JP2017017883A - モータ制御装置、及びモータ制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】何れか２相の電圧指令値が所定値以内である期間でもモータ電流を復元する。【解決手段】電圧指令値補正処理部は、何れか二相の第１電圧指令値ＶＵ＊，ＶＶ＊の差が所定値以内になる時に、絶対値が大きい方の第１電圧指令値ＶＵ＊を絶対値が小さい方の第１電圧指令値ＶＶ＊まで大きさを減少させ、該減少させた電圧指令値（疑似リミット電圧ＶＰ）を前記第２電圧指令値ＶＵ１＊として出力し、前記第１電圧指令値ＶＵ＊と前記第２電圧指令値ＶＵ１＊とが略一致してから、前記第１電圧指令値ＶＵ＊の大きさを増加させた電圧指令値を前記第２電圧指令値ＶＵ１＊として出力するものであり、大きさを減少させた電圧指令値の大きさの変化量の時間積分と、大きさを増加させた電圧指令値の大きさの変化量の時間積分とは略等しい。【選択図】図９

Description

本発明は、電力変換器の直流側電流を検出することにより、モータ相電流を再現するモータ制御装置、及びモータ制御システムに関する。

モータ制御装置は、トルク等の目標値と三相交流モータに流れるモータ相電流を復元した復元モータ電流とに基づいて、三相交流モータに印加する印加電圧を指令する三相の電圧指令値を生成する。そして、モータ制御装置は、三相の電圧指令値と一定周期で連続する三角波のキャリア信号とを比較することにより、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）信号を生成し、このＰＷＭ信号を制御信号としてインバータの複数のスイッチング素子に入力させることにより、三相交流モータをＰＷＭ制御する。

また、三相交流モータの制御は、ロータの回転位置を検出する位置センサを必要とするが、三相交流モータを小型化するため、センサレス制御が求められている。このセンサレス制御の延長線上で、モータ制御装置は、モータ相電流を検出する電流センサ（たとえば、電流変換トランス（ＣＴ：Current Transformer）やホール素子等）の数を低減し、コストダウンを図ることが好ましい。たとえば、これらの電流センサを使用せずセンサレスの形態でモータ制御を行う技術も開示されている。以下、この電流センサを不要にしたモータ制御をセンサレス制御という。

特許文献１は、直流側電流を逐次測定し、三相のモータ電流の値を復元する技術に関し、モータ電流のＡ／Ｄ変換値と３相電流指令値との偏差を演算し、該偏差の大きさが設定値よりも大きいときに３相電流指令値を復元電流とし、該偏差の大きさが設定値以下のときにＡ／Ｄ変換値を復元電流とする技術を開示している。

また、特許文献１は、電圧指令値とキャリア信号とを比較して得たＰＷＭスイッチングパターンに基づいて、特定相を決定し、直流側電流から３相の内、２相の電流を検出し、モータ電流を決定することや、Ａ／Ｄ変換器を用いて、１相の電流取得のためには、少なくとも１０μＳｅｃ必要であることを開示している。

特許第５１４６７２７号公報（段落００８８）

ところで、特許文献１の技術は、過変調等により、３相電流指令値の２相が略同値になる期間がある。この期間は、Ａ／Ｄ変換器が３相の内、１相の電流を取得することができるが、２相の電流を取得することができないので、モータ電流を決定することができない。つまり、特許文献１の技術は、３相電流指令値の２相が略同値になる期間、つまり、何れか２相の電圧指令値が所定範囲内である期間では、モータ電流を復元することができない。

本発明は、前記課題を解決するために、何れか２相の電圧指令値が所定値以内である期間でもモータ電流を復元することができるモータ制御装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、第１発明のモータ制御装置は、直流電力を交流電力に変換する電力変換器（３）の直流側電流（ｉ_０）を検出するＡ／Ｄ変換部（２１）と、前記電力変換器を介して三相交流モータ（４）をベクトル制御するベクトル制御部（２２）と、前記直流側電流の値を用いて前記三相交流モータに流れるモータ相電流を復元する電流復元部（２３）とを備え、前記ベクトル制御部は、目標値、及び前記電流復元部が復元した復元電流（Ｉ_ＲＥ）を用いて、前記三相交流モータに印加する印加電圧を指令する第１電圧指令値（Ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ_Ｖ ^＊、Ｖ_Ｗ ^＊）を演算する電圧指令値演算部（２２２）と、前記第１電圧指令値を補正する電圧指令値補正処理部（２２３）と、前記電圧指令値補正処理部が補正した第２電圧指令値（Ｖ_Ｕ１ ^＊、Ｖ_Ｖ１ ^＊、Ｖ_Ｗ１ ^＊）と単相三角波とを比較してＰＷＭ信号を生成し、前記電力変換器をＰＷＭ制御するＰＷＭ信号生成部（２２６）とを備え、前記電圧指令値補正処理部は、何れか二相の第１電圧指令値の差（Ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ_Ｖ ^＊）が所定値以内になる時に、絶対値が大きい方の第１電圧指令値（Ｖ_Ｕ ^＊）の大きさを減少させ、該大きさを減少させた電圧指令値（擬似リミット電圧）を前記第２電圧指令値（Ｖ_Ｕ１ ^＊）として出力し、前記第１電圧指令値（Ｖ_Ｕ ^＊）と前記第２電圧指令値（Ｖ_Ｕ１ ^＊）とが略一致してから、前記第１電圧指令値の大きさを増加させ、該大きさを増加させた電圧指令値を前記第２電圧指令値（Ｖ_Ｕ１ ^＊）として出力するものであり、大きさを減少させた電圧指令値の大きさの変化量の時間積分と、大きさを増加させた電圧指令値の大きさの変化量の時間積分とは略等しいことを特徴とする。なお、（ ）内の符号や文字は例示である。

第２発明のモータ制御装置は、直流電力を交流電力に変換する電力変換器（３）の直流側電流（ｉ_０）を検出するＡ／Ｄ変換部（２１）と、前記電力変換器を介して三相交流モータ（４）をベクトル制御するベクトル制御部（２２）と、前記直流側電流の値を用いて前記三相交流モータに流れるモータ相電流を復元する電流復元部（２３）とを備え、前記ベクトル制御部は、目標値、及び前記電流復元部が復元した復元電流（Ｉ_ＲＥ）を用いて、前記三相交流モータに印加する印加電圧を指令する第１電圧指令値を演算する電圧指令値演算部（２２２）と、前記第１電圧指令値を補正する電圧指令値補正処理部（２２３）と、前記電圧指令値補正処理部が補正した第２電圧指令値（Ｖ_Ｕ１ ^＊、Ｖ_Ｖ１ ^＊、Ｖ_Ｗ１ ^＊）と単相三角波とを比較してＰＷＭ信号を生成し、前記電力変換器をＰＷＭ制御するＰＷＭ信号生成部（２２６）とを備え、前記第１電圧指令値は、第一の第１電圧指令値（Ｖ_Ｕ ^＊）、第二の第１電圧指令値（Ｖ_Ｗ ^＊）、及び第三の第１電圧指令値（Ｖ_Ｖ ^＊）からなり、前記電圧指令値補正処理部は、前記第一の第１電圧指令値（Ｖ_Ｕ ^＊）と前記第二の第１電圧指令値（Ｖ_Ｗ ^＊）との差が所定値以内になる時に、絶対値が小さい方の第１電圧指令値（Ｖ_Ｕ ^＊）の大きさを減少させた電圧指令値を前記第２電圧指令値（Ｖ_Ｕ１ ^＊）として出力し、前記第二の第１電圧指令値（Ｖ_Ｗ ^＊）と前記第２電圧指令値（Ｖ_Ｕ１ ^＊）とが略一致してから、前記第一の第１電圧指令値（Ｖ_Ｕ ^＊）を前記第２電圧指令値として出力し、前記第一の第１電圧指令値（Ｖ_Ｕ ^＊）と前記第三の第１電圧指令値（Ｖ_Ｖ ^＊）との差が所定値以内になる時に、絶対値が大きい方の第１電圧指令値（Ｖ_Ｕ ^＊）を絶対値が小さい方の第１電圧指令値（Ｖ_Ｖ ^＊）まで大きさを減少させ、該大きさを減少させた第１電圧指令値（擬似リミット電圧Ｖ_Ｐ）を前記第２電圧指令値（Ｖ_Ｕ１ ^＊）として出力し、前記第一の第１電圧指令値（Ｖ_Ｕ ^＊）と前記第２電圧指令値（Ｖ_Ｕ１ ^＊）とが略一致してから、前記第一の第１電圧指令値の大きさを増加させ、該大きさを増加させた第１電圧指令値を前記第２電圧指令値（Ｖ_Ｕ１ ^＊）として出力するものであり、前記２つの大きさを減少させた第１電圧指令値の大きさの変化量の時間積分の和と、大きさを増加させた第１電圧指令値の大きさの変化量の時間積分とが略等しいことを特徴とする。なお、（ ）内の符号や文字は例示である。

第３発明のモータ制御装置は、直流電力を交流電力に変換する電力変換器（３）の直流側電流（ｉ_０）を検出するＡ／Ｄ変換部（２１）と、前記電力変換器を介して三相交流モータ（４）をベクトル制御するベクトル制御部（２２）と、前記直流側電流の値を用いて前記三相交流モータに流れるモータ相電流を復元する電流復元部（２３）とを備え、前記ベクトル制御部は、目標値、及び前記電流復元部が復元した復元電流（Ｉ_ＲＥ）を用いて、前記三相交流モータに印加する印加電圧を指令する第１電圧指令値を演算する電圧指令値演算部（２２２）と、前記第１電圧指令値を補正する電圧指令値補正処理部（２２３）と、前記電圧指令値補正処理部が補正した第２電圧指令値（Ｖ_Ｕ１ ^＊、Ｖ_Ｖ１ ^＊、Ｖ_Ｗ１ ^＊）と単相三角波とを比較してＰＷＭ信号を生成し、前記電力変換器をＰＷＭ制御するＰＷＭ信号生成部（２２６）とを備え、前記第１電圧指令値は、第一の第１電圧指令値（Ｖ_Ｕ ^＊）、第二の第１電圧指令値（Ｖ_Ｗ ^＊）、及び第三の第１電圧指令値（Ｖ_Ｖ ^＊）からなり、前記電圧指令値補正処理部は、前記第一の第１電圧指令値（Ｖ_Ｕ ^＊）と前記第二の第１電圧指令値（Ｖ_Ｗ ^＊）との差が所定値以内になる時に、絶対値が小さい方の第１電圧指令値（Ｖ_Ｕ ^＊）を低下させた電圧指令値を前記第２電圧指令値（Ｖ_Ｕ１ ^＊）として出力し、前記第二の第１電圧指令値（Ｖ_Ｗ ^＊）と前記第２電圧指令値（Ｖ_Ｕ１ ^＊）とが略一致してから、前記第一の第１電圧指令値（Ｖ_Ｕ ^＊）を前記第２電圧指令値として出力し、前記第一の第１電圧指令値（Ｖ_Ｕ ^＊）と前記第三の第１電圧指令値（Ｖ_Ｖ ^＊）との差が所定値以内になる時に、絶対値が大きい方の第１電圧指令値（Ｖ_Ｕ ^＊）を絶対値が小さい方の第１電圧指令値（Ｖ_Ｖ ^＊）まで大きさを低下させ、該大きさを低下させた第１電圧指令値（擬似リミット電圧Ｖ_Ｐ）を前記第２電圧指令値（Ｖ_Ｕ１ ^＊）として出力し、前記第一の第１電圧指令値（Ｖ_Ｕ ^＊）と前記第２電圧指令値（Ｖ_Ｕ１ ^＊）とが略一致してから、前記第一の第１電圧指令値の大きさを増加させ、該大きさを増加させた第１電圧指令値を前記第２電圧指令値（Ｖ_Ｕ１ ^＊）として出力するものであり、前記２つの第１電圧指令値の大きさの減少は、前記単相三角波の周期内に行い、前記第１電圧指令値の大きさの増加は、前記単相三角波の周期外で行う
ことを特徴とする。なお、（ ）内の符号や文字は例示である。

本発明によれば、何れか２相の電圧指令値が所定値以内である期間でもモータ電流を復元することができるモータ制御装置、及びモータ制御システムを提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係るモータ制御装置の構成図である。 １シャント抵抗を用いた電流取得法を説明するための各部における出力波形を示す図であり、（ａ）は、ＰＷＭ波形、（ｂ）は、シャント抵抗両端電圧、そして、（ｃ）は、モータ電流波形である。 ＰＷＭスイッチングパターンと検出電流の関係を示す表である。 １回のサンプリングデータの取得タイミング電圧の時間変化を示す図である。 相電圧正弦波のモータ相電圧波形、及び線間電圧波形である。 電圧利用率を向上させたときのモータ相電圧波形、及び線間電圧波形である。 ＰＷＭ過変調のときのモータ相電圧波形、及び線間電圧波形である。 ＰＷＭ過変調のときのモータ相電圧を全相重ね合わせた波形である。 ＰＷＭ過変調時の電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ_Ｖ ^＊、Ｖ_Ｗ ^＊と、単相三角波とを重ねたものである。 電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊を電圧指令値Ｖ_Ｖ ^＊よりもΔＶ_Ｕ ^＊低下させた状態で、ＰＷＭ過変調時の電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ_Ｖ ^＊、Ｖ_Ｗ ^＊と、単相三角波とを重ねたものである。 本発明の第１実施形態における電圧指令値の低下、及び増加を説明するための説明図である。 電圧指令値の補正処理を行う前後の電圧指令値の波形である。 本発明の第１実施形態における電圧指令値の増加量を説明する説明図である。 本発明の第２実施形態における電圧指令値の低下、及び増加処理を説明する説明図である。 本発明の第２実施形態における電圧指令値の補正処理を行う前後の電圧指令値の波形である。 本発明の比較例のモータ制御装置の電圧指令値の減少／増加処理を説明するための説明図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）につき詳細に説明する。なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
＜モータ制御システムの構成＞
図１は、第１の実施形態のモータ制御システムの構成図である。
モータ制御システム１は、モータ制御装置２と、電力変換器３と、三相交流モータ４とを備えている。モータ制御装置２は、電力変換器３を介して三相交流モータ４のトルクを制御するトルク制御装置である。電力変換器３は、直流電源Ｅが接続されており、直流電源Ｅから供給される直流電力を三相交流電力に変換して、三相交流モータ４を駆動する。

モータ制御装置２は、Ａ／Ｄ変換部２１、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等が内蔵されているワンチップＣＰＵ（Central Processing Unit）により構成されており、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することによりベクトル制御部２２と電流復元部２３との機能を実現する。Ａ／Ｄ変換部２１は、電力変換器３に直流電力を供給する直流電源Ｅに接続されたシャント抵抗ｒに流れる電力変換器３の直流側電流ｉ_Ｏを検出する。ベクトル制御部２２は、電力変換器３を介して三相交流モータ４の回転速度をベクトル制御する。そして、電流復元部２３は、電力変換器３の直流側電流の値を用いて、三相交流モータ４に流れるモータ相電流（ｉ_Ｕ、ｉ_Ｖ、ｉ_Ｗ）を復元するものである。

ベクトル制御部２２は、電流指令値演算部２２１と電圧指令値演算部２２２と電圧指令値補正処理部２２３と電圧指令値補正判定部２２４とＰＷＭ信号生成部２２６と単相三角波発生部２２７とを備えて構成される。
電流指令値演算部２２１は、二軸電流指令値演算部２２１１と二軸−三相変換部２２１２と三相−二軸変換部２２１３とを備えて構成される。電流指令値演算部２２１には、目標値Ｔ、及び電流復元部２３からの復元された三相の復元電流Ｉ_ＲＥが入力される。目標値Ｔは、二軸電流指令値演算部２２１１に入力され、三相の復元電流Ｉ_ＲＥは、三相−二軸変換部２２１３に入力される。そして、三相−二軸変換部２２１３に入力された三相の復元電流Ｉ_ＲＥは、励磁軸（ｄ軸）、及びこれに直交するトルク軸（ｑ軸）の二軸の電流に変換され、二軸電流指令値演算部２２１１、及び電圧指令値演算部２２２の入力電流Ｉｄ、Ｉｑとして出力される。二軸電流指令値演算部２２１１は、入力された目標値Ｔ、及び二軸の入力電流Ｉｄ、Ｉｑを二軸電流指令値Ｉｄ^＊、Ｉｑ^＊に演算して、二軸−三相変換部２２１２、及び電圧指令値演算部２２２に出力する。二軸−三相変換部２２１２は、二軸電流指令値演算部２２１１から入力された二軸電流指令値Ｉｄ^＊、Ｉｑ^＊を三相電流指令値Ｉ_Ｕ ^＊、Ｉ_Ｖ ^＊、Ｉ_Ｗ ^＊に変換して、電流復元部２３に出力する。

電圧指令値演算部２２２は、電流指令値演算部２２１からの二軸電流指令値Ｉｄ^＊、Ｉｑ^＊と入力電流Ｉｄ、Ｉｑとを用いて、三相交流モータ４に印加する印加電圧を指令する第１の電圧指令値としての電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ_Ｖ ^＊、Ｖ_Ｗ ^＊を演算する。ここで、電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ_Ｖ ^＊、Ｖ_Ｗ ^＊は、電圧利用率を高めるために、線間の正弦波形を維持しつつ、線間電圧が高くなるように相電圧の変形を行っている。また、電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ_Ｖ ^＊、Ｖ_Ｗ ^＊は、本実施形態では、ＰＷＭ過変調を前提としている。電圧指令値演算部２２２は、演算された電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ_Ｖ ^＊、Ｖ_Ｗ ^＊を、本実施形態の特徴構成である電圧指令値補正処理部２２３、及び電圧指令値補正判定部２２４に出力する。

電圧指令値補正処理部２２３は、電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ_Ｖ ^＊、Ｖ_Ｗ ^＊の何れか２つの値を設定値まで減少させ、適切なタイミングで減少分を増加させる補正を行い、第２電圧指令値としての電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊、Ｖ_Ｖ１ ^＊、Ｖ_Ｗ１ ^＊を出力する。また、電圧指令値補正処理部２２３は、電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ_Ｖ ^＊、Ｖ_Ｗ ^＊の減少量（変化量）の時間積分と、増加量（変化量）の時間積分とを等しくなるようにしている。電圧指令値補正判定部２２４は、電圧指令値補正処理部２２３が電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ_Ｖ ^＊、Ｖ_Ｗ ^＊の補正を行うタイミングか否かを判定し、該タイミングを電圧指令値補正処理部２２３に送信する。擬似リミット値２２５は、電圧指令値補正処理部２２３の補正後の電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ_Ｖ ^＊、Ｖ_Ｗ ^＊の値が設定されており、該設定値は電圧指令値補正判定部２２４が判定する判定基準としても使用される。

電圧指令値補正処理部２２３は、補正された電圧指令値Ｖ_ｕ１ ^＊、Ｖ_ｖ１ ^＊、Ｖ_ｗ１ ^＊をＰＷＭ信号生成部２２６に出力する。そして、ＰＷＭ信号生成部２２６は、電圧指令値演算部２２２からの電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ_Ｖ ^＊、Ｖ_Ｗ ^＊と単相三角波発生部２２７が生成する単相三角波とを比較してＰＷＭ信号Ｕ_Ｐ、Ｖ_Ｐ、Ｗ_Ｐを生成し、電力変換器３に出力して電力変換器３をＰＷＭ制御する。

電流復元部２３は、偏差演算部２３１と設定部２３２とＡ／Ｄ変換制御部２３３とを備えて構成される。偏差演算部２３１は、Ａ／Ｄ変換部２１から出力された測定電流値（出力値）Ｉ_Ｏと電流指令値演算部２２１の二軸−三相変換部２２１２で変換された三相電流指令値Ｉ^＊（Ｉ_Ｕ ^＊、Ｉ_Ｖ ^＊、Ｉ_Ｗ ^＊）とが入力され、測定電流値（出力値）Ｉ_Ｏと三相電流指令値Ｉ^＊との偏差Ｉ_Ｄを演算し、演算結果を設定部２３２に出力する。

設定部２３２は、いわゆる、コンパレータとスイッチとの機能を有している。設定部２３２は、偏差演算部２３１からの偏差Ｉ_Ｄの大きさ（｜Ｉ_Ｄ｜）が設定された規定幅データ（設定値）Ｉ_Ｓの大きさ（｜Ｉ_Ｓ｜）よりも大きいときは、スイッチが「ａ」に切り替わり、電流指令値演算部２２１から指令された電流指令値Ｉ^＊を電流指令値演算部２２１に復元電流Ｉ_ＲＥの値として出力する。一方、設定部２３２は、偏差演算部２３１からの偏差Ｉ_Ｄの大きさ（｜Ｉ_Ｄ｜）が設定された規定幅データ（設定値）Ｉ_Ｓの大きさ（｜Ｉ_Ｓ｜）以下のときは、スイッチが「ｂ」に切り替わり、Ａ／Ｄ変換部２１からの測定電流値（出力値）Ｉ_Ｏを、電流指令値演算部２２１に復元電流Ｉ_ＲＥの値として出力する。

つまり、設定部２３２は、ノイズ等により、Ａ／Ｄ変換部２１が測定した測定電流値（出力値）Ｉ_Ｏのバラツキが大きいときには、電流指令値Ｉ^＊を復元電流Ｉ_ＲＥの値とし、測定電流値Ｉ_Ｏのバラツキが小さいときには、測定電流値Ｉ_Ｏを、復元電流Ｉ_ＲＥの値とする。これにより、モータ制御装置２は、ノイズの大きさにかかわらず、安定して、三相交流モータ４を制御することができる。

さらに、Ａ／Ｄ変換制御部２３３は、電力変換器３の三相交流モータ４のＵ相、Ｖ相、及びＷ相におけるＤｕｔｙ １００％のときの無通電状態、及び通電状態を表すＰＷＭスイッチングパターン（図３参照）を用いて、単相三角波発生部２２７が発生する単相三角波の周期に同期させてＡ／Ｄ変換部２１を制御する。

＜モータ制御装置の動作＞
以下、本実施形態のモータ制御装置２の動作につき説明する。まず、図２乃至図４を参照して、測定電流値Ｉ_Ｏを取得して復元電流Ｉ_ＲＥの値を出力する電流復元部２３の動作について説明し、図６乃至図１１を用いて、本実施形態の特徴構成である電圧指令値補正処理部２２３の動作を説明する。

図２（ａ）乃至図２（ｃ）は、１シャント抵抗を用いた電流取得法を説明するための各部における出力波形を示す図である。なお、図２（ａ）乃至図２（ｃ）において、横軸の時間軸は、同様の時間単位で示してある。図２（ａ）は、ＰＷＭ信号生成部２２６から電力変換器３に出力されるＰＷＭ信号Ｕ_Ｐ、Ｖ_Ｐ、Ｗ_Ｐの波形を示す。横軸は時間であり、本実施形態では、１キャリア周期２００μｓとした２周期分の時間を示している。なお、１キャリア周期２００μｓの値は、単相三角波発生部２２４が生成する単相三角波の周期である２００μｓとしてある。

図２（ｂ）は、シャント抵抗ｒの両端電圧波形であり、このタイミング（１）、及びタイミング（２）によって取得されるシャント抵抗ｒに流れる直流電流値ｉ_Ｏと後記する図３のＰＷＭスイッチングパターンによって特定されたモータ相電流の検出電流、この場合は、ｉ_Ｕ、及び−ｉ_ＷがＡ／Ｄ変換部２１を介してモータ電流の各相の測定電流値（出力値）Ｉ_Ｏとして検出され、電流復元部２３の偏差演算部２３１、及び設定部２３２に入力される。

図２（ｃ）は、モータ電流波形であり、各モータ相電流（ｉ_Ｕ、ｉ_Ｖ、ｉ_Ｗ）のそれぞれ電気角３６０°を有した相電流のうちの、ここでは、キャリア周期２周期分のモータ電流波形と図２（ｂ）の期間（１）、及び期間（２）で取得される検出電流ｉ_Ｕ、及び−ｉ_Ｗを取得部（１）、及び取得部（２）として示してある。

図３は、ＰＷＭスイッチングパターンと検出電流との関係を示す表である。図３は、図２（ａ）、及び図２（ｂ）を参照して説明した期間（１）、及び期間（２）で取得される検出電流ｉ_Ｕ、及び検出電流−ｉ_Ｗとそれ以外の検出電流をＰＷＭスイッチングパターンに対応させて図示している。

図３は、ＰＷＭスイッチングパターンと特定の電流相との関係の説明図である。図３は、三相交流モータ４のＵ相、Ｖ相、Ｗ相におけるＤｕｔｙ １００％のときの無通電状態、及び通電状態を表すＰＷＭスイッチングパターンと、各ＰＷＭスイッチングパターンによって定まる特定の電流相（特定相と称する）との関係を示している。図３では、ＰＷＭスイッチングパターンは、無通電状態を「ＯＦＦ」とし、通電状態を「ＯＮ」として、各相の状態をＡ〜Ｈの８通りのＰＷＭスイッチングパターンとして示している。

図３は、ＰＷＭスイッチングパターンＡ〜Ｈの特定相が以下のようになることを示している。すなわち、パターンＡとして、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相がそれぞれ「ＯＦＦ、ＯＦＦ、ＯＦＦ」となる場合に、特定相を特定できず検出電流は「なし」状態となる。また、パターンＢとして、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相がそれぞれ「ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＦＦ」となる場合に、特定相が「Ｕ相」となり、検出電流はｉ_Ｕとなる。また、パターンＣとして、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相がそれぞれ「ＯＦＦ、ＯＮ、ＯＦＦ」となる場合に、特定電流相が「Ｖ相」となり、検出電流はｉ_Ｖとなる。また、パターンＤとして、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相がそれぞれ「ＯＮ、ＯＮ、ＯＦＦ」となる場合に、特定電流相が「Ｗ相」となり、検出電流は−ｉ_Ｗとなる。また、パターンＥとして、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相がそれぞれ「ＯＦＦ、ＯＦＦ、ＯＮ」となる場合に、特定電流相が「Ｗ相」となり、検出電流はｉ_Ｗとなる。また、パターンＦとして、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相がそれぞれ「ＯＮ、ＯＦＦ、ＯＮ」となる場合に、特定電流相が「Ｖ相」となり、検出電流は−ｉ_Ｖとなる。また、パターンＧとして、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相がそれぞれ「ＯＦＦ、ＯＮ、ＯＮ」となる場合に、特定電流相が「Ｕ相」となり、検出電流は−ｉ_Ｕとなる。また、パターンＨとして、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相がそれぞれ「ＯＮ、ＯＮ、ＯＮ」となる場合に、特定電流相が特定できず検出電流は「なし」状態となる。

そして、本実施形態においては、電流復元部２３のＡ／Ｄ変換制御部２３３は、このＰＷＭスイッチングパターンに対応した電力変換器３のスイッチングパターン、すなわち、図３における検出電流「なし」の２つのパターンを除いた６つのスイッチングパターンに同期させて、Ａ／Ｄ変換部２１を制御する。したがって、電流復元部２３は、単相三角波の周期２００μｓ中におけるＰＷＭスイッチパターンの内、前記の図３における６つのスイッチングパターンを検出電流の取得部として規定する。

さらに、Ａ／Ｄ変換制御部２３３は、単相三角波の周期２００μｓ中におけるＰＷＭスイッチングパターンの内、隣接した２つの期間、すなわち、図２の取得部（１）、及び取得部（２）において、ここでは、Ｕ相、及びＷ相の二相の検出電流を、１キャリア周期内に各１回検出し取得させる。

図４は、１回のサンプリングデータの取得タイミング電圧の時間変化を示す図である。図４において、縦軸はタイミング電圧（Ｖ）であり、横軸は時間（μｓ）である。
図４は、シャント抵抗ｒに流れる電流ｉ_Ｏのステップ応答を示しており、ａ）領域は、Ａ／Ｄ変換部２１への入力直前のフィルタ回路等による充電時間、及びセットアップ時間（約６μｓ）であり、ｂ）領域は、１データのＡ／Ｄ変換部２１での電流検出時間を含むＡ／Ｄ変換時間（２．６μｓ）であり、ｃ）領域は、Ａ／Ｄ変換部２１中でのレジスタ等の設定処理時間（約１μｓ）である。シャント抵抗ｒに流れる電流ｉ_Ｏの変化が開始してからＡ／Ｄ変換部２１の出力変化が完了するまでに必要な必要最低時間は、ａ）〜ｃ）領域のトータル時間であり、約１０μｓｅｃと見積もられる。

図５Ａ，図５Ｂ，図５Ｃは、モータ相電圧波形、及び線間電圧波形である。モータ相電圧波形は、電圧指令値演算部２２２（図１）が生成する電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ_Ｖ ^＊、Ｖ_Ｗ ^＊に相当する。図５Ａ，図５Ｂ，図５Ｃは、縦軸が電圧（Ｖ）であり、横軸が位相（ｄｅｇ）である。
図５Ａ（ａ）は、基本的なＵ相，Ｖ相の相電圧波形であり、図５Ａ（ｂ）は、ＵＶ相の線間電圧波形であり、双方共に正弦波形を示す。Ｕ相，Ｖ相の相電圧波形は、位相が１２０°ずれている正弦波形である。また、ピーク値±１００Ｖの相電圧は、線間電圧では、√３倍（±１７３Ｖ）のピーク電圧になる。

図５Ｂ（ａ）は、電圧利用率を向上させるために波形変形した相電圧変形波形であり、図５Ｂ（ｂ）は、その線間電圧波形である。相電圧変形波形は、ピーク電圧±２００Ｖの正弦波の線間電圧波形を維持しつつ、相電圧をピーク電圧±１００Ｖに制限したものである。

図５Ｃ（ａ）は、電圧利用率向上のための波形変形とＰＷＭ過変調とを行ったときの相電圧波形であり、図５Ｃ（ｂ）は、その線間電圧波形である。線間電圧波形は、ピーク電圧±２００Ｖの状態が一定時間継続しており、正弦波ではない。また、図５Ｃ（ａ）の相電圧波形は、図５Ｂ（ａ）の相電圧波形変形の振幅を増加させた波形（原波形Ｖ相）に対して、±１００Ｖを超える過変調部分（破線部分）をカットしたものである。

図６は、電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ_Ｖ ^＊、Ｖ_Ｗ ^＊の波形であり、図５Ｃ（ａ）の相電圧波形Ｖ_Ｕ，Ｖ_Ｖ、及び相電圧波形Ｖ_Ｗを全相重ね合わせものに相当するが、振幅が±１３０Ｖになっている。
この電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ_Ｖ ^＊、Ｖ_Ｗ ^＊は、過変調部分のカットのため、２つの相のピーク値が重なる期間が存在し、この期間では、他の一相は、正負反転した値になっている。破線の円で示した複数の期間がピーク値の重なる期間であり、例えば、破線の直線（ＰＷＭ動作ピックアップポイント）で特定した期間は、Ｕ相、及びＶ相がピーク値（約１３０Ｖ）で重なっており、Ｗ相が−１３０Ｖである。また、ピーク値の重なる期間は、２つの電圧指令値が近似する期間であり、電流取得が困難な電流取得不可領域である。

図７は、図６の破線の直線で特定した期間について、三相の電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ_Ｖ ^＊、Ｖ_Ｗ ^＊と、単相三角波発生部２２７が生成した単相三角波とを重ねたものである。縦軸は、ＰＷＭカウント値（０〜ＰＷＭ＿Ｍａｘ）であり、横軸は時間である。この期間において、ＰＷＭ信号生成部２２６が生成するＰＷＭ波形は、Ｕ相電圧Ｕｐ＝“１”であり、Ｖ相電圧Ｖｐ＝“１”であり、Ｗ相電圧Ｗｐ＝“０”である。

図３のＰＷＭスイッチングパターンによれば、Ｕｐ＝１、Ｖｐ＝１、Ｗｐ＝０の状態は、負のＷ相電流−ｉ_Ｗを検出可能であるが、他の相電流を検出することができない。つまり、他の２相の電流（Ｕ相電流ｉ_Ｕ、Ｖ相電流ｉ_Ｖ）が検出できないので、モータ電流を検出することができない。そこで、電圧指令値補正処理部２２３は、２つの相のピーク値が重なる期間に対して、電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊、及び電圧指令値Ｖ_Ｖ ^＊の何れか一方の値を減少させて、他の一相の電流検出期間を生成し、その後、減少させた電圧指令値を増加させて、辻褄合わせを行うことにする。

図８は、電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊を電圧指令値Ｖ_Ｖ ^＊よりもΔＶ_ＵＶ ^＊減少させた状態で、電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ_Ｖ ^＊、Ｖ_Ｗ ^＊と、単相三角波とを重ねたものである。電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊が単相三角波よりも低い期間、つまり、Ｕｐ＝０、Ｖｐ＝１、Ｗｐ＝０の期間が両側に発生し、Ｖ相電流ｉ_Ｖが検出可能になる。

ΔＶ_ＵＶ ^＊は、単相三角波の傾斜に相電流検出に必要な時間（例えば、１０μSec）を乗算した電圧である。つまり、ΔＶ_ＵＶ ^＊は、単相三角波の周期と相電流検出に必要な時間との比と、電流指令値の最大値（ピーク値）との積である。これにより、Ａ／Ｄ変換部２１は、負のＷ相電流−ｉ_Ｗ、及びＶ相電流ｉ_Ｖが検出可能になる。つまり、Ｕ相電流ｉ_Ｕ＝−（ｉ_Ｖ＋ｉ_Ｗ）なので、モータ制御装置２は、直流電源Ｅに接続されたシャント抵抗ｒを用いて、全相の電流ｉ_Ｕ，ｉ_Ｖ，ｉ_Ｗを検出乃至演算することができる。

図９は、本発明の第１実施形態における電圧指令値の低下、及び増加を説明するための説明図である。この図９は、ＰＷＭ過変調を行った電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊を減少／増加処理し、電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊を出力する電圧指令値補正処理部２２３の処理を説明している。処理前の第一の電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊は、時刻ｔ０から略直線的に増加し、時刻ｔ１を介して、時刻ｔ２で出力リミット電圧Ｖ_Ｌに到達し、時刻ｔ４を介して、時刻ｔ５で、略直線的に低下し、時刻ｔ８で電圧０まで戻る台形状である。

処理後の電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊は、時刻ｔ０の電圧０から略直線的に増加し、時刻ｔ２で出力リミット電圧Ｖ_Ｌ＝Ｖ_ｕ１ ^＊ _ｍａｘに到達し、第二の電圧指令値Ｖ_Ｖ１ ^＊が所定電圧範囲内になる時刻ｔ４で、擬似リミット電圧Ｖ_Ｐを出力し、時刻ｔ５，ｔ６を介して、時刻ｔ７で略直線的に低下し、時刻ｔ８で電圧０まで戻っている。

つまり、電圧指令値補正処理部２２３は、電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊と電圧指令値Ｖ_Ｖ ^＊とが所定値以内になる時刻ｔ４に、絶対値が大きい方の電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊を所定電圧（Ｖ_Ｌ−Ｖ_Ｐ）だけ減少させ、該低下させた電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊と電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊とが一致する時刻ｔ６から、第２電圧指令値としての電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊を第１電圧指令値としての電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊よりも増加させている。ここで、電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊を減少させた一定電圧Ｖ_Ｐを「擬似リミット電圧」ということにする。また、電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊と電圧指令値Ｖ_Ｖ ^＊とが所定電圧範囲内になるとは、該所定電圧が小さければ、電圧指令値Ｖ_Ｖ ^＊と擬似リミット電圧Ｖ_Ｐとが略一致することでもある。また、所定電圧（Ｖ_Ｌ−Ｖ_Ｐ）は、前記したΔＶ_ＵＶ ^＊であり、単相三角波の周期（例えば、２００μSec）と相電流検出に必要な必要最低時間（例えば、１０μSec）との比と、電流指令値の最大値（ピーク値）との積である。

図１０は、電圧指令値の補正処理を行う前後の電圧指令値の波形であり、図１０（ａ）は、補正処理前の波形であり、図１０（ｂ）は、該補正処理前の波形に補正処理後の波形を重ねている。
図１０（ａ）において、電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ_Ｖ ^＊、Ｖ_Ｗ ^＊は、互いに位相が１２０°ずれた、補正処理前の波形であり、電圧利用率を向上させるための波形変形、及びＰＷＭ過変調された波形である。第一の電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊は、０〜１８０°の正の台形波と、１８０°〜３６０°までの負の台形波とが連結されたものであり、第二の電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊は、１２０°〜３００°までの正の台形波と、３００°〜１２０°までの負の台形波とが連結されたものであり、第三の電圧指令値Ｖ_Ｗ ^＊は、２４０°〜６０°までの正の台形波と、６０°〜２４０°までの負の台形波とが連結されたものである。

図１０（ｂ）の補正処理後の電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊、Ｖ_Ｖ１ ^＊、Ｖ_Ｗ１ ^＊は、減少／増加処理を行った波形であり、電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊の絶対値は、電圧指令値Ｖ_Ｖ ^＊の絶対値が疑似リミット電圧Ｖ_Ｐまで立ち上がった時に減少を開始し、電圧指令値Ｖ_Ｖ１ ^＊の絶対値は、電圧指令値Ｖ_Ｗ ^＊の絶対値が疑似リミット電圧Ｖ_Ｐまで立ち上がった時に減少を開始し、電圧指令値Ｖ_Ｗ１ ^＊の絶対値は、電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊の絶対値が疑似リミット電圧Ｖ_Ｐまで立ち上がった時に減少を開始している。

モータ制御装置２は、三相交流モータ４が発生するトルクを目標値Ｔに制御するトルク制御装置である。モータ制御装置は、一般的に、ｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊＝０としたとき、トルクはｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊に比例し、三相交流モータ４に印加される電圧と電流とは略比例する。本実施形態のモータ制御装置２は、トルクと電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊、Ｖ_Ｖ１ ^＊、Ｖ_Ｗ１ ^＊とが略比例関係にあるという前提の下に、減少させた電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊の減少量（変化量）の時間積分と、増加させた電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊の増加量（変化量）の時間積分とを略等しくしている。

図１１は、本発明の第１実施形態における電圧指令値の増加量を説明する説明図である。
電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊の増加期間（ｔ６〜ｔ８）は、擬似リミット電圧Ｖ_Ｐを維持する時間Ｔ_Ｘの期間（ｔ６〜ｔ７）と、電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊が低下する期間（ｔ７〜ｔ８）とがある。
（１）まず、電圧指令値の減少量（Ｖ_Ｕ ^＊−Ｖ_Ｕ１ ^＊）の時間積分Ｓ１を演算する。つまり、時刻ｔ４から電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊＝擬似リミット電圧Ｖ_Ｐになる時刻ｔ６まで、電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊と擬似リミット電圧Ｖ_Ｐとの差（Ｖ_Ｕ ^＊−Ｖ_Ｐ）の時間積分Ｓ１を演算する。
（２）次に、電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊＝擬似リミット電圧Ｖ_Ｐになってから、電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊＝擬似リミット電圧Ｖ_Ｐを維持するまでの時間Ｔ_Ｘを演算する。増加した電流指令値（Ｖ_Ｕ１ ^＊−Ｖ_Ｕ ^＊）の時間積分Ｓ２は、三角形の面積により求められ、Ｓ２＝Ｔ_Ｘ×Ｖ_Ｐ／２である。したがって、Ｔ_Ｘ＝２・Ｓ１／Ｖ_Ｐである。

（３）電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊の低下に伴い、時間Ｔ_Ｘが経過した時点（ｃ点、ｔ７）での電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊と電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊との比率を維持するように、電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊を低下させる。
つまり、時間Ｔ_Ｘが経過した時点（ｃ点、ｔ７）において、電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊と電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊との比率Ｋ＝Ｖ_Ｕ１ ^＊（ｔ７）／Ｖ_Ｕ（ｔ７）を演算し、その後の電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊（ｔ）は、
Ｖ_Ｕ１ ^＊（ｔ）＝Ｋ・Ｖ_Ｕ ^＊（ｔ）
で算出する。なお、時刻ｔ８において、Ｖ_Ｕ１ ^＊＝Ｖ_Ｕ ^＊＝０になったときに電圧指令値の増加補正は終了する。

（第２実施形態）
前記第１実施形態は、第一の電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊と第二の電圧指令値Ｖ_Ｖ ^＊とが所定範囲内になった場合であって、第一の電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊が低下するときに、第一の電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊を擬似リミット電圧Ｖ_Ｐまで減少させたが、第一の電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊が増加するときにも擬似リミット電圧Ｖ_Ｐまで減少させることができる。つまり、第一の電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊の増加時、及び減少時の双方で、擬似リミット電圧Ｖ_Ｐまで減少させることができる。

図１２は、本発明の第２実施形態における電圧指令値の低下、及び増加を説明する説明図である。
電圧指令値補正処理部２２３は、第一の電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊が増加している場合に、電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊が擬似リミット電圧Ｖ_Ｐに到達する前は（ｔ０〜ｔ１）、電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊＝電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊を出力し、擬似リミット電圧Ｖ_Ｐを超えているときに（ｔ１〜ｔ２ａ）、電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊＝擬似リミット電圧Ｖ_Ｐを出力する。また、電圧指令値補正処理部２２３は、第三の電圧指令値Ｖ_Ｗ ^＊が減少している場合であって（ｔ＞ｔ２）、擬似リミット電圧Ｖ_Ｐよりも低いときに（ｔ２ａ〜ｔ４）、電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊＝電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊＝Ｖ_Ｌを出力する。

また、前記第１実施形態と同様に、電圧指令値補正処理部２２３は、第二の電圧指令値Ｖ_Ｖ ^＊が増加している場合であって、電圧指令値Ｖ_Ｖ ^＊が擬似リミット電圧Ｖ_Ｐを超えているときに（ｔ４〜ｔ６）、電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊＝擬似リミット電圧Ｖ_Ｐを出力する。また、第一の電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊の低下中においても、擬似リミット電圧Ｖ_Ｐを出力する期間があるので（ｔ５〜ｔ６）、電圧指令値補正処理部２２３は、第一の電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊の増加時（Ｓ３）と減少時（Ｓ４）との双方で、電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊を減少させ、電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊＝擬似リミット電圧Ｖ_Ｐを出力する。これにより、電流取得電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊が単相三角波よりも低い期間、つまり、Ｕｐ＝０、Ｖｐ＝１、Ｗｐ＝０の期間が単相三角波の両側に発生し（図８参照）、三相交流モータ４に流れる相電流ｉ_Ｖが検出可能になる。

そして、本実施形態では、電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊の減少量（変化量）の時間積分Ｓ３，Ｓ４の和が電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊の増加量（変化量）の時間積分Ｓ５に等しくなるように、電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊を電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊よりも増加させる。つまり、第１実施形態と同様に、電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊の増加時は、擬似リミット電圧Ｖ_Ｐを維持する時間Ｔ_Ｘとなる期間（ｔ６〜ｔ７）と、電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊が減少する期間（ｔ７〜ｔ８）とを設け、電圧指令値補正処理部２２３は、電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊の増加量（変化量）の時間積分Ｓ５が電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊の低下量（変化量）の時間積分Ｓ３，Ｓ４の和になるようにしている。

図１３は、電圧指令値の補正処理を行う前後の電圧指令値の波形であり、図１３（ａ）は、補正処理前の電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ_Ｖ ^＊、Ｖ_Ｗ ^＊であり、図１３（ｂ）は、電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ_Ｖ ^＊、Ｖ_Ｗ ^＊に補正処理後の電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊、Ｖ_Ｖ１ ^＊、Ｖ_Ｗ１ ^＊を重ね合わせたものである。

図１３（ａ）は、図６、及び図１０（ａ）と同一波形であり、２つの相のピーク値が重なる期間（電流取得不可領域（図６））が存在する。図１３（ｂ）は、２つの相のピーク値が重なる期間の両側で電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ_Ｖ ^＊、Ｖ_Ｗ ^＊のずらし処理を行っているので、三相交流モータ４に流れる相電流を検出できる。なお、ずらし時間は、シャント抵抗ｒに流れる電流ｉ_Ｏの変化が開始してからＡ／Ｄ変換部２１のデータ取得時間（必要最低時間）である１０μＳｅｃ必要である。また、図８から分かるように、単相三角波の周期は、図６の電流取得不可領域の時間、つまり、ＰＷＭ過変調になる時間に略一致乃至この時間よりも長くしている。

（比較例）
図１４は、本発明の比較例のモータ制御装置の電圧指令値の減少／増加処理を説明するための説明図である。図１４（ａ）は、電圧指令値、及び単相三角波の関係を示し、図１４（ｂ）は、減少／増加した電圧指令値、及び単相三角波の関係を示し、図１４（ｃ）は、ＰＷＭ信号の波形を示し、図１４（ｄ）は、シャント抵抗に流れる電流波形を示す。

図１４（ａ）において、３つの電圧指令値Ｖ_Ｕ ^＊，Ｖ_Ｖ ^＊，Ｖ_Ｗ ^＊は、その周期が単相三角波に比較して長いため、変化が少なく、直線的であるとする。また、２つの電圧指令値Ｖ_Ｖ ^＊，Ｖ_Ｗ ^＊は、近似しており、所定電圧内に納まっているとする。図１４（ｂ）において、比較例のベクトル制御部は、単相三角波の前半部で、電圧指令値Ｖ_Ｗ ^＊を減少させ、単相三角波の後半部で電圧指令値Ｖ_Ｗ ^＊を増加させて、電圧指令値Ｖ_Ｗ１ ^＊を出力している。

図１４（ｃ）において、ＰＷＭ信号生成部は、電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊，Ｖ_Ｖ１ ^＊，Ｖ_Ｗ１ ^＊と、単相三角波とを比較し、電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊，Ｖ_Ｖ１ ^＊，Ｖ_Ｗ１ ^＊の方が単相三角波よりも大きな値のときにＨｉｇｈレベルを出力し、電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊，Ｖ_Ｖ１ ^＊，Ｖ_Ｗ１ ^＊の方が単相三角波よりも小さな値のときにＬｏｗレベルを出力する。つまり、ＰＷＭ信号Ｕ_Ｐは、ＰＷＭ信号Ｖ_Ｐよりも幅が狭い信号であり、ＰＷＭ信号Ｖ_Ｐは、ＰＷＭ信号Ｗ_Ｐよりも幅が狭い信号である。

ここで、電圧指令値Ｖ_Ｗ１ ^＊は前半部で低下し、後半部で増加しているので、ＰＷＭ信号Ｗ_Ｐは、パルス幅が前半部、及び後半部で負の時間軸方向に移動する。これにより、ＰＷＭ信号Ｗ_Ｐは、電圧指令値Ｖ_Ｗ ^＊と単相三角波とを比較するときよりも、ΔＴ_ｍｉｎの電流取得期間を得る。なお、電圧指令値Ｖ_Ｖ ^＊とＶ_Ｗ ^＊とは近似しているので（図１４（ａ））、電圧指令値Ｖ_Ｗ ^＊と単相三角波とを比較するときのＰＷＭ信号Ｗ_Ｐは、ＰＷＭ信号Ｖ_Ｐと略一致する。

図１４（ｄ）において、シャント抵抗ｒに流れる電流ｉ_０は、１ＰＷＭ周期の前半部において、ＰＷＭ信号Ｖ_ＰからＰＷＭ信号Ｗ_Ｐを減じた信号（Ｖ_Ｐ−Ｗ_Ｐ）の部分で、負のＷ相電流（−ｉ_Ｗ）を検出することができ、ＰＷＭ信号Ｕ_ＰからＰＷＭ信号Ｖ_Ｐを減じた信号（Ｕ_Ｐ−Ｖ_Ｐ）の部分で、Ｕ相電流（ｉ_Ｕ）を検出することができる。また、ｉ_Ｕ＋ｉ_Ｖ＋ｉ_Ｗ＝０の関係があるので、Ｖ相の相電流ｉ_Ｖ＝−（ｉ_Ｕ＋ｉ_Ｗ）を演算することができる。なお、電圧指令値Ｖ_Ｗ１ ^＊の増加量、及び減少量が同値であれば、１ＰＷＭ周期の後半部においても、ＰＷＭ信号Ｗ_ＰからＰＷＭ信号Ｖ_Ｐを減じた部分で、負のＶ相電流（−ｉ_Ｖ）を検出することができる。

比較例のモータ制御装置は、三相の電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊，Ｖ_Ｖ１ ^＊，Ｖ_Ｗ１ ^＊の何れか２つが近似し、所定範囲内に納まっているときに、１ＰＷＭ周期の期間内で電圧指令値の減少、及び増加による辻褄合わせを行った。これに対して、第２実施形態のモータ制御装置２は、波形変形、及び過変調により、三相の電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊，Ｖ_Ｖ１ ^＊，Ｖ_Ｗ１ ^＊の何れか２つが所定範囲内に納まっているときに、１ＰＷＭ周期の両側の２箇所で、電圧指令値を減少させ、その後、辻褄合わせのための増加を行っている点で相違する。つまり、２つの第１電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊の大きさの減少は、単相三角波の周期内に行っており、第１電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊の大きさの増加は、単相三角波の周期外で行っている。なお、第２実施形態のモータ制御装置２は、過変調により、三相の電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊，Ｖ_Ｖ１ ^＊，Ｖ_Ｗ１ ^＊の何れか２つが所定範囲内に納まる時間は、１ＰＷＭ周期に略一致乃至この時間よりも長くしている。

（変形例）
本発明は前記した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
（１）前記各実施形態のモータ制御装置２は、過変調なる時間、つまり、三相の電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊，Ｖ_Ｖ１ ^＊，Ｖ_Ｗ１ ^＊のＰＷＭ出力限界付近で、電圧指令値の減少処理を行ったが、過変調でなくても、三相の電圧指令値Ｖ_Ｕ１ ^＊，Ｖ_Ｖ１ ^＊，Ｖ_Ｗ１ ^＊の何れか２つが所定値以内になる時に、電圧指令値の減少処理を行うことができる。

（２）前記各実施形態の図９、及び図１２は、電圧指令値が正の場合について説明したが、電圧指令値が負の場合も、同様に電圧指令値の減少／増加処理を行うことができる。負の場合を含めれば、モータ制御装置２は、何れか二相の第１電圧指令値の差が所定値以内になる時に、絶対値が大きい方の第１電圧指令値を絶対値が小さい方の第１電圧指令値まで大きさを減少させ、さらに、第１電圧指令値の大きさを増加させ、大きさを減少させた電圧指令値の大きさの変化量の時間積分と、大きさを増加させた電圧指令値の大きさの変化量の時間積分とは略等しくする。

（３）前記各実施形態の図９、及び図１２は、トルク制御を前提として、電圧指令値の減少量の時間積分と、増加量の時間積分とを略等しくなるようにした。出力制御（パワー制御）の場合には、例えば、低下量の二乗を時間積分した二乗積分と増加量の二乗を時間積分した二乗積分とを略等しくすることもできる。

１ モータ制御システム
２ モータ制御装置
３ 電力変換器
４ 三相交流モータ
２１ Ａ／Ｄ変換部
２２ ベクトル制御部
２３ 電流復元部
２２１ 電流指令値演算部
２２１１ 二軸電流指令値演算部
２２１２ 二軸−三相変換部
２２１３ 三相−二軸変換部
２２２ 電圧指令値演算部
２２３ 電圧指令値補正処理部
２２４ 電圧指令値補正判定部
２２５ 擬似リミット値
２２６ ＰＷＭ信号生成部
２２７ 単相三角波発生部
２３１ 偏差演算部
２３２ 設定部
２３３ Ａ／Ｄ変換制御部
Ｔ 目標値（目標回転速度）
Ｉ^＊、Ｉ_Ｕ ^＊、Ｉ_Ｖ ^＊、Ｉ_Ｗ ^＊、Ｉｄ^＊、Ｉｑ^＊ 電流指令値
Ｖ_Ｕ ^＊、Ｖ_Ｖ ^＊、Ｖ_Ｗ ^＊ 電圧指令値（第１電圧指令値）
Ｖ_Ｕ１ ^＊、Ｖ_Ｖ１ ^＊、Ｖ_Ｗ１ ^＊ 電圧指令値（第２電圧指令値）
Ｕ_Ｐ、Ｖ_Ｐ、Ｗ_Ｐ ＰＷＭ信号
ｉ_Ｕ、ｉ_Ｖ、ｉ_Ｗ モータ電流
Ｉｄ、Ｉｑ、Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ、入力電流
Ｉ_ＲＥ 復元電流
Ｉ_Ｏ 測定電流値（出力値）
Ｉ_Ｄ 偏差
Ｉ_Ｓ 規定幅データ（設定値）
Ｅ 直流電源
ｒ シャント抵抗

Claims (10)

1. 直流電力を交流電力に変換する電力変換器の直流側電流を検出するＡ／Ｄ変換部と、
   前記電力変換器を介して三相交流モータをベクトル制御するベクトル制御部と、
   前記直流側電流の値を用いて前記三相交流モータに流れるモータ相電流を復元する電流復元部とを備え、
   前記ベクトル制御部は、
   目標値、及び前記電流復元部が復元した復元電流を用いて、前記三相交流モータに印加する印加電圧を指令する第１電圧指令値を演算する電圧指令値演算部と、
   前記第１電圧指令値を補正する電圧指令値補正処理部と、
   前記電圧指令値補正処理部が補正した第２電圧指令値と単相三角波とを比較してＰＷＭ信号を生成し、前記電力変換器をＰＷＭ制御するＰＷＭ信号生成部とを備え、
   前記電圧指令値補正処理部は、何れか二相の第１電圧指令値の差が所定値以内になる時に、絶対値が大きい方の第１電圧指令値の大きさを減少させ、該大きさを減少させた電圧指令値を前記第２電圧指令値として出力し、
   前記第１電圧指令値と前記第２電圧指令値とが略一致してから、前記第１電圧指令値の大きさを増加させ、該大きさを増加させた電圧指令値を前記第２電圧指令値として出力するものであり、
   大きさを減少させた電圧指令値の大きさの変化量の時間積分と、大きさを増加させた電圧指令値の大きさの変化量の時間積分とは略等しい
   ことを特徴とするモータ制御装置。
2. 請求項１に記載のモータ制御装置であって、
   前記電圧指令値補正処理部は、
   前記電圧指令値の低下開始から前記第１電圧指令値と前記第２電圧指令値とが略一致するまでの低下時間は、前記直流側電流の変化開始から前記Ａ／Ｄ変換部の出力変化が完了するまでの時間の最大値以上に設定される
   ことを特徴とするモータ制御装置。
3. 請求項１に記載のモータ制御装置であって、
   前記低下させた電圧指令値は、絶対値が大きい方の第１電圧指令値と絶対値が小さい方の第１電圧指令値とが略一致した時の電圧指令値を、前記第１電圧指令値と前記第２電圧指令値とが略一致するまで一定に維持するものであり、
   前記所定値は、前記直流側電流の変化開始から前記Ａ／Ｄ変換部の出力変化が完了するまでの時間の最大値と前記単相三角波の周期との比と、前記第１電圧指令値の最大値との積により演算される
   ことを特徴とするモータ制御装置。
4. 請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載のモータ制御装置であって、
   前記時間積分は、前記絶対値を二乗してから時間積分する二乗積分を含む
   ことを特徴とするモータ制御装置。
5. 請求項１に記載のモータ制御装置であって、
   前記第１電圧指令値の大きさを増加させた電圧指令値は、前記第１電圧指令値と前記第２電圧指令値とが略一致した時の電圧指令値を所定時間維持し、該所定時間維持した時の前記第２電圧指令値と前記第１電圧指令値との比を維持するように前記第２電圧指令値の大きさを低下させる
   ことを特徴とするモータ制御装置。
6. 直流電力を交流電力に変換する電力変換器の直流側電流を検出するＡ／Ｄ変換部と、
   前記電力変換器を介して三相交流モータをベクトル制御するベクトル制御部と、
   前記直流側電流の値を用いて前記三相交流モータに流れるモータ相電流を復元する電流復元部とを備え、
   前記ベクトル制御部は、
   目標値、及び前記電流復元部が復元した復元電流を用いて、前記三相交流モータに印加する印加電圧を指令する第１電圧指令値を演算する電圧指令値演算部と、
   前記第１電圧指令値を補正する電圧指令値補正処理部と、
   前記電圧指令値補正処理部が補正した第２電圧指令値と単相三角波とを比較してＰＷＭ信号を生成し、前記電力変換器をＰＷＭ制御するＰＷＭ信号生成部とを備え、
   前記第１電圧指令値は、第一の第１電圧指令値、第二の第１電圧指令値、及び第三の第１電圧指令値からなり、
   前記電圧指令値補正処理部は、前記第一の第１電圧指令値と前記第二の第１電圧指令値との差が所定値以内になる時に、絶対値が小さい方の第１電圧指令値の大きさを減少させた電圧指令値を前記第２電圧指令値として出力し、
   前記第二の第１電圧指令値と前記第２電圧指令値とが略一致してから、前記第一の第１電圧指令値を前記第２電圧指令値として出力し、
   前記第一の第１電圧指令値と前記第三の第１電圧指令値との差が所定値以内になる時に、絶対値が大きい方の第１電圧指令値を絶対値が小さい方の第１電圧指令値まで大きさを減少させ、該大きさを減少させた第１電圧指令値を前記第２電圧指令値として出力し、
   前記第一の第１電圧指令値と前記第２電圧指令値とが略一致してから、前記第一の第１電圧指令値の大きさを増加させ、該大きさを増加させた第１電圧指令値を前記第２電圧指令値として出力するものであり、
   前記２つの大きさを減少させた第１電圧指令値の大きさの変化量の時間積分の和と、大きさを増加させた第１電圧指令値の大きさの変化量の時間積分とが略等しい
   ことを特徴とするモータ制御装置。
7. 直流電力を交流電力に変換する電力変換器の直流側電流を検出するＡ／Ｄ変換部と、
   前記電力変換器を介して三相交流モータをベクトル制御するベクトル制御部と、
   前記直流側電流の値を用いて前記三相交流モータに流れるモータ相電流を復元する電流復元部とを備え、
   前記ベクトル制御部は、
   目標値、及び前記電流復元部が復元した復元電流を用いて、前記三相交流モータに印加する印加電圧を指令する第１電圧指令値を演算する電圧指令値演算部と、
   前記第１電圧指令値を補正する電圧指令値補正処理部と、
   前記電圧指令値補正処理部が補正した第２電圧指令値と単相三角波とを比較してＰＷＭ信号を生成し、前記電力変換器をＰＷＭ制御するＰＷＭ信号生成部とを備え、
   前記第１電圧指令値は、第一の第１電圧指令値、第二の第１電圧指令値、及び第三の第１電圧指令値からなり、
   前記電圧指令値補正処理部は、前記第一の第１電圧指令値と前記第二の第１電圧指令値との差が所定値以内になる時に、絶対値が小さい方の第１電圧指令値を低下させた電圧指令値を前記第２電圧指令値として出力し、
   前記第二の第１電圧指令値と前記第２電圧指令値とが略一致してから、前記第一の第１電圧指令値を前記第２電圧指令値として出力し、
   前記第一の第１電圧指令値と前記第三の第１電圧指令値との差が所定値以内になる時に、絶対値が大きい方の第１電圧指令値を絶対値が小さい方の第１電圧指令値まで大きさを低下させ、該大きさを低下させた第１電圧指令値を前記第２電圧指令値として出力し、
   前記第一の第１電圧指令値と前記第２電圧指令値とが略一致してから、前記第一の第１電圧指令値の大きさを増加させ、該大きさを増加させた第１電圧指令値を前記第２電圧指令値として出力するものであり、
   前記２つの第１電圧指令値の大きさの減少は、前記単相三角波の周期内に行い、前記第１電圧指令値の大きさの増加は、前記単相三角波の周期外で行う
   ことを特徴とするモータ制御装置。
8. 三相交流モータと、該三相交流モータを駆動する電力変換器と、該電力変換器を制御するモータ制御装置とを備えるモータ制御システムであって、
   前記モータ制御装置は、
   前記電力変換器の直流側電流を検出するＡ／Ｄ変換部と、
   前記電力変換器を介して三相交流モータをベクトル制御するベクトル制御部と、
   前記直流側電流の値を用いて前記三相交流モータに流れるモータ相電流を復元する電流復元部とを備え、
   前記ベクトル制御部は、
   目標値、及び前記電流復元部が復元した復元電流を用いて、前記三相交流モータに印加する印加電圧を指令する第１電圧指令値を演算する電圧指令値演算部と、
   前記第１電圧指令値を補正する電圧指令値補正処理部と、
   前記電圧指令値補正処理部が補正した第２電圧指令値と単相三角波とを比較してＰＷＭ信号を生成し、前記電力変換器をＰＷＭ制御するＰＷＭ信号生成部とを備え、
   前記電圧指令値補正処理部は、何れか二相の第１電圧指令値の差が所定値以内になる時に、絶対値が大きい方の第１電圧指令値の大きさを減少させ、該大きさを減少させた第１電圧指令値を前記第２電圧指令値として出力し、
   前記第１電圧指令値と前記第２電圧指令値とが略一致してから、前記第１電圧指令値の大きさを増加させ、該大きさを増加させた第１電圧指令値を前記第２電圧指令値として出力するものであり、
   大きさを減少させた第１電圧指令値の大きさの変化量の時間積分と、大きさを増加させた第１電圧指令値の大きさの変化量の時間積分とは略等しい
   ことを特徴とするモータ制御システム。
9. 三相交流モータと、該三相交流モータを駆動する電力変換器と、該電力変換器を制御するモータ制御装置とを備えるモータ制御システムであって、
   前記モータ制御装置は、
   前記電力変換器の直流側電流を検出するＡ／Ｄ変換部と、
   前記電力変換器を介して三相交流モータをベクトル制御するベクトル制御部と、
   前記直流側電流の値を用いて前記三相交流モータに流れるモータ相電流を復元する電流復元部とを備え、
   前記ベクトル制御部は、
   目標値、及び前記電流復元部が復元した復元電流を用いて、前記三相交流モータに印加する印加電圧を指令する第１電圧指令値を演算する電圧指令値演算部と、
   前記第１電圧指令値を補正する電圧指令値補正処理部と、
   前記電圧指令値補正処理部が補正した第２電圧指令値と単相三角波とを比較してＰＷＭ信号を生成し、前記電力変換器をＰＷＭ制御するＰＷＭ信号生成部とを備え、
   前記第１電圧指令値は、第一の第１電圧指令値、第二の第１電圧指令値、及び第三の第１電圧指令値からなり、
   前記電圧指令値補正処理部は、前記第一の第１電圧指令値と前記第二の第１電圧指令値との差が所定値以内になる時に、絶対値が小さい方の第１電圧指令値を低下させた電圧指令値を前記第２電圧指令値として出力し、
   前記第二の第１電圧指令値と前記第２電圧指令値とが略一致してから、前記第一の第１電圧指令値を前記第２電圧指令値として出力し、
   前記第一の第１電圧指令値と前記第三の第１電圧指令値との差が所定値以内になる時に、絶対値が大きい方の第１電圧指令値を絶対値が小さい方の第１電圧指令値まで大きさを低下させ、該大きさを低下させた第１電圧指令値を前記第２電圧指令値として出力し、
   前記第一の第１電圧指令値と前記第２電圧指令値とが略一致してから、前記第一の第１電圧指令値の大きさを増加させ、該大きさを増加させた電圧指令値を前記第２電圧指令値として出力するものであり、
   前記２つの大きさを低下させた電圧指令値の大きさの変化量の時間積分の和と、大きさを増加させた電圧指令値の大きさの変化量の時間積分とが略等しい
   ことを特徴とするモータ制御システム。
10. 三相交流モータと、該三相交流モータを駆動する電力変換器と、該電力変換器を制御するモータ制御装置とを備えるモータ制御システムであって、
    前記モータ制御装置は、
    前記電力変換器の直流側電流を検出するＡ／Ｄ変換部と、
    前記電力変換器を介して三相交流モータをベクトル制御するベクトル制御部と、
    前記直流側電流の値を用いて前記三相交流モータに流れるモータ相電流を復元する電流復元部とを備え、
    前記ベクトル制御部は、
    目標値、及び前記電流復元部が復元した復元電流を用いて、前記三相交流モータに印加する印加電圧を指令する第１電圧指令値を演算する電圧指令値演算部と、
    前記第１電圧指令値を補正する電圧指令値補正処理部と、
    前記電圧指令値補正処理部が補正した第２電圧指令値と単相三角波とを比較してＰＷＭ信号を生成し、前記電力変換器をＰＷＭ制御するＰＷＭ信号生成部とを備え、
    前記第１電圧指令値は、第一の第１電圧指令値、第二の第１電圧指令値、及び第三の第１電圧指令値からなり、
    前記電圧指令値補正処理部は、前記第一の第１電圧指令値と前記第二の第１電圧指令値との差が所定値以内になる時に、絶対値が小さい方の第１電圧指令値を低下させた電圧指令値を前記第２電圧指令値として出力し、
    前記第二の第１電圧指令値と前記第２電圧指令値とが略一致してから、前記第一の第１電圧指令値を前記第２電圧指令値として出力し、
    前記第一の第１電圧指令値と前記第三の第１電圧指令値との差が所定値以内になる時に、絶対値が大きい方の第１電圧指令値を絶対値が小さい方の第１電圧指令値まで大きさを低下させ、該大きさを低下させた第１電圧指令値を前記第２電圧指令値として出力し、
    前記第一の第１電圧指令値と前記第２電圧指令値とが略一致してから、前記第一の第１電圧指令値の大きさを増加させ、該大きさを増加させた第１電圧指令値を前記第２電圧指令値として出力するものであり、
    前記２つの第１電圧指令値の大きさの減少は、前記単相三角波の周期内に行い、前記第１電圧指令値の大きさの増加は、前記単相三角波の周期外で行う
    ことを特徴とするモータ制御システム。

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