JP3666324B2

JP3666324B2 - 同期電動機の位相角検出装置

Info

Publication number: JP3666324B2
Application number: JP33824899A
Authority: JP
Inventors: 孝仁大久保
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1999-11-29
Filing date: 1999-11-29
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2019-11-29
Also published as: JP2001157481A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転子の磁極位置を高精度に推定することができる同期電動機の位相角検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（第１の従来の技術）
従来の同期電動機においては、例えばエンコーダからなる回転角度検出器の３相出力レベルの組み合わせ状態に対して、１周３６０°を６０°毎の６つの範囲に分け、この磁極方向範囲の中央に磁極の停止位置を推定していた。
【０００３】
このため、エンコーダの３相の出力レベルがとりうる出力状態は６通りとなり、検出される位相角θも６通りの値しかとることができなかった。この結果、初期位相角の推定値の分解能は６値となって粗くなるので、真の位相角と推定した位相角との間で最大±３０°の誤差を含むといった問題があった。
【０００４】
また、初期位相角に最大±３０°の誤差を含むので、電動機を起動させて起動トルクを生じさせる際に、回転磁界をかける方向を最大±３０°誤ることとなり、所望のトルクを発生できなくなるといった問題があった。
【０００５】
（第２の従来の技術）
そこで、第１の従来の技術の課題を解決しうる方策として、例えば図１０及び図１１に示すようなものが知られている。なお、図１０は、同期電動機の座標軸定義を示し、図１１は、従来技術による検出方法を説明した説明図である。
【０００６】
次に、第２の従来の同期電動機の位相角検出装置について説明する。
磁極方向に平行なｄ軸と磁極方向に直交するｑ軸について、
【数１】

という電圧方程式（１）式をたて、起動状態では回転子の回転数が０であることから回転により発生する起電力項を無視すると、
【数２】

という（２）式が与えられる。
【０００７】
ここで、初期起動に際してｄ−ｑ軸の位置が不明であることから、α軸β軸からなる２軸直交座標を定義し、α−β軸とｄ−ｑ軸とのなす角をθとすると、
【数３】

となる変換行列（３）式を用いて、α−β軸上の電圧方程式は、
【数４】

のように与えられる。
【０００８】
ここで、（４）式を電流について解くと、
【数５】

（５）式が導かれる。
【０００９】
この際、入力する電圧ｖと出力される電流ｉとの間に、２θ成分の変調がかかる。出力特性に２θ成分の変調がかかることは、すなわち、電気角１回転範囲のうち２回同じ状態が出力されることを意味しており、従って、磁極位置が１８０°変化する毎に同じ波形が出力される。
【００１０】
従来の技術においては、この特性を利用してα軸電圧ｖαあるいはβ軸電圧ｖβのいずれか一方に交番電圧を印加することで、出力される直交方向の電流ｉαあるいは電流ｉβの振幅値を読み取り、磁極の停止位置θを電気角１８０°の範囲内で算出していた。
【００１１】
ここで、図１２（ａ）〜図１３（ｃ）を参照して、従来の技術における磁極位置の推定方法について説明する。
例えば、同図に示すように、α軸電圧ｖα４１０を印加した場合の、磁極位置（位相角θ）による戻り電流ｉα４１２，電流ｉβ４１３の挙動を電気角１８０°範囲内で示すと、位相角θが０°，３０°，６０°，９０°，１２０°，１５０°と変化した場合に、電流ｉαはそれぞれ４１２，４１４，４１６，４１８，４２０，４２２、または電流ｉβはそれぞれ４１３，４１５，４１７，４１９，４２１，４２３のように変化する。
【００１２】
このため、従来の技術ではこの位相角による戻り電流の振幅を読み取ることで、磁極位置を推定していた。なお、電気角１８０°を超えた３６０°までの範囲においては、この推定値に１８０°を加えた角度での挙動に等しくなる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電流の瞬時振幅値を検出するために一般的に用いられる電流センサは、電流に重畳されるリップル成分やノイズの影響によって、検出精度が低下する傾向にある。
従って、従来の同期電動機の位相角検出装置は、このような電流センサによって検出したα軸またはβ軸の電流の瞬時振幅値を用いて、磁極位置を推定していたため、磁極位置の推定精度が低くなってしまうといった問題があった。
【００１４】
この問題を避けるために高精度の電流センサを用いることも考えられるが、高精度の電流センサは一般的に高価であり、装置として高価になってしまうといった問題があった。
【００１５】
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、一般的な電流センサを用いた場合でも、磁極位置を高精度に推定することで、安価なまま高精度に磁極位置を推定することができる同期電動機の位相角検出装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、同期電動機の回転子に設けられた回転角度検出器から出力される磁極方向範囲に基づいて、停止時の回転子の位相角を検出する同期電動機の位相角検出装置において、前記回転子とともに回転する２相の回転座標系上で、任意の固定座標系上に電動機が起動しない微弱な回転磁界を生じさせるための２相交流電圧を演算する演算手段と、この演算手段により演算された２相交流電圧を３相交流電圧に変換する２相／３相変換手段と、この２相／３相変換手段により変換された３相交流電圧を電動機に印加する電圧印加手段と、この電圧印加手段により印加された３相交流電圧により固定子に生じる３相電流値を検出する電流検出手段と、この電流検出手段により検出された３相電流値を前記固定座標系の２相電流成分に変換する３相／２相変換手段と、前記電圧印加手段により３相交流電圧が電動機に印加されてから３相／２相変換手段により変換された２相電流成分が極大値を迎えるまでの時間と前記磁極方向範囲の組み合わせに基づいて、前記固定座標系と前記回転座標系とのなす位相角を推定する位相角推定手段とを有することを要旨とする。
【００１７】
請求項２記載の発明は、上記課題を解決するため、前記固定座標系の一方の軸は、前記３相交流電流のうちの１つの軸に対して平行であることを要旨とする。
【００１８】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、回転子とともに回転する２相の回転座標系上で、任意の固定座標系上に電動機が起動しない微弱な回転磁界を生じさせるための２相交流電圧を演算し、この２相交流電圧を３相交流電圧に変換し、さらに、この３相交流電圧を電動機に印加する。ここで、電動機に印加された３相交流電圧により固定子に生じる３相電流値を検出して固定座標系の２相電流成分に変換し、この２相電流成分が極大値を迎えるまでの時間と磁極方向範囲の組み合わせに基づいて、固定座標系と回転座標系とのなす位相角を推定することで、一般的な電流センサを用いたままでも、磁極位置を高精度に推定することができ、安価なまま高精度に磁極位置を推定することができる。
【００１９】
また、請求項２記載の本発明によれば、固定座標系の一方の軸は、３相交流電流のうちの１つの軸に対して平行にすることで、位相角の推定結果をそのまま位相角として用いることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る同期電動機の位相角検出装置１１のシステム構成を示す図である。
【００２１】
図１において、２相電流指令演算部１３は、電動機１９に設けられた回転子とともに回転する２相（ｄ軸，ｑ軸）の回転座標系上で、任意のα軸とこのα軸と直交するβ軸からなる固定座標系上に電動機１９が起動しない程度の微弱な回転磁界を生じさせるための２相（α相，β相）交流電圧を演算する。
【００２２】
２相／３相変換部１５は、２相電流指令演算部１３により演算された２相（α相，β相）交流電圧を３相（ｕ相，ｖ相，ｗ相）交流電圧に変換する。
電力変換部１７は、２相／３相変換部１５により変換された３相（ｕ相，ｖ相，ｗ相）交流電圧を電力に変換して電動機１９に印加する。
【００２３】
電動機１９は、ｄ軸、ｑ軸方向のリアクタンス成分Ｌｄ、Ｌｑが互いに異なる突極性を有する同期モータである。電動機１９は、電力変換部１７により印加される３相（ｕ相，ｖ相，ｗ相）交流電力を固定子に設けられた３相（ｕ相，ｖ相，ｗ相）コイルに通電される。このとき、２相電流指令演算部１３では、電動機１９が起動しない程度の微弱な回転磁界を生じさせるための２相（α相，β相）交流電圧が演算されたので、電動機１９は停止したままである。
【００２４】
電流センサ２１ｕ，２１ｖ，２１ｗは、電力変換部１７から電動機１９に印加された３相交流電圧により固定子の各コイルに生じる３相（ｕ相，ｖ相，ｗ相）電流値を検出する。なお、電流センサ２１ｗを省くように構成してもよく、この場合には３相／２相変換部２５において、電流センサ２１ｕ，２１ｖで検出された２相分の電流値からｗ相電流値を求めればよい。
【００２５】
エンコーダ２３は、電動機１９の回転子に取り付けられ、６０°毎の磁極方向範囲を表す３相（ｕ相，ｖ相，ｗ相）出力レベルを位相角演算部２７に出力する。
【００２６】
３相／２相変換部２５は、電流センサ２１ｕ，２１ｖ，２１ｗにより検出された３相電流値を固定座標系の２相（α相，β相）電流成分に変換する。
【００２７】
位相角演算部２７は、３相／２相変換部２５により変換された２相（α相，β相）電流成分が極大値を迎えるまでの時間と、エンコーダ２３で検出された磁極範囲の組み合わせに基づいて、固定座標系（α軸，β軸）と回転座標系（ｄ軸，ｑ軸）とのなす位相角θを推定する。
【００２８】
次に、図２は、ｄ−ｑ回転座標系とα−β固定座標系との関係を示す図である。
【００２９】
詳しくは、同図において、磁極３１とともに回転し磁極に平行なｄ軸３３、磁極３１に直交するｑ軸３５からなるｄ−ｑ回転座標系と、任意に設定可能なα軸３７及びこれに直交するβ軸３９からなるα−β固定座標系と、このｄ−ｑ回転座標に対してα−β固定座標がなす位相角θ４１を示している。
【００３０】
次に、図３（ａ）は、磁極位置を推定するための印加電圧ｖα４３、ｖβ４５を示すグラフであり、図３（ｂ）は、電流センサ２１ｕ，２１ｖ，２１ｗにより検出された３相電流値（ｕ相，ｖ相，ｗ相）を３相／２相変換部２５を介して固定座標系の２相（α相，β相）電流成分に変換した後の計測電流ｉα４７、ｉβ４９を示すグラフであり、振幅軸と時間軸とから表現されている。
【００３１】
次に、図４〜図７は、実際に磁極位置を変化させた場合での位相角演算部２７による推定演算の過程を示すグラフである。
詳しくは、図４（ａ）は、電力変換部１７から電動機１９に印加される印加電圧ｖα５５、ｖβ５７を示すグラフであり、振幅軸と時間軸とから表現されている。
【００３２】
図４（ｂ）は、磁極位置が印加軸に対してθ＝３０°（ｄ−ｑ座標とα−β座標とのなす角が３０°）の状態にあるときの観測電流ｉα６５、ｉβ６７を示すグラフであり、振幅軸と時間軸とから表現されている。なお、同図においては、観測電流ｉα６５の極大値α６９とそのときの時間ｔ７３が示されており、観測電流ｉβ６７の極大値β７１とそのときの時間ｔ７５が示されている。
【００３３】
同様に、図４（ｃ）は、θ＝６０°のときの観測電流ｉα６５、ｉβ６７を示すグラフである。また、図５（ａ）は、９０°のときの観測電流ｉα６５、ｉβ６７を示すグラフである。さらに、図５（ｂ）は、θ＝１２０°のときの観測電流ｉα６５、ｉβ６７を示すグラフである。また、図５（ｃ）は、θ＝１５０°のときの観測電流ｉα６５、ｉβ６７を示すグラフである。さらに、図６は、θ＝０°のときの観測電流ｉα６５、ｉβ６７を示すグラフである。
【００３４】
次に、図７は、電力変換部１７から電動機１９に印加電圧ｖα５５、ｖβ５７が印加されてから観測電流ｉα６５，ｉβ６７がそれぞれ極大値を抑えるまでの時間ｔ７３〜９５が磁極停止位置の変化によりたどる軌跡８７を示すグラフである。
【００３５】
次に、図８は、磁極３１の停止位置に応じてエンコーダ２３から出力される磁極方向範囲１０９〜１１９を示す図である。
次に、図９は、停止している磁極３１の位置によりエンコーダ２３から出力される出力レベルと、磁極３１が存在する６０°毎の磁極方向範囲１０９〜１１９をそれぞれ示している。
【００３６】
次に、電動機１９の磁極停止位置θの推定方法について説明する。
今、電動機１９は停止状態にあることとする。まず、図２に示すように、任意に設定したα軸３７、β軸３９からなる直交座標において、図４（ａ）に示すように、電力変換部１７から電動機１９に固定子電圧となる印加電圧ｖα５５、ｖβ５７を印加する。
【００３７】
このとき、任意に設定されたα−β直交座標上を流れる計測電流ｉα、ｉβは、
【数６】

（６）式に示すように、２軸電流ｉα，ｉβの振幅が位相角の２倍の２θ成分により変調される。
【００３８】
例えば、位相角θが３０°になった際には、図４（ｂ）に示すように、ｉα６５、ｉβ６７のような波形となる。
この際、位相角θが０°〜１８０°の範囲においては、ｉα６５、ｉβ６７ともに電流振幅が１回の極大値を迎える。そこで、電力変換部１７から電動機１９に印加電圧ｖα５５、ｖβ５７が印加されてから観測電流ｉα６５，ｉβ６７がそれぞれ極大値を迎えるまでの時間ｔ７３，ｔ７５は一義的に決定される。
【００３９】
同様に、位相角θが６０°の場合に２軸電流ｉα、ｉβが極大値を迎えるまでの時間ｔ７７，ｔ７９、位相角θが９０°の場合にｔ８１，ｔ８３、位相角θが１２０°の場合にｔ８５，ｔ８７、位相角θが１５０°の場合にｔ８９，ｔ９１、位相角θが０°の場合にｔ９３，ｔ９５が一義的に決定される。
【００４０】
ここで、電力変換部１７から電動機１９に印加電圧ｖα５５、ｖβ５７が印加されてからｉα６９が極大値を迎えるまでの時間ｔαと、ｉβ７１が極大値を迎えるまでの時間ｔβとを位相角θをパラメータとしてプロットすると、図７に示すような軌跡９７が得られる。この図では、位相角θ＝３０°，６０°，９０°，１２０°，１５０°，０°のときにとりうる点がそれぞれ９９，１０１，１０３，９９，１０５，１０７となる。
【００４１】
そこで、この特性を利用して軌跡９７の値により位相角θを逆算し、磁極の停止位置を推定する。この際、電力変換部１７から電動機１９に印加電圧ｖα５５、ｖβ５７が印加されてから観測電流ｉα６５，ｉβ６７が極大値を迎えるまでの時間ｔは電気角１８０°毎に同じ値をとることから、図９に示すように、６０°毎の範囲でのエンコーダ２３からの磁極方向範囲と組み合わせることで、位相角θを一義的に推定している。
【００４２】
ここで、図１に示す同期電動機の位相角検出装置１１の動作を説明する。
例えば、電動機１９の磁極停止位置θ４１が不明であり、エンコーダ２３の出力状態により６０°毎の磁極方向範囲が範囲１０９にある場合、任意なる直交座標α−β固定座標を定義し、この既知の座標上にｖα、ｖβを印加してから電動機１９を流れる電流ｉα、ｉβが極大値を迎えるまでの時間ｔを検出することにより、磁極位置即ちｄ−ｑ座標系と上記α−β座標系とのなす角θを前記位相角の軌跡９７から算出し、既知のα−β座標系とこのｄ−ｑ軸とがなす角θとから磁極停止位置を推定する。
【００４３】
詳しくは、２相電流指令演算部１３では、電動機１９に設けられた回転子とともに回転する２相（ｄ軸，ｑ軸）の回転座標系上で、任意のα軸とこのα軸と直交するβ軸からなる固定座標系上に電動機１９が起動しない程度の微弱な回転磁界を生じさせるための２相（α相，β相）交流電圧を演算する。
【００４４】
そして、２相／３相変換部１５では、２相電流指令演算部１３により演算された２相（α相，β相）交流電圧を３相（ｕ相，ｖ相，ｗ相）交流電圧に変換し、電力変換部１７では、２相／３相変換部１５により変換された３相（ｕ相，ｖ相，ｗ相）交流電圧を電力に変換して電動機１９に印加する。
【００４５】
このとき、２相電流指令演算部１３では、電動機１９が起動しない程度の微弱な回転磁界を生じさせるための２相（α相，β相）交流電圧が演算されたので、電動機１９は停止したままである。
ここで、３相／２相変換部２５は、電流センサ２１ｕ，２１ｖ，２１ｗにより検出された３相電流値を固定座標系の２相（α相，β相）電流成分に変換し、２相電流指令演算部１３に出力する。また、エンコーダ２３は、３相（ｕ相，ｖ相，ｗ相）出力レベルを位相角演算部２７に出力する。
【００４６】
このとき、位相角演算部２７には、３相／２相変換部２５から固定座標系の２相（α相，β相）電流成分が入力され、エンコーダ２３から３相（ｕ相，ｖ相，ｗ相）出力レベルが入力され、さらに、２相電流指令演算部１３からは、固定座標系上に電動機１９が起動しない程度の微弱な回転磁界を生じさせるための２相（α相，β相）交流電圧が入力されている。
【００４７】
そこで、位相角演算部２７は、電力変換部１７から電動機１９に印加電圧ｖα５５、ｖβ５７が印加されてから固定座標系の２相（α相，β相）電流成分ｉα、ｉβが極大値を迎えるまでの時間ｔα，ｔβを検出し、図７に示す軌跡９７上の位置に時間ｔα，ｔβを対応させて詳細な磁極の停止位置θを推定する。なお、時間ｔα，ｔβに対応する停止位置θを予め記憶する変換テーブルを位相角演算部２７に備えておくようにしてもよい。
【００４８】
さらに、位相角演算部２７は、電気角１８０°毎にθが同じ値をとることから、図９に示すように、６０°毎の範囲でのエンコーダ２３からの磁極方向範囲と組み合わせることで、位相角θを推定する。
【００４９】
この結果、電流センサ２１ｕ，２１ｖ，２１ｗとして一般的な電流センサを用いた場合でも、停止時の磁極位置を高精度に推定することができ、安価なまま高精度に磁極位置を推定することができる。
次に、図１に示す同期電動機の位相角検出装置１１の起動時の動作を説明する。
【００５０】
まず、２相電流指令演算部１３は、電動機１９に設けられた回転子とともに回転する２相（ｄ軸，ｑ軸）の回転座標系上で、任意のα軸とこのα軸と直交するβ軸からなる固定座標系上で電動機１９が起動するように２相（α相，β相）交流電圧を演算する。
【００５１】
そして、２相／３相変換部１５は、２相電流指令演算部１３により演算された２相（α相，β相）交流電圧に対して、位相角演算部２７から出力された停止位置θで表される初期位相角を考慮して３相（ｕ相，ｖ相，ｗ相）交流電圧に変換し、電力変換部１７は、２相／３相変換部１５により変換された３相（ｕ相，ｖ相，ｗ相）交流電圧を電力に変換して電動機１９に印加する。
【００５２】
電動機１９は、電力変換部１７により印加される３相（ｕ相，ｖ相，ｗ相）交流電力を固定子に設けられた３相（ｕ相，ｖ相，ｗ相）コイルに通電され、この結果、電動機１９に設けられた固定子に回転磁界が生じて回転子が起動する。
【００５３】
この結果、位相角演算部２７によって推定された高精度の初期位相角を用いて電動機１９から所望のトルクを発生させることができる。
本発明の一実施の形態に関する効果としては、従来の技術のように磁極停止位置を示す位相角を戻り電流の振幅値から求めるものではなく、電力変換部から電動機に印加電圧ｖα、ｖβが印加されてから戻り電流の振幅が極大値を抑えるまでの時間を用いて停止位置θを推定しており、この際の時間は位相角演算部２７が作成していることから極めて高い精度を確保することが可能となり、また、振幅の極大値は電流センサのセンサ読み値から相対的に検出しており、電流センサの誤差や外来ノイズにより瞬時値が乱されることなく、安定して精度よく磁極位置を推定することが可能となる。
【００５４】
なお、上述した固定座標α−β座標系におけるα軸を電動機１９のｕ軸と同じにしてもよい。この場合、既知のα−β固定座標系のα軸が位相角０°を示しているため、α−β固定座標系とｄ−ｑ回転座標系とのなす角度θがそのまま磁極停止位置（磁極の位相角）を表わすこととなる。
【００５５】
従って、戻り電流の軌跡９７に基づいて位相角θを演算した結果が、そのまま位相角演算部２７の位相角θとして用いることができる。
この結果、戻り電流の極大値がたどる軌跡を、そのまま位相角として直接算出が可能となるので、磁極位置を安定かつ精度よく算出することにより、同期電動機に対してｄ−ｑ軸電流位相を最適に設定でき、位相角誤差によるトルクの低減を回避することが可能となる。
【００５６】
さらに、同様の推定精度を得るために、精度の低いセンサを選定可能となり、電流センサのコスト低減効果が得られる。また、相対的な極大値を検出することからｕ、ｖ、ｗ各相の電流センサの絶対精度を厳密に整合とる必要がなく、この点からも電流センサのコスト低減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る同期電動機の位相角検出装置１１のシステム構成を示す図である。
【図２】ｄ−ｑ回転座標系とα−β固定座標系との関係を示す図である。
【図３】磁極位置を推定するための印加電圧ｖα４３、ｖβ４５を示すグラフ（ａ）と、電流センサ２１ｕ，２１ｖ，２１ｗにより検出された３相電流値（ｕ相，ｖ相，ｗ相）を３相／２相変換部２５を介して固定座標系の２相（α相，β相）電流成分に変換した後の計測電流ｉα４７、ｉβ４９を示すグラフ（ｂ）である。
【図４】電動機１９に印加される印加電圧ｖα５５、ｖβ５７を示すグラフ（ａ）と、磁極位置が印加軸に対してθ＝３０°の状態にあるときの観測電流ｉα６５、ｉβ６７を示すグラフ（ｂ）と、θ＝６０°のときの観測電流ｉα６５、ｉβ６７を示すグラフ（ｃ）である。
【図５】９０°のときの観測電流ｉα６５、ｉβ６７を示すグラフ（ａ）と、θ＝１２０°のときの観測電流ｉα６５、ｉβ６７を示すグラフ（ｂ）と、θ＝１５０°のときの観測電流ｉα６５、ｉβ６７を示すグラフ（ｃ）である。
【図６】θ＝０°のときの観測電流ｉα６５、ｉβ６７を示すグラフである。
【図７】観測電流ｉα６５，ｉβ６７がそれぞれ極大値を抑える際の時間ｔ７３〜９５が磁極停止位置の変化によりたどる軌跡８７を示すグラフである。
【図８】磁極３１の停止位置によりエンコーダ２３が出力する磁極停止位置範囲１０９〜１１９を示す図である。
【図９】停止している磁極３１の位置によりエンコーダ２３が出力する出力レベルと、磁極３１が存在する６０°毎の範囲１０９〜１１９をそれぞれ示す表である。
【図１０】従来の同期電動機の座標軸定義を示した説明図である。
【図１１】従来技術による検出方法を説明した説明図である。
【図１２】従来の技術における磁極位置の推定方法について説明するためのグラフ（ａ），（ｂ），（ｃ）である。
【図１３】従来の技術における磁極位置の推定方法について説明するためのグラフ（ａ），（ｂ），（ｃ）である。
【符号の説明】
１１同期電動機の位相角検出装置
１３２相電流指令演算部
１５２相／３相変換部
１７電力変換部
１９電動機
２１ｕ，２１ｖ，２１ｗ電流センサ
２３エンコーダ
２５３相／２相変換部
２７位相角演算部

Claims

同期電動機の回転子に設けられた回転角度検出器から出力される磁極方向範囲に基づいて、停止時の回転子の位相角を検出する同期電動機の位相角検出装置において、
前記回転子とともに回転する２相の回転座標系上で、任意の固定座標系上に電動機が起動しない微弱な回転磁界を生じさせるための２相交流電圧を演算する演算手段と、
この演算手段により演算された２相交流電圧を３相交流電圧に変換する２相／３相変換手段と、
この２相／３相変換手段により変換された３相交流電圧を電動機に印加する電圧印加手段と、
この電圧印加手段により印加された３相交流電圧により固定子に生じる３相電流値を検出する電流検出手段と、
この電流検出手段により検出された３相電流値を前記固定座標系の２相電流成分に変換する３相／２相変換手段と、
前記電圧印加手段により３相交流電圧が電動機に印加されてから３相／２相変換手段により変換された２相電流成分が極大値を迎えるまでの時間と前記磁極方向範囲の組み合わせに基づいて、前記固定座標系と前記回転座標系とのなす位相角を推定する位相角推定手段とを有することを特徴とする同期電動機の位相角検出装置。
前記固定座標系の一方の軸は、
前記３相交流電流のうちの１つの軸に対して平行であることを特徴とする請求項１記載の同期電動機の位相角検出装置。