JP5449717B2 - 電動機の永久磁石ローターの、静止状態を含む速度および／または位置の連続推定方法、それを実施するデバイスおよびそのための融合モジュール - Google Patents

Description

本発明は、ブラシレス電動機の永久磁石ロータにおける、（電気）駆動速度および／または位置を推定するための処理手順に関する。これは特に、駆動制御回路での使用に適する。この処理手順のために多相電流測定を電動機で用い、これからロータの静止状態を含む全速度範囲において速度を連続的に推定する。高速度範囲については数学的電動機モデルを用い、そこでは、ステータ電流に影響を及ぼすロータ逆ＥＭＦ（起電力）の影響から、ロータ速度および／または位置、および適切なモデル速度値（および必要に応じて位置の値も）についての結論が生成される。ロータの静止状態を含む低い速度範囲については（例えば電圧の）注入処理手順を用い、ここでは導電ステータ巻線を試験信号源（例えばある搬送周波数を有するもの）に接続する。得られたステータ電流を、電動機の磁気構造における位置感知的異方性について評価および/またはフィルタリングし、これにより、ロータ速度および／または位置についての結論を得ることができ、および適切な注入速度を生成することができる。組合せ要素において、推定すべき駆動速度のために互いに補いつつモデル速度値と注入速度値を融合し、これにより対応して、推定された駆動速度が増加すると、注入速度値の影響または寄与がモデル速度値のそれに対して弱められる。さらに本発明は、独立請求項７、１３および１９のそれぞれの最初の部分または導入部分に記載された、この処理手順を実施するのに適した位置および／または速度推定器、融合モデルおよび電動機モデリングモジュールに関する。

ブラシレス電動機における永久磁石ロータの位置および速度の推定のために、オーストリアの専門誌である非特許文献１には、永久磁石同期電動機のＥＭＦまたは電圧モデルであって、公称速度の約１０％〜２０％より上の範囲における高速での電気的量から、例えば駆動制御用に必要な位置および速度情報の実時間推定が可能な前記モデルについての情報が提供されている。ロータ位置は、電流制御に影響しない、ステータ巻線に誘発された電圧に基づき推定される。これの基本的な考え方は、ステータの磁束鎖交空間ベクトルの変化を評価する測定技術を用いることである。電流信号を測定することにより、永久磁石ロータの永久磁石磁束鎖交数の変化を検出する。永久磁石ロータを有するブラシレス電動機、特に同期電動機における駆動位置および／または速度を推定するためのシステムであって、第１段落に挙げられているものとほぼ同じ種類のものは、非特許文献２から知られている。この文献によれば、ロータの位置および／または速度は同様に、電動機のＥＭＦ−電圧モデルを用いて決定される。

しかし、オーストリアの専門誌に引用された文献からの説明によれば、ロータの逆ＥＭＦは、電圧またはロータの逆ＥＭＦがまだ十分に高い、上に挙げた高速度範囲のみに対して検出および評価される。したがって公称速度の約１０％〜２０％より下の低速度範囲については、オーストリアの専門誌からの上記の引用において、ロータ設定に依存した変動する磁気導電性を開発することが示唆されており、これは第一に、電動機ステータの歯（teeth）の、およびまたヨークの磁気飽和の結果によるものであって、高い局所磁束密度と、同時にまたは代替的に、幾何学的に生成された軸性を介したリラクタンス効果から生じるものである。A. Consoliによる特許文献１は主に同じ方向を行き、界磁に依存したベクトル制御つきの電動機の磁気構造における、天然のまたは誘発された異方性を検出および評価することを示唆している。非特許文献３の図４において、永久磁石ロータの位置および／または速度を評価するための、低速度範囲における磁気異方性を検出および評価する制御構造が示唆されている。この文献によれば、ある搬送周波数の高周波数試験信号をステータ電流に注入または重ね合わせて、ロータ位置を、バンドパスと追跡レギュレータ付きの復調器を用いて決定する。

一般に技術の世界では、高周波数試験信号のステータ電流への注入に伴う磁気異方性に基づいてロータ速度および位置を検出する技術は、高速度範囲に対しては適切ではなく、望ましくないことが認識されており、これについては、例えば、非特許文献４およびJ. Quirionによる特許文献２を参照のこと。したがって、非特許文献４では、２つの技術を組み合わせること、すなわち、誘発されたロータ逆ＥＭＦを介してロータ位置および速度を検出する電動機−電圧モデルと、試験信号のステータ電流へのＨＦ注入と磁気異方性の検出を組み合わせて、全速度範囲を連続してカバーすることが示唆されており、これについては、引用の非特許文献４の図３などを参照のこと。これによれば、その図３により、「クロスオーバー組合せアルゴリズム（Cross over merging algorithm）」ブロックはその入力側で、磁気異方性用の「突極性追跡オブザーバー（Saliency tracking observer）」とロータ逆ＥＭＦ用の「状態フィルタオブザーバー（state filter observer）」の両方に結合される。出力側では、ロータ位置および速度について生成された値が出力される。

オーストリア専門誌からの非特許文献１による上記の引用において、その図６に、一方で対応するＥＭＦモデルを介したロータ逆ＥＭＦからのロータ位置測定と、もう一方で磁気異方性に関連する電動機のインダクタンスパラメータを用いることの組合せについて、より詳細な記述がなされている。２つの評価法から得た速度および位置の値を、加法の様式で互いに結合して、状態モデルに適用する。

第１段落で挙げたものとほぼ同じ種類の処理手順およびシステムが、Jean Quirionによる特許文献２に記載されている。これによれば、ロータ逆ＥＭＦ用の電圧−電動機モデルからの検出結果を、電動機の磁気構造における異方性のための高周波数注入プロセスの検出結果と、組み合わせるかまたは「融合する」。融合アルゴリズムは、効果のあるものに特定され（特許文献２の図６および図８を参照）、そのため、電動機モデルおよび注入処理手順の両方による決定手順からのデータが、合計要素において全速度範囲で互いに連続的に差し引きされて、誤差信号または偏差信号を形成する。偏差は、続くＰＩコントローラと、ほぼＰＬＬ回路の１種類毎に各積分でただ１つ得られる位置の値の反結合とを介して、安定化される。速度の増加のために、ＨＦ信号の注入を抑制することが示唆されている。この方法により、特に可聴ノイズが抑制される。増加する速度におけるＨＦ注入の抑制との関連で、より多くロータ逆ＥＭＦに基づき、より少なくＨＦ注入処理手順に基づいて動作する融合アルゴリズムの作用について記載されている。さらに、ステータ電流においてＨＦ注入励起を「次第に弱める」ことが示唆されている。
米国特許第7,180,262号明細書 米国特許第7,026,772号明細書 M. Schroedl and E. Robeischl: "Controlled Drives" in Elektrotechnik und Informationstechnik, no. 2, 2000, pp. 103-112 S. M. Abu-Sharkh and V. Barinberg: "A new approach to rotor position estimation for a PM brushless motor drive" in Mediterranean Electrotechnical Conference 1998, pp. 1199-1203 O. C. Ferreira and R. Kennel: "Encoderless control of industrial servo drives" in 12th International Power Electronics and Motion Control Conference, August, 2006, pp. 1962-1967 Roman Filka and Peter Balazovic: "Sensorless Control of IPMSM Seamlessly Covering Entire Speed Range without Rotor Position Sensor" in Power Electronics Intelligent Motion, Power Quality. Proceedings of the International Conference (PCIM 2006) May 30 to June 1, 2006, Nurnberg

本発明の基礎となる課題は、試験信号のステータ電流への注入および、電動機の速度の増加に伴う磁気異方性の評価を介して得られる、速度値の影響を、より効果的に抑制することである。これを解決するために、請求項１に示す推定処理手順、請求項７に示す推定器、請求項１３に示す融合モデル、および請求項１９に示す機械モデリングモジュールについて言及する。本発明の任意の有利なさらなる態様は、従属請求項から収集される。

本発明により、速度値は、それらが組合せ要素においてモデル速度値と融合可能となる前に、速度の増加と共に絶対値において減少する重み付け係数を好ましくは生成する重み付け関数と結合され、ステータコンジットに接続された試験信号源がまだ活性化されているか抑制されているかに関わらず、高速度範囲における出力値を抑制し抑えることができる。したがって注入プロセスが、専門分野で記載されている多くの不利益を伴う高速度において、信頼性高く抑制される。

本発明により得ることができる他の利点は、低速度範囲において、モデル速度値および注入速度値を、一方で電動機モデルから、および他方で注入処理手順から、安定化する様式で補足できることである。１００％まで増加した重み付けにより、注入速度値を融合部に挿入することができ、これにより、これと平行して、モデル速度値を駆動速度の推定に入れる。低速度範囲において、注入プロセスは良好な信号をもたらし、これは電動機モデルの出力をさらに補足するが、これは特に、電動機モデルからの信号が速度値の低下と共に劣化するからである。それでも低速度範囲でもまた、電動機モデルからの速度値は、駆動速度および位置の計算全体に、減少した程度であるとしても、必要に応じて寄与し続ける。

注入速度値を弱めるための重み付け係数の生成のために、本発明の有利な態様により、絶対値形成関数を用いる。この概念のさらなる任意の態様において、絶対値形成関数の曲線は、引数（ここでは、速度）の量の増加に伴って減少する。低下は線形であるのが適切である。

本発明のさらなる態様により、重み付けまたは絶対値形成関数は、プリセット限界速度から開始して、重み付け係数が合計ゼロとなるか、または注入速度値の計算全体への寄与が完全に抑制されるように構成される。適切であるのは、選択された限界速度が、回転電動機の公称速度の３〜１０％の範囲である。かかる限界速度またはｒ．ｐ．ｍはまた、ステータ巻線からの試験信号源をオフに切り換えるための信号としても用いることができる。これにより、駆動速度の増加および、ステータ試験信号注入がオンに切り換えられるのに伴って増幅された様式で発生する外乱に対し、安全が強化される。さらに、注入電流によるオーム熱損失（ohmic heat loss）も避けられる。

本発明の任意の態様により、融合−組合せ要素を、合計または加算要素として適切に実装する。加算により、特に簡単な様式で、モデル速度値および注入速度値は相補的な相互作用を獲得する。ロータ逆ＥＭＦがそれ自体弱くなりすぎる低速度において、モデル速度値を介して、それらは注入速度値を安定化することにまだ寄与することができ、これは、低速度範囲では、速度を推定するための主要な基盤を形成する。

高周波外乱シェアを抑制するために-、本発明のさらなる有利な態様は、推定駆動速度値用の組合せ要素の出力を、ＰＴ_１またはローパス特性によりフィルタリングすることからなる。１００Ｈｚまたは１〜２ミリ秒の時定数は、実際、それ自体が適切なカットオフ周波数であることを証明した。

電流および電圧要求のｄ軸成分（直軸成分、direct component）およびｑ軸成分（直交軸または横軸成分、quadrature component）を、数学的電動機モデルに入力変数として入力することは、本発明の範囲内であり、これらはこれまでは、それぞれロータ関連ｄｑ基準系に変換されている。同様に、注入処理手順の一部として、ステータ電流のｄ軸およびｑ軸成分も、バンドパスフィルタ付きの適切な復調器に入力変数として入力することができ、これらもこれまではロータ関連ｄｑ基準系に変換されている。

本発明に特定的な融合モジュールにより、２つの電圧および注入追跡コントローラを提供し、これらは互いに独立して、動作は平行して、一方は数学的電動機モデルへ、および他方は注入処理手順へと割り当てられ、低速度において、モデル速度値は、組合せ要素における注入速度値に安定化の支援を提供することができ、ただし、弱いロータ逆ＥＭＦのために、これらはそれ自体それのみでは駆動速度値を提供するのに好適ではない。低速度範囲における速度推定の改善に向けた道が開かれており、これは、電動機モデルおよび注入処理手順に対して平行して動作する、２つのモデルおよび注入追跡コントローラに基づいて得ることができるものである。さらに任意の態様において、２つの追跡コントローラは、請求項１４の特徴ｃに対応して、組合せ要素におけるそれらのそれぞれの出力を介して結合される。

本発明に基づくさらなる詳細事項、特徴、特徴の組合せ、利点および効果は、本発明の好ましい態様例の以下の明細から、および図から、収集することができる。

図１により、ブラシレス電動機のステータ１、例えば、永久磁石ロータ（図示されず）を有する同期電動機などのステータ１は、３相交流のパルス幅変調（ＰＷＭ）に基づいて動作する電力コンバータ２から電力供給される。電流調整のために、電流センサ４１、４２を介して、２相電流ｉ_１、ｉ_２がステータ１からアクセスまたは測定され、これは、３相／２相変換ユニット３において、ステータ関連αβ基準系にモデル化される。変換の過程で、ステータ電流α、βを表す２つのベクトル成分ｉ_α、ｉ_βが生成され、後に配置されている第２の座標変換ユニット４に出力される。これは、ステータ関連αβ基準系から、ロータ関連ｄｑ基準系への座標変換を行うように構成され、電流のｄ軸およびｑ軸ベクトル成分ｉ_ｄ、ｉ_ｑの出力を有する。これらの電流ベクトル成分は、注入された搬送角度周波数ω_ｃに対応する中心周波数を有するノッチフィルタ４ａへと伝送され、これについては以下の説明を参照のこと。これは、電流のｄ軸およびｑ軸ベクトル成分ｉ_ｄ、ｉ_ｑから、注入を通して現れた高周波成分をフィルタリングで取り除くよう機能する。ノッチフィルタ出力におけるステータ電流からの「もう汚れていない」電流ベクトル成分ｉ_ｄ−ｆ、ｉ_ｑ−ｆは、フィードバック値としてｄ軸およびｑ軸電流レギュレータＩ_ｄ、Ｉ_ｑへと送信され、指令値−フィードバック値が、対応するｄ軸およびｑ軸指令値ｉ_{ｄｓｏｌｌ}、ｉ_{ｑｓｏｌｌ}と比較される。専門分野においてそれ自体恒例として、ｄ軸電流プリセット指令値ｉ_{ｄｓｏｌｌ}はゼロに設定され、一方、ｑ軸電流レギュレータは、指令値ｉ_{ｑｓｏｌｌ}をその前に配置された速度レギュレータ５から受信する。これは、速度指令値ω_ｓｏｌｌを、電気的ローパスフィルタリングされた（ブロックＥを参照）速度ω_ｅｆについて融合モジュール６から出力された推定値と比較して進められる。さらに、融合モジュール６から推定電気的角度φ_ｅが出力され、第２変換ユニット４および、これに相補的な第３変換ユニット７へと送信される。第３変換ユニット７はさらに、電流レギュレータＩ_ｄ、Ｉ_ｑによりプリセットされたｄ軸およびｑ軸電圧ベクトル成分ｕ_ｄ、ｕ_ｑを受信し、これらをステータ関連αβ基準系に電圧要求ベクトル成分ｕ_α、ｕ_βとして再生産する。後者の電圧ベクトル成分は、後ろに配置された２相／３相変換ユニット８に受信され、該ユニット８は、電圧要求を、後に配置された電力変換器２の交流システムに対応する３相ｕ_１、ｕ_２、ｕ_３へと変換する。

図１によれば、電動機モデリングモジュール９は、融合モジュール６の前に配置される。これは、フィルタリングされた推定速度用の入力インターフェイス１０、ｄｑ基準系に測定されマッピングされ、ノッチフィルタリングされたｄ軸およびｑ軸電流ｉ_ｄ−ｆ、ｉ_ｑ−ｆ用の入力インターフェイス１１、およびｄｑ基準系のｄ軸およびｑ軸電圧要求ｕ_ｄ、ｕ_ｑ用の入力インターフェイス１２を有する。さらに、モデリングモジュール９は、ｄ軸電圧偏差Δｕ_ｄ用の第１出力インターフェイス１３、およびｑ軸電圧偏差Δｕ_ｑ用の第２出力インターフェイス１４を有する。

図１によれば、速度入力インターフェイス１０を介して電動機モデル９に送信された、フィルタリングされた推定速度ω_ｅｆは、複数の異なる比例要素で重み付けされ、これらの増幅は、ＥＭＦ定数Ｋ_Ｅ、電動機ｄ軸インダクタンスＬ_ｄおよび電動機ｑ軸インダクタンスＬ_ｑに対応する。さらに、入力速度ω_ｅｆは、制限要素Ｇにより重み付けされる。これは、注入処理手順に割り当てられた−ω_ｅ０〜＋ω_ｅ０の低い速度範囲の区間またはウィンドウの外側にある、したがって電動機モデルに割り当てられたより高い速度範囲に対する、電動機速度の符号関数を有する。電動機速度またはｒ．ｐ．ｍ．が非常に小さくなった場合、制限要素Ｇの好ましくは一定の勾配を有する部分では、正および負の符号の間での不安定な切換えが避けられる。制限要素Ｇはしたがって、注入処理手順に割り当てられた低速度の範囲において、電動機モデルからの連続した安定化の寄与を、速度推定全体に提供することに貢献する。

インダクタンス比例要素Ｌ_ｄ、Ｌ_ｑの出力はそれぞれ、別々に割り当てられた乗算要素Ｍ_ｄ、Ｍ_ｑに接続される。乗算要素Ｍ_ｄ、Ｍ_ｑの第２入力はそれぞれ、ノッチフィルタリングされたｄ軸またはｑ軸電流ｉ_ｄ−ｆ、ｉ_ｑ−ｆ用の、対応する２つの電流入力インターフェイス１１に結合される。乗算要素Ｍ_ｄ、Ｍ_ｑのそれぞれの出力は、それぞれ負の符号（Ｍ_ｄ）および正符号（Ｍ_ｑ）を有する、ｄ軸電圧またはｑ軸電圧合計要素Ｓ_ｄ、Ｓ_ｑに送信される。ｄ軸またはｑ軸電圧合計要素Ｓ_ｄ、Ｓ_ｑの第２入力の１つへ、電圧入力インターフェイス１２を介して、ｄ軸またはｑ軸電圧要求ｕ_ｄ、ｕ_ｑが、それぞれ正の符号と共に送信される。２つの電圧合計要素Ｓ_ｄ、Ｓ_ｑはそれぞれ、各々が負の符号を有する追加の負の入力を有し、これに、その前に配置され、電動機オーム抵抗（ohmic motor resistance）に対応する増幅ｒを有する２つの比例要素のそれぞれの出力が送信される。上で既に述べたように、２つのオーム比例要素ｒは、ノッチフィルタ４ａを通過した電流ベクトル成分ｉ_ｄ−ｆ、ｉ_ｑ−ｆを、電動機オーム抵抗で重み付けする。

図１によれば、制限要素Ｇは入力側において速度入力インターフェイス１０に、および出力側において符号乗算要素ＳＭ_ｄの第１入力に接続される。その第２入力は、ｄ軸電圧合計要素Ｓ_ｄの出力と通信し、符号乗算要素ＳＭ_ｄの出力は、電圧偏差のｄ軸ベクトル成分Δｕ_ｄ用の第１出力インターフェイス１３と連結する。この方法により、電動機のロータの方向を、位置推定誤差の計算に含むことができる。

図１によれば、電圧偏差のｑ軸ベクトル成分Δｕ_ｑの形態での速度推定誤差の計算において、ＥＭＦモーター定数は、対応する増幅により寸法が決められる比例要素１６を介して影響を有する。このために、入力側において、ＥＭＦ比例要素は速度入力インターフェイス１０に接続される。出力側において、ＥＭＦ比例要素１６は、ＥＭＦ合計要素のマイナス入力に接続され、これのプラス入力は、ｑ軸電圧合計要素Ｓ_ｑの出力と通信する。ＥＭＦ合計要素１７の出力は直接、モデリングモジュール９の第２またはｑ軸電圧偏差出力インターフェイス１４に行き、速度推定誤差をその後に配置された融合モジュール６へと出力する。

図１によれば、電動機モデル９はさらに、ｄ軸またはｑ軸インダクタンスＬ_ｄ、Ｌ_ｑをそれぞれの増幅係数として有する、インダクタンス比例要素Ａ、Ｄを含む。図が示すように、直列接続されたインダクタンス比例要素Ａに、追加の比例要素を前または後に配置することができ、これは、同一または類似寸法の比例要素２０に対応し、これは電動機モデル９に割り当てられたモデル追跡レギュレータ（下記参照）に組み入れられ、「位置レギュレーション要素」として解釈することができる。ノッチフィルタリングされたステータ電流のｄ軸ベクトル成分ｉ_ｄ−ｆに責任があるインダクタンス比例要素Ａの出力に、乗算要素Ｂが後に配置され、これの第２入力は、符号関数を基本的に充足する制限要素Ｇとして既に名づけられている要素の出力に接続され、これを通して、ロータの回転またはロータの直線動作の方向が含められる。乗算要素Ｂの出力は、インダクタンス合計要素２６のプラス入力に配置され、負の符号と共に提供されるこれの第２入力は、インダクタンス比例要素Ｄの出力に接続され、該要素Ｄは、フィルタリングされた電流ベクトルｑ軸成分ｉ_ｄ−ｆに責任を負い、電動機のｑ軸インダクタンスＬ_ｑを比例増幅として有する。インダクタンス合計要素２６の出力において得られる差の値は、後に割り当てられるかまたは配置されている比例要素Ｃで重み付けされ、該要素Ｃは、電動機特定的ＥＭＦ（電動機力）定数Ｋ_Ｅおよび時定数Ｔ_ωに従った寸法を有し、出力側においてインダクタンス電圧偏差Δｕ_Ｌ用の第３出力インターフェイス２７に接続される。

図１によれば、電動機モデル９の後に配置された融合モデル６は、同時に動作し互いに独立している２つの追跡レギュレータ、すなわち、第１モデル追跡レギュレータ３０および第２注入追跡レギュレータ３１を含む。モデル追跡レギュレータ３０は電動機モデル９に割り当てられ、注入追跡レギュレータ３１は下に記載する復調モジュール３２に割り当てられる。

図１によれば、モデル追跡レギュレータ３０は、モデリングモジュール９で計算される電圧偏差のｄ軸およびｑ軸ベクトル成分Δｕ_ｄ、Δｕ_ｑ用の２つの入力インターフェイス１８、１９を有する。ｄ軸ベクトル成分は位置推定誤差に対応し、ｑ軸ベクトル成分は速度推定誤差に対応する。ｄ軸電圧偏差Δｕ_ｄ用の入力インターフェイス１８は、比例要素２０に直接送信され、該要素２０は、比例増幅ｋｐによる寸法を有し、出力側において第１追跡合計要素２１のマイナス入力に接続される。そのプラス入力は、電圧追跡レギュレータ３０において内部的に直接、ｑ軸電圧偏差Δｕ_ｑ用の入力インターフェイスに接続される。合計結果は出力側において、比例部分なしで本発明にしたがって実装された第１積分要素２２に送信され、ＥＭＦ定数Ｋ_Ｅおよび時定数Ｔ_ωに基づいて決定される。時間に伴うｄ軸およびｑ軸電圧偏差の差の積分を実施する積分要素２２の出力は、第２追跡合計要素２９のプラス入力に送信される。この第２プラス入力は、モデル追跡レギュレータ３０の内部でその第３入力インターフェイス２８に接続される。後者は、モデリングモジュール９の第３出力インターフェイス２７または比例要素Ｃの出力に配置される。したがって、インダクタンス電圧偏差Δｕ_Ｌ（これは、電動機物理から要求される、電動機モデルにおける電流の内部差を置き換える）のためにモデリングモジュール９の出力インターフェイス２７で出力された値は、モデル追跡レギュレータ３０の第３入力インターフェイス２８に入力される。内部的に、モデル追跡レギュレータ３０の電圧偏差Δｕ_Ｌは、第２追跡レギュレータ２９の第２プラス入力に送信される。第２追跡合計要素の他のプラス入力へ、第１積分要素２２の出力が、同じように正の符号と共に割り当てられる。第２追跡合計要素の出力は、モデル追跡レギュレータ３０の出力インターフェイス２３へとつながる。

図１によれば、復調モジュール３２の入力インターフェイス３３、３４は、ノッチフィルタ４ａに、同じように第２座標変換ユニット４のロータ関連ベクトル成分ｉ_ｄ、ｉ_ｑ用の出力において、平行して隣接する。入力インターフェイス３３、３４は、バンドパスフィルタ３５に続いており、該フィルタの中心周波数は搬送角度周波数ω_ｃに相当する。この搬送角度周波数ω_ｃに基づき、注入信号源３６は動作または振動し、その出力３７を介して、増幅ｕ_０（例えば、搬送周波数１ｋＨｚで１００Ｖ）の試験信号が、ステータ電流ｉ_１、ｉ_２に注入される。注入は、乗算要素３８の入力を介して行われ、該要素３８の第２乗算入力は、ヒステリシス切換え要素３９に接続されている。これは、フィルタリングされた推定速度ω_ｅｆまでの感度を持って制御される。推定速度ω_ｅｆの量が、２つの限界周波数±ω_ｅ０の間に形成されたウィンドウ内にあれば、切換え要素は値１を乗算要素３８に発行し、注入信号源３６はその出力３７を介して、レギュレータ出力合計要素４０に切り換えられる。該要素４０は出力側において第３座標変換ユニット７のｄ軸電圧入力に接続されて、これにより、２つの変換ユニット７、８を介して、搬送角度周波数ω_ｃを有する適切でより高い周波数の試験信号が、電力変換器２を介してステータ１の電流回路に結合され、これには２つの電流センサー４１、４２を介して、第１変換ユニット３から再度アクセス可能である。フィルタリングされた推定駆動速度ω_ｅｆが、指定の速度ウィンドウ−ω_ｅ０〜＋ω_ｅ０の外側にある場合は、切換え要素のゼロ出力のために注入出力３７をレギュレータ合計ブロック４０に接続するという割り込みがなされ、これは、高周波搬送角度周波数ω_ｃに基づいて外乱を避けるために、より高い速度において適切である。

注入信号源３６の搬送角度周波数ω_ｃは既知であるため、復調モジュール３２により、バンドパスフィルタ３５とそのパス範囲はこの搬送角度周波数ω_ｃに調節できる。その結果バンドパスフィルタ３５の出力において、電流ベクトル成分ｉ_ｄ−ｃ、ｉ_ｑ−ｃが利用可能であり、これらは周波数シェアとして、基本的にレギュレータ出力合計点４０を介して格納された試験信号に対応する搬送角度周波数ω_ｃのみを含む。バンドパスフィルタによりフィルタリングされた電流ベクトルｑ軸成分ｉ_ｑｃは、磁気異方性に感度のある補正信号に相当し、ここでロータ位置についての情報が含まれる。さらなる詳細および理論的背景については、上に既に引用したO.C. Ferreira and R. Kennelによる「Encoderless control of…」の特に図３および図４に関連する記載を参照する。これによれば、トルクモーメントの発生に関連する電流／電圧ベクトルｑ軸成分ｉ_ｄ、ｕ_ｑへの不利な影響を避けるために、交流試験信号に対し、対応するレギュレータ出力からの電圧ベクトルｄ軸成分ｕ_ｄのみの搬送角度周波数ω_ｃを注入または重ねることが有利である。復調器３２において搬送周波数電流ｑ軸成分ｉ_ｑｃをフィルタリングして除いた後、これらは符号要素４３および乗算要素４４によって生じる、搬送周波数電流ｄ軸成分ｉ_ｄ＿ｃについて整流される。このために、搬送電流ベクトルのｄ軸成分ｉ_ｄ＿ｃは、バンドパスフィルタ３５から符号要素４３の入力へと送信される。その出力は、乗算入力へ接続される。乗算要素４４の他の乗算入力は、搬送電流のｑ軸成分用のバンドパス出力と接続される。乗算要素の出力は同時に、ｑ軸電流ｉ_ｑの復調された高周波シェアｉ_{ｑ＿ｄｅｍ}用の復調器４２の出力インターフェイス４５を形成する。

初めに挙げた引用において、Ferreira and Kennelは、図６に関連した１９６６ページにおいて、機械的負荷の増加に伴ってステータの基本電流が増加することを指摘している。この方法によると、注入追跡レギュレータ３１により検出される異方性のオリエンテーションがシフトして、角度誤差が生じるが、これは、ステータ電流ベクトルのｑ軸成分を通した飽和最大値の変位によるものであり、トルクの発生に関連する。しかし、かかる誤変位は、トルクを発生する負荷電流の単純な線形適合により補償することができる。このために、図１に誤差補正機能と共に示された比例要素ｋ_ｋｏｒ（ブロックＨ）が機能する。補正比例要素Ｈには、入力側において、ノッチフィルタにより精製されたステータｑ軸電流_ｑ＿ｆによって搬送回路周波数ω_ｃのシェアが供給され、比例要素Ｈの出力側では、電流感知的補償信号が利用可能である。ここで、負荷感知的誤差の効果を補償することができ、比例要素Ｈからの電流感知的補償信号が、入力合計要素４６のマイナス入力へと送信され、該要素４６のプラス入力は、変調器３２の出力インターフェイス４５に接続されている。

注入追跡レギュレータ３１に対して、入力合計ブロック４６は、復調されたｑ軸電流ｉ_{ｑ＿ｄｅｍ}についての第１入力ステーションまたは電流値入力インターフェイス４７を形成し、４８は、電流感知的補償信号についての入力インターフェイスを指定する。合計結果は、比例積分レギュレータＰＩの出力側にもたらされる。その出力は、注入追跡レギュレータ３１の出力インターフェイス４９を形成する。

図１によれば、融合モジュール６はまた、組合せデバイス５０を含み、該デバイスは２つの追跡レギュレータ３０、３１の出力インターフェイス２３、４９についての入力インターフェイスを有する。モデル追跡レギュレータ３０の出力インターフェイス２３は、融合合計ブロック５１のプラス入力に直接伝送される。注入追跡レギュレータ３１の出力インターフェイス４９は、融合合計部位５１の第２プラス入力に、重み付け乗算器５２を介して間接的に結合される。重み付け乗算器５２の重み付け入力は、絶対値形成要素Ｆの出力に接続される。指定の態様例によれば、これは、速度感知的屋根形状の特性曲線を有し、該曲線は、降下しておりそして量的に速度が増加するとそれぞれが低下または負の傾きを示す、２つの傾斜部分からなる。好ましくは互いに対称形の前記２つの部分は、コーナーにおいて速度０にて重み付け値「１」で合わさる。さらに、絶対値形成要素Ｆの特性線は２つのゼロ点を有し、これらは指定の２つの限界速度±ω_ｅ０に対応する。絶対値形成要素Ｆの入力におけるフィルタリングされた推定速度ω_ｅｆが、−ω_ｅ０から＋ω_ｅ０まで広がっている速度範囲の外側にある場合は、注入追跡レギュレータ３１の出力４９は「ゼロ」で重み付けされるか、またはマスクされる。それ以外の場合は、注入追跡レギュレータの出力４９は、決定された速度の量｜ω_ｅｆ｜がゼロに近づくにつれて、または駆動速度の量が小さくなるについて、より強く重み付けされる。速度値ゼロから２方向に降下する絶対値形成要素Ｆの速度感知的特性線が、これを提供する。その入力は、融合合計部位５１の出力から、好ましくは間に配置されたローパスフィルタまたはＰＴ_１要素Ｅを介して、間接的に供給され、これにより、融合合計部位５１の出力において決定された駆動速度ω_ｅから、フィルタリングされた推定駆動速度ω_ｅｆが生成される。駆動速度が限界速度量±ω_ｅ０より大きい場合は、注入追跡レギュレータ３１はその出力において適切な重み付けによりマスクされ、−ω_ｅ０から＋ω_ｅ０までの間の指定のウィンドウまたは間隔内の低速においては、モデル追跡レギュレータ３０は基本的にアクティブであり続けるか、またはその出力２３を通して融合合計部位５１に切り換える。この手段により、ロータ逆ＥＭＦがそれ自体ではロータを評価および推定するには弱すぎる低速においても、モデル追跡レギュレータは、注入追跡レギュレータ３１からの値を低速において適切に安定化および補足する寄与を提供し続ける。したがって、指定の速度間隔−ω_ｅ０から＋ω_ｅ０内の速度値について、精度が高められる。

さらに、組合せデバイス５０においては内部的に、融合合計部位５１の出力にて利用可能な推定駆動速度またはｒ．ｐ．ｍが第２積分要素２４に送信され、該要素２４は、電気的駆動位置または角度位置φ_ｅを、時間についての積分によりそれ自体知られた様式でこれから計算し、これを位置出力インターフフェイス５３を介して第２および第３座標変換ユニット４、７に発行し、これを通して、ステータ関連基準系とロータ関連基準系の間の制御が行われる。ローパスまたはＰＴ_１−要素にしたがって推定されフィルタリングされた駆動速度は、組合せデバイス５０または融合モジュール６の出力５４において、モデリングモジュール９（速度入力インターフェイス１０）および速度レギュレータ５への結合のフィードバックのために、利用可能である。

本発明に特定的な位置および速度推定システムを有する「センサなし」駆動コントローラの、ブロック図形態の模式図である。

符号の説明

１：ステータ
２：電力変換装置
３：３相／２相・ｕ−２相変換ユニット
４：第２座標変換ユニット
４ａ：ノッチフィルタ
ｉ_α、ｉ_β：ステータ関連αβ基準系におけるベクトル電流成分
ｉ_ｄ、ｉ_ｑ：ロータ関連ｄｑ基準系におけるベクトル電流成分
ｉ_{ｄｓｏｌｌ}、ｉ_{ｑｓｏｌｌ}：ｄ軸およびｑ軸電流の指令値
Ｉ_ｄ、Ｉ_ｑ：ｄ軸およびｑ軸電流レギュレータ
５：速度レギュレータ
６：融合モジュール
ω_ｓｏｌｌ：速度指令値
Ｅ：ローパス
ω_ｅｆ：フィルタリングされた推定速度
φ_ｅ：推定電気的角度位置

７：第３座標変換ユニット
ｕ_ｄ、ｕ_ｑ：ｄ軸およびｑ軸電圧プリセット値
ｕ_α、ｕ_β：αβ基準系の電圧プリセット値、ステータ関連
８：２相／３相変換ユニット
ｕ_１、ｕ_２、ｕ_３：３相用の電圧プリセット
９：電動機モデリングモジュールＩ
１０：速度入力インターフェイス
１１：電流入力インターフェイス
１２：電圧入力インターフェイス
１３、１４．内部的に計算された電圧偏差ベクトル成分用の第１および第２出力インターフェイス
Ｋ_Ｅ：ＥＭＦ定数
Ｇ：制限要素

Ｍ_ｄ、Ｍ_ｑ：乗算要素
Ｓ_ｄ、Ｓ_ｑ：電圧合計要素
ＶＳ_ｄ、ＶＳ_ｑ：事前合計要素
ｒ：電動機抵抗用比例要素
ｓＬ_ｄ、ｓＬ_ｑ：ｄ軸およびｑ軸電流識別要素
ｓＭ_ｄ：符号乗算要素
Δｕ_ｄ：電圧偏差の偏差ｄ軸ベクトル成分
Δｕ_ｑ：電圧偏差の偏差ｑ軸ベクトル成分
１６：ＥＭＦ比例要素
１７：ＥＭＦ合計要素
１８、１９：ｄ軸およびｑ軸電圧偏差用入力インターフェイス
２０：比例要素
２１：第１追跡合計要素
２２：第１積分要素

２３：第１追跡レギュレータ出力インターフェイス
２４：第２積分要素
２５：第２追跡レギュレータ出力インターフェイス
Ａ、Ｄ：インダクタンス比例要素
Ｂ：乗算要素
２６：インダクタンス合計要素
Ｃ：比例要素
２７：第３出力インターフェイス
２８：第３入力インターフェイス
２９：第２追跡合計要素
３０：モデル追跡レギュレータ
３１：注入追跡レギュレータ
３２：復調モジュール
３３、３４：入力インターフェイス
３５：バンドパスフィルタ
ω_ｃ：搬送回路周波数

３６：注入信号源
３７：出力
３８：乗算要素
３９：切換え要素
４０：レギュレータ出力合計要素
４１、４２：電流センサ
４３：符号要素
４４：乗算要素
４５：出力インターフェイス
ｉ_{ｑ＿ｄｅｍ}：ｑ軸電流ｉ_ｑの復調された高周波シェア
Ｈ：負荷誤差補正用比例要素
４６：入力合計部

４７、４８：入力インターフェイス
Ｐｉ：比例積分レギュレータ
４９：出力インターフェイス
５０：組合せデバイス
５１：融合合計部
５２：重み付け乗算器
５３：位置出力インターフェイス
５４：組合せデバイスまたは融合モジュールの速度出力
Ｆ：絶対値形成要素
５５：負荷誤差補正入力

Claims (20)

1. ブラシレス電気的直線機械または回転機械の永久磁石ロータにおける電気駆動速度（ωｅｆ）および／または位置（φｅ）を、多相ステータ電流（ｉ１、ｉ２）の測定値から、特に電気駆動調節回路用に決定するための方法であって、
   ａ）これにより速度を、ロータの静止状態を含む全速度範囲で連続的に決定し、
   ｂ）高い速度に適した数学的ロータモデル（９）を用いて、これにより、ステータ電流（ｉ１、ｉ２）に影響するロータ逆ＥＭＦの影響から、ロータ速度（ωｅｆ）および／または位置（φｅ）および適切なモデル速度値（１３、１９、２３）についての結論を生成し、
   ｃ）静止状態を含む低い速度に適した注入処理手順（３２）を用いて、これにより、導電ステータ巻線を試験信号源（３６、３７）に結合し、得られたステータ電流（ｉ１、ｉ２）を、電気ロータの磁気構造における位置感知的異方性について評価および/またはフィルタリングし、これから、ロータ速度（ωｅｆ）および／または位置（φｅ）についての結論を生成することができ、および適切な注入速度値（４５、４９）を生成し、
   ｄ）推定駆動速度（ωｅ、ωｅｆ）について互いに補足し合う組合せ要素（５０、５１）において生じる、上記モデル速度値と注入速度値（２３、４９）の融合により、
   ｅ）推定駆動速度（ωｅ、ωｅｆ）の増加に対応して、注入速度値（４５、４９）の影響または寄与がモデル速度値（１３、１９、２３）のそれに対して弱められ、
   ここで前記方法は、
   ｆ）弱めるために、注入速度値（４５、４９）を、速度の増加と共に値が減少する係数（Ｆ）で重み付けすること、
   ｇ）および、重み付けされた注入速度値を、組合せ要素（５０、５１）にてモデル速度値（１３、１９、２３）と融合すること、
   ｈ）および、組合せ要素からの総合結果を、推定駆動速度（ωｅ、ωｅｆ）として用いること、
   を特徴とする、前記方法。
2. 絶対値形成関数（Ｆ）に相当する重み付け係数が、推定駆動速度（ωｅｆ）と共に引数として選択され、これにより絶対値関数（Ｆ）が、駆動速度（ωｅｆ）の増加量に伴って好ましくは線形の様式で減少することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. そこからは重み付け係数がゼロになり、および／または注入速度値（４５、４９）の寄与が抑制されるところの限界速度（ωｅ０）を特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. そこからは試験信号源（３６、３７）がオフに切り換えられるところの限界速度（ωｅ０）を特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
5. 重み付けされた注入速度値（４９、５２）を、組合せ要素（５１）にてモデル速度値（２３）に加えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
6. 組合せ要素（５１）の出力において推定された速度値（ωｅ）を、ＰＴ１またはローパス（低域）フィルタリング（Ｅ）にかけることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
7. ブラシレス電気的直線機械または回転機械の永久磁石ロータにおける駆動速度（ωｅ、ωｅｆ）および／または位置（φｅ）を、ロータの静止状態を含む全速度範囲で連続的な様式で、特に駆動調節回路用に推定するための、請求項１〜６のいずれかに記載の推定方法を実施するのに好適なデバイスであって、以下の機能要素：
   ａ） ａａ）ステータもしくは電気ロータのステータ（１）用の電流（ｉ１、ｉ２）、および／または電圧要求、および／または推定速度（ωｅｆ）のための、入力インターフェイス（１０、１１、１２；ｉｄ、ｉｑ；ｕｄ、ｕｑ）、
   ａｂ）およびステータ電流（ｉ１、ｉ２）に影響するロータ逆ＥＭＦに相当する電圧値（Δｕｄ、Δｕｑ）のための、出力インターフェイス（１３、１４）、を有する、
   切換え型および／またはプログラム実装型ロータモデリングモジュール（９）、
   ｂ）試験信号、または、プリセットされた搬送周波数（ωｃ）を有する試験信号を注入するためにステータ（１）の巻線に結合された注入源（３６、３７）、
   ｃ）入力側においてステータ電流用の電流値（ｉｄ、ｉｑ）に結合され、試験信号搬送周波数（ωｃ）に調節されたバンドパス（帯域通過）フィルタ（３５）を有し、該フィルタには入力側において電流値（ｉｄ、ｉｑ）が送信され、それによりバンドパスフィルタ（３５）の出力が、復調モジュールの出力インターフェイス（４５）に、復調電流値（ｉｑ＿ｄｅｍ）用に送信される、回路実装型および／またはプログラム実装型復調モジュール（３２）、
   ｄ）および、入力側において、モデリングおよび復調モジュール（９；３２）の出力インターフェイス（１３、１４、２７；４５）に結合され、出力側において、推定駆動速度（ωｅｆ）用の出力インターフェイス（５４）を有する、回路実装型および／またはプログラム実装型融合モジュール（５）、
   を有し、ここで前記デバイスは、
   ｅ）融合モジュール（６）は、モデリングモジュールの出力インターフェイス（１３、１４、２７）に結合された第１モデル追跡レギュレータ（３０）を有し、および復調モジュール（３２）の電流出力インターフェイス（４５）に結合された第２注入追跡レギュレータ（３１）を有し、これらの両方は各々の出力インターフェイス（２３；４９）を、それぞれ、少なくともモデル速度値および注入速度値のために有し、
   ｆ）注入速度値用の追跡出力インターフェイス（４９）は、重み付けするために絶対値形成要素（Ｆ）の出力に結合され、前記絶対値形成要素は、入力信号（ωｅｆ）または引数に渡って下降曲線を有する伝達関数と共に提供され、
   ｇ）絶対値形成要素（Ｆ）の入力は、融合モジュール（６）の出力インターフェイスまたは推定駆動速度（ωｅｆ）用の融合合計ブロック（５１）に接続されており、
   ｈ）注入速度値用の絶対値形成要素（Ｆ）により影響されるかまたは重み付けされた出力（４９）と、モデル速度値用の追跡レギュレータ出力インターフェイス（２３）は一緒に、組合せ要素へまたは融合合計ブロック（５１）へと送信され、
   ｉ）組合せ要素または融合合計ブロック（５１）の出力は、推定駆動速度（ωｅｆ）用の融合モジュール（６）の出力インターフェイス（５４）に、直接的または間接的に接続されている、
   ことを特徴とする、前記デバイス。
8. モデリングモジュール（９）が、推定駆動速度（ωｅｆ）用の融合モジュール（５）の出力インターフェイス（５４）に接続された速度入力インターフェイス（１０）を有することを特徴とする、請求項７に記載の推定デバイス。
9. 推定駆動速度（ωｅｆ）用の出力インターフェイス（５４）に結合され、１または２以上のプリセット限界速度（ωｅ０）に応答して注入源（３６、３７）のステータ電流コンジット（ｉ１、ｉ２）への結合を遮断するために組み入れられた、ヒステリシス特性曲線を有する速度感知的切換え要素（３９）を特徴とする、請求項７または８に記載の推定デバイス。
10. 例えば試験信号または注入源（３６、３７）の搬送回路周波数（ωｃ）を抑制するために組み入れられたノッチフィルタ（４ａ）を有する、請求項７〜９のいずれかに記載の推定デバイスであって、ノッチフィルタ（４ａ）が入力側で、復調モジュール（３２）と平行してステータ電流用の電流値（ｉｄ、ｉｑ）に、および／またはステータ電流をロータ関連ｄｑ基準系に表示するための座標変換ユニット（４）の出力に、結合されていることを特徴とする、前記デバイス。
11. ノッチフィルタ（４ａ）が出力側で、駆動レギュレータ回路の１または２以上の電流レギュレータに接続されていることを特徴とする、請求項１０に記載の推定デバイス。
12. ノッチフィルタ（４ａ）の、その出力（ｉｄ＿ｆ、ｉｄ＿ｑ）の少なくとも１つの部分が、負荷誤差修正のために組み入れられた比例要素（Ｈ）の出力に接続され、該比例要素はその出力側で、入力追跡レギュレータ（３１）の入力（５５）に接続されることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の推定デバイス。
13. 請求項１〜６のいずれかに記載の処理手順を実施するための、または請求項７〜１２のいずれかに記載の推定デバイスにおいて用いるための、融合モジュール（６）であって、回路においておよび／またはプログラムにより、電圧および電流値（ΔΔｕｄ、ΔΔｕｑ、ΔΔｕＬ、ｉｑ＿ｄｅｍ）用の入力側インターフェイス（１８、１９、２８）と、電圧および電流値から、電気ロータの電気駆動位置（φｅ）および／または速度（ωｅｆ）を推定するための、追跡レギュレータデバイス（３０、３１）と、および推定駆動位置（φｅ）および／または速度（ωｅｆ）のための出力インターフェイス（５４）と共に実装されており、前記追跡レギュレータデバイス（３０、３１）が、
    ａ）互いに独立して動作する、少なくとも２つのモデル追跡レギュレータおよび注入追跡レギュレータ（３０、３１）であって、そのうちの１つのモデル追跡レギュレータ（３０）は電圧値（Δｕｄ、Δｕｑ、ΔｕＬ）に割り当てられ、他の注入追跡レギュレータ（３１）は電流値（ｉｑ＿ｄｅｍ）に割り当てられ、両方は電圧または電流値（Δｕｄ、Δｕｑ、ΔｕＬ、ｉｑ＿ｄｅｍ）から速度値（ωｅｆ、ωｅ）を生成するために組み入れられた、前記レギュレータ、
    を含むことを特徴とする、前記融合モジュール。
14. 請求項１３に記載の融合モジュール（６）であって、さらに、
    ｂ）その入力信号（ωｅｆ）に渡り量において増加している低下伝達関数を有する絶対値形成要素（Ｆ）、該絶対値形成要素（Ｆ）は、入力側で推定駆動速度（ωｅｆ）用出力インターフェイス（５４）に結合され、出力側で電流値（ｉｑ＿ｄｅｍ）に割り当てられた追跡レギュレータ（３１）の出力（４９）に結合され、発生された速度値（４９）の重み付け用であり、
    ｃ）組合せ要素（５１）、これには、絶対値形成要素（Ｆ）に結合または重み付けされた、注入追跡レギュレータ出力（４９）および、電圧値（Δｕｄ、Δｕｑ、ΔｕＬ）に割り当てられたモデル追跡レギュレータ（３０）の出力が一緒に送信され、
    ｄ）および、組合せ要素（５１）の出力の、推定駆動速度（ωｅｆ）用の融合モジュール（６）の出力インターフェイス（５４）との直接または間接的な接続、
    を特徴とする、前記融合モジュール。
15. ローパスまたはＰＴ１−遷移要素（Ｅ）が、組合せ要素（５１）の出力と融合モジュール（６）の出力インターフェイス（５４）の間に配置されていることを特徴とする、請求項１３または１４に記載の融合モジュール（６）。
16. 組合せ要素（５１）が、合計ブロックとして組み入れられることを特徴とする、請求項１３〜１５のいずれかに記載の融合モジュール（６）。
17. 合計ブロック（５１）が、送信された電流（ｉｑ＿ｄｅｍ）用の注入追跡レギュレータ（３１）の重み付け出力（５２）、および電圧値（Δｕｄ、Δｕｑ、ΔｕＬ）に割り当てられたモデル追跡レギュレータ（３０）の出力（２３）に対して、正の符号の追加入力を有することを特徴とする、請求項１６に記載の融合モジュール（６）。
18. 絶対値形成要素（Ｆ）が、１または２以上のゼロ点を有し、これがロータの１または２以上の電気的限界速度（ωｅ０）に対応することを特徴とする、請求項１３〜１７のいずれかに記載の融合モジュール（６）。
19. 請求項１〜６のいずれかに記載の処理手順を実施するための、および／または請求項７〜１２のいずれかに記載の推定デバイスにおいて用いるのに好適な、永久磁石ロータを有するブラシレス電気的直線機械または回転機械用の、ロータモデリングモジュール（９）であって、：
    ａ）ロータ関連ｄｑ基準系に変換されるロータ電流ｄ軸およびｑ軸ベクトル成分（ｉｄ、ｉｑ、ｕｄ、ｕｑ）のため、および電圧要求のため、ならびに外部的に推定されたロータ速度（ωｅｆ）のための、入力インターフェイス（１１）、
    ｂ）ｄｑ基準系に変換される、内部的に計算された電圧偏差のｄ軸およびｑ軸ベクトル成分（Δｕｄ、Δｕｑ）のための、少なくとも２つの出力インターフェイス（１３、１４）、
    ｃ）および、電流ベクトル成分（ｉｄ、ｉｑ）を、ステータまたはロータのオーム抵抗（ｒ）および、１または２以上のステータまたはロータインダクタンス（Ｌｄ、Ｌｑ）で重み付けするための、複数の比例要素（ｒ、Ａ、Ｄ）、
    を有し、
    制限要素（Ｇ）であって、その入力において、外部的に推定されたロータ速度（ωｅｆ）用の入力インターフェイス（１０）に結合され、その出力側において、乗算要素（Ｂ）を介して、電流のｄ軸またはｑ軸成分（ｉｄ、ｉｑ）を、ｄ軸またはｑ軸インダクタンス（Ｌｄ、Ｌｑ）で重み付けする比例要素（Ａ、Ｄ）の出力に結合されている、前記制限要素（Ｇ）、
    を特徴とする、前記ロータモデリングモジュール（９）。
20. 制限要素（Ｇ）が最大および／または最小値の出力を開始するところの、１または２以上の限界速度（ωｅ０）を特徴とする、請求項１９に記載の電動機モデリングモジュール（９）。

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