JP2003299381A - 交流電動機のセンサレス制御装置および制御方法 - Google Patents
交流電動機のセンサレス制御装置および制御方法Info
- Publication number
- JP2003299381A JP2003299381A JP2002100259A JP2002100259A JP2003299381A JP 2003299381 A JP2003299381 A JP 2003299381A JP 2002100259 A JP2002100259 A JP 2002100259A JP 2002100259 A JP2002100259 A JP 2002100259A JP 2003299381 A JP2003299381 A JP 2003299381A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic flux
- speed
- high frequency
- electric motor
- estimated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 58
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 352
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 58
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 35
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 24
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 20
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 claims description 10
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 6
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 40
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 3
- 229940090044 injection Drugs 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- OVSKIKFHRZPJSS-UHFFFAOYSA-N 2,4-D Chemical compound OC(=O)COC1=CC=C(Cl)C=C1Cl OVSKIKFHRZPJSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100028175 Abasic site processing protein HMCES Human genes 0.000 description 1
- 101100048042 Arabidopsis thaliana UGT80B1 gene Proteins 0.000 description 1
- 102100022210 COX assembly mitochondrial protein 2 homolog Human genes 0.000 description 1
- 101001006387 Homo sapiens Abasic site processing protein HMCES Proteins 0.000 description 1
- 101000900446 Homo sapiens COX assembly mitochondrial protein 2 homolog Proteins 0.000 description 1
- 101150080148 RR10 gene Proteins 0.000 description 1
- 101150051106 SWEET11 gene Proteins 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
- H02P21/141—Flux estimation
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
- H02P21/04—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation specially adapted for very low speeds
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
- H02P6/14—Electronic commutators
- H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
- H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
- H02P6/183—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using an injected high frequency signal
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ゼロ速度、ゼロ出力周波数領域を含む全ての
駆動範囲で安定制御が可能な交流電動機のセンサレス制
御装置を提供する。 【解決手段】 推定磁束軸に高周波信号を重畳する高周
波発生器１１０と、磁束位置の誤差信号を高周波信号と
同じ周波数成分の電圧、電流検出信号から抽出する高周
波成分抽出器１３０と、磁束の大きさと位置を推定する
磁束観測器１２０と、高周波重畳側の誤差信号を適応的
に調整する第１の適応調整器と、磁束観測器側の誤差信
号を適応的に調整する第２の適応調整器と、極低速時に
は第１の適応調整器を、低速時には第１、２の適応調整
器を、高速時には第２の適応調整器を、速度に応じて切
り替える混成器１４０と、混成器出力から速度を推定す
る速度推定器１５０を備えている。
駆動範囲で安定制御が可能な交流電動機のセンサレス制
御装置を提供する。 【解決手段】 推定磁束軸に高周波信号を重畳する高周
波発生器１１０と、磁束位置の誤差信号を高周波信号と
同じ周波数成分の電圧、電流検出信号から抽出する高周
波成分抽出器１３０と、磁束の大きさと位置を推定する
磁束観測器１２０と、高周波重畳側の誤差信号を適応的
に調整する第１の適応調整器と、磁束観測器側の誤差信
号を適応的に調整する第２の適応調整器と、極低速時に
は第１の適応調整器を、低速時には第１、２の適応調整
器を、高速時には第２の適応調整器を、速度に応じて切
り替える混成器１４０と、混成器出力から速度を推定す
る速度推定器１５０を備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、同期電動機や誘導
電動機などの交流電動機の位置および速度センサを用い
ずにゼロ速度，ゼロ出力周波数領域を含むすべての駆動
範囲において、安定なトルク、速度、位置制御を実現す
るセンサレス制御方法およびその制御装置に関するもの
である。
電動機などの交流電動機の位置および速度センサを用い
ずにゼロ速度，ゼロ出力周波数領域を含むすべての駆動
範囲において、安定なトルク、速度、位置制御を実現す
るセンサレス制御方法およびその制御装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】 従来，速度センサが取り付けられない
環境下あるいは、制御システムの低コスト化の目的にお
いて、速度センサレス制御が様々な用途に使われてい
る。現在，高速応答性の必要のない用途においては、Ｖ
／Ｆ制御が採用されているが、高速応答性を必要とする
用途にはセンサレスベクトル制御が使われる。センサレ
スベクトル制御は、位置および速度センサを用いずに速
度を推定し、センサ付制御と同様にトルク、速度制御を
実現する制御である。同期電動機等の速度推定方法とし
ては、回転に応じて発生する誘起電圧を利用するもの
（誘起電圧法）が主として採用されている。誘起電圧法
の他に状態観測器を用いる方法がある「Lang, U.S. Pa
t. No. 5,296,793, issued March. 22, 1994」。その手
法は、同期電動機の相電圧と相電流を検出し、電動機の
電気機械方程式に基づく数式モデルで構成された状態観
測器に入力し、同期電動機の回転子の位相角を推定する
ものであった。また、ブラシレスDCモータの電圧・電流
方程式に基づくセンサレス制御が、「Matsui 他, “Sen
sorless operation of brushless DC motor drives,”
Proc. IEEE International Conference on Industrial
Electronics, Control, and Instrumentation, vol.2,
pp. 739-744, 1993」で報告されている。しかしなが
ら、これらの手法は電動機モデルで構成されているた
め、電動機パラメータの変動に対して感度が高く、電圧
誤差に対して制御劣化を起こすといった問題があった。
そのため、特に誘起電圧が低いゼロ速度を含む極低速領
域での速度推定は不可能であった。
環境下あるいは、制御システムの低コスト化の目的にお
いて、速度センサレス制御が様々な用途に使われてい
る。現在，高速応答性の必要のない用途においては、Ｖ
／Ｆ制御が採用されているが、高速応答性を必要とする
用途にはセンサレスベクトル制御が使われる。センサレ
スベクトル制御は、位置および速度センサを用いずに速
度を推定し、センサ付制御と同様にトルク、速度制御を
実現する制御である。同期電動機等の速度推定方法とし
ては、回転に応じて発生する誘起電圧を利用するもの
（誘起電圧法）が主として採用されている。誘起電圧法
の他に状態観測器を用いる方法がある「Lang, U.S. Pa
t. No. 5,296,793, issued March. 22, 1994」。その手
法は、同期電動機の相電圧と相電流を検出し、電動機の
電気機械方程式に基づく数式モデルで構成された状態観
測器に入力し、同期電動機の回転子の位相角を推定する
ものであった。また、ブラシレスDCモータの電圧・電流
方程式に基づくセンサレス制御が、「Matsui 他, “Sen
sorless operation of brushless DC motor drives,”
Proc. IEEE International Conference on Industrial
Electronics, Control, and Instrumentation, vol.2,
pp. 739-744, 1993」で報告されている。しかしなが
ら、これらの手法は電動機モデルで構成されているた
め、電動機パラメータの変動に対して感度が高く、電圧
誤差に対して制御劣化を起こすといった問題があった。
そのため、特に誘起電圧が低いゼロ速度を含む極低速領
域での速度推定は不可能であった。
【０００３】ゼロ速度を含む極低速での速度推定する場
合は、電動機の磁気突極性を利用する方法がある。電動
機の出力周波数以外の周波数成分を持つ電圧あるいは電
流信号を電動機に印加して、磁気突極性による固定子巻
線のインダクタンスあるいはインピーダンスの変化を観
測して位置および速度を検出するものである。この一つ
の方法に、「Ogasawara 他, “Implementation and pos
ition control performance of a position sensorless
IPM motor drive system based on magnetic salienc
y,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 34, pp. 806-812,
Jul./Aug. 1998.」がある。この手法は、電圧信号を用
いて短いサンプリング時間でインダクタンスを検出する
ため、パラメータ変動や観測ノイズに影響を受けやすい
という問題がある。別の手法として、電動機の回転数に
同期して回転する高周波信号を用いて、磁束位置を観測
する「Jansen 他, “Transducerless position and vel
ocity estimation in induction and salient AC machi
nes,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol.31, pp.240-247,
Mar/Apr. 1995.」 がある。しかしながら電動機の回転
数に同期して回転する高周波信号を用いるために動特性
が制限されることになる。その他、誘導電動機に高周波
を重畳して速度推定をする方法として、「Ha 他，Senso
rless field-orientation control of an induction ma
chine by high-frequency signal injection, ” IEEE
Trans. Ind. Appl., vol. 35, pp.45-51, Jan/Feb. 199
9.」があって、この手法は同期電動機にも適用できる。
リラクタンスモータに適用した例として、「Ha 他，Pos
ition-controlled synchronous reluctance motor with
out any rotational, ” IEEE Trans. Ind. Appl., vo
l. 35, pp. 1393-1398, Nov./Dec. 1999.」 があり、永
久磁石内部埋込形電動機に適用したものとして、「Ha
他，Sensorless position control and initial positi
on estimation of an interior permanent magnet, ”
Proc. IEEE Industry. Applications Conference, 200
1.」がある。この手法は、高周波を重畳して電動機の一
次電圧と電流から磁束の位置を推定するものである。重
畳する信号は出力周波数と同期して回転する磁束軸上に
重畳されるもので、先に示した電動機の回転数に同期し
て回転する高周波信号とは異なる方法であって、重畳周
波数はインバータ出力周波数とは独立した周波数であ
る。磁束位置の推定は、磁気突極性を生じた高周波イン
ピーダンスを抽出することにより可能となる。磁束軸に
高周波を重畳したために比較的トルクリップルが少なく
なり、騒音も低減される。本手法によって、ゼロ速度、
ゼロ出力周波数でトルク、速度、および、位置制御を実
現できる。
合は、電動機の磁気突極性を利用する方法がある。電動
機の出力周波数以外の周波数成分を持つ電圧あるいは電
流信号を電動機に印加して、磁気突極性による固定子巻
線のインダクタンスあるいはインピーダンスの変化を観
測して位置および速度を検出するものである。この一つ
の方法に、「Ogasawara 他, “Implementation and pos
ition control performance of a position sensorless
IPM motor drive system based on magnetic salienc
y,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 34, pp. 806-812,
Jul./Aug. 1998.」がある。この手法は、電圧信号を用
いて短いサンプリング時間でインダクタンスを検出する
ため、パラメータ変動や観測ノイズに影響を受けやすい
という問題がある。別の手法として、電動機の回転数に
同期して回転する高周波信号を用いて、磁束位置を観測
する「Jansen 他, “Transducerless position and vel
ocity estimation in induction and salient AC machi
nes,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol.31, pp.240-247,
Mar/Apr. 1995.」 がある。しかしながら電動機の回転
数に同期して回転する高周波信号を用いるために動特性
が制限されることになる。その他、誘導電動機に高周波
を重畳して速度推定をする方法として、「Ha 他，Senso
rless field-orientation control of an induction ma
chine by high-frequency signal injection, ” IEEE
Trans. Ind. Appl., vol. 35, pp.45-51, Jan/Feb. 199
9.」があって、この手法は同期電動機にも適用できる。
リラクタンスモータに適用した例として、「Ha 他，Pos
ition-controlled synchronous reluctance motor with
out any rotational, ” IEEE Trans. Ind. Appl., vo
l. 35, pp. 1393-1398, Nov./Dec. 1999.」 があり、永
久磁石内部埋込形電動機に適用したものとして、「Ha
他，Sensorless position control and initial positi
on estimation of an interior permanent magnet, ”
Proc. IEEE Industry. Applications Conference, 200
1.」がある。この手法は、高周波を重畳して電動機の一
次電圧と電流から磁束の位置を推定するものである。重
畳する信号は出力周波数と同期して回転する磁束軸上に
重畳されるもので、先に示した電動機の回転数に同期し
て回転する高周波信号とは異なる方法であって、重畳周
波数はインバータ出力周波数とは独立した周波数であ
る。磁束位置の推定は、磁気突極性を生じた高周波イン
ピーダンスを抽出することにより可能となる。磁束軸に
高周波を重畳したために比較的トルクリップルが少なく
なり、騒音も低減される。本手法によって、ゼロ速度、
ゼロ出力周波数でトルク、速度、および、位置制御を実
現できる。
【０００４】また、誘導電動機の速度推定とベクトル制
御方法の例としては、「Schauder,U.S. Pat. No. 4,86
2,054, issued Aug. 29, 1989」がある。そこでは、電
動機の電気回路方程式に基づく２つの規範モデルを搭載
している。一つは電動機の一次側方程式に基づく電圧モ
デル、もう一つは二次側方程式に基づく電流モデルであ
る。各々のモデルは直交座標系において構成されてい
る。速度推定は、各々のモデルから計算された二つの磁
束の偏差がゼロになるようにＰＩ制御器を用いて適応的
に推定している。また、磁束観測器（磁束オブザーバ）
を用いて、速度を適応的に推定する手法が、「Kubota e
t al. , “Speed Sensorless Field Oriented Control
of Induction Motor with Rotor Resistance Adaptatio
n,” IEEETrans. on Ind. Appl., Vol. 30, No. 5, pp.
1219-1224, Sep./Oct. 1994,」にて報告されている。
この文献においては、磁束推定と同時にオブザーバのト
ルク誤差に相当するオブザーバとシステムとの出力誤差
と磁束推定値との外積値をゼロにするように適応的に速
度を推定する手法が提案されている。しかしながら、こ
れらの手法は電動機モデルで構成されているため、電動
機パラメータの変動に対して感度が高く、電圧誤差に対
して制御劣化を起こすといった問題があった。特に、ゼ
ロ速度、ゼロ出力周波領域では不安定になりやすかっ
た。センサレス制御の安定問題についての調査が「Harn
efors, “Instability Phenomena and Remedies in Sen
sorless Indirect Field Oriented Control,” IEEE Tr
ans. on Power Elec., Vol. 15, No. 4, pp. 733-743,
July, 2000」、と「Sugimoto et al., “A Considerati
on about Stability of Vector Controlled Induction
Motor Systems Using Adaptive Secondary Flux Observ
er,” Trans. of IEE Japan, Vol. 119-10, No. 10, p
p.1212-1222, 1999.」 において報告されている。
御方法の例としては、「Schauder,U.S. Pat. No. 4,86
2,054, issued Aug. 29, 1989」がある。そこでは、電
動機の電気回路方程式に基づく２つの規範モデルを搭載
している。一つは電動機の一次側方程式に基づく電圧モ
デル、もう一つは二次側方程式に基づく電流モデルであ
る。各々のモデルは直交座標系において構成されてい
る。速度推定は、各々のモデルから計算された二つの磁
束の偏差がゼロになるようにＰＩ制御器を用いて適応的
に推定している。また、磁束観測器（磁束オブザーバ）
を用いて、速度を適応的に推定する手法が、「Kubota e
t al. , “Speed Sensorless Field Oriented Control
of Induction Motor with Rotor Resistance Adaptatio
n,” IEEETrans. on Ind. Appl., Vol. 30, No. 5, pp.
1219-1224, Sep./Oct. 1994,」にて報告されている。
この文献においては、磁束推定と同時にオブザーバのト
ルク誤差に相当するオブザーバとシステムとの出力誤差
と磁束推定値との外積値をゼロにするように適応的に速
度を推定する手法が提案されている。しかしながら、こ
れらの手法は電動機モデルで構成されているため、電動
機パラメータの変動に対して感度が高く、電圧誤差に対
して制御劣化を起こすといった問題があった。特に、ゼ
ロ速度、ゼロ出力周波領域では不安定になりやすかっ
た。センサレス制御の安定問題についての調査が「Harn
efors, “Instability Phenomena and Remedies in Sen
sorless Indirect Field Oriented Control,” IEEE Tr
ans. on Power Elec., Vol. 15, No. 4, pp. 733-743,
July, 2000」、と「Sugimoto et al., “A Considerati
on about Stability of Vector Controlled Induction
Motor Systems Using Adaptive Secondary Flux Observ
er,” Trans. of IEE Japan, Vol. 119-10, No. 10, p
p.1212-1222, 1999.」 において報告されている。
【０００５】このゼロ速度、ゼロ出力周波数領域でのセ
ンサレス制御の課題を解決する一つの方法が、「Sul et
al., “Sensorless Field Orientation Control Metho
d ofan Induction Machine by High Frequency Signal
Injection,” U.S. Pat. No. 5,886,498, issued Mar.
23, 1999.」 にて提案されている。そこでは、同期電動
機の場合と同様に、高周波を重畳して電動機の一次電圧
と電流から二次磁束の位置を推定するものである。重畳
する信号は出力周波数と同期して回転する磁束軸上に重
畳されるもので、重畳周波数は出力周波数とは独立した
周波数である。磁束位置の推定は、磁気的に突極性を生
じた高周波インピーダンスを抽出することにより可能と
なる。その磁気突極性の原理については、「Ha et al.,
“Physical understanding of high frequency inject
ion method to sensorless drives of an induction ma
chine,” Proc. IEEE Industry Applications Conferen
ce, Vol. 3, pp. 1802-1808, 2000.」 において調査さ
れており、そこでは、有限要素法により高周波重畳によ
って引き起こされる物理現象について解説し、さらにゼ
ロ速度、ゼロ出力周波で、安定なセンサレス制御方法を
提案している。なお、ここで磁気突極性とは、磁束方向
や回転子位置によってインダクタンスが異なる性質を言
う。
ンサレス制御の課題を解決する一つの方法が、「Sul et
al., “Sensorless Field Orientation Control Metho
d ofan Induction Machine by High Frequency Signal
Injection,” U.S. Pat. No. 5,886,498, issued Mar.
23, 1999.」 にて提案されている。そこでは、同期電動
機の場合と同様に、高周波を重畳して電動機の一次電圧
と電流から二次磁束の位置を推定するものである。重畳
する信号は出力周波数と同期して回転する磁束軸上に重
畳されるもので、重畳周波数は出力周波数とは独立した
周波数である。磁束位置の推定は、磁気的に突極性を生
じた高周波インピーダンスを抽出することにより可能と
なる。その磁気突極性の原理については、「Ha et al.,
“Physical understanding of high frequency inject
ion method to sensorless drives of an induction ma
chine,” Proc. IEEE Industry Applications Conferen
ce, Vol. 3, pp. 1802-1808, 2000.」 において調査さ
れており、そこでは、有限要素法により高周波重畳によ
って引き起こされる物理現象について解説し、さらにゼ
ロ速度、ゼロ出力周波で、安定なセンサレス制御方法を
提案している。なお、ここで磁気突極性とは、磁束方向
や回転子位置によってインダクタンスが異なる性質を言
う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その手
法にも次のような問題点が存在する。一つは基本電圧に
対して高周波を重畳しているため電圧が制限されるとこ
ろでは使用できない、すなわち、制御領域が制限される
ことである。もう一つには誘起電圧に基づく電動機モデ
ルとは異なる近似された高周波モデルを基本とする磁束
位置推定方法であるために、高周波を重畳することによ
る電圧誤差やノイズといったトルク振動要素を生じる問
題がある。
法にも次のような問題点が存在する。一つは基本電圧に
対して高周波を重畳しているため電圧が制限されるとこ
ろでは使用できない、すなわち、制御領域が制限される
ことである。もう一つには誘起電圧に基づく電動機モデ
ルとは異なる近似された高周波モデルを基本とする磁束
位置推定方法であるために、高周波を重畳することによ
る電圧誤差やノイズといったトルク振動要素を生じる問
題がある。
【０００７】そこで、本発明は、高周波を重畳しても電
圧誤差やノイズといったトルク振動要素を生じることが
無く、ゼロ速度，ゼロ出力周波数領域を含むすべての駆
動範囲において、安定なトルク、速度、位置制御を実現
する交流電動機のセンサレス制御装置および制御方法を
提供することを目的としている。
圧誤差やノイズといったトルク振動要素を生じることが
無く、ゼロ速度，ゼロ出力周波数領域を含むすべての駆
動範囲において、安定なトルク、速度、位置制御を実現
する交流電動機のセンサレス制御装置および制御方法を
提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、位置および速度センサを
用いずに同期電動機の磁束位置の推定位置に基づき電動
機電流を磁束成分とトルク成分とに分離し、それぞれを
独立に制御することによって同期電動機の高性能な制御
性能を実現する交流電動機のセンサレス制御装置におい
て、電動機の推定磁束軸に高周波信号を重畳する高周波
発生器と、主磁束による磁気飽和あるいは高周波による
表皮効果とにより生じる高周波領域における電動機物理
量の磁気突極性に基づいて得られる磁束位置の誤差信号
を、前記高周波信号と同じ周波数成分の電圧あるいは電
流検出信号から抽出する高周波成分抽出器と、電動機入
力電圧、検出電流および速度推定値から磁束の大きさと
位置を推定する磁束観測器と、 前記高周波成分抽出器
の出力である磁束位置の誤差信号を適応的に調整する第
１の適応調整器と、前記磁束観測器内で磁束推定値と観
測器出力の誤差値から計算される誤差信号を適応的に調
整する第２の適応調整器と、極低速時には前記第１の適
応調整器、低速時には前記第１および第２の適応調整器
および高速時には第２の適応調整器を速度に応じて切替
える混成器と、前記混成器出力値から速度推定値を生成
する速度推定器と、を備えたことを特徴としている。ま
た、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の交流電動
機のセンサレス制御装置において、磁束レベルの調整と
高周波領域における電動機物理量の磁気突極性の調整と
効率の調整とを目的とする磁束調整器と、推定磁束、推
定回転子速度および推定回転子位置において生ずる推定
誤差を補正する推定誤差補正器と、磁束観測器から推定
された磁束から磁束の位置を計算する磁束位置演算器
と、推定された磁束位置を用いて検出電流を磁束方向分
とトルク分に分離しそれぞれを帰還して前記磁束方向分
とトルク分の電流指令値と比較して各々の偏差がゼロに
なるように電流制御を実施する電流制御器と、推定され
た速度を指令速度と比較してその偏差をゼロにするよう
に速度制御を実施しトルク指令値あるいはトルク指令に
相当する電流指令値を出力する速度制御器と、起動時前
に初期磁極位置を推定する初期磁極位置推定器と、を備
えたことを特徴としている。また、請求項３に記載の発
明は、前記高周波発生器は、磁束の回転速度あるいは回
転子速度に応じて重畳する高周波信号を調整する装置を
備えたことを特徴としている。また、請求項４に記載の
発明は、前記高周波発生器は、高周波信号を電圧指令値
に重畳することを特徴としている。また、請求項５に記
載の発明は、前記高周波発生器は、高周波信号を電流指
令値に重畳することを特徴としている。また、請求項６
に記載の発明は、前記磁束観測器は、出力周波数あるい
は速度に応じて前記高周波信号を電動機入力電圧から除
去する機能を備えたことを特徴としている。また、請求
項７に記載の発明は、前記高周波成分抽出器において得
られる磁束位置の誤差信号が、重畳した高周波領域のイ
ンピーダンスあるいはアドミッタンスに基づくことを特
徴としている。また、請求項８に記載の発明は、前記混
成器は、ゼロ速度を含む極低速領域において前記第２の
適応調整器の出力を除去する機能と、中高速領域におい
て前記第１の適応調整器の出力を除去する機能を備えた
ことを特徴としている。また、請求項９に記載の発明
は、前記速度推定器は、混成器の出力値である誤差信号
をゼロにするように適応的に速度を推定することを特徴
としている。また、請求項１０に記載の発明は、前記磁
束調整器は、電動機の特性すなわち高周波領域における
電動機物理量の磁気突極性を維持できるところおよび高
効率になるところに磁束レベルを調整し、前記推定誤差
補正器は、高周波における磁気突極性が低下した場合に
生ずる推定磁束、推定回転子速度および推定回転子位置
誤差を補正することを特徴としている。また、請求項１
１に記載の発明は、前記電流制御器は、前記重畳する高
周波信号が電圧の場合には帰還される電流から重畳高周
波成分を除去する機能を備え、前記重畳する高周波信号
が電流の場合場合には制御器の応答周波数が重畳周波数
成分より高く設定されることを特徴としている。また、
請求項１２に記載の発明は、前記初期磁極位置推定器
は、前記重畳高周波の２のＮ乗倍（Ｎ＝−１、１、２、
３、…、ｎ）の高調波のうち少なくとも一つの周波数を
抽出する信号処理部を備え、磁極のＮ極かＳ極かを判別
することを特徴としている。
め、請求項１に記載の発明は、位置および速度センサを
用いずに同期電動機の磁束位置の推定位置に基づき電動
機電流を磁束成分とトルク成分とに分離し、それぞれを
独立に制御することによって同期電動機の高性能な制御
性能を実現する交流電動機のセンサレス制御装置におい
て、電動機の推定磁束軸に高周波信号を重畳する高周波
発生器と、主磁束による磁気飽和あるいは高周波による
表皮効果とにより生じる高周波領域における電動機物理
量の磁気突極性に基づいて得られる磁束位置の誤差信号
を、前記高周波信号と同じ周波数成分の電圧あるいは電
流検出信号から抽出する高周波成分抽出器と、電動機入
力電圧、検出電流および速度推定値から磁束の大きさと
位置を推定する磁束観測器と、 前記高周波成分抽出器
の出力である磁束位置の誤差信号を適応的に調整する第
１の適応調整器と、前記磁束観測器内で磁束推定値と観
測器出力の誤差値から計算される誤差信号を適応的に調
整する第２の適応調整器と、極低速時には前記第１の適
応調整器、低速時には前記第１および第２の適応調整器
および高速時には第２の適応調整器を速度に応じて切替
える混成器と、前記混成器出力値から速度推定値を生成
する速度推定器と、を備えたことを特徴としている。ま
た、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の交流電動
機のセンサレス制御装置において、磁束レベルの調整と
高周波領域における電動機物理量の磁気突極性の調整と
効率の調整とを目的とする磁束調整器と、推定磁束、推
定回転子速度および推定回転子位置において生ずる推定
誤差を補正する推定誤差補正器と、磁束観測器から推定
された磁束から磁束の位置を計算する磁束位置演算器
と、推定された磁束位置を用いて検出電流を磁束方向分
とトルク分に分離しそれぞれを帰還して前記磁束方向分
とトルク分の電流指令値と比較して各々の偏差がゼロに
なるように電流制御を実施する電流制御器と、推定され
た速度を指令速度と比較してその偏差をゼロにするよう
に速度制御を実施しトルク指令値あるいはトルク指令に
相当する電流指令値を出力する速度制御器と、起動時前
に初期磁極位置を推定する初期磁極位置推定器と、を備
えたことを特徴としている。また、請求項３に記載の発
明は、前記高周波発生器は、磁束の回転速度あるいは回
転子速度に応じて重畳する高周波信号を調整する装置を
備えたことを特徴としている。また、請求項４に記載の
発明は、前記高周波発生器は、高周波信号を電圧指令値
に重畳することを特徴としている。また、請求項５に記
載の発明は、前記高周波発生器は、高周波信号を電流指
令値に重畳することを特徴としている。また、請求項６
に記載の発明は、前記磁束観測器は、出力周波数あるい
は速度に応じて前記高周波信号を電動機入力電圧から除
去する機能を備えたことを特徴としている。また、請求
項７に記載の発明は、前記高周波成分抽出器において得
られる磁束位置の誤差信号が、重畳した高周波領域のイ
ンピーダンスあるいはアドミッタンスに基づくことを特
徴としている。また、請求項８に記載の発明は、前記混
成器は、ゼロ速度を含む極低速領域において前記第２の
適応調整器の出力を除去する機能と、中高速領域におい
て前記第１の適応調整器の出力を除去する機能を備えた
ことを特徴としている。また、請求項９に記載の発明
は、前記速度推定器は、混成器の出力値である誤差信号
をゼロにするように適応的に速度を推定することを特徴
としている。また、請求項１０に記載の発明は、前記磁
束調整器は、電動機の特性すなわち高周波領域における
電動機物理量の磁気突極性を維持できるところおよび高
効率になるところに磁束レベルを調整し、前記推定誤差
補正器は、高周波における磁気突極性が低下した場合に
生ずる推定磁束、推定回転子速度および推定回転子位置
誤差を補正することを特徴としている。また、請求項１
１に記載の発明は、前記電流制御器は、前記重畳する高
周波信号が電圧の場合には帰還される電流から重畳高周
波成分を除去する機能を備え、前記重畳する高周波信号
が電流の場合場合には制御器の応答周波数が重畳周波数
成分より高く設定されることを特徴としている。また、
請求項１２に記載の発明は、前記初期磁極位置推定器
は、前記重畳高周波の２のＮ乗倍（Ｎ＝−１、１、２、
３、…、ｎ）の高調波のうち少なくとも一つの周波数を
抽出する信号処理部を備え、磁極のＮ極かＳ極かを判別
することを特徴としている。
【０００９】また、請求項１３に記載の発明は、位置お
よび速度センサを用いずに同期電動機の磁束位置の推定
位置に基づき、電動機電流を磁束成分とトルク成分とに
分離し、それぞれを独立に制御することによって同期電
動機の高性能な制御性能を実現する交流電動機のセンサ
レス制御装置において、電動機の推定磁束軸に高周波信
号を重畳する手段と、主磁束によまた、請求項１４に記
載の発明は、請求項１３記載の交流電動機のセンサレス
制御方法において、高周波領域における電動機物理量の
磁気突極性を維持し高効率を維持するために磁束を調整
する手段と、 推定磁束、推定回転子速度および推定回
転子位置において生ずる推定誤差を補正する推定誤差補
正器と、磁束観測器から推定された磁束ベクトルから磁
束の位置を計算する手段と、推定された磁束位置を用い
て検出電流を磁束方向分とトルク分に分離しそれぞれを
帰還して前記磁束方向分とトルク分の電流指令値と比較
して各々の偏差がゼロになるように電流制御を実施する
手段と、推定された速度を指令速度と比較してその偏差
をゼロにするように速度制御を実施しトルク指令値、あ
るいはトルク指令に相当する電流指令値を出力する手段
と、起動時前に磁極のＮ極かＳ極かを判別する初期磁極
推定手段と、を備えたことを特徴としている。また、請
求項１５に記載の発明は、前記適応則手段を速度に応じ
て切り替える手段は、ゼロ速度、ゼロ周波数を含む極低
速領域において前記第２の適応則手段の出力信号を除去
する機能と、中高速領域において前記第１の適応則手段
の出力信号を除去する機能と、を備えたことを特徴とし
ている。また、請求項１６に記載の発明は、前記電動機
物理量の磁気突極性に基づいて得られる磁束位置の誤差
信号を抽出する手段は、使用する電動機物理量が、電動
機入力電圧指令値と検出電流あるいは検出電圧と検出電
流であることを特徴としている。また、請求項１７に記
載の発明は、前記高周波を重畳する手段は、出力周波数
あるいは速度に応じて重畳する高周波信号を調整する手
段を備えたことを特徴としている。また、請求項１８に
記載の発明は、前記磁束を調整する手段は、ゼロ速度と
ゼロ周波数を含む極低速時に、電動機の固有の特性に応
じて磁束位置検出が可能な程度の電動機物理量の磁気突
極性を得るように磁束の大きさを調整し、また、負荷に
よって生ずる磁束位置の誤差は高周波を重畳する磁束位
置で調整するものであり、その調整手段は推定誤差と固
定子（一次）電流あるいは指令電流によって調整するこ
とを特徴する請求項１４記載の交流電動機のセンサレス
制御方法。また、請求項１９に記載の発明は、前記初期
磁極推定手段は、重畳高周波の２のＮ乗倍（Ｎ＝−１、
１、２、３、…、ｎ）の高調波のうち少なくとも一つの
周波数を抽出する信号処理部を備え、磁極のＮ極かＳ極
かを判別することを特徴としている。
よび速度センサを用いずに同期電動機の磁束位置の推定
位置に基づき、電動機電流を磁束成分とトルク成分とに
分離し、それぞれを独立に制御することによって同期電
動機の高性能な制御性能を実現する交流電動機のセンサ
レス制御装置において、電動機の推定磁束軸に高周波信
号を重畳する手段と、主磁束によまた、請求項１４に記
載の発明は、請求項１３記載の交流電動機のセンサレス
制御方法において、高周波領域における電動機物理量の
磁気突極性を維持し高効率を維持するために磁束を調整
する手段と、 推定磁束、推定回転子速度および推定回
転子位置において生ずる推定誤差を補正する推定誤差補
正器と、磁束観測器から推定された磁束ベクトルから磁
束の位置を計算する手段と、推定された磁束位置を用い
て検出電流を磁束方向分とトルク分に分離しそれぞれを
帰還して前記磁束方向分とトルク分の電流指令値と比較
して各々の偏差がゼロになるように電流制御を実施する
手段と、推定された速度を指令速度と比較してその偏差
をゼロにするように速度制御を実施しトルク指令値、あ
るいはトルク指令に相当する電流指令値を出力する手段
と、起動時前に磁極のＮ極かＳ極かを判別する初期磁極
推定手段と、を備えたことを特徴としている。また、請
求項１５に記載の発明は、前記適応則手段を速度に応じ
て切り替える手段は、ゼロ速度、ゼロ周波数を含む極低
速領域において前記第２の適応則手段の出力信号を除去
する機能と、中高速領域において前記第１の適応則手段
の出力信号を除去する機能と、を備えたことを特徴とし
ている。また、請求項１６に記載の発明は、前記電動機
物理量の磁気突極性に基づいて得られる磁束位置の誤差
信号を抽出する手段は、使用する電動機物理量が、電動
機入力電圧指令値と検出電流あるいは検出電圧と検出電
流であることを特徴としている。また、請求項１７に記
載の発明は、前記高周波を重畳する手段は、出力周波数
あるいは速度に応じて重畳する高周波信号を調整する手
段を備えたことを特徴としている。また、請求項１８に
記載の発明は、前記磁束を調整する手段は、ゼロ速度と
ゼロ周波数を含む極低速時に、電動機の固有の特性に応
じて磁束位置検出が可能な程度の電動機物理量の磁気突
極性を得るように磁束の大きさを調整し、また、負荷に
よって生ずる磁束位置の誤差は高周波を重畳する磁束位
置で調整するものであり、その調整手段は推定誤差と固
定子（一次）電流あるいは指令電流によって調整するこ
とを特徴する請求項１４記載の交流電動機のセンサレス
制御方法。また、請求項１９に記載の発明は、前記初期
磁極推定手段は、重畳高周波の２のＮ乗倍（Ｎ＝−１、
１、２、３、…、ｎ）の高調波のうち少なくとも一つの
周波数を抽出する信号処理部を備え、磁極のＮ極かＳ極
かを判別することを特徴としている。
【００１０】また、請求項２０に記載の発明は、速度セ
ンサを用いずに誘導電動機の磁束位置の推定値に基づき
電動機電流を磁束成分とトルク成分とに分離し、それぞ
れを独立に制御することによって誘導電動機の高性能な
制御性能を実現する交流電動機のセンサレス制御装置に
おいて、電動機の推定磁束軸に高周波信号を重畳する高
周波発生器と、主磁束による磁気飽和あるいは高周波に
よる表皮効果とにより生じる高周波領域における電動機
物理量の磁気突極性に基づいて得られる磁束位置の誤差
信号を、前記高周波信号と同じ周波数成分の電圧あるい
は電流検出信号から抽出する高周波成分抽出器と、電動
機入力電圧、検出電流および速度推定値から磁束の大き
さと位置を推定する磁束観測器と、前記高周波成分抽出
器の出力である磁束位置の誤差信号を適応的に調整する
第３の適応調整器と、前記磁束観測器内で磁束推定値と
観測器出力の誤差値から計算される誤差信号を適応的に
調整する第４の適応調整器と、極低速時には前記第３の
適応調整器、低速時には前記第３および第４の適応調整
器および高速時には第４の適応調整器を速度に応じて切
替える混成器と、前記混成器出力値から速度推定値を生
成する速度推定器と、を備えたことを特徴としている。
また、請求項２１に記載の発明は、請求項２０記載の交
流電動機のセンサレス制御装置において、高周波領域に
おける電動機物理量の磁気突極性を調整するために磁束
指令と高周波信号を重畳する磁束位置を調整する磁束調
整器と、磁束観測器から推定された磁束から磁束の位置
を計算する磁束位置演算器と、計算された磁束位置を用
いて検出電流を磁束方向分とトルク分に分離しそれぞれ
を帰還して前記磁束方向分とトルク分の電流指令値と比
較して各々の偏差がゼロになるように電流制御を実施す
る電流制御器と、推定された速度を指令速度と比較して
その偏差をゼロにするように速度制御を実施しトルク指
令値あるいはトルク指令に相当する電流指令値を出力す
る速度制御器と、を備えたことを特徴としている。ま
た、請求項２２に記載の発明は、前記高周波発生器は、
出力周波数あるいは速度に応じて重畳する高周波信号を
調整する装置を備えたことを特徴としている。また、請
求項２３に記載の発明は、前記高周波発生器は、高周波
信号を電圧指令値に重畳することを特徴としている。ま
た、請求項２４に記載の発明は、前記高周波発生器は、
高周波信号を電流指令値に重畳することを特徴としてい
る。また、請求項２５に記載の発明は、前記磁束観測器
は、出力周波数あるいは速度に応じて前記高周波信号を
電動機入力電圧から除去する機能を備えたことを特徴と
している。また、請求項２６に記載の発明は、前記高周
波成分抽出器において得られる磁束位置の誤差信号が、
重畳した高周波領域のインピーダンスあるいはアドミッ
タンスに基づくことを特徴としている。また、請求項２
７に記載の発明は、前記混成器は、ゼロ速度、ゼロ周波
数を含む極低速領域において前記第４の適応調整器の出
力を除去する機能と、中高速領域において前記第３の適
応調整器の出力を除去する機能を備えたことを特徴とし
ている。また、請求項２８に記載の発明は、前記速度推
定器は、混成器の出力値である誤差信号をゼロにするよ
うに適応的に速度を推定することを特徴としている。ま
た、請求項２９に記載の発明は、前記磁束調整器は、電
動機の固有の特性に応じて磁束位置検出が可能な程度の
電動機物理量の磁気突極性を得るように磁束の大きさを
調整する機能と、負荷によって生じる磁束位置の誤差
を、高周波を重畳する磁束位置で調整する機能とを備え
たことを特徴としている。また、請求項３０に記載の発
明は、前記電流制御器は、前記重畳する高周波信号が電
圧の場合には，帰還される電流から重畳周波数成分を除
去する機能を備え、前記重畳する高周波信号が電流の場
合には，制御器の応答周波数が重畳周波数成分より高く
設定されることを特徴としている。
ンサを用いずに誘導電動機の磁束位置の推定値に基づき
電動機電流を磁束成分とトルク成分とに分離し、それぞ
れを独立に制御することによって誘導電動機の高性能な
制御性能を実現する交流電動機のセンサレス制御装置に
おいて、電動機の推定磁束軸に高周波信号を重畳する高
周波発生器と、主磁束による磁気飽和あるいは高周波に
よる表皮効果とにより生じる高周波領域における電動機
物理量の磁気突極性に基づいて得られる磁束位置の誤差
信号を、前記高周波信号と同じ周波数成分の電圧あるい
は電流検出信号から抽出する高周波成分抽出器と、電動
機入力電圧、検出電流および速度推定値から磁束の大き
さと位置を推定する磁束観測器と、前記高周波成分抽出
器の出力である磁束位置の誤差信号を適応的に調整する
第３の適応調整器と、前記磁束観測器内で磁束推定値と
観測器出力の誤差値から計算される誤差信号を適応的に
調整する第４の適応調整器と、極低速時には前記第３の
適応調整器、低速時には前記第３および第４の適応調整
器および高速時には第４の適応調整器を速度に応じて切
替える混成器と、前記混成器出力値から速度推定値を生
成する速度推定器と、を備えたことを特徴としている。
また、請求項２１に記載の発明は、請求項２０記載の交
流電動機のセンサレス制御装置において、高周波領域に
おける電動機物理量の磁気突極性を調整するために磁束
指令と高周波信号を重畳する磁束位置を調整する磁束調
整器と、磁束観測器から推定された磁束から磁束の位置
を計算する磁束位置演算器と、計算された磁束位置を用
いて検出電流を磁束方向分とトルク分に分離しそれぞれ
を帰還して前記磁束方向分とトルク分の電流指令値と比
較して各々の偏差がゼロになるように電流制御を実施す
る電流制御器と、推定された速度を指令速度と比較して
その偏差をゼロにするように速度制御を実施しトルク指
令値あるいはトルク指令に相当する電流指令値を出力す
る速度制御器と、を備えたことを特徴としている。ま
た、請求項２２に記載の発明は、前記高周波発生器は、
出力周波数あるいは速度に応じて重畳する高周波信号を
調整する装置を備えたことを特徴としている。また、請
求項２３に記載の発明は、前記高周波発生器は、高周波
信号を電圧指令値に重畳することを特徴としている。ま
た、請求項２４に記載の発明は、前記高周波発生器は、
高周波信号を電流指令値に重畳することを特徴としてい
る。また、請求項２５に記載の発明は、前記磁束観測器
は、出力周波数あるいは速度に応じて前記高周波信号を
電動機入力電圧から除去する機能を備えたことを特徴と
している。また、請求項２６に記載の発明は、前記高周
波成分抽出器において得られる磁束位置の誤差信号が、
重畳した高周波領域のインピーダンスあるいはアドミッ
タンスに基づくことを特徴としている。また、請求項２
７に記載の発明は、前記混成器は、ゼロ速度、ゼロ周波
数を含む極低速領域において前記第４の適応調整器の出
力を除去する機能と、中高速領域において前記第３の適
応調整器の出力を除去する機能を備えたことを特徴とし
ている。また、請求項２８に記載の発明は、前記速度推
定器は、混成器の出力値である誤差信号をゼロにするよ
うに適応的に速度を推定することを特徴としている。ま
た、請求項２９に記載の発明は、前記磁束調整器は、電
動機の固有の特性に応じて磁束位置検出が可能な程度の
電動機物理量の磁気突極性を得るように磁束の大きさを
調整する機能と、負荷によって生じる磁束位置の誤差
を、高周波を重畳する磁束位置で調整する機能とを備え
たことを特徴としている。また、請求項３０に記載の発
明は、前記電流制御器は、前記重畳する高周波信号が電
圧の場合には，帰還される電流から重畳周波数成分を除
去する機能を備え、前記重畳する高周波信号が電流の場
合には，制御器の応答周波数が重畳周波数成分より高く
設定されることを特徴としている。
【００１１】また、請求項３１に記載の発明は、速度セ
ンサを用いずに誘導電動機の磁束位置の推定値に基づき
電動機電流を磁束成分とトルク成分とに分離し、それぞ
れを独立に制御することによって誘導電動機の高性能な
制御性能を実現する交流電動機のセンサレス制御方法に
おいて、電動機の推定磁束軸に高周波信号を重畳する手
段と、主磁束による磁気飽和，あるいは高周波による表
皮効果とにより生じる高周波領域における電動機物理量
の磁気突極性に基づいて得られる磁束位置の誤差信号
を、前記高周波信号と同じ周波数成分の電圧、あるいは
電流検出信号から抽出する手段と、電動機入力電圧，検
出電流，推定速度から磁束の大きさと位置を磁束観測器
で推定する手段と、前記高周波成分抽出器の出力である
磁束位置の誤差信号を適応的に調整する第３の適応則手
段と、前記磁束観測器内で磁束推定値と観測器出力の誤
差値とで計算される誤差信号を適応的に調整する第４の
適応則手段と、前記第１および第２の適応則手段を速
度，あるいは出力周波数で切り替える手段と、前記適応
則手段の出力信号から速度を推定する手段と、を備えた
ことを特徴としている。また、請求項３２に記載の発明
は、請求項３１記載の交流電動機のセンサレス制御方法
において、高周波領域における電動機物理量の磁気突極
性を調整するために磁束を調整する手段と、磁束観測器
から推定された磁束から磁束の位置を計算する手段と、
計算された磁束位置を用いて検出電流を磁束方向分とト
ルク分に分離し、それぞれを帰還して前記磁束方向分と
トルク分の電流指令値と比較して各々の偏差がゼロにな
るように電流制御を実施する手段と、推定された速度を
指令速度と比較してその偏差をゼロにするように速度制
御を実施しトルク指令値，あるいはトルク指令に相当す
る電流指令値を出力する手段と、を備えたことを特徴と
している。また、請求項３３に記載の発明は、前記適応
則手段を切り替える手段は、ゼロ速度ゼロ周波数を含む
極低速領域において前記第４の適応則手段の出力信号を
除去する機能と、中高速領域において前記第３の適応則
手段の出力信号を除去する機能を備えたことを特徴とし
ている。また、請求項３４に記載の発明は、前記電動機
物理量の磁気突極性に基づいて得られる磁束位置の誤差
信号を抽出する手段および前記磁束の大きさと位置を磁
束観測器で推定する手段は、使用する電動機物理量が電
動機入力電圧指令値と検出電流、あるいは検出電圧と検
出電流であることを特徴としている。また、請求項３５
に記載の発明は、請求項１２記載の速度センサレス制御
において，前記高周波を重畳する手段は、出力周波数あ
るいは速度に応じて重畳する高周波信号を調整する手段
を備えたことを特徴としている。また、請求項３６に記
載の発明は、ゼロ速度とゼロ周波数を含む極低速時に電
動機の固有の特性に応じて磁束位置検出が可能な程度の
電動機物理量の磁気突極性を得るように磁束の大きさを
調整し、また、負荷によって生じる磁束位置の誤差は高
周波を重畳する磁束位置で調整するものであり、その調
整手段は推定速度と固定子（一次）電流、あるいは指令
電流によることを特徴としている。
ンサを用いずに誘導電動機の磁束位置の推定値に基づき
電動機電流を磁束成分とトルク成分とに分離し、それぞ
れを独立に制御することによって誘導電動機の高性能な
制御性能を実現する交流電動機のセンサレス制御方法に
おいて、電動機の推定磁束軸に高周波信号を重畳する手
段と、主磁束による磁気飽和，あるいは高周波による表
皮効果とにより生じる高周波領域における電動機物理量
の磁気突極性に基づいて得られる磁束位置の誤差信号
を、前記高周波信号と同じ周波数成分の電圧、あるいは
電流検出信号から抽出する手段と、電動機入力電圧，検
出電流，推定速度から磁束の大きさと位置を磁束観測器
で推定する手段と、前記高周波成分抽出器の出力である
磁束位置の誤差信号を適応的に調整する第３の適応則手
段と、前記磁束観測器内で磁束推定値と観測器出力の誤
差値とで計算される誤差信号を適応的に調整する第４の
適応則手段と、前記第１および第２の適応則手段を速
度，あるいは出力周波数で切り替える手段と、前記適応
則手段の出力信号から速度を推定する手段と、を備えた
ことを特徴としている。また、請求項３２に記載の発明
は、請求項３１記載の交流電動機のセンサレス制御方法
において、高周波領域における電動機物理量の磁気突極
性を調整するために磁束を調整する手段と、磁束観測器
から推定された磁束から磁束の位置を計算する手段と、
計算された磁束位置を用いて検出電流を磁束方向分とト
ルク分に分離し、それぞれを帰還して前記磁束方向分と
トルク分の電流指令値と比較して各々の偏差がゼロにな
るように電流制御を実施する手段と、推定された速度を
指令速度と比較してその偏差をゼロにするように速度制
御を実施しトルク指令値，あるいはトルク指令に相当す
る電流指令値を出力する手段と、を備えたことを特徴と
している。また、請求項３３に記載の発明は、前記適応
則手段を切り替える手段は、ゼロ速度ゼロ周波数を含む
極低速領域において前記第４の適応則手段の出力信号を
除去する機能と、中高速領域において前記第３の適応則
手段の出力信号を除去する機能を備えたことを特徴とし
ている。また、請求項３４に記載の発明は、前記電動機
物理量の磁気突極性に基づいて得られる磁束位置の誤差
信号を抽出する手段および前記磁束の大きさと位置を磁
束観測器で推定する手段は、使用する電動機物理量が電
動機入力電圧指令値と検出電流、あるいは検出電圧と検
出電流であることを特徴としている。また、請求項３５
に記載の発明は、請求項１２記載の速度センサレス制御
において，前記高周波を重畳する手段は、出力周波数あ
るいは速度に応じて重畳する高周波信号を調整する手段
を備えたことを特徴としている。また、請求項３６に記
載の発明は、ゼロ速度とゼロ周波数を含む極低速時に電
動機の固有の特性に応じて磁束位置検出が可能な程度の
電動機物理量の磁気突極性を得るように磁束の大きさを
調整し、また、負荷によって生じる磁束位置の誤差は高
周波を重畳する磁束位置で調整するものであり、その調
整手段は推定速度と固定子（一次）電流、あるいは指令
電流によることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明の第１の実施の形態
について図面を参照し説明する。図１は本発明の第１の
実施の形態に係る交流電動機のセンサレス制御装置の構
成図である。図２は図１に示す磁束オブザーバの詳細を
示す図である。図３は図１に示す高周波成分抽出器の詳
細を示す図である。図４は図１に示すハイブリッド器と
速度推定器の詳細を示す図である。図５は図１に示す高
周波発生器と磁束調整器の詳細を示す図である。図６は
図１に示す交流電動機の高周波領域におけるインピーダ
ンスと運転周波数の関係を示す図である。図７は図１に
示す交流電動機の高周波領域におけるインピーダンスと
負荷の関係を示す図である。図１に示すセンサレス制御
装置は高周波電圧信号を重畳する方式であり、高周波電
流信号を重畳する方式については後述する。また、図１
に示す制御ブロックは電圧型インバータ102を用いて電
動機を駆動するようにデジタル演算によって実現でき
る。また、アナログ回路、あるいはアナログ回路とデジ
タル回路の併用によっても実現できる。
について図面を参照し説明する。図１は本発明の第１の
実施の形態に係る交流電動機のセンサレス制御装置の構
成図である。図２は図１に示す磁束オブザーバの詳細を
示す図である。図３は図１に示す高周波成分抽出器の詳
細を示す図である。図４は図１に示すハイブリッド器と
速度推定器の詳細を示す図である。図５は図１に示す高
周波発生器と磁束調整器の詳細を示す図である。図６は
図１に示す交流電動機の高周波領域におけるインピーダ
ンスと運転周波数の関係を示す図である。図７は図１に
示す交流電動機の高周波領域におけるインピーダンスと
負荷の関係を示す図である。図１に示すセンサレス制御
装置は高周波電圧信号を重畳する方式であり、高周波電
流信号を重畳する方式については後述する。また、図１
に示す制御ブロックは電圧型インバータ102を用いて電
動機を駆動するようにデジタル演算によって実現でき
る。また、アナログ回路、あるいはアナログ回路とデジ
タル回路の併用によっても実現できる。
【００１３】図１において、センサレス制御装置100
は、高周波発生器と磁束調整器110を有しており、高周
波発生器は電動機の推定磁束軸に高周波信号を重畳する
ものである。磁束調整器は、高周波領域における電動機
物理量の磁気突極性を調整し、磁束推定誤差を補償する
ために磁束指令を調整する。また、負荷によって生じる
磁束位置の誤差を、高周波を重畳する磁束位置で調整す
るものである。磁束オブザーバ120は、電動機入力電
圧、検出電流、速度推定値から磁束の大きさと位置を推
定する。高周波成分抽出器130は、主磁束による磁気飽
和、あるいは高周波による表皮効果とにより生じる高周
波領域における電動機物理量の磁気突極性に基づいて得
られる磁束位置の誤差信号を高周波信号と同じ周波数成
分の電圧、あるいは電流検出信号から抽出する。回転子
位置推定器135は、磁束オブザーバ120による磁束の位置
122と磁極位置補正器113を入力し、回転子位置を推定す
るものである。初期磁極位置推定値136は、検出電流と
重畳周波数指令wiを入力し、起動前に停止状態で初期磁
極位置を推定するものである。
は、高周波発生器と磁束調整器110を有しており、高周
波発生器は電動機の推定磁束軸に高周波信号を重畳する
ものである。磁束調整器は、高周波領域における電動機
物理量の磁気突極性を調整し、磁束推定誤差を補償する
ために磁束指令を調整する。また、負荷によって生じる
磁束位置の誤差を、高周波を重畳する磁束位置で調整す
るものである。磁束オブザーバ120は、電動機入力電
圧、検出電流、速度推定値から磁束の大きさと位置を推
定する。高周波成分抽出器130は、主磁束による磁気飽
和、あるいは高周波による表皮効果とにより生じる高周
波領域における電動機物理量の磁気突極性に基づいて得
られる磁束位置の誤差信号を高周波信号と同じ周波数成
分の電圧、あるいは電流検出信号から抽出する。回転子
位置推定器135は、磁束オブザーバ120による磁束の位置
122と磁極位置補正器113を入力し、回転子位置を推定す
るものである。初期磁極位置推定値136は、検出電流と
重畳周波数指令wiを入力し、起動前に停止状態で初期磁
極位置を推定するものである。
【００１４】ハイブリット器140は、高周波成分抽出器
の出力である磁束位置の誤差信号を適応的に調整する適
応調整器と磁束オブザーバ内で磁束推定値とオブザーバ
出力の誤差値から計算される誤差信号を適応的に調整す
る適応調整器とを低速から高速へ速度に応じてショック
なしで切り替えるものである。速度推定器150は、ハイ
ブリット器140の出力値である誤差信号をゼロにするよ
うに適応的に速度を推定するものである。また、センサ
レス制御装置100は、磁束および速度制御器160と電流制
御器170を有している。電流制御器170にフィードバック
される電流から重畳周波数成分を除去する重畳周波数除
去器180を必要とする。重畳周波数成分を除去する装置1
80は、ローパスフィルタ、あるいはノッチフィルタで構
成される。これにより電流制御器170の出力である電圧
指令値１７１には重畳した周波成分を含まないことにな
る。座標変換器190と191は推定された磁束の位置を用い
て、それぞれ次の（１）式、（２）式のようにベクトル
座標変換を実施するものである。
の出力である磁束位置の誤差信号を適応的に調整する適
応調整器と磁束オブザーバ内で磁束推定値とオブザーバ
出力の誤差値から計算される誤差信号を適応的に調整す
る適応調整器とを低速から高速へ速度に応じてショック
なしで切り替えるものである。速度推定器150は、ハイ
ブリット器140の出力値である誤差信号をゼロにするよ
うに適応的に速度を推定するものである。また、センサ
レス制御装置100は、磁束および速度制御器160と電流制
御器170を有している。電流制御器170にフィードバック
される電流から重畳周波数成分を除去する重畳周波数除
去器180を必要とする。重畳周波数成分を除去する装置1
80は、ローパスフィルタ、あるいはノッチフィルタで構
成される。これにより電流制御器170の出力である電圧
指令値１７１には重畳した周波成分を含まないことにな
る。座標変換器190と191は推定された磁束の位置を用い
て、それぞれ次の（１）式、（２）式のようにベクトル
座標変換を実施するものである。
【００１５】
【数１】
ここで、Vs s*は静止座標系（相電圧のU相基準）におけ
る電圧指令ベクトル、Vs e*は回転座標系（推定磁束軸基
準で出力周波数に同期して回転）における電圧指令ベク
トルを示している。
る電圧指令ベクトル、Vs e*は回転座標系（推定磁束軸基
準で出力周波数に同期して回転）における電圧指令ベク
トルを示している。
【００１６】以下、それぞれの図を参照して各部の動作
について説明する。図２は、図１における磁束オブザー
バ120の内部構成を示すものである。静止座標系におけ
る同期電動機の数式モデルは以下のように表すことがで
きる。
について説明する。図２は、図１における磁束オブザー
バ120の内部構成を示すものである。静止座標系におけ
る同期電動機の数式モデルは以下のように表すことがで
きる。
【数２】
【００１７】（３）式、（４）式において
【数３】
であり、システム行列（Aで表記）、出力行列（Cで表
記）、行列I、Jはそれぞれ以下のとおりである。
記）、行列I、Jはそれぞれ以下のとおりである。
【００１８】
【数４】
状態変数は、
【００１９】
【数５】
（３）式、（４）式に対するオブザーバ2１0は以下のよ
うに構成される。
うに構成される。
【００２０】
【数６】
そこにおいて、状態変数は、
【００２１】
【数７】
【００２２】状態オブザーバ210において、フィードバ
ック信号233と入力信号234は重畳周波数成分除去器230
によって重畳周波数を除去され出力される。これは、高
周波重畳信号による影響を除去するために必要である。
推定磁束227は磁束量演算器223と磁束位置演算器224に
よって、磁束量225と位相角226に変換される。初期磁束
推定器出力241は、起動時前に磁極の位置が0あるいはπ
に推定された後にN極かS極かを決める符号を示すもので
あり、次に示す行列Nに乗算し初期磁束を補正する。
ック信号233と入力信号234は重畳周波数成分除去器230
によって重畳周波数を除去され出力される。これは、高
周波重畳信号による影響を除去するために必要である。
推定磁束227は磁束量演算器223と磁束位置演算器224に
よって、磁束量225と位相角226に変換される。初期磁束
推定器出力241は、起動時前に磁極の位置が0あるいはπ
に推定された後にN極かS極かを決める符号を示すもので
あり、次に示す行列Nに乗算し初期磁束を補正する。
【数８】
【００２３】図３は、図１における高周波成分抽出器13
0の詳細図である。高周波成分抽出器は、主磁束による
磁気飽和、あるいは高周波による表皮効果とにより生じ
る高周波領域における電動機物理量の磁気突極性に基づ
いて得られる磁束位置の誤差信号を、重畳した高周波信
号と同じ周波数成分の電圧、あるいは電流検出信号から
抽出するものである。本実施の形態では電流検出信号か
ら抽出する。高周波成分抽出器は、重畳した高周波成分
を検出電圧、あるいは電流から抽出する重畳周波数成分
抽出部310と磁束位置の誤差信号を演算する磁束位置誤
差信号演算部320とで構成される。
0の詳細図である。高周波成分抽出器は、主磁束による
磁気飽和、あるいは高周波による表皮効果とにより生じ
る高周波領域における電動機物理量の磁気突極性に基づ
いて得られる磁束位置の誤差信号を、重畳した高周波信
号と同じ周波数成分の電圧、あるいは電流検出信号から
抽出するものである。本実施の形態では電流検出信号か
ら抽出する。高周波成分抽出器は、重畳した高周波成分
を検出電圧、あるいは電流から抽出する重畳周波数成分
抽出部310と磁束位置の誤差信号を演算する磁束位置誤
差信号演算部320とで構成される。
【００２４】推定磁束位置301が真値に一致しない場合
は、回転座標系のｄ軸に重畳した高周波電圧によって、
ｑ軸に高周波電流を生じさせることになる。したがっ
て、磁束位置を推定するために、高周波信号を推定磁束
位置301に重畳する。電動機の起動時には任意の軸を推
定磁束位置301と仮定する。重畳した高周波の影響を検
出するために直交する検出座標系302を置く。この座標
系は推定磁束位置301からπ／4ラジアン遅れ位相で置か
れる。推定磁束位置301が実磁束軸とそれに直交する軸
との間に位置するならば、検出座標系302で検出される
高周波成分は高周波インピーダンスの磁気突極性のた
め、検出座標の基準軸（ｄ軸）とそれに直交する軸（ｑ
軸）上での値に差異を生じる。重畳周波数でのアドミタ
ンスが折曲状に分布し、実磁束軸に対して対称であると
仮定すると、任意の位相角における重畳周波数でのアド
ミタンスの大きさは次のように表せる。
は、回転座標系のｄ軸に重畳した高周波電圧によって、
ｑ軸に高周波電流を生じさせることになる。したがっ
て、磁束位置を推定するために、高周波信号を推定磁束
位置301に重畳する。電動機の起動時には任意の軸を推
定磁束位置301と仮定する。重畳した高周波の影響を検
出するために直交する検出座標系302を置く。この座標
系は推定磁束位置301からπ／4ラジアン遅れ位相で置か
れる。推定磁束位置301が実磁束軸とそれに直交する軸
との間に位置するならば、検出座標系302で検出される
高周波成分は高周波インピーダンスの磁気突極性のた
め、検出座標の基準軸（ｄ軸）とそれに直交する軸（ｑ
軸）上での値に差異を生じる。重畳周波数でのアドミタ
ンスが折曲状に分布し、実磁束軸に対して対称であると
仮定すると、任意の位相角における重畳周波数でのアド
ミタンスの大きさは次のように表せる。
【００２５】
【数９】
周波数がωiで振幅がVdsi*の高周波電圧を推定磁束軸に
重畳すると、検出座標系302における電圧と電流の関係
は以下のように表せる。
重畳すると、検出座標系302における電圧と電流の関係
は以下のように表せる。
【００２６】
【数１０】
本発明において、一次電流303は座標変換器311によって
検出座標系に変換される、変換された電流305はバンド
パスフィルタ312によって重畳周波数成分のみ抽出され
る。抽出された電流信号306の振幅をＤＥＭＵＸ（シリ
アル・パラレル変換）部321にて振幅演算器322と323に
信号を振り分け、振幅演算器322と323にてその２乗値を
求め、その値333と334がそれぞれ出力される。検出座標
系におけるアドミタンスの2乗値のq軸とd軸における値
の差異に相当する誤差信号を次のように定義する。
検出座標系に変換される、変換された電流305はバンド
パスフィルタ312によって重畳周波数成分のみ抽出され
る。抽出された電流信号306の振幅をＤＥＭＵＸ（シリ
アル・パラレル変換）部321にて振幅演算器322と323に
信号を振り分け、振幅演算器322と323にてその２乗値を
求め、その値333と334がそれぞれ出力される。検出座標
系におけるアドミタンスの2乗値のq軸とd軸における値
の差異に相当する誤差信号を次のように定義する。
【数１１】
推定誤差の補償，あるいは磁気突極性を維持するために
補償器出力Kci 337で以下のように誤差信号を補正す
る。
補償器出力Kci 337で以下のように誤差信号を補正す
る。
【数１２】
Kci 337については後述の図５にて説明する。
【００２７】図４は、図１におけるハイブリット器140
（図４では410）と速度推定器150（図４では450）につ
いて説明するための詳細図である。速度推定誤差に相当
する誤差信号ε１はオブザーバで状態推定量によって、
次のように構成される。
（図４では410）と速度推定器150（図４では450）につ
いて説明するための詳細図である。速度推定誤差に相当
する誤差信号ε１はオブザーバで状態推定量によって、
次のように構成される。
【数１３】
ここで、G1（s）とG2（s）はゼロ速度、ゼロ周波数領域
で入力信号を除去する伝達関数を示している。
で入力信号を除去する伝達関数を示している。
【００２８】中、高速領域においては、（５）式、
（６）式で計算される誤差信号εi 412から電圧制限に
より正確な磁束位置情報が得られなくなるので、速度に
応じて信号を除去しなければならない。そこで、（５）
式で計算される誤差信号412はG３（s）433の伝達関数を
用いて、誤差信号を新たに生成する。
（６）式で計算される誤差信号εi 412から電圧制限に
より正確な磁束位置情報が得られなくなるので、速度に
応じて信号を除去しなければならない。そこで、（５）
式で計算される誤差信号412はG３（s）433の伝達関数を
用いて、誤差信号を新たに生成する。
【数１４】
ここで、G3（ｓ）は中高速領域で入力信号を除去する伝
達関数を示している。
達関数を示している。
【００２９】速度推定器450は比例積分（PI）調整器460
を有しており、誤差信号ε1 411を誤差信号ε2 412にゼ
ロにするようにゲインを調整しておく。誤差信号ε1 41
1と誤差信号ε2 412の応答性と調整ゲインは異なるの
で、誤差信号ε1（オブザーバ側の誤差信号）に対応す
るゲイン470と誤差信号ε2 412（高周波重畳に基づく誤
差信号）に対応するゲイン480のように別々に調整可能
とする。PI調整器460はこれら誤差信号をゼロに調整す
ると同時に速度を推定451する。図５は、図１における
高周波発生器と磁束調整器110を説明するものである。
高周波発生器と磁束調整器110は、推定磁束軸に重畳す
る高周波信号vsi e* 515、負荷条件に対して磁束位置検
出が可能な程度の電動機物理量の磁気突極性を得るよう
に磁束の大きさを調整するための磁束指令調整値λrc *
521と高周波を重畳する磁束位置を調整するための調整
ゲインKci 531を出力する。
を有しており、誤差信号ε1 411を誤差信号ε2 412にゼ
ロにするようにゲインを調整しておく。誤差信号ε1 41
1と誤差信号ε2 412の応答性と調整ゲインは異なるの
で、誤差信号ε1（オブザーバ側の誤差信号）に対応す
るゲイン470と誤差信号ε2 412（高周波重畳に基づく誤
差信号）に対応するゲイン480のように別々に調整可能
とする。PI調整器460はこれら誤差信号をゼロに調整す
ると同時に速度を推定451する。図５は、図１における
高周波発生器と磁束調整器110を説明するものである。
高周波発生器と磁束調整器110は、推定磁束軸に重畳す
る高周波信号vsi e* 515、負荷条件に対して磁束位置検
出が可能な程度の電動機物理量の磁気突極性を得るよう
に磁束の大きさを調整するための磁束指令調整値λrc *
521と高周波を重畳する磁束位置を調整するための調整
ゲインKci 531を出力する。
【００３０】高周波信号の振幅の大きさ511は次式によ
って得られる条件541から予めマッピングされたテーブ
ル510によって決められる。
って得られる条件541から予めマッピングされたテーブ
ル510によって決められる。
【数１５】
【００３１】磁束指令調整値λrc* 521は、予めマッピ
ングされたテーブル520で決められる。磁束指令調整レ
ベルの最大値は電動機物理量の磁気突極性が最大に得る
条件であるが、これは、電動機固有の特性によるものと
なる。調整条件は、次式で決められる条件545となる。
ングされたテーブル520で決められる。磁束指令調整レ
ベルの最大値は電動機物理量の磁気突極性が最大に得る
条件であるが、これは、電動機固有の特性によるものと
なる。調整条件は、次式で決められる条件545となる。
【数１６】
【００３２】高周波重畳による磁束位置検出法は、同期
電動機の高周波領域のインピーダンス、あるいはアドミ
ッタンスの特性に基づくものである。高周波領域のイン
ピーダンスの突極性が損失する条件を図６と図７に示し
ている。図６は、運転周波数が増加するとインピーダン
スの突極性の度合いを示す角度は同期電動機のインダク
タンス特性により位相が遅れることになることを示して
いる。図７は、負荷が増加（ｑ軸電流が増加）すると、
インピーダンスの突極性の度合いを示す角度は同期電動
機の一次漏れインダクタンスの飽和により位相が遅れる
ことになることを示している。その現象による角度誤差
を補正する調整ゲインKci 531は、次式によって決定さ
れる。
電動機の高周波領域のインピーダンス、あるいはアドミ
ッタンスの特性に基づくものである。高周波領域のイン
ピーダンスの突極性が損失する条件を図６と図７に示し
ている。図６は、運転周波数が増加するとインピーダン
スの突極性の度合いを示す角度は同期電動機のインダク
タンス特性により位相が遅れることになることを示して
いる。図７は、負荷が増加（ｑ軸電流が増加）すると、
インピーダンスの突極性の度合いを示す角度は同期電動
機の一次漏れインダクタンスの飽和により位相が遅れる
ことになることを示している。その現象による角度誤差
を補正する調整ゲインKci 531は、次式によって決定さ
れる。
【００３３】
【数１７】
ここで，磁束位置は、回転子位置と異なる場合があり，
電動機の特性により磁束位置と回転子位置の誤差を補償
するテーブル560を具備する。
電動機の特性により磁束位置と回転子位置の誤差を補償
するテーブル560を具備する。
【００３４】次に、本発明の第２の実施の形態について
図を参照して説明する。図８は本発明の第２の実施の形
態に係る交流電動機のセンサレス制御装置の構成図であ
る。図９は図８に示す高周波成分抽出器の詳細を示す図
である。図１０は図８に示す高周波発生器と磁束調整器
の詳細を示す図である。図１１は図８に示す初期磁極推
定器において電圧高周波を重畳した場合の２倍調波の特
性を示す図である。図１２は図１および図８に示す初期
磁極推定器の説明図である。図８は、本発明の第２の実
施の形態に係る交流電動機のセンサレス制御装置の構成
図であり、高周波電流を重畳する方式を示すものであ
る。図１の高周波電圧を重畳する方式と類似している
が、高周波信号812を電流制御器870の入力部に重畳する
点と、検出電流帰還部に重畳信号除去器（図１、１８０
相当）が消去されている点が異なっている。その他の図
１と同一構成については重複する説明は省略する。
図を参照して説明する。図８は本発明の第２の実施の形
態に係る交流電動機のセンサレス制御装置の構成図であ
る。図９は図８に示す高周波成分抽出器の詳細を示す図
である。図１０は図８に示す高周波発生器と磁束調整器
の詳細を示す図である。図１１は図８に示す初期磁極推
定器において電圧高周波を重畳した場合の２倍調波の特
性を示す図である。図１２は図１および図８に示す初期
磁極推定器の説明図である。図８は、本発明の第２の実
施の形態に係る交流電動機のセンサレス制御装置の構成
図であり、高周波電流を重畳する方式を示すものであ
る。図１の高周波電圧を重畳する方式と類似している
が、高周波信号812を電流制御器870の入力部に重畳する
点と、検出電流帰還部に重畳信号除去器（図１、１８０
相当）が消去されている点が異なっている。その他の図
１と同一構成については重複する説明は省略する。
【００３５】次に各図により動作について説明する。図
９は、図８における高周波成分抽出器830を説明するも
のである。重畳周波数でのインピーダンスが折曲状に分
布し、実磁束軸に対して対称であると仮定すると、任意
の位相角における重畳周波数でのインピーダンスの大き
さは次のように表せる。
９は、図８における高周波成分抽出器830を説明するも
のである。重畳周波数でのインピーダンスが折曲状に分
布し、実磁束軸に対して対称であると仮定すると、任意
の位相角における重畳周波数でのインピーダンスの大き
さは次のように表せる。
【数１８】
周波数がωiで振幅がidsie*の高周波電流を推定磁束軸
に重畳すると、検出座標系902における電圧と電流の関
係は以下のように表せる。
に重畳すると、検出座標系902における電圧と電流の関
係は以下のように表せる。
【数１９】
【００３６】本発明において、一次電圧903は座標変換
器911によって検出座標系に変換される、変換された電
圧905はバンドパスフィルタ912によって重畳周波数成分
のみ抽出される。抽出された電圧信号906の振幅の２乗
値933と934が振幅演算器921と922にて計算される。検出
座標系におけるインピーダンスの2乗値のq軸とd軸にお
ける値の差異に相当する誤差信号を次のように定義す
る。
器911によって検出座標系に変換される、変換された電
圧905はバンドパスフィルタ912によって重畳周波数成分
のみ抽出される。抽出された電圧信号906の振幅の２乗
値933と934が振幅演算器921と922にて計算される。検出
座標系におけるインピーダンスの2乗値のq軸とd軸にお
ける値の差異に相当する誤差信号を次のように定義す
る。
【数２０】
【００３７】図１０は、図８における高周波発生器と磁
束調整器810を説明する図である。高周波発生器と磁束
調整器810（図８）は、推定磁束軸に重畳する高周波信
号isi e* 965、負荷条件に対して磁束位置検出が可能な
程度の電動機物理量の磁気突極性を得るように磁束の大
きさを調整するための磁束指令調整値λrc^ 971と高周
波を重畳する磁束位置を調整するための調整ゲインKci
981を出力する。
束調整器810を説明する図である。高周波発生器と磁束
調整器810（図８）は、推定磁束軸に重畳する高周波信
号isi e* 965、負荷条件に対して磁束位置検出が可能な
程度の電動機物理量の磁気突極性を得るように磁束の大
きさを調整するための磁束指令調整値λrc^ 971と高周
波を重畳する磁束位置を調整するための調整ゲインKci
981を出力する。
【００３８】次に永久磁石同期電動機でセンサレス制御
をする場合、起動方法によっては逆転を伴う場合があ
り、起動前の停止した状態で初期磁極位置を推定しなけ
ればならない。従来の手法は鉄心磁束の飽和特性を利用
したものが多い。本発明では、高周波を重畳し、重畳し
た周波数成分における電動機物理量に関する信号を利用
する。N磁極位置は、鉄心磁束の磁気飽和におけるヒス
テリシスと回転子位置による電動機物理量の変化により
推定できる。もし、高周波を推定磁束軸（d軸）に重畳
すると、ヒステリシスの影響で歪む、その歪波形の周期
は重畳周波数に対して、偶数倍の周波数を発生する。電
圧を重畳した場合、その現象は電流に現われる。電流を
重畳した場合、電圧に現われることになる。ここでは、
重畳周波の２倍の高周波を用いて、初期磁極推定をする
例について解説する。
をする場合、起動方法によっては逆転を伴う場合があ
り、起動前の停止した状態で初期磁極位置を推定しなけ
ればならない。従来の手法は鉄心磁束の飽和特性を利用
したものが多い。本発明では、高周波を重畳し、重畳し
た周波数成分における電動機物理量に関する信号を利用
する。N磁極位置は、鉄心磁束の磁気飽和におけるヒス
テリシスと回転子位置による電動機物理量の変化により
推定できる。もし、高周波を推定磁束軸（d軸）に重畳
すると、ヒステリシスの影響で歪む、その歪波形の周期
は重畳周波数に対して、偶数倍の周波数を発生する。電
圧を重畳した場合、その現象は電流に現われる。電流を
重畳した場合、電圧に現われることになる。ここでは、
重畳周波の２倍の高周波を用いて、初期磁極推定をする
例について解説する。
【００３９】図１１は、電圧高周波を重畳した場合にお
いて、重畳周波の２倍の周波数である高周波電流（以
下，２倍調波）の特性を示すものである。図１１におい
て‘A’領域は高周波信号を磁石のN極方向、すなわちｄ
軸方向に重畳した場合における２倍調波の軌跡を示して
おり、‘B’領域は磁石のS極方向、すなわち−ｄ軸方向
に重畳した場合における２倍調波の軌跡を示している。
このとき、２倍調波は以下のように検出できる。
いて、重畳周波の２倍の周波数である高周波電流（以
下，２倍調波）の特性を示すものである。図１１におい
て‘A’領域は高周波信号を磁石のN極方向、すなわちｄ
軸方向に重畳した場合における２倍調波の軌跡を示して
おり、‘B’領域は磁石のS極方向、すなわち−ｄ軸方向
に重畳した場合における２倍調波の軌跡を示している。
このとき、２倍調波は以下のように検出できる。
【００４０】
【数２１】
【００４１】図１１に示すように、重畳信号の２倍調波
の位相角がφ［ラジアン]とφ＋π［ラジアン]に位置す
る場合は、＋ｄ軸方向を示し、そうでない場合は、−ｄ
軸方向を示す。したがって、初期磁極のN極S極判別が可
能である。図１２は、本発明の初期磁極位置推定方法を
示すものである。起動時前に高周波重畳による磁束位置
推定により、初期磁束位置を推定する。それと平行して
重畳周波数の２倍調波成分の特性を利用して、初期磁極
位置を推定する。磁極位置の推定は、以下のようにワン
ステップの信号処理にて計算することができる。
の位相角がφ［ラジアン]とφ＋π［ラジアン]に位置す
る場合は、＋ｄ軸方向を示し、そうでない場合は、−ｄ
軸方向を示す。したがって、初期磁極のN極S極判別が可
能である。図１２は、本発明の初期磁極位置推定方法を
示すものである。起動時前に高周波重畳による磁束位置
推定により、初期磁束位置を推定する。それと平行して
重畳周波数の２倍調波成分の特性を利用して、初期磁極
位置を推定する。磁極位置の推定は、以下のようにワン
ステップの信号処理にて計算することができる。
【数２２】
【００４２】Ｌdsin2ωhφが正であれば、N極とｄ軸は
一致している。逆に負であれば、N極はｄ軸に逆方向で
ある。したがって、負の場合は、初期状態で推定された
磁束位置にπを加えればN極とｄ軸は一致する。磁束位
置の極性を補正する時間（TIME）は、任意に設定でき
る。一旦、ｄ軸とN極が一致すると、高周波重畳による
磁束位置推定法は、低速駆動においてほとんど磁極位置
を見失わない。
一致している。逆に負であれば、N極はｄ軸に逆方向で
ある。したがって、負の場合は、初期状態で推定された
磁束位置にπを加えればN極とｄ軸は一致する。磁束位
置の極性を補正する時間（TIME）は、任意に設定でき
る。一旦、ｄ軸とN極が一致すると、高周波重畳による
磁束位置推定法は、低速駆動においてほとんど磁極位置
を見失わない。
【００４３】以上、本実施の形態は、本発明の基本的な
特徴を記述している。部分的な改良や機能の取り替えは
可能であるが、提示の請求項は、それら改良や機能の取
り替えも基本的概念の中に全て包括している。
特徴を記述している。部分的な改良や機能の取り替えは
可能であるが、提示の請求項は、それら改良や機能の取
り替えも基本的概念の中に全て包括している。
【００４４】次に、本発明の第３の実施の形態について
図を参照して説明する。図１３は本発明の第３の実施の
形態に係る交流電動機のセンサレス制御装置の構成図で
ある。図１４は図１３に示す磁束オブザーバの詳細を示
す図である。図１５は図１３に示すハイブリッド器と速
度推定器の詳細を示す図である。図１６は図１３に示す
高周波発生器と磁束調整器の詳細を示す図である。前実
施の形態では交流電動機（同期電動機）の例を説明した
が、本実施の形態では誘導電動機について説明する。図
１３に示す制御ブロックは電圧型インバータ102を用い
て、図１と同様に交流電動機（誘導電動機）１０１を駆
動するようにデジタル演算によって実現できる。また，
アナログ回路，あるいはアナログ回路とデジタル回路の
併用によっても実現できる。
図を参照して説明する。図１３は本発明の第３の実施の
形態に係る交流電動機のセンサレス制御装置の構成図で
ある。図１４は図１３に示す磁束オブザーバの詳細を示
す図である。図１５は図１３に示すハイブリッド器と速
度推定器の詳細を示す図である。図１６は図１３に示す
高周波発生器と磁束調整器の詳細を示す図である。前実
施の形態では交流電動機（同期電動機）の例を説明した
が、本実施の形態では誘導電動機について説明する。図
１３に示す制御ブロックは電圧型インバータ102を用い
て、図１と同様に交流電動機（誘導電動機）１０１を駆
動するようにデジタル演算によって実現できる。また，
アナログ回路，あるいはアナログ回路とデジタル回路の
併用によっても実現できる。
【００４５】図１３において、センサレス制御装置100
は図１の構成と同様に、高周波発生器と磁束調整器110
を有しており、高周波発生器は電動機の推定磁束軸に高
周波信号を重畳するものである。磁束調整器は、高周波
領域における電動機物理量の磁気突極性を調整し、磁束
推定誤差を補償するために磁束指令を調整する。また、
負荷によって生じる磁束位置の誤差を、高周波を重畳す
る磁束位置で調整するものである。磁束オブザーバ120
は、電動機入力電圧、検出電流、速度推定値から磁束の
大きさと位置を推定する。周波成分抽出器130は、主磁
束による磁気飽和、あるいは高周波による表皮効果とに
より生じる高周波領域における電動機物理量の磁気突極
性に基づいて得られる磁束位置の誤差信号を高周波信号
と同じ周波数成分の電圧、あるいは電流検出信号から抽
出する。ハイブリット器140は、高周波成分抽出器の出
力である磁束位置の誤差信号を適応的に調整する適応調
整器と磁束オブザーバ内で磁束推定値とオブザーバ出力
の誤差値から計算される誤差信号を適応的に調整する適
応調整器とを低速から高速へ速度に応じてショックなし
で切り替えるものである。
は図１の構成と同様に、高周波発生器と磁束調整器110
を有しており、高周波発生器は電動機の推定磁束軸に高
周波信号を重畳するものである。磁束調整器は、高周波
領域における電動機物理量の磁気突極性を調整し、磁束
推定誤差を補償するために磁束指令を調整する。また、
負荷によって生じる磁束位置の誤差を、高周波を重畳す
る磁束位置で調整するものである。磁束オブザーバ120
は、電動機入力電圧、検出電流、速度推定値から磁束の
大きさと位置を推定する。周波成分抽出器130は、主磁
束による磁気飽和、あるいは高周波による表皮効果とに
より生じる高周波領域における電動機物理量の磁気突極
性に基づいて得られる磁束位置の誤差信号を高周波信号
と同じ周波数成分の電圧、あるいは電流検出信号から抽
出する。ハイブリット器140は、高周波成分抽出器の出
力である磁束位置の誤差信号を適応的に調整する適応調
整器と磁束オブザーバ内で磁束推定値とオブザーバ出力
の誤差値から計算される誤差信号を適応的に調整する適
応調整器とを低速から高速へ速度に応じてショックなし
で切り替えるものである。
【００４６】速度推定器150は、ハイブリット器の出力
値である誤差信号をゼロにするように適応的に速度を推
定とするものである。また、センサレス制御装置は、磁
束および速度制御器160と電流制御器170を有している。
電流制御器170にフィードバックされる電流から重畳周
波数成分を除去する重畳周波数除去器180を必要とす
る。重畳周波数成分を除去する装置180は、ローパスフ
ィルタ、あるいはノッチフィルタで構成される。これに
より電流制御器170の出力である電圧指令値１７１には
重畳した周波成分を含まないことになる。座標変換器19
0と191は推定された磁束の位置を用いて、次の、それぞ
れ（１）式、（２）式のようにベクトル座標変換を実施
するものである。
値である誤差信号をゼロにするように適応的に速度を推
定とするものである。また、センサレス制御装置は、磁
束および速度制御器160と電流制御器170を有している。
電流制御器170にフィードバックされる電流から重畳周
波数成分を除去する重畳周波数除去器180を必要とす
る。重畳周波数成分を除去する装置180は、ローパスフ
ィルタ、あるいはノッチフィルタで構成される。これに
より電流制御器170の出力である電圧指令値１７１には
重畳した周波成分を含まないことになる。座標変換器19
0と191は推定された磁束の位置を用いて、次の、それぞ
れ（１）式、（２）式のようにベクトル座標変換を実施
するものである。
【００４７】
【数２３】
ここで、Vs s*は静止座標系（相電圧のU相基準）におけ
る電圧指令ベクトル、Vs e*は回転座標系（推定磁束軸基
準で出力周波数に同期して回転）における電圧指令ベク
トルを示している。このように、図１３に示す本実施の
形態では、図１に示す制御ブロックと同様な構成と制御
方法で誘導電動機１０１を制御するものであるが、図１
と異なる点は、回転子位置推定器１３５と、初期磁極位
置推定器１３６が削除されていることである。
る電圧指令ベクトル、Vs e*は回転座標系（推定磁束軸基
準で出力周波数に同期して回転）における電圧指令ベク
トルを示している。このように、図１３に示す本実施の
形態では、図１に示す制御ブロックと同様な構成と制御
方法で誘導電動機１０１を制御するものであるが、図１
と異なる点は、回転子位置推定器１３５と、初期磁極位
置推定器１３６が削除されていることである。
【００４８】図１４は、図１３における磁束オブザーバ
120の内部構成を示すものである。静止座標系における
誘導電動機の数式モデルは以下のように表すことができ
る。
120の内部構成を示すものである。静止座標系における
誘導電動機の数式モデルは以下のように表すことができ
る。
【数２４】
【００４９】上の（７）式、（４）式において
【数２５】
【００５０】であり、 システム行列（Aで表記）、出力
行列（Cで表記）、行列I、Jはそれぞれ以下のとおりで
ある。
行列（Cで表記）、行列I、Jはそれぞれ以下のとおりで
ある。
【数２６】
【００５１】（７）式、（４）式に対するオブザーバ2
１0は以下のように構成される。
１0は以下のように構成される。
【数２７】
【００５２】そこにおいて、状態変数は、
【数２８】
【００５３】状態オブザーバ210において、フィードバ
ック信号233と入力信号234は重畳周波数成分除去器230
によって重畳周波数を除去され出力される。これは、高
周波重畳信号による影響を除去するために必要である。
推定磁束227は磁束量演算器223と磁束位置演算器224に
よって、磁束量225と位相角226に変換される。 なお、
図１４では初期磁束推定器出力は省略されている。
ック信号233と入力信号234は重畳周波数成分除去器230
によって重畳周波数を除去され出力される。これは、高
周波重畳信号による影響を除去するために必要である。
推定磁束227は磁束量演算器223と磁束位置演算器224に
よって、磁束量225と位相角226に変換される。 なお、
図１４では初期磁束推定器出力は省略されている。
【００５４】次に、図１３における高周波成分抽出器13
0の説明には、同一構成なので前実施の形態の図３を共
用して説明する。高周波成分抽出器は、主磁束による磁
気飽和、あるいは高周波による表皮効果とにより生じる
高周波領域における電動機物理量の磁気突極性に基づい
て得られる磁束位置の誤差信号を、重畳した高周波信号
と同じ周波数成分の電圧、あるいは電流検出信号から抽
出するものである。ここでは電流検出信号から抽出す
る。高周波成分抽出器は、重畳した高周波成分を検出電
圧、あるいは電流から抽出する重畳周波数成分抽出部31
0と磁束位置の誤差信号を演算する磁束位置誤差信号演
算部320とで構成される。推定磁束位置301が真値に一致
しない場合は、回転座標系のｄ軸に重畳した高周波電圧
によって、ｑ軸に高周波電流を生じさせることになる。
したがって、磁束位置を推定するために、高周波信号を
推定磁束位置301に重畳する。電動機の起動時には任意
の軸を推定磁束位置301と仮定する。重畳した高周波の
影響を検出するために直交する検出座標系302を置く。
この座標系は推定磁束位置301からπ／4ラジアン遅れ位
相で置かれる。推定磁束位置301が実磁束軸とそれに直
交する軸との間に位置するならば、検出座標系302で検
出される高周波成分は高周波インピーダンスの磁気突極
性のため、検出座標の基準軸（ｄ軸）とそれに直交する
軸（ｑ軸）上での値に差異を生じる。重畳周波数でのア
ドミタンスが折曲状に分布し、実磁束軸に対して対称で
あると仮定すると、任意の位相角における重畳周波数で
のアドミタンスの大きさは次のように表せる。
0の説明には、同一構成なので前実施の形態の図３を共
用して説明する。高周波成分抽出器は、主磁束による磁
気飽和、あるいは高周波による表皮効果とにより生じる
高周波領域における電動機物理量の磁気突極性に基づい
て得られる磁束位置の誤差信号を、重畳した高周波信号
と同じ周波数成分の電圧、あるいは電流検出信号から抽
出するものである。ここでは電流検出信号から抽出す
る。高周波成分抽出器は、重畳した高周波成分を検出電
圧、あるいは電流から抽出する重畳周波数成分抽出部31
0と磁束位置の誤差信号を演算する磁束位置誤差信号演
算部320とで構成される。推定磁束位置301が真値に一致
しない場合は、回転座標系のｄ軸に重畳した高周波電圧
によって、ｑ軸に高周波電流を生じさせることになる。
したがって、磁束位置を推定するために、高周波信号を
推定磁束位置301に重畳する。電動機の起動時には任意
の軸を推定磁束位置301と仮定する。重畳した高周波の
影響を検出するために直交する検出座標系302を置く。
この座標系は推定磁束位置301からπ／4ラジアン遅れ位
相で置かれる。推定磁束位置301が実磁束軸とそれに直
交する軸との間に位置するならば、検出座標系302で検
出される高周波成分は高周波インピーダンスの磁気突極
性のため、検出座標の基準軸（ｄ軸）とそれに直交する
軸（ｑ軸）上での値に差異を生じる。重畳周波数でのア
ドミタンスが折曲状に分布し、実磁束軸に対して対称で
あると仮定すると、任意の位相角における重畳周波数で
のアドミタンスの大きさは次のように表せる。
【００５５】
【数２９】
【００５６】周波数がωiで振幅がVdsi*の高周波電圧を
推定磁束軸に重畳すると、検出座標系302における電圧
と電流の関係は以下のように表せる。
推定磁束軸に重畳すると、検出座標系302における電圧
と電流の関係は以下のように表せる。
【数３０】
【００５７】本発明において、一次電流303は座標変換
器311によって検出座標系に変換される、変換された電
流305はバンドパスフィルタ312によって重畳周波数成分
のみ抽出される。抽出された電流信号306の振幅の２乗
値333と334が振幅演算器321と322にて計算される。検出
座標系におけるアドミタンスの2乗値のq軸とd軸におけ
る値の差異に相当する誤差信号を次のように定義する。
器311によって検出座標系に変換される、変換された電
流305はバンドパスフィルタ312によって重畳周波数成分
のみ抽出される。抽出された電流信号306の振幅の２乗
値333と334が振幅演算器321と322にて計算される。検出
座標系におけるアドミタンスの2乗値のq軸とd軸におけ
る値の差異に相当する誤差信号を次のように定義する。
【数３１】
【００５８】推定誤差の補償、あるいは磁気突極性を維
持するために補償器出力Kci 337で以下のように誤差信
号を補正する。
持するために補償器出力Kci 337で以下のように誤差信
号を補正する。
【数３２】
Kci 337については後述の図１６にて説明する。
【００５９】図１５は、図１３におけるハイブリット器
140（図１５では410）と速度推定器150（図１５では45
0）について説明するものである。速度推定誤差に相当
する誤差信号ε１はオブザーバで状態推定量によって，
次のように構成される。
140（図１５では410）と速度推定器150（図１５では45
0）について説明するものである。速度推定誤差に相当
する誤差信号ε１はオブザーバで状態推定量によって，
次のように構成される。
【数３３】
ここで、G1（ｓ）はゼロ速度、ゼロ周波数領域で入力信
号を除去する伝達関数を示している。
号を除去する伝達関数を示している。
【００６０】中、高速領域においては、（５）式、
（６）式で計算される誤差信号εi 412から電圧制限に
より正確な磁束位置情報が得られなくなるので、速度に
応じて信号を除去しなければならない。そこで、（６）
式で計算される誤差信号εi 412はG2（ｓ）433の伝達関
数を用いて、誤差信号ε2を新たに生成する。
（６）式で計算される誤差信号εi 412から電圧制限に
より正確な磁束位置情報が得られなくなるので、速度に
応じて信号を除去しなければならない。そこで、（６）
式で計算される誤差信号εi 412はG2（ｓ）433の伝達関
数を用いて、誤差信号ε2を新たに生成する。
【数３４】
ここでG2（ｓ）は中高速領域で入力信号を除去する伝達
関数を示している。
関数を示している。
【００６１】速度推定器450は比例積分（PI）調整器460
を有しており、誤差信号ε1 411を誤差信号ε2 412にゼ
ロにするようにゲインを調整しておく。誤差信号ε1 41
1と誤差信号ε2 412の応答性と調整ゲインは異なるの
で、誤差信号ε1（オブザーバ側の誤差信号）に対応す
るゲイン470と誤差信号ε2 412（高周波重畳に基づく誤
差信号）に対応するゲイン480のように別々に調整可能
とする。PI調整器460はこれら誤差信号をゼロに調整す
ると同時に速度を推定451する。
を有しており、誤差信号ε1 411を誤差信号ε2 412にゼ
ロにするようにゲインを調整しておく。誤差信号ε1 41
1と誤差信号ε2 412の応答性と調整ゲインは異なるの
で、誤差信号ε1（オブザーバ側の誤差信号）に対応す
るゲイン470と誤差信号ε2 412（高周波重畳に基づく誤
差信号）に対応するゲイン480のように別々に調整可能
とする。PI調整器460はこれら誤差信号をゼロに調整す
ると同時に速度を推定451する。
【００６２】図１６は、図１３における高周波発生器と
磁束調整器110を説明するものである。高周波発生器と
磁束調整器110は，推定磁束軸に重畳する高周波信号vsi
e* 515、負荷条件に対して磁束位置検出が可能な程度の
電動機物理量の磁気突極性を得るように磁束の大きさを
調整するための磁束指令調整値λrc* 521と高周波を重
畳する磁束位置を調整するための調整ゲインKci 531を
出力する。高周波信号の振幅の大きさ511は次式によっ
て得られる条件541から予めマッピングされたテーブル5
10によって決められる。
磁束調整器110を説明するものである。高周波発生器と
磁束調整器110は，推定磁束軸に重畳する高周波信号vsi
e* 515、負荷条件に対して磁束位置検出が可能な程度の
電動機物理量の磁気突極性を得るように磁束の大きさを
調整するための磁束指令調整値λrc* 521と高周波を重
畳する磁束位置を調整するための調整ゲインKci 531を
出力する。高周波信号の振幅の大きさ511は次式によっ
て得られる条件541から予めマッピングされたテーブル5
10によって決められる。
【数３５】
【００６３】磁束指令調整値λrc* 521は、予めマッピ
ングされたテーブル520で決められる。磁束指令調整レ
ベルの最大値は電動機物理量の磁気突極性が最大に得る
条件であるが、これは、電動機固有の特性によるものと
なる。調整条件は、次式で決められる条件545となる。
ングされたテーブル520で決められる。磁束指令調整レ
ベルの最大値は電動機物理量の磁気突極性が最大に得る
条件であるが、これは、電動機固有の特性によるものと
なる。調整条件は、次式で決められる条件545となる。
【数３６】
【００６４】高周波重畳による磁束位置検出法は、誘導
電動機の高周波領域のインピーダンス、あるいはアドミ
ッタンスの特性に基づくものである。高周波領域のイン
ピーダンスの突極性が損失する条件を、前実施の形態の
図６と図７により説明する。図６は、運転周波数が増加
するとインピーダンスの突極性の度合いを示す角度は誘
導電動機でもインダクタンス特性により位相が遅れるこ
とになることを示している。図７は、負荷が増加（ｑ軸
電流が増加）すると、インピーダンスの突極性の度合い
を示す角度は誘導電動機でも一次漏れインダクタンスの
飽和により位相が遅れることになることを示している。
その現象による角度誤差を補正する調整ゲインKci 531
は、次式によって決定される。
電動機の高周波領域のインピーダンス、あるいはアドミ
ッタンスの特性に基づくものである。高周波領域のイン
ピーダンスの突極性が損失する条件を、前実施の形態の
図６と図７により説明する。図６は、運転周波数が増加
するとインピーダンスの突極性の度合いを示す角度は誘
導電動機でもインダクタンス特性により位相が遅れるこ
とになることを示している。図７は、負荷が増加（ｑ軸
電流が増加）すると、インピーダンスの突極性の度合い
を示す角度は誘導電動機でも一次漏れインダクタンスの
飽和により位相が遅れることになることを示している。
その現象による角度誤差を補正する調整ゲインKci 531
は、次式によって決定される。
【数３７】
【００６５】次に、本発明の第４の実施の形態について
図を参照して説明する。図１７は本発明の第４の実施の
形態に係る交流電動機のセンサレス制御装置の構成図で
ある。図１８は図１７に示す高周波発生器と磁束調整器
の詳細を示す図である。図１７は、第４の実施の形態と
して、高周波電流を重畳する方式を示すものである。図
１３の高周波電圧を重畳する方式と類似しているが、高
周波信号812を電流制御器870の入力部に重畳する点と、
検出電流帰還部に重畳信号除去器が消去されている点が
異なっている。
図を参照して説明する。図１７は本発明の第４の実施の
形態に係る交流電動機のセンサレス制御装置の構成図で
ある。図１８は図１７に示す高周波発生器と磁束調整器
の詳細を示す図である。図１７は、第４の実施の形態と
して、高周波電流を重畳する方式を示すものである。図
１３の高周波電圧を重畳する方式と類似しているが、高
周波信号812を電流制御器870の入力部に重畳する点と、
検出電流帰還部に重畳信号除去器が消去されている点が
異なっている。
【００６６】図１７における高周波成分抽出器830の詳
細図は第２の実施の形態の図９と同じなので、図９を参
照して説明する。重畳周波数でのインピーダンスが折曲
状に分布し実磁束軸に対して対称であると仮定すると、
任意の位相角における重畳周波数でのインピーダンスの
大きさは次のように表せる。
細図は第２の実施の形態の図９と同じなので、図９を参
照して説明する。重畳周波数でのインピーダンスが折曲
状に分布し実磁束軸に対して対称であると仮定すると、
任意の位相角における重畳周波数でのインピーダンスの
大きさは次のように表せる。
【数３８】
【００６７】周波数がωiで振幅がidsi e*の高周波電流
を推定磁束軸に重畳すると、検出座標系902における電
圧と電流の関係は以下のように表せる。
を推定磁束軸に重畳すると、検出座標系902における電
圧と電流の関係は以下のように表せる。
【数３９】
【００６８】本発明において、一次電圧903は座標変換
器911によって検出座標系に変換される、変換された電
圧905はバンドパスフィルタ912によって重畳周波数成分
のみ抽出される。抽出された電圧信号906の振幅の２乗
値933と934が振幅演算器921と922にて計算される。検出
座標系におけるインピーダンスの2乗値のq軸とd軸にお
ける値の差異に相当する誤差信号を次のように定義す
る。
器911によって検出座標系に変換される、変換された電
圧905はバンドパスフィルタ912によって重畳周波数成分
のみ抽出される。抽出された電圧信号906の振幅の２乗
値933と934が振幅演算器921と922にて計算される。検出
座標系におけるインピーダンスの2乗値のq軸とd軸にお
ける値の差異に相当する誤差信号を次のように定義す
る。
【数４０】
【００６９】図１８は、図１７における高周波発生器と
磁束調整器810を説明するものである。高周波発生器と
磁束調整器810は、推定磁束軸に重畳する高周波信号isi
e* 965、負荷条件に対して磁束位置検出が可能な程度の
電動機物理量の磁気突極性を得るように磁束の大きさを
調整するための磁束指令調整値λrc^ 971と高周波を重
畳する磁束位置を調整するための調整ゲインKci 981を
出力する。
磁束調整器810を説明するものである。高周波発生器と
磁束調整器810は、推定磁束軸に重畳する高周波信号isi
e* 965、負荷条件に対して磁束位置検出が可能な程度の
電動機物理量の磁気突極性を得るように磁束の大きさを
調整するための磁束指令調整値λrc^ 971と高周波を重
畳する磁束位置を調整するための調整ゲインKci 981を
出力する。
【００７０】以上の本実施の形態は、本発明の基本的な
特徴を記述している。部分的な改良や機能の取り替えは
可能であるが、本発明は請求項において、それら改良や
機能の取り替えも基本的概念の中に全て包括している。
特徴を記述している。部分的な改良や機能の取り替えは
可能であるが、本発明は請求項において、それら改良や
機能の取り替えも基本的概念の中に全て包括している。
【００７１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高周波を重畳しても電圧誤差やノイズといったトルク振
動要素を生じず、ゼロ速度，ゼロ出力周波数領域を含む
すべての駆動範囲において、安定なトルクおよび速度制
御を実現する交流電動機のセンサレス制御方法およびそ
の制御装置を提供できる効果がある。
高周波を重畳しても電圧誤差やノイズといったトルク振
動要素を生じず、ゼロ速度，ゼロ出力周波数領域を含む
すべての駆動範囲において、安定なトルクおよび速度制
御を実現する交流電動機のセンサレス制御方法およびそ
の制御装置を提供できる効果がある。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る交流電動機の
センサレス制御装置の構成図である。
センサレス制御装置の構成図である。
【図２】図１に示す磁束オブザーバの詳細を示す図であ
る。
る。
【図３】図１に示す高周波成分抽出器の詳細を示す図で
ある。
ある。
【図４】図１に示すハイブリッド器と速度推定器の詳細
を示す図である。
を示す図である。
【図５】図１に示す高周波発生器と磁束調整器の詳細を
示す図である。
示す図である。
【図６】図１に示す交流電動機の高周波領域のインピー
ダンスと運転周波数の関係を示す図である。
ダンスと運転周波数の関係を示す図である。
【図７】図１に示す交流電動機の高周波領域のインピー
ダンスと負荷の関係を示す図である。
ダンスと負荷の関係を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る交流電動機の
センサレス制御装置の構成図である。
センサレス制御装置の構成図である。
【図９】図８に示す高周波成分抽出器の詳細を示す図で
ある。
ある。
【図１０】図８に示す高周波発生器と磁束調整器の詳細
を示す図である。
を示す図である。
【図１１】図８に示す初期磁極推定器において電圧高周
波を重畳した場合の２倍周波の特性を示す図である。
波を重畳した場合の２倍周波の特性を示す図である。
【図１２】図８に示す初期磁極推定器の説明図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態に係る交流電動機
のセンサレス制御装置の構成図である。
のセンサレス制御装置の構成図である。
【図１４】図１３に示す磁束オブザーバの詳細を示す図
である。
である。
【図１５】図１３に示すハイブリッド器と速度推定器の
詳細を示す図である。
詳細を示す図である。
【図１６】図１３に示す高周波発生器と磁束調整器の詳
細を示す図である。
細を示す図である。
【図１７】本発明の第４の実施の形態に係る交流電動機
のセンサレス制御装置の構成図である。
のセンサレス制御装置の構成図である。
【図１８】図１７に示す高周波発生器と磁束調整器の詳
細を示す図である。
細を示す図である。
１００、８００、 センサレス制御装置
１０１、８０１ 交流電動機
１０２、８０２ 電圧型インバータ
１１０、８１０ 高周波発生器と磁束調整器
１２０、８２０ 磁束オブザーバ
１３０、８３０ 高周波成分抽出器
１３５ 回転子位置推定器
１３６、８３６ 初期磁極位置推定器
１４０、８４０ ハイブリッド器
１５０、８５０ 速度推定器
１６０、８６０ 速度制御器
１７０、８７０ 電流制御器
１８０ 重畳周波数除去器
１９０、１９１、８９０、８９１ 座標変換器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０２Ｐ 5/408 Ａ
Ｇ
Ｆターム(参考） 5H550 BB08 DD03 DD08 FF01 FF03
FF07 FF08 GG03 GG05 HB08
JJ03 JJ04 JJ26 LL15 LL20
LL22 LL29 LL35
5H560 BB04 DA13 DB13 DC12 DC13
DC14 EB01 EC01 GG04 HA09
RR10 TT08 TT09 TT15 XA02
XA04 XA08 XA13
5H576 BB06 DD04 DD05 EE01 FF01
FF03 FF07 FF08 GG02 GG04
HB02 JJ03 JJ04 JJ07 JJ26
LL14 LL15 LL18 LL22 LL25
LL34 LL35 LL41
Claims (36)
- 【請求項１】 位置および速度センサを用いずに同期電
動機の磁束位置の推定位置に基づき電動機電流を磁束成
分とトルク成分とに分離し、それぞれを独立に制御する
ことによって同期電動機の高性能な制御性能を実現する
交流電動機のセンサレス制御装置において、 電動機の推定磁束軸に高周波信号を重畳する高周波発生
器と、 主磁束による磁気飽和あるいは高周波による表皮効果と
により生じる高周波領域における電動機物理量の磁気突
極性に基づいて得られる磁束位置の誤差信号を、前記高
周波信号と同じ周波数成分の電圧あるいは電流検出信号
から抽出する高周波成分抽出器と、 電動機入力電圧、検出電流および速度推定値から磁束の
大きさと位置を推定する磁束観測器と、 前記高周波成分抽出器の出力である磁束位置の誤差信号
を適応的に調整する第１の適応調整器と、 前記磁束観測器内で磁束推定値と観測器出力の誤差値か
ら計算される誤差信号を適応的に調整する第２の適応調
整器と、 極低速時には前記第１の適応調整器、低速時には前記第
１および第２の適応調整器および高速時には第２の適応
調整器を速度に応じて切替える混成器と、 前記混成器出力値から速度推定値を生成する速度推定器
と、を備えたことを特徴とする交流電動機のセンサレス
制御装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の交流電動機のセンサレス
制御装置において、磁束レベルの調整と高周波領域にお
ける電動機物理量の磁気突極性の調整と効率の調整とを
目的とする磁束調整器と、 推定磁束、推定回転子速度および推定回転子位置におい
て生ずる推定誤差を補正する推定誤差補正器と、 磁束観測器から推定された磁束から磁束の位置を計算す
る磁束位置演算器と、推定された磁束位置を用いて検出
電流を磁束方向分とトルク分に分離しそれぞれを帰還し
て前記磁束方向分とトルク分の電流指令値と比較して各
々の偏差がゼロになるように電流制御を実施する電流制
御器と、 推定された速度を指令速度と比較してその偏差をゼロに
するように速度制御を実施しトルク指令値あるいはトル
ク指令に相当する電流指令値を出力する速度制御器と、 起動時前に初期磁極位置を推定する初期磁極位置推定器
と、を備えたことを特徴とする交流電動機のセンサレス
制御装置。 - 【請求項３】 前記高周波発生器は、磁束の回転速度あ
るいは回転子速度に応じて重畳する高周波信号を調整す
る装置を備えたことを特徴とする請求項１記載の交流電
動機のセンサレス制御装置。 - 【請求項４】 前記高周波発生器は、高周波信号を電圧
指令値に重畳することを特徴とする請求項１記載の交流
電動機のセンサレス制御装置。 - 【請求項５】 前記高周波発生器は、高周波信号を電流
指令値に重畳することを特徴とする請求項１記載の交流
電動機のセンサレス制御装置。 - 【請求項６】 前記磁束観測器は、出力周波数あるいは
速度に応じて前記高周波信号を電動機入力電圧から除去
する機能を備えたことを特徴とする請求項１記載の交流
電動機のセンサレス制御装置。 - 【請求項７】 前記高周波成分抽出器において得られる
磁束位置の誤差信号が、重畳した高周波領域のインピー
ダンスあるいはアドミッタンスに基づくことを特徴とす
る請求項１記載の交流電動機のセンサレス制御装置。 - 【請求項８】 前記混成器は、ゼロ速度を含む極低速領
域において前記第２の適応調整器の出力を除去する機能
と、中高速領域において前記第１の適応調整器の出力を
除去する機能を備えたことを特徴とする請求項１記載の
交流電動機のセンサレス制御装置。 - 【請求項９】 前記速度推定器は、混成器の出力値であ
る誤差信号をゼロにするように適応的に速度を推定する
ことを特徴とする請求項１記載の交流電動機のセンサレ
ス制御装置。 - 【請求項１０】 前記磁束調整器は、電動機の特性すな
わち高周波領域における電動機物理量の磁気突極性を維
持できるところ、および高効率になるところに磁束レベ
ルを調整し、前記推定誤差補正器は、高周波における磁
気突極性が低下した場合に生ずる推定磁束、推定回転子
速度および推定回転子位置誤差を補正することを特徴と
する請求項２記載の交流電動機のセンサレス制御装置。 - 【請求項１１】 前記電流制御器は、前記重畳する高周
波信号が電圧の場合には帰還される電流から重畳高周波
成分を除去する機能を備え、前記重畳する高周波信号が
電流の場合には制御器の応答周波数が重畳周波数成分よ
り高く設定されることを特徴とする請求項２記載の交流
電動機のセンサレス制御装置。 - 【請求項１２】 前記初期磁極位置推定器は、前記重畳
高周波の２のＮ乗倍（Ｎ＝−１、１、２、３、…、ｎ）
の高調波のうち少なくとも一つの周波数を抽出する信号
処理部を備え、磁極のＮ極かＳ極かを判別することを特
徴とする請求項２記載の交流電動機のセンサレス制御装
置。 - 【請求項１３】 位置および速度センサを用いずに同期
電動機の磁束位置の推定位置に基づき電動機電流を磁束
成分とトルク成分とに分離し、それぞれを独立に制御す
ることによって同期電動機の高性能な制御性能を実現す
る交流電動機のセンサレス制御方法において、 電動機の推定磁束軸に高周波信号を重畳する手段と、 主磁束による磁気飽和あるいは高周波による表皮効果と
により生じる高周波領域における電動機物理量の磁気突
極性に基づいて得られる磁束位置の誤差信号を、前記高
周波信号と同じ周波数成分の電圧あるいは電流検出信号
から抽出する手段と、 電動機入力電圧、検出電流および速度推定値から磁束の
大きさと位置を磁束観測器で推定する手段と、 前記高周波成分抽出器の出力である磁束位置の誤差信号
を適応的に調整する第１の適応則手段と、 前記磁束観測器内で磁束推定値と観測器出力の誤差値と
で計算される誤差信号を適応的に調整する第２の適応則
手段と、 前記第１および第２の適応則手段を速度に応じて切替え
る手段と、 前記適応速手段の出力信号から速度を推定する手段と、
を備えたことを特徴とする交流電動機のセンサレス制御
方法。 - 【請求項１４】 請求項１３記載の交流電動機のセンサ
レス制御方法において、高周波領域における電動機物理
量の磁気突極性を維持し高効率を維持するために磁束を
調整する手段と、 推定磁束、推定回転子速度および推定回転子位置におい
て生ずる推定誤差を補正する推定誤差補正器と、 磁束観測器から推定された磁束ベクトルから磁束の位置
を計算する手段と、 推定された磁束位置を用いて検出電流を磁束方向分とト
ルク分に分離しそれぞれを帰還して前記磁束方向分とト
ルク分の電流指令値と比較して各々の偏差がゼロになる
ように電流制御を実施する手段と、 推定された速度を指令速度と比較してその偏差をゼロに
するように速度制御を実施しトルク指令値、あるいはト
ルク指令に相当する電流指令値を出力する手段と、 起動時前に磁極のＮ極かＳ極かを判別する初期磁極推定
手段と、を備えたことを特徴とする交流電動機のセンサ
レス制御方法。 - 【請求項１５】 前記適応則手段を速度に応じて切り替
える手段は、ゼロ速度、ゼロ周波数を含む極低速領域に
おいて前記第２の適応則手段の出力信号を除去する機能
と、中高速領域において前記第１の適応則手段の出力信
号を除去する機能と、を備えたことを特徴とする請求項
１３記載の交流電動機のセンサレス制御方法 - 【請求項１６】 前記電動機物理量の磁気突極性に基づ
いて得られる磁束位置の誤差信号を抽出する手段は、使
用する電動機物理量が、電動機入力電圧指令値と検出電
流あるいは検出電圧と検出電流であることを特徴とする
請求項１３記載の交流電動機のセンサレス制御方法。 - 【請求項１７】 前記高周波を重畳する手段は、出力周
波数あるいは速度に応じて重畳する高周波信号を調整す
る手段を備えたことを特徴とする請求項１３記載の交流
電動機のセンサレス制御方法。 - 【請求項１８】 前記磁束を調整する手段は、ゼロ速度
とゼロ周波数を含む極低速時に、電動機の固有の特性に
応じて磁束位置検出が可能な程度の電動機物理量の磁気
突極性を得るように磁束の大きさを調整し、また、負荷
によって生ずる磁束位置の誤差は高周波を重畳する磁束
位置で調整するものであり、その調整手段は推定誤差と
固定子（一次）電流あるいは指令電流によって調整する
ことを特徴する請求項１４記載の交流電動機のセンサレ
ス制御方法。 - 【請求項１９】 前記初期磁極推定手段は、重畳高周波
の２のＮ乗倍（Ｎ＝−１、１、２、３、…、ｎ）の高調
波のうち少なくとも一つの周波数を抽出する信号処理部
を備え、磁極のＮ極かＳ極かを判別することを特徴とす
る請求項１４記載の交流電動機のセンサレス制御方法。 - 【請求項２０】 速度センサを用いずに誘導電動機の磁
束位置の推定値に基づき電動機電流を磁束成分とトルク
成分とに分離し、それぞれを独立に制御することによっ
て誘導電動機の高性能な制御性能を実現する交流電動機
のセンサレス制御装置において、 電動機の推定磁束軸に高周波信号を重畳する高周波発生
器と、 主磁束による磁気飽和あるいは高周波による表皮効果と
により生じる高周波領域における電動機物理量の磁気突
極性に基づいて得られる磁束位置の誤差信号を、前記高
周波信号と同じ周波数成分の電圧あるいは電流検出信号
から抽出する高周波成分抽出器と、 電動機入力電圧、検出電流および速度推定値から磁束の
大きさと位置を推定する磁束観測器と、 前記高周波成分抽出器の出力である磁束位置の誤差信号
を適応的に調整する第３の適応調整器と、 前記磁束観測器内で磁束推定値と観測器出力の誤差値か
ら計算される誤差信号を適応的に調整する第４の適応調
整器と、 極低速時には前記第３の適応調整器、低速時には前記第
３および第４の適応調整器および高速時には第４の適応
調整器を速度に応じて切替える混成器と、 前記混成器出力値から速度推定値を生成する速度推定器
と、を備えたことを特徴とする交流電動機のセンサレス
制御装置。 - 【請求項２１】 請求項２０記載の交流電動機のセンサ
レス制御装置において、 高周波領域における電動機物理量の磁気突極性を調整す
るために磁束指令と高周波信号を重畳する磁束位置を調
整する磁束調整器と、 磁束観測器から推定された磁束から磁束の位置を計算す
る磁束位置演算器と、 計算された磁束位置を用いて検出電流を磁束方向分とト
ルク分に分離しそれぞれを帰還して前記磁束方向分とト
ルク分の電流指令値と比較して各々の偏差がゼロになる
ように電流制御を実施する電流制御器と、 推定された速度を指令速度と比較してその偏差をゼロに
するように速度制御を実施しトルク指令値あるいはトル
ク指令に相当する電流指令値を出力する速度制御器と、
を備えたことを特徴とする交流電動機のセンサレス制御
装置。 - 【請求項２２】 前記高周波発生器は、出力周波数ある
いは速度に応じて重畳する高周波信号を調整する装置を
備えたことを特徴とする請求項２０記載の交流電動機の
センサレス制御装置。 - 【請求項２３】 前記高周波発生器は、高周波信号を電
圧指令値に重畳することを特徴とする請求項２０記載の
交流電動機のセンサレス制御装置。 - 【請求項２４】 前記高周波発生器は、高周波信号を電
流指令値に重畳することを特徴とする請求項２０記載の
交流電動機のセンサレス制御装置。 - 【請求項２５】 前記磁束観測器は、出力周波数あるい
は速度に応じて前記高周波信号を電動機入力電圧から除
去する機能を備えたことを特徴とする請求項２０記載の
交流電動機のセンサレス制御装置。 - 【請求項２６】 前記高周波成分抽出器において得られ
る磁束位置の誤差信号が、重畳した高周波領域のインピ
ーダンスあるいはアドミッタンスに基づくことを特徴と
する請求項２０記載の交流電動機のセンサレス制御装
置。 - 【請求項２７】 前記混成器は、ゼロ速度、ゼロ周波数
を含む極低速領域において前記第４の適応調整器の出力
を除去する機能と、中高速領域において前記第３の適応
調整器の出力を除去する機能を備えたことを特徴とする
請求項２０記載の交流電動機のセンサレス制御装置。 - 【請求項２８】 前記速度推定器は、混成器の出力値で
ある誤差信号をゼロにするように適応的に速度を推定す
ることを特徴とする請求項２０記載の交流電動機のセン
サレス制御装置。 - 【請求項２９】 前記磁束調整器は、電動機の固有の特
性に応じて磁束位置検出が可能な程度の電動機物理量の
磁気突極性を得るように磁束の大きさを調整する機能
と、負荷によって生じる磁束位置の誤差を、高周波を重
畳する磁束位置で調整する機能とを備えたことを特徴と
する請求項２１記載の交流電動機のセンサレス制御装
置。 - 【請求項３０】 前記電流制御器は，前記重畳する高周
波信号が電圧の場合には、帰還される電流から重畳周波
数成分を除去する機能を備え、前記重畳する高周波信号
が電流の場合には、制御器の応答周波数が重畳周波数成
分より高く設定されることを特徴とする請求項２１記載
の交流電動機のセンサレス制御装置。 - 【請求項３１】 速度センサを用いずに誘導電動機の磁
束位置の推定値に基づき電動機電流を磁束成分とトルク
成分とに分離し，それぞれを独立に制御することによっ
て誘導電動機の高性能な制御性能を実現する交流電動機
のセンサレス制御方法において，電動機の推定磁束軸に
高周波信号を重畳する手段と，主磁束による磁気飽和，
あるいは高周波による表皮効果とにより生じる高周波領
域における電動機物理量の磁気突極性に基づいて得られ
る磁束位置の誤差信号を、前記高周波信号と同じ周波数
成分の電圧、あるいは電流検出信号から抽出する手段
と、 電動機入力電圧、検出電流、推定速度から磁束の大きさ
と位置を磁束観測器で推定する手段と，前記高周波成分
抽出器の出力である磁束位置の誤差信号を適応的に調整
する第３の適応則手段と，前記磁束観測器内で磁束推定
値と観測器出力の誤差値とで計算される誤差信号を適応
的に調整する第４の適応則手段と前記第１および第２の
適応則手段を速度、あるいは出力周波数で切り替える手
段と、 前記適応則手段の出力信号から速度を推定する手段と、
を備えたことを特徴とする交流電動機のセンサレス制御
方法。 - 【請求項３２】 請求項３１記載の交流電動機のセンサ
レス制御方法において、 高周波領域における電動機物理量の磁気突極性を調整す
るために磁束を調整する手段と、 磁束観測器から推定された磁束から磁束の位置を計算す
る手段と、 計算された磁束位置を用いて検出電流を磁束方向分とト
ルク分に分離，それぞれを帰還して前記磁束方向分とト
ルク分の電流指令値と比較して各々の偏差がゼロになる
ように電流制御を実施する手段と、 推定された速度を指令速度と比較してその偏差をゼロに
するように速度制御を実施しトルク指令値、あるいはト
ルク指令に相当する電流指令値を出力する手段と、を備
えたことを特徴とする交流電動機のセンサレス制御方
法。 - 【請求項３３】 前記適応則手段を切り替える手段は、
ゼロ速度ゼロ周波数を含む極低速領域において前記第４
の適応則手段の出力信号を除去する機能と、中高速領域
において前記第３の適応則手段の出力信号を除去する機
能を備えたことを特徴とする請求項３１記載の交流電動
機のセンサレス制御方法。 - 【請求項３４】 前記電動機物理量の磁気突極性に基づ
いて得られる磁束位置の誤差信号を抽出する手段および
前記磁束の大きさと位置を磁束観測器で推定する手段
は、使用する電動機物理量が電動機入力電圧指令値と検
出電流、あるいは検出電圧と検出電流であることを特徴
とする請求項３１記載の交流電動機のセンサレス制御方
法。 - 【請求項３５】 前記高周波を重畳する手段は、出力周
波数あるいは速度に応じて重畳する高周波信号を調整す
る手段を備えたことを特徴とする請求項３１記載の交流
電動機のセンサレス制御方法。 - 【請求項３６】 ゼロ速度とゼロ周波数を含む極低速時
に電動機の固有の特性に応じて磁束位置検出が可能な程
度の電動機物理量の磁気突極性を得るように磁束の大き
さを調整し、また、負荷によって生じる磁束位置の誤差
は高周波を重畳する磁束位置で調整するものであり、そ
の調整手段は推定速度と固定子（一次）電流、あるいは
指令電流によることを特徴とする請求項３２記載の交流
電動機のセンサレス制御方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002100259A JP4370754B2 (ja) | 2002-04-02 | 2002-04-02 | 交流電動機のセンサレス制御装置および制御方法 |
| EP20030715432 EP1492224A1 (en) | 2002-04-02 | 2003-03-26 | Sensorless controller of ac motor and control method |
| US10/509,957 US7045988B2 (en) | 2002-04-02 | 2003-03-26 | Sensorless controller of AC motor and control method |
| PCT/JP2003/003741 WO2003084050A1 (fr) | 2002-04-02 | 2003-03-26 | Regulateur sans capteur de moteur a courant alternatif et procede de commande |
| CNB038076357A CN1322667C (zh) | 2002-04-02 | 2003-03-26 | 交流电动机的无传感器控制装置及控制方法 |
| TW092107406A TW200306059A (en) | 2002-04-02 | 2003-04-01 | Sensor-free control apparatus of AC motor and control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002100259A JP4370754B2 (ja) | 2002-04-02 | 2002-04-02 | 交流電動機のセンサレス制御装置および制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003299381A true JP2003299381A (ja) | 2003-10-17 |
| JP4370754B2 JP4370754B2 (ja) | 2009-11-25 |
Family
ID=28672031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002100259A Expired - Lifetime JP4370754B2 (ja) | 2002-04-02 | 2002-04-02 | 交流電動機のセンサレス制御装置および制御方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7045988B2 (ja) |
| EP (1) | EP1492224A1 (ja) |
| JP (1) | JP4370754B2 (ja) |
| CN (1) | CN1322667C (ja) |
| TW (1) | TW200306059A (ja) |
| WO (1) | WO2003084050A1 (ja) |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005160287A (ja) * | 2003-10-29 | 2005-06-16 | Daikin Ind Ltd | 回転位置角推定方法及び回転位置角推定装置、並びにモータの制御方法及びモータの制御装置 |
| JP2007097275A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 同期電動機駆動装置 |
| JP2007185080A (ja) * | 2006-01-07 | 2007-07-19 | C & S Kokusai Kenkyusho:Kk | 交流電動機の回転子位相推定装置 |
| JP2008505596A (ja) * | 2004-07-01 | 2008-02-21 | インターナショナル レクティファイアー コーポレイション | 永久磁石同期電動機駆動の起動方法およびシステム |
| JP2008301695A (ja) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | C & S Kokusai Kenkyusho:Kk | 同期電動機駆動制御のための回転子位相推定方法 |
| JP2009290980A (ja) * | 2008-05-29 | 2009-12-10 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 永久磁石形同期電動機の制御装置 |
| JP2010081726A (ja) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Yaskawa Electric Corp | 交流電動機の制御装置及びその制御方法 |
| JP2012151967A (ja) * | 2011-01-18 | 2012-08-09 | Daikin Ind Ltd | 電力変換装置 |
| KR101470025B1 (ko) * | 2009-07-06 | 2014-12-15 | 현대자동차주식회사 | 비상 운전용 고효율 영구자석 동기모터의 각도위치 센서리스 제어 방법 |
| JP2015012661A (ja) * | 2013-06-27 | 2015-01-19 | 株式会社安川電機 | 回転電機及び回転電機の制御装置 |
| JP2016063596A (ja) * | 2014-09-17 | 2016-04-25 | 株式会社デンソー | リラクタンス同期モータの駆動制御方法及びリラクタンス同期モータの駆動制御装置 |
| CN105932912A (zh) * | 2016-05-17 | 2016-09-07 | 厦门理工学院 | 一种永磁同步电机转子初始位置检测方法 |
| JP2016220364A (ja) * | 2015-05-19 | 2016-12-22 | 富士電機株式会社 | 永久磁石同期電動機の制御装置 |
| JP2017011827A (ja) * | 2015-06-18 | 2017-01-12 | 株式会社安川電機 | モータ制御装置、磁束指令の生成装置および磁束指令の生成方法 |
| WO2018043501A1 (ja) * | 2016-09-05 | 2018-03-08 | 東芝インフラシステムズ株式会社 | インバータ制御装置および電動機駆動システム |
| US10135375B2 (en) | 2016-03-18 | 2018-11-20 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Rotation controller for AC electric motor and method for controlling rotation of the AC electric motor |
| KR20200029868A (ko) * | 2018-09-11 | 2020-03-19 | 한온시스템 주식회사 | 모터 제어 장치 및 방법 |
| KR20210099514A (ko) * | 2020-02-04 | 2021-08-12 | 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤 | 모터 제어 방법, 모터 구동 장치, 산업용 로봇의 제어 방법 및 산업용 로봇 |
| KR102426117B1 (ko) * | 2021-11-25 | 2022-07-28 | 주식회사 바바텍 | 전동기 제어 시스템 및 그에 대한 방법 |
Families Citing this family (95)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7423395B2 (en) * | 2002-07-08 | 2008-09-09 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Sensorless vector control method for alternating-current motor and control apparatus therefor |
| FI115873B (fi) * | 2003-09-05 | 2005-07-29 | Abb Oy | Menetelmä avonapaisen kestomagneettitahtikoneen yhteydessä |
| US7095209B2 (en) * | 2004-09-29 | 2006-08-22 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Method and apparatus to regulate torque provided to loads |
| US7211984B2 (en) * | 2004-11-09 | 2007-05-01 | General Motors Corporation | Start-up and restart of interior permanent magnet machines |
| KR100665061B1 (ko) * | 2004-12-08 | 2007-01-09 | 삼성전자주식회사 | 모터의 속도 제어장치 및 속도 제어방법 |
| US7449860B2 (en) * | 2005-01-05 | 2008-11-11 | Honeywell International Inc. | Control technique for limiting the current of an induction machine drive system |
| JP4425193B2 (ja) * | 2005-08-16 | 2010-03-03 | 三洋電機株式会社 | モータの位置センサレス制御装置 |
| US7557530B2 (en) * | 2005-10-12 | 2009-07-07 | Continental Automotive Systems Us, Inc. | Method, apparatus and article for detecting rotor position |
| US7466088B2 (en) * | 2005-12-16 | 2008-12-16 | Hamilton Sundstrand Corporation | Signal control for motor position determination |
| KR101258087B1 (ko) * | 2006-05-03 | 2013-04-25 | 엘지전자 주식회사 | 모터의 고속운전 제어 장치 및 그 방법 |
| JP4754417B2 (ja) * | 2006-06-26 | 2011-08-24 | 本田技研工業株式会社 | 永久磁石型回転電機の制御装置 |
| US7602139B2 (en) * | 2006-07-13 | 2009-10-13 | International Rectifier Corporation | Signal conditioning apparatus and method for determination of permanent magnet motor rotor position |
| US7932692B2 (en) * | 2006-11-13 | 2011-04-26 | Denso Corporation | Control system for rotary electric machine with salient structure |
| JP5321449B2 (ja) * | 2007-03-07 | 2013-10-23 | 株式会社安川電機 | モータ制御装置 |
| FI129765B (sv) * | 2007-03-21 | 2022-08-15 | Oy Kwh Mirka Ab | Kompakt elektrisk slipmaskin |
| JP4961292B2 (ja) * | 2007-07-27 | 2012-06-27 | 三洋電機株式会社 | モータ制御装置 |
| JP5176420B2 (ja) * | 2007-08-02 | 2013-04-03 | 株式会社ジェイテクト | ブラシレスモータのセンサレス制御装置 |
| CN101247104B (zh) * | 2008-03-27 | 2010-06-02 | 无锡市飞象电子有限公司 | 定子磁链定向的交流电机旋转速度和转子位置推测方法 |
| JP2009268267A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Sanyo Electric Co Ltd | モータ制御装置及び発電機制御装置 |
| JP4751435B2 (ja) * | 2008-10-09 | 2011-08-17 | 株式会社東芝 | モータ磁極位置検出装置，モータ制御装置，モータ駆動システム及び洗濯機 |
| JP5324646B2 (ja) * | 2009-03-25 | 2013-10-23 | 三菱電機株式会社 | 回転電機の制御装置および制御方法 |
| BRPI0924592B1 (pt) * | 2009-03-25 | 2019-11-26 | Mitsubishi Electric Corp | aparelho de controle para uma máquina elétrica rotativa para executar controle de acionamento da máquina elétrica rotativa |
| CN101526494B (zh) * | 2009-03-31 | 2012-05-23 | 西安交通大学 | 基于Pt反应电极的气体传感器及温度补偿方法 |
| FR2944659B1 (fr) * | 2009-04-21 | 2011-04-01 | Schneider Toshiba Inverter | Procede de determination de la position du vecteur de flux d'un moteur |
| US8339081B2 (en) * | 2009-09-11 | 2012-12-25 | GM Global Technology Operations LLC | Method and apparatus for low speed permanent magnet motor operation |
| EP2337211B1 (en) * | 2009-12-18 | 2012-09-26 | ABB Oy | Method and arrangement for controlling permanent magnet synchronous machines |
| US8531143B2 (en) | 2010-09-10 | 2013-09-10 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Permanent magnet motor with stator-based saliency for position sensorless drive |
| US8723460B2 (en) | 2011-02-23 | 2014-05-13 | Deere & Company | Method and system for controlling an electric motor with compensation for time delay in position determination |
| US8547045B2 (en) | 2011-02-23 | 2013-10-01 | Deere & Company | Method and system controlling an electrical motor with temperature compensation |
| US8456115B2 (en) | 2011-02-23 | 2013-06-04 | Deere & Company | Method and system for controlling an electric motor with variable switching frequency at variable operating speeds |
| CN102651629B (zh) * | 2011-02-23 | 2016-03-23 | 上海捷能汽车技术有限公司 | 一种永磁磁链的在线估算方法 |
| US8624531B2 (en) | 2011-02-24 | 2014-01-07 | Deere & Company | Method and system for evaluating electrical connections between a motor controller and motor |
| US8796983B2 (en) | 2011-02-24 | 2014-08-05 | Deere & Company | Method and system for determining a position of a rotor of an electric motor with noise reduction |
| US8810189B2 (en) | 2011-02-25 | 2014-08-19 | Deere & Company | Machine systems including pre-power diagnostics |
| US8552673B2 (en) | 2011-02-28 | 2013-10-08 | Deere & Company | Interior permanent magnet machine systems and methods for controlling interior permanent magnet machines |
| US8853979B2 (en) | 2011-02-28 | 2014-10-07 | Deere & Company | Method and system for calibrating rotor position offset of an electric motor |
| US8880250B2 (en) | 2011-02-28 | 2014-11-04 | Deere & Company | DC bus voltage control |
| US8450962B2 (en) | 2011-02-28 | 2013-05-28 | Deere & Company | System for controlling a motor |
| US8575482B2 (en) | 2011-02-28 | 2013-11-05 | Deere & Company | Interface for an enclosure for housing an electrical or electronic device |
| US8531141B2 (en) | 2011-02-28 | 2013-09-10 | Deere & Company | System for calibrating an electrical control system |
| US8648555B2 (en) | 2011-02-28 | 2014-02-11 | Deere & Company | Method and system for controlling an electric motor at or near stall conditions |
| US8744794B2 (en) | 2011-02-28 | 2014-06-03 | Deere & Company | Method and apparatus for characterizing an interior permanent magnet machine |
| US8410737B2 (en) | 2011-02-28 | 2013-04-02 | Deere & Company | Device and method for generating an initial controller lookup table for an IPM machine |
| JP5401500B2 (ja) * | 2011-04-19 | 2014-01-29 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置、電動機制御システム |
| US8644992B2 (en) * | 2011-05-05 | 2014-02-04 | General Electric Company | Method to improve washer motor efficiency and performance |
| EP2552014A3 (en) | 2011-07-28 | 2016-08-17 | Vestas Wind Systems A/S | A method of position sensorless control of an electrical machine |
| EP2552015B1 (en) | 2011-07-28 | 2018-05-16 | Vestas Wind Systems A/S | A method of position sensorless control of an electrical machine |
| JP5652664B2 (ja) * | 2011-10-21 | 2015-01-14 | アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 | 回転電機制御装置 |
| CN104081651B (zh) | 2012-01-24 | 2017-03-01 | 三菱电机株式会社 | 交流电机的控制装置 |
| DE102012205540B4 (de) * | 2012-04-04 | 2023-08-17 | Vitesco Technologies GmbH | Verfahren und Vorrichtung zur sensorlosen Regelung einer fremderregten Synchronmaschine |
| JP5843687B2 (ja) * | 2012-04-17 | 2016-01-13 | 三菱電機株式会社 | モータ制御装置及びモータ制御システム |
| US8872455B2 (en) | 2012-05-22 | 2014-10-28 | Deere & Company | Method and controller for an electric motor with fault detection |
| CN102739150B (zh) * | 2012-06-20 | 2014-07-30 | 哈尔滨工业大学 | 无传感器永磁同步电机的参数辨识控制装置及控制方法 |
| US9906108B2 (en) | 2012-11-01 | 2018-02-27 | General Electric Company | Sensorless electric machine |
| US9871418B2 (en) | 2012-11-01 | 2018-01-16 | General Electric Company | Sensorless electric machine |
| US9641033B2 (en) | 2013-09-06 | 2017-05-02 | General Electric Company | Electric machine having offset rotor sections |
| US9093878B2 (en) | 2012-11-01 | 2015-07-28 | General Electric Company | Sensorless electric machine |
| US9941775B2 (en) | 2012-11-01 | 2018-04-10 | General Electric Company | D-ring implementation in skewed rotor assembly |
| US9490738B2 (en) | 2013-01-16 | 2016-11-08 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Sensorless motor drive vector control |
| US9054611B2 (en) | 2013-06-29 | 2015-06-09 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Method and apparatus for stability control of open loop motor drive operation |
| US9054621B2 (en) | 2013-04-23 | 2015-06-09 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Position sensorless open loop control for motor drives with output filter and transformer |
| US9294019B2 (en) | 2013-01-16 | 2016-03-22 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Method and apparatus for controlling power converter with inverter output filter |
| US9124209B2 (en) | 2013-01-16 | 2015-09-01 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Method and apparatus for controlling power converter with inverter output filter |
| US10158314B2 (en) | 2013-01-16 | 2018-12-18 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Feedforward control of motor drives with output sinewave filter |
| US9287812B2 (en) | 2013-06-29 | 2016-03-15 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Method and apparatus for stability control of open loop motor drive operation |
| US9231500B2 (en) * | 2013-01-30 | 2016-01-05 | Nidec Motor Corporation | Sensorless motor braking system |
| JP5693652B2 (ja) * | 2013-05-13 | 2015-04-01 | 三菱電機株式会社 | 同期機制御装置 |
| FR3006126B1 (fr) * | 2013-05-21 | 2015-05-15 | IFP Energies Nouvelles | Procede de determination de la position et de la vitesse d'un rotor d'une machine electrique synchrone au moyen d'observateurs d'etat |
| FR3009145B1 (fr) * | 2013-07-24 | 2017-06-09 | Thales Sa | Baie modulaire d'onduleurs et son procede de pilotage pour un ensemble de machines electriques depourvues de capteurs de position |
| US9906082B2 (en) | 2013-09-06 | 2018-02-27 | General Electric Company | Electric machine having reduced torque oscillations and axial thrust |
| JP2015136237A (ja) * | 2014-01-17 | 2015-07-27 | 株式会社安川電機 | 回転電機制御装置、回転電機制御方法、及び制御マップの作成方法 |
| JP6278221B2 (ja) * | 2014-06-09 | 2018-02-14 | 株式会社安川電機 | 回転電機、回転電機の制御装置、回転電機の制御方法 |
| US9374028B2 (en) | 2014-08-22 | 2016-06-21 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Transition scheme for position sensorless control of AC motor drives |
| JP6344151B2 (ja) * | 2014-08-29 | 2018-06-20 | 株式会社リコー | 位置推定装置、モータ駆動制御装置、位置推定方法及びプログラム |
| US9716460B2 (en) | 2015-01-28 | 2017-07-25 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Method and apparatus for speed reversal control of motor drive |
| US9774284B2 (en) | 2015-02-19 | 2017-09-26 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Rotor position estimation apparatus and methods |
| JP6580899B2 (ja) * | 2015-08-26 | 2019-09-25 | 株式会社東芝 | ドライブシステムおよびインバータ装置 |
| JP6243385B2 (ja) * | 2015-10-19 | 2017-12-06 | ファナック株式会社 | モータ電流制御における補正値を学習する機械学習装置および方法ならびに該機械学習装置を備えた補正値計算装置およびモータ駆動装置 |
| US9800190B2 (en) | 2016-02-03 | 2017-10-24 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Control of motor drives with output sinewave filter capacitor current compensation using sinewave filter transfer function |
| US9985565B2 (en) | 2016-04-18 | 2018-05-29 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Sensorless motor drive vector control with feedback compensation for filter capacitor current |
| US9948224B1 (en) | 2016-10-17 | 2018-04-17 | General Electric Company | System and method for sensorless control of electric machines using magnetic alignment signatures |
| US10020766B2 (en) | 2016-11-15 | 2018-07-10 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Current control of motor drives with output sinewave filter |
| JP6870433B2 (ja) * | 2017-03-31 | 2021-05-12 | セイコーエプソン株式会社 | 制御装置、およびロボットシステム |
| KR101941976B1 (ko) * | 2017-09-19 | 2019-01-24 | 서울대학교산학협력단 | 전동기 제어장치 |
| US20200373863A1 (en) * | 2018-01-31 | 2020-11-26 | Atlas Copco Industrial Technique Ab | Slotless synchronous permanent magnet motor |
| CN108599651B (zh) * | 2018-05-15 | 2020-07-03 | 华中科技大学 | 基于虚拟电压注入的感应电机无速度传感器驱动控制方法 |
| CN108718165B (zh) * | 2018-06-14 | 2020-01-10 | 华中科技大学 | 一种基于误差补偿的感应电机零频稳定控制方法 |
| US10833620B2 (en) * | 2018-10-05 | 2020-11-10 | Steering Solutions Ip Holding Corporation | Dynamic estimation of supply current for electric motor drive |
| CN111327243B (zh) | 2018-12-13 | 2022-05-27 | 台达电子工业股份有限公司 | 旋转电机控制装置及其控制方法 |
| TWI686047B (zh) * | 2018-12-13 | 2020-02-21 | 台達電子工業股份有限公司 | 旋轉電機控制裝置及其控制方法 |
| EP3709500A1 (en) | 2019-03-12 | 2020-09-16 | Schneider Toshiba Inverter Europe SAS | Estimation of the amplitude of a periodic component in a measured signal through a delta-sigma modulator |
| US11171586B2 (en) | 2019-04-25 | 2021-11-09 | Black & Decker Inc. | Low-speed sensorless brushless motor control in a power tool |
| US11196371B2 (en) | 2020-01-10 | 2021-12-07 | DRiV Automotive Inc. | Sensorless position detection for electric motor |
| CN115208262A (zh) | 2021-04-08 | 2022-10-18 | 台达电子工业股份有限公司 | 马达控制装置及马达控制方法 |
| TWI774315B (zh) * | 2021-04-08 | 2022-08-11 | 台達電子工業股份有限公司 | 馬達控制裝置及馬達控制方法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5334923A (en) * | 1990-10-01 | 1994-08-02 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Motor torque control method and apparatus |
| US5559419A (en) * | 1993-12-22 | 1996-09-24 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Method and apparatus for transducerless flux estimation in drives for induction machines |
| US5585709A (en) * | 1993-12-22 | 1996-12-17 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Method and apparatus for transducerless position and velocity estimation in drives for AC machines |
| JP3530911B2 (ja) * | 1995-03-29 | 2004-05-24 | 正 深尾 | 可変速発電電動機 |
| JP3253004B2 (ja) * | 1996-01-12 | 2002-02-04 | 株式会社安川電機 | 永久磁石形同期電動機の速度推定方法及びその回転子ずれ角推定方法並びに回転子位置修正方法 |
| JP3710621B2 (ja) * | 1998-05-29 | 2005-10-26 | 三菱電機株式会社 | 誘導電動機の制御装置 |
| US6069467A (en) * | 1998-11-16 | 2000-05-30 | General Electric Company | Sensorless rotor tracking of induction machines with asymmetrical rotor resistance |
| JP3419725B2 (ja) | 1999-01-27 | 2003-06-23 | 松下電器産業株式会社 | 位置センサレスモータ制御装置 |
| US6462491B1 (en) * | 1999-01-27 | 2002-10-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Position sensorless motor control apparatus |
| US6639380B2 (en) * | 2000-07-14 | 2003-10-28 | Sul Seung-Ki | Method and system of sensorless field orientation control for an AC motor |
| JP2002051580A (ja) | 2000-08-03 | 2002-02-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 同期モータの位置センサレス制御方法および位置センサレス制御装置。 |
| US6429616B1 (en) * | 2001-03-29 | 2002-08-06 | Ford Global Technologies, Inc. | Method of estimating the DC bus voltage in electric machine drives |
| US6703809B2 (en) * | 2002-03-05 | 2004-03-09 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | Flux position identifier using high frequency injection with the presence of a rich harmonic spectrum in a responding signal |
-
2002
- 2002-04-02 JP JP2002100259A patent/JP4370754B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-03-26 CN CNB038076357A patent/CN1322667C/zh not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-26 EP EP20030715432 patent/EP1492224A1/en not_active Withdrawn
- 2003-03-26 US US10/509,957 patent/US7045988B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-03-26 WO PCT/JP2003/003741 patent/WO2003084050A1/ja active Application Filing
- 2003-04-01 TW TW092107406A patent/TW200306059A/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005160287A (ja) * | 2003-10-29 | 2005-06-16 | Daikin Ind Ltd | 回転位置角推定方法及び回転位置角推定装置、並びにモータの制御方法及びモータの制御装置 |
| JP4691916B2 (ja) * | 2003-10-29 | 2011-06-01 | ダイキン工業株式会社 | 回転位置角推定方法及び回転位置角推定装置、並びにモータの制御方法及びモータの制御装置 |
| JP2008505596A (ja) * | 2004-07-01 | 2008-02-21 | インターナショナル レクティファイアー コーポレイション | 永久磁石同期電動機駆動の起動方法およびシステム |
| JP2007097275A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 同期電動機駆動装置 |
| JP2007185080A (ja) * | 2006-01-07 | 2007-07-19 | C & S Kokusai Kenkyusho:Kk | 交流電動機の回転子位相推定装置 |
| JP2008301695A (ja) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | C & S Kokusai Kenkyusho:Kk | 同期電動機駆動制御のための回転子位相推定方法 |
| JP4587110B2 (ja) * | 2007-06-01 | 2010-11-24 | 有限会社シー・アンド・エス国際研究所 | 同期電動機駆動制御のための回転子位相推定方法 |
| JP2009290980A (ja) * | 2008-05-29 | 2009-12-10 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 永久磁石形同期電動機の制御装置 |
| JP2010081726A (ja) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Yaskawa Electric Corp | 交流電動機の制御装置及びその制御方法 |
| KR101470025B1 (ko) * | 2009-07-06 | 2014-12-15 | 현대자동차주식회사 | 비상 운전용 고효율 영구자석 동기모터의 각도위치 센서리스 제어 방법 |
| JP2012151967A (ja) * | 2011-01-18 | 2012-08-09 | Daikin Ind Ltd | 電力変換装置 |
| JP2015012661A (ja) * | 2013-06-27 | 2015-01-19 | 株式会社安川電機 | 回転電機及び回転電機の制御装置 |
| JP2016063596A (ja) * | 2014-09-17 | 2016-04-25 | 株式会社デンソー | リラクタンス同期モータの駆動制御方法及びリラクタンス同期モータの駆動制御装置 |
| JP2016220364A (ja) * | 2015-05-19 | 2016-12-22 | 富士電機株式会社 | 永久磁石同期電動機の制御装置 |
| JP2017011827A (ja) * | 2015-06-18 | 2017-01-12 | 株式会社安川電機 | モータ制御装置、磁束指令の生成装置および磁束指令の生成方法 |
| US10135375B2 (en) | 2016-03-18 | 2018-11-20 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Rotation controller for AC electric motor and method for controlling rotation of the AC electric motor |
| CN105932912A (zh) * | 2016-05-17 | 2016-09-07 | 厦门理工学院 | 一种永磁同步电机转子初始位置检测方法 |
| US11223313B2 (en) | 2016-09-05 | 2022-01-11 | Toshiba Infrastructure Systems & Solutions Corporation | Inverter control device and motor drive system |
| WO2018043501A1 (ja) * | 2016-09-05 | 2018-03-08 | 東芝インフラシステムズ株式会社 | インバータ制御装置および電動機駆動システム |
| KR20200029868A (ko) * | 2018-09-11 | 2020-03-19 | 한온시스템 주식회사 | 모터 제어 장치 및 방법 |
| KR102609253B1 (ko) | 2018-09-11 | 2023-12-05 | 한온시스템 주식회사 | 모터 제어 장치 및 방법 |
| KR20210099514A (ko) * | 2020-02-04 | 2021-08-12 | 니혼 덴산 산쿄 가부시키가이샤 | 모터 제어 방법, 모터 구동 장치, 산업용 로봇의 제어 방법 및 산업용 로봇 |
| KR102567832B1 (ko) * | 2020-02-04 | 2023-08-18 | 니덱 인스트루먼츠 가부시키가이샤 | 모터 제어 방법, 모터 구동 장치, 산업용 로봇의 제어 방법 및 산업용 로봇 |
| CN113285645A (zh) * | 2020-02-04 | 2021-08-20 | 日本电产三协株式会社 | 电动机控制方法、电动机驱动装置、工业用机器人的控制方法及工业用机器人 |
| CN113285645B (zh) * | 2020-02-04 | 2024-05-07 | 日本电产三协株式会社 | 电动机控制方法、电动机驱动装置、工业用机器人的控制方法及工业用机器人 |
| KR102426117B1 (ko) * | 2021-11-25 | 2022-07-28 | 주식회사 바바텍 | 전동기 제어 시스템 및 그에 대한 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW200306059A (en) | 2003-11-01 |
| CN1647359A (zh) | 2005-07-27 |
| US20050146306A1 (en) | 2005-07-07 |
| US7045988B2 (en) | 2006-05-16 |
| JP4370754B2 (ja) | 2009-11-25 |
| WO2003084050A1 (fr) | 2003-10-09 |
| EP1492224A1 (en) | 2004-12-29 |
| CN1322667C (zh) | 2007-06-20 |
| TWI296876B (ja) | 2008-05-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2003299381A (ja) | 交流電動機のセンサレス制御装置および制御方法 | |
| JP3467961B2 (ja) | 回転電機の制御装置 | |
| CN111510042B (zh) | 电机的转子位置估算方法、装置和电机控制系统 | |
| JP5761243B2 (ja) | モータ制御装置および磁極位置推定方法 | |
| JP4475368B2 (ja) | 速度センサレスベクトル制御装置 | |
| KR100724667B1 (ko) | 동기 전동기의 제어 장치, 전기 기기 및 모듈 | |
| KR100790914B1 (ko) | 회전 전자기 장치에서 토르크 불규칙성을 능동적으로감소시키는 방법 및 장치 | |
| JP3805336B2 (ja) | 磁極位置検出装置及び方法 | |
| EP1341293A1 (en) | Synchronous motor control method and device | |
| JP2003235286A (ja) | 同期機の制御装置 | |
| GB2357201A (en) | Synchronous motor control device and method | |
| JPH1127999A (ja) | 誘導電動機の誘導起電力推定方法、速度推定方法、軸ずれ補正方法及び誘導電動機制御装置 | |
| Abo‐Khalil et al. | Sensorless control for PMSM using model reference adaptive system | |
| Chen et al. | Self-sensing control of permanent-magnet synchronous machines with multiple saliencies using pulse-voltage-injection | |
| JP4402600B2 (ja) | 同期電動機の駆動システム及び同期電動機の駆動方法 | |
| JP2009011017A (ja) | 電圧形インバータの制御装置 | |
| CN113364375B (zh) | 变结构电流调节器的pmsm驱动系统无传感器控制方法 | |
| JP3735836B2 (ja) | 永久磁石同期電動機のベクトル制御方法 | |
| US11264935B2 (en) | Variable speed drive for the sensorless PWM control of an AC motor by exploiting PWM-induced artefacts | |
| JP3528108B2 (ja) | 誘導電動機の適応滑り周波数形ベクトル制御方法及び装置 | |
| JP5169014B2 (ja) | 交流電動機のための位相推定法 | |
| JP3687331B2 (ja) | 誘導機可変速駆動装置 | |
| JP3770365B2 (ja) | 速度センサレスベクトル制御方法 | |
| JP2001069777A (ja) | 同期電動機の位置および速度推定装置 | |
| WO2023228885A1 (ja) | 駆動制御装置、駆動制御システム及び状態推定方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050309 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060324 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20071127 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080402 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080530 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090811 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090824 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120911 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4370754 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120911 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130911 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140911 Year of fee payment: 5 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |