JPH10108500A - ３相交流電動機の制御装置 - Google Patents
３相交流電動機の制御装置Info
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- JPH10108500A JPH10108500A JP8256933A JP25693396A JPH10108500A JP H10108500 A JPH10108500 A JP H10108500A JP 8256933 A JP8256933 A JP 8256933A JP 25693396 A JP25693396 A JP 25693396A JP H10108500 A JPH10108500 A JP H10108500A
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- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 171
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 81
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- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 49
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 15
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
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Abstract
(57)【要約】
【課題】インバ−タの最大出力電圧に対して制御余裕を
確保するのに、必要にして十分以上の電流を流すことに
起因した、インバ−タおよび交流電動機の損失の増大を
防止する。 【解決手段】 永久磁石界磁同期電動機の制御装置１
は、電圧最大値発生部２とトルク指令発生部３と磁束成
分電流指令演算部４とトルク成分電流指令演算部（ａ）
５と回転角速度演算部６と実トルク演算部（ａ）７と電
圧ベクトル演算部８と極座標変換部９と３相電圧指令演
算部１０とで構成される。
確保するのに、必要にして十分以上の電流を流すことに
起因した、インバ−タおよび交流電動機の損失の増大を
防止する。 【解決手段】 永久磁石界磁同期電動機の制御装置１
は、電圧最大値発生部２とトルク指令発生部３と磁束成
分電流指令演算部４とトルク成分電流指令演算部（ａ）
５と回転角速度演算部６と実トルク演算部（ａ）７と電
圧ベクトル演算部８と極座標変換部９と３相電圧指令演
算部１０とで構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は３相交流電動機の制御装
置に関する。
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】３相交流電動機をインバ−タ等の可変周
波数電源にて駆動するに際して、ベクトル制御が行われ
てきた。ベクトル制御では電流、電圧、磁束とをベクト
ルとして扱い、そのベクトルを互いに直交するトルク成
分と磁束成分に分けて、トルクと磁束ベクトルの大きさ
が所望の値となるよう制御する。
波数電源にて駆動するに際して、ベクトル制御が行われ
てきた。ベクトル制御では電流、電圧、磁束とをベクト
ルとして扱い、そのベクトルを互いに直交するトルク成
分と磁束成分に分けて、トルクと磁束ベクトルの大きさ
が所望の値となるよう制御する。
【０００３】インバ−タ等の電源はその出力電圧に限界
があるので、高速回転時には磁束電流を調整すること
で、弱め磁束制御を行い、主電動機端子電圧をインバ−
タの出力電圧の範囲内に抑制し、可変速運転範囲を拡大
することが行われている。
があるので、高速回転時には磁束電流を調整すること
で、弱め磁束制御を行い、主電動機端子電圧をインバ−
タの出力電圧の範囲内に抑制し、可変速運転範囲を拡大
することが行われている。
【０００４】３相交流電動機のうち、例えば、永久磁石
界磁同期電動機にて、前記のような弱め磁束制御を行う
際には、トルク指令値と磁束指令値から、トルク成分電
流指令値と磁束成分電流指令値を一般には演繹的に求め
ることが出来ないので、インバ−タの最大出力電圧に対
して制御余裕を確保するのに必要以上の絶対値の負の磁
束電流を流している。
界磁同期電動機にて、前記のような弱め磁束制御を行う
際には、トルク指令値と磁束指令値から、トルク成分電
流指令値と磁束成分電流指令値を一般には演繹的に求め
ることが出来ないので、インバ−タの最大出力電圧に対
して制御余裕を確保するのに必要以上の絶対値の負の磁
束電流を流している。
【０００５】また、３相交流電動機のうち、例えば、誘
導電動機にて、前記のような弱め磁束制御を行う際に
も、トルク指令値と磁束指令値から、トルク成分電流指
令値と磁束成分電流指令値を一般には演繹的に求めるこ
とが出来ないので、インバ−タの最大出力電圧に対して
制御余裕を確保するのに必要以上に磁束電流を減じ、そ
れに起因する磁束減少分を補うためにトルク電流を増じ
るので、結果的には必要以上のトルク電流を流すことに
なる。
導電動機にて、前記のような弱め磁束制御を行う際に
も、トルク指令値と磁束指令値から、トルク成分電流指
令値と磁束成分電流指令値を一般には演繹的に求めるこ
とが出来ないので、インバ−タの最大出力電圧に対して
制御余裕を確保するのに必要以上に磁束電流を減じ、そ
れに起因する磁束減少分を補うためにトルク電流を増じ
るので、結果的には必要以上のトルク電流を流すことに
なる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】インバ−タの最大出力
電圧に対して制御余裕を確保するに際して、永久磁石界
磁同期電動機の例では必要以上に多くの磁束電流の流す
ことに起因して、誘導電動機の例では必要以上のトルク
電流を流すことに起因して、インバ−タ及び３相交流電
動機の損失の増大を招くという問題がある。
電圧に対して制御余裕を確保するに際して、永久磁石界
磁同期電動機の例では必要以上に多くの磁束電流の流す
ことに起因して、誘導電動機の例では必要以上のトルク
電流を流すことに起因して、インバ−タ及び３相交流電
動機の損失の増大を招くという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】本発明の３相交流電動機の制御装置は、上
記目的を達成するために、推定演算によって求めた電動
機の発生トルクをフィ−ドバックし、請求項１および請
求項４の方法では、発生トルク演算推定値とトルク指令
値との偏差から決まるトルク成分電流指令値を用いて、
弱め磁束制御に必要にして十分な磁束電流指令値を求
め、トルク成分電流および磁束成分電流がトルク成分電
流指令値および磁束成分電流指令値に追従するよう制御
することによって、請求項２、請求項５、請求項６およ
び請求項７の方法では、発生トルク演算推定値とトルク
指令値との偏差から決まるトルク成分電流指令値と、推
定演算によって求めた実際の磁束の推定演算値と磁束指
令値との偏差から決まる磁束成分電流指令値とを用いる
ことによって、請求項３および請求項８の方法では、電
圧ベクトルの大きさが任意に設定可能な最大値を超えた
ら、電圧ベクトルの大きさは任意に設定可能な最大値に
保った上で、発生トルク演算推定値とトルク指令値との
偏差に応じて電圧ベクトルの位相を制御することによっ
て、３相交流電動機のトルクの制御応答性および制御精
度は確保しつつ、磁束電流およびトルク電流を必要十分
な値に制御して損失の増大を防ぐ方法である。
記目的を達成するために、推定演算によって求めた電動
機の発生トルクをフィ−ドバックし、請求項１および請
求項４の方法では、発生トルク演算推定値とトルク指令
値との偏差から決まるトルク成分電流指令値を用いて、
弱め磁束制御に必要にして十分な磁束電流指令値を求
め、トルク成分電流および磁束成分電流がトルク成分電
流指令値および磁束成分電流指令値に追従するよう制御
することによって、請求項２、請求項５、請求項６およ
び請求項７の方法では、発生トルク演算推定値とトルク
指令値との偏差から決まるトルク成分電流指令値と、推
定演算によって求めた実際の磁束の推定演算値と磁束指
令値との偏差から決まる磁束成分電流指令値とを用いる
ことによって、請求項３および請求項８の方法では、電
圧ベクトルの大きさが任意に設定可能な最大値を超えた
ら、電圧ベクトルの大きさは任意に設定可能な最大値に
保った上で、発生トルク演算推定値とトルク指令値との
偏差に応じて電圧ベクトルの位相を制御することによっ
て、３相交流電動機のトルクの制御応答性および制御精
度は確保しつつ、磁束電流およびトルク電流を必要十分
な値に制御して損失の増大を防ぐ方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。 （実施例１）本発明の第１実施例として、永久磁石界磁
同期電動機に適用した場合について図１、図２、図３、
および図４を用いて説明する。この第１実施例におい
て、永久磁石界磁同期電動機の制御装置１は、電圧最大
値指令発生部２と、トルク指令発生部３と、磁束成分電
流指令演算部４と、トルク成分電流指令演算部５と、回
転角速度演算部６と、実トルク演算部（ａ）７と、電圧
ベクトル演算部８と、極座標変換部９と、３相電圧指令
演算部１０とで構成される。
て図面を参照しながら説明する。 （実施例１）本発明の第１実施例として、永久磁石界磁
同期電動機に適用した場合について図１、図２、図３、
および図４を用いて説明する。この第１実施例におい
て、永久磁石界磁同期電動機の制御装置１は、電圧最大
値指令発生部２と、トルク指令発生部３と、磁束成分電
流指令演算部４と、トルク成分電流指令演算部５と、回
転角速度演算部６と、実トルク演算部（ａ）７と、電圧
ベクトル演算部８と、極座標変換部９と、３相電圧指令
演算部１０とで構成される。
【０００９】回転角速度演算部６では電動機回転子の回
転角θを入力として、θを微分することで回転角速度ω
を演算し、出力する。
転角θを入力として、θを微分することで回転角速度ω
を演算し、出力する。
【００１０】電圧最大値指令発生部２は電圧ベクトルの
大きさの最大値Ｖmax0を予め設定し、その値を出力す
る。Ｖmax0は例えばインバ−タ等の電源の出力可能最大
電圧とする。
大きさの最大値Ｖmax0を予め設定し、その値を出力す
る。Ｖmax0は例えばインバ−タ等の電源の出力可能最大
電圧とする。
【００１１】トルク指令発生部３は前記回転角速度演算
部６の出力である回転角速度ωを入力とし、図４に示す
ような、予め設定した回転角速度ωに対するトルク指令
Ｔmr efパタ−ンに従ってトルク指令Ｔmrefを出力する。
部６の出力である回転角速度ωを入力とし、図４に示す
ような、予め設定した回転角速度ωに対するトルク指令
Ｔmr efパタ−ンに従ってトルク指令Ｔmrefを出力する。
【００１２】実トルク演算部（ａ）７では極座標変換部
９より出力される電圧ベクトルの大きさ指令値Ｖ
mrefと、電圧ベクトルの位相角指令値ψref と電動機の
磁束成分電流Ｉd、トルク成分電流Ｉqおよび、回転角速
度ωを入力とし以下の式に従って、実トルク演算値Ｔ
mestを演算、出力する。 Ｔmest＝Ｖmref｛Ｉdcos （ψref ）＋Ｉqsin
（ψref ）｝／ω
９より出力される電圧ベクトルの大きさ指令値Ｖ
mrefと、電圧ベクトルの位相角指令値ψref と電動機の
磁束成分電流Ｉd、トルク成分電流Ｉqおよび、回転角速
度ωを入力とし以下の式に従って、実トルク演算値Ｔ
mestを演算、出力する。 Ｔmest＝Ｖmref｛Ｉdcos （ψref ）＋Ｉqsin
（ψref ）｝／ω
【００１３】トルク成分電流指令演算部（ａ）５を図２
を用いて説明する。トルク成分電流指令変換部５０１で
はトルク指令値Ｔmrefを入力とし、Ｔmrefとトルク指令
演算誤差ΔＴmの和から以下の式に従ってトルク成分電
流指令値Ｉq refを演算する。 Ｉqref＝（Ｔmref＋ΔＴm）／（ｐΦf） ただし、ｐは極対数、Φfは永久磁石界磁磁束とする。 Ｉqrefはトルク成分電流指令演算部５の出力として出力
されると共に、等価トルク指令変換部５０２にて以下に
示す演算に用いられる。 Ｔmrefeq＝ｐΦfＩqref 上記演算式によって求められるＴmrefeqと実トルクの推
定演算値Ｔmrefとの差として求められるトルク指令演算
誤差ΔＴm が算出され、ΔＴm ＝０となるように上記の
演算が繰り返し行われる。
を用いて説明する。トルク成分電流指令変換部５０１で
はトルク指令値Ｔmrefを入力とし、Ｔmrefとトルク指令
演算誤差ΔＴmの和から以下の式に従ってトルク成分電
流指令値Ｉq refを演算する。 Ｉqref＝（Ｔmref＋ΔＴm）／（ｐΦf） ただし、ｐは極対数、Φfは永久磁石界磁磁束とする。 Ｉqrefはトルク成分電流指令演算部５の出力として出力
されると共に、等価トルク指令変換部５０２にて以下に
示す演算に用いられる。 Ｔmrefeq＝ｐΦfＩqref 上記演算式によって求められるＴmrefeqと実トルクの推
定演算値Ｔmrefとの差として求められるトルク指令演算
誤差ΔＴm が算出され、ΔＴm ＝０となるように上記の
演算が繰り返し行われる。
【００１４】磁束成分電流指令演算部４では前記電圧最
大値指令発生部２より出力される電圧指令最大値Ｖmax0
と極座標変換部９より出力される電圧指令ベクトルの大
きさＶmrefと前記トルク成分電流指令演算部（ａ）５よ
り出力されるトルク成分電流指令値Ｉqrefを入力とし
て、磁束成分電流指令値Ｉdrefを下式に従って演算、出
力する。 Ｖmax0＞＝Ｖmrefのとき Ｉdref＝０ Ｖmax0＜Ｖmrefのとき Ｉdref＝［｛（Ｖmax0／（ｐω））2＋（Ｌ
qＩqref）2｝1/2−Φf／Ｌd ］ ただし、Ｌdは磁束成分同期インダクタンス Ｌqはトルク成分同期インダクタンスとする。
大値指令発生部２より出力される電圧指令最大値Ｖmax0
と極座標変換部９より出力される電圧指令ベクトルの大
きさＶmrefと前記トルク成分電流指令演算部（ａ）５よ
り出力されるトルク成分電流指令値Ｉqrefを入力とし
て、磁束成分電流指令値Ｉdrefを下式に従って演算、出
力する。 Ｖmax0＞＝Ｖmrefのとき Ｉdref＝０ Ｖmax0＜Ｖmrefのとき Ｉdref＝［｛（Ｖmax0／（ｐω））2＋（Ｌ
qＩqref）2｝1/2−Φf／Ｌd ］ ただし、Ｌdは磁束成分同期インダクタンス Ｌqはトルク成分同期インダクタンスとする。
【００１５】図３は電圧ベクトル演算部８を説明する図
である。電圧ベクトル演算部８では前記磁束成分電流指
令演算部４より出力される磁束成分電流指令値Ｉdrefと
前記トルク成分電流指令演算部（ａ）５より出力される
トルク成分電流指令値Ｉqrefを入力として、以下の処理
を経てトルク成分電圧指令値Ｖqrefおよび磁束成分電圧
指令値Ｖdrefを演算、出力を行い、トルク成分電流ＰＩ
補償部８０１および磁束成分電流ＰＩ補償部８０２にお
いて以下のような電流指令値と実電流の偏差に対し、Ｐ
Ｉ補償演算を行い、 ＶdPI ＝（Ｉdref−Ｉd ）（ＫPd＋ＫId／ｓ） ＶqPI ＝（Ｉqref−Ｉq ）（ＫPq＋ＫIq／ｓ） ここで、ｓは微分演算子、ＫPdは磁束成分電流比例補償
ゲイン、ＫIdは磁束成分電流積分補償ゲイン、ＫPqはト
ルク成分電流比例補償ゲイン、ＫIqはトルク成分電流積
分補償ゲイン、である。 速度起電力補償部８０３では速度起電力を以下の式に従
って、演算を行い、 Ｖdcomp ＝ｐωＬqＩqref｛１／Ｔdｓ＋１｝ Ｖqcomp ＝ｐω［ＬdＩdref｛１／Ｔdｓ＋１｝＋Φf］ ここで、ｓは微分演算子 Ｔdは電流制御のステップ応答の設定時定数である。 ＶdPI 、ＶqPI 、Ｖdcomp およびＶqcomp を用いて、以
下に示すように磁束成分電圧指令値Ｖdrefおよびトルク
成分電圧指令値Ｖqrefを出力する。 Ｖdref＝ＶdPI＋Ｖdcomp Ｖqref＝ＶqPI ＋Ｖqcomp
である。電圧ベクトル演算部８では前記磁束成分電流指
令演算部４より出力される磁束成分電流指令値Ｉdrefと
前記トルク成分電流指令演算部（ａ）５より出力される
トルク成分電流指令値Ｉqrefを入力として、以下の処理
を経てトルク成分電圧指令値Ｖqrefおよび磁束成分電圧
指令値Ｖdrefを演算、出力を行い、トルク成分電流ＰＩ
補償部８０１および磁束成分電流ＰＩ補償部８０２にお
いて以下のような電流指令値と実電流の偏差に対し、Ｐ
Ｉ補償演算を行い、 ＶdPI ＝（Ｉdref−Ｉd ）（ＫPd＋ＫId／ｓ） ＶqPI ＝（Ｉqref−Ｉq ）（ＫPq＋ＫIq／ｓ） ここで、ｓは微分演算子、ＫPdは磁束成分電流比例補償
ゲイン、ＫIdは磁束成分電流積分補償ゲイン、ＫPqはト
ルク成分電流比例補償ゲイン、ＫIqはトルク成分電流積
分補償ゲイン、である。 速度起電力補償部８０３では速度起電力を以下の式に従
って、演算を行い、 Ｖdcomp ＝ｐωＬqＩqref｛１／Ｔdｓ＋１｝ Ｖqcomp ＝ｐω［ＬdＩdref｛１／Ｔdｓ＋１｝＋Φf］ ここで、ｓは微分演算子 Ｔdは電流制御のステップ応答の設定時定数である。 ＶdPI 、ＶqPI 、Ｖdcomp およびＶqcomp を用いて、以
下に示すように磁束成分電圧指令値Ｖdrefおよびトルク
成分電圧指令値Ｖqrefを出力する。 Ｖdref＝ＶdPI＋Ｖdcomp Ｖqref＝ＶqPI ＋Ｖqcomp
【００１６】極座標演算部９では前記電圧ベクトル演算
部８より出力されるトルク成分電圧指令値Ｖqrefおよび
磁束成分電圧指令値Ｖdrefを入力とし、ＶqrefおよびＶ
drefを成分とする直交座標系ベクトルを、以下の式に従
って、電圧指令ベクトルの大きさＶmrefおよび電圧指令
ベクトルの位相角指令値ψref を成分とする極座標系ベ
クトルに変換し、出力する。 Ｖmref＝（Ｖdref 2＋Ｖqref 2）1/2 Ｖqref＞＝０のとき ψref ＝cos-1（Ｖdref／（Ｖ
dref 2＋Ｖqref 2）1/2 ） Ｖqref＜０のとき ψref ＝−cos-1（Ｖdref／（Ｖ
dref 2＋Ｖqref 2）1/2 ）
部８より出力されるトルク成分電圧指令値Ｖqrefおよび
磁束成分電圧指令値Ｖdrefを入力とし、ＶqrefおよびＶ
drefを成分とする直交座標系ベクトルを、以下の式に従
って、電圧指令ベクトルの大きさＶmrefおよび電圧指令
ベクトルの位相角指令値ψref を成分とする極座標系ベ
クトルに変換し、出力する。 Ｖmref＝（Ｖdref 2＋Ｖqref 2）1/2 Ｖqref＞＝０のとき ψref ＝cos-1（Ｖdref／（Ｖ
dref 2＋Ｖqref 2）1/2 ） Ｖqref＜０のとき ψref ＝−cos-1（Ｖdref／（Ｖ
dref 2＋Ｖqref 2）1/2 ）
【００１７】３相電圧指令演算部１０では、前記極座標
変換部９より出力される電圧ベクトルの大きさ指令値Ｖ
mref、電圧ベクトルの位相角指令値ψref 、および電動
機回転子の回転角θを用いて、３相電圧指令値Ｖuref、
Ｖvref、およびＶwrefに下式を用いて変換し、出力する Ｖuref＝（２／３）1/2Ｖmrefsin（θ＋ψref） Ｖvref＝（２／３）1/2Ｖmrefsin（θ＋ψref＋２π／
３） Ｖwref＝（２／３）1/2Ｖmrefsin（θ＋ψref−２π／
３） （第２実施例）
変換部９より出力される電圧ベクトルの大きさ指令値Ｖ
mref、電圧ベクトルの位相角指令値ψref 、および電動
機回転子の回転角θを用いて、３相電圧指令値Ｖuref、
Ｖvref、およびＶwrefに下式を用いて変換し、出力する Ｖuref＝（２／３）1/2Ｖmrefsin（θ＋ψref） Ｖvref＝（２／３）1/2Ｖmrefsin（θ＋ψref＋２π／
３） Ｖwref＝（２／３）1/2Ｖmrefsin（θ＋ψref−２π／
３） （第２実施例）
【００１８】本発明の第２実施例を、永久磁石界磁同期
電動機に適用した場合について、図５を用いて説明す
る。この第２実施例において、永久磁石界磁同期電動機
の制御装置１１は、磁束指令発生部１２と、トルク指令
発生部３と、磁束演算部（ａ）１３と、実トルク演算部
（ａ）７と、磁束制御部１４と、トルク制御部１５と、
電圧ベクトル演算部８と、回転角速度演算部６と、極座
標変換部９と、３相電圧指令演算部１０とで構成され
る。
電動機に適用した場合について、図５を用いて説明す
る。この第２実施例において、永久磁石界磁同期電動機
の制御装置１１は、磁束指令発生部１２と、トルク指令
発生部３と、磁束演算部（ａ）１３と、実トルク演算部
（ａ）７と、磁束制御部１４と、トルク制御部１５と、
電圧ベクトル演算部８と、回転角速度演算部６と、極座
標変換部９と、３相電圧指令演算部１０とで構成され
る。
【００１９】磁束指令発生部１２を図６を用いて説明す
る。磁束指令発生部１２では、前期回転角速度演算部６
の出力である回転角速度ωを入力とし、図６に示すよう
な、予め設定した回転角速度ωに対する磁束指令値Φ
mrefパタ−ンに従って磁束指令値Φmrefを出力する。
る。磁束指令発生部１２では、前期回転角速度演算部６
の出力である回転角速度ωを入力とし、図６に示すよう
な、予め設定した回転角速度ωに対する磁束指令値Φ
mrefパタ−ンに従って磁束指令値Φmrefを出力する。
【００２０】磁束演算部（ａ）１３では、磁束成分電圧
Ｖdrefと、トルク成分電圧Ｖqrefと、磁束成分電流Ｉd
と、トルク成分電流Ｉq および回転角速度ωを入力とし
て以下の式に従って磁束演算値Φmestを演算し、出力す
る。 Φdest＝（Ｖdref−ｒmＩdref−ｓＬdＩd）／ｐω Φqest＝−（Ｖqref−ｒmＩqref−ｓＬqＩq ）／ｐωΦ
mest＝（Φdest 2＋Φqest 2）1/2 ここで、Φdestは磁束成分磁束演算値、Φqestはトルク
成分磁束演算値である。
Ｖdrefと、トルク成分電圧Ｖqrefと、磁束成分電流Ｉd
と、トルク成分電流Ｉq および回転角速度ωを入力とし
て以下の式に従って磁束演算値Φmestを演算し、出力す
る。 Φdest＝（Ｖdref−ｒmＩdref−ｓＬdＩd）／ｐω Φqest＝−（Ｖqref−ｒmＩqref−ｓＬqＩq ）／ｐωΦ
mest＝（Φdest 2＋Φqest 2）1/2 ここで、Φdestは磁束成分磁束演算値、Φqestはトルク
成分磁束演算値である。
【００２１】磁束制御部１４では磁束指令値Φmrefとト
ルク演算値Φmestを入力とし、以下の式に従ってトルク
成分電流指令値Ｉdrefを演算する。 Ｉdref＝（Φmref−Φmest）（ＫPflux ＋ＫIflux ／
ｓ） ここで、ＫPflux は磁束制御比例補償ゲイン、ＫIflux
は磁束制御積分補償ゲイン、ｓは微分演算子である。
ルク演算値Φmestを入力とし、以下の式に従ってトルク
成分電流指令値Ｉdrefを演算する。 Ｉdref＝（Φmref−Φmest）（ＫPflux ＋ＫIflux ／
ｓ） ここで、ＫPflux は磁束制御比例補償ゲイン、ＫIflux
は磁束制御積分補償ゲイン、ｓは微分演算子である。
【００２２】トルク制御部１５ではトルク指令値Ｔmref
とトルク演算値Ｔmestを入力とし、以下の式に従ってト
ルク成分電流指令値Ｉqrefを演算する。 Ｉqref＝（Ｔmref−Ｔmest）（ＫPtorq ＋ＫItorq ／
ｓ） ここで、ＫPtorq はトルク制御比例補償ゲイン、Ｋ
Itorq はトルク制御積分補償ゲイン、ｓは微分演算子で
ある。
とトルク演算値Ｔmestを入力とし、以下の式に従ってト
ルク成分電流指令値Ｉqrefを演算する。 Ｉqref＝（Ｔmref−Ｔmest）（ＫPtorq ＋ＫItorq ／
ｓ） ここで、ＫPtorq はトルク制御比例補償ゲイン、Ｋ
Itorq はトルク制御積分補償ゲイン、ｓは微分演算子で
ある。
【００２３】その他の構成要素の動作は第１実施例と同
様である。 （第３実施例）
様である。 （第３実施例）
【００２４】本発明の第３実施例を、永久磁石界磁同期
電動機に適用した場合について、図７を用いて説明す
る。この第３実施例において、永久磁石界磁同期電動機
の制御装置１６は、電圧最大値指令発生部２と、トルク
指令発生部３と、磁束成分電流指令発生部１７と、トル
ク成分電流指令演算部（ｂ）１８と、電圧指令演算部１
９と、回転角速度演算部６と、実トルク演算部（ａ）７
と、電圧ベクトル演算部８と、電圧指令演算部１９と、
３相電圧指令演算部１０とで構成される。
電動機に適用した場合について、図７を用いて説明す
る。この第３実施例において、永久磁石界磁同期電動機
の制御装置１６は、電圧最大値指令発生部２と、トルク
指令発生部３と、磁束成分電流指令発生部１７と、トル
ク成分電流指令演算部（ｂ）１８と、電圧指令演算部１
９と、回転角速度演算部６と、実トルク演算部（ａ）７
と、電圧ベクトル演算部８と、電圧指令演算部１９と、
３相電圧指令演算部１０とで構成される。
【００２５】トルク成分電流指令演算部（ｂ）１８では
トルク指令値Ｔmrefおよびトルク推定値Ｔmestを入力と
し、以下の式に従ってトルク成分電流指令値Ｉqrefを演
算する。 ΔＴm ＝Ｔmref−Ｔmest Ｉqref＝（Ｔmref＋ΔＴm ）／（ｐΦf） ここで、ｐは極対数、Φfは永久磁石界磁磁束である。
トルク指令値Ｔmrefおよびトルク推定値Ｔmestを入力と
し、以下の式に従ってトルク成分電流指令値Ｉqrefを演
算する。 ΔＴm ＝Ｔmref−Ｔmest Ｉqref＝（Ｔmref＋ΔＴm ）／（ｐΦf） ここで、ｐは極対数、Φfは永久磁石界磁磁束である。
【００２６】磁束成分電流指令発生部１７では例えば、
磁束成分電流指令値Ｉdrefを、 Ｉdref＝０ と設定し、出力する。
磁束成分電流指令値Ｉdrefを、 Ｉdref＝０ と設定し、出力する。
【００２７】電圧ベクトル演算部８では前記トルク成分
電流指令部（ｂ）１８より出力されるトルク成分電流指
令値Ｉqrefと前記磁束成分電流指令発生部１７で出力さ
れる磁束成分電流指令値Ｉdrefを入力として、以下の処
理を経て磁束成分電流ＰＩ補償電圧ＶdPI 、トルク成分
電流ＰＩ補償電圧ＶqPI 、磁束成分速度起電力補償電圧
Ｖdcomp およびトルク成分速度起電力補償電圧Ｖqcomp
を演算し、 ＶdPI ＝（Ｉdref−Ｉd ）（ＫPd＋ＫId／ｓ） ＶqPI ＝（Ｉqref−Ｉq ）（ＫPq＋ＫIq／ｓ） Ｖdcomp ＝ｐωＬqＩqref／（Ｔdｓ＋１） Ｖqcomp ＝ｒmＩqref／（Ｔdｓ＋１）＋ｐωΦf ここで、ＫPdは磁束成分電流比例補償ゲイン、ＫIdは磁
束成分電流積分補償ゲイン、ＫPqはトルク成分電流比例
補償ゲイン、ＫIqはトルク成分電流積分補償ゲイン、Ｔ
dは電流制御のステップ応答の設定時定数 ｓは微分演算子である。 ＶdPI 、ＶqPI 、Ｖdcomp およびＶqcomp から以下の式
に従って、磁束成分電圧指令値Ｖdrefおよびトルク成分
電圧指令値Ｖqrefを出力する。 Ｖdref＝ＶdPI＋Ｖdcomp Ｖqref＝ＶqPI ＋Ｖqcomp
電流指令部（ｂ）１８より出力されるトルク成分電流指
令値Ｉqrefと前記磁束成分電流指令発生部１７で出力さ
れる磁束成分電流指令値Ｉdrefを入力として、以下の処
理を経て磁束成分電流ＰＩ補償電圧ＶdPI 、トルク成分
電流ＰＩ補償電圧ＶqPI 、磁束成分速度起電力補償電圧
Ｖdcomp およびトルク成分速度起電力補償電圧Ｖqcomp
を演算し、 ＶdPI ＝（Ｉdref−Ｉd ）（ＫPd＋ＫId／ｓ） ＶqPI ＝（Ｉqref−Ｉq ）（ＫPq＋ＫIq／ｓ） Ｖdcomp ＝ｐωＬqＩqref／（Ｔdｓ＋１） Ｖqcomp ＝ｒmＩqref／（Ｔdｓ＋１）＋ｐωΦf ここで、ＫPdは磁束成分電流比例補償ゲイン、ＫIdは磁
束成分電流積分補償ゲイン、ＫPqはトルク成分電流比例
補償ゲイン、ＫIqはトルク成分電流積分補償ゲイン、Ｔ
dは電流制御のステップ応答の設定時定数 ｓは微分演算子である。 ＶdPI 、ＶqPI 、Ｖdcomp およびＶqcomp から以下の式
に従って、磁束成分電圧指令値Ｖdrefおよびトルク成分
電圧指令値Ｖqrefを出力する。 Ｖdref＝ＶdPI＋Ｖdcomp Ｖqref＝ＶqPI ＋Ｖqcomp
【００２８】電圧指令演算部１９では前記電圧最大値指
令発生部２より出力される電圧ベクトルの大きさの最大
値Ｖmax0と、前記トルク指令発生部３より出力されるト
ルク指令値Ｔmref と、前記実トルク演算部（ａ）７よ
り出力される実トルク演算値Ｔmestと、前記電圧ベクト
ル演算部８より出力される磁束成分電圧指令値Ｖdrefお
よびトルク成分電圧指令値Ｖqrefを入力とし、電圧ベク
トルの大きさ指令値Ｖ mrefおよび電圧ベクトルの位相角
指令値ψref を成分とする極座標系ベクトルを演算し、
出力する。 （１）Ｖmref＜＝Ｖmax0のとき Ｖmref＝（Ｖdref 2＋Ｖqref 2）1/2 Ｖqref＞＝０のとき ψref ＝cos-1（Ｖdref／（Ｖ
dref 2＋Ｖqref 2）1/2 ） Ｖqref＜０のとき ψref ＝−cos-1（Ｖdref／（Ｖ
dref 2＋Ｖqref 2）1/2 ） （２）Ｖmref＞Ｖmax0のとき Ｖmref＝Ｖmax0 ψref ＝（Ｔmref−Ｔmest）（ＫPt＋ＫIt／ｓ） ここで、ＫPtは電圧指令ベクトル位相角比例補償ゲイ
ン、ＫIdは電圧指令ベクトル位相角積分補償ゲイン、ｓ
は微分演算子である。
令発生部２より出力される電圧ベクトルの大きさの最大
値Ｖmax0と、前記トルク指令発生部３より出力されるト
ルク指令値Ｔmref と、前記実トルク演算部（ａ）７よ
り出力される実トルク演算値Ｔmestと、前記電圧ベクト
ル演算部８より出力される磁束成分電圧指令値Ｖdrefお
よびトルク成分電圧指令値Ｖqrefを入力とし、電圧ベク
トルの大きさ指令値Ｖ mrefおよび電圧ベクトルの位相角
指令値ψref を成分とする極座標系ベクトルを演算し、
出力する。 （１）Ｖmref＜＝Ｖmax0のとき Ｖmref＝（Ｖdref 2＋Ｖqref 2）1/2 Ｖqref＞＝０のとき ψref ＝cos-1（Ｖdref／（Ｖ
dref 2＋Ｖqref 2）1/2 ） Ｖqref＜０のとき ψref ＝−cos-1（Ｖdref／（Ｖ
dref 2＋Ｖqref 2）1/2 ） （２）Ｖmref＞Ｖmax0のとき Ｖmref＝Ｖmax0 ψref ＝（Ｔmref−Ｔmest）（ＫPt＋ＫIt／ｓ） ここで、ＫPtは電圧指令ベクトル位相角比例補償ゲイ
ン、ＫIdは電圧指令ベクトル位相角積分補償ゲイン、ｓ
は微分演算子である。
【００２９】その他の構成要素の動作は第１実施例と同
様である。 （第４実施例）
様である。 （第４実施例）
【００３０】本発明の第４実施例を、永久磁石界磁同期
電動機に適用した場合について、図８を用いて説明す
る。この第４実施例において、永久磁石界磁同期電動機
の制御装置２０は、電圧最大値指令発生部２と、トルク
指令発生部３と、磁束成分電流指令演算部４と、実トル
ク演算部（ｂ）２１と、電圧ベクトル演算部８と、回転
角速度演算部６と、極座標変換部９と、３相電圧指令演
算部１０とで構成される。
電動機に適用した場合について、図８を用いて説明す
る。この第４実施例において、永久磁石界磁同期電動機
の制御装置２０は、電圧最大値指令発生部２と、トルク
指令発生部３と、磁束成分電流指令演算部４と、実トル
ク演算部（ｂ）２１と、電圧ベクトル演算部８と、回転
角速度演算部６と、極座標変換部９と、３相電圧指令演
算部１０とで構成される。
【００３１】実トルク演算部（ｂ）２１において、磁束
成分電流Ｉd およびトルク成分電流Ｉq を入力として以
下の式に従って実トルク演算値Ｔmestを演算し、出力す
る。 Ｔmest ＝ｐ｛Φf＋（Ｌd−Ｌq）Ｉd ｝Ｉq
成分電流Ｉd およびトルク成分電流Ｉq を入力として以
下の式に従って実トルク演算値Ｔmestを演算し、出力す
る。 Ｔmest ＝ｐ｛Φf＋（Ｌd−Ｌq）Ｉd ｝Ｉq
【００３２】その他の構成要素は第１実施例と同様であ
る。 （第５実施例）
る。 （第５実施例）
【００３３】本発明の第５実施例を、永久磁石界磁同期
電動機に適用した場合について、図９を用いて説明す
る。この第５実施例において、永久磁石界磁同期電動機
の制御装置２２は、磁束指令発生部１２と、トルク指令
発生部３と、磁束演算部（ａ）１３と、実トルク演算部
（ｂ）２１と、磁束制御部１４と、トルク制御部１５
と、電圧ベクトル演算部８と、回転角速度演算部６と、
極座標変換部９と、３相電圧指令演算部１０とで構成さ
れる。
電動機に適用した場合について、図９を用いて説明す
る。この第５実施例において、永久磁石界磁同期電動機
の制御装置２２は、磁束指令発生部１２と、トルク指令
発生部３と、磁束演算部（ａ）１３と、実トルク演算部
（ｂ）２１と、磁束制御部１４と、トルク制御部１５
と、電圧ベクトル演算部８と、回転角速度演算部６と、
極座標変換部９と、３相電圧指令演算部１０とで構成さ
れる。
【００３４】実トルク演算部（ｂ）２１において、磁束
成分電流Ｉd およびトルク成分電流Ｉq を入力として以
下の式に従って実トルク演算値Ｔmestを演算し、出力す
る。 Ｔmest＝ｐ｛Φf＋（Ｌd−Ｌq）Ｉd ｝Ｉq
成分電流Ｉd およびトルク成分電流Ｉq を入力として以
下の式に従って実トルク演算値Ｔmestを演算し、出力す
る。 Ｔmest＝ｐ｛Φf＋（Ｌd−Ｌq）Ｉd ｝Ｉq
【００３５】その他の構成要素は第１実施例と同様であ
る。 （第６実施例）
る。 （第６実施例）
【００３６】本発明の第６実施例を、永久磁石界磁同期
電動機に適用した場合について、図１０を用いて説明す
る。この第６実施例において、永久磁石界磁同期電動機
の制御装置２３は、磁束指令発生部１２と、トルク指令
発生部３と、磁束演算部（ｂ）２４と、実トルク演算部
（ａ）７と、磁束制御部１４と、トルク制御部１５と、
電圧ベクトル演算部８と、回転角速度演算部６と、極座
標変換部９と、３相電圧指令演算部１０とで構成され
る。
電動機に適用した場合について、図１０を用いて説明す
る。この第６実施例において、永久磁石界磁同期電動機
の制御装置２３は、磁束指令発生部１２と、トルク指令
発生部３と、磁束演算部（ｂ）２４と、実トルク演算部
（ａ）７と、磁束制御部１４と、トルク制御部１５と、
電圧ベクトル演算部８と、回転角速度演算部６と、極座
標変換部９と、３相電圧指令演算部１０とで構成され
る。
【００３７】磁束演算部（ｂ）２４においてトルク成分
電流Ｉd および、磁束成分電流Ｉqを入力とし、以下の
式に従って磁束演算値Φmestを演算、出力する。 Φdest＝ＬdＩd ＋Φf Φqest＝ＬqＩq Φmest＝（Φdest 2＋Φqest 2）1/2
電流Ｉd および、磁束成分電流Ｉqを入力とし、以下の
式に従って磁束演算値Φmestを演算、出力する。 Φdest＝ＬdＩd ＋Φf Φqest＝ＬqＩq Φmest＝（Φdest 2＋Φqest 2）1/2
【００３８】その他の構成要素は第２実施例と同様であ
る。 （第７実施例）
る。 （第７実施例）
【００３９】本発明の第７実施例を、永久磁石界磁同期
電動機に適用した場合について、図１１を用いて説明す
る。この第７実施例において、永久磁石界磁同期電動機
の制御装置２５は、磁束指令発生部１２と、トルク指令
発生部３と、磁束演算部（ｂ）２４と、実トルク演算部
（ｂ）２１と、磁束制御部１４と、トルク制御部１５
と、電圧ベクトル演算部８と、回転角速度演算部６と、
極座標変換部９と、３相電圧指令演算部１０とで構成さ
れる。
電動機に適用した場合について、図１１を用いて説明す
る。この第７実施例において、永久磁石界磁同期電動機
の制御装置２５は、磁束指令発生部１２と、トルク指令
発生部３と、磁束演算部（ｂ）２４と、実トルク演算部
（ｂ）２１と、磁束制御部１４と、トルク制御部１５
と、電圧ベクトル演算部８と、回転角速度演算部６と、
極座標変換部９と、３相電圧指令演算部１０とで構成さ
れる。
【００４０】実トルク演算部（ｂ）２１において、磁束
成分電流Ｉd およびトルク成分電流Ｉq を入力として以
下の式に従って実トルク演算値Ｔmestを演算し、出力す
る。 Ｔmest＝ｐ｛Φf＋（Ｌd−Ｌq）Ｉd ｝Ｉq
成分電流Ｉd およびトルク成分電流Ｉq を入力として以
下の式に従って実トルク演算値Ｔmestを演算し、出力す
る。 Ｔmest＝ｐ｛Φf＋（Ｌd−Ｌq）Ｉd ｝Ｉq
【００４１】磁束演算部（ｂ）２４においてトルク成分
電流Ｉd および、磁束成分電流Ｉqを入力とし、以下の
式に従って磁束演算値Φmestを演算、出力する。 Φdest＝ＬdＩd ＋Φf Φqest＝ＬqＩq Φmest＝（Φdest 2＋Φqest 2）1/2
電流Ｉd および、磁束成分電流Ｉqを入力とし、以下の
式に従って磁束演算値Φmestを演算、出力する。 Φdest＝ＬdＩd ＋Φf Φqest＝ＬqＩq Φmest＝（Φdest 2＋Φqest 2）1/2
【００４２】その他の構成要素は第２実施例と同様であ
る。 （第８実施例）
る。 （第８実施例）
【００４３】本発明の第８実施例を、永久磁石界磁同期
電動機に適用した場合について、図１２を用いて説明す
る。この第８実施例において、永久磁石界磁同期電動機
の制御装置２６は、磁束指令発生部１２と、トルク指令
発生部３と、磁束演算部（ｃ）２７と、実トルク演算部
（ａ）７と、磁束制御部１４と、トルク制御部１５と、
電圧ベクトル演算部８と、回転角速度演算部６と、極座
標変換部９と、３相電圧指令演算部１０とで構成され
る。
電動機に適用した場合について、図１２を用いて説明す
る。この第８実施例において、永久磁石界磁同期電動機
の制御装置２６は、磁束指令発生部１２と、トルク指令
発生部３と、磁束演算部（ｃ）２７と、実トルク演算部
（ａ）７と、磁束制御部１４と、トルク制御部１５と、
電圧ベクトル演算部８と、回転角速度演算部６と、極座
標変換部９と、３相電圧指令演算部１０とで構成され
る。
【００４４】磁束演算部（ｃ）２７はＵ相電流ＩU と、
Ｗ相電流ＩW と、Ｕ相電圧指令値Ｖ Urefと、Ｗ相電圧指
令値ＶWrefを入力として以下の式に従って磁束演算値Φ
mestを演算し、出力する。 Ｉa ＝（３／２）1/2ＩU Ｉb ＝２1/2（−ＩU ／２＋ＩW ） Ｖaref ＝（３／２）1/2ＶUref Ｖbref ＝２1/2（−ＶUref／２＋ＶWref） Φaest＝（Ｖaref−ｒmＩa ）／ｓ Φbest＝（Ｖbref−ｒmＩb ）／ｓ Φmest＝（Φaest 2＋Φbest 2）1/2 ここで、Ｖarefは固定子磁束成分電圧指令値 Ｖbrefは固定子トルク成分電圧指令値 Ｉa は固定子磁束成分電流指令値 Ｉb は固定子トルク成分電流指令値 Φaestは固定子磁束成分磁束演算値、Φbestは固定子ト
ルク成分磁束演算値である。
Ｗ相電流ＩW と、Ｕ相電圧指令値Ｖ Urefと、Ｗ相電圧指
令値ＶWrefを入力として以下の式に従って磁束演算値Φ
mestを演算し、出力する。 Ｉa ＝（３／２）1/2ＩU Ｉb ＝２1/2（−ＩU ／２＋ＩW ） Ｖaref ＝（３／２）1/2ＶUref Ｖbref ＝２1/2（−ＶUref／２＋ＶWref） Φaest＝（Ｖaref−ｒmＩa ）／ｓ Φbest＝（Ｖbref−ｒmＩb ）／ｓ Φmest＝（Φaest 2＋Φbest 2）1/2 ここで、Ｖarefは固定子磁束成分電圧指令値 Ｖbrefは固定子トルク成分電圧指令値 Ｉa は固定子磁束成分電流指令値 Ｉb は固定子トルク成分電流指令値 Φaestは固定子磁束成分磁束演算値、Φbestは固定子ト
ルク成分磁束演算値である。
【００４５】その他の構成要素は第２実施例と同様であ
る。 （第９実施例）
る。 （第９実施例）
【００４６】本発明の第９実施例を、永久磁石界磁同期
電動機に適用した場合について、図１３を用いて説明す
る。この第９実施例において、永久磁石界磁同期電動機
の制御装置２８は、磁束指令発生部１２と、トルク指令
発生部３と、磁束演算部（ｃ）２７と、実トルク演算部
（ｂ）２１と、磁束制御部１４と、トルク制御部１５
と、電圧ベクトル演算部８と、回転角速度演算部６と、
極座標変換部９と、３相電圧指令演算部１０とで構成さ
れる。
電動機に適用した場合について、図１３を用いて説明す
る。この第９実施例において、永久磁石界磁同期電動機
の制御装置２８は、磁束指令発生部１２と、トルク指令
発生部３と、磁束演算部（ｃ）２７と、実トルク演算部
（ｂ）２１と、磁束制御部１４と、トルク制御部１５
と、電圧ベクトル演算部８と、回転角速度演算部６と、
極座標変換部９と、３相電圧指令演算部１０とで構成さ
れる。
【００４７】実トルク演算部（ｂ）２１において、磁束
成分電流Ｉd およびトルク成分電流Ｉq を入力として以
下の式に従って実トルク演算値Ｔmestを演算し、出力す
る。 Ｔmest＝ｐ｛Φf＋（Ｌd−Ｌq）Ｉd ｝Ｉq
成分電流Ｉd およびトルク成分電流Ｉq を入力として以
下の式に従って実トルク演算値Ｔmestを演算し、出力す
る。 Ｔmest＝ｐ｛Φf＋（Ｌd−Ｌq）Ｉd ｝Ｉq
【００４８】磁束演算部（ｃ）２７はＵ相電流ＩU と、
Ｗ相電流ＩW と、Ｕ相電圧指令値Ｖ Urefと、Ｗ相電圧指
令値ＶWrefを入力として以下の式に従って磁束演算値Φ
mestを演算し、出力する。 Ｉa ＝（３／２）1/2ＩU Ｉb ＝２1/2（−ＩU ／２＋ＩW ） Ｖaref ＝（３／２）1/2ＶUref Ｖbref ＝２1/2（−ＶUref／２＋ＶWref） Φaest＝（Ｖaref−ｒmＩa ）／ｓ Φbest＝（Ｖbref−ｒmＩb ）／ｓ Φmest＝（Φaest 2＋Φbest 2）1/2 ここで、Ｖarefは固定子磁束成分電圧指令値 Ｖbrefは固定子トルク成分電圧指令値 Ｉa は固定子磁束成分電流指令値 Ｉb は固定子トルク成分電流指令値 Φaestは固定子磁束成分磁束演算値、Φbestは固定子ト
ルク成分磁束演算値である。
Ｗ相電流ＩW と、Ｕ相電圧指令値Ｖ Urefと、Ｗ相電圧指
令値ＶWrefを入力として以下の式に従って磁束演算値Φ
mestを演算し、出力する。 Ｉa ＝（３／２）1/2ＩU Ｉb ＝２1/2（−ＩU ／２＋ＩW ） Ｖaref ＝（３／２）1/2ＶUref Ｖbref ＝２1/2（−ＶUref／２＋ＶWref） Φaest＝（Ｖaref−ｒmＩa ）／ｓ Φbest＝（Ｖbref−ｒmＩb ）／ｓ Φmest＝（Φaest 2＋Φbest 2）1/2 ここで、Ｖarefは固定子磁束成分電圧指令値 Ｖbrefは固定子トルク成分電圧指令値 Ｉa は固定子磁束成分電流指令値 Ｉb は固定子トルク成分電流指令値 Φaestは固定子磁束成分磁束演算値、Φbestは固定子ト
ルク成分磁束演算値である。
【００４９】その他の構成要素は第２実施例と同様であ
る。 （第１０実施例）
る。 （第１０実施例）
【００５０】本発明の第１０実施例を、永久磁石界磁同
期電動機に適用した場合について、図１４を用いて説明
する。この第１０実施例において、永久磁石界磁同期電
動機の制御装置２９は、電圧最大値指令発生部２と、ト
ルク指令発生部３と、磁束成分電流指令発生部１７と、
トルク成分電流指令演算部（ｂ）１８と、電圧指令演算
部１９と、回転角速度演算部６と、実トルク演算部
（ｂ）２１と、電圧ベクトル演算部８と、電圧指令演算
部１９と、３相電圧指令演算部１０とで構成される。
期電動機に適用した場合について、図１４を用いて説明
する。この第１０実施例において、永久磁石界磁同期電
動機の制御装置２９は、電圧最大値指令発生部２と、ト
ルク指令発生部３と、磁束成分電流指令発生部１７と、
トルク成分電流指令演算部（ｂ）１８と、電圧指令演算
部１９と、回転角速度演算部６と、実トルク演算部
（ｂ）２１と、電圧ベクトル演算部８と、電圧指令演算
部１９と、３相電圧指令演算部１０とで構成される。
【００５１】実トルク演算部（ｂ）２１において、磁束
成分電流Ｉd およびトルク成分電流Ｉq を入力として以
下の式に従って実トルク演算値Ｔmestを演算し、出力す
る。 Ｔmest＝ｐ｛Φf＋（Ｌd−Ｌq）Ｉd ｝Ｉq
成分電流Ｉd およびトルク成分電流Ｉq を入力として以
下の式に従って実トルク演算値Ｔmestを演算し、出力す
る。 Ｔmest＝ｐ｛Φf＋（Ｌd−Ｌq）Ｉd ｝Ｉq
【００５２】その他の構成要素は第３実施例と同様であ
る。
る。
【００５３】以上では本発明を永久磁石界磁同期電動機
を適用した場合について実施例を示したが、各実施例の
電圧ベクトル演算部８にて、すべり周波数演算を行い、
さらにそれを積分して、回転角θに加えたものを用いて
３相電圧指令演算を行えば、誘導電動機にも適用が可能
である。
を適用した場合について実施例を示したが、各実施例の
電圧ベクトル演算部８にて、すべり周波数演算を行い、
さらにそれを積分して、回転角θに加えたものを用いて
３相電圧指令演算を行えば、誘導電動機にも適用が可能
である。
【図１】本発明の第１の実施例を示す永久磁石界磁同期
電動機の制御装置の構成図である。
電動機の制御装置の構成図である。
【図２】本発明の第１実施例の永久磁石界磁同期電動機
の制御装置を構成する、トルク成分電流指令演算部
（ａ）の構成図である。
の制御装置を構成する、トルク成分電流指令演算部
（ａ）の構成図である。
【図３】本発明の第１実施例を示す永久磁石界磁同期電
動機の制御装置を構成する、電圧ベクトル演算部の構成
図である。
動機の制御装置を構成する、電圧ベクトル演算部の構成
図である。
【図４】本発明の第１実施例を示す永久磁石界磁同期電
動機の制御装置を構成する、トルク指令発生部の構成図
である。
動機の制御装置を構成する、トルク指令発生部の構成図
である。
【図５】本発明の第２実施例を示す永久磁石界磁同期電
動機の制御装置の構成図である。
動機の制御装置の構成図である。
【図６】本発明の第２実施例を示す永久磁石界磁同期電
動機の制御装置を構成する、磁束指令発生部の構成図で
ある。
動機の制御装置を構成する、磁束指令発生部の構成図で
ある。
【図７】本発明の第３実施例を示す永久磁石界磁同期電
動機の制御装置の構成図である。
動機の制御装置の構成図である。
【図８】本発明の第４実施例を示す永久磁石界磁同期電
動機の制御装置の構成図である。
動機の制御装置の構成図である。
【図９】本発明の第５実施例を示す永久磁石界磁同期電
動機の制御装置の構成図である。
動機の制御装置の構成図である。
【図１０】本発明の第６実施例を示す永久磁石界磁同期
電動機の制御装置の構成図である。
電動機の制御装置の構成図である。
【図１１】本発明の第７実施例を示す永久磁石界磁同期
電動機の制御装置の構成図である。
電動機の制御装置の構成図である。
【図１２】本発明の第８実施例を示す永久磁石界磁同期
電動機の制御装置の構成図である。
電動機の制御装置の構成図である。
【図１３】本発明の第９実施例を示す永久磁石界磁同期
電動機の制御装置の構成図である。
電動機の制御装置の構成図である。
【図１４】本発明の第１０実施例を示す永久磁石界磁同
期電動機の制御装置の構成図である。
期電動機の制御装置の構成図である。
１ 永久磁石同期電動機の制御装置 ２ 電圧最大値指令発生部 ３ トルク指令発生部 ４ 磁束成分電流指令演算部 ５ トルク成分電流指令演算部（ａ） ６ 回転角速度演算部 ７ 実トルク演算部（ａ） ８ 電圧ベクトル演算部 ９ 極座標変換部 １０ ３相電圧指令演算部 １１ 永久磁石界磁同期電動機の制御装置 １２ 磁束指令発生部 １３ 磁束演算部（ａ） １４ 磁束制御部 １５ トルク制御部 １６ 永久磁石界磁同期電動機の制御装置 １７ 磁束成分電流指令発生部 １８ トルク成分電流指令演算部（ｂ） １９ 電圧指令演算部 ２０ 永久磁石界磁同期電動機の制御装置 ２１ 実トルク演算部（ｂ） ２２ 永久磁石界磁同期電動機の制御装置 ２３ 永久磁石界磁同期電動機の制御装置 ２４ 磁束演算部（ｂ） ２５ 永久磁石界磁同期電動機の制御装置 ２６ 永久磁石界磁同期電動機の制御装置 ２７ 磁束演算部（ｃ） ２８ 永久磁石界磁同期電動機の制御装置 ２９ 永久磁石界磁同期電動機の制御装置 ５０１ トルク成分電流指令変換部 ５０２ 等価トルク指令変換部 ８０１ トルク成分電流ＰＩ補償部 ８０２ 磁束成分電流ＰＩ補償部 ８０３ 速度起電力補償部
Claims (10)
- 【請求項１】３相交流電動機の制御装置において、回転
角速度演算部と、実トルク演算部と、電圧最大値指令発
生部と、トルク指令発生部と、磁束成分電流指令演算部
と、トルク成分電流指令演算部と、電圧ベクトル演算部
と、極座標変換部と、３相電圧指令演算部とを備え、 回転角速度演算部では電動機回転子の回転角を入力とし
て回転角速度を出力し、 実トルク演算部では電圧指令演算部より出力される電圧
ベクトルの大きさ指令値および電圧ベクトルの位相指令
値と電動機の磁束成分電流およびトルク成分電流を入力
として、実トルク演算値を演算、出力し、 電圧最大値指令発生部では電圧最大値指令値を出力し、 トルク指令発生部はトルク指令値を出力し、 トルク成分電流指令演算部では、前記トルク指令発生部
より出力されるトルク指令値と前記実トルク演算部より
出力される実トルク演算値を入力として、トルク成分電
流指令値を演算、出力し、 磁束成分電流指令演算部では前記電圧最大値指令発生部
より出力される電圧最大値指令と前記トルク成分電流指
令演算部より出力されるトルク成分電流指令値を入力と
して、磁束成分電流指令値を演算、出力し、 電圧ベクトル演算部では、前記磁束成分電流指令演算部
より出力される磁束成分電流指令値と前記トルク成分電
流指令演算部より出力されるトルク成分電流指令値と、
磁束成分電流と、トルク成分電流と、前記回転角速度演
算部より出力される回転角速度を入力として、インバ−
タの出力すべき電圧ベクトルのトルク成分電圧指令値お
よび磁束成分電圧指令値を演算、出力し、 極座標変換部では前記電圧ベクトル演算部より出力され
るトルク成分電圧指令値および磁束成分電圧指令値を入
力とし、トルク成分電圧指令値および磁束成分電圧指令
値を成分とする直交座標系ベクトルを、電圧指令ベクト
ルの大きさ指令値および電圧ベクトルの位相角指令値を
成分とする極座標系ベクトルに変換し、電圧指令ベクト
ルの大きさ指令値および電圧ベクトルの位相角指令値を
出力し、 ３相電圧指令演算部では前記電圧指令演算部より出力さ
れる電圧指令ベクトルの大きさ指令値および電圧ベクト
ルの位相角指令値を用いて、３相電圧指令値を出力する
ことを特徴とする３相交流電動機の制御装置。 - 【請求項２】３相交流電動機の制御装置において、回転
角速度演算部と、実トルク演算部と、磁束演算部と、ト
ルク指令発生部と、磁束指令発生部と、トルク制御部
と、磁束制御部と、電圧ベクトル演算部と、極座標演算
部と、３相電圧指令演算部とを備え、 回転角速度演算部では電動機回転子の回転角を入力とし
て回転角速度を出力し、 実トルク演算部では電圧指令演算部より出力される電圧
ベクトルの大きさ指令値および電圧ベクトルの位相指令
値と電動機の磁束成分電流およびトルク成分電流を入力
として、実トルク演算値を演算、出力し、 磁束演算部では前記電圧ベクトル演算部より出力される
トルク成分電圧指令値と磁束成分電圧指令値と磁束成分
電流とトルク成分電流と回転角速度を入力として、磁束
指令値を演算、出力し、 トルク指令発生部はトルク指令値を出力し、 磁束指令発生部は磁束指令値を出力し、 トルク制御部では前記トルク指令発生部より出力される
トルク指令値と前記実トルク演算部より出力される実ト
ルク演算値を入力として、トルク成分電流指令値を演
算、出力し、 磁束制御部では前記磁束指令発生部より出力される磁束
指令値と、前記磁束演算部より出力される磁束演算値を
入力として、磁束成分電流指令値を演算、出力し、 電圧ベクトル演算部では前記磁束制御部より出力される
磁束成分電流指令値と、前記トルク制御部より出力され
るトルク成分電流指令値と、磁束成分電流と、トルク成
分電流と、前記回転角速度演算部より出力される回転角
速度を入力として、インバ−タの出力すべき電圧ベクト
ルのトルク成分電圧指令値および磁束電圧成分指令値を
演算、出力し、 極座標変換部では前記電圧ベクトル演算部より出力され
るトルク成分電圧指令値および磁束成分電圧指令値を入
力とし、トルク成分電圧指令値および磁束成分電圧指令
値を成分とする直交座標系ベクトルを、電圧指令ベクト
ルの大きさ指令値および電圧ベクトルの位相角指令値を
成分とする極座標系ベクトルに変換し、電圧指令ベクト
ルの大きさ指令値および電圧ベクトルの位相角指令値を
出力し、 ３相電圧指令演算部では前記電圧指令演算部より出力さ
れる電圧指令ベクトルの大きさ指令値および電圧ベクト
ルの位相角指令値を用いて、３相電圧指令値を出力する
ことを特徴とする３相交流電動機の制御装置。 - 【請求項３】３相交流電動機の制御装置において、回転
角速度演算部と、実トルク演算部と、トルク指令発生部
と、トルク成分電流指令演算部と、磁束成分電流指令演
算部と、電圧ベクトル演算部と、極座標変換部と、３相
指令演算部とを備え、 回転角速度演算部では電動機回転子の回転角を入力とし
て回転角速度を出力し、 実トルク演算部では電圧指令演算部より出力される電圧
ベクトルの大きさ指令値および電圧ベクトルの位相指令
値と電動機の磁束成分電流およびトルク成分電流を入力
として、実トルク演算値を演算、出力し、 トルク指令発生部はトルク指令値を出力し、 トルク成分電流指令演算部では、前記トルク指令発生部
より出力されるトルク指令値と前記実トルク演算部より
出力される実トルクを入力として、トルク成分電流指令
値を演算、出力し、 電圧最大値指令発生部は電圧最大値指令を出力し、 磁束成分電流指令発生部では予め設定した磁束成分電流
指令値を設定し、 電圧ベクトル演算部では前記磁束成分電流指令部より出
力される磁束成分電流指令値と前記トルク成分電流指令
部より出力されるトルク成分電流指令値と、磁束成分電
流と、トルク成分電流と、前記回転角速度演算部より出
力される回転角速度を入力として、インバ−タの出力す
べき電圧ベクトルのトルク成分電圧指令値および磁束成
分電圧指令値を演算、出力し、 極座標変換部は前記電圧ベクトル演算部より出力される
トルク成分電圧指令値と磁束成分電圧指令値と、トルク
指令発生部より出力されるトルク指令値と実トルク演算
部より出力される実トルク演算値を入力とし、トルク成
分電圧指令値および磁束成分電圧指令値を成分とする直
交座標系ベクトルを、電圧ベクトルの大きさ指令値およ
び電圧ベクトルの位相角指令値を成分とする極座標ベク
トルに変換し、電圧指令ベクトルの大きさ指令値および
電圧ベクトルの位相角指令値を出力し、 ３相電圧指令演算部では前記極座標変換部より出力され
る電圧指令ベクトルの大きさ指令値および電圧ベクトル
の位相角指令値を用いて、３相電圧指令値を出力するこ
とを特徴とする３相交流電動機の制御装置。 - 【請求項４】請求項１記載の３相交流電動機の制御装置
において、実トルク演算部が磁束成分電流およびトルク
成分電流を入力として、実トルク演算値を演算し出力す
ることを特徴とする３相交流電動機の制御装置。 - 【請求項５】請求項２記載の３相交流電動機の制御装置
において、実トルク演算部が磁束成分電流およびトルク
成分電流を入力として、実トルク演算値を演算し出力す
ることを特徴とする３相交流電動機の制御装置。 - 【請求項６】請求項２記載の３相交流電動機の制御装置
において、磁束演算部が磁束成分電流およびトルク成分
電流を入力として、磁束演算値を演算、出力することを
特徴とする３相交流電動機の制御装置。 - 【請求項７】請求項２記載の３相交流電動機の制御装置
において、実トルク演算部が磁束成分電流およびトルク
成分電流を入力として、実トルク演算値を演算、出力
し、磁束演算部が磁束成分電流およびトルク成分電流を
入力として、磁束演算値を演算、出力することを特徴と
する３相交流電動機の制御装置。 - 【請求項８】請求項２記載の３相交流電動機の制御装置
において、磁束演算部が前記電圧指令演算部より出力さ
れる３相電圧指令値と、電動機の電機子３相電流のうち
少なくとも２相の電圧指令値と電流を入力として磁束演
算値を演算、出力することを特徴とする３相交流電動機
の制御装置。 - 【請求項９】請求項２記載の３相交流電動機の制御装置
において、実トルク演算部が磁束成分電流およびトルク
成分電流を入力として、実トルク演算値を演算、出力
し、磁束演算部が前記電圧指令値演算部より出力される
３相電圧指令値と、電動機の電機子３相電流のうち少な
くとも２相の電圧指令値と電流を入力として磁束演算値
を演算、出力することを特徴とする３相交流電動機の制
御装置。 - 【請求項１０】請求項３記載の３相交流電動機の制御装
置において、実トルク演算部の入力を磁束成分電流およ
びトルク成分電流とし、これらから実トルク演算値を演
算し出力することを特徴とする３相交流電動機の制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8256933A JPH10108500A (ja) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | ３相交流電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8256933A JPH10108500A (ja) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | ３相交流電動機の制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10108500A true JPH10108500A (ja) | 1998-04-24 |
Family
ID=17299393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8256933A Pending JPH10108500A (ja) | 1996-09-27 | 1996-09-27 | ３相交流電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10108500A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050003732A (ko) * | 2003-07-04 | 2005-01-12 | 현대자동차주식회사 | 유도 전동기용 벡터 제어형 듀얼 인버터 시스템 |
| JP2005102467A (ja) * | 2003-09-03 | 2005-04-14 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 誘導電動機の可変速制御装置 |
| JP2009033876A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Sanyo Electric Co Ltd | モータ制御装置 |
| JP2009124876A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 永久磁石形同期電動機の制御装置 |
-
1996
- 1996-09-27 JP JP8256933A patent/JPH10108500A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050003732A (ko) * | 2003-07-04 | 2005-01-12 | 현대자동차주식회사 | 유도 전동기용 벡터 제어형 듀얼 인버터 시스템 |
| JP2005102467A (ja) * | 2003-09-03 | 2005-04-14 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 誘導電動機の可変速制御装置 |
| JP2009033876A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Sanyo Electric Co Ltd | モータ制御装置 |
| JP2009124876A (ja) * | 2007-11-15 | 2009-06-04 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 永久磁石形同期電動機の制御装置 |
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