JP2006204054A - モータ制御装置及びこれを有するモータ駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】 トルク（ｑ軸電流）変化に対応したｑ軸インダクタンス変化の影響を受けない弱め磁束制御を実現するモータ制御装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 永久磁石型の同期モータ１の弱め磁束制御を行うモータ制御装置３において、 回転子としての永久磁石が作る磁束に平行な軸をｄ軸としたとき、同期モータ１の回転とインダクタンス及び電機子鎖交磁束とによって発生する誘起電圧のｄ軸成分をｄ軸電圧指令値ｖ_d ^*に基づいて算出される値とみなして、弱め磁束制御用のｄ軸電流指令値ｉ_d ^*を作成する磁束制御部１６を備え、同期モータ１のｄ軸電流ｉ_dがｄ軸電流指令値ｉ_d ^*に追従するように、同期モータ１のｄ軸電圧が追従すべきｄ軸電圧指令値ｖ_d ^*を作成して弱め磁束制御を行う。
【選択図】 図３

Description

本発明は、永久磁石同期モータの駆動を制御するモータ駆動装置に関し、特に弱め磁束制御を行うモータ駆動装置に関する。また、それらのモータ駆動装置を有するモータ駆動システムに関する。

一般に、永久磁石同期モータ（永久磁石型の同期モータ；以下、単に「モータ」という）を駆動するモータ駆動システムにおいては、高速回転時における誘起電圧の過度の上昇を抑制するために負のｄ軸電流による弱め磁束制御が行われる。

モータの回転とモータのインダクタンス及び電機子鎖交磁束とによって発生する誘起電圧Ｖｏは、一般に下記式（１）によって表され、誘起電圧Ｖｏを弱め磁束制御によって制限電圧Ｖ_omに保つことを考えると、下記式（２）が得られる。そして、式（２）をｄ軸電流について解くと下記式（３）が得られる。

ここで、ωはモータの回転角速度、Ｌ_dはｄ軸インダクタンス、Ｌ_qはｑ軸インダクタンス、Φ_aは永久磁石による電機子鎖交磁束、ｉ_dはｄ軸電流、ｉ_qはｑ軸電流である。

上記式（３）から分かるように、弱め磁束制御用のｄ軸電流は、ｄ軸インダクタンスＬ_d及びｑ軸インダクタンスＬ_qに依存する。従来のモータ駆動システムは、上記式（３）によってｄ軸電流ｉ_dが追従すべき弱め磁束制御用のｄ軸電流指令値を算出し、弱め磁束制御を行っていた。

また、弱め磁束制御の手法に関しては様々な手法が提案されている。例えば、下記特許文献１に記載された永久磁石同期モータの駆動制御装置は、バッテリの電圧を逐次検出してモータに印加できる最大電圧値を算出し、その最大電圧値とモータに要求される要求トルクに基づいて、弱め磁束電流の値を算出している。

また、下記特許文献２には、バッテリ電圧と回転角速度を用いて同期モータの弱め磁束電流を算出する同期モータの制御装置が開示されている。

また、下記特許文献３には、弱め界磁制御を行う際、バッテリ電圧値が大きいときは前記弱め界磁制御の開始回転数が高く、バッテリ電圧値が小さいときは前記弱め界磁制御の開始回転数が低くなるよう、バッテリ電圧の検出値に応じて前記弱め界磁制御の開始回転数を補正することを特徴とした同期電動機の制御装置が開示されている。

特許第３１４６７９１号公報 特許第３４１８８２６号公報 特許第３３９６４４０号公報

一般的に、ｑ軸インダクタンスＬ_qはｑ軸電流ｉ_qに依存して変化することが知られている。ｑ軸インダクタンスＬ_qの値は、ｑ軸電流ｉ_qが増えると磁気飽和の影響により減少する。従って、従来のモータ駆動システムにおいて、Ｌ_qの値を一定として扱った場合、ｑ軸電流ｉ_qに変化（即ち、トルクの変化や負荷の変動）によって、上記式（３）を用いた弱め磁束制御用のｄ軸電流指令値の計算に誤差が生じてしまう。

また、上記式（３）を用い、ｑ軸インダクタンスＬ_qの値を一定とみなして弱め磁束制御を行う場合、駆動する負荷範囲は小さくなってしまう。負荷範囲が大きくなればｑ軸電流ｉ_qの変動範囲も大きくなるため、ｑ軸電流ｉ_qの変化に対応したｑ軸インダクタンスＬ_qの値の変化も大きくなってモータを安定して制御することができなくなるからである。

また、モータを駆動するシステムを作成する際、ｄ軸インダクタンスＬ_d及びｑ軸インダクタンスＬ_qの設計値は存在するが、それらの設計値はそれらの実際の真値と必ずしも一致しない。式（３）に従って作成される弱め磁束制御用のｄ軸電流指令値は、ｄ軸インダクタンスＬ_d及びｑ軸インダクタンスＬ_qに依存しているため、従来のモータ駆動システムにおいて弱め磁束制御を行うためには、実際のｄ軸インダクタンスＬ_d及びｑ軸インダクタンスＬ_qの真値に合うように弱め磁束制御用のｄ軸インダクタンスＬ_d及びｑ軸インダクタンスＬ_qの値を調整する必要があった。即ち、期待通りの弱め磁束制御を実現するために、ｄ軸インダクタンスＬ_d及びｑ軸インダクタンスＬ_qの値の夫々を如何なる値に設定すべきか調べてやる必要があった。２つのパラメータの調整は複雑であり、設計工数・設計コストの増大を招いてしまう。

また、上記特許文献１に記載された永久磁石同期モータの駆動制御装置によっても、ｑ軸インダクタンスの値の変動に起因する弱め磁束制御用のｄ軸電流指令値の計算誤差等は解消できない。また、上記特許文献２に記載された同期モータの制御装置は、モータ印加電圧のｄ軸成分を無視して弱め磁束制御用のｄ軸電流指令値を算出している。モータ印加電圧のｄ軸成分はｑ軸インダクタンスに依存しており、単に無視してしまったのでは上述の計算誤差等を解消できない。また、上記特許文献３の記載された技術は、上述の計算誤差等の問題を解決する技術ではない。

そこで本発明は、トルク（ｑ軸電流）変化に対応したｑ軸インダクタンス変化の影響を受けない弱め磁束制御を実現するモータ制御装置及びモータ駆動システムを提供することを目的とする。

上記目的を実現するために、本発明に係るモータ制御装置は、永久磁石型の同期モータの弱め磁束制御を行うモータ制御装置において、回転子としての永久磁石が作る磁束に平行な軸をｄ軸としたとき、同期モータの回転と同期モータのインダクタンス及び前記永久磁石による電機子鎖交磁束とによって発生する誘起電圧のｄ軸成分をｄ軸電圧指令値に基づいて算出される値とみなして、弱め磁束制御用のｄ軸電流指令値を作成する磁束制御部を備え、同期モータのｄ軸電流が前記ｄ軸電流指令値に追従するように、同期モータのｄ軸電圧が追従すべき前記ｄ軸電圧指令値を作成して弱め磁束制御を行うことを特徴とする。

前記誘起電圧のｄ軸成分はｑ軸インダクタンスに依存しているが、上記構成の如く、前記誘起電圧のｄ軸成分をｄ軸電圧指令値に基づいて算出される値とみなすことにより、弱め磁束制御用のｄ軸電流指令値はｑ軸インダクタンスの値に依存しなくなる。これにより、トルク（ｑ軸電流）変化に対応したｑ軸インダクタンス変化に起因する弱め磁束制御用のｄ軸電流指令値の計算誤差が発生しなくなる。

また、弱め磁束制御用のｄ軸電流指令値がｑ軸インダクタンスに依存しなくなるため、トルク（ｑ軸電流）変化に対応したｑ軸インダクタンスの値の変化を考慮する必要がない。従って、負荷範囲を大きくするべくｑ軸電流の変動範囲を大きくしても、安定した弱め磁束制御が確保される。つまり、上記のモータ制御装置によれば、負荷範囲を大きくとることができる。

また、従来のモータ駆動システムにおいて必要であったｄ軸インダクタンス及びｑ軸インダクタンスの２つのパラメータの調整が、ｄ軸インダクタンスのみの調整に簡略化でき、パラメータ調整が容易になる。

具体的には、例えば、前記ｄ軸電流指令値をｉ_d ^*、前記電機子鎖交磁束をΦ_a、ｄ軸インダクタンスをＬ_d、前記誘起電圧に対する所定の制限電圧をＶ_om、前記ｄ軸電圧指令値をｖ_d ^*、同期モータの回転角速度をω、同期モータの電機子巻線の抵抗をＲ_a、回転子位置と同期モータに流れる電流の値を用いて求められるｄ軸電流をｉ_dとしたとき、前記磁束制御部は、前記誘起電圧のｄ軸成分を（ｖ_d ^*−Ｒ_a・ｉ_d）とみなし、下記式（Ａ）に基づいて前記ｄ軸電流指令値を作成すればよい。

また、例えば、前記ｄ軸電流指令値をｉ_d ^*、前記電機子鎖交磁束をΦ_a、ｄ軸インダクタンスをＬ_d、前記誘起電圧に対する所定の制限電圧をＶ_om、前記ｄ軸電圧指令値をｖ_d ^*、同期モータの回転角速度をωとしたとき、前記磁束制御部は、前記誘起電圧のｄ軸成分をｖ_d ^*とみなし、下記式（Ｂ）に基づいて前記ｄ軸電流指令値を作成してもよい。

これにより、計算処理が簡略化され、モータ制御装置の処理の高速化が図られる。

また、例えば、前記式（Ａ）を用いて最新のｄ軸電流指令値を作成する際、直前に作成されたｄ軸電流指令値を前記式（Ａ）におけるｉ_dの値として用いてもよい。

また、例えば、前記磁束制御部は、前記誘起電圧のｄ軸成分を前記ｄ軸電圧指令値に基づいて算出される値とみなした上で求められる前記誘起電圧の大きさと前記誘起電圧に対する所定の制限電圧の大きさとの比較結果に基づいて、弱め磁束制御を行うか否かの判断を行うようにするとよい。

前記誘起電圧のｄ軸成分はｑ軸インダクタンスの値に依存するが、前記誘起電圧のｄ軸成分をｄ軸電圧指令値に基づいて算出される値とみなした上で求められる前記誘起電圧の大きさは、ｑ軸インダクタンスの値に依存しない。従って、上記のように構成することにより、弱め磁束制御を行うか否かの判断は、トルク（ｑ軸電流）変化に応じたｑ軸インダクタンスの変化の影響を受けない。

また、例えば、前記ｄ軸電圧指令値をｖ_d ^*、同期モータのｑ軸電圧が追従すべきｑ軸電圧指令値をｖ_q ^*、同期モータの電機子巻線の抵抗をＲ_a、回転子位置と同期モータに流れる電流の値を用いて求められるｄ軸電流及びｑ軸電流を夫々ｉ_d及びｉ_q、前記誘起電圧に対する所定の制限電圧をＶ_omとしたとき、前記磁束制御部は、下記式（Ｃ）が成立する場合に弱め磁束制御を行うようにするとよい。

そして、例えば、前記式（Ｃ）を用いて弱め磁束制御を行うか否かの判断を行う際、前記ｄ軸電流が追従すべき前記ｄ軸電流指令値を前記式（Ｃ）におけるｉ_dの値として用いてもよい。

また、例えば、前記式（Ｃ）を用いて弱め磁束制御を行うか否かの判断を行う際、前記ｑ軸電流が追従すべきｑ軸電流指令値を前記式（Ｃ）におけるｉ_qの値として用いてもよい。

また、例えば、前記ｄ軸電圧指令値をｖ_d ^*、同期モータの電機子巻線の抵抗をＲ_a、回転子位置と同期モータに流れる電流の値を用いて求められるｄ軸電流をｉ_d、前記電機子鎖交磁束をΦ_a、ｄ軸インダクタンスをＬ_d、同期モータの回転角速度をω、前記誘起電圧に対する所定の制限電圧をＶ_omとしたとき、前記磁束制御部は、下記式（Ｄ）が成立する場合に弱め磁束制御を行うようにしてもよい。

そして、例えば、前記式（Ｄ）を用いて弱め磁束制御を行うか否かの判断を行う際、前記ｄ軸電流が追従すべき前記ｄ軸電流指令値を前記式（Ｄ）におけるｉ_dの値として用いてもよい。

また、例えば、当該モータ制御装置は、同期モータを駆動するインバータを制御することにより同期モータの弱め磁束制御を行うように構成されており、前記磁束制御部は、同期モータへの印加電圧のｄ軸成分を前記ｄ軸電圧指令値とみなした上で求められる同期モータへの印加電圧の大きさと前記インバータの出力できる最大電圧に対する所定の制限電圧の大きさとの比較結果に基づいて、弱め磁束制御を行うか否かの判断を行うとよい。

同期モータへの印加電圧のｄ軸成分はｑ軸インダクタンスの値に依存するが、同期モータへの印加電圧のｄ軸成分をｄ軸電圧指令値とみなした上で求められる同期モータへの印加電圧の大きさはｑ軸インダクタンスの値に依存しない。従って、上記のように構成することにより、弱め磁束制御を行うか否かの判断は、トルク（ｑ軸電流）変化に応じたｑ軸インダクタンスの変化の影響を受けない。

また、例えば、当該モータ制御装置は、同期モータを駆動するインバータを制御することにより同期モータの弱め磁束制御を行うように構成されており、前記ｄ軸電圧指令値をｖ_d ^*、同期モータのｑ軸電圧が追従すべきｑ軸電圧指令値をｖ_q ^*、インバータの出力できる最大電圧に対する所定の制限電圧をＶ_amとしたとき、前記磁束制御部は、下記式（Ｅ）が成立する場合に弱め磁束制御を行うとよい。

また、例えば、当該モータ制御装置は、同期モータを駆動するインバータを制御することにより同期モータの弱め磁束制御を行うように構成されており、前記ｄ軸電圧指令値をｖ_d ^*、同期モータの電機子巻線の抵抗をＲ_a、回転子位置と同期モータに流れる電流の値を用いて求められるｄ軸電流及びｑ軸電流を夫々ｉ_d及びｉ_q、前記電機子鎖交磁束をΦ_a、ｄ軸インダクタンスをＬ_d、同期モータの回転角速度をω、インバータの出力できる最大電圧に対する所定の制限電圧をＶ_amとしたとき、前記磁束制御部は、下記式（Ｆ）が成立する場合に弱め磁束制御を行うようにしてもよい。

そして、例えば、前記式（Ｆ）を用いて弱め磁束制御を行うか否かの判断を行う際、前記ｄ軸電流が追従すべき前記ｄ軸電流指令値を前記式（Ｆ）におけるｉ_dの値として用いてもよい。

また、例えば、前記式（Ｆ）を用いて弱め磁束制御を行うか否かの判断を行う際、前記ｑ軸電流が追従すべきｑ軸電流指令値を前記式（Ｆ）におけるｉ_qの値として用いてもよい。

式（Ｃ）、式（Ｄ）、式（Ｅ）及び式（Ｆ）の何れにもｑ軸インダクタンスが含まれていないため、磁束制御部による弱め磁束制御を行うか否かの判断（実行／不実行の判断）は、トルク（ｑ軸電流）変化に応じたｑ軸インダクタンスの変化の影響を受けない。

また、例えば、前記磁束制御部は、同期モータの駆動用の電源電圧に基づいて前記誘起電圧に対する前記制限電圧を算出すればよい。また、例えば、前記磁束制御部は、同期モータの駆動用の電源電圧に基づいて前記最大電圧に対する前記制限電圧を算出すればよい。

前記誘起電圧に対する制限電圧の値を、同期モータの駆動用の電源電圧に基づいて算出すれば、電源電圧に応じた誘起電圧に対する制限電圧の最適化が可能となり、弱め磁束制御の最適化が図られる。また、同期モータの駆動用の電源電圧に基づいて算出した前記誘起電圧に対する制限電圧又は最大電圧に対する制限電圧の値を用いて、弱め磁束制御を行うか否かの判断を行えば、電源電圧に応じた弱め磁束制御の実行／不実行の判断がなされる。

上記目的を実現するために、本発明に係るモータ駆動システムは、前記同期モータと、前記同期モータを駆動するインバータと、前記インバータを制御することにより同期モータの弱め磁束制御を行う上記のモータ制御装置と、を備えている。

上述した通り、本発明に係るモータ制御装置及びモータ駆動システムによれば、トルク（ｑ軸電流）変化に対応したｑ軸インダクタンス変化の影響を受けない弱め磁束制御が可能である。

以下、本発明に係るモータ制御装置及びモータ駆動システムの実施形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るモータ制御装置及びこれを有するモータ駆動システムのブロック構成図である。

１は、永久磁石を回転子（不図示）に、電機子巻線を固定子（不図示）に設けた三相永久磁石同期モータ１（以下、単に「モータ１」と記すことがある）である。モータ（同期モータ）１は、該永久磁石により界磁磁束を得る。２は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）インバータであり、モータ１の回転子位置に応じてモータ１にＵ相、Ｖ相及びＷ相から成る三相交流電圧を供給する。このモータ１に供給される電圧をモータ印加電圧（電機子電圧）Ｖ_aとし、モータ１に供給される電流をモータ電流（電機子電流）Ｉ_aとする。３は、モータ制御装置であり、モータ１を所望の回転速度で回転させるための信号や弱め磁束制御を行うための信号をＰＷＭインバータ２に与える。

図１のモータ駆動システムは、モータ１、ＰＷＭインバータ２及びモータ制御装置３を有し、ＰＷＭインバータ２にモータ１の駆動用の電源電圧を供給する電源４を接続して構成される。電源４は、直流の電源電圧をＰＷＭインバータ２に供給するものであれば何でもよい。例えば、電池（例えば、ニッケル水素電池等の二次電池）であってもよいし、商用交流電圧を直流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ等であってもよい。

電源４の出力電圧（上記電源電圧に等しい）は、電源４とモータ１との間に設けられたＰＷＭインバータ２によって三相交流電圧に変換され、モータ１に供給される。また、電源４の出力電圧は電圧検出器５によって逐次検出され、その検出された値は、モータ１の駆動用の電源電圧Ｖ_Bとしてモータ制御装置３に与えられる。尚、電源４や電圧検出器５は、本実施形態に係るモータ駆動システムに含まれていると考えても良い。

図２は、三相永久磁石同期モータ１の解析モデル図である。図２には、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子巻線固定軸が示されている。１ａは、モータ１の回転子に相当する永久磁石である。永久磁石が作る磁束と同じ速度で回転する回転座標系において、永久磁石の磁束方向をｄ軸にとり、ｄ軸から電気角で９０度進んだ位相にｑ軸をとる（ｑ軸は不図示）。

ｄ軸とｑ軸から成る回転座標軸は回転しており、その回転角速度をωとする。この回転角速度ωは、モータ１の回転角速度と等しい。また、ある瞬間の回転している回転座標軸において、ｄ軸の位相をＵ相の電機子巻線固定軸を基準としてθ（回転子位置θ）により表す。

以下の記述において、モータ印加電圧Ｖ_aのｄ軸成分、ｑ軸成分を、それぞれｄ軸電圧ｖ_d、ｑ軸電圧ｖ_qで表し、モータ電流Ｉ_aのｄ軸成分、ｑ軸成分を、それぞれｄ軸電流ｉ_d、ｑ軸電流ｉ_qで表す。

また、以下の記述において、Ｒ_aは、モータ抵抗（モータ１の電機子巻線の抵抗値）であり、Ｌ_d、Ｌ_qは、夫々ｄ軸インダクタンス（モータ１の電機子巻線のインダクタンスのｄ軸成分）、ｑ軸インダクタンス（モータ１の電機子巻線のインダクタンスのｑ軸成分）であり、Φ_aは、永久磁石１ａによる電機子鎖交磁束である。尚、Ｌ_d、Ｌ_q、Ｒ_a及びΦ_aは、モータ駆動システムの設計時において予め設定される値である。

（全体概要説明）
図３に図１のモータ駆動システム３の詳細なブロック構成図を示す。モータ駆動システム３は、電流検出器１１、３相２相座標変換器１２、減算器１３、減算器１４、電流制御部１５、磁束制御部１６、２相３相座標変換器１８、レゾルバ２０、位置検出器２１及び速度検出器２２を有して構成される。

位置検出器２１は、位置センサとしての機能を有するレゾルバ２０からの出力を基に回転子位置θを検出する。速度検出器２２は、回転速度センサとしての機能を有するレゾルバ２０からの出力を基に回転角速度ωを検出する。

電流検出器１１は、例えばホール素子等から成り、ＰＷＭインバータ２からモータ１に供給されるモータ電流Ｉ_aのＵ相電流ｉ_u及びＶ相電流ｉ_vを検出する。３相２相座標変換器１２は、電流検出器１１からのＵ相電流ｉ_u及びＶ相電流ｉ_vの検出結果を受け取り、それらを位置検出器２１から与えられる回転子位置θを用いて、ｄ軸電流ｉ_d及びｑ軸電流ｉ_qに変換する。

減算器１４は、ｑ軸電流指令値ｉ_q ^*から３相２相座標変換器１２より与えられるｑ軸電流ｉ_qを差し引いて、電流誤差（ｉ_q ^*−ｉ_q）を算出する。ｑ軸電流指令値ｉ_q ^*は、ｑ軸電流ｉ_qが追従すべき電流の値に相当する。ｑ軸電流指令値ｉ_q ^*は、例えば、図示されないＣＰＵ（中央処理装置；Central Processing Unit）等から与えられる。また、例えば、速度検出器２２が出力する回転角速度ωが、図示されないＣＰＵ等から与えられる所望の回転速度を表すモータ速度指令値に追従するように、速度制御部（不図示）が比例積分制御等によりｑ軸電流指令値ｉ_q ^*を算出する。

減算器１３は、ｄ軸電流指令値ｉ_d ^*から３相２相座標変換器１２より与えられるｄ軸電流ｉ_dを差し引いて、電流誤差（ｉ_d ^*−ｉ_d）を算出する。ｄ軸電流指令値ｉ_d ^*は、ｄ軸電流ｉ_dが追従すべき電流の値に相当する。ｄ軸電流指令値ｉ_d ^*は、磁束制御部１６から与えられるが、その算出法は後述する。

電流制御部１５は、減算器１３、１４からの各電流誤差、３相２相座標変換器１２からのｄ軸電流ｉ_d及びｑ軸電流ｉ_q及び速度検出器２２からの回転角速度ωに基づいて、ｄ軸電流ｉ_dがｄ軸電流指令値ｉ_d ^*に追従するように（等しくなるように）、且つｑ軸電流ｉ_qがｑ軸電流指令値ｉ_q ^*に追従するように（等しくなるように）、比例積分制御等を用いて、モータ１に印加されるべき電圧を表す回転座標系上における電圧指令値（ｄ軸電圧指令値ｖ_d ^*及びｑ軸電圧指令値ｖ_q ^*）作成して出力する。尚、電流制御部１５は、ｄ軸電流ｉ_d及びｑ軸電流ｉ_q並びに回転角速度ωに基づくことなく、減算器１３、１４からの各電流誤差にのみ基づいて上記電圧指令値を作成してもよい。

２相３相座標変換器１８は、位置検出器２１から与えられる回転子位置θを用いてｄ軸電圧指令値ｖ_d ^*及びｑ軸電圧指令値ｖ_q ^*の逆変換を行い、Ｕ相電圧指令値ｖ_u ^*、Ｖ相電圧指令値ｖ_v ^*及びＷ相電圧指令値ｖ_w ^*から成る三相の電圧指令値を作成して、それらをＰＷＭインバータ２に出力する。ＰＷＭインバータ２は、モータ１に印加されるべき電圧を表す三相の電圧指令値に基づいてパルス幅変調された信号を作成し、モータ１を駆動する。

（ｉ_d ^*の算出法）
次に、磁束制御部１６による弱め磁束制御用のｄ軸電流指令値ｉ_d ^*の算出法について説明する。モータ１の回転とインダクタンス（モータ１の電機子巻線のインダクタンス）及び電機子鎖交磁束Φ_aとによって生じる誘起電圧Ｖｏは、上述の式（１）によって表され、該誘起電圧Ｖｏを弱め磁束制御によって制限電圧Ｖ_omに保つ場合、ｄ軸電流ｉ_dの値は、一般に上述の式（３）の右辺のようになる。式（３）において、制限電圧Ｖ_omは、誘起電圧Ｖｏに対して制限を加えたい上限の電圧を示し、ＰＷＭインバータ２が出力できる最大電圧（供給可能電圧）などから計算されるが、その算出法については後述する。

式（３）は下記式（４）のように変形される。更に、誘起電圧Ｖｏのｄ軸成分をｖ_doとすると、ｖ_do＝−ωＬ_qｉ_qなのであるから、式（４）は、更に式（５）のように変形される。

ここで、−ωＬ_qｉ_qで算出される誘起電圧Ｖｏのｄ軸成分ｖ_doを、ｄ軸電圧指令値ｖ_d ^*から算出されるｄ軸誘起電圧指令値ｖ_do ^*に置換し、式（６）を得る。

ここで、ｄ軸誘起電圧指令値ｖ_do ^*は、ｖ_do ^*＝（ｖ_d ^*−Ｒ_a・ｉ_d）にて算出される値である。定常状態において、誘起電圧Ｖｏのｄ軸成分ｖ_doは、ｄ軸電圧ｖ_dからモータ抵抗Ｒ_aによる電圧降下を差し引いたもの、即ち（ｖ_d−Ｒ_a・ｉ_d）に相当するが、ｄ軸電圧ｖ_dはｄ軸電圧指令値ｖ_d ^*に追従する（等しくなる）ため、誘起電圧Ｖｏのｄ軸成分ｖ_doはｄ軸誘起電圧指令値ｖ_do ^*＝（ｖ_d ^*−Ｒ_a・ｉ_d）と略等しくなる。

従って、磁束制御部１６が、下記式（７）に従って弱め磁束制御用のｄ軸電流指令値ｉ_d ^*を算出すれば、ｄ軸電流ｉ_dは、そのｄ軸電流指令値ｉ_d ^*に追従することになり、誘起電圧Ｖｏは制限電圧Ｖ_omに保たれる。このように、磁束制御部１６は、誘起電圧Ｖｏのｄ軸成分ｖ_doを、（ｖ_d ^*−Ｒ_a・ｉ_d）とみなして弱め磁束制御用のｄ軸電流指令値ｉ_d ^*を作成するのである。

上述したように、誘起電圧Ｖｏのｄ軸成分ｖ_doは、正確には−ωＬ_qｉ_qになるのであるが、式（３）や式（４）に従って弱め磁束制御用のｄ軸電流指令値ｉ_d ^*を算出すれば、その値はｑ軸インダクタンスＬ_qやｑ軸電流ｉ_qに依存することになる。そうすると、従来の構成のように、磁束制御用のｄ軸電流指令値の計算に誤差が生じてしまう。

しかしながら、誘起電圧Ｖｏのｄ軸成分ｖ_doをｄ軸電圧指令値ｖ_d ^*に基づいて算出される値とみなすことにより、弱め磁束制御用のｄ軸電流指令値ｉ_d ^*はｑ軸インダクタンスＬ_qの値に依存しなくなる。これにより、従来の構成が抱えていた計算誤差の問題が解消される。

また、弱め磁束制御用のｄ軸電流指令値ｉ_d ^*がｑ軸インダクタンスＬ_qに依存しなくなるため、ｑ軸電流ｉ_qの変化に対応したｑ軸インダクタンスＬ_qの値の変化を考慮する必要がない。従って、負荷範囲が大きくするべくｑ軸電流ｉ_qの変動範囲を大きくしても、安定した弱め磁束制御が確保される。つまり、本実施形態によれば、負荷範囲を大きくとることができるのである。

また、従来のモータ駆動システムにおいて必要であったｄ軸インダクタンスＬ_d及びｑ軸インダクタンスＬ_qの２つのパラメータの調整が、ｄ軸インダクタンスＬ_dのみの調整に簡略化でき、パラメータ調整が容易になる。

尚、弱め磁束制御用のｄ軸電流指令値ｉ_d ^*を算出する際に必要となる回転角速度ω、ｄ軸電圧指令値ｖ_d ^*、ｄ軸電流ｉ_dは、それぞれ速度検出器２２、電流制御部１５、３相２相座標変換器１２から与えられる。

また、弱め磁束制御において、磁束制御部１６は、所定の間隔をおいて次々とｄ軸電流指令値ｉ_d ^*を更新する。そして、電流制御部１５は、ｄ軸電流ｉ_dが次々と更新されるｄ軸電流指令値ｉ_d ^*に追従するようにｄ軸電圧指令値ｖ_d ^*及びｑ軸電圧指令値ｖ_q ^*を次々と更新する。

ｄ軸電流指令値ｉ_d ^*が、第（ｎ―２）回目、第（ｎ―１）回目、第ｎ回目、・・・と次々と更新されることを考えた場合（但し、ｎは自然数）、式（７）において第ｎ回目のｄ軸電流指令値ｉ_d ^*の算出に用いられるｄ軸電流ｉ_dの値は、第（ｎ―１）回目に求められたｄ軸電流指令値ｉ_d ^*と略等しいと考えることができる。

従って、最新の（第ｎ回目の）ｄ軸電流指令値ｉ_d ^*の算出に際して、直前に（第（ｎ−１）回目に）算出されたｄ軸電流指令値ｉ_d ^*をｄ軸電流ｉ_dとみなしても構わない。つまり、上記式（７）に代えて下記式（８）を用いて、最新のｄ軸電流指令値ｉ_d ^*を算出するようにしても構わない。下記式（８）におけるｉ_d- ^*は、式（８）にて求められるべき最新のｄ軸電流指令値ｉ_d ^*の直前に求められたｄ軸電流指令値を表す。

また、モータ抵抗Ｒ_aにおける電圧降下分を無視し、上記式（７）の代わりに下記式（９）を用いて弱め磁束制御用のｄ軸電流指令値ｉ_d ^*を算出してもよい。下記式（９）を用いる手法は、モータ抵抗Ｒ_aにおける電圧降下分がｄ軸電圧指令値ｖ_d ^*に比べて十分に小さい場合等に、特に有効な手法である。下記式（９）を用いることにより、計算処理が簡略化され、モータ制御装置３の処理の高速化が図られる。

（制限電圧の算出法）
次に、誘起電圧Ｖｏに対する制限電圧Ｖ_omの算出法について説明する。制限電圧Ｖ_omは、誘起電圧Ｖｏに対して制限を加えたい上限の電圧を示し、ＰＷＭインバータ２が出力できる最大電圧（供給可能電圧）などから計算される。例えば、磁束制御部１６は、制限電圧Ｖ_omを下記式（１０）に従って算出する。

ここで、Ｖ_amは、ＰＷＭインバータ２が出力できる最大電圧（供給可能電圧）に対する所定の制限電圧であり、Ｉ_amは、ＰＷＭインバータ２が出力できる最大電流である。制限電圧Ｖ_amは、ＰＷＭインバータ２が出力できる最大電圧と等しくなるように設定しても良いし、その最大電圧から余裕を持たせて最大電圧未満の電圧に設定しても良い。Ｖ_amの値は、電圧検出器５（図１参照）による電源４の出力電圧の検出結果、即ち、モータ１の駆動用の電源電圧Ｖ_Bの値に基づき、例えば、下記式（１１）によって算出される。電圧検出器５によって逐次検出されるＶ_Bの値が変われば、Ｖ_amの値も逐次更新される。

但し、上記式（１１）で算出されるＶ_amは、電源４の出力電圧の有効利用率（電圧利用率）が１００％の場合のものであり、電源４の出力電圧の有効利用率（電圧利用率）が１００％未満の場合、その有効利用率の低下を考慮し、Ｖ_amは上記式（１１）の右辺で算出される値よりも小さく設定される。

Ｉ_amの値は、ＰＷＭインバータ２の特性上の制約や、電源４の出力可能電流、モータ１の発熱上の制限等を考慮して設定される。尚、Ｉ_amの値は、固定値としてもよいし、モータ１の温度（例えば、図示されないサーミスタ等によって検出される温度）や電流検出器１１によって検出されたモータ電流の値等に応じて変化するようにしてもよい。

例えば、ＰＷＭインバータ２の出力できる最大電圧がある基準電圧より大きくなった場合、より大きな誘起電圧が発生してもＰＷＭインバータ２や電源４にはストレスはかからないため、誘起電圧に対する制限電圧の値はより大きな値に変更されることが望ましい。

仮に、最大電圧がある基準電圧より大きくなっているにも拘わらず、制限電圧Ｖ_omの値を変更しなければ、トルク発生に関与しないｄ軸電流ｉ_dが無駄に発生するため、効率の低下を招く。逆に、最大電圧がある基準電圧より小さくなっているにも拘わらず、制限電圧Ｖ_omの値を変更しなければ、ＰＷＭインバータ２や電源４に誘起電圧に起因する逆電圧が加わり、それらにストレスがかかり得る。

しかしながら、上記式（１０）及び式（１１）から分かるように、本実施形態に係る磁束制御部１６は、モータ１の駆動用の電源電圧に相当する電源４の出力電圧に基づいて最大電圧に対する制限電圧Ｖ_amの値を算出するようにしており、制限電圧Ｖ_omの値もその出力電圧に基づいて算出するようにしているため、電源４の出力電圧に応じた制限電圧Ｖ_omの最適化が可能となり、弱め磁束制御の最適化が図られる。特に、電源４が電池の場合には電源４の出力電圧が比較的大きく変動するため、電源４の出力電圧に基づいて制限電圧Ｖ_omを算出する意義は大きい。また、電源４の出力電圧に応じた制限電圧Ｖ_omの値又は電源４の出力電圧に応じた制限電圧Ｖ_amの値を用いて、後に示す式（１４）〜式（２０）の成立／不成立を判断すれば、電源４の出力電圧に応じた弱め磁束制御の実行／不実行の判断がなされる。

（弱め磁束制御の実行判断）
次に、磁束制御部１６がどのような条件が成立する場合に弱め磁束制御を有効にするのか、について説明する。

一般的に、誘起電圧Ｖｏの大きさ（誘起電圧Ｖｏのベクトルの大きさ）が誘起電圧に対する制限電圧Ｖ_omの大きさを超える場合、即ち、下記式（１２）が成立する場合に、弱め磁束制御が有効にされる（弱め磁束制御が行われる）。

ここで、ｖ_qoは誘起電圧Ｖｏのｑ軸成分であり、その値と誘起電圧Ｖｏのｄ軸成分ｖ_doは、検出値である回転角速度ω、ｄ軸電流ｉ_d ｑ軸電流ｉ_qを用い、下記式（１３ａ）及び式（１３ｂ）にて表される。また、定常状態において、ｄ軸電圧ｖ_d及びｑ軸電圧ｖ_qは下記式（１３ｃ）及び式（１３ｄ）にて表される。

上述したように、ｑ軸インダクタンスＬ_qはモータ１のトルクに関与するｑ軸電流ｉ_qに依存して変化するため、式（１２）に従うと、弱め磁束制御を有効にするか否かの判断は、トルク（ｑ軸電流ｉ_q）変化に応じたｑ軸インダクタンスＬ_qの変化の影響を受けてしまう。

そこで、磁束制御部１６は、判断式にｑ軸インダクタンスＬ_qを含まない下記の第１〜第４の判断手法の何れかを用いて、弱め磁束制御を行うか否か（弱め磁束制御の実行／不実行）の判断を行うようにしている。

第１の判断手法においては、上記式（１２）における誘起電圧Ｖｏのｄ軸成分ｖ_do及び誘起電圧Ｖｏのｑ軸成分ｖ_qoを、それぞれｄ軸誘起電圧指令値ｖ_do ^*及びｑ軸誘起電圧指令値ｖ_qo ^*に置換した式（１４）を用いる。ｄ軸誘起電圧指令値ｖ_do ^*は、ｖ_do ^*＝（ｖ_d ^*−Ｒ_a・ｉ_d）にて算出される値であり、ｑ軸誘起電圧指令値ｖ_qo ^*は、ｖ_qo ^*＝（ｖ_q ^*−Ｒ_a・ｉ_q）にて算出される値である。従って、式（１４）は式（１５）と等価である。磁束制御部１６は、下記式（１５）が成立しているときに弱め磁束制御を有効にする（弱め磁束制御を行う）。尚、式（１５）の成立／不成立の判断に必要なｑ軸電流ｉ_qの値は、図３において図示していないが、３相２相座標変換器１２から磁束制御部１６に与えられる。

定常状態において、誘起電圧Ｖｏのｄ軸成分ｖ_doは、ｄ軸電圧ｖ_dからモータ抵抗Ｒ_aによる電圧降下を差し引いたもの、即ち（ｖ_d−Ｒ_a・ｉ_d）に相当するが、ｄ軸電圧ｖ_dはｄ軸電圧指令値ｖ_d ^*に追従する（等しくなる）ため、誘起電圧Ｖｏのｄ軸成分ｖ_doはｄ軸誘起電圧指令値ｖ_do ^*＝（ｖ_d ^*−Ｒ_a・ｉ_d）と略等しくなる。同様に、定常状態において、誘起電圧Ｖｏのｑ軸成分ｖ_qoは、ｑ軸電圧ｖ_qからモータ抵抗Ｒ_aによる電圧降下を差し引いたもの、即ち（ｖ_q−Ｒ_a・ｉ_q）に相当するが、ｑ軸電圧ｖ_qはｑ軸電圧指令値ｖ_q ^*に追従する（等しくなる）ため、誘起電圧Ｖｏのｑ軸成分ｖ_qoはｑ軸誘起電圧指令値ｖ_qo ^*＝（ｖ_q ^*−Ｒ_a・ｉ_q）と略等しくなる。従って、上記式（１５）を用いても、問題なく弱め磁束制御の実行／不実行の判断が可能である。

第２の判断手法においては、誘起電圧Ｖｏのｑ軸成分ｖ_qoがｑ軸インダクタンスＬ_qに依存しないことに鑑み、式（１２）における誘起電圧Ｖｏのｄ軸成分ｖ_doのみを、ｄ軸誘起電圧指令値ｖ_do ^*に置換した式（１６）を用いる。式（１７）は、式（１６）と等価の式である（式（１３ｂ）参照）。磁束制御部１６は、下記式（１７）が成立しているときに弱め磁束制御を有効にする（弱め磁束制御を行う）。

誘起電圧Ｖｏのｄ軸成分ｖ_doは、式（１３ａ）から分かるように、ｑ軸インダクタンスＬ_qに依存している。このことに鑑み、第１の判断手法における式（１４）と第２の判断手法における式（１６）は、共に、誘起電圧Ｖｏのｄ軸成分ｖ_doをｄ軸電圧指令値ｖ_do ^*に基づいて算出される値とみなした上で求められる誘起電圧Ｖｏの大きさと制限電圧Ｖ_omの大きさとを比較している。

第３の判断手法においては、Ｒ_a・ｉ_dやＲ_a・ｉ_qの成分を考慮しない下記式（１８）を、弱め磁束制御の実行判断に用いる。磁束制御部１６は、下記式（１８）が成立しているときに弱め磁束制御を有効にする（弱め磁束制御を行う）。

第４の判断手法においては、式（１８）におけるｑ軸電圧指令値ｖ_q ^*をｑ軸電圧ｖ_qに置換した式（１９）を、弱め磁束制御の実行判断に用いる。式（１３ｄ）から分かるように、ｑ軸電圧ｖ_qはｑ軸インダクタンスＬ_qに依存しない。式（１９）に式（１３ｄ）を代入して式（２０）を得る。磁束制御部１６は、下記式（２０）が成立しているときに弱め磁束制御を有効にする（弱め磁束制御を行う）。尚、式（２０）の成立／不成立の判断に必要なｑ軸電流ｉ_qの値は、図３において図示していないが、３相２相座標変換器１２から磁束制御部１６に与えられる。

モータ印加電圧Ｖ_aのｄ軸成分（ｄ軸電圧ｖ_d）は、式（１３ｃ）から分かるように、ｑ軸インダクタンスＬ_qに依存している。このことに鑑み、第３の判断手法における式（１８）と第４の判断手法における式（１９）は、共に、モータ印加電圧Ｖ_aのｄ軸成分（ｄ軸電圧ｖ_d）をｄ軸電圧指令値ｖ_d ^*とみなした上で求められるモータ１への印加電圧の大きさとＰＷＭインバータ２が出力できる最大電圧に対する制限電圧Ｖ_amの大きさとを比較している。

上述した第１〜第４の判断手法に用いる式（１５）、式（１７）、式（１８）及び式（２０）の何れにもｑ軸インダクタンスＬ_qが含まれていないため、磁束制御部１６による弱め磁束制御を有効にするか否かの判断（実行／不実行の判断）は、トルク（ｑ軸電流ｉ_q）変化に応じたｑ軸インダクタンスＬ_qの変化の影響を受けない。

また、第１、第２及び第４の判断手法を用いて弱め磁束制御の実行／不実行を判断する場合において、ｄ軸電流指令値ｉ_d ^*を式（１５）、式（１７）及び式（２０）の夫々におけるｄ軸電流ｉ_dの値として用いても構わない。また、第１及び第４の判断手法を用いて弱め磁束制御の実行／不実行を判断する場合において、ｑ軸電流指令値ｉ_q ^*を式（１５）及び式（２０）の夫々におけるｑ軸電流ｉ_qの値として用いても構わない。また、第１及び第４の判断手法を用いて弱め磁束制御の実行／不実行を判断する場合において、ｄ軸電流指令値ｉ_d ^*を式（１５）及び式（２０）の夫々におけるｄ軸電流ｉ_dの値として用い、且つｑ軸電流指令値ｉ_q ^*を式（１５）及び式（２０）の夫々におけるｑ軸電流ｉ_qの値として用いても構わない。また、式（１４）〜式（２０）の夫々において、左辺の値が右辺の値よりも大きい場合にのみ、弱め磁束制御が有効になるようにしても構わない。即ち、式（１４）〜式（２０）の夫々における“≧”を“＞”に置換しても構わない。

尚、弱め磁束制御を有効にするか否かの判断において必要なｄ軸電圧指令値ｖ_d ^*及びｑ軸電圧指令値ｖ_q ^*は電流制御部１５から、ｄ軸電流ｉ_d及びｑ軸電流ｉ_qは３相２相座標変換器１２から、回転角速度ωは速度検出器２２から、磁束制御部１６に与えられる。但し、弱め磁束制御用のｄ軸電流指令値ｉ_d ^*を作成するためのブロック図（上記式（７）等を参照）を示す図３には、図面の煩雑化防止のため、ｑ軸電流ｉ_qが磁束制御部１６に与えられている様子は示していない。

また、上記式（１４）〜式（２０）が成立せず、弱め磁束制御が行われていないときにおいては、ｄ軸電流指令値ｉ_d ^*は、例えばゼロとされる。

（デットタイム考慮）
また、ＰＷＭインバータ２は、２相３相座標変換器１８から与えられた三相の電圧指令値に基づいて上アームと下アームのスイッチング素子を交互にオンオフさせるが、上アームと下アームのスイッチング素子が短絡することを防止するために、上アームと下アームのスイッチング素子のオンオフを切り換える際、所定のデットタイム分だけ双方のスイッチング素子はオフとされる。

このため、上記デットタイムに対応した電圧指令値に対する補正を何ら施さなければ、モータ１の各相に加わる実際の電圧は、２相３相座標変換器１８から与えられた三相の電圧指令値よりも小さくなる。

そこで、電流制御部１５を、上記のデットタイムを考慮してｄ軸電圧指令値ｖ_d ^*及びｑ軸電圧指令値ｖ_q ^*を作成するように構成してもよい。つまり、上記のデットタイムに起因して生じうるモータ１の各相に加わる実際の電圧の低下を、キャンセルするようにｄ軸電圧指令値ｖ_d ^*及びｑ軸電圧指令値ｖ_q ^*を作成してもよい。勿論、この場合、上述してきた弱め磁束制御用のｄ軸電流指令値ｉ_d ^*の算出や弱め磁束制御を有効にするか否かの判断は、デットタイムを考慮して作成されたｄ軸電圧指令値ｖ_d ^*及びｑ軸電圧指令値ｖ_q ^*を用いて行われる。これにより、デットタイムの影響を排除した弱め磁束制御が可能となる。

＜＜その他、変形等＞＞
上述した実施形態においては、レゾルバ２０からの出力に基づいて回転子位置θ及び回転角速度ωを得る例を示しているが、レゾルバ２０、位置検出器２１及び速度検出器２２を設けずにモータ電流Ｉ_a等に基づいて回転子位置θ及び回転角速度ωを推定する、所謂速度センサレス制御を採用しても良い。

また、電流検出器１１は、ホール素子等を用いてモータ電流Ｉ_aを検出すると例示したが、所謂電流センサレス制御を採用しても構わない。例えば、電流検出器１１を、電源側のＤＣ電流の瞬時電流からモータ電流を再現し、それによってモータ電流Ｉ_aを検出するような構成としてもよい。

本発明に係るモータ制御装置及びモータ駆動システムによれば、トルク（ｑ軸電流）変化に対応したｑ軸インダクタンス変化の影響を受けない弱め磁束制御が可能である。

本発明の実施の形態に係るモータ制御装置及びこれを有するモータ駆動システムのブロック構成図である。 図１の永久磁石同期モータの解析モデル図である。 図１のモータ駆動システムの詳細なブロック構成図である。

符号の説明

１ モータ
１ａ 永久磁石
２ ＰＷＭインバータ
３ モータ制御装置
４ 電源
５ 電圧検出器
１１ 電流検出器
１２ ３相２相座標変換器
１３、１４ 減算器
１５ 電流制御部
１６ 磁束制御部
１８ ２相３相座標変換器
２０ レゾルバ
２１ 位置検出器
２２ 速度検出器
ω 回転角速度ω
θ 回転子位置θ
ｖ_u ^* Ｕ相電圧指令値ｖ_u ^*
ｖ_v ^* Ｖ相電圧指令値ｖ_v ^*
ｖ_w ^* Ｗ相電圧指令値ｖ_w ^*
ｖ_d ^* ｄ軸電圧指令値ｖ_d ^*
ｖ_q ^* ｑ軸電圧指令値ｖ_q ^*
ｉ_d ｄ軸電流ｉ_d
ｉ_q ｑ軸電流ｉ_q
ｉ_d ^* ｄ軸電流指令値ｉ_d ^*
ｉ_q ^* ｑ軸電流指令値ｉ_q ^*
Ｖ_B 電源電圧

Claims (18)

1. 永久磁石型の同期モータの弱め磁束制御を行うモータ制御装置において、
   回転子としての永久磁石が作る磁束に平行な軸をｄ軸としたとき、
   同期モータの回転と同期モータのインダクタンス及び前記永久磁石による電機子鎖交磁束とによって発生する誘起電圧のｄ軸成分をｄ軸電圧指令値に基づいて算出される値とみなして、弱め磁束制御用のｄ軸電流指令値を作成する磁束制御部を備え、
   同期モータのｄ軸電流が前記ｄ軸電流指令値に追従するように、同期モータのｄ軸電圧が追従すべき前記ｄ軸電圧指令値を作成して弱め磁束制御を行う
   ことを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記ｄ軸電流指令値をｉ_d ^*、前記電機子鎖交磁束をΦ_a、ｄ軸インダクタンスをＬ_d、前記誘起電圧に対する所定の制限電圧をＶ_om、前記ｄ軸電圧指令値をｖ_d ^*、同期モータの回転角速度をω、同期モータの電機子巻線の抵抗をＲ_a、回転子位置と同期モータに流れる電流の値を用いて求められるｄ軸電流をｉ_dとしたとき、
   前記磁束制御部は、前記誘起電圧のｄ軸成分を（ｖ_d ^*−Ｒ_a・ｉ_d）とみなし、下記式（Ａ）に基づいて前記ｄ軸電流指令値を作成する
   ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
   

   
3. 前記ｄ軸電流指令値をｉ_d ^*、前記電機子鎖交磁束をΦ_a、ｄ軸インダクタンスをＬ_d、前記誘起電圧に対する所定の制限電圧をＶ_om、前記ｄ軸電圧指令値をｖ_d ^*、同期モータの回転角速度をωとしたとき、
   前記磁束制御部は、前記誘起電圧のｄ軸成分をｖ_d ^*とみなし、下記式（Ｂ）に基づいて前記ｄ軸電流指令値を作成する
   ことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
   

   
4. 前記式（Ａ）を用いて最新のｄ軸電流指令値を作成する際、直前に作成されたｄ軸電流指令値を前記式（Ａ）におけるｉ_dの値として用いる
   ことを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
5. 前記磁束制御部は、前記誘起電圧のｄ軸成分を前記ｄ軸電圧指令値に基づいて算出される値とみなした上で求められる前記誘起電圧の大きさと前記誘起電圧に対する所定の制限電圧の大きさとの比較結果に基づいて、弱め磁束制御を行うか否かの判断を行う
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載のモータ制御装置。
6. 前記ｄ軸電圧指令値をｖ_d ^*、同期モータのｑ軸電圧が追従すべきｑ軸電圧指令値をｖ_q ^*、同期モータの電機子巻線の抵抗をＲ_a、回転子位置と同期モータに流れる電流の値を用いて求められるｄ軸電流及びｑ軸電流を夫々ｉ_d及びｉ_q、前記誘起電圧に対する所定の制限電圧をＶ_omとしたとき、
   前記磁束制御部は、下記式（Ｃ）が成立する場合に弱め磁束制御を行う
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載のモータ制御装置。
   

   
7. 前記式（Ｃ）を用いて弱め磁束制御を行うか否かの判断を行う際、前記ｄ軸電流が追従すべき前記ｄ軸電流指令値を前記式（Ｃ）におけるｉ_dの値として用いる
   ことを特徴とする請求項６に記載のモータ制御装置。
8. 前記式（Ｃ）を用いて弱め磁束制御を行うか否かの判断を行う際、前記ｑ軸電流が追従すべきｑ軸電流指令値を前記式（Ｃ）におけるｉ_qの値として用いる
   ことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のモータ制御装置。
9. 前記ｄ軸電圧指令値をｖ_d ^*、同期モータの電機子巻線の抵抗をＲ_a、回転子位置と同期モータに流れる電流の値を用いて求められるｄ軸電流をｉ_d、前記電機子鎖交磁束をΦ_a、ｄ軸インダクタンスをＬ_d、同期モータの回転角速度をω、前記誘起電圧に対する所定の制限電圧をＶ_omとしたとき、
   前記磁束制御部は、下記式（Ｄ）が成立する場合に弱め磁束制御を行う
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載のモータ制御装置。
   

   
10. 前記式（Ｄ）を用いて弱め磁束制御を行うか否かの判断を行う際、前記ｄ軸電流が追従すべき前記ｄ軸電流指令値を前記式（Ｄ）におけるｉ_dの値として用いる
    ことを特徴とする請求項９に記載のモータ制御装置。
11. 当該モータ制御装置は、同期モータを駆動するインバータを制御することにより同期モータの弱め磁束制御を行うように構成されており、
    前記磁束制御部は、同期モータへの印加電圧のｄ軸成分を前記ｄ軸電圧指令値とみなした上で求められる同期モータへの印加電圧の大きさと前記インバータの出力できる最大電圧に対する所定の制限電圧の大きさとの比較結果に基づいて、弱め磁束制御を行うか否かの判断を行う
    ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載のモータ制御装置。
12. 当該モータ制御装置は、同期モータを駆動するインバータを制御することにより同期モータの弱め磁束制御を行うように構成されており、
    前記ｄ軸電圧指令値をｖ_d ^*、同期モータのｑ軸電圧が追従すべきｑ軸電圧指令値をｖ_q ^*、インバータの出力できる最大電圧に対する所定の制限電圧をＶ_amとしたとき、
    前記磁束制御部は、下記式（Ｅ）が成立する場合に弱め磁束制御を行う
    ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載のモータ制御装置。
    

    
13. 当該モータ制御装置は、同期モータを駆動するインバータを制御することにより同期モータの弱め磁束制御を行うように構成されており、
    前記ｄ軸電圧指令値をｖ_d ^*、同期モータの電機子巻線の抵抗をＲ_a、回転子位置と同期モータに流れる電流の値を用いて求められるｄ軸電流及びｑ軸電流を夫々ｉ_d及びｉ_q、前記電機子鎖交磁束をΦ_a、ｄ軸インダクタンスをＬ_d、同期モータの回転角速度をω、インバータの出力できる最大電圧に対する所定の制限電圧をＶ_amとしたとき、
    前記磁束制御部は、下記式（Ｆ）が成立する場合に弱め磁束制御を行う
    ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載のモータ制御装置。
    

    
14. 前記式（Ｆ）を用いて弱め磁束制御を行うか否かの判断を行う際、前記ｄ軸電流が追従すべき前記ｄ軸電流指令値を前記式（Ｆ）におけるｉ_dの値として用いる
    ことを特徴とする請求項１３に記載のモータ制御装置。
15. 前記式（Ｆ）を用いて弱め磁束制御を行うか否かの判断を行う際、前記ｑ軸電流が追従すべきｑ軸電流指令値を前記式（Ｆ）におけるｉ_qの値として用いる
    ことを特徴とする請求項１３又は請求項１４に記載のモータ制御装置。
16. 前記磁束制御部は、同期モータの駆動用の電源電圧に基づいて前記誘起電圧に対する前記制限電圧を算出する
    ことを特徴とする請求項２〜請求項１０の何れかに記載のモータ制御装置。
17. 前記磁束制御部は、同期モータの駆動用の電源電圧に基づいて前記最大電圧に対する前記制限電圧を算出する
    ことを特徴とする請求項１２〜請求項１５の何れかに記載のモータ制御装置。
18. 前記同期モータと、
    前記同期モータを駆動するインバータと、
    前記インバータを制御することにより同期モータの弱め磁束制御を行う請求項１〜請求項１７の何れかに記載のモータ制御装置と、を備えた
    ことを特徴とするモータ駆動システム。

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