JP7437265B2 - 多巻線モータを制御する制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、多巻線モータを並列制御する制御装置に関し、特に、キャリア位相をシフトしてインバータのＰＷＭ（Pulse Width Modulation：パルス幅変調）制御を行う制御装置に関する。

従来、多巻線モータ等の１台のモータを、複数のインバータを用いて駆動するモータ制御システムが知られている。複数のインバータのそれぞれは、多巻線モータを構成する巻線に対応して設置される。

このようなモータ制御システムの複数のインバータについては、制御周期に同期して運転することが求められる。このため、全てのインバータの制御周期が同期した場合には、ＰＷＭ制御を実現するために用いるＰＷＭキャリアも同期することとなる。

複数のインバータに使用するそれぞれのＰＷＭキャリアが同期し、同時にＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor：絶縁ゲート型バイポーラートランジスタ）のゲートをスイッチングした場合には、コモンモードノイズ、漏れ電流が重畳されてしまうという問題があった。

このような問題を解決するために、複数のインバータに対して、ＰＷＭキャリアの位相を３６０ｄｅｇ／Ｎ（Ｎはインバータの数（巻線の数））シフトして制御する手法が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

また、多巻線モータ側からインバータ等の電源側へ流れ込む大地電流を効果的に抑制するために、速度指令に応じてＰＷＭキャリアの位相シフト量を変更する手法も提案されている（例えば、特許文献２を参照）。

このように、ＰＷＭキャリアの位相をシフトすることにより、コモンモードノイズを分散することができ、漏れ電流を減少させることができる。

ところで、モータ制御システムに用いる制御装置は、多巻線モータを構成するそれぞれの巻線に対応した制御部を備え、それぞれの制御部により生成されるゲート信号を、巻線に対応するインバータへ出力することで、多巻線モータの制御を実現する。

図１３は、従来のモータ制御システムにおいて、制御タイミングＡ、適用タイミングＢ等を説明する図である。制御タイミングＡは、制御部が制御演算を行うタイミングを示す。また、適用タイミングＢは、外部のセンサ等から入力するデータをラッチ等するタイミング（入力データを更新するタイミング）を示し、また、外部へデータを出力するタイミング（出力データを更新するタイミング）を示す。図１３では、３台のインバータを用いた場合のキャリア周波数ｆ＝５ｋＨｚ（キャリア周期Ｔ＝２００μｓ）及び制御周期ＣＴ＝１００μｓの例を示しており、３台のインバータを制御するそれぞれの制御部（３つの制御部）のうち、２つの制御部における信号が示されている。

図１３の上部には、基準となるマスターの制御部におけるキャリアｃ１等のタイミングが示されており、下部には、キャリアの位相シフト量を示す位相シフト設定値ＳＳ＝１２０ｄｅｇのときのスレーブの制御部におけるキャリアｃ２等のタイミングが示されている。

一般に、モータ制御システムに用いる制御装置においては、複数のインバータ（複数の巻線）に共通した制御タイミングＡにて、制御演算が行われる。この制御タイミングＡは、マスターの制御部が使用するキャリアｃ１の三角波において、極性が変化するタイミングが用いられる。図１３の例では、制御タイミングＡは、制御演算のための電流ＦＢ（フィードバック）取得タイミング、電圧指令演算タイミング及びエンコーダデータ取得タイミングである。

スレーブの制御部においては、制御タイミングＡは、当該制御部が使用するキャリアｃ２ではなく、マスターの制御部が使用するキャリアｃ１の三角波において極性が変化するタイミングが用いられる。制御タイミングＡにおいて、電圧指令演算値ａが更新される。

このように、制御タイミングＡは、マスターの制御部が使用するキャリアｃ１により定められ、全ての制御部において共通のタイミングとなる。

また、制御装置においては、複数のインバータに共通した制御タイミングＡとは異なる適用タイミングＢにて、入出力信号の適用、すなわち電流ＦＢのラッチ及び電圧指令の適用が行われる。この適用タイミングＢは、マスターの制御部においてキャリアｃ１の三角波の山及び谷のタイミングが用いられる。また、適用タイミングＢは、スレーブの制御部においてキャリアｃ２の三角波の山及び谷のタイミングが用いられる。

図１３の例では、適用タイミングＢは、電流ＦＢラッチタイミング及び電圧指令適用タイミングである。適用タイミングＢにおいて、電流ＦＢｂがラッチされて電流ＦＢラッチｂ１として更新され、電圧指令適用値ｂ２も更新される。電流ＦＢラッチｂ１は、入力データとして制御タイミングＡにて制御演算に用いられ、電圧指令適用値ｂ２は、制御タイミングＡにて制御演算により得られたデータ（出力データ）として出力される。

このように、適用タイミングＢは、各制御部が使用するキャリアｃ１，ｃ２により、それぞれ独立して定められる。

適用タイミングＢを、キャリアｃ１，ｃ２の三角波の山及び谷のタイミングとしたのは、インバータのゲートがスイッチングするタイミングを回避し、電流ＦＢラッチｂ１等のデータの安定化を図るためである。

このように、各制御部において使用するキャリアｃ１，ｃ２において、制御タイミングＡ及び適用タイミングＢが周期的に繰り返される。

特開昭６３－３０５７９３号公報 特開２０１８－８５８３７号公報

図１３に示したとおり、制御装置は、適用タイミングＢにて、電流ＦＢｂをラッチして電流ＦＢラッチｂ１を更新し（入力し）、その後の制御タイミングＡにて、更新した電流ＦＢラッチｂ１を用いて制御演算を行う。また、制御装置は、制御タイミングＡにて、制御演算を行うことで電圧指令演算値ａを求め、その後の適用タイミングＢにて、電圧指令演算値ａを電圧指令適用値ｂ２として更新する（出力する）。

ここで、制御装置に、特許文献１の手法（ＰＷＭキャリアの位相を３６０ｄｅｇ／Ｎシフトして制御する手法）を適用した場合、または特許文献２の手法（速度指令に応じてＰＷＭキャリアの位相シフト量を変更する手法）を適用した場合を想定する。

この場合、キャリアの位相シフト量を定める位相シフト設定値ＳＳによっては、スレーブの制御部において、制御タイミングＡ（を基準とした所定のタイミング）と適用タイミングＢとが一致することがあり得る。

制御タイミングＡ及び適用タイミングＢが一致する場合、制御装置は、制御タイミングＡの制御演算において、同じタイミングの適用タイミングＢにて更新された電流ＦＢラッチｂ１を使用したり、１スキャン前の適用タイミングＢにて更新された電流ＦＢラッチｂ１を使用したりする。

また、制御装置は、適用タイミングＢにおいて、同じタイミングの制御タイミングＡにて制御演算された電圧指令演算値ａを電圧指令適用値ｂ２として更新したり、１スキャン前の制御タイミングＡにて制御演算された電圧指令演算値ａを電圧指令適用値ｂ２として更新したりする。

このように、タイミングによっては同じスキャンのデータを用いて処理したり、１スキャン前のデータを用いて処理したりする等、制御が不安定となり、誤動作が生じる可能性がある。

そこで、本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、多巻線モータを複数のインバータを用いて制御する際に、ＰＷＭキャリアの位相をシフトしたときに生じる誤動作を防止する制御装置を提供することにある。

前記課題を解決するために、請求項１の制御装置は、複数の制御部、及び前記複数の制御部に対応する複数のパワー部を備え、前記複数の制御部のうちの所定の１つの制御部をマスターとし、前記マスターが使用するキャリアを基準位相キャリアとし、前記基準位相キャリアの極性が変化するタイミングを前記複数の制御部にて共通の制御タイミングＡとし、前記複数の制御部のそれぞれが使用する前記キャリアの山及び谷のタイミングを適用タイミングＢとし、前記制御タイミングＡ及び前記適用タイミングＢが前記キャリアにて繰り返されるものとし、前記複数の制御部のそれぞれが、前記適用タイミングＢにて、多巻線モータに流れる電流の値を電流フィードバックとしてラッチし、前記適用タイミングＢの後の前記制御タイミングＡにて、所定のｄ軸電流指令ｉｄ＊及び所定のｑ軸電流指令ｉｑ＊とラッチした前記電流フィードバックから得られるｄ軸電流フィードバックｉｄ及びｑ軸電流フィードバックｉｑとの間のそれぞれの偏差がゼロとなるように電流制御を行うことでｄ軸電圧指令ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令ｖｑ＊を生成し、前記ｄ軸電圧指令ｖｄ＊及び前記ｑ軸電圧指令ｖｑ＊から得られる３相交流電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ、及び当該制御部が使用する前記キャリアに基づいて、ＰＷＭのゲート信号Ｇを生成し、前記制御タイミングＡの後の前記適用タイミングＢにて、前記ゲート信号Ｇを出力し、前記複数のパワー部のそれぞれが、当該パワー部に対応する前記制御部により出力された前記ゲート信号Ｇに基づいて、当該パワー部に対応するインバータを駆動し、前記多巻線モータを並列制御する制御装置において、前記複数の制御部のそれぞれが、前記制御タイミングＡの前後に設けられた所定のデッドバンドと前記適用タイミングＢとが一致しないように、前記基準位相キャリアに対する位相シフト量を示す位相シフト設定値ＳＳを設定するキャリア位相シフト処理部と、前記基準位相キャリアに対し、前記キャリア位相シフト処理部により設定された前記位相シフト設定値ＳＳだけ位相シフトしたキャリアを発生し、前記３相交流電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ及び前記位相シフトしたキャリアに基づいて、前記ゲート信号Ｇを生成するＰＷＭ部と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項２の制御装置は、請求項１に記載の制御装置において、前記キャリア位相シフト処理部が、予め設定されたキャリア周波数をｆ、前記多巻線モータのモータ巻線数をＮ、当該制御部により制御が行われる前記多巻線モータの巻線位置をｎとして、式：（３６０／Ｎ）×ｎにより、基本シフト値ＳＦを算出する基本シフト算出部と、前記基本シフト算出部により算出された前記基本シフト値ＳＦが前記デッドバンドの領域内にあると判定した場合、前記デッドバンドの領域における両端のうちのいずれかの端を選択し、選択した前記端の側の角度であって前記デッドバンドの領域外となる前記角度を、前記位相シフト設定値ＳＳとして設定し、前記基本シフト値ＳＦが前記デッドバンドの領域内にないと判定した場合、前記基本シフト値ＳＦを前記位相シフト設定値ＳＳとして設定するシフト設定処理部と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項３の制御装置は、請求項１または２に記載の制御装置において、前記複数の制御部のそれぞれが、さらに、前記適用タイミングＢから前記制御タイミングＡまでの間の時間に対応する電流用補正角φ１を求める電流用補正角処理部と、前記多巻線モータの磁極位置の角度から、前記電流用補正角処理部により求めた前記電流用補正角φ１を減算し、電気角θ１を求める減算器と、前記減算器により求めた電気角θ１に基づいて、ラッチした前記電流フィードバックを、前記ｄ軸電流フィードバックｉｄ及び前記ｑ軸電流フィードバックｉｑに座標変換する第１の座標変換部と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項４の制御装置は、請求項１から３までのいずれか一項に記載の制御装置において、前記複数の制御部のそれぞれが、さらに、前記制御タイミングＡから前記適用タイミングＢまでの間の時間に対応する電圧用補正角φ２を求める電圧用補正角処理部と、前記多巻線モータの磁極位置の角度に、前記電圧用補正角処理部により求めた前記電圧用補正角φ２を加算し、電気角θ２を求める加算器と、前記加算器により求めた前記電気角θ２に基づいて、前記ｄ軸電圧指令ｖｄ＊及び前記ｑ軸電圧指令ｖｑ＊を前記３相交流電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに座標変換する第２の座標変換部と、を備えたことを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、多巻線モータを複数のインバータを用いて制御する際に、ＰＷＭキャリアの位相をシフトしたときに生じる誤動作を防止することができる。

本発明の実施形態による制御装置を含むモータ制御システムの構成例を示す全体図である。 マスターの制御部の構成例を示すブロック図である。 スレーブの制御部の構成例を示すブロック図である。 電流制御部の構成例を示すブロック図である。 デッドバンドを説明する図である。 第一例のキャリア位相シフト処理部の構成例を示すブロック図である。 デッドバンドテーブルの構成例を示す図である。 シフト設定処理部の処理例を説明する図である。 第二例のキャリア位相シフト処理部の構成例を示すブロック図である。 シフトテーブルの構成例を示す図である。 ＰＷＭ部の構成例を示すブロック図である。 フェーズシフト回路の構成例を示すブロック図である。 従来のモータ制御システムにおいて、制御タイミングＡ、適用タイミングＢ等を説明する図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて詳細に説明する。
〔モータ制御システム〕
図１は、本発明の実施形態による制御装置を含むモータ制御システムの構成例を示す全体図である。このモータ制御システムは、制御装置１、多巻線モータ２及びエンコーダ３を備えて構成される。図１において、商用電源、コンバータ及びインバータ等の電源系統の記載は省略してある。

制御装置１は、制御部１０－１，１０－２，・・・，１０－９、及び対応するパワー部１１－１，１１－２，・・・，１１－９を備えている。制御部１０－１は、マスターの制御部であり、制御部１０－２，・・・，１０－９は、スレーブの制御部である。

以下、制御部１０－１，１０－２，・・・，１０－９を総称して制御部１０といい、パワー部１１－１，１１－２，・・・，１１－９を総称してパワー部１１といい、スレーブの制御部１０－２，・・・，１０－９を総称してスレーブの制御部１０という。

また、パワー部１１－１，１１－２，・・・，１１－９のそれぞれが対応する図示しない電流センサから入力し、制御部１０－１，１０－２，・・・，１０－９のそれぞれが対応するパワー部１１－１，１１－２，・・・，１１－９から入力するＵ相出力電流ｉｕ１，ｉｕ２，・・・，ｉｕ９及びＷ相出力電流ｉｗ１，ｉｗ２，・・・，ｉｗ９を総称して、Ｕ相出力電流ｉｕ及びＷ相出力電流ｉｗ（まとめて、出力電流ｉｕ，ｉｗ）という。出力電流ｉｕ，ｉｗは、多巻線モータ２に流れる電流のフィードバックの値を示す。

また、制御部１０－１，１０－２，・・・，１０－９のそれぞれが対応するパワー部１１－１，１１－２，・・・，１１－９に出力するゲート信号Ｇ１，Ｇ２，・・・，Ｇ９を総称してゲート信号Ｇという。

また、パワー部１１－１，１１－２，・・・，１１－９のそれぞれが多巻線モータ２へ出力する３相交流電圧ｅ１＊，ｅ２＊，・・・，ｅ９＊を総称して３相交流電圧ｅ＊という。尚、図１は、本発明に直接関連する構成を示しており、直接関連しない構成は省略してある。

制御部１０は、当該制御部１０に対応する多巻線モータ２（ここでは、９巻線モータ）の巻線を、ｄ軸及びｑ軸にてベクトル制御する。制御部１０は、ｄ軸電流指令ｉｄ＊及びｑ軸電流指令ｉｑ＊を電流制御することで、ｄ軸電圧指令ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令ｖｑ＊を生成し、これらを座標変換して３相交流電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを生成する。

制御部１０は、所定の条件に従って、キャリアｃの位相シフト量を示す位相シフト設定値ＳＳを求める。

制御部１０は、位相シフト設定値ＳＳに基づいてキャリアｃの位相をシフトし、位相シフト後のキャリアｃ及び３相交流電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに基づいてゲート信号Ｇを生成し、ゲート信号Ｇを、対応するパワー部１１に出力する。

マスターの制御部１０－１は、エンコーダ３から後述するエンコーダデータを入力し、エンコーダデータに基づいて磁極位置及びトルク指令を生成する。そして、制御部１０－１は、同期信号、磁極位置、トルク指令等を制御部１０－２に出力する。

制御部１０－２は、制御部１０－１から同期信号、磁極位置及びトルク指令等を入力し、これらのデータを制御部１０－３に出力する。このように、スレーブの制御部１０は、左隣のスレーブの制御部１０からこれらのデータを入力し、右隣のスレーブの制御部１０に出力する。同期信号は、後述する電流制御部２３の動作開始タイミング、全ての制御部１０において共通の制御タイミングＡ、全ての制御部１０において独立の適用タイミングＢ等を決定するために用いられる。

本発明の実施形態では、スレーブの制御部１０は、位相シフト設定値ＳＳを設定する際に、位相シフト設定値ＳＳに基づいた位相シフト後のキャリアｃにおいて、図１３に示した制御タイミングＡ及び適用タイミングＢが一致しないようにする。具体的には、スレーブの制御部１０は、制御タイミングＡの前後の所定のタイミングと適用タイミングＢとが重ならないように、位相シフト設定値ＳＳを設定する。

また、本発明の実施形態では、制御部１０は、位相シフト設定値ＳＳに基づいた位相シフト後のキャリアｃを用いてゲート信号Ｇを生成する際に、出力電流ｉｕ，ｉｗを入力してラッチする適用タイミングＢから、実際に出力電流ｉｕ，ｉｗからｄ軸電流フィードバックｉｄ及びｑ軸電流フィードバックｉｑを求めて電流制御の演算を行う制御タイミングＡまでの間の時間を考慮するために、当該時間だけ磁極位置を遅らせることで電流制御を行う。

また、本発明の実施形態では、制御部１０は、位相シフト設定値ＳＳに基づいた位相シフト後のキャリアｃを用いてゲート信号Ｇを生成する際に、ｄ軸電圧指令ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令ｖｑ＊から３相交流電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを演算する制御タイミングＡから、実際に出力が行われる適用タイミングＢまでの間の時間を考慮するために、当該時間だけ磁極位置を進ませることで３相交流電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの演算を行う。

パワー部１１は、対応する制御部１０からゲート信号を入力し、ゲート信号に基づいて、インバータの直流バス電圧をスイッチングして３相交流電圧ｅ＊を生成し、３相交流電圧ｅ＊を多巻線モータ２へ供給する。

エンコーダ３は、多巻線モータ２の回転に応じたパルス信号をエンコーダデータとして発生する。このエンコーダデータのカウント値からエンコーダ３の回転速度である速度フィードバックが得られる。

〔制御部１０－１〕
次に、図１に示したマスターの制御部１０－１について説明する。図２は、マスターの制御部１０－１の構成例を示すブロック図である。この制御部１０－１は、磁極位置演算部２０、速度制御部２１、マスターの同期通信部２２－１及び電流制御部２３を備えている。マスターの同期通信部２２－１、後述する図３に示すスレーブの同期通信部２２－２等を総称して同期通信部２２という。

磁極位置演算部２０は、エンコーダ３からエンコーダデータを入力し、エンコーダデータに基づいて、多巻線モータ２の磁極位置を求める。そして、磁極位置演算部２０は、磁極位置を同期通信部２２－１に出力する。

速度制御部２１は、エンコーダ３からエンコーダデータを入力し、予め設定された速度指令とエンコーダデータから得られる速度（多巻線モータ２の回転速度）との間の差が０となるように、トルク指令を求め、トルク指令を同期通信部２２－１に出力する。

マスターの同期通信部２２－１は、磁極位置演算部２０から磁極位置を入力すると共に、速度制御部２１からトルク指令を入力する。そして、同期通信部２２－１は、所定の同期信号、並びに磁極位置及びトルク指令等のデータを、後述する図３に示すスレーブの同期通信部２２－２に出力する。また、同期通信部２２－１は、磁極位置及びトルク指令を電流制御部２３に出力する。

電流制御部２３は、同期通信部２２－１から磁極位置及びトルク指令を入力すると共に、対応するパワー部１１－１から出力電流ｉｕ１，ｉｗ１を入力する。そして、電流制御部２３は、トルク指令をｑ軸電流指令ｉｑ＊に変換すると共に、出力電流ｉｕ１，ｉｗ１を座標変換してｄ軸電流フィードバックｉｄ及びｑ軸電流フィードバックｉｑを生成する。

電流制御部２３は、磁極位置に基づき、ｑ軸電流指令ｉｑ＊及びｑ軸電流フィードバックｉｑ等を用いてｄ軸及びｑ軸にてベクトル制御することで、ゲート信号Ｇ１を生成し、ゲート信号Ｇ１を対応するパワー部１１－１に出力する。電流制御部２３の詳細については後述する。

〔制御部１０－２〕
次に、図１に示したスレーブの制御部１０－２について説明する。図３は、スレーブの制御部１０－２の構成例を示すブロック図である。この制御部１０－２は、スレーブの同期通信部２２－２及び電流制御部２３を備えている。制御部１０－２の構成と制御部１０－３，・・・，１０－９のそれぞれの構成は、同じである。

スレーブの同期通信部２２－２は、図２に示したマスターの同期通信部２２－１から、同期信号、並びに磁極位置及びトルク指令等のデータを入力する。そして、同期通信部２２－２は、入力した同期信号、並びに磁極位置及びトルク指令等のデータを、制御部１０－３に備えた同期通信部２２－３に出力する。また、同期通信部２２－２は、磁極位置及びトルク指令を電流制御部２３に出力する。

電流制御部２３は、図２に示した電流制御部２３と同一の構成をなし、同一の処理を行う。電流制御部２３の詳細については後述する。

このように、同期信号、並びに磁極位置及びトルク指令等のデータは、マスターの同期通信部２２－１からスレーブの同期通信部２２－２に出力される。結果として、全ての制御部１０において、同期信号、並びに磁極位置及びトルク指令等のデータを保持することとなる。

そして、制御部１０は、同期信号に基づいて、電流制御部２３の動作開始タイミングを決定し、位相シフト設定値ＳＳだけ位相シフトしたキャリアｃを発生する。また、制御部１０は、同期信号に基づいて、マスターの制御部１０－１にて発生したキャリアｃ１の三角波の極性が変化するタイミングを、共通の制御タイミングＡとして決定する。また、制御部１０は、当該制御部１０にて発生したキャリアｃにおける三角波の山及び谷のタイミングを、適用タイミングＢとして決定する。

〔電流制御部２３〕
次に、図２及び図３に示した電流制御部２３について説明する。図４は、電流制御部２３の構成例を示すブロック図である。

この電流制御部２３は、キャリア位相シフト処理部３０、電流用補正角処理部３１、電圧用補正角処理部３２、減算器３３，３８，３９、加算器３４，４３，４４、座標変換部３５，４５、ｄ軸電流指令生成器３６、トルク指令変換器３７、ｄ軸電流制御器４０、ｑ軸電流制御器４１、非干渉補償制御器４２及びＰＷＭ部４６を備えている。

キャリア位相シフト処理部３０は、ＰＷＭ部４６にて発生するキャリアｃに対する位相シフト量に相当する位相シフト設定値ＳＳを、以下の条件を満たすように、任意にまたは所定の処理にて設定する。具体的には、キャリア位相シフト処理部３０は、他の制御部１０における位相シフト設定値ＳＳと同じにならないように、かつ、全ての制御部１０にて共通の制御タイミングＡを基準とした前後の所定のタイミングと、ＰＷＭ部４６にて発生するキャリアｃの山及び谷のタイミングである適用タイミングＢとが一致しないように、位相シフト設定値ＳＳを設定する。

キャリア位相シフト処理部３０は、位相シフト設定値ＳＳを電流用補正角処理部３１、電圧用補正角処理部３２及びＰＷＭ部４６に出力する。キャリア位相シフト処理部３０の詳細については後述する。

電流用補正角処理部３１は、キャリア位相シフト処理部３０から位相シフト設定値ＳＳを入力する。そして、電流用補正角処理部３１は、出力電流ｉｕ，ｉｗを入力してラッチする適用タイミングＢから、ラッチした出力電流ｉｕ，ｉｗを用いてｄ軸電流フィードバックｉｄ及びｑ軸電流フィードバックｉｑを求めて電流制御の演算を行う制御タイミングＡまでの間の時間を求める。電流用補正角処理部３１は、当該時間に対応する電流用補正角φ１を求め、電流用補正角φ１を減算器３３に出力する。

この場合、電流用補正角処理部３１は、同期信号及び位相シフト設定値ＳＳに基づいて適用タイミングＢを特定し、同期信号に基づいて制御タイミングＡを特定し、適用タイミングＢから制御タイミングＡまでの間の時間を求める。

これにより、後述する減算器３３において、適用タイミングＢから制御タイミングＡまでの間の時間だけ磁極位置を遅らせることができる。そして、制御タイミングＡにおいて、当該制御タイミングＡよりも前の適用タイミングＢの磁極位置に対応した電流制御を実現することができる。

この処理は、全ての制御部１０の電流用補正角処理部３１においてそれぞれ行われる。なぜならば、キャリアｃの位相をシフトした場合、その位相に応じて、適用タイミングＢから制御タイミングＡまでの間の時間が変わるからである。

電圧用補正角処理部３２は、キャリア位相シフト処理部３０から位相シフト設定値ＳＳを入力する。そして、電圧用補正角処理部３２は、ｄ軸電圧指令ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令ｖｑ＊から３相交流電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを演算する制御タイミングＡから、実際に出力が行われる適用タイミングＢまでの間の時間を求める。電圧用補正角処理部３２は、当該時間に対応する電圧用補正角φ２を求め、電圧用補正角φ２を加算器３４に出力する。

この場合、電圧用補正角処理部３２は、同期信号に基づいて制御タイミングＡを特定し、同期信号及び位相シフト設定値ＳＳに基づいて適用タイミングＢを特定し、制御タイミングＡから適用タイミングＢまでの間の時間を求める。

これにより、後述する加算器３４において、制御タイミングＡから適用タイミングＢまでの間の時間だけ磁極位置を進めることができる。そして、制御タイミングＡにおいて、当該制御タイミングよりも後の適用タイミングＢの磁極位置に対応した制御演算を実現することができ、適用タイミングＢにおいて、当該適用タイミングＢの磁極位置に対応した出力処理を実現することができる。

この処理は、全ての制御部１０の電圧用補正角処理部３２においてそれぞれ行われる。なぜならば、キャリアｃの位相をシフトした場合、その位相に応じて、制御タイミングＡから適用タイミングＢまでの間の時間が変わるからである。

減算器３３は、同期通信部２２から磁極位置を入力すると共に、電流用補正角処理部３１から電流用補正角φ１を入力する。そして、減算器３３は、磁極位置の角度から電流用補正角φ１を減算することで電気角θ１を求め、電気角θ１を座標変換部３５に出力する。

これにより、磁極位置に対して電流用補正角φ１（当該制御部１０において、適用タイミングＢからその後の制御タイミングＡまでの間の時間に対応する角度）だけ遅らせた位置情報として、電気角θ１を求めることができる。

加算器３４は、同期通信部２２から磁極位置を入力すると共に、電圧用補正角処理部３２から電圧用補正角φ２を入力する。そして、加算器３４は、磁極位置の角度に電圧用補正角φ２を加算することで電気角θ２を求め、電気角θ２を座標変換部４５に出力する。

これにより、磁極位置に対して電圧用補正角φ２（当該制御部１０において、制御タイミングＡからその後の適用タイミングＢまでの間の時間に対応する角度）だけ進めた位置情報として、電気角θ２を求めることができる。

座標変換部３５は、対応するパワー部１１から出力電流ｉｕ，ｉｗを入力すると共に、減算器３３から電気角θ１を入力し、Ｕ相出力電流ｉｕ及びＷ相出力電流ｉｗからＶ相出力電流ｉｖを求める。

座標変換部３５は、電気角θ１に基づいて、Ｕ相出力電流ｉｕ、Ｗ相出力電流ｉｗ及びＶ相出力電流ｉｖをｄ軸電流フィードバックｉｄ及びｑ軸電流フィードバックｉｑに座標変換する。そして、座標変換部３５は、ｄ軸電流フィードバックｉｄを減算器３８に出力し、ｑ軸電流フィードバックｉｑを減算器３９に出力する。

これにより、当該制御部１０の適用タイミングＢの出力電流ｉｕ，ｉｗ（ラッチした出力電流ｉｕ，ｉｗ）に対し、適用タイミングＢの電気角θ１を用いて、ｄ軸電流フィードバックｉｄ及びｑ軸電流フィードバックｉｑが求められる。このｄ軸電流フィードバックｉｄ及びｑ軸電流フィードバックｉｑは、制御タイミングＡの演算に用いられる。

ｄ軸電流指令生成器３６は、所定の演算によりｄ軸電流指令ｉｄ＊を生成し、ｄ軸電流指令ｉｄ＊を減算器３８に出力する。トルク指令変換器３７は、同期通信部２２からトルク指令を入力し、所定の演算によりトルク指令をｑ軸電流指令ｉｑ＊に変換し、ｑ軸電流指令ｉｑ＊を減算器３９に出力する。

減算器３８は、ｄ軸電流指令生成器３６からｄ軸電流指令ｉｄ＊を入力すると共に、座標変換部３５からｄ軸電流フィードバックｉｄを入力する。そして、減算器３８は、ｄ軸電流指令ｉｄ＊からｄ軸電流フィードバックｉｄを減算することでｄ軸電流偏差を求め、ｄ軸電流偏差をｄ軸電流制御器４０に出力する。

減算器３９は、トルク指令変換器３７からｑ軸電流指令ｉｑ＊を入力すると共に、座標変換部３５からｑ軸電流フィードバックｉｑを入力する。そして、減算器３９は、ｑ軸電流指令ｉｑ＊からｑ軸電流フィードバックｉｑを減算することでｑ軸電流偏差を求め、ｑ軸電流偏差をｑ軸電流制御器４１に出力する。

ｄ軸電流制御器４０は、減算器３８からｄ軸電流偏差を入力し、ｄ軸電流偏差が０となるように、ＰＩ制御器による電流制御を行うことでｄ軸電圧指令ｖｄ＊’を求める。そして、ｄ軸電流制御器４０は、ｄ軸電圧指令ｖｄ＊’を加算器４３に出力する。

これにより、制御タイミングＡに対して電流用補正角φ１だけ遅れたｄ軸電流フィードバックｉｄを用いて、制御タイミングＡにてｄ軸電流制御が行われ、ｄ軸電圧指令ｖｄ＊’が求められる。

ｑ軸電流制御器４１は、減算器３９からｑ軸電流偏差を入力し、ｑ軸電流偏差が０となるように、ＰＩ制御器による電流制御を行うことでｑ軸電圧指令ｖｑ＊’を求める。そして、ｑ軸電流制御器４１は、ｑ軸電圧指令ｖｑ＊’を加算器４４に出力する。

これにより、制御タイミングＡに対して電流用補正角φ１だけ遅れたｑ軸電流フィードバックｉｑを用いて、制御タイミングＡにてｑ軸電流制御が行われ、ｑ軸電圧指令ｖｑ＊’が求められる。

非干渉補償制御器４２は、ｄ軸電圧指令ｖｄ＊’、ｑ軸電圧指令ｖｑ＊’及びエンコーダデータに基づき、既知の処理にてｄ軸電圧指令ｖｄ＊’とｑ軸電圧指令ｖｑ＊’との間の干渉を補償するためのｄ軸電圧補償値及びｑ軸電圧補償値を求める。そして、非干渉補償制御器４２は、ｄ軸電圧補償値を加算器４３に出力し、ｑ軸電圧補償値を加算器４４に出力する。

加算器４３は、ｄ軸電流制御器４０からｄ軸電圧指令ｖｄ＊’を入力すると共に、非干渉補償制御器４２からｄ軸電圧補償値を入力し、ｄ軸電圧指令ｖｄ＊’にｄ軸電圧補償値を加算することで、非干渉補償されたｄ軸電圧指令ｖｄ＊を求める。そして、加算器４３は、ｄ軸電圧指令ｖｄ＊を座標変換部４５に出力する。

加算器４４は、ｑ軸電流制御器４１からｑ軸電圧指令ｖｑ＊’を入力すると共に、非干渉補償制御器４２からｑ軸電圧補償値を入力し、ｑ軸電圧指令ｖｑ＊’にｑ軸電圧補償値を加算することで、非干渉補償されたｑ軸電圧指令ｖｑ＊を求める。そして、加算器４４は、ｑ軸電圧指令ｖｑ＊を座標変換部４５に出力する。

座標変換部４５は、加算器４３からｄ軸電圧指令ｖｄ＊を入力すると共に、加算器４４からｑ軸電圧指令ｖｑ＊を入力し、さらに加算器３４から電気角θ２を入力する。

座標変換部４５は、電気角θ２に基づいて、ｄ軸電圧指令ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令ｖｑ＊を３相交流電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに座標変換し、３相交流電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，ＶｗをＰＷＭ部４６に出力する。

これにより、制御タイミングＡに対し、電圧用補正角φ２だけ進めた適用タイミングＢの電圧指令として、３相交流電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが求められる。この３相交流電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ及び図４には示していないバス電圧に基づいて、後段のＰＷＭ部４６にてゲート信号Ｇが生成され、後段の対応するパワー部１１にて３相交流電圧ｅ＊が生成され多巻線モータ２へ供給される。

ＰＷＭ部４６は、座標変換部４５から３相交流電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを入力すると共に、キャリア位相シフト処理部３０から位相シフト設定値ＳＳを入力する。そして、ＰＷＭ部４６は、同期信号に基づいた基準位相キャリアに対し、位相シフト設定値ＳＳだけ位相シフトしたキャリアｃを発生する。

ＰＷＭ部４６は、３相交流電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの相毎に、当該指令の振幅とキャリアｃの振幅とを比較することで、比較結果に応じたＰＷＭのゲート信号Ｇを生成する。ＰＷＭ部４６は、ゲート信号Ｇを対応するパワー部１１に出力する。

〔キャリア位相シフト処理部３０〕
次に、図４に示したキャリア位相シフト処理部３０について詳細に説明する。前述のとおり、キャリア位相シフト処理部３０は、他の制御部１０における位相シフト設定値ＳＳと同じにならないように、かつ、共通の制御タイミングＡを基準とした前後のタイミングと適用タイミングＢとが一致しないように、位相シフト設定値ＳＳを設定する。

キャリア位相シフト処理部３０について詳細に説明する前に、位相シフト設定値ＳＳを設定する際に、共通の制御タイミングＡを基準とした前後のタイミングと適用タイミングＢとが一致しないようにする理由について説明する。共通の制御タイミングＡを基準とした前後の領域であって、適用タイミングＢと一致させない（適用タイミングＢを排除する）領域をデッドバンドとする。

図５は、デッドバンドを説明する図である。図５の例では、マスターの制御部１０－１が使用する基準位相のキャリアｃ１の三角波において、制御タイミングＡは、極性が変化する９０，２７０ｄｅｇである。

デッドバンドは、制御タイミングＡを基準にした前後の領域である。９０ｄｅｇの制御タイミングＡの前後には、電流用デッドバンドＤＢｉ１及び電圧用デッドバンドＤＢｖ１が設けられ、２７０ｄｅｇの制御タイミングＡの前後には、電流用デッドバンドＤＢｉ２及び電圧用デッドバンドＤＢｖ２が設けられる。

スレーブの制御部１０に備えたキャリア位相シフト処理部３０は、位相シフト設定値ＳＳを設定する際に、基準位相のキャリアｃ１に対して位相シフト設定値ＳＳだけ位相シフトしたキャリアｃにおいて、その山及び谷のタイミングである適用タイミングＢが、電流用デッドバンドＤＢｉ１，ＤＢｉ２及び電圧用デッドバンドＤＢｖ１，ＤＢｖ２と一致しないようにする（一致しないような位相シフト設定値ＳＳを設定する）。

ここで、スレーブの制御部１０による電流制御の処理においては、適用タイミングＢにて、出力電流ｉｕ，ｉｗ（図１３に示した電流ＦＢｂに相当）がラッチされ、電流制御に用いる情報として更新される。そして、更新された出力電流ｉｕ，ｉｗ（図１３に示した電流ＦＢラッチｂ１に相当）に対して、ＡＤコンバータによるアナログ信号をデジタル信号に変換する処理等が行われ、制御タイミングＡにて、更新された出力電流ｉｕ，ｉｗを用いた制御演算が行われる。

適用タイミングＢの後、変換処理等の時間が経過したときのタイミングと、制御演算が行われる制御タイミングＡとが同じである場合、制御演算は、当該スキャンの出力電流ｉｕ，ｉｗを用いたり、１スキャン前の出力電流ｉｕ，ｉｗを用いたりすることとなり、制御が不安定となる。

そこで、図５に示したとおり、電流用デッドバンドＤＢｉ１，ＤＢｉ２の領域を設けることで、このような問題を解決するようにした。つまり、スレーブの制御部１０に備えたキャリア位相シフト処理部３０は、基準位相のキャリアｃ１に対して位相シフト設定値ＳＳだけ位相シフトしたキャリアｃにおいて、適用タイミングＢが電流用デッドバンドＤＢｉ１，ＤＢｉ２と一致しないように、位相シフト設定値ＳＳを設定する。

また、スレーブの制御部１０による電圧指令の演算においては、制御タイミングＡにて、制御演算を行うことで３相交流電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ及びゲート信号Ｇ（図１３に示した電圧指令演算値ａに相当）が求められ、適用タイミングＢにて、ゲート信号Ｇ（図１３に示した電圧指令適用値ｂ２に相当）が更新（出力）され、対応するパワー部１１を介して多巻線モータ２が制御される。

制御タイミングＡの後、所定の処理の時間が経過したときのタイミングと、適用タイミングＢとが同じである場合、適用タイミングＢにおける多巻線モータ２の制御は、当該スキャンの３相交流電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ及びゲート信号Ｇを用いたり、１スキャン前の３相交流電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ及びゲート信号Ｇを用いたりすることとなり、制御が不安定となる。

そこで、図５に示したとおり、電圧用デッドバンドＤＢｖ１，ＤＢｖ２の領域を設けることで、このような問題を解決するようにした。つまり、スレーブの制御部１０に備えたキャリア位相シフト処理部３０は、基準位相のキャリアｃ１に対して位相シフト設定値ＳＳだけ位相シフトしたキャリアｃにおいて、適用タイミングＢが電圧用デッドバンドＤＢｖ１，ＤＢｖ２と一致しないように、位相シフト設定値ＳＳを設定する。

尚、制御タイミングＡを基準にした電流用デッドバンドＤＢｉ１，ＤＢｉ２及び電圧用デッドバンドＤＢｖ１，ＤＢｖ２の領域（角度領域、時間領域）は、キャリア周波数ｆ及び制御周期ＣＴ等により異なる。

（第一例／キャリア位相シフト処理部３０）
まず、第一例のキャリア位相シフト処理部３０について説明する。図６は、第一例のキャリア位相シフト処理部３０の構成例を示すブロック図である。このキャリア位相シフト処理部３０ａは、基本シフト算出部５０、シフト設定処理部５１及びデッドバンドテーブル５２を備えている。

基本シフト算出部５０は、予め設定されたキャリア周波数ｆ及びモータ巻線数Ｎ（＝９）、並びに当該制御部１０により制御が行われる多巻線モータ２の巻線位置ｎ（＝０～８）を入力する。巻線位置ｎは、マスターの制御部１０－１の場合に０、スレーブの制御部１０－２，・・・，１０－９の場合にそれぞれ１～８とする。

基本シフト算出部５０は、モータ巻線数Ｎ及び巻線位置ｎを用いて、３６０ｄｅｇをモータ巻線数Ｎで除算し、除算結果に巻線位置ｎを乗算する演算（（３６０ｄｅｇ／Ｎ）×巻線位置ｎ）を行い、巻線位置ｎに応じた基本シフト値ＳＦを求める。そして、基本シフト算出部５０は、基本シフト値ＳＦをシフト設定処理部５１に出力する。

これにより、Ｎ台のパワー部１１がある場合、それぞれのキャリアｃの三角波における位相を３６０／Ｎｄｅｇずつシフトした基本シフト値ＳＦを得ることができる。

シフト設定処理部５１は、基本シフト算出部５０から基本シフト値ＳＦを入力すると共に、キャリア周波数ｆ及び制御周期ＣＴ等に対応する予め設定されたデッドバンドテーブル５２から、デッドバンドの情報を読み出す。そして、シフト設定処理部５１は、基本シフト値ＳＦがデッドバンドの領域内にあるか否かを判定する。

シフト設定処理部５１は、基本シフト値ＳＦがデッドバンドの領域内にあると判定した場合、デッドバンドの領域における両端の角度（２つの端角度）のうち、基本シフト値ＳＦに近い端角度を選択する。そして、シフト設定処理部５１は、選択した端角度側の角度であって、デッドバンドの領域外となる角度（例えばデッドバンドに最も近い角度）を設定し、当該角度を位相シフト設定値ＳＳとして電流用補正角処理部３１、電圧用補正角処理部３２及びＰＷＭ部４６に出力する。

一方、シフト設定処理部５１は、基本シフト値ＳＦがデッドバンドの領域内にないと判定した場合、基本シフト値ＳＦを位相シフト設定値ＳＳとして電流用補正角処理部３１、電圧用補正角処理部３２及びＰＷＭ部４６に出力する。

図７は、デッドバンドテーブル５２の構成例を示す図である。このデッドバンドテーブル５２は、キャリア周波数ｆ＝５ｋＨｚ及び制御周期ＣＴ＝１００μｓの場合の例であり、デッドバンドの領域として、６７～７４ｄｅｇ，１０９～１２０ｄｅｇ，２４７～２５４ｄｅｇ，２８９～３００ｄｅｇの情報が設定されている。

図５において図７を適用すると、電流用デッドバンドＤＢｉ１は６７～７４ｄｅｇの領域であり、電圧用デッドバンドＤＢｖ１は１０９～１２０ｄｅｇの領域である。また、電流用デッドバンドＤＢｉ２は２４７～２５４ｄｅｇの領域であり、電圧用デッドバンドＤＢｖ２は２８９～３００ｄｅｇの領域である。

図８は、シフト設定処理部５１の処理例を説明する図である。この例は、スレーブの制御部１０－４に備えたシフト設定処理部５１の処理を示している。

制御部１０－４において、基本シフト算出部５０は、モータ巻線数Ｎ＝９及び当該制御部１０－４の巻線位置ｎ＝３を用いて、（３６０ｄｅｇ／９）×３の演算により、基本シフト値ＳＦ＝１２０ｄｅｇを求める。

シフト設定処理部５１は、図７に示したデッドバンドテーブル５２からデッドバンドの情報を読み出し、基本シフト値ＳＦ＝１２０ｄｅｇがデッドバンドの領域（１０９～１２０ｄｅｇ）内にあると判定する。そして、シフト設定処理部５１は、当該デッドバンドの領域における２つの端角度（１０９ｄｅｇ，１２０ｄｅｇ）のうち、基本シフト値ＳＦ＝１２０ｄｅｇに近い端角度１２０ｄｅｇを選択する。

シフト設定処理部５１は、選択した端角度１２０ｄｅｇ側の角度であって、デッドバンドの領域（１０９～１２０ｄｅｇ）外となる角度（本例では１２１ｄｅｇ）を設定し、当該角度１２１ｄｅｇを位相シフト設定値ＳＳ＝１２１ｄｅｇとして出力する。

このように、図８に示すように、キャリアｃ４’（基本シフト値ＳＦ＝１２０ｄｅｇ）の位相がキャリアｃ４（位相シフト設定値ＳＳ＝１２１ｄｅｇ）の位相にシフトすることとなる。そして、キャリアｃ４の谷の適用タイミングＢが、制御タイミングＡを基準とした電圧用デッドバンドＤＢｖ１の領域と一致しないこととなる。

したがって、適用タイミングＢにおける多巻線モータ２の制御は、当該スキャンの３相交流電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ及びゲート信号Ｇを用いたり、１スキャン前の３相交流電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ及びゲート信号Ｇを用いたりすることがなく、当該スキャンの３相交流電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ及びゲート信号Ｇを用いることとなるため、制御が安定する。

（第二例／キャリア位相シフト処理部３０）
次に、第二例のキャリア位相シフト処理部３０について説明する。図９は、第二例のキャリア位相シフト処理部３０の構成例を示すブロック図である。このキャリア位相シフト処理部３０ｂは、シフト設定処理部５３及びシフトテーブル５４を備えている。

シフト設定処理部５３は、予め設定されたキャリア周波数ｆ及びモータ巻線数Ｎ（＝９）、並びに当該制御部１０により制御が行われる多巻線モータ２の巻線位置ｎ（＝０～８）を入力する。巻線位置ｎは、マスターの制御部１０－１の場合に０、スレーブの制御部１０－２，・・・，１０－９の場合にそれぞれ１～８とする。

シフト設定処理部５３は、キャリア周波数ｆ及び制御周期ＣＴ等に対応する予め設定されたシフトテーブル５４から、モータ巻線数Ｎ及び巻線位置ｎに対応する角度情報（ｄｅｇ）を読み出す。そして、シフト設定処理部５３は、読み出した角度情報を位相シフト設定値ＳＳとして電流用補正角処理部３１、電圧用補正角処理部３２及びＰＷＭ部４６に出力する。

図１０は、シフトテーブル５４の構成例を示す図である。このシフトテーブル５４は、キャリア周波数ｆ＝５ｋＨｚ及び制御周期ＣＴ＝１００μｓの場合の例であり、モータ巻線数Ｎ及び巻線位置ｎに対応する角度情報（ｄｅｇ）が設定されている。

例えば、モータ巻線数Ｎ＝９の場合、巻線位置ｎ＝０に対応して０ｄｅｇ、巻線位置ｎ＝１に対応して４０ｄｅｇ、巻線位置ｎ＝２に対応して８０ｄｅｇ、巻線位置ｎ＝３に対応して１２１ｄｅｇ等が設定されている。

モータ巻線数Ｎ＝９及び巻線位置ｎ＝３に対応する角度情報は、（（３６０ｄｅｇ／Ｎ）×巻線位置ｎ）の演算式からすると、（３６０ｄｅｇ／９）×３＝１２０ｄｅｇとすべきである。

しかしながら、前述のとおり、位相シフト設定値ＳＳ＝１２０ｄｅｇの場合、巻線位置ｎ＝３に対応する制御部１０－４において、適用タイミングＢが、制御タイミングＡを基準としたデッドバンドの領域と一致し、制御が不安定となる。

そこで、制御を安定させるために、モータ巻線数Ｎ＝９及び巻線位置ｎ＝３に対応する角度情報を１２１ｄｅｇとした。

モータ巻線数Ｎ＝３及び巻線位置ｎ＝１に対応する１２１ｄｅｇ、モータ巻線数Ｎ＝５及び巻線位置ｎ＝１に対応する７５ｄｅｇ等についても同様に、適用タイミングＢが、制御タイミングＡを基準としたデッドバンドの領域と一致しないような角度となっている（下線箇所を参照）。

このように、図１０に示したシフトテーブル５４を用いることで、位相シフト設定値ＳＳを直接設定することができ、図６に示した第一例のキャリア位相シフト処理部３０ａに比べ、処理負荷を低減することができる。

〔ＰＷＭ部４６〕
次に、図４に示したＰＷＭ部４６について詳細に説明する。図１１は、ＰＷＭ部４６の構成例を示すブロック図である。このＰＷＭ部４６は、フェーズシフト回路６０及びゲート信号生成部６１を備えている。

フェーズシフト回路６０は、キャリア位相シフト処理部３０から位相シフト設定値ＳＳを入力すると共に、予め設定されたキャリア周波数ｆを入力する。そして、フェーズシフト回路６０は、同期信号に基づいたキャリア周波数ｆの信号を用いて、位相シフト設定値ＳＳだけ位相シフトしたキャリアｃを発生し、キャリアｃをゲート信号生成部６１に出力する。フェーズシフト回路６０の詳細については後述する。

ゲート信号生成部６１は、座標変換部４５から３相交流電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを入力すると共に、フェーズシフト回路６０から、位相シフト設定値ＳＳだけ位相シフトしたキャリアｃを入力する。そして、ゲート信号生成部６１は、３相交流電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの相毎に、当該指令の振幅とキャリアｃの振幅とを比較することで、比較結果に応じたＰＷＭのゲート信号Ｇを生成する。ＰＷＭ部４６は、ゲート信号Ｇを対応するパワー部１１に出力する。

（フェーズシフト回路６０）
次に、図１１に示したフェーズシフト回路６０について詳細に説明する。図１２は、フェーズシフト回路６０の構成例を示すブロック図である。このフェーズシフト回路６０は、立ち上がりエッジ判定部７０、立ち下がりエッジ判定部７１、キャリアＨシフトカウント部７２、キャリアＬシフトカウント部７３、カウント監視部７４，７５、アップ／ダウンカウント制御部７６、アップ／ダウンカウンタ７７及びキャリア発生部７８を備えている。

立ち上がりエッジ判定部７０は、予め設定されたキャリア周波数ｆの信号であって、同期信号に同期した信号を入力し、キャリア周波数ｆの信号の立ち上がりエッジを検出し、検出信号をキャリアＨシフトカウント部７２に出力する。

立ち下がりエッジ判定部７１は、予め設定されたキャリア周波数ｆの信号であって、同期信号に同期した信号を入力し、キャリア周波数ｆの信号の立ち下がりエッジを検出し、検出信号をキャリアＬシフトカウント部７３に出力する。

キャリアＨシフトカウント部７２は、立ち上がりエッジ判定部７０から検出信号を入力すると、カウントをクリアし、当該検出信号を起点にカウントを開始する。そして、キャリアＨシフトカウント部７２は、カウント値をカウント監視部７４に出力する。

キャリアＬシフトカウント部７３は、立ち下がりエッジ判定部７１から検出信号を入力すると、カウントをクリアし、当該検出信号を起点にカウントを開始する。そして、キャリアＬシフトカウント部７３は、カウント値をカウント監視部７５に出力する。

カウント監視部７４は、キャリア位相シフト処理部３０から位相シフト設定値ＳＳを入力すると共に、キャリアＨシフトカウント部７２からカウント値を入力する。そして、カウント監視部７４は、入力したカウント値が、位相シフト設定値ＳＳに対応するカウント設定値に一致すると、マッチ信号をアップ／ダウンカウント制御部７６に出力する。

カウント監視部７５は、キャリア位相シフト処理部３０から位相シフト設定値ＳＳを入力すると共に、キャリアＬシフトカウント部７３からカウント値を入力する。そして、カウント監視部７５は、入力したカウント値が、位相シフト設定値ＳＳに対応するカウント設定値に一致すると、マッチ信号をアップ／ダウンカウント制御部７６に出力する。

アップ／ダウンカウント制御部７６は、カウント監視部７４，７５からマッチ信号をそれぞれ入力し、カウント監視部７４からのマッチ信号を入力したときに、アップ指示をアップ／ダウンカウンタ７７に出力する。また、アップ／ダウンカウント制御部７６は、カウント監視部７５からのマッチ信号を入力したときに、ダウン指示をアップ／ダウンカウンタ７７に出力する。

アップ／ダウンカウント制御部７６は、カウント監視部７４，７５からのマッチ信号をそれぞれ入力したときに、期間信号のパルスをキャリア発生部７８に出力する。ここで、期間信号は、同期信号に基づいたキャリア周波数ｆの信号に対し、その立ち上がりまたは立ち下がりのタイミングから位相シフト設定値ＳＳの時間（カウント）後にパルスを有する信号である。

アップ／ダウンカウンタ７７は、アップ／ダウンカウント制御部７６からアップ指示及びダウン指示を入力し、アップ指示を入力すると、カウント値を一定の増加率にて増加させ、ダウン指示を入力すると、カウント値を一定の減少率にて減少させる。そして、アップ／ダウンカウンタ７７は、カウント値をキャリア発生部７８に出力する。

キャリア発生部７８は、アップ／ダウンカウント制御部７６から期間信号のパルスを入力すると共に、アップ／ダウンカウンタ７７からカウント値を入力する。そして、キャリア発生部７８は、期間信号のパルス及びカウント値に基づいて、基準位相キャリアに対して位相シフト設定値ＳＳだけ位相シフトしたキャリアｃを発生し、キャリアｃをゲート信号生成部６１に出力する。

以上のように、本発明の実施形態の制御装置１によれば、制御部１０の電流制御部２３に備えたキャリア位相シフト処理部３０は、他の制御部１０における位相シフト設定値ＳＳと同じにならないように、かつ、制御タイミングＡを基準とした前後のタイミングと適用タイミングＢとが一致しないように、位相シフト設定値ＳＳを設定する。

電流用補正角処理部３１は、適用タイミングＢから制御タイミングＡまでの間の時間に対応する電流用補正角φ１を求め、減算器３３は、磁極位置から電流用補正角φ１を減算し、電流用補正角φ１だけ遅らせた磁極位置である電気角θ１を求める。

これにより、制御タイミングＡにおいて、適用タイミングＢの磁極位置に対応した電流制御を実現することができる。結果として、精度の高いモータ制御を実現することができる。

電圧用補正角処理部３２は、制御タイミングＡから適用タイミングＢまでの間の時間に対応する電圧用補正角φ２を求め、加算器３４は、磁極位置に電圧用補正角φ２を加算し、電圧用補正角φ２だけ進ませた磁極位置である電気角θ２を求める。

これにより、制御タイミングＡにおいて、適用タイミングＢの磁極位置に対応した電圧指令の演算を実現することができ、適用タイミングＢにおいて、当該適用タイミングＢの磁極位置に対応した出力処理を実現することができる。結果として、精度の高いモータ制御を実現することができる。

つまり、本発明の実施形態では、多巻線モータを複数のインバータを用いて制御する際に、ＰＷＭキャリアの位相をシフトしたときに生じる誤動作を防止することができる。

また、本発明の実施形態では、制御部１０毎に異なる位相のキャリアｃを用いてモータ制御を行うことができるから、コモンモードノイズが分散され、漏れ電流を減少させることができる。

また、本発明の実施形態において、電流制御に用いる電気角位相は、エンコーダデータから生成される。また、電流制御の演算に用いるエンコーダデータ及び出力電流ｉｕ，ｉｗは、制御タイミングＡにて取得するが、出力電流ｉｕ，ｉｗのラッチは、適用タイミングＢにて行われる。このため、位相をシフトすると、適用タイミングＢから制御タイミングＡまでの間の時間が変化し、取得した電流と、モータに流れる電流に位相差が生じてしまう。電流用補正角処理部３１では、この位相差を考慮した電流用補正角φ１を求めるための処理が行われ、結果として、精度の高い電流制御を実現することができる。

電圧制御についても同様であり、電圧用補正角処理部３２では、位相差を考慮した電圧用補正角φ２を求めるための処理が行われ、結果として、精度の高い電圧制御を実現することができる。

以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その技術思想を逸脱しない範囲で種々変形可能である。

例えば、前記実施形態では、図６に示したキャリア位相シフト処理部３０ａのシフト設定処理部５１は、デッドバンドテーブル５２を用いて位相シフト設定値ＳＳを求めるようにしたが、所定の演算式にて、位相シフト設定値ＳＳを求めるようにしてもよい。また、図９に示したキャリア位相シフト処理部３０ｂのシフト設定処理部５３は、シフトテーブル５４を用いて位相シフト設定値ＳＳを求めるようにしたが、所定の演算式にて、位相シフト設定値ＳＳを求めるようにしてもよい。

また、図６に示したキャリア位相シフト処理部３０ａのシフト設定処理部５１は、基本シフト値ＳＦがデッドバンドの領域内にあると判定した場合、デッドバンドの領域における２つの端角度のうち、基本シフト値ＳＦに近い端角度を選択し、位相シフト設定値ＳＳを求めるようにした。これに対し、シフト設定処理部５１は、デッドバンドの領域における２つの端角度のうち、１つの端角度をランダムに選択し、位相シフト設定値ＳＳを求めるようにしてもよい。

１ 制御装置
２ 多巻線モータ
３ エンコーダ
１０ 制御部
１１ パワー部
２０ 磁極位置演算部
２１ 速度制御部
２２ 同期通信部
２３ 電流制御部
３０ キャリア位相シフト処理部
３１ 電流用補正角処理部
３２ 電圧用補正角処理部
３３，３８，３９ 減算器
３４，４３，４４ 加算器
３５，４５ 座標変換部
３６ ｄ軸電流指令生成器
３７ トルク指令変換器
４０ ｄ軸電流制御器
４１ ｑ軸電流制御器
４２ 非干渉補償制御器
４６ ＰＷＭ部
５０ 基本シフト算出部
５１，５３ シフト設定処理部
５２ デッドバンドテーブル
５４ シフトテーブル
６０ フェーズシフト回路
６１ ゲート信号生成部
７０ 立ち上がりエッジ判定部
７１ 立ち下がりエッジ判定部
７２ キャリアＨシフトカウント部
７３ キャリアＬシフトカウント部
７４，７５ カウント監視部
７６ アップ／ダウンカウント制御部
７７ アップ／ダウンカウンタ
７８ キャリア発生部
ｆ キャリア周波数
Ｎ モータ巻線数
ｎ 巻線位置
ＳＳ 位相シフト設定値
ＳＦ 基本シフト値
φ１ 電流用補正角
φ２ 電圧用補正角
θ 電気角
ｉｄ＊ ｄ軸電流指令
ｉｑ＊ ｑ軸電流指令
ｉｄ ｄ軸電流フィードバック
ｉｑ ｑ軸電流フィードバック
ｉｕ Ｕ相出力電流
ｉｗ Ｗ相出力電流
ｉｖ Ｖ相出力電流
ｖｄ＊’，ｖｄ＊ ｄ軸電圧指令
ｖｑ＊’，ｖｑ＊ ｑ軸電圧指令
Ｖｕ ３相交流電圧指令（Ｕ相）
Ｖｖ ３相交流電圧指令（Ｖ相）
Ｖｗ ３相交流電圧指令（Ｗ相）
ｅ＊ ３相交流電圧
Ｇ ゲート信号
ｃ，ｃ１，ｃ２，ｃ４，ｃ４’ キャリア

Claims (4)

1. 複数の制御部、及び前記複数の制御部に対応する複数のパワー部を備え、
   前記複数の制御部のうちの所定の１つの制御部をマスターとし、前記マスターが使用するキャリアを基準位相キャリアとし、前記基準位相キャリアの極性が変化するタイミングを前記複数の制御部にて共通の制御タイミングＡとし、前記複数の制御部のそれぞれが使用する前記キャリアの山及び谷のタイミングを適用タイミングＢとし、前記制御タイミングＡ及び前記適用タイミングＢが前記キャリアにて繰り返されるものとし、
   前記複数の制御部のそれぞれが、
   前記適用タイミングＢにて、多巻線モータに流れる電流の値を電流フィードバックとしてラッチし、前記適用タイミングＢの後の前記制御タイミングＡにて、所定のｄ軸電流指令ｉｄ＊及び所定のｑ軸電流指令ｉｑ＊とラッチした前記電流フィードバックから得られるｄ軸電流フィードバックｉｄ及びｑ軸電流フィードバックｉｑとの間のそれぞれの偏差がゼロとなるように電流制御を行うことでｄ軸電圧指令ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令ｖｑ＊を生成し、前記ｄ軸電圧指令ｖｄ＊及び前記ｑ軸電圧指令ｖｑ＊から得られる３相交流電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ、及び当該制御部が使用する前記キャリアに基づいて、ＰＷＭのゲート信号Ｇを生成し、前記制御タイミングＡの後の前記適用タイミングＢにて、前記ゲート信号Ｇを出力し、
   前記複数のパワー部のそれぞれが、
   当該パワー部に対応する前記制御部により出力された前記ゲート信号Ｇに基づいて、当該パワー部に対応するインバータを駆動し、前記多巻線モータを並列制御する制御装置において、
   前記複数の制御部のそれぞれは、
   前記制御タイミングＡの前後に設けられた所定のデッドバンドと前記適用タイミングＢとが一致しないように、前記基準位相キャリアに対する位相シフト量を示す位相シフト設定値ＳＳを設定するキャリア位相シフト処理部と、
   前記基準位相キャリアに対し、前記キャリア位相シフト処理部により設定された前記位相シフト設定値ＳＳだけ位相シフトしたキャリアを発生し、前記３相交流電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ及び前記位相シフトしたキャリアに基づいて、前記ゲート信号Ｇを生成するＰＷＭ部と、
   を備えたことを特徴とする制御装置。
2. 請求項１に記載の制御装置において、
   前記キャリア位相シフト処理部は、
   予め設定されたキャリア周波数をｆ、前記多巻線モータのモータ巻線数をＮ、当該制御部により制御が行われる前記多巻線モータの巻線位置をｎとして、式：（３６０／Ｎ）×ｎにより、基本シフト値ＳＦを算出する基本シフト算出部と、
   前記基本シフト算出部により算出された前記基本シフト値ＳＦが前記デッドバンドの領域内にあると判定した場合、前記デッドバンドの領域における両端のうちのいずれかの端を選択し、選択した前記端の側の角度であって前記デッドバンドの領域外となる前記角度を、前記位相シフト設定値ＳＳとして設定し、前記基本シフト値ＳＦが前記デッドバンドの領域内にないと判定した場合、前記基本シフト値ＳＦを前記位相シフト設定値ＳＳとして設定するシフト設定処理部と、
   を備えたことを特徴とする制御装置。
3. 請求項１または２に記載の制御装置において、
   前記複数の制御部のそれぞれは、
   さらに、前記適用タイミングＢから前記制御タイミングＡまでの間の時間に対応する電流用補正角φ１を求める電流用補正角処理部と、
   前記多巻線モータの磁極位置の角度から、前記電流用補正角処理部により求めた前記電流用補正角φ１を減算し、電気角θ１を求める減算器と、
   前記減算器により求めた電気角θ１に基づいて、ラッチした前記電流フィードバックを、前記ｄ軸電流フィードバックｉｄ及び前記ｑ軸電流フィードバックｉｑに座標変換する第１の座標変換部と、
   を備えたことを特徴とする制御装置。
4. 請求項１から３までのいずれか一項に記載の制御装置において、
   前記複数の制御部のそれぞれは、
   さらに、前記制御タイミングＡから前記適用タイミングＢまでの間の時間に対応する電圧用補正角φ２を求める電圧用補正角処理部と、
   前記多巻線モータの磁極位置の角度に、前記電圧用補正角処理部により求めた前記電圧用補正角φ２を加算し、電気角θ２を求める加算器と、
   前記加算器により求めた前記電気角θ２に基づいて、前記ｄ軸電圧指令ｖｄ＊及び前記ｑ軸電圧指令ｖｑ＊を前記３相交流電圧指令Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに座標変換する第２の座標変換部と、
   を備えたことを特徴とする制御装置。

Images