JP2011045185A - 永久磁石形同期電動機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】永久磁石形同期電動機の制御装置において、電動機の等価電機子抵抗と回転子の永久磁石磁束とを同時に推定し、磁極位置演算精度、トルク及び速度制御精度を向上させる。
【解決手段】電動機の電圧方程式、及び、等価電機子抵抗の温度による変化量と永久磁石磁束の温度による変化量との関係に基づく温度変化評価関数を用いて、等価電機子抵抗推定値の誤差、及び、永久磁石磁束推定値の誤差を演算する電気定数推定誤差演算手段と、等価電機子抵抗推定値の誤差を増幅して得た補正量により等価電機子抵抗の初期設定値を補正して等価電機子抵抗推定値を演算する等価電機子抵抗推定手段と、永久磁石磁束推定値の誤差を増幅して得た補正量により永久磁石磁束の初期設定値を補正して永久磁石磁束推定値を演算する永久磁石磁束推定手段と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、電力変換器を用いて永久磁石形同期電動機の速度及びトルクを制御する制御装置において、電動機を運転しながらその電機子抵抗及び永久磁石磁束を高精度に推定する技術に関するものである。

永久磁石形同期電動機のトルクは、回転子の永久磁石によって発生する磁束の大きさにほぼ比例する。このため、トルクを高精度に制御するためには、永久磁石の磁束を事前に測定し、これに基づいて電流を制御するのがよい。ところが、永久磁石磁束は温度によって変化するため、重負荷時のように永久磁石の温度が上昇する場合や周囲温度が変化した場合に、トルク制御精度が低下する問題がある。

一方、永久磁石形同期電動機の制御装置をコストダウンするため、磁極位置検出器を使用しないで運転する、いわゆる、センサレス制御が実用化されている。
センサレス制御は、電動機の端子電圧や電流の情報から回転子の磁極位置と速度とを演算し、これらに基づいて電流制御を行ってトルク制御や速度制御を実現するものである。

例えば、この種のセンサレス制御技術として、特許文献１や非特許文献１には、回転子の磁極方向に対して直交方向に発生する拡張誘起電圧を演算し、拡張誘起電圧の角度から磁極位置の演算誤差を検出し、これを利用して磁極位置と速度とを演算する技術が開示されている。
しかし、特許文献１や非特許文献１に開示されている従来技術では、電動機の低速運転時に、電機子抵抗の設定誤差や温度変化によって拡張誘起電圧ひいては磁極位置の演算誤差が大きくなり、この結果、トルク制御誤差が発生したり、運転不能になる等の問題がある。
そこで、電動機の運転状態に応じて電機子抵抗を正確に推定し、高精度なセンサレス制御を行うようにした従来技術が、以下のように公知となっている。

例えば、特許文献２には、電動機の電圧方程式から演算した永久磁石磁束から電機子巻線の温度を推定すると共に、永久磁石及び電機子巻線の温度係数を用いて電機子抵抗等の電動機定数を正確に推定し、磁極位置を演算する技術が開示されている。また、非特許文献２には、電動機の電圧方程式に基づいて演算した電流推定値の誤差から電機子抵抗及び永久磁石磁束を推定するセンサレス制御技術が開示されている。

特許第３４１１８７８号公報（段落［０１３２］〜［０１４１］、図１，図８等） 特開２００８−９２６４９号公報（請求項３〜５、請求項９，１１、段落［００１４］，［００２２］〜［００２６］、図１、図３等）

Takashi Aihara, Akio Toba, Takao Yanase, Akihide Mashimo, and Kenji Endo，「Sensorless Torque Control of Salient-Pole Synchronous Motor at Zero-Speed Operation」，IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, VOL. 14, NO.1, JANUARY 1999 福本 哲哉，富樫 重則，井上 淳，林 洋一，「固定子抵抗と永久磁石鎖交磁束のオンライン同時同定によるIPMSM位置センサレスベクトル制御の高性能化」，電気学会半導体電力変換研究会資料，SPC-08-80，p.41〜p.46

特許文献２や非特許文献２に開示された従来技術では、演算が複雑であるため制御装置のコストが上昇する恐れがある。また、制御定数の設計が困難であることから、所望の電機子抵抗推定値及び永久磁石磁束推定値の応答を得るのが困難である。
更に、実用化のためには、推定値の誤差が過大になるのを防止するため、運転条件に応じて推定演算を実行したり停止したりする必要がある。例えば、特許文献２には、低速時や電流が大きい時に電機子抵抗の推定演算を停止することによって推定誤差が過大になるのを防ぐ方法が記載されているが、推定演算を停止する直前に推定誤差が大きくなった場合には、電機子抵抗推定値が大きな誤差を持ったまま保持され、磁極位置の演算誤差がかえって大きくなる恐れがある。

そこで、本発明の解決課題は、電機子抵抗及び永久磁石磁束を高精度に推定して磁極位置演算精度、トルク及び速度制御精度を向上させた永久磁石形同期電動機の制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に係る制御装置は、電力変換器により駆動される永久磁石形同期電動機の制御装置であって、前記電動機の等価電機子抵抗推定値及び永久磁石磁束推定値に基づいて前記電動機の速度及びトルクを制御する制御装置において、
前記電動機の電圧方程式、及び、等価電機子抵抗の温度による変化量と永久磁石磁束の温度による変化量との関係に基づく温度変化評価関数を用いて、前記等価電機子抵抗推定値の誤差、及び、前記永久磁石磁束推定値の誤差を演算する電気定数推定誤差演算手段と、
前記等価電機子抵抗推定値の誤差を増幅して得た補正量により等価電機子抵抗の初期設定値を補正して前記等価電機子抵抗推定値を演算する等価電機子抵抗推定手段と、
前記永久磁石磁束推定値の誤差を増幅して得た補正量により永久磁石磁束の初期設定値を補正して前記永久磁石磁束推定値を演算する永久磁石磁束推定手段と、を備えたものである。
これにより、温度変化に起因する等価電機子抵抗推定値の誤差、及び、永久磁石磁束推定値の誤差を反映させて等価電機子抵抗及び永久磁石磁束を同時かつ高応答に推定し、これらの推定値をそれぞれの真値に収束させることができる。

請求項２に係る制御装置は、請求項１における電気定数推定誤差演算手段を具体化したものである。
すなわち、電気定数推定誤差演算手段は、
電流検出値、速度推定値、前記等価電機子抵抗推定値、前記永久磁石磁束推定値及び電動機定数を用いて前記電動機の端子電圧推定値を演算する端子電圧推定手段と、
前記端子電圧推定値と端子電圧検出値との偏差である端子電圧推定誤差を演算する手段と、
前記等価電機子抵抗推定値、前記永久磁石磁束推定値、前記電動機の電機子巻線の温度係数、永久磁石の温度係数、基準温度における等価電機子抵抗、及び、基準温度における永久磁石磁束を用いて前記温度変化評価関数を演算する手段と、
前記端子電圧推定誤差、前記温度変化評価関数、前記電動機の電流検出値及び速度推定値を用いて、前記等価電機子抵抗推定値の誤差、及び、前記永久磁石磁束推定値の誤差を演算する手段と、を備えている。

請求項３に係る制御装置は、請求項１または２における温度変化評価関数を電機子巻線温度と永久磁石温度とが異なる場合にも正確に演算できるように、前記温度変化評価関数を、電動機の電機子巻線の熱抵抗と永久磁石の熱抵抗との関数としたものである。

請求項４に係る制御装置は、請求項１または２における温度変化評価関数を配線抵抗が大きい場合にも正確に演算できるように、前記温度変化評価関数を、電動機の電機子巻線の熱抵抗、永久磁石の熱抵抗、配線の熱抵抗、配線の温度係数、基準温度における配線抵抗、永久磁石の熱時定数、及び、電動機の鉄損の関数としたものである。

請求項５に係る制御装置は、請求項１〜４の何れか１項における等価電機子抵抗推定手段または永久磁石磁束推定手段の構成を改良し、等価電機子抵抗推定値または永久磁石磁束推定値をより正確に演算可能としたものであり、この制御装置は、電動機の電流検出値及び速度推定値に応じて、等価電機子抵抗推定手段または永久磁石磁束推定手段の少なくとも一方のゲインを制御する手段を備えたことを特徴とする。

請求項６に係る制御装置は、請求項１〜５の何れか１項に記載した制御装置に第２の永久磁石磁束推定手段を付加したものであり、広い運転条件で永久磁石磁束を正確に推定可能としたものである。
すなわち、この制御装置は、電動機の熱モデルに基づいて永久磁石磁束の初期設定値からの変化量を演算する手段と、
前記永久磁石磁束の初期設定値、及び、この初期設定値からの前記永久磁石磁束の変化量から前記永久磁石磁束を推定する第２の永久磁石磁束推定手段と、
前記電動機の電流検出値と速度推定値とに応じて、前記第２の永久磁石磁束推定手段を実行する手段と、を備えたものである。

請求項７に係る制御装置は、請求項１〜６の何れか１項に記載した制御装置に第２の等価電機子抵抗推定手段を付加し、広い運転条件で等価電機子抵抗を正確に推定可能としたものである。
すなわち、この制御装置は、電動機の熱モデルに基づいて等価電機子抵抗の初期設定値からの変化量を演算する手段と、
等価電機子抵抗の初期設定値、及び、この初期設定値からの等価電機子抵抗の変化量から等価電機子抵抗を推定する第２の等価電機子抵抗推定手段と、
電動機の電流検出値と速度推定値とに応じて、第２の等価電機子抵抗推定手段を実行する手段と、を備えたものである。

請求項８に係る制御装置は、請求項７における等価電機子抵抗の初期設定値からの変化量を演算する演算手段を改良し、配線抵抗が大きい場合にも等価電機子抵抗を正確に推定可能としたものであり、上記演算手段は、電動機の熱モデルと配線の熱モデルとに基づいて、等価電機子抵抗の初期設定値からの変化量を演算するものである。

請求項９に係る制御装置は、請求項１〜８の何れか１項に記載した制御装置に第３の等価電機子抵抗推定手段を付加し、広い運転条件で等価電機子抵抗と永久磁石磁束とを正確に推定可能としたものであり、電動機の電圧方程式に基づいて等価電機子抵抗を推定する第３の等価電機子抵抗推定手段と、電動機の電流検出値と速度推定値に応じて、第３の等価電機子抵抗推定手段を実行する手段と、を備えたものである。

本発明によれば、温度変化に起因する推定誤差に基づき等価電機子抵抗及び永久磁石磁束をそれぞれ正確に推定することができ、これによって電動機のトルク制御精度や磁極位置演算精度の向上が可能になる。また、複数の推定手段を併用することにより、等価電機子抵抗及び永久磁石磁束を広い運転条件で高精度に推定することができる。

本発明の実施形態に係る速度制御系のブロック図である。 ｄ，ｑ軸及びγ，δ軸の関係を示すベクトル図である。 実施例１に係る電気定数推定手段の構成を示すブロック図である。 実施例４に係る電気定数推定手段の構成を示すブロック図である。 実施例５に係る電気定数推定手段の構成を示すブロック図である。 実施例６に係る電気定数推定手段の構成を示すブロック図である。 実施例７に係る電気定数推定手段の構成を示すブロック図である。 実施例８に係る電気定数推定手段の構成を示すブロック図である。 実施例４，６，７における重み係数の関数を示すグラフである。 実施例５における重み係数の関数を示すグラフである。 実施例８における重み係数の関数を示すグラフである。

以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。図１は、この実施形態に係る速度制御系のブロック図である。
まず、速度推定値ω_１及び磁極位置推定値θ_１の演算について説明する。
永久磁石形同期電動機は、電動機の電流を回転子のｄ軸（回転子の磁極方向の軸）とｄ軸から９０度進んだｑ軸とに分解して制御することにより、トルクや速度を高精度に制御することが可能である。しかしながら、磁極位置検出器を持たない場合、ｄ，ｑ軸を直接検出することができない。このため、ｄ，ｑ軸に対応した直交回転座標のγ，δ軸を制御装置内に想定し、このγ，δ軸上で制御演算を行っている。
図２は、これらのｄ，ｑ軸及びγ，δ軸の関係を示すベクトル図である。図２において、ω_１は回転子の速度推定値（γ，δ軸の回転角速度）、ω_ｒは速度実際値（ｄ，ｑ軸の回転角速度）、θ_ｅｒｒはγ，δ軸とｄ，ｑ軸との角度差（磁極位置演算誤差）である。

図１において、速度推定手段３１は、γ軸電圧指令値ｖ_γ ^＊、δ軸電圧指令値ｖ_δ ^＊、γ軸電流検出値ｉ_γ、δ軸電流検出値ｉ_δから、永久磁石形同期電動機８０の電圧方程式に基づいてγ，δ軸とｄ，ｑ軸との角度差θ_ｅｒｒを演算し、この角度差θ_ｅｒｒを増幅して速度推定値ω_１を演算する。
速度推定手段３１における角度差θ_ｅｒｒの演算には、電気定数推定手段４１により求めた等価電機子抵抗推定値Ｒ_ａｅｓｔを用いる。ここで、等価電機子抵抗は、電動機８０の電機子抵抗と、電動機８０と電力変換器７０との間の配線抵抗との和として定義する。
電気角演算器３２は、速度推定手段３１から出力される速度推定値ω_１を積分して磁極位置推定値θ_１を演算する。
これらの演算によって角度差θ_ｅｒｒを零に収束させることができ、速度推定値ω_１及び磁極位置推定値θ_１を真値に収束させることができる。

次に、速度推定値ω_１及び磁極位置推定値θ_１を用いて永久磁石形同期電動機８０の速度制御を行う方法について説明する。
速度指令値ω^＊と速度推定値ω_１との偏差を減算器１６により演算し、この偏差を速度調節器１７により増幅してトルク指令値τ^＊を演算する。電流指令演算器１８は、トルク指令値τ^＊及び速度推定値ω_１と、電気定数推定手段４１が演算する永久磁石磁束推定値Ψ_ｍｅｓｔとから、電動機８０の端子電圧が電力変換器７０の最大出力電圧以下の条件で所望のトルクを出力するようなγ，δ軸電流指令値ｉ_γ ^＊，ｉ_δ ^＊を演算する。

また、ｕ相電流検出器１１ｕ、ｗ相電流検出器１１ｗによりそれぞれ検出した相電流検出値ｉ_ｕ，ｉ_ｗは、磁極位置推定値θ_１を用いて電流座標変換器１４によりγ，δ軸電流検出値ｉ_γ，ｉ_δに座標変換する。
γ軸電流指令値ｉ_γ ^＊とγ軸電流検出値ｉ_γとの偏差を減算器１９ａにて演算し、この偏差をγ軸電流調節器２０ａにより増幅してγ軸電圧指令値ｖ_γ ^＊を演算する。一方、δ軸電流指令値ｉ_δ ^＊とδ軸電流検出値ｉ_δとの偏差を減算器１９ｂにて演算し、この偏差をδ軸電流調節器２０ｂにより増幅してδ軸電圧指令値ｖ_δ ^＊を演算する。

γ，δ軸電圧指令値ｖ_γ ^＊，ｖ_δ ^＊は、電圧座標変換器１５により、磁極位置推定値θ_１を用いて相電圧指令値ｖ_ｕ ^＊，ｖ_ｖ ^＊，ｖ_ｗ ^＊に変換される。
整流回路６０は、三相交流電源５０の三相交流電圧を整流して得た直流電圧をインバータ等の電力変換器７０に供給する。
ＰＷＭ回路１３は、相電圧指令値ｖ_ｕ ^＊，ｖ_ｖ ^＊，ｖ_ｗ ^＊と入力電圧検出回路１２により検出した入力電圧検出値Ｅ_ｄｃとから、電力変換器７０の出力電圧を相電圧指令値ｖ_ｕ ^＊，ｖ_ｖ ^＊，ｖ_ｗ ^＊に制御するためのゲート信号を生成する。電力変換器７０は、上記ゲート信号に基づいて内部の半導体スイッチング素子をオンオフ制御し、電動機８０の端子電圧を相電圧指令値ｖ_ｕ ^＊，ｖ_ｖ ^＊，ｖ_ｗ ^＊に制御する。

次に、図１の電気定数推定手段４１の構成及び作用を、各実施例により説明する。

まず、図３は、実施例１に係る電気定数推定手段４１の構成を示すブロック図であり、請求項１に相当する。
電気定数推定誤差演算器１１０は、γ，δ軸電流検出値ｉ_γ，ｉ_δ、δ軸電圧指令値ｖ_δ ^＊、速度推定値ω_１、等価電機子抵抗推定値Ｒ_ａｅｓｔ及び永久磁石磁束推定値Ψ_ｍｅｓｔから、等価電機子抵抗推定誤差演算値Ｒ_{ａｅｒｒｅｓｔ}及び永久磁石磁束推定誤差演算値Ψ_{ｍｅｒｒｅｓｔ}を求める。ここで、請求項２に記載の技術によって構成される電気定数推定誤差演算器１１０の詳細を説明する。
始めに、永久磁石形同期電動機８０のδ軸電圧方程式より、δ軸電圧推定値ｖ_δｅｓｔを数式１により演算する。

次に、δ軸電圧推定誤差ｖ_δｅｒｒを、数式２に示すようにδ軸電圧推定値ｖ_δｅｓｔとδ軸電圧指令値ｖ_δ ^＊との偏差から演算する。このδ軸電圧推定誤差ｖ_δｅｒｒは、等価電機子抵抗推定値Ｒ_ａｅｓｔの誤差と永久磁石磁束推定値Ψ_ｍｅｓｔの誤差に比例する。

次いで、等価電機子抵抗の温度による変化量と永久磁石磁束の温度による変化量との関係に基づく温度変化評価関数を導出する。
まず、温度変化に起因する永久磁石磁束の無負荷時（永久磁石温度が周囲温度Ｔ_ａに等しいとき）からの変化量（永久磁石磁束の温度による変化量）は、数式３によって表される。

また、温度変化に起因する等価電機子抵抗Ｒ_ａの無負荷時からの変化量（等価電機子抵抗の温度による変化量）は、数式４に示す如く、電機子抵抗Ｒ_ｗの無負荷時からの変化量と、配線抵抗Ｒ_ｌの無負荷時からの変化量との和になる。

ここで、配線抵抗Ｒ_ｌが無視でき、永久磁石温度と電機子巻線温度とが等しい場合について、温度変化評価関数を導出する。
永久磁石温度と電機子巻線温度とが等しい場合、永久磁石の熱抵抗Ｒ_ｔｈｍと電機子巻線の熱抵抗Ｒ_ｔｈｗとは等しく、かつ、永久磁石の熱時定数Ｔ_ｔｈｍと電機子巻線の熱時定数Ｔ_ｔｈｗとは等しい。数式３及び数式４から電動機の損失Ｑ_{ｍｏｔｏｒ}を消去すると、数式５が導出される。

後述するように、等価電機子抵抗の初期設定値と永久磁石磁束の初期設定値とを平均温度時の値に設定していることから、数式５における無負荷時の等価電機子抵抗Ｒ_{ａ（Ｔａ）}と無負荷時の永久磁石磁束Ψ_{ｍ（Ｔａ）}とを、それぞれ、平均温度時の等価電機子抵抗Ｒ_{ａ（ＡＶＥ）}と平均温度時の永久磁石磁束Ψ_{ｍ（ＡＶＥ）}とに置き換え、等価電機子抵抗Ｒ_ａと永久磁石磁束Ψ_ｍとを、それぞれ、等価電機子抵抗推定値Ｒ_ａｅｓｔと永久磁石磁束推定値Ψ_ｍｅｓｔとに置き換えることにより、温度変化評価関数ｆ_ｔｈを数式６によって演算する。

数式６により演算した温度変化評価関数ｆ_ｔｈは、等価電機子抵抗推定値Ｒ_ａｅｓｔの誤差と永久磁石磁束推定値Ψ_ｍｅｓｔの誤差の関数である。また、等価電機子抵抗推定値Ｒ_ａｅｓｔ及び永久磁石磁束推定値Ψ_ｍｅｓｔが真値に等しい場合、温度変化評価関数ｆ_ｔｈは零になる。
図３における電気定数推定誤差演算器１１０は、数式２のδ軸電圧推定誤差ｖ_δｅｒｒと数式６の温度変化評価関数ｆ_ｔｈとから、数式７を用いて、等価電機子抵抗推定誤差演算値Ｒ_{ａｅｒｒｅｓｔ}及び永久磁石磁束推定誤差演算値Ψ_{ｍｅｒｒｅｓｔ}を求める。

等価電機子抵抗推定誤差演算値Ｒ_{ａｅｒｒｅｓｔ}は反転増幅器１２１により反転増幅され、電機子抵抗推定ゲインＧ_Ｒａを乗じた後、積分器１２２により積分されて等価電機子抵抗補正値Ｒ_{ａｃｏｍｐ}が演算される。また、数式８に示すように、平均温度時の等価電機子抵抗Ｒ_{ａ（ＡＶＥ）}と等価電機子抵抗補正値Ｒ_{ａｃｏｍｐ}とが加算器１２３により加算され、等価電機子抵抗推定値Ｒ_ａｅｓｔとして図１の速度推定手段３１に送られることになる。
なお、等価電機子抵抗推定値Ｒ_ａｅｓｔの初期設定値は、平均温度時の等価電機子抵抗Ｒ_{ａ（ＡＶＥ）}とする。

平均温度時の等価電機子抵抗Ｒ_{ａ（ＡＶＥ）}は、平均温度電機子抵抗演算器１２４が周囲温度Ｔ_ａに基づいて数式９により演算する。ここで、周囲温度Ｔ_ａは、予め設定された一定値、または、温度検出回路による検出値のいずれでもよい。

前述した等価電機子抵抗推定値Ｒ_ａｅｓｔの演算と同様に、永久磁石磁束推定誤差演算値Ψ_{ｍｅｒｒｅｓｔ}を反転増幅器１２５、永久磁石磁束推定ゲインＧ_Ψｍ及び積分器１２６に順次入力して永久磁石磁束補正値Ψ_{ｍｃｏｍｐ}を演算し、数式１０に示すように、加算器１２７にて平均温度時の永久磁石磁束Ψ_{ｍ（ＡＶＥ）}と永久磁石磁束補正値Ψ_{ｍｃｏｍｐ}とを加算して永久磁石磁束推定値Ψ_ｍｅｓｔを演算する。この永久磁石磁束推定値Ψ_ｍｅｓｔは、図１の電流指令演算器１８に送られることとなる。
なお、永久磁石磁束推定値Ψ_ｍｅｓｔの初期設定値は、平均温度時の永久磁石磁束Ψ_{ｍ（ＡＶＥ）}とする。

平均温度時の永久磁石磁束Ψ_{ｍ（ＡＶＥ）}は、平均温度永久磁石磁束演算器１２８が、周囲温度Ｔ_ａに基づいて数式１１により演算する。

以上の演算処理により、等価電機子抵抗推定誤差演算値Ｒ_{ａｅｒｒｅｓｔ}及び永久磁石磁束推定誤差演算値Ψ_{ｍｅｒｒｅｓｔ}が零になるように等価電機子抵抗推定値Ｒ_ａｅｓｔ及び永久磁石磁束推定値Ψ_ｍｅｓｔが演算され、これらの等価電機子抵抗推定値Ｒ_ａｅｓｔ及び永久磁石磁束推定値Ψ_ｍｅｓｔは真値に収束することとなる。
なお、上記構成において、反転増幅器１２１、ゲインＧ_Ｒａ、積分器１２２、平均温度電機子抵抗演算器１２４及び加算器１２３は、請求項における等価電機子抵抗推定手段を構成し、また、反転増幅器１２５、ゲインＧ_Ψｍ、積分器１２６、平均温度永久磁石磁束演算器１２８及び加算器１２７は、請求項における永久磁石磁束推定手段を構成している。

次に、本発明の実施例２は、実施例１において永久磁石温度と電機子巻線温度とが異なる場合にも適用できるように温度変化評価関数ｆ_ｔｈを改良すると共に、これに伴って、等価電機子抵抗推定誤差演算値Ｒ_{ａｅｒｒｅｓｔ}及び永久磁石磁束推定誤差演算値Ψ_{ｍｅｒｒｅｓｔ}の演算方法を改良したものである。この実施例２は、請求項３に対応している。

電動機８０の配線抵抗Ｒ_ｌを無視でき、かつ、永久磁石の熱時定数Ｔ_ｔｈｍと電機子巻線の熱時定数Ｔ_ｔｈｗとが等しいと仮定すると共に、数式３及び数式４により電動機８０の損失Ｑ_{ｍｏｔｏｒ}を消去した関係式から、数式６と同様にして温度変化評価関数ｆ_ｔｈを数式１２により演算する。

等価電機子抵抗推定誤差演算値Ｒ_{ａｅｒｒｅｓｔ}及び永久磁石磁束推定誤差演算値Ψ_{ｍｅｒｒｅｓｔ}は、実施例１と同様に数式７により演算するが、温度変化評価関数ｆ_ｔｈを数式１２により演算することから、信号要素ｚ_１１，ｚ_１２，ｚ_２１，ｚ_２２を数式１３のように定める。

本発明の実施例３は、前述した実施例１において電動機８０の配線抵抗Ｒ_ｌを無視できず、かつ、永久磁石温度と電機子巻線温度とが異なる場合にも適用できるように温度変化評価関数ｆ_ｔｈを改良すると共に、これに伴って等価電機子抵抗推定誤差演算値Ｒ_{ａｅｒｒｅｓｔ}及び永久磁石磁束推定誤差演算値Ψ_{ｍｅｒｒｅｓｔ}の演算方法を改良したものである。この実施例３は、請求項４に対応している。

永久磁石の熱時定数Ｔ_ｔｈｍと電機子巻線の熱時定数Ｔ_ｔｈｗと配線の熱時定数Ｔ_ｔｈｌとが何れも等しいと仮定し、数式３及び数式４により電動機８０の損失Ｑ_{ｍｏｔｏｒ}及び配線の損失Ｑ_ｌを消去した関係式から、数式６と同様にして温度変化評価関数ｆ_ｔｈを数式１４により演算する。

温度変化評価関数ｆ_ｔｈを数式１４によって演算することから、信号要素ｚ_１１，ｚ_１２，ｚ_２１，ｚ_２２を数式１５のよう定める。

図４は、本発明の実施例４における電気定数推定手段４１のブロック図である。この実施例４は実施例１を改良したものであり、請求項５に対応している。
数式７により演算される等価電機子抵抗推定誤差演算値Ｒ_{ａｅｒｒｅｓｔ}及び永久磁石磁束推定誤差演算値Ψ_{ｍｅｒｒｅｓｔ}は、ｄｅｔ（Ｚ^Ｔ）が小さいときに誤差の影響を受けやすい。そこで、ｄｅｔ（Ｚ^Ｔ）が小さいときに、等価電機子抵抗推定誤差演算値Ｒ_{ａｅｒｒｅｓｔ}から等価電機子抵抗補正値Ｒ_{ａｃｏｍｐ}までのゲイン、及び、永久磁石磁束推定誤差演算値Ψ_{ｍｅｒｒｅｓｔ}から永久磁石磁束補正値Ψ_{ｍｃｏｍｐ}までのゲインを減少させることにより、各推定値Ｒ_ａｅｓｔ，Ψ_ｍｅｓｔの誤差が過大になるのを防ぐようにしたものである。なお、これらのゲインは、少なくとも一方を制御可能としても良い。

まず、等価電機子抵抗推定値Ｒ_ａｅｓｔの演算方法について説明する。
図４において、第１の重み係数Ｗ_Ｒａと第２の重み係数（１−Ｗ_Ｒａ）との和を“１”とし、これらの重み係数Ｗ_Ｒａ，（１−Ｗ_Ｒａ）の上限値を“１”、下限値を“零”とする。このとき、反転増幅器１２１、第１の重み係数Ｗ_Ｒａ、減算器１２９、電機子抵抗推定ゲインＧ_Ｒａ、積分器１２２、第２の重み係数（１−Ｗ_Ｒａ）、加算器１２３により、等価電機子抵抗の真値Ｒ_ａから等価電機子抵抗推定値Ｒ_ａｅｓｔまでの伝達関数は、数式１６の関係にある。
この数式１６より、第１の重み係数Ｗ_Ｒａに比例して、等価電機子抵抗の真値Ｒ_ａから等価電機子抵抗推定値Ｒ_ａｅｓｔまでの伝達関数のゲインを制御できることが明らかである。

同様にして、第３の重み係数Ｗ_Ψｍと第４の重み係数（１−Ｗ_Ψｍ）との和を“１”とし、これらの重み係数Ｗ_Ψｍ，（１−Ｗ_Ψｍ）の上限値を“１”、下限値を“零”とする。このとき、反転増幅器１２５、第３の重み係数Ｗ_Ψｍ、減算器１３０、永久磁石推定ゲインＧ_Ψｍ、積分器１２６、第４の重み係数（１−Ｗ_Ψｍ）、加算器１２７によって、永久磁石磁束の真値Ψ_ｍから永久磁石磁束推定値Ψ_ｍｅｓｔまでの伝達関数のゲインを、第３の重み係数Ｗ_Ψｍに比例させて制御することができる。

ここで、図９は、｜ｄｅｔ（Ｚ^Ｔ）｜から第１の重み係数Ｗ_Ｒａ、第２の重み係数（１−Ｗ_Ｒａ）、第３の重み係数Ｗ_Ψｍ、第４の重み係数（１−Ｗ_Ψｍ）を演算する関数を示している。
｜ｄｅｔ（Ｚ^Ｔ）｜がしきい値Ｘ_ｔｈ１よりも小さいときは、第１の重み係数Ｗ_Ｒａ及び第３の重み係数Ｗ_Ψｍを“零”、第２の重み係数（１−Ｗ_Ｒａ）及び第４の重み係数（１−Ｗ_Ψｍ）を“１”に制御する。｜ｄｅｔ（Ｚ^Ｔ）｜がしきい値Ｘ_ｔｈ１としきい値Ｘ_ｔｈ２との間にあるときは、第１の重み係数Ｗ_Ｒａ及び第３の重み係数Ｗ_Ψｍを増加させ、第２の重み係数（１−Ｗ_Ｒａ）及び第４の重み係数（１−Ｗ_Ψｍ）を減少させる。｜ｄｅｔ（Ｚ^Ｔ）｜がしきい値Ｘ_ｔｈ２よりも大きいときは、第１の重み係数Ｗ_Ｒａ及び第３の重み係数Ｗ_Ψｍを “１”、第２の重み係数（１−Ｗ_Ｒａ）及び第４の重み係数（１−Ｗ_Ψｍ）を “零”に制御する。
詳細な説明は省略するが、この実施例４の技術は、実施例２または実施例３にも適用することができる。

次に、図５は本発明の実施例５における電気定数推定手段４１のブロック図を示している。この実施例５は、実施例４に、電動機８０の熱モデルを使用して永久磁石磁束を推定する第２の永久磁石磁束推定手段を付加することにより、広い運転条件のもとで永久磁石磁束を高精度に推定できるように改良したものであり、請求項６に対応している。
以下では、実施例１として説明した、電気定数推定誤差演算器１１０により演算した永久磁石磁束推定誤差演算値Ψ_{ｍｅｒｒｅｓｔ}を用いた永久磁石磁束推定手段を第１の永久磁石磁束推定手段と呼ぶ。
この第１の永久磁石磁束推定手段と、実施例５に係る第２の永久磁石磁束推定手段との切り換えは、図５に示すごとく、第３の重み係数Ｗ_Ψｍ、第４の重み係数（１−Ｗ_Ψｍ）及び加算器１３１を用いて、積分器１２６の入力を制御することにより実現する。

図５において、第１の永久磁石磁束推定手段を実行する場合は、第３の重み係数Ｗ_Ψｍを“１”、第４の重み係数（１−Ｗ_Ψｍ）を“零”に制御する。この場合、実施例１と同様に、永久磁石磁束推定誤差演算値Ψ_{ｍｅｒｒｅｓｔ}を、反転増幅器１２５、永久磁石磁束推定ゲインＧ_Ψｍ、第３の重み係数Ｗ_Ψｍ、加算器１３１、積分器１２６によって積分制御することで、永久磁石磁束補正値Ψ_{ｍｃｏｍｐ}を演算する。

一方、第２の永久磁石磁束推定手段を実行する場合は、第３の重み係数Ｗ_Ψｍを“零”、第４の重み係数（１−Ｗ_Ψｍ）を“１”に制御する。
図５における電動機損失演算器１３２は、電流検出値ｉ_γ，ｉ_δ及び速度推定値ω_１等を用いて、電動機８０の銅損Ｑ_ｗ、鉄損Ｑ_ｉｒｏｎをそれぞれ数式１７、数式１８により演算し、数式１９により電動機の損失Ｑ_{ｍｏｔｏｒ}を演算する。

永久磁石磁束変化量演算器１３３は、電動機８０の損失Ｑ_{ｍｏｔｏｒ}に比例して、永久磁石磁束の無負荷時からの変化量ΔΨ_ｍを数式２０により演算する。

一方、永久磁石磁束平均変化量演算器１３４は、永久磁石磁束の無負荷時からの平均変化量ΔΨ_ｍＡＶＥを数式２１により演算する。

減算器１３５は、永久磁石磁束の無負荷時からの変化量ΔΨ_ｍから上記平均変化量ΔΨ_ｍＡＶＥを減算して、永久磁石磁束の平均温度時からの変化量ΔΨ_ｍ２を演算する。
永久磁石磁束補正値Ψ_{ｍｃｏｍｐ}は、永久磁石磁束変化量演算器１３３、永久磁石磁束平均変化量演算器１３４、減算器１３５，１３６、時定数係数（１／Ｔ_ｔｈｍ）、第４の重み係数（１−Ｗ_Ψｍ）、加算器１３１、積分器１２６により、数式２２によって演算される。

数式２２におけるＲ_ｔｈｍＱ_{ｍｏｔｏｒ}は、物理的に永久磁石の温度上昇に等しい。このため、永久磁石磁束補正値Ψ_{ｍｃｏｍｐ}は、永久磁石温度が平均上昇値ΔＴ_ｍＡＶＥだけ変化した場合に零になる。このことから、平均温度時における永久磁石磁束Ψ_{ｍ（ＡＶＥ）}と永久磁石磁束補正値Ψ_{ｍｃｏｍｐ}とを加算器１２７により加算して永久磁石磁束推定値Ψ_ｍｅｓｔを求めれば、永久磁石磁束を正確に推定することができる。
一方、等価電機子抵抗推定値Ｒ_ａｅｓｔの算出方法は、図４に示した実施例４と同様であり、詳細な説明は省略する。

次に、第１の重み係数Ｗ_Ｒａ、第２の重み係数（１−Ｗ_Ｒａ）、第３の重み係数Ｗ_Ψｍ、第４の重み係数（１−Ｗ_Ψｍ）の算出方法を説明する。
第１の永久磁石磁束推定手段によって永久磁石磁束を高精度に推定できるのは、等価電機子抵抗の温度変化に起因する第１の電圧降下よりも永久磁石磁束の温度変化に起因する第２の電圧降下の方が大きい場合である。ここで、第１の電圧降下と第２の電圧降下との比は、数式７における｜ｚ_１１ｚ_２２｜と｜ｚ_１２ｚ_２１｜との比に等しい。このことから、重み関数評価関数ｘを数式２３により演算する。

図１０は、重み関数評価関数ｘから第１の重み係数Ｗ_Ｒａ、第２の重み係数（１−Ｗ_Ｒａ）、第３の重み係数Ｗ_Ψｍ、第４の重み係数（１−Ｗ_Ψｍ）を演算する関数を示している。図１０に示すように、第１の電圧降下よりも第２の電圧降下が大きく、重み関数評価関数ｘが負のしきい値Ｘ_ｔｈ１よりも小さい運転条件では、等価電機子抵抗の推定と第１の永久磁石磁束推定とを実行し、第１の電圧降下よりも第２の電圧降下が小さく、重み関数評価関数ｘが負のしきい値Ｘ_ｔｈ１よりも大きい運転条件では、等価電機子抵抗の推定を停止し、第２の永久磁石磁束推定を実行する。
詳細な説明は省略するが、この実施例５の技術は、電気定数推定誤差演算器１１０を実施例２または実施例３によって構成する場合にも適用可能である。

図６は、本発明の実施例６における電気定数推定手段４１のブロック図を示している。この実施例６は、上述した実施例５に、電動機の熱モデルを用いて等価電機子抵抗を推定する第２の等価電機子抵抗推定手段を付加することで、広い運転条件で永久磁石磁束及び等価電機子抵抗を高精度に推定できるように改良したものであり、請求項７に対応している。
以下では、実施例１として説明した、電気定数推定誤差演算器１１０により演算した等価電機子抵抗推定誤差演算値Ｒ_{ａｅｒｒｅｓｔ}を用いた等価電機子抵抗推定手段を第１の等価電機子抵抗推定手段と呼ぶ。
第１の等価電機子抵抗推定手段と第２の等価電機子抵抗推定手段との切り換えは、第１の重み係数Ｗ_Ｒａ、第２の重み係数（１−Ｗ_Ｒａ）及び加算器１４１を用いて積分器１２２の入力を制御することで実現する。

第１の等価電機子抵抗推定手段を実行する場合は、第１の重み係数Ｗ_Ｒａを“１”、第２の重み係数（１−Ｗ_Ｒａ）を“零”に制御する。これにより、実施例１と同様に、等価電機子抵抗推定誤差演算値Ｒ_{ａｅｒｒｅｓｔ}から等価電機子抵抗補正値Ｒ_{ａｃｏｍｐ}を演算する。
一方、第２の等価電機子抵抗推定手段を実行する場合は、第１の重み係数Ｗ_Ｒａを“零”、第２の重み係数（１−Ｗ_Ｒａ）を“１”に制御する。
ここで、配線抵抗は無視できると仮定し、電機子抵抗変化量演算器１３７は、電動機８０の損失Ｑ_{ｍｏｔｏｒ}に比例して、等価電機子抵抗の無負荷時からの変化量ΔＲ_ａを数式２４により演算する。

電機子抵抗平均変化量演算器１３８は、等価電機子抵抗の無負荷時からの平均変化量ΔＲ_ａＡＶＥを数式２５により演算する。

減算器１３９は、等価電機子抵抗の無負荷時からの変化量ΔＲ_ａから上記平均変化量ΔＲ_ａＡＶＥを減算し、等価電機子抵抗の平均温度時からの変化量ΔＲ_ａ２を演算する。
等価電機子抵抗補正値Ｒ_{ａｃｏｍｐ}は、電機子抵抗変化量演算器１３７、電機子抵抗平均変化量演算器１３８、減算器１３９，１４０、時定数係数（１／Ｔ_ｔｈｗ）、第２の重み係数（１−Ｗ_Ｒａ）、加算器１４１、積分器１２２により、数式２６によって演算される。

数式２６におけるＲ_ｔｈｗＱ_{ｍｏｔｏｒ}は、物理的に電機子巻線の温度上昇に等しい。このため、等価電機子抵抗補正値Ｒ_{ａｃｏｍｐ}は、電機子巻線温度が平均上昇値ΔＴ_ｗＡＶＥだけ変化した場合に零になる。このことから、平均温度時における等価電機子抵抗Ｒ_{ａ（ＡＶＥ）}と等価電機子抵抗補正値Ｒ_{ａｃｏｍｐ}とを加算器１２３により加算して等価電機子抵抗推定値Ｒ_ａｅｓｔを求めれば、等価電機子抵抗を正確に推定することができる。
一方、永久磁石磁束推定値Ψ_ｍｅｓｔの演算方法は、図５に示した実施例５と同様とする。詳細な説明は省略する。

次に、第１の重み係数Ｗ_Ｒａ、第２の重み係数（１−Ｗ_Ｒａ）、第３の重み係数Ｗ_Ψｍ、第４の重み係数（１−Ｗ_Ψｍ）の算出方法を説明する。
第１の等価電機子抵抗推定手段と第１の永久磁石磁束推定手段とによって等価電機子抵抗と永久磁石磁束とを正確に推定できるのは、｜ｄｅｔ（Ｚ^Ｔ）｜が十分大きい場合である。このため、これらの第１〜第４の重み係数Ｗ_Ｒａ，（１−Ｗ_Ｒａ），Ｗ_Ψｍ，（１−Ｗ_Ψｍ）は、実施例４と同様に、図９に示した関数によって演算する。
詳細な説明は省略するが、この実施例６の技術は、電気定数推定誤差演算器１１０を実施例２または実施例３によって構成する場合にも適用可能である。

図７は、本発明の実施例７における電気定数推定手段４１のブロック図を示している。この実施例７は、実施例６における第２の等価電機子抵抗推定手段を、電動機の熱モデルと配線の熱モデルとを用いて等価電機子抵抗の初期設定値からの変化量を演算し、これを使って等価電機子抵抗を推定するように構成することで、演算をより高精度にしたものであり、請求項８に対応している。
図７において、配線損失演算器１４２は、配線の損失Ｑ_ｌを数式２７により演算する。

電機子抵抗変化量演算器１４３は、電動機８０の損失Ｑ_{ｍｏｔｏｒ}及び配線の損失Ｑ_ｌを用いて、等価電機子抵抗の無負荷時からの変化量ΔＲ_ａを数式２８により演算する。

電機子抵抗平均変化量演算器１３８は、等価電機子抵抗の無負荷時からの平均変化量ΔＲ_ａＡＶＥを数式２９により演算する。

減算器１３９は、等価電機子抵抗の無負荷時からの変化量ΔＲ_ａから上記平均変化量ΔＲ_ａＡＶＥを減算して、等価電機子抵抗の平均温度時からの変化量ΔＲ_ａ２を演算する。
等価電機子抵抗補正値Ｒ_{ａｃｏｍｐ}は、電機子巻線の熱時定数Ｔ_ｔｈｗと配線の熱時定数Ｔ_ｔｈｌとが等しいと仮定すると、電機子抵抗変化量演算器１４３、電機子抵抗平均変化量演算器１３８、減算器１３９，１４０、時定数係数（１／Ｔ_ｔｈｗ）、第２の重み係数（１−Ｗ_Ｒａ）、加算器１４１、積分器１２２により、数式３０によって演算される。

数式３０におけるＲ_ｔｈｗＱ_{ｍｏｔｏｒ}，Ｒ_ｔｈｌＱ_ｌは、それぞれ、物理的に電機子巻線の温度上昇と配線の温度上昇に等しい。このため、等価電機子抵抗補正値Ｒ_{ａｃｏｍｐ}は、電機子巻線温度が平均上昇値ΔＴ_ｗＡＶＥだけ変化し、かつ、配線温度が平均上昇値ΔＴ_ｌＡＶＥだけ変化した場合に零になる。このことから、平均温度時における等価電機子抵抗Ｒ_{ａ（ＡＶＥ）}と等価電機子抵抗補正値Ｒ_{ａｃｏｍｐ}とを加算器１２３により加算して等価電機子抵抗推定値Ｒ_ａｅｓｔを求めれば、等価電機子抵抗を正確に推定することができる。
一方、永久磁石磁束推定値Ψ_ｍｅｓｔの演算方法は、図５に示した実施例５と同様とする。なお、詳細な説明は省略する。
また、第１〜第４の重み係数Ｗ_Ｒａ，（１−Ｗ_Ｒａ），Ｗ_Ψｍ，（１−Ｗ_Ψｍ）は、実施例６と同様に、図９に示した関数によって演算する。

図８は、本発明の実施例８における電気定数推定手段４１のブロック図を示している。この実施例８は、実施例５の構成において、電動機８０の電圧方程式を用いて等価電機子抵抗を推定する第３の等価電機子抵抗推定手段を付加することで、広い運転条件で等価電機子抵抗と永久磁石磁束とを高精度に推定できるように改良したものであり、請求項９に対応している。
図８のブロック図は、図５のブロック図に、第３の等価電機子抵抗推定手段を実現するための電機子抵抗推定誤差演算器１４４と、第１の等価電機子抵抗推定手段と第３の等価電機子抵抗推定手段とを切り換えるための第５の重み係数Ｗ_Ｒａ２、第６の重み係数（１−Ｗ_Ｒａ２）、加算器１４５を追加したものである。以下では、図５のブロック図と異なる箇所を中心に説明する。

第１の等価電機子抵抗推定手段を実行する場合は、第５の重み係数Ｗ_Ｒａ２を“零”、第６の重み係数（１−Ｗ_Ｒａ２）を“１”に制御する。
一方、第３の等価電機子抵抗推定手段を実行する場合は、第５の重み係数Ｗ_Ｒａ２を“１”、第６の重み係数（１−Ｗ_Ｒａ２）を“零”に制御する。
電機子抵抗推定誤差演算器１４４は、前述した数式１によりδ軸電圧推定値ｖ_δｅｓｔを演算し、数式２によってδ軸電圧推定誤差ｖ_δｅｒｒを演算する。更に、δ軸電圧推定誤差ｖ_δｅｒｒ（＝ｖ_δｅｓｔ−ｖ_δ ^＊）及びδ軸電流検出値ｉ_δを用いて、等価電機子抵抗推定誤差演算値Ｒ_{ａｅｒｒｅｓｔ２}を数式３１により演算する。

等価電機子抵抗推定誤差演算値Ｒ_{ａｅｒｒｅｓｔ２}は、第５の重み係数Ｗ_Ｒａ２及び加算器１４５を介して、反転増幅器１２１、第１の重み係数Ｗ_Ｒａ、第２の重み係数（１−Ｗ_Ｒａ）、減算器１２９、電機子抵抗推定ゲインＧ_Ｒａ、積分器１２２、平均温度電機子抵抗演算器１２４及び加算器１２３からなるブロックに与えられ、等価電機子抵抗推定値Ｒ_ａｅｓｔが演算される。このブロックの動作は、図４に示した実施例４における第１の等価電機子抵抗推定手段と同様である。

次に、第１の重み係数Ｗ_Ｒａ、第２の重み係数（１−Ｗ_Ｒａ）、第３の重み係数Ｗ_Ψｍ、第４の重み係数（１−Ｗ_Ψｍ）、第５の重み係数Ｗ_Ｒａ２、第６の重み係数（１−Ｗ_Ｒａ２）の演算方法を説明する。
第１の等価電機子抵抗推定手段と第１の永久磁石磁束推定手段とによって永久磁石磁束を高精度に推定できるのは、等価電機子抵抗の温度変化に起因する第１の電圧降下よりも永久磁石磁束の温度変化に起因する第２の電圧降下の方が大きい場合である。一方、第３の等価電機子抵抗推定手段によって等価電機子抵抗を正確に推定できるのは、第１の電圧降下の方が第２の電圧降下よりも大きい場合である。

第１の電圧降下と第２の電圧降下との比は、前述した数式７における｜ｚ_１１ｚ_２２｜と｜ｚ_１２ｚ_２１｜との比に等しいことから、重み関数評価関数ｘを前述の数式２３によって演算する。
図１１は、重み関数評価関数ｘから第１の重み係数Ｗ_Ｒａ、第２の重み係数（１−Ｗ_Ｒａ）、第３の重み係数Ｗ_Ψｍ、第４の重み係数（１−Ｗ_Ψｍ）、第５の重み係数Ｗ_Ｒａ２、第６の重み係数（１−Ｗ_Ｒａ２）を演算する関数を示している。
第１の電圧降下よりも第２の電圧降下が大きく、重み関数評価関数ｘが負のしきい値Ｘ_ｔｈ１よりも小さい運転条件では、第１の等価電機子抵抗推定手段と第１の永久磁石磁束推定手段とを実行する。重み関数評価関数ｘが負のしきい値Ｘ_ｔｈ２から零の間では、第１の等価電機子抵抗推定手段を停止し、第２の永久磁石磁束推定手段を実行する。また、重み関数評価関数ｘが正のしきい値Ｘ_ｔｈ３よりも大きい場合には、第３の等価電機子抵抗推定手段と第２の永久磁石磁束推定手段とを実行する。

５０ 三相交流電源
６０ 整流回路
７０ 電力変換器
８０ 永久磁石形同期電動機
１１ｕ ｕ相電流検出回路
１１ｗ ｗ相電流検出回路
１２ 入力電圧検出回路
１３ ＰＷＭ回路
１４ 電流座標変換器
１５ 電圧座標変換器
１６ 減算器
１７ 速度調節器
１８ 電流指令演算器
１９ａ 減算器
１９ｂ 減算器
２０ａ γ軸電流調節器
２０ｂ δ軸電流調節器
３１ 速度推定手段
３２ 電気角演算器
４１ 電気定数推定手段
１１０ 電気定数推定誤差演算器
１２１，１２５ 反転増幅器
１２２，１２６ 積分器
１２３，１２７，１３１，１４１，１４５ 加算器
１２４ 平均温度電機子抵抗演算器
１２８ 平均温度永久磁石磁束演算器
１２９，１３０，１３５，１３６，１３９，１４０ 減算器
１３２ 電動機損失演算器
１３３ 永久磁石磁束変化量演算器
１３４ 永久磁石磁束平均変化量演算器
１３７ 電機子抵抗変化量演算器
１３８ 電機子抵抗平均変化量演算器
１４２ 配線損失演算器
１４３ 電機子抵抗変化量演算器
１４４ 電機子抵抗推定誤差演算器

Claims (9)

1. 電力変換器により駆動される永久磁石形同期電動機の制御装置であって、前記電動機の等価電機子抵抗推定値及び永久磁石磁束推定値に基づいて前記電動機の速度及びトルクを制御する制御装置において、
   前記電動機の電圧方程式、及び、等価電機子抵抗の温度による変化量と永久磁石磁束の温度による変化量との関係に基づく温度変化評価関数を用いて、前記等価電機子抵抗推定値の誤差、及び、前記永久磁石磁束推定値の誤差を演算する電気定数推定誤差演算手段と、
   前記等価電機子抵抗推定値の誤差を増幅して得た補正量により等価電機子抵抗の初期設定値を補正して前記等価電機子抵抗推定値を演算する等価電機子抵抗推定手段と、
   前記永久磁石磁束推定値の誤差を増幅して得た補正量により永久磁石磁束の初期設定値を補正して前記永久磁石磁束推定値を演算する永久磁石磁束推定手段と、
   を備えたことを特徴とする永久磁石形同期電動機の制御装置。
2. 請求項１に記載した永久磁石形同期電動機の制御装置において、
   前記電気定数推定誤差演算手段は、
   電流検出値、速度推定値、前記等価電機子抵抗推定値、前記永久磁石磁束推定値及び電動機定数を用いて前記電動機の端子電圧推定値を演算する端子電圧推定手段と、
   前記端子電圧推定値と端子電圧検出値との偏差である端子電圧推定誤差を演算する手段と、
   前記等価電機子抵抗推定値、前記永久磁石磁束推定値、前記電動機の電機子巻線の温度係数、永久磁石の温度係数、基準温度における等価電機子抵抗、及び、基準温度における永久磁石磁束を用いて前記温度変化評価関数を演算する手段と、
   前記端子電圧推定誤差、前記温度変化評価関数、前記電動機の電流検出値及び速度推定値を用いて、前記等価電機子抵抗推定値の誤差、及び、前記永久磁石磁束推定値の誤差を演算する手段と、
   を備えたことを特徴とする永久磁石形同期電動機の制御装置。
3. 請求項１または２に記載した永久磁石形同期電動機の制御装置において、
   前記温度変化評価関数は、前記電動機の電機子巻線の熱抵抗と永久磁石の熱抵抗との関数であることを特徴とする永久磁石形同期電動機の制御装置。
4. 請求項１または２に記載した永久磁石形同期電動機の制御装置において、
   前記温度変化評価関数は、前記電動機の電機子巻線の熱抵抗、永久磁石の熱抵抗、配線の熱抵抗、配線の温度係数、基準温度における配線抵抗、永久磁石の熱時定数、及び、前記電動機の鉄損の関数であることを特徴とする永久磁石形同期電動機の制御装置。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載した永久磁石形同期電動機の制御装置において、
   前記電動機の電流検出値及び速度推定値に応じて、前記等価電機子抵抗推定手段または前記永久磁石磁束推定手段の少なくとも一方のゲインを制御する手段を備えたことを特徴とする永久磁石形同期電動機の制御装置。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載した永久磁石形同期電動機の制御装置において、
   前記電動機の熱モデルに基づいて永久磁石磁束の初期設定値からの変化量を演算する手段と、
   前記永久磁石磁束の初期設定値、及び、この初期設定値からの前記永久磁石磁束の変化量から前記永久磁石磁束を推定する第２の永久磁石磁束推定手段と、
   前記電動機の電流検出値と速度推定値とに応じて、前記第２の永久磁石磁束推定手段を実行する手段と、
   を備えたことを特徴とする永久磁石形同期電動機の制御装置。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載した永久磁石形同期電動機の制御装置において、
   前記電動機の熱モデルに基づいて等価電機子抵抗の初期設定値からの変化量を演算する手段と、
   前記等価電機子抵抗の初期設定値、及び、この初期設定値からの前記等価電機子抵抗の変化量から前記等価電機子抵抗を推定する第２の等価電機子抵抗推定手段と、
   前記電動機の電流検出値と速度推定値とに応じて、前記第２の等価電機子抵抗推定手段を実行する手段と、
   を備えたことを特徴とする永久磁石形同期電動機の制御装置。
8. 請求項７記載の永久磁石形同期電動機の制御装置において、
   前記等価電機子抵抗の初期設定値からの変化量を演算する手段は、
   前記電動機の熱モデルと配線の熱モデルとに基づいて前記等価電機子抵抗の初期設定値からの変化量を演算することを特徴とする永久磁石形同期電動機の制御装置。
9. 請求項１〜８の何れか１項に記載した永久磁石形同期電動機の制御装置において、
   前記電動機の電圧方程式に基づいて等価電機子抵抗を推定する第３の等価電機子抵抗推定手段と、
   前記電動機の電流検出値と速度推定値に応じて、前記第３の等価電機子抵抗推定手段を実行する手段と、
   を備えたことを特徴とする永久磁石形同期電動機の制御装置。
   

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