JP2017225233A - 回転機制御装置及び回転機制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電流制限の技術を改良する。
【解決手段】検出された電流ベクトルを第１の電流ベクトルと定義し、現在の制御サイクルにおいて推定された磁束ベクトルを第１の磁束ベクトルと定義したとき、位相調整部１５１は、第１の電流ベクトル及び第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正する。制限トルク特定部１１５は、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルの内積と電流制限値とを用いて電流ベクトルの振幅を電流制限値に追従させるトルクである制限トルクを特定する。トルク制限部１２３は、トルク修正部１５０に与えられた指令トルクの絶対値が制限トルク以上である場合には上記絶対値を制限トルクに置き換える。
【選択図】図３

Description

本開示は、回転機制御装置及び回転機制御方法に関する。

従来から、モータの駆動方法として、直接トルク制御（DTC:Direct Torque Control）が知られている。直接トルク制御の一例では、まず、モータの相電流及び相電圧を検出する。次に、相電流及び相電圧から、モータの電機子鎖交磁束及びトルクを求める。次に、求められたトルクと、指令トルクと、指令振幅と、電気子鎖交磁束の位置とから、指令磁束ベクトルを求める。指令トルク及び指令振幅は、例えば、速度制御装置で求められる。次に、指令磁束ベクトルと、電機子鎖交磁束とから、ＰＷＭインバータからモータに印加されるべき電圧ベクトルを決定する。次に、決定された電圧ベクトルがモータに印加されるように、ＰＷＭインバータのスイッチングを制御する。

直接トルク制御の駆動アルゴリズムはシンプルである。また、エンコーダ、レゾルバ等の位置センサを省略できる。

特許文献１及び非特許文献１では、直接トルク制御について記載されている。非特許文献１では、モータを流れる電流が所定値を超えないようにする制御（電流制限）について記載されている。

特開２０１５−０１２７７１号公報

井上、他３名，「永久磁石同期モータを駆動する直接トルク制御のためのトルクと磁束の指令値作成法とトルク制御器のワインドアップ対策」電気学会論文誌Ｄ,１３０巻，６号，ｐ．７７７−７８４（２０１０年）

本発明者らの検討によれば、非特許文献１に記載されている電流制限の技術には、制御精度、特にモータの回転数が高いときにおける制御精度の点で、改善の余地がある。非特許文献１の電流制限の技術を発電機に応用する場合についても同じことが言える。

以上の事情に鑑み、本開示は、
制御サイクル毎に、次の制御サイクルにおいて３相回転機に印加されるトルク及び電圧ベクトルを規定する指令トルク及び指令電圧ベクトルを特定する回転機制御装置であって、
前記３相回転機の電流ベクトルを検出する電流検出部と、
前の制御サイクルにおいて特定された前記指令電圧ベクトルを用いて、現在の制御サイクルにおける前記３相回転機の磁束ベクトルを推定する磁束推定部と、
位相調整部、制限トルク特定部及びトルク制限部を有するトルク修正部と、を備え、
検出された前記電流ベクトルを第１の電流ベクトルと定義し、現在の制御サイクルにおいて推定された前記磁束ベクトルを第１の磁束ベクトルと定義したとき、前記位相調整部は、前記第１の電流ベクトル及び前記第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正し、
前記制限トルク特定部は、前記第２の電流ベクトル及び前記第２の磁束ベクトルの内積と電流制限値とを用いて前記電流ベクトルの振幅を前記電流制限値に追従させる前記トルクである制限トルクを特定し、
前記トルク制限部は、前記トルク修正部に与えられた前記指令トルクの絶対値が前記制限トルク未満である場合には前記指令トルクを修正せず、前記絶対値が前記制限トルク以上である場合には前記絶対値を前記制限トルクに置き換え、
（ｉ）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルと同じであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルである、（ii）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を変化させたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルと同じである、又は、（iii）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を変化させたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルである、回転機制御装置を提供する。

本開示に係る技術によれば、３相回転機の電流を制限することができる。しかも、本開示に係る技術によれば、電流制限の精度を確保し易い。この技術によれば、３相回転機の回転数が高いときにおいても、電流制限の精度を確保し易い。

モータ制御装置のブロック図 ｄｑ座標系及びαβ座標系を説明するための図 モータ制御部のブロック図 ＰＷＭインバータの構成図 モータ制御部の動作を説明するためのタイムチャート モータ制御部のブロック図 発電機制御装置のブロック図 発電機制御部のブロック図 実施形態に係るモータ制御部の利点を説明するための図 実施形態に係るモータ制御部の利点を説明するための図 実施形態に係るモータ制御部の利点を説明するための図

（本発明者らによる知見）
本発明者らは、図９に示すようなモータ制御部９０１を検討した。モータ制御部９０１は、速度制御系で直接トルク制御を実現するための構成を有している。モータ制御部９０１では、図示しない電流センサによって、相電流ｉ_u，ｉ_wが検出される。相電流ｉ_u，ｉ_wは、Ｕ相電流ｉ_u及びＷ相電流ｉ_wをまとめて記載したものである。Ｕ相電流ｉ_u及びＷ相電流ｉ_wは、それぞれ検出された電流ベクトルi_acのＵ相成分及びＷ相成分である。ｕ，ｗ／α，β変換部９０６によって、相電流ｉ_u，ｉ_wが、軸電流ｉ_α，ｉ_βに変換される。軸電流ｉ_α及び軸電流ｉ_βは、それぞれ検出された電流ベクトルi_acのα軸成分及びβ軸成分である。磁束推定部９０８によって、軸指令電圧ｖ_α ^*，ｖ_β ^*及び軸電流ｉ_α，ｉ_βから、モータの磁束ベクトルが推定される（推定磁束Ψ_sが特定される）。推定磁束Ψ_sのα軸成分及びβ軸成分をそれぞれ推定磁束Ψ_α及び推定磁束Ψ_βと記載する。推定磁束Ψ_sの振幅（絶対値）を｜Ψ_s｜と記載する。軸指令電圧ｖ_α ^*，ｖ_β ^*は、次の制御サイクルにおいてモータに印加される電圧ベクトルを規定するものである。速度・位相推定部９１０によって、推定磁束Ψ_α，Ψ_βから、モータの磁束ベクトルの位相と、モータの回転数が推定される（推定位相θ_s及び推定回転数Ｎ_rが特定される）。トルク推定部９０９によって、推定磁束Ψ_α，Ψ_β及び軸電流ｉ_α，ｉ_βから、モータのトルクが推定される（推定トルクＴ_eが特定される）。指令トルク特定部９２１によって、推定回転数Ｎ_rが指令回転数Ｎ_ref ^*に一致するように、（第１の）指令トルクＴ_refが特定される。制限トルク特定部９１５によって、推定磁束Ψ_α，Ψ_β、振幅｜Ψ_s｜及び軸電流ｉ_α，ｉ_βから、制限トルクＴ_limが特定される。トルク制限部９２３によって、指令トルクＴ_ref及び制限トルクＴ_limから、（第２の）指令トルクＴ_e ^*が特定される。指令トルクＴ_e ^*は、モータのトルクが追従するべきトルクを表す。指令振幅特定部９２２によって、指令トルクＴ_e ^*から、指令振幅｜Ψ_s ^*｜が特定される。トルク偏差特定部９１１によって、推定トルクＴ_eと第２の指令トルクＴ_e ^*との間の偏差（トルク偏差ΔＴ＝Ｔ_e ^*−Ｔ_e）が求められる。指令位相特定部９２７によって、トルク偏差ΔＴ及び推定位相θ_sから、指令位相θ_s ^*が特定される。指令磁束特定部９１２によって、指令位相θ_s ^*及び指令振幅｜Ψ_s ^*｜から、指令磁束ベクトルΨ_s ^*が特定される。指令磁束ベクトルΨ_s ^*のα軸成分及びβ軸成分を、それぞれα軸指令磁束Ψ_α ^*及びβ軸指令磁束Ψ_β ^*と記載する。α軸磁束偏差特定部９１３ａによって、α軸指令磁束Ψ_α ^*と推定磁束Ψ_αとの間の偏差（磁束偏差ΔΨ_α＝Ψ_α ^*−Ψ_α）が求められる。β軸磁束偏差特定部９１３ｂによって、β軸指令磁束Ψ_β ^*と推定磁束Ψ_βとの間の偏差（磁束偏差ΔΨ_β＝Ψ_β ^*−Ψ_β）が求められる。指令電圧特定部９０７によって、磁束偏差ΔΨ_α，ΔΨ_β及び軸電流ｉ_α，ｉ_βから、軸指令電圧ｖ_α ^*，ｖ_β ^*が特定される。指令軸電圧ｖ_α ^*，ｖ_β ^*は、モータのα−β座標上におけるα軸指令電圧ｖ_α ^*及びβ軸指令電圧ｖ_β ^*をまとめて記載したものである。α，β／ｕ，ｖ，ｗ変換部９１４によって、軸指令電圧ｖ_α ^*，ｖ_β ^*が指令電圧ベクトルｖ_u ^*，ｖ_v ^*，ｖ_w ^*に変換される。指令電圧ベクトルｖ_u ^*，ｖ_v ^*，ｖ_w ^*に基づいてＰＷＭインバータのスイッチングがなされる。

具体的に、磁束推定部９０８は、前の制御サイクルにおいて特定された現在の制御サイクル用の指令電圧ベクトルｖ_α ^*，ｖ_β ^*を用いて、現在の制御サイクルにおける推定磁束Ψ_sを特定する。制限トルク特定部９１５は、このようにして特定された推定磁束Ψ_sとともに軸電流ｉ_α，ｉ_βを用いて、トルク制限値Ｔ_limを計算する。具体的には、制限トルク特定部９１５は、式（Ｐ−１）、（Ｐ−２）及び（Ｐ−３）に基づいて、トルク制限値Ｔ_limを計算する。トルク制限部９２３は、第１の指令トルクＴ_refの絶対値がトルク制限値Ｔ_lim以上である場合、第１の指令トルクＴ_refの絶対値をトルク制限値Ｔ_limに置き換えることによって、第２の指令トルクＴ_e ^*を得る。そして、得られた第２の指令トルクＴ_e ^*を出力する。一方、第１の指令トルクＴ_refの絶対値がトルク制限値Ｔ_lim未満である場合、第２の指令トルクＴ_e ^*として第１の指令トルクＴ_refを出力する。式（Ｐ−１）及び（Ｐ−２）のＰ_nは、モータの極対数である。式（Ｐ−１）のＩ_amは、電流制限値である。

図９の例では、制限トルク特定部９１５は、無効電力成分特定部９５２と、皮相電力成分特定部９５３と、有効電力成分特定部９５４とを有している。無効電力成分特定部９５２が、式（Ｐ−１）に基づいてＴ_Qを特定する。皮相電力成分特定部９５３が、式（Ｐ−２）に基づいてＴ_Aを特定する。有効電力成分特定部９５４が、式（Ｐ−３）に基づいてＴ_limを特定する。

制限トルク特定部９１５及びトルク制限部９２３が行おうとしている制御は、モータのトルクがトルク制限値Ｔ_limを超えることを防止し（トルク制限をかけ）、これによりモータの電流ベクトルの振幅（絶対値）が電流制限値Ｉ_amを超えることを防止する（電流制限をかける）制御である。具体的には、トルク制限及び電流制限がかかっている状況において、トルクをトルク制限値Ｔ_limに一致させ、電流ベクトルの振幅を電流制限値Ｉ_amを一致させる制御である。

しかしながら、本発明者らの検討によれば、離散系で制御がなされていることが原因で、電流ベクトルの振幅は電流制限値Ｉ_amに厳密には一致しないことがある。以下、その理由を、図１０及び図１１を参照しながら説明する。

図１０は、モータ制御部９０１の動作を説明するためのタイムチャートである。モータ制御部９０１は、周期Ｔ_sの各制御サイクル［ｋ−１］、［ｋ］、［ｋ＋１］・・・用に１つの指令電圧ベクトルを特定する（ｋは整数である）。タイムチャートの１段目の黒丸は、検出された電流ベクトルの振幅（絶対値）を表す。２段目は、次の制御サイクルにおける指令電圧ベクトルを特定する制御を表す。３段目の線分は、指令電圧ベクトルの振幅（絶対値）を表す。４段目の三角波は、ＰＷＭインバータの動作を規定するＰＷＭキャリア信号を表す。なお、検出された電流ベクトルの振幅は、（ｉ_α ²＋ｉ_β ²）^1/2である。指令電圧ベクトルの振幅は、（ｖ_α ^*2＋ｖ_β ^*2）^1/2である。

図１０の例では、制御サイクル［ｋ＋１］の開始時点において、電流ベクトルが検出される。制御サイクル［ｋ］において制御サイクル［ｋ＋１］用の指令電圧ベクトルが特定される。制御サイクル［ｋ＋１］用の指令電圧ベクトルは、制御サイクル［ｋ＋１］においてモータに印加される電圧ベクトルを規定するベクトルを意味する。この例では、制御サイクル［ｋ＋１］において、制御サイクル［ｋ＋１］用の指令電圧ベクトルを平均値とする電圧ベクトルがモータに印加されるように、ＰＷＭインバータが動作する。この例では、ＰＷＭキャリア信号の周期は、制御サイクルの周期Ｔ_sと同じである。

図１０に示す離散系の制御を行う場合、各制御サイクル用の指令電圧ベクトルを、各制御サイクルの中心時点（基準時点；図１０において縦方向に延びる点線に対応）の指令電圧ベクトルと考えることができる。このように考えたとき、制御サイクル［ｋ］において特定された制御サイクル［ｋ＋１］の基準時点における指令電圧ベクトルから、制御サイクル［ｋ＋１］における推定磁束Ψ_sが特定されると考えることができる。制御サイクル［ｋ＋１］の基準時点における指令電圧ベクトルから特定されるため、制御サイクル［ｋ＋１］における推定磁束は、制御サイクル［ｋ＋１］の基準時点において実際にモータに印加されている磁束ベクトルを推定したものと考えることができる。しかしながら、制御サイクル［ｋ＋１］における電流ベクトルｉ_ac（軸電流ｉ_α，ｉ_β）は、電流検出時点において実際にモータを流れる電流ベクトルに対応するものである。図１０の例では、電流検出時点は、制御サイクル［ｋ＋１］の基準時点ではなく、制御サイクル［ｋ＋１］の開始時点である。これらの時点には、半周期分のずれ（１／２×Ｔ_sのずれ）がある。このため、図１１に示すように、電流ベクトルｉ_acの位相は、基準時点における電流ベクトルｉ_aの位相よりもωＴ_s／２ｒａｄ遅れている（ωは、モータの電気角速度（単位：ｒａｄ／秒）であり、Ｎをモータの回転数（単位：回転／秒）としたときπ×Ｐ_n×Ｎ／３０で与えられる）。つまり、制御サイクル［ｋ＋１］における推定磁束Ψ_sの位相に対する電流ベクトルｉ_acの位相の進み角は、実際のモータにおける進み角よりもωＴ_s／２ｒａｄ小さい。このことは、制御サイクル［ｋ＋１］における推定磁束Ψ_s及び電流ベクトルｉ_ac（軸電流ｉ_α，ｉ_β）の内積を用いて特定されたトルク制限値Ｔ_limでは（式（Ｐ−１）参照）、精度のよい電流制限がかからないことを意味する。すなわち、そのような制限値Ｔ_limでは、トルク制限がかかっている状況においてモータの電流ベクトルの振幅が電流制限値Ｉ_amに正確には一致しないことを意味する。この不一致は、モータの電気角速度が高いとき（つまり、回転数が高いとき）に顕在化する。電流ベクトルの振幅を電流制限値Ｉ_amに一致させる制御を発電機に応用する場合にも、同様の問題が発生する。

また、図を用いた説明は省略するが、制御サイクルの開始時点において検出された電流ベクトルが、該開始時点よりも前の時点においてモータ又は発電機を流れる電流ベクトルを表すと考えるべき場合もある。例えば、電流センサを構成するアナログ回路における位相遅れを無視できない場合がこの場合に該当する。また、制御サイクルの開始時点以外の時点において電流ベクトルが検出される場合にも、同様の問題が生じうる。

そこで、本発明者らは、制御精度、特に回転機の回転数が高いときにおける制御精度の点で、電流制限の技術を改良することを目指した。

すなわち、本開示の第１態様は、
制御サイクル毎に、次の制御サイクルにおいて３相回転機に印加されるトルク及び電圧ベクトルを規定する指令トルク及び指令電圧ベクトルを特定する回転機制御装置であって、
前記３相回転機の電流ベクトルを検出する電流検出部と、
前の制御サイクルにおいて特定された前記指令電圧ベクトルを用いて、現在の制御サイクルにおける前記３相回転機の磁束ベクトルを推定する磁束推定部と、
位相調整部、制限トルク特定部及びトルク制限部を有するトルク修正部と、を備え、
検出された前記電流ベクトルを第１の電流ベクトルと定義し、現在の制御サイクルにおいて推定された前記磁束ベクトルを第１の磁束ベクトルと定義したとき、前記位相調整部は、前記第１の電流ベクトル及び前記第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正し、
前記制限トルク特定部は、前記第２の電流ベクトル及び前記第２の磁束ベクトルの内積と電流制限値とを用いて前記電流ベクトルの振幅を前記電流制限値に追従させる前記トルクである制限トルクを特定し、
前記トルク制限部は、前記トルク修正部に与えられた前記指令トルクの絶対値が前記制限トルク未満である場合には前記指令トルクを修正せず、前記絶対値が前記制限トルク以上である場合には前記絶対値を前記制限トルクに置き換え、
（ｉ）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルと同じであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルである、（ii）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を変化させたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルと同じである、又は、（iii）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を変化させたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルである、回転機制御装置を提供する。

２つのベクトルの内積は該２つのベクトルの位相差に依存する。電流ベクトルの検出のタイミング等によっては、第１の磁束ベクトルの位相に対する第１の電流ベクトルの位相の進み角（進み角θ₁）が、実際の３相回転機における磁束ベクトルの位相に対する電流ベクトルの位相の進み角（進み角θ_act）からズレる。このズレがある場合、第１の磁束ベクトル及び第１の電流ベクトルの内積は、進み角θ_actを正確に反映したものとはならない。この点、第１態様では、位相調整により、第１の電流ベクトル及び第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正する。適切な位相調整を行うことにより、第２の磁束ベクトルの位相に対する第２の電流ベクトルの位相の進み角（進み角θ₂）を、進み角θ₁よりも進み角θ_actに近いものとすることができる。そして、第１態様では、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルの内積を用いて制限トルクを特定する。トルク修正部に与えられた指令トルクの絶対値をそのような制限トルクに置き換えることは、３相回転機に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に一致させる電流制限を正確に行う観点から有利である。また、第１態様に係る技術によれば、回転機の回転数が高いときにおいても、電流制限の精度を確保し易い。

本開示の第２態様は、第１態様に加え、
前記制限トルク特定部は、第１部分、第２部分及び第３部分を有し、
前記第１部分は、前記内積と、前記３相回転機の極対数との積である第１の積を特定し、
前記第２部分は、前記極対数と、前記第１の磁束ベクトルの振幅と、前記電流制限値との積である第２の積を特定し、
前記第３部分は、前記第２の積の２乗から前記第１の積の２乗を差し引いた値を１／２乗することによって前記制限トルクを特定する回転機制御装置を提供する。

第２態様の制限トルク特定部によれば、制限トルクを容易に特定することができる。

本開示の第３態様は、第１態様又は第２態様に加え、
前記第２の磁束ベクトルの位相に対する前記第２の電流ベクトルの位相の進み角は、前記第１の磁束ベクトルの位相に対する前記第１の電流ベクトルの位相の進み角よりも、前記３相回転機に印加されている前記磁束ベクトルの位相に対する前記３相回転機を流れている前記電流ベクトルの位相の進み角に近い回転機制御装置を提供する。

第３態様における進み角Δθ₂の進み角Δθ_actからのズレは、進み角Δθ₁のΔθ_actからのズレよりも小さい。すなわち、第２の磁束ベクトル及び第２の電流ベクトルの内積は、第１の磁束ベクトル及び第１の電流ベクトルの内積に比べて、進み角Δθ_actを正確に反映したものとなる。第３態様では、そのような内積（第２の磁束ベクトル及び第２の電流ベクトルの内積）を用いて制限トルクを特定する。トルク修正部に与えられた指令トルクの絶対値をそのような制限トルクに置き換えることは、３相回転機に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に一致させる電流制限を正確に行う観点から有利である。

本開示の第４態様は、第３態様に加え、
前記第２の磁束ベクトルの位相に対する前記第２の電流ベクトルの位相の進み角は、前記３相回転機に印加されている前記磁束ベクトルの位相に対する前記３相回転機を流れている前記電流ベクトルの位相の進み角と同じである回転機制御装置を提供する。

第４態様によれば、進み角Δθ₂の進み角Δθ_actからのズレがゼロとなる。すなわち、第２の磁束ベクトル及び第２の電流ベクトルの内積は、進み角Δθ_actを正確に反映したものとなる。第４態様では、そのような内積を用いて制限トルクを特定する。トルク修正部に与えられた指令トルクの絶対値をそのような制限トルクに置き換えることは、３相回転機に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に一致させる電流制限を正確に行う観点から特に有利である。

本開示の第５態様は、第１態様〜第４態様に加え、
前記第１の電流ベクトルは、現在の制御サイクルの中心時点よりも期間ｔ_e前の時点における前記３相回転機の前記電流ベクトルを表し、
前記第２の磁束ベクトルの位相に対する前記第２の電流ベクトルの位相の進み角は、前記第１の磁束ベクトルの位相に対する前記第１の電流ベクトルの位相の進み角よりも角度Δθ_b大きく、
前記角度Δθ_bは、ゼロよりも大きく、前記電流ベクトルの位相の変化速度と前記期間ｔ_eとの積の２倍よりも小さい回転機制御装置を提供する。
ここで、前記期間ｔ_eは非ゼロである。

磁束推定部は、前の制御サイクルにおいて特定された指令電圧ベクトルを用いて、現在の制御サイクルにおける３相回転機の磁束ベクトルを推定する。この推定された磁束ベクトルは、現在の制御サイクルの中心時点における３相回転機の磁束ベクトルに対応すると考えることができる場合がある。第１の磁束ベクトルについても同様である。第１の電流ベクトルがこの中心時点よりも期間ｔ_e前における３相回転機の電流ベクトルを表すものである場合、第１の磁束ベクトルの位相に対する第１の電流ベクトルの位相の進み角（進み角Δθ₁）は、実際の３相回転機における磁束ベクトルの位相に対する電流ベクトルの位相の進み角（進み角Δθ_act）よりも、電流ベクトルの位相の変化速度と期間ｔ_eとの積の分だけ小さいことになる。期間ｔ_eは非ゼロであるので、第１の磁束ベクトル及び第１の電流ベクトルの内積は、実際の３相回転機における磁束ベクトルの位相に対する電流ベクトルの進み角を正確に反映したものとは言えない。この点、第５態様の第２の磁束ベクトルの位相に対する第２の電流ベクトルの位相の進み角（進み角Δθ₂）は進み角Δθ₁よりも角度Δθ_b大きく、角度Δθ_bはゼロよりも大きく上記積の２倍よりも小さいため、進み角Δθ₂は進み角Δθ₁よりも進み角Δθ_actに近い。すなわち、第２の磁束ベクトル及び第２の電流ベクトルの内積は、第１の磁束ベクトル及び第１の電流ベクトルの内積に比べて、進み角Δθ_actを正確に反映したものとなる。第５態様では、そのような内積（第２の磁束ベクトル及び第２の電流ベクトルの内積）を用いて制限トルクを特定する。トルク修正部に与えられた指令トルクの絶対値をそのような制限トルクに置き換えることは、３相回転機に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に一致させる電流制限を正確に行う観点から有利である。

本開示の第６態様は、第５態様に加え、
前記角度Δθ_bは、前記電流ベクトルの位相の変化速度と前記期間ｔ_eとの積である回転機制御装置を提供する。

第６態様の進み角Δθ₂は進み角Δθ₁よりも角度Δθ_b大きく、角度Δθ_bは電流ベクトルの位相の変化速度と期間ｔ_eとの積であるため、進み角Δθ₂は進み角Δθ_actに一致する。すなわち、第２の磁束ベクトル及び第２の電流ベクトルの内積は、進み角Δθ_actを正確に反映したものとなる。第６態様では、そのような内積を用いて制限トルクを特定する。トルク修正部に与えられた指令トルクの絶対値をそのような制限トルクに置き換えることは、３相回転機に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に一致させる電流制限を正確に行う観点から特に有利である。

本開示の第７態様は、第５態様又は第６態様に加え、
制御サイクルの周期を周期Ｔ_sと定義したとき、前記期間ｔ_eは、（ａ）前記周期Ｔ_sの−１／２倍よりも大きくゼロよりも小さい、（ｂ）ゼロよりも大きく前記周期Ｔ_sの１／２倍以下である、又は、（ｃ）前記周期Ｔ_sの１／２倍よりも大きく前記周期Ｔ_sの３／２倍以下である回転機制御装置を提供する。

第７態様の（ａ）は、第１の電流ベクトルが現在の制御サイクルの中心時点よりも後かつ終了時点よりも前の時点における３相回転機の電流ベクトルを表すものである場合に、３相回転機に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に一致させる電流制限を正確に行うことに適している。第７態様の（ｂ）は、第１の電流ベクトルが現在の制御サイクルの開始時点以後かつ中心時点よりも前の時点における３相回転機の電流ベクトルを表すものである場合に、上記電流制限を正確に行うことに適している。第７態様の（ｃ）は、第１の電流ベクトルが前の制御サイクルにおける３相回転機の電流ベクトルを表すものである場合に、上記電流制限を正確に行うことに適している。

本開示の第８態様は、第１態様〜第７態様に加え、
前記第２の磁束ベクトルの位相に対する前記第２の電流ベクトルの位相の進み角は、前記第１の磁束ベクトルの位相に対する前記第１の電流ベクトルの位相の進み角よりも角度Δθ_b大きく、
制御サイクルの周期を周期Ｔ_sと定義したとき、前記角度Δθ_bは、（Ａ）前記電流ベクトルの位相の変化速度と前記周期Ｔ_sとの積の−１／２倍よりも大きくゼロよりも小さい、（Ｂ）ゼロよりも大きく前記電流ベクトルの位相の変化速度と前記周期Ｔ_sとの積の１／２倍以下である、又は、（Ｃ）前記電流ベクトルの位相の変化速度と前記周期Ｔ_sとの積の１／２倍よりも大きく前記電流ベクトルの位相の変化速度と前記周期Ｔ_sとの積の３／２倍以下である回転機制御装置を提供する。

角度Δθ_bの範囲の例は、第８態様で規定しているように周期Ｔ_sを用いて表現することもできる。

本開示の第９態様は、第１態様〜第８態様に加え、
（Ｉ）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルと同じであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を遅らせたベクトルである、（II）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を進ませたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルと同じである、又は、（III）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を進ませたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を遅らせたベクトルである回転機制御装置を提供する。

第９態様は、進み角Δθ₁が進み角Δθ_actよりも小さい場合に、３相回転機に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に一致させる電流制限を正確に行うことに適している。

本開示の第１０態様は、第１態様〜第９態様に加え、
前記位相調整部は、ルックアップテーブルを用いて、前記電流ベクトルの位相の変化速度に応じて、前記第１の電流ベクトル及び前記第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、前記第２の電流ベクトル及び前記第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正する回転機制御装置を提供する。

第１０態様では、ルックアップテーブルを用いる。ルックアップテーブルによれば、簡便に、第１の電流ベクトル及び第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正することができる。また、ルックアップテーブルによれば、アナログ回路による位相遅れを考慮してこの修正を行うこともできる。

本開示の第１１態様は、第１態様〜第１０態様に加え、
前記第２の磁束ベクトルの位相に対する前記第２の電流ベクトルの位相の進み角は、前記第１の磁束ベクトルの位相に対する前記第１の電流ベクトルの位相の進み角よりも角度Δθ_b大きく、
前記電流ベクトルの位相の変化速度の絶対値が大きければ大きいほど、前記角度Δθ_bの絶対値を大きくする回転機制御装置を提供する。

第１１態様のように角度Δθ_bを設定することは、３相回転機の回転数が低い場合と高い場合の両方において、３相回転機に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に一致させる電流制限を正確に行うことに適している。

本開示の第１２態様は、第１態様〜第１１態様に加え、
前記回転機制御装置は、制御サイクル毎に、次の制御サイクルにおいて前記３相回転機に印加される前記磁束ベクトルを規定する指令磁束ベクトルを特定し、
前記回転機制御装置は、
検出された前記電流ベクトル及び現在の制御サイクルにおいて推定された前記磁束ベクトルから現在の制御サイクルにおける前記トルクを推定する、又は前記第２の電流ベクトル及び前記第２の磁束ベクトルから現在の制御サイクルにおける前記トルクを推定するトルク推定部と、
前記トルク制限部から出力された前記指令トルクを用いて指令振幅を特定する指令振幅特定部と、
前記トルク制限部から出力された前記指令トルクと推定された前記トルクとの間の偏差であるトルク偏差をゼロに近づけるフィードバック制御を含む制御を実行することによって、前記トルク偏差をゼロに近づける指令位相を特定する指令位相特定部と、
振幅が前記指令振幅であり位相が前記指令位相である前記指令磁束ベクトルを特定する指令磁束特定部と、を備える回転機制御装置を提供する。

第１２態様によれば、トルク修正部で修正された指令トルクを活かして指令磁束ベクトルを特定することができる。

本開示の第１３態様は、
制御サイクル毎に、次の制御サイクルにおいて３相回転機に印加されるトルク及び電圧ベクトルを規定する指令トルク及び指令電圧ベクトルを特定する回転機制御方法であって、
前記３相回転機の電流ベクトルを検出する電流検出ステップと、
前の制御サイクルにおいて特定された前記指令電圧ベクトルを用いて、現在の制御サイクルにおける前記３相回転機の磁束ベクトルを推定する磁束推定ステップと、
位相調整ステップ、制限トルク特定ステップ及びトルク制限ステップを有するトルク修正ステップと、を備え、
検出された前記電流ベクトルを第１の電流ベクトルと定義し、現在の制御サイクルにおいて推定された前記磁束ベクトルを第１の磁束ベクトルと定義したとき、前記位相調整ステップは、前記第１の電流ベクトル及び前記第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正し、
前記制限トルク特定ステップは、前記第２の電流ベクトル及び前記第２の磁束ベクトルの内積と電流制限値とを用いて前記電流ベクトルの振幅を前記電流制限値に追従させる前記トルクである制限トルクを特定し、
前記トルク制限ステップは、前記トルク修正部に与えられた前記指令トルクの絶対値が前記制限トルク未満である場合には前記指令トルクを修正せず、前記絶対値が前記制限トルク以上である場合には前記絶対値を前記制限トルクに置き換え、
（ｉ）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルと同じであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルである、（ii）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を変化させたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルと同じである、又は、（iii）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を変化させたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルである、回転機制御方法を提供する。

第１３態様によれば、第１態様の効果と同じ効果を得ることができる。

回転機制御装置の技術は、回転機制御方法に適用できる。回転機制御方法の技術は、回転機制御装置に適用できる。

本開示の第１４態様は、第１３態様の回転機制御方法を実行するための命令を含む、コンピュータプログラムを提供する。

本開示の第１５態様は、第１４態様のコンピュータプログラムが格納された、コンピュータによる読み取りが可能なメモリを提供する。

本開示の第１６態様は、第１４態様のコンピュータプログラムを実行するプロセッサを提供する。

本開示の第１７態様は、
第１４態様のコンピュータプログラムが格納された、コンピュータによる読み取りが可能なメモリと、
前記コンピュータプログラムを実行するプロセッサと、を備えた制御システムを提供する。

以下、本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１に示すように、モータ制御装置１００は、第１電流センサ１０５ａ、第２電流センサ１０５ｂ、モータ制御部１０１及びデューティ生成部１０３を含んでいる。モータ制御装置１００は、ＰＷＭインバータ（ＰＷＭ方式で電力変換を行う電力変換回路）１０４及び３相モータ１０２に接続され得る。

モータ制御部１０１は、速度制御系で直接トルク制御を実現するための構成を有している。また、モータ制御部１０１は、３相モータ１０２の位置センサレス運転を実行するように構成されている。位置センサレス運転は、エンコーダ、レゾルバ等の位置センサを用いない運転である。本実施形態の位置センサレス運転では、３相モータ１０２の磁束ベクトルを推定する。そして、推定された磁束ベクトルの位相を用いて磁束ベクトルを制御する。磁束ベクトルは、３相モータ１０２に印加されている３相交流座標上の電機子鎖交磁束と、この電機子鎖交磁束を座標変換することにより得た磁束の両方を含む概念である。同様に、電流ベクトルは、３相モータ１０２を流れている３相交流座標上の電流ベクトルと、この電流ベクトルを座標変換することにより得た電流ベクトルの両方を含む概念である。同様に、電圧ベクトルは、３相モータ１０２に印加されている３相交流座標上の電圧ベクトルと、この電圧ベクトルを座標変換することにより得た電圧ベクトルの両方を含む概念である。本明細書では、「振幅」は、単に大きさ（絶対値）を指す場合がある。

モータ制御装置１００の一部又は全部の要素は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）又はマイクロコンピュータにおいて実行される制御アプリケーションによって提供され得る。ＤＳＰ又はマイクロコンピュータは、コア、メモリ、Ａ／Ｄ変換回路及び通信ポート等の周辺装置を含んでいてもよい。また、モータ制御装置１００の一部又は全部の要素は、論理回路によって構成されていてもよい。

（モータ制御装置１００を用いた制御の概要）
図１を参照しながら、モータ制御装置１００を用いた制御の概要を説明する。電流センサ１０５ａ，１０５ｂによって、相電流ｉ_u，ｉ_wが検出される。相電流ｉ_u，ｉ_wは、Ｕ相電流ｉ_u及びＷ相電流ｉ_wをまとめて記載したものである。Ｕ相電流ｉ_u及びＷ相電流ｉ_wは、それぞれ検出された電流ベクトルi_acのＵ相成分及びＷ相成分である。モータ制御部１０１によって、指令回転数Ｎ_ref ^*及び相電流ｉ_u，ｉ_wから、指令電圧ベクトルｖ_u ^*，ｖ_v ^*，ｖ_w ^*が特定される。指令電圧ベクトルｖ_u ^*，ｖ_v ^*，ｖ_w ^*の各成分は、それぞれ３相交流座標上のＵ相電圧、Ｖ相電圧及びＷ相電圧に対応する。デューティ生成部１０３によって、指令電圧ベクトルｖ_u ^*，ｖ_v ^*，ｖ_w ^*から、デューティＤ_u，Ｄ_v，Ｄ_wが生成される。ＰＷＭインバータ１０４によって、デューティＤ_u，Ｄ_v，Ｄ_wから、３相モータ１０２に印加するべき電圧ベクトルｖ_u，ｖ_v，ｖ_wが生成される。指令回転数Ｎ_ref ^*は、上位制御装置からモータ制御装置１００に与えられる。指令回転数Ｎ_ref ^*は、３相モータ１０２の回転数が追従するべき回転数（単位：回転／秒）を表す。このような制御により、３相モータ１０２は、回転数が指令回転数Ｎ_ref ^*に追従するように制御される。

指令電圧ベクトルｖ_u ^*，ｖ_v ^*，ｖ_w ^*は、逐次更新される。本明細書では、指令電圧ベクトルｖ_u ^*，ｖ_v ^*，ｖ_w ^*が更新されてから次に更新されるまでのサイクルを「制御サイクル」と称する。本実施形態では、制御サイクル毎に、指令トルク及び指令電圧ベクトルｖ_u ^*，ｖ_v ^*，ｖ_w ^*が特定される。特定された指令トルクは、次の制御サイクルにおいて３相モータ１０２に印加されるトルクを規定する。特定された指令電圧ベクトルｖ_u ^*，ｖ_v ^*，ｖ_w ^*は、次の制御サイクルにおいて３相モータ１０２に印加される電圧ベクトルｖ_u，ｖ_v，ｖ_wを規定する。本実施形態の各制御サイクルは、周期Ｔ_sを有する。

以下では、α−β座標（２相座標）に基づいてモータ制御装置１００を説明することがある。また、ｄ−ｑ座標（第２の２相座標）に基づいてモータ制御装置１００を説明することもある。図２に、α−β座標及びｄ−ｑ座標を示す。α−β座標は、固定座標である。α−β座標は、静止座標とも交流座標とも称される。α軸は、Ｕ軸（図２では省略）と同一方向に延びる軸として設定される。ｄ−ｑ座標は、回転座標である。θは、Ｕ軸からみたｄ軸の進み角である。θは、ロータ位置とも称される。

（モータ制御部１０１について）
図３に示すように、モータ制御部１０１は、ｕ，ｗ／α，β変換部（３相２相座標変換部）１０６、指令電圧特定部１０７、磁束推定部１０８、トルク推定部１０９、速度・位相推定部１１０、指令トルク特定部１２１、トルク修正部１５０、指令振幅特定部１２２、トルク偏差特定部１１１、指令位相特定部１２７、指令磁束特定部１１２、α軸磁束偏差特定部１１３ａ、β軸磁束偏差特定部１１３ｂ及びα，β／ｕ，ｖ，ｗ変換部（２相３相座標変換部）１１４を含んでいる。トルク修正部１５０は、位相調整部１５１、制限トルク特定部１１５及びトルク制限部１２３を含んでいる。

モータ制御部１０１では、ｕ，ｗ／α，β変換部（３相２相座標変換部）１０６によって、相電流ｉ_u，ｉ_wが、軸電流ｉ_α，ｉ_βに変換される。軸電流ｉ_α，ｉ_βは、３相モータ１０２のα−β座標上におけるα軸電流ｉ_α及びβ軸電流ｉ_βをまとめて記載したものである。相電流ｉ_u，ｉ_w及び軸電流ｉ_α，ｉ_βは電流ベクトルであるので、相電流ｉ_u，ｉ_w及び軸電流ｉ_α，ｉ_βをそれぞれ電流ベクトルｉ_u，ｉ_w及び電流ベクトルｉ_α，ｉ_βと称することができる。磁束推定部１０８によって、指令軸電圧ｖ_α ^*，ｖ_β ^*及び軸電流ｉ_α，ｉ_βから、３相モータ１０２の磁束ベクトルが推定される（推定磁束Ψ_sが特定される）。推定磁束Ψ_sのα軸成分及びβ軸成分をそれぞれ推定磁束Ψ_α及び推定磁束Ψ_βと記載する。推定磁束Ψ_sの振幅を｜Ψ_s｜と記載する。軸指令電圧ｖ_α ^*，ｖ_β ^*は、次の制御サイクルにおいてモータに印加される電圧ベクトルを規定するものである。速度・位相推定部１１０によって、推定磁束Ψ_α，Ψ_βから、３相モータ１０２の磁束ベクトルの位相と、３相モータ１０２の回転数が推定される（推定位相θ_s及び推定回転数Ｎ_rが特定される）。トルク推定部１０９によって、推定磁束Ψ_α，Ψ_β及び軸電流ｉ_α，ｉ_βから、３相モータ１０２のトルクが推定される（推定トルクＴ_eが特定される）。指令トルク特定部１２１によって、推定回転数Ｎ_rが指令回転数Ｎ_ref ^*に一致するように、（第１の）指令トルクＴ_refが特定される。位相調整部１５１によって、推定磁束Ψ_α，Ψ_βから、仮想的な磁束Ψ_{α_b}，Ψ_{β_b}が特定される。制限トルク特定部１１５によって、磁束Ψ_{α_b}，Ψ_{β_b}、振幅｜Ψ_s｜及び軸電流ｉ_α，ｉ_βから、制限トルクＴ_limが特定される。トルク制限部１２３によって、指令トルクＴ_ref及び制限トルクＴ_limから、（第２の）指令トルクＴ_e ^*が特定される。指令トルクＴ_e ^*は、３相モータ１０２のトルクが追従するべきトルクを表す。指令振幅特定部１２２によって、指令トルクＴ_e ^*から指令振幅｜Ψ_s ^*｜が特定される。トルク偏差特定部１１１によって、推定トルクＴ_eと指令トルクＴ_e ^*との偏差（トルク偏差ΔＴ＝Ｔ_e ^*−Ｔ_e）が求められる。指令位相特定部１２７によって、トルク偏差ΔＴ及び推定位相θ_sから、指令位相θ_s ^*が特定される。指令磁束特定部１１２によって、指令位相θ_s ^*及び指令振幅｜Ψ_s ^*｜から、指令磁束ベクトルΨ_s ^*が特定される。指令磁束ベクトルΨ_s ^*のα軸成分及びβ軸成分を、それぞれα軸指令磁束Ψ_α ^*及びβ軸指令磁束Ψ_β ^*と記載する。α軸磁束偏差特定部１１３ａによって、α軸指令磁束Ψ_α ^*と推定磁束Ψ_αとの偏差（磁束偏差ΔΨ_α＝Ψ_α ^*−Ψ_α）が求められる。β軸磁束偏差特定部１１３ｂによって、β軸指令磁束Ψ_β ^*と推定磁束Ψ_βとの偏差（磁束偏差ΔΨ_β＝Ψ_β ^*−Ψ_β）が求められる。指令電圧特定部１０７によって、磁束偏差ΔΨ_α，ΔΨ_β及び軸電流ｉ_α，ｉ_βから、指令軸電圧ｖ_α ^*，ｖ_β ^*が特定される。指令軸電圧ｖ_α ^*，ｖ_β ^*は、３相モータ１０２のα−β座標上におけるα軸指令電圧ｖ_α ^*及びβ軸指令電圧ｖ_β ^*をまとめて記載したものである。指令軸電圧ｖ_α ^*，ｖ_β ^*は電圧ベクトルであるので、指令軸電圧ｖ_α ^*，ｖ_β ^*を指令電圧ベクトルｖ_α ^*，ｖ_β ^*と称することができる。α，β／ｕ，ｖ，ｗ変換部１１４によって、指令軸電圧ｖ_α ^*，ｖ_β ^*が、指令電圧ベクトルｖ_u ^*，ｖ_v ^*，ｖ_w ^*に変換される。

このような制御（フィードバック制御）により、３相モータ１０２のトルクが指令トルクＴ_e ^*に追従し、３相モータ１０２の磁束ベクトルが指令磁束ベクトルΨ_s ^*に追従する（３相モータ１０２の磁束ベクトルの振幅が指令振幅｜Ψ_s ^*｜に追従する）ように、ＰＷＭインバータ１０４を介して３相モータ１０２に電圧ベクトルが印加される。

本明細書では、軸電流ｉ_α，ｉ_βは、実際に３相モータ１０２を流れる電流ではなく、情報として伝達される電流値を意味する。指令軸電圧ｖ_α ^*，ｖ_β ^*、推定磁束Ψ_s、磁束Ψ_{α_b}，Ψ_{β_b}、推定位相θ_s、推定トルクＴ_e、指令トルクＴ_ref、制限トルクＴ_lim、指令トルクＴ_e ^*、指令回転数Ｎ_ref ^*、指令位相θ_s ^*、指令振幅｜Ψ_s ^*｜、指令磁束ベクトルΨ_s ^*、指令電圧ベクトルｖ_u ^*，ｖ_v ^*，ｖ_w ^*等も同様である。

本実施形態の制御に関する各構成要素について、以下で説明する。

（第１電流センサ１０５ａ、第２電流センサ１０５ｂ）
第１電流センサ１０５ａ及び第２電流センサ１０５ｂは、３相モータ１０２の相電流（電流ベクトル）ｉ_u，ｉ_wを検出する。図１に示す第１電流センサ１０５ａ及び第２電流センサ１０５ｂとして、公知の電流センサを用いることができる。本実施形態では、第１電流センサ１０５ａは、ｕ相を流れる相電流ｉ_uを測定するように設けられている。第２電流センサ１０５ｂは、ｗ相を流れる相電流ｉ_wを測定するように設けられている。ただし、第１電流センサ１０５ａ及び第２電流センサ１０５ｂは、ｕ相及びｗ相の２相以外の組み合わせの２相の電流を測定するように設けられていてもよい。以下では、第１電流センサ１０５ａ及び第２電流センサ１０５ｂの組み合わせを電流検出部と称することがある。電流検出部は、電流ベクトルを検出する。

（ｕ，ｗ／α，β変換部１０６）
図３に示すｕ，ｗ／α，β変換部１０６は、相電流ｉ_u，ｉ_wを軸電流ｉ_α，ｉ_βに変換する。具体的に、ｕ，ｗ／α，β変換部１０６は、式（１）及び（２）により、相電流ｉ_u，ｉ_wを軸電流ｉ_α，ｉ_βに変換して、軸電流ｉ_α，ｉ_βを出力する。

（磁束推定部１０８）
磁束推定部１０８は、前の制御サイクルにおいて特定された指令軸電圧（指令電圧ベクトル）ｖ_α ^*，ｖ_β ^*を用いて、現在の制御サイクルにおける３相モータ１０２の磁束ベクトルを推定する（推定磁束Ψ_sを特定する）。具体的には、磁束推定部１０８は、軸電流ｉ_α，ｉ_β及び指令軸電圧ｖ_α ^*，ｖ_β ^*から、推定磁束Ψ_s（推定磁束Ψ_α，Ψ_β）を求める。より具体的には、磁束推定部１０８は、式（３）、（４）及び（５）を用いて、推定磁束Ψ_α，Ψ_β、及び推定磁束Ψ_sの振幅｜Ψ_s｜を求める。式（３）及び（４）におけるΨ_α|t=0、Ψ_β|t=0は、それぞれ推定磁束Ψ_α，Ψ_βの初期値である。式（３）及び（４）におけるＲは、３相モータ１０２の巻線抵抗である。本実施形態では、式（３）及び（４）における演算のために必要となる積分器は離散系で構成されている。

（トルク推定部１０９）
トルク推定部１０９は、検出された電流ベクトルｉ_ac（軸電流ｉ_α，ｉ_β）と、現在の制御サイクルにおいて推定された磁束ベクトルである推定磁束Ψ_α，Ψ_βとから、現在の制御サイクルにおけるトルクを推定する（推定トルクＴ_eを特定する）。具体的には、トルク推定部１０９は、式（６）を用いて、推定トルクＴ_eを求める。式（６）におけるＰ_nは、３相モータ１０２の極対数である。

（速度・位相推定部１１０）
速度・位相推定部１１０は、推定磁束Ψ_s（推定磁束Ψ_α，Ψ_β）から磁束ベクトルの位相を推定する（推定位相θ_sを特定する）。具体的に、速度・位相推定部１１０は、式（７）により、推定位相θ_sを求める。また、速度・位相推定部１１０は、現在の制御サイクルにおいて求めた推定位相θ_s（ｎ）と、前回の制御サイクルにおいて求めた推定位相θ_s（ｎ−１）とを用いて、式（８）により、３相モータ１０２の回転数を推定する（推定回転数Ｎ_rを特定する）。速度・位相推定部１１０は、公知の位相推定器である。ここで、Ｔ_sは各制御サイクルの周期（制御周期）を意味する。ｎは、ｎ番目の制御サイクルであることを示す。ｎは整数である。

（指令トルク特定部１２１）
指令トルク特定部１２１は、指令回転数Ｎ_ref ^*及び推定回転数Ｎ_rから、（第１の）指令トルクＴ_refを特定する。具体的に、指令トルク特定部１２１は、式（９）により、指令トルクＴ_refを求める。式（９）におけるＫ_sPは比例ゲインである。Ｋ_sIは積分ゲインである。指令トルク特定部１２１は、公知のＰＩ補償器である。

（トルク修正部１５０）
トルク修正部１５０は、指令トルクを修正可能である。指令トルクは、次の制御サイクルにおいて３相モータ１０２に印加されるトルクを規定するものである。トルク修正部１５０は、位相調整部１５１、制限トルク特定部１１５及びトルク制限部１２３を有する。

（位相調整部１５１）
位相調整部１５１は、推定磁束Ψ_α，Ψ_βの位相を調整して、仮想的な磁束Ψ_{α_b}，Ψ_{β_b}を得る。具体的には、位相調整部１５１は、式（１０）により、推定磁束Ψ_α，Ψ_βの位相を△θ_b遅らせる。式（１０）のΨ_αβは、推定磁束Ψ_α，Ψ_βをベクトル表記により表したものである。Ψ_αβは、Ψ_sと同じである。式（１０）のΨ_{αβ_b}は、Ψ_αβの位相を△θ_b遅らせたものである。以下では、Ψ_{αβ_b}のα軸成分をΨ_{α_b}と記載し、Ψ_{αβ_b}のβ軸成分をΨ_{β_b}と記載することがある。

（制限トルク特定部１１５）
制限トルク特定部１１５は、軸電流ｉ_α，ｉ_β、仮想的な磁束Ψ_{α_b}，Ψ_{β_b}及び推定磁束Ψ_sの振幅｜Ψ_s｜から、制限トルクＴ_limを特定する。制限トルク特定部１１５は、無効電力成分特定部１５２と、皮相電力成分特定部１５３と、有効電力成分特定部１５４とを有している。

（無効電力成分特定部１５２）
無効電力成分特定部１５２は、仮想的な磁束Ψ_{α_b}，Ψ_{β_b}及び軸電流ｉ_α，ｉ_βから、無効電力に関係する成分Ｔ_Qを特定する。具体的には、無効電力成分特定部１５２は、式（１１）により、無効電力成分Ｔ_Qを演算する。無効電力成分Ｔ_Qは、仮想的な磁束Ψ_{α_b}，Ψ_{β_b}及び軸電流ｉ_α，ｉ_βの内積と、３相モータ１０２の極対数Ｐ_nとの積である。

（皮相電力成分特定部１５３）
皮相電力成分特定部１５３は、推定磁束Ψ_sの振幅｜Ψ_s｜から、皮相電力に関係する成分Ｔ_Aを特定する。具体的には、皮相電力成分特定部１５３は、式（１２）により、皮相電力成分Ｔ_Aを演算する。式（１２）のＩ_amは、電流制限値である。

（有効電力成分特定部１５４）
有効電力成分特定部１５４は、無効電力成分Ｔ_Q及び皮相電力成分Ｔ_Aから、制限トルクＴ_limを特定する。具体的に、有効電力成分特定部１５４は、式（１３）により、制限トルクＴ_limを演算する。

制限トルク特定部１１５によれば、トルク制限値Ｔ_limを運転状態に応じて逐次更新することが可能となる。

（トルク制限部１２３）
トルク制限部１２３は、（第１の）指令トルクＴ_refから、（第２の）指令トルクＴ_e ^*を特定する。具体的に、トルク制限部１２３は、式（１４）により、指令トルクＴ_e ^*を求める。すなわち、トルク制限部１２３は、指令トルクを修正可能である。

（指令振幅特定部１２２）
指令振幅特定部１２２は、指令トルクＴ_e ^*を用いて指令振幅｜Ψ_s ^*｜を特定する。指令振幅特定部１２２は、ルックアップテーブル、計算式（近似式）が格納された演算子等を用いて構成できる。ルックアップテーブルを用いる場合、指令トルクＴ_e ^*と指令振幅｜Ψ_s ^*｜との対応関係を表すルックアップテーブルを事前に準備することができる。演算子における計算式も、事前に準備できる。このようなルックアップテーブル及び計算式は、予め行った測定データ又は理論に基づいて設定できる。指令振幅｜Ψ_s ^*｜の具体的な特定方法は、公知の文献（武田洋次、森本茂雄、松井信行、本田幸夫、「埋込磁石同期モータの設計と制御」、株式会社オーム社、２００１年１０月２５日発行、等）を参照することにより理解され得る。本実施形態では、最小の電流で最大のトルクを発生できる最大トルク／電流制御（ＭＴＰＡ）を満たすトルクと磁束との関係を利用する。本実施形態における指令振幅特定部１２２は、磁束パラメータ｜Ψ_a｜を用いて指令振幅｜Ψ_s ^*｜を求める。磁束パラメータ｜Ψ_a｜は、３相モータ１０２における永久磁石が作る磁石磁束の振幅として与えられた定数である。

（トルク偏差特定部１１１）
トルク偏差特定部１１１は、指令トルクＴ_e ^*と推定トルクＴ_eとの偏差（トルク偏差ΔＴ：Ｔ_e ^*−Ｔ_e）を求める。トルク偏差特定部１１１としては、公知の演算子を用いることができる。

（指令位相特定部１２７）
指令位相特定部１２７は、トルク偏差ΔＴ及び推定位相θ_sから、指令位相θ_s ^*を特定する。具体的には、指令位相特定部１２７は、式（１５）により磁束ベクトルの回転量Δθ_sを求め、式（１６）により指令位相θ_s ^*を求める。式（１５）におけるＫ_θPは比例ゲインである。Ｋ_θIは積分ゲインである。すなわち、指令位相特定部１２７は、指令位相θ_s ^*を、トルク偏差ΔＴをゼロに近づけるフィードバック制御（具体的には、比例積分制御）を含む制御によって特定する。この点で、指令位相特定部１２７は、トルクの補償機構を構成するともいえる。本実施形態では、式（１５）における演算のために必要となる積分器は、離散系で構成されている。

（指令磁束特定部１１２）
指令磁束特定部１１２は、制御サイクル毎に、指令位相θ_s ^*及び指令振幅｜Ψ_s ^*｜を用いて、指令磁束ベクトルΨ_s ^*を特定する。特定された指令磁束ベクトルΨ_s ^*は、次の制御サイクルにおいて３相モータ１０２に印加される磁束ベクトルを規定する。具体的に、式（１７）及び（１８）を用いて、指令磁束ベクトルΨ_α ^*，Ψ_β ^*を求める。指令磁束Ψ_α ^*は、指令磁束ベクトルΨ_α ^*，Ψ_β ^*のα軸成分である。指令磁束Ψ_β ^*は、指令磁束ベクトルΨ_α ^*，Ψ_β ^*のβ軸成分である。

なお、指令振幅特定部１２２、指令位相特定部１２７及び指令磁束特定部１１２は、１つのまとまった演算部を構成していてもよい。

（α軸磁束偏差特定部１１３ａ、β軸磁束偏差特定部１１３ｂ）
α軸磁束偏差特定部１１３ａは、指令磁束Ψ_α ^*と推定磁束Ψ_αを取得し、これらの偏差（磁束偏差ΔΨ_α：Ψ_α ^*−Ψ_α）を求める。β軸磁束偏差特定部１１３ｂは、指令磁束Ψ_β ^*と推定磁束Ψ_βを取得し、これらの偏差（磁束偏差ΔΨ_β：Ψ_β ^*−Ψ_β）を求める。磁束偏差特定部１１３ａ，１１３ｂとしては、公知の演算子を用いることができる。

（指令電圧特定部１０７）
指令電圧特定部１０７は、制御サイクル毎に、指令軸電圧（指令電圧ベクトル）ｖ_α ^*，ｖ_β ^*を特定する。特定された指令軸電圧ｖ_α ^*，ｖ_β ^*は、次の制御サイクルにおいて３相モータ１０２に印加される電圧ベクトルを規定する。具体的には、指令電圧特定部１０７は、磁束偏差ΔΨ_α，ΔΨ_β及び軸電流ｉ_α，ｉ_βから、指令軸電圧ｖ_α ^*，ｖ_β ^*を求める。より具体的には、指令電圧特定部１０７は、式（１９）を用いてα軸指令電圧ｖ_α ^*を求め、式（２０）を用いてβ軸指令電圧ｖ_β ^*を求める。

（α，β／ｕ，ｖ，ｗ変換部１１４）
α，β／ｕ，ｖ，ｗ変換部１１４は、指令軸電圧ｖ_α ^*，ｖ_β ^*を、指令電圧ベクトルｖ_u ^*，ｖ_v ^*，ｖ_w ^*に変換する。具体的に、α，β／ｕ，ｖ，ｗ変換部１１４は、式（２１）により、指令軸電圧ｖ_α ^*，ｖ_β ^*を指令電圧ベクトルｖ_u ^*，ｖ_v ^*，ｖ_w ^*に変換して、指令電圧ベクトルｖ_u ^*，ｖ_v ^*，ｖ_w ^*を出力する。

（デューティ生成部１０３）
図１に示すデューティ生成部１０３は、指令電圧ベクトルｖ_u ^*，ｖ_v ^*，ｖ_w ^*から、デューティＤ_u，Ｄ_v，Ｄ_wを生成する。本実施形態では、デューティ生成部１０３は、指令電圧ベクトルｖ_u ^*，ｖ_v ^*，ｖ_w ^*の各成分を、各相のデューティＤ_u，Ｄ_v，Ｄ_wに変換する。デューティＤ_u，Ｄ_v，Ｄ_wの生成方法としては、一般的な電圧形ＰＷＭインバータに用いられる方法を用いることができる。例えば、デューティＤ_u，Ｄ_v，Ｄ_wは、指令電圧ベクトルｖ_u ^*，ｖ_v ^*，ｖ_w ^*を、直流電源１１８（図４）の電圧値Ｖ_dcの半分の値で除すことにより求めてもよい。この場合、デューティＤ_uは、２×ｖ_u ^*／Ｖ_dcである。デューティＤ_vは、２×ｖ_v ^*／Ｖ_dcである。デューティＤ_wは、２×ｖ_w ^*／Ｖ_dcである。デューティ生成部１０３は、デューティＤ_u，Ｄ_v，Ｄ_wを出力する。

（ＰＷＭインバータ１０４）
図１及び図４に示すように、ＰＷＭインバータ１０４は、スイッチング素子１１９ａ，１１９ｂ，１１９ｃ，１１９ｄ，１１９ｅ，１１９ｆ及び還流ダイオード１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄ，１２０ｅ，１２０ｆが対になった変換回路、ベースドライバ１１６、平滑コンデンサ１１７及び直流電源１１８を含む。直流電源１１８は、ダイオードブリッジ等によって整流された出力を表す。

ＰＷＭインバータ１０４は、ＰＷＭ制御によって３相モータ１０２に電圧ベクトルを印加する。具体的には、３相モータ１０２への給電は、スイッチング素子１１９ａ〜１１９ｆを介して、直流電源１１８から行われる。より具体的には、まず、デューティＤ_u，Ｄ_v，Ｄ_wがベースドライバ１１６に入力される。次に、デューティＤ_u，Ｄ_v，Ｄ_wがスイッチング素子１１９ａ〜１１９ｆを電気的に駆動するためのドライブ信号に変換される。次に、ドライブ信号に従って各スイッチング素子１１９ａ〜１１９ｆが動作する。

本実施形態では、ＰＷＭインバータ１０４は、スイッチング素子１１９ａ〜１１９ｆを用いた３相スイッチング回路である。スイッチング素子１１９ａ〜１１９ｆとしては、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）及びＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）が挙げられる。

本実施形態のモータ制御装置１００は、ＰＭＷインバータ１０４を用いて、電圧ベクトルを３相モータ１０２に印加する。具体的には、モータ制御装置１００は、ＰＭＷインバータ１０４を用いて、前の制御サイクルにおいて特定された現在の制御サイクル用の指令電圧ベクトルを平均値とする電圧ベクトルを３相モータ１０２に印加する。

（３相モータ１０２）
図１に示す３相モータ１０２は、モータ制御装置１００の制御対象である。３相モータ１０２には、ＰＷＭインバータ１０４によって、電圧ベクトルが印加される。「３相モータ１０２に電圧ベクトルが印加される」とは、３相モータ１０２における３相交流座標上の３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の各々に電圧が印加されることを指す。本実施形態では、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の各々が、相対的に高電圧を有する高電圧相と、相対的に低電圧を有する低電圧相との２種類から選択されるいずれかとなるように、３相モータ１０２が制御される。

本実施形態における３相モータ１０２は、永久磁石同期モータである。詳細には、３相モータ１０２は、ＳＰＭＳＭ（Surface Permanent Magnet Synchronous Motor）である。ＳＰＭＳＭでは、ｄ軸インダクタンスＬ_dとｑ軸インダクタンスＬ_qとが同じである。ただし、３相モータ１０２として、誘導モータを用いてもよい。誘導モータの磁束ベクトルは、誘導モータの磁束ベクトルと同様に扱うことが可能である。

（本実施形態の利点）
本実施形態のモータ制御部１０１は、離散系で制御がなされていることに由来する誤差を小さくすることに適している。以下、この点について説明する。

モータ制御部１０１は、図５に示すタイムチャートに従って動作する。モータ制御部１０１は、周期Ｔ_sの各制御サイクル［ｋ−１］、［ｋ］、［ｋ＋１］・・・用に１つの指令電圧ベクトルを特定する（ｋは整数である）。タイムチャートの１段目の黒丸は、検出された電流ベクトルの振幅を表す。２段目は、次の制御サイクルにおける指令電圧ベクトルを特定する制御を表す。３段目の線分は、指令電圧ベクトルの振幅を表す。４段目の三角波は、ＰＷＭインバータ１０４の動作を規定するＰＷＭキャリア信号を表す。なお、検出された電流ベクトルの振幅は、（ｉ_α ²＋ｉ_β ²）^1/2である。指令電圧ベクトルの振幅は、（ｖ_α ^*2＋ｖ_β ^*2）^1/2である。

制御サイクル［ｋ＋１］の開始時点において、電流ベクトルが検出される。制御サイクル［ｋ］において制御サイクル［ｋ＋１］用の指令電圧ベクトルが特定される。制御サイクル［ｋ＋１］用の指令電圧ベクトルｖ_α ^*，ｖ_β ^*は、制御サイクル［ｋ＋１］において３相モータ１０２に印加される電圧ベクトルを規定するベクトルを意味する。この例では、制御サイクル［ｋ＋１］において、制御サイクル［ｋ＋１］用の指令電圧ベクトルｖ_α ^*，ｖ_β ^*を平均値とする電圧ベクトルが３相モータ１０２に印加されるように、ＰＷＭインバータ１０４が動作する。この例では、ＰＷＭキャリア信号の周期は、制御サイクルの周期Ｔ_sと同じである。

図１０を用いて説明したように、モータ制御部９０１も同様のタイムチャートに従って動作する。しかし、モータ制御部９０１では、推定磁束Ψ_s及び電流ベクトルｉ_ac（軸電流ｉ_α，ｉ_β）の内積を用いてトルク制限値Ｔ_limを特定する（式（Ｐ−１）参照）。図１１を用いて説明したように、これでは、トルク制限がかかっている状況において３相モータ１０２の電流ベクトルの振幅が電流制限値Ｉ_amに正確には一致しない。この不一致は、３相モータ１０２の回転数が高いときに顕在化する。

これに対し、本実施形態では、位相調整部１５１が、第１の電流ベクトル及び第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正する。第１の電流ベクトルは、検出された電流ベクトルｉ_ac（軸電流ｉ_α，ｉ_β）である。第１の磁束ベクトルは、現在の制御サイクルにおいて推定された磁束ベクトル（推定磁束Ψ_α，Ψ_β）である。第２の電流ベクトルは、電流ベクトルｉ_acである。第２の磁束ベクトルは、仮想的な磁束Ψ_{α_b}，Ψ_{β_b}である。つまり、本実施形態では、第２の電流ベクトルは第１の電流ベクトルと同じであり、第２の磁束ベクトルは第１の磁束ベクトルの位相を変化させた（具体的には遅らせた）ベクトルである。制限トルク特定部１１５は、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルの内積Ψ_{α_b}ｉ_α＋Ψ_{β_b}ｉ_βと電流制限値Ｉ_amとを用いて３相モータ１０２の電流ベクトルの振幅を電流制限値Ｉ_amに追従させるトルクである制限トルクＴ_limを特定する。トルク制限部１２３は、トルク修正部１５０に与えられた指令トルクＴ_refの絶対値が制限トルクＴ_lim未満である場合には指令トルクＴ_refを修正しない。つまり、指令トルクＴ_e ^*として指令トルクＴ_refを出力する。トルク制限部１２３は、上記絶対値が制限トルクＴ_lim以上である場合には上記絶対値を制限トルクＴ_limに置き換える。つまり、指令トルクＴ_e ^*として、この置き換えにより得られた値を出力する。仮想的な磁束Ψ_{α_b}，Ψ_{β_b}が適切であれば、内積Ψ_{α_b}ｉ_α＋Ψ_{β_b}ｉ_βは、実際の３相モータ１０２における磁束ベクトルの位相に対する電流ベクトルの進み角を正確に反映したものとなる。式（１１）の無効電力成分Ｔ_Q及び式（１３）の制限トルクＴ_limが、実際の上記進み角を正確に反映させたものとなる。すなわち、制限トルクＴ_limは、３相モータ１０２に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に正確に一致させるものとなり得る。３相モータ１０２の回転数が高いときにおいても、制限トルクＴ_limが、３相モータ１０２に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に正確に一致させるものとなり得る。

電流制限の精度が高いことは、電流制限がなされているときに、トルク及び回転数が過大となり３相モータ１０２が過度に加熱されることを防止できることを意味する。モータ制御装置１００がインバータ１０４を用いて３相モータ１０２を制御するものである場合には、インバータ１０４の半導体素子（スイッチング素子）が過度に加熱されることを防止できることを意味する。また、トルク不足及び回転数不足を防止できることを意味する。本実施形態によれば、３相モータ１０２の過渡変動時（始動時等）においても、精度のよい電流制限を行うことができる。

ところで、３相モータ１０２の誘起電圧の高調波成分、電流センサ１０５ａ，１０５ｂに混入するノイズ等が原因で、検出電流における高調波成分は大きくなることがある。これに対し、磁束推定のための積分演算（式（３）及び（４）参照）は、推定磁束における高調波成分を小さくするように作用する。このため、高調波による悪影響が位相調整により顕在化することを避ける観点からは、電流の位相調整よりも磁束の位相調整が有利となることが多い。すなわち、第２の電流ベクトルが第１の電流ベクトルと同じであり第２の磁束ベクトルが第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルであることは、高調波による悪影響を抑制する観点から有利となることが多い。

上述の説明から理解されるように、図５の例では、第１の磁束ベクトルは、現在の制御サイクルの中心時点における３相モータ１０２の磁束ベクトルに対応すると考えることができる。第１の電流ベクトルｉ_ac（軸電流ｉ_α，ｉ_β）は、現在の制御サイクルの中心時点よりも期間ｔ_e前の時点における３相モータ１０２の電流ベクトル（期間ｔ_e前の時点において３相モータ１０２を流れる電流ベクトル）を表すものである、と表現することができる。ただし、期間ｔ_eは非ゼロである。第２の磁束ベクトルの位相に対する第２の電流ベクトルの位相の進み角は、第１の磁束ベクトルの位相に対する第１の電流ベクトルの位相の進み角よりも角度Δθ_b大きい。角度Δθ_bは、ゼロよりも大きく、電流ベクトルの位相の変化速度と期間ｔ_eとの積の２倍よりも小さい。この範囲にある角度Δθ_bは、内積Ψ_{α_b}ｉ_α＋Ψ_{β_b}ｉ_βを、実際の３相モータ１０２における磁束ベクトルの位相に対する電流ベクトルの進み角を正確に反映させたものとすることに適している。すなわち、この範囲にある角度Δθ_bは、３相モータ１０２に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に一致させる電流制限を正確に行う観点から有利である。角度Δθ_bを、電流ベクトルの位相の変化速度と期間ｔ_eとの積とすることもできる。このようにすることは、上記電流制限を正確に行う観点から特に有利である。

要するに、本実施形態では、第２の磁束ベクトルの位相に対する第２の電流ベクトルの位相の進み角は、第１の磁束ベクトルの位相に対する第１の電流ベクトルの位相の進み角よりも、３相モータ１０２に印加されている磁束ベクトルの位相に対する３相モータ１０２を流れている電流ベクトルの位相の進み角（実際の進み角、具体的には制御サイクルの中心時点における進み角）に近い。このことは、３相モータ１０２に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に一致させる電流制限を正確に行う観点から有利である。また、第２の磁束ベクトルの位相に対する第２の電流ベクトルの位相の進み角を、３相モータ１０２に印加されている磁束ベクトルの位相に対する現在の３相モータ１０２を流れている電流ベクトルの位相の進み角と同じとすることもできる。このようにすることは、３相回転機に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に一致させる電流制限を正確に行う観点から特に有利である。

なお、期間ｔ_eは、モータ制御装置の仕様から定まる既知の定数である。場合によっては、モータ制御装置の試運転を行い、期間ｔ_eを特定することも可能である。一例では、期間ｔ_eは、現在の制御サイクルの中心時点と第１の電流ベクトルｉ_acの検出時点（電流ベクトルの検出値が得られる時点）との時間差である。電流ベクトルの位相の変化速度は、３相モータ１０２の電気角速度ωと同じである。必要であれば、電気角速度ωを（つまり、上記変化速度を）、３相モータ１０２の極対数Ｐ_n及び推定回転数Ｎ_rからω＝π×Ｐ_n×Ｎ_r／３０のように計算したり、極対数Ｐ_n及び指令回転数Ｎ_ref ^*からω＝π×Ｐ_n×Ｎ_ref ^*／３０のように計算したりすることができる。このように計算された変化速度と期間ｔ_eとを用いれば、ゼロよりも大きく電流ベクトルの位相の変化速度と期間ｔ_eとの積の２倍よりも小さいΔθ_b（又は、電流ベクトルの位相の変化速度と期間ｔ_eとの積であるΔθ_b）を容易に計算することができる。ここで、ωの単位はｒａｄ／秒であり、Ｎ_r及びＮ_ref ^*の単位は回転／秒である。

計算ではなく、ルックアップテーブルを用いることもできる。具体的に、位相調整部１５１は、ルックアップテーブルを用いて、電流ベクトルの位相の変化速度に応じて、第１の電流ベクトル及び第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正するものであってもよい。具体的には、位相調整部１５１は、電流ベクトルの位相の変化速度と角度Δθ_bとの関係を表すルックアップテーブルに従って、この修正を行うものであってもよい。ルックアップテーブルによれば、簡便に、第１の電流ベクトル及び第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正することができる。また、ルックアップテーブルによれば、アナログ回路による位相遅れを考慮してこの修正を行うこともできる。上記ルックアップテーブルに、３相モータ１０２の回転数として、指令回転数Ｎ_ref ^*を与えたり、推定回転数Ｎ_rを与えたりすることができる。

図５の例では、期間ｔ_eは、周期Ｔ_sの１／２倍である。ただし、期間ｔ_eはこれに限定されない。例えば、期間ｔ_eが、ゼロよりも大きく周期Ｔ_sの１／２倍よりも小さいこともあり得る。期間ｔ_eは、周期Ｔ_sの１／２倍よりも大きく周期Ｔ_sの３／２倍以下であり得る。また、シングルシャント方式を用いる場合等には、期間ｔ_eが、周期Ｔ_sの−１／２倍よりも大きくゼロよりも小さいこともあり得る。

周期Ｔ_sを用いて角度Δθ_bの範囲の例を表すこともできる。一例では、角度Δθ_bは、ゼロよりも大きく電流ベクトルの位相の変化速度と周期Ｔ_sとの積の１／２倍以下の範囲にある。別例では、角度Δθ_bは、電流ベクトルの位相の変化速度と周期Ｔ_sとの積の１／２倍よりも大きく電流ベクトルの位相の変化速度と周期Ｔ_sとの積の３／２倍以下の範囲にある。更なる別例では、角度Δθ_bは、電流ベクトルの位相の変化速度と周期Ｔ_sとの積の−１／２倍よりも大きくゼロよりも小さい範囲にある。

本実施形態では、電流ベクトルの位相の変化速度の絶対値が大きければ大きいほど、角度Δθ_bの絶対値を大きくする。このように角度Δθ_bを設定することは、３相モータ１０２の回転数が低い場合と高い場合の両方において、３相モータ１０２に印加される電流ベクトルの振幅を電流制限値に一致させる電流制限を正確に行うことに適している。

本実施形態の制限トルク特定部１１５は、第１部分（無効電力成分特定部１５２）、第２部分（皮相電力成分特定部１５３）及び第３部分（有効電力成分特定部１５４）を有している。第１部分は、内積Ψ_{α_b}ｉ_α＋Ψ_{β_b}ｉ_βと、３相モータ１０２の極対数Ｐ_nとの積である第１の積Ｔ_Q＝Ｐ_n（Ψ_{α_b}ｉ_α＋Ψ_{β_b}ｉ_β）を特定する。第２部分は、極対数Ｐ_nと、第１の磁束ベクトルの振幅｜Ψ_s｜と、電流制限値Ｉ_amとの積である第２の積Ｔ_A＝Ｐ_n｜Ψ_s｜Ｉ_amを特定する。第３部分は、第２の積の２乗から第１の積の２乗を差し引いた値を１／２乗することによって制限トルクＴ_lim＝（Ｔ_A ²−Ｔ_Q ²）^1/2を特定する。このような制限トルク特定部１１５によれば、制限トルクＴ_limを容易に特定することができる。

本実施形態のモータ制御装置１００は、制御サイクル毎に指令磁束ベクトルΨ_s ^*を特定する。特定された指令磁束ベクトルΨ_s ^*は、次の制御サイクルにおいて３相モータ１０２に印加される磁束ベクトルを規定する。本実施形態のモータ制御装置１００は、トルク推定部１０９と、指令振幅特定部１２２と、指令位相特定部１２７と、指令磁束特定部１１２とを有している。トルク推定部１０９は、検出された電流ベクトルｉ_ac（軸電流ｉ_α，ｉ_β）及び現在の制御サイクルにおいて推定された磁束ベクトルである推定磁束Ψ_α，Ψ_βから現在の制御サイクルにおけるトルクを推定する（推定トルクＴ_eを特定する）。指令振幅特定部１２２は、トルク制限部１２３から出力された指令トルクＴ_e ^*を用いて指令振幅｜Ψ_s ^*｜を特定する。指令位相特定部１２７は、トルク制限部１２３から出力された指令トルクＴ_e ^*と推定されたトルク（推定トルクＴ_e）との間の偏差であるトルク偏差ΔＴ＝Ｔ_e ^*−Ｔ_eをゼロに近づけるフィードバック制御を含む制御を実行することによって、トルク偏差ΔＴをゼロに近づける指令位相θ_s ^*を特定する。指令磁束特定部１１２は、振幅が指令振幅｜Ψ_s ^*｜であり位相が指令位相θ_s ^*である指令磁束ベクトルΨ_s ^*を特定する。このようなモータ制御装置１００によれば、トルク修正部１５０で修正された指令トルクを活かして指令磁束ベクトルΨ_s ^*を特定することができる。

トルク推定部１０９は、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルから現在の制御サイクルにおけるトルクを推定する（推定トルクＴ_eを特定する）ものであってもよい。このようにすれば、推定トルクＴ_eの特定精度を高めることができる。具体的に、推定トルクＴ_eを、Ｔ_e＝Ｐ_n（Ψ_{α_b}ｉ_β−Ψ_{β_b}ｉ_α）のように計算することができる。

また、トルク推定部１０９に代えてトルク検出器を採用し、推定トルクＴ_eに代えて検出したトルクを用いることもできる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態のモータ制御装置について説明する。なお、第２の実施形態では、第１の実施形態と同様の部分については同一符号を付し、説明を省略する。

第２の実施形態のモータ制御装置２００は、モータ制御部１０１に代えてモータ制御部２０１を含んでいる（図１参照）。モータ制御装置２００は、ＰＷＭインバータ１０４及び３相モータ１０２に接続され得る。図６に示すように、モータ制御部２０１は、トルク修正部１５０に代えてトルク修正部２５０を含んでいる。トルク修正部２５０は、位相調整部１５１及び制限トルク特定部１１５に代えて位相調整部２５１及び制限トルク特定部２１５を含んでいる。

（位相調整部２５１）
位相調整部２５１は、軸電流ｉ_α，ｉ_βの位相を調整して、仮想的な軸電流ｉ_{α_f}，ｉ_{β_f}を得る。具体的には、位相調整部２５１は、式（２２）により、軸電流ｉ_α，ｉ_βの位相を△θ_b進ませる。式（２２）のｉ_αβは、軸電流ｉ_α，ｉ_βをベクトル表記により表したものである。式（２２）のｉ_{αβ_f}は、ｉ_αβの位相を△θ_b進ませたものである。以下では、ｉ_{αβ_f}のα軸成分を、ｉ_{α_f}と記載し、ｉ_{αβ_f}のβ軸成分をｉ_{β_f}と記載することがある。

（制限トルク特定部２１５）
本実施形態における制限トルク特定部２１５は、無効電力成分特定部１５２に代えて無効電力成分特定部２５２を含んでいる。

（無効電力成分特定部２５２）
無効電力成分特定部２５２は、推定磁束Ψ_α，Ψ_β及び仮想的な軸電流ｉ_{α_f}，ｉ_{β_f}から、無効電力に関係する成分Ｔ_Qを特定する。具体的には、無効電力成分特定部２５２は、式（２３）により、無効電力成分Ｔ_Qを演算する。無効電力成分Ｔ_Qは、推定磁束Ψ_α，Ψ_β及び仮想的な軸電流ｉ_{α_f}，ｉ_{β_f}の内積と、３相モータ１０２の極対数Ｐ_nとの積である。

本実施形態では、位相調整部２５１が、第１の電流ベクトル及び第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正する。第１の電流ベクトルは、検出された電流ベクトルｉ_ac（軸電流ｉ_α，ｉ_β）である。第１の磁束ベクトルは、現在の制御サイクルにおいて推定された磁束ベクトル（推定磁束Ψ_α，Ψ_β）である。第２の電流ベクトルは、仮想的な軸電流ｉ_{α_f}，ｉ_{β_f}である。第２の磁束ベクトルは、推定磁束Ψ_α，Ψ_βである。つまり、本実施形態では、第２の電流ベクトルは第１の電流ベクトルの位相を変化させた（具体的には進ませた）ベクトルであり、第２の磁束ベクトルは第１の磁束ベクトルと同じである。本実施形態の第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルの内積Ψ_αｉ_{α_f}＋Ψ_βｉ_{β_f}は、第１の実施形態の第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルの内積Ψ_{α_b}ｉ_α＋Ψ_{β_b}ｉ_βと同じである。従って、本実施形態によっても、制限トルクＴ_limを、実際の３相モータ１０２における磁束ベクトルの位相に対する電流ベクトルの進み角を正確に反映したものとすることができる。

トルク推定部１０９は、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルから現在の制御サイクルにおけるトルクを推定する（推定トルクＴ_eを特定する）ものであってもよい。このようにすれば、推定トルクＴ_eの特定精度を高めることができる。具体的に、推定トルクＴ_eを、Ｔ_e＝Ｐ_n（Ψ_αｉ_{β_f}−Ψ_βｉ_{α_f}）のように計算することができる。

（第３の実施形態）
また、数式及び図を用いた説明は省略するが、第２の電流ベクトルは第１の電流ベクトルの位相を変化させた（具体的には進ませた）ベクトルであり、第２の磁束ベクトルは第１の磁束ベクトルの位相を変化させた（具体的には遅らせた）ベクトルであってもよい。このような第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルの内積も、内積Ψ_αｉ_{α_f}＋Ψ_βｉ_{β_f}及び内積Ψ_{α_b}ｉ_α＋Ψ_{β_b}ｉ_βと同じとすることができる。具体的に、第２の磁束ベクトルの位相に対する第２の電流ベクトルの位相の進み角を第１の磁束ベクトルの位相に対する第１の電流ベクトルの位相の進み角よりも角度Δθ_b大きくすれば、第３の実施形態の上記内積は、内積Ψ_αｉ_{α_f}＋Ψ_βｉ_{β_f}及び内積Ψ_{α_b}ｉ_α＋Ψ_{β_b}ｉ_βと同じとなる。

（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態の発電機制御装置について説明する。図７に示すように、発電機制御装置３００は、第１電流センサ１０５ａ、第２電流センサ１０５ｂ、発電機制御部３０１及びデューティ生成部１０３を含んでいる。発電機制御装置３００は、ＰＷＭインバータ（ＰＷＭ方式で電力変換を行う電力変換回路）１０４及び３相発電機３０２に接続され得る。図８に、発電機制御部３０１のブロック図を示す。図３及び図８から理解されるように、発電機制御部３０１の構成要素は、モータ制御部１０１の構成要素と同じである。

３相発電機３０２は、発電機制御装置３００の制御対象である。３相発電機３０２には、ＰＷＭインバータ１０４によって、電圧ベクトルが印加される。本実施形態では、３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の各々が、相対的に高電圧を有する高電圧相と、相対的に低電圧を有する低電圧相との２種類から選択されるいずれかとなるように、３相発電機３０２が制御される。

本実施形態における３相発電機３０２は、永久磁石同期発電機である。詳細には、３相発電機３０２は、ＳＰＭＳＧ（Surface Permanent Magnet Synchronous Generator）である。ＳＰＭＳＧでは、ｄ軸インダクタンスＬ_dとｑ軸インダクタンスＬ_qとが同じである。ただし、３相発電機３０２として、誘導発電機を用いてもよい。誘導発電機の磁束ベクトルは、同期発電機の磁束ベクトルと同様に扱うことが可能である。

３相発電機３０２は、例えばタービンに接続される。タービンとしては、小型ガスタービンが挙げられる。タービンが回転すると、タービンのトルクが、３相発電機３０２の回転子に伝達される。これにより、回転子にトルクが加わる。つまり、回転子が回転する。回転子の回転によって、電圧が誘起される。３相発電機３０２はＰＷＭインバータ１０４に接続されており、そのＰＷＭインバータ１０４のスイッチングは指令電圧ベクトルｖ_u ^*，ｖ_v ^*，ｖ_w ^*に基づいてなされる。

第１の実施形態では、電源から供給された電力が、３相モータ１０２でトルク（回転力）に変換される。これに対し、本実施形態では、３相発電機３０２に加えられたトルクが、電力に変換される。両方の場合において、制御の態様は実質的に同じである。従って、モータ制御装置１００について説明した事項は、発電機制御装置３００にも適用できる。モータ制御装置２００について説明した事項についても同様である。ただし、モータ制御装置１００及び２００の説明を発電機制御装置３００の説明に援用する際には、用語の読み替えを行うべきことに留意されたい。このような読み替えは、当業者にとって自明であるため詳細には述べないが、例えば、モータを発電機に読み替えるべきである。

（その他）
上述の実施形態で説明した３相モータ及び３相発電機をまとめて３相回転機と称することができる。モータ制御装置及び発電機制御装置をまとめて回転機制御装置と称することができる。このように称したとき、上述の実施形態に係る回転機制御装置を、以下のように説明することができる。すなわち、回転機制御装置１００，２００又は３００は、制御サイクル毎に指令トルク及び指令電圧ベクトルｖ_u ^*，ｖ_v ^*，ｖ_w ^*（ｖ_α ^*，ｖ_β ^*）を特定する。特定された指令トルク及び指令電圧ベクトルｖ_u ^*，ｖ_v ^*，ｖ_w ^*（ｖ_α ^*，ｖ_β ^*）は、次の制御サイクルにおいて３相回転機１０２又は３０２に印加されるトルク及び電圧ベクトルｖ_u，ｖ_v，ｖ_wを規定するものである。回転機制御装置１００，２００又は３００は、電流検出部１０５ａ，１０５ｂと、磁束推定部１０８と、トルク修正部１５０又は２５０と、を備えている。電流検出部１０５ａ及び１０５ｂは、３相回転機１０２又は３０２の電流ベクトルを検出する。磁束推定部１０８は、前の制御サイクルにおいて特定された指令電圧ベクトル（指令軸電圧）ｖ_α ^*，ｖ_β ^*を用いて、現在の制御サイクルにおける３相回転機１０２又は３０２の磁束ベクトルを推定する（推定磁束Ψ_sを特定する）。トルク修正部１５０又は２５０は、位相調整部１５１又は２５１、制限トルク特定部１１５又は２１５及びトルク制限部１２３を有している。検出された電流ベクトルｉ_ac（軸電流ｉ_α，ｉ_β）を第１の電流ベクトルと定義し、現在の制御サイクルにおいて推定された磁束ベクトル（推定磁束Ψ_s）を第１の磁束ベクトルと定義したとき、位相調整部１５１又は２５１は、第１の電流ベクトル及び第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正する。制限トルク特定部１１５又は２１５は、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルの内積と電流制限値Ｉ_amとを用いて電流ベクトルの振幅を電流制限値Ｉ_amに追従させるトルクである制限トルクＴ_limを特定する。トルク制限部１２３は、トルク修正部１５０又は２５０に与えられた指令トルクＴ_refの絶対値が制限トルクＴ_lim未満である場合には指令トルクを修正せず、絶対値が制限トルク以上である場合には絶対値を制限トルクＴ_limに置き換える（置き換えにより、指令トルクＴ_refが指令トルクＴ_e ^*に変更される）。（ｉ）第２の電流ベクトルは第１の電流ベクトルと同じであり第２の磁束ベクトルは第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルである、（ii）第２の電流ベクトルは第１の電流ベクトルの位相を変化させたベクトルであり第２の磁束ベクトルは第１の磁束ベクトルと同じである、又は、（iii）第２の電流ベクトルは第１の電流ベクトルの位相を変化させたベクトルであり第２の磁束ベクトルは第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルである。

改めて断るまでもないが、上述の実施形態で説明したモータ制御装置又は発電機制御装置に関する技術は、回転機制御装置の技術であると捉えることができる。

本開示に係る技術は、同期電動機、同期発電機、誘導電動機及び誘導発電機等の回転機に適用できる。それらの回転機は、冷暖房装置又は給湯機に使用されるヒートポンプ式冷凍装置に適合したものである。

１００，２００ モータ制御装置
１０１，２０１ モータ制御部
１０２ ３相モータ
１０３ デューティ生成部
１０４ ＰＷＭインバータ
１０５ａ 第１電流センサ
１０５ｂ 第２電流センサ
１０６ ｕ，ｗ/α，β変換部
１０７ 指令電圧特定部
１０８ 磁束推定部
１０９ トルク推定部
１１０ 速度・位相推定部
１１１ トルク偏差特定部
１１２ 指令磁束特定部
１１３ａ α軸磁束偏差特定部
１１３ｂ β軸磁束偏差特定部
１１４ α，β／ｕ，v，ｗ変換部
１１５，２１５ 制限トルク特定部
１１６ ベースドライバ
１１７ 平滑コンデンサ
１１８ 直流電源
１１９ａ〜１１９ｆ スイッチング素子
１２０ａ〜１２０ｆ 還流ダイオード
１２１ 指令トルク特定部
１２２ 指令振幅特定部
１２３ トルク制限部
１２７ 指令位相特定部
１５０，２５０ トルク修正部
１５１，２５１ 位相調整部
１５２，２５２ 無効電力成分特定部
１５３ 皮相電力成分特定部
１５４ 有効電力成分特定部
３００ 発電機制御装置
３０１ 発電機制御部
３０２ ３相発電機

Claims (13)

1. 制御サイクル毎に、次の制御サイクルにおいて３相回転機に印加されるトルク及び電圧ベクトルを規定する指令トルク及び指令電圧ベクトルを特定する回転機制御装置であって、
   前記３相回転機の電流ベクトルを検出する電流検出部と、
   前の制御サイクルにおいて特定された前記指令電圧ベクトルを用いて、現在の制御サイクルにおける前記３相回転機の磁束ベクトルを推定する磁束推定部と、
   位相調整部、制限トルク特定部及びトルク制限部を有するトルク修正部と、を備え、
   検出された前記電流ベクトルを第１の電流ベクトルと定義し、現在の制御サイクルにおいて推定された前記磁束ベクトルを第１の磁束ベクトルと定義したとき、前記位相調整部は、前記第１の電流ベクトル及び前記第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正し、
   前記制限トルク特定部は、前記第２の電流ベクトル及び前記第２の磁束ベクトルの内積と電流制限値とを用いて前記電流ベクトルの振幅を前記電流制限値に追従させる前記トルクである制限トルクを特定し、
   前記トルク制限部は、前記トルク修正部に与えられた前記指令トルクの絶対値が前記制限トルク未満である場合には前記指令トルクを修正せず、前記絶対値が前記制限トルク以上である場合には前記絶対値を前記制限トルクに置き換え、
   （ｉ）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルと同じであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルである、（ii）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を変化させたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルと同じである、又は、（iii）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を変化させたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルである、回転機制御装置。
2. 前記制限トルク特定部は、第１部分、第２部分及び第３部分を有し、
   前記第１部分は、前記内積と、前記３相回転機の極対数との積である第１の積を特定し、
   前記第２部分は、前記極対数と、前記第１の磁束ベクトルの振幅と、前記電流制限値との積である第２の積を特定し、
   前記第３部分は、前記第２の積の２乗から前記第１の積の２乗を差し引いた値を１／２乗することによって前記制限トルクを特定する、請求項１に記載の回転機制御装置。
3. 前記第２の磁束ベクトルの位相に対する前記第２の電流ベクトルの位相の進み角は、前記第１の磁束ベクトルの位相に対する前記第１の電流ベクトルの位相の進み角よりも、前記３相回転機に印加されている前記磁束ベクトルの位相に対する前記３相回転機を流れている前記電流ベクトルの位相の進み角に近い、請求項１又は２に記載の回転機制御装置。
4. 前記第２の磁束ベクトルの位相に対する前記第２の電流ベクトルの位相の進み角は、前記３相回転機に印加されている前記磁束ベクトルの位相に対する前記３相回転機を流れている前記電流ベクトルの位相の進み角と同じである、請求項３に記載の回転機制御装置。
5. 前記第１の電流ベクトルは、現在の制御サイクルの中心時点よりも期間ｔ_e前の時点における前記３相回転機の前記電流ベクトルを表し、
   前記第２の磁束ベクトルの位相に対する前記第２の電流ベクトルの位相の進み角は、前記第１の磁束ベクトルの位相に対する前記第１の電流ベクトルの位相の進み角よりも角度Δθ_b大きく、
   前記角度Δθ_bは、ゼロよりも大きく、前記電流ベクトルの位相の変化速度と前記期間ｔ_eとの積の２倍よりも小さい、請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転機制御装置。
   ここで、前記期間ｔ_eは非ゼロである。
6. 前記角度Δθ_bは、前記電流ベクトルの位相の変化速度と前記期間ｔ_eとの積である、請求項５に記載の回転機制御装置。
7. 制御サイクルの周期を周期Ｔ_sと定義したとき、前記期間ｔ_eは、（ａ）前記周期Ｔ_sの−１／２倍よりも大きくゼロよりも小さい、（ｂ）ゼロよりも大きく前記周期Ｔ_sの１／２倍以下である、又は、（ｃ）前記周期Ｔ_sの１／２倍よりも大きく前記周期Ｔ_sの３／２倍以下である、請求項５又は６に記載の回転機制御装置。
8. 前記第２の磁束ベクトルの位相に対する前記第２の電流ベクトルの位相の進み角は、前記第１の磁束ベクトルの位相に対する前記第１の電流ベクトルの位相の進み角よりも角度Δθ_b大きく、
   制御サイクルの周期を周期Ｔ_sと定義したとき、前記角度Δθ_bは、（Ａ）前記電流ベクトルの位相の変化速度と前記周期Ｔ_sとの積の−１／２倍よりも大きくゼロよりも小さい、（Ｂ）ゼロよりも大きく前記電流ベクトルの位相の変化速度と前記周期Ｔ_sとの積の１／２倍以下である、又は、（Ｃ）前記電流ベクトルの位相の変化速度と前記周期Ｔ_sとの積の１／２倍よりも大きく前記電流ベクトルの位相の変化速度と前記周期Ｔ_sとの積の３／２倍以下である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の回転機制御装置。
9. （Ｉ）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルと同じであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を遅らせたベクトルである、（II）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を進ませたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルと同じである、又は、（III）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を進ませたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を遅らせたベクトルである、請求項１〜８のいずれか１項に記載の回転機制御装置。
10. 前記位相調整部は、ルックアップテーブルを用いて、前記電流ベクトルの位相の変化速度に応じて、前記第１の電流ベクトル及び前記第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、前記第２の電流ベクトル及び前記第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の回転機制御装置。
11. 前記第２の磁束ベクトルの位相に対する前記第２の電流ベクトルの位相の進み角は、前記第１の磁束ベクトルの位相に対する前記第１の電流ベクトルの位相の進み角よりも角度Δθ_b大きく、
    前記電流ベクトルの位相の変化速度の絶対値が大きければ大きいほど、前記角度Δθ_bの絶対値を大きくする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の回転機制御装置。
12. 前記回転機制御装置は、制御サイクル毎に、次の制御サイクルにおいて前記３相回転機に印加される前記磁束ベクトルを規定する指令磁束ベクトルを特定し、
    前記回転機制御装置は、
    検出された前記電流ベクトル及び現在の制御サイクルにおいて推定された前記磁束ベクトルから現在の制御サイクルにおける前記トルクを推定する、又は前記第２の電流ベクトル及び前記第２の磁束ベクトルから現在の制御サイクルにおける前記トルクを推定するトルク推定部と、
    前記トルク制限部から出力された前記指令トルクを用いて指令振幅を特定する指令振幅特定部と、
    前記トルク制限部から出力された前記指令トルクと推定された前記トルクとの間の偏差であるトルク偏差をゼロに近づけるフィードバック制御を含む制御を実行することによって、前記トルク偏差をゼロに近づける指令位相を特定する指令位相特定部と、
    振幅が前記指令振幅であり位相が前記指令位相である前記指令磁束ベクトルを特定する指令磁束特定部と、を備える、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の回転機制御装置。
13. 制御サイクル毎に、次の制御サイクルにおいて３相回転機に印加されるトルク及び電圧ベクトルを規定する指令トルク及び指令電圧ベクトルを特定する回転機制御方法であって、
    前記３相回転機の電流ベクトルを検出する電流検出ステップと、
    前の制御サイクルにおいて特定された前記指令電圧ベクトルを用いて、現在の制御サイクルにおける前記３相回転機の磁束ベクトルを推定する磁束推定ステップと、
    位相調整ステップ、制限トルク特定ステップ及びトルク制限ステップを有するトルク修正ステップと、を備え、
    検出された前記電流ベクトルを第１の電流ベクトルと定義し、現在の制御サイクルにおいて推定された前記磁束ベクトルを第１の磁束ベクトルと定義したとき、前記位相調整ステップは、前記第１の電流ベクトル及び前記第１の磁束ベクトルからなる２つのベクトルを、第２の電流ベクトル及び第２の磁束ベクトルからなる２つのベクトルへと修正し、
    前記制限トルク特定ステップは、前記第２の電流ベクトル及び前記第２の磁束ベクトルの内積と電流制限値とを用いて前記電流ベクトルの振幅を前記電流制限値に追従させる前記トルクである制限トルクを特定し、
    前記トルク制限ステップは、前記トルク修正部に与えられた前記指令トルクの絶対値が前記制限トルク未満である場合には前記指令トルクを修正せず、前記絶対値が前記制限トルク以上である場合には前記絶対値を前記制限トルクに置き換え、
    （ｉ）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルと同じであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルである、（ii）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を変化させたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルと同じである、又は、（iii）前記第２の電流ベクトルは前記第１の電流ベクトルの位相を変化させたベクトルであり前記第２の磁束ベクトルは前記第１の磁束ベクトルの位相を変化させたベクトルである、回転機制御方法。

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