JP4051833B2 - 永久磁石式同期電動機のベクトル制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、永久磁石式同期電動機のベクトル制御装置に関するものであり、永久磁石式同期電動機（以下「ＰＭモータ」と称する）のうちインダクタンスの小さい電気角位相を正確にしかも短時間で推定し、ひいてはロータに張りつけた磁石の位置を正確にしかも短時間で推定することができるように工夫したものである。
【０００２】
【従来の技術】
ベクトル制御を利用してインバータで駆動されるＰＭモータは、各種の産業分野で使用されている。ＰＭモータは、永久磁石により界磁磁束が作られるため、高精度のｑ軸制御及び電流制御を行うためには、ロータに張りつけられた磁石の位置（以降「磁極位置」と称する）を正確に検出することが必要となる。
【０００３】
ここで、ＰＭモータの初期磁極位置の検出手法についての説明に先立ち、ベクトル制御を利用してＰＭモータをインバータ駆動する制御装置を図１０を参照して説明する。
【０００４】
図１０に示すようにインバータ１からＰＭモータ２に等価三相電流（または等価三相電圧）を供給することによりＰＭモータ２が回転する。速度検出器（パルスジェネレータ）３は、ＰＭモータ２の回転子と共に回転してパルス信号Ｐを出力する。位置検出部４は、パルス信号Ｐを基に、ＰＭモータ２の回転子位置（位相）即ち磁極位置を示す位相検出値θを求め、速度検出部５は、パルス信号Ｐを基に、ＰＭモータ２の回転子速度を示す速度検出値ωｒを求める。角速度検出部６は、ＰＭモータ２の極数ｐと速度検出値ωｒとから角速度検出値ωを求める。
【０００５】
電流検出部７，８はｕ相及びｗ相の電流検出値Ｉ_u ，Ｉ_w を求める。第１の座標変換部９は、電流検出値Ｉ_u ，Ｉ_w からｖ相の電流検出値Ｉ_v を求め、更に三相の電流検出値Ｉ_u ，Ｉ_v ，Ｉ_w を三相／二相変換し、位相検出値θを用いて回転座標系のｑ軸電流検出値Ｉ_q 及びｄ軸電流検出値Ｉ_d を求める。
【０００６】
トルク制御部１０は、トルク指令Ｔ^* が入力されると速度検出値ωｒを用いて、回転座標系のｄ軸電流指令I _d ^* 及びｑ軸電流指令I _q ^* を求める。
【０００７】
電流制御部１１は、回転座標系のｑ軸電流指令I _q ^* 及びｄ軸電流指令I _d ^* と、ｑ軸電流検出値Ｉ_q 及びｄ軸電流検出値Ｉ_d との偏差（I _q ^* −Ｉ_q ，I _d ^* −Ｉ_d ）を比例・積分演算し且つ角速度検出値ωを用いることにより、回転座標系のｑ軸電圧指令Ｖ_q ^* 及びｄ軸電圧指令Ｖ_d ^* を求める。
【０００８】
第２の座標変換部１２は、位相検出値θを用いて回転座標系のｑ軸電圧指令Ｖ_q ^* 及びｄ軸電圧指令Ｖ_d ^* を座標変換して、静止座標系の三相の電圧指令Ｖ_u ^* _, Ｖ_v ^* _, Ｖ_w ^* を求める。
【０００９】
インバータ１は、電圧指令Ｖ_u ^* _, Ｖ_v ^* _, Ｖ_w ^* を基に制御され、等価三相電力をＰＭモータ２に供給する。なお図１０において点線で囲んだ部分は、ソフトウェアで処理している。
【００１０】
上述したような、ベクトル制御を利用してＰＭモータをインバータ駆動する場合、ロータに張りつけられた磁石の位置（磁極位置）に応じた電流制御が必要となる。そのため、ＰＭモータのベクトル制御では、ロータ磁極位置を検出することが必要となる。そこで、現状のＰＭモータのベクトル制御装置では、絶対値エンコーダをモータに取り付ける場合が多い。
【００１１】
一方、絶対値エンコーダを取り付けない場合は、停止中に、高周波電流や高周波電圧を用いて初期磁極位置推定を行い、モータ回転中にはオブザーバや誘起電圧を利用して磁極位置を推定して運転する方式がとられている。
【００１２】
初期磁極位置推定は、ＰＭモータの固定子巻線のインダクタンスがロータの磁極位置によって変化することを利用して行われる。具体的には、電気角位相（図１０では位置検出値θの値）を変えながらインダクタンスを測定し、インダクタンスが一番小さくなる電気角位相（θ）を制御軸（Ｄ軸）とする。そのため、精度よくインダクタンスを測定することが必要になる。
【００１３】
インダクタンスの測定には、パルス状の電圧を出力してその電流応答によりインダクタンスを測定する方法や、パルス状の電流指令に対して電流制御を行いそのときの出力電圧指令の大きさによってインダクタンスを測定する方法が知られている。このような方法を採った場合、ベクトル制御装置の主回路部分（図１０ではインバータ１の主回路）でのデッドタイムの影響や主回路での電圧降下によって出力電圧（モータに供給する三相電圧）が指令値どうりに出力できないことが問題となる。
【００１４】
これら主回路での電圧誤差の影響を低減するために様々な方法が提案されている。ここで、図１１及び図１２を参照して、主回路での電圧誤差の影響を受けないインダクタンスの測定方法の従来手法を示す。
【００１５】
図１１に示す電気角位相設定部１０１は、位相角（値）の異なる電気角位相θを出力する。電流指令設定部１０２は、後述するような値とした、ｑ軸電流指令Ｉ_q ^* とｄ軸電流指令Ｉ_d ^* を出力する。演算部１０３は、メモリ部１０３ａと減算部１０３ｂと電圧積分部１０３ｃとで構成されている。判定部１０４は、詳細は後述するが、インダクタンスＬが最小となる電気角位相θを判定する。
【００１６】
次に、インダクタンスＬを測定して初期磁極位置を判定する従来手法を説明する。
【００１７】
まず、電気角位相設定部１０１は、電気角位相θを初期値（例えば０°）に設定する。設定した電気角位相θの値（例えば０°）は、判定部１０４に転送される。
【００１８】
このように電気角位相θを例えばθ＝０°とした状態にしたら、電流指令設定部１０２は、図１２に示すように、
▲１▼休止期間では、ｄ軸電流指令Ｉ_d ^* を０とすると共にｑ軸電流指令Ｉ_q ^* を０とし、
▲２▼第１指令出力期間では、ｄ軸電流指令Ｉ_d ^* を予め決めた第１設定値Ｉ_d ^* (1) とすると共にｑ軸電流指令Ｉ_q ^* を０のままとし、
▲３▼第２指令出力期間では、ｄ軸電流指令Ｉ_d ^* を予め決めた第２設定値Ｉ_d ^* (2) とすると共にｑ軸電流指令Ｉ_q ^* を０のままとする。なお、第２設定値Ｉ_d ^* (2) は第１設定値Ｉ_d ^* (1) よりも値を大きくしている。
【００１９】
演算部１０３のメモリ部１０３ａは、第１指令出力期間の終了時のｄ軸電圧指令Ｖ_d ^* の値を取り込んでメモリする。また演算部１０３は、第２指令出力期間になると、ｄ軸電圧指令Ｖ_d ^* の値を一定のサンプリングタイミング毎に取り込み、サンプリングタイミング毎に取り込んだ値とメモリ部１０３ａにメモリした値との偏差を減算部１０３ｂにより求め、この偏差を電圧積分部１０３ｃにより積分する。このように第２指令出力期間の間にわたり積分して得た偏差積分値は、判定部１０４に転送される。転送されたら、メモリ１０３ａにメモリした値及び電圧積分部１０３ｃにて積分した値が消去される。
【００２０】
判定部１０４は、電気角位相θ＝０°と、このときの偏差積分値とを対にして記憶する。
【００２１】
次に、電気角位相設定部１０１は、電気角位相θを次の値（例えば１°）に設定する。設定した電気角位相θの値（例えば１°）は、判定部１０４に転送される。
【００２２】
このように電気角位相θを例えばθ＝１°とした状態にしたら、電流指令設定部１０２は、θ＝０°のときと同じ動作をする。
【００２３】
演算部１０３も、θ＝０°のときと同じ動作をし、これにより、θ＝１°とした状態での偏差積分値が得られ、この偏差積分値が判定部１０４に転送される。
【００２４】
この結果、判定部１０４は、電気角位相θ＝１°と、このときの偏差積分値とを対にして記憶することができる。
【００２５】
以降は、電気角位相θの値を３６０°まで順次段階的に増加（例えば１°づつ増加）していき、各電気角位相毎に上述したのと同様な動作を繰り返す。これにより、判定部１０４には、各電気角位相と、このときの偏差積分値とを対にした対照データが蓄積される。
【００２６】
判定部１０４では、蓄積した対照データを判定・検査することにより、偏差積分値が最小となっている電気角位相におけるインダクタンスＬが最小であると判定する。そして、この偏差積分値が最小となっている電気角位相θが初期磁極位置であると判定（推定）する。なぜならば、インダクタンスは磁極位置にて最小となるからである。
【００２７】
上記従来手法では、ｄ軸電流指令Ｉ_d ^* の値を、第１指令出力期間では第１設定値Ｉ_d ^* (1) とし、第２指令出力期間では、第１設定値Ｉ_d ^* (1) よりも値が大きな第２設定値Ｉ_d ^* (2) として偏差演算をしているため、主回路でのデッドタイムの影響（零クランプや電圧誤差）の影響をキャンセルすることができる。
【００２８】
その理由は、第１指令出力期間が終了した時点では動作が安定しており、しかも、第２指令出力期間の各サンプル値と第１指令出力期間の終了時の値との偏差をとることにより、第２指令出力期間の各サンプル値に含まれていたデッドタイムの要素が、第１指令出力期間の終了時の値に含まれていたデッドタイムの要素により減殺（減算）され、デッドタイムの影響が無くなるからである。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１１及び図１２に示した従来の初期磁極位置の推定手法では、精度よく磁極推定を行うためには、長い時間がかかっていた。これは、第１指令出力期間と第２指令出力期間という２つの指令出力期間を設定する必要があるからであり、また、第１指令出力期間における電流制御部１１での演算と、第２指令出力期間における電流制御部１１での演算とが必要であるため、電流制御部１１での演算が２回になり演算時間が長くなるからである。
【００３０】
本発明は、上記従来技術に鑑み、ＰＭモータのうちインダクタンスの小さい電気角位相を正確にしかも短時間で推定することができ、ひいては、初期磁極位置を正確にしかも短時間で推定することができるベクトル制御装置を提供することを目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の構成は、永久磁石式同期電動機に供給される三相電流の検出値を三相／二相変換してなるｄ軸電流検出値及びｑ軸電流検出値と、ｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令との偏差を基に演算をして、ｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令を出力する電流制御部と、
ｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令を、前記永久磁石式同期電動機の回転子位相を示す電気角位相に応じて三相の電圧指令に変換する座標変換部と、
三相の電圧指令に応じて等価三相電力を前記永久磁石式同期電動機に供給するインバータとを有する永久磁石式同期電動機のベクトル制御装置において、
前記座標変換器に入力する電気角位相の値を初期値から順次段階的に増加していく電気角位相設定部と、
電気角位相を各値としたそれぞれの状態にて、指令出力期間と休止期間とを交互に設定し、指令出力期間では値を予め決めた設定値としたｄ軸電流指令と値を０としたｑ軸電流指令を前記電流制御部に送ると共に、休止期間では値を０としたｄ軸電流指令と値を０としたｑ軸電流指令を前記電流制御部に送る電流指令設定部と、
電気角位相が異なっていても前記永久磁石式同期電動機に印加される三相電圧のうちｄ軸成分電圧を同一とするように、電気角位相に応じて値が変化する補正ｄ軸電圧指令を発生する補正計算部と、
指令出力期間では前記電流制御部から出力されるｄ軸電圧指令を前記座標変換部に送り、休止期間では前記電流制御部から出力されるｄ軸電圧指令に代わり前記補正計算部で発生した補正ｄ軸電圧指令を前記座標変換部に送る切換部と、
電気角位相を各値としたそれぞれの状態にて、指令出力期間の終了時点から予め決めた電流検出設定時間が経過した時点でのｄ軸電流検出値の値を検出するｄ軸電流検出部と、
各電気角位相と、各電気角位相にて前記ｄ軸電流検出部により検出したｄ軸電流検出値の値とを対にして記憶し、ｄ軸電流検出値の値が最小となっている電気角位相におけるインダクタンスが最小であると判定する判定部とを備えていることを特徴とする。
【００３２】
また本発明の構成は、前記補正計算部は、補正ｄ軸電圧指令の値Ｖ_d を下式により求めることを特徴とする。
Ｖ_d ＝−abs （Ｖ_q ＥＲＲ）×（sin θ−1/tan θ) ・・・（１）
但し、abs は絶対値を意味し、Ｖ_q ＥＲＲは、ｑ軸電流指令が０のときに前記電流制御部から出力されるｑ軸電圧指令の値であり、θは電気角位相である。
【００３３】
また本発明の構成は、前記ｄ軸電流検出部は、指令出力期間の終了時点から予め決めた電流検出設定時間が経過した時点までの間にて、ｄ軸電流検出値を積分して積分値を求め、
前記判定部は、各電気角位相と、各電気角位相にて前記ｄ軸電流検出部により積分した積分値とを対にして記憶し、積分値の値が最小となっている電気角位相におけるインダクタンスが最小であると判定することを特徴とする。
【００３４】
また本発明の構成は、永久磁石式同期電動機に供給される三相電流の検出値を三相／二相変換してなるｄ軸電流検出値及びｑ軸電流検出値と、ｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令との偏差を基に演算をして、ｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令を出力する電流制御部と、
ｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令を、前記永久磁石式同期電動機の回転子位相を示す電気角位相に応じて三相の電圧指令に変換する座標変換部と、
三相の電圧指令に応じて等価三相電力を前記永久磁石式同期電動機に供給するインバータとを有する永久磁石式同期電動機のベクトル制御装置において、
前記座標変換器に入力する電気角位相の値を初期値から順次段階的に増加していく電気角位相設定部と、
電気角位相を各値としたそれぞれの状態にて、指令出力期間と休止期間とを交互に設定し、指令出力期間では値を予め決めた設定値としたｄ軸電流指令と値を０としたｑ軸電流指令を前記電流制御部に送ると共に、休止期間では値を０としたｄ軸電流指令と値を０としたｑ軸電流指令を前記電流制御部に送る電流指令設定部と、
電気角位相を初期値とした際に、前記電流制御部から出力される指令出力期間終了時点のｄ軸電圧指令をメモリする第１のメモリ部と、電気角位相を初期値以降の値とした際のそれぞれの状態にて、前記電流制御部から出力される指令出力期間終了時点のｄ軸電圧指令をそれぞれメモリする第２のメモリ部と、
電気角位相を初期値以降の値とした際のそれぞれの状態にて、第２のメモリ部にメモリしたｄ軸電圧指令の値から第１のメモリ部にメモリしたｄ軸電圧指令の値を減算して偏差ｄ軸電圧指令を発生する減算部と、
指令出力期間では前記電流制御部から出力されるｄ軸電圧指令を前記座標変換部に送り、休止期間では前記電流制御部から出力されるｄ軸電圧指令に代わり前記減算部で発生した偏差ｄ軸電圧指令を前記座標変換部に送る切換部と、
電気角位相を各値としたそれぞれの状態にて、指令出力期間の終了時点から予め決めた電流検出設定時間が経過した時点でのｄ軸電流検出値の値を検出するｄ軸電流検出部と、
各電気角位相と、各電気角位相にて前記ｄ軸電流検出部により検出したｄ軸電流検出値の値とを対にして記憶し、ｄ軸電流検出値の値が最小となっている電気角位相におけるインダクタンスが最小であると判定する判定部とを備えていることを特徴とする。
【００３５】
また本発明の構成は、前記ｄ軸電流検出部は、指令出力期間の終了時点から予め決めた電流検出設定時間が経過した時点までの間にて、ｄ軸電流検出値を積分して積分値を求め、
前記判定部は、各電気角位相と、各電気角位相にて前記ｄ軸電流検出部により積分した積分値とを対にして記憶し、積分値の値が最小となっている電気角位相におけるインダクタンスが最小であると判定することを特徴とする。
【００３６】
また本発明の構成は、第１のメモリ部は、電気角位相を初期値とした際に、指令出力期間終了時点よりも一定期間前の時点から指令出力期間終了時点までの期間において、前記設定電流制御部から出力されるｄ軸電圧指令の値の平均値をメモリし、第２のメモリ部は、電気角位相を初期値以降の値とした際のそれぞれの状態にて、指令出力期間終了時点よりも一定期間前の時点から指令出力期間終了時点までの期間において、前記設定電流制御部から出力されるｄ軸電圧指令の値の平均値をメモリすることを特徴とする。
【００３７】
また本発明の構成は、前記判定部は、インダクタンスが最小であると判定した電気角位相が、回転子磁極が位置する初期磁極位置であると推定することを特徴とする。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００３９】
＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態を、図１及び図２を参照しつつ説明する。ここでは、インダクタンスＬを測定して初期磁極位置を判定する手法と共に、装置構成も併せて説明していく。なお、従来技術と同一機能を果たす部分には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００４０】
まず、電気角位相設定部２０１は、電気角位相θを初期値（例えば０°）に設定する。設定した電気角位相θの値（例えば０°）は、判定部２０４に転送される。
【００４１】
このように電気角位相θを例えばθ＝０°とした状態にしたら、電流指令設定部２０２は、図２（ａ）に示すように、
▲１▼休止期間では、ｄ軸電流指令Ｉ_d ^* を０とすると共にｑ軸電流指令Ｉ_q ^* を０とし、
▲２▼指令出力期間では、ｄ軸電流指令Ｉ_d ^* を予め決めた設定値Ｉ_d ^* (s) とすると共にｑ軸電流指令Ｉ_q ^* を０のままとし、
▲３▼次の休止期間では、再び、ｄ軸電流指令Ｉ_d ^* を０とすると共にｑ軸電流指令Ｉ_q ^* を０のままとする、という電流指令を繰り返し出力する。
【００４２】
切換部２０３では、指令出力期間ではスイッチ部２０３ａが接点部２０３ｂ側に投入され、休止期間ではスイッチ部２０３ａが接点部２０３ｃ側に投入されるようになっている。このため、指令出力期間では、電流制御部１１から出力されたｄ軸電圧指令Ｖ_d ^* が第２の座標変換部１２に送られ、休止期間では、後述する補正計算部２０５から出力された補正ｄ軸電圧指令Ｖ_d が座標変換部１２に送られる。
【００４３】
補正計算部２０５は、休止期間において、下式（１）の補正計算式により求めた補正ｄ軸電圧指令Ｖ_d を出力する。
Ｖ_d ＝−abs （Ｖ_q ＥＲＲ）×（sin θ−1/tan θ) ・・・（１）
但し、abs は絶対値を意味し、Ｖ_q ＥＲＲは、ｑ軸電流指令Ｉ_q ^* が零のときに電流制御部１１から出力されるｑ軸電圧指令Ｖ_q ^* の値であり、θは電気角位相である。
【００４４】
詳細は後述するが、休止期間においては、（１）式により求めた補正ｄ軸電圧指令Ｖ_d を出力することにより、電気角位相θの値が異なっていても、ＰＭモータ２に実際に印加される三相電圧に含まれるｄ軸成分電圧が同一になる。つまり、インバータ１の出力電圧には、デッドタイムや主回路の電圧降下の影響による電圧誤差があり、しかも、この電圧誤差はｄ軸電圧指令Ｖ_d ^* が同一であっても電気角位相によって変化するが、（１）式で示すように電気角位相θに応じて値の異なる補正ｄ軸電圧指令Ｖ_d を出力することにより、電気角位相が異なっていても、ＰＭモータに実際に印加される三相電圧に含まれるｄ軸成分電圧を同一にすることができるのである。この結果、後述するｄ軸電流検出部２０６における電流応答検出時の条件が、各電気角位相で同一となり、磁極位置の検出が可能になるのである。
【００４５】
ｄ軸電流検出値Ｉ_d は、図２（ｂ）に示すように、指令出力期間では、ｄ軸電流指令Ｉ_d ^* の設定値Ｉ_d ^* (s) と略等しくなり、休止期間ではその値が漸減して零になる。この休止期間におけるｄ軸電流検出値Ｉ_d の減少割合は、ＰＭモータ２のリアクタンスの値（この値は電気角位相θの値によって異なってくる）によって決定される。
【００４６】
そこで、ｄ軸電流検出部２０６は、指令出力期間の終了時点から、予め決めた電流検出設定時間が経過した時点での、ｄ軸電流検出値Ｉ_d の値を検出する。この検出したｄ軸電流検出値Ｉ_d の値は判定部２０４に転送される。なお、図２に示すように指令出力期間は繰り返し多数回設定されているので、複数の各指令出力期間の終了時点から電流検出設定時間が経過した複数の時点において、ｄ軸電流検出部２０６はｄ軸電流検出値Ｉ_d の値を検出し、その積算値や平均値を判定部２０４に転送するようにしてもよい。
【００４７】
このため、判定部２０４には、電気角位相θ＝０°と、θ＝０°とした場合における電流検出設定時間が経過した時点でのｄ軸電流検出値Ｉ_d の値とが対となって記憶される。
【００４８】
次に、電気角位相設定部２０１は、電気角位相θを次の値（例えば１°）に設定する。設定した電気角位相θの値（例えば１°）は、判定部２０４に転送される。
【００４９】
このように電気角位相θを例えばθ＝１°とした状態にしたら、電流指令設定部２０２は、θ＝０°のときと同じ動作をする。
【００５０】
切換部２０３，補正計算部２０５，ｄ軸電流検出部２０６も、θ＝０°のときと同じ動作をし、これにより、θ＝１°とした場合における、電流検出設定時間が経過した時点でのｄ軸電流検出値Ｉ_d の値が得られ、このｄ軸電流検出値Ｉ_d の値が判定部２０４に転送される。
【００５１】
この結果、判定部２０４は、電気角位相θ＝１°と、θ＝１°とした場合における電流検出設定時間が経過した時点でのｄ軸電流検出値Ｉ_d の値とが対となって記憶される。
【００５２】
以降は、電気角位相θの値を３６０°まで順次段階的に増加（例えば１°づつ増加）していき、各電気角位相毎に上述したのと同様な動作を繰り返す。これにより、判定部２０４には、各電気角位相と、各電気角位相とした場合における電流検出設定時間が経過した時点でのｄ軸電流検出値Ｉ_d の値とを対にした対照データが蓄積される。
【００５３】
判定部２０４では、蓄積した対照データを判定・検査することにより、ｄ軸電流検出値Ｉ_d の値が最小となっている電気角位相におけるインダクタンスＬが最小であると判定する。なお、ｄ軸電流検出値Ｉ_d の積算値や平均値を使用した場合には、積算値や平均値が最小となっている電気角位相におけるインダクタンスＬが最小であると判定する。そして、このｄ軸電流検出値Ｉ_d の値が最小となっている電気角位相θが初期磁極位置であると判定（推定）する。なぜならば、インダクタンスは磁極位置にて最小となるからである。
【００５４】
本実施の形態では、指令出力期間が１つであり、電流制御部１１での演算が１回でよいため、初期磁極位置の推定に要する時間は短くなる。
【００５５】
＜第１の実施の形態の変形例＞
なお、図１の実施の形態では、ｄ軸電流検出部２０６は、指令出力期間の終了時点から、予め決めた電流検出設定時間が経過した時点での、ｄ軸電流検出値Ｉ_d の値を検出していたが、指令出力期間の終了時点から予め決めた電流検出設定時間が経過した時点までの間において、ｄ軸電流検出値Ｉ_d を積分し、この積分値を検出するようにしてもよい。そして、判定部２０４では、各電気角位相と、各電気角位相にした場合の積分値とを対にした対照データを蓄積し、この対照データのうち積分値が最小となっている電気角位相におけるインダクタンスが最小であると判定し、この電気角位相を初期磁極位置と判定するようにしてもよい。
【００５６】
このようにｄ軸電流検出値Ｉ_d の積分値を用いるようにすると、電流検出ノイズが乗ってきても、ノイズの影響を受けにくくなり、正確に磁極位置検出ができる。つまり、ノイズが乗ってきても、積分をしているため積分値が大きく変化することはないからである。
【００５７】
＜補正ｄ軸電圧指令の説明＞
ここで、休止期間においては、（１）式により求めた補正ｄ軸電圧指令Ｖ_d を出力することにより、電気角位相θの値が異なっていても、ＰＭモータ２に実際に印加される三相電圧に含まれるｄ軸成分電圧が同一になる理由を、図３〜図７を参照して説明する。
【００５８】
ＰＭモータ２には、図３に示すようにＰＷＭ制御された等価三相電圧がインバータ１から入力される。なお、図３は一相分の電圧を示している。
【００５９】
また、インバータ１の主回路では、デッドタイムの影響やＶ_ce（コレクタ−エミッタ間電圧）の影響は各相の電流方向によって決まる。具体的には、電流方向が正の時にはインバータ１の出力電圧を減少させるように前記影響が作用し、電流方向が負の時にはインバータ１の出力電圧を増加させるように前記影響が作用する。
【００６０】
更に、インバータ１の主回路の一相分を示す図４及び、ＰＷＭ出力電圧の１パルス分を示す図５を基に説明すると、次のようなことである。即ち、図４に示すように、デッドタイム期間において、電流方向が正であるときには、スイッチング素子（ＩＧＢＴ等）ＳＷ１，ＳＷ２が共にＯＦＦになっているため、電流はダイオードＤ２を通して流れる。このため、デッドタイムの影響等が無ければＰＷＭ出力電圧は図５（ａ）の期間のパルス幅となるのに対し、電流方向が正であるときにはデッドタイム等の影響によりこのときのＰＷＭ出力電圧は図５（ｂ）に示すようにパルス幅が短くなり、インバータ１からＰＭモータ２に送る電圧値が減少するのである。
【００６１】
一方、図４に示すように、デッドタイム期間において、電流方向が負であるときには、スイッチング素子（ＩＧＢＴ等）ＳＷ１，ＳＷ２が共にＯＦＦになっているため、電流はダイオードＤ１を通して流れる。このため、デッドタイムの影響等が無ければＰＷＭ出力電圧は図５（ａ）の期間のパルス幅となるのに対し、電流方向が負であるときにはデッドタイム等の影響によりこのときのＰＷＭ出力電圧は図５（ｂ）に示すようにパルス幅が長くなり、インバータ１からＰＭモータ２に送る電圧値が増加するのである。
【００６２】
結局、ｄ軸電圧指令Ｖ_d ^* （ひいては三相電圧指令Ｖ_u ^* ，Ｖ_v ^* ，Ｖ_w ^* ）の値が同一であっても、電流方向によってＰＭモータ２に実際に印加される三相電圧の値が異なっている。つまり、ｄ軸電圧指令Ｖ_d ^* と、ＰＭモータ２に実際に印加される三相電圧のうちｄ軸成分の電圧との間に電圧誤差が生じるのである。
【００６３】
磁極位置推定検出時における、電流の向きと電気角位相θとを考慮して、デッドタイム等の影響によるｄ−ｑ軸上での電圧誤差をベクトル的に検討すると、図６、図７のようになる。
【００６４】
図６では、電気角位相θが０°であり、Ｕ相電流Ｉ_u が正、Ｖ相電流Ｉ_v が負、Ｗ相電流Ｉ_w が負のときの状態である。このときには、図４及び図５にて検討したことから、このベクトル図にも示すように、Ｕ相の電圧誤差Ｖ_u Ｅは負であり、Ｖ相の電圧誤差Ｖ_v Ｅは正であり、Ｗ相の電圧誤差Ｖ_w Ｅは正である。誤差Ｖ_u Ｅ，Ｖ_v Ｅ，Ｖ_w Ｅをベクトル的に合成した三相電圧誤差Ｖ ＥＲＲは、ｄ軸上での電圧誤差Ｖ_d ＥＲＲと等しくなる。
【００６５】
図７では、電気角位相θが３０°であり、Ｕ相電流Ｉ_u が正、Ｖ相電流Ｉ_v が負、Ｗ相電流Ｉ_w が負のときの状態である。このときには、図４及び図５にて検討したことから、このベクトル図にも示すように、Ｕ相の電圧誤差Ｖ_u Ｅは負であり、Ｖ相の電圧誤差Ｖ_v Ｅは正であり、Ｗ相の電圧誤差Ｖ_w Ｅは正である。誤差Ｖ_u Ｅ，Ｖ_v Ｅ，Ｖ_w Ｅをベクトル的に合成した三相電圧誤差Ｖ ＥＲＲと、ｄ軸上での電圧誤差Ｖ_d ＥＲＲ及びｄ軸上での電圧誤差Ｖ_q ＥＲＲとの関係は、図７のベクトル図から下式（２）（３）のようになる。
【００６６】
Ｖ_d ＥＲＲ＝abs ( Ｖ_q ＥＲＲ)/tan θ・・（２）
Ｖ ＥＲＲ＝Ｖ_q ＥＲＲ×sin θ・・・・・・（３）
【００６７】
上記三相電圧誤差Ｖ ＥＲＲは、各相の素子の特性のバラツキを無視すれば、電気角位相θが異なっていても同一となる。そこで、ここでは、電気角位相θが異なっていても、三相電圧誤差Ｖ ＥＲＲは同一であるとする。
【００６８】
ところで、電気角位相θが０°であるときには、図６から分かるようにＶ_q ＥＲＲが無いため、ｄ軸上での電圧誤差Ｖ_d ＥＲＲは、値が０のＶ_q ＥＲＲを（２）（３）式に代入しても求めることができない。
【００６９】
そこで、ｑ軸電流指令Ｉ_q ^* が零のときに電流制御部１１から出力されるｑ軸電圧指令Ｖ_q ^* の値をＶ_q ＥＲＲの値として（１）式に代入し求めた補正ｄ軸電圧指令Ｖ_d をｄ軸電圧指令とすることにより、ＰＭモータに実際に印加される三相電圧に含まれるｄ軸成分電圧Ｖ_d ＯＵＴは、各電気角位相で（θ＝０°の時も含めて）同一の値（−Ｖ ＥＲＲ）となる。つまり、Ｖ_d ＯＵＴ＝−Ｖ ＥＲＲとなる。この結果、Ｖ_d ＯＵＴは０にはならないが、各電気角位相でＶ_d ＯＵＴ＝−Ｖ ＥＲＲと同一の値となり、ｄ軸電流検出部２０６における電流応答検出時の条件が、各電気角位相で同一となり、磁極位置の検出が可能になるのである。
【００７０】
＜第２の実施の形態＞
次に本発明の第２の実施の形態を図８及び図９を参照しつつ説明する。具体的説明は後述するが、この第２の実施の形態においても、デッドタイムや主回路の電圧降下の影響による電圧誤差を補正して初期磁極位置の検出が短時間でできるように工夫したものである。
【００７１】
まず、電気角位相設定部３０１は、電気角位相θを初期値（例えば０°）に設定する。
【００７２】
このように電気角位相θを例えばθ＝０°とした状態にしたら、電流指令設定部３０２は、図９（ａ）に示すように、
▲１▼休止期間では、ｄ軸電流指令Ｉ_d ^* を０とすると共にｑ軸電流指令Ｉ_q ^* を０とし、
▲２▼指令出力期間では、ｄ軸電流指令Ｉ_d ^* を予め決めた設定値Ｉ_d ^* (s) とすると共にｑ軸電流指令Ｉ_q ^* を０のままとし、
▲３▼次の休止期間では、再び、ｄ軸電流指令Ｉ_d ^* を０とすると共にｑ軸電流指令Ｉ_q ^* を０のままとするという、電流指令を繰り返し出力する。
【００７３】
切換部３０３では、指令出力期間ではスイッチ部３０３ａが接点部３０３ｂ側に投入され、休止期間ではスイッチ部３０３ａが接点部３０３ｃ側に投入されるようになっている。
【００７４】
メモリ部３０５ａは、磁極位置推定開始位相時、即ち、θ＝０°のときにおける、指令出力期間終了時点のｄ軸電圧指令Ｖ_d ^* の値Ｖ_d ^* （θ＝０°）をサンプルしてメモリする。ここまでは準備動作である。
【００７５】
次に、電気角位相設定部３０１は、電気角位相θを次の値（例えば１°）に設定する。設定した電気角位相θの値（例えば１°）は、判定部３０４に転送される。
【００７６】
このように電気角位相θを例えばθ＝１°とした状態にしたら、電流指令設定部３０２は、図９（ａ）に示すように、
▲１▼休止期間では、ｄ軸電流指令Ｉ_d ^* を０とすると共にｑ軸電流指令Ｉ_q ^* を０とし、
▲２▼指令出力期間では、ｄ軸電流指令Ｉ_d ^* を予め決めた設定値Ｉ_d ^* (s) とすると共にｑ軸電流指令Ｉ_q ^* を０のままとし、
▲３▼次の休止期間では、再び、ｄ軸電流指令Ｉ_d ^* を０とすると共にｑ軸電流指令Ｉ_q ^* を０のままとするという、電流指令を繰り返し出力する。
【００７７】
切換部３０３では、指令出力期間ではスイッチ部３０３ａが接点部３０３ｂ側に投入され、休止期間ではスイッチ部３０３ａが接点部３０３ｃ側に投入されるようになっている。このため、指令出力期間では、電流制御部１１から出力されたｄ軸電圧指令Ｖ_d ^* が第２の座標変換部１２に送られ、休止期間では、後述する減算部３０７から出力される偏差ｄ軸電圧指令ΔＶ_d が座標変換部１２に送られる。
【００７８】
メモリ部３０５ｂは、θ＝１°のときにおける、指令出力期間終了時点のｄ軸電圧指令Ｖ_d ^* の値Ｖ_d ^* （θ＝１°）をサンプルしてメモリする。
【００７９】
減算部３０７は、メモリ部３０５ｂにメモリした値Ｖ_d ^* （θ＝１°）から、メモリ部３０５ａにメモリした値Ｖ_d ^* （θ＝０°）を減算して偏差ｄ軸電圧指令ΔＶ_d を求める。この偏差ｄ軸電圧指令ΔＶ_d が、休止期間において、切換部３０３を介して座標変換部１２に送られる。
【００８０】
偏差ｄ軸電圧指令ΔＶ_d を座標変換部１２に送ることにより、電気角位相θの値が異なっていても、ＰＭモータ２に実際に印加される三相電圧に含まれるｄ軸成分電圧が同一になる。つまり、初期値であるＶ_d ^* （θ＝０°）には、モータに電流を流すのに必要な電圧（この電圧はモータ特性に依存し電気角位相には関係がない）とｄ軸電圧誤差（この誤差電圧は電気角位相に依存して変化する）が含まれており、同様に検出値Ｖ_d ^* （θ＝１°）にも、モータに電流を流すのに必要な電圧（この電圧はモータ特性に依存し電気角位相には関係がない）とｄ軸電圧誤差（この誤差電圧は電気角位相に依存して変化する）が含まれている。
【００８１】
偏差ｄ軸電圧指令ΔＶ_d は、値Ｖ_d ^* （θ＝１°）から、初期値Ｖ_d ^* （θ＝０°）を減算して求めたものであるため、電気角位相θが異なっていても、偏差ｄ軸電圧指令ΔＶ_d には、θ＝０°のときのｄ軸電圧誤差のみが含まれることになる。したがって、この偏差ｄ軸電圧指令ΔＶ_d を座標変換部１２に送れば、電気角位相θの値が異なっていても、発生する電圧誤差は、常にθ＝０°のときのものと同じになり、各電気角位相での電流応答検出時の条件が同一となり、磁極位置検出が可能となるのである。
【００８２】
ｄ軸電流検出値Ｉ_d は、図９（ｂ）に示すように、指令出力期間では、ｄ軸電流指令Ｉ_d ^* の設定値Ｉ_d ^* (s) と略等しくなり、休止期間ではその値が漸減して零になる。この休止期間におけるｄ軸電流検出値Ｉ_d の減少割合は、ＰＭモータ２のリアクタンスの値（この値は電気角位相θの値によって異なってくる）によって決定される。しかも、この休止期間では、偏差ｄ軸電圧指令ΔＶ_d が座標変換部２に入力されているため、電気角位相θの値が異なっていても、発生する電圧誤差はθ＝０°の時と同じ値となっており、全ての電気角位相で電流応答検出時の検出条件が同一となる。
【００８３】
ｄ軸電流検出部３０６は、指令出力期間の終了時点から、予め決めた電流検出設定時間が経過した時点での、ｄ軸電流検出値Ｉ_d の値を検出する。この検出したｄ軸電流検出値Ｉ_d の値は判定部３０４に転送される。なお、図９に示すように指令出力期間は繰り返し多数回設定されているので、複数の各指令出力期間の終了時点から電流検出設定時間が経過した複数の時点において、ｄ軸電流検出部３０６はｄ軸電流検出値Ｉ_d の値を検出し、その積算値や平均値を判定部３０４に転送するようにしてもよい。
【００８４】
このため、判定部３０４には、電気角位相θ＝１°と、θ＝１°とした場合における電流検出設定時間が経過した時点でのｄ軸電流検出値Ｉ_d の値とが対となって記憶される。
【００８５】
次に、電気角位相設定部３０１は、電気角位相θを次の値（例えば２°）に設定する。設定した電気角位相θの値（例えば２°）は、判定部３０４に転送される。
【００８６】
このように電気角位相θを例えばθ＝２°とした状態にしたら、電流指令設定部３０２は、θ＝１°のときと同じ動作をする。
【００８７】
切換部３０３，メモリ部３０５ｂ，減算部３０７，ｄ軸電流検出部３０６も、θ＝１°のときと同様な動作をする。即ち、メモリ部３０５ｂは、θ＝２°のときにおける、指令出力期間終了時点のｄ軸電圧指令Ｖ_d ^* の値Ｖ_d ^* （θ＝２°）をサンプルしてメモリし、減算部３０７は、メモリ部３０５ｂにメモリした値Ｖ_d ^* （θ＝２°）から、メモリ部３０５ａにメモリした値Ｖ_d ^* （θ＝０°）を減算して偏差ｄ軸電圧指令ΔＶ_d を求め、ｄ軸電流検出部３０６は電流検出設定時間が経過した時点でのｄ軸電流検出値Ｉ_d の値を得て、このｄ軸電流検出値Ｉ_d の値が判定部３０４に転送される。
【００８８】
この結果、判定部３０４は、電気角位相θ＝２°と、θ＝２°とした場合における電流検出設定時間が経過した時点でのｄ軸電流検出値Ｉ_d の値とが対となって記憶される。
【００８９】
以降は、電気角位相θの値を３６０°まで順次段階的に増加（例えば１°づつ増加）していき、各電気角位相毎に上述したのと同様な動作を繰り返す。これにより、判定部３０４には、各電気角位相と、各電気角位相とした場合における電流検出設定時間が経過した時点でのｄ軸電流検出値Ｉ_d の値とを対にした対照データが蓄積される。
【００９０】
判定部３０４では、蓄積した対照データを判定・検査することにより、ｄ軸電流検出値Ｉ_d の値が最小となっている電気角位相におけるインダクタンスＬが最小であると判定する。なお、ｄ軸電流検出値Ｉ_d の積算値や平均値を使用した場合には、積算値や平均値が最小となっている電気角位相におけるインダクタンスＬが最小であると判定する。そして、このｄ軸電流検出値Ｉ_d の値が最小となっている電気角位相θが初期磁極位置であると判定（推定）する。なぜならば、インダクタンスは磁極位置にて最小となるからである。
【００９１】
本実施の形態では、指令出力期間が１つであり、電流制御部１１での演算が１回でよいため、初期磁極位置の推定に要する時間は短くなる。
【００９２】
＜第２の実施の形態の変形例＞
なお、図８に示す実施の形態では、ｄ軸電流検出部３０６は、指令出力期間の終了時点から、予め決めた電流検出時間が経過した時点での、ｄ軸電流検出値Ｉ_d の値を検出していたが、指令出力期間の終了時点から予め決めた電流検出設定時間が経過した時点までの間において、ｄ軸電流検出値Ｉ_d を積分し、この積分値を検出するようにしてもよい。そして、判定部３０４では、各電気角位相と、各電気角位相にした場合の積分値とを対にした対照データを蓄積し、この対照データのうち積分値が最小となっている電気角位相におけるインダクタンスが最小であると判定し、この電気角位相を初期磁極位置と判定するようにしてもよい。
【００９３】
このようにｄ軸電流検出値Ｉ_d の積分値を用いるようにすると、電流検出ノイズが乗ってきても、ノイズの影響を受けにくくなり、正確に磁極位置検出ができる。つまり、ノイズが乗ってきても、積分をしているため積分値が大きく変化することはないからである。
【００９４】
また、図８の実施の形態では、メモリ部３０５ａ，３０５ｂは、指令出力期間終了時点のｄ軸電圧指令Ｖ_d ^* の値をメモリしていたが、指令出力期間終了時点よりも一定期間前の時点から指令出力期間終了時点までの間の期間におけるｄ軸電圧指令Ｖ_d ^* の値の平均値をメモリするようにしてもよい。このようにすることによっても、ノイズによる検出誤差を低減することができる。
【００９５】
なお上記各実施の形態では、インダクタンスを測定して初期磁極位置の推定を行っているが、インダクタンスの測定結果を利用して、電流制御系（例えば電流制御部１１）のゲインの調整等にも利用することができる。
【００９６】
【発明の効果】
以上、各実施の形態と共に具体的に説明したように、本発明では、ベクトル制御装置の主回路部分でのデッドタイムの影響や主回路での電圧降下の影響を受けることなく、永久磁石式同期電動機のインダクタンス測定を、短時間で正確に行うことができる。そして、インダクタンス測定により、回転子磁極が位置する初期磁極位置の推定をすることができる。また、インダクタンス測定結果を利用して、電流制御系のゲインの調整等にも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかるベクトル制御装置を示すブロック図。
【図２】第１の実施の形態におけるｄ軸電流指令及びｄ軸電流検出値を示す特性図。
【図３】等価三相電圧を示す波形図。
【図４】インバータの主回路の一相分を示す回路図。
【図５】ＰＷＭ出力電圧の１パルス分のパルス幅状態を示す特性図。
【図６】電気角位相が０°のときの電圧状態を示すベクトル図。
【図７】電気角位相が３０°のときの電圧状態を示すベクトル図。
【図８】本発明の第２の実施の形態にかかるベクトル制御装置を示すブロック図。
【図９】第２の実施の形態におけるｄ軸電流指令及びｄ軸電流検出値を示す特性図。
【図１０】従来のベクトル制御装置を示すブロック図。
【図１１】従来のベクトル制御装置を示すブロック図。
【図１２】従来技術におけるｄ軸電流指令を示す特性図。
【符号の説明】
１ インバータ
２ ＰＭモータ
３ 速度検出器
４ 位置検出部
５ 速度検出部
６ 角速度検出部
７，８ 電流検出部
９ 座標変換部
１０ トルク制御部
１１ 電流制御部
１２ 座標変換部
２０１，３０１ 電気角位相設定部
２０２，３０２ 電流指令設定部
２０３，３０３ 切換部
２０４，３０４ 判定部
２０５ 補正計算部
２０６，３０６ ｄ軸電流検出部
３０５ａ，３０５ｂ メモリ部
Ｉ_u ，Ｉ_w 電流検出値
Ｉ_d ｄ軸電流検出値
Ｉ_q ｑ軸電流検出値
Ｔ^* トルク指令
I _d ^* ｄ軸電流指令
I _q ^* ｑ軸電流指令
Ｖ_d ^* ｄ軸電圧指令
Ｖ_q ^* ｑ軸電圧指令
Ｖ_u ^* _, Ｖ_v ^* _, Ｖ_w ^* 三相電圧指令
Ｖ_d 補正ｄ軸電圧指令
ΔＶ_d 偏差ｄ軸電圧指令
θ 電気角位相

Claims (7)

1. 永久磁石式同期電動機に供給される三相電流の検出値を三相／二相変換してなるｄ軸電流検出値及びｑ軸電流検出値と、ｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令との偏差を基に演算をして、ｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令を出力する電流制御部と、
   ｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令を、前記永久磁石式同期電動機の回転子位相を示す電気角位相に応じて三相の電圧指令に変換する座標変換部と、
   三相の電圧指令に応じて等価三相電力を前記永久磁石式同期電動機に供給するインバータとを有する永久磁石式同期電動機のベクトル制御装置において、
   前記座標変換器に入力する電気角位相の値を初期値から順次段階的に増加していく電気角位相設定部と、
   電気角位相を各値としたそれぞれの状態にて、指令出力期間と休止期間とを交互に設定し、指令出力期間では値を予め決めた設定値としたｄ軸電流指令と値を０としたｑ軸電流指令を前記電流制御部に送ると共に、休止期間では値を０としたｄ軸電流指令と値を０としたｑ軸電流指令を前記電流制御部に送る電流指令設定部と、
   電気角位相が異なっていても前記永久磁石式同期電動機に印加される三相電圧のうちｄ軸成分電圧を同一とするように、電気角位相に応じて値が変化する補正ｄ軸電圧指令を発生する補正計算部と、
   指令出力期間では前記電流制御部から出力されるｄ軸電圧指令を前記座標変換部に送り、休止期間では前記電流制御部から出力されるｄ軸電圧指令に代わり前記補正計算部で発生した補正ｄ軸電圧指令を前記座標変換部に送る切換部と、
   電気角位相を各値としたそれぞれの状態にて、指令出力期間の終了時点から予め決めた電流検出設定時間が経過した時点でのｄ軸電流検出値の値を検出するｄ軸電流検出部と、
   各電気角位相と、各電気角位相にて前記ｄ軸電流検出部により検出したｄ軸電流検出値の値とを対にして記憶し、ｄ軸電流検出値の値が最小となっている電気角位相におけるインダクタンスが最小であると判定する判定部とを備えていることを特徴とする永久磁石式同期電動機のベクトル制御装置。
2. 前記補正計算部は、補正ｄ軸電圧指令の値Ｖ_d を下式により求めることを特徴とする請求項１の永久磁石式同期電動機のベクトル制御装置。
   Ｖ_d ＝−abs （Ｖ_q ＥＲＲ）×（sin θ−1/tan θ) ・・・（１）
   但し、abs は絶対値を意味し、Ｖ_q ＥＲＲは、ｑ軸電流指令が０のときに前記電流制御部から出力されるｑ軸電圧指令の値であり、θは電気角位相である。
3. 前記ｄ軸電流検出部は、指令出力期間の終了時点から予め決めた電流検出設定時間が経過した時点までの間にて、ｄ軸電流検出値を積分して積分値を求め、
   前記判定部は、各電気角位相と、各電気角位相にて前記ｄ軸電流検出部により積分した積分値とを対にして記憶し、積分値の値が最小となっている電気角位相におけるインダクタンスが最小であると判定することを特徴とする請求項１または請求項２の永久磁石式同期電動機のベクトル制御装置。
4. 永久磁石式同期電動機に供給される三相電流の検出値を三相／二相変換してなるｄ軸電流検出値及びｑ軸電流検出値と、ｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令との偏差を基に演算をして、ｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令を出力する電流制御部と、
   ｄ軸電圧指令及びｑ軸電圧指令を、前記永久磁石式同期電動機の回転子位相を示す電気角位相に応じて三相の電圧指令に変換する座標変換部と、
   三相の電圧指令に応じて等価三相電力を前記永久磁石式同期電動機に供給するインバータとを有する永久磁石式同期電動機のベクトル制御装置において、
   前記座標変換器に入力する電気角位相の値を初期値から順次段階的に増加していく電気角位相設定部と、
   電気角位相を各値としたそれぞれの状態にて、指令出力期間と休止期間とを交互に設定し、指令出力期間では値を予め決めた設定値としたｄ軸電流指令と値を０としたｑ軸電流指令を前記電流制御部に送ると共に、休止期間では値を０としたｄ軸電流指令と値を０としたｑ軸電流指令を前記電流制御部に送る電流指令設定部と、
   電気角位相を初期値とした際に、前記電流制御部から出力される指令出力期間終了時点のｄ軸電圧指令をメモリする第１のメモリ部と、電気角位相を初期値以降の値とした際のそれぞれの状態にて、前記電流制御部から出力される指令出力期間終了時点のｄ軸電圧指令をそれぞれメモリする第２のメモリ部と、
   電気角位相を初期値以降の値とした際のそれぞれの状態にて、第２のメモリ部にメモリしたｄ軸電圧指令の値から第１のメモリ部にメモリしたｄ軸電圧指令の値を減算して偏差ｄ軸電圧指令を発生する減算部と、
   指令出力期間では前記電流制御部から出力されるｄ軸電圧指令を前記座標変換部に送り、休止期間では前記電流制御部から出力されるｄ軸電圧指令に代わり前記減算部で発生した偏差ｄ軸電圧指令を前記座標変換部に送る切換部と、
   電気角位相を各値としたそれぞれの状態にて、指令出力期間の終了時点から予め決めた電流検出設定時間が経過した時点でのｄ軸電流検出値の値を検出するｄ軸電流検出部と、
   各電気角位相と、各電気角位相にて前記ｄ軸電流検出部により検出したｄ軸電流検出値の値とを対にして記憶し、ｄ軸電流検出値の値が最小となっている電気角位相におけるインダクタンスが最小であると判定する判定部とを備えていることを特徴とする永久磁石式同期電動機のベクトル制御装置。
5. 前記ｄ軸電流検出部は、指令出力期間の終了時点から予め決めた電流検出設定時間が経過した時点までの間にて、ｄ軸電流検出値を積分して積分値を求め、
   前記判定部は、各電気角位相と、各電気角位相にて前記ｄ軸電流検出部により積分した積分値とを対にして記憶し、積分値の値が最小となっている電気角位相におけるインダクタンスが最小であると判定することを特徴とする請求項４の永久磁石式同期電動機のベクトル制御装置。
6. 第１のメモリ部は、電気角位相を初期値とした際に、指令出力期間終了時点よりも一定期間前の時点から指令出力期間終了時点までの期間において、前記設定電流制御部から出力されるｄ軸電圧指令の値の平均値をメモリし、第２のメモリ部は、電気角位相を初期値以降の値とした際のそれぞれの状態にて、指令出力期間終了時点よりも一定期間前の時点から指令出力期間終了時点までの期間において、前記設定電流制御部から出力されるｄ軸電圧指令の値の平均値をメモリすることを特徴とする請求項４または請求項５の永久磁石式同期電動機のベクトル制御装置。
7. 前記判定部は、インダクタンスが最小であると判定した電気角位相が、回転子磁極が位置する初期磁極位置であると推定することを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３または請求項４または請求項５または請求項６の永久磁石式同期電動機のベクトル制御装置。

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