JP4730658B2 - 同期電動機制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、弱め界磁制御をしてｄ−ｑ軸ベクトル制御により同期電動機を駆動する同期電動機制御装置に関する。

一般に、同期電動機の制御は、低速運転時効率を良くするためｄ軸電流を０とするが、高速運転時誘起電圧による電圧不足の問題を克服するため負のｄ軸電流を流す弱め磁束制御を行うことにする（例えば、非特許文献１参照）。
図４は、従来技術の同期電動機制御装置の電流制御部構成を示すブロック図である。図において、１５は同期電動機である。１４は電流センサであり、同期電動機１５の電機子に流れる３相電流ｉ_ｕ、ｉ_ｖ、ｉ_ｗを検出する。１６は位置センサであり、同期電動機１５の磁極位置θ_ｍを検出する。１２は３相交流／ｄ―ｑ座標変換器であり、磁極位置θ_ｍに基づいて３相電流ｉ_ｕ、ｉ_ｖ、ｉ_ｗをｄ―ｑ座標形式の検出電流Ｉ_ｄ、Ｉ_ｑに変換する。１９はｄ軸ＰＩ制御器であり、ｄ軸電流指令信号Ｉ_ｄ ^＊とｄ軸電流検出信号Ｉ_ｄとの偏差Ｅ_Ｉｄに基づきｄ軸電圧指令Ｖ_ｄ ^＊を計算する。５はｑ軸ＰＩ制御器であり、ｑ軸電流指令信号Ｉ_ｑ ^＊とｑ軸電流検出信号Ｉ_ｑとの偏差Ｅ_Ｉｑに基づきｑ軸電圧指令Ｖ_ｑ ^＊を計算する。６はｄ―ｑ／極座標変換器であり、ｄ、ｑ軸電圧指令Ｖ_ｄ ^＊、Ｖ_ｑ ^＊を式（１）、式（２）に示すように極座標形式の電圧ベクトル振幅指令値ｒ_Ｖ ^＊と電圧ベクトル位相指令値θ_Ｖ ^＊に変換する。
ｒ_Ｖ ^＊＝√（Ｖ_ｄ ^＊２＋Ｖ_ｑ ^＊２） （１）
θ_Ｖ ^＊＝ｔａｎ^−１（−Ｖ_ｄ ^＊／Ｖ_ｑ ^＊） （２）

１１は極／３相交流座標変換器であり、磁極位置θ_ｍに基づいて電圧ベクトル振幅指令値ｒ_Ｖ ^＊と電圧ベクトル位相指令値θ_Ｖ ^＊を３相電圧指令値ｖ_ｕ ^＊、ｖ_ｖ ^＊、ｖ_ｗ ^＊に変換する。１３はＰＷＭインバータであり、三相電圧指令ｖ_ｕ ^＊、ｖ_ｖ ^＊、ｖ_ｗ ^＊に基づき三相電圧ｖ_ｕ、ｖ_ｖ、ｖ_ｗを出力し、電動機１５を駆動する。１７は積分補償器であり、予め定めた電圧ベクトル振幅指令の弱め界磁基準信号ｒ_Ｖｒｅｆ ^＊から電圧ベクトル振幅指令値ｒ_Ｖ ^＊を減じた値を積分する。１８はｄ軸電流指令リミッタであり、ｄ軸電流指令を０以下に限定してｄ軸電流指令信号Ｉ_ｄ ^＊とする。

低速運転時誘起電圧は小さく、電圧ベクトル振幅指令値ｒ_Ｖ ^＊が電圧ベクトル振幅指令の弱め界磁基準信号ｒ_Ｖｒｅｆ ^＊より小さいため、積分補償器１７の出力が正の値になるのでｄ軸電流指令が０となる。一方、高速運転時誘起電圧は大きくなり、電圧ベクトル振幅指令値ｒ_Ｖ ^＊が電圧ベクトル振幅指令の弱め界磁基準信号ｒ_Ｖｒｅｆ ^＊より大きくなるため、積分補償器１７の出力が負の値になるので、ｄ軸電流指令も負の値となる。
このように、従来技術の同期電動機制御装置は、電圧ベクトル振幅指令値ｒ_Ｖ ^＊が電圧ベクトル振幅指令の弱め界磁基準信号ｒ_Ｖｒｅｆ ^＊より大きくなった場合のみに、ｄ軸電流指令を負の値とすることで弱め磁束制御を行うものである。
伊藤佳樹 外２名著「永久磁石同期モータの電圧飽和領域における高トルク制御法」、平成１６年電気学会産業応用部門大会、２００４年８月１４日、ｐ． Ｉ１７５−Ｉ１７８

従来技術の同期電動機制御装置は、電圧ベクトル振幅指令の弱め界磁基準信号を電圧ベクトル振幅飽和値（同期電動機を一定な速度で回転させるための電圧ベクトル振幅の最大値）より低く設定すると、弱め磁束制御がまだ必要ない時にもｄ軸に電流を流してしまい、効率が悪いという問題点があった。また、電圧ベクトル振幅指令の弱め界磁基準信号を電圧ベクトル振幅飽和値とする場合に、電圧ベクトル振幅指令が電圧ベクトル振幅飽和値を超えない際に弱め磁束制御が動作せず、電圧ベクトル振幅指令が電圧ベクトル振幅飽和値を超えた際に弱め磁束制御が動作するが、電圧ベクトル振幅指令は一定であっても電機子電圧ベクトルは変動的になるので、ｑ軸電流は振動的になり、回転子の回転速度も振動的になるという問題点もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、弱め界磁制御の必要性を判断して、効率良く、また回転子速度の振動を抑制して弱め界磁制御を行うことができる同期電動機制御装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、ｑ軸電流指令とｑ軸電流検出信号との偏差信号を入力しＰＩ制御演算してｑ軸電圧指令信号を出力するｑ軸電流制御器と、ｄ軸電流指令とｄ軸電流検出信号との偏差信号を入力しＰＩ制御演算してｄ軸電圧指令信号を出力するｄ軸電流制御器とを備え、弱め界磁制御をしてｄ−ｑ軸ベクトル制御により同期電動機を駆動する同期電動機制御装置において、弱め界磁基準信号と電圧ベクトル振幅指令信号との偏差信号が正の場合、前記弱め界磁制御を無効とする弱め界磁指令信号を出力し、一方負の場合、前記弱め界磁制御を有効とする弱め界磁指令信号を出力する弱め界磁判断器と、電流制御切り替えスイッチを有すると共に、前記ｄ軸電流指令と前記ｄ軸電流検出信号との偏差信号であるｄ軸電流偏差信号を入力し、該ｄ軸電流偏差信号に電流制御比例ゲインを乗算してｄ軸電圧指令比例信号とし、前記弱め界磁指令信号に基づいて前記電流制御切り替えスイッチを切り替え、前記無効とする弱め界磁指令信号を入力した場合、前記ｄ軸電流偏差信号に電流制御積分ゲインを乗算したｄ軸電圧指令積分信号に新たなｄ軸電圧指令積分信号を加算し、該加算した値を１サンプル周期遅らせて前記新たなｄ軸電圧指令積分信号として出力し、一方、前記有効とする弱め界磁指令信号を入力した場合、前記ｄ軸電圧指令積分信号を用いずに前記新たなｄ軸電圧指令積分信号を出力し、前記ｄ軸電圧指令比例信号と前記新たなｄ軸電圧指令積分信号とを加算して、前記ｄ軸電圧指令信号を出力する前記ｄ軸電流制御器と、電圧補償切り替えスイッチと、前記弱め界磁基準信号と前記電圧ベクトル振幅指令信号との偏差信号を入力しＰＩ制御演算する電圧補償ＰＩ制御器とを有すると共に、前記弱め界磁指令信号に基づいて前記電圧補償切り替えスイッチを切り替え、前記無効とする弱め界磁指令信号を入力した場合に零信号をｄ軸電圧補償信号とし、一方前記有効とする弱め界磁指令信号を入力した場合に前記電圧補償ＰＩ制御器の出力信号を前記ｄ軸電圧補償信号として出力するｄ軸電圧補償器と、前記ｄ軸電圧指令信号と前記ｄ軸電圧補償信号との加算信号、および前記ｑ軸電圧指令信号に基づいて、前記電圧ベクトル振幅指令信号を演算して出力するｄ−ｑ／極座標変換器と、前記電圧ベクトル振幅指令信号を、電圧ベクトル振幅飽和値以内に限定して新たな電圧ベクトル振幅指令信号として出力する電圧ベクトル振幅リミッタと、を備えるものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記ｄ軸電圧補償器における前記電圧補償ＰＩ制御器が、前記弱め界磁基準信号と前記電圧ベクトル振幅指令信号との偏差信号である電圧ベクトル振幅指令偏差信号を入力し、該電圧ベクトル振幅指令偏差信号に電圧補償比例ゲインを乗算して電圧補償比例信号とし、前記電圧ベクトル振幅指令偏差信号に電圧補償積分ゲインを乗算した電圧補償積分信号に新たな電圧補償積分信号を加算し、該加算した値を１サンプル周期遅らせて前記新たな電圧補償積分信号として出力し、前記電圧補償比例信号と前記新たな電圧補償積分信号とを加算して、前記ｄ軸電圧補償信号を出力するものである。

請求項１または２記載の発明によると、弱め界磁制御の必要性を判断することができ、電圧ベクトル振幅指令信号を電圧ベクトル振幅飽和値にリミッタさせ、安定かつ必要最小限なｄ軸電流を流すことができ、効率良く、また回転子速度の振動を抑制して弱め界磁制御を行うことができる。
また、電圧ベクトル振幅指令信号が電圧ベクトル振幅飽和値以内である場合、ｄ軸電流指令を０として普通の電流制御を行うことで効率良く同期電動機を回転させることができる。また、電圧ベクトル振幅指令信号が電圧ベクトル振幅飽和値を超える場合、ｄ軸電流制御器の積分器の出力をホールドし、ｄ軸電圧補償器を起動してｄ軸電圧補償信号をｄ軸電圧指令に加えて新たなｄ軸電圧指令とし、そして電圧ベクトル振幅指令信号を電圧ベクトル振幅飽和値にリミッタさせ、安定かつ必要最小限なｄ軸電流を流すことでスムーズに弱め磁束制御を行うことができ、効率が良く、また回転子速度の振動を抑制して同期電動機を高速回転させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
図１は、本発明の実施例を示す同期電動機制御装置の電流制御部のブロック図である。図において、１５は同期電動機である。１４は電流センサであり、同期電動機１５の電機子に流れる３相電流ｉ_ｕ、ｉ_ｖ、ｉ_ｗを検出する。なお、ここでは３相電流の検出例を示しているが、２相電流検出を検出して残り１相の電流を演算により算出してもよい。１６は位置センサであり、同期電動機１５の磁極位置θ_ｍを検出する。１２は３相交流／ｄ―ｑ座標変換器であり、磁極位置θ_ｍに基づいて３相電流ｉ_ｕ、ｉ_ｖ、ｉ_ｗをｄ―ｑ座標形式の検出電流Ｉ_ｄ、Ｉ_ｑに変換する。

４はｄ軸電流制御器であり、ｄ軸電流指令信号Ｉ_ｄ ^＊とｄ軸電流検出信号Ｉ_ｄとの偏差Ｅ_Ｉｄおよび弱め界磁指令信号Ｆ_ｓに基づきｄ軸電圧指令Ｖ_ｄ ^＊を計算する。３は加算器であり、ｄ軸電圧指令Ｖ_ｄ ^＊にｄ軸電圧補償信号Ｖ_ｄｃを足して新たなｄ軸電圧指令Ｖ_ｄ１ ^＊を出力する。５はｑ軸ＰＩ制御器であり、ｑ軸電流指令信号Ｉ_ｑ ^＊とｑ軸電流検出信号Ｉ_ｑとの偏差Ｅ_Ｉｑに基づきｑ軸電圧指令Ｖ_ｑ ^＊を計算する。６はｄ―ｑ／極座標変換器であり、Ｖ_ｄ１ ^＊、Ｖ_ｑ ^＊を式（１）、式（２）に示すように極座標形式の電圧ベクトル振幅指令値ｒ_Ｖ ^＊と電圧ベクトル位相指令値θ_Ｖ ^＊に変換する。９は電圧ベクトル振幅リミッタであり、電圧ベクトル振幅指令値ｒ_Ｖ ^＊を電圧ベクトル振幅飽和値ｒ_ｍ以内に限定して新たな電圧ベクトル振幅指令値ｒ_Ｖ１ ^＊を出力する。１１は極／３相交流座標変換器であり、磁極位置θ_ｍに基づいて新たな電圧ベクトル振幅指令値ｒ_Ｖ１ ^＊と電圧ベクトル位相指令値θ_Ｖ ^＊を３相電圧指令値ｖ_ｕ ^＊、ｖ_ｖ ^＊、ｖ_ｗ ^＊に変換する。

１３はＰＷＭインバータであり、三相電圧指令ｖ_ｕ ^＊、ｖ_ｖ ^＊、ｖ_ｗ ^＊に基づき三相電圧ｖ_ｕ、ｖ_ｖ、ｖ_ｗを出力し、電動機１５を駆動する。８は弱め界磁判断器であり、電圧ベクトル振幅指令の弱め界磁基準信号ｒ_Ｖｒｅｆ ^＊と電圧ベクトル振幅指令値ｒ_Ｖ ^＊との差Ｅ_ｒに基づいて弱め界磁指令信号Ｆ_ｓを出力する。７はｄ軸電圧補償器であり、Ｅ_ｒおよびＦ_ｓに基づいてｄ軸電圧補償信号Ｖ_ｄｃを計算する。
本発明が非特許文献１と異なる部分は、弱め界磁基準信号と電圧ベクトル振幅指令信号との偏差信号に基づいて、弱め界磁指令信号を出力する弱め界磁判断器と、前記電圧ベクトル振幅指令信号を入力し、新たな電圧ベクトル振幅指令信号を出力する電圧ベクトル振幅リミッタと、前記弱め界磁指令信号に基づいてｄ軸電圧指令信号を出力するｄ軸電流制御器と、前記弱め界磁指令信号に基づいて、ｄ軸電圧補償信号を出力するｄ軸電圧補償器とを備えた部分である。
これにより、従来技術のようにｄ軸電流指令Ｉ_ｄ ^＊を変えるのではなく、Ｉ_ｄ ^＊を常に０とし、電圧ベクトル振幅指令値ｒ_Ｖ ^＊が電圧ベクトル振幅飽和値ｒ_ｍをオーバーした場合にｄ軸電圧指令を変え、また、電圧ベクトル振幅指令値ｒ_Ｖ ^＊をリミッタに通し電圧ベクトル振幅飽和値ｒ_ｍ以内に限定して新たな電圧ベクトル振幅指令値ｒ_Ｖ１ ^＊を生成するのである。

弱め界磁判断器８は、電圧ベクトル振幅指令の弱め界磁基準信号ｒ_Ｖｒｅｆ ^＊と電圧ベクトル振幅指令値ｒ_Ｖ ^＊との差Ｅ_ｒが正の値であれば弱め界磁指令信号Ｆ_ｓを無効とし、Ｅ_ｒが負の値であれば弱め界磁指令信号Ｆ_ｓを有効とする。
なお、図１は本発明の主要部分である電流制御部のみの記述としたが、本来、速度制御部（図示しない）や位置制御部（図示しない）等が存在して同期電動機制御装置を構成している。図示していない構成は、周知の構成を用いることができるため、説明を省略している。

図２は、本発明の実施例を示す同期電動機制御装置のｄ軸電流制御器の構成を示すブロック図である。図において、４１は電流制御比例ゲインであり、Ｅ_ＩｄにＫ_ｐｄを掛けたｄ軸電圧指令の比例項Ｖ_ｐｄ ^＊を出力する。４２は電流制御積分ゲインであり、Ｅ_ＩｄにＫ_ｉｄを掛けた値を出力する。４３は加算器であり、電流制御積分ゲイン４２の出力にｄ軸電圧指令の積分項Ｖ_ｉｄ ^＊を加算する。４６は電流制御切り替えスイッチであり、弱め界磁指令信号Ｆ_ｓが無効である場合に加算器４３の出力を、Ｆ_ｓが有効である場合にｄ軸電圧指令の積分項Ｖ_ｉｄ ^＊を出力する。４５は電流制御積分バッファーであり、電流制御切り替えスイッチ４６の出力を１サンプル周期遅れてｄ軸電圧指令の積分項Ｖ_ｉｄ ^＊として出力する。４４は加算器であり、ｄ軸電圧指令の積分項Ｖ_ｉｄ ^＊とｄ軸電圧指令の比例項Ｖ_ｐｄ ^＊を加算してｄ軸電圧指令信号Ｖ_ｄ ^＊として出力する。

図３は、本発明の実施例を示す同期電動機制御装置のｄ軸電圧補償器の構成を示すブロック図である。図において、７７は零信号であり、０（ゼロ）を出力する。７８は電圧補償ＰＩ制御器であり、弱め界磁指令信号Ｆ_ｓが無効である場合に待機状態になり、Ｆ_ｓが有効である場合に起動されて計算が始まる。７６は電圧補償切り替えスイッチであり、Ｆ_ｓが無効である場合に０を、Ｆ_ｓが有効である場合に電圧補償ＰＩ制御器７８の出力をｄ軸電圧補償信号Ｖ_ｄｃとして出力する。７１は電圧補償比例ゲインであり、Ｅ_ｒにＫ_ｐｃを掛けてｄ軸電圧補償信号の比例項Ｖ_ｐｃを出力する。７２は電圧補償積分ゲインであり、Ｅ_ｒにＫ_ｉｃを掛けた値を出力する。７３は加算器であり、電圧補償積分ゲイン７２の出力にｄ軸電圧補償信号の積分項Ｖ_ｉｃを加算する。７５は電圧補償積分バッファーであり、弱め界磁指令信号Ｆ_ｓが無効から有効に切り替える際にリセットされて、そして加算器７３の出力を１サンプル周期遅れてｄ軸電圧補償信号の積分項Ｖ_ｉｃとして出力する。７４は加算器であり、ｄ軸電圧補償信号の積分項Ｖ_ｉｃとｄ軸電圧補償信号の比例項Ｖ_ｐｃを加算してｄ軸電圧補償信号Ｖ_ｄｃとして出力する。なお、電圧補償積分バッファー７５でのリセットは、電圧補償積分バッファー７５内の値を０（ゼロ）クリアすることを意味する。

以下、本発明の実施例を示す同期電動機制御装置の電流制御部の動作原理について説明する。
電圧ベクトル振幅指令値ｒ_Ｖ ^＊が電圧ベクトル振幅指令の弱め界磁基準信号ｒ_Ｖｒｅｆ ^＊以下である場合に弱め界磁指令信号Ｆ_ｓが無効であるため、ｄ軸電圧補償器の出力であるｄ軸電圧補償信号Ｖ_ｄｃが０となり、また、ｄ軸電流制御器が普通のＰＩ制御器と同じ動作をするので、制御系全体は弱め磁束制御を行わない制御系と同じものとなる。
一方、電圧ベクトル振幅指令値ｒ_Ｖ ^＊が電圧ベクトル振幅指令の弱め界磁基準信号ｒ_Ｖｒｅｆ ^＊以上である場合に弱め界磁指令信号Ｆ_ｓが有効となる。この際に、ｄ軸電圧指令の積分項は不変になるため、ｄ軸フィードバック電流Ｉ_ｄは、ｄ軸電流指令Ｉ_ｄ ^＊＝０に定常偏差なく追従しなくなる。この場合、ｄ軸電圧補償器７が電圧ベクトル振幅指令の弱め界磁基準信号ｒ_Ｖｒｅｆ ^＊と電圧ベクトル振幅指令値ｒ_Ｖ ^＊との差Ｅ_ｒに基づいて、負のｄ軸電圧補償信号Ｖ_ｄｃを出力し、負のｄ軸電機子電流を流して回転子を高速度で回転させることができるのである。
また、電圧ベクトル振幅指令の弱め界磁基準信号ｒ_Ｖｒｅｆ ^＊を電圧ベクトル振幅飽和値ｒ_ｍとして与えても、電圧ベクトル振幅指令値ｒ_Ｖ ^＊が電圧ベクトル振幅飽和値ｒ_ｍを超えた際に、電圧ベクトル振幅リミッタ９を設けているため、極／３相交流座標変換器１１に入力する新たな新たな電圧ベクトル振幅指令値ｒ_Ｖ１ ^＊が電圧ベクトル振幅飽和値ｒ_ｍとなるので、回転子を一定な速度で回転させることができる。

このように、電圧ベクトル振幅指令信号が電圧ベクトル振幅飽和値以内である場合にｄ軸電流指令を０として普通の電流制御を行うことで、効率良く同期電動機を回転させることができる。
一方、電圧ベクトル振幅指令信号が電圧ベクトル振幅飽和値を超えると、ｄ軸電流制御器の積分器の出力をホールドし、ｄ軸電圧補償器を起動してｄ軸電圧補償信号をｄ軸電圧指令に加えて新たなｄ軸電圧指令とし、そして電圧ベクトル振幅指令信号を電圧ベクトル振幅飽和値にリミッタさせ、安定かつ必要最小限なｄ軸電流を流すことでスムーズに弱め磁束制御を行うことができ、効率が良く振動がなく同期電動機を高速回転させることができる。

次に、本発明の効果をシミュレーション結果を用いて説明する。
図５は、従来技術の同期電動機制御装置での弱め界磁制御をしない場合の速度制御のシミュレーション結果を示す図であり、図６は図５の一部の拡大図である。図７は、従来技術の同期電動機制御装置での速度制御のシミュレーション結果を示す図であり、図８は図７の一部の拡大図である。図９は、本発明の同期電動機制御装置での速度制御のシミュレーション結果を示す図であり、図１０は図９の一部の拡大図である。
各図において、ある速度指令を入力した際の波形図であるが、下段は速度指令と回転子速度、中段はｄ軸電機子電流とｑ軸電機子電流、上段は電機子電圧ベクトル振幅と電圧ベクトル振幅飽和値を示している。

図６において、速度指令と回転子速度との間に定常偏差が残っていることが分かる。また、図８において、速度指令と回転子速度との間に定常偏差が残らないものの、回転子速度が振動的であることが分かる。一方、図１０において、速度指令と回転子速度との間に定常偏差が残らず、また、回転子速度も殆ど振動していないことが分かる。これらにより、本発明の同期電動機制御装置での同期電動機を駆動する効果が、大いにあると言える。

本発明の実施例を示す同期電動機制御装置の電流制御部のブロック図 本発明の同期電動機制御装置のｄ軸電流制御器の構成を示すブロック図 本発明の同期電動機制御装置のｄ軸電圧補償器の構成を示すブロック図 従来技術の同期電動機制御装置の電流制御部の構成を示すブロック図 従来技術の同期電動機制御装置での弱め界磁制御をしない場合の速度制御のシミュレーション結果を示す図 図５の一部の拡大図 従来技術の同期電動機制御装置での速度制御のシミュレーション結果を示す図 図７の一部の拡大図 本発明の同期電動機制御装置での速度制御のシミュレーション結果を示す図 図９の一部の拡大図

符号の説明

１、２、１０ 減算器
３、４３、４４、７３、７４ 加算器
４ ｄ軸電流制御器
５ ｑ軸ＰＩ制御器
６ ｄ―ｑ／極座標変換器
７ ｄ軸電圧補償器
８ 弱め界磁判断器
９ 電圧ベクトル振幅リミッタ
１１ 極／３相交流座標変換器
１２ ３相交流／ｄ―ｑ座標変換器
１３ ＰＷＭインバータ
１４ 電流センサ
１５ 同期電動機
１６ 位置センサ
１７ 積分補償器
１８ ｄ軸電流指令リミッタ
１９ ｄ軸ＰＩ制御器
４１ 電流制御比例ゲイン
４２ 電流制御積分ゲイン
４５ 電流制御積分バッファー
４６ 電流制御切り替えスイッチ
７１ 電圧補償比例ゲイン
７２ 電圧補償積分ゲイン
７５ 電圧補償積分バッファー
７６ 電圧補償切り替えスイッチ
７７ 零信号
７８ 電圧補償ＰＩ制御器

Claims (2)

1. ｑ軸電流指令とｑ軸電流検出信号との偏差信号を入力しＰＩ制御演算してｑ軸電圧指令信号を出力するｑ軸電流制御器と、ｄ軸電流指令とｄ軸電流検出信号との偏差信号を入力しＰＩ制御演算してｄ軸電圧指令信号を出力するｄ軸電流制御器とを備え、弱め界磁制御をしてｄ−ｑ軸ベクトル制御により同期電動機を駆動する同期電動機制御装置において、
   弱め界磁基準信号と電圧ベクトル振幅指令信号との偏差信号が正の場合、前記弱め界磁制御を無効とする弱め界磁指令信号を出力し、一方負の場合、前記弱め界磁制御を有効とする弱め界磁指令信号を出力する弱め界磁判断器と、
   電流制御切り替えスイッチを有すると共に、前記ｄ軸電流指令と前記ｄ軸電流検出信号との偏差信号であるｄ軸電流偏差信号を入力し、該ｄ軸電流偏差信号に電流制御比例ゲインを乗算してｄ軸電圧指令比例信号とし、前記弱め界磁指令信号に基づいて前記電流制御切り替えスイッチを切り替え、前記無効とする弱め界磁指令信号を入力した場合、前記ｄ軸電流偏差信号に電流制御積分ゲインを乗算したｄ軸電圧指令積分信号に新たなｄ軸電圧指令積分信号を加算し、該加算した値を１サンプル周期遅らせて前記新たなｄ軸電圧指令積分信号として出力し、一方、前記有効とする弱め界磁指令信号を入力した場合、前記ｄ軸電圧指令積分信号を用いずに前記新たなｄ軸電圧指令積分信号を出力し、前記ｄ軸電圧指令比例信号と前記新たなｄ軸電圧指令積分信号とを加算して、前記ｄ軸電圧指令信号を出力する前記ｄ軸電流制御器と、
   電圧補償切り替えスイッチと、前記弱め界磁基準信号と前記電圧ベクトル振幅指令信号との偏差信号を入力しＰＩ制御演算する電圧補償ＰＩ制御器とを有すると共に、前記弱め界磁指令信号に基づいて前記電圧補償切り替えスイッチを切り替え、前記無効とする弱め界磁指令信号を入力した場合に零信号をｄ軸電圧補償信号とし、一方前記有効とする弱め界磁指令信号を入力した場合に前記電圧補償ＰＩ制御器の出力信号を前記ｄ軸電圧補償信号として出力するｄ軸電圧補償器と、
   前記ｄ軸電圧指令信号と前記ｄ軸電圧補償信号との加算信号、および前記ｑ軸電圧指令信号に基づいて、前記電圧ベクトル振幅指令信号を演算して出力するｄ−ｑ／極座標変換器と、
   前記電圧ベクトル振幅指令信号を、電圧ベクトル振幅飽和値以内に限定して新たな電圧ベクトル振幅指令信号として出力する電圧ベクトル振幅リミッタと、を備えることを特徴とする同期電動機制御装置。
2. 前記ｄ軸電圧補償器における前記電圧補償ＰＩ制御器が、前記弱め界磁基準信号と前記電圧ベクトル振幅指令信号との偏差信号である電圧ベクトル振幅指令偏差信号を入力し、該電圧ベクトル振幅指令偏差信号に電圧補償比例ゲインを乗算して電圧補償比例信号とし、
   前記電圧ベクトル振幅指令偏差信号に電圧補償積分ゲインを乗算した電圧補償積分信号に新たな電圧補償積分信号を加算し、該加算した値を１サンプル周期遅らせて前記新たな電圧補償積分信号として出力し、
   前記電圧補償比例信号と前記新たな電圧補償積分信号とを加算して、前記ｄ軸電圧補償信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の同期電動機制御装置。
   

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