電流
Ｒa：同期電動機の相抵抗
Ｌd：同期電動機のｄ軸インダクタンス
Ｌq：同期電動機のｑ軸インダクタンス
ｋe：同期電動機の誘導起電力定数
Ｐ：微分演算子
ｉd：実際のｄ軸電流
ｉq：実際のｑ軸電流
ωre：電気角における角速度
Δθre：磁極位置センサ１２で検出した磁極位置と真の磁極位置との差のずれの角度
上述したように、磁極位置補正量算出モードでは回転子をブレーキで拘束している。この場合、式（１）において、ωre＝０となる。また、は、ｄｃ－ｑｃ座標のｄ－ｑ座標に対する回転速度であるが、磁極位置センサ１２を使用している場合、ｄｃ－ｑｃ座標とｄ－ｑ座標がずれていようと同期はしており、つまりΔθreは常に一定なので、時間微分したはゼロ（＝０）となり、次式を得る。
【0088】
【数10】
【0089】
（２）式より、次式が成り立つ。微分演算子Ｐは、ｄ／ｄｔに記載を変更している。
【0090】
【数11】
【0091】
式（３）は、入力信号ｖdc、ｉdcから出力sinΔθreを求め、また、入力信号ｖqc、ｉqcから出力cosΔθreを求めることができることを示している。
【0092】
そして、cosΔθre、sinΔθreより、次式を用いて磁極位置補正量Δθre’（＝Δθre）を算出する。
【0093】
【数12】
【0094】
式（４）を見て分かるように、図１の構成では知ることのできない実際のｑ軸電流ｉqが、sinΔθreをcosΔθreで除算する過程で消滅するので、制御上把握しているｄｃ－ｑｃ座標の値と、電動機定数のみでΔθre’が演算可能となる。また、式（４）では、電動機定数は、相抵抗Ｒaとｄ軸インダクタンスＬdの値だけ必要であり、ｑ軸インダクタンスＬqの値は必要とせず、Ｌqの値に関してロバストな演算方法である。式（４）は非常に簡潔な式であるが、これはブレーキ１４を使用して回転子を固定して、式（１）のωre＝０とし、磁極位置センサを使用して、式（１）の＝０とした効果であることを強調しておく。
【0095】
尚、図１の構成では、ｖdc、ｖqcのフィードバック値を取得していないので、ｄｃ軸電圧指令ｖdc
*、ｑｃ軸電圧指令ｖqc
*を演算に使用する。しかし、これに限らず、図１の構成に電圧センサを追加して同期電動機の３相電圧データを取得し、これを座標変換してｄｃ－ｑｃ座標系に変換したｖdc、ｖqcを使用してもよい。
【0096】
また、式（１）、（２）より明らかであるが、ωre＝０の場合、diq/dt＝０(即ち、ｉqが定値)とすると、cosΔθre、sinΔθreの項が消滅してしまうので、Δθreを求めるには、実際のｄ－ｑ座標上のｑ軸電流ｉqの時間微分値をdiq/dt≠０とすることが必要である。
【0097】
公知の技術では非特許文献１の１０９１ページに記載があるように、停止時や低速回転時に高周波を注入して位置推定する方法が知られている。具体的にはｄｃ軸電圧指令ｖdc
*に高周波電圧を重畳させて、Δθre≠０の場合に流れるｑｃ軸電流ｉqcが高周波電流となるようにし、cosΔθre、sinΔθreの項が消滅するのを回避するとともに、ｉqcのゼロ点を検出して磁極位置を求めるという方法である。
【0098】
本発明ではそのような特殊な高周波電圧を発生させる制御器は必要なく、代わりに実際のｄ－ｑ座標上のｑ軸電流ｉqの時間微分値をdiq/dt≠０となるような、制御上ｄｃ－ｑｃ座標上の電流を指令することで、diq/dt≠０を実現する。一例として、ステップ状のｄｃ軸電流指令ｉdc
*、及びｑｃ軸電流指令ｉqc
*＝０を指令する。即ち、ステップ状のｄｃ軸電流指令ｉdc
*は、理論上、０から無限大の周波数成分を含み、それに応じて出力されるｄｃ軸電圧指令ｖdc
*もそのような周波数成分を含み、Δθre≠０の場合は、diq/dt≠０となるｑ軸電流ｉqやｄｃ軸電流ｉdc、ｑｃ軸電流ｉqcが流れることを利用する。
【0099】
ｄｃ軸電流指令ｉdc
*は、ステップ状でなくても、diq/dt≠０となるようなｄｃ軸電流ｉdc、ｑｃ軸電流ｉqcが流れるなら何でもよく、ランプ状や正弦波信号でもよい。ステップ状のｄｃ軸電流指令は、コンピュータやマイコンでの実装が簡単である。また、ｑｃ軸電流指令ｉqc
*＝０としているが、０でなくてもよい。ｑｃ軸電流指令ｉqc
*＝０の場合は、最も電動機トルクが小さくなる利点を有する。また、ランプ状のｄｃ軸電流指令に比べてｉqcの値が大きくなるため、磁極位置補正量の算出精度が良いという利点を有する。
【0100】
一方、ランプ状のｄｃ軸電流指令の場合は逆にｉqcの値を小さくできるので、ブレーキトルクをステップ状のｄｃ軸電流指令に比べて小さくて済む利点がある。また、各諸量の変化がステップ状のｄｃ軸電流指令に比べて緩やかになるので、制御上把握している電圧指令（または制御上把握している電圧）と制御上把握している電流のサンプリング速度を小さくできる利点を有する。
【0101】
また、ステップ状のｄｃ軸電流指令ｉdc
*でなく、ステップ状のｑｃ軸電流指令ｉqc
*を指令してもよい。この場合、電動機トルクがブレーキトルクより大きくならないように気を付ける必要がある。
【0102】
ここで、本発明は公知の高周波電圧を重畳する方法のように、Δθre≠０の場合に流れる制御上のｑｃ軸電流のゼロ点を検出する方法ではないことから、公知の高周波電圧を重畳する方法とは原理的に全く異なるのは明らかであり、公知のｄｃ軸電圧指令に高周波電圧を重畳する技術思想を、ステップ状のｄｃ軸電流指令を出力する技術思想として単純に想起したものではないことを強調しておく。
【0103】
逆に、磁極位置センサレスの回転制御において、高周波電圧の重畳は開始時の低周波数域で行われるが、このときに実際のｄ－ｑ座標上のｑ軸電流ｉqの時間微分値をdiq/dt≠０となるような、制御上のｄｃ－ｑｃ座標上の電流指令する（例えば、ステップ状の電流指令）、またはステップ状の直流電圧のような定常交流でない電流指令または電圧を印加すると、制御動作の急変を招いて制御不能になる虞があるだけでなく、ｑｃ軸電流のゼロ点を検出することも困難なので、有用な磁極位置情報を取り出せるとは到底思えないことは言うまでもないだろう。ステップ状の電流指令は回転子を固定した停止時において有効であるので、そのことからも公知の高周波電圧を重畳する方法とは異なることは明らかであり、当業者が容易に想到したものではないと確信する次第である。
【0104】
また、磁極位置補正量算出モードに入る前に、磁極位置センサ１２の磁極位置を公知の方法（例えば、特開２０１５－１３３８８１のような同期電動機に直流励磁電流を流した時に電動機が停止する位置から磁極位置を求める方法）によって調整しておけば、磁極位置補正量算出モードで同期電動機に流れるｑ軸電流ｉqやｑｃ軸電流ｉqcを予め小さくできる。このため、調整中に電動機のトルクが過大に大きくならず、例えばプレス機械のブレーキのように、スライド静止時を保持する程度のブレーキトルクでよい。
【0105】
以上の原理により、磁極位置補正量Δθre’を算出するのが、磁極位置補正量算出装置２００の第１実施形態である。
【0106】
図５は、同期電動機の磁極位置補正量算出方法の第１実施形態を示すフローチャートであり、第１実施形態の同期電動機の磁極位置補正量算出装置は、図１または図３に示した同期電動機の磁極位置補正量算出装置２００により実行される。
【0107】
図５において、ステップＳ１で磁極位置補正量算出モードを選択する。磁極位置補正量算出モードの選択は、図１のモード選択部１１０において行われる。選択は、例えば操作者がモード選択部１１０に設けられたタッチパネルなど（図示せず）を操作することにより行うことができる。
【0108】
磁極位置補正量算出モードが選択されると、ステップＳ２で上位制御装置１００は速度指令Ｎ*（＝０）を出力し、また、磁極位置補正量算出モード用のｄｃ－ｑｃ軸電流指令となるように、ｄｃ－ｑｃ軸電流指令演算部１４１に切替え信号Ｍdq
*を出力する。
【0109】
ステップＳ３でｄｃ－ｑｃ軸電流指令演算部は、ｉdc
*＝０、ｉqc
*＝０を指令し、同期電動機１０を停止させる。
【0110】
ステップＳ４で上位制御装置１００はブレーキ制御部１８０にブレーキ１４を閉動作させるブレーキ制御指令Ｂc
*を出力して、ブレーキ１４を閉動作させる。
【0111】
ステップＳ５でｄｃ－ｑｃ軸電流指令演算部１４１は、ステップ状のｄｃ軸電流指令ｉdc
*と、ｑｃ軸電流指令ｉqc
*（＝０）を出力する。
【0112】
ステップＳ６で磁極位置補正量算出装置２００のプロセッサ２１０（図３）は、ステップＳ５の指令後の、ｄｃ軸電圧指令ｖdc
*、ｑｃ軸電圧指令ｖqc
*と、ｄｃ軸の電流ｉdc、ｑｃ軸の電流ｉqcを取得し、メモリ２２０に記億させる。
【0113】
プロセッサ２１０は、これらの記憶された値とメモリ２２０内に予め記憶された電動機定数（同期電動機の相抵抗Ｒa、ｄ軸インダクタンスＬd）に基づいて、式（４）の演算を実行し、磁極位置補正量Δθre’を算出し、メモリ２２０に磁極位置補正量Δθre’を記憶して磁極位置補正量算出モードを終了する。尚、ここでは、メモリ２２０にｖdc
*、ｖqc
*、ｉdc、ｉqcを記憶させたが、記憶させずに、測定と同時に演算してもよい。ただし、メモリ２２０に記憶させる場合は、微分や積分の演算において、ある時刻の測定点及びその前後の時刻の複数の測定点を使って高精度の演算が可能となる利点を有する。また、式（４）もメモリ２２０に記憶されている。
【0114】
【0115】
同期電動機１０は永久磁石同期電動機とした。図７及び図８に、シミュレーションで使用したブロック線図を示す。図７及び図８は本来、一つの図面で表示すべきだが、紙面の都合上２つに分割した。また、伝達関数表現のブロックと、時間領域表現の座標変換ブロックとが混在しているが、これは説明の都合上の表現である。パソコンやマイコンでの実際の計算は、伝達関数表現のｓは、時間領域では微分の計算、また、１／ｓは、時間領域においては積分の計算、時定数をτとして、１／（１＋τｓ）は時間領域では一階の微分方程式の計算（一次遅れ要素の計算）を表わすことを踏まえて、時間領域のデータと電動機定数から各ブロック要素の演算を時間領域で行って磁極位置補正量Δθre’を計算できる。
【0116】
電動機定数は、非特許文献１から引用して下記の表１に示す値とした。制御ゲインは電動機定数をもとに適宜決めた。
【0117】
【表1】
【0118】
磁極位置補正量算出モードでは、速度指令Ｎ*を０に制御し、また、ブレーキ１４で回転子を固定していることから、実際の回転数も０であるので、速度制御部１２０の演算出力であるトルク指令Ｔ*は常にゼロとなる。よって、シミュレーションでは速度制御部１２０の演算は省略している。
【0119】
また、実際の回転数Ｎが０であるので、同期電動機１０の誘導起電力など、速度に関わる量も０として計算を省略している。さらに、図７を見て分かるように、ｄｃ軸電流制御部１４４、ｑｃ軸電流制御部１４５は一般的に使われている比例積分制御器であるが、先にも述べたたように本発明の主たる目的は磁極位置補正量の算出であるので、これに限定するものではないのは言うまでもない。
【0120】
また、図１のＰＷＭ変換部１５０の計算は省略している。これは厳密には図１の構成と異なるが、電圧型ＰＷＭインバータで駆動された同期電動機１０の電流は、同期電動機１０のＲＬ回路の作用により、ＰＷＭの影響が緩和されて正弦波とみなして差支えないことが経験的に分かっており、その場合、入力である電圧も、交流理論によれば等価的に正弦波と考えてよいことを根拠にした。即ち、シミュレーションでのサーボアンプは仮想の線形電力増幅器としている。
【0121】
さらに、座標変換したモデルで計算しているので、シミュレーションでは３相交流電圧指令ｖuc
*、ｖvv
*、ｖwc
*を演算する必要がなく、ｄｃ軸電圧指令ｖdc
*、ｑｃ軸電圧指令ｖqc
*を演算し、それらから直接、図７に記載の座標変換ブロックの演算をして実際のｄ軸電圧ｖd、ｑ軸電圧ｖq を算出するようにしている。そして、シミュレーションで計算されたｖdc
*、ｖqc
*、ｉdc、ｉqcと、予め記億された電動機定数から、式（４）を用いて磁極位置補正量Δθre’を計算する。
【0122】
磁極位置のずれ角Δθreは、５°（弧度法だと、Δθre＝５×π÷１８０rad）とした。５°は、公知の方法（例えば特開２０１５－１３３８８１）によって調整した場合の磁極位置のずれ角の最大値（経験値）である。ステップ状のｄｃ軸電流指令は時刻ｔ＝０で、０Ａから定格電流の√３倍（即ち、５×√３Ａ）に立ち上がる指令とした。
【0123】
図６より、演算された磁極位置補正量Δθre’は、最もｑｃ軸電流ｉqcの大きい（したがって、測定精度がよい）時刻０．００１秒付近で、約４．９９８９°であった。真値Δθre（＝５°）に対して、磁極位置補正量Δθre’（＝４．９９８９°）は、０．００１１°のずれであり、よく一致していると言える。
【0124】
図６ではこの時刻以降でさらに真値５°に漸近していくが、これは過渡現象から定常状態に向かうにつれ、ｉdc、ｉqcの変化が緩やかになり、離散化した微分の計算結果でも、理論上の微分計算の結果に近づくためと考えられる。時間刻み幅を細かくしていけば、時刻ｔ＝０付近の過渡現象時の急激に変化しているデータでも真の値Δθre＝５°に、より近づくことを確認している。また、過渡現象が収束すると、ｉqcの値は０に漸近するので、定常状態に近づいた時のデータは測定誤差が伴う虞がある。よって、ｉqcの絶対値が大きくなる時刻付近のデータを使えば、測定誤差の影響を小さくできる。また、ｉqcの絶対値が大きくなるのは過渡現象の途中までなので、この途中のデータだけ測定するようにすれば、測定誤差の影響を小さくでき、かつパソコン又はマイコンのメモリ２２０を節約できる。これは、ｉqcだけでなく、他のｖdc
*、ｖqc
*、ｉdcについても同様であり、どの時刻のデータを使用するかは最も測定精度が高くなると考えられる時刻を総合的に判断すればよい。
【0125】
また、Δθre＝０に調整された通常運転時の、例えばｄｃ軸電流ｉdc＝０、ｑｃ軸電流ｉqcが定格電流５Ａの√３倍（即ち、５×√３Ａ）のときの同期電動機１０のトルクと比べると、磁極位置補正量算出時の電流におけるトルクは１％程度だった。
【0126】
このように、調整前の磁極位置のずれの角度Δθreが５°程度であれば、補正量算出時に流れる電流によるトルクは十分小さい。このため、プレス機械で使用されるような、主軸電動機への電力遮断後の制動用ブレーキトルクまたは、主軸電動機による静止動作後のスライドを保持できる程度のブレーキトルクでよく、同期電動機１０を駆動する装置に備えられた既存のブレーキをそのまま使用できる。
【0127】
また、ブレーキトルクがいかなる電流ベクトルでの電動機トルクよりも常に上回るのであれば、本方法は、－１８０°≦Δθre≦１８０°（ただし、Δθre≠９０°、－９０°）の広範囲で使用可能である。Δθre＝９０°、－９０°のときは、cosΔθre＝０となるので、式（３）又は式（４）では０で除算することになり適用できない。しかし、９０°ぴったりでなければ、例えば、Δθre＝８９°、－８９°では、ほぼ正しい磁極位置補正量が演算できていることを確認している。また、先にも述べたように、磁極位置補正量算出モードに入る前に、磁極位置センサ１２の磁極位置を公知の方法（例えば特開２０１５－１３３８８１のような同期電動機に直流励磁電流を流した時に電動機が停止する位置から磁極位置を求める方法）によって調整しておけば、Δθre＝９０°、－９０ということはまずあり得ず、実用上はほとんど問題ないと言える。
【0128】
磁極位置補正量算出モード終了後は、モード選択部１１０で通常運転モードを選択し、同期電動機１０の通常運転を行う。通常運転では前記のとおり、磁極位置調整部１７０において、磁極位置センサ１２で検出された磁極位置θre＋Δθreから、磁極位置補正量算出装置２００のメモリ２２０に記憶されている磁極位置補正量Δθre’を減算することで、磁極位置θre＋Δθreを磁極位置θre’に調整し、この調整した磁極位置θre’をもとに同期電動機１０を運転する。
【0129】
通常運転モードの具体的なフローチャートを、図９に示す。
【0130】
図９において、ステップＳ１１でモード選択部１１０により通常運転モードを選択する。通常運転モードが選択されると、ステップＳ１２で上位制御装置１００はブレーキ制御部１８０にブレーキ１４を開動作させるブレーキ制御指令Ｂc
*を出力して、ブレーキ１４を開動作させる。
【0131】
ステップＳ１３で上位制御装置１００から速度指令Ｎ*を出力し、また、通常運転モード用のｄｃ－ｑｃ軸電流指令となるように、ｄｃ－ｑｃ軸電流指令演算部１４１に切替え信号Ｍdq
*を出力する。
【0132】
ステップＳ１４でｄｃ－ｑｃ軸電流指令演算部１４１はトルク指令Ｔ*に応じてｄｃ軸電流指令ｉdc
*、ｑｃ軸電流指令ｉqc
*を出力し、同期電動機１０を運転させる。
【0133】
以上をまとめると、本発明の同期電動機１０の磁極位置センサ１２で検出された磁極位置を補正する装置は、公知技術に比べて以下の利点を有し、公知技術に比べて優れた同期電動機の磁極位置補正量算出装置及び方法を得ることが可能となる。
【0134】
1. 単一の同期電動機で調整を行うため、設備を大型化することがない。
【0135】
2. 繰り返し試行による複数回の試験をすることがない。また、閾値を設けることなく磁極位置補正量を算出しているので磁極位置補正量の精度が良い。
【0136】
3. 高周波電圧発生部のような特殊な制御器が不要である。そのため制御システムを複雑化することがない。
【0137】
4. 同期電動機の停止状態で補正量を算出できる。
【0138】
5. 主にｄ軸回路に電流を通電させる試験のため、調整前のΔθreが小さければ、ブレーキトルクは小さくて良い。
【0139】
＜磁極位置補正量算出装置及び方法の第２実施形態＞
磁極位置補正量算出装置及び方法の第１実施形態では、磁極位置補正量Δθreの演算において、ｄ軸インダクタンスＬdを使用している。当業者では周知のことであるが、永久磁石同期電動機が磁気飽和を生じている場合、正確なｄ軸インダクタンスＬdの値を回転試験によって求めることは原理的に不可能である。これは誘導起電力ｋe×ωreと、ωre×Ｌd×ｉdの分離が困難なためである。
磁極位置補正量算出装置及び方法の第１実施形態では、磁極位置補正量Δθreの演算において、ｄ軸インダクタンスＬdを使用している。当業者では周知のことであるが、永久磁石同期電動機が磁気飽和を生じている場合、正確なｄ軸インダクタンスＬdの値を回転試験によって求めることは原理的に不可能である。これは誘導起電力ｋe×ωreと、ωre×Ｌd×ｉdの分離が困難なためである。
【0140】
Ｌdの測定法について述べた電気学会のある論文では、誘導起電力定数ｋeが一定であるとの仮定のもとに、無負荷発電機運転で測定したｋeをそのまま負荷時にも適用してＬdを求めているが、例えば、ｋeがｑ軸電流ｉqに応じて変化するモータには適用することができない。
【0141】
また、Ｌdの測定法について述べた電気学会の別の論文では、ｋe×ωreの影響をなくすため、静止試験によってＬdを求めているが、同期電動機には大なり小なり構造に起因する空間高調波の影響があり、Ｌdの値が回転子の位置に応じて変化することを完全に考慮して静止試験で測定するのは高調波の次数が高くなると容易ではない。発明者の知る限り、いまだ永久磁石同期電動機のＬdの規格化された測定法はない。当業者の間で、Ｌdの値をあまり触れたがらず、とりあえず回転できればいいということで、正確な値であるか疑わしいＬdの値を内心忸怩たる思いで使用しているのが、永久磁石同期電動機のべクトル制御が発展しきった現在でも日常であると確信する。
【0142】
そのような状況なので、第１実施形態のＬdの値を演算に使用する方法は当業者がかなり浚巡する虞がある。しかも、第１実施形態では、ｄ軸方向にステップ状のｄ軸電流指令を与えているので、磁気飽和している場合はｄ軸電流の依存性を考慮して、Ｌdを事前に算出する必要があり、Ｌdの算出に手間がかかる。
【0143】
これは式（２）を、以下に示す式（５）を用いて、式変形することで解決できる。
【0144】
【数13】
【0145】
式（５）より、次式が成り立つ。
【0146】
【数14】
【0147】
式（６）を式（２）に代入すると、Δθreが定数であることを考慮して、次式を得る。
【0148】
【数15】
【0149】
式（７）により、次式が成り立つ。
【0150】
【数16】
【0151】
式（８）は、入力信号ｖdc、ｉdcから出力cosΔθreを求め、また、入力信号ｖqc、ｉqcから出力sinΔθreを求めることができることを示している。
【0152】
そして、cosΔθre、sinΔθreより、次式を用いて磁極位置補正量Δθre’（＝Δθre）を算出する。
【0153】
【数17】
【0154】
即ち、第２実施形態は、式（９）の演算を実行して磁極位置補正量Δθre’を算出するものである。この場合、式（９）は、メモリ２２０に記憶させておく。
【0155】
式（９）を見て分かるように、図１の構成では知ることのできない実際のｄ軸電流ｉdが、sinΔθreをcosΔθreで除算する過程で消滅するので、第１実施形態と同様に制御上把握しているｄｃ－ｑｃ座標の値と、電動機定数のみで磁極位置補正量Δθre’が演算可能となる。また、式（７）より、Δθreを求めるには、実際のｄ－ｑ座標上のｄ軸電流ｉdの時間微分値をdid/dt≠０とすることが必要であることが分かる。
【0156】
また、電動機定数は、相抵抗Ｒaとｑ軸インダクタンスＬqの値だけ必要であり、ｄ軸インダクタンスＬdの値は必要とせず、Ｌdの値に関してロバストな演算方法である。また、図６にも示したように、ｑｃ軸電流ｉqcは十分小さいので（Δθreが０に近いときはｑ軸電流ｉqも十分小さいので）、磁気飽和のない線形領域（その領域ではＬqの値はほぼ一定）の一点の値を用いればよく、どのＬqの値を使用すればよいか悩むことがない。
【0157】
上記の妥当性を検証するため、第１実施形態と同様に磁極位置補正量算出モードを制御シミュレーションした。
【0158】
第２実施形態のシミュレーションでは、第１実施形態の式（４）を、式（９）に変更しているが、それ以外は第１実施形態と同じである。
【0159】
【0160】
図１０に示す通り、第２実施形態のΔθre’は、時刻ｔ＝０ｓの最初から５．００００°であり、真値５°とほぼ一致した。第１実施形態より高精度なのは、Ｌqの値がＬdの値の約４倍なので、このため微分項が約４倍になり、他の項との和または差の演算結果との誤差が小さくなったためと考える。一般に永久磁石同期電動機は逆突極性（Ｌd＜Ｌq）を示すものが多いので、第２実施形態の方法が、第１実施形態の方法よりも演算精度では有利と言える。
【0161】
一方、永久磁石のない同期リラクタンス電動機では、逆突極性（Ｌq＜Ｌd）を示すものが多いので、第１実施形態の方法が第２実施形態の方法よりも演算精度で有利である。また、同期リラクタンス電動機では永久磁石がないので、誘導起電力定数ｋeが０である。したがって、精度の良いＬdの値を求めることができるので、その理由からも第１実施形態の計算方法の方が適している。
【0162】
以上より、同期電動機の種類に応じて、第１実施形態、第２実施形態の計算方法を適宜選択して演算すればよいと言える。
【0163】
＜磁極位置補正量算出装置及び方法の第３実施形態＞
第１実施形態の式（４）や第２実施形態の式（９）では、微分演算を行っている。一般に微分は測定データにノイズが含まれている場合、微分計算の結果が発散する虞があることが知られているため、同期電動機のべクトル制御システムでは使われないことが多い。
第１実施形態の式（４）や第２実施形態の式（９）では、微分演算を行っている。一般に微分は測定データにノイズが含まれている場合、微分計算の結果が発散する虞があることが知られているため、同期電動機のべクトル制御システムでは使われないことが多い。
【0164】
微分演算を回避するには、第１実施形態の式（２）、または第２実施形態の式（７）の両辺を積分して、微分項を定数項にすればよい。
【0165】
まず、第１実施形態の式（２）の積分について述べる。
【0166】
式（２）を、時刻ｔ＝ｔ’から時刻ｔ＝ｔまで積分すると、次式を得る。
【0167】
【数18】
【0168】
時刻ｔ＝ｔ’におけるｑ軸電流をｉq(t')、ｄｃ軸電圧をｖdc(t')、ｑｃ軸電圧をｖqc(t')、ｄｃ軸電流をｉdc(t')、ｑｃ軸電流をｉqc(t')とし、時刻ｔ＝ｔにおけるｑ軸電流をｉq(t)、ｄｃ軸電圧をｖdc(t)、ｑｃ軸電圧をｖqc(t)、ｄｃ軸電流をｉdc(t)、ｑｃ軸電流をｉqc(t)とすると、次式に整理できる。
【0169】
【数19】
【0170】
そして、cosΔθre、sinΔθreより、次式を用いて磁極位置補正量Δθre’（＝Δθre）を算出する。
【0171】
【数20】
第２実施形態の式（７）についても同様に積分して、次式を得る。
【0172】
【数21】
【0173】
即ち、第３実施形態は、式（１２）又は式（１３）の演算を実行して磁極位置補正量Δθｒｅ’を算出するものである。この場合、式（１２）又は式（１３）は、メモリ２２０に記憶させておく。
【0174】
式（１２）、式（１３）も、第１実施形態の式（４）、第２実施形態の式（９）と同様に制御上把握しているｄｃ－ｑｃ座標の値と、電動機定数のみで磁極位置補正量Δθre’が演算可能となる。
【0175】
上記の妥当性を検証するため、第１実施形態、第２実施形態と同様に磁極位置補正量算出モードを制御シミュレーションした。
【0176】
第３実施形態のシミュレーションでは、第１実施形態の式（４）を式（１２）に変更し、また、第２実施形態の式（９）を式（１３）に変更し、それ以外は同じである。また、ここでは、まず、時刻ｔ’＝０とした。
【0177】
式（１２）による磁極位置補正量Δθre’の演算結果を、図１１の実線に示す。また、式（１３）による磁極位置補正量Δθre’の演算結果を、図１１の点線に示す。図１１には、第１実施形態（式（４））による磁極位置補正量Δθre’の演算結果を破線で示し、第２実施形態（式（９））による磁極位置補正量Δθre’の演算結果を一点鎖線で併せて示している。
【0178】
図１１に示す通り、式（１２）により演算したΔθre’は、最もｑｃ軸電流ｉqcの大きい（したがって、測定精度がよい）時刻０．００１秒付近で、約４．９８７０°であった。真値Δθre（＝５°）に対して０．００１３０°のずれであり、よく一致していると言える。式（１３）により演算したΔθre’は、時刻０．００１秒付近で、約４．９９９８°であった。真値Δθre（＝５°）に対して０．０００２°のずれであり、よく一致していると言える。
【0179】
時刻０．００１秒以降でさらに真値５°に漸近していくが、これは過渡現象から定常状態に向かうにつれ、ｉdc、ｉqcの変化が緩やかになり、離散化した積分の計算結果でも、理論上の積分計算の結果に近づくためと考えられる。また、第１実施形態や第２実施形態に比べて時刻ｔ＝０付近のΔθre’の演算結果と真値との誤差が大きい理由は、時刻ｔ＝０はｉdc、ｉqcが０のため、ｔ＝０付近の数値積分の計算結果と、理論上の積分計算結果との誤差が大きく、しかも積分なのでこの影響が積算されてしばらく続くためと考えられる。そこで、例えばｔ'＝０．０００９９秒とし、ｔ＝０．００１秒として式（１２）を計算すると、この時間区間内の式（１２）のΔθre’は、ほぼ５．００９４°となり、式（１３）のΔθre’は、ほぼ５、０００１となり、いずれも時刻ｔ’＝０にしたときと比べて、より真値に近くなることを確認した。
【0180】
以上より式（１２）、または式（１３）を使用するときは、演算精度の高いデータを適宜選定して、そのデータ群の時刻間で演算すれば、よりΔθre’の演算精度を向上できる。
【0181】
［その他］
本実施形態において、例えば、磁極位置補正量算出装置２００のプロセッサ２１０のように各種の処理を実行する処理部（processing unit）のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ（processor）である。各種のプロセッサには、ソフトウェア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device：ＰＬＤ）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路などが含まれる。
本実施形態において、例えば、磁極位置補正量算出装置２００のプロセッサ２１０のように各種の処理を実行する処理部（processing unit）のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ（processor）である。各種のプロセッサには、ソフトウェア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device：ＰＬＤ）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路などが含まれる。
【0182】
１つの処理部は、これら各種のプロセッサのうちの１つで構成されていてもよいし、同種または異種の２つ以上のプロセッサ（例えば、複数のＦＰＧＡ、あるいはＣＰＵとＦＰＧＡの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１にクライアントやサーバなどのコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウェアの組合せで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２にシステムオンチップ（System On Chip：ＳｏＣ）などに代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサを１つ以上用いて構成される。
【0183】
更に、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造は、より具体的には、半導体素子などの回路素子を組み合わせた電気回路（circuitry）である。
【0184】
また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
【符号の説明】
【0185】
１…制御装置
１０…同期電動機
１２…磁極位置センサ
１４…ブレーキ
２０…機械装置
１００…上位制御装置
１１０…モード選択部
１１２、１４２、１４３…加算器
１２０…速度制御部
１３０…速度演算部
１４０…電流制御部
１４１…ｄｃ－ｑｃ軸電流指令演算部
１４１Ａ…磁極位置補正量算出モード用のｄｃ軸電流指令、ｑｃ軸電流指令演算部
１４１Ｂ…通常運転モード用のｄｃ軸電流指令、ｑｃ軸電流指令演算部
１４４…ｄｃ軸電流制御部
１４５…ｑｃ軸電流制御部
１４６、１４７…座標変換部
１５０…ＰＷＭ変換部
１６０…３相交流電源
１６２…コンバータ
１６４…サーボアンプ
１６６…電流センサ
１７０…磁極位置調整部
１８０…ブレーキ制御部
２００…磁極位置補正量算出装置
２１０…プロセッサ
２２０…メモリ
２３０…入出力インターフェース
１０…同期電動機
１２…磁極位置センサ
１４…ブレーキ
２０…機械装置
１００…上位制御装置
１１０…モード選択部
１１２、１４２、１４３…加算器
１２０…速度制御部
１３０…速度演算部
１４０…電流制御部
１４１…ｄｃ－ｑｃ軸電流指令演算部
１４１Ａ…磁極位置補正量算出モード用のｄｃ軸電流指令、ｑｃ軸電流指令演算部
１４１Ｂ…通常運転モード用のｄｃ軸電流指令、ｑｃ軸電流指令演算部
１４４…ｄｃ軸電流制御部
１４５…ｑｃ軸電流制御部
１４６、１４７…座標変換部
１５０…ＰＷＭ変換部
１６０…３相交流電源
１６２…コンバータ
１６４…サーボアンプ
１６６…電流センサ
１７０…磁極位置調整部
１８０…ブレーキ制御部
２００…磁極位置補正量算出装置
２１０…プロセッサ
２２０…メモリ
２３０…入出力インターフェース
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】