JP2015073396A - 電動モータの制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】指令トルクに対する実トルクの乖離を低減できる電動モータの制御装置を提供する。【解決手段】指令値に基づいて電動モータを駆動させる駆動部と、電動モータの駆動状態を検出し、指令値と駆動状態とに基づいて駆動手段の動作をフィードバック制御するフィードバック制御部と、複数の永久磁石の温度を検出する温度検出部と、固定子における複数の永久磁石の温度分布を算出する温度分布算出部と、算出された温度分布に基づいて、駆動手段の動作を補正する補正部と、を備える。【選択図】図２

Description

この発明は、電動モータの制御装置及び制御方法に関する。

永久磁石を有する電動モータにおいて、永久磁石の磁力が熱により変化する。そのため、永久磁石の温度を検出して、検出した温度に基づいた制御を行うことが望ましい。

このような制御として、電動モータジェネレータの実際のトルクと電流−トルクマップを用いて推定したトルクとの差に基づいて、永久磁石の磁石温度を推定するものが知られている（特許文献１参照）。

特開２００９−２６１１８２号公報

電動モータのコギングトルクやトルクリップルの軽減のため、永久磁石の磁極を軸方向にずらすスキュー構造を取ることが広く用いられている。永久磁石をスキュー構造とした電動モータでは、永久磁石毎の電流位相の違いが生じることで鉄損が異なり、永久磁石管で温度が異なる場合がある。

永久磁石間で温度が異なる場合は、前述の従来技術のように磁石温度を推定しても、永久磁石間の温度差は推定できず、電動モータのトルク制御が最適に行えないという問題があった。このために、固定子と回転子との間の磁束が適正とならず、指令トルクに対する実トルクの乖離が生じるという問題があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされてものであり、電動モータの永久磁石の温度分布に基づいた制御を行うことで、指令トルクに対する実トルクの乖離を低減できる電動モータの制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。

本発明のある実施態様は、回転子と固定子とを備え、回転子に備えられる複数の永久磁石をスキュー構造とした電動モータの制御装置である。電動モータの制御装置は、指令値に基づいて電動モータを駆動させる駆動部と、電動モータの駆動状態を検出し、指令値と駆動状態とに基づいて駆動手段の動作をフィードバック制御するフィードバック制御部と、複数の永久磁石の温度を検出する温度検出部と、固定子における複数の永久磁石の温度分布を算出する温度分布算出部と、算出された温度分布に基づいて、駆動部の動作を補正する補正部と、を備える。

本発明によれば、複数の永久磁石の温度分布に基づいて駆動部を補正することにより、複数の永久磁石において温度分布が異なる場合にも、適切に電動モータに指令を行うことで、トルクの損失を防止して、実トルクと指令トルクとの乖離を低減させることができる。

本発明の第１実施形態の電動モータの構成を示す説明図である 本発明の第１実施形態の電動モータ制御装置の機能ブロック図である。 本発明の第１実施形態の電動モータ制御装置による補正を示す説明図である。 本発明の第２実施形態の電動モータ制御装置の機能ブロック図である。 本発明の第３実施形態の電動モータ制御装置の機能ブロック図である。 本発明の第４実施形態の電動モータ制御装置の機能ブロック図である。 本発明の第５実施形態の電動モータ制御装置の機能ブロック図である。 本発明の第６実施形態の電動モータ制御装置の機能ブロック図である。 本発明の第７実施形態の電動モータ制御装置の機能ブロック図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態の電動モータ１の構成を示す説明図である。

本実施形態の電動モータ１は、永久磁石同期電動機として構成されており、回転子２と固定子３とからなる。回転子２には永久磁石２ａ、２ｂが備えられる。固定子３にはコイル３ａが備えられる。回転子２はスキュー構造であり、永久磁石２ａと永久磁石２ｂとで、磁極の中心が回転方向にずらされて固定されている。電動モータ１は、回転方向に複数の永久磁石２ａ、２ｂと複数のコイル３ａが備えられるが、図１では説明の簡易のため省略する。

図１に示す例では、永久磁石２ａを第１段のスキュー段、永久磁石２ｂを第２段のスキュー段とした２段スキュー構造を有する。図１では２段の永久磁石２ａ、２ｂのみを示すが、さらに多くの永久磁石を備えていてもよいし、さらに多段のスキュー構造であってもよい。

コイル３ａに電流を流すことにより固定子３に磁力が発生し、回転子２を回転させる。電動モータ制御装置１０は、コイル３ａの電流を制御することにより電動モータ１を回転させることで電動モータ１が発生するトルクを制御する。

スキュー構造をとる回転子２において、第１スキュー段の永久磁石２ａと第２スキュー段の永久磁石２ｂと磁石磁束の中央が回転子２における磁束の中心となる。電動モータ制御装置１０はこの中心をｄ軸として、コイル３ａの電流を制御する。

ところで、一般的に永久磁石は温度の上昇により磁石磁束が減少する特性を有している。ここで、回転子２において、永久磁石２ａと永久磁石２ｂとの温度に差が発生する場合がある。例えば、スキュー段毎に作用するコイル３ａからの磁束の差異による鉄損の差異により、磁石間で温度差が発生する場合がある。永久磁石２ａと永久磁石２ｂとは回転子２のコアや接着剤等により熱抵抗が大きく、これらの要因により磁石間で温度差が発生する。

このように第１スキュー段の永久磁石２ａと第２スキュー段の永久磁石２ｂとに温度差が発生すると、磁石磁束に偏りが生じ、磁石磁束の中央が回転方向に変化する場合がある。これにより、コイル３ａの磁束が回転子に対してずれが発生し、電動モータ１のトルクが低下する可能性がある。これにより、電動モータ１の実トルクと指令トルクＴｅ＊とに乖離が生じるという問題がある。

そこで、本発明は次のような構成により、永久磁石２ａ、２ｂの温度分布に偏りが生じた場合にも、電動モータ１の実トルクと指令トルクＴｅ＊との乖離を防止した。

図２は、本発明の第１実施形態の電動モータ制御装置１０の機能ブロック図である。

電動モータ制御装置１０は、指令トルクＴｅ＊と回転角速度ωとに基づいて電動モータ１の回転を制御する。

電動モータ制御装置１０は、インバータ２０、磁極位置センサ３０、ＰＷＭ信号生成部４０、変調率生成部５０、ｄｑ−ｕｖｗ変換部６０、ｕｖｗ−ｄｑ変換部７０、回転速度演算部８０、ｄ軸ＰＩ補償部９０、ｑ軸ＰＩ補償部１００及び電流指令値生成部１１０を備える。

電動モータ制御装置１０は、さらに、永久磁石２ａ、２ｂの温度分布の変化に対して磁束位置を制御するために回転子磁極位置補正部１１、磁石温度分布測定部１２を備える。

電流指令値生成部１１０は、指令トルクＴｅ＊と、回転速度演算部８０により取得されたた電動モータ１の回転角速度ωとから、予め記憶されたトルクマップ等によりベクトル制御のためのｄｑ軸電流成分を求める。電流指令値生成部１１０は、ｄｑ軸電流成分から、それぞれｄ軸電流指令値ｉｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑ＊とを算出する。

ｑ軸電流成分については、加減算部１１１においてｑ軸電流指令値ｉｑ＊から電動モータ１に実際に流れているｑ軸電流ｉｑを減じた差分Δｉｑを求める。差分Δｉｑはｑ軸ＰＩ補償部１００に入力される。ｑ軸ＰＩ補償部１００は、差分Δｉｑを減ずる方向に働くｑ軸電圧成分ｖｑを算出する。

ｄ軸電流成分については、加減算部１０９においてｄ軸電流指令値ｉｄ＊から電動モータ１に実際に流れているｄ軸電流ｉｄを減じた差分Δｉｄを求める。差分Δｉｄはｄ軸ＰＩ補償部９０に入力される。ｄ軸ＰＩ補償部９０は、差分Δｉｄを減ずる方向に働くｄ軸電圧成分ｖｄを算出する。

このように算出されたｑ軸電圧成分ｖｑとｄ軸電圧成分ｖｄとが、ｄｑ−ｕｖｗ変換部６０に入力される。ｄｑ−ｕｖｗ変換部６０は、ｑ軸、ｄ軸の２相の電圧値をｕ、ｖ、ｗの３相の電圧値に変換する。変換された３相の電圧値は、変調率生成部５０により、それぞれｕ相変調率指令値ｍｕ＊、ｖ相変調率指令値ｍｖ＊、ｗ相変調率指令値ｍｗ＊に変換して、ＰＷＭ信号生成部４０に送る。

ＰＷＭ信号生成部４０は、ｕ相変調率指令値ｍｕ＊、ｖ相変調率指令値ｍｖ＊、ｗ相変調率指令値ｍｗ＊をインバータ２０に指令することで、インバータ２０から、電動モータ１のｕ、ｖ、ｗ各相に電流が供給される。

このように、指令トルクＴｅ＊と回転角速度ωに基づいてｄｑ軸の指令値を設定し、指令値に基づいてインバータ２０を動作させることにより電動モータ１を駆動する駆動部が構成される。

電流センサ２０１は、インバータ２０が電動モータ１に供給する電流値ｉｕ、ｉｖを検出する。検出された電流値ｉｕ、ｉｖは、ｕｖｗ−ｄｑ変換部７０によりｄ軸電流ｉｄ、ｑ軸電流ｉｑにそれぞれ変換される。変換された電流値、すなわち電動モータ１に実際に流れる実電流値は、前述のように加減算部１０９、１１１において、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ＊との差分が算出される。

このように、電動モータ１に供給する実電流値と指令トルクに基づく指令電流値との差によるフィードバック制御を行うことにより、指令トルクＴｅ＊に応じた実トルクを電動モータ１に発生させるフィードバック制御部が構成される。

電動モータ１が回転するとき、回転子２における電流ベクトルの基準軸である磁極位置θが磁極位置センサ３０により検出される。磁極位置θは、ｄｑ−ｕｖｗ変換部６０及びｕｖｗ−ｄｑ変換部７０に入力され、磁極位置θに基づいてｄｑ軸成分を同期させる。

磁石温度分布測定部１２は、電動モータ１が回転しているときに、回転子２の永久磁石２ａ、２ｂの磁石温度を測定する。より具体的には、回転子２の各段の永久磁石２ａ、２ｂそれぞれの温度を検出する温度センサを備え、これらの温度センサの検出値に基づいて、各段の温度分布を測定する。測定された温度分布は、各スキュー段毎に、Ｔｍ＿１、Ｔｍ＿２…Ｔｍ＿ｎ（ｎ段目）として、回転子磁極位置補正部１１に出力する。

回転子磁極位置補正部１１は、送られた各スキュー段の温度分布Ｔｍ＿１、Ｔｍ＿２…Ｔｍ＿ｎ（ｎ段目）に基づいて、磁極位置θに対する補正値Δβを算出する。

補正値Δβは、加算部１０１において磁極位置θに加算されて、ｄｑ−ｕｖｗ変換部６０及びｕｖｗ−ｄｑ変換部７０に入力される。ｄｑ−ｕｖｗ変換部６０及びｕｖｗ−ｄｑ変換部７０は、補正後の磁極位置θに基づいてｄｑ軸成分を同期させる。

具体的には、回転子磁極位置補正部１１は次のように補正値Δβを設定する。

図３は、本発明の第１実施形態の電動モータ制御装置１０による補正を示す説明図である。

スキューが２段（永久磁石２ａ、永久磁石２ｂ）である場合を考える。第１段の永久磁石２ａの温度が第２段の永久磁石２ｂの温度よりも大きい場合は、永久磁石２ａの磁石磁束が永久磁石２ｂの磁石磁束よりも小さくなる。この場合は、磁石磁束の中央が永久磁石２ｂ側にずれる（点線で示す）。そこで、回転子磁極位置補正部１１は、制御上のｄ軸が永久磁石２ｂ側（点線で示す）となるように、補正値Δβを設定する。

同様に、永久磁石２ａの温度が永久磁石２ｂの温度よりも小さい場合は、永久磁石２ａの磁石磁束が永久磁石２ｂの磁石磁束よりも大きくなる。この場合は、磁石磁束の中心が磁力の大きい永久磁石２ａ側にずれる（一点鎖線で示す）。そこで、回転子磁極位置補正部１１は、制御上のｄ軸が永久磁石２ａ側（一点鎖線で示す）となるように、補正値Δβを設定する。

本発明の第１実施形態は、第１スキュー段の永久磁石２ａと第２スキュー段の永久磁石２ｂとの間の温度分布（永久磁石間の温度差）に基づいて、補正値を設定する。このように構成することにより、永久磁石間で温度分布が異なる場合にも適切に電動モータに指令を行うことで、トルクの損失を防止して、実トルクと指令トルクＴｅ＊との乖離を低減させることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態において、基本構成は第１実施形態（図１）と同様であり、また、第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図４は、第２実施形態の電動モータ制御装置１０の機能ブロック図である。

図４において、電動モータ制御装置１０は、電流位相角補正部１３、電流量補正部１４、磁石温度比較部１５、を備える。

磁石温度分布測定部１２は、測定した磁石温度分布を磁石温度比較部１５に送る。磁石温度比較部１５は、各スキュー段の温度Ｔｍ＿１、Ｔｍ＿２…Ｔｍ＿ｎ（ｎ段目）と基準磁石温度Ｔｍ＿ｎｏｍｉｎａｌとに基づいて、スキュー段毎の温度差ΔＴｍ＿１、ΔＴｍ＿２…ΔＴｍ＿ｎ（ｎ段目）を算出する。

電流位相角補正部１３は、スキュー段毎の温度差ΔＴｍ＿１、ΔＴｍ＿２…ΔＴｍ＿ｎ（ｎ段目）に基づいて、モータ１の電流ベクトルにおける基準軸からの位相角の補正値である補正値Δβを算出する。補正値Δβは、加算部１０１において磁極位置θに加算されてｄｑ−ｕｖｗ変換部６０及びｕｖｗ−ｄｑ変換部７０に入力される。ｄｑ−ｕｖｗ変換部６０及びｕｖｗ−ｄｑ変換部７０は、補正後の磁極位置θに基づいてｄｑ軸成分を同期させる。このようにして、図３に示すように、固定子３のコイル３ａの電流ベクトルにおける基準軸からの位相角を補正する。

電流量補正部１４は、差分値ΔＴｍに基づいて、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑ＊とにそれぞれ対応する電流ベクトルにおける電流量の補正値であるｄ軸電流補正値Δｉｄ＊とｑ軸電流補正値Δｉｑ＊とを算出する。

算出されたｄ軸電流補正値Δｉｄ＊とｑ軸電流補正値Δｉｑ＊は、加減算部１０８及び１１２により、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑ＊にそれぞれ加減算される。さらに、加減算部１０９及び１１１においてｄ差分Δｉｄ、差分Δｉｑが求められ、それぞれｄ軸ＰＩ補償部９０、ｑ軸ＰＩ補償部１００に入力される。このようにしてコイル３ａの電流ベクトルにおける電流量が補正される。

本発明の第２実施形態では、このような構成により、永久磁石２ａ、２ｂの温度差による磁石磁束の変化に対応して、位相角を補正することにより、トルクの低減を防止する。さらに、磁石磁束の変化によるトルクの低減に対応して、コイル３ａへの電流を増大させる補正を行う。このようにして、永久磁石２ａ、２ｂの温度の上昇による磁石磁束の減少に対して、固定子３のコイル３ａの磁束を制御することにより、電動モータ１のトルクの損失を防止して、実トルクと指令トルクＴｅ＊との乖離を低減させることができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態においても基本構成は第１実施形態（図１）と同様であり、また、第１実施形態又は第２実施形態と同一の構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図５は、第３実施形態の電動モータ制御装置１０の機能ブロック図である。

図５において、電動モータ制御装置１０は、電流量補正部１４の出力側に電流量リミッタ部１６を備える。

電流量補正部１４は、第２実施形態と同様に、磁石温度比較部１５が算出した差分値ΔＴｍと指令トルクＴｅ＊とに基づいて、電流ベクトルにおける電流量の補正値であるｄ軸電流補正値Δｉｄ＊とｑ軸電流補正値Δｉｑ＊とを算出する。算出されたｄ軸電流補正値Δｉｄ＊とｑ軸電流補正値Δｉｑ＊は、加減算部１０８及び１１２により、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑ＊にそれぞれ加減算される。さらに、加減算部１０９及び１１１においてｄ差分Δｉｄ、差分Δｉｑが求められ、それぞれｄ軸ＰＩ補償部９０、ｑ軸ＰＩ補償部１００に入力される。

こような制御において、電流ベクトルにおける電流量の補正値であるｄ軸電流補正値Δｉｄ＊又はｑ軸電流補正値Δｉｑ＊が増大した場合は、これに応じて固定子３のコイル３ａに流れる電流量が増大する。コイル３ａの電流量の増加により、コイル３ａの銅損が増加する。銅損が増加することによりコイル３ａの温度が上昇する。

すなわち、銅損によりコイル３ａの温度が上昇することにより電動モータ１の温度が上昇し、実トルクが減少する場合がある。そこで、補正値の増大を抑制して、銅損の増加を抑制する電流量リミッタ部１６を備える。電流量リミッタ部１６は、ｄ軸電流補正値Δｉｄ＊とｑ軸電流補正値Δｉｑ＊とによって電流ベクトルにおける電流量の補正値を制限する。これにより、コイル３ａの銅損が増加することを防止して、電動モータ１の温度が上昇しないように制御する。

具体的には、電流量リミッタ部１６は、銅損と電流ベクトルにおける電流量との対応をマップ等により保持している。電流量リミッタ部１６は、このマップを参照して、電流量補正部１４による補正値による補正によりコイル３ａ銅損が増加して温度上昇によりトルクが低下すると判断した場合は、補正値を制限して加減算部１０８及び１１２に送る。

本発明の第３実施形態は、このような構成により、永久磁石２ａ、２ｂの温度に基づいてコイル３ａの電流値を補正するが、この補正を、コイル３ａの銅損を増加させない範囲で制限する。これにより、銅損の増加による温度の上昇を抑制することで、電動モータ１の実トルクと指令トルクＴｅ＊との乖離を低減させることができる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態を説明する。第４実施形態においても基本構成は第１実施形態（図１）と同様であり、また、第１実施形態ないし第３実施形態と同一の構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図６は、第４実施形態の電動モータ制御装置１０の機能ブロック図である。

図６において、電動モータ制御装置１０は、電流量補正部１４と磁石温度比較部１５とと電流位相リミッタ部１７とを備える。

電流位相角補正部１３は、スキュー段毎の温度差ΔＴｍ＿１、ΔＴｍ＿２…ΔＴｍ＿ｎ（ｎ段目）に基づいて、コイル３ａの電流ベクトルにおける基準軸からの位相角の補正値Δβを算出する。補正値Δβは、加算部１０１において磁極位置θに加算されてｄｑ−ｕｖｗ変換部６０及びｕｖｗ−ｄｑ変換部７０に入力される。ｄｑ−ｕｖｗ変換部６０及びｕｖｗ−ｄｑ変換部７０は、補正後の磁極位置θに基づいてｄｑ軸成分を同期させる。このようにして、図３に示すように、固定子３のコイル３ａにおける位相角を補正する。

このような制御において、コイル３ａの位相角の補正量が増大した場合には、固定子３の鉄損が増大する。鉄損の増加により固定子３の温度が上昇する。

そこで、第４実施形態では、鉄損による固定子３の温度が上昇して電動モータ１のトルクが減少しないように、位相の補正値Δβの増大を抑制する電流位相リミッタ部１７を備えた。電流位相リミッタ部１７は、鉄損と電流ベクトルにおける位相角との対応をマップ等により保持している。電流位相リミッタ部１７は、電流位相角補正部１３が算出した補正値Δβにより位相角を補正した結果、鉄損が増加して固定子３の温度が上昇しないように制御する。具体的には、位相角を補正した結果、温度上昇によりトルクに損失が発生する場合には、トルクの損失が発生しない範囲で補正値Δβを制限して、ｄｑ−ｕｖｗ変換部６０及びｕｖｗ−ｄｑ変換部７０に送る。

本発明の第４実施形態は、このような構成により、永久磁石２ａ、２ｂの温度に基づいてコイル３ａの電流値を補正するが、この補正を、固定子３の鉄損を増加させない範囲で制限する。これにより、鉄損の増加による温度の上昇を抑制することで、電動モータ１の実トルクと指令トルクＴｅ＊との乖離を低減させることができる。

＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態を説明する。第５実施形態においても基本構成は第１実施形態（図１）と同様であり、また、第１実施形態ないし第４実施形態と同一の構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図７は、第５実施形態の電動モータ制御装置１０の機能ブロック図である。

図７において、電動モータ制御装置１０は、電流位相角補正部１３により算出される補正値Δβを電流量補正部１４に入力するように構成した。

電流位相角補正部１３は、スキュー段毎の温度差ΔＴｍ＿１、ΔＴｍ＿２…ΔＴｍ＿ｎ（ｎ段目）に基づいて、モータ１の電流ベクトルにおける基準軸からの位相角の補正値Δβを算出する。

電流量補正部１４は、磁石温度比較部１５が算出した差分値ΔＴｍと、指令トルクＴｅ＊と、位相角の補正値Δβに基づいて、電動モータ１の指令トルクＴｅ＊を実現するために最適な補正値を算出する。電流量補正部１４は電流ベクトルにおける電流量と位相角との関係をマップ等により予め保持しており、マップに基づいて、位相角の補正値Δβに対して最適なｄ軸電流補正値Δｉｄ＊とｑ軸電流補正値Δｉｑ＊とを算出する。

本発明の第５実施形態は、このような構成により、コイル３ａの位相を補正した後に、電流量とそれに応じた位相角に基づいた補正を行うことにより、位相角の補正に基づいて最適な電流量を供給することで、電動モータ１の実トルクと指令トルクＴｅ＊との乖離を低減させることができる。

＜第６実施形態＞
次に、本発明の第６実施形態を説明する。第６実施形態においても基本構成は第１実施形態（図１）と同様であり、また、第１実施形態ないし第５実施形態と同一の構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図８は、第６実施形態の電動モータ制御装置１０の機能ブロック図である。

第６実施形態は、図４に示す第２実施形態の変形例であり、スキュー構造により、電流位相角補正部１３が補正値Δβを算出するように構成した。

電流位相角補正部１３は、各スキュー段における永久磁石の温度α＿１、α＿２…α＿ｎ（ｎ段目）と、スキュー段毎の温度差ΔＴｍ＿１、ΔＴｍ＿２…ΔＴｍ＿ｎ（ｎ段目）とが入力される。電流位相角補正部１３は、これらの値に基づいて、磁束の位相の補正値Δβを算出する。

本発明の第６実施形態は、このような構成により、回転子２のスキュー構造に基づいて適切な位相角を補正することにより、電動モータ１の実トルクと指令トルクＴｅ＊との乖離を低減させることができる。

＜第７実施形態＞
次に、本発明の第７実施形態を説明する。第７実施形態においても基本構成は第１実施形態（図１）と同様であり、また、第１実施形態ないし第６実施形態と同一の構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。

図９は、第７実施形態の電動モータ制御装置１０の機能ブロック図である。

図９において、電動モータ制御装置１０は、磁石温度制御部１８をさらに備える。

第７実施形態は、図８に示す第６実施形態の変形例であり、スキュー構造により、電流位相角補正部１３が補正値Δβを算出し、さらに回転子２の磁石温度を制御するように構成した。

磁石温度制御部１８は、基準温度との差分値ΔＴｍが入力される。磁石温度制御部１８は、回転子２の永久磁石２ａ、２ｂの温度が上昇したかを判定する。すなわち、電流位相角補正部１３による位相の補正により、コイル３ａが発生する磁束によって回転子２の永久磁石２ａ、２ｂの温度が上昇したかを判定する。

磁石温度制御部１８は、モータ１の電流ベクトルにおける電流量と位相角と、これらに基づく回転子２における鉄損等の関係をマップにより保持しており、このマップに基づいて、回転子２における温度が適切かを判定する。例えば電流位相角補正部１３による補正値Δβによって磁石温度が上昇する場合は、磁石温度制御部１８は、補正値Δβを変更させる補正値Δβ２を加算部１０２に送る。補正値Δβ及びΔβ２により、回転子２における温度が適切となるように制御される。

本発明の第７実施形態は、このような構成により、回転子２の永久磁石２ａ、２ｂの温度が上昇しないに適切な位相角を補正することにより、電動モータ１の実トルクと指令トルクＴｅ＊との乖離を低減させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したものに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

前述の実施形態では、電動モータ１を永久磁石同期電動機としたがこれに限られず、トルク指令に基づく電流ベクトルにより制御を行う電動モータであれば、どのような構成でもよい。

１ 電動モータ
２ 回転子
２ａ、２ｂ 永久磁石
３ 固定子
３ａ コイル
１０ 電動モータ制御装置
１１ 回転子磁極位置補正部
１２ 磁石温度分布測定部
１３ 電流位相角補正部
１４ 電流量補正部
１５ 磁石温度比較部
１６ 電流量リミッタ部
１７ 電流位相リミッタ部
１８ 磁石温度制御部
２０ インバータ
３０ 磁極位置センサ
４０ ＰＷＭ信号生成部
５０ 変調率生成部
６０ ｄｑ−ｕｖｗ変換部
７０ ｕｖｗ−ｄｑ変換部
８０ 回転速度演算部
９０ ｄ軸ＰＩ補償部
１００ ｑ軸ＰＩ補償部
１０１、１０２ 加算部
１０８、１０９ 加減算部
１１０ 電流指令値生成部
１１１、１１２ 加減算部
２０１ 電流センサ

Claims (8)

1. 回転子と固定子とを備え、前記回転子に備えられる複数の永久磁石をスキュー構造とした電動モータの制御装置であって、
   指令値に基づいて前記電動モータを駆動させる駆動部と、
   前記電動モータの駆動状態を検出し、前記指令値と前記駆動状態とに基づいて前記駆動部の動作をフィードバック制御するフィードバック制御部と、
   前記複数の永久磁石の温度を検出する温度検出部と、
   前記固定子における複数の前記永久磁石の温度分布を算出する温度分布算出部と、
   前記算出された温度分布に基づいて、前記駆動部の動作を補正する補正部と、
   を備えることを特徴とする電動モータの制御装置。
2. 請求項１に記載の電動モータの制御装置であって、
   前記補正部は、
   前記温度分布に基づいて、前記電動モータの電流ベクトルにおける位相角を補正する位相角補正値を算出する電流位相角補正部と、
   前記温度分布に基づいて、前記電動モータの電流ベクトルにおける電流量を補正する電流量補正値を算出する電流量補正部と、
   ことを特徴とする電動モータの制御装置。
3. 請求項２に記載の電動モータの制御装置であって、
   前記電流量補正部は、前記電流量補正値を制限する電流量制限部を備えることを特徴とする電動モータの制御装置。
4. 請求項２又は３に記載の電動モータの制御装置であって、
   前記電流位相角補正部は、前記位相角補正値を制限する位相角制限部を備えることを特徴とする電動モータの制御装置。
5. 請求項２から４のいずれか一つに記載の電動モータの制御装置であって、
   前記電流量補正部は、電流ベクトルにおける電流量と位相角との関係を保持しており、前記関係を用いて、電流位相角補正部が算出した前記位相角補正値に基づいた電流量補正値を算出することを特徴とする電動モータの制御装置。
6. 請求項２から４のいずれか一つに記載の電動モータの制御装置であって、
   前記温度分布算出部は、前記スキュー段毎の温度を算出し、
   前記電流位相角補正部は、前記スキュー段毎の温度に基づいて、前記電動モータの電流ベクトルにおける位相角を補正する位相角補正値を算出することを特徴とする電動モータの制御装置。
7. 請求項２から４のいずれか一つに記載の電動モータの制御装置であって、
   前記位相角補正部は、電流ベクトルにおける位相角と前記回転子の鉄損との関係を保持しており、前記関係を用いて、前記位相角補正値を算出することを特徴とする電動モータの制御装置。
8. 回転子と固定子とを備え、前記回転子に備えられる複数の永久磁石をスキュー構造とした電動モータの制御方法であって、
   指令値に基づいて前記電動モータを駆動させると共に、前記電動モータの駆動状態を検出し、前記指令値と前記駆動状態とに基づいて前記電動モータ動作をフィードバック制御し、
   前記固定子における複数の前記永久磁石の温度分布を算出して、前記算出された温度分布に基づいて、前記駆動手段の動作を補正する、
   ことを特徴とする電動モータの制御方法。

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