JP5380152B2 - 複数台同期電動機の駆動制御方法、複数台同期電動機の駆動制御装置 - Google Patents

Description

複数台の同期電動機を同一のトルク指令に基づき効率的かつ円滑に駆動制御することができる複数台同期電動機の駆動制御装置に関する。

例えば、プレス機械や工作機械の駆動源（サーボモータ）は、永久磁石同期電動機をベクトル制御により運転する方式が多い。かかるベクトル制御は同期電動機の回転子磁極の正確な位置の把握が常に必要であるので、エンコーダ（回転式センサ等）を用いて磁極位置を検出するように形成されている。

通常は回転センサを同期電動機に取り付けた後、機械的または電気的な方法で同期電動機の磁極位置を回転センサのゼロ（０）位置と等しくする調整が行われる。しかし、初期（１回目）の磁極位置調整作業で正確を期することは相当に難しい。また、経年的な使用による磁極位置のずれが発生する問題がある。さらに、多極の同期電動機の場合は、僅かな機械角のずれが大きな電気角のずれとなって現れる。

したがって、その後に、同期電動機の磁極位置と回転センサの０位置を改めて一致させる２回目以降の調整作業が必要とされる。この２回目以降の調整作業は、機械的な方法では膨大な手間と時間を浪費する虞が強いので、電気的な補正方法（例えば、特許文献１、特許文献２）が採られる場合が多い。

特許文献１には、ベクトル制御系では磁極位置が真値でありかつ無負荷時においてはｄ軸電圧ｖｄがゼロ（０）になることに着目し、無負荷時に電圧ｖｄが０Ｖとなるように磁極位置補正量を決定し、この磁極位置補正量で回転センサの出力を補正する技術が開示されている。

特許文献２には、インバータの入力電力値と同期電動機の機械的出力値との誤差電力と設定値とを比較して磁極位置に誤差が発生している場合に報知信号を出力させる技術、この報知信号によりスイッチを切換えて演算しておいた補正量を磁極位置信号に加算して同期電動機の発生トルクをトルク指令値に一致するようにインバータを制御する技術が開示されている。

しかし、前者技術は、例えば弱め界磁制御を実施している場合は無負荷時でもｄ軸電圧ｖｄがゼロ（０）とならないので適用することはできない。また、同期電動機の負荷運転中は適用できない。この点において、後者技術は誤差電力との関係で補正可能であるから、負荷時（運転中）にも適用できるといえる。

特開平６−１６５５６１号公報 特開平８−３０８２９２号公報

ところで、同期電動機の大容量化にも、その性能（高速、高精度）保証の点から、一定の制約がある。つまり、大容量（大負荷）の産業機械の場合は当該容量を持つ同期電動機がないので、中小容量（中小負荷）の場合と同等の性能を担保した運転ができないことも多い。

そこで、出願人は、１つの負荷を複数台の同期電動機で駆動することを試みた。かかる駆動制御装置としては、技術的にも経済的にも、同一のトルク指令で複数台の同期電動機を駆動制御することが望ましいといえる。この試行によれば、総合トルクという容量的要請には応えられ得る。しかし、例え上記の後者技術をそのまま利用しても、実際運転上の要請（効率的で円滑な駆動制御）を満たすことは非常に難しい。

すなわち、長大な時間と膨大な労力を費やして調整作業を行っても、一部の同期電動機が無用な電力消費を招いたり、過負荷運転となったり、装置・機器が発熱するなどの問題が残る。１つの負荷に対する同期電動機の数が多いほど顕著かつ複雑に現れる。従来の電気的補正機能（磁極位置と回転センサの相対位置誤差の補正機能）が、１つの同期電動機を制御対象としているので、同期電動機ごとの調整作業では追従しきれないものと考察する。

本発明の目的とするところは、複数台の同期電動機を同一トルク指令のもとに効率的で円滑な運転を行える複数台同期電動機の駆動制御方法、駆動制御装置を提供することにある。

本願発明は、複数台の同期電動機を同一のトルク指令に基づき駆動制御することを前提とし、バランス運転状態から逸脱した特異運転状態にある同期電動機を探し出し、当該同期電動機に対してバランス運転状態に戻すための戻し運転制御を実行可能かつこの戻し運転制御のために当該同期電動機についての磁極位置の補正を応用可能に形成したものである。つまり、従来技術（磁極位置補正技術）が電動機磁極位置と回転センサとの機械的で個別的な相対位置誤差を是正するという考え方に対し、本発明では磁極位置補正を複数台同期電動機の全てを同一トルク指令に基づきバランス運転させるための正常化戻し制御技術として確立するという新規な考え方である。

そこで、かかる発想の転換を有用化ならしめる技術的根拠として複数台同期電動機と各磁極位置補正との関係（本発明の原理）を以下に説明する。

複数台の同期電動機で１つの負荷を駆動制御する場合において、複数（例えば、２や４）台の同期電動機を同一トルク指令に基づき駆動制御することを考える。ここでは、負荷はプレス機械（クランク軸）であり、弱め界磁制御を実施しつつ無負荷運転を行っているとする。

３相２相変換後のｄ軸巻線（ｑ軸巻線）の電流、磁束ベクトルの方向をｄ軸（ｑ軸）とすると、複数台同期電動機がすべて正しく磁極位置補正されているときは、トルク指令Ｔ^※（この明細書では、設定値には^※を付する。）およびｑ軸電流指令ｉｑｃ^※はゼロ（０）であり、ｄ軸電流指令ｉｄｃ^※は負の電流ｉｄｃとなる。つまり、回生動作や力行動作は起こらない。

しかし、図１３、図１４に示したように、回転方向が反時計回転方向（以下、ＣＣＷ）のときに、ある同期電動機の制御上把握している磁極位置（制御上のｄ軸位置）が、同期電動機上の実際の磁極位置（実際のｄ軸位置）より進んでいる場合にその同期電動機は回生動作をし、遅れている場合は力行が強まる動作をする。

すなわち、図１３の細線の矢印は、実際のｄ軸位置に対して制御上のｄ軸位置がφ進んでいるとき（０＜φ＜π／２）の電流ベクトルの位置関係を表しており、矢印の方向は電流ベクトルの正方向である。また、磁極位置の補正方向の正方向はＣＣＷに等しい。弱め界磁制御を実施して無負荷運転を行っている場合は、ｑ軸電流指令は０で、ｄ軸電流指令は負の電流ｉｄｃである。制御上のｄ軸巻線のみ負の電流ｉｄｃが流れるが、これを実際のｄ軸およびｑ軸上に直交分解すると、実際のｑ軸巻線に式（１）に基づく負の電流が流れることになり、これが回生動作の原因となる。
実際のq軸への正射影成分＝ｉｄｃ×ｓｉｎφ＜０…式（１）

ただし、１つの同期電動機が回生動作すると負荷（クランク軸）の速度が低下するので、これを補正するトルク指令Ｔ^※が出力され、他の正しい磁極位置にセットされている同期電動機が力行運転となる。両者の和として全体の出力は０となる。

また、図１４の細線の矢印は実際のｄ軸に対して制御上のｄ軸位置がφ遅れているとき（−π／２＜φ＜０）の電流ベクトルの位置関係を表しており、矢印の方向は電流ベクトルの正方向である。弱め界磁制御を実施して無負荷運転を行っている場合は、図１３の場合と同じように制御上のｄ軸巻線のみ負の電流ｉｄｃが流れるが、これを実際のｄ軸およびｑ軸上に直交分解すると、実際のｑ軸巻線に式（２）に基づく正の電流が流れていることになり、これが力行動作の原因となる。
実際のq軸への正射影成分＝ｉｄｃ×ｓｉｎφ＞０…式（２）

ただし、１つの同期電動機が力行動作すると速度が増加するので、これを補正するトルク指令が出力され、他の正しい磁極位置にセットされている同期電動機が回生運転となる。両者の和として全体の出力はゼロ（０）となる。

このように、複数台同期電動機を同一トルク指令Ｔ^※で弱め界磁制御を実施して無負荷運転する際、制御上の磁極位置と実際の磁極位置がずれていると、全体としての電動機出力がほぼゼロ（０）であっても、それぞれの電動機出力は負（回生）のもの、正（力行）のものが出てくる。したがって、回生動作を弱めるためには、φの絶対値が小さくなるように磁極位置補正の正方向（ＣＣＷ）とは逆向きに（すなわち負の方向に）制御上の磁極位置を補正する。また、力行動作を弱めるためには、φの絶対値が小さくなるように磁極位置補正の正方向（ＣＣＷ）の向きに制御上の磁極位置を補正するのが望ましい。

以上は、回転方向がＣＣＷの時の状況および制御上の磁極位置の補正方向だが、時計回転方向（以下、ＣＷ）の時はＣＣＷのときのｉｑｃの符号を正負反転させて動作させているので、ＣＣＷのときと同様の考察をすることにより、回生動作を弱めるためには、φの絶対値が小さくなるように磁極位置補正の正方向（ＣＣＷ）の向きに制御上の磁極位置を補正し、力行が強まる動作を弱めるためには、磁極位置補正の正方向（ＣＣＷ）とは逆向きに（すなわち負の方向に）制御上の磁極位置の補正を行えばよい。これらの回転方向と入力電力の状態に対する制御上の磁極位置の補正方向の関係を図１５に示す。

ここに、本願発明における、請求項１の発明に係る同期電動機の駆動制御方法は、同一のトルク指令に基づき駆動制御可能に形成された複数台同期電動機の駆動制御方法であって、バランス運転状態から逸脱した特異運転状態にある同期電動機をバランス運転状態に戻すための磁極位置補正用情報として、ｄ軸電流を負の値に制御する弱め界磁運転中の同期電動機に対する値を記憶しておき、すべての同期電動機を監視して特異運転状態にある同期電動機があるか否か判別し、特異運転状態にあると判別された同期電動機に対して磁極位置補正用情報を用いて磁極位置検出器で検出された磁極位置を補正制御してバランス運転状態にする。

請求項２の発明に係る同期電動機の駆動制御装置は、複数台の同期電動機を同一のトルク指令に基づき駆動制御可能に形成し、特異運転状態にある同期電動機をバランス運転状
態に戻すための磁極位置補正用情報を生成出力可能な磁極位置補正用情報生成出力手段と、特異運転状態にある同期電動機があるか否かを判別する運転状態判別手段と、運転状態判別手段により特異運転状態にあると判別された同期電動機に対して磁極位置補正用情報生成出力手段で生成出力された磁極位置補正用情報を用いて磁極位置検出器で検出された磁極位置を補正する磁極位置補正制御手段を設けており、特異運転状態にある同期電動機をバランス運転状態に戻すための磁極位置補正情報がｄ軸電流を負の値に制御する弱め界磁運転中の同期電動機に対する値とした、ことを特徴とする。

また、請求項３の発明は、磁極位置補正用情報生成出力手段が、第１のメモリと第１の選択生成出力手段とを含み、第１のメモリを参照して運転中の同期電動機の検出された磁極位置に対応する磁極位置補正用情報を選択生成可能かつ当該同期電動機用の磁極位置補正用情報として出力可能に形成されている。

請求項４の発明では、磁極位置補正用情報生成出力手段が、運転中の同期電動機の入力電力に基づき当該同期電動機に流れる実際のｑ軸電流、設定された制御上のｄ軸電流およびｑ軸電流を用いて磁極位置補正用情報を生成出力可能に形成されている。

請求項５の発明は、複数台の同期電動機を同一のトルク指令に基づき駆動制御可能に形成し、特異運転状態にある同期電動機をバランス運転状態に戻すための磁極位置補正用情報を生成出力可能な磁極位置補正用情報生成出力手段と、特異運転状態にある同期電動機があるか否かを判別する運転状態判別手段と、運転状態判別手段により特異運転状態にあると判別された同期電動機に対して磁極位置補正用情報生成出力手段で生成出力された磁極位置補正用情報を用いて磁極位置検出器で検出された磁極位置を補正する磁極位置補正制御手段とを設けており、運転状態判別手段が、回生動作状態である同期電動機を特異運転状態にあると判別可能に形成されている。また、請求項６の発明は検出した入力電力を参照して回生動作状態であるか否かを判別可能に形成され、請求項７の発明は電力変換器の直流電圧を参照して回生動作状態であるか否か判別可能に形成されている。

さらに、請求項８の発明は、複数台の同期電動機を同一のトルク指令に基づき駆動制御可能に形成し、特異運転状態にある同期電動機をバランス運転状態に戻すための磁極位置補正用情報を生成出力可能な磁極位置補正用情報生成出力手段と、特異運転状態にある同期電動機があるか否かを判別する運転状態判別手段と、運転状態判別手段により特異運転状態にあると判別された同期電動機に対して磁極位置補正用情報生成出力手段で生成出力された磁極位置補正用情報を用いて磁極位置検出器で検出された磁極位置を補正する磁極位置補正制御手段とを設けており、運転状態判別手段が、ピーク電力差分算出手段とピーク電力値超え判別手段とを含み、同期電動機の入力電力の中の最大値と最小値とのピーク電力差分を算出可能かつ算出ピーク電力差分が設定ピーク電力値を超えている場合に特異運転状態の同期電動機があると判別可能に形成されている。

さらにまた、請求項９の発明は、複数台の同期電動機を同一のトルク指令に基づき駆動制御可能に形成し、特異運転状態にある同期電動機をバランス運転状態に戻すための磁極位置補正用情報を生成出力可能な磁極位置補正用情報生成出力手段と、特異運転状態にある同期電動機があるか否かを判別する運転状態判別手段と、運転状態判別手段により特異運転状態にあると判別された同期電動機に対して磁極位置補正用情報生成出力手段で生成出力された磁極位置補正用情報を用いて磁極位置検出器で検出された磁極位置を補正する磁極位置補正制御手段とを設けており、運転状態判別手段が、請求項８の発明の場合と同じピーク電力差分算出手段およびピーク電力値超え判別手段と、さらなる平均値算出手段および個別電力差分算出手段とを含み、ピーク電力差分が設定ピーク電力値を超えていると判別された場合に各同期電動機の入力電力について算出された平均値と各検出入力電力との個別電力差分を算出可能で、算出個別電力差分が設定個別電力値を超えている場合に特異運転状態であると判別可能に形成され、しかも、磁極位置補正用情報生成出力手段が、第２のメモリと第２の選択生成出力手段とを含み、算出された個別電力差分の大きさに対応する磁極位置補正用情報を選択生成しかつ当該同期電動機用の磁極位置補正用情報として出力可能に形成されている。

（発明の効果）
請求項１の発明によれば、複数台の同期電動機の発生トルクをほぼ同一としつつ効率的で円滑な運転を行える。このとき、磁極位置補正用情報として弱め界磁運転中の同期電動機に対する値を記憶しておくことで、高速駆動制御運転を安定して行える。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明の場合と同様に複数台の同期電動機の発生トルクをほぼ同一としつつ効率的で円滑な運転を行えるとともに、具現化が容易である。このとき、高速駆動制御運転も安定して行える。

また、請求項３の発明によれば、メモリーテーブル方式なので磁極位置補正用情報を簡単に生成出力することができる。

請求項４の発明によれば、磁極位置補正量の絶対値を求められるので一段と高精度で均一なバランス運転状態を保持できる。

請求項５の発明によれば、同期電動機のブレーキ動作（負の電力の発生）を防止することができる。また、請求項６の発明によれば、特異運転状態（回生動作状態）を確実に判別できる。請求項７の発明によれば、請求項６の発明の場合に比較して構成簡単かつコスト低減ができる。

さらに、請求項８の発明によれば、広範囲の特異運転状態（回生動作状態や強い力行動作状態）を正確に判別でき、運転状態に対する適応性が広い。

さらにまた、請求項９の発明によれば、同期電動機ごとの運転状態（回生動作状態や強い力行動作状態）をきめ細かにかつ一段と正確に判別できる。

本発明の第１の実施形態に係る複数台同期電動機を駆動源とする負荷（プレス機械）を説明するための図である。 同じく、駆動制御装置を説明するための回路図である。 同じく、上位制御装置を説明するためのブロック図である。 同じく、設定磁極位置情報をパラメータとして磁極位置補正量を記憶させた第１のメモリを説明するための図である。 同じく、磁極位置情報のリセット動作および弱め界磁制御運転動作を説明するためのフローチャートである。 同じく、特異運転状態の判別動作、磁極位置補正用情報算出動作およびバランス運転状態への戻し制御動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施形態に係る特異運転状態の判別動作、磁極位置補正用情報算出動作およびバランス運転状態への戻し制御動作を説明するためのフローチャートである。 同じく、図４の場合と同様に設定磁極位置情報をパラメータとして磁極位置補正量を記憶させた第１のメモリを説明するための図である。 本発明の第３の実施形態に係る特異運転状態の判別動作、磁極位置補正用情報算出動作およびバランス運転状態への戻し制御動作を説明するためのフローチャートである。 同じく、設定個別電力値をパラメータとして磁極位置補正量を記憶させた第２のメモリを説明するための図である。 本発明の第３の実施形態に係る磁極位置補正用情報算出動作およびバランス運転状態への戻し制御動作を説明するためのフローチャートである。 同じく、弱め界磁制御運転時で負荷が僅かにあるときの磁極位置補正用情報算出根拠を説明するための図である。 弱め界磁制御運転時の無負荷運転時において、制御上の磁極位置が実際の磁極位置に対してＣＣＷ方向にずれている場合の動作原理を説明するための図である。 弱め界磁制御運転時の無負荷運転時において、制御上の磁極位置が実際の磁極位置に対してＣＷ方向にずれている場合の動作原理をする説明するための図である。 磁極位置補正用情報の一部を形成する回転方向と入力電力の状態に対する制御上の磁極位置の補正方向を説明するための図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
（実施例１）
本同期電動機の駆動制御装置は、図１〜図６に示す如く、複数台の同期電動機２０を同一のトルク指令Ｔ^※に基づき駆動制御可能に形成し、磁極位置補正用情報生成出力手段５１と運転状態判別手段５３と磁極位置補正制御手段５５とを設け、運転状態判別手段５３により特異運転状態にあると判別された同期電動機２０に対して磁極位置補正用情報生成出力手段５１で生成出力された磁極位置補正用情報（Δθｃ）を用いて当該磁極位置検出器（２３）で検出された磁極位置（θｄ）を補正可能に形成されている。

すなわち、すべての同期電動機２０を監視してバランス運転状態から逸脱した特異運転状態にある同期電動機２０があると判別された場合に、当該同期電動機２０の磁極位置を補正することによりバランス運転状態に戻し制御可能に形成されている。

特異運転状態とは、例えば、加速領域や定速領域ではバランス運転状態（力行動作であるべき状態）に対する特異な運転状態（回生動作や想定以上に強い力行動作）あるいは減速領域でのバランス運転状態（回生動作であるべき状態）に対する特異な運転状態（力行動作）をいう。つまり、駆動制御対象（負荷）の運転パターンやその領域によってバランス運転状態を切換えて監視することが望ましい。

この第１の実施の形態は、特異運転状態が回生動作状態とされている。因みに、第２、第３の実施の形態においては想定程度を超える回生動作状態および力行動作状態のいずれも特異運転状態としている。これとの関係もあるので、第１の実施の形態では図５（弱め界磁制御運転）と図６（運転状態判別・磁極位置補正）とを切り離して説明する。

複数台の同期電動機２０で駆動制御される負荷（機械）は、この実施形態では、図１に示すプレス機械（サーボプレス）１のクランク軸３であり、同一トルク指令Ｔ^※で回転駆動（プレス運転）される。この実施の形態では、説明簡素化のために２（複数）台の同期電動機２０Ａ，２０Ｂで駆動されるものとする。

図１において、プレス機械１は、同期電動機２０Ａ，２０Ｂのギア付モータ軸２１Ａ，２１Ｂをメインギア２に直結し、メインギア２に直結したクランク軸３とこれに固定されたコネクティングロッド４を駆動する。この運動により、コネクティングロッド４に固定されたスライド５が上下動してボルスタ７に加圧力を与えることにより成形加工を行う。このプレス機械１ではクランク運動を利用してクランク軸３の回転運動をスライド５の上下運動に機械的に変更している例を示したが、これに限定するものではない。

次に、図２を参照して電源装置１０、同期電動機２０、駆動制御装置３０を説明し、図３を参照して上位制御装置４０と磁極位置補正手段５０（磁極位置補正用情報生成出力手段５１、運転状態判別手段５３、磁極位置補正制御手段５５および磁極位置補正演算器２５）との関係を説明する。

回路構成を示す図２において、同期電動機２０Ａ，２０Ｂごとの電源装置１０Ａ，１０Ｂは、３相交流電源１１Ａ，１１Ｂおよび整流器１２Ａ，１２Ｂとからなり、インバータ（電力変換器）３５Ａ，３５Ｂに直流電力を供給する。整流器１２Ａ，１２Ｂは、電源装置１０Ａ，１０Ｂ側への回生機能を有するが、この回生機能を動作しないように切換えて運転することもできる。なお、回生機能を設けない場合でも、本発明を実施することも可能である。

同期電動機２０Ａ，２０Ｂは、永久磁石型でモータ軸２１Ａ，２１Ｂのギアと反対側にはエンコーダ２３Ａ，２３Ｂが設けられ、回転角度信号（磁極位置情報）θｄａ，θｄｂを出力する。磁極位置補正演算器２５Ａ，２５Ｂは、詳細後記の磁極位置補正手段５０の一部を構成する。２６は速度演算器で、回転子位置情報（補正後の磁極位置情報θｃａ）を入力として速度検出値Ｎを生成しフィードバックする。

なお、同期電動機２０Ａ，２０Ｂの容量を含む仕様は同一としたが、例えば容量の異なる同期電動機２０の組合せとしてもよい。

駆動制御装置３０は、複数台の同期電動機２０Ａ，２０Ｂに共通な速度制御部３１および分担トルク指令部３２（３２Ａ，３２Ｂ）と、各同期電動機２０Ａ，２０Ｂごとに対応する軸電流制御部３３Ａ，３３Ｂと、ＰＷＭ変換部３４Ａ，３４Ｂと、インバータ３５Ａ，３５Ｂとからなる。

分担トルク指令部３２は、同期電動機２０の台数（２）と同じ数（２）の個別トルク指令部３２Ａ，３２Ｂからなる。つまり、同期電動機２０の台数が２、３、４、…であれば、個別トルク指令部３２の台数も２、３、４、…とされる。各個別トルク指令部３２で分担する個別分担トルクは総トルクの（１／台数）とされている。ただし、個別分担トルクは（１／台数）に限定するものではない。なお、同期電動機２０の台数と同じ数の個別トルク指令部３２に区分けしないでも、実施することはできる。

各軸電流制御部３３Ａ，３３Ｂは、ｄ、ｑ軸電流指令演算器３３１、座標変換部３３２、ｄ軸電流制御部３３３、ｑ軸電流制御部３３４および座標変換部３３５を図２に示すように接続した同じ構成である。

図２において、かかる構成の駆動制御装置３０では、図３の上位制御装置（上位制御系）４０から生成出力された速度指令Ｎ^※と速度演算部２６で演算された速度検出値Ｎとの偏差が速度制御部３１で偏差増幅され、速度制御部３１からトルク指令Ｔ^※が生成出力される。この駆動制御装置３０は２台の同期電動機２０Ａ，２０Ｂを駆動するので、速度制御部３１からのトルク指令Ｔ^※は個別トルク指令部３２Ａ，３２Ｂで１／２化され、各同期電動機２０Ａ，２０Ｂは全体の１／２ずつのトルクを負担する。

同期電動機２０Ａに関し、トルク１／２化は分担トルク指令部３２Ａで実施され、そのトルク指令Ｔ^※／２に対応するｄ、ｑ軸電流指令演算器３３１から、ｄ軸電流指令ｉｄ１^※、ｑ軸電流指令ｉｑ１^※が演算出力される。ｉｄ１^※は、弱め界磁制御を行う時は、例えば低速域ではゼロ（０）、高速域では速度に応じた負の値が演算出力される。

ｑ軸電流指令ｉｑ１^※は、トルク指令Ｔ^※／２、極対数ｐ、ｄ軸インダクタンスＬｄ、ｑ軸インダクタンスＬｑ、ｄ軸電流指令ｉｄ１^※、速度起電力定数（＝トルク定数）ｋｅを、式（３）に代入することにより演算して求められる。
ｉｑ１^※＝（Ｔ^※／２）／{ｐ×（Ｌｄ−Ｌｑ）×ｉｄ１^※＋ｐ×ｋｅ}…式（３）

一方、静止した３相交流座標系から回転する直交２軸座標系に座標変換する座標変換部３３２では、電流検出器３７Ａで検出したＵ相、Ｖ相の電流ｉｕ１、ｉｖ１と、補正済み回転子位置情報（磁極位置情報）θｃａから、ｄ、ｑ軸電流ｉｄ１、ｉｑ１が演算検出される。補正済み回転子位置情報（磁極位置情報）θｃａは、エンコーダ２３Ａからの回転子位置情報（磁極位置情報）θｄａを磁極位置補正手段５０（２５Ａ）において補正した信号である。

ｄ、ｑ軸電流指令ｉｄ１^※、ｉｑ１^※と検出演算されたｄ、ｑ軸電流ｉｄ１、ｉｑ１との偏差が、ｄ軸電流制御部３３３、ｑ軸電流制御部３３４のそれぞれで偏差増幅される。これらの偏差増幅信号は、回転する直交２軸座標系から静止した３相交流座標系に座標変換する座標変換部３３５を経てＰＷＭ変換器３４Ａへの３相電圧指令ｖｕ１^※、ｖｖ１^※、ｖｗ１^※として出力される。

３相電圧指令はＰＷＭ変換器３４ＡでＰＷＭ変換され、インバータ３５Ａを駆動する。インバータ３５Ａの入力電源は、３相交流電源１１Ａから回生機能付整流器１２Ａを通した後のほぼ一定電圧の直流電力を使用している。

同期電動機２０Ａについての以上の説明は、同期電動機２０Ｂの場合も同様である。

図２では、電流指令値ｉｄ１^※，ｉｑ１^※は各同期電動機２０Ａ，２０Ｂで個別に生成しているが、同期電動機２０Ａをマスターとし、他の同期電動機２０Ｂをスレーブとして、マスターの電流指令値を共有する構成でもよい。

なお、トルク指令から電圧指令までの演算は交流同期電動機（２０Ａ，２０Ｂ）のベクトル制御技術並びにベクトル制御系においてｄ軸電流ｉｄを負に制御して同期電動機２０の高速化運転を実現する弱め界磁制御技術については、公知なのでその説明は省略する。

次に、上位制御装置４０は、図３に示すように、ＣＰＵ４１、不揮発性メモリ４２、メモリ（ＲＡＭ）４３、操作部４４、表示部４５、インターフェイス４６、入出力ポート４７Ａ，４７Ｂを含み、プレス機械１および付帯設備（図示省略）を制御する。不揮発性メモリ４２は、例えばＲＯＭやＨＤＤなどからなり、記憶保持可能な図４の第１のメモリ４２θを形成する。なお、詳細後記の第２の実施形態（図８）における第１のメモリ４２θや第３の実施形態（図１０）の第２のメモリ４２Ｐも同様に形成される。

インターフェイス４６から速度指令Ｎ^※および磁極位置補正用情報（Δθｃａ，Δθｃｂ）が出力される。Δθｃａ，Δθｃｂは、検出された磁極位置情報θｄａ，θｄｂを補正するための補正量である。

同期電動機（２０Ａ）用の入出力ポート４７Ａには、入力電力Ｐｄａやエンコーダ２３Ａからの回転子位置情報（磁極位置情報）θｄａが入力される。同様に、同期電動機（２０Ｂ）用の入出力ポート４７Ｂには入力電力Ｐｄｂやエンコーダ２３Ｂからの回転子位置情報（磁極位置情報）θｄｂが入力される。入力電力Ｐｄａ，Ｐｄｂは、図２では図示省略した電力測定器３８Ａ，３８Ｂで測定される。

この第１の実施の形態（および、他の実施の形態）において、多くの手段はソフトウエア資源を活用して形成（構成）されている。例えば、弱め界磁制御手段４８Ｙは、弱め界磁制御プログラムを格納させた不揮発性メモリ４２とメモリ４３に展開された当該プログラムを実行するＣＰＵ４１とから形成されているので、弱め界磁制御手段４８Ｙ（４１，４２）の如く表示するものとする。つまり、以下の説明において、符号（番号）の後に（４１，４２）が付記されている手段は、このような構成の手段であると理解されたい。

この実施の形態では、運転正常化指令を発すると、補正量リセット手段４８Ｒ（４１，４２）が起動（図５のＳＴ１０）し、次いで弱め界磁制御手段４８Ｙ（４１，４２）が起動（ＳＴ１１）される。弱め界磁制御指令手段４８Ｙは、プレス運転指令手段４８Ｐ（４１，４２）の一部として形成されている。つまり、プレス運転指令手段４８Ｐ（４１，４２）が、選択設定されたスライドモーション情報（例えば、時間−クランク角度）に対応する速度指令Ｎ^※を生成出力することでプレス運転指令する。

また、運転状態戻し実行指令を発すると、入力電力測定制御手段５２（４１，４２）、運転状態判別手段５３（４１，４２）が起動（図６のＳＴ２０、ＳＴ２１）され、引き続き磁極位置情報検出制御手段５４（４１，４２）、磁極位置補正用情報生成出力手段５１（４１，４２）、磁極位置補正制御手段５５（４１，４２）が起動される（ＳＴ２２、ＳＴ２３、ＳＴ２４）。その後に、磁極位置補正用情報記憶制御手段６３（４１，４２）が働く（ＳＴ２５）。

なお、運転正常化指令を発した場合に、図５のＳＴ１０、ＳＴ１１から図６のＳＴ２０〜ＳＴ２５までを一連動作として自動的に進行させるように形成してもよい。

ここに、磁極位置補正手段５０の一部を構成する磁極位置補正用情報生成出力手段５１は、特異運転状態の同期電動機２０をバランス運転状態に戻すための磁極位置補正用情報（Δθｃ等）を生成出力する手段で、この実施の形態では、データテーブル検索算出方式とされ、第１のメモリ４２θと第１の選択生成出力手段６１（４１，４２）とから形成されている。

第１のメモリ４２θは、図４に示す如く、磁極位置補正用情報を記憶する。この磁極位置補正用情報は、回転方向、入力電力、制御上の磁極位置の補正方向および磁極位置補正量Δθｃから形成されている。最終的には補正方向（＋または−）付の磁極位置補正量Δθｃとして出力される。この実施形態における磁極位置補正用情報は、プレス高速運転を促進するために好適なｄ軸電流を負の値に制御する弱め界磁制御運転中の同期電動機２０に対する値とされている。

磁極位置補正量Δθｃは、予め設定した磁極位置情報θｓの大きさに対応させた値（θｃ）として記憶されている。図４では、大きさを４段階に分けかつ小さい順に設定された磁極位置情報（θｓｊ〜、θｓｋ〜、θｓｌ〜、θｓｍ〜）に対応させ、磁極位置補正量（磁極位置補正用情報の一部）を小さい順（Δθｃｊ、Δθｃｋ、Δθｃｌ、Δθｃｍ）に記憶してある。各値は、表示部４５で確認しつつ操作部４４を用いて設定変更することができる。

設定された磁極位置情報（設定基準値）θｓに対する磁極位置補正量Δθｃは、図４の太い縦線の左側に記憶された磁極位置補正用情報（回転方向、入力電力、制御上の磁極位置の補正方向）のいずれの組合せでも適応される。この磁極位置補正用情報は、図１５に示す原則に準じる。

また、最小である設定磁極位置情報θｓｊの値は、検出された磁極位置情報θｄａ，θｄｂの値が当該情報θｓｊの値以上である場合は特異運転状態（回生動作状態）と認めるべきとする大きさに設定される。その値は、バランス運転状態から逸脱すると認める限りにおいて、ゼロ（０）に近い値としてもよい。

なお、回転方向、入力電力および制御上の磁極位置の補正方向の組合せによって、磁極位置補正量Δθｃを変えるように設定記憶しておいても実施することができる。

第１の選択生成出力手段６１は、第１のメモリ４２θを参照して運転中の同期電動機（例えば、２０Ａ）の磁極位置検出器２３Ａで検出された磁極位置情報に対応する磁極位置補正用情報を選択生成しかつ当該同期電動機２０Ａの磁極位置補正用情報として出力する。図４において、検出磁極位置情報（検出磁極位置θｄａ）が設定記憶された磁極位置情報（例えば、θｓｊ以上でθｓｋ未満）である場合は、磁極位置補正用情報（補正量Δθｃｊ）が選択生成される。

運転状態判別手段５３（４１，４２）は、特異運転状態にある同期電動機２０があるか否かを判別する。この実施の形態では、回生動作状態中の同期電動機２０を特異運転状態にある同期電動機２０と判別可能に形成されている。つまり、回生動作状態有無確認手段相当を形成する。

具体的には、運転状態判別手段５３は、同期電動機（例えば、２０Ａ）について測定（検出）した入力電力Ｐａを参照して回生動作状態であるか否かを判別（図６のＳＴ２０、ＳＴ２１）する。検出入力電力Ｐａが不揮発性メモリ４２に予め設定されたマイナスの基準電力値に比較してマイナスでかつその絶対値が大きい場合に回生動作状態であると判別する（ＳＴ２１）。

電力測定（検出）は、同期電動機２０Ａに電力を供給する各々独立した３相交流電源１１Ａと、整流器１２Ａとの間の電力を測定する。なお、インバータ３５Ａの直流入力電力や交流出力電力、あるいは各同期電動機２０Ａの軸出力を量ることで測定するようにしてもよい。他の同期電動機２０Ｂについても同様である。

この実施の形態では、インバータ３５Ａの出力電路に設けた図３（図２では図示省略）に示す電力測定器３８Ａで測定する。電流検出器３７Ａと図示しない電圧検出器とを用いて電力測定するようにしてもよい。

磁極位置補正制御手段５５は、運転状態判別手段５３により特異運転状態（回生動作状態）であると判別された同期電動機（例えば、２０Ａ）に対して磁極位置補正用情報生成出力手段５１で生成出力された磁極位置補正用情報を用いて磁極位置検出器２３Ａで検出された磁極位置（θｄａ）を補正する（ＳＴ２４）。

具体的には、検出磁極位置（θｄａ）が属する設定磁極位置（例えば、θｓｋ〜）に対応する補正量Δθｃｋを選択生成して出力させ、この磁極位置補正用情報（補正量Δθｃｋ）を磁極位置補正演算器２５Ａに入力する。すると、磁極位置補正演算器２５Ａが補正実行（演算）しかつ補正後の磁極位置補正用情報（θｃａ）を出力する。

選択生成出力された磁極位置補正用情報（補正量Δθｃｋ等）は、補正量記憶制御手段６３（４１，４２）により不揮発性メモリ４２に記憶される。その後の運転において利用可能とするためである。

その後、ＳＴ２０に戻り、再び特異運転状態（回生動作状態）の同期電動機２０がある場合（ＳＴ２０、ＳＴ２１）は、ＳＴ２２〜ＳＴ２５を実行する。全ての同期電動機２０Ａ，２０Ｂがバランス運転（正常運転）状態に戻る（ＳＴ２１でＮＯ）と、当該一連制御は終了する。

かかる構成の実施形態の場合、運転正常化指令を発すると、磁極位置補正量リセット手段４８Ｒ（４１，４２）が、各磁極位置補正演算器２５Ａ，２５Ｂに入力する補正量Δθｃａ，Δθｃｂをゼロ（０）リセットする（図５のＳＴ１０）。なお、Δθｃａ，Δθｃｂの初期値は、ゼロ（０）に近い値でもよい。

引き続き、弱め界磁制御指令手段４８Ｙ（４１，４２）が速度指令Ｎ^※を駆動制御装置３０（３１）に出力し、２台の同期電動機２０Ａ，２０Ｂを同一のトルク指令Ｔ^※で弱め界磁制御（ほぼ無負荷運転）を実施させる（ＳＴ１１）。

また、運転状態戻し実行指令を発すると、入力電力測定制御手段５２（４１，４２）が入力電力Ｐｉを測定する（図６のＳＴ２０）。運転状態判別手段５３（４１，４２）が回生動作中の同期電動機（例えば、２０Ａ）を特異運転状態と判別する（ＳＴ２１でＹＥＳ）。引き続き、磁極位置情報検出制御手段５４（４１，４２）が当該同期電動機のエンコーダ２３Ａの出力から磁極位置情報θｄａを検出する（ＳＴ２２）。その後、磁極位置補正用情報生成出力手段５１（４１，４２）が、図４の第１のメモリ４２θを参照して、検出磁極位置情報θｄａが属する設定磁極位置情報（θｃｋ〜）を探し出しかつこれに対応する磁極位置補正量Δθｃｋを生成出力する（ＳＴ２３）。

かくして、磁極位置補正制御手段５５（４１，４２）が、磁極位置補正演算器２５Ａに補正量Δθｃｋを入力し検出磁極位置情報θｄａを補正する（ＳＴ２４）。磁極位置補正演算器２５Ａから補正後の磁極位置情報θｃａが出力される。これにより特異運転状態をバランス運転状態に戻すことができる。その後に、磁極位置補正用情報記憶制御手段６３（４１，４２）が働く（ＳＴ２５）。

しかして、第１の実施の形態によれば、すべての同期電動機２０を監視して特異運転状態にある同期電動機２０があると判別した場合に当該磁極位置（θｄａ）を補正することによりバランス運転状態に戻し制御可能に形成されているので、２台の同期電動機２０Ａ，２０Ｂの発生トルクをほぼ同一としつつ効率的で円滑な運転を行える。

また、２台の同期電動機２０Ａ，２０Ｂを同一のトルク指令Ｔ^※に基づき駆動制御可能で、運転状態判別手段５３により特異運転状態と判別された同期電動機２０Ａに対して磁極位置補正用情報生成出力手段５１で生成出力された磁極位置補正用情報（Δθｃｋ）を用いて磁極位置検出器（２３Ａ）で検出された磁極位置を補正可能に形成されているので、具現化が容易である。しかも、低コストかつ構造簡単で、取扱いも容易である。

さらに、従来の個別的補正方法を利用した場合の不都合（１台目の磁極位置を補正するとトルク指令が変化してしまう。複数台を調整するに大きな手間と時間が掛かる。）を一掃することができる。

さらに、従来の個別的補正方法を導入しただけでは、複数台同期電動機２０を同一のトルク指令Ｔ^※で弱め界磁制御を実施して運転する場合において、同期電動機２０の磁極位置がずれていてかつ負荷が小さいとき、ある同期電動機２０が電力の力行成分を多くとると、機械出力は一定のために、残りの同期電動機２０は回生を行うことによって機械出力を同一に保持しようとする。つまり、磁極位置がずれていることにより、個々の同期電動機２０の回生動作や力行が強まる動作をすることがあった。特に回生動作の場合は、同期電動機２０に電力を供給している電力変換器の直流電圧が上昇してしまうという問題があったが、本発明ではこのような問題を完全に解決できる。

なお、以上では入力電力（Ｐａ）を参照して回生動作状態であるか否かを判別可能に形成された場合について説明したが、運転状態判別手段５３は同期電動機２０に対応する電力変換器（インバータ３５）の直流電圧を参照して回生動作状態であるか否か判別可能に形成してもよい。

すなわち、回生機能付整流器１２の回生機能を働かせないように選択されていた場合、または回生機能付でない整流器１２の場合において、電力が回生しているときは、整流器１２の直流電圧が上昇するので、各々独立した整流器１２とインバータ３５との間の直流電圧を測定し、測定した直流電圧が所定値より上昇したか否かで場合分けをする。つまり、上昇する直流電圧がある場合は、回生動作状態であると判別する。このようにすれば、直流電圧のみを測定する機器を用意すればよく、入力電力を測定する場合に比べて簡単な構成で磁極位置補正を行うことが可能となる。

（実施例２）
磁極位置補正量Δθｃを予め設定した回生電力Ｐｓの大きに対応させた値（θｃ）として記憶させた場合である。つまり、図４において、大きさを４段階に分けかつ小さい順に設定された回生電力（Ｐｓｊ〜、Ｐｓｋ〜、Ｐｓｌ〜、Ｐｓｍ〜）に対応させ、磁極位置補正量を小さい順（Δθｃｊ、Δθｃｋ、Δθｃｌ、Δθｃｍ）に記憶する。この場合、図６のＳＴ２２では実施例１の場合の磁極位置情報θｄに代えて回生電力Ｐｄを検出するように形成すればよい。

しかして、この実施例２の場合も実施例１の場合と同様な作用効果を奏することができる。しかも、磁極位置補正量Δθｃを特異運転状態（回生電力の大きさ）に応じたものとされているので、技術的に明快であり理解し易い。

なお、複数台の同期電動機２０で駆動制御される負荷（機械）がプレス機械１（クランク軸３）の場合は、エンコーダ２３がプレス監視・制御上の必須構成として付帯されているので、第１実施例のようにすれば計測・測定器の経済的負担が小さい。

（実施例３）
磁極位置補正量Δθｃを予め設定した直流電圧Ｖｓの高さ（大き）に対応させた値（θｃ）として記憶させた場合である。つまり、図４において、大きさを４段階に分けかつ小さい順に設定された直流電圧（Ｖｓｊ〜、Ｖｓｋ〜、Ｖｓｌ〜、Ｖｓｍ〜）に対応させ、磁極位置補正量を小さい順（Δθｃｊ、Δθｃｋ、Δθｃｌ、Δθｃｍ）に記憶する。この場合、図６のＳＴ２２では実施例１（２）の場合の磁極位置情報θｄ（Ｐｓ）に代えてインバータ３５の直流電圧Ｖｄを検出するように形成すればよい。

しかして、この実施例３の場合も実施例１（２）の場合と同様な作用効果を奏することができる。しかも、実施例２の場合に比較して計測・測定器の経済的負担を軽減できる。

（第２の実施の形態）
この実施の形態は、図７、図８に示される。基本的構成・機能は第１の実施形態の場合（図１、図２、図３、図５）と同様であるが、運転状態判別手段５３がピーク電力差分算出手段７１とピーク電力値超え判別手段７２とを含み、電力監視により運転状態を判別可能に形成されている。

（実施例１）
図７において、弱め界磁制御（図５）によるプレス運転中において、運転状態戻し実行指令を発すると、入力電力測定制御手段５２（４１，４２）が、電力測定器３８Ａ，３８Ｂからの信号を読込み各同期電動機２０Ａ，２０Ｂのほぼ無負荷時の入力電力Ｐｄａ，Ｐｄｂを測定（検出）する（ＳＴ３０）。測定値はメモリ４３に一時記憶される。

ピーク電力差分算出手段７１（４１，４２）は、同期電動機２０について検出された入力電力Ｐｄの中の最大値Ｐｍａｘと最小値Ｐｍｉｎとのピーク電力差分ΔＰｍｍ（＝Ｐｍａｘ―Ｐｍｉｎ）を算出（ＳＴ３２）する。最小値Ｐｍｉｎはマイナスの値となる場合もある。

ピーク電力値超え判別手段７２（４１，４２）は、算出されたピーク電力差分ΔＰｍｍが読み出した設定ピーク電力値Ｐｓｚを超えているか否かを判別（ＳＴ３３，ＳＴ３４）する。このピーク電力値Ｐｓｚは、予め不揮発性メモリ４２に設定記憶されている。

ここに、運転状態判別手段５３（７１，７２）は、算出ピーク電力差分ΔＰｍｍが設定ピーク電力値Ｐｓｚを超えていると判別された場合に特異運転状態の同期電動機２０があると判別する（ＳＴ３４でＹＥＳ）。つまり、個々の磁極位置（θｄ）を監視するのでなく、大局的な観点からシステム全体の電力監視によりバランス運転状態を逸脱する特異運転状態（回生動作あるいは強め力行動作）であるか否かを判別する。

なお、磁極位置補正用情報生成出力手段５１（４２θ，６１）は、基本的に第１の実施形態の場合と同様な構成・機能であるが、第１のメモリ４２θには図８に示す如く磁極位置補正用情報の中に回生動作のみならず力行動作についても設定記憶させてある。

つまり、複数台同期電動機２０の入力電力Ｐｄが、回生動作時のみならず、すべて力行動作であるときでも、入力電力Ｐｄのアンバランス（つまり、特異運転状態である。）と認定し、磁極位置補正を利用してバランス運転状態に復帰可能に形成されている。

なお、磁極位置情報検出制御手段５４、磁極位置補正用情報生成出力手段５１、磁極位置補正制御手段５５および磁極位置補正用情報記憶制御手段６３に関する動作（図７のＳＴ３５〜ＳＴ３８）は、第１の実施形態の場合（図６のＳＴ２２〜ＳＴ２５）と同じなので説明は省略する。

しかして、この実施の形態によれば、第１の実施形態の場合と同様な作用効果を奏することができることはもとより、さらに、広範囲の特異運転状態すなわち回生動作のみならず強い力行動作中の同期電動機２０についても正確に判別してバランス運転状態に戻すことができる。

（実施例２）
磁極位置補正量Δθｃを予め設定したピーク電力差分ΔＰｓの大きさに対応させた値（θｃ）として記憶させた場合である。つまり、図８において、大きさを４段階に分けかつ小さい順に設定されたピーク電力差分（ΔＰｓｊ〜、ΔＰｓｋ〜、ΔＰｓｌ〜、ΔＰｓｍ〜）に対応させ、磁極位置補正量を小さい順（Δθｃｊ、Δθｃｋ、Δθｃｌ、Δθｃｍ）に記憶する。この実施例２の場合、ピーク電力差分ΔＰｓは図７のＳＴ３２で算出されているのでＳＴ３５は削除する。

また、ＳＴ３７では、測定最大値Ｐｍａｘの大きさを下げ、測定最小値Ｐｍｉｎの大きさを上げるように補正制御される。このとき、測定した電力値Ｐｄが最大となる同期電動機２０の磁極位置補正量Δθｃと最小となる同期電動機２０の磁極位置補正量Δθｃは絶対値が等しく符号は逆である。

しかして、この実施例２の場合も実施例１の場合と同様な作用効果を奏することができる。しかも、磁極位置補正量Δθｃを特異運転状態（ピーク電力差分の大きさ）に応じたものとされているので、回生動作および力行動作に対する適応性が広い。

（第３の実施の形態）
この実施の形態は、図９、図１０に示される。基本的な構成・機能が第１の実施形態の場合（図１、図２、図３、図５）と同様であるが、運転状態判別手段５３が、ピーク電力差分算出手段７１とピーク電力値超え判別手段７２と平均値算出手段７３と個別電力差分算出手段７４と個別電力値超え判別手段７５とを含み、算出された個別電力差分が設定個別電力値を超えている場合に特異運転状態であると判別可能に形成され、さらに磁極位置補正用情報生成出力手段５１が第２のメモリ４２Ｐと第２の選択生成出力手段６２とから形成されている。

すなわち、この実施の形態は、ピーク電力差分評価方式の第２の実施形態と比較すれば、運転状態判別手段５３が個別電力差分評価方式とされ、磁極位置補正用情報生成出力手段５１が設定個別電力値との比較において磁極位置補正用情報を選択生成出力可能に形成されている。

なお、入力電力測定制御手段５２、ピーク電力差分算出手段７１、ピーク電力値超え判別手段７２は、第２の実施形態の場合（図７のＳＴ３０〜ＳＴ３４）と同じであるから、図９のＳＴ４０〜ＳＴ４４については、説明を省く。

平均値算出手段７３（４１，４２）は、算出ピーク電力差分ΔＰｍｍが設定ピーク電力値Ｐｓｚを超えていると判別された場合（図９のＳＴ４４でＹＥＳ）に、各同期電動機２０について検出された全ての入力電力Ｐｄの平均値Ｐｈを算出する（ＳＴ４５）。

個別電力差分算出手段７４（４１，４２）は、算出された平均値Ｐｈと各同期電動機２０の検出入力電力Ｐｄとの個別電力差分ΔＰｈｄを算出する（ＳＴ４６）。

個別電力値超え判別手段７５（４１，４２）は、算出された個別電力差分ΔＰｈｄが設定個別電力値Ｐｓを超えている場合に特異運転状態の同期電動機２０があると判別（ＳＴ４７）する。すなわち、超えている同期電動機２０を特異運転状態にある同期電動機２０とし、超えていない同期電動機２０をバランス運転状態にある同期電動機２０として記憶しておく。

次に、第２のメモリ４２Ｐは、図１０に示す如く、磁極位置補正用情報を構成する磁極位置補正量Δθｃを設定された個別電力値Ｐｓに対応させて記憶してある。すなわち、大きさを４段階に分けた小さい順の設定個別電力値Ｐｓ（Ｐｓｊ〜、Ｐｓｋ〜、Ｐｓｌ〜、Ｐｓｍ〜）に対応させ、磁極位置補正量（磁極位置補正用情報の一部）を小さい値の順（Δθｃｊ、Δθｃｋ、Δθｃｌ、Δθｃｍ）に記憶してある。各値は、表示部４５で確認しつつ操作部４４を用いて設定変更することができる。

第２の選択生成出力手段６２（４１，４２）は、第２のメモリ４２Ｐを参照して個別電力差分算出手段７４により算出された個別電力差分ΔＰｈｄが設定記憶された個別電力値（例えば、Ｐｓｍ〜）に属するときに、当該設定個別電力値（例えば、Ｐｓｍ〜）対応する磁極位置補正用情報（磁極位置補正量Δθｃｍ）を選択生成しかつ当該同期電動機２０の磁極位置補正用情報として出力する。つまり、算出平均値Ｐｈとの差が大きく超えたものは、小さく超えたものよりもその同期電動機２０の補正量Δθｃの絶対値を大きくする。これは、同期電動機２０の台数が３台以上の場合に特に有効である。

その後、磁極位置補正制御手段５５が働き、特異運転状態であると判別された同期電動機（例えば、２０Ａ）に対して当該磁極位置（θｄａ）を補正する（ＳＴ４９）。磁極位置補正用情報（補正量Δθｃｍ等）は、補正量記憶制御手段６３により不揮発性メモリ４２に記憶される。

そして、ＳＴ４０（〜ＳＴ４４）に戻り、ピーク電力差分ΔＰｍｍがピーク電力値Ｐｓｚを超えている場合（ＳＴ４４でＹＥＳ）は、ＳＴ４５〜ＳＴ５０を実行する。ピーク電力差分ΔＰｍｍがピーク電力値Ｐｓｚを超えていない場合（ＳＴ４４でＮＯ）は、全ての同期電動機２０がバランス運転（正常運転）状態であるから、当該一連制御は終了する。

しかして、この実施の形態によれば、第２の実施形態の場合に比較して、同期電動機２０ごとの運転状態（回生動作状態や強い力行動作状態）を一段と正確に判別できる。

（第４の実施の形態）
この実施の形態は、図１１、図１２に示される。基本的構成・機能は第１の実施形態（図１、図２、図３、図５）の場合と同様であるが、磁極位置補正用情報生成出力手段５１が運転中の同期電動機２０について検出された入力電力Ｐｄ（＝Ｐｉｎ）に基づき当該同期電動機２０に流れる実際のｑ軸電流、設定された制御上のｄ軸電流およびｑ軸電流を用いて磁極位置補正用情報を生成出力可能に形成されている。

すなわち、磁極位置補正用情報生成出力手段５１は、トルク算出手段８１（４１，４２）とｑ軸電流算出手段８２（４１，４２）とずれ角算出手段８３（４１，４２）と補正角算出手段８４（４１，４２）とから形成されている。

以下に、ＣＣＷ運転で回生動作時について、補正角（補正量）Δθの算出法の詳細を述べる。

図１２の細線の矢印は、図１３の場合と同じく実際のｄ軸位置に対して制御上のｄ軸位置がφ（０＜φ＜π／２）進んでいるときの電流ベクトルの位置関係を表しており、矢印の方向は電流ベクトルの正方向である。また、磁極位置の補正方向の正方向はＣＣＷに等しい。

ここで、完全な無負荷であればトルク分電流ｉｑは流れないが、機械的に無負荷であっても、実際には僅かな負荷（機械損など）があるので、同期電動機２０としては僅かな軸出力が必要である。機械的な有負荷時はいうまでもない。

このため、図１２に示すように制御上のｄ軸巻線にｉｄｃが流れることに加えて、制御上のｑ軸巻線にｉｑｃが出る。これらを実際のｄ軸およびｑ軸上に直交分解すると、実際のｑ軸巻線に電流［ｉｑｃ×ｃｏｓφ＋ｉｄｃ×ｓｉｎφ］が流れる。すなわち、同期電動機２０に流れる実際のｑ軸電流をｉｑとすると、式（４）が成り立つ。
ｉｑ＝ｉｑｃ×ｃｏｓφ＋ｉｄｃ×ｓｉｎφ＝√（ｉｄｃ^２＋ｉｑｃ^２）×ｃｏｓ｛φ−ｔａｎ^−１（ｉｄｃ/ｉｑｃ）｝…式（４）

よって式（４）に基づく式（５）より、φを算出することができる。
φ＝ｃｏｓ^−１{ｉｑ/√（ｉｄｃ^２＋ｉｑｃ^２）}＋ｔａｎ^−１（ｉｄｃ/ｉｑｃ）…式（５）

ｉｄｃ、ｉｑｃは制御上のｄ、ｑ軸電流なので、これはベクトル制御演算を行うコントローラ（４０）内のメモリ（例えば、不揮発性メモリ４２）に格納されており、既知である。

一方、トルクＴの方程式は、実際のｄ軸電流ｉｄ、実際のｑ軸電流ｉｑ、極対数ｐ、速度起電力定数ｋｅ、直軸インダクタンスＬｄ、横軸インダクタンスＬｑを用いて以下の式（６）で与えられることが知られている。
Ｔ＝ｐ×（Ｌｄ−Ｌｑ）×ｉｄ×ｉｑ＋ｐ×ｋｅ×ｉｑ…式（６）

トルクＴの値は、まず、図１１のＳＴ６０で測定した同期電動機２０の入力電力Ｐｉｎから、損失を差し引いて電動機軸出力を求め、機械角速度で除して求める。すなわち、整流器１２の交流側で入力電力Ｐｉｎを測定した場合、Ｐｉｎから同期電動機２０の銅損Ｐｃ、同期電動機の鉄損Ｐｍ、回生機能付の整流器１２Ａ，１２Ｂやインバータ３５Ａ，３５Ｂの損失Ｐｔ等を差し引いて軸出力Ｐｏｕｔを求め、式（７）によって算出する。トルク算出手段８１（４１，４２）により実行される（ＳＴ６１）。
Ｔ＝Ｐｏｕｔ/ωｍ＝（Ｐｉｎ−Ｐｃ−Ｐｍ−Ｐｔ）/ωｍ…式（７）

ｐ、Ｌｄ、Ｌｑの値は、設計値や測定によって求めることができるので既知である。またｉｄの値は実際には測定できないが、φの値がごく小さく、弱め界磁制御を行っている場合は制御上のｄ軸電流ｉｄｃとほぼ等しくおいてよいと考えられる。これも既知である。よって、式（６）、式（７）より、ｉｑは式（８）で求められる。
ｉｑ＝（Ｐｉｎ−Ｐｃ−Ｐｍ−Ｐｔ）/｛ωｍ×［ｐ×（Ｌｄ−Ｌｑ）×ｉｄ＋ｐ×ｋ
ｅ］｝…式（８）

式（８）の演算は、ｑ軸電流算出手段８２（４１，４２）により実行される（ＳＴ６２）。

この式（８）で求めたｉｑと、ｉｄｃ、ｉｑｃの値を式（５）に代入し、磁極位置のずれ角φを求めることできる。よって、磁極位置補正量Δθｃは、式（９）より求めることができる。
Δθｃ＝―φ…式（９）

式（９）の演算は、ずれ角算出手段８３（４１，４２）により実行される（ＳＴ６３）。

ＣＣＷ運転で力行が強まる動作の時も式（５）をそのまま適応できる。これは式（１）と式（２）が同一の式で表現されていることに他ならない。さらに、ＣＷ運転時も、ｉｑｃの値が負になるだけなので、式（５）をそのまま適応できる。よって、いずれの場合も同じ手順で式（９）より補正角（補正量Δθｃ）を求めることができる。補正角算出手段８４（４１，４２）により実行される（ＳＴ６４）。各同期電動機２０について算出実行される。

すなわち、式（５）で算出されるφの符号が正ならば回生動作であり、負ならば力行が強まる動作であると言える。さらに、ＣＷ運転時は式（５）で算出されたφの符号が正ならば力行が強まる動作であり、負であれば回生動作となる。これらのことは、図１５の関係からいえる。

かくして、磁極位置補正制御手段５５は、磁極位置補正量Δθｃがゼロ（０）でない各同期電動機２０について当該各磁極位置補正量Δθｃを用いて補正（ＳＴ６５でＮＯ、ＳＴ６６）する。全ての同期電動機２０についての磁極位置補正量Δθｃがゼロ（０）である場合（ＳＴ６５でＹＥＳ）は、制御終了となる。

すなわち、複数台同期電動機２０の磁極位置の補正量Δθｃを具体的に決定することができる。また、第１の実施形態や第２の実施形態の方法は１回で補正できない場合に、補正作業を繰り返すことになるが、この方法は原理的に１回の試験で磁極位置補正量Δθｃを決定できる。

しかして、この第４の実施の形態によれば、ｄ軸電流を負の値に制御する弱め界磁制御運転時に同期電動機２０の電力を測定し、測定値Ｐｄと回転方向に基づいて磁極位置検出器（エンコーダ２３）の磁極位置補正をすることができるから、同期電動機２０ごとの運転状態（回生動作状態や強い力行動作状態）を一段と正確に判別でき、迅速にバランス運転状態に戻せる。

かかる運転正常化方法は、弱め界磁制御においてｄ軸電流を負の値に制御する方式だけでなく、ｄｑ軸電流ベクトル間の位相角を制御する方式でも同様に適用できる。

なお、第１、第２の実施の形態における磁極位置補正用情報生成出力手段５１を、この第４の実施の形態における磁極位置補正用情報生成出力手段５１に代えても本願発明は実施することができる。その際、第１、第２の実施の形態についての図６のＳＴ２２，ＳＴ２３、図７のＳＴ３５，ＳＴ３６を図１１のＳＴ６１〜６４に代えればよい。

以上の第１〜４の実施形態では、複数（２）台の同期電動機２０で駆動されるプレス機械１を例にとって説明したが、駆動対象（負荷）はプレス機械１に限ることなく、射出成形機、工作機械、建設機械、鉄鋼圧延機、車両、昇降機などに適用できるのは言うまでもない。

１ プレス機械
３ クランク軸
１０ 電源装置
１１ ３相交流電源
１２ 回生機能付の整流器
２０ 同期電動機
２３ エンコーダ
２５ 磁極位置補正演算器（磁極位置補正手段）
３０ 駆動制御装置
３１ 速度制御部
３２ 分担トルク指令部
３３ 軸電流制御部
３３１ ｄ、ｑ軸電流指令演算部
３３２ 静止した３相交流座標系から回転する直交２軸座標系に座標変換する座標変換部３３３ ｄ軸電流制御部
３３４ ｑ軸電流制御部
３３５ 回転する直交２軸座標系から静止した３相交流座標系に座標変換する座標変換部３４ ＰＷＭ変換部
３５ インバータ（電力変換器）
４０ 上位制御装置
４１ ＣＰＵ
４２ 記憶保持可能メモリ（第１のメモリ、第２のメモリ）
５０ 磁極位置補正手段
５１ 磁極位置補正用情報生成出力手段（磁極位置補正手段）
５３ 運転状態判別手段（磁極位置補正手段）
５５ 磁極位置補正制御手段（磁極位置補正手段）
６１ 第１の選択生成出力手段
６２ 第２の選択生成出力手段
７２ ピーク電力値超え判別手段
７３ 平均値算出手段
７４ 個別電力値超え判別手段
８１ トルク算出手段
８３ ずれ角算出手段

Claims (9)

1. 同一のトルク指令に基づき駆動制御可能に形成された複数台同期電動機の駆動制御方法であって、
   バランス運転状態から逸脱した特異運転状態にある同期電動機をバランス運転状態に戻すための磁極位置補正用情報として、ｄ軸電流を負の値に制御する弱め界磁運転中の同期電動機に対する値を記憶しておき、
   すべての同期電動機を監視して特異運転状態にある同期電動機があるか否か判別し、
   特異運転状態にあると判別された同期電動機に対して前記磁極位置補正用情報を用いて磁極位置検出器で検出された磁極位置を補正制御してバランス運転状態にする、複数台同期電動機の駆動制御方法。
2. 複数台の同期電動機を同一のトルク指令に基づき駆動制御可能に形成し、
   特異運転状態にある同期電動機をバランス運転状態に戻すための磁極位置補正用情報を生成出力可能な磁極位置補正用情報生成出力手段と、
   特異運転状態にある同期電動機があるか否かを判別する運転状態判別手段と、
   運転状態判別手段により特異運転状態にあると判別された同期電動機に対して磁極位置補正用情報生成出力手段で生成出力された磁極位置補正用情報を用いて磁極位置検出器で検出された磁極位置を補正する磁極位置補正制御手段を設けており、
   特異運転状態にある同期電動機をバランス運転状態に戻すための前記磁極位置補正情報がｄ軸電流を負の値に制御する弱め界磁運転中の同期電動機に対する値とした、複数台同期電動機の駆動制御装置。
3. 前記磁極位置補正用情報生成出力手段が、
   磁極位置情報に対応させた磁極位置補正用情報を記憶する第１のメモリと、
   第１のメモリを参照して運転中の同期電動機の当該磁極位置検出器で検出された検出磁極位置に対応する磁極位置補正用情報を選択生成しかつ当該同期電動機用の磁極位置補正
   用情報として出力する第１の選択生成出力手段とから形成されている、請求項２記載の複数台同期電動機の駆動制御装置。
4. 前記磁極位置補正用情報生成出力手段が、
   運転中の同期電動機について検出された入力電力に基づき当該同期電動機に流れる実際のｑ軸電流、設定された制御上のｄ軸電流およびｑ軸電流を用いて磁極位置補正用情報を生成出力可能に形成されている、請求項２記載の複数台同期電動機の駆動制御装置。
5. 複数台の同期電動機を同一のトルク指令に基づき駆動制御可能に形成し、
   特異運転状態にある同期電動機をバランス運転状態に戻すための磁極位置補正用情報を生成出力可能な磁極位置補正用情報生成出力手段と、
   特異運転状態にある同期電動機があるか否かを判別する運転状態判別手段と、
   運転状態判別手段により特異運転状態にあると判別された同期電動機に対して磁極位置補正用情報生成出力手段で生成出力された磁極位置補正用情報を用いて磁極位置検出器で検出された磁極位置を補正する磁極位置補正制御手段とを設けており、
   前記運転状態判別手段が、回生動作状態である同期電動機を特異運転状態にある同期電動機があると判別可能に形成されている複数台同期電動機の駆動制御装置。
6. 前記運転状態判別手段が、前記同期電動機について検出した入力電力を参照して回生動作状態であるか否かを判別可能に形成されている、請求項５記載の複数台同期電動機の駆動制御装置。
7. 前記運転状態判別手段が、前記同期電動機に対応する電力変換器の直流電圧を参照して回生動作状態であるか否か判別可能に形成されている、請求項５記載の複数台同期電動機の駆動制御装置。
8. 複数台の同期電動機を同一のトルク指令に基づき駆動制御可能に形成し、
   特異運転状態にある同期電動機をバランス運転状態に戻すための磁極位置補正用情報を生成出力可能な磁極位置補正用情報生成出力手段と、
   特異運転状態にある同期電動機があるか否かを判別する運転状態判別手段と、
   運転状態判別手段により特異運転状態にあると判別された同期電動機に対して磁極位置補正用情報生成出力手段で生成出力された磁極位置補正用情報を用いて磁極位置検出器で検出された磁極位置を補正する磁極位置補正制御手段とを設けており、
   前記運転状態判別手段が、前記同期電動機について検出された入力電力の中の最大値と最小値とのピーク電力差分を算出するピーク電力差分算出手段と、算出されたピーク電力差分が設定ピーク電力値を超えているか否かを判別するピーク電力値超え判別手段とを含み、ピーク電力差分が設定ピーク電力値を超えていると判別された場合に特異運転状態の同期電動機があると判別可能に形成されている複数台同期電動機の駆動制御装置。
9. 複数台の同期電動機を同一のトルク指令に基づき駆動制御可能に形成し、
   特異運転状態にある同期電動機をバランス運転状態に戻すための磁極位置補正用情報を生成出力可能な磁極位置補正用情報生成出力手段と、
   特異運転状態にある同期電動機があるか否かを判別する運転状態判別手段と、
   運転状態判別手段により特異運転状態にあると判別された同期電動機に対して磁極位置補正用情報生成出力手段で生成出力された磁極位置補正用情報を用いて磁極位置検出器で検出された磁極位置を補正する磁極位置補正制御手段とを設けており、
   前記運転状態判別手段が、前記同期電動機について検出された入力電力の中の最大値と最小値とのピーク電力差分を算出するピーク電力差分算出手段と、算出されたピーク電力差分が設定ピーク電力値を超えているか否かを判別するピーク電力値超え判別手段と、ピーク電力差分が設定ピーク電力値を超えていると判別された場合に各同期電動機について
   検出された全ての入力電力の平均値を算出する平均値算出手段と、算出された平均値と各同期電動機の検出入力電力との個別電力差分を算出する個別電力差分算出手段とを含み、算出された個別電力差分が設定個別電力値を超えている場合に特異運転状態の同期電動機があると判別可能に形成され、
   前記磁極位置補正用情報生成出力手段が、個別電力差分に対応させた磁極位置補正用情報を記憶する第２のメモリと、この第２のメモリを参照して個別電力差分算出手段により算出された個別電力差分の大きさに対応する磁極位置補正用情報を選択生成しかつ当該同期電動機用の磁極位置補正用情報として出力する第２の選択生成出力手段とから形成されている複数台同期電動機の駆動制御装置。

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