CN111418144B - 电动机的控制方法以及电动机的控制装置 - Google Patents

Abstract

执行根据电动机(9)的工作状态而控制对电动机(9)的供给电力的电流矢量控制以及电压相位控制中的任一种控制的控制装置(100)，基于表示对电动机(9)的供给电压的大小的电压范数指令值、以及表示该供给电压的相位的电压相位指令值，对电压相位控制的电压指令值进行运算。控制装置(100)基于对电动机(9)供给的电流，对在电动机(9)产生的磁通以及与该磁通相关的参数中的一个状态量进行运算，根据该状态量而对电压范数指令值进行变更。

Description

电动机的控制方法以及电动机的控制装置

技术领域

本发明涉及电动机的控制方法以及电动机的控制装置。

背景技术

作为电动机的控制方法，例如已知对将向电动机供给的供给电流变换为正交坐标得到的dq轴电流分量进行反馈的电流矢量控制、以及对与向电动机供给的供给电压相关的电压矢量的相位进行变更的电压相位控制等。关于上述控制，大多与电动机的工作状态相应地选择执行任一种控制。

在上述电压相位控制中，提出了利用d轴电流反馈值对电动机的电压指令值的振幅进行校正的控制装置(JP2003-264999A)。

发明内容

如上所述的控制装置是针对表示向电动机供给的供给电压的大小的电压范数指令值而反馈向电动机供给的d轴电流的结构，因此根据电动机产生的电压的朝向而使得d轴电流和电压范数指令值的关联性消失。在这种情况下，电动机的控制误差增大，因此担忧作为反馈的输出的电压范数指令值发散而电动机的动作变得不稳定。

本发明的目的在于，提供一种抑制电动机的动作变得不稳定的控制方法以及电动机的控制装置。

根据本发明的某个方式，电动机的控制方法是执行根据电动机的工作状态而控制对所述电动机的供给电力的电流矢量控制以及电压相位控制中的任一种控制的控制方法。该控制方法包含如下电压相位控制步骤，即，基于表示对所述电动机的供给电压的大小的电压范数指令值、以及表示该供给电压的相位的电压相位指令值而对所述电压相位控制的电压指令值进行运算。所述电压相位控制步骤包含：状态量运算步骤，基于对所述电动机供给的电流而对所述电动机产生的磁通以及与该磁通关联的参数中的一者的状态量进行运算；以及范数变更步骤，根据所述状态量而对所述电压范数指令值进行变更。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的电动机的控制装置的结构例的图。

图2是例示控制装置的电流矢量控制部的一部分结构的框图。

图3是表示控制装置的电压相位控制部的结构的一个例子的框图。

图4是表示磁通FB控制部的PI控制器的结构的一个例子的框图。

图5是表示电动机在中高速旋转区域产生的磁通范数与电压范数的关系的图。

图6是表示PI控制器执行抗饱和处理的结构的一个例子的框图。

图7是对电压相位控制部的电压相位范围的设定方法的一个例子进行说明的图。

图8是进行对电流矢量控制部或者电压相位控制部的控制切换的判定的切换判定部的结构的一个例子的框图。

图9是表示用于控制切换的判定的调制率阈值的设定例的图。

图10是对控制装置的控制模式判定器的判定方法的一个例子进行说明的图。

图11是例示控制装置的控制切换器的详细结构的框图。

图12是表示本实施方式的电动机的控制方法的一个例子的流程图。

图13是表示电动机的控制方法中包含的电压相位控制处理的处理顺序例的流程图。

图14A是对通常的控制切换的判定方法进行说明的图。

图14B是对本实施方式的控制切换的判定方法进行说明的图。

图15是表示本发明的第2实施方式的控制模式判定器的判定方法的一个例子的图。

图16是例示本实施方式的控制切换器的详细结构的框图。

图17是表示本发明的第3实施方式的控制模式判定器的判定方法的一个例子的图。

图18是例示本实施方式的控制切换器的详细结构的框图。

图19是表示本发明的第4实施方式的控制装置的结构例的图。

图20是表示本实施方式的切换判定部的结构的一个例子的框图。

图21是表示切换判定部的控制模式判定器的判定方法的一个例子的图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(第1实施方式)

图1是表示对本发明的第1实施方式的电动机9进行控制的控制装置100的结构例的图。

控制装置100对供给至电动机9的电力进行控制。控制装置100执行以控制电动机9的动作的方式编程后的处理。控制装置100由1个或多个控制器构成。

控制装置100具有电流矢量控制部1、电压相位控制部2、控制切换器3、坐标变换器4、PWM变换器5、逆变器6、电池电压检测器7、电动机电流检测器8以及电动机9。并且，控制装置100具有转子检测器10、旋转速度运算器11、坐标变换器12以及切换判定部13。

电流矢量控制部1执行如下电流矢量控制，即，以使得电动机9产生的扭矩收敛为扭矩目标值T*的方式，对与供给至电动机9的电流相关的矢量进行控制。电流矢量控制部1基于电动机9的扭矩目标值T*而执行如下反馈控制，即，将从逆变器6供给至电动机9的电力的电流值反馈给电动机9的电压指令值。

本实施方式的电流矢量控制部1利用扭矩目标值T*、旋转速度检测值N以及电池电压检测值V_dc将d轴电流检测值i_d反馈给d轴电压指令值v_{di_fin}，并且将q轴电流检测值i_q反馈给q轴电压指令值v_{qi_fin}。由此，作为电流矢量控制的电压指令值，电流矢量控制部1将d轴电压指令值v_{di_fin}以及q轴电压指令值v_{qi_fin}输出至控制切换器3。

上述的d轴电流检测值i_d以及q轴电流检测值i_q分别表示从逆变器6供给至电动机9的电流的d轴分量以及q轴分量的值。这里所说的d轴及q轴是彼此正交的坐标轴。

电压相位控制部2执行如下电压相位控制，即，以使得电动机9产生的扭矩收敛为扭矩目标值T*的方式，对供给至电动机9的各相的电压间的相位进行控制。电压相位控制部2基于扭矩目标值T*而执行将从逆变器6供给至电动机9的电流值反馈给电动机9的电压指令值的反馈控制。

本实施方式的电压相位控制部2利用扭矩目标值T*、旋转速度检测值N以及电池电压检测值V_dc，将d轴电流检测值i_d以及q轴电流检测值i_q反馈给规定的电压范数指令值以及电压相位指令值。而且，电压相位控制部2将电压范数指令值以及电压相位指令值变换为d轴电压指令值v_{dv_fin}以及q轴电压指令值v_{qv_fin}。由此，作为电压相位控制的电压指令值，电压相位控制部2将d轴电压指令值v_{dv_fin}以及q轴电压指令值v_{qv_fin}输出至控制切换器3。

控制切换器3从电流矢量控制部1的输出以及电压相位控制部2的输出等中，根据切换判定部13的判定结果而选择任一输出。而且，控制切换器3将选择的控制的电压指令值作为d轴及q轴的最终电压指令值v_{d_fin}*及v_{q_fin}*而输出。

坐标变换器4如式(1)那样基于电动机9的电角度检测值θ而将d轴及q轴的最终电压指令值v_{d_fin}*及v_{q_fin}*变换为三相电压指令值v_u*、v_v*及v_w*。

[式1]

PWM变换器5基于电池电压检测值V_dc而将三相电压指令值v_u*、v_v*及v_w*变换为用于对逆变器6所具有的功率元件进行驱动的功率元件驱动信号D_uu*、D_ul*、D_vu*、D_vl*、D_wu*及D_wl*。PWM变换器5将变换后的功率元件驱动信号D_uu*、D_ul*、D_vu*、D_vl*、D_wu*及D_wl*输出至逆变器6。

逆变器6基于功率元件驱动信号D_uu*、D_ul*、D_vu*、D_vl*、D_wu*及D_wl*而将电池61的直流电压变换为用于对电动机9进行驱动的三相交流电压v_u、v_v及v_w。逆变器6将变换后的三相交流电压v_u、v_v及v_w供给至电动机9。

电池电压检测器7对与逆变器6连接的电池61的电压进行检测。电池电压检测器7将表示检测出的电压的电池电压检测值V_dc分别输出至电流矢量控制部1、电压相位控制部2以及切换判定部13。

电动机电流检测器8对从逆变器6供给至电动机9的三相的交流电流i_u、i_v及i_w中的至少两相的交流电流进行检测。本实施方式的电动机电流检测器8对U相及V相的交流电流i_u及i_v进行检测而输出至坐标变换器12。

电动机9是在多相的各相分别具有绕组(例如U、V及W的3相绕组)的电机，可以用作电动车辆等的驱动源。例如，电动机9由IPM(Interior Permanent Magnet)型的三相同步电动机实现。

转子检测器10对电动机9的电角度进行检测。转子检测器10将表示检测出的电角度值的电角度检测值θ分别输出至坐标变换器4及坐标变换器12，并且将电角度检测值θ输出至旋转速度运算器11。

旋转速度运算器11根据电动机9的电角度检测值θ的每小时的变化量而对电动机9的旋转速度进行运算。旋转速度运算器11将运算出的旋转速度作为电动机9的旋转速度检测值N而分别输出至电流矢量控制部1、电压相位控制部2以及切换判定部13。

坐标变换器12如式(2)那样基于电动机9的电角度检测值θ而将U相及V相的交流电流i_u及i_v变换为d轴电流检测值i_d及q轴电流检测值i_q。坐标变换器12将d轴电流检测值i_d及q轴电流检测值i_q分别输出至电流矢量控制部1、电压相位控制部2以及切换判定部13。

[式2]

切换判定部13根据电动机9的工作状态而判定电流矢量控制以及电压相位控制等中的需要应用于电动机9的控制。作为表示电动机9的工作状态的参数，在本实施方式中，能举出d轴电流目标值i_d*、d轴电流检测值i_d、d轴电压指令值V_{d_fin}*、q轴电压指令值V_{q_fin}*、电池电压检测值V_dc以及旋转速度检测值N等。切换判定部13根据判定结果而将表示需要应用于电动机9的控制的控制模式信号输出至控制切换器3。

图2是例示本实施方式的电流矢量控制部1的一部分结构的框图。

电流矢量控制部1具有非干扰电压运算器101、LPF102、电流目标值运算部103、减法运算器104、PI控制器105以及加法运算器106。

非干扰电压运算器101基于扭矩目标值T*、旋转速度检测值N以及电池电压检测值V_dc而对用于消除d轴与q轴之间相互干扰的干扰电压的非干扰电压值V_{d_dcpl}*进行运算。非干扰电压运算器101中例如存储有预先规定的非干扰表。具体而言，针对根据扭矩目标值T*、旋转速度检测值N以及电池电压检测值V_dc确定的每个工作点而使非干扰电压值v_{d_dcpl}*与非干扰表相关联。

如果非干扰电压运算器101获取到扭矩目标值T*、旋转速度检测值N以及电池电压检测值V_dc的各参数，则参照非干扰表对与根据各参数确定的工作点相关联的非干扰电压值V_{d_dcpl}*进行运算。而且，非干扰电压运算器101将运算出的非干扰电压值v_{d_dcpl}*输出至LPF102。

LPF102是考虑到在电动机9产生的干扰电压依赖于向电动机9的供给电流这一点的低通滤波器。LPF102的时间常数设定为确保作为目标的d轴电流的响应性。LPF102将作为对非干扰电压值v_{d_dcpl}*实施低通滤波处理所得的值的非干扰电压值v_{d_dcpl_flt}*输出至加法运算器106。

电流目标值运算部103与非干扰电压运算器101同样地，参照预先规定的电流表，对电动机9的d轴电流目标值i_d*进行运算。在电流表中，针对根据扭矩目标值T*、旋转速度检测值N以及电池电压检测值V_dc确定的每个工作点而关联有d轴电流目标值i_d*。

在电动机9以扭矩目标值T*执行动作时，针对电流表的d轴电流目标值i_d*而储存使得电动机9的效率最大的电流值。储存的电流值通过实验数据、模拟等而预先求出。电流目标值运算部103将运算出的d轴电流目标值i_d*输出至电压相位控制部2及切换判定部13，并且将d轴电流目标值i_d*输出至减法运算器104。

减法运算器104从d轴电流目标值i_d*减去d轴电流检测值i_d。减法运算器104将减法运算所得的值作为d轴电流偏差i_{d_err}而输出至PI控制器105。

PI控制器105执行如下电流反馈控制，即，以使得d轴电流检测值i_d追随d轴电流目标值i_d*的方式将d轴电流偏差i_{d_err}反馈给d轴电压指令值v_{di_fin}。本实施方式的PI控制器105如式(3)那样，基于d轴电流偏差i_{d_err}(＝i_d*-i_d)而对电流FB电压指令值v_di'进行计算。

[式3]

其中，K_dp是d轴比例增益，K_di是d轴积分增益。d轴比例增益K_dp及d轴积分增益K_di通过实验数据、模拟结果等而求出。PI控制器105将电流FB电压指令值v_di'输出至加法运算器106。

加法运算器106如式(4)那样对电流FB电压指令值v_di'和非干扰电压值v_{d_dcpl_flt}*进行加法运算，将加法运算所得的值作为电流矢量控制的d轴电压指令值v_{di_fin}*而输出。

[式4]

v_{di_fin} ^*＝v_{d_dcpl_flt}+v_di′…(4)

这样，电流矢量控制部1基于扭矩目标值T*对d轴电流检测值i_d进行反馈而将d轴电压指令值v_{di_fin}*输出。

此外，图2中示出了对电流矢量控制的d轴电压指令值v_{di_fin}*进行运算的结构例，对电流矢量控制的q轴电压指令值v_{qi_fin}*进行运算的结构也与图2所示的结构相同。

因此，电流矢量控制部1基于扭矩目标值T*将向电动机9供给的电力的d轴及q轴电流分量分别反馈给d轴及q轴电压指令值v_{di_fin}*及v_{qi_fin}*并输出至控制切换器3。

图3是表示本实施方式的电压相位控制器2的结构的一个例子的框图。

电压相位控制部2具有电压范数生成部210、磁通FB控制部220、范数合成器230、范数限制器240、电压相位生成部250、扭矩FB控制部260、相位合成器270、相位限制器280以及矢量变换器290。

电压范数生成部210通过前馈控制，基于电池电压检测值V_dc而生成与基准调制率M*相当的电压范数基准值V_{a_ff}。这里所说的基准调制率M*表示电压相位控制中的调制率的基准值。电压相位控制中的调制率是指电动机9的相间电压的基波分量的振幅相对于电池电压检测值V_dc的比率。电动机9的相间电压例如是指U相与V相之间的电压V_u-V_v。

例如，电压相位控制中的调制率为0.0至1.0的范围相当于能够通过PWM调制而生成模拟正弦波电压的通常调制区域。与此相对，调制率超过1.0的范围相当于过调制区域，即使想要生成模拟正弦波，相间电压的基波分量的最大值以及最小值也受到限制。例如，如果调制率增大至约1.1，则相间电压的基波分量形成与所谓的矩形波电压相同的波形。

本实施方式的电压范数生成部210如式(5)那样对电压范数基准值V_{a_ff}进行计算。电压范数生成部210将计算出的电压范数基准值V_{a_ff}输出至电压相位生成部250、且输出至范数合成器230。

[式5]

磁通FB控制部220基于向电动机9供给的电流而对表示在电动机9产生的磁通的磁通状态量进行运算。这里所说的在电动机9产生的磁通，是指将形成于电动机9的永磁体的磁通即磁体磁通、和由向电动机9的绕组(线圈)供给的电流产生的磁通即绕组磁通合成后的合成磁通。

磁通FB控制部220根据电动机9的磁通状态量的大小而对电压范数指令值V_a*进行变更。例如，磁通FB控制部220针对电动机9的磁通状态量，应用规定的对应图或规定的运算式而对电压范数指令值V_a*进行变更。磁通状态量越小，磁通FB控制部220越减小电压范数指令值V_a*。

本实施方式的磁通FB控制部220执行将电动机9的磁通状态量反馈给电压范数指令值V_a*的反馈控制。磁通FB控制部220基于d轴电流检测值i_d及q轴电流检测值i_q而输出电压范数FB值V_{a_fb}，该电压范数FB值V_{a_fb}用于将电动机9的磁通状态量反馈给电压范数指令值V_a*。

具体而言，磁通FB控制部220以使得电动机9的磁通状态量收敛为目标量的方式对电压范数FB值V_{a_fb}进行运算。这里所说的与磁通状态量有关的目标量由磁通FB控制部220基于d轴电流目标值i_d*及q轴电流目标值i_q*而进行运算。

磁通FB控制部220具有d轴参照生成器221、q轴参照生成器222、磁通运算器223和234、以及磁通偏差运算器235。

d轴参照生成器221的结构与图2所示的LPF102的结构相同。d轴参照生成器221基于d轴电流目标值i_d*而对表示d轴电流的目标响应的d轴电流参照值i_{d_ref}*进行计算。d轴参照生成器221将计算出的d轴电流参照值i_{d_ref}*输出至磁通运算器223。

q轴参照生成器222的结构与上述d轴参照生成器221的结构相同。q轴参照生成器222基于q轴电流目标值i_q*而对表示q轴电流的目标响应的q轴电流参照值i_{q_ref}*进行计算。q轴参照生成器222将计算出的q轴电流参照值i_{q_ref}*输出至磁通运算器223。

磁通运算器223基于d轴电流参照值i_{d_ref}*及q轴电流参照值i_{q_ref}*而对表示磁通范数的目标响应的磁通范数参照值φ_{0_ref}进行运算。这里所说的磁通范数表示与上述合成磁通有关的矢量的范数。

本实施方式的磁通运算器223如下式(6)那样利用d轴及q轴的电感L_d和L_q以及上述磁体磁通Φ_a而对磁通范数参照值φ_{0_ref}进行计算。磁通运算器223将计算出的磁通范数参照值φ_{0_ref}输出至磁通偏差运算器225。

[式6]

磁体磁通Φ_a、d轴电感L_d以及q轴电感L_q为常数，d轴电流参照值i_{d_ref}*及q轴电流参照值i_{q_ref}*为变量。

关于上述磁体磁通Φ_a、d轴电感L_d以及q轴电感L_q，其数值根据电动机9的磁体温度、d轴和q轴电流检测值i_d和i_q、以及d轴和q轴电流目标值i_d和i_q中的至少一个参数的变化而变化。作为其对策，磁通运算器223例如可以根据电动机9的磁体温度、d轴和q轴电流检测值i_d和i_q、以及d轴和q轴电流目标值i_d*和i_q*中的至少一个而对磁体磁通Φ_a、d轴电感L_d以及q轴电感L_q进行变更。

在这种情况下，关于电动机9的磁体温度、d轴和q轴电流检测值i_d和i_q、以及d轴和q轴电流目标值i_d*和i_q*中的至少一个参数，考虑到实验数据、模拟结果等而预先在磁通运算器223中对表示磁体磁通Φ_a、d轴电感L_d以及q轴电感L_q的各自的关系的对应图进行记录。而且，磁通运算器223如果获取到参数的数值，则参照对应图而对磁体磁通Φ_a、d轴电感L_d以及q轴电感L_q进行计算。

磁通运算器224的结构与上述磁通运算器223的结构相同。磁通运算器224基于d轴电流检测值i_d及q轴电流检测值i_q而对表示磁通范数的推定值的磁通范数推定值φ_{0_est}进行运算。即，磁通运算器224基于向电动机9供给的电流的检测值i_d及i_q而对表示与电动机9的磁通相关的磁通范数推定值φ_{0_est}的磁通状态量进行运算。

本实施方式的磁通运算器224如下式(7)那样利用磁体磁通Φ_a、d轴电感L_d以及q轴电感L_q的各常数而对磁通范数推定值φ_{0_est}进行计算。磁通运算器223将计算出的磁通范数推定值φ_{0_est}输出至磁通偏差运算器225。

[式7]

磁通偏差运算器225基于磁通范数参照值φ_{0_ref}和磁通范数推定值φ_{0_est}而对表示磁通范数参照值φ_{0_ref}与磁通范数推定值φ_{0_est}的偏差的磁通偏差

进行运算。本实施方式的磁通偏差运算器225通过从磁通范数参照值φ_{0_ref}减去磁通范数推定值φ_{0_est}而计算出磁通偏差/>

并输出至PI控制器226。

PI控制器226执行如下电流反馈控制，即，用于以使得从磁通偏差运算器225输出的磁通偏差φ_{0_err}消失的方式将磁通偏差φ_{0_err}反馈给电压范数指令值v_a*。即，PI控制器226根据电动机9的磁通状态量而对电压范数指令值v_a*进行变更。

本实施方式的PI控制器226基于磁通偏差

并如式(8)那样对通过反馈控制所得的电压范数FB值V_{a_fb}进行计算。

[式8]

此外，ω_re是电动机9的电角速度，

是比例增益，/>

是积分增益。它们是PI控制器229的控制增益。电角速度ω_re是可变增益，比例增益/>

及积分增益/>

根据实验数据或者模拟结果等而求出。

关于PI控制器226的详细结构，后文中参照图4进行叙述。PI控制器229通过执行电流反馈控制而将电压范数FB值V_{a_fb}输出至范数合成器230。

范数合成器230对电压范数FB值V_{a_fb}和电压范数基准值V_{a_ff}进行加法运算，将加法运算所得的值作为电压范数指令值V_a*而输出至范数限制器240。

范数限制器240将电压范数指令值V_a*限制于下限值(例如0)至上限值V_{a_max}之间。电池电压检测值V_dc越低，电压范数上限值V_{a_max}越减小。

如式(9)那样，基于作为电压相位控制中的调制率的最大容许设定值的调制率上限值M_max*和电池电压检测值V_dc而对上述上限值V_{a_max}进行计算。

[式9]

在电压范数指令值V_a*超过上限值V_{a_max}的期间，范数限制器240将输出至矢量变换器290的电压范数指令值V_a*设定为上限值V_{a_max}。在电压范数指令值V_a*固定为上限值V_{a_max}的期间，利用扭矩FB控制部260将扭矩推定值T_est反馈给电压相位指令值α*而使电动机9的扭矩增减。

在电压范数指令值V_a*固定为上限值V_{a max}或下限值的期间，范数限制器240将限制电压范数指令值V_a*的主旨的通知信号输出至PI控制器226。

电压相位生成部250通过前馈控制，基于扭矩目标值T*而生成表示需要向电动机9供给的电压的相位的电压相位FF值α_ff。本实施方式的电压相位生成部250利用扭矩目标值T*、电压范数基准值V_{a_ff}以及旋转速度检测值N而对电压相位FF值α_ff进行计算。电压相位生成部250中存储有预先规定的相位表。

在上述相位表中，针对根据扭矩目标值T*、电压范数基准值V_{a_ff}以及旋转速度检测值N确定的每个动作点而与电压相位FF值α_ff相关联。针对相位表的电压相位FF值α_ff，例如储存实验中针对每个动作点而在名义状态下测量所得的电压相位值。

如果电压相位生成部250获取到扭矩目标值T*、电压范数基准值V_{a_ff}以及旋转速度检测值N的各参数，则参照相位表，对与根据各参数确定的动作点相关联的电压相位FF值α_ff进行计算。而且，电压相位生成部250将计算出的电压相位FF值α_ff输出至相位合成器270。

扭矩FB控制部260基于扭矩目标值T*而输出用于将电动机9的扭矩推定值T_est反馈给电压相位指令值α*的电压相位FB值α_fb。扭矩FB控制部260具有参照扭矩生成部261、扭矩运算器262、扭矩偏差运算器263以及PI控制器264。

参照扭矩生成部261的结构与图2所示的LPF102的结构相同。参照扭矩生成部261基于扭矩目标值T*而对表示电动机9的扭矩的目标响应的扭矩参照值T_ref*进行计算。参照扭矩生成部261将计算出的扭矩参照值T_ref*输出至扭矩偏差运算器263。

扭矩运算器262基于d轴电流检测值i_d及q轴电流检测值i_q而对扭矩推定值T_est进行运算。扭矩运算器262中存储有预先规定的扭矩表。在扭矩表中，针对根据d轴电流检测值i_d及q轴电流检测值i_q确定的每个工作点而与扭矩推定值T_est相关联。针对扭矩表的扭矩推定值T_est，例如预先储存实验中针对dq轴电流的每个动作点测量所得的扭矩的测量值。

如果扭矩运算器262获取到d轴电流检测值i_d及q轴电流检测值i_q的各参数，则参照扭矩表，对与根据各参数确定的工作点相关联的扭矩推定值T_est进行计算。扭矩运算器262将计算出的扭矩推定值T_est输出至扭矩偏差运算器263。

扭矩偏差运算器263对扭矩参照值T_ref*与扭矩推定值T_est的扭矩偏差T_err进行运算，将运算所得的扭矩偏差T_err输出至PI控制器264。

PI控制器264执行如下扭矩反馈控制，即，用于以使得扭矩推定值T_est追随扭矩参照值T_ref*的方式将来自扭矩偏差运算器263的扭矩偏差T_err反馈给电压相位指令值α*。

本实施方式的PI控制器264如式(10)那样基于扭矩偏差T_err(T_ref*-T_est)而对电压相位FB值α_fb进行计算。PI控制器264将计算出的电压相位FB值α_fb输出至相位合成器270。

[式10]

此外，Kα_p是比例增益，Kα_i是积分增益。比例增益Kα_p和积分增益Kα_i通过实验数据、模拟结果等而求出。

相位合成器270对电压相位FB值α_fb与电压相位FF值α_ff进行加法运算，将加法运算所得的值作为电压相位控制的电压相位指令值α*而输出至相位限制器280。

相位限制器280将电压相位指令值α*限制于电压相位下限值α_min至电压相位上限值α_max的规定的电压相位范围。后文中利用图7对规定的电压相位范围的设定方法进行叙述。相位限制器280将限制于电压相位范围内的电压相位指令值α*输出至矢量变换器290。

矢量变换器290如式(11)那样将来自范数限制器240的电压范数指令值Va*和来自相位限制器280的电压相位指令值α*变换为d轴电压指令值v_dv*和q轴电压指令值v_qv*，并作为电压相位控制的电压指令值v_{dv_fin}和v_{qv_fin}而输出。

[式11]

这样，电压相位控制部2以使得扭矩偏差T_err收敛为零的方式对电压相位指令值α*进行变更。由此，即使在电压范数指令值V_a*在过调制区域被固定的状态下，也能够使得电动机9的扭矩增减。

并且，在本实施方式中，电压相位控制部2以使得磁通范数推定值φ_{0_est}收敛为磁通范数参照值φ_{0_ref}的方式，根据磁通范数推定值φ_{0_est}而对电压范数指令值V_a*进行变更。由此，能够根据电动机9的磁通状态量适当地使电压范数指令值V_a*增减。

此外，说明本实施方式的磁通运算器223对磁通范数参照值φ_{0_ref}作为与磁通范数φ₀相关的目标量而进行运算的例子，但并不局限于此。也可以省略d轴参照生成器221和q轴参照生成器222，基于d轴及q轴电流目标值i_d*及i_q*如上述式(6)那样对磁通范数的目标值进行运算。由此，能够抑制电压相位控制部2的运算负荷。

图4是表示PI控制器226的功能结构的一个例子的框图。

PI控制器226具有可变增益运算器91、可变增益乘法运算器92、比例增益乘法运算器93、积分增益乘法运算器94、积分器95以及加法运算器96。此外，将分别针对可变增益乘法运算器92、比例增益乘法运算器93以及积分增益乘法运算器94设定的增益统称为PI控制器229的控制增益。

可变增益运算器91如式(12)那样基于电动机9的旋转速度检测值N而对电角速度ω_re进行运算。可变增益运算器91将电角速度ω_re作为构成控制增益的可变增益而输出。

[式12]

可变增益乘法运算器92对从磁通偏差运算器225输出的磁通偏差φ_{0_err}乘以作为可变增益的电角速度ω_re。可变增益乘法运算器92将对磁通偏差

乘以电角速度ω_re所得的值输出至比例增益乘法运算器93。

比例增益乘法运算器93对可变增益乘法运算器92的输出乘以比例增益

将对可变增益乘法运算器92的输出乘以比例增益/>

所得的值输出至加法运算器96及积分增益乘法运算器94。

积分增益乘法运算器94对比例增益乘法运算器93的输出乘以积分增益

积分增益乘法运算器94将对比例增益乘法运算器93的输出乘以积分增益/>

所得的值输出至积分器95。

积分器95按顺序对积分增益乘法运算器94的输出进行积分。加法运算器96对比例增益乘法运算器93的输出与积分器95的输出进行加法运算，将加法运算所得的值作为电压范数FB值V_{a_fb}而输出。

这样，将磁通偏差φ_{0_err}反馈给电压范数FB值V_{a_fb}，由此以使得磁通范数推定值φ_{0_est}收敛为磁通范数参照值φ_{0_ref}的方式使电压范数FB值V_{a_fb}发生变化，因此能够对电压范数指令值V_a*进行变更。

接下来，对执行将电动机9的磁通范数反馈给电压范数指令值V_a*的磁通反馈控制的方法的一个例子进行说明。

图5是表示在电动机9的中高速旋转区域由电动机9产生的磁通范数φ₀与电压范数V_a的关系的图。这里，横轴表示dq轴的正交坐标系中的d轴，纵轴表示另一者的q轴。

如图5所示，在电动机9的旋转速度检测值N处于中高速旋转区域的情况下，由电动机9的绕组电阻引起的电压降与感应电压的大小

相比而减小至可以忽略的程度，因此省略由电动机9的绕组电阻引起的电压降。即，可以视为表示电动机9的端子电压的大小的电压范数V_a与磁通范数/>

及电角速度ω_re成正比。

磁通范数φ₀表示使得由向电动机9供给的电流的d轴电流i_d以及q轴电流i_q产生的电流磁通和由设置于电动机9的磁体产生的磁体磁通φ_a合成所得的合成磁通的大小。磁通范数

基于由d轴电流i_d及d轴电感L_d引起的d轴电流磁通L_di_d和由q轴电流i_q及q轴电感L_q引起的q轴电流磁通L_qi_q而确定。

本实施方式的磁通FB控制部220构成为，利用基于向电动机9供给的电流分量(i_d及i_q)的磁通范数

与电压范数V_a的关系，并根据电动机9的状态量而使得电压范数指令值V_a*增减。而且，针对PI控制器226的控制增益的一部分而使用作为可变增益的电角速度ω_re，由此能够根据电动机9的旋转速度的变化而维持电动机9的响应速度。

图6是表示在图3所示的PI控制器226中执行抗饱和处理的功能结构的一个例子的框图。

在范数限制器240将以规定的限制值限制电压范数指令值V_a*的主旨的通知信号输出至PI控制器226的期间，如图6所示，PI控制器226执行抗饱和处理。作为本实施方式的限制值，能举出电压范数上限值V_{a_max}和电压范数下限值。

在该例子中，以不对PI控制器226的输入更新积分器95的方式将0(零)输入至积分器95。而且，在PI控制器226设置有运算器97，该运算器97从电压范数指令值V_a*的限制值减去比例增益乘法运算器93的输出与电压范数基准值V_{a_ff}之和而输出至积分器95。

由此，以使得PI控制器226的输出即电压范数FB值V_{a_fb}与电压范数基准值V_{a_ff}之和成为电压范数上限值V_{a_max}或电压范数下限值即0的方式执行初始化处理。

此外，在范数限制器240未将电压范数指令值V_a*限制为限制值的期间，PI控制器226利用图4所示的结构对电压范数FB值V_{a_fb}进行计算。

图7是说明针对图3所示的相位限制器280设定的电压相位范围的设定方法的一个例子的图。

图7中例示了表示电动机9的电压相位α与扭矩T的关系的电压相位特性。这里，横轴表示电动机9的电压相位α，纵轴表示电动机9的扭矩T。

如图7所示，维持电动机9的电压相位α与扭矩T的关联性的电压相位的范围大致为-105度至+105度的范围。在这样的例子中，与图3所述的相位限制器280相关的电压相位范围的电压相位下限值α_min以及电压相位上限值α_max分别设定为-105度及+105度。

图8是表示图1所示的切换判定部13的结构的一个例子的框图。

切换判定部13具有第1至第3范数阈值运算器131至133、平均化处理滤波器134和135、范数运算器136、噪声处理滤波器137、参照电流滤波器138、电流阈值运算器139以及控制模式判定器140。

第1范数阈值运算器131基于用于从电压相位控制向电流矢量控制切换的调制率阈值M_th1而对作为与电压范数相关的阈值的第1范数阈值V_{a_th1}进行运算。第1范数阈值V_{a_th1}用作从电压相位控制向电流矢量控制的切换条件。

第2范数阈值运算器132基于用于从电流矢量控制向电压相位控制切换的调制率阈值M_th2而对作为与电压范数相关的阈值的第2范数阈值V_{a_th2}进行运算。第2范数阈值V_{a_th2}用作从电流矢量控制向电压相位控制的切换条件。

第3范数阈值运算器133基于用于从电压相位控制向保护控制切换的调制率阈值M_th3而对作为与电压范数相关的阈值的第3范数阈值V_{a_th3}进行运算。第3范数阈值V_{a_th3}用作从电流矢量控制向保护控制的切换条件。

第1至第3调制率阈值M_th1至M_th3例如设定为式(13)那样的关系。此外，调制率上限值M_max*设定为大于1.0的值。

[式13]

本实施方式的第1至第3范数阈值运算器131至133分别如式(14)那样基于电池电压检测值V_dc以及第1至第3调制率阈值M_th1至M_th3而对第1至第3范数阈值V_a__th1至V_a__th3进行计算。

[式14]

平均化处理滤波器134是对输入值实施平均化处理并输出的滤波器。本实施方式的平均化处理滤波器134对从控制切换器3输出的d轴的最终电压指令值v_{d_fin}*实施将输入值的噪声分量去除的噪声截止处理，将实施噪声截止处理所得的值v_{d_fin_flt}输出至范数运算器136。平均化处理滤波器134例如由低通滤波器实现。

平均化处理滤波器135的结构与平均化处理滤波器134的结构相同。平均化处理滤波器135对从控制切换器3输出的q轴的最终电压指令值v_{d_fin}*实施噪声截止处理，将实施噪声截止处理所得的值v_{q_fin_flt}输出至范数运算器136。

范数运算器136如式(15)那样基于平均化处理滤波器134及135的各输出值v_{d_fin_flt}及v_{q_fin_flt}而对表示电压指令值的范数分量的平均化电压范数V_{a_fin_flt}*进行计算。

[式15]

此外，在从控制切换器3输出电压相位控制的电压指令值v_{dv_fin}及v_{qv_fin}的情况下，也可以代替平均化电压范数V_{a_fin_flt}*而使用向图3所示的矢量变换器290输入的电压范数指令值V_a*。

噪声处理滤波器137是对输入值实施平均化处理并输出的滤波器。本实施方式的噪声处理滤波器137对来自图1所示的坐标变换器12的d轴电流检测值i_d实施噪声截止处理，由此计算出平均化d轴电流值i_{d_flt}。噪声处理滤波器137例如由低通滤波器实现。

参照电流滤波器138对来自图2所示的电流目标值运算部103的d轴电流目标值i_d*实施考虑了电动机9的响应性的滤波处理，由此计算出d轴电流参照值i_{d_ref}*。参照电流滤波器138例如由低通滤波器实现。

电流阈值运算器139是对输入值实施平均化处理并输出的滤波器。本实施方式的电流阈值运算器139对来自参照电流滤波器138的d轴电流参照值i_{d_ref}*实施与噪声处理滤波器137同样的噪声截止处理，由此计算出具有与平均化d轴电流值i_{d_flt}等同的延迟特性的d轴电流阈值i_{d_th}*。

d轴电流阈值i_{d_th}*用作从电压相位控制向电流矢量控制的切换条件之一。电流阈值运算器139例如通过与噪声处理滤波器137相同的低通滤波器而实现。

控制模式判定器140根据电压相位控制、电流矢量控制以及保护控制中的电动机9的工作状态而判定适合于电动机9的控制。而且，控制模式判定器140将表示判定结果的控制模式输出至控制切换器3。

本实施方式的控制模式判定器140基于平均化电压范数V_{a_fin_flt}*和平均化d轴电流值i_{d_flt}而在电流矢量控制与电压相位控制之间切换对电动机9的控制。另外，控制模式判定器140基于平均化电压范数V_{a_fin_flt}*和旋转速度检测值N而将对电动机9的控制从电压相位控制切换为用于保护电动机9的保护控制。

图9是表示第1至第3调制率阈值M_th1至M_th3的设定例的图。

如图9所示，调制率上限值M_max*设定为1.1，第2调制率阈值M_th2设定为1.0，第1调制率阈值M_th1设定为0.9，第3调制率阈值M_th3设定为0.5。

此外，图3所示的电压范数生成部210的基准调制率M*优选设定于电压相位控制的动作区域中的占据电动机9的动作的大部分的第2调制率阈值M_th2至调制率上限值M_max*的范围内。

图10是对控制模式判定器140的控制模式的判定方法的一个例子进行说明的图。

如图10所示，在电流矢量控制的执行中，在平均化电压范数V_{a_fin_flt}*大于或等于第2范数阈值V_{a_th2}时，控制模式判定器140判定为适合于电动机9的控制是电压相位控制。而且，控制模式判定器140将表示电压相位控制的控制模式信号输出至控制切换器3。由此，对电动机9的控制从电流矢量控制向电压相位控制切换。

在电压相位控制的执行中，在平均化电压范数V_{a_fin_flt}*小于或等于第1范数阈值V_{a_th1}、且平均化d轴电流值i_{d_flt}大于或等于d轴电流阈值i_{d_th}*时，控制模式判定器140判定为适合于电动机9的控制是电流矢量控制。而且，控制模式判定器140将表示电流矢量控制的控制模式信号输出至控制切换器3。由此，对电动机9的控制从电压相位控制向电流矢量控制切换。

并且，在电压相位控制的执行中，在平均化电压范数V_{a_fin_flt}*小于或等于第3范数阈值V_{a_th3}、或者旋转速度检测值N的绝对值低于旋转速度阈值Nth时，控制模式判定器140判定为适合于电动机9的控制是保护控制。

上述旋转速度阈值N_th是用于判定电动机9的旋转速度是否过度降低的规定阈值。控制模式判定器140将表示保护控制的控制模式信号输出至控制切换器3。由此，对电动机9的控制从电压相位控制向保护控制切换。

此外，在保护控制的执行中未对电动机9过度地供给电流及电压而未引起电动机9的故障时，控制模式判定器140判定为适合于电动机9的控制是电流矢量控制。即，对电动机9的控制从保护控制恢复为电流矢量控制。

图11是表示图1所示的控制切换器3的详细结构的框图。

控制切换器3获取作为电流矢量控制部1的输出的电压指令值v_{di_fin}和v_{qi_fin}、作为电压相位控制部2的输出的电压指令值v_{dv_fin}和v_{qv_fin}、用于保护控制的电压指令值、以及来自控制模式判定器140的控制模式信号。保护控制用的d轴电压指令值和q轴电压指令值彼此设定为表示零(0)的零电压值。

控制切换器3根据来自控制模式判定器140的控制模式信号而选择利用电流矢量控制部1的输出驱动电动机9、还是利用电压相位控制部2的输出驱动电动机9。

另外，在控制模式表示保护控制的情况下，控制切换器3选择不依赖于电动机电流检测器8以及转子检测器10等的零电压。由此，能够抑制从逆变器6向电动机9供给的交流电力。

而且，在从控制切换器3输出零电压值的期间，控制装置100执行电动机9或控制装置100本身是否处于异常状态的检查及故障诊断等。

图12是表示本实施方式的电动机9的控制方法的一个例子的流程图。

在步骤S1中，坐标变换器12将由电动机电流检测器8检测出的U相及V相的电流i_u及i_v变换为d轴及q轴的电流检测值i_d及i_q。步骤S1的处理包含检测向电动机9供给的电流的检测步骤。

在步骤S2中，旋转速度运算器11基于由转子检测器10检测出的电角度检测值θ而对电动机9的旋转速度检测值N进行运算。

在步骤S3中，控制装置100获取电动机9的扭矩目标值T*以及来自电池电压检测器7的电池电压检测值V_dc。

在步骤S4中，切换判定部13根据电动机9的工作状态而判定需要应用于电动机9的控制。

在步骤S5中，切换判定部13判断需要应用于电动机9的控制是否为电流矢量控制。

在步骤S6中，在判断为需要应用于电动机9的控制是电流矢量控制的情况下，电流矢量控制部1基于扭矩目标值T*而对d轴及q轴电流目标值i_d*及i_q*进行运算。即，步骤S6的处理构成电流矢量控制步骤。

在步骤S7中，电流矢量控制部1根据d轴电流目标值i_d*与d轴电流检测值i_d的偏差而对d轴的电流FB电压指令值v_di*进行计算，并且根据q轴电流目标值i_q*与q轴电流检测值i_q的偏差而对q轴的电流FB电压指令值v_qi*进行计算。

在步骤S8中，电流矢量控制部1基于扭矩目标值T*而对d轴及q轴的非干扰电压值v_{d_dcpl}*及v_{q_dcpl}*进行运算。而且，电流矢量控制部1将对v_{d_dcpl}*及v_{q_dcpl}*分别实施低通滤波所得的非干扰电压值v_{d_dcpl_flt}*及v_{q_dcpl_flt}*输出。

在步骤S9中，电流矢量控制部1对d轴及q轴的电流FB电压指令值v_qi*及v_qi*分别加上非干扰电压值v_{d_dcpl_flt}*及v_{q_dcpl_flt}*，由此将电流矢量控制的d轴及q轴电压指令值v_{di_fin}*及v_{qi_fin}*输出。

在步骤S10中，坐标变换器4将d轴及q轴电压指令值v_{di_fin}*及v_{qi_fin}*变换为三相电压指令值v_u*、v_v*及v_w*。

接下来，在步骤S5中判定为需要应用于电动机9的控制并非电流矢量控制的情况下，控制装置100进入步骤S11的处理。

在步骤S11中，切换判定部13判断需要应用于电动机9的控制是否为电压相位控制。

在步骤S12中，在判定为需要应用于电动机9的控制是电压相位控制的情况下，电压相位控制器2执行本实施方式的电压相位控制处理。后文中参照图13对该电压相位控制处理进行叙述。

在步骤S13中，电压相位控制部2执行电压相位控制处理，由此将电压相位控制的d轴及q轴电压指令值v_{dv_fin}*及v_{qv_fin}*输出。然后，控制装置100进入步骤S10的处理。

接下来，在步骤S11中判定为需要应用于电动机9的控制并非电流矢量控制且并非电压相位控制的情况下，控制装置100进入步骤S14的处理。

在步骤S14中，在判定为需要应用于电动机9的控制并非电流矢量控制且并非电压相位控制的情况下，控制切换器3将保护控制的d轴及q轴电压指令值v_{d_fin}*及v_{q_fin}*分别设定为零。然后，控制装置100进入步骤S10的处理并结束控制装置100的控制方法。

图13是表示与步骤S12的电压相位控制处理相关的处理顺序例的流程图。

在步骤S121中，如图3所述，电压相位控制部2获取来自电流矢量控制部1的d轴和q轴电流目标值i_d*和i_q*、电压范数基准值V_{a_ff}、电压相位FF值α_ff。

在步骤S122中，电压相位控制部2对扭矩参照值T_ref和扭矩推定值T_est进行运算。

在步骤S123中，电压相位控制部2利用扭矩参照值T_ref与扭矩推定值T_est的扭矩偏差T_err而对电压相位FB值α_fb进行运算。

在步骤S124中，电压相位控制部2将对电压相位FF值α_ff加上电压相位FB值α_fb所得的电压相位指令值α*限制于规定的电压相位范围内。

在步骤S125中，电压相位控制单元2判断电压相位指令值α*是否限制为电压相位范围的上限值。而且，在电压相位指令值α*未限制为电压相位范围的上限值的情况下，电压相位控制部2进入步骤S126的处理。

在步骤S126中，在电压相位指令值α*限制为电压相位范围的上限值的情况下，电压相位控制部2对用于将扭矩偏差T_err反馈给电压相位指令值α*的PI控制器264进行初始化。

在步骤S127中，电压相位控制器2基于d轴电流参照值i_{d_ref}*及q轴电流参照值i_{q_ref}*而对磁通范数参照值φ_{0_ref}进行运算，并且基于d轴电流检测值i_d及q轴电流检测值i_q而对磁通范数推定值φ_{0_est}进行运算。即，步骤S127的处理构成基于向电动机9供给的电流而对表示电动机9产生的合成磁通的状态量进行运算的状态量运算步骤。

在步骤S128中，电压相位控制部2对磁通范数参照值φ_{0_ref}与磁通范数推定值φ_{0_est}的磁通偏差

进行计算而作为磁通范数的偏差。

在步骤S129中，电压相位控制部2对用于将磁通偏差φ_{0_err}反馈给电压范数指令值V_a*的电压范数FB值V_{a_fb}进行运算。即，步骤S129的处理构成根据表示在电动机9产生的合成磁通的状态量而对电压范数指令值V_a*进行变更的范数变更步骤。

在步骤S130中，电压相位控制部2将对电压范数基准值V_{a_ff}加上电压范数FB值V_{a_fb}所得的电压范数指令值V_a*限制于规定的电压范数范围内。电压范数范围由电压范数上限值V_{a_max}和电压范数下限值规定。

在步骤S131中，电压相位控制器2判断电压范数指令值V_a*是否限制为电压范数范围的上限值V_{a_max}。而且，在电压范数指令值V_a*未限制为上限值V_{a_max}的情况下，电压相位控制器2进入步骤S133的处理。

在步骤S132中，在电压范数指令值V_a*限制为上限值V_{a_max}的情况下，电压相位控制器2对用于将电流偏差反馈给电压范数指令值V_a*的PI控制器226进行初始化。

在步骤S133中，电压相位控制器2将由电压范数指令值V_a*和电压相位指令值α*确定的电压指令矢量变换为d轴及q轴电压指令值v_{dv_fin}*及v_{qv_fin}*。

如果步骤S133的处理结束，则控制装置100结束电压相位控制处理并返回至图12所示的控制方法的处理顺序。

接下来，参照如下附图说明本实施方式的对电动机9的控制而获得的作用效果。

图14A及图14B是说明电压相位控制与电流矢量控制之间的切换方法的图。在图14A及图14B中，横轴表示电动机9的旋转速度，纵轴表示与向电动机9的各相供给的电力的相间电压相关的电压范数。

图14A是作为相对于本实施方式的对比例而对通常的控制切换方法进行说明的图。

通常，在电流矢量控制中，以使得向电动机9供给的电流最小、或者使得电动机9的运转效率最大的方式进行对电动机9的控制，在电压相位控制中，以使得电动机9的电压范数恒定的方式进行对电动机9的控制。因此，理想的方式是在电流矢量控制动作线和电压相位控制的动作线相互交叉的交点P处切换对电动机9的控制。

然而，有时在交点P处会产生颤动，因此作为其对策，如图14A所示那样，即使任一控制超过交点P，通常也容许在一定程度上持续进行该控制、或者为了实现滞后而相对于切换周期形成规定的时间幅度。

另外，关于电压相位控制，主要从过调制区域至矩形波区域中使用，因此向电动机9供给的电流中包含的高次谐波电流增大。其结果，需要增大从用于控制切换的判定的电流值中去除高次谐波分量的低通滤波器的时间常数，相对于理想的切换定时，切换判定的滞后容易增大。

并且，在如上所述的结构中，在电动机9的旋转速度因电动机9的负荷骤然变化而急剧降低时，有时超出容许范围而持续执行电压相位控制。在这种情况下，担忧会引起针对电动机9的过电流。与此相对，参照图14B对本实施方式的电流矢量控制与电压相位控制之间的控制切换方法进行说明。

图14B是说明本实施方式的切换对电动机9的控制的方法的图。

首先，如图3所示，本实施方式的电压相位控制部2具有将磁通范数推定值φ_{0_est}反馈给电压范数指令值V_a*的结构。通过采用这样的结构，即使在利用电压相位控制对电动机9进行驱动的状态下，在电动机9的旋转速度降低的情况下，也能够与旋转速度的降低相应地适当地减小电压范数。

由此，如图14B所示，在电压相位控制的执行中，电动机9的电压范数追随电流矢量控制的动作线附近，因此能够将成为控制切换点的第1至第3电压范数阈值V_{a_th1}*至V_{a_th3}*设定为任意的调制率或者电压范数值。

因此，能够设定控制切换点，以避开高次谐波电流增大的过调制区域。因此，能够减小图8所示的噪声处理滤波器137的时间常数，因此能够减小切换判定部13中从电压相位控制向电流矢量控制的切换判定的滞后。

即使假设因判定的滞后超过控制切换点而执行电压相位控制，同一旋转速度下的电压相位控制与电流矢量控制的电压范数之差也较小，因此能够充分确保在任何控制下都能够执行动作的余量。由此，能够抑制电动机9中的过电流的产生。

另外，即使在因某种异常的原因而使得电压范数在电压相位控制中低于第1电压范数阈值V_{a_th1}*的情况下，通过监视电压范数指令值V_a*，也能够检测出电压范数的下降而检测到异常。而且，在检测到异常的情况下，通过使电动机9的控制从电压相位控制向保护控制变换而能够保护电动机9。

此外，在本实施方式中，作为用于对电压范数指令值V_a*进行变更的状态量，说明了对电动机9的磁通范数

进行运算的例子，但也可以是与磁通范数φ₀关联的参数。

例如，作为与磁通范数φ₀关联的参数，如图14B所示，也可以利用电动机9的旋转速度检测值N以及扭矩目标值T*等。在这种情况下，考虑实验数据、模拟结果等而预先在电压相位控制部2对表示旋转速度检测值N及扭矩目标值T*中的至少一个参数与电压范数FB值V_{a_fb}之间的关系的对应图等进行记录。或者，可以考虑实验数据或模拟结果而在电压相位控制器2对表示旋转速度检测值N及扭矩目标值T*中的至少一个参数与电压范数指令值V_a*之间的关系的对应图进行记录。

根据本发明的第1实施方式，控制电动机9的控制方法是根据电动机9的工作状态而执行对向电动机9供给的电力进行控制的电流矢量控制以及电压相位控制中的任一种控制的控制方法。在该控制方法中，电压相位控制器2基于表示针对电动机9的供给电压的大小的电压范数指令值V_a*、以及表示该供给电压的相位的电压相位指令值α*而对电压相位控制的电压指令值v_{dv_fin}及v_{qv_fin}进行运算。

而且，电压相位控制部2例如如步骤S127的处理那样，基于对电动机9供给的电流值而对电动机9产生的磁通以及与该磁通关联的参数中的一个状态量即磁通状态量进行运算。并且，电压相位控制部2根据运算所得的磁通状态量而例如如步骤S130的处理那样对电压范数指令值V_a*进行变更。

在电动机9的旋转速度检测值N处于中高速旋转区域的情况下，如图5所示，可以视为表示电动机9的端子电压的大小的电压范数V_a与磁通范数

以及电角速度ω_re成正比。由此，磁通状态量越减小，电压规范V_a越减小，因此电压相位控制器2能够减小电压范数指令值V_a*。

由此，如图14B所示，即使在电动机9的旋转速度急剧降低的情况下，也能够在电压相位控制的执行中抑制电压范数指令值V_a*与实际的电压范数V_a之间的误差变得过大。因此，抑制了因电动机9的控制误差变得过大而引起的电压范数指令值V_a*的发散，因此能够避免电动机9的动作变得不稳定。

另一方面，关于d轴电流i_d及q轴电流i_q，因电动机9的电压相位α而使得与电压范数V_a的关联消失。例如，关于d轴电流i_d，如果电压相位α变为正90°或负90°，则d轴电流i_d与电压范数V_a之间的关联消失，关于q轴电流i_q，如果电压相位α变为0°，则q轴电流i_q与电压范数V_a之间的关联消失。因此，对于将d轴电流i_d及q轴电流i_q中的任一者反馈给电压范数指令值V_a*的结构，担忧电动机9的控制误差变得过大而使得电动机9的动作变得不稳定。

因此，根据本实施方式，根据与电压范数V_a关联的磁通范数φ₀所涉及的状态量而对电压范数指令值V_a*进行变更，由此能够抑制电动机9的动作变得不稳定。

另外，根据本实施方式，在电动机9的控制方法中，电动机电流检测器8检测向电动机9供给的电流。而且，如步骤S127的处理那样，电压相位控制部2基于向电动机9供给的电流的检测值而对电动机9的磁通状态量进行运算，并且基于电动机9的电流目标值而对与磁通状态量相关的目标量进行运算。并且，电压相位控制部2以使得电动机9的磁通状态量收敛为目标量的方式对电压范数指令值V_a*进行运算。

这样，根据磁通状态量的偏差而求出电压范数指令值V_a*，因此即使在磁通状态量的目标量变动时也能够使电压范数指令值V_a*平滑地变化。由此，能够抑制电压范数指令值V_a*的发散，并且能够抑制与磁通状态量的目标量的急剧变化相伴的电动机9的振动。

另外，根据本实施方式，在电动机9的控制方法中，电压相位控制部2的磁通运算器224获取与向电动机9供给的电流相关的d轴及q轴的电流检测值i_d及i_q。而且，如上述式(7)那样，磁通运算器224基于d轴及q轴的电流检测值i_d及i_q并利用电动机9的磁体磁通Φ_a以及d轴及q轴电感L_d及L_q而将表示电动机9的磁通矢量的范数的磁通范数

作为磁通状态量进行运算。

这样，利用电动机9的磁体磁通Φ_a以及d轴和q轴电感L_d和L_q而能够高精度地推定与电动机9的电压范数V_a成正比关系的磁通范数φ₀。因此，能够减小电压范数指令值V_a*与电动机9的电压范数V_a之间的误差，能够抑制电动机9的电压范数Va在电动机9的低速旋转区域中相对于电压范数指令值V_a*变得过大。

另外，根据本实施方式，在电动机9的控制方法中，电流矢量控制部1如步骤S6的处理那样基于电动机9的扭矩目标值T*而对d轴及q轴电流目标值i_d*及i_q*进行运算。而且，如上述式(7)那样，电压相位控制器2的磁通运算器223基于d轴及q轴电流目标值i_d*及i_q*，利用磁体磁通Φ_a以及d轴和q轴电感L_d和L_q例如将磁通范数参照值φ_{0_ref}作为与磁通范数φ₀相关的目标量而进行运算。

这样，磁通运算器223利用由电流矢量控制部1计算出的d轴及q轴电流目标值i_d*及i_q*而能够减轻电压相位控制部2的运算负荷。另外，基于扭矩目标值T*而对目标量进行计算，因此能够与扭矩目标值T*的变动相应地适当地设定电压范数指令值V_a*。

另外，根据本实施方式，根据电动机9的磁体温度、电流检测值i_d和i_q、以及电流目标值i_d*和i_q*中的至少一个而对磁体磁通Φ_a以及电感L_d和L_q进行变更。由此，能够求出考虑了电动机9的温度特性、磁饱和特性的磁通范数φ₀，因此能够更准确地推定磁通范数φ₀。

另外，根据本实施方式，PI控制器226根据电动机9的电角速度ω_re而对作为磁通范数推定值φ_{0_est}与磁通范数参照值φ_{0_ref}的偏差的磁通偏差φ0_err进行反馈时的控制增益。由此，无论电动机9的旋转速度如何，都能够以使得磁通偏差

收敛为零的方式迅速地调整电压范数指令值V_a*。

另外，根据本实施方式，如图4所示，PI控制器226在将磁通偏差

反馈给电压范数指令值V_a*时利用积分器95执行积分处理。而且，在电压范数指令值V_a*超过规定的上限值V_{a_max}的情况下，范数限制器240将电压范数指令值V_a*限制为上限值V_{a_max}，并且PI控制器226停止积分器95的积分处理。

或者，范数限制器240将电压范数指令值V_a*限制为上限值V_{a_max}，并且PI控制器226如图6所示那样执行规定的抗饱和处理。抗饱和处理是指以使得由范数限制器240限制之前的电压范数指令值V_a*与上限值V_{a_max}一致的方式对保持于积分器95的输入输出缓冲器的积分值(上次值)进行更新的处理。

这样，在利用范数限制器240执行将电压范数指令值V_a*限制为上限值V_{a_max}的限制处理时，PI控制器226执行抗饱和处理。

由此，在电动机9的高速旋转区域中，即使是从图3所示的电压相位控制部2的结构切换为以电压范数指令值V_a*固定的状态将扭矩推定值T_est反馈给电压相位指令值α*的其他结构的控制结构，也能够在电压相位控制中无缝地对2种结构进行切换。

另外，根据本实施方式，在电压相位控制的执行中，在与电压范数指令值V_a*关联的指令值相关参数或电压范数指令值V_a*低于第1范数阈值V_{a_th1}时，控制模式判定器140将对电动机9的控制切换为电流矢量控制。

在本实施方式的电压相位控制中，如图14B所示，电压范数指令值V_a*追随电动机9的电压范数V_a，因此能够在向电动机9供给的电压的过调制引起的电压失真较小且高次谐波电流较小的动作区域中设定第1范数阈值V_{a_th1}。由此，切换判定用的电压范数指令值V_a*或与此关联的参数中包含的噪声分量减小。

因此，可以省略用于去除噪声分量的平均化处理滤波器134及135，或者可以减小平均化处理滤波器134和135的时间常数，因此能够缩短控制切换的滞后。因此，即使在电动机9的负荷急剧变化的情况下，也能够抑制电动机9的旋转速度超出电压相位控制的容许范围而执行电压相位控制，能够抑制针对电动机9而产生过电流。

例如，作为上述指令值相关参数，能举出对电压范数指令值V_a*执行平均化处理而得的平均化处理值、由d轴和q轴电压指令值v_{d_fin}*和v_{q_fin}*确定的电压指令矢量的范数分量、以及该范数分量的平均化处理值V_{a_fin_flt}*。或者，也可以将上述参数中的至少一个用作指令值相关参数。而且，第1范数阈值V_{a_th1}设定为小于电压范数指令值V_a*的上限值的值。

另外，根据本实施方式，在电动机9的电流分量之一的d轴电流检测值i_d或者其平均化处理值超过规定的电流阈值i_{d_th}*的情况下，控制模式判定器140从电压相位控制向电流矢量控制切换。由此，能够检测出电动机9的负荷发生了急剧变化，因此能够抑制从电压相位控制向电流矢量控制切换时对电动机9造成的影响。

另外，根据本实施方式，将规定的电流阈值i_{d_th}*设定为电流矢量控制的d轴电流目标值i_d*或其平均化处理值。由此，能够判断电流分量的检测值是否追随目标值。因此，能够确定在目标值急剧变化时检测值的追随减慢的情况，因此能够抑制伴随着从电压相位控制向电流矢量控制的切换的电动机9的供给电流或扭矩的急剧变化。

另外，根据本实施方式，在电流矢量控制的执行中，在由d轴及q轴的电压指令值v_{d_fin}*及v_{q_fin}*确定的电压指令矢量的范数分量超过第2范数阈值V_{a_th2}时，控制模式判定器140切换为电压相位控制。而且，第2范数阈值V_{a_th2}设定为小于电压范数指令值V_a*的上限值V_{a_max}、且大于第1范数阈值V_{a_th1}的特定的电压阈值。

在本实施方式的电压相位控制中，如图14B所示，电压范数指令值V_a*追随电动机9的电压范数V_a。因此，在电压相位控制与电流矢量控制之间的切换中，能够相对于第1范数阈值V_{a_th1}而具有迟滞性，并且能够在因过调制引起的电压失真较小且高次谐波电流较小的动作区域中设定第2范数阈值V_{a_th2}。由此，切换判定用的电压范数指令值V_a*或者与此相关的参数中包含的噪声分量减小，因此能够抑制切换判定的滞后，并且能够抑制颤动的产生。

另外，根据本实施方式，在电压相位控制的执行中，在电压范数指令值V_a*低于第3范数阈值V_{a_th3}时或者电动机9的旋转速度检测值N低于旋转速度阈值N_th时，控制模式判定器140切换为抑制向电动机9供给电力的保护控制。第3范数阈值V_{a_th3}是比用于从电压相位控制向电流矢量控制切换的第1范数阈值V_{a_th1}小的第1阈值，旋转速度阈值N_th是第2阈值。

这样，在与电压范数指令值V_a*相关的平均化处理值或者电动机9的旋转速度低于在电动机9的正常动作中设想的值的情况下，有可能引起对于因判定用参数的平均化处理引起的判定滞后而无法容许的电动机9的负荷变动。因此，在电压范数指令值V_a*或电动机9的旋转速度低于设想值的情况下，能够迅速地向保护电动机9的控制变换。

另外，根据本实施方式，作为电动机9的保护控制，控制切换器3将d轴及q轴的电压指令值设定为零、或者使得设置于电动机9的各相的电源线短路。由此，在电压范数指令值V_a*或者电动机9的旋转速度低于设想值的情况下，有可能引起电动机电流检测器8的故障等某些异常。因此，通过迅速地停止向电动机9的通电而能够避免产生超过电动机9的耐久性的扭矩的情况。

此外，在第1实施方式中，在与电压范数指令值V_a*相关的平均化处理值或者电动机9的旋转速度低于正常动作时的设想值的情况下，从电压相位控制向保护控制变换。但是，在作为控制装置100而要求严格的失效保护的情况下，也可以考虑在电动机9进行设想外的动作时优先使电动机9完全停止。

(第2实施方式)

因此，在接下来的实施方式中，参照图19对如下例子进行说明，即，在与电压范数指令值V_a*相关的平均化处理值或者电动机9的旋转速度低于正常动作时的设想值的情况下，作为保护控制之一而执行使电动机9停止的停止控制。

图15是表示本发明的第2实施方式的控制模式判定器140的判定方法的一个例子的图。

如图15所示，在电压相位控制的执行中，在平均化电压范数V_{a_fin_flt}*小于或等于第3范数阈值V_{a_th3}、或者旋转速度检测值N的绝对值低于旋转速度阈值Nth时，控制模式判定器140判定为适合于电动机9的控制是停止控制。而且，控制模式判定器140将表示停止控制的控制模式信号输出至控制切换器3。由此，执行电动机9的停止控制而变换为停止程序。

图16是例示本实施方式的控制切换器3的详细结构的框图。

本实施方式的控制切换器3包含电压指令值切换器31以及输出停止切换器32。关于电压指令值切换器31，与图15所示的结构相同，因此省略对结构的说明。

输出停止切换器32如果从控制模式判定器140接收到表示停止控制的控制模式信号，则将使得PWM变换器5的输出停止(OFF)的栅极信号输出至PWM变换器5。另一方面，输出停止切换器32如果接收到表示电压相位控制或者电流矢量控制的控制模式信号，则将允许PWM变换器5的输出(ON)的栅极信号输出至PWM变换器5。

这样，在电压相位控制的执行中，在与电压范数指令值V_a*相关的平均化处理值或电动机9的旋转速度低于设想值的情况下，可以从电压相位控制向停止控制变换。由此，在检测出电动机9的设想外的动作的情况下，逆变器6所具有的开关元件的栅极电流停止，因此能够抑制电动机9中的异常动作再次发生。

根据本发明的第2实施方式，作为电动机9的保护控制，输出停止切换器32使逆变器6所具有的开关元件的栅极电流停止。由此，能够更可靠地保护电动机9。

此外，在本实施方式中，对如下例子进行了说明，即，在电动机9进行了设想外的动作时，使电动机9完全停止，但在通过除了控制装置100以外的结构而确保电动机9的失效保护的情况下，也可以考虑尽量持续进行对电动机9的控制。

(第3实施方式)

因此，在接下来的实施方式中，参照图17对如下例子进行说明，即，在与电压范数指令值V_a*相关的平均化处理值或者电动机9的旋转速度低于正常动作中的设想值的情况下，作为保护控制而切换为电流矢量控制。

图17是表示本发明的第3实施方式的控制模式判定器140的判定方法的一个例子的图。

如图17所示，在电压相位控制的执行中，即使在平均化电压范数V_{a_fin_flt}*小于或等于第3范数阈值V_{a_th3}、或者旋转速度检测值N的绝对值低于旋转速度阈值Nth时，控制模式判定器140也判定为适合于电动机9的控制是电流矢量控制。

而且，控制模式判定器140将表示电流矢量控制的控制模式信号输出至控制切换器3。由此，在与电压范数指令值V_a*相关的平均化处理值或者电动机9的旋转速度低于正常动作时的设想值的情况下，强制地切换为电流矢量控制，因此能够持续进行对电动机9的控制。

图18是例示本实施方式的控制切换器3的详细结构的框图。

本实施方式的控制切换器3将图11所示的保护控制的零电压值的输入删除。因此，如果控制切换器3从控制模式判定器140接收到控制模式信号，则将电流矢量控制或电压相位控制中的任一者的电压指令值输出。

根据本发明的第3实施方式，在电压相位控制的执行中，在平均化电压范数V_{a_fin_flt}*小于或等于第3范数阈值V_{a_th3}、或者旋转速度检测值N的绝对值低于旋转速度阈值Nth时，控制模式判定器140切换为电流矢量控制。由此，即使在电动机9进行设想外的动作的情况下，也能够尽量持续进行对电动机9的控制。

(第4实施方式)

图19是表示本发明的第4实施方式的电动机9的控制装置110的结构例的图。

在本实施方式的控制装置110中，与对切换判定部13供给d轴电流目标值i_d*相比，不同点在于从图1所示的控制装置100的电流矢量控制部1对切换判定部13供给q轴电流目标值i_q*。其他结构与控制装置100的结构相同。

图20是表示本实施方式的切换判定部13的结构的一个例子的框图。

在图12所示的结构的基础上，本实施方式的切换判定部13还具有绝对值运算器141及142。其他结构与图12所示的结构相同，因此省略此处的说明。

在本实施方式中，噪声处理滤波器137对q轴电流检测值i_q实施噪声截止处理，参照电流滤波器138对q轴电流目标值i_q*实施模拟电动机9的响应滞后的滤波处理。

绝对值运算器141对相对于由噪声处理滤波器137计算出的平均化q轴电流值i_{q_flt}的绝对值|i_{q_flt}|进行运算。

绝对值运算器142对相对于由电流阈值运算器139计算出的q轴电流阈值i_{q_th}*的绝对值|i_{q_th}*|进行运算。

控制模式判定器140基于平均化电压范数V_{a_fin_flt}*和平均化q轴电流值的绝对值|i_{q_flt}|而在电流矢量控制、电压相位控制以及保护控制之间切换对电动机9的控制。

控制模式判定器140确认电动机9的电流检测值是否达到电流目标值附近，由此判断是否应该从电压相位控制向电流相位控制切换。用于切换判定的与q轴电流相关的检测值i_q及目标值i_q*在电动机9的再生区域和动力运行区域中符号相反，因此切换判定部13具有绝对值运算器141及142。

这样，针对与q轴电流相关的检测值i_q及目标值i_q*而取绝对值，由此即使利用q轴电流也能进行控制切换的判定。此外，不仅利用q轴电流，利用d轴电流这两者也能够进行控制切换的判定。

图21是表示本实施方式的控制模式判定器140的判定方法的一个例子的图。

在本实施方式中，从电压相位控制向电流矢量控制的切换条件与图10所示的切换条件不同，因此仅对该条件进行说明。此外，本实施方式的其他条件与图10所示的切换条件相同。

如图21所示，在电压相位控制的执行中，在平均化电压范数V_{a_fin_flt}*小于或等于第1范数阈值V_{a_th1}、且平均化q轴电流值的绝对值|i_{q_flt}|大于或等于q轴电流阈值|i_{q_th}*|时，控制模式判定器140判定为适合于电动机9的控制是电流矢量控制。而且，控制模式判定器140将表示电流矢量控制的控制模式信号输出至控制切换器3。由此，电动机9的控制从电压相位控制向电流矢量控制切换。

根据本发明的第4实施方式，在电动机9的电流分量之一的q轴电流检测值i_q的平均化处理值的绝对值|i_{q_flt}|或q轴电流检测值的绝对值|i_q|超过规定的电流阈值即q轴电流阈值|i_{q_th}*|的情况下，控制切换器3从电压相位控制切换为电流矢量控制。q轴电流阈值|i_{q_th}*|是电流矢量控制的q轴电流目标值i_q*的绝对值或q轴电流目标值的平均化处理值i_{q_ref}*的绝对值。

这样，对q轴电流检测值i_q和q轴电流目标值i_q*取绝对值，由此能够适当地判断电动机9的动作点是否达到目标值附近。

以上对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式不过示出本发明的应用例的一部分而已，其主旨并非将本发明的技术范围限定为上述实施方式的具体结构。另外，可以适当地对上述实施方式进行组合。

Claims (15)

1.一种电动机的控制方法，其为了执行根据电动机的工作状态而控制对所述电动机的供给电力的电流矢量控制以及电压相位控制中的任一种控制，

包含电压相位控制步骤，在该电压相位控制步骤中，基于表示对所述电动机的供给电压的大小的电压范数指令值、以及表示该供给电压的相位的电压相位指令值，对所述电压相位控制的电压指令值进行运算，

所述电压相位控制步骤包含：

状态量运算步骤，基于对所述电动机供给的电流，对在所述电动机产生的磁通以及与该磁通关联的参数中的一者的状态量进行运算；以及

范数变更步骤，根据所述状态量而对所述电压范数指令值进行变更，

其特征在于，

所述电动机的控制方法还包含切换步骤，在该切换步骤中，在所述电动机的控制从所述电流矢量控制切换为所述电压相位控制的情况下，在与所述电压范数指令值相关的指令值相关参数或者所述电压范数指令值低于规定的电压阈值时，将所述电动机的控制切换为所述电流矢量控制，

所述指令值相关参数包含对所述电压范数指令值实施平均化处理所得的值、所述电压指令值的范数分量以及对所述电压指令值的范数分量实施平均化处理所得的值中的至少一个，

所述规定的电压阈值是小于所述电压范数指令值的上限值的值。

2.根据权利要求1所述的电动机的控制方法，其中，

所述电动机的控制方法还包含检测对所述电动机供给的电流的检测步骤，

所述状态量运算步骤包含：

检测运算步骤，基于对所述电动机供给的电流的检测值而对所述状态量进行运算；以及

目标运算步骤，基于所述电动机的电流目标值而对与所述状态量相关的目标量进行运算，

在所述范数变更步骤中，以使得所述状态量收敛为所述目标量的方式对所述电压范数指令值进行运算。

3.根据权利要求2所述的电动机的控制方法，其中，

在所述检测步骤中，获取与对所述电动机供给的电流相关的d轴及q轴的电流检测值，

在所述检测运算步骤中，利用所述电动机的磁体磁通和所述d轴及q轴的电感，将所述电动机的磁通矢量的范数作为所述状态量而进行运算。

4.根据权利要求3所述的电动机的控制方法，其中，

所述电动机的控制方法还包含电流矢量控制步骤，在该电流矢量控制步骤中，基于所述电动机的扭矩目标值而对所述d轴及q轴的电流目标值进行运算，

在所述目标运算步骤中，利用所述电动机的磁体磁通和所述d轴及q轴的电感而对与所述范数相关的目标量进行运算。

5.根据权利要求3所述的电动机的控制方法，其中，

根据所述电动机的磁体温度、所述电流检测值以及电流目标值中的至少一个而对所述磁体磁通以及所述电感进行变更。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电动机的控制方法，其中，

在所述范数变更步骤中，将所述状态量反馈给所述电压范数指令值，

在所述电压相位控制步骤中，根据所述电动机的电角速度而对反馈所述状态量时的控制增益进行变更。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的电动机的控制方法，其中，

在所述电压相位控制步骤中，在所述电压范数指令值超过规定的上限值的情况下，将该电压范数指令值设定为所述规定的上限值，并且，

停止在将所述状态量反馈给所述电压范数指令值时执行的积分处理、或者在该反馈时执行规定的抗饱和处理。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的电动机的控制方法，其中，

在所述切换步骤中，在对供给至所述电动机的电流的检测值实施平均化处理所得的值或所述检测值超过规定的电流阈值的情况下，从所述电压相位控制切换为所述电流矢量控制。

9.根据权利要求8所述的电动机的控制方法，其中，

在所述检测值是d轴的电流检测值的情况下，所述规定的电流阈值是所述d轴的电流目标值或对该电流目标值实施平均化处理所得的值，

在所述检测值是q轴的电流检测值的情况下，所述规定的电流阈值是所述q轴的电流目标值或对该电流目标值实施平均化处理所得的值。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的电动机的控制方法，其中，

在所述切换步骤中，在通过所述电流矢量控制而执行对所述电动机的控制的情况下，在所述电压指令值的范数分量超过特定的电压阈值时，将对所述电动机的控制切换为所述电压相位控制，

所述特定的电压阈值设定为小于所述电压范数指令值的上限值且大于所述规定的电压阈值的值。

11.根据权利要求1至5中任一项所述的电动机的控制方法，其中，

在所述切换步骤中，在对所述电动机的控制从所述电流矢量控制切换为所述电压相位控制的情况下，在所述电压范数指令值低于比规定的电压阈值小的第1阈值时、或者所述电动机的旋转速度低于第2阈值时，将对所述电动机的控制切换为抑制对所述电动机的供给电力的保护控制。

12.根据权利要求11所述的电动机的控制方法，其中，

在所述切换步骤中，作为所述电动机的保护控制，将所述电压指令值设定为零、或者使得设置于所述电动机的各相的电源线短路。

13.根据权利要求11所述的电动机的控制方法，其中，

在所述切换步骤中，作为所述电动机的保护控制，停止对所述电动机供给交流电力的逆变器所具有的开关元件的栅极电流。

14.根据权利要求11所述的电动机的控制方法，其中，

在所述切换步骤中，作为所述电动机的保护控制，从所述电压相位控制切换为所述电流矢量控制。

15.一种电动机的控制装置，其为了根据电动机的工作状态而控制对所述电动机的供给电力的电流矢量控制以及电压相位控制中的任一种控制，

包含：

逆变器，其基于所述电动机的电压指令值而对所述电动机供给交流电力；

传感器，其检测从所述逆变器对所述电动机供给的电流；以及

控制器，其基于表示对所述电动机的供给电压的大小的电压范数指令值、以及表示该供给电压的相位的电压相位指令值而对所述电压相位控制的电压指令值进行运算，

所述控制器基于由所述传感器检测出的电流而对在所述电动机产生的磁通以及与该磁通相关的参数中的一个状态量进行运算，根据该状态量而对所述电压范数指令值进行变更，

其特征在于，

在所述电动机的控制从所述电流矢量控制切换为所述电压相位控制的情况下，所述控制器在与所述电压范数指令值相关的指令值相关参数或者所述电压范数指令值低于规定的电压阈值时，将所述电动机的控制切换为所述电流矢量控制，

所述指令值相关参数包含对所述电压范数指令值实施平均化处理所得的值、所述电压指令值的范数分量以及对所述电压指令值的范数分量实施平均化处理所得的值中的至少一个，

所述规定的电压阈值是小于所述电压范数指令值的上限值的值。

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