特開 2024-89441 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】P2024089441

(43)【公開日】2024-07-03

(54)【発明の名称】制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 21/26 20160101AFI20240626BHJP

   H02P 21/16 20160101ALI20240626BHJP

【ＦＩ】

H02P21/26

H02P21/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022204802

(22)【出願日】2022-12-21

(71)【出願人】

【識別番号】000003115

【氏名又は名称】東洋電機製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147485

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 憲司

(74)【代理人】

【識別番号】230118913

【弁護士】

【氏名又は名称】杉村 光嗣

(74)【代理人】

【識別番号】100163511

【弁理士】

【氏名又は名称】辻 啓太

(72)【発明者】

【氏名】高木 正志

【テーマコード（参考）】

5H505

【Ｆターム（参考）】

5H505DD05

5H505EE41

5H505FF01

5H505HB01

5H505JJ04

5H505JJ06

5H505JJ17

5H505JJ25

5H505LL18

5H505LL22

5H505LL34

5H505LL40

(57)【要約】

【課題】電動機６のトルク制御の高精度化を図る。
【解決手段】制御装置１０は、電動機６に流れる電流ベクトルに基づいて、電動機６に直流電流を流す拾い上げ電圧指令を出力する拾い上げ制御部２と、電流ベクトルと、拾い上げ電圧指令と、電動機６の一次抵抗ノミナル値とに基づき、演算磁束ベクトルを出力する磁束演算器２２と、同定時刻までの演算磁束ベクトルから、等間隔の３つの時点における演算磁束ベクトルを抽出する演算磁束抽出器２４と、３つの時点における演算磁束ベクトルに基づき、磁束補正値と、相対磁束ベクトルと、３つの時点の時刻間隔とを出力する磁束補正演算器３０と、磁束補正値と、相対磁束ベクトルとに基づき、磁束補正調整値を出力する調整器３１と、電流ベクトルと、一次抵抗ノミナル値と、時刻間隔と、磁束補正調整値とに基づき、電動機６の一次抵抗を演算する一次抵抗演算器３２と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電動機の制御装置であって、
前記電動機に流れる電流ベクトルを検出する電流検出器と、
前記電流ベクトルに基づいて、前記電動機に直流電流を流す拾い上げ電圧指令を出力する拾い上げ制御部と、
前記電流ベクトルと、前記拾い上げ電圧指令と、前記電動機の一次抵抗ノミナル値とに基づき、演算磁束ベクトルを出力する磁束演算器と、
同定時刻までの前記演算磁束ベクトルから、等間隔の３つの時点における演算磁束ベクトルを抽出する演算磁束抽出器と、
前記３つの時点における演算磁束ベクトルに基づき、磁束補正値と、相対磁束ベクトルと、前記３つの時点の時刻間隔とを出力する磁束補正演算器と、
前記磁束補正値と、前記相対磁束ベクトルとに基づき、磁束補正調整値を出力する調整器と、
前記電流ベクトルと、前記一次抵抗ノミナル値と、前記時刻間隔と、前記磁束補正調整値とに基づき、前記電動機の一次抵抗を演算する一次抵抗演算器と、を備える制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電動機のトルク制御を行う制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電動機のメンテナンス性の向上、および、電動機の小型・高出力化の観点より、速度センサが設けられていない（速度センサを用いない）電動機の制御装置（いわゆる、速度センサレス電動機制御装置）が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような制御装置で電動機のトルクを制御する際には一般に、電動機の速度（角速度）を推定する必要がある。

【0003】

図３は、速度センサを用いない、いわゆる速度センサレス電動機制御装置である従来の制御装置１００Ａの構成例を示す図である。

【0004】

図３に示すように、制御装置１００Ａは、トルク制御部１と、拾い上げ制御部２と、切替部３と、電力変換部４と、電流検出部５と、初期値推定部７と、同定用タイマ２１と、磁束演算器２２と、演算磁束メモリ２３と、演算磁束抽出器２４と、磁束補正演算器２５と、一次抵抗演算器２６とを備える。まず、トルク制御部１、拾い上げ制御部２、切替部３、電力変換部４、電流検出部５および初期値推定部７の動作について説明する。同定用タイマ２１、磁束演算器２２、演算磁束メモリ２３、演算磁束抽出器２４、磁束補正演算器２５および一次抵抗演算器２６の動作については後述する。

【0005】

電流検出部５は、電動機６に流れる電流ベクトルｉを検出し、トルク制御部１、拾い上げ制御部２、初期値推定部７、磁束演算器２２および一次抵抗演算器２６に出力する。

【0006】

拾い上げ制御部２は、電流ベクトルｉと、直流電流指令Ｉと、電流位相角指令θとが入力される。拾い上げ制御部２は、電流ベクトルｉと、直流電流指令Ｉと、電流位相角指令θとに基づき、直流電流指令Ｉおよび電流位相角指令θに指示される直流電流を電動機６に流すための拾い上げ電圧指令ｖ０を生成し、切替部３、初期値推定部７および磁束演算器２２に出力する。

【0007】

初期値推定部７は、電流ベクトルｉと、拾い上げ電圧指令ｖ０と、電動機６の一次抵抗Ｒ１と、拾い上げ制御開始指令ＳＴとが入力される。初期値推定部７は、電流ベクトルｉと、拾い上げ電圧指令ｖ０と、電動機６の一次抵抗Ｒ１とに基づき、電動機６の初期速度ωｍ０および初期二次磁束φ２０を演算し、トルク制御部１に出力する。

【0008】

トルク制御部１は、トルク制御開始指令ＳＷと、電流ベクトルｉと、初期速度ωｍ０と、初期二次磁束φ２０とが入力される。トルク制御部１は、トルク制御開始指令ＳＷがオンになると、初期速度ωｍ０および初期二次磁束φ２０を初期値として、電流ベクトルｉに基づき、電動機６のトルクを制御するトルク制御電圧指令Ｖ１を生成し、切替部３に出力する。なお、電動機６の電源が投入された時点では、トルク制御開始指令ＳＷはオフの状態となっている。

【0009】

切替部３は、トルク制御開始指令ＳＷと、拾い上げ電圧指令ｖ０と、トルク制御電圧指令Ｖ１とが入力される。切替部３は、トルク制御開始指令ＳＷがオンになるまでは、拾い上げ電圧指令ｖ０を電圧指令Ｖ＊として電力変換部４に出力し、トルク制御開始指令ＳＷがオンになると、トルク制御電圧指令Ｖ１を電圧指令Ｖ＊として電力変換部４に出力する。

【0010】

電力変換部４は、電圧指令Ｖ＊を増幅して電動機６に電力を供給する。

【0011】

上述した構成により、トルク制御開始指令ＳＷがオンになるまでは、拾い上げ制御部２と初期値推定部７とにより、電動機６の初期速度ωｍ０および初期二次磁束φ２０が推定される。トルク制御開始指令ＳＷがオンになると、トルク制御開始指令ＳＷがオンになった時点の初期速度ωｍ０および初期二次磁束φ２０を初期値として、電動機６のトルク制御が行われる。トルク制御開始指令ＳＷがオンになるタイミングは、拾い上げ制御実施時間、初期速度ωｍ０および初期二次磁束φ２０の状態などに基づいて決定される。

【0012】

上述したように、初期対推定部７は、電流ベクトルｉと、拾い上げ電圧指令ｖ０とに基づき電動機６の初期速度ωｍ０および初期二次磁束φ２０を推定する。図４は、初期値推定部７の構成例を示す図である。

【0013】

図４に示すように、初期値推定部７は、実磁束推定部９と、実磁束メモリ１０と、実磁束抽出部１１と、初期速度推定部１２と、初期磁束推定部１３と、演算用タイマ１４とを備える。

【0014】

実磁束推定部９は、電流ベクトルｉと、拾い上げ電圧指令ｖ０と、電動機６の一次抵抗Ｒ１とが入力される。実磁束推定部９は、電流ベクトルｉと、拾い上げ電圧指令ｖ０と、電動機６の一次抵抗Ｒ１とに基づき、式（Ａ）より電動機６の実磁束推定ベクトルφ２ｒを演算し、実磁束メモリ１０に出力する。

【0015】

【数1】

【0016】

ここで、Ｌ１は電動機６の一次自己インダクタンスであり、Ｌ２は電動機６の二次自己インダクタンスであり、Ｍは電動機６の相互インダクタンスである。

【0017】

演算用タイマ１４は、拾い上げ制御開始指令ＳＴが入力される。演算用タイマ１４は、拾い上げ制御開始指令ＳＴのエッジで０クリアされるタイマカウンタであり、拾い上げ時刻ｔ０を、実磁束メモリ１０、実磁束抽出部１１、初期速度推定部１２および初期磁束推定部１３に出力する。

【0018】

実磁束メモリ１０は、実磁束推定ベクトルφ２ｒと、拾い上げ時刻ｔ０とが入力される。実磁束メモリ１０は、時刻０から拾い上げ時刻ｔ０までの区間における、時々刻々と変化する実磁束推定ベクトルφ２ｒを記憶する。

【0019】

実磁束抽出部１１は、実磁束メモリ１０から、時刻ｔ０から拾い上げ時刻ｔ０までの区間における任意の３つの時点ｔ００，ｔ０１，ｔ０２の実磁束推定ベクトルであるφ（ｔ００），φ（ｔ０１），φ（ｔ０２）を抽出し、初期速度推定部１２に出力する。

【0020】

初期速度推定部１２は、拾い上げ時刻ｔ０と、時点ｔ００，ｔ０１，ｔ０２の実磁束推定ベクトルφ（ｔ００），φ（ｔ０１），φ（ｔ０２）とが入力され、初期速度ωｍ０を演算する。具体的には、初期速度推定部１２は最初に、３つの実磁束推定ベクトルφ（ｔ００），φ（ｔ０１），φ（ｔ０２）それぞれの終点を通る円の中心Ｒを式（Ｂ）～式（Ｅ）より求める。

【0021】

【数2】

【0022】

ここで、ベクトルＦ１は、実磁束推定ベクトルφ（ｔ００）の終点から見た実磁束推定ベクトルφ（ｔ０１）の終点を示すベクトルである。ベクトルＦ２は、実磁束推定ベクトルφ（ｔ００）の終点から見た実磁束推定ベクトルφ（ｔ０２）の終点を示すベクトルである。また、（Ｆ１Ａ，Ｆ１Ｂ），（Ｆ２Ａ，Ｆ２Ｂ），（ＲＡ，ＲＢ）はそれぞれ、ベクトルＦ１，Ｆ２，Ｒの各成分である。

【0023】

次に、初期速度推定部１２は、円の中心Ｒから見た、実磁束推定ベクトルφ（ｔ００）と実磁束推定ベクトルφ（ｔ０２）との間の角度θＣを式（Ｆ）より求める。

【0024】

【数3】

【0025】

式（Ｆ）において、「×」はベクトルの外積を示し、「・」はベクトルの内積を示す。

【0026】

時刻ｔ００から時刻ｔ０２まで（例えば、数十ミリ秒）の電動機６に回転速度はほぼ一定とみなすことができる。そのため、初期速度推定部１２は、式（Ｇ）より、初期速度ωｍ０を推定することができる。

【0027】

【数4】

【0028】

初期速度推定部１２は、推定した初期速度ωｍ０を、トルク制御部１（図２においては不図示）および初期磁束推定部１３に出力する。

【0029】

初期磁束推定部１３は、拾い上げ時刻ｔ０と、初期速度ωｍ０と、電流ベクトルｉとが入力される。初期磁束推定部１３は、式（Ｈ）より、初期二次磁束φ２０を求める。

【0030】

【数5】

【0031】

式（Ｈ）において、「ｊ」は虚数単位である。Ｔ２は、電動機６の二次時定数であって電動機６の二次抵抗Ｒ２を用いて、Ｌ２／Ｒ２より算出される。φｘｘは、拾い上げ制御開始時の残留磁束である。なお、式（Ｈ）の第２項は、ベクトルＲに対する実磁束推定ベクトルφ２ｒの相対ベクトルとして求めることもできる。

【0032】

上述した構成では、以下に示すように改良の余地がある。

【0033】

電動機６の温度の変動などにより一次抵抗Ｒ１に誤差が発生している場合、式（Ａ）の積分項により、当該誤差が実磁束推定器９の出力値である実磁束推定ベクトルφ２ｒに積算されていく。その結果、実磁束抽出器１１の出力である実磁束推定ベクトルφ（ｔ００），φ（ｔ０１），φ（ｔ０２）に誤差が生じる。実磁束推定ベクトルφ（ｔ００），φ（ｔ０１），φ（ｔ０２）に誤差が生じると、実磁束推定ベクトルφ（ｔ００），φ（ｔ０１），φ（ｔ０２）に基づいて式（Ｂ）～式（Ｈ）により推定される初期速度ωｍ０および初期二次磁束φ２０にも同様に、誤差が生じる。

【0034】

このように電動機６の一次抵抗Ｒ１に誤差が生じる場合、初期値推定部７が推定する初期速度ωｍ０および初期二次磁束φ２０に誤差が生じ、トルク制御部１に入力される初期値に誤差が存在するために、電動機６のトルク制御の精度が必ずしも十分でない場合があった。

【0035】

そこで、従来の制御装置１００Ａにおいては、磁束演算器２２と、演算磁束メモリ２３と、演算磁束抽出器２４と、磁束補正演算器２５と、一次抵抗演算器２６とを用いて、式（Ａ）における一次抵抗Ｒ１を演算する。以下、各部の動作について図３を参照して説明する。

【0036】

同定用タイマ２１は、拾い上げ制御開始指令ＳＴのエッジで０クリアされるタイマカウンタであり、同定時刻ｔｘを、演算磁束メモリ２３および演算磁束抽出器２４に出力する。

【0037】

磁束演算器２２は、電流ベクトルｉと、拾い上げ電圧指令ｖ０と、一次抵抗ノミナル値Ｒ１Ｃとが入力される。磁束演算器２２は、拾い上げ電圧指令ｖ０と、一次抵抗ノミナル値Ｒ１Ｃとに基づき、式（Ｉ）により演算磁束ベクトルφ２ｓを演算する。

【0038】

【数6】

【0039】

磁束演算器２２は、演算した演算磁束ベクトルφ２ｓを演算磁束メモリ２３に出力する。

【0040】

演算磁束メモリ２３は、時刻０から同定時刻ｔｘまでの区間における、時々刻々変化する演算磁束ベクトルφ２ｓを記憶する。

【0041】

演算磁束抽出部２４は、時刻０から同定時刻ｔｘまでの区間における、等間隔の３つの時点ｔｘ０，ｔｘ１，ｔｘ２における演算磁束ベクトルφｓである演算磁束ベクトルφｓ（ｔｘ０），φｓ（ｔｘ１），φｓ（ｔｘ２）を演算磁束メモリ２３から抽出し、磁束補正演算器２５に出力する。なお、演算磁束ベクトルφｓ（ｔｘ０），φｓ（ｔｘ１），φｓ（ｔｘ２）を抽出する時刻間隔をｔｘｓとすると、以下の式（Ｊ）が成り立つ。
ｔｘｓ＝ｔｘ１－ｔｘ０＝ｔｘ２－ｔｘ１ 式（Ｊ）

【0042】

磁束補正演算器２５は、演算磁束ベクトルφｓ（ｔｘ０），φｓ（ｔｘ１），φｓ（ｔｘ２）が入力される。磁束補正演算器２５は、磁束補正値φｓＤと、時刻間隔ｔｘｓとを一次抵抗演算器２６に出力する。以下では、磁束補正演算器２５の動作について、より詳細に説明する。

【0043】

式（Ｋ）に示すように、一次抵抗ノミナル値Ｒ１Ｃが真値である一次抵抗Ｒ１から誤差ΔＲだけずれていたと仮定する。
Ｒ１＝Ｒ１Ｃ＋ΔＲ 式（Ｋ）

【0044】

式（Ｉ）の一次抵抗ノミナル値Ｒ１Ｃに式（Ｋ）を代入すると、電流ベクトルｉは一定なので、式（Ｉ）は、式（Ａ）を用いて、以下の式（Ｌ）で表される。
φ２ｓ＝φ２ｒ＋ΔＲ・ｉ・ｔ 式（Ｌ）

【0045】

式（Ｌ）において、ｔは演算磁束ベクトルφ２ｓの演算時間である。また、Ｌ２≒Ｍとした。

【0046】

次に、式（Ｍ）、式（Ｎ）より、相対磁束ＦＳ１，ＦＳ２を演算する。
ＦＳ１＝φｒ（ｔｘ１）－φｒ（ｔｘ０）
＝φｓ（ｔｘ１）－φｓ（ｔｘ０）－ｔｘｓ＊ΔＲ＊ｉ 式（Ｍ）
ＦＳ２＝φｒ（ｔｘ２）－φｒ（ｔｘ０）
＝φｓ（ｔｘ２）－φｓ（ｔｘ０）－２＊ｔｘｓ＊ΔＲ＊ｉ 式（Ｎ）

【0047】

ここで、磁束補正値φｓＤを式（Ｍ１）とする。
φｓＤ＝２＊ｔｘｓ＊ΔＲ＊ｉ 式（Ｍ１）

【0048】

式（Ｍ１）を用いると、式（Ｍ）、式（Ｎ）はそれぞれ、以下の式（Ｍ２）、式（Ｎ２）となる。
ＦＳ１＝φｒ（ｔｘ１）－φｒ（ｔｘ０）
＝φｓ（ｔｘ１）－φｓ（ｔｘ０）－φｓＤ／２ 式（Ｍ２）
ＦＳ２＝φｒ（ｔｘ２）－φｒ（ｔｘ０）
＝φｓ（ｔｘ２）－φｓ（ｔｘ０）－φｓＤ 式（Ｎ２）

【0049】

式（Ｍ２）、式（Ｎ２）を用いて、式（０）よりＥ０を計算する。
Ｅ０＝（ＦＳ１－ＦＳ２）・（ＦＳ１－ＦＳ２）－ＦＳ１・ＦＳ１
＝Ｅ０Ａ＋Ｅ０Ｂ＊φｓＤ 式（０）

【0050】

なお、φｒ（ｔｘ０），φｒ（ｔｘ１），φｒ（ｔｘ２）は、時刻ｔｘ０，ｔｘ１，ｔｘ２での実磁束ベクトルφ２ｒである。また、Ｅ０Ａ，Ｅ０Ｂは、Ｅ０を磁束補正値φｓＤについてまとめた場合の各係数である。

【0051】

ここで、式（Ｈ）において、拾い上げ時刻ｔ０を二次時定数Ｔ２に対して十分小さくすると、実磁束ベクトルφ２ｒは円を描くとみなすことができるので、ベクトルφｒ（ｔｘ０），φｒ（ｔｘ１），φｒ（ｔｘ２）は同一円上に位置する。さらに、ベクトルφｒ（ｔｘ０），φｒ（ｔｘ１），φｒ（ｔｘ２）は等間隔（ｔｘｓ間隔）で抽出したものである。そのため、ベクトルφｒ（ｔｘ０）とベクトルφｒ（ｔｘ１）との位相差と、ベクトルφｒ（ｔｘ１）とベクトルφｒ（ｔｘ２）との位相差とが等しいので、Ｅ０の値は常に０である。磁束補正値φｓＤは式（Ｏ）にＥ０＝０を代入して整理した、以下の式（Ｐ）で求めることができる。
φｓＤ＝－Ｅ０Ａ／Ｅ０Ｂ 式（Ｐ）

【0052】

磁束補正演算器２５は、磁束補正値φｓＤと、式（Ｊ）により求めた時刻間隔ｔｘｓとを一次抵抗演算器２６に出力する。

【0053】

一次抵抗演算器２６は、磁束補正値φｓＤと、時刻間隔ｔｘｓと、電流ベクトルｉと、一次抵抗ノミナル値Ｒ１Ｃとが入力される。一次抵抗演算器２６は、磁束補正値φｓＤと、時刻間隔ｔｘｓと、電流ベクトルｉと、一次抵抗ノミナル値Ｒ１Ｃとに基づき、上述した式（Ｍ１）および式（Ｋ）により、一次抵抗Ｒ１を演算する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0054】

【特許文献1】特開２００１－２１１６８９号公報

【特許文献2】特開２００１－２１１６９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0055】

従来の制御装置１００Ａにおいては、式（Ｐ）を用いて磁束補正値φｓＤを求め、磁束補正値φｓＤから一次抵抗Ｒ１の誤差ΔＲを求めている。ここで、誤差ΔＲを求める過程で、実磁束ベクトルφ２ｒは円を描くと仮定した。しかしながら、実際には、式（Ｈ）によると、実磁束ベクトルφ２ｒの回転半径は二次時定数Ｔ２で減衰している。そのため、式（Ｐ）により求めた磁束補正値φｓＤには、回転半径の減衰の影響のために誤差が生じる。その結果、算出された一次抵抗Ｒ１に誤差が残り、初期値推定部７が推定する初期速度ωｍ０および初期二次磁束φ２０にも誤差が生じる。

【0056】

初期速度ωｍ０および初期二次磁束φ２０に誤差が生じると、トルク制御部１による制御の初期値に誤差が含まれるため、電動機６のトルク制御を必ずしも高精度に行うことができない場合があった。

【0057】

上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、電動機のトルク制御の精度向上を図ることができる制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0058】

上記課題を解決するため、本発明に係る制御装置は、電動機の制御装置であって、前記電動機に流れる電流ベクトルを検出する電流検出器と、前記電流ベクトルに基づいて、前記電動機に直流電流を流す拾い上げ電圧指令を出力する拾い上げ制御部と、前記電流ベクトルと、前記拾い上げ電圧指令と、前記電動機の一次抵抗ノミナル値とに基づき、演算磁束ベクトルを出力する磁束演算器と、同定時刻までの前記演算磁束ベクトルから、等間隔の３つの時点における演算磁束ベクトルを抽出する演算磁束抽出器と、前記３つの時点における演算磁束ベクトルに基づき、磁束補正値と、相対磁束ベクトルと、前記３つの時点の時刻間隔とを出力する磁束補正演算器と、前記磁束補正値と、前記相対磁束ベクトルとに基づき、磁束補正調整値を出力する調整器と、前記電流ベクトルと、前記一次抵抗ノミナル値と、前記時刻間隔と、前記磁束補正調整値とに基づき、前記電動機の一次抵抗を演算する一次抵抗演算器と、を備える。

【発明の効果】

【0059】

本発明に係る制御装置によれば、電動機のトルク制御の精度向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0060】

【図1】本発明の一実施形態に係る制御装置の構成例を示す図である。

【図2】図１に示す調整器の動作を説明するための図である。

【図3】従来の制御装置の構成例を示す図である。

【図4】図1及び図３に示す初期値推定部の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0061】

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

【0062】

図１は、本発明の一実施形態に係る制御装置１０の構成例を示す図である。本実施形態に係る制御装置１０は、速度センサを用いずに電動機６のトルク制御を行う、いわゆる速度センサレス電動機制御装置である。図１において、図３と同様の構成には同じ符号を付し、説明を省略する。

【0063】

図１に示す制御装置１００は、トルク制御部１と、拾い上げ制御部２と、切替部３と、電力変換部４と、電流検出部５と、初期値推定部７と、同定用タイマ２１と、磁束演算器２２と、演算磁束メモリ２３と、演算磁束抽出器２４と、磁束補正演算器３０と、調整器３１と、一次抵抗演算器３２とを備える。図１に示す制御装置１００は、図３に示す制御装置１００Ａと比較して、磁束補正演算器２５を磁束補正演算器３０に変更した点と、調整器３１を追加した点と、一次抵抗演算器２６を一次抵抗演算器３２に変更した点とが異なる。

【0064】

磁束補正演算器３０は、演算磁束ベクトルφｓ（ｔｘ０），φｓ（ｔｘ１），φｓ（ｔｘ２）が入力される。磁束補正演算器３０は、磁束補正演算器２５と同様にして、磁束補正値φｓおよび時刻間隔ｔｘｓを求める。また、磁束補正演算器３０は、演算磁束ベクトルφｓ（ｔｘ０），φｓ（ｔｘ１），φｓ（ｔｘ２）に基づき、式（Ｑ）、式（Ｒ）により、相対磁束ベクトルφｓｓ１，φｓｓ２を演算する。相対磁束ベクトルφｓｓ１は、演算磁束ベクトルφｓ（ｔｘ０）の終点から見た演算磁束ベクトルφｓ（ｔｘ１）の終点を示すベクトルである。また、相対磁束ベクトルφｓｓ２は、演算磁束ベクトルφｓ（ｔｘ０）の終点から見た演算磁束ベクトルφｓ（ｔｘ２）の終点を示すベクトルである。
φｓｓ１＝φｓ（ｔｘ１）－φｓ（ｔｘ０） 式（Ｑ）
φｓｓ２＝φｓ（ｔｘ２）－φｓ（ｔｘ０） 式（Ｒ）

【0065】

磁束補正演算器３０は、磁束補正値φｓＤと、相対磁束ベクトルφｓｓ１，φｓｓ２と、を調整器３１に出力し、時刻間隔ｔｘｓを一次抵抗演算器３２に出力する。

【0066】

調整器３１は、磁束補正値φｓと、相対磁束ベクトルφｓｓ１，φｓｓ２とが入力される。調整器３１は、磁束補正値φｓと、相対磁束ベクトルφｓｓ１，φｓｓ２とに基づき、式（Ｓ）～式（Ｘ）により、磁束補正調整値φｓＥを演算する。具体的には、調整器３１はまず、式(Ｓ)と式(Ｔ)により、一次抵抗誤差補正相対磁束ベクトルＦＳＭ，ＦＳＥを演算する。
ＦＳＭ＝φｓｓ１－φｓＤ／２ 式（Ｓ）
ＦＳＥ＝φｓｓ２－φｓＤ 式（Ｔ）

【0067】

原点（０，０）、ＦＳＭ、ＦＳＥの３点を通る円の中心をＦＲとし、調整値をφｓＧとして、調整器３１は、以下の式（Ｕ）～式（Ｖ１）よりＥ０＿Ｔを計算する。
ＦＳＭ＿Ｔ＝ｅ^{－ｔｘｓ／Ｔ２}＊（ＦＳＭ－ＦＲ）＋ＦＲ 式（Ｕ）
ＦＳＥ＿Ｔ＝ｅ^{－２＊ｔｘｓ／Ｔ２}＊（ＦＳＥ－ＦＲ）＋ＦＲ 式（Ｖ）
ＦＳＭ＿Ｔ２＝ＦＳＭ＿Ｔ－φｓＧ／２ 式（Ｕ１）
ＦＳＥ＿Ｔ２＝ＦＳＥ＿Ｔ－φｓＧ 式（Ｖ１）
Ｅ０＿Ｔ＝（ＦＳＥ＿Ｔ－ＦＳＭ＿Ｔ）・（ＦＳＥ＿Ｔ－ＦＳＭ＿Ｔ）
－ＦＳＭ＿Ｔ・ＦＳＭ＿Ｔ
＝Ｅ０Ａ＿Ｔ＋Ｅ０Ｂ＿Ｔ＊φｓＧ 式（Ｗ）

【0068】

Ｅ０＿Ｔ＝０として調整値φｓＧを演算し、調整器３１は、以下の式（Ｘ）により、磁束補正調整値φｓＥを演算する。
φｓＥ＝φｓＤ－φｓＧ 式（Ｘ）

【0069】

以下では、図２を参照して、式（Ｓ）～式（Ｘ）について説明する。

【0070】

図２において、一点鎖線で示す円は、点Ｒ（実二次磁束の収束点）を中心とする円である。また、図２において、φｓ（）は、一次抵抗Ｒ１による誤差を含む演算二次磁束を示す。φｒ（）は実二次磁束を示し、一点鎖線で示す、Ｒを中心とする円の半径が時定数Ｔ２で減衰した点である。

【0071】

演算二次磁束φｓに基づき、式（Ｋ）～式（Ｐ）より、磁束補正演算器３０により求められる磁束補正値φｓＤは、以下の式（Ｙ）で表すことができる。
φｓＤ＝２＊ｔｘｓ＊ΔＲ＊ｉ＋φｓＴ 式（Ｙ）

【0072】

ここで、φｓＴは「実磁束推定ベクトルφ２ｒの回転半径が二次時定数Ｔ２で減衰している」ことを考慮した誤差分である。

【0073】

また、式（Ｓ）、式（Ｔ）より、一次抵抗誤差ΔＲが含まれておらず、半径も実磁束とほぼ同じである円（図２においては、二点鎖線で示す円）が得られる。この円は、点ＦＲを中心とし、座標基準点（φｓ（ｔｘ０））、ＦＳＭおよびおよびＦＳＥの３点を通る円である。また、式（Ｕ）、式（Ｖ）より、実二次磁束φｒ（）と同等の動きを実現したＦＳＭ＿Ｔ，ＦＳＥ＿Ｔが得られる。ＦＳＭ＿Ｔ，ＦＳＥ＿Ｔは、二点鎖線で示す、点ＦＲを中心とする円の半径が二次時定数Ｔ２で減衰した点である。

【0074】

式（Ｕ１）～式（Ｗ）は、磁束補正値φｓＤを演算する式（Ｍ２）～式（Ｏ）と相似であるため、式（Ｕ１）～式（Ｗ）より、調整値φｓＧが求められる。式（Ｕ１）～式（Ｗ）より求められた調整値φｓＧは、「実磁束推定ベクトルφ２ｒの回転半径が二次時定数Ｔ２で減衰している」ことによる誤差分φｓＴと考えることができる。これより、式（Ｚ）が得られる。
φｓＥ＝φｓＤ－φｓＧ≒φｓＤ－φｓＴ＝２＊ｔｘｓ＊ΔＲ＊ｉ 式（Ｚ）

【0075】

図１を再び参照すると、調整器３１は、式（Ｚ）により演算した磁束補正調整値φｓＥを一次抵抗演算器３２に出力する。

【0076】

一次抵抗演算器３２は、電流ベクトルｉと、一次抵抗ノミナル値Ｒ１Ｃと、時刻間隔ｔｘｓと、磁束補正調整値φｓＥとが入力される。一次抵抗演算器３２は、一次抵抗ノミナル値Ｒ１Ｃと、時刻間隔ｔｘｓと、磁束補正調整値φｓＥとに基づき、式（Ｚ）および式（Ｋ）により一次抵抗Ｒ１を演算し、初期値推定部７に出力する。

【0077】

このように本実施形態によれば、制御装置１００は、磁束補正演算器３０と、調整器３１と、一次抵抗演算器３２とを備える。磁束補正演算器３０は、等間隔の３つの時点（ｔｘ０，ｔｘ１，ｔｘ２）における演算磁束ベクトルφｓ（ｔｘ０），φｓ（ｔｘ１），φｓ（ｔｘ２）に基づき、磁束補正値φｓＤと、相対磁束ベクトルφｓｓ１，φｓｓ２と、時刻間隔ｔｘｓとを出力する。調整器３１は、時刻補正値φｓＤと、相対磁束ベクトルφｓｓ１，φｓｓ２とに基づき、磁束補正調整値φｓＥを出力する。一次抵抗演算器３２は、電流ベクトルｉと、一次抵抗ノミナル値Ｒ１Ｃと、時刻間隔ｔｘｓと、磁束補正調整値φｓＥとに基づき、電動機６の一次抵抗Ｒ１を演算する。

【0078】

式（Ｓ）～式（Ｘ）を参照して説明したように、磁束補正値φｓＤを相対磁束ベクトルφｓｓ１，φｓｓ２に基づき調整することで、実磁束推定ベクトルφ２ｒの回転半径が時定数Ｔ２で減衰していることを考慮した磁束補正調整値φｓＥを求めることができる。そして、磁束補正調整値φｓＥを用いて一次抵抗Ｒ１を演算することで、回転半径の減衰の影響を考慮した一次抵抗Ｒ１を算出することができる。その結果、電動機６のトルク制御の精度向上を図ることができる。

【0079】

上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨および範囲内で、多くの変更および置換が可能であることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形および変更が可能である。

【符号の説明】

【0080】

１００，１００Ａ 制御装置
１ トルク制御部
２ 拾い上げ制御部
３ 切替部
４ 電力変換部
５ 電流検出器
６ 電動機
７ 初期値推定部
９ 実磁束推定部
１０ 実磁束メモリ
１１ 実磁束抽出部
１２ 初期速度推定部
１３ 初期磁束推定部
２１ 同定用タイマ
２２ 磁束演算器
２３ 演算磁束メモリ
２４ 演算磁束抽出器
２５，３０ 磁束補正演算器
２６，３２ 一次抵抗演算器
３１ 調整器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】