特許 7538506 モータ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-14

(45)【発行日】2024-08-22

(54)【発明の名称】モータ装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 25/092 20160101AFI20240815BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20240815BHJP

【ＦＩ】

H02P25/092

H02M7/48 E

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2023089290

(22)【出願日】2023-05-30

【審査請求日】2023-05-31

(73)【特許権者】

【識別番号】504176911

【氏名又は名称】国立大学法人大阪大学

(73)【特許権者】

【識別番号】521210667

【氏名又は名称】株式会社Ａ．Ｈ．ＭｏｔｏｒＬａｂ

(74)【代理人】

【識別番号】110001667

【氏名又は名称】弁理士法人プロウィン

(72)【発明者】

【氏名】新口 昇

(72)【発明者】

【氏名】乙坂 純香

(72)【発明者】

【氏名】児玉 保久

【審査官】保田 亨介

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２３－００６２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０７８２５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－０８０１８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ７／４２－７／９８

Ｈ０２Ｐ４／００

２５／０８－２５／０９８

２９／００－３１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転子が強磁性体で構成されたスイッチトリラクタンスモータであるモータ部と、
前記モータ部に電力を供給するスイッチインバータ部と、
前記スイッチインバータ部に含まれる各スイッチを制御するスイッチ制御部と、
前記モータ部と前記スイッチインバータ部の間に設けられた電流センサ部とを備えるモータ装置であって、
前記モータ部にはＡ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相、Ｅ相およびＦ相の巻線が巻回されており、
前記スイッチインバータ部は、前記Ａ相、前記Ｃ相および前記Ｅ相に電流を供給する第１系統と、前記Ｂ相、前記Ｄ相および前記Ｆ相に電流を供給する第２系統を有し、
前記電流センサ部は、
前記第１系統のうち所定の２相の電流値を検出し、電気角１周期において前記電流値の平均から第１直流電流値を算出し、検出した前記所定の２相の電流値と前記第１直流電流値とに基づいて、他の１相の電流値を算出し、
前記第２系統のうち所定の２相の電流値を検出し、電気角１周期において前記電流値の平均から第２直流電流値を算出し、検出した前記所定の２相の電流値と前記第２直流電流値とに基づいて、他の１相の電流値を算出し、
前記スイッチ制御部は、前記電流センサの検出結果および算出結果に基づいて前記スイッチインバータ部をパルス制御することを特徴とするモータ装置。

【請求項2】

回転子が強磁性体で構成されたスイッチトリラクタンスモータであるモータ部と、
前記モータ部に電力を供給するスイッチインバータ部と、
前記スイッチインバータ部に含まれる各スイッチを制御するスイッチ制御部と、
前記モータ部と前記スイッチインバータ部の間に設けられた電流センサ部とを備えるモータ装置であって、
前記モータ部にはＡ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相、Ｅ相およびＦ相の巻線が巻回されており、
前記スイッチインバータ部は、前記Ａ相、前記Ｃ相および前記Ｅ相に電流を供給する第１系統と、前記Ｂ相、前記Ｄ相および前記Ｆ相に電流を供給する第２系統を有し、
前記電流センサ部は、
前記第１系統のうち所定の２相の電流値を検出し、ＤＣ電圧指令部が設定した直流電圧成分と相間抵抗から第１直流電流値を算出し、検出した前記所定の２相の電流値と前記第１直流電流値とに基づいて、他の１相の電流値を算出し、
前記第２系統のうち所定の２相の電流値を検出し、ＤＣ電圧指令部が設定した直流電圧成分と相間抵抗から第２直流電流値を算出し、検出した前記所定の２相の電流値と前記第２直流電流値とに基づいて、他の１相の電流値を算出し、
前記スイッチ制御部は、前記電流センサの検出結果および算出結果に基づいて前記スイッチインバータ部をベクトル制御することを特徴とするモータ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ装置に関し、特に、回転子に強磁性体を用いるスイッチトリラクタンスモータのモータ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から様々な技術分野において、交流の周波数を変化させることで回転数を制御でき、安定した回転数を得られる三相モータが動力源として用いられている。また、回転子に強磁性体を用いるスイッチトリラクタンスモータも提案されている（例えば特許文献１を参照）。また、複数の相を備えた多相巻線を複数系統備えたモータ装置も提案されている。

【0003】

従来の三相巻線を２系統備えたモータ装置では、第１系統の三相巻線としてＡ相コイル、Ｅ相コイル、Ｃ相コイルを有し、第２系統の三相巻線としてＤ相コイル、Ｂ相コイル、Ｆ相コイルを有している。このような従来のモータ装置では、各相に対応したスイッチを用いて、各相の巻線に電流が流れるタイミングを交互に切替えることで、各相のコイルに適切に電流が流れて、スイッチトリラクタンスモータを回転させることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－１０３９５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

このような従来のモータ装置では、各コイルに流れる相電流を検知することで、スイッチインバータ部の各スイッチを制御して、相電流をフィードバック制御している。そのため、スイッチインバータ部の各相とモータ装置の各相巻線との間にシャント抵抗を接続して、電流センサによって各相の電流を検知する必要があった。しかし、モータ装置の相数が増加するほどシャント抵抗と電流センサの必要数も増加し、装置の小型化やコスト低減が困難であるという問題があった。

【0006】

そこで本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、各相に流れる電流を検出するために必要な電流センサ数を低減しながらも、適切な回転制御を継続できるモータ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明のモータ装置は、回転子が強磁性体で構成されたスイッチトリラクタンスモータであるモータ部と、前記モータ部に電力を供給するスイッチインバータ部と、前記スイッチインバータ部に含まれる各スイッチを制御するスイッチ制御部と、前記モータ部と前記スイッチインバータ部の間に設けられた電流センサ部とを備えるモータ装置であって、前記モータ部にはＡ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相、Ｅ相およびＦ相の巻線が巻回されており、前記スイッチインバータ部は、前記Ａ相、前記Ｃ相および前記Ｅ相に電流を供給する第１系統と、前記Ｂ相、前記Ｄ相および前記Ｆ相に電流を供給する第２系統を有し、前記電流センサ部は、前記第１系統のうち所定の２相の電流値を検出し、電気角１周期において前記電流値の平均から第１直流電流値を算出し、検出した前記所定の２相の電流値と前記第１直流電流値とに基づいて、他の１相の電流値を算出し、前記第２系統のうち所定の２相の電流値を検出し、電気角１周期において前記電流値の平均から第２直流電流値を算出し、検出した前記所定の２相の電流値と前記第２直流電流値とに基づいて、他の１相の電流値を算出し、前記スイッチ制御部は、前記電流センサの検出結果および算出結果に基づいて前記スイッチインバータ部をパルス制御することを特徴とする。

【0008】

このような本発明のモータ装置では、第１系統と第２系統のうち２相の電流値を検出し、他の１相の電流値を算出することで、各相に流れる電流を検出するために必要な電流センサ数を低減しながらも、適切な回転制御を継続できる。

【0011】

また上記課題を解決するために、本発明のモータ装置は、回転子が強磁性体で構成されたスイッチトリラクタンスモータであるモータ部と、前記モータ部に電力を供給するスイッチインバータ部と、前記スイッチインバータ部に含まれる各スイッチを制御するスイッチ制御部と、前記モータ部と前記スイッチインバータ部の間に設けられた電流センサ部とを備えるモータ装置であって、前記モータ部にはＡ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相、Ｅ相およびＦ相の巻線が巻回されており、前記スイッチインバータ部は、前記Ａ相、前記Ｃ相および前記Ｅ相に電流を供給する第１系統と、前記Ｂ相、前記Ｄ相および前記Ｆ相に電流を供給する第２系統を有し、前記電流センサ部は、前記第１系統のうち所定の２相の電流値を検出し、ＤＣ電圧指令部が設定した直流電圧成分と相間抵抗から第１直流電流値を算出し、検出した前記所定の２相の電流値と前記第１直流電流値とに基づいて、他の１相の電流値を算出し、前記第２系統のうち所定の２相の電流値を検出し、ＤＣ電圧指令部が設定した直流電圧成分と相間抵抗から第２直流電流値を算出し、検出した前記所定の２相の電流値と前記第２直流電流値とに基づいて、他の１相の電流値を算出し、前記スイッチ制御部は、前記電流センサの検出結果および算出結果に基づいて前記スイッチインバータ部をベクトル制御することを特徴とするモータ装置。

【発明の効果】

【0014】

本発明では、各相に流れる電流を検出するために必要な電流センサ数を低減しながらも、適切な回転制御を継続できるモータ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１実施形態に係るモータ装置１００の構成例を示す模式図である。

【図2】第１実施形態に係るモータ装置１００のパルス駆動時における電流波形を示すグラフである。

【図3】第２実施形態に係るモータ装置１００の構成例を示す模式図である。

【図4】第３実施形態に係るモータ装置２００の構成例を示すブロック図である。

【図5】第３実施形態に係るモータ装置２００のベクトル駆動時における電流波形を示すグラフである。

【図6】 参考例に係るモータ装置３００の構成例を示すブロック図である。

【0016】

（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付すものとし、適宜重複した説明は省略する。図１は、本実施形態に係るモータ装置１００の構成例を示す模式図である。図１に示すように本実施形態のモータ装置１００は、モータ部１０と、スイッチインバータ部２０と、スイッチ制御部３０と、電流センサ部４０とを備えている。

【0017】

モータ部１０は、回転子（ロータ）１１と、回転子１１の周囲に配置された固定子（ステータ）１２を備えている。また、回転子１１には、外周に沿って強磁性体からなるロータティース（突極）が配置されている。また固定子１２は、コアバック部とその内周に突出して形成された複数のティース部１３を備えている。また、各ティース部１３に巻線（コイル）１４が、Ａ相巻線～Ｆ相巻線巻として巻回されている。図１に示した例では、モータ装置１００は１０突極１２スロットのスイッチトリラクタンスモータを構成しているが、突極数Ｐとスロット数Ｓは、１０突極１２スロットには限定されない。また、ティース部１３への各相の巻回方法も集中巻きに限定されず分布巻きであってもよい。

【0018】

コアバック部は、回転子１１の外側に回転子１１の外周を円周状に取り囲むように配置された部分であり、内周に複数のティース部１３が等間隔に突出して形成されている。コアバック部には公知のものを用いることができ、構成する材料や構造は限定されない。また、コアバック部よりも外周には別途モータハウジング等の部材が設けられている。

【0019】

ティース部１３は、コアバック部の内周面から回転子１１に向かって突出して形成された突起状部分であり、各ティース部１３は同じ長さと形状で形成されると共に等間隔に配置されており、各ティース部１３の間には間隔が設けられてスロットを構成している。各ティース部１３およびスロットには、巻線１４が巻回されており、巻線１４に電流が流れることでティース部１３に磁界が発生する。

【0020】

図１に示した例では、各巻線１４は固定子１２の円周に沿って順にＡ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相、Ｅ相、Ｆ相、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相、Ｅ相、Ｆ相、として１２スロットが配置されている。ここで、Ａ相、Ｃ相、Ｅ相の三相の組み合わせと、Ｂ相、Ｄ相、Ｆ相の三相の組み合わせが、それぞれ三相交流で駆動される第１系統および第２系統の三相巻線を構成している。

【0021】

スイッチインバータ部２０は、電源電圧（＋Ｖ）と接地電圧（０Ｖ）の間に６つのスイッチＳＡ～ＳＦが並列に接続されている。スイッチＳＡ，ＳＣ，ＳＥは、下流側に還流ダイオードＤＡ、ＤＣ，ＤＥが直列接続され、スイッチＳＢ，ＳＤ，ＳＦは、上流側に還流ダイオードＤＢ，ＤＤ，ＤＦが直列接続されている。これにより、Ａ相～Ｆ相の合計６個のスイッチ（スイッチＳＡ～スイッチＳＦ）と６個の還流ダイオードＤＡ～ＤＦで三相非対称型のスイッチインバータ部２０が構成されている。各スイッチは、それぞれドレインが電源電圧側（上流側）に接続され、ソースが接地電圧側（下流側）に接続されている。また、各スイッチとしてＭＯＳＦＥＴを用いる場合には、ソースとドレインの間に寄生ダイオードが並列に逆接続された等価回路となる。また、各スイッチはスイッチ制御部３０によって動作が制御される。

【0022】

スイッチ制御部３０は、予め定められたプログラムに従って情報処理を行い、モータ装置１００の各部を制御する演算部であり、ＣＰＵ（中央演算処理装置：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等で実現される。また、スイッチ制御部３０はモータ装置１００の各部から情報を取得してプログラムに従って演算処理を行う。スイッチ制御部３０には、メモリー装置や入出力装置、表示装置などが接続され、プログラムやデータの記録、演算結果の出力や表示等を行うこととしてもよい。またスイッチ制御部３０は、記録媒体に記録されたプログラムを読み込み、当該プログラムを実行することで本発明におけるモータ装置１００の制御方法を実行する。

【0023】

電流センサ部４０は、モータ部１０とスイッチインバータ部２０の間に設けられて、電流値の検出と算出を行う部分である。図１では、電流センサ部４０はシャント抵抗ＲＡ～ＲＤを有する例を示している。シャント抵抗ＲＡ～ＲＤは、それぞれスイッチインバータ部２０のＡ相～Ｄ相と、モータ部１０のＡ相巻線～Ｄ相巻線の間に直列に接続された抵抗である。電流センサ部４０は、シャント抵抗ＲＡ～ＲＤの両端における電位差を測定することで、Ａ相～Ｄ相に流れる電流値ｉａ～ｉｄを逐次検出することができる。ここで、図１に示した例では、スイッチインバータ部２０のＥ相、Ｆ相と、モータ部１０のＥ相巻線、Ｆ相巻線の間にはシャント抵抗を設けず、電流センサ部４０ではＥ相とＦ相に流れる電流値を直接検出していない。ここではＥ相とＦ相にシャント抵抗を設けない例を示したが、第１系統と第２系統の三相交流における各々２相にシャント抵抗を設ければ、どの相であってもよい。

【0024】

上述したように第１系統の三相巻線はＡ相、Ｃ相、Ｅ相の組み合わせであり、第２系統の三相巻線はＢ相、Ｄ相、Ｆ相の組み合わせである。したがって図１に示した例では、第１系統の三相巻線についてＡ相とＣ相の２相について電流値ｉａ，ｉｃをシャント抵抗ＲＡ，ＲＣで検出し、Ａ相とＣ相で検出した電流値ｉａ，ｉｃから他の１相であるＥ相の電流値iｅを算出する。また、第２系統の三相巻線についてＢ相とＤ相の２相について電流値ｉｂ，ｉｄをシャント抵抗ＲＢ，ＲＤで検出し、Ｂ相とＤ相で検出した電流値ｉｂ，ｉｄから他の１相であるＦ相の電流値ｉｆを算出する。

【0025】

図２は本実施形態に係るモータ装置１００のパルス駆動時における電流波形を示すグラフである。グラフ中の横軸は時間を示し、縦軸は各相に流れる電流値を示している。また、電流センサ部４０で検出した電流値ｉａは太い実線で示し、電流値ｉｃは一点鎖線で示し、電流値ｉｂは細い破線で示し、電流値ｉｄは二点鎖線で示している。また、電流センサ部４０で算出した電流値iｅは細い実線で示し、電流値ｉｆは太い破線で示している。

【0026】

パルス駆動においては、スイッチ制御部３０はスイッチインバータ部２０の各スイッチＳＡ～ＳＦに対して、電気角１周期において１８０度ずつ交互にオンとオフが繰り返される制御信号を送出する。また、スイッチＳＡ～ＳＦに印加される制御信号の位相は６０度ずつ異なっており、第１系統であるスイッチＳＡ，ＳＣ，ＳＥと、第２系統であるスイッチＳＢ，ＳＤ，ＳＦでは、オンとオフが反転した制御信号となっている。

【0027】

電流センサ部４０は、上述したようにシャント抵抗ＲＡ～ＲＤの両端の電位差を測定することで、電流値ｉａ，ｉｃ，ｉｂ，ｉｄの変化を経時的に検出している。このとき、三相交流である第１系統のＡ相、Ｃ相、Ｅ相では、三相の電流値を合計した直流電流値ｉｄｃが一定となっている。同様に、三相交流である第２系統のＢ相、Ｄ相、Ｆ相では、三相の電流値を合計した直流電流値－ｉｄｃが一定となっている。したがって、電流センサ部４０は、直流電流値ｉｄｃ，－ｉｄｃと、電流値ｉａ，ｉｃ，ｉｂ，ｉｄに基づいて、電流値iｅ，ｉｆを算出することができる。より具体的には、電流センサ部４０はiｅ＝ｉｄｃ－（ｉａ＋ｉｃ）と、iｆ＝－ｉｄｃ－（ｉｂ＋ｉｄ）を計算することで電流値iｅ，ｉｆを算出する。

【0028】

また電流センサ部４０は、回転子１１の回転速度から電気角１周期の時間を計算し、電気角１周期における電流値ｉａ，ｉｃ，ｉｂ，ｉｄの値に基づいて、直流電流値ｉｄｃ，－ｉｄｃを算出する。ここで、回転子１１の回転速度は、従来公知の技術を用いることで電流センサ部４０によって取得することができる。より具体的には、直流電流値ｉｄｃとは、電流値ｉａまたは電流値ｉｃの平均値から算出することができ、直流電流値－ｉｄｃは、電流値ｉｂまたは電流値ｉｄの平均値から算出することができる。より正確に直流電流値ｉｄｃ，－ｉｄｃを算出するためには、電流値ｉａと電流値ｉｃの平均値から直流電流値ｉｄｃを算出し、電流値ｉｂと電流値ｉｄの平均値から直流電流値－ｉｄｃを算出することが好ましい。図２には、電気角１周期に相当する期間を両矢印で示し、電流値ｉａ，ｉｃの平均値である直流電流値ｉｄｃと、電流値ｉｂ，ｉｄの平均値である直流電流値－ｉｄｃを実線で示している。

【0029】

上述したように本実施形態のモータ装置１００では、第１系統と第２系統のうち２相ずつの電流値ｉａ，ｉｃ，ｉｂ，ｉｄを検出し、他の１相ずつの電流値iｅ，ｉｆを算出することで、各相に流れる電流を検出するために必要な電流センサ数を低減しながらも、スイッチ制御部３０でパルス制御により適切な回転制御を継続できる。

【0030】

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図３を用いて説明する。第１実施形態と重複する内容は説明を省略する。図３は、本実施形態に係るモータ装置１００の構成例を示す模式図である。本実施形態では、スイッチインバータ部２０として１２スイッチインバータを用いる点が第１実施形態とは異なっている。

【0031】

スイッチインバータ部２０は、電源電圧（＋Ｖ）と接地電圧（０Ｖ）の間に６つのスイッチ群（Ａ群～Ｆ群）が並列に接続されている。各スイッチ群には、上流と下流に２つずつスイッチＳＡ１，ＳＡ２と、スイッチＳＢ１，ＳＢ２と、スイッチＳＣ１，ＳＣ２とスイッチＳＤ１，ＳＤ２と、スイッチＳＥ１，ＳＥ２と、スイッチＳＦ１，ＳＦ２が直列接続されており、合計１２個のスイッチによって、モータ部１０のＡ相巻線～Ｆ相巻線に対応した６相スイッチインバータのスイッチＡ相～スイッチＦ相が構成されている。

【0032】

各スイッチＳＡ１～ＳＦ２は、それぞれドレインが電源電圧側（上流側）に接続され、ソースが接地電圧側（下流側）に接続されている。また、各スイッチとしてＭＯＳＦＥＴを用いる場合には、ソースとドレインの間に寄生ダイオードが並列に逆接続された等価回路となる。また、各スイッチはスイッチ制御部３０によって動作が制御される。

【0033】

本実施形態のモータ装置１００でも、第１系統と第２系統のうち２相ずつの電流値ｉａ，ｉｃ，ｉｂ，ｉｄを検出し、他の１相ずつの電流値iｅ，ｉｆを算出することで、各相に流れる電流を検出するために必要な電流センサ数を低減しながらも、スイッチ制御部３０でパルス制御により適切な回転制御を継続できる。

【0034】

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図４、図５を用いて説明する。図４は、本実施形態に係るモータ装置２００の構成例を示すブロック図である。本実施形態では、スイッチ制御部３０がベクトル制御によってスイッチインバータ部２０を制御する点が第１実施形態とは異なっている。モータ装置２００の具体的な制御方法は、特許第７０１０４０５号等に記載された方法を用いることができる。

【0035】

図４に示すように本実施形態のモータ装置２００は、モータ部１０と、スイッチインバータ部２０と、スイッチ制御部３０と、電流センサ部４０とを備えている。また、スイッチ制御部３０は、仮想三相電流算出部３１と、三相ｄｑ変換部３２と、ＰＩ制御部３３と、目標電流設定部３４と、三相逆ｄｑ変換部３５と、ＤＣ電圧指令部３６を備えている。

【0036】

仮想三相電流算出部３１は、電流センサ部４０で検出および算出した各相の電流値ｉａ～ｉｆに基づいて、仮想の三相電流として相電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを求める。ここで、各相の電流値ｉａ～ｉｆは、第１系統と第２系統の三相巻線における所定の２相の電流値を検出し、検出した２相の電流値と直流電流値から他の１相の電流値を算出することで得られる。具体的な電流値の算出方法については後述する。また、仮想の三相電流は、第１系統と第２系統における対応する各相の平均を算出することで得られる。

【0037】

三相ｄｑ変換部３２は、得られた仮想三相電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを三相ｄｑ変換して、回転座標系に変換しｄ軸電流ｉｄとｑ軸電流ｉｑを求める。ＰＩ制御部３３は、ｄ軸電流ｉｄとｑ軸電流ｉｑを入力値としてＰＩ制御を行い、電流制御または回転速度制御のために電圧値ｖｄ，ｖｑを得る。目標電流設定部３４は、ＰＩ制御部３３におけるｄ軸電流ｉｄとｑ軸電流ｉｑの目標値を設定する。三相逆ｄｑ変換部３５は、回転座標系である電圧値ｖｄ，ｖｑに三相逆ｄｑ変換を行って交流指令電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを得る。ＤＣ電圧指令部３６は、スイッチインバータ部２０に印加する直流電圧成分ｖｄｃ，－ｖｄｃを設定する。ここで、ＰＩ制御部３３でのＰＩ制御は公知の技術を用いることができる。

【0038】

図４に示したように、スイッチ制御部３０でのベクトル制御によって、直流電圧成分ｖｄｃ，－ｖｄｃと交流指令電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいて、スイッチインバータ部２０の各相には制御信号が印加される。これにより、第１系統および第２系統の三相巻線をベクトル制御して、モータ部１０を回転駆動することができる。

【0039】

図５は、本実施形態に係るモータ装置２００のベクトル駆動時における電流波形を示すグラフである。グラフ中の横軸は時間を示し、縦軸は各相に流れる電流値を示している。また、電流センサ部４０で検出した電流値ｉａは太い実線で示し、電流値ｉｃは一点鎖線で示し、電流値ｉｂは細い破線で示し、電流値ｉｄは二点鎖線で示している。また、電流センサ部４０で算出した電流値ｉｅは細い実線で示し、電流値ｉｆは太い破線で示している。

【0040】

本実施形態では、ＤＣ電圧指令部３６が設定した直流電圧成分ｖｄｃと－ｖｄｃが判明しているため、各相の間の抵抗値である相間抵抗Ｒから直流電流値ｉｄｃ＝２ｖｄｃ／Ｒを算出することができる。同様に、直流電流値－ｉｄｃ＝－２ｖｄｃ／Ｒを算出することができる。ここで相間抵抗Ｒは、モータ装置３００における抵抗値を測定することで得られる。

【0041】

したがって、電流センサ部４０は、直流電流値ｉｄｃ，－ｉｄｃと、電流値ｉａ，ｉｃ，ｉｂ，ｉｄに基づいて、電流値iｅ，ｉｆを算出することができる。より具体的には、電流センサ部４０はiｅ＝ｉｄｃ－（ｉａ＋ｉｃ）と、iｆ＝－ｉｄｃ－（ｉｂ＋ｉｄ）を計算することで電流値iｅ，ｉｆを算出する。

【0042】

上述したように本実施形態のモータ装置２００でも、第１系統と第２系統のうち２相ずつの電流値ｉａ，ｉｃ，ｉｂ，ｉｄを検出し、他の１相ずつの電流値iｅ，ｉｆを算出することで、各相に流れる電流を検出するために必要な電流センサ数を低減しながらも、スイッチ制御部３０でベクトル制御により適切な回転制御を継続できる。

【0043】

（参考例）
次に、本発明の参考例について図６を用いて説明する。図６は、本参考例に係るモータ装置３００の構成例を示すブロック図である。本参考例では、相間抵抗Ｒから直流電流値Ｉｄｃを算出するのではなく、直流電流値Ｉｄｃをフィードバック制御する点が第３実施形態とは異なっている。

【0044】

図６に示すように本参考例のモータ装置３００は、モータ部１０と、スイッチインバータ部２０と、スイッチ制御部３０と、電流センサ部４０とを備えている。また、スイッチ制御部３０は、仮想三相電流算出部３１と、三相ｄｑ変換部３２と、ＰＩ制御部３３と、目標電流設定部３４と、三相逆ｄｑ変換部３５と、ＤＣ電圧指令部３６と、ＤＣ電流検出部３７と、ローパスフィルタと、ＰＩ制御部３８と、目標ＤＣ設定部３９とを備えている。

【0045】

ＤＣ電流検出部３７は、電流センサ部４０で検出および算出した各相の電流値ｉａ～ｉｆに基づいて、第１系統と第２系統でオフセットしている直流電流値ｉｄｃとして、ｉｄｃ＝（ｉａ－ｉｄ）／２、ｉｄｃ＝（ｉｃ－ｉｆ）／２、ｉｄｃ＝（ｉｅ－ｉｂ）／２によって直流電流値ｉｄｃを求める。ローパスフィルタは、ＤＣ電流検出部３７で算出された直流電流値ｉｄｃの高周波成分をカットする部分である。ＰＩ制御部３８は、ローパスフィルタを通過してきた直流電流値ｉｄｃを入力値としてＰＩ制御を行い、第１系統と第２系統の信号波において、直流成分となる直流指令電圧＋Ｖｄｃと－Ｖｄｃを得る。目標ＤＣ設定部３９は、ＰＩ制御部３８の目標電流値を設定する。ここで、ＰＩ制御部３８でのＰＩ制御は公知の技術を用いることができる。

【0046】

図６に示したように、スイッチ制御部３０でのベクトル制御によって、直流電圧成分ｖｄｃ，－ｖｄｃと交流指令電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいて、スイッチインバータ部２０の各相には制御信号が印加される。また、ＤＣ電流検出部３７、ローパスフィルタ、ＰＩ制御部３８および目標ＤＣ設定部３９を用いて、直流電流値ｉｄｃをフィードバック制御することで、相間抵抗Ｒによらず同じ制御方法で第１系統および第２系統の三相巻線をベクトル制御して、モータ部１０を回転駆動することができる。

【0047】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0048】

１００，２００，３００…モータ装置
１０…モータ部
１１…回転子
１２…固定子
１３…ティース部
１４…巻線
２０…スイッチインバータ部
３０…スイッチ制御部
３１…仮想三相電流算出部
３２…三相ｄｑ変換部
３３…ＰＩ制御部
３４…目標電流設定部
３５…三相逆ｄｑ変換部
３６…ＤＣ電圧指令部
３７…ＤＣ電流検出部
３８…ＰＩ制御部
３９…目標ＤＣ設定部
４０…電流センサ部

【要約】

【課題】各相に流れる電流を検出するために必要な電流センサ数を低減しながらも、適切な回転制御を継続できるモータ装置を提供する。
【解決手段】モータ部（１０）にはＡ相、Ｂ相、Ｃ相、Ｄ相、Ｅ相およびＦ相の巻線が巻回されており、スイッチインバータ部（２０）はＡ相、Ｃ相およびＥ相に電流を供給する第１系統と、Ｂ相、Ｄ相およびＦ相に電流を供給する第２系統を有し、電流センサ部（４０）は第１系統のうち所定の２相の電流値を検出し他の１相の電流値を算出し、第２系統のうち所定の２相の電流値を検出し他の１相の電流値を算出し、スイッチ制御部（３０）は電流センサ部（４０）の検出結果および算出結果に基づいてスイッチインバータ部（２０）を制御するモータ装置（１００）。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】