JP6103125B1 - 速度指令補正装置、一次磁束指令生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷トルクの周期性を反映して回転速度指令を修正することにより、加振トルク及び／または出力トルクの脈動を低減する。【解決手段】減算器１０９は、回転速度指令ωｅｏ＊から角速度補正量Δωｅ＊を減算して補正済み回転速度指令ωｅ＊を得る。加算器１０７は、γｃ軸電流ｉγｃに第２軸電流補正値Δｉγｃ１を加算して補正済み第２軸電流ｉγｃ１を得る。角度脈動抽出部１０５ａは、同期電動機３の機械角についての回転角θｍから、回転角θｍの脈動分たる回転角差分Δθｍを得る。ｎ次成分抽出部１０５ｂは、回転角差分Δθｍの、回転角θｍの基本周波数のｎ次成分Δθｍｓ（ｎ），Δθｍｃ（ｎ）を抽出する。トルク換算部１０５ｉでは加振トルクτｖの推定値のｎ次成分τｖｓ（ｎ），τｖｃ（ｎ）を得る。補正量計算部１０５ｈは、ｎ次成分τｖｓ（ｎ），τｖｃ（ｎ）を用いて第２軸電流補正値Δｉγｃ１を得る。【選択図】図１

Description

この発明は、界磁と電機子とを備える同期電動機を制御する技術に関する。特に、当該界磁が発生する界磁磁束と、同期電動機に流れる電機子電流によって発生する電機子反作用の磁束との合成である、いわゆる一次磁束に基づいて、同期電動機を制御する技術に関する。

以前から、一次磁束に基づいた同期電動機の制御、いわゆる一次磁束制御が種々提案されている。一次磁束制御は、簡単に言えば、同期電動機の一次磁束をその指令値（以下「一次磁束指令」と称す）に従って制御することにより、例えば一次磁束の位相の、界磁磁束の位相に対する位相差（負荷角）を、所定の位相差に制御する。具体的には、同期電動機の回転速度の指令値（以下「回転速度指令」）と一次磁束指令とを制御することにより、同期電動機に印加する電圧を制御し、同期電動機に流れる電流ひいてはトルクを間接的に制御して、所望の回転速度を得る。

特許文献１は、所定の位相差と負荷角とのずれを修正する技術を提案する。特許文献２は、一次磁束指令を生成する技術を提案する。特許文献３は、同期電動機の電流を一定に制御する技術を提案する。特許文献４，５は同期電動機のトルクを制御する技術を提案する。

特許第５４９４７６０号公報 特許第５５５６８７５号公報 特許第２５５１１３２号公報 特許第３８７４８６５号公報 国際公開第２００３／０７１６７２号

特許文献１では、同期電動機に流れる電流の、一次磁束がとるべき位相（回転座標系でのδｃ軸に対応）に対して９０度で進相する位相（回転座標系でのγｃ軸に対応）における成分の交流分を用いて、回転速度の指令値を修正し、以て負荷角と所定の位相差とのずれを修正する。しかしながら、同期電動機の負荷トルクの周期性に特化した修正は行っていない。

特許文献４では負荷トルクの周期性に着目しているが、一次磁束制御への適用については具体的に言及していない。

この発明は上記の背景技術に鑑みてなされたものであり、一次磁束制御において負荷トルクの周期性を反映して回転速度指令を修正することにより、加振トルク及び／または出力トルクの脈動を低減することを目的とする。

この発明にかかる速度指令補正装置（１２）は、一次磁束指令（Λδ＊）と、周期性負荷を駆動する同期電動機（３）の電気角についての回転速度の指令値たる回転速度指令（ωｅｏ＊）とに基づいて、一次磁束（λδｃ，λγｃ）を、第１軸（δｃ）において前記一次磁束指令と一致させる方法において、前記回転速度指令を補正する装置である。ここで、前記一次磁束（λδｃ，λγｃ）は、前記同期電動機に流れる電流（［Ｉ］）によって発生する磁束と、前記同期電動機の界磁磁束（Λ０）との合成である。また前記第１軸は前記界磁磁束（Λ０）に対して所定の位相差で進相する。

この発明にかかる速度指令補正装置の第１の態様は、前記回転速度指令（ωｅｏ＊）から角速度補正量（Δωｅ＊）を減算して補正済み回転速度指令（ωｅ＊）を得る第１減算器（１０９）と、前記第１軸に対して９０度の電気角で進相する第２軸（γｃ）における前記電流の成分たる第２軸電流（ｉγｃ）に、第２軸電流補正値（Δｉγｃ１）を加算して補正済み第２軸電流（ｉγｃ１）を得る加算器（１０７）と、前記補正済み第２軸電流から直流分を除去して前記角速度補正量を得る直流分除去部（１１０）と、前記同期電動機の機械角についての回転角（θｍ）から、前記機械角の角速度の平均値の時間積分（ωｍａ・ｔ）に対する前記回転角の脈動成分たる回転角差分（Δθｍ）を得る角度脈動抽出部（１０５ａ）と、前記回転角差分の、前記回転角（θｍ）の基本周波数のｎ次成分（Δθｍｓ（ｎ），Δθｍｃ（ｎ））を抽出する（ｎは正整数）成分抽出部（１０５ｂ）と、前記ｎ次成分を、前記同期電動機の加振トルクの推定値（τｖ）のｎ次成分（τｖｓ（ｎ），τｖｃ（ｎ））に換算するトルク換算部（１０５ｉ）と、前記推定値の前記ｎ次成分を入力し、自身への入力を用いて前記第２軸電流補正値（Δｉγｃ１）を得る補正量計算部（１０５ｈ）とを備える。

この発明にかかる速度指令補正装置の第２の態様は、前記回転速度指令（ωｅｏ＊）から角速度補正量（Δωｅ＊）を減算して補正済み回転速度指令（ωｅ＊）を得る第１減算器（１０９）と、前記第１軸に対して９０度の電気角で進相する第２軸（γｃ）における前記電流の成分たる第２軸電流（ｉγｃ）に、第２軸電流補正値（Δｉγｃ１）を加算して補正済み第２軸電流（ｉγｃ１）を得る加算器（１０７）と、前記補正済み第２軸電流から直流分を除去して前記角速度補正量を得る直流分除去部（１１０）と、前記一次磁束と、前記電流の前記第１軸における成分たる第１軸電流（ｉδｃ）と、前記第２軸電流とから、前記同期電動機の出力トルクの推定値（τｅ）を得る出力トルク推定部（１０５ｄ）と、前記推定値の、前記同期電動機の機械角としての回転角（θｍ）の基本周波数のｎ次成分（τｅｓ（ｎ），τｅｃ（ｎ））を抽出する（ｎは正整数）成分抽出部（１０５ｅ）と、前記ｎ次成分を入力し、自身への入力を用いて前記第２軸電流補正値（Δｉγｃ１）を得る補正量計算部（１０５ｈ）とを備える。

この発明にかかる速度指令補正装置の第３の態様は、前記回転速度指令（ωｅｏ＊）から角速度補正量（Δωｅ＊）を減算して補正済み回転速度指令（ωｅ＊）を得る第１減算器（１０９）と、前記第１軸に対して９０度の電気角で進相する第２軸（γｃ）における前記電流の成分たる第２軸電流（ｉγｃ）に、第２軸電流補正値（Δｉγｃ１）を加算して補正済み第２軸電流（ｉγｃ１）を得る加算器（１０７）と、前記補正済み第２軸電流から直流分を除去して前記角速度補正量を得る直流分除去部（１１０）と、前記同期電動機の機械角についての回転角（θｍ）から、前記機械角の角速度の平均値の時間積分（ωｍａ・ｔ）に対する前記回転角の脈動成分たる回転角差分（Δθｍ）を得る角度脈動抽出部（１０５ａ）と、前記回転角差分の、前記回転角（θｍ）の基本周波数のｎ次成分（Δθｍｓ（ｎ），Δθｍｃ（ｎ））を抽出する（ｎは正整数）第１の成分抽出部（１０５ｂ）と、前記ｎ次成分を、前記同期電動機の加振トルクの推定値（τｖ）のｎ次成分（τｖｓ（ｎ），τｖｃ（ｎ））に換算するトルク換算部（１０５ｉ）と、前記一次磁束と、前記電流の前記第１軸における成分たる第１軸電流（ｉδｃ）と、前記第２軸電流とから、前記同期電動機の出力トルクの推定値（τｅ）を得る出力トルク推定部（１０５ｄ）と、前記出力トルクの推定値の、前記基本周波数のｎ次成分（τｅｓ（ｎ），τｅｃ（ｎ））を抽出する第２の成分抽出部（１０５ｅ）と、前記トルク換算部で得られた前記ｎ次成分（τｖｓ（ｎ），τｖｃ（ｎ））と、前記第２の成分抽出部で抽出された前記ｎ次成分（τｅｓ（ｎ），τｅｃ（ｎ））とを所定の按分比（Ｋ（ｎ）／［１−Ｋ（ｎ）］）で按分して、それぞれ第１の値及び第２の値を得る按分部（１０５ｃ，１０５ｆ）と、前記第１の値と前記第２の値との和を得る加算器（１０５ｇ）と、前記和を入力し、自身への入力を用いて前記第２軸電流補正値（Δｉγｃ１）を得る補正量計算部（１０５ｈ）とを備える。

この発明にかかる速度指令補正装置の第４の態様は、その第３の態様であって、前記第１の成分抽出部（１０５ｂ）は前記回転角差分（Δθｍ）の、前記回転角（θｍ）の基本周波数の１次成分（Δθｍｓ（１），Δθｍｃ（１））を含む少なくとも一つの次数の成分たる加振トルク抑制成分（Δθｍｓ（ｊ），Δθｍｃ（ｊ））を抽出し、前記第２の成分抽出部（１０５ｅ）は前記出力トルクの推定値の、前記加振トルク抑制成分に対応した次数の成分（τｅｓ（ｊ），τｅｃ（ｊ））を抽出し、前記出力トルクの推定値の、前記加振トルク抑制成分に対応した次数以外の少なくとも一つの次数の成分たる出力トルク抑制成分（τｅｓ（ｍ），τｅｃ（ｍ））を抽出する第３の成分抽出部（１０５ｍ）を更に備える。そして前記補正量計算部（１０５ｈ）は前記出力トルク抑制成分を更に入力し、自身への入力を用いて、前記第２軸電流補正値（Δｉγｃ１）を得る。

この発明にかかる速度指令補正装置の第５の態様及び第７の態様は、いずれもその第３の態様であって、前記第１の成分抽出部（１０５ｂ）は前記回転角（θｍ）の前記基本周波数の1次成分（Δθｍｓ（１），Δθｍｃ（１））を抽出する。前記トルク換算部（１０５ｉ）は前記第１の成分抽出部から抽出された値を加振トルクの推定値の１次成分（τｖｓ（１），τｖｃ（１））に換算する。

この発明にかかる速度指令補正装置の第５の態様は、前記出力トルクの推定値の、前記基本周波数の３次以上の少なくとも一つの奇数次の成分たる出力トルク奇数次抑制成分（τｅｓ（ｄ），τｅｃ（ｄ））を抽出する奇数次成分抽出部（１０５ｑ）と、前記出力トルクの推定値の、前記基本周波数の前記１次成分に基づいて、前記出力トルク奇数次抑制成分の指令値（τｅｓ＊（ｄ），τｅｃ＊（ｄ））を求める奇数次トルク指令生成部（１０５ｒ）と、前記出力トルク奇数次抑制成分の前記指令値に対する差分（Δτｅｓ（ｄ），Δτｅｃ（ｄ））を得る減算器（１０５ｓ）とを更に備える。

そして前記補正量計算部（１０５ｈ）は前記差分を更に入力し、自身への前記入力を用いて、前記第２軸電流補正値（Δｉγｃ１）を得る。

この発明にかかる速度指令補正装置の第６の態様は、その第５の態様であって、前記出力トルクの推定値の、前記基本周波数の少なくとも一つの偶数次の成分たる出力トルク偶数次抑制成分（τｅｓ（ｅ），τｅｃ（ｅ））を抽出する偶数次成分抽出部（１０５ｐ）を更に備える。

そして前記補正量計算部（１０５ｈ）は前記出力トルク偶数次抑制成分を更に入力し、自身への前記入力を用いて、前記第２軸電流補正値（Δｉγｃ１）を得る。

この発明にかかる速度指令補正装置の第７の態様は、前記第１の成分抽出部（１０５ｂ）は前記回転角（θｍ）の前記基本周波数の１次成分（Δθｍｓ（１），Δθｍｃ（１））を抽出し、前記トルク換算部（１０５ｉ）は前記第１の成分抽出部から抽出された値を加振トルクの推定値の１次成分（τｖｓ（１），τｖｃ（１））に換算し、前記出力トルクの推定値の、前記基本周波数の少なくとも一つの偶数次の成分たる出力トルク偶数次抑制成分（τｅｓ（ｅ），τｅｃ（ｅ））を抽出する偶数次成分抽出部（１０５ｐ）と、前記出力トルクの推定値の、前記基本周波数の前記1次成分に基づいて、前記出力トルク偶数次抑制成分の指令値（τｅｓ＊（ｅ），τｅｃ＊（ｅ））を求める偶数次トルク指令生成部（１０５ｔ）と、前記出力トルク偶数次抑制成分の前記指令値に対する差分（Δτｅｓ（ｅ），Δτｅｃ（ｅ））を得る減算器（１０５ｕ）とを更に備える。

そして前記補正量計算部（１０５ｈ）は前記差分を更に入力し、自身への前記入力を用いて、前記第２軸電流補正値（Δｉγｃ１）を得る。

この発明にかかる速度指令補正装置の第８の態様は、その第７の態様であって、前記出力トルクの推定値の、前記基本周波数の少なくとも一つの奇数次の成分たる出力トルク奇数次抑制成分（τｅｓ（ｄ），τｅｃ（ｄ））を抽出する奇数次成分抽出部（１０５ｑ）を更に備える。

そして前記補正量計算部（１０５ｈ）は前記出力トルク奇数次抑制成分を更に入力し、自身への前記入力を用いて、前記第２軸電流補正値（Δｉγｃ１）を得る。

この発明にかかる速度指令補正装置の第９の態様は、その第７の態様であって、前記出力トルクの推定値の、前記基本周波数の３次以上の少なくとも一つの奇数次の成分たる出力トルク奇数次抑制成分（τｅｓ（ｄ），τｅｃ（ｄ））を抽出する奇数次成分抽出部（１０５ｑ）と、前記出力トルクの推定値の、前記基本周波数の前記1次成分に基づいて、前記出力トルク奇数次抑制成分の指令値（τｅｓ＊（ｄ），τｅｃ＊（ｄ））を求める奇数次トルク指令生成部（１０５ｒ）と、前記出力トルク奇数次抑制成分の前記指令値に対する第２の差分（Δτｅｓ（ｄ），Δτｅｃ（ｄ））を得る減算器（１０５ｓ）とを更に備える。

そして前記補正量計算部（１０５ｈ）は前記第２の差分を更に入力し、自身への前記入力を用いて、前記第２軸電流補正値（Δｉγｃ１）を得る。

この発明にかかる速度指令補正装置の第１０の態様は、その第７の態様、第８の態様、第９の態様のいずれかであって、前記偶数次トルク指令生成部（１０５ｔ）は、前記出力トルクの推定値の、前記基本周波数の前記1次成分及び０次成分（τｅ（０））に基づいて、前記出力トルク偶数次抑制成分の指令値（τｅｓ＊（ｅ），τｅｃ＊（ｅ））を求める。

第１の態様から第１０の態様のいずれにおいても、望ましくは、前記補正量計算部（１０５ｈ）は自身への前記入力に対して比例積分制御を行った値をフーリエ級数の係数として求め、当該フーリエ級数の結果から前記第２軸電流補正値を得る。

この発明にかかる一次磁束指令生成装置（１０３）は、上記速度指令補正装置（１２）によって補正された前記回転速度指令（ωｅ＊）と共に前記方法において採用される前記一次磁束指令（Λδ＊）を出力する一次磁束指令生成装置であり、前記同期電動機（３）の出力トルク（τｅ）を設定するパラメータの０次成分を抽出する第４の成分抽出部（１０３ａ）と、前記パラメータのｎ次成分を抽出する第５の成分抽出部（１０３ｂ）と、前記パラメータの前記ｎ次成分の合成値を得る合成値計算部（１０３ｃ）と、前記パラメータの前記０次成分と、前記パラメータの前記ｎ次成分との和を得る第２加算器（１０３ｄ）と、前記第２加算器から得られた前記和と、前記電流（［Ｉ］）と、前記界磁磁束（Λ０）と、前記同期電動機のインダクタンス（Ｌｄ，Ｌｑ）とに基づいて、前記一次磁束指令を設定する磁束指令設定部（１０３ｅ）とを備える。

前記パラメータには、前記電流の前記第１軸における成分たる第１軸電流（ｉδｃ）、前記第２軸電流（ｉγｃ）、前記界磁磁束（Λ０）の位相に対する前記一次磁束（λδｃ，λγｃ）の位相差たる負荷角（φ）のいずれかを採用することができる。あるいは当該パラメータに代えて、出力トルク自身を採用することもできる。

この発明にかかる速度指令補正装置の第１の態様によれば、同期電動機の加振トルクが抑制される。

この発明にかかる速度指令補正装置の第２の態様によれば、同期電動機の出力トルクの脈動が抑制される。

この発明にかかる速度指令補正装置の第３の態様、第４の態様によれば、同期電動機の加振トルクの抑制と、出力トルクの脈動の抑制とが按分される。

この発明にかかる速度指令補正装置の第５の態様から第１０の態様によれば、同期電動機に流れる電流のピーク値が抑制される。

この発明にかかる速度指令補正装置の第６の態様、第８の態様によれば、同期電動機の加振トルクの基本波成分の抑制が損なわれない。

この発明にかかる一次委磁束指令生成装置によれば、第１乃至第３の態様にかかる速度指令補正装置に適した一次磁束指令が生成される。

第１の実施の形態における電動機制御装置の構成及びその周辺装置を例示するブロック図である。 γｃ軸電流補正部の構成を例示するブロック図である。 角度脈動抽出部の構成を例示するブロック図である。 計算部の構成を例示するブロック図である。 出力トルク推定部の構成を例示するブロック図である。 補正量計算部の構成を例示するブロック図である。 ＰＩ制御器の構成を例示するブロック図である。 ＰＩ制御器の構成を例示するブロック図である。 第２の実施の形態におけるγｃ軸電流補正部の構成を例示するブロック図である。 第２の実施の形態における補正量計算部の構成を例示するブロック図である。 第３の実施の形態におけるγｃ軸電流補正部の構成を例示するブロック図である。 第３の実施の形態における補正量計算部の構成を例示するブロック図である。 第３の実施の形態における奇数次トルク指令生成部の構成を例示するブロック図である。 第３の実施の形態における出力トルクの奇数次成分の波形の第１例を示すグラフである。 第３の実施の形態における出力トルクの奇数次成分の和の波形の第１例を示すグラフである。 第３の実施の形態における出力トルクの奇数次成分の波形の第２例を示すグラフである。 第３の実施の形態における出力トルクの奇数次成分の和の波形の第２例を示すグラフである。 第４の実施の形態において採用されるγｃ軸電流補正部の構成を例示するブロック図である。 第４の実施の形態における補正量計算部の構成を例示するブロック図である。 第５の実施の形態において採用されるγｃ軸電流補正部の構成を例示するブロック図である。 第５の実施の形態における補正量計算部の構成を例示するブロック図である。 第５の実施の形態における偶数次トルク指令生成部の構成を例示するブロック図である。 第５の実施の形態における出力トルクの成分を示すグラフである。 出力トルクの２次成分の大きさの上限を示すグラフである。 第５の実施の形態における偶数次トルク指令生成部の他の構成を示すブロック図である。 第６の実施の形態において採用されるγｃ軸電流補正部の構成を例示するブロック図である。 第６の実施の形態における補正量計算部の構成を例示するブロック図である。 第７の実施の形態において採用されるγｃ軸電流補正部の構成を例示するブロック図である。 第７の実施の形態における補正量計算部の構成を例示するブロック図である。 第７の本実施の形態における出力トルクの成分を示すグラフである。 出力トルクの２次成分の大きさの上限を示すグラフである。 第８の実施の形態における電動機制御装置において採用される一次磁束指令生成装置の構成を例示するブロック図である。 一次磁束指令の、第２の補正済みγｃ軸電流に対する依存性を示すグラフである。 計算部の伝達特性を示すボード線図である。 第８の実施の形態における電動機制御装置において採用される一次磁束指令生成装置の構成の変形を例示するブロック図である。 一次磁束指令の、補正後の出力トルクに対する依存性を示すグラフである。 第８の実施の形態における電動機制御装置において採用される一次磁束指令生成装置の構成の変形を例示するブロック図である。 一次磁束指令の、補正後のδｃ軸電流に対する依存性を示すグラフである。 第８の実施の形態における電動機制御装置において採用される一次磁束指令生成装置の構成の変形を例示するブロック図である。 一次磁束指令の、補正後の負荷角に対する依存性を示すグラフである。 電動機制御装置の変形の構成及びその周辺装置を例示するブロック図である。

第１の実施の形態．
図１は第１の実施の形態における電動機制御装置１の構成及びその周辺装置を例示するブロック図である。

同期電動機３は三相の回転電動機であり、電機子と、界磁たる回転子と（いずれも不図示）を備える。技術的な常識として、電機子は電機子巻線を有し、回転子は電機子と相対的に回転する。界磁は例えば界磁磁束を発生させる磁石（界磁磁石：不図示）を備え、例えば埋込磁石型が採用される。

電圧供給源２は例えば電圧制御型インバータ及びその制御部を備え、三相の電圧指令値［Ｖ＊］（記号［］はベクトルであることを示す）に基づいて、三相電圧を同期電動機３に印加する。これにより、同期電動機３には電圧供給源２から三相電流［Ｉ］が流れる。

電動機制御装置１は、同期電動機３の一次磁束及び回転速度（以下の例では回転角速度）を制御する。一次磁束は、界磁磁石が発生する界磁磁束Λ０と、同期電動機３に（より具体的には電機子に）流れる電機子電流（これは三相電流［Ｉ］でもある）によって発生する電機子反作用の磁束との合成である。一次磁束指令Λδ＊は実際の一次磁束の大きさΛδの指令値である。

電動機制御装置１は、同期電動機３の一次磁束を、一次磁束の制御軸となるδｃ軸において一次磁束指令Λδ＊と一致させる方法の制御を行って、同期電動機３を制御する。δｃ軸は回転座標系において界磁磁束Λ０の位相を示すｄ軸に対して、所定の位相差で進相する。実際の一次磁束はδｃ軸においてδｃ軸成分λδｃを、γｃ軸においてγｃ軸成分λγｃをそれぞれ有する。γｃ軸はδｃ軸に対して、９０度の電気角で進相する。以下、単に、一次磁束λδｃ，λγｃとの表現を用いることがある。

通常、一次磁束の指令値としてはそのγｃ軸成分は零であり、δｃ軸成分として上述の様に一次磁束指令Λδ＊が設定される。つまり電動機制御装置１は実際の一次磁束のγｃ軸成分λγｃを零にする制御を行って、所定の位相差を得る。このような制御は一次磁束制御と通称され、例えば特許文献１，２によって公知である。通常、一次磁束制御での可制御量には一次磁束と回転速度とが採用される。

本実施の形態において一次磁束は推定値であっても観測値であってもよい。一次磁束を推定する技術それ自体も例えば特許文献１で公知である。

電動機制御装置１は、第１座標変換部１０１と、磁束制御部１０２と、第２座標変換部１０４と、速度指令補正装置１２とを備える。

第１座標変換部１０１は、後述するようにして求められる同期電動機３の電気角θｅに基づく三相／二相変換を行う。具体的には三相電流［Ｉ］を、一次磁束制御を行うδｃ−γｃ回転座標系におけるδｃ軸電流ｉδｃ、γｃ軸電流ｉγｃに変換する。この際、三相電流はその三相分の和が零となるので、二相分が得られれば、他の一相は当該二相分から推定される。図１における「３（２）」はこのように、検出される電流が三相分であっても二相分であってもよいことを示す。δｃ軸電流ｉδｃ、γｃ軸電流ｉγｃは、それぞれ同期電動機３に流れる電流のδｃ軸成分、γｃ軸成分であると言える。

第２座標変換部１０４は、電気角θｅに基づく二相／三相変換を行う。具体的にはδｃ−γｃ回転座標系におけるδｃ軸電圧指令値ｖδ＊、γｃ軸電圧指令値ｖγ＊を、三相の電圧指令値［Ｖ＊］へ変換する。

なお、三相の電圧指令値［Ｖ＊］に代えて、他の座標系、例えばｄ−ｑ回転座標系での電圧指令値へ、δｃ軸電圧指令値ｖδ＊、γｃ軸電圧指令値ｖγ＊を変換してもよい。他の座標系としては、αβ固定座標系、ｕｖｗ固定座標系、極座標系を採用できる。

磁束制御部１０２は、（電気角についての）回転速度指令ωｅｏ＊から、これに対応した（機械角についての）回転速度指令ωｍ＊を求める。かかる機能は公知技術で容易に実現できるので、その詳細は省略する。

磁束制御部１０２は、例えば積分機能を具備している。当該積分機能により、回転速度指令ωｅ＊が積分されて電気角θｅが得られる。得られた電気角θｅ及び、一次磁束のｄ軸に対する負荷角φから式（１）によって、機械角としての回転角θｍが得られる。但し、同期電動機３の極対数Ｐを導入した。

負荷角φは推定値であっても観測値であってもよい。負荷角φを推定する技術それ自体も、例えば特許文献１で公知である。また、回転角θｍを求める方法として式（１）以外の、公知技術を採用することができる。

また磁束制御部１０２は、δｃ軸電流ｉδｃ、γｃ軸電流ｉγｃ、一次磁束λδｃ，λγｃ、一次磁束指令Λδ＊、回転速度指令ωｅ＊に基づいて、δｃ軸電圧指令値ｖδ＊、γｃ軸電圧指令値ｖγ＊を生成する。かかる機能及び当該機能を実現するための構成、及び一次磁束λδｃ，λγｃを推定する手法は、例えば特許文献１等で公知であるので、ここではその詳細を省略する。

速度指令補正装置１２は、γｃ軸電流補正部１０５（図１では「ｉγｃ補正部」と記載）、加算器１０７、減算器１０９、ハイパスフィルタ１１０を備える。

γｃ軸電流補正部１０５は、回転角θｍ、回転速度指令ωｍ＊、一次磁束λδｃ，λγｃ、δｃ軸電流ｉδｃ、γｃ軸電流ｉγｃ、及び次数ｎに基づいて、第１のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ１を求める。第１のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ１は回転角θｍの基本周波数のｎ次成分（ｎは正整数）を低減する量であり、その具体的な意義及び求め方については後述する。

加算器１０７はγｃ軸電流ｉγｃに第１のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ１を加算して第１の補正済みγｃ軸電流ｉγｃ１を得る。ハイパスフィルタ１１０は第１の補正済みγｃ軸電流ｉγｃ１からその直流分を除去して角速度補正量Δωｅ＊を求める直流分除去部として機能する。図示されるように速度指令補正装置１２が定数倍部１０８を更に備え、ハイパスフィルタ１１０の出力が定数倍部１０８で所定ゲインＫｍ倍されたものとして角速度補正量Δωｅ＊が求められてもよい。

減算器１０９は、電気角についての回転速度指令ωｅｏ＊から角速度補正量Δωｅ＊を減算し、補正済みの回転速度指令ωｅ＊を得る。

図２はγｃ軸電流補正部１０５の構成を例示するブロック図である。γｃ軸電流補正部１０５は加振トルク抽出部１０５Ａ、出力トルク抽出部１０５Ｂ、加算器１０５ｇ、補正量計算部１０５ｈを備える。

加振トルク抽出部１０５Ａは角度脈動抽出部１０５ａ、ｎ次成分抽出部１０５ｂ、トルク換算部１０５ｉ、按分係数乗算部１０５ｃを有する。

角度脈動抽出部１０５ａは、回転角θｍ、回転速度指令ωｍ＊から、回転角差分Δθｍを求める。ｎ次成分抽出部１０５ｂは、回転角差分Δθｍのうち回転角θｍの基本周波数のｎ次成分Δθｍｓ（ｎ），Δθｍｃ（ｎ）を抽出する。トルク換算部１０５ｉはｎ次成分Δθｍｓ（ｎ），Δθｍｃ（ｎ）をトルクに換算する。具体的には回転角θｍにおける同期電動機３の加振トルクτｖの推定値のｎ次成分τｖｓ（ｎ），τｖｃ（ｎ）を求める。ここでは加振トルクτｖについて推定値と実際の値との差分を取り扱わないので、加振トルクτｖ及びその推定値のいずれについても便宜的に「加振トルクτｖ」との表現を用いる。

加振トルクτｖは、同期電動機３の出力トルクτｅから、同期電動機３が駆動する機械負荷（不図示）の負荷トルクτｄを引いた値である。負荷トルクτｄは周期性を有し、つまり同期電動機３は周期性負荷を駆動する。この機械負荷の例としては、例えば空気調和機に採用される冷媒を圧縮する圧縮機構を挙げることができる。

同期電動機３が回転しているとき、回転角θｍは時間ｔの関数θｍ（ｔ）として表される。よって、機械負荷の慣性モーメントをＪとして表すと、式（２）が成立する。慣性モーメントＪは通常、既知である。

ここで、機械負荷が回転角θｍに対して同期電動機３の１／ｎ回転毎（ｎ＝１，２，３，…）に与える影響について考察する。加振トルクτｖは、回転角θｍの周期の１／ｎの周期で変動する成分（上述の「ｎ次成分」）を次数毎に独立した振幅で有している。例えば機械負荷が１シリンダ圧縮機であれば、ｎ＝１に対応する1次成分の振幅が主となり、２シリンダ圧縮機であれば、ｎ＝２に対応する２次成分の振幅が主となる。回転角θｍ（ｔ）は、角速度の平均値（以下「平均角速度」と称す）ωｍａ及び次数ごとの振幅Ｍ（ｎ）及び位相α（ｎ）を導入して、式（３）で近似される。ここで記号Σは次数ｎについての総和を示す。

式（３）から式（４）が成立する。

式（２），（４）から式（５）が成立する。

式（３）の右辺第１項ωｍａ・ｔは平均角速度ωｍａの時間積分であると言える。もし回転角θｍが式（３）の右辺第１項のみで表されるなら（つまり全ての次数ｎについてＭ（ｎ）＝０であれば）、回転速度指令ωｍ＊に従って同期電動機３が回転する場合であり、平均角速度ωｍａは回転速度指令ωｍ＊で一定となる。このような場合の角度θｍｆは、同期電動機３が回転速度指令ωｍ＊で定速回転する場合（定速回転時）の回転角θｍである。これにより、角度θｍｆは回転速度指令ωｍ＊と時間ｔとの積として求めることができ、時間ｔが得られれば回転角差分Δθｍを求めることは容易である。

図３は角度脈動抽出部１０５ａの構成を、ｎ次成分抽出部１０５ｂ、トルク換算部１０５ｉと共に例示するブロック図である。角度脈動抽出部１０５ａは計算部１１ａと減算器１１ｂとを有する。計算部１１ａは回転角θｍから角度θｍｆを得る。減算器１１ｂは回転角θｍから角度θｍｆを減算して回転角差分Δθｍを求める。回転角差分Δθｍは式（３）の右辺第２項に相当し、これは回転角の脈動成分であると言える。つまり角度脈動抽出部１０５ａは、回転角θｍの、同期電動機３の定速回転時における回転角θｍに対する脈動分を抽出する。

但し、上述の構成例では時間ｔを別途に得てはいない。よって以下に、角度θｍｆを時間ｔを用いずに求める技術を例示する。

図４は計算部１１ａの構成を例示するブロック図である。計算部１１ａは減算器１１１、加算器１１２，１１５，１１７、除算器１１３，１１６、及び遅延器１１４，１１８を有している。

減算器１１１は、回転角θｍから遅延器１１８の出力を減算して値ωｔｈを得る。加算器１１２は値ωｔｈに遅延器１１４の出力を加算して和ｕを得る。除算器１１３は和ｕを定数Ａで除算する。加算器１１５は値ωｔｈと除算器１１３の除算結果とを加算する。除算器１１６は加算器１１５の加算結果を定数Ｂで除算する。加算器１１７は遅延器１１８の出力と除算器１１６の除算結果とを加算する。角度θｍｆは加算器１１７の加算結果として得られる。遅延器１１４は和ｕを、遅延器１１８は角度θｍｆを、それぞれ同じ時間で遅延させる。ここでは遅延器１１４，１１８は、計算部１１ａにおける計算周期の１つ分を遅延量としている場合が例示される。

計算部１１ａにおける上述の計算は、式（６）で表される。

図３４は計算部１１ａの伝達特性を示すボード線図である。計算部１１ａはローパスフィルタの特性を持ち、高周波成分を除去する。ここでは回転角θｍから脈動成分たる回転角差分Δθｍを除去し、角度θｍｆが得られる。

ｎ次成分抽出部１０５ｂは、式（５）の第１式のうち、加振トルクτｖのｎ次成分を抽出する。ここでは位相α（ｎ）を計算するのではなく、抽出すべき次数の回転角差分Δθｍの成分を、正弦値成分Δθｍｓ（ｎ）と余弦値成分Δθｍｃ（ｎ）とに分けて取り扱う。ｎ次成分抽出部１０５ｂの具体的な動作は後述する。

図３及び式（５）を参照し、トルク換算部１０５ｉは次数ｎと回転速度指令ωｍ＊とを入力し、回転角差分Δθｍのｎ次成分Δθｍｓ（ｎ），Δθｍｃ（ｎ）に対して、慣性モーメントＪと回転速度指令ωｍ＊の２乗と次数ｎの２乗との積を乗じることにより、加振トルクτｖのｎ次成分を求める。具体的には加振トルクτｖのｎ次の正弦値成分τｖｓ（ｎ）と余弦値成分τｖｃ（ｎ）とが求められる。

出力トルク抽出部１０５Ｂは出力トルク推定部１０５ｄ、ｎ次成分抽出部１０５ｅ、按分係数乗算部１０５ｆを有する。

出力トルク推定部１０５ｄは、一次磁束λδｃ，λγｃと、δｃ軸電流ｉδｃ、γｃ軸電流ｉγｃを用い、式（７）で出力トルクτｅの推定値を求める。

ここでは出力トルクτｅについて推定値と実際の値との差分を取り扱わないので、出力トルクτｅ及びその推定値のいずれについても便宜的に「出力トルクτｅ」との表現を用いる。

図５は出力トルク推定部１０５ｄの構成を例示するブロック図である。出力トルク推定部１０５ｄは乗算器１１ｄ，１１ｅ，減算器１１ｆ、定数倍部１１ｇを有する。

乗算器１１ｄは、一次磁束のδｃ軸成分λδｃとγｃ軸電流ｉγｃとの積λδｃ・ｉγｃを得る。乗算器１１ｅは、一次磁束のγｃ軸成分λγｃとδｃ軸電流ｉδｃとの積λγｃ・ｉδｃを得る。減算器１１ｆは、積λδｃ・ｉγｃから積λγｃ・ｉδｃを減算する。定数倍部１１ｇは減算器１１ｆで得られた減算の結果に極対数Ｐを乗じ、出力トルクτｅを得る。

ｎ次成分抽出部１０５ｅはｎ次成分抽出部１０５ｂと同様にして、出力トルクτｅのうち回転角θｍの基本周波数のｎ次成分τｅｓ（ｎ），τｅｃ（ｎ）を抽出する。

具体的にはｎ次成分抽出部１０５ｂ，１０５ｅは、いずれもフーリエ変換を用いることにより、入力した量の正弦値成分及び余弦値成分を得る。回転角差分Δθｍ及び出力トルクτｅはいずれも回転角θｍの関数であって、両者のいずれをも関数Ｆ（θｍ）として表すと、式（８）が成立する。

ここで値ａ０は関数Ｆ（θｍ）の直流成分（０次成分）であり、値ａｎは関数Ｆ（θｍ）のｎ次成分の余弦値の振幅であり、値ｂｎは関数Ｆ（θｍ）のｎ次成分の正弦値の振幅である。上述のフーリエ変換を行うべく、ｎ次成分抽出部１０５ｂ，１０５ｅには次数ｎと回転角θｍとが入力する。なお式（８）において積分変数として回転角θｍではなく、時間ｔを採用してもよい。フーリエ変換で行われる計算において回転角θｍは角度θｍｆで代用することができ、式（５）の３番目の式を用いて変数変換ができるからである。

ｎ次成分抽出部１０５ｂは、回転角差分Δθｍを入力してこれを上記関数Ｆ（θｍ）として採用し、値ｂｎを回転角差分Δθｍの正弦値成分Δθｍｓ（ｎ）として出力し、値ａｎを回転角差分Δθｍの余弦値成分Δθｍｃ（ｎ）として出力する。

ｎ次成分抽出部１０５ｅは、出力トルクτｅを入力してこれを上記関数Ｆ（θｍ）として採用し、値ｂｎを出力トルクτｅの正弦値成分τｅｓ（ｎ）として出力し、値ａｎを出力トルクτｅの余弦値成分τｅｃ（ｎ）として出力する。

按分係数乗算部１０５ｃは次数ｎ毎に設定される按分係数Ｋ（ｎ）を、正弦値成分τｖｓ（ｎ）及び余弦値成分τｖｃ（ｎ）のいずれにも乗じる。按分係数乗算部１０５ｆは按分係数［１−Ｋ（ｎ）］を、正弦値成分τｅｓ（ｎ）及び余弦値成分τｅｃ（ｎ）のいずれにも乗じる。但し、次数ｎのそれぞれにおいて、０≦Ｋ（ｎ）≦１が成立する。よって按分係数乗算部１０５ｃ，１０５ｆは、所定の按分比Ｋ（ｎ）／［１−Ｋ（ｎ）］で、正弦値成分τｖｓ（ｎ）と正弦値成分τｅｓ（ｎ）とを按分し、当該按分比で余弦値成分τｖｃ（ｎ）と余弦値成分τｅｃ（ｎ）とを按分する按分部として見ることができる。按分係数Ｋ（ｎ），［１−Ｋ（ｎ）］は按分係数乗算部１０５ｃ，１０５ｆに対して外部から与えられてもよい。この場合按分係数乗算部１０５ｃ，１０５ｆは単なる乗算器で実現される。

加算器１０５ｇは、次数ｎ毎に、正弦値成分に関する積τｖｓ（ｎ）・Ｋ（ｎ），τｅｓ（ｎ）・［１−Ｋ（ｎ）］同士を加算し、余弦値成分に関する積τｖｃ（ｎ）・Ｋ（ｎ），τｅｃ（ｎ）・［１−Ｋ（ｎ）］同士を加算し、対を成す和を出力する。

ｎ次成分抽出部１０５ｂ，１０５ｅにおいて抽出の対象となる次数ｎは複数採用されてもよい。例えば次数ｎとして値１のみを採用する場合には、加算器１０５ｇは一対の和τｖｓ（１）・Ｋ（１）＋τｅｓ（１）・［１−Ｋ（１）］，τｖｃ（１）・Ｋ（１）＋τｅｃ（１）・［１−Ｋ（１）］を出力する。あるいは次数ｎとして値１，２の二つを採用する場合には、加算器１０５ｇは和τｖｓ（１）・Ｋ（１）＋τｅｓ（１）・［１−Ｋ（１）］，τｖｃ（１）・Ｋ（１）＋τｅｃ（１）・［１−Ｋ（１）］の対と、和τｖｓ（２）・Ｋ（２）＋τｅｓ（２）・［１−Ｋ（２）］，τｖｃ（２）・Ｋ（２）＋τｅｃ（２）・［１−Ｋ（２）］の対との二対を出力する。図２において矢印に付されたスラント「／」はこのような対の入出力を示す。

負荷トルクτｄについてのｎ次の正弦値成分τｄｓ（ｎ）及び余弦値成分τｄｃ（ｎ）を導入すると、式（２）の左側の等式から、式（９）が得られる。

よって加算器１０５ｇは、対を成す値τｅｓ（ｎ）−Ｋ（ｎ）・τｄｓ（ｎ），τｅｃ（ｎ）−Ｋ（ｎ）・τｄｃ（ｎ）を出力するということができる。

図６は補正量計算部１０５ｈの構成を例示するブロック図である。補正量計算部１０５ｈは、ＰＩ制御部１１ｈと、合成値計算部１１ｙとを有する。ここでは簡単のため、次数ｎは一つである場合を例示した。

ＰＩ制御部１１ｈは、いずれも比例積分制御を行うＰＩ制御器１１ｈｓ，１１ｈｃを備える。ＰＩ制御器１１ｈｓは正弦値成分に関する値について比例積分制御を行う。ＰＩ制御器１１ｈｃは余弦値成分に関する値について比例積分制御を行う。

図７はＰＩ制御器１１ｈｓの構成を例示するブロック図である。ＰＩ制御器１１ｈｓは比例部１１ｈ１、積分部１１ｈ２、加算器１１ｈ３を有している。比例部１１ｈ１はＰＩ制御器１１ｈｓへの入力に対して次数ｎ毎に設定されるゲインＫｐｓ（ｎ）を乗じて得られた積を出力する。積分部１１ｈ２は上記入力の積分値に対して次数ｎ毎に設定されるゲインＫｉｓ（ｎ）を乗じて得られた積を出力する。加算器１１ｈ３は上述の二つの積同士を加算して得られた和を出力する。

図８はＰＩ制御器１１ｈｃの構成を例示するブロック図である。ＰＩ制御器１１ｈｃは比例部１１ｈ４、積分部１１ｈ５、加算器１１ｈ６を有している。比例部１１ｈ４はＰＩ制御器１１ｈｃへの入力に対して次数ｎ毎に設定されるゲインＫｐｃ（ｎ）を乗じて得られた積を出力する。積分部１１ｈ５は上記入力の積分値に対して次数ｎ毎に設定されるゲインＫｉｃ（ｎ）を乗じて得られた積を出力する。加算器１１ｈ６は上述の二つの積同士を加算して得られた和を出力する。

ゲインＫｐｓ（ｎ），Ｋｐｃ（ｎ），Ｋｉｓ（ｎ），Ｋｉｃ（ｎ）をどのように設定するかは設計事項であり、また比例積分制御それ自体は周知の技術であるので、ここでは更に詳細な説明は省略する。

ＰＩ制御器１１ｈｓは値τｅｓ（ｎ）−Ｋ（ｎ）・τｄｓ（ｎ）を入力し、これに対して比例積分制御を行った結果を出力する。ＰＩ制御器１１ｈｃは値τｅｃ（ｎ）−Ｋ（ｎ）・τｄｃ（ｎ）を入力し、これに対して比例積分制御を行った結果を出力する。

合成値計算部１１ｙは、ＰＩ制御器１１ｈｓで得られた正弦値成分に関する比例積分制御の結果と、ＰＩ制御器１１ｈｃで得られた余弦値成分に関する比例積分制御の結果とを以下の様に合成して合成値を求める。

合成値計算部１１ｙは、乗算器１１ｊ，１１ｋ，１１ｐと、正弦値生成部１１ｑと、余弦値生成部１１ｒと、加算器１１ｓとを有している。

乗算器１１ｐは、次数ｎと回転角θｍとを入力し、両者の積ｎ・θｍを得る。正弦値生成部１１ｑは積ｎ・θｍを入力し、正弦値sin（ｎ・θｍ）を得る。余弦値生成部１１ｒは積ｎ・θｍを入力し、余弦値cos（ｎ・θｍ）を得る。

乗算器１１ｊは、ＰＩ制御器１１ｈｓで得られた結果と正弦値sin（ｎ・θｍ）との積を得る。乗算器１１ｋは、ＰＩ制御器１１ｈｃで得られた結果と余弦値cos（ｎ・θｍ）との積を得る。加算器１１ｓは三角関数の合成を行って合成値を得る。具体的には加算器１１ｓは、乗算器１１ｊで得られた積と、乗算器１１ｋで得られた積との和として合成値を得る。当該合成値が第１のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ１として合成値計算部１１ｙから出力される。これはＰＩ制御器１１ｈｓ，１１ｈｃの各々で得られた結果をフーリエ級数の係数とし、そのフーリエ級数の結果から第１のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ１を求めることに相当する。

このように、加振トルクτｖ及び出力トルクτｅのｎ次成分に基づいて第１のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ１を求め、これをγｃ軸電流ｉγｃから減じることにより、結果的に減算器１０９において、回転速度指令ωｅｏ＊を加振トルクτｖの増加及び／又は出力トルクτｅの増加に対応して増加させる方向に補正することになる。このように第１のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ１は、加振トルクτｖや、出力トルクτｅの脈動に対して比例積分制御を行って得られているので、補正済み回転速度指令ωｅ＊は加振トルクτｖや、出力トルクτｅの脈動を抑制するように制御される。

補正量計算部１０５ｈにおける比例積分制御を行う前に、按分係数Ｋ（ｎ），［１−Ｋ（ｎ）］で、加振トルクτｖ及び出力トルクτｅの回転速度指令ωｅｏ＊への影響を按分する。これは比例積分制御のゲインによらずに按分比を維持できる観点でも、比例積分制御において機械角の回転速度に応じた周波数帯域は不要である観点でも、好適である。

次数ｎを複数個にて設定する場合、補正量計算部１０５ｈはＰＩ制御部１１ｈと、加算器１１ｓを除いた合成値計算部１１ｙとを、その次数毎に設ける。そして加算器１１ｓは、次数毎に設けられた合成値計算部１１ｙの出力を、全て加算して第１のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ１として出力する。

ある次数ｎにおいて、按分係数Ｋ（ｎ）が１であるとする。この場合、按分係数乗算部１０５ｆの出力は０となり、出力トルクτｅは第１のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ１に寄与せず、加振トルクτｖのみが回転速度指令ωｅｏ＊の補正に寄与することになる。この場合は回転速度指令ωｅｏ＊の補正が専ら加振トルクτｖの抑制に寄与することなる。

ある次数ｎにおいて、按分係数Ｋ（ｎ）が０であるとする。この場合、按分係数乗算部１０５ｃの出力は０となり、加振トルクτｖは第１のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ１に寄与せず、出力トルクτｅのみが回転速度指令ωｅｏ＊の補正に寄与することになる。この場合は回転速度指令ωｅｏ＊の補正が専ら出力トルクτｅの脈動の抑制に寄与することとなり、電流［Ｉ］の振幅を一定にし易くする。

上述のことから、加算器１０５ｇ、出力トルク抽出部１０５Ｂ、按分係数乗算部１０５ｃを省略してγｃ軸電流補正部１０５を構成し、正弦値成分τｅｓ（ｎ）及び余弦値成分τｅｃ（ｎ）を用いずに正弦値成分τｖｓ（ｎ）及び余弦値成分τｖｃ（ｎ）を用いて（より具体的にはこれらに比例積分制御を行って）補正量計算部１０５ｈが第１のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ１を求めても、回転速度指令ωｅｏ＊の補正によって加振トルクτｖを抑制するという効果が得られることが分かる。

同様にして、加算器１０５ｇ、加振トルク抽出部１０５Ａ、按分係数乗算部１０５ｆを省略してγｃ軸電流補正部１０５を構成し、正弦値成分τｖｓ（ｎ）及び余弦値成分τｖｃ（ｎ）を用いずに正弦値成分τｅｓ（ｎ）及び余弦値成分τｅｃ（ｎ）を用いて（より具体的にはこれらに比例積分制御を行って）補正量計算部１０５ｈが第１のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ１を求めても、回転速度指令ωｅｏ＊の補正によって出力トルクτｅの脈動を抑制するという効果が得られることが分かる。

第２の実施の形態．
本実施の形態では、第１のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ１を用いて、同期電動機３の効率を改善する技術を説明する。第１の実施の形態において、加振トルクτｖの基本周波数の振動を抑制する場合を考える。上述の様に、機械負荷が１シリンダ圧縮機であれば、加振トルクτｖの基本周波数はｎ＝１に対応し、２シリンダ圧縮機であれば、ｎ＝２に対応する。まず、簡単のため、機械負荷が１シリンダ圧縮機である場合を想定して説明する。

第１の実施の形態において、加振トルク抽出部１０５Ａ、出力トルク抽出部１０５Ｂを採用し、次数ｎとして値１のみを採用することにより、加振トルクτｖの基本周波数の１次成分（以下「基本波成分」と称す）が抑制される。特にＫ（１）＝１とすることで加振トルクτｖの基本波成分は殆ど消える。

しかしながら、出力トルクτｅの、当該基本周波数以外の成分の脈動は必ずしも抑制されるとは限らない。他方、かかる脈動は同期電動機３に流れる電流の高調波成分の成因となる。同期電動機３の効率はこれに流れる高調波成分が増大するほど悪化する。従って、同期電動機３の効率は出力トルクτｅの脈動を抑制することで改善される。但し、加振トルクτｖの基本波成分については上述の様に抑制される。よって本実施の形態では、当該基本波成分以外の次数において出力トルクτｅの脈動を抑制し、以て同期電動機３の効率を改善する。

図９は、本実施の形態において採用されるγｃ軸電流補正部１０５の構成を例示するブロック図である。γｃ軸電流補正部１０５は第１の実施の形態と同様に、加振トルク抽出部１０５Ａ、出力トルク抽出部１０５Ｂ、加算器１０５ｇ、補正量計算部１０５ｈを備える。本実施の形態における補正量計算部１０５ｈの構成は後に詳述される。

加振トルク抽出部１０５Ａ、出力トルク抽出部１０５Ｂ、加算器１０５ｇは第１の実施の形態と同様に構成される。但し、ここでは諸量のｊ次成分が抽出される場合が示されているので、図２において次数を示す「ｎ」が、図９では次数を示す「ｊ」に置き換わって示されている。機械負荷が１シリンダ圧縮機であればｊ＝１であり、２シリンダ圧縮機であればｊ＝２である。もちろん、加振トルクτｖを複数の次数について抑制したい場合には次数ｊを複数採用することもできる。そのような複数の次数の抑制については第１の実施の形態について説明したのでここでは説明を省略する。

つまり、ｊ次成分抽出部１０５ｂは、回転角差分Δθｍの、加振トルクτｖの基本周波数の１次成分を含む少なくとも一つの成分として加振トルク抑制成分Δθｍｓ（ｊ），Δθｍｃ（ｊ）を抽出する。ｊ次成分抽出部１０５ｅは、出力トルク（正確にはその推定値）τｅの、加振トルク抑制成分Δθｍｓ（ｊ），Δθｍｃ（ｊ）に対応したｊ次の成分τｅｓ（ｊ），τｅｃ（ｊ）を抽出する。

本実施の形態においてγｃ軸電流補正部１０５は更に、ｍ次成分抽出部１０５ｍを備える。ｍ次成分抽出部１０５ｍは、ｊ次成分抽出部１０５ｅと同様に構成され、出力トルク（正確にはその推定値）τｅの、ｍ次成分τｅｓ（ｍ），τｅｃ（ｍ）を抽出する。但し次数ｍは、加振トルク抑制成分Δθｍｓ（ｊ），Δθｍｃ（ｊ）に対応した次数ｊ以外の次数から採用される少なくとも一つの次数である。

以下、説明の簡単のため、ｊ＝１、ｍ＝２，３の場合を例にとって説明する。図１０は本実施の形態における補正量計算部１０５ｈの構成を例示するブロック図である。補正量計算部１０５ｈは、３つのＰＩ制御部１１ｈと、合成値計算部１１ｙと、二つの合成値計算部１１ｙ１と、加算器１１ｔとを備えている。

図１０においてもっとも上段に示されたＰＩ制御部１１ｈと合成値計算部１１ｙとは、第１の実施の形態で示された補正量計算部１０５ｈの構成と同様である。但しこれらはここでは加振トルク抑制成分Δθｍｓ（１），Δθｍｃ（１）に対応して機能し、ＰＩ制御部１１ｈは値τｅｓ（１）−Ｋ（１）・τｄｓ（１），τｅｃ（１）−Ｋ（１）・τｄｃ（１）を入力する。また、合成値計算部１１ｙには次数ｊを示す値１が入力されて乗算器１１ｐにおいて回転角θｍと乗算されているが、次数ｊが１であれば乗算器１１ｐを省略しても構わないことは明白である。

図１０において中段に示されたＰＩ制御部１１ｈには、値τｅｓ（２），τｅｃ（２）が入力する。図１０において下段に示されたＰＩ制御部１１ｈには、値τｅｓ（３），τｅｃ（３）が入力する。つまりｍ次成分抽出部は見かけ上、第１の実施の形態の出力トルク抽出部１０５Ｂのうち出力トルク推定部１０５ｄ以外の構成を、次数ｍについて按分係数Ｋ（ｍ）＝０として変形したものと見ることもできる。よってｍ次成分τｅｓ（ｍ），τｅｃ（ｍ）は、ｍ次の出力トルクを抑制する出力トルク抑制成分として理解することができる。

合成値計算部１１ｙ１は合成値計算部１１ｙから加算器１１ｓを省略した構成を有しており、それぞれの乗算器１１ｐ，１１ｊ，１１ｋ及び正弦値生成部１１ｑ、余弦値生成部１１ｒは第１の実施の形態で示されたそれぞれの機能と同じ機能を担う。

加算器１１ｓ，１１ｔは次数１，２，３のそれぞれについての乗算器１１ｊの出力及び乗算器１１ｋの出力の和を採り、これを第１のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ１として出力する。つまり本実施の形態においてγｃ軸電流補正部１０５は加算器１０５ｇで得られた和と、ｍ次成分抽出部１０５ｍから得られた出力トルク抑制成分τｅｓ（ｍ），τｅｃ（ｍ）を用いて、第１のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ１を得ている。このようにして得られた第１のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ１は、回転速度指令ωｅｏ＊の補正において、出力トルクτｅのｍ次成分の脈動の抑制に寄与することとなることは、第１の実施の形態の説明から明白である。

このようにして、本実施の形態では、加振トルクτｖのｊ次成分を抑制し、かつ出力トルクτｅのｍ次（ｍ≠ｊ）成分を抑制することができる。

上段に示された合成値計算部１１ｙを合成値計算部１１ｙ１に置換し、加算器１１ｔが加算器１１ｓの機能を兼務してもよい。

出力トルク抑制成分τｅｓ（ｍ），τｅｃ（ｍ）は加振トルクτｖのｍ次成分との按分を行わないので、補正量計算部１０５ｈに入力する前に次数毎に個別に増幅されてもよい。同様にして、第１の実施の形態においても、加算器１０５ｇの出力は、次数毎に個別に増幅されてもよい。換言すれば、按分係数Ｋ（ｎ），［１−Ｋ（ｎ）］に替えて、按分係数Ｃ（ｎ）・Ｋ（ｎ），Ｃ（ｎ）・［１−Ｋ（ｎ）］（但しＣ（ｎ）はいずれの次数ｎについても正の数）を採用してもよい。このような場合にも按分比Ｋ（ｎ）／［１−Ｋ（ｎ）］が維持されることは自明である。

第３の実施の形態．
本実施の形態では、第１のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ１を用いて、同期電動機３に流れる電流（以下「モータ電流」と称す）のピーク値を抑制する技術を説明する。第１の実施の形態において、加振トルクτｖの基本周波数の振動を抑制する場合を考える。上述の様に、機械負荷が１シリンダ圧縮機であれば、加振トルクτｖの基本周波数はｎ＝１に対応し、２シリンダ圧縮機であれば、ｎ＝２に対応する。まず、簡単のため、機械負荷が１シリンダ圧縮機である場合を想定して説明する。

第１の実施の形態において、加振トルク抽出部１０５Ａ、出力トルク抽出部１０５Ｂを採用し、次数ｎとして値１のみを採用すれば、加振トルクτｖや出力トルクτｅの基本波成分が抑制される。加振トルクτｖや出力トルクτｅの脈動はそれらの基本波成分が主であるので、それらの基本波成分の抑制は重要である。

しかし加振トルクτｖの基本波成分を抑制するために必要な第１のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ１を求めた場合、モータ電流のピーク値が大きくなる可能性がある。通常、モータ電流は過電流保護の観点からそのピーク値を制限する制御が採用されることも多い（例えば図１において示されるδｃ軸電圧指令値ｖδ＊、γｃ軸電圧指令値ｖγ＊を磁束制御部１０２において上限を設ける等）。

よって加振トルクτｖの基本波成分の抑制が、モータ電流のピーク値を制限する制御によって損なわれることがないように、モータ電流のピーク値を小さくすることが望ましい。そこで、本実施の形態では、出力トルクτｅの基本波成分τｅｓ（１），τｅｃ（１）を維持しつつ、ｎ次成分τｅｓ（ｎ），τｅｃ（ｎ）の次数ｎについての和のピークを低減する技術を示す。

ｎ次成分τｅｓ（ｎ），τｅｃ（ｎ）の次数ｎについての和のピークを低減する場合、次数ｎの値に上限を設けないならば、奇数次の成分の和の波形が矩形波を呈すればよい。矩形波の振幅を１とすると、かかる矩形波は、位相Ψの関数Ｒ（Ψ）において上限値Ｄを無限大に設定すれば下式（１０）で表される。但し、奇数ｄを導入し、記号Σは奇数ｄについての総和を意味する。

よって本実施の形態では、出力トルクτｅのうち、３以上の奇数ｄを次数とする奇数次成分については、上記ピーク値の低減に鑑みた奇数次成分の指令値（以下「奇数次トルク指令」と称す）を求める。そして奇数次成分と奇数次トルク指令との差分にも基づいて第１のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ１を求める。

他方、出力トルクτｅのうち偶数次の高次成分については、その正弦値成分τｅｓ（ｅ）及び余弦値成分τｅｃ（ｅ）（偶数ｅを導入した）を抽出し、第１の実施の形態に即して言えばＫ（ｅ）＝０として第１のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ１を求める計算に用いる。

図１１は、本実施の形態において採用されるγｃ軸電流補正部１０５の構成を例示するブロック図である。γｃ軸電流補正部１０５は第１の実施の形態と同様に、角度脈動抽出部１０５ａ、ｎ次成分抽出部１０５ｂ，１０５ｅ、トルク換算部１０５ｉ、按分係数乗算部１０５ｃ，１０５ｆ、出力トルク推定部１０５ｄ、加算器１０５ｇ、補正量計算部１０５ｈを備える。本実施の形態における補正量計算部１０５ｈの構成は後に詳述される。

但し、本実施の形態においては、ｎ次成分抽出部１０５ｂ，１０５ｅは、いずれも基本波成分のみを抽出する。具体的にはｎ次成分抽出部１０５ｂは回転角差分Δθｍのうち回転角θｍの基本波成分Δθｍｓ（１），Δθｍｃ（１）を抽出する。これによりトルク換算部１０５ｉは加振トルクτｖの基本波成分の正弦値成分τｖｓ（１）及び余弦値成分τｖｃ（１）を出力し、按分係数乗算部１０５ｃはこれらに按分係数Ｋ（１）を乗ずる。このような事情から、図１１においてｎ次成分抽出部１０５ｂは「基本波成分抽出部」として示した。

同様に、ｎ次成分抽出部１０５ｅは出力トルクτｅ（より正確にはその推定値）の基本波成分の正弦値成分τｅｓ（１）及び余弦値成分τｅｃ（１）を抽出する。按分係数乗算部１０５ｆはこれらに按分係数［１−Ｋ（１）］を乗ずる。このような事情から、図１１においてｎ次成分抽出部１０５ｅは「基本波成分抽出部」として示した。

以上のことから、本実施の形態ではｎ次成分抽出部１０５ｂ，１０５ｅ、トルク換算部１０５ｉ、按分係数乗算部１０５ｃ、ｎ次成分抽出部１０５ｅ、按分係数乗算部１０５ｆ、加算器１０５ｇは、加振トルクτｖ及び出力トルクτｅのそれぞれの基本波成分を抽出して所定の按分比（Ｋ（１）／［１−Ｋ（１）］）で按分する、基本波成分按分部１０５Ｃとして捉えることができる。

加振トルクτｖの脈動の抑制を行わない場合には、Ｋ（１）＝０と想定して、角度脈動抽出部１０５ａ、ｎ次成分抽出部１０５ｂ、トルク換算部１０５ｉ、按分係数乗算部１０５ｃ及び加算器１０５ｇを省略することができる。つまり本実施の形態において加振トルクτｖは、その基本波成分も含め、必ずしも抽出する必要はない。

γｃ軸電流補正部１０５は、出力トルク偶数次出力部１０５Ｄと、出力トルク奇数次出力部１０５Ｅとを更に備える。

出力トルク偶数次出力部１０５Ｄは、出力トルクτｅのうち、偶数の次数ｅの成分たる偶数次成分を求め、補正量計算部１０５ｈに出力する。出力トルク奇数次出力部１０５Ｅは、出力トルクの奇数次成分と奇数次トルク指令との差分を求め、補正量計算部１０５ｈに出力する。

具体的には、出力トルク偶数次出力部１０５Ｄは偶数次成分抽出部１０５ｐを有する。偶数次成分抽出部１０５ｐは回転角θｍと、出力トルクτｅ（より正確にはその推定値：出力トルク推定部１０５ｄから得られる）と、偶数の次数ｅとを入力し、正弦値成分τｅｓ（ｅ）及び余弦値成分τｅｃ（ｅ）を出力トルクの偶数次を抑制する成分（出力トルク偶数次抑制成分）として得る。偶数次成分抽出部１０５ｐの構成は第１の実施の形態で説明されたｎ次成分抽出部１０５ｅの構成と同様であり、単に入力される次数ｎが偶数の次数ｅに限定される点でのみ相違する。上述の偶数次成分として、正弦値成分τｅｓ（ｅ）及び余弦値成分τｅｃ（ｅ）が採用される。

次数ｅを複数採用してもよい。この場合、出力トルク偶数次出力部１０５Ｄにおいて偶数次成分抽出部１０５ｐを次数ｅ毎に複数設けてもよい。

また出力トルク奇数次出力部１０５Ｅは奇数次成分抽出部１０５ｑと、奇数次トルク指令生成部１０５ｒと、減算器１０５ｓとを有する。

奇数次成分抽出部１０５ｑは回転角θｍと、出力トルクτｅと、３以上の奇数の次数ｄとを入力し、正弦値成分τｅｓ（ｄ）及び余弦値成分τｅｃ（ｄ）を、出力トルクの奇数次を抑制する成分（出力トルク奇数次抑制成分）として得る。奇数次成分抽出部１０５ｑの構成も第１の実施の形態で説明されたｎ次成分抽出部１０５ｅの構成と同様であり、単に入力される次数ｎが３以上の奇数の次数ｄに限定される点でのみ相違する。

奇数次トルク指令生成部１０５ｒは正弦値成分τｅｓ（ｄ）の指令値（以下「奇数次トルク指令正弦値成分」と称す）τｅｓ＊（ｄ）及び余弦値成分τｅｃ（ｄ）の指令値（以下「奇数次トルク指令余弦値成分」と称す）τｅｃ＊（ｄ）を求める。その詳細は後述する。

減算器１０５ｓは、正弦値成分τｅｓ（ｄ）の奇数次トルク指令正弦値成分τｅｓ＊（ｄ）に対する偏差Δτｅｓ（ｄ）と、余弦値成分τｅｃ（ｄ）の奇数次トルク指令余弦値成分τｅｃ＊（ｄ）に対する偏差Δτｅｃ（ｄ）とを求める。具体的には偏差Δτｅｓ（ｄ）＝τｅｓ（ｄ）−τｅｓ＊（ｄ），Δτｅｃ（ｄ）＝τｅｃ（ｄ）−τｅｃ＊（ｄ）である。

次数ｄを複数採用してもよい。この場合、出力トルク奇数次出力部１０５Ｅにおいて奇数次成分抽出部１０５ｑ、奇数次トルク指令生成部１０５ｒ及び減算器１０５ｓを次数ｄ毎に複数設けてもよい。

以下、説明の簡単のため、ｄ＝３，ｅ＝２の場合を例にとって説明する。図１２は本実施の形態における補正量計算部１０５ｈの構成を例示するブロック図である。補正量計算部１０５ｈは、３つのＰＩ制御部１１ｈと、合成値計算部１１ｙと、二つの合成値計算部１１ｙ１と、加算器１１ｔとを備えている。ここで示された構成それ自体は、図１０に示された構成と同一である。

但し、第２の実施の形態とは、最下段に示されたＰＩ制御部１１ｈへの入力が相違し、偏差Δτｅｓ（３），Δτｅｃ（３）がそれぞれＰＩ制御器１１ｈｓ，１１ｈｃに入力する。かかる入力の相違以外は第２の実施の形態と同様にして、本実施の形態においても第１のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ１が得られる。

なお、合成値計算部１１ｙには次数１が入力されて乗算器１１ｐにおいて回転角θｍと乗算されているが、乗算器１１ｐを省略できることは明白である。

図１３は奇数次トルク指令生成部１０５ｒの構成を例示するブロック図である。奇数次トルク指令生成部１０５ｒは、振幅演算部１０５１、位相演算部１０５２、乗算器１０５３，１０５４，１０５７，１０５８、余弦値生成部１０５５、正弦値生成部１０５６を有する。

振幅演算部１０５１は出力トルクτｅの基本波成分τｅ（１）の大きさＴｅを求める。位相演算部１０５２は出力トルクτｅの回転角θｍに対する位相αを求める。具体的には式（１１）が成立するので、式（１２）によって大きさＴｅ及び位相αを求める。

即ち、位相αは正弦値成分τｅｓ（１）で余弦値成分τｅｃ（１）を除した値の逆正接関数の値として求まり、大きさＴｅは正弦値成分τｅｓ（１）の平方と余弦値成分τｅｃ（１）の平方との和の平方根として求まる。

さて、角度（θｍ＋α）が０度，１８０度、３６０度を採るとき、奇数次の出力トルクは全て値０を採るので（後述する図１４、図１６も参照）、奇数次（但し基本波成分となる１次を覗く）出力トルクの総和τｅａは、式（１３）によって表される。但し上限値Ｄは式（１０）と等しい。

式（１３）の右辺第１式において係数ｇ（ｄ）を次数ｄ、上限値Ｄに基づいて設定することにより、総和τｅａのピークを低減できる。具体的には上限値Ｄを無限大に設定すれば、式（１０）を参照して係数ｇ（ｄ）は係数ｇ（１）の１／ｄに設定すればよい。これにより総和τｅａのピークをその最小値にすることができる。以下、特に断わらない限りｇ（１）＝１とする。

他方、総和τｅａは奇数次トルク指令正弦値成分τｅｓ＊（ｄ）及び奇数次トルク指令余弦値成分τｅｃ＊（ｄ）を導入して式（１３）の右辺第２式に書き換えることができる。よって式（１４）で奇数次トルク指令正弦値成分τｅｓ＊（ｄ）及び奇数次トルク指令余弦値成分τｅｃ＊（ｄ）が求められることになる。

式（１４）の計算は、奇数次トルク指令生成部１０５ｒにおいて、下記のように実現される。乗算器１０５３は係数ｇ（ｄ）と大きさＴｅとを次数ｄ毎に乗算し、積ｇ（ｄ）・Ｔｅを求める。乗算器１０５４は次数ｄと位相αとを次数ｄ毎に乗算し、積ｄ・αを求める。

余弦値生成部１０５５は積ｄ・αの余弦値cos（ｄ・α）を次数ｄ毎に求め、正弦値生成部１０５６は積ｄ・αの正弦値sin（ｄ・α）を次数ｄ毎に求める。乗算器１０５７は積ｇ（ｄ）・Ｔｅと余弦値cos（ｄ・α）とを次数ｄ毎に乗算し、奇数次トルク指令正弦値成分τｅｓ＊（ｄ）を求める。乗算器１０５８は積ｇ（ｄ）・Ｔｅと正弦値sin（ｄ・α）とを次数ｄ毎に乗算し、奇数次トルク指令余弦値成分τｅｃ＊（ｄ）を求める。

図１４は、第３の実施の形態における出力トルクの奇数次成分の波形の第１例を示すグラフである。また図１５は図１４に示された奇数次成分の和の波形を示すグラフである。この第１例では上限値Ｄを奇数３と設定した。第１例の場合、係数ｇ（３）を１／６に設定することで、奇数次成分の和の波形のピークを最小にしている。

図１６は、第３の実施の形態における出力トルクの奇数次成分の波形の第２例を示すグラフである。また図１７は図１６示された奇数次成分の和の波形を示すグラフである。この第２例では上限値Ｄを奇数５と設定した。第２例の場合、係数ｇ（３）を０．２３２に、係数ｇ（５）を０．０６に、それぞれ設定することで、奇数次成分の和の波形のピークを最小にしている。

第１例、第２例のいずれの場合においても、基本波成分τｅ（１）のピークを１として描いている。第１例、第２例のいずれの場合においても、基本波成分τｅ（１）よりも奇数次成分の和の方が、波形のピークが低減することがわかる。また式（１０）に鑑みれば、上限値Ｄが大きいほど波形のピークは、図１４〜図１６に即して言えば値（π／４）に近づいてゆくことが分かる。

このようにして加振トルクτｖの１次成分を抑制し、かつ出力トルクτｅのピークを抑制することができる。

第２の実施の形態と同様に、図１２の上段に示された合成値計算部１１ｙを合成値計算部１１ｙ１に置換し、加算器１１ｔが加算器１１ｓの機能を兼務してもよい。

また偶数次の正弦値成分τｅｓ（ｅ）及び余弦値成分τｅｃ（ｅ）や、奇数次の正弦値成分τｅｓ（ｄ）及び余弦値成分τｅｃ（ｄ）や、奇数次トルク指令正弦値成分τｅｓ＊（ｄ）及び奇数次トルク指令余弦値成分τｅｃ＊（ｄ）は、加振トルクτｖのとの按分を行わないので、補正量計算部１０５ｈに入力する前に次数毎に個別に増幅されてもよい。

第４の実施の形態．
第３の実施の形態において、出力トルクτｅの偶数次の脈動を低減する必要が無い場合もあり得る。かかる場合には、第３の実施の形態に示された構成から出力トルク偶数次出力部１０５Ｄを省略することができる。

図１８は本実施の形態において採用されるγｃ軸電流補正部１０５の構成を例示するブロック図である。γｃ軸電流補正部１０５は第３の実施の形態と同様に、角度脈動抽出部１０５ａ、出力トルク推定部１０５ｄ、補正量計算部１０５ｈ、基本波成分按分部１０５Ｃ、出力トルク奇数次出力部１０５Ｅを備える。但し上述の様に出力トルク偶数次出力部１０５Ｄは備えられない。

図１９は本実施の形態における補正量計算部１０５ｈの構成を例示するブロック図である。補正量計算部１０５ｈは、第３の実施の形態で示された合成値計算部１１ｙと、合成値計算部１１ｙ１と、加算器１１ｔと、二つのＰＩ制御部１１ｈを備えている。但し本実施の形態では第３の実施の形態とは異なり、偶数次の正弦値成分τｅｓ（ｅ）及び余弦値成分τｅｃ（ｅ）は扱われない。よって本実施の形態では一つのＰＩ制御部１１ｈと合成値計算部１１ｙ１とは、奇数次の、ここでは３次の偏差Δτｅｓ（３），Δτｅｃ（３）から合成値を得る。

本実施の形態において補正量計算部１０５ｈは、偶数次の正弦値成分τｅｓ（ｅ）及び余弦値成分τｅｃ（ｅ）を扱わない。よって補正量計算部１０５ｈには偶数の次数ｅを入力する必要は無い（図１８参照）。

本実施の形態であっても、モータ電流のピーク値が低減される効果が得られるのは、第３の実施の形態と同様である。

第５の実施の形態．
本実施の形態では、第３の実施の形態とは逆に、出力トルクτｅの奇数次の脈動を低減しつつ、偶数次の成分を用いた制御によってモータ電流のピーク値を低減する技術を説明する。

図２０は本実施の形態において採用されるγｃ軸電流補正部１０５の構成を例示するブロック図である。γｃ軸電流補正部１０５は第３の実施の形態と同様に、角度脈動抽出部１０５ａ、出力トルク推定部１０５ｄ、補正量計算部１０５ｈ、基本波成分按分部１０５Ｃを備える。但し本実施の形態においては、第３の実施の形態における出力トルク偶数次出力部１０５Ｄ、出力トルク奇数次出力部１０５Ｅは、それぞれ出力トルク奇数次出力部１０５Ｆ、出力トルク偶数次出力部１０５Ｇに置換される。

出力トルク奇数次出力部１０５Ｆは奇数次成分抽出部１０５ｑを有する。奇数次成分抽出部１０５ｑは既に第３の実施の形態で説明されたので、ここではその詳細は省略する。奇数次成分抽出部１０５ｑは正弦値成分τｅｓ（ｄ）及び余弦値成分τｅｃ（ｄ）を、出力トルクの奇数次を抑制する成分（出力トルク奇数次抑制成分）として得る。

出力トルク偶数次出力部１０５Ｇは偶数次成分抽出部１０５ｐと、偶数次トルク指令生成部１０５ｔと、減算器１０５ｕとを有する。

偶数次成分抽出部１０５ｐは既に第３の実施の形態で説明されたので、ここではその詳細は省略する。偶数次成分抽出部１０５ｐは正弦値成分τｅｓ（ｅ）及び余弦値成分τｅｃ（ｅ）を出力する。

偶数次トルク指令生成部１０５ｔは正弦値成分τｅｓ（ｅ）の指令値（以下「偶数次トルク指令正弦値成分」と称す）τｅｓ＊（ｅ）及び余弦値成分τｅｃ（ｅ）の指令値（以下「偶数次トルク指令余弦値成分」と称す）τｅｃ＊（ｅ）を求める。その詳細は後述する。

減算器１０５ｕは、正弦値成分τｅｓ（ｅ）の偶数次トルク指令正弦値成分τｅｓ＊（ｅ）に対する偏差Δτｅｓ（ｅ）と、余弦値成分τｅｃ（ｄ）の偶数次トルク指令余弦値成分τｅｃ＊（ｅ）に対する偏差Δτｅｃ（ｅ）とを求める。具体的には偏差Δτｅｓ（ｅ）＝τｅｓ（ｅ）−τｅｓ＊（ｅ），Δτｅｃ（ｅ）＝τｅｃ（ｅ）−τｅｃ＊（ｅ）である。

次数ｅを複数採用してもよい。この場合、出力トルク偶数次出力部１０５Ｇにおいて偶数次成分抽出部１０５ｐ、偶数次トルク指令生成部１０５ｔ及び減算器１０５ｕを次数ｅ毎に複数設けてもよい。

本実施の形態でも、説明の簡単のため、以下、ｄ＝３，ｅ＝２の場合を例にとって説明する。図２１は本実施の形態における補正量計算部１０５ｈの構成を例示するブロック図である。補正量計算部１０５ｈは、３つのＰＩ制御部１１ｈと、合成値計算部１１ｙと、二つの合成値計算部１１ｙ１と、加算器１１ｔとを備えている。ここで示された構成それ自体は、図１２に示された構成と同一である。

但し、第３の実施の形態とは、中段と、最下段に示されたＰＩ制御部１１ｈへの入力が相違する。本実施の形態で出力トルクの脈動について奇数次の成分が、モータ電流のピーク値の抑制について偶数次の成分が、それぞれ考慮される。よって第３の実施の形態における偏差Δτｅｓ（３），Δτｅｃ（３）、正弦値成分τｅｓ（２）、余弦値成分τｅｃ（２）に代えて、それぞれ正弦値成分τｅｓ（３）、余弦値成分τｅｃ（３）、偏差Δτｅｓ（２），Δτｅｃ（２）、が、それぞれ用いられる。

図２２は偶数次トルク指令生成部１０５ｔの構成を例示するブロック図である。偶数次トルク指令生成部１０５ｔは、０次成分抽出部１０５０、振幅演算部１０５１、位相演算部１０５２、乗算器１０５４，１０５７，１０５８、余弦値生成部１０５５、正弦値生成部１０５６、偶数次振幅演算部１０５９、加算器１０５３ｂを有する。

振幅演算部１０５１、位相演算部１０５２、乗算器１０５４，１０５７，１０５８、余弦値生成部１０５５、正弦値生成部１０５６については既に第３の実施の形態で説明されたので、ここでは説明を省略する。

但し本実施の形態においては、乗算器１０５４には奇数の次数ｄに代えて偶数の次数ｅが与えられる。よって乗算器１０５４は積ｄ・αではなく、積ｅ・αを出力する。

また乗算器１０５７には、第３の実施の形態で示された余弦値cos（ｄ・α）に代えて余弦値cos（ｅ・α＋ｋ）が入力する。また、乗算器１０５８には、第３の実施の形態で示された正弦値sin（ｄ・α）に代えて正弦値sin（ｅ・α＋ｋ）が入力する。

本実施の形態においてはかかる余弦値cos（ｅ・α＋ｋ）、正弦値sin（ｅ・α＋ｋ）を得るために、余弦値生成部１０５５、正弦値生成部１０５６にはいずれも値（ｅ・α＋ｋ）が入力する。そして値（ｅ・α＋ｋ）を得るために、乗算器１０５４から得られた積ｅ・αと、シフト量ｋとが、加算器１０５３ｂで加算される。

また乗算器１０５７，１０５８には、第３の実施の形態で示された積ｇ（ｄ）・Ｔｅに代えて偶数次成分の大きさＴｅ（ｅ）が入力する。第３の実施の形態では乗算器１０５７，１０５８に入力する積ｇ（ｄ）・Ｔｅは、矩形波に基づいて係数ｇ（ｄ）と出力トルクτｅの基本波成分τｅ（１）の大きさＴｅとで定まった。しかしながら偶数次の成分で電流を抑制する場合には、後述する理由で更に複雑であり、出力トルクτｅの０次成分τｅ（０）をも用いて計算する必要がある。

かかる計算の必要性から、０次成分抽出部１０５０と、偶数次振幅演算部１０５９とが偶数次トルク指令生成部１０５ｔに設けられる。０次成分抽出部１０５０は出力トルクτｅからその一定成分として０次成分τｅ（０）を抽出する。かかる抽出それ自体は周知の技術で実現されるので、説明を省略する。

図２３は偶数の次数ｅについてｅ＝２のみとした場合の出力トルクの成分を示すグラフである。モータ電流のピーク値の低減に必要となる出力トルクτｅの２次成分τｅ（２）の大きさは、出力トルクτｅの０次成分τｅ（０）と基本波成分τｅ（１）との和の波形に依存する。２次成分τｅ（２）は値０を中心にして正負に等しい大きさＴｅ（２）で変動する。他方、上記の和（τｅ（０）＋τｅ（１））は正負で非対称となる。よって和（τｅ（０）＋τｅ（１）＋τｅ（２））の（正側の）最大値と（負側の）最小値の絶対値のいずれもが、和（τｅ（０）＋τｅ（１））の（正側の）最大値と（負側の）最小値の絶対値のうちの大きい方に対して小さくなるように大きさＴｅ（２）を定める必要がある。

図２３では和（τｅ（０）＋τｅ（１））の（正側の）最大値（約２．２）と（負側の）最小値の絶対値（約０．２）のうちの大きい方は（正側の）最大値であり、和（τｅ（０）＋τｅ（１）＋τｅ（２））の（正側の）最大値（約１．８５）と（負側の）最小値の絶対値（約０．６）のいずれもが、和（τｅ（０）＋τｅ（１））の（正側の）最大値よりも小さい。

但し図２３からも明らかなように、和（τｅ（０）＋τｅ（１））は正側に大きく振れるので、２次成分τｅ（２）が極小値を採る位相は、和（τｅ（０）＋τｅ（１））が極大値を採る位相と一致する必要がある。よってｅ＝２においては上記シフト量ｋとしては値π／２が採用される。

図２４は大きさＴｅ（２）の上限を示すグラフであり、横軸に０次成分τｅ（０）の大きさＴｅ（０）を大きさＴｅを用いて表した。領域（Ｉ）は０≦Ｔｅ（０）≦（１／４）・Ｔｅを満足し、領域（ＩＩ）は（１／４）・Ｔｅ≦Ｔｅ（０）≦（（４−√２）／８）・Ｔｅを満足し、領域（ＩＩＩ）は（（４−√２）／８）・Ｔｅ≦Ｔｅ（０）を満足する。領域（Ｉ）において大きさＴｅ（２）の上限は大きさＴｅ（０）に等しい。領域（ＩＩＩ）において大きさＴｅ（２）の上限は大きさＴｅ／２√２に等しい。領域（ＩＩ）において大きさＴｅ（２）の上限は大きさＴｅ（０），Ｔｅの関数であって、Ｔｅ・Ｔｅ／（８（Ｔｅ−２・Ｔｅ（０）））となる。

大きさＴｅ（２）が上述の様に説明された上限以下であれば、大きいほどモータ電流のピーク値が抑制される程度は顕著となるが、当該上限よりも大きい値を採るとモータ電流のピーク値は抑制されない可能性がある。よって大きさＴｅ（２）は当該上限を採ることが望ましい。このようにして偶数次振幅演算部１０５９によって大きさＴｅ（２）が求められる。

図２３ではＴｅ＝１．２，Ｔｅ（０）＝１．０であって、領域（ＩＩＩ）について示された条件が満足されるので、Ｔｅ（２）＝Ｔｅ／２√２（約０．４３）が採用されている。

なお、ｅ＝２，６，１０，…であればシフト量ｋは値π／２を採ることが望ましく、ｅ＝４，８，１２，…であればシフト量ｋは値３π／２を採ることが望ましい。

出力トルクτｅは、領域（ＩＩＩ）の条件を満足することも多い。よって偶数次トルク指令生成部１０５ｔの構成としては、図２２で示された構成に代えて、他の構成を採用してもよい。

図２５は偶数次トルク指令生成部１０５ｔの他の構成を示すブロック図である。当該構成では、偶数の次数ｅ（但しｅ＝２）を入力し、０次成分抽出部１０５０及び偶数次振幅演算部１０５９に代えて係数１／２√２を乗数とする乗算器１０５３を採用した点で図２２の構成と相違するに留まるので、詳細な説明は省略する。

なお、ｅ＝４であれば、当該係数には（１／４）・cos（３π／８）を採用することが望ましい。

第６の実施の形態．
第５の実施の形態において、出力トルクτｅの奇数次の脈動を低減する必要が無い場合もあり得る。かかる場合には、第５の実施の形態に示された構成から出力トルク奇数次出力部１０５Ｆを省略することができる。

図２６は本実施の形態において採用されるγｃ軸電流補正部１０５の構成を例示するブロック図である。γｃ軸電流補正部１０５は第５の実施の形態と同様に、角度脈動抽出部１０５ａ、出力トルク推定部１０５ｄ、補正量計算部１０５ｈ、基本波成分按分部１０５Ｃ、出力トルク偶数次出力部１０５Ｇを備える。但し上述の様に出力トルク奇数次出力部１０５Ｆは備えられない。

図２７は本実施の形態における補正量計算部１０５ｈの構成を例示するブロック図である。補正量計算部１０５ｈは、第５の実施の形態で示された合成値計算部１１ｙと、合成値計算部１１ｙ１と、加算器１１ｔと、二つのＰＩ制御部１１ｈを備えている。但し本実施の形態では第５の実施の形態とは異なり、奇数次の正弦値成分τｅｓ（ｄ）及び余弦値成分τｅｃ（ｄ）は扱われない。よって本実施の形態では一つのＰＩ制御部１１ｈと合成値計算部１１ｙ１とは、偶数次の、ここでは２次の偏差Δτｅｓ（２），Δτｅｃ（２）から合成値を得る。

本実施の形態において補正量計算部１０５ｈは、奇数次の正弦値成分τｅｓ（ｄ）及び余弦値成分τｅｃ（ｄ）を扱わない。よって補正量計算部１０５ｈには奇数の次数ｄを入力する必要は無い（図２６参照）。

本実施の形態であっても、モータ電流のピーク値が低減される効果が得られるのは、第５の実施の形態と同様である。

第７の実施の形態．
第６の実施の形態ではモータ電流のピーク値を低減するために、出力トルクτｅの偶数次成分が考慮された。更に、同じ目的で、出力トルクτｅの奇数次成分を考慮することもできる。

図２８は、本実施の形態において採用されるγｃ軸電流補正部１０５の構成を例示するブロック図である。γｃ軸電流補正部１０５は第６の実施の形態と同様に、角度脈動抽出部１０５ａ、出力トルク推定部１０５ｄ、補正量計算部１０５ｈ、基本波成分按分部１０５Ｃ、出力トルク偶数次出力部１０５Ｇを備える。本実施の形態ではγｃ軸電流補正部１０５は更に、出力トルク奇数次出力部１０５Ｅ（第４の実施の形態参照）をも備える。

図２９は本実施の形態における補正量計算部１０５ｈの構成を例示するブロック図である。当該構成は、図２１に示された構成において、偏差Δτｅｓ（３），Δτｅｃ（３）に代えて、それぞれ正弦値成分τｅｓ（３）、余弦値成分τｅｃ（３）を入力している点でのみ相違する。

このような構成においてモータ電流のピーク値が低減される効果が得られるのは、第５の実施の形態と同様である。

但し、奇数次成分と偶数次成分との相互作用でモータ電流のピーク値が改善されるためには、状況は更に複雑になる。

図３０は、本実施の形態においてｅ＝２，ｄ＝３のみを採用したときの出力トルクの成分を示すグラフである。出力トルクτｅの２次成分τｅ（２）の存在により、モータ電流のピーク値の低減に必要となる出力トルクτｅの３次成分τｅ（３）は、図１４に示された場合とは異なり、その極大値を採る位相が基本波成分τｅ（１）が極大値を採る位相と一致する。

Ｔｅ（０）≧Ｋ２・Ｔｅの場合に、２次成分τｅ（２）の大きさＴｅ（２）及び３次成分τｅ（３）の大きさＴｅ（３）は、それぞれ次式（１５），（１６）で計算される。

図３１は大きさＴｅ（２），Ｔｅ（３）の上限を示すグラフであり、横軸に０次成分τｅ（０）の大きさＴｅ（０）を大きさＴｅを用いて表した。領域（ＩＶ）は０≦Ｔｅ（０）≦（１／４）・Ｔｅを満足し、領域（Ｖ）は（１／４）・Ｔｅ≦Ｔｅ（０）≦Ｋ２・Ｔｅを満足し、領域（ＶＩ）はＫ２・Ｔｅ≦Ｔｅ（０）を満足する。領域（ＩＶ），（Ｖ）において大きさＴｅ（２）の上限は大きさＴｅ（０）に等しい。また領域（ＩＶ）においては大きさＴｅ（３）は０であることが望ましい。領域（Ｖ）において大きさＴｅ（３）の上限は大きさＴｅ（０），Ｔｅの関数であって、［Ｋ３／（４・Ｋ２−１）］・（４・Ｔｅ（０）−Ｔｅ）となる。領域（ＶＩ）においては式（１５），（１６）で示された通りである。

大きさＴｅ（２），Ｔｅ（３）が上述の様に説明された上限以下であれば、大きいほどモータ電流のピーク値が抑制される程度は顕著となるが、当該上限よりも大きい値を採るとモータ電流のピーク値は抑制されない可能性がある。よって大きさＴｅ（２），Ｔｅ（３）は当該上限を採ることが望ましい。

このようなことから、本実施の形態において簡易的には領域（ＶＩ）の条件が満足されているとして、偶数次トルク指令生成部１０５ｔは図２５に示される構成を採用して係数１／２√２に代えて係数Ｋ２（≒０．５５３）を採用し、奇数次トルク指令生成部１０５ｒは図１３に示される構成を採用して係数ｇ（ｄ）（但しｄ＝３）に代えて係数（−Ｋ３）（≒−０．１７１）を採用することができる（第３の実施の形態とは３次成分τｅ（３）の位相が１８０度異なるため、負号が必要となる）。

あるいは領域（ＩＶ）（Ｖ）を考慮すれば、偶数次トルク指令生成部１０５ｔは図２２に示される構成を採用し、ｅ＝２として偶数次振幅演算部１０５９が大きさＴｅ（２）を求める。奇数次トルク指令生成部１０５ｒは図２２に示される構成において、偶数の次数ｅに代えて奇数の次数ｄ（＝３）を採用する。そして偶数次振幅演算部１０５９に代えて大きさＴｅ（３）を求めるブロックを採用する。但し、３次成分τｅ（３）の極大値を採る位相と基本波成分τｅ（１）が極大値を採る位相とを一致させるため、図２２に示されたシフト量ｋとしては値πを採用する。

機械負荷が２シリンダ圧縮機のように加振トルクτｖの基本波周波数がｎ＝２に対応する場合、上記の説明における奇数ｄを整数２・ｄに、偶数ｅを整数２・ｅに読み替えることにより、第３〜第７の実施の形態が適用できることは明白である。

第８の実施の形態．
図３２は第８の実施の形態における電動機制御装置１において採用される一次磁束指令生成装置１０３の構成を例示するブロック図である。一次磁束指令生成装置１０３は、δｃ軸電流ｉδｃ、γｃ軸電流ｉγｃ、次数ｎ、回転角θｍを入力し、磁束制御部１０２に一次磁束指令Λδ＊を出力する。一次磁束指令生成装置１０３は、図１に例示された電動機制御装置１内に設けることができる。

一次磁束指令生成装置１０３は、０次成分抽出部１０３ａ、ｎ次成分抽出部１０３ｂ、合成値計算部１０３ｃ、加算器１０３ｄ、及び磁束指令設定部１０３ｅを有する。

０次成分抽出部１０３ａは、式（８）の関数Ｆ（θｍ）としてγｃ軸電流ｉγｃを採用したフーリエ変換を行い、γｃ軸電流ｉγｃの０次成分ｉγｃ（０）として値ａ０を得る。

ｎ次成分抽出部１０３ｂも式（８）の関数Ｆ（θｍ）としてγｃ軸電流ｉγｃを採用したフーリエ変換を行い、γｃ軸電流ｉγｃのｎ次の正弦値成分ｉγｃｓ（ｎ）として値ｂｎを、ｎ次の余弦値成分ｉγｃｃ（ｎ）として値ａｎを、それぞれ得る。

合成値計算部１０３ｃは、正弦値成分ｉγｃｓ（ｎ）と余弦値成分ｉγｃｃ（ｎ）とを、合成値計算部１１ｙと同様にして合成し、第２のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ２を得る。かかる合成は、γｃ軸電流ｉγｃのｎ次成分の合成値を第２のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ２として得ることに相当する。

加算器１０３ｄは０次成分ｉγｃ（０）と、第２のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ２とを加算し、第２の補正済みγｃ軸電流ｉγｃ２を得る。磁束指令設定部１０３ｅは、δｃ軸電流ｉδｃと、第２の補正済みγｃ軸電流ｉγｃ２とに基づいて一次磁束指令Λδ＊を計算する。

磁束指令設定部１０３ｅの機能は、例えば特許文献２で公知であるが、例えば界磁磁束Λ０、同期電動機３のインダクタンスのｄ軸の成分Ｌｄ、ｑ軸の成分Ｌｑを導入して、次式によって一次磁束指令Λδ＊の設定を行う。ｑ軸はｄ軸に対して９０度の電気角で進相する。

式（１７）を用いて決定された一次磁束指令Λδ＊に基づいた一次磁束制御は、電流［Ｉ］の大きさに対するトルクを最大にする。界磁磁束Λ０、同期電動機３のインダクタンスは同期電動機３の機器定数であるので、これらは一次磁束指令生成装置１０３に記憶させておくことができる。

角度β＊は電流Ｉａがｑ軸に対して進相する角度であると言える。電流Ｉａは電流［Ｉ］の絶対値であると言える。一次磁束指令Λδ＊は、第２の補正済みγｃ軸電流ｉγｃ２と、δｃ軸電流ｉδｃと、界磁磁束Λ０と、同期電動機３のインダクタンスとに基づいて求められるといえる。

あるいは式（１７）の第３式の代わりに、電流［Ｉ］のｄ軸成分ｉｄ、ｑ軸成分ｉｑを導入してＩａ＝√（ｉｄ・ｉｄ＋ｉｑ・ｉｑ）を採用してもよい。なお、この場合、負荷角φ、一次磁束の振幅Λδを導入して次式（１８）の関係がある（特許文献２参照）。

図３３は式（１７）によって得られる一次磁束指令Λδ＊の、第２の補正済みγｃ軸電流ｉγｃ２に対する依存性を示すグラフ、換言すれば第２の補正済みγｃ軸電流ｉγｃ２によって設定される一次磁束指令Λδ＊を示すグラフである。第２の補正済みγｃ軸電流ｉγｃ２の増加に対して、一次磁束指令Λδ＊は単調に増加する。

磁束指令設定部１０３ｅは式（１７）の計算を行う代わりに、近似式を用いた計算を行っても良い。あるいは磁束指令設定部１０３ｅは予め計算結果を含むテーブルを格納しておき、逐次の計算の代わりに、テーブルを参照して一次磁束指令Λδ＊を求めてもよい。

上述のようにして、γｃ軸電流ｉγｃのｎ次成分を考慮して一次磁束指令Λδ＊を得ることにより、出力トルクτｅや加振トルクτｖのｎ次成分の影響を受けるγｃ軸電流ｉγｃの変動に対応して、一次磁束制御を行うことができる。式（７）から認められるように、γｃ軸電流ｉγｃは出力トルクτｅに関するパラメータであり、特に一次磁束制御ではλγｃ＝０となるように制御されるので、一次磁束のδｃ軸成分λδｃの指令値となる一次磁束指令Λδ＊を出力トルクτｅに応じて設定する場合の主たるパラメータとなる（極対数Ｐは同期電動機３に固有であって固定値となるので）。

一次磁束指令Λδ＊を出力トルクτｅ（これは検出された値であるか推定値であるかを問わない）の０次成分及びｎ次成分から設定してもよい。この場合、一次磁束指令生成装置１０３における諸量は図３５の様に示される。ここで出力トルクτｅの０次成分τｅ（０）、出力トルクτｅのｎ次の正弦値成分τｅｓ（ｎ）及び余弦値成分τｅｃ（ｎ）、合成値Δτｅ２、補正後の出力トルクτｅ２を用いて表記した。図３６は補正後の出力トルクτｅ２から設定される一次磁束指令Λδ＊を示すグラフである。磁束指令設定部１０３ｅはこのグラフもしくはこのグラフの元となる式に従って、一次磁束指令Λδ＊を設定する。

式（１８）によれば、電流Ｉａも出力トルクτｅを設定するパラメータであり、式（１７）の第３式を考慮して、δｃ軸電流ｉδｃも出力トルクτｅを設定するパラメータである。よってδｃ軸電流ｉδｃの０次成分及びｎ次成分から一次磁束指令Λδ＊を設定してもよい。この場合、一次磁束指令生成装置１０３における諸量は図３７の様に示される。ここでδｃ軸電流ｉδｃの０次成分ｉδｃ（０）、δｃ軸電流ｉδｃのｎ次の正弦値成分ｉδｃｓ（ｎ）及び余弦値成分ｉδｃｃ（ｎ）、合成値Δｉδｃ２、補正後のδｃ軸電流ｉδｃ２を用いて表記した。図３８は補正後のδｃ軸電流ｉδｃ２から設定される一次磁束指令Λδ＊を示すグラフである。磁束指令設定部１０３ｅはこのグラフもしくはこのグラフの元となる式に従って、一次磁束指令Λδ＊を設定する。なお、第２の補正済みγｃ軸電流ｉγｃ２と類似して、式（１７）の第３式の代わりに、Ｉａ＝√（ｉδｃ２・ｉδｃ２＋ｉγｃ・ｉγｃ）が採用される。

あるいは一次磁束指令生成装置１０３において、図３２に示された０次成分抽出部１０３ａ、ｎ次成分抽出部１０３ｂ、合成値計算部１０３ｃ、加算器１０３ｄと、図３７に示されたそれらとを対にして設け、第２の補正済みγｃ軸電流ｉγｃ２と補正後のδｃ軸電流ｉδｃ２とを得ることもできる。この場合、磁束指令設定部１０３ｅにおいて、電流Ｉａを√（ｉδｃ２・ｉδｃ２＋ｉγｃ２・ｉγｃ２）として扱うことができる。

同様に、負荷角φも出力トルクτｅを設定するパラメータであることから、負荷角φの０次成分及びｎ次成分から一次磁束指令Λδ＊を設定してもよい。この場合、一次磁束指令生成装置１０３における諸量は図３９の様に示される。ここで負荷角φの０次成分ｉδｃ（０）、負荷角φのｎ次の正弦値成分φｓ（ｎ）及び余弦値成分φｃ（ｎ）、合成値Δφ２、補正後の負荷角φ２を用いて表記した。図４０は補正後の負荷角φ２から設定される一次磁束指令Λδ＊を示すグラフである。磁束指令設定部１０３ｅはこのグラフもしくはこのグラフの元となる式に従って、一次磁束指令Λδ＊を設定する。

第１の実施の形態で説明されたように、γｃ軸電流ｉγｃは回転速度指令を補正するために出力トルクτｅや加振トルクτｖのｎ次成分に基づいた補正を受ける対象である。よって第１の実施の形態で採用される次数ｎと、第８の実施の形態で採用される次数ｎとは同じ値、あるいは同じ値の組を採用することが望ましい。これにより、速度指令補正装置１２の動作に適した一次磁束指令Λδ＊が与えられ、ひいては補正済み回転速度指令ωｅ＊に整合した一次磁束制御が行われる。

第１の実施の形態では出力トルクτｅや加振トルクτｖの脈動を抑制する為に、その脈動成分のみを用いて計算が行われていた。しかしながら、第８の実施の形態では、平均トルクに対応する一次磁束指令を得る必要があるため、０次成分ｉγｃ（０）も用いて第２の補正済みγｃ軸電流ｉγｃ２を計算し、これに基づいて一次磁束指令Λδ＊を計算した。他のパラメータについても同様である。

図４１は、電動機制御装置１の変形の構成及びその周辺装置を例示するブロック図である。図１に示された構成と比較して、電動機制御装置１においてハイパスフィルタ１１０の位置が異なっている。具体的にはハイパスフィルタ１１０はγｃ軸電流ｉγｃからその直流分を除去する。加算器１０７はハイパスフィルタ１１０の出力に第１のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ１を加算して第１の補正済みγｃ軸電流ｉγｃ１を得る。第１の補正済みγｃ軸電流ｉγｃ１は定数倍部１０８で所定ゲインＫｍ倍され、角速度補正量Δωｅ＊が求められる。

通常、ハイパスフィルタ１１０は第１のγｃ軸電流補正値Δｉγｃ１を全て通過させるように設計される。よって図４１に示される変形は図１の構成と等価である。

３ 同期電動機
１２ 速度指令補正装置
１０３ 一次磁束指令生成装置
１０３ａ ０次成分抽出部
１０３ｂ，１０５ｂ，１０５ｅ ｎ次成分抽出部
１０３ｃ 合成値計算部
１０３ｄ，１０５ｇ，１０７ 加算器
１０３ｅ 磁束指令設定部
１０５ａ 角度脈動抽出部
１０５ｃ，１０５ｆ 按分係数乗算部
１０５ｄ 出力トルク推定部
１０５ｈ 補正量計算部
１０５ｉ トルク換算部
１０５ｍ ｍ次成分抽出部
１０５ｐ 偶数次成分抽出部
１０５ｑ 奇数次成分抽出部
１０５ｒ 奇数次トルク指令生成部
１０５ｓ，１０５ｕ 減算器
１０５ｔ 偶数次トルク指令生成部
１０９ 減算器
１１０ ハイパスフィルタ

Claims (15)

1. 一次磁束指令（Λδ＊）と、周期性負荷を駆動する同期電動機（３）の電気角についての回転速度の指令値たる回転速度指令（ωｅｏ＊）とに基づいて、
   前記同期電動機に流れる電流（［Ｉ］）によって発生する磁束と、前記同期電動機の界磁磁束（Λ０）との合成たる一次磁束（λδｃ，λγｃ）を、
   前記界磁磁束（Λ０）に対して所定の位相差で進相する第１軸（δｃ）において前記一次磁束指令と一致させる方法において、前記回転速度指令を補正する装置であって、
   前記回転速度指令（ωｅｏ＊）から角速度補正量（Δωｅ＊）を減算して補正済み回転速度指令（ωｅ＊）を得る第１減算器（１０９）と、
   前記第１軸に対して９０度の電気角で進相する第２軸（γｃ）における前記電流の成分たる第２軸電流（ｉγｃ）に、第２軸電流補正値（Δｉγｃ１）を加算して補正済み第２軸電流（ｉγｃ１）を得る加算器（１０７）と、
   前記補正済み第２軸電流から直流分を除去して前記角速度補正量を得る直流分除去部（１１０）と、
   前記同期電動機の機械角についての回転角（θｍ）から、前記機械角の角速度の平均値の時間積分（ωｍａ・ｔ）に対する前記回転角の脈動成分たる回転角差分（Δθｍ）を得る角度脈動抽出部（１０５ａ）と、
   前記回転角差分の、前記回転角（θｍ）の基本周波数のｎ次成分（Δθｍｓ（ｎ），Δθｍｃ（ｎ））を抽出する（ｎは正整数）成分抽出部（１０５ｂ）と、
   前記ｎ次成分を、前記同期電動機の加振トルクの推定値（τｖ）のｎ次成分（τｖｓ（ｎ），τｖｍｃ（ｎ））に換算するトルク換算部（１０５ｉ）と、
   前記推定値の前記ｎ次成分を入力し、自身への入力を用いて前記第２軸電流補正値（Δｉγｃ１）を得る補正量計算部（１０５ｈ）と
   を備える、速度指令補正装置（１２）。
2. 一次磁束指令（Λδ＊）と、周期性負荷を駆動する同期電動機（３）の電気角についての回転速度の指令値たる回転速度指令（ωｅｏ＊）とに基づいて、
   前記同期電動機に流れる電流（［Ｉ］）によって発生する磁束と、前記同期電動機の界磁磁束（Λ０）との合成たる一次磁束（λδｃ，λγｃ）を、
   前記界磁磁束（Λ０）に対して所定の位相差で進相する第１軸（δｃ）において前記一次磁束指令と一致させる方法において、前記回転速度指令を補正する装置であって、
   前記回転速度指令（ωｅｏ＊）から角速度補正量（Δωｅ＊）を減算して補正済み回転速度指令（ωｅ＊）を得る第１減算器（１０９）と、
   前記第１軸に対して９０度の電気角で進相する第２軸（γｃ）における前記電流の成分たる第２軸電流（ｉγｃ）に、第２軸電流補正値（Δｉγｃ１）を加算して補正済み第２軸電流（ｉγｃ１）を得る加算器（１０７）と、
   前記補正済み第２軸電流から直流分を除去して前記角速度補正量を得る直流分除去部（１１０）と、
   前記一次磁束と、前記電流の前記第１軸における成分たる第１軸電流（ｉδｃ）と、前記第２軸電流とから、前記同期電動機の出力トルクの推定値（τｅ）を得る出力トルク推定部（１０５ｄ）と、
   前記推定値の、前記同期電動機の機械角としての回転角（θｍ）の基本周波数のｎ次成分（τｅｓ（ｎ），τｅｃ（ｎ））を抽出する（ｎは正整数）成分抽出部（１０５ｅ）と、
   前記ｎ次成分を入力し、自身への入力を用いて前記第２軸電流補正値（Δｉγｃ１）を得る補正量計算部（１０５ｈ）と
   を備える、速度指令補正装置（１２）。
3. 一次磁束指令（Λδ＊）と、周期性負荷を駆動する同期電動機（３）の電気角についての回転速度の指令値たる回転速度指令（ωｅｏ＊）とに基づいて、
   前記同期電動機に流れる電流（［Ｉ］）によって発生する磁束と、前記同期電動機の界磁磁束（Λ０）との合成たる一次磁束（λδｃ，λγｃ）を、
   前記界磁磁束（Λ０）に対して所定の位相差で進相する第１軸（δｃ）において前記一次磁束指令と一致させる方法において、前記回転速度指令を補正する装置であって、
   前記回転速度指令（ωｅｏ＊）から角速度補正量（Δωｅ＊）を減算して補正済み回転速度指令（ωｅ＊）を得る第１減算器（１０９）と、
   前記第１軸に対して９０度の電気角で進相する第２軸（γｃ）における前記電流の成分たる第２軸電流（ｉγｃ）に、第２軸電流補正値（Δｉγｃ１）を加算して補正済み第２軸電流（ｉγｃ１）を得る加算器（１０７）と、
   前記補正済み第２軸電流から直流分を除去して前記角速度補正量を得る直流分除去部（１１０）と、
   前記同期電動機の機械角についての回転角（θｍ）から、前記機械角の角速度の平均値の時間積分（ωｍａ・ｔ）に対する前記回転角の脈動成分たる回転角差分（Δθｍ）を得る角度脈動抽出部（１０５ａ）と、
   前記回転角差分の、前記回転角（θｍ）の基本周波数のｎ次成分（Δθｍｓ（ｎ），Δθｍｃ（ｎ））を抽出する（ｎは正整数）第１の成分抽出部（１０５ｂ）と、
   前記ｎ次成分を、前記同期電動機の加振トルクの推定値（τｖ）のｎ次成分（τｖｓ（ｎ），τｖｃ（ｎ））に換算するトルク換算部（１０５ｉ）と、
   前記一次磁束と、前記電流の前記第１軸における成分たる第１軸電流（ｉδｃ）と、前記第２軸電流とから、前記同期電動機の出力トルクの推定値（τｅ）を得る出力トルク推定部（１０５ｄ）と、
   前記出力トルクの推定値の、前記基本周波数のｎ次成分（τｅｓ（ｎ），τｅｃ（ｎ））を抽出する第２の成分抽出部（１０５ｅ）と、
   前記トルク換算部で得られた前記ｎ次成分（τｖｓ（ｎ），τｖｃ（ｎ））と、
   前記第２の成分抽出部で抽出された前記ｎ次成分（τｅｓ（ｎ），τｅｃ（ｎ））とを所定の按分比（Ｋ（ｎ）／［１−Ｋ（ｎ）］）で按分して、それぞれ第１の値及び第２の値を得る按分部（１０５ｃ，１０５ｆ）と、
   前記第１の値と前記第２の値との和を得る加算器（１０５ｇ）と、
   前記和を入力し、自身への入力を用いて前記第２軸電流補正値（Δｉγｃ１）を得る補正量計算部（１０５ｈ）と
   を備える、速度指令補正装置（１２）。
4. 前記第１の成分抽出部（１０５ｂ）は前記回転角差分（Δθｍ）の、前記回転角（θｍ）の基本周波数の１次成分（Δθｍｓ（１），Δθｍｃ（１））を含む少なくとも一つの次数の成分たる加振トルク抑制成分（Δθｍｓ（ｊ），Δθｍｃ（ｊ））を抽出し、
   前記第２の成分抽出部（１０５ｅ）は前記出力トルクの推定値の、前記加振トルク抑制成分に対応した次数の成分（τｅｓ（ｊ），τｅｃ（ｊ））を抽出し、
   前記出力トルクの推定値の、前記加振トルク抑制成分に対応した次数以外の少なくとも一つの次数の成分たる出力トルク抑制成分（τｅｓ（ｍ），τｅｃ（ｍ））を抽出する第３の成分抽出部（１０５ｍ）
   を更に備え、
   前記補正量計算部（１０５ｈ）は前記出力トルク抑制成分を更に入力し、自身への前記入力を用いて、前記第２軸電流補正値（Δｉγｃ１）を得る、請求項３記載の速度指令補正装置（１２）。
5. 前記第１の成分抽出部（１０５ｂ）は前記回転角（θｍ）の前記基本周波数の１次成分（Δθｍｓ（１），Δθｍｃ（１））を抽出し、
   前記トルク換算部（１０５ｉ）は前記第１の成分抽出部から抽出された値を加振トルクの推定値の１次成分（τｖｓ（１），τｖｃ（１））に換算し、
   前記出力トルクの推定値の、前記基本周波数の３次以上の少なくとも一つの奇数次の成分たる出力トルク奇数次抑制成分（τｅｓ（ｄ），τｅｃ（ｄ））を抽出する奇数次成分抽出部（１０５ｑ）と、
   前記出力トルクの推定値の、前記基本周波数の前記１次成分に基づいて、前記出力トルク奇数次抑制成分の指令値（τｅｓ＊（ｄ），τｅｃ＊（ｄ））を求める奇数次トルク指令生成部（１０５ｒ）と、
   前記出力トルク奇数次抑制成分の前記指令値に対する差分（Δτｅｓ（ｄ），Δτｅｃ（ｄ））を得る減算器（１０５ｓ）と
   を更に備え、
   前記補正量計算部（１０５ｈ）は前記差分を更に入力し、自身への前記入力を用いて、前記第２軸電流補正値（Δｉγｃ１）を得る、請求項３記載の速度指令補正装置（１２）。
6. 前記出力トルクの推定値の、前記基本周波数の少なくとも一つの偶数次の成分たる出力トルク偶数次抑制成分（τｅｓ（ｅ），τｅｃ（ｅ））を抽出する偶数次成分抽出部（１０５ｐ）
   を更に備え、
   前記補正量計算部（１０５ｈ）は前記出力トルク偶数次抑制成分を更に入力し、自身への前記入力を用いて、前記第２軸電流補正値（Δｉγｃ１）を得る、請求項５記載の速度指令補正装置（１２）。
7. 前記第１の成分抽出部（１０５ｂ）は前記回転角（θｍ）の前記基本周波数の１次成分（Δθｍｓ（１），Δθｍｃ（１））を抽出し、
   前記トルク換算部（１０５ｉ）は前記第１の成分抽出部から抽出された値を加振トルクの推定値の１次成分（τｖｓ（１），τｖｃ（１））に換算し、
   前記出力トルクの推定値の、前記基本周波数の少なくとも一つの偶数次の成分たる出力トルク偶数次抑制成分（τｅｓ（ｅ），τｅｃ（ｅ））を抽出する偶数次成分抽出部（１０５ｐ）と、
   前記出力トルクの推定値の、前記基本周波数の前記1次成分に基づいて、前記出力トルク偶数次抑制成分の指令値（τｅｓ＊（ｅ），τｅｃ＊（ｅ））を求める偶数次トルク指令生成部（１０５ｔ）と、
   前記出力トルク偶数次抑制成分の前記指令値に対する差分（Δτｅｓ（ｅ），Δτｅｃ（ｅ））を得る減算器（１０５ｕ）と
   を更に備え、
   前記補正量計算部（１０５ｈ）は前記差分を更に入力し、自身への前記入力を用いて、前記第２軸電流補正値（Δｉγｃ１）を得る、請求項３記載の速度指令補正装置（１２）。
8. 前記出力トルクの推定値の、前記基本周波数の少なくとも一つの奇数次の成分たる出力トルク奇数次抑制成分（τｅｓ（ｄ），τｅｃ（ｄ））を抽出する奇数次成分抽出部（１０５ｑ）
   を更に備え、
   前記補正量計算部（１０５ｈ）は前記出力トルク奇数次抑制成分を更に入力し、自身への前記入力を用いて、前記第２軸電流補正値（Δｉγｃ１）を得る、請求項７記載の速度指令補正装置（１２）。
9. 前記出力トルクの推定値の、前記基本周波数の３次以上の少なくとも一つの奇数次の成分たる出力トルク奇数次抑制成分（τｅｓ（ｄ），τｅｃ（ｄ））を抽出する奇数次成分抽出部（１０５ｑ）と、
   前記出力トルクの推定値の、前記基本周波数の前記1次成分に基づいて、前記出力トルク奇数次抑制成分の指令値（τｅｓ＊（ｄ），τｅｃ＊（ｄ））を求める奇数次トルク指令生成部（１０５ｒ）と、
   前記出力トルク奇数次抑制成分の前記指令値に対する第２の差分（Δτｅｓ（ｄ），Δτｅｃ（ｄ））を得る減算器（１０５ｓ）と
   を更に備え、
   前記補正量計算部（１０５ｈ）は前記第２の差分を更に入力し、自身への前記入力を用いて、前記第２軸電流補正値（Δｉγｃ１）を得る、請求項７記載の速度指令補正装置（１２）。
10. 前記偶数次トルク指令生成部（１０５ｔ）は、前記出力トルクの推定値の、前記基本周波数の前記1次成分及び０次成分（τｅ（０））に基づいて、前記出力トルク偶数次抑制成分の指令値（τｅｓ＊（ｅ），τｅｃ＊（ｅ））を求める、請求項７、請求項８、請求項９のいずれか一つに記載の速度指令補正装置（１２）。
11. 前記補正量計算部（１０５ｈ）は自身の前記入力に対して比例積分制御を行った値をフーリエ級数の係数として求め、当該フーリエ級数の結果から前記第２軸電流補正値を得る、請求項１乃至請求項１０のいずれか一つに記載の速度指令補正装置（１２）。
12. 請求項１乃至１１のいずれか一つに記載の速度指令補正装置（１２）によって補正された前記回転速度指令（ωｅ＊）と共に前記方法において採用される前記一次磁束指令（Λδ＊）を出力する一次磁束指令生成装置であって、
    前記同期電動機（３）の出力トルク（τｅ）の０次成分（τｅ（０））を抽出する第４の成分抽出部（１０３ａ）と、
    前記出力トルクのｎ次成分（τｅｓ（ｎ），τｅｃ（ｎ））を抽出する第５の成分抽出部（１０３ｂ）と、
    前記出力トルクの前記ｎ次成分の合成値（Δτｅ２）を得る合成値計算部（１０３ｃ）と、
    前記出力トルクの前記０次成分と、前記出力トルクの前記ｎ次成分との和（τｅ２）を得る第２加算器（１０３ｄ）と、
    前記第２加算器から得られた前記和と、前記電流（［Ｉ］）と、前記界磁磁束（Λ０）と、前記同期電動機のインダクタンス（Ｌｄ，Ｌｑ）とに基づいて、前記一次磁束指令を設定する磁束指令設定部（１０３ｅ）と
    を備える、一次磁束指令生成装置（１０３）。
13. 請求項１乃至１１のいずれか一つに記載の速度指令補正装置（１２）によって補正された前記回転速度指令（ωｅ＊）と共に前記方法において採用される前記一次磁束指令（Λδ＊）を出力する一次磁束指令生成装置であって、
    前記第２軸電流（ｉγｃ）の０次成分（ｉγｃ（０））を抽出する第４の成分抽出部（１０３ａ）と、
    前記第２軸電流のｎ次成分（ｉγｃｓ（ｎ），ｉγｃｃ（ｎ））を抽出する第５の成分抽出部（１０３ｂ）と、
    前記第２軸電流の前記ｎ次成分の合成値（Δｉγｃ２）を得る合成値計算部（１０３ｃ）と、
    前記第２軸電流の前記０次成分と、前記第２軸電流の前記ｎ次成分との和（ｉγｃ２）を得る第２加算器（１０３ｄ）と、
    前記第２加算器から得られた前記和と、前記電流（［Ｉ］）と、前記界磁磁束（Λ０）と、前記同期電動機のインダクタンス（Ｌｄ，Ｌｑ）とに基づいて、前記一次磁束指令を設定する磁束指令設定部（１０３ｅ）と
    を備える、一次磁束指令生成装置（１０３）。
14. 請求項１乃至１１のいずれか一つに記載の速度指令補正装置（１２）によって補正された前記回転速度指令（ωｅ＊）と共に前記方法において採用される前記一次磁束指令（Λδ＊）を出力する一次磁束指令生成装置であって、
    前記電流の前記第１軸における成分たる第１軸電流（ｉδｃ）の０次成分（ｉδｃ（０））を抽出する第４の成分抽出部（１０３ａ）と、
    前記第１軸電流のｎ次成分（ｉδｃｓ（ｎ），ｉδｃｃ（ｎ））を抽出する第５の成分抽出部（１０３ｂ）と、
    前記第１軸電流の前記ｎ次成分の合成値（Δｉδｃ２）を得る合成値計算部（１０３ｃ）と、
    前記第１軸電流の前記０次成分と、前記第１軸電流の前記ｎ次成分との和（ｉδｃ２）を得る第２加算器（１０３ｄ）と、
    前記第２加算器から得られた前記和と、前記電流（［Ｉ］）と、前記界磁磁束（Λ０）と、前記同期電動機のインダクタンス（Ｌｄ，Ｌｑ）とに基づいて、前記一次磁束指令を設定する磁束指令設定部（１０３ｅ）と
    を備える、一次磁束指令生成装置（１０３）。
15. 請求項１乃至１１のいずれか一つに記載の速度指令補正装置（１２）によって補正された前記回転速度指令（ωｅ＊）と共に前記方法において採用される前記一次磁束指令（Λδ＊）を出力する一次磁束指令生成装置であって、
    前記界磁磁束（Λ０）の位相に対する前記一次磁束（λδｃ，λγｃ）の位相差たる負荷角（φ）の０次成分（φ（０））を抽出する第４の成分抽出部（１０３ａ）と、
    前記負荷角のｎ次成分（φｓ（ｎ），φｃ（ｎ））を抽出する第５の成分抽出部（１０３ｂ）と、
    前記負荷角の前記ｎ次成分の合成値（Δφ２）を得る合成値計算部（１０３ｃ）と、
    前記負荷角の前記０次成分と、前記負荷角の前記ｎ次成分との和（φ２）を得る第２加算器（１０３ｄ）と、
    前記第２加算器から得られた前記和と、前記電流（［Ｉ］）と、前記界磁磁束（Λ０）と、前記同期電動機のインダクタンス（Ｌｄ，Ｌｑ）とに基づいて、前記一次磁束指令を設定する磁束指令設定部（１０３ｅ）と
    を備える、一次磁束指令生成装置（１０３）。

Images