JPH09149700A - Ｉｐｍモータの制御方法及び制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動機トルクがｑ軸電流とｄ軸電流の関数の
積になっており、非線形となるため、安定性に欠けてし
まう。 【解決手段】 ＩＰＭモータ２の速度やトルクを制御す
る速度制御器２２を設け、電動機１次鎖交磁束の最大
値、ｑ軸インダクタンス、ｄ軸インダクタンス、電動機
定格電流及び速度制御器２２より出力される電動機トル
ク指令Ｔ^*からｄ軸電流値を制御するｄ軸電流指令Ｉ_d1 ^*
とｑ軸電流値を制御するｑ軸電流指令Ｉ_q ^*とを算出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転子内部に永久
磁石が埋め込まれた構造（例えば、実開平４−２８７４
５号公報、実開平３−９７３５４号公報参照）を有する
同期電動機であるＩＰＭモータの速度及びトルクの制御
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、一般的なＩＰＭモータの駆動装
置の一構成例を示す構成ブロック図である。本従来例は
図５に示すように、負荷５０４に接続されたＩＰＭモー
タ５０２と、ＩＰＭモータ５０２の回転を検出する回転
検出器５０３と、ＩＰＭモータ５０２の駆動を制御する
駆動制御装置５００と、ＩＰＭモータ５０２と駆動制御
装置５００とを接続する信号ケーブル５０９及びケーブ
ル５０５とから構成されており、駆動制御装置５００内
には、制御信号をＩＰＭモータ５０２を駆動するための
電力に変換する電力変換部５０１と、ＩＰＭモータ５０
２の電機子に流れる電流及び回転磁界を制御するｄｑ軸
電流制御部５１１と、ＩＰＭモータ５０２の速度、トル
ク及び定出力特性等を制御するアプリケーション制御部
５２１とが設けられている。

【０００３】上記のように構成された駆動装置において
は、電力変換部５０１から出力された電力がケーブル５
０５を介してＩＰＭモータ５０２に供給され、ＩＰＭモ
ータ５０２において供給された電力が回転子のトルクに
変換されてその回転トルクによって負荷５０４が駆動す
る。また、ＩＰＭモータ５０２の回転は、回転検出器５
０３によって検出され、信号ケーブル５０９を介して駆
動制御装置５００に入力される。以下に、上述したＩＰ
Ｍモータの制御装置における駆動方法について説明す
る。図６は、図５に示した駆動装置におけるＩＰＭモー
タの駆動方法を説明するためのブロック図である。

【０００４】まず、回転検出器５０３においてＩＰＭモ
ータ５０２の回転が検出され、検出された回転信号が信
号ケーブル５０９を介してｄｑ軸電流制御部５１１に入
力される。すると、ｄｑ軸電流制御部５１１内に設けら
れた回転位置信号演算器５１６において、入力された信
号に基づいてＩＰＭモータ５０２における磁極の回転角
度θが算出され、算出結果が座標変換器Ａ５１５及び座
標変換器Ｂ５１２に入力される。ＩＰＭモータ５０２に
おける磁極の回転角度θが座標変換器Ａ５１５に入力さ
れると、座標変換器Ａ５１５において、入力された磁極
の回転角度θを用いて、電流検出器５０６において検出
されたＩＰＭモータ５０２に流れる３相の電流のうちｕ
層とｖ層に流れる電流ｉ_u，ｉ_vが２相ｄｑ軸座標の信号
Ｉ_d，Ｉ_qに変換され、出力される。

【０００５】次に、アプリケーション制御部５２１にお
いて演算されたｄ軸電流指令Ｉ_d ^*及びｑ軸電流指令Ｉ_q ^*
に対し、座標変換器Ａ５１５から出力されたｄ軸電流Ｉ
_d及びｑ軸電流Ｉ_qをそれぞれ帰還することによって得ら
れたｄ軸電流制御偏差信号及びｑ軸電流制御偏差信号が
比例積分演算器が備えられているｄ軸電流制御器５１４
及びｑ軸電流制御器５１３にそれぞれ入力され、ｄ軸電
流制御偏差信号及びｑ軸電流制御偏差信号がｄ軸電流制
御器５１４及びｑ軸電流制御器５１３においてぞれぞれ
増幅されて出力される。また、速度検出信号演算器５１
７において、回転検出器５０３から出力された信号に基
づいて電動機回転速度ω_rが求められ、出力される。次
に、電動機回転速度ω_r、ｄ軸電流指令Ｉ_d ^*及びｑ軸電
流指令Ｉ_q ^*がフィードフォワード補償器５１８に入力さ
れ、ｄｑ軸電流制御の外乱となっている誘起電圧を打ち
消すための外乱補償信号が算出される。

【０００６】次に、フィードフォワード補償器５１８に
おいて算出された外乱補償信号とｄ軸電流制御器５１４
から出力された信号とが加算され、ｄ軸電圧指令Ｖ_d ^*と
して座標変換器Ｂ５１２に入力される。同様に、フィー
ドフォワード補償器５１８において算出された外乱補償
信号とｑ軸電流制御器５１３から出力された信号とが加
算され、ｑ軸電圧指令Ｖ_q ^*として座標変換器Ｂ５１２に
入力される。次に、座標変換器Ｂ５１２において、ｄ軸
電圧指令Ｖ_d ^*及びｑ軸電圧指令Ｖ_q ^*のｄｑ軸の２相電圧
指令がＶ_u ^*，Ｖ_v ^*，Ｖ_w ^*の３相の電圧指令に変換され、
出力される。次に、座標変換器Ｂ５１２から出力された
３相指令Ｖ_u ^*，Ｖ_v ^*，Ｖ_w ^*がＰＷＭ制御器５０８に入力
され、ＰＷＭ制御器５０８に入力された３相指令Ｖ_u ^*，
Ｖ_v ^*，Ｖ_w ^*に対応して電力変換器５０７が作動し、ＩＰ
Ｍモータ５０２における駆動制御に必要となる周波数で
電圧が制御され、ＩＰＭモータ５０２の各相にｉ_u，
ｉ_v，ｉ_wの電流が流される。

【０００７】以下に、アプリケーション制御部５２１の
動作について説明する。速度検出信号演算器５１７から
出力された電動機速度信号ω_rが速度指令信号ω_r ^*に対
して帰還され、その偏差信号が比例積分器が備えられて
いる速度制御器５２２に入力され、速度制御器５２２に
おいて増幅されてｑ軸電流指令信号Ｉ_q ^*としてｄｑ軸電
流制御部５１１に対して出力される。ここで、電動機速
度が定トルク制御領域の回転速度であるときは、最大ト
ルク制御器５２３において、速度制御器５２２から出力
されたｑ軸電流指令信号Ｉ_q ^*に対して以下の公知の数式
１４によって電動機トルクが最大となるｄ軸電流指令値
Ｉ_d1 ^*が算出され、出力される。

【０００８】

【数３２】

【０００９】但し、Ｉ₁₁＝φ₁／［（Ｌ_q−Ｌ_d）Ｉ_1r］ （φ₁：回転子永久磁石の１次鎖交磁束の最大値，Ｌ_q：
ｑ軸インダクタンス，Ｌ_d：ｄ軸インダクタンス，Ｉ
₁r：電動機定格電流）とする。一方、電動機速度が基準
速度を超えた場合、定出力制御器５２４において、速度
制御器５２２から出力されたｑ軸電流指令Ｉ_q ^*と速度検
出信号演算器５１７から出力された電動機速度信号ω_r
とを用いて以下に示す公知の数式１５によって電動機の
使用上限電圧Ｖ_1w付近でほぼ一定の電圧に制御するため
のｄ軸電流指令Ｉ_d2 ^*が算出され、出力される。

【００１０】

【数３３】

【００１１】その後、ｄ軸電流指令値Ｉ_d1 ^*及びｄ軸電
流指令Ｉ_d2 ^*が切替器５２５に入力され、切替器５２５
において、電動機が定トルク領域で運転される場合は、
最大トルク制御器５２３から出力されたｄ軸電流指令値
Ｉ_d1 ^*が、また、電動機が定出力領域で運転される場合
は、定出力制御器５２４から出力されたｄ軸電流指令Ｉ
_d2 ^*がｄｑ軸電流制御部５１１におけるｄ軸電流制御指
令Ｉ_d ^*としてｄｑ軸電流制御部５１１に対して出力され
る。そして、アプリケーション制御部５２１において演
算されたｄ軸電流指令Ｉ_d ^*及びｑ軸電流指令Ｉ_q ^*によっ
てｄｑ軸の電流が制御され、定トルク制御領域における
最大トルク制御特性と、電動機速度が基準速度以上とな
った場合における定出力特性とが得られる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のものにおいては、以下に示す問題点があ
った。 （１）ＩＰＭモータのトルクＴとｄ軸電流Ｉ_d及びｑ軸
電流Ｉ_qとの間に以下に示すような関係がある。

【００１３】

【数３４】

【００１４】（ｍ₁：１次相数，Ｐ：極対数，Ｌ_q：ｑ軸
インダクタンス，Ｌ_d：ｄ軸インダクタンス，φ₁：回転
子永久磁石の１次鎖交磁石の最大値） 最大トルク制御においては、ｄ軸電流が制御されている
ため、数式１６においては電動機トルクＴがｑ軸電流Ｉ
_qとｄ軸電流Ｉ_dの関数の積となっており、電動機トルク
Ｔは、速度制御の出力信号Ｉ_q ^*との間に比例関係がな
く、非線形となる。このため、ｄ軸電流指令値を最大ト
ルク制御によって変化させると、速度ループゲインが変
化してしまい、安定性に欠け、扱い難い制御系となって
いる。 （２）定出力特性を得るために負のｄ軸電流を流して電
動機の１次電圧が使用上限値付近でほぼ一定となるよう
に制御しているため、速度制御器の出力信号は電動機ト
ルクと比例関係似なく、非線型で安定性に欠け、扱い難
い。

【００１５】（３）定出力制御が行われている場合、流
れる電流の大きさによって磁界飽和の影響を受けてｄｑ
軸インダクタンスの値が変化するため、電動機に印加さ
れる電圧が不足したり、過電圧となって、安定で良好な
出力特性を得ることができない。本発明は、上述したよ
うな従来の技術が有する問題点に鑑みてなされたもので
あって、安定で良好な出力を得ることができるＩＰＭモ
ータの駆動装置を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】以下に、上記目的を達成
するための手段について述べる。ｄ軸電流Ｉ_d及びｑ軸
電流Ｉ_qは、ｄ軸電流指令値Ｉ_d ^*及びｑ軸電流指令値Ｉ_q
^*にそれぞれ従って制御されており、また、電動機トル
クＴは電動機トルク指令Ｔ ^*に従って制御されているの
で、定常状態においては以下の関係が成り立つ。

【００１７】

【数３５】

【００１８】但し、Ｔ_rは定格トルクとし、Ｉ_1rは極対
数Ｐと回転子の永久磁石による１次鎖交磁束の最大値φ
₁により次の関係が成り立つように決定された定格電流
とする。

【００１９】

【数３６】

【００２０】ここで、数式１６を数式２１及び数式２２
を用いて変形すると、

【００２１】

【数３７】

【００２２】但し、Ｉ₁₁＝φ₁／［（Ｌ_q−Ｌ_d）Ｉ_1r］
とし、φ₁は回転子永久磁石による１次鎖交磁束の最大
値、Ｌ_qはｑ軸インダクタンス、Ｌ_dはｄ軸インダクタン
スである。等価１次電流指令値をＩ₁ ^*（ｐ・ｕ）として
考えると、Ｉ_d ^*とＩ_q ^*との間に次の関係がある。

【００２３】

【数３８】

【００２４】最大トルク効率制御条件は、与えられたト
ルク指令値Ｔ^*に対し、等価１次電流指令値Ｉ^*が最小と
なるｄ軸電流指令値Ｉ_d ^*の演算式より得られるので、数
式２４のＩ₁ ^*のＩ_d ^*に対する変化率を求める。

【００２５】

【数３９】

【００２６】与えられたトルク指令値Ｔ^*に対して等価
１次電流指令値Ｉ₁ ^*が最小となるのは、数式２５の分子
が０となる場合、すなわち、次式のＩ_d ^*に関する４次方
程式の負の根Ｉ_d1 ^*にｄ軸電流指令値Ｉ_d ^*が等しくなる
場合である。

【００２７】

【数４０】

【００２８】しかし、数式２６の４次方程式を制御装置
に組み込んで制御するには、演算時間がかかりすぎて高
い応答が得られないので、次の近似式に基づいて制御す
る。数式２６においてＩ₁₁は一般的に３以上の値となる
ので、Ｉ_d ^*／Ｉ₁₁＜＜１として数式２６の左辺の（１−
Ｉ_d ^*／Ｉ₁₁）³を次式のように近似する。

【００２９】

【数４１】

【００３０】数式２７の近似を用いて数式２６の方程式
を解く。

【００３１】

【数４２】

【００３２】さらに、Ｔ^*／Ｉ₁₁＜＜１の場合は、数式
２８を近似する。

【００３３】

【数４３】

【００３４】Ｉ_d1 ^*／Ｉ₁₁が１に接近した値となる場合
は、次の方法によって近似根を求める。数式２６の左辺
をＧ₁（Ｉ_d1 ^*）とする。

【００３５】

【数４４】

【００３６】Ｇ₁（Ｉ_d1 ^*）のＩ_d1 ^*に関する微分値を
Ｇ₁’（Ｉ_d1 ^*）とすると、以下に示す数式３１の近似演
算を制御装置の演算サイクル毎に演算することにより、
時間の経過に従って近似根Ｉ_d1 ^*は真値に収束する。

【００３７】

【数４５】

【００３８】ここで、Ｉ_d1 ^*（ｉ−１）は前回の演算サ
イクルにおける演算結果であり、Ｉ_{d 1} ^*（ｉ）は今回の
演算サイクルにおける演算結果である。数式２８、数式
２９及び数式３１のいずれか１つを用いて得られた演算
値Ｉ_d1 ^*をｄ軸電流指令Ｉ_d ^*とするとともにそのｄ軸電
流指令Ｉ_d ^*と前記トルク指令Ｔ^*とから数式２３に従っ
て演算し、得られた値をｑ軸電流指令Ｉ_q ^*としてｄ軸と
ｑ軸の電流が制御される。上述した数式２８、数式２９
及び数式３１のいずれか１つを用いて得られたｄ軸電流
指令Ｉ_d ^*、並びに、数式２３によって算出されたｑ軸電
流指令Ｉ_q ^*は、最大トルク効率点にて制御されるｄ軸電
流指令Ｉ_d ^*の近似値であるが、電動機定数の測定誤差や
磁気飽和の影響を受けた場合、最大トルク効率点からは
ずれてしまうことになる。

【００３９】そこで、最大トルク効率点におけるｄ軸電
流指令Ｉ_d ^*を、予め測定した電動機定数から演算するの
ではなく、運転中の電動機に流れる１次電流から求める
ことができれば、電動機定数の測定誤差や磁気飽和の影
響を受けずに制御を行うことが可能となる。まず、電動
機に流れる１次電流Ｉ₁を、ｄｑ軸変換によって得られ
るｄｑ軸電流Ｉ_d，Ｉ_qを用いて次の数式から求める。

【００４０】

【数４６】

【００４１】上記数式から求められた１次電流Ｉ₁とｄ
軸電流Ｉ_dとを用いて次の方法により１次電流Ｉ₁のｄ軸
電流Ｉ_dに対する変化率を求める。最大トルク効率制御
においては、一定周期毎に演算が実行されているものと
すると、今回の演算周期における１次電流値と前回の演
算周期における１次電流値との差ΔＩ₁と、今回の演算
周期におけるｄ軸電流と前回の演算周期におけるｑ軸電
流Ｉ_dとの差ΔＩ_dとの比、すなわちΔＩ₁／ΔＩ_d＝ｄＩ
₁／ｄＩ_dを算出する。次に、ｄ軸電流Ｉ_dに対する１次
電流Ｉ₁の変化率ｄＩ₁／ｄＩ_dを比例積分演算器によっ
て増幅し、得られる信号をｄ軸電流補正信号Ｉ_d4 ^*とし
て、数式２８、数式２９及び数式３１のいずれか１つに
したがって得られた演算値Ｉ_d1 ^*から減ずることにより
補正すれば、電動機定数の測定誤差や磁気飽和の影響を
受けずに最大トルク効率点において制御が可能となる。

【００４２】以上は、電動機に流れる１次電流から最大
トルク効率点におけるｄ軸電流を補正演算する手段であ
るが、ｄｑ軸電流Ｉ_d，Ｉ_qはそれぞれ、ｄｑ軸電流指令
Ｉ_d ^*，Ｉ_q ^*に対して制御を行っているので、Ｉ_d ^*≒
Ｉ_d，Ｉ_q ^*≒Ｉ_qとなる関係を用いて最大トルク効率点に
おけるｄｑ軸電流指令の演算においてＩ_dの代わりにＩ_d
^*、Ｉ_qの代わりにＩ_q ^*を用いても同様の演算結果が得ら
れ、同様の制御効果が得られる。また、以下に電動機の
ｄ軸、ｑ軸上の電圧Ｖ_d、Ｖ_qに関する公知の方程式を示
す。

【００４３】

【数４７】

【００４４】

【数４８】

【００４５】（Ｒ：１次巻線１相分の抵抗値，Ｌ_d：ｄ
軸インダクタンス，Ｌ_q：ｑ軸インダクタンス，ω_I：１
次電圧の角周波数，ω_r：回転子の回転角速度，φ₁：電
動機１次鎖交磁束数の最大値，Ｐ：極対数） また、１次電圧Ｖ₁（相電圧）とｄ軸電圧Ｖ_d及びｑ軸電
圧Ｖ_qとの間には次の関係がある。

【００４６】

【数４９】

【００４７】また、１次電圧の角周波数ω_Iと回転子の
角周波数ω_rとの間には次の関係がある。

【００４８】

【数５０】

【００４９】定出力制御領域において、１次電圧Ｖ₁を
Ｖ_1w（相電圧）でほぼ一定となるように制御する条件を
求める。数式３２と数式３３のＩ_d，Ｉ_qの過渡項Ｌ_dＩ_d
Ｓ，Ｌ_qＩ_qＳを無視し、数式３２のＶ_dと数式３３のＶ_q
を数式３４に代入する。

【００５０】

【数５１】

【００５１】（ω_rB：電動機の基準速度における回転角
速度，Ｖ_1r：電動機定格電圧（相電圧）） 数式３６の（Ｉ_d／Ｉ_1r）と（Ｉ_q／Ｉ_1r）をｄ軸電流指
令Ｉ_d ^*とｑ軸電流指令Ｉ_q ^*に置き換える。

【００５２】

【数５２】

【００５３】ここで、係数ｋＶ₁，ｋＶ₂，ｋＶ₃は次式
による。

【００５４】

【数５３】

【００５５】数式３７に数式２３のＩ_q ^*を代入し、整理
すると、Ｉ_d ^*に関する４次方程式が得られる。

【００５６】

【数５４】

【００５７】数式３８におけるＩ₁₁は、一般的には３以
上の値となり、Ｉ_d ^*＜＜１として数式３８の左辺に次の
数式３９を近似して数式３８の方程式の近似解Ｉ_d ^*＝Ｉ
_d2 ^*が得られる。

【００５８】

【数５５】

【００５９】

【数５６】

【００６０】Ｉ_d2 ^*／Ｉ₁₁が１に接近した値となる場合
は、次の方法によって近似解を求める。数式３８の左辺
をＧ₂（Ｉ_d2 ^*）とし、その微分値をＧ₂’（Ｉ_d2 ^*）とす
ると、制御装置の演算サイクル毎に演算することにより
時間の経過に従って近似根Ｉ_d2 ^*は真値に収束する。

【００６１】

【数５７】

【００６２】ここで、Ｉ_d2 ^*（ｉ−１）は、前回の演算
サイクルにおける演算結果であり、Ｉ_d2 ^*（ｉ）は今回
の演算サイクルにおける演算結果である。また、磁界飽
和の影響が小さな場合においては、以下の方法が有効で
ある。数式２８、数式２９、数式３１のいずれか１つを
用いて演算し、得られた定トルク制御値のｄ軸電流指令
値Ｉ_d1 ^*と、数式４０と数式４１のいずれか１つを用い
て算出された定出力制御時のｄ軸電流指令値Ｉ_d2 ^*の２
つの信号の中から最小値優先回路により符号付きで小さ
な値の信号を選別し、その信号をｄ軸電流指令Ｉ_d ^*とす
る。トルク指令Ｔ^*とｄ軸電流指令Ｉ_d ^*から数式２３を
用いてｑ軸電流指令Ｉ_q ^*を算出する。

【００６３】ｄ軸電流指令Ｉ_d ^*とｑ軸電流指令Ｉ_q ^*に従
ってｄ軸とｑ軸の電流を制御することにより定トルク制
御と定出力制御をバンプレスに切り替え、定出力制御で
は電動機の１次電圧が使用上限値付近でほぼ一定値に維
持されるものである。また、電動機の端子電圧が磁気飽
和の影響によるインダクタンスの変化に連動して変化す
ることに着目してｄ軸電流制御ループ内にあるｄ軸電圧
指令値Ｖ_d ^*とｑ軸電流制御ループ内にあるｑ軸電圧指令
値Ｖ_q ^*とから磁気飽和の影響を受けた１次電圧指令値Ｖ
₁ ^*を次の数式により演算する。

【００６４】

【数５８】

【００６５】磁気飽和の影響が大きな場合、電動機の使
用上限電圧Ｖ_1wと数式４２にしたがって求めた１次電圧
指令値Ｖ₁ ^*との偏差信号を比例積分演算器により増幅し
て得られたｄ軸電流補正信号Ｉ_d3 ^*を数式２８、数式２
９、数式３１のいずれか１つの演算式より求めたｄ軸電
流指令値Ｉ_d1 ^*に加えることによって得られたｄ軸電流
指令Ｉ_d ^*によりｄ軸の電流を制御し、そのｄ軸電流指令
Ｉ_d ^*と電動機トルク指令Ｔ^*から数式２３に従って演算
したｑ軸電流指令Ｉ_q ^*によりｑ軸の電流を制御すること
により、定出力制御領域の電動機に対して電圧を電動機
の使用上限値電圧Ｖ_1wの付近のほぼ一定値になるように
制御される。 （作用）ｄ軸とｑ軸の電流を制御することにより、電動
機トルクに対して１次電流Ｉ₁が最小の値となるように
制御され、かつ、電動機トルクが速度制御器より出力さ
れるトルク指令Ｔ^*に比例するように制御される。

【００６６】また、電動機の定出力制御領域における電
動機の端子電圧が電動機の使用上限電圧付近でほぼ一定
値に維持され、かつ、電動機トルクが速度制御器より出
力されるトルク指令値Ｔ^*に比例するように制御され
る。また、電動機定数の測定誤差や磁気飽和の影響を受
けてｄ軸とｑ軸のインダクタンスが変化する場合におい
ても、最大トルク効率点へのｄ軸電流指令Ｉ_d ^*の補正演
算を行い、ｄｑ軸の電流を制御することにより、電動機
トルクに対して１次電流Ｉ₁が最小の値となるように制
御され、かつ、電動機トルクが速度制御器から出力され
るトルク指令Ｔ^*に比例するように制御される。また、
電動機の定出力制御領域における電動機の端子電圧が電
動機の使用上限電圧付近でほぼ一定値に維持され、か
つ、電動機トルクが速度制御器より出力されるトルク指
令Ｔ^*に比例するように制御される。

【００６７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本発明のＩＰＭモータの
制御装置の第１の実施の形態を示すブロックダイヤグラ
ムである。本形態は図１に示すように、負荷４に接続さ
れたＩＰＭモータ２と、ＩＰＭモータ２の回転を検出す
る回転検出器３と、制御信号をＩＰＭモータ２を駆動す
るための電力に変換する電力変換部１と、ＩＰＭモータ
２の電機子に流れる電流及び回転磁界を制御するｄｑ軸
電流制御部１１と、ＩＰＭモータ２の速度、トルク及び
定出力特性等を制御するアプリケーション制御部２１
と、ＩＰＭモータ２とｄｑ軸電流制御部１１とを接続す
る信号ケーブル９と、ＩＰＭモータ２と電力変換部１と
を接続するケーブル５とから構成されている。

【００６８】以下に、上記のように構成されたＩＰＭモ
ータの制御装置におけるＩＰＭモータの駆動方法につい
て説明する。まず、回転検出器３においてＩＰＭモータ
２の回転が検出され、検出された回転信号が信号ケーブ
ル９を介してｄｑ軸電流制御部１１に入力される。する
と、ｄｑ軸電流制御部１１内に設けられた回転位置信号
演算器１６において、入力された信号に基づいてＩＰＭ
モータ２における磁極の回転角度θが算出され、算出結
果が座標変換器Ａ１５及び座標変換器Ｂ１２に入力され
る。ＩＰＭモータ２における磁極の回転角度θが座標変
換器Ａ１５に入力されると、座標変換器Ａ１５におい
て、入力された磁極の回転角度θを用いて、電流検出器
６において検出されたＩＰＭモータ２に流れる３相の電
流のうちｕ層とｖ層に流れる電流ｉ_u，ｉ_vが２相ｄｑ軸
座標の信号Ｉ_d，Ｉ_qに変換され、出力される。

【００６９】次に、アプリケーション制御部２１におい
て演算されたｄ軸電流指令Ｉ_d ^*及びｑ軸電流指令Ｉ_q ^*に
対し、座標変換器Ａ１５から出力されたｄ軸電流Ｉ_d及
びｑ軸電流Ｉ_qをそれぞれ帰還することによって得られ
たｄ軸電流制御偏差信号及びｑ軸電流制御偏差信号が、
比例積分演算器が備えられているｄ軸電流制御器１４及
びｑ軸電流制御器１３にそれぞれ入力され、ｄ軸電流制
御偏差信号及びｑ軸電流制御偏差信号がｄ軸電流制御器
１４及びｑ軸電流制御器１３においてぞれぞれ増幅され
て出力される。また、速度検出信号演算器１７におい
て、回転検出器３から出力された信号に基づいて電動機
回転速度ω_rが求められ、出力される。次に、電動機回
転速度ω_r、ｄ軸電流指令Ｉ_d ^*及びｑ軸電流指令Ｉ_q ^*が
フィードフォワード補償器１８に入力され、ｄｑ軸電流
制御の外乱となっている誘起電圧を打ち消すための外乱
補償信号が算出される。

【００７０】次に、フィードフォワード補償器１８にお
いて算出された外乱補償信号とｄ軸電流制御器１４から
出力された信号とが加算され、ｄ軸電圧指令Ｖ_d ^*として
座標変換器Ｂ１２に入力される。同様に、フィードフォ
ワード補償器１８において算出された外乱補償信号とｑ
軸電流制御器１３から出力された信号とが加算され、ｑ
軸電圧指令Ｖ_q ^*として座標変換器Ｂ１２に入力される。
次に、座標変換器Ｂ１２において、ｄ軸電圧指令Ｖ_d ^*及
びｑ軸電圧指令Ｖ_q ^*のｄｑ軸の２相電圧指令がＶ_u ^*，Ｖ
_v ^*，Ｖ_w ^*の３相の電圧指令に変換され、出力される。次
に、座標変換器Ｂ１２から出力された３相指令Ｖ_u ^*，Ｖ
_v ^*，Ｖ_w ^*がＰＷＭ制御器８に入力され、ＰＷＭ制御器８
に入力された３相指令Ｖ_u ^*，Ｖ_v ^*，Ｖ_w ^*に対応して電力
変換器７が作動し、ＩＰＭモータ２における駆動制御に
必要となる周波数で電圧が制御され、ＩＰＭモータ２の
各相にｉ_u，ｉ_v，ｉ_wの電流が流される。

【００７１】以下に、アプリケーション制御部２１の動
作について説明する。速度検出信号演算器１７から出力
された電動機速度信号ω_rが速度指令信号ω_r ^*に対して
帰還され、その偏差信号が比例積分器が備えられている
速度制御器２２に入力され、速度制御器２２において増
幅されて電動機トルク指令Ｔ^*として最大トルク効率制
御ｄ軸電流指令演算器２７、定出力制御ｄ軸電流指令値
演算器３３及びｑ軸電流指令演算器２６に対して出力さ
れる。すると、最大トルク効率制御ｄ軸電流指令演算器
２７において、電動機トルク指令Ｔ^*を用いて数式２
８、数式２９及び数式３１のいずれか１つにしたがって
ｄ軸電流指令演算値Ｉ_d1 ^*が算出される。また、定出力
制御ｄ軸電流指令値演算器３３においては、電動機トル
ク指令Ｔ ^*と速度検出信号演算器１７から出力された電
動機速度検出信号ω_rとを用いて数式４０、数式４１の
いずれか１つにしたがってｄ軸電流指令値Ｉ_d2 ^*が算出
される。

【００７２】次に、最小値優先回路３４において、ｄ軸
電流指令値Ｉ_d1 ^*とＩ_d2 ^*との２つの信号の中から符号付
で小さな信号が選択され、ｄ軸電流指令Ｉ_d ^*として出力
される。その後、ｑ軸電流指令演算器２６において、電
動機トルク指令Ｔ^*とｄ軸電流指令Ｉ_d ^*とを用いて数式
２３にしたがってｑ軸電流指令Ｉ_q ^*が算出される。以上
のように算出されたｄ軸電流指令Ｉ_d ^*及びｑ軸電流指令
Ｉ_q ^*がｄｑ軸電流制御部１１に出力され、ｄ軸とｑ軸の
電流が制御される。 （第２の実施の形態）図２は、本発明のＩＰＭモータの
制御装置の第２の実施の形態を示すブロックダイヤグラ
ムである。

【００７３】本形態は図２に示すように、図１に示した
ものと比べてアプリケーション制御部１２１における制
御のみが異なるものであり、他の制御においては同様で
あるため、アプリケーション制御部１２１における制御
のみついて以下に説明する。速度検出信号演算器１１７
から出力された電動機速度信号ω_rが速度指令信号ω_r ^*
に対して帰還され、その偏差信号が比例積分器が備えら
れている速度制御器１２２に入力され、増幅されて得ら
れた信号が電動機トルク指令Ｔ^*として最大トルク効率
制御ｄ軸電流指令演算器１２７及びｑ軸電流指令演算器
１２６に対して出力される。すると、最大トルク効率制
御ｄ軸電流指令演算器１２７において、電動機トルク指
令Ｔ^*を用いて数式２５、数式２６及び数式２７のいず
れか１つにしたがってｄ軸電流指令Ｉ_d1 ^*が算出され
る。

【００７４】また、定出力制御ｄ軸電流補正演算器１２
８においては、電動機１次電圧指令値演算器１３２にお
いて、定出力領域での電動機１次電圧使用上限値とｄｑ
軸電流制御部１１１から出力される電動機ｄ軸電圧指令
値Ｖ_d ^*及びｑ軸電圧指令値Ｖ _q ^*とを用いて数式４２にし
たがって演算が行われ、その後、比例積分演算器１２９
において１次電圧指令値Ｖ₁ ^*の偏差信号が増幅され、そ
の後、信号制御器１３１において、比例積分演算器１２
９から出力される信号が正であれば０が出力され、負で
あれば比例積分演算器１２９から出力される信号がその
ままｄ軸電流指令補正信号Ｉ_d3 ^*として出力される。定
出力制御ｄ軸電流補正値演算器１２８からｄ軸電流指令
補正信号Ｉ_d3 ^*が出力されると、最大トルク効率制御の
ｄ軸電流指令値Ｉ_d1 ^*に定出力制御時のｄ軸電流指令補
正値Ｉ_d3 ^*が加えられ、補正されることによってｄ軸電
流指令Ｉ_d ^*が算出される。

【００７５】その後、ｑ軸電流指令演算器１２６におい
て、電動機トルク指令Ｔ^*とｄ軸電流指令Ｉ_d ^*とを用い
て数式２３にしたがってｑ軸電流指令Ｉ_q ^*が算出され
る。以上のように算出されたｄ軸電流指令Ｉ_d ^*及びｑ軸
電流指令Ｉ_q ^*にしたがってｄ軸とｑ軸の電流が制御され
る。 （第３の実施の形態）図３は、本発明のＩＰＭモータの
制御装置の第３の実施の形態を示すブロックダイヤグラ
ムである。本形態は図３に示すように、図１に示したも
のと比べてアプリケーション制御部２２１における制御
のみが異なるものであり、他の制御においては同様であ
るため、アプリケーション制御部２２１における制御の
みついて以下に説明する。

【００７６】速度検出信号演算器２１７から出力された
電動機速度信号ω_rが速度指令信号ω_r ^*に対して帰還さ
れ、その偏差信号が比例積分器が備えられている速度制
御器２２２に入力され、増幅されて得られた信号が電動
機トルク指令Ｔ^*として最大トルク効率制御ｄ軸電流指
令演算器２２７及びｑ軸電流指令演算器２２６に対して
出力される。すると、最大トルク効率制御ｄ軸電流指令
演算器２２７において、電動機トルク指令Ｔ^*を用いて
数式２８、数式２９及び数式３１のいずれか１つにした
がってｄ軸電流指令Ｉ_d1 ^*が算出される。また、ｄ軸電
流指令補正演算器２３３においては、１次電流演算器２
３４において、電動機に流れる１次電流を座標変換器Ａ
２１５においてｄｑ軸変換することによって得られるｄ
ｑ軸電流Ｉ_d，Ｉ_qを用いて数式３２にしたがって１次電
流Ｉ₁が算出され、その後、微分演算器２３５におい
て、１次電流演算器２３４にて算出された１次電流Ｉ₁
のｄ軸電流Ｉ_dに対する変化率が求められ、その後、比
例積分演算器２２９において、微分演算器２３５にて算
出された変化率が増幅されてｄ軸電流補正信号Ｉ_d4 ^*と
して出力される。

【００７７】そして、最大トルク効率制御ｄ軸電流指令
演算器２２７において算出されたｄ軸電流指令Ｉ_d1 ^*か
らｄ軸電流補正信号Ｉ_d4 ^*が減算されて補正されること
によってｄ軸電流指令Ｉ_d ^*が算出される。その後、ｑ軸
電流指令演算器２２６において、電動機トルク指令Ｔ^*
とｄ軸電流指令Ｉ_d ^*とを用いて数式２３にしたがってｑ
軸電流指令Ｉ_q ^*が算出される。以上のように算出された
ｄ軸電流指令Ｉ_d ^*及びｑ軸電流指令Ｉ_q ^*がｄｑ軸電流制
御部２１１に出力され、ｄ軸とｑ軸の電流が制御され
る。 （第４の実施の形態）図４は、本発明のＩＰＭモータの
制御装置の第４の実施の形態を示すブロックダイヤグラ
ムである。

【００７８】本形態は図４に示すように、図３に示した
ものと比べて、図３に示したものが、１次電流からｄｑ
軸変換を行って得られるｄｑ軸電流Ｉ_d，Ｉ_dを用いてｄ
軸電流補正信号Ｉ_d4 ^*が算出されているのに対して、本
形態は、ｄ軸電流指令補正演算器３３３においてｄｑ軸
電流Ｉ_d，Ｉ_dの代わりにｄｑ軸電流指令信号Ｉ_d ^*，Ｉ _d ^*
を用いて図３に示したものと同様な演算によりｄ軸電流
補正信号Ｉ_d4 ^*が算出されているものであり、他の制御
については図３に示したものと同様である。そして、最
大トルク効率制御ｄ軸電流指令演算器３２７において算
出されたｄ軸電流指令Ｉ_d1 ^*からｄ軸電流補正信号Ｉ_d4 ^*
が減算されて補正されることによってｄ軸電流指令Ｉ_d ^*
が算出される。その後、ｑ軸電流指令演算器３２６にお
いて、電動機トルク指令Ｔ^*とｄ軸電流指令Ｉ_d ^*とを用
いて数式２３にしたがってｑ軸電流指令Ｉ_q ^*が算出され
る。

【００７９】以上のように算出されたｄ軸電流指令Ｉ_d ^*
及びｑ軸電流指令Ｉ_q ^*がｄｑ軸電流制御部３１１に出力
され、ｄ軸とｑ軸の電流が制御される。

【００８０】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので以下に記載するような効果を奏する。電動機
トルクと速度制御器により出力される電動機トルク指令
間のリニアリティは、常に良好に維持されるとともに定
トルク制御領域では、最大トルク効率状態となるように
ｄ軸電流とｑ軸電流が制御可能となり、定出力制御領域
においても電動機１次電圧が電動機使用上限電圧付近に
おいて、ほぼ一定値となるようにｄ軸電流とｑ軸電流が
制御可能となり、非線形な制御特性が改善され、安定性
が高く、良好な制御特性を得ることができる。また、電
動機定数の測定誤差や磁気飽和の影響を受けてｄ軸とｑ
軸のインダクタンスが変化する場合であっても、最大ト
ルク効率点へのｄ軸電流指令Ｉ_d ^*の補正演算を行い、ｄ
ｑ軸の電流を制御することにより、電動機トルクに対し
て１次電流Ｉ₁が最小の値となるように制御され、か
つ、電動機トルクが速度制御器から出力されるトルク指
令Ｔ^*に比例するように制御されるため、安定性の高い
制御特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＩＰＭモータの制御装置の第１の実施
の形態を示すブロックダイヤグラムである。

【図２】本発明のＩＰＭモータの制御装置の第２の実施
の形態を示すブロックダイヤグラムである。

【図３】本発明のＩＰＭモータの制御装置の第３の実施
の形態を示すブロックダイヤグラムである。

【図４】本発明のＩＰＭモータの制御装置の第４の実施
の形態を示すブロックダイヤグラムである。

【図５】一般的なＩＰＭモータの駆動装置の一構成例を
示す構成ブロック図である。

【図６】図５に示した駆動装置におけるＩＰＭモータの
駆動方法を説明するためのブロック図である。

【符号の説明】

１，１０１，２０１，３０１ 電力変換部 ２，１０２，２０２，３０２ ＩＰＭモータ ３，１０３，２０３，３０３ 回転検出器 ４，１０４，２０４，３０４ 負荷 ５，１０５，２０５，３０５ 電動機回路ケーブル ６，１０６，２０６，３０６ 電流検出器 ７，１０７，２０７，３０７ 電力変換器 ８，１０８，２０８，３０８ ＰＷＭ制御器 ９，１０９，２０９，３０９ 信号ケーブル １１，１１１，２１１，３１１ ｄｐ軸電流制御部 １２，１１２，２１２，３１２ 座標変換器Ｂ １３，１１３，２１３，３１３ ｑ軸電流制御器 １４，１１４，２１４，３１４ ｄ軸電流制御器 １５，１１５，２１５，３１５ 座標変換器Ａ １６，１１６，２１６，３１６ 回転位置信号演算器 １７，１１７，２１７，３１７ 速度検出信号演算器 １８，１１８，２１８，３１８ フィードフォワード
補償器 ２１，１２１，２２１，３２１ アプリケーション制
御部 ２２，１２２，２２２，３２２ 速度制御器 ２６，１２６，２２６，３２６ ｑ軸電流指令演算器 ２７，１２７，２２７，３２７ 最大トルク効率制御
ｄ軸電流指令演算器 ３３ 定出力制御ｄ軸電流指令値演算器 ３４ 最小値優先回路 １２８ 定出力制御ｄ軸電流指令補正演算器 １２９，２２９，３２９ 比例積分演算器 １３１ 信号制限器 １３２ 電動機１次電圧指令値演算器 ２３３，３３３ ｄ軸電流指令補正演算器 ２３４，３３４ １次電流演算器 ２３５，３３５ 微分演算器

フロントページの続き (72)発明者 出光 利明 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号 株式会社安川電機内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転子内部に永久磁石が埋め込まれた構
   造を有する同期電動機であるＩＰＭモータのｄ軸電流及
   びｑ軸電流を制御することによって前記ＩＰＭモータの
   速度とトルクを制御するＩＰＭモータの制御方法におい
   て、 前記ＩＰＭモータの速度とトルクを制御する速度制御器
   を設け、 電動機１次鎖交磁束の最大値をφ₁、ｑ軸インダクタン
   スをＬ_q、ｄ軸インダクタンスをＬ_d、電動機定格電流を
   Ｉ_1rとした場合に、Ｉ₁₁＝φ₁／［（Ｌ_q−Ｌ_d）Ｉ_1r］
   とし、かつ、前記速度制御器より出力される電動機トル
   ク指令をＴ^*として、 【数１】 【数２】 から、ｄ軸電流値を制御するｄ軸電流指令Ｉ_d1 ^*及びｑ
   軸電流値を制御するｑ軸電流指令Ｉ_q ^*を算出することを
   特徴とするＩＰＭモータの制御方法。
2. 【請求項２】 回転子内部に永久磁石が埋め込まれた構
   造を有する同期電動機であるＩＰＭモータのｄ軸電流及
   びｑ軸電流を制御することによって前記ＩＰＭモータの
   速度とトルクを制御するＩＰＭモータの制御方法におい
   て、 前記ＩＰＭモータの速度とトルクを制御する速度制御器
   を設け、 電動機１次鎖交磁束の最大値をφ₁、ｑ軸インダクタン
   スをＬ_q、ｄ軸インダクタンスをＬ_d、電動機定格電流を
   Ｉ_1rとした場合に、Ｉ₁₁＝φ₁／［（Ｌ_q−Ｌ_d）Ｉ_1r］
   とし、かつ、前記速度制御器より出力される電動機トル
   ク指令をＴ^*として、 【数３】 【数４】 から、ｄ軸電流値を制御するｄ軸電流指令Ｉ_d1 ^*及びｑ
   軸電流値を制御するｑ軸電流指令Ｉ_q ^*を算出することを
   特徴とするＩＰＭモータの制御方法。
3. 【請求項３】 回転子内部に永久磁石が埋め込まれた構
   造を有する同期電動機であるＩＰＭモータのｄ軸電流及
   びｑ軸電流を制御することによって前記ＩＰＭモータの
   速度とトルクを周期演算を用いて制御するＩＰＭモータ
   の制御方法において、 電動機１次鎖交磁束の最大値を
   φ₁、ｑ軸インダクタンスをＬ_q、ｄ軸インダクタンスを
   Ｌ_d、電動機定格電流をＩ_1rとした場合に、Ｉ₁₁＝φ₁／
   ［（Ｌ _q−Ｌ_d）Ｉ_1r］とし、かつ、Ｇ₁’（Ｉ_d1 ^*）をＧ
   ₁（Ｉ_d1 ^*）の微分値とした場合に、 【数５】 とし、かつ、Ｉ_d1（ｉ−１）をＩ_d1（ｉ）に対して前記
   演算サイクルにおける前回の演算により算出されたｄ軸
   電流指令として、 【数６】 から、ｄ軸電流値を制御するｄ軸電流指令Ｉ_d1 ^*を算出
   することを特徴とするＩＰＭモータの制御方法。
4. 【請求項４】 回転子内部に永久磁石が埋め込まれた構
   造を有する同期電動機であるＩＰＭモータのｄ軸電流及
   びｑ軸電流を制御することによって前記ＩＰＭモータの
   速度とトルクを制御するＩＰＭモータの制御方法におい
   て、 前記ｄ軸電流の値を制御するｄ軸電流指令が複数ある場
   合に最小のｄ軸電流指令を選択する最小値優先回路を設
   け、 電動機１次使用上限電圧をＶ_1w、電動機速度をω_r、電
   動機基準速度角周波数をω_rB、電動機１次定格電圧をＶ
   _1r、電動機定格電流をＴ_1r、電動機極対数をＰとした場
   合に、 【数７】 として、 【数８】 から、ｄ軸電流値を制御するｄ軸電流指令Ｉ_d2 ^*を算出
   し、前記ｄ軸電流指令Ｉ_{d 2} ^*と、 【数９】 【数１０】 【数１１】 のいずれか１つの数式を用いて算出されたｄ軸電流指令
   Ｉ_d1 ^*とを前記最小値優先回路において比較し、小さな
   ｄ軸電流指令を算出することを特徴とするＩＰＭモータ
   の制御方法。
5. 【請求項５】 回転子内部に永久磁石が埋め込まれた構
   造を有する同期電動機であるＩＰＭモータのｄ軸電流及
   びｑ軸電流を制御することによって前記ＩＰＭモータの
   速度とトルクを周期演算を用いて制御するＩＰＭモータ
   の制御方法において、 前記ｄ軸電流の値を制御するｄ
   軸電流指令が複数ある場合に最小のｄ軸電流指令を選択
   する最小値優先回路を設け、 電動機１次鎖交磁束の最大値をφ₁、ｑ軸インダクタン
   スをＬ_q、ｄ軸インダクタンスをＬ_d、電動機定格電流を
   Ｉ_1rとした場合に、Ｉ₁₁＝φ₁／［（Ｌ_q−Ｌ_d）Ｉ_1r］
   とし、かつ、Ｇ₂’（Ｉ_d2 ^*）をＧ₂（Ｉ_d2 ^*）の微分値と
   した場合に、 【数１２】 とし、かつ、Ｉ_d2（ｉ−１）をＩ_d2（ｉ）に対して前記
   演算サイクルにおける前回の演算により算出されたｄ軸
   電流指令として、 【数１３】 から、ｄ軸電流値を制御するｄ軸電流指令Ｉ_d2 ^*を算出
   し、前記ｄ軸電流指令Ｉ_{d 2} ^*と、 【数１４】 【数１５】 【数１６】 のいずれか１つの数式を用いて算出された前記ｄ軸電流
   指令Ｉ_d1 ^*とを前記最小値優先回路において比較し、小
   さなｄ軸電流指令を算出することを特徴とするＩＰＭモ
   ータの制御方法。
6. 【請求項６】 回転子内部に永久磁石が埋め込まれた構
   造を有する同期電動機であるＩＰＭモータに接続され、
   前記ＩＰＭモータのｄ軸電流及びｑ軸電流を制御するこ
   とによって前記ＩＰＭモータの速度とトルクを周期演算
   を用いて制御するＩＰＭモータの制御装置において、 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の制御を行う最大
   トルク効率制御ｄ軸電流指令演算器及びｑ軸電流指令指
   令演算器と、 請求項４または請求項５に記載の制御を行う定出力制御
   ｄ軸電流指令演算器と、 前記ｄ軸電流の値を制御するｄ軸電流指令が複数ある場
   合に最小のｄ軸電流指令を選択する最小値優先回路と、 前記ＩＰＭモータの速度とトルクを制御する速度制御器
   とを有することを特徴とするＩＰＭモータの制御装置。
7. 【請求項７】 回転子内部に永久磁石が埋め込まれた構
   造を有する同期電動機であるＩＰＭモータのｄ軸電流及
   びｑ軸電流を制御することによって前記ＩＰＭモータの
   速度とトルクを制御するＩＰＭモータの制御方法におい
   て、 電動機の使用上限電圧をＶ_1w、ｄ軸電流制御ループ内に
   あるｄ軸電圧指令値をＶ_d ^*、ｑ軸電流制御ループ内にあ
   るｑ軸電圧指令値をＶ_q ^*とした場合、 【数１７】 から、電動機１次電圧指令値Ｖ₁ ^*を算出し、 前記電動機使用上限電圧Ｖ_1Wと前記電動機１次電圧指令
   値Ｖ₁ ^*との偏差の信号を比例積分演算器より増幅した値
   をＩ_d30 ^*とし、 Ｉ_d30 ^*が正であれば、ｄ軸電流指令補正信号Ｉ_d3 ^*＝０
   とし、Ｉ_d30 ^*が負であれば、Ｉ_d3 ^*＝Ｉ_d30 ^*とし、 該ｄ軸電流指令補正信号Ｉ_d3 ^*を、 【数１８】 【数１９】 【数２０】 のいずれか１つの数式を用いて算出された定トルク制御
   時のｄ軸電流指令値Ｉ_d1 ^*に補正信号として加え、該信
   号をｄ軸電流指令Ｉ_d ^*とし、 【数２１】 を用いてｑ軸電流値を制御するｑ軸電流指令Ｉ_q ^*を算出
   することを特徴とするＩＰＭモータの制御方法。
8. 【請求項８】 回転子内部に永久磁石が埋め込まれた構
   造を有する同期電動機であるＩＰＭモータに接続され、
   前記ＩＰＭモータのｄ軸電流及びｑ軸電流を制御するこ
   とによって前記ＩＰＭモータの速度とトルクを周期演算
   を用いて制御するＩＰＭモータの制御装置において、 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の制御を行う最大
   トルク効率制御ｄ軸電流指令演算器及びｑ軸電流指令指
   令演算器と、 請求項７に記載の制御を行う定出力制御ｄ軸電流指令演
   算器と、 前記ｄ軸電流の値を制御するｄ軸電流指令が複数ある場
   合に最小のｄ軸電流指令を選択する最小値優先回路と、 前記ＩＰＭモータの速度とトルクを制御する速度制御器
   とを有することを特徴とするＩＰＭモータの制御装置。
9. 【請求項９】 回転子内部に永久磁石が埋め込まれた構
   造を有する同期電動機であるＩＰＭモータのｄ軸電流及
   びｑ軸電流を制御することによって前記ＩＰＭモータの
   速度とトルクを制御するＩＰＭモータの制御方法におい
   て、 前記ＩＰＭモータの速度とトルクを制御する速度制御器
   と、 入力される信号を増幅して出力する比例積分演算器とを
   設け、 電動機１次鎖交磁束の最大値をφ₁、ｑ軸インダクタン
   スをＬ_q、ｄ軸インダクタンスをＬ_d、相数をｍ、極対数
   をＰ、定格トルクをＴ_rとした場合に、Ｉ₁₁＝φ ₁／
   ［（Ｌ_q−Ｌ_d）Ｉ_1r］、Ｉ_1r＝Ｔ_r／（ｍＰφ₁）とし、
   かつ、前記速度制御器より出力される電動機トルク指令
   をＴ^*、ｄ軸電流指令をＩ_d ^*、ｑ軸電流指令をＩ_q ^*、電
   動機に流れる電動機１次電流をｄｑ軸変換することによ
   って得られるｄ軸電流をＩ_d、ｑ軸電流指令をＩ_qとし
   て、 【数２２】 から、電動機１次電流指令Ｉ₁ ^*を求め、 前記ｄ軸電流指令Ｉ_d ^*に対する前記電動機１次電流指令
   Ｉ₁ ^*の変化率ｄＩ₁ ^*／ｄＩ_d ^*を０とするｄ軸電流指令Ｉ
   _d ^*に関する方程式 【数２３】 の根または近似根Ｉ_d1 ^*と、電動機に流れる電流からｄ
   ｑ軸変換によって得られたｄ軸電流Ｉ_dとｑ軸電流Ｉ_qと
   から数式 【数２４】 によって求めた電動機１次電流Ｉ₁について該電動機１
   次電流Ｉ₁の前記ｄ軸電流Ｉ_dに対する変化率ｄＩ₁／ｄ
   Ｉ_dを演算し、演算された変化率の信号を前記比例積分
   演算器によって増幅して得られた信号Ｉ_d4 ^*とにより、 【数２５】 から、ｄ軸電流を制御するｄ軸電流指令Ｉ_d ^*を算出する
   とともに、 【数２６】 から、ｑ軸電流を制御するｑ軸電流指令Ｉ_q ^*を算出する
   ことを特徴とするＩＰＭモータの制御方法。
10. 【請求項１０】 回転子内部に永久磁石が埋め込まれた
    構造を有する同期電動機であるＩＰＭモータのｄ軸電流
    及びｑ軸電流を制御することによって前記ＩＰＭモータ
    の速度とトルクを制御するＩＰＭモータの制御方法にお
    いて、 前記ＩＰＭモータの速度とトルクを制御する速度制御器
    と、 入力される信号を増幅して出力する比例積分演算器とを
    設け、 電動機１次鎖交磁束の最大値をφ₁、ｑ軸インダクタン
    スをＬ_q、ｄ軸インダクタンスをＬ_d、相数をｍ、極対数
    をｐ、定格トルクをＴ_rとした場合に、Ｉ₁₁＝φ ₁／
    ［（Ｌ_q−Ｌ_d）Ｉ_1r］、Ｉ_1r＝Ｔ_r／（ｍｐφ₁）とし、
    かつ、前記速度制御器より出力される電動機トルク指令
    をＴ^*、ｄ軸電流指令をＩ_d ^*、ｑ軸電流指令をＩ_q ^*とし
    て、 【数２７】 から、電動機１次電流指令Ｉ₁ ^*を求め、 前記ｄ軸電流指令Ｉ_d ^*に対する前記電動機１次電流指令
    Ｉ₁ ^*の変化率ｄＩ₁ ^*／ｄＩ_d ^*を０とするｄ軸電流指令Ｉ
    _d ^*に関する方程式 【数２８】 の根または近似根Ｉ_d1 ^*と、前記ｄ軸電流指令Ｉ_d ^*と前
    記ｑ軸電流指令Ｉq*とから数式 【数２９】 によって求めた電動機１次電流指令Ｉ₁ ^*について該電動
    機１次電流指令Ｉ₁ ^*の前記ｄ軸電流指令Ｉ_d ^*に対する変
    化率ｄＩ₁ ^*／ｄＩ_d ^*を演算し、演算された変化率の信号
    を前記比例積分演算器によって増幅して得られた信号Ｉ
    _d4 ^*とにより、 【数３０】 から、ｄ軸電流を制御するｄ軸電流指令Ｉ_d ^*を算出する
    とともに、 【数３１】 から、ｑ軸電流を制御するｑ軸電流指令Ｉ_q ^*を算出する
    ことを特徴とするＩＰＭモータの制御方法。
11. 【請求項１１】 回転子内部に永久磁石が埋め込まれた
    構造を有する同期電動機であるＩＰＭモータに接続さ
    れ、前記ＩＰＭモータのｄ軸電流及びｑ軸電流を制御す
    ることによって前記ＩＰＭモータの速度とトルクを周期
    演算を用いて制御するＩＰＭモータの制御装置におい
    て、 請求項９または請求項１０に記載のＩＰＭモータの制御
    方法による制御を行う最大トルク効率制御ｄ軸電流指令
    演算器及びｑ軸電流指令指令演算器と、 前記ＩＰＭモータの速度とトルクを制御する速度制御器
    とを有することを特徴とするＩＰＭモータの制御装置。