CN108352798B - 电机控制装置及使用了该电机控制装置的电梯 - Google Patents

Abstract

电机控制装置具有执行如下的动作时序的控制部(150)，该动作时序按照根据交流电机(9)的磁特性计算出的切换条件，选择在线控制模式、学习控制模式和离线控制模式这三个控制模式中的一个控制模式，在在线控制模式下，由转矩纹波抑制部(80)进行转矩纹波抑制，在学习控制模式下，在由转矩纹波抑制部(80)进行转矩纹波抑制的同时，在抑制控制参数存储部(120)中存储抑制控制参数，在离线控制模式下，根据在抑制控制参数存储部(120)中存储的抑制控制参数进行转矩纹波抑制。

Description

电机控制装置及使用了该电机控制装置的电梯

技术领域

本发明涉及三相交流电动机等的电机控制装置及使用了该电机控制装置的电梯。

背景技术

交流电机特别是PM电机(Permanent Magnet Synchronous Motor：永磁同步电机)具有小型且效率高的特点，近年来被广泛应用于产业设备用途等中。

但是，PM电机源于其构造原因在感应电压中含有谐波成分，因而具有转矩纹波(torque ripple)，该转矩纹波是相对于所产生的转矩以电机电角的整数倍(主要是6倍)的阶数分量(以下，将该阶数分量称为6f分量)进行振动的干扰。该转矩纹波有可能成为引发振动、噪声、机械性共振等问题的原因，因而需要降低该转矩纹波的技术(以下，称为转矩纹波抑制控制)。

为了进行转矩纹波抑制控制，需要取得与作为其对象的转矩纹波相当的信息。其方式大致划分为事先进行试验和分析等来取得信息并存储在控制装置中的前馈(feed-forward)方式(以下称为FF方式)、和在电机驱动中在线取得信息的反馈(feed-back)方式(以下称为FB方式)。

前者的FF方式具有能够实现快速响应的转矩纹波抑制的优点，但另一方面存在如下缺点：需要烦杂的转矩纹波信息的事先取得作业，并且由于电机或装置的时效变化，事先取得的转矩纹波信息将不再适合。

后者的FB方式具有不需要烦杂的转矩纹波信息的事先取得作业，能够对应于电机或装置的时效变化而进行适当的转矩纹波抑制控制的优点，但另一方面存在如下缺点：不能将转矩纹波抑制的响应提高至转矩纹波频率以上，在线取得与转矩纹波相当的信息自身的技术壁垒也较高。

因此，提出了组合有这两种方式的学习控制方式(例如，参照下述的专利文献1)。即，可以举出如下的方法：当以FB方式在线进行驱动的情况下存储其转矩纹波抑制指令值，在需要快速响应性的情况下使用所存储的抑制指令值以FF方式进行动作，或者基本上是以FF方式进行驱动，在稳定运转时以FB方式来更新抑制指令值。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5434369号

发明内容

发明要解决的问题

这样，学习方式通过适当进行FF方式和FB方式的切换，能够以组合了两者的优点的形式进行转矩纹波抑制控制。但是，在该切换的时机不合适的情况下，将会学习错误的抑制指令值，因而管理切换时机的动作时序(operation sequence)的设定很重要。尤其是在例如为了简化系统而由电气信息根据电机参数来估计转矩纹波的情况等、不能准确掌握转矩纹波的传递特性的情况下尤其成问题。

为了转矩纹波抑制控制，需要在线估计上述6f分量的信息，然而在通常经常使用的旋转坐标(dq坐标)系上的RL电路模型中存在这样的估计非常困难的情况。

图15是示出在将PM电机控制为某一恒定速度的状态下使q轴电流i_q增加时的q轴磁通φ_q的变化的一例。该图中的斜率为q轴的电感，这里成为问题的有以下两点。

(i)电感的基波分量的变化，即由于电机的磁饱和，电感根据电流而变化。

(ii)电感的谐波分量的变化，即电感形成局部磁滞回线(hysteresis minorloop)。

其中，所谓局部磁滞回线是指在图15的放大图中，针对相同q轴电流i_q，q轴磁通φ_q能取多个值，因而q轴磁通φ_q以形成较小的回线的方式变化。

关于上述(i)，在电流越增大时，电感饱和而越减小，因而控制器所认识到的电机的电路模型与实际的电机的电路模型之间存在误差，由此转矩的传递特性不同成为问题。

关于上述(ii)，即使是相同电流时，电感的值也根据转子位置而不同，因而与转矩纹波一样，具有与电机电角对应的谐波分量，因而形成局部磁滞回线。在具有这种特性的情况下，假设考虑磁饱和特性设定成电感根据电流变化时，在谐波的坐标上观察到的电感根据转子位置而变化。即，即使是转矩的传递特性一致时，转矩纹波的传递特性也不同，因而难以取得正确的转矩纹波的信息。

本发明正是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一种在根据电机的速度或磁特性的变化进行转矩纹波抑制控制的情况下，通过适当管理动作时序，能够高精度地进行转矩纹波抑制控制的电机控制装置及使用该电机控制装置的电梯。

用于解决问题的手段

本发明的电机控制装置具有：交流电机；电流检测部，其检测三相中至少两相的电流；电流控制部，其使用检测出的电流检测值，生成控制坐标轴的电压指令值；转矩估计部，其根据电压指令值和电流检测值来估计所述交流电机的转矩；转矩纹波抑制部，其根据估计转矩，生成抑制所述交流电机的转矩纹波的抑制指令；以及抑制控制参数存储部，其将用于生成所述抑制指令的抑制控制参数与所述交流电机的速度和电流指令值对应起来进行存储，并且所述电机控制装置具有执行如下的动作时序的控制部，该动作时序是按照根据所述交流电机的磁特性计算出的切换条件，选择在线控制模式、学习控制模式和离线控制模式这三个控制模式中的一个控制模式，其中，在所述在线控制模式下，由所述转矩纹波抑制部进行转矩纹波抑制，在所述学习控制模式下，在由所述转矩纹波抑制部进行转矩纹波抑制的同时，在所述抑制控制参数存储部中存储抑制控制参数，在所述离线控制模式下，利用在所述抑制控制参数存储部中存储的抑制控制参数进行转矩纹波抑制。

并且，本发明的电梯具有：上述结构的电机控制装置；轿厢；对重；绳索，其将所述轿厢与所述对重之间连接起来；以及驱动绳轮，其借助所述交流电机的驱动力而旋转，在该驱动绳轮上绕挂着所述绳索。

发明效果

本发明的电机控制装置及使用该电机控制装置的电梯执行如下的动作时序，该动作时序按照基于交流电机的磁特性的切换条件，选择在线控制模式、学习控制模式和离线控制模式这三个控制模式中的一个控制模式，由此能够进行适当的抑制控制参数的学习，能够有效地抑制转矩纹波。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1的电机控制装置的结构的框图。

图2是示出本发明的实施方式1的电机控制装置的转矩纹波补偿指令生成部的结构的一例的框图。

图3是示出本发明的实施方式1的电机控制装置的在线控制模式的动作的框图。

图4是示出本发明的实施方式1的电机控制装置的学习控制模式的动作的框图。

图5是示出本发明的实施方式1的电机控制装置的离线控制模式的动作的框图。

图6是示出本发明的实施方式1的电机控制装置的控制模式的切换动作时序的流程图。

图7是示意性地示出本发明的实施方式1的电机控制装置的控制模式的切换动作时序的图。

图8是示意性地示出本发明的实施方式1的电机控制装置的控制模式的另一切换动作时序的图。

图9是示意性地示出本发明的实施方式1的电机控制装置的控制模式的又一切换动作时序的图。

图10是示出本发明的实施方式2的电机控制装置的结构的框图。

图11是示出本发明的实施方式2的电机控制装置的在线控制模式的动作的框图。

图12是示出本发明的实施方式2的电机控制装置的学习控制模式的动作的框图。

图13是示出本发明的实施方式2的电机控制装置的离线控制模式的动作的框图。

图14是示出本发明的实施方式4的电机控制装置的控制模式的切换动作时序的流程图。

图15是示出交流电机的磁饱和特性的一例的特性图。

图16是将本发明的电机控制装置应用于电梯的实施方式5的概略结构图。

图17是示出本发明的实施方式5的电梯具有的电机控制装置的控制模式的切换动作时序的流程图。

具体实施方式

实施方式1

图1是示出本发明的实施方式1的电机控制装置的结构的框图。

本实施方式1的电机控制装置是通过电力转换器3控制作为交流电机的PM电机(以下简称为电机)9的装置。该电机控制装置具有：电流指令生成部10，其根据转矩指令值τ*输出电流指令值i*_d、i*_q；减法器6和7，它们由该电流指令生成部10的输出中减去三相-dq转换器5的输出；电流控制部1，其使用这些减法器6和7的输出，生成控制坐标轴的电压指令值v*_d、v*_q；dq-三相转换器2，其根据来自该电流控制部1的电压指令值v*_d、v*_q生成三相交流电压；电力转换器3，其根据该dq-三相转换器2的输出，控制对电机9供给的电力；电流检测部4，其检测提供给电机9的三相的电流中至少两相的电流；编码器等旋转位置检测器8，其检测电机9的旋转位置；以及三相-dq转换器5，其将由电流检测部4得到的检测电流转换成控制坐标轴的d轴电流i_d和q轴电流i_q。

另外，本实施方式1的电机控制装置具有：转矩纹波抑制部80，其生成用于抑制电机9的转矩纹波的抑制指令；抑制控制参数存储部120，其将用于抑制转矩纹波的抑制控制参数与电机9的速度和电流指令值对应起来进行存储；以及微计算机等的控制部150，其控制上述的转矩纹波抑制部80和抑制控制参数存储部120。

并且，转矩纹波抑制部80包括：转矩估计部90，其根据电压指令值v*_dq、电流检测值i_dq及电机9的旋转位置θ_re计算电机9的转矩估计值τ；转矩纹波补偿指令生成部100，其根据电机9的旋转位置θ_re和来自转矩估计部90的转矩估计值τ，生成作为抑制电机9的转矩纹波的抑制指令的转矩纹波补偿信号τ*_rip，并输出给电流指令生成部10。

控制部150控制上述的转矩纹波抑制部80和抑制控制参数存储部120的动作，并且执行如下的动作时序，在该动作时序中，按照根据电机9的速度及电机9的磁特性(在前面的图15示出的电感特性)设定的切换条件(后述的ω_{re_low}、ω_{re_high}、i_{q_mg}、i_{q_hys})，选择在线控制模式、学习控制模式和离线控制模式这三个控制模式中的一个控制模式，其中，在在线控制模式下，由转矩纹波抑制部80进行转矩纹波抑制，在学习控制模式下，在由转矩纹波抑制部80进行转矩纹波抑制的同时，在抑制控制参数存储部120中存储抑制控制参数，在离线控制模式下，根据在抑制控制参数存储部120中存储的抑制控制参数进行转矩纹波抑制。

图2是示出上述的转矩纹波补偿指令生成部100的结构的一例的框图。另外，图1、图2所示的各部分的结构、作用根据下面的动作说明将更加明确。

下面，使用图3说明在具有上述结构的电机控制装置中，根据提供给电机9的电压和电流来估计电机9的电力，根据估计出的电力来抑制转矩纹波的在线控制模式的动作。

转矩估计部90根据电机常数、由dq轴实际电流i_q、i_d构成的实际电流矢量i_dq、由针对电机9的电压指令值v*_d、v*_q构成的电压矢量v*_dq、由旋转位置检测器8检测出的电机的电角θ_re，通过下面的式(1)的运算，估计作为电机9的估计感应电压的感应电压估计值矢量e_dq。

[式1]

其中，R表示电机的绕组电阻，L表示自感，P_m表示极对数，s表示微分运算符，ω_rm表示机械角速度，ω_re表示电机9的速度(电角速度)。

并且，转矩估计部90根据由上式(1)得到的感应电压估计值矢量e_dq和实际电流矢量i_dq，利用下面的式(2)估计电机9的转矩，将该转矩估计值τ输出给转矩纹波补偿指令生成部100。

[式2]

转矩纹波补偿指令生成部100提取转矩估计值τ中包含的振动成分，并生成用于抵消该振动的转矩纹波补偿信号τ*_rip，将该转矩纹波补偿信号τ*_rip输出给电流指令生成部10。另外，有关基于该转矩估计值τ的转矩纹波补偿信号τ*_rip的生成方法已有多种公知技术，在此作为一例，采用具有图2所示的结构的转矩纹波补偿指令生成部100。

在图2中，首先由构成处理部101的提取部101a提取转矩估计值τ中包含的脉动成分。其运算方法能够采用任意的公知技术，例如对于转矩估计值τ能够采用以傅里叶级数展开为参考的下式(3)的运算。

[式3]

其中，τ_Cn表示转矩估计值τ的余弦系数，τ_Sn表示转矩估计值τ的正弦系数，F_LPF(s)表示低通滤波器的增益，n表示转矩纹波阶数，Δθ_est表示用于对转矩估计值τ相对于实际转矩的估计延迟进行补偿的相位补偿设定值，在构成处理部101的相位补偿部101b中设定该值。另外，这种情况时的补偿设定值Δθ_est是根据实际测定或模型求出并预先设定的。

接着，由处理部101得到的上述的余弦系数τ_Cn、正弦系数τ_Sn被分别输入减法器102a、103a。减法器102a、103a及抑制控制部102b、103b通过下面的式(4)的运算进行转矩纹波振幅抑制值的运算，运算出转矩纹波补偿余弦系数τ*_Cn及转矩纹波补偿正弦系数τ*_Sn，并分别向乘法器105b、106b输出。

[式4]

其中，G_rip(s)表示抑制控制部102b、103b的传递特性，τ**_Cn、τ**_Sn表示转矩纹波抑制指令值。

在乘法器105b、106b及加法器107中进行下面的式(5)的运算而转换成作为与转矩纹波的周期同步的转换信号的周期信号，并输出转矩纹波补偿信号τ*_rip，该转矩纹波补偿信号τ*_rip被输入电流指令生成部10，转矩纹波被抑制。

另外，周期信号生成部105a、106a根据由微分器108对由旋转位置检测器8得到的电机9的电角θ_re进行微分而得到的电角速度(以下简称为速度)ω_re，生成利用与电流控制系统具有的控制延迟对应的相位补偿设定值Δθ_i进行了相位补偿的周期信号。

[式5]

其中，Δθ_i表示基于控制系统所具有的控制延迟的相位补偿设定值。在这种情况下，相位补偿设定值Δθ_i是根据实际测定或模型求出并预先设定的。

下面，对图4示出的学习控制模式的动作进行说明。

该学习控制模式与上述的在线控制模式的动作并行进行，在此基础上，抑制控制参数存储部120为动作状态，将从构成转矩纹波补偿指令生成部100的抑制控制部102b、103b输出的转矩纹波补偿余弦系数τ*_Cn及转矩纹波补偿正弦系数τ*_Sn，作为用于生成转矩纹波补偿信号τ*_rip的抑制控制参数，与电机9的速度ω_re及q轴电流指令值i*_q对应起来进行存储。

下面，对图5示出的离线控制模式的动作进行说明。

在该离线控制模式下，转矩估计部90处于停止状态。因此，转矩纹波补偿指令生成部100的抑制控制部102b、103b的控制动作也处于停止状态。因此，在这种情况下，通过控制部150读出在抑制控制参数存储部120中存储的与电机9的速度ω_re及q轴电流指令值i*_q对应的抑制控制参数τ*_Cn、τ*_Sn，并向乘法器105b、106b输出。由此，进行基于上述的式(4)、式(5)的运算，由转矩纹波补偿指令生成部100以离线方式生成转矩纹波补偿信号τ*_rip，该转矩纹波补偿信号τ*_rip被输入电流指令生成部10，转矩纹波被抑制。

下面，对相互切换上述三个控制模式的时序动作进行说明。该时序动作被划分为(a)对电机9的速度ω_re设定适当的控制模式用的切换条件、和(b)对表示电机9的磁特性(在前面的图15示出的电感特性)的q轴电流指令值i*_q设定适当的控制模式用的切换条件。

首先，说明上述(a)对电机9的速度ω_re设定适当的控制模式用的切换条件。

在最开始的起动时，转矩纹波频率较低，不能提高在线控制的响应，因而以离线控制模式进行起动。并且，在电机9的速度ω_re达到预先设定的规定的第1速度阈值ω_{re_low}以上以前，作为起动期间继续离线控制模式。

在此，作为上述的第1速度阈值ω_{re_low}的设定的一例，说明希望直到转矩纹波变为速度响应ω_sc以上的频率为止以离线控制模式进行动作的情况。如前面说明的那样，转矩纹波是由于电机电角的整数倍的阶数分量而产生的振动，因而其频率成为nω_re。因此，转矩纹波频率成为速度响应ω_sc以上的速度条件是

即，如果设定为ω_{re_low}>ω_sc/n[rad/sec]，则能够直到转矩纹波为速度响应以上的频率为止继续离线控制模式的动作。

即使是电机9的速度ω_re变为第1速度阈值ω_{re_low}以上时，在加减速中，抑制控制参数τ*_Cn、τ*_Sn持续变化，因而不进行抑制控制参数τ*_Cn、τ*_Sn的学习，而进入在线控制模式。

在加减速完成而进入稳定动作时，从在线控制模式转入学习控制模式，将抑制控制参数τ*_Cn、τ*_Sn与电机9的速度ω_re及q轴电流指令值i*_q对应起来存储在抑制控制参数存储部120中。

并且，在该稳定动作中，当电机9的速度ω_re过高时，也存在转矩纹波成为超过控制系统的波段的高频的情况。在这种情况下，将难以适当地抑制转矩纹波，此时得到的抑制控制参数τ*_Cn、τ*_Sn也不是适当的参数。因此，预先设定规定的第2速度阈值ω_{re_high}(>ω_{re_low})，在电机9的速度ω_re为第2速度阈值ω_{re_high}以上的情况下，不转入在线控制模式或学习控制模式，而是转入离线控制模式。

在此，说明上述的第2速度阈值ω_{re_high}的设定的一例。在本实施方式中，校正q轴电流指令值i*_q，并通过电流控制部1进行转矩纹波抑制，因而在其校正信号的频率为电流控制部1的电流控制响应ω_cc以上的情况下，其影响衰减。即，如果是在转矩纹波频率nω_re和电流控制响应ω_cc之间

的关系成立的情况下，则在线控制能够精度良好地发挥作用。因此，通过设定为ω_{re_high}<ω_cc/n[rad/sec]，则能够进行适当的在线控制模式或学习控制模式的动作。

下面，关于上述(b)对电机9的磁特性设定适当的控制模式用的切换条件，以电机9具有如图15所示的电感特性的情况为例进行说明。

根据如图15所示的电机9的电感特性，预先对q轴电流指令值i*_q设定各控制模式的切换阈值。首先，在额定100％以下的情况下，在稳定状态时成为学习控制模式。接着，从超过额定100％时起开始磁饱和，电感减小，因而在该磁饱和开始的区域中即使是稳定状态，也难以得到适当的抑制控制参数τ*_Cn、τ*_Sn，因而不转入学习控制模式而仅以在线控制模式进行动作。将该磁饱和开始的q轴电流指令值i*_q的条件设定为第1电流阈值i_{q_mg}。

并且，从额定200％附近起出现电感的局部磁滞回线，因而不能得到适当的抑制控制参数τ*_Cn、τ*_Sn。由此处开始使具有余量，例如在q轴电流指令值i*_q成为与150％以上的负载相当的值的情况下，始终设为离线控制模式进行动作。将该局部磁滞回线出现的q轴电流指令值i*_q的条件设定为第2电流阈值i_{q_hys}(>i_{q_mg})。

这样，在本第1实施方式中，控制部150执行根据电机9的速度ω_re及电机9的磁特性(此处特别指电感特性)这双方的条件选择在线控制模式、学习控制模式、离线控制模式这三个控制模式中的一个控制模式的动作时序。

在图6的流程图中示出了这种情况时的控制部150选择切换三个控制模式时的动作时序。另外，标号S表示处理步骤。

即，在起动后执行步骤S101，以离线控制模式开始动作。在离线控制模式的动作中，在步骤S102中进行与电机9的速度ω_re相关的切换条件的判定。即，判定电机9的速度ω_re是否为第1速度阈值ω_{re_low}以上。

并且，在步骤S103中进行与电感特性(q轴电流指令值i*_q)相关的切换条件的判定。即，判定q轴电流指令值i*_q是否为第2电流阈值i_{q_hys}以下。

在步骤S102和步骤S103中的至少一方为否的情况下，继续离线控制模式。另一方面，仅在步骤S102和步骤S103都为是的情况下执行步骤S104，转入在线控制模式。

在在线控制模式的动作中，在步骤S105中进行与电感特性(q轴电流指令值i*_q)相关的切换条件的判定。即，判定q轴电流指令值i*_q是否为第1电流阈值i_{q_mg}以下。

并且，在步骤S106、S107中进行与速度ω_re相关的切换条件的判定。即，在步骤S106中判定电机是否没有加减速而处于稳定状态。在步骤S107中判定电机9的速度ω_re是否为第2速度阈值ω_{re_high}以下。

在步骤S105、步骤S106中的至少一方为否的情况下，还进行步骤S102和步骤S103的判定，判断是否继续在线控制模式。

在步骤S105及S106都为是的情况下进行步骤S107的判定，在此时为否的情况下执行步骤S101，转入离线控制模式。在步骤S107为是的情况下执行步骤S108，转入学习控制模式。

在学习控制模式的动作中，进行步骤S105、S106、S107的判定，判定是继续学习控制模式、还是转入离线控制模式或在线控制模式。

图7用图示意性地示出了上述的控制模式的切换。

在图7中，利用第1速度阈值ω_{re_low}、第2速度阈值ω_{re_high}的切换条件划分横轴，利用第1电流阈值i_{q_mg}、第2电流阈值i_{q_hys}的切换条件划分纵轴，从而分割成9个区域(I)～(IX)。在这种情况下，在区域(I)～(III)、(VI)、(VII)～(IX)中全部选择离线控制模式，当在区域(IV)中不是稳定状态时选择在线控制模式、是稳定状态时选择学习控制模式，在区域(V)中选择在线控制模式。

这样，在本实施方式1中具有如下的动作时序，即根据电机9的速度ω_re及电机9的磁特性(此处特指电感特性)这双方的条件，选择在线控制模式、学习控制模式、离线控制模式这三个控制模式中的一个控制模式，因此适当的抑制控制参数的学习成为可能，能够有效地抑制转矩纹波。

另外，不限于对图7所示的各个区域(I)～(IX)分配各控制模式的情况，例如也可以如图8所示，在q轴电流指令值i*_q为i_{q_mg}<i*_q<i*_{q_hys}时(图8的区域(V))，选择学习控制模式替代在线控制模式。并且，在q轴电流指令值i*_q为i_q>i*_{q_hys}时(图8的区域(VI))，虽然不能执行学习控制模式，但也可以选择在线控制模式来替代离线控制模式。

另外，在上述的实施方式1中，根据电机9的速度ω_re及作为电机9的磁特性的q轴电流指令值i*_q这双方的条件，选择切换在线控制模式、学习控制模式、离线控制模式这三个控制模式，但不限于此，也可以如图9所示，仅按照q轴电流指令值i*_q的条件选择三个控制模式中的一个控制模式。

即，在图9中，在q轴电流指令值i*_q为第2电流阈值i_{q_hys}以上的情况下(区域(III)、(VI)、(IX)的情况下)，全部选择离线控制模式，在第2电流阈值i_{q_hys}以下的情况下(区域(I)、(II)、(IV)、(V)、(VII)、(VIII)的情况下)，全部选择学习控制模式。

实施方式2

图10是示出本发明的实施方式2的电机控制装置的结构的框图。另外，在本实施方式2中，图11示出在线控制模式的动作时的框图，图12示出学习控制模式的动作时的框图，图13示出离线控制模式的动作时的框图。

本实施方式2的特征在于，设置旋转位置估计部130替代实施方式1的旋转位置检测器8，将在此估计出的旋转位置估计值θ_re用于控制运算中。

其它的结构与图1、图2示出的实施方式1相同，因而在此省略详细的说明。

电机9的旋转位置估计大致划分为利用感应电压的方法、和在电机9具有凸极性(saliency)时利用高频电压直接估计位置的方法这两种。前者的方法能够仅根据电气信息估计旋转位置，但在感应电压较低的低速区域中不能进行位置估计。另一方面，后者的方法虽然能够在低速区域～零速区域中进行位置估计，但是需要施加也有可能引发噪声或振动的高频电压。

因此，电机9的旋转位置估计通常是设定某一速度阈值ω_sh，在电机9的速度ω_re比该速度阈值ω_sh低的低速区域中采用利用高频电压的方法，在比速度阈值ω_sh高的中速以上的区域中采用利用感应电压的方法，往往是切换使用两种方法。

因此，在本实施方式2中设定成，使用于切换控制模式的第1速度阈值ω_{re_low}与上述的切换利用感应电压和利用高频的速度阈值ω_sh一致，即设定成ω_sh(切换速度阈值)＝ω_{re_low}(第1速度阈值)。因此，控制部150针对旋转位置估计部130，在第1速度阈值ω_{re_low}以下的低速区域中采用利用高频电压的方法计算旋转位置估计值θ_re，在大于第1速度阈值ω_{re_low}的中速以上的区域中采用利用感应电压的方法计算旋转位置估计值θ_re。这样，控制部150对旋转位置估计部130进行控制，使得以第1速度阈值ω_{re_low}为界切换旋转位置估计值θ_re的计算方法。

这样，在第1速度阈值ω_{re_low}以下的低速区域中，旋转位置估计部130利用高频电压估计旋转位置估计值θ_re，在这种情况下，转矩纹波抑制部80以离线控制模式进行动作，能够防止在低速区域中转矩纹波抑制部80将旋转位置估计值θ_re用于控制运算时带来不良影响。

另外，在第1速度阈值ω_{re_low}以上的高速区域中，旋转位置估计部130利用感应电压估计旋转位置估计值θ_re，在这种情况下，转矩纹波抑制部80以在线控制模式或学习控制模式进行动作，能够防止在高速区域中转矩纹波抑制部80将旋转位置估计值θ_re用于控制运算时带来不良影响，能够进行适当的抑制控制参数的学习。

其它的结构及作用效果与实施方式1的情况相同，因而在此省略详细的说明。

实施方式3

本实施方式3的电机控制装置的结构与图1、图2示出的实施方式1相同，因而在此省略有关其结构的详细说明。

本实施方式3的特征在于，使用电机9和与其连接的未图示的负载装置共振的速度ω_{re_v}和规定的余量速度ω_{re_m}来设定用于切换控制模式的第1速度阈值ω_{re_low}。即，设定成ω_{re_low}(第1速度阈值)＝ω_{re_v}(电机和负载装置共振的速度)+ω_{re_m}(余量速度)。

由此，仅在避开机械性共振的影响、电机9自身的转矩纹波成为主导的情况下，以在线控制模式或学习控制模式进行动作，因而能够进行适当的抑制控制参数的学习。

实施方式4

本实施方式4的电机控制装置的基本结构与图1、图2示出的实施方式1相同，因而在此省略有关其结构的详细说明。

本实施方式4的特征在于，针对电机9设置检测其温度t_m的未图示的温度检测器，并且针对该检测出的温度t_m设定温度阈值t_{m_high}。并且，控制部150在t_{m_high}<t_m的情况下以离线控制模式进行动作。

由此，能够避开电机9的特性大幅变化的高温区域，以在线控制模式或学习控制模式进行动作，因而能够进行适当的抑制控制参数的学习。

在本实施方式4中，在图14的流程图中示出了控制部150根据切换条件选择切换三个控制模式时的动作时序。

在图14中，与图6相比，对从在线控制模式向学习控制模式的转入判定，追加了步骤S202的与温度t_m相关的切换条件的判定，当在S202中判定为否的情况下转入离线控制模式(步骤S101)，仅在判定为是的情况下转入学习控制模式(步骤S202)。

另外，本发明的电机控制装置不限于上述的实施方式1～4的结构，能够在不脱离本发明的主旨的范围内自由组合上述的各实施方式1～4，还能够将各实施方式1～4的结构适当变形、省略。

实施方式5

图16是示出应用了上述实施方式1～4的电机控制装置，以控制使驱动绳轮205旋转的电机的一例的结构图，其中，该驱动绳轮205设于使电梯的轿厢升降的曳引机。

在本实施方式5的电梯中，借助于绳索202将轿厢203及对重204绕挂在作为曳引机的驱动绳轮205上并将二者连接起来。并且，驱动绳轮205与PM电机9的旋转轴连接，由PM电机9进行旋转驱动。并且，该电梯具有旋转位置检测器8和控制装置201，以便对PM电机9进行驱动控制使轿厢203在井道内升降。

这种情况时的控制装置201是由图1、图2中的除PM电机9及旋转位置检测器8以外的剩余部分构成的，其基本结构与图1、图2示出的实施方式1相同，因而在此省略有关其结构的详细说明。

本实施方式5的特征在于，针对轿厢203设置未图示的重量检测器，并且预先对该检测出的轿厢重量Mm和对重204的重量Mw设定重量阈值M_{m_high}，控制部150在|M_{m_high}-Mw|<|Mm-Mw|的情况下以离线控制模式进行动作。

在轿厢重量M_m比某一重量重的情况下，从起动时起以较高的转矩使PM电机9驱动。即，有可能存在从起动时起需要超过出现局部磁滞回线的电流阈值i_{q_hys}(>i_{q_mg})的电流的情况。

因此，在本实施方式5中，在能够事先预测到这样的出现局部磁滞回线的情况下，能够预先以离线控制模式进行动作，然后利用重量阈值M_{m_high}和电流阈值i_{q_hys}的双重判断来判断是否转入在线控制模式或学习控制模式，因而能够更加安全地进行适当的抑制控制参数的学习。

在本实施方式5中，在图17的流程图中示出了控制部150选择切换三个控制模式时的动作时序。另外，标号S表示处理步骤。

在图17中，与图16相比，作为从离线控制模式向在线控制模式的转入判定，追加了步骤S203的与轿厢重量Mm相关的切换条件的判定，当在S203的判定结果为否的情况下进入离线控制模式(步骤S101)，仅在判定为是的情况下进入在线控制模式(步骤S103)。

另外，本实施方式5的电梯是以具有实施方式1的结构的电机控制装置为前提进行说明的，但不限于此，也能够应用具有其它实施方式2～4的结构的电机控制装置。

Claims (17)

1.一种电机控制装置，其中，

所述电机控制装置具有：交流电机；电流检测部，其检测三相中至少两相的电流；电流控制部，其使用由所述电流检测部检测出的电流检测值，生成控制坐标轴的电压指令值；转矩估计部，其根据电压指令值和电流检测值来估计所述交流电机的转矩；转矩纹波抑制部，其根据由所述转矩估计部估计出的估计转矩，生成抑制所述交流电机的转矩纹波的抑制指令；以及抑制控制参数存储部，其将用于生成所述抑制指令的抑制控制参数与所述交流电机的速度和电流指令值对应起来进行存储，并且

所述电机控制装置具有执行如下的动作时序的控制部，该动作时序是按照根据所述交流电机的磁特性计算出的切换条件，选择在线控制模式、学习控制模式和离线控制模式这三个控制模式中的一个控制模式，其中，在所述在线控制模式下，由所述转矩纹波抑制部进行转矩纹波抑制，在所述学习控制模式下，在由所述转矩纹波抑制部进行转矩纹波抑制的同时，在所述抑制控制参数存储部中存储抑制控制参数，在所述离线控制模式下，利用在所述抑制控制参数存储部中存储的抑制控制参数进行转矩纹波抑制。

2.根据权利要求1所述的电机控制装置，其中，

所述控制部使用相对于所述交流电机的电流的磁通作为所述交流电机的磁特性计算所述切换条件。

3.根据权利要求1所述的电机控制装置，其中，

所述控制部根据所述交流电机的磁特性中示出的所述交流电机的磁饱和计算所述切换条件。

4.根据权利要求3所述的电机控制装置，其中，

所述控制部在所述交流电机的磁特性示出所述交流电机的磁饱和的情况下，在所述动作时序的执行中，不选择所述学习控制模式。

5.根据权利要求1所述的电机控制装置，其中，

所述控制部在相对于用作所述交流电机的磁特性的所述交流电机的电流的磁通形成局部磁滞回线时，在所述动作时序的执行中，不选择所述学习控制模式。

6.根据权利要求2所述的电机控制装置，其中，

所述控制部在相对于用作所述交流电机的磁特性的所述交流电机的电流的磁通形成局部磁滞回线时，在所述动作时序的执行中，不选择所述学习控制模式。

7.根据权利要求1所述的电机控制装置，其中，

所述控制部设定与相对于用作所述交流电机的磁特性的所述交流电机的电流的磁通形成局部磁滞回线的条件对应的电流阈值或者转矩阈值，按照根据所述电流阈值或者所述转矩阈值计算出的所述切换条件，执行进行所述学习控制模式的选择的所述动作时序。

8.根据权利要求2所述的电机控制装置，其中，

所述控制部设定与相对于用作所述交流电机的磁特性的所述交流电机的电流的磁通形成局部磁滞回线的条件对应的电流阈值或者转矩阈值，按照根据所述电流阈值或者所述转矩阈值计算出的所述切换条件，执行进行所述学习控制模式的选择的所述动作时序。

9.根据权利要求1～8中任意一项所述的电机控制装置，其中，

所述控制部按照根据所述交流电机的磁特性和根据从转矩指令值到转矩估计值的传递特性计算出的速度阈值计算出的所述切换条件，执行选择所述三个控制模式中的一个控制模式的所述动作时序。

10.根据权利要求1～8中任意一项所述的电机控制装置，其中，

当在所述交流电机中设置有速度估计部的情况下，所述控制部按照根据所述交流电机的磁特性计算出的切换条件和根据所述速度估计部的动作条件计算出的所述切换条件，执行选择所述三个控制模式中的一个控制模式的所述动作时序。

11.根据权利要求1～8中任意一项所述的电机控制装置，其中，

在所述交流电机连接了任意的负载装置的情况下，所述控制部按照根据所述交流电机的磁特性和根据所述负载装置的共振特性计算出的速度阈值计算出的所述切换条件，执行选择所述三个控制模式中的一个控制模式的所述动作时序。

12.根据权利要求1～8中任意一项所述的电机控制装置，其中，

所述控制部按照根据所述交流电机的磁特性计算出的切换条件和根据所述交流电机的温度特性计算出的温度阈值计算出的所述切换条件，执行选择所述三个控制模式中的一个控制模式的所述动作时序。

13.根据权利要求9所述的电机控制装置，其中，

所述控制部按照根据所述交流电机的磁特性计算出的切换条件和根据所述交流电机的温度特性计算出的温度阈值计算出的所述切换条件，执行选择所述三个控制模式中的一个控制模式的所述动作时序。

14.根据权利要求10所述的电机控制装置，其中，

所述控制部按照根据所述交流电机的磁特性计算出的切换条件和根据所述交流电机的温度特性计算出的温度阈值计算出的所述切换条件，执行选择所述三个控制模式中的一个控制模式的所述动作时序。

15.根据权利要求11所述的电机控制装置，其中，

所述控制部按照根据所述交流电机的磁特性计算出的切换条件和根据所述交流电机的温度特性计算出的温度阈值计算出的所述切换条件，执行选择所述三个控制模式中的一个控制模式的所述动作时序。

16.一种电梯，其中，

所述电梯具有：根据权利要求1～15中任意一项所述的电机控制装置；轿厢；对重；绳索，其将所述轿厢和所述对重之间连接起来；以及驱动绳轮，其借助所述交流电机的驱动力进行旋转，所述绳索绕挂于所述驱动绳轮。

17.根据权利要求16所述的电梯，其中，

所述控制部按照根据所述交流电机的磁特性和根据所述轿厢的重量和所述对重的重量计算出的重量阈值计算出的所述切换条件，执行选择所述三个控制模式中的一个控制模式的所述动作时序。

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