JP2015144500A - 永久磁石形同期電動機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動機の磁気飽和特性を考慮した磁束モデルのパラメータのオートチューニングを容易化し、この磁束モデルに基づいて、永久磁石形同期電動機の高精度なトルク制御を可能にした制御装置を提供する。
【解決手段】磁束推定部３１は、ｑ軸電圧指令値ｖｑ＊，ｑ軸電流検出値ｉｑ，速度検出値ωｒから、ｄ軸磁束推定値Ψｄｅｓｔを演算し、ローパスフィルタ３０はｄ軸電流検出値ｉｄを入力し、出力ｉｄｆ演算する。ｄ軸磁束推定値Ψｄｅｓｔと出力ｉｄｆはパラメータ演算部３２に入力され、磁束モデルのパラメータのうち、ｄ軸電流ｉｄに対するｄ軸磁束Ψｄの傾きの最大値に相当するパラメータＫＬｄ、ｄ軸磁束Ψｄにおけるｄ軸電流反比例係数に相当する第２のパラメータＫＳｄ、等価磁化電流に相当する第３のパラメータＩ０、及び、磁束オフセットに相当する第４のパラメータφ０を演算する。
【選択図】図１

Description

本発明は、永久磁石形同期電動機の制御装置に関し、詳しくは、永久磁石形同期電動機の電気定数を自動測定する、いわゆるオートチューニング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を高精度に制御するためには、電動機鉄心の磁気飽和特性を考慮した磁束モデルを求め、これに基づいて電流制御を行うことが望ましい。磁気飽和特性を考慮した磁束モデルの代表的なものとしては、非特許文献１に記載されたモデルが知られている。なお、磁気飽和特性とは、電流の増加に伴う電動機鉄心の磁気飽和により、ｄ，ｑ軸磁束とこれらに対応する各軸電流との線形性が崩れる特性をいう。

ここで、図５は、非特許文献１に記載された永久磁石形同期電動機のモデルであり、磁気飽和特性及びｄ，ｑ軸間干渉特性を考慮して構成されている。なお、ｄ，ｑ軸間干渉特性とは、他軸電流の影響により自軸磁束が変化する特性をいう。
図５において、φ_ｄ，φ_ｑはｄ，ｑ軸磁束、ω_１は角周波数、ｉ_ｄ，ｉ_ｑはｄ，ｑ軸電流、τは出力トルク、Ｒは巻線抵抗、φ_ｍは永久磁石磁束、Ｐ_ｎは極対数である。また、ｄ，ｑ軸磁束φ_ｄ，φ_ｑからｄ，ｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑを求める数式Ａ，Ｂは、磁気飽和特性を考慮した磁束モデル（後述する数式５）を逆関数化したものであり、以下に示すとおりである。

数式Ａ，Ｂでは、ｄ，ｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑとｄ，ｑ軸磁束φ_ｄ，φ_ｑとの関係を８つのパラメータＫ_Ｌｄ,Ｋ_Ｓｄ，Ｋ_Ｓｄｑ，Ｋ_Ｌｑ，Ｋ_Ｓｑ，Ｋ_Ｓｑｄ，Ｉ_０，φ_０を用いて表しており、他軸電流の影響によって磁束が変化するｄ，ｑ軸間の干渉と磁気飽和特性とを考慮した電動機モデルとなっている。

ここで、Ｋ_Ｌｄはｄ軸電流ｉ_ｄに対するｄ軸磁束φ_ｄの傾きの最大値に相当するパラメータ、Ｋ_Ｌｑはｑ軸電流ｉ_ｑに対するｑ軸磁束φ_ｑの傾きの最大値に相当するパラメータ、Ｋ_Ｓｄ，Ｋ_Ｓｑは磁気飽和の度合いを示すパラメータ、Ｋ_Ｓｄｑ，Ｋ_Ｓｑｄはｄ，ｑ軸間の干渉の度合いを示すパラメータ、Ｉ_０は等価磁化電流、φ_０は磁束オフセットである。なお、Ｉ_０，φ_０は、ｑ軸電流ｉ_ｑの大きさに関わらずｄ軸磁束φ_ｄがほぼ一定値をとる時のｄ軸電流を−Ｉ_０とし、これに対応するｄ軸磁束をφ_０としている。

中津川潤之介，岩崎則久，名倉寛和，岩路善尚，「磁気飽和およびｄｑ軸間干渉を考慮した永久磁石同期モータの数式モデルの提案」，電気学会論文誌Ｄ，Ｖｏｌ．１３０，Ｎｏ．１１，ｐ．１２１２−ｐ．１２２０（２０１０年）

非特許文献１に記載された磁束モデルを利用するためには、パラメータＫ_Ｌｄ,Ｋ_Ｓｄ，Ｋ_Ｓｄｑ，Ｋ_Ｌｑ，Ｋ_Ｓｑ，Ｋ_Ｓｑｄ，Ｉ_０，φ_０の値を求める必要がある。非特許文献１では、ｄ，ｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑとｄ，ｑ軸磁束φ_ｄ，φ_ｑとの関係を測定し、これに基づいて各パラメータの値を求めている。しかし、ｄ，ｑ軸電流ｉ_ｄ，ｉ_ｑとｄ，ｑ軸磁束φ_ｄ，φ_ｑとの関係を測定するのは煩雑であり、また、非特許文献１では、これらの測定データから各パラメータを計算する方法が明確に開示されていない。

一方、電動機を駆動するインバータを使用して電動機の電気定数を自動測定する、いわゆるオートチューニング技術が開発されており、これにより、電動機の高性能な制御を容易に実現することが可能である。しかしながら、非特許文献１では、前述した各パラメータをオートチューニングする技術についても、特に開示されていない。

そこで、本発明の解決課題は、少なくとも電動機の磁気飽和特性を考慮した磁束モデルのパラメータのオートチューニングを容易化し、この磁束モデルに基づいて、永久磁石形同期電動機の高精度なトルク制御を可能にした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に記載した発明は、電力変換器により永久磁石形同期電動機に供給する電流及び電圧を、前記電動機の回転子磁極方向に平行なｄ軸とこのｄ軸に直交するｑ軸とからなるｄ，ｑ直交回転座標上で制御するための制御装置であって、電動機鉄芯の磁気飽和特性を少なくとも考慮した磁束モデルに基づいて構成される制御装置において、
前記電動機のｄ軸電流を時間軸に沿って変化させる第１の手段と、
前記第１の手段によりｄ軸電流を変化させた時の前記電動機のｑ軸電流、ｑ軸電圧、回転子速度からｄ軸磁束を推定する第２の手段と、
前記第２の手段によるｄ軸磁束推定値のｄ軸電流による偏微分を演算する第３の手段と、
前記第１の手段により変化させたｄ軸電流をパラメータとした時の前記偏微分の最大値から、第１のパラメータとして、前記ｄ軸電流に対するｄ軸磁束の傾きの最大値に相当するパラメータを求める第４の手段と、
前記偏微分が最大になる時のｄ軸電流から、第２のパラメータとして、回転子永久磁石の等価磁化電流を求める第５の手段と、
前記偏微分が最大になる時のｄ軸磁束推定値から、第３のパラメータとして、磁束オフセットを求める第６の手段と、
前記電動機の永久磁石磁束、前記ｄ軸電流に対するｄ軸磁束の傾きの最大値、前記等価磁化電流、前記磁束オフセットから、第４のパラメータとして、ｄ軸磁束におけるｄ軸電流反比例係数を求める第７の手段と、を備え、
前記第１〜第４のパラメータを用いて前記磁束モデルを構成するものである。
また、請求項２に記載した発明は、電力変換器により永久磁石形同期電動機に供給する電流及び電圧を、前記電動機の回転子磁極方向に平行なｄ軸とこのｄ軸に直交するｑ軸とからなるｄ，ｑ直交回転座標上で制御するための制御装置であって、電動機鉄芯の磁気飽和特性を少なくとも考慮した磁束モデルに基づいて構成される制御装置において、
前記電動機のｄ軸電流を時間軸に沿って変化させる第1の手段と、
前記第1の手段によりｄ軸電流を変化させた時の前記電動機のｑ軸電流、ｑ軸電圧、回転子速度からｄ軸磁束を推定する第２の手段と、
前記第２の手段によるｄ軸磁束推定値のｄ軸電流による偏微分を演算する第３の手段と、
前記第１の手段により変化させたｄ軸電流をパラメータとした時の前記偏微分の最大値から、第１のパラメータとして、前記ｄ軸電流に対するｄ軸磁束の傾きの最大値に相当するパラメータを求める第４の手段と、
前記偏微分が最大になる時のｄ軸電流から、第２のパラメータとして、回転子永久磁石の等価磁化電流を求める第５の手段と、
前記偏微分が最大になる時のｄ軸磁束推定値から、第３のパラメータとして、磁束オフセットを求める第６の手段と、
前記ｄ軸電流、前記ｄ軸磁束推定値、前記ｄ軸電流に対するｄ軸磁束の傾きの最大値、前記等価磁化電流、前記磁束オフセットから、第４のパラメータとして、ｄ軸磁束におけるｄ軸電流反比例係数を求める第７の手段と、を備え、
前記第１〜第４のパラメータを用いて前記磁束モデルを構成するものである。
これにより、電動機鉄芯の磁気飽和特性を考慮した磁束モデルのパラメータのオートチューニングが容易になる。

請求項３に記載した発明は、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、
前記第２の手段は、前記ｑ軸電流、前記ｑ軸電圧からｑ軸誘起電圧演算値を算出する手段と、前記ｄ軸磁束推定値と前記回転子速度とからｑ軸誘起電圧推定値を演算する手段と、前記ｑ軸誘起電圧演算値と前記ｑ軸誘起電圧推定値との偏差からｑ軸誘起電圧推定誤差を演算する手段と、前記ｑ軸誘起電圧推定誤差と前記回転子速度から前記ｄ軸磁束推定値を演算する手段と、を有するものである。
これにより、電動機のｄ軸磁束を高精度に推定することができ、磁束モデルのパラメータの測定精度が向上する。

本発明によれば、永久磁石形同期電動機の磁極飽和特性を考慮した磁束モデルのパラメータのオートチューニングにより、永久磁石形同期電動機のトルク制御を高精度に実現することができる。

本発明の実施形態の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態の動作を示す波形図である。 磁束推定部の構成を示すブロック図である。 ｑ軸電流が零の時のｄ軸電流とｄ軸磁束との関係を示す図である。 非特許文献１に記載された電動機モデルを示す図である。

以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。この実施形態に係る制御装置では、永久磁石形同期電動機を所定の速度で運転し、この時の永久磁石形同期電動機のd軸電流検出値及びd軸磁束推定値から磁束モデルのパラメータを演算する。そして、この磁束モデルに基づいて永久磁石形同期電動機における磁束と電流との間の非線形性を解析し、制御装置の設計等を行うものである。

まず、図１は、この実施形態に係る制御装置を主回路と共に示したブロック図であり、以下では、永久磁石形同期電動機（以下、単に電動機ともいう）の速度制御方法を制御装置の構成と共に説明する。なお、速度制御の演算は、ｄ，ｑ軸直交回転座標上で行うこととし、電動機の回転子の磁極（Ｎ極）方向をｄ軸と定義し、ｄ軸から９０°進み方向をｑ軸と定義する。

図１において、パルスジェネレータ９０は、永久磁石形同期電動機８０の回転子の磁極位置と回転子速度とに応じてパルス信号を出力する。位置検出器９１は、パルスジェネレータ９０の出力信号から電動機８０の回転子の磁極位置θ_ｒ（ｕ相巻線を基準としたｄ軸の角度）を検出する。速度検出器９２は、パルスジェネレータ９０の出力信号から電動機８０の回転子速度ω_ｒを検出する。

速度指令値ω^＊と速度検出値ω_ｒとの偏差を減算器１６により演算し、この偏差が零になるように速度調節器１７がトルク指令値τ^＊を演算する。また、比例ゲイン１８（Ｋ）により、トルク指令値τ^＊に比例するｑ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊を演算する。
電流指令設定部２１は、図２の動作説明図に示すように、速度検出値ω_ｒが所定値に到達した後、ｄ軸電流指令値ｉ_ｄ ^＊をｉ_ｄ ^＊[１]，ｉ_ｄ ^＊[２]，・・・，ｉ_ｄ ^＊[Ｎ]と順次変化させるように構成されている。

座標変換器１４は、磁極位置検出値θ_ｒを用いて、ｕ相電流検出器１１ｕ，ｗ相電流検出器１１ｗによりそれぞれ得た相電流検出値ｉ_ｕ，ｉ_ｗをｄ，ｑ軸電流検出値ｉ_ｄ，ｉ_ｑに座標変換する。
ｄ軸電流調節器２０ａは、減算器１９ａにより演算したｄ軸電流指令値ｉ_ｄ ^＊とｄ軸電流検出値ｉ_ｄとの偏差が零になるようにｄ軸電圧指令値ｖ_ｄ ^＊を求め、ｑ軸電流調節器２０ｂは、減算器１９ｂにより演算したｑ軸電流指令値ｉ_ｑ ^＊とｑ軸電流検出値ｉ_ｑとの偏差が零になるようにｑ軸電圧指令値ｖ_ｑ ^＊を求める。
座標変換器１５は、ｄ軸電圧指令値ｖ_ｄ ^＊及びｑ軸電圧指令値ｖ_ｑ ^＊を磁極位置検出値θ_ｒに基づいて相電圧指令値ｖ_ｕ ^＊，ｖ_ｖ ^＊，ｖ_ｗ ^＊に座標変換する。ＰＷＭ回路１３は、電力変換器７０の出力電圧を制御するためのゲート信号を生成する。

一方、整流回路６０は、三相交流電源５０の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。電力変換器７０は、ＰＷＭ回路１３から送られた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制御することにより、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。
以上の演算処理により、永久磁石形同期電動機８０の回転子速度ω_ｒを速度指令値ω_ｒ ^＊に制御することができる。

次に、電動機８０のｄ軸磁束を推定する方法について説明する。
図１における磁束推定部３１は、ｑ軸電圧指令値ｖ_ｑ ^＊，ｑ軸電流検出値ｉ_ｑ，速度検出値ω_ｒから、ｄ軸磁束推定値Ψ_ｄｅｓｔを演算する。

図３は、磁束推定部３１の構成を示すブロック図である。
図３における誘起電圧演算器３１ａは、数式１により、ｑ軸誘起電圧演算値ｅ_{ｑｃａｌｃ}を求める。

なお、ｑ軸誘起電圧演算値ｅ_{ｑｃａｌｃ}の演算は、ｑ軸電圧指令値ｖ_ｑ ^＊の代わりに、電圧検出回路（図示せず）により求めたｑ軸電圧検出値を用いて行っても良い。

乗算器３１ｂは、後述する推定器３１ｄにより求めたｄ軸磁束推定値Ψ_ｄｅｓｔと速度検出値ω_ｒとを乗算してｑ軸誘起電圧推定値ｅ_ｑｅｓｔを演算する。減算器３１ｃは、数式２により、ｑ軸誘起電圧推定値ｅ_ｑｅｓｔからｑ軸誘起電圧演算値ｅｑ_ｃａｌｃを減算してｑ軸誘起電圧推定誤差ｅ_ｑｅｒｒを求める。

推定器３１ｄは、ｑ軸誘起電圧推定誤差ｅ_ｑｅｒｒと速度検出値ω_ｒとから、数式３によりｄ軸磁束推定値Ψ_ｄｅｓｔを演算する。

この結果、ｑ軸誘起電圧推定誤差ｅ_ｑｅｒｒが零になるようにｄ軸磁束推定値Ψ_ｄｅｓｔが演算され、このｄ軸磁束推定値Ψ_ｄｅｓｔは真値に収束する。
ｄ軸磁束推定値Ψ_ｄｅｓｔは、図１におけるローパスフィルタ３０の出力（ｄ軸電流検出値ｉ_ｄのローパスフィルタ出力）ｉ_ｄｆと共に、パラメータ演算部３２に入力される。

次に、パラメータ演算部３２において、磁束モデルのパラメータを求める方法について説明する。
まず、前述した非特許文献１と同様に、電流と磁束との関係を関数化した数式４の磁束モデルを構成する。

パラメータ演算部３２は、ローパスフィルタ３０の出力ｉ_ｄｆとｄ軸磁束推定値Ψ_ｄｅｓｔとから、数式４に示した磁束モデルのパラメータのうち、ｄ軸電流ｉ_ｄに対するｄ軸磁束Ψ_ｄの傾きの最大値に相当するパラメータＫ_Ｌｄ、ｄ軸磁束Ψ_ｄにおけるｄ軸電流反比例係数に相当する第２のパラメータＫ_Ｓｄ、等価磁化電流に相当する第３のパラメータＩ_０、及び、磁束オフセットに相当する第４のパラメータφ_０を演算する。

まず、各パラメータの演算原理について説明する。
図４は、ｑ軸電流ｉ_ｑが零の時のｄ軸電流ｉ_ｄとｄ軸磁束Ψ_ｄとの関係を示しており、Ψ_ｍは無負荷時の永久磁石磁束である。この図４は、非特許文献１にも記載されている。
数式４により、ｄ軸磁束Ψ_ｄのｄ軸電流ｉ_ｄによる偏微分は数式５となる。

数式５から、ｑ軸電流ｉ_ｑが零の時、ｄ軸磁束Ψ_ｄのｄ軸電流ｉ_ｄによる偏微分は数式６となる。

数式６によれば、ｄ軸磁束Ψ_ｄのｄ軸電流ｉ_ｄによる偏微分は、ｉ_ｄ＝−Ｉ_０の時に最大になり、最大値は第１のパラメータＫ_Ｌｄに等しくなる。これを数式で表すと数式７となる。

このことから、ｑ軸電流ｉ_ｑが零の時のｄ軸磁束Ψ_ｄのｄ軸電流ｉ_ｄによる偏微分の最大値から第１のパラメータＫ_Ｌｄを求めることができ、ｄ軸磁束Ψ_ｄのｄ軸電流ｉ_ｄによる偏微分が最大になる時のｄ軸電流ｉ_ｄから第３のパラメータＩ_０を求めることができる。
更に、数式４より、ｄ軸電流ｉ_ｄが−Ｉ_０に等しく、ｑ軸電流ｉ_ｑが零の時のｄ軸磁束Ψ_ｄは、数式８に示すように第４のパラメータφ_０に等しくなる。

また、永久磁石磁束Ψ_ｍを、ｄ，ｑ軸電流が共に零の時のｄ軸磁束と定義すると、数式４より、数式９の関係が成り立つ。

数式９より、第２のパラメータＫ_Ｓｄは、数式１０によって求めることができる。

次に、図１のパラメータ演算部３２における具体的な演算内容について説明する。
まず、図２に示すごとく、速度検出値ω_ｒが所定値に到達した後、電流指令設定部２１により、数式１１の関係を満たすようにｄ軸電流指令値ｉ_ｄ ^＊をｉ_ｄ ^＊[１]，ｉ_ｄ ^＊[２]，・・・，ｉ_ｄ ^＊[Ｎ]と変化させる。

そして、ｉ_ｄ ^＊[１]，ｉ_ｄ ^＊[２]，・・・，ｉ_ｄ ^＊[Ｎ]のそれぞれの定常状態におけるｄ軸電流検出値ｉ_ｄのローパスフィルタ出力ｉ_ｄｆの値ｉ_ｄｆ[１]，ｉ_ｄｆ[２]，・・・，ｉ_ｄｆ[Ｎ]、及び、ｄ軸磁束推定値Ψ_ｄｅｓｔの値Ψ_ｄｅｓｔ[１]，Ψ_ｄｅｓｔ[２]，・・・，Ψ_ｄｅｓｔ[Ｎ]を記憶する。

次に、ｄ軸電流がｉ_ｄ ^＊[ｋ]≦ｉ_ｄ≦ｉ_ｄ ^＊[ｋ＋１]の領域におけるｄ軸磁束Ψ_ｄのｄ軸電流ｉ_ｄによる偏微分を、数式１２により演算する。

１≦ｋ≦Ｎ−１の範囲で数式１２によって演算したｄ軸磁束Ψ_ｄのｄ軸電流ｉ_ｄによる偏微分の値を比較した結果、ｋ＝ｎの時に最大になったとする。この時、第１のパラメータＫ_Ｌｄを数式１３により演算する。

第３，第４のパラメータＩ_０，φ_０は、ｄ軸電流がｉ_ｄ ^＊[ｎ]≦ｉ_ｄ≦ｉ_ｄ ^＊[ｎ＋１]の時のｄ軸電流ｉ_ｄの平均値、及び、ｄ軸磁束Ψ_ｄの平均値から、数式１４によりそれぞれ演算する。

次いで、第２のパラメータＫ_Ｓｄを、前述した数式１０により演算する。
以上に説明した演算処理により、磁束モデルのパラメータのうち、Ｋ_Ｌｄ，Ｋ_Ｓｄ，Ｉ_０，φ_０を演算することができる。
なお、他のパラメータＫ_Ｌｑ，Ｋ_Ｓｑ，Ｋ_Ｓｄｑ，Ｋ_Ｓｑｄについては、既知の値として与えられるが、例えば、ｉ_ｄ−φ_ｄ特性のグラフ、及び、ｉ_ｑ−φ_ｑ特性のグラフを用いて適宜決定する、あるいは別途演算により求めることができる。
このようにして、磁束モデルのパラメータのオートチューニングを実現することができる。

なお、第２のパラメータＫ_ｓｄは、上記した数式１０に代えて、数式４より数式１５によって求めることもできる。

数式１５より、第２のパラメータＫ_ｓｄは、ｄ軸電流指令値ｉ_ｄ ^＊をｉ_ｄ ^＊[１]としたときの定常状態におけるｄ軸電流検出値ｉ_ｄのローパスフィルタ出力ｉ_ｄｆ[１]、及び、ｄ軸磁束推定値Ψ_ｄｅｓｔ[１]を使って数式１６によって求める。

なお、図１に示した実施形態では、永久磁石形同期電動機８０の回転子の磁極位置と速度を位置検出器９１及び速度検出器９２を用いて検出する場合を示しているが、本発明は、位置検出器及び速度検出器を用いずに電動機を運転する、いわゆるセンサレス制御の場合にも適用可能である。

１１ｕ ｕ相電流検出器
１１ｗ ｗ相電流検出器
１３ ＰＷＭ回路
１４ 座標変換器
１５ 座標変換器
１６ 減算器
１７ 速度調節器
１８ 比例ゲイン
１９ａ 減算器
１９ｂ 減算器
２０ａ ｄ軸電流調節器
２０ｂ ｑ軸電流調節器
２１ 電流指令設定部
３０ ローパスフィルタ
３１ 磁束推定部
３１ａ 誘起電圧演算器
３１ｂ 乗算器
３１ｃ 減算器
３１ｄ 推定器
３２ パラメータ演算部
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
９０ パルスジェネレータ
９１ 位置検出器
９２ 速度検出器

Claims (3)

1. 電力変換器により永久磁石形同期電動機に供給する電流及び電圧を、前記電動機の回転子磁極方向に平行なｄ軸とこのｄ軸に直交するｑ軸とからなるｄ，ｑ直交回転座標上で制御するための制御装置であって、電動機鉄芯の磁気飽和特性を少なくとも考慮した磁束モデルに基づいて構成される制御装置において、
   前記電動機のｄ軸電流を時間軸に沿って変化させる第１の手段と、
   前記第１の手段によりｄ軸電流を変化させた時の前記電動機のｑ軸電流、ｑ軸電圧、回転子速度からｄ軸磁束を推定する第２の手段と、
   前記第２の手段によるｄ軸磁束推定値のｄ軸電流による偏微分を演算する第３の手段と、
   前記第１の手段により変化させたｄ軸電流をパラメータとした時の前記偏微分の最大値から、第１のパラメータとして、前記ｄ軸電流に対するｄ軸磁束の傾きの最大値に相当するパラメータを求める第４の手段と、
   前記偏微分が最大になる時のｄ軸電流から、第２のパラメータとして、回転子永久磁石の等価磁化電流を求める第５の手段と、
   前記偏微分が最大になる時のｄ軸磁束推定値から、第３のパラメータとして、磁束オフセットを求める第６の手段と、
   前記電動機の永久磁石磁束、前記ｄ軸電流に対するｄ軸磁束の傾きの最大値、前記等価磁化電流、前記磁束オフセットから、第４のパラメータとして、ｄ軸磁束におけるｄ軸電流反比例係数を求める第７の手段と、を備え、
   前記第１〜第４のパラメータを用いて前記磁束モデルを構成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。
2. 電力変換器により永久磁石形同期電動機に供給する電流及び電圧を、前記電動機の回転子磁極方向に平行なｄ軸とこのｄ軸に直交するｑ軸とからなるｄ，ｑ直交回転座標上で制御するための制御装置であって、電動機鉄芯の磁気飽和特性を少なくとも考慮した磁束モデルに基づいて構成される制御装置において、
   前記電動機のｄ軸電流を時間軸に沿って変化させる第１の手段と、
   前記第１の手段によりｄ軸電流を変化させた時の前記電動機のｑ軸電流、ｑ軸電圧、回転子速度からｄ軸磁束を推定する第２の手段と、
   前記第２の手段によるｄ軸磁束推定値のｄ軸電流による偏微分を演算する第３の手段と、
   前記第１の手段により変化させたｄ軸電流をパラメータとした時の前記偏微分の最大値から、第１のパラメータとして、前記ｄ軸電流に対するｄ軸磁束の傾きの最大値に相当するパラメータを求める第４の手段と、
   前記偏微分が最大になる時のｄ軸電流から、第２のパラメータとして、回転子永久磁石の等価磁化電流を求める第５の手段と、
   前記偏微分が最大になる時のｄ軸磁束推定値から、第３のパラメータとして、磁束オフセットを求める第６の手段と、
   前記ｄ軸電流、前記ｄ軸磁束推定値、前記ｄ軸電流に対するｄ軸磁束の傾きの最大値、前記等価磁化電流、前記磁束オフセットから、第４のパラメータとして、ｄ軸磁束におけるｄ軸電流反比例係数を求める第７の手段と、を備え、
   前記第１〜第４のパラメータを用いて前記磁束モデルを構成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。
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、
   前記第２の手段は、
   前記ｑ軸電流、前記ｑ軸電圧からｑ軸誘起電圧演算値を算出する手段と、
   前記ｄ軸磁束推定値と前記回転子速度とからｑ軸誘起電圧推定値を演算する手段と、
   前記ｑ軸誘起電圧演算値と前記ｑ軸誘起電圧推定値との偏差からｑ軸誘起電圧推定誤差を演算する手段と、
   前記ｑ軸誘起電圧推定誤差と前記回転子速度から前記ｄ軸磁束推定値を演算する手段と、
   を有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。

Images