JP2004343833A - モータ制御装置 - Google Patents

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仁 田口
Takeshi Kitahata
剛 北畑
Yosuke Nakazawa
洋介 中沢
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Abstract

【課題】高周波重畳センサレス制御において印加された高周波による耳障りな電磁音を低減させることが可能なモータ制御装置を提供する。
【解決手段】電流制御手段1と高周波周波数/振幅設定手段2と高周波電圧指令重畳手段3と電圧指令座標変換手段4とインバータ5と電流座標変換手段6と高周波重畳方式回転子磁極位置推定手段7とから成り、インバータ5からモータ8に駆動電源が供給される。
高周波周波数/振幅設定2は、回転子磁極位置を推定するために電流制御手段1から出力された電圧指令Vd1,Vq1に重畳する高周波成分の高周波電圧指令42を生成するとともに、重畳する高周波成分の周波数及び振幅の双方またはどちらか一方を時間その他をパラメータとして変化させる。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの回転子磁極位置を推定するため高周波を印加するセンサレスモータ制御装置において、印加する電圧等の周波数・振幅を変化させることによってモータの電磁音を緩和させるモータ制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
同期電動機等の電気的突極性を持つ電動機を駆動する際には、所望のトルクを発生させるために、回転子の磁極位置を検出あるいは推定し、磁極位置に対応した適切な位相で電動機に電流を供給する必要がある。
【0003】
ここで、電気的な突極性があるモータの回転子磁極位置推定方法として、モータの回転子にトルクを発生させるために供給する電源(これを基本波と称する)に、この供給する電源の周波数(これを基本波周波数と称する)より高い周波数の電圧ないしは電流を重畳させて印加し、その結果得られる電流ないしは電圧のうち、印加した高周波と同じ周波数の成分の波形を抽出・解析し回転子磁極位置を推定演算する方法がある。
【0004】
そして、この回転子磁極位置の推定結果から回転子磁極位置に対応した適切な位相で電動機に電流を供給することで、高性能にモータの速度を制御するセンサレス制御(本明細書ではこれを高周波重畳センサレス制御と称する)が知られている。
【0005】
このとき、回転子磁極位置を推定するために十分な電流ないし電圧を得るためには、基本波に重畳する高周波の振幅は、所定の値以上でなければならない。
【0006】
なお、高周波重畳センサレス制御において基本波周波数より高い周波数の電圧ないしは電流を、dq軸回転座標系上のベクトル制御にてd軸ないしはq軸に重畳することを本明細書では1相重畳と呼び、d軸q軸双方に重畳することを本明細書では2相重畳と呼ぶ。
【0007】
【特許文献1】
特開2001−339999号公報
【0008】
【特許文献2】
特開平7−245981号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
従来の高周波重畳センサレス制御においては、基本波周波数より高い一定周波数の高周波がモータに印加されるため、印加された高周波による耳障りな電磁音が生じていた。
【0010】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、電気的な突極性があるモータの回転子磁極位置を推定するために、基本波周波数より高い周波数の電圧ないしは電流を基本波に重畳させてモータに印加する場合において、重畳する電圧ないし電流の周波数または振幅を可変とすることで、高周波スペクトルを分散し、あるいは特定の高周波成分の振幅の平均値を低減させ、モータからの電磁騒音を低減させたモータ制御装置の提供を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るモータ制御装置は、基本波周波数より高い周波数の電圧ないしは電流をモータに印加して回転子磁極位置及び速度を推定演算する高周波重畳センサレス制御手段を有するモータ制御装置において、前記モータに印加する基本波周波数より高い周波数の電圧ないし電流の周波数を可変とする事を特徴とする。
【0012】
このように、本発明に係るモータ制御装置によれば、モータの回転子磁極位置を推定するために印加する電圧ないし電流の周波数を可変とすることで、高周波スペクトルを分散し、ピーク的に特定の高周波成分を出すことのないようにするので、モータからの電磁騒音を低減することができる。
【0013】
また、本発明に係るモータ制御装置は、基本波周波数より高い周波数の電圧ないしは電流をモータに印加して回転子磁極位置及び速度を推定演算する高周波重畳センサレス制御手段を有するモータ制御装置において、前記モータに印加する基本波周波数より高い周波数の電圧ないし電流の振幅を可変とする事を特徴とする。
【0014】
このように、本発明に係るモータ制御装置によれば、モータの回転子磁極位置を推定するために印加する電圧ないし電流の振幅を可変とすることで、特定の高周波成分の振幅の平均値を下げるので、モータからの電磁騒音を低減することができる。
【0015】
さらに、本発明に係るモータ制御装置は、基本波周波数より高い周波数の電圧ないしは電流をモータに印加して回転子磁極位置・速度を推定演算する高周波重畳センサレス制御手段と、高周波を重畳しないで回転子磁極位置を推定するセンサレス制御手段とを有するモータ制御装置において、高周波重畳センサレス制御と高周波を重畳しないセンサレス制御とを相互に切り換える制御を行う場合において、高周波重畳を重畳しないセンサレス制御を適用しているときにも、基本波周波数より高い周波数の電圧ないし電流の振幅をモータに印加し、当該印加する電圧ないし電流の振幅を変化させることを特徴とする。
【0016】
このように、本発明に係るモータ制御装置によれば、高周波重畳センサレス制御手段以外のセンサレス制御を適用しているときにも、基本波周波数より高い周波数の電圧ないし電流をモータに印加する。従って、高周波重畳センサレス制御とセンサレス制御手段の制御モードとを相互に切り換える場合において、高周波重畳センサレス制御手段以外のセンサレス制御を適用している領域でモータに印加する高周波電圧ないし電流の振幅を徐々に減少あるいは増加させるので、モータからの電磁音の急激な変化を防止して、聴感情の不快感を緩和することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るモータ制御装置の実施の形態を図1乃至図11を参照して詳細に説明する。
【0018】
図1は本発明の第1の実施の形態を示した構成図である。
【0019】
図1に示すように、本制御装置は、電流制御手段1と高周波周波数/振幅設定手段2と高周波電圧指令重畳手段3と電圧指令座標変換手段4とインバータ5と電流座標変換手段6と高周波重畳方式回転子磁極位置推定手段7とから成り、インバータ5からモータ8に駆動電源が供給される。
【0020】
電流制御手段1は、dq軸電流指令IdRef,IqRefとモータのdq軸実電流Id、Iqとを比較し、dq軸電流指令IdRef,IqRefとdq軸実電流Id、Iqとが一致するよう制御演算を行い、演算結果を電圧指令Vd1,Vq1として出力する。この電圧指令Vd1,Vq1は、高周波周波数/振幅設定手段2からの信号と共に、高周波電圧指令重畳手段3に入力される。
【0021】
高周波周波数/振幅設定2は、回転子磁極位置を推定するために電流制御手段1から出力された電圧指令Vd1,Vq1に重畳する高周波成分の高周波電圧指令42を出力する。そしてこの周波数電圧指令42を変化させることにより、重畳する高周波成分の周波数及び振幅の双方またはどちらか一方を時間その他をパラメータとして変化させる。
【0022】
高周波電圧指令重畳手段3は、電流制御手段1から入力されたdq軸電圧指令Vd1,Vq1と高周波周波数/振幅設定2から入力された高周波電圧指令42とを加算し、dq軸電圧波形信号Vd2,Vq2を生成する。このdq軸電圧波形信号Vd2,Vq2は、電圧指令座標変換手段4に入力される。
【0023】
電圧指令座標変換手段4は、高周波電圧指令重畳手段3から入力されたdq軸電圧波形信号Vd2,Vq2と高周波重畳方式回転子位置推定手段7から入力された推定位相θ(回転子磁極位置)とを用いて座標変換を行い3相電圧指令Vu,Vv,Vwを生成する。3相電圧指令Vu,Vv,Vwは、インバータ5に入力される。
【0024】
インバータ5は、電圧指令座標変換手段4から入力された3相電圧指令Vu,Vv,Vwを用いモータ8に3相電圧指令Vu,Vv,Vwに応じた波形の電圧を印加する。このときモータ8に印加される電圧には高周波が重畳されている。また、モータ8に流れる電流のうちU相電流及びW相電流の計測値Iu,Iwは電流座標変換手段6に入力される。
【0025】
電流座標変換手段6は、モータ8に流れる電流の計測値Iu,Iw及び高周波重畳方式回転子位置推定手段7から入力された推定位相θ(回転子磁極位置)とからdq軸実電流Id,Iqを生成し、電流制御手段1及び高周波重畳方式回転子位置推定手段7に入力する。
【0026】
高周波重畳方式回転子位置推定手段7は、電流座標変換手段6から入力されたdq軸実電流Id,Iqと高周波周波数/振幅設定2から入力された高周波電圧指令42とから速度ωと位相θ(回転子磁極位置)を推定する。推定された位相θ(回転子磁極位置)は電圧指令座標変換手段4に入力される。また速度ωは不図示の速度制御手段に入力される。
【0027】
ここで、高周波周波数/振幅設定2は、出力する周波数電圧指令42を変化させることにより、回転子磁極位置を推定するために、基本波に重畳する高周波成分の周波数及び振幅の双方またはどちらか一方を時間その他をパラメータとして変化させる。このことにより、特定の周波数成分をピーク的に発生させることを防止し、高周波成分の周波数スペクトルを分散させることが出来る。また、重畳する高周波の振幅は必ずしも連続的に所定値以上を維持させなくても回転子磁極位置を推定することは可能なので、重畳する高周波成分の振幅を所定値より小さくする期間を設け、振幅の平均値を下げることが出来る。
【0028】
なお、ここで重畳する高周波電圧はパルス(矩形波)のみならず正弦波、三角波等回転子磁極位置を推定することができるものであればどんな波形でも良い。
【0029】
また、重畳する高周波成分の周波数及び振幅の双方またはどちらか一方は、時間経過と共に連続的あるいは離散的に変化させても良いし、非連続的に変化させても良い。またこれらの値を周期的に変化させても良いし、アトランダムに変化させても良い。さらに、時間とは無関係なパラメータ、例えば周囲の騒音の値の変化や周囲の騒音周波数分布の変化に応じて重畳する高周波成分の周波数及び振幅の双方またはどちらか一方を変化させても良い。
【0030】
このとき、周波数変化の周期、あるいは、同一周波数を持続させる期間は、重畳する高周波の波長の10倍以上が望ましい。
【0031】
また、図1の構成においては、モータに印加する電圧に高周波電圧を重畳させることとしたが、モータに印可する電流に高調電流を重畳させることとしても良いことは言うまでもない。
【0032】
このように第1の実施の形態によれば、重畳する高周波成分の周波数スペクトルのピークを分散させることが出来るので、また、重畳する高周波成分の振幅を所定値より小さくする期間を設け、振幅の平均値を下げることが出来るので、回転子磁極位置を推定するための高周波をモータに印加することに起因する騒音を低減することが出来る。
【0033】
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図2は本発明の第2の実施の形態を示した構成図である。また図3は第2の実施の形態において、パルス幅変調波と高周波電圧指令42の波形との関係を示す図である。
【0034】
本実施の形態は、パルス幅変調によりインバータ出力電圧及び周波数を変化させることで、モータの制御を行うPWM制御に本発明を適用したものである。
【0035】
図2に示すように、図1の構成にパルス幅変調(三角波)信号発生手段9及び相毎に3台の比較器10を追加した構成になっている。
【0036】
ここで、パルス幅変調(三角波)信号発生手段9から出力されたパルス幅振幅変調(三角波)信号は、三台の比較器10及び高周波周波数/振幅設定2に入力される。このとき、パルス幅変調(三角波)信号発生手段9から出力される三角波の信号は周波数が可変となっている。
【0037】
比較器10は、パルス幅変調(三角波)信号発生手段9から入力されたパルス幅振幅変調(三角波)信号と電圧指令座標変換手段4から入力された電圧指令Vu,Vu,Vwとを比較してインバータのゲート信号を生成しインバータ5を動作させる(PWM制御)。また、高周波周波数/振幅設定2は、パルス幅変調(三角波)信号発生手段9から入力されたパルス幅振幅変調(三角波)信号の周波数と同期させて高周波電圧指令42を出力し、重畳する高周波電圧の周波数を変化させる。
【0038】
図3はその際のパルス幅変調周波数31と重畳する高周波電圧指令42の波形である。図3に示すように、パルス幅変調周波数31は時間の経過と共に連続的に0.5kHzから1.5kHzの間を増減させている。この時、高周波電圧指令42はキャリアのピーク毎に+Vh,−Vhへと変化する。このように、高周波電圧指令42はパルス幅変調波(三角波)32に同期しているため、パルス幅変調波(三角波)32の周波数を変化させることにより高周波電圧指令42の周波数も変化する。これにより特定の周波数成分をピーク的に発生させることを防止し、高周波成分の周波数スペクトルを分散させることが出来る。
【0039】
なおここで、パルス幅変調波(三角波)32の周波数は、時間経過と共に連続的あるいは離散値的に変化させても良いし、非連続的に変化させても良い。またこれらの値を周期的に変化させても良いし、アトランダムに変化させても良い。さらに、時間とは無関係なパラメータ、例えば周囲の騒音の値の変化や周囲の周波数分布の変化に応じてパルス幅変調波(三角波)32の周波数を変化させても良い。
【0040】
このとき、周波数変化の周期、あるいは、同一周波数を持続させる期間は、重畳する高周波の波長の10倍以上が望ましい。
【0041】
また、ここでは、モータに印加する電圧に高周波電圧を重畳させることとしたが、モータに印可する電流に高調電流を重畳させることとしても良いことは言うまでもない。
【0042】
このように第2の実施の形態によれば、重畳する高周波成分の周波数スペクトルのピークを分散させることが出来るので、高周波をモータに印加することに起因する騒音を低減することが出来る。
【0043】
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態では、回転子磁極位置を推定するためにモータに印可する電圧または電流に重畳する高周波電圧ないし電流の周波数を時間的に変化させるものである。
【0044】
本実施の形態の構成は図1と同じとなる。また、図1では、モータに印加する電圧に高周波電圧を重畳させることとしているが、モータに印可する電流に高調電流を重畳させる構成としても良い。
【0045】
図4は本実施の形態において高周波周波数41を時間の経過と共に連続的に変化させた場合の高周波電圧指令42の波形を示し、図5は同様に高周波周波数41を時間の経過と共に離散的に変化させた場合の高周波電圧指令42の波形を示す。なお、高周波周波数41は、時間の経過と共にランダムに変化させても良い。
【0046】
時間の経過と共に高周波電圧指令42の周波数を変化させるという簡単な構成により、特定の周波数成分をピーク的に発生させることを防止し、高周波成分の周波数スペクトルを分散させることが出来る。
【0047】
このとき、周波数変化の周期、あるいは、同一周波数を持続させる期間は、重畳する高周波の波長の10倍以上が望ましい。
【0048】
このように第3の実施の形態よれば、時間の経過と共に高周波電圧指令42の周波数を変化させるという簡単な構成により、重畳する高周波成分の周波数スペクトルのピークを分散させることが出来るので、低コストで、高周波をモータに印加することに起因する騒音を低減することが出来る。
【0049】
次に、本発明の第4の実施の形態について説明する。第4の実施の形態では、回転子磁極位置を推定するためにモータに印可する電圧または電流に重畳する高周波電圧ないし電流の振幅を時間的に変化させるものである。
【0050】
本実施の形態の構成は図1と同じとなる。また、図1では、モータに印加する電圧に高周波電圧を重畳させることとしたが、モータに印可する電流に高調電流を重畳させる構成としても良い。
【0051】
図6は本実施の形態において高周波振幅51を時間の経過と共に連続的に変化させた場合の高周波電圧指令42の波形を示し、図7は同様に高周波振幅51を時間の経過と共に離散的に変化させた場合の高周波電圧指令42の波形を示す。
【0052】
一般に、電流制御手段1から出力された電圧指令Vd1,Vq1に高周波電圧指令42を、回転子磁極位置を推定するために重畳する場合は、重畳する高周波の振幅を所定の値以上にする必要がある。しかし、この重畳する高周波の振幅は必ずしも連続的に所定値以上を維持させなくても回転子磁極位置を推定することは可能なので、重畳する高周波成分の振幅を所定値より小さくする期間を設けることが出来る。
【0053】
図8は、重畳する高周波の振幅と、回転子磁極位置を推定するために必要とされる所定の振幅値との関係を示す図である。ここで、+Vt及び−Vtは、所定の振幅の上下限値である。したがって回転子磁極位置を推定するために必要とされる所定の振幅値は2Vt(+Vt−〔−Vt〕=2Vt)となる。
【0054】
図8(a)に示すように、重畳する高周波の振幅を一定とした場合、高周波電圧指令42aの振幅は連続的に所定の値(2Vt)以上でなければならない。一方、振幅を時間の経過と共に変化させる場合は、図8(b)〜図8(d)に示すように高周波電圧指令42b,42c,42dの振幅を所定値(2Vt)より小さくする期間を設けることが出来る。
【0055】
すなわち、高周波電圧指令42の振幅を時間の経過と共に連続的にt2の周期で変化させる場合は、図8(b)に示すように、一周期t2の期間中t1の期間だけ(例えば一周期の20%程度の期間)所定の値を超えていれば回転子磁極位置の推定が可能である。同様に、高周波電圧指令42の振幅を時間の経過と共に離散的にt4の周期で変化させる場合においても、図8(c)に示すように、一周期t4の期間中t3の期間だけ所定の値を超えていれば回転子磁極位置の推定が可能である。さらに、図8(d)に示すように、高周波電圧指令42dの振幅を所定値より小さくする期間t5は、振幅をゼロにすることも可能である。また、高周波電圧指令42の振幅を、時間の経過と共にランダムに変化させてた場合も同様である。
【0056】
このように第4の実施の形態よれば、時間の経過と共に高周波電圧指令42の振幅を変化させるという簡単な構成により、重畳する高周波成分の振幅を所定値より小さくする期間を設け、振幅の平均値を下げることが出来るので、低コストで、回転子磁極位置を推定するための高周波をモータに印加することに起因する騒音を低減することが出来る。
【0057】
図9は、上記第3及び第4の実施の形態において回転子磁極位置を推定するためにモータに印加する電圧の周波数又は振幅を周期的に変化させた場合の騒音実測データである。
【0058】
ここでは、計測対象として永久磁石モータを用いた。従来方式での計測値91は高周波電圧指令42の周波数及び振幅を固定して計測したものである。また、重畳周波数可変での計測値92は、印可する電圧の周波数を1[kHz]から1.25[kHz]の間で0.25[kHz]の変化幅をもたせ断続的に変化させて計測したものである。また、重畳振幅可変での計測値93は、重畳する高周波4サイクルにつき1回だけ従来方式と同様の振幅とし、それ以外では振幅を1/3として計測したものである。
【0059】
図9に示す通り、従来方式に比べて騒音が減少しているのが分かる。
【0060】
次に、本発明の第5の実施の形態について説明する。第5の実施の形態は、高周波重畳センサレス制御と高周波を重畳しないセンサレス制御(ここでは誘起電圧方式回転子磁極位置推定手段を用いたセンサレス制御−以降、誘起電圧方式センサレス制御と称す−を用いる)とを相互に切り換える制御を行う場合において、センサレス制御手段の制御モードを切り換えるときに、誘起電圧方式センサレス制御領域においても高周波を印加し、この領域で印加する高周波電圧ないし電流の振幅を徐々に減少ないし増加させるものである。
【0061】
図10は本発明の第5の実施の形態を示した構成図である。
【0062】
図10に示すように、本実施の形態においてモータ制御装置は、電流制御手段1と高周波周波数/振幅設定手段2と高周波電圧指令重畳手段3と電圧指令座標変換手段4とインバータ5と電流座標変換手段6と高周波重畳方式回転子磁極位置推定手段7と誘起電圧方式回転子磁極位置推定手段11と制御切替手段12a,12bとから成り、インバータ5からモータ8に駆動電源が供給される。
【0063】
ここで、電流制御手段1と高周波電圧指令重畳手段3と電圧指令座標変換手段4とインバータ5と電流座標変換手段6と高周波重畳方式回転子磁極位置推定手段7の機能は第1の実施の形態の場合と同じなので、新たに追加された構成要素及び機能について説明する。
【0064】
高周波周波数/振幅設定手段2は、第1の実施の形態の場合と同様に回転子磁極位置を推定するために電流制御手段1から出力された電圧指令信号Vd1,Vq1に重畳する高周波成分の高周波電圧指令42を生成するとともに、重畳する高周波成分の周波数及び振幅の双方またはどちらか一方を時間その他をパラメータとして変化させる。さらに、制御切替手段12bから入力されるモータの速度信号ωを受けて、モータの速度によりどちらの制御モードにあるかを判断し制御モードに応じた高周波電圧指令42を出力する。
【0065】
誘起電圧方式回転子磁極位置推定手段11は、電流座標変換手段6から入力されたdq軸実電流Id、Iqと高周波電圧指令重畳手段3から入力された電圧指令Vd2とから、高周波を重畳しない状態でモータに発生する誘起電圧に基づく信号を抽出し速度ωeと位相θe(回転子磁極位置)を推定する。推定された速度ωeは、制御切替手段12bに入力され、位相θeは制御切替手段12aに入力される。
【0066】
制御切替手段12aは、誘起電圧方式回転子磁極位置推定手段11から入力された位相θeと高周波重畳方式回転子位置推定手段7とから入力された位相θhとを、その時点における制御モードに応じて切替え出力する。すなわち、高周波重畳センサレス制御モードで運転しているときは、高周波重畳方式回転子位置推定手段7から入力された位相θhが選択され出力される。一方、誘起電圧方式センサレス制御で運転しているときは、誘起電圧方式回転子磁極位置推定手段11から入力された位相θeが選択され出力される。制御切替手段12aから出力された位相θh又は位相θeは、位相θ(回転子磁極位置)として電圧指令座標変換手段4及び電流座標変換手段6に入力される。
【0067】
制御切替手段12bは、誘起電圧方式回転子磁極位置推定手段11から入力されたモータ速度ωeと高周波重畳方式回転子位置推定手段7とから入力されたモータ速度ωhとを、その時点における制御モードに応じて切替え出力する。すなわち、高周波重畳センサレス制御モードで運転しているときは、高周波重畳方式回転子位置推定手段7から入力されたモータ速度ωhが選択され出力される。一方、誘起電圧方式センサレス制御で運転しているときは、誘起電圧方式回転子磁極位置推定手段11から入力されたモータ速度ωeが選択され出力される。制御切替手段12aから出力されたモータ速度ωh又はモータ速度ωeは、モータ速度信号ωとして電圧指令座標変換手段4及び電流座標変換手段6に入力される。
【0068】
ここで、制御モードの切替はモータ速度により行われる。すなわち、モータ速度が所定の値以下の場合は、高周波重畳センサレス制御が選択され、所定の値以上の場合は、誘起電圧方式センサレス制御が選択される。
【0069】
次に、本実施の形態におけるモータ制御装置の動作について説明する。図11は推定速度と重畳する高周波電圧指令42との関係を示す図である。
【0070】
図11に示すように、時刻Taでモータが起動し徐々に速度を上げ、時刻Tbで所定の速度Ntを超え、所定の速度Nt以上で運転を継続した後速度を徐々に下げ時刻Tcで所定の速度Nt以下となり、さらに速度を下げて時刻Tdでモータが停止する場合を考える。
【0071】
このとき、所定の速度Nt以下では高周波重畳センサレス制御が選択され所定の速度Nt以上では誘起電圧方式センサレス制御が選択されるので、時刻Taから時刻Tbまでは高周波重畳センサレス制御、時刻Tbから時刻Tcまでは誘起電圧方式センサレス制御、さらに時刻Tcから時刻Tdまでは高周波重畳センサレス制御となる。
【0072】
ここで、時刻Tbから時刻Tcまでの誘起電圧方式センサレス制御においては、高周波を重畳する必要がないが、図11に示すように、時刻Tbで高周波重畳センサレス制御から誘起電圧方式センサレス制御に切り替わるときに、即座に重畳する高周波をゼロにするのではなく、高周波周波数/振幅設定手段2から出力される高周波電圧指令42の振幅を時刻Tbから徐々に減少させることで徐々に重畳する高周波の振幅21を下げてゆく。したがって、誘起電圧方式センサレス制御が行われる領域においても高周波が重畳されることになる。
【0073】
同様に、時刻Tcで誘起電圧方式センサレス制御から高周波重畳センサレス制御に切り替わるときに、即座にに所定の振幅を持った高周波を重畳するのではなく、モータ8の速度が減少し所定の値Ntに近づいてきたとき、高周波周波数/振幅設定手段2から出力される高周波電圧指令42の振幅を徐々に増加させ重畳する高周波の振幅21を徐々に上げてゆき時刻Tcで所定の振幅値となるようにする。したがって、このときも誘起電圧方式センサレス制御が行われる領域においても高周波が重畳されることになる。
【0074】
なお、図10の構成においては、モータに印加する電圧に高周波電圧を重畳させることとしたが、モータに印可する電流に高調電流を重畳させることとしても良いことは言うまでもない。
【0075】
このように、第5の実施の形態によれば、誘起電圧方式センサレス制御と高周波重畳センサレス制御とを相互に切り換える場合において、誘起電圧方式センサレス制御を適用している領域で重畳する高周波電圧ないし電流の振幅を徐々に減少あるいは増加させるので、モータからの電磁音の急激な変化を防止して、聴感情の不快感を緩和することができる。
【0076】
【発明の効果】
上記のように、本発明に係るモータ制御装置によれば、モータの回転子磁極位置を推定するために印加する電圧ないし電流の周波数を可変とすることで、高周波スペクトルを分散し、ピーク的に特定の高周波成分を出すということのないようにしてモータからの電磁騒音を低減することができる。
【0077】
また、本発明に係るモータ制御装置によれば、モータの回転子磁極位置を推定するために印加する電圧ないし電流の振幅を可変とすることで、特定の高周波成分の振幅の平均値を低減しモータからの電磁騒音を低減することができる。
【0078】
さらに、本発明に係るモータ制御装置によれば、高周波重畳センサレス制御手段以外のセンサレス制御を適用しているときにも、基本波周波数より高い周波数の電圧ないし電流をモータに印加する。従って、高周波重畳センサレス制御とセンサレス制御手段の制御モードとを相互に切り換える場合において、高周波重畳センサレス制御手段以外のセンサレス制御を適用している領域でモータに印加する高周波電圧ないし電流の振幅を徐々に減少あるいは増加させるので、モータからの電磁音の急激な変化を防止して、聴感情の不快感を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示した構成図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態を示した構成図である。
【図3】第2の実施の形態において、パルス幅変調波と高周波電圧指令信号波形の関係を示す図である。
【図4】第3実施の形態において、高周波周波数を時間の経過と共に連続的に変化したときの、高周波電圧指令の波形を示す図である。
【図5】第3実施の形態において、高周波周波数を時間の経過と共に離散的に変化したときの、高周波電圧指令の波形を示す図である。
【図6】第4実施の形態において、高周波振幅を時間の経過と共に連続的に変化したときの、高周波電圧指令の波形を示す図である。
【図7】第4実施の形態において、高周波振幅を時間の経過と共に離散的に変化したときの、高周波電圧指令の波形を示す図である。
【図8】第4の実施の形態において、高周波の振幅と回転子磁極位置を推定するのに必要な所定の振幅との関係を示す図である。
【図9】第3の実施の形態及び第4の実施の形態における騒音実測データである。
【図10】本発明の第5の実施の形態を示した構成図である。
【図11】第5の実施の形態において、推定速度と重畳する高周波電圧指令との関係を示す図である。
【符号の説明】
1 電流制御手段
2 高周波周波数/振幅設定手段
3 高周波電圧指令重畳手段
4 電圧指令座標変換手段
5 インバータ
6 電流座標変換手段
7 高周波重畳方式回転子磁極位置推定手段
8 モータ
9 充電装置
11 誘起電圧方式回転子磁極位置推定手段
12a、12b 制御切替手段

Claims (6)

  1. 基本波周波数より高い周波数の電圧ないし電流をモータに印加して回転子磁極位置及び速度を推定演算する高周波重畳センサレス制御手段を有するモータ制御装置において、
    前記モータに印加する基本波周波数より高い周波数の電圧ないし電流の周波数を可変とする事を特徴とするモータ制御装置。
  2. 出力電圧指令信号とパルス幅変調信号とを比較してインバータのゲート信号を発生するPWM制御手段と、
    前記パルス幅変調信号の周波数を可変とし、当該パルス幅変調信号の周波数に同期して、前記モータに印加する基本波周波数より高い周波数の電圧ないし電流の周波数を可変とする印加周波数可変手段と、
    を有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。
  3. 前記モータに印加する基本波周波数より高い周波数の電圧ないしは電流の周波数を時間的に変化させることを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。
  4. 基本波周波数より高い周波数の電圧ないしは電流をモータに印加して回転子磁極位置及び速度を推定演算する高周波重畳センサレス制御手段を有するモータ制御装置において、
    前記モータに印加する基本波周波数より高い周波数の電圧ないし電流の振幅を可変とする事を特徴とするモータ制御装置。
  5. 前記モータに印加する基本波周波数より高い周波数の電圧ないしは電流の振幅を時間的に変化させることを特徴とする請求項4に記載のモータ制御装置。
  6. 基本波周波数より高い周波数の電圧ないしは電流をモータに印加して回転子磁極位置・速度を推定演算する高周波重畳センサレス制御手段と、高周波を重畳しないで回転子磁極位置を推定するセンサレス制御手段とを有するモータ制御装置において、
    高周波重畳センサレス制御と高周波を重畳しないセンサレス制御とを相互に切り換える制御を行う場合において、高周波重畳を重畳しないセンサレス制御を適用しているときにも、基本波周波数より高い周波数の電圧ないし電流の振幅をモータに印加し、当該印加する電圧ないし電流の振幅を変化させることを特徴とする特徴とするモータ制御装置。
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