JP2005102434A - モータの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基本波と高調波の十分な分離を実現すること。【解決手段】モータ２に制御電力を供給する電力変換器１と、指令値１１と実測値１４，１５とに対応する第１電力指令７−１を生成する第１電力指令器３と、モータ位相θｅを検出する位相検出器２８と、実測値１４，１５に含まれモータ位相θｅの関数である高調波成分＜ｉｄｈ，ｉｑｈ＞を抽出するベクトルフィルタ２２と、高調波成分＜ｉｄｈ，ｉｑｈ＞に対応する第２電力指令７−２を生成する第２電力指令器４，２３と、第１電力指令７−１と第２電力指令７−２とに対応して第３電力指令 ５０を生成する第３電力指令器４０−１，２，３とから構成されている。基本波の影響を受けない高調波成分が基本波から分離され、高調波制御は基本波周波数成分の影響を受けず、結果的に、モータ制御の最重要部分である基本波制御に悪影響が出ない。悪影響の排除は、高調波制御を安定化する。モータトルク又はモータ速度が急峻に変動するモータ、特に、サーボモータの高調波は良好に制御される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、モータの制御装置に関し、特に、高調波抑制制御のモータの制御装置に関する。

モータ制御では、モータのトルク出力に現れるリップル発生を解消することが重要である。交流モータの巻線には正弦波電流が流される。その正弦波電流が起磁力を発生させて、モータの鉄心とステータの鉄心とで形成される磁気回路の磁気抵抗は、モータの電気角に対して正弦波状に変化する。その磁気抵抗に高調波成分が含まれなければ、出力トルクは平坦なトルク特性を示す。電気角に対して高調波成分を持つ現実のモータでは、トルク出力にリップルが発生する。振動又は騒音の原因になるトルクリップルの制御は、抑制されることが重要である。

交流モータの巻線電流制御では、後掲特許文献１に示されるように、励磁電流ｉｄとトルク電流ｉｑの２つの直流成分に３相交流を変換することにより、演算の容易化が行われている。このような交流直流変換は、ｄｑ変換と呼ばれていて、今日のモータ制御の基本的手法として知られている。基本波は、モータのベースであるトルク（ベーストルク）を発生する。リップルを抑制するためには、ベーストルクが悪影響を受けることがあってはならない。高調波を制御するために、高調波制御器が用いられる。高調波制御器は、高調波周波数のｓｉｎ波又はｃｏｓｉｎ波の係数和で演算するので、高調波制御器からは基本周波数成分が出力されないと考えられがちであるが、このような考えは、錯覚であり間違いである。トルク出力を変更するために基本波を変えることは、ｉｄとｉｑの変動を招く（参照：後掲特許文献２と後掲特許文献３）。ｉｄとｉｑの変動に連動して、それらの係数和であるｉｑｈ，ｉｄｈが変動するので、基本周波数成分は高調波制御器から出力する。

公知の技術は、このような連動を抑制するために、ハイパスフィルタを用いている。ハイパスフィルタを用いる技術では、基本波と高調波との分離が十分ではない。基本波に対して周波数差が小さい３次高調波は、ハイパスフィルタでは十分に除去され得ない。公知の技術は、一定速度又は一定トルクの運転のハイパスフィルタの使用は有効であるが、速度とトルクが瞬時に変わるサーボモータに関しては、高調波制御と基本波制御との干渉により十分に満足できる制御性能を得ることが困難である。基本波と高調波の十分な分離を実現する技術の確立が求められる。

特開平０８−３３１８８５号 特開２００２−２２３６００号 特開平２０００３−１６４１９８号

本発明の課題は、基本波と高調波の十分な分離を実現する技術を確立するモータの制御装置を提供することにある。

本発明によるモータの制御装置は、モータ（２）に制御電力を供給する電力変換器（１）と、指令値（１１）と実測値（１４，１５）とに対応する第１電力指令（７−１）を生成する第１電力指令器（３）と、モータ位相θｅを検出する位相検出器（２８）と、実測値（１４，１５）に含まれモータ位相θｅの関数である高調波成分＜ｉｄｈ，ｉｑｈ＞を抽出するベクトルフィルタ（２２）と、高調波成分＜ｉｄｈ，ｉｑｈ＞に対応する第２電力指令（７−２）を生成する第２電力指令器（４，２３）と、第１電力指令（７−１）と第２電力指令（７−２）とに対応して第３電力指令（５０）を生成する第３電力指令器（４０−１，２，３，・・・，ｓ）とから構成されている。ｓは、３相の３、又は、３より大きい多相数を示す。第３電力指令（５０）は電力変換器（１）に入力される。

高調波のｉｄｈと高調波のｉｑｈを基本波のｉｄとｉｑから分離して正確に求めることは、高調波成分の制御のために本質的に重要である。なぜなら、基本波ｉｄ，ｉｑと高調波ｉｄｈ，ｉｑｈとの分離が不十分又は不完全であれば、高調波が基本波の制御に悪影響を及ぼすからである。基本波の影響を受けない高調波成分が基本波から分離され、高調波制御は基本波周波数成分の影響を受けず、結果的に、モータ制御の最重要部分である基本波制御に悪影響が出ない。悪影響の排除は、高調波制御を安定化する。モータトルク又はモータ速度が急峻に変動するモータ、特に、サーボモータの高調波は良好に制御される。

第３電力指令器は、加算器として提供され、第１電力指令（７−１）と第２電力指令（７−２）を加算する。ベクトルフィルタ（２２）は、下記式：
ｉｄｈ＝（１／π）∫［０，２π］ｉｕ・ｓｉｎ（Ｎθｅ）ｄθｅ
ｉｑｈ＝（１／π）∫［０，２π］ｉｕ・ｃｏｓ（Ｎθｅ）ｄθｅ
を計算するリアルタイム計算器として提供される。加算器は、巻線電流に制御用高調波成分対応信号（７−２）を重畳するために提供されている。ベクトルフィルタ（２２）が演算する対象の第１相の巻線電流は例示である。第１相に対して関する演算は、第２相に関する演算、第３相に関する演算に同等である。モータの巻線は、各相が電気磁気的に同等であり、１つの相の高調波を抑制することは、それ以外の相の高調波を自然に抑制する。

高調波指令＜ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊＞を生成する高調波指令器（４１）の追加は有効である。第２電力指令（７−２）は、高調波成分＜ｉｄｈ，ｉｑｈ＞と高調波指令＜ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊＞に対応して生成される。高調波指令＜ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊＞は、実機に特有である定数として設定され、高調波制御はその定数に対して平均的に実行され得る。実測値の巻線電流ｉｕ，ｉｖの高調波成分が零になることとトルクリップルが完全に零になることとの間には、完全な対応関係はない。巻線電流に予め定められた高調波成分（一定値）に対応する値を意図的に重畳することにより、トルクリップルの抑制能力が向上する。

高調波指令＜ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊＞は、ｄθｅ／ｄｔ（＝ωｅ）に対応することが有効である。モータのトルク出力特性は、モータの回転速度（位相速度）に依存する。速度に対応する高調波指令を巻線電流指令に重畳することは、運転速度に対応して良好である高調波制御を実現する。

モータトルクを検出するトルク検出器（４５）が追加される。高調波指令＜ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊＞は、ｄθｅ／ｄｔとモータトルクとに対応することが有効である。ｄθｅ／ｄｔに対応する高調波指令に更にモータトルクに対応する高調波指令を付加することにより、より広い運転範囲の高調波制御を実現する。

高調波指令＜ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊＞は、ｄθｅ／ｄｔに含まれるモータ速度高調波に対応する。時々刻々に変化するモータ速度に含まれる高調波にリアルタイムに時々刻々に追随して、実際の速度リップルをより零に漸近させる高調波制御を実現する。

高調波指令＜ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊＞は、モータトルクに含まれるモータトルク高調波に対応する。時々刻々に変化するモータトルクに含まれる高調波にリアルタイムに時々刻々に追随して、実際のトルクリップルの計測値に対応する高調波制御は、騒音又は震動の抑制の制御として現実的に有効である。

高調波成分対応により、高調波を純粋に制御することができる。

本発明によるモータの制御装置の実現態は、図に対応して、更に詳細に記述される。その実現態は、図１に示されるように、電力変換器１がモータ２とともに設けられている。電力変換器１は、３相電力＜Ｕ，Ｖ，Ｗ＞をモータ２に供給する。電力変換器１には、ｄｑ／３相変換器３と巻線印加電圧指令器４とが接続している。ｄｑ／３相変換器３は、フィードバック励磁指令ｖｄ＊５とフィードバックトルク指令ｖｑ＊６をこれらに対応する基本波制御用３相電力指令＜ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊＞７−１に変換する。巻線印加電圧指令器４は、後述される制御指令に対応する３相巻線印加電圧指令（Ｊｕ，Ｊｖ，Ｊｗ）７−２を出力する。

ｄｑ／３相変換器３には、電流制御器８を介してトルク制御器９が接続している。電流制御器８はｄｑ／３相変換器３に接続し、トルク制御器９は電流制御器８に接続している。トルク制御器９には、トルク指令値Ｔｅ＊１１が入力される。トルク制御器９は、トルク指令値Ｔｅ＊１１に対応する励磁指令信号ｉｄ＊１２とトルク指令信号ｉｑ＊１３を出力する。

モータ２に付随する３相分のうちの第１相励磁巻線の第１相巻線電流ｉｕ１４とその３相分のうちの第２励磁巻線の第２相巻線電流ｉｖ１５は、それぞれに、第１相巻線電流検出器１６と第２相巻線電流検出器１７とにより検出される。第３相巻線電流ｉｗは、減算（ｉｕ−ｉｖ）の計算により求められる。第１相巻線電流ｉｕ１４と第２相巻線電流ｉｖ１５は、３相／ｄｑ変換器１８に入力される。３相／ｄｑ変換器１８は、第１相巻線電流ｉｕ１４と第２相巻線電流ｉｖ１５とに対応し励磁指令信号ｉｄ＊１２とトルク指令信号ｉｑ＊１３に対してそれぞれに補正するフィードバック励磁指令信号ｉｄ１９とフィードバックトルク指令信号ｉｑ２１を生成して出力する。フィードバック励磁指令信号ｉｄ１９とフィードバックトルク指令信号ｉｑ２１は、電流制御器８に入力される。電流制御器８は、励磁指令信号ｉｄ＊１２とフィードバック励磁指令信号ｉｄ１９に対応するフィードバック励磁指令ｖｄ＊５を生成して出力し、且つ、フィードバックトルク指令信号ｉｑ２１とトルク指令信号ｉｑ＊１３に対応するフィードバックトルク指令ｖｑ＊６を生成して出力する。フィードバック励磁指令ｖｄ＊５としては励磁指令信号ｉｄ＊１２とフィードバック励磁指令信号ｉｄ１９との間の差分に対応する値が適正であり、例えば、差分に基づくＰＩ制御演算で決定される。フィードバックトルク指令ｖｑ＊６としてはトルク指令信号ｉｑ＊１３とフィードバックトルク指令信号ｉｑ２１との間の差分に対応する値が適正であり、例えば、差分に基づくＰＩ制御演算で決定される。

高調波ＤＱ変換器２２と高調波ＤＱ制御器２３とが巻線印加電圧指令器４とともに設けられている。巻線印加電圧指令器４と高調波ＤＱ変換器２２と高調波ＤＱ制御器２３のセットは、本発明の特徴的追加部分である。第１相巻線電流検出器１６と第２相巻線電流検出器１７のうちのいずれかは、高調波ＤＱ変換器２２に接続される。第１相巻線電流ｉｕ１４と第２相巻線電流ｉｖ１５のうちの少なくとも一方は、高調波ＤＱ変換器２２に入力される。今の場合には、第１相巻線電流ｉｕ１４が高調波ＤＱ変換器２２に入力される。高調波ＤＱ変換器２２は、下記の式で表される第１高調波成分ｉｄｈ２４と第２高調波成分ｉｑｈ２５とを計算する。
ｉｄｈ
＝（１／π）∫［０，２π］ｉｕ・ｓｉｎ（Ｎθｅ）ｄθｅ（１−１）・・・（１−１）
ｉｑｈ
＝（１／π）∫［０，２π］ｉｕ・ｃｏｓ（Ｎθｅ）ｄθｅ（１−２）・・・（１−２）
Ｎ：３，５，・・・，奇数
［０，２π］：積分範囲０〜２π
ｉｄｈ：第１相巻線電流ｉｕのｉｄｈ
ｉｑｈ：第１相巻線電流ｉｕのｉｑｈ

式（１−１，２）にみられるように、高調波ＤＱ変換器２２は、ベクトルフィルタとして与えられている。そのベクトルフィルタを通過する第１高調波成分ｉｄｈ２４と第２高調波成分ｉｑｈ２５は、高調波ＤＱ制御器２３に入力される。高調波ＤＱ制御器２３は、第１高調波成分ｉｄｈ２４と第２高調波成分ｉｑｈ２５とにそれぞれに対応する第１高調波補償電圧２６と第２高調波補償電圧２７とを出力する。第１高調波補償電圧２６と第２高調波補償電圧２７は、巻線印加電圧指令器４に入力される。巻線印加電圧指令器４は、第１高調波補償電圧２６と第２高調波補償電圧２７とを逆変換して、高調波制御用３相電力指令＜Ｊｕ，Ｊｖ，Ｊｗ＞７−２を計算して出力する。

式（１−１，２）の変数θｅは、位相速度検出器２８によりｄｑ座標系上の位相速度対応出力信号θｍ２９に基づいて計算により求められ得る。位相速度演算器３１は、位相速度対応出力信号θｍ２９に基づいて、その位相の回転角度対応値ωｅと位相θｅ３３とを計算により求める。位相速度演算器３１から出力されるは回転角度対応値ωｅ３２は、トルク制御器９にフィードバックされて入力される。位相速度演算器３１から出力される位相θｅ３３は、ｄｑ／３相変換器３と３相／ｄｑ変換器１８と巻線印加電圧指令器４とにフィードバックされて入力され、且つ、高調波ＤＱ変換器２２に送信される。

電力変換器１とｄｑ／３相変換器３との間には、３相加算器４０−１，２，３が介設されている。３相加算器４０−１，２，３は、下記の式により、高調波制御用３相電力指令＜Ｊｕ，Ｊｖ，Ｊｗ＞７−２を基本波制御用３相電力指令＜ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊＞７−１に加算し、３相フィードバック電力指令＜Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗ＞５０を生成して電力変換器１に対して出力する。
Ｋｕ＝ｖｕ＊＋Ｊｕ
Ｋｖ＝ｖｖ＊＋Ｊｖ
Ｋｗ＝ｖｗ＊＋Ｊｗ

高調波ＤＱ変換器２２により抽出される高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ，ｉｑｈ］は、フィードバック励磁指令信号ｉｄ１９とフィードバックトルク指令信号ｉｑ２１とから形成される基本波ｄｑ成分［ｉｄ，ｉｑ］から純粋に分離されて抽出されていて、高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ，ｉｑｈ］は、基本波ｄｑ成分［ｉｄ，ｉｑ］の影響を受けていない。基本波ｄｑ成分［ｉｄ，ｉｑ］によりフィードバック制御を受けてｄｑ／３相変換器３から出力される基本波制御用３相電力指令＜ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊＞は、モータ２に投入される３相電力＜Ｕ，Ｖ，Ｗ＞のうちの基本波成分の制御に寄与し、３相電力＜Ｕ，Ｖ，Ｗ＞のうちの高調波成分の制御に影響を与えず、高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ，ｉｑｈ］によりフィードバック制御を受けてｄｑ／３相変換器３から出力される基本波制御用３相電力指令＜Ｋｕ，Ｋｖ，Ｋｗ＞は、モータ２に投入される３相電力＜Ｕ，Ｖ，Ｗ＞のうちの高調波成分の制御に寄与し、３相電力＜Ｕ，Ｖ，Ｗ＞のうちの基本波成分の制御に影響を与えない。このように互いに独立している基本波制御用成分と高調波制御用成分の両方をフィードバック信号として用いることにより、モータ制御の最重要部分である基本波制御は、高調波制御から悪影響を受けずに、安定的に確保され得る。このような安定的制御は、トルク又は速度が急峻に変動するサーボ制御の高調波を抑制することができる。

図２は、本発明によるモータの制御装置の他の実現態を示している。本実現態では、高調波指令器４１が追加される。高調波指令器４１は、高調波ＤＱ制御器２３に接続している。高調波指令器４１は、重畳用高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊］を生成して出力する。重畳用高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊］は、高調波ＤＱ制御器２３に入力される。高調波成分が零になることとトルクリップルが零になることとは完全には対応しないので、巻線電流の高調波成分を零にする制御はトルクリップルを完全に零にすることはできない。第１高調波補償電圧２６と第２高調波補償電圧２７は、重畳用高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊］と高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ，ｉｑｈ］の偏差［ｉｄｈ−ｉｄｈ＊，ｉｑｈ−ｉｑｈ＊］に対応する高調波補償電圧に修正される。３相フィードバック電力指令＜Ｋｕ’，Ｋｖ’，Ｋｗ’＞には、偏差［ｉｄｈ−ｉｄｈ＊，ｉｑｈ−ｉｑｈ＊］に対応する重畳成分＜ΔＫｕ，ΔＫｖ，ΔＫｗ＞が重畳される。
Ｋｕ’＝Ｋｕ＋ΔＫｕ
Ｋｖ’＝Ｋｖ＋ΔＫｖ
Ｋｗ’＝Ｋｗ＋ΔＫｗ
このような重畳は、トルクリップル抑制効果を改善する。重畳用高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊］としては、過去の実績から定められる一定値が設定される。その一定値には、零が含まれる。

図３は、本発明によるモータの制御装置の更に他の実現態を示している。本実現態では、既述の高調波指令器４１に代えられて、速度依存型高調波指令器４３が追加される。速度依存型高調波指令器４３は、高調波ＤＱ制御器２３に接続している。速度依存型高調波指令器４３には、重畳用高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊］として、速度依存型重畳用高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊］４２−１が設定される。速度依存型高調波指令器４３から出力される重畳用高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊］は、速度ｄθｅ／ｄｔ（＝ωｅ）に対応する可変値である。位相速度演算器３１から出力される回転角度対応値ωｅ３２は速度ｄθｅ／ｄｔ（ωｅ）の信号として速度依存型高調波指令器４３に入力される。第１高調波補償電圧２６と第２高調波補償電圧２７は、速度依存型重畳用高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊］４２−１と高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ，ｉｑｈ］の偏差［ｉｄｈ−ｉｄｈ＊，ｉｑｈ−ｉｑｈ＊］に対応する高調波補償電圧に修正される。モータのトルク出力は、モータの回転速度に対応して変化する。巻線に重畳する高調波をモータ速度に対応させることは、高調波の抑制を更に改善する。

図４は、本発明によるモータの制御装置の更に他の実現態を示している。本実現態では、既述の速度依存型高調波指令器４３に代えられて、速度トルク依存型高調波指令器４４が追加される。速度トルク依存型高調波指令器４４は、高調波ＤＱ制御器２３に接続している。速度トルク依存型高調波指令器４４には、重畳用高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊］として、速度トルク依存型重畳用高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊］４２−２が設定される。トルク計４５は、モータ２のトルクを実測する。トルク計４５から出力されるトルク実測値４６は、速度トルク依存型高調波指令器４４に入力される。位相速度演算器３１から出力される回転角度対応値ωｅ３２は速度ｄθｅ／ｄｔ（ωｅ）の信号として速度トルク依存型高調波指令器４４に入力される。速度トルク依存型高調波指令器４４から出力される速度トルク依存型重畳用高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊］４２−２は、速度ｄθｅ／ｄｔとトルク実測値４６との２変数に対応する多変数関数値である。第１高調波補償電圧２６と第２高調波補償電圧２７は、速度トルク依存型重畳用高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊］４２−２と高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ，ｉｑｈ］の偏差［ｉｄｈ−ｉｄｈ＊，ｉｑｈ−ｉｑｈ＊］に対応する高調波補償電圧に修正される。巻線に重畳する高調波をモータ速度とトルクとに対応させることは、より広い運転範囲で高調波の抑制を改善する。

図５は、本発明によるモータの制御装置の更に他の実現態を示している。本実現態では、既述の速度トルク依存型高調波指令器４４に代えられて、モータ速度高調波依存型高調波指令器４７とモータ速度高調波検出器４８とが追加される。モータ速度高調波検出器４８はモータ速度高調波依存型高調波指令器４７に接続し、モータ速度高調波依存型高調波指令器４７は高調波ＤＱ制御器２３に接続している。モータ速度高調波検出器４８は、モータ速度ωｅに含まれるモータ速度高調波成分＜ωｅｄ，ωｅｑ＞４９を抽出してモータ速度高調波依存型高調波指令器４７に対して出力する。モータ速度高調波依存型高調波指令器４７は、モータ速度高調波成分＜ωｅｄ，ωｅｑ＞４９に対応するモータ速度高調波依存型重畳用高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊］４２−３を生成して出力する。第１高調波補償電圧２６と第２高調波補償電圧２７は、モータ速度高調波依存型重畳用高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊］４２−３と高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ，ｉｑｈ］の偏差［ｉｄｈ−ｉｄｈ＊，ｉｑｈ−ｉｑｈ＊］に対応する高調波補償電圧に修正される。巻線に重畳する高調波をモータ速度高調波依存型重畳用高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊］４２−３に対応させることは、速度リップルをより零に漸近させることができる。

図６は、本発明によるモータの制御装置の更に他の実現態を示している。本実現態では、既述のモータ速度高調波依存型高調波指令器４７に代えられてトルク高調波依存型高調波指令器５１が追加され、既述のモータ速度高調波検出器４８に代えられてトルク高調波検出器５２が追加される。トルク高調波検出器５２は、モータトルク４６含まれるモータトルク高調波成分＜Ｔｅｄ，Ｔｅｑ＞５３を抽出してトルク高調波依存型高調波指令器５１に対して出力する。トルク高調波依存型高調波指令器５１は、モータトルク高調波成分＜Ｔｅｄ，Ｔｅｑ＞５３に対応するモータトルク高調波依存型重畳用高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊］４２−４を生成して出力する。第１高調波補償電圧２６と第２高調波補償電圧２７は、モータトルク高調波依存型重畳用高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊］４２−４と高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ，ｉｑｈ］の偏差［ｉｄｈ−ｉｄｈ＊，ｉｑｈ−ｉｑｈ＊］に対応する高調波補償電圧に修正される。巻線に重畳する高調波をモータトルク高調波依存型重畳用高調波ｄｑ成分［ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊］４２−４に対応させることは、モータの騒音と振動とを有効に抑制することができる。トルクリップルに強く依存するモータの騒音又は振動は、実際に生起しているトルクリップルの実測値に基づいて抑制される。本実現態の直接制御は、速度リップルを零に漸近させることにより騒音と振動を抑制する既述の間接制御と比較して、騒音又は振動の発生をより忠実に抑制することができる。

既述の高調波抑制制御は、３相モータについて記述されている。そのような高調波抑制制御は、より多い相のモータ、特には、より強力化される４相モータ又は５相モータに対してより有効に適用され得る。

図１は、本発明によるモータの制御装置の実現態を示す回路図である。 図２は、本発明によるモータの制御装置の他の実現態を示す回路図である。 図３は、本発明によるモータの制御装置の更に他の実現態を示す回路図である。 図４は、本発明によるモータの制御装置の更に他の実現態を示す回路図である。 図５は、本発明によるモータの制御装置の更に他の実現態を示す回路図である。 図６は、本発明によるモータの制御装置の更に他の実現態を示す回路図である。

符号の説明

１…電力変換器
２…モータ
３…第１電力指令器
４，２３…第２電力指令器
７−１…第１電力指令
７−２…第２電力指令
１１…指令値
１４，１５…実測値
２２…ベクトルフィルタ
４０−１，２，３…第３電力指令器
４５…トルク検出器
５０…第３電力指令

Claims (10)

1. モータに制御電力を供給する電力変換器と、 指令値と実測値とに対応する第１電力指令を生成する第１電力指令器と、 モータ位相θｅを検出する位相検出器と、 前記実測値に含まれ前記モータ位相θｅの関数である高調波成分＜ｉｄｈ，ｉｑｈ＞を抽出するベクトルフィルタと、 前記高調波成分＜ｉｄｈ，ｉｑｈ＞に対応する第２電力指令を生成する第２電力指令器と、 前記第１電力指令と前記第２電力指令とに対応して第３電力指令を生成する第３電力指令器とを構成し、
   前記第３電力指令は前記電力変換器に入力される
   モータの制御装置。
2. 前記第３電力指令器は前記第１電力指令と前記第２電力指令を加算する
   請求項１のモータの制御装置。
3. 前記ベクトルフィルタは、下記式：
   ｉｄｈ＝（１／Ｋ）∫［０，２π］ｉｕ・ｓｉｎ（Ｎθｅ）ｄθｅ
   ｉｑｈ＝（１／Ｋ）∫［０，２π］ｉｕ・ｃｏｓ（Ｎθｅ）ｄθｅ
   Ｋ：πを含む定数
   Ｎ：３，５，・・・，奇数
   ［０，２π］：積分範囲０〜２π
   ｉｕ：前記実測値の第１相巻線電流
   ｉｄｈ：第１相巻線電流ｉｕのｉｄｈ
   ｉｑｈ：第１相巻線電流ｉｕのｉｑｈ
   を計算する
   請求項１のモータの制御装置。
4. 高調波指令＜ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊＞を生成する高調波指令器を更に構成し、
   前記第２電力指令は、前記高調波成分＜ｉｄｈ，ｉｑｈ＞と前記高調波指令＜ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊＞に対応して生成される
   請求項１のモータの制御装置。
5. 前記高調波指令＜ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊＞は定数である
   請求項４のモータの制御装置。
6. 前記高調波指令＜ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊＞は、ｄθｅ／ｄｔに対応する
   請求項１のモータの制御装置。
7. モータトルクを検出するトルク検出器を更に構成し、
   前記高調波指令＜ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊＞は、ｄθｅ／ｄｔと前記モータトルクとに対応する
   請求項１のモータの制御装置。
8. 前記高調波指令＜ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊＞は、ｄθｅ／ｄｔに含まれるモータ速度高調波に対応する
   請求項１のモータの制御装置。
9. モータトルクを検出するトルク検出器を更に構成し、
   前記高調波指令＜ｉｄｈ＊，ｉｑｈ＊＞は、前記モータトルクに含まれるモータトルク高調波に対応する
   請求項１のモータの制御装置。
10. 相数は、３を含み３より大きい
    請求項１〜９から選択される１請求項のモータの制御装置。

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