JPH1066400A - 回転機械の制御方法、前記方法を実施するサーボシステム、およびこのようなシステムを具備する回転機械 - Google Patents
回転機械の制御方法、前記方法を実施するサーボシステム、およびこのようなシステムを具備する回転機械Info
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- JPH1066400A JPH1066400A JP9149099A JP14909997A JPH1066400A JP H1066400 A JPH1066400 A JP H1066400A JP 9149099 A JP9149099 A JP 9149099A JP 14909997 A JP14909997 A JP 14909997A JP H1066400 A JPH1066400 A JP H1066400A
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- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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- H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
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- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Coating Apparatus (AREA)
- Threshing Machine Elements (AREA)
- Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 可能な全状態の中から最適なステータ相の電
圧ベクトルＶsを供給する制御方法を提供する。 【解決手段】 電磁トルクＴemおよび／またはステータ
束φSがそれぞれ設定値である電磁トルクＴemrefおよび
／またはステータ束φSrefから離れている過渡的回転速
度についての制御方法において、ステータ相の電圧ベク
トルＶsの可能な全状態Ｖiの中から、電磁トルクＴemお
よびステータ束φSをそれぞれ電磁トルクＴemrefおよび
ステータ束φSrefにするのに最適な状態を選択し、ステ
ータ相の電圧ベクトルＶsの選択された状態に対応する
ＳＰｍＬＬ（４）の切り換えを指令する。
圧ベクトルＶsを供給する制御方法を提供する。 【解決手段】 電磁トルクＴemおよび／またはステータ
束φSがそれぞれ設定値である電磁トルクＴemrefおよび
／またはステータ束φSrefから離れている過渡的回転速
度についての制御方法において、ステータ相の電圧ベク
トルＶsの可能な全状態Ｖiの中から、電磁トルクＴemお
よびステータ束φSをそれぞれ電磁トルクＴemrefおよび
ステータ束φSrefにするのに最適な状態を選択し、ステ
ータ相の電圧ベクトルＶsの選択された状態に対応する
ＳＰｍＬＬ（４）の切り換えを指令する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転機械の管理制
御方法、前記方法を実施するサーボシステム、およびこ
のようなシステムを具備する回転機械に関する。より詳
細には、本発明は、回転機械のトルクおよびステータ束
の制御方法に関する。
御方法、前記方法を実施するサーボシステム、およびこ
のようなシステムを具備する回転機械に関する。より詳
細には、本発明は、回転機械のトルクおよびステータ束
の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ロータ束のベクトル制御装置が知られて
いる。この制御は、ロータの磁気状態および機械のトル
クの実際の制御に基くものである。しかしながらこの種
の装置の場合、計算に必要な力学量を検出するために
は、機械の回転部分上にセンサを設置する必要がある。
またこれらの装置は、機械のパラメータの変化に対する
感応性が非常に高い。最後に、これらの装置の場合、ト
ルクまたは速度におけるステップの際、機械の応答時間
のレベルにおいて遅延をもたらすパルス幅型変調器（Ｍ
ＬＩ）を使用する必要がある。
いる。この制御は、ロータの磁気状態および機械のトル
クの実際の制御に基くものである。しかしながらこの種
の装置の場合、計算に必要な力学量を検出するために
は、機械の回転部分上にセンサを設置する必要がある。
またこれらの装置は、機械のパラメータの変化に対する
感応性が非常に高い。最後に、これらの装置の場合、ト
ルクまたは速度におけるステップの際、機械の応答時間
のレベルにおいて遅延をもたらすパルス幅型変調器（Ｍ
ＬＩ）を使用する必要がある。
【０００３】制御量が電磁トルクおよびステータ束であ
る代替方法が知られている。この方法ではＭＬＩは必要
ではない。
る代替方法が知られている。この方法ではＭＬＩは必要
ではない。
【０００４】この方法は、機械および電圧インバータの
ベクトルモデリングを介して行うものである。
ベクトルモデリングを介して行うものである。
【０００５】機械に関しては、電磁トルクは、ロータ束
回転ベクトルおよびステータ束回転ベクトルとこれらの
束ベクトルの係数との間に存在する角度によって決ま
る。言い換えれば、電磁トルクは回転束ベクトルのベク
トル積によって決まる。すなわち Ｔem＝Ｋ（φR×φS） 各相が二状態スイッチ（ＳＰ２ＬＬ：単極２論理レベ
ル）を含む三相電圧インバータから、ステータ電圧ベク
トルＶsが送出される。従ってステータ電圧ベクトルＶs
は、インバータの三つのＳＰ２ＬＬの組み合せにより八
つの状態Ｖ1からＶ8（２3）をとることができ、うち
Ｖ1、Ｖ8はステータ固定基準点（α、β）において振幅
が０（０の状態）である。
回転ベクトルおよびステータ束回転ベクトルとこれらの
束ベクトルの係数との間に存在する角度によって決ま
る。言い換えれば、電磁トルクは回転束ベクトルのベク
トル積によって決まる。すなわち Ｔem＝Ｋ（φR×φS） 各相が二状態スイッチ（ＳＰ２ＬＬ：単極２論理レベ
ル）を含む三相電圧インバータから、ステータ電圧ベク
トルＶsが送出される。従ってステータ電圧ベクトルＶs
は、インバータの三つのＳＰ２ＬＬの組み合せにより八
つの状態Ｖ1からＶ8（２3）をとることができ、うち
Ｖ1、Ｖ8はステータ固定基準点（α、β）において振幅
が０（０の状態）である。
【０００６】ステータ基準点（α、β）で、ヒステリシ
ス帯Ｈ内のステータ束φSの回転ベクトルの絶対値│φS
│を維持し、トルクＴem（二つの束ベクトル間の角度）
を増加させるためにロータ束ベクトルφRに対しステー
タ束φSの回転ベクトルを加速し、ロータ束ベクトルφR
がステータ束のベクトルφSを取り戻し、そのトルク
（二つの束ベクトル間の角度）を減少させるために、ス
テータ束のベクトルを停止するＤＴＣ（ダイレクトトル
ク制御）と呼ばれるシステムが知られている（図１）。
ス帯Ｈ内のステータ束φSの回転ベクトルの絶対値│φS
│を維持し、トルクＴem（二つの束ベクトル間の角度）
を増加させるためにロータ束ベクトルφRに対しステー
タ束φSの回転ベクトルを加速し、ロータ束ベクトルφR
がステータ束のベクトルφSを取り戻し、そのトルク
（二つの束ベクトル間の角度）を減少させるために、ス
テータ束のベクトルを停止するＤＴＣ（ダイレクトトル
ク制御）と呼ばれるシステムが知られている（図１）。
【０００７】ステータ束のベクトルφSの制御は有限表
を介して行われる。この表は、ステータ（α、β）の面
内で回転するステータ束のベクトルφSのある一定の位
置Ｎi（ｉ＝１から６）について、ステータ束のベクト
ルを停止することができる（０の状態Ｖ1、Ｖ8）ステー
タ相の電圧ベクトルＶSの状態Ｖ1からＶ8および、ステ
ータ束のベクトルφSをヒステリシス帯Ｈ内に維持しな
がら束ベクトルφS、φR間の角度を大きくすることがで
きる状態を含む。以下の有限表および図１はこの方法を
示す。
を介して行われる。この表は、ステータ（α、β）の面
内で回転するステータ束のベクトルφSのある一定の位
置Ｎi（ｉ＝１から６）について、ステータ束のベクト
ルを停止することができる（０の状態Ｖ1、Ｖ8）ステー
タ相の電圧ベクトルＶSの状態Ｖ1からＶ8および、ステ
ータ束のベクトルφSをヒステリシス帯Ｈ内に維持しな
がら束ベクトルφS、φR間の角度を大きくすることがで
きる状態を含む。以下の有限表および図１はこの方法を
示す。
【０００８】
【表１】
【０００９】例えば図１で、φSはゾーンＮ6にあり、そ
の端部はステータ相の電圧ベクトルＶsの状態Ｖ2に従
う。状態Ｖ2は│φS│を増加させる状態である。この方
法は、│φS│がヒステリシス帯Ｈの上限に達した時点
でＶ3に切り替わる。
の端部はステータ相の電圧ベクトルＶsの状態Ｖ2に従
う。状態Ｖ2は│φS│を増加させる状態である。この方
法は、│φS│がヒステリシス帯Ｈの上限に達した時点
でＶ3に切り替わる。
【００１０】この方法は幾つもの欠点を有する。例え
ば、有限表は、回転機械についてあり得る動的状態を全
て網羅していない。機械の状態を網羅するような表を作
成することは考えられない（三つのＳＰ２ＬＬを有する
インバータという簡単な場合でもすでに六つのドメイン
が得られ、各ドメイン内では四つの状態を使用すること
ができる）。さらに、ＳＰ２ＬＬのうちの一つに動作異
常があると、ステータ相のベクトルＶsで可能な状態の
うちの三つが使えなくなり、制御有限表が著しく小さく
なり、回転機械が制御不可能な状態（トルクのピーク）
におちいることがある。
ば、有限表は、回転機械についてあり得る動的状態を全
て網羅していない。機械の状態を網羅するような表を作
成することは考えられない（三つのＳＰ２ＬＬを有する
インバータという簡単な場合でもすでに六つのドメイン
が得られ、各ドメイン内では四つの状態を使用すること
ができる）。さらに、ＳＰ２ＬＬのうちの一つに動作異
常があると、ステータ相のベクトルＶsで可能な状態の
うちの三つが使えなくなり、制御有限表が著しく小さく
なり、回転機械が制御不可能な状態（トルクのピーク）
におちいることがある。
【００１１】提供される技術は、ステータ束φSの制御
（ステータ束の絶対値をヒステリシス帯Ｈ内に維持する
こと）をトルクＴemの制御にあてるものである。トルク
Ｔemの制御と同時に行うステータ束φSの制御を行う形
態は想定されていない。
（ステータ束の絶対値をヒステリシス帯Ｈ内に維持する
こと）をトルクＴemの制御にあてるものである。トルク
Ｔemの制御と同時に行うステータ束φSの制御を行う形
態は想定されていない。
【００１２】ロータの低速回転時の負方向へのトルクの
ステップ（トルクの段階的減少）の場合、前記方法の動
的応答は非常に悪い。とくに負方向へのステップの応答
時間は、同振幅の正方向へのステップの応答時間の約４
倍である。
ステップ（トルクの段階的減少）の場合、前記方法の動
的応答は非常に悪い。とくに負方向へのステップの応答
時間は、同振幅の正方向へのステップの応答時間の約４
倍である。
【００１３】事実、トルク低減の形態では、装置により
ステータ束の回転が停止し（０の状態）、ロータ束はス
テータ束を取り戻し、その結果、角度、トルクが減少す
る。モータが低速で回転している時はロータ束も低速で
回転し、そのため、トルクの動的応答が著しく影響を受
ける。
ステータ束の回転が停止し（０の状態）、ロータ束はス
テータ束を取り戻し、その結果、角度、トルクが減少す
る。モータが低速で回転している時はロータ束も低速で
回転し、そのため、トルクの動的応答が著しく影響を受
ける。
【００１４】この低速回転の形態の特徴は、駆動側を起
動することと、駆動側のホイールの空転のため動力性が
悪いこと（トルクの減少が遅すぎること）である。
動することと、駆動側のホイールの空転のため動力性が
悪いこと（トルクの減少が遅すぎること）である。
【００１５】過渡的回転速度（束およびトルクの瞬間値
が設定値から大きく離れている）にある場合であれ、一
定回転速度（束およびトルクの瞬間値が設定値を中心と
して振動する）にある場合であれ、電圧インバータの切
り換え方法は同じである。従って、一定回転速度域での
電圧インバータの平均スイッチング周波数は制御可能で
はなく、混沌とした状態である。最大電圧および最大電
流が高い場合、これにより、すぐ幾つかのＳＰ２ＬＬの
非可逆的破損をきたし、従って前記に記載の理由によ
り、回転機械が制御不可能な状態におちいることがあ
る。
が設定値から大きく離れている）にある場合であれ、一
定回転速度（束およびトルクの瞬間値が設定値を中心と
して振動する）にある場合であれ、電圧インバータの切
り換え方法は同じである。従って、一定回転速度域での
電圧インバータの平均スイッチング周波数は制御可能で
はなく、混沌とした状態である。最大電圧および最大電
流が高い場合、これにより、すぐ幾つかのＳＰ２ＬＬの
非可逆的破損をきたし、従って前記に記載の理由によ
り、回転機械が制御不可能な状態におちいることがあ
る。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的のうちの
一つは、制御量が電磁トルクおよびステータ束であっ
て、ある時点における回転機械の状態の如何にかかわら
ず、可能な全状態の中から最適なステータ相の電圧ベク
トルＶsを供給することにより、所望の制御方法を最も
良く満たす方法を提供することである。
一つは、制御量が電磁トルクおよびステータ束であっ
て、ある時点における回転機械の状態の如何にかかわら
ず、可能な全状態の中から最適なステータ相の電圧ベク
トルＶsを供給することにより、所望の制御方法を最も
良く満たす方法を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】この目的のため、本発明
は、ステータ相の電圧ベクトルＶsのｍn個の状態Ｖ
i（ｉ∈｛１、・・、ｍn｝）を規定するｎ個のＳＰｍＬ
Ｌを含む電圧インバータを介して交流電流が供給される
ｎ相回転機械１であって、該回転機械は、検出値が観測
装置に送信されるセンサアセンブリを含むサーボ制御シ
ステムにより、電磁トルクＴemおよびステータ束φSを
電磁トルクＴemrefおよびステータ束φSrefにサーボ制
御し、観測装置の出力が計算機内に投入され、該計算機
が、電圧インバータのＳＰｍＬＬを制御するための制御
信号を出力側に供給する回転機械の制御方法に関する。
は、ステータ相の電圧ベクトルＶsのｍn個の状態Ｖ
i（ｉ∈｛１、・・、ｍn｝）を規定するｎ個のＳＰｍＬ
Ｌを含む電圧インバータを介して交流電流が供給される
ｎ相回転機械１であって、該回転機械は、検出値が観測
装置に送信されるセンサアセンブリを含むサーボ制御シ
ステムにより、電磁トルクＴemおよびステータ束φSを
電磁トルクＴemrefおよびステータ束φSrefにサーボ制
御し、観測装置の出力が計算機内に投入され、該計算機
が、電圧インバータのＳＰｍＬＬを制御するための制御
信号を出力側に供給する回転機械の制御方法に関する。
【００１８】本発明によれば、電磁トルクＴemおよび／
またはステータ束φSがそれぞれ設定値である電磁トル
クＴemrefおよび／またはステータ束φSrefから離れて
いる過渡的回転速度についての制御方法において、計算
機は、ステータ相の電圧ベクトルＶsの可能な全状態Ｖi
の中から、電磁トルクＴemおよびステータ束φSをそれ
ぞれ設定値である電磁トルクＴemrefおよびステータ束
φSrefにするのに最適な状態を選択し、計算機は、ステ
ータ相の電圧ベクトルＶsの選択された状態に応じて、
ＳＰｍＬＬを制御するための制御信号を供給する。
またはステータ束φSがそれぞれ設定値である電磁トル
クＴemrefおよび／またはステータ束φSrefから離れて
いる過渡的回転速度についての制御方法において、計算
機は、ステータ相の電圧ベクトルＶsの可能な全状態Ｖi
の中から、電磁トルクＴemおよびステータ束φSをそれ
ぞれ設定値である電磁トルクＴemrefおよびステータ束
φSrefにするのに最適な状態を選択し、計算機は、ステ
ータ相の電圧ベクトルＶsの選択された状態に応じて、
ＳＰｍＬＬを制御するための制御信号を供給する。
【００１９】従って、負トルクの差動機に対する動的応
答性は、先行技術における場合よりも優れている。
答性は、先行技術における場合よりも優れている。
【００２０】ｎおよび／またはｍの値が大きいと、可能
な状態の数が多い。従って本発明は、ＳＰｍＬＬのうち
の一つがある形態について最適ではない位置に偶発的に
止まった場合でも、本方法は、設定値に近づくために、
残っている可能な状態のうちで可能な最良の状態を選択
し続けるという別の長所を有する。制御の動的性能は影
響を受けるが、発散またはトルクのピーク化の危険性は
最小化される。
な状態の数が多い。従って本発明は、ＳＰｍＬＬのうち
の一つがある形態について最適ではない位置に偶発的に
止まった場合でも、本方法は、設定値に近づくために、
残っている可能な状態のうちで可能な最良の状態を選択
し続けるという別の長所を有する。制御の動的性能は影
響を受けるが、発散またはトルクのピーク化の危険性は
最小化される。
【００２１】電磁トルクＴemおよびステータ束φSがそ
れぞれＴemrefの周りの範囲±ΔＴemの中およびφSref
の周りの範囲±ΔφSの中に含まれる一定回転速度につ
いての制御方法において、計算機は、インバータのあら
かじめ決められた平均スイッチング周波数について、ス
テータ相の電圧ベクトルＶsの可能な全状態Ｖiの中か
ら、設定値であるトルクＴemrefおよびステータ束φ
Srefを中心とするトルクＴemおよびステータ束φSの振
動の振幅の最小化および／または、トルクＴemについて
の周波数の種類の遵守に最適な状態を選択し、計算機
は、ステータ相の電圧ベクトルＶsの選択された状態に
応じて、ＳＰｍＬＬを制御するための制御信号を供給す
る。
れぞれＴemrefの周りの範囲±ΔＴemの中およびφSref
の周りの範囲±ΔφSの中に含まれる一定回転速度につ
いての制御方法において、計算機は、インバータのあら
かじめ決められた平均スイッチング周波数について、ス
テータ相の電圧ベクトルＶsの可能な全状態Ｖiの中か
ら、設定値であるトルクＴemrefおよびステータ束φ
Srefを中心とするトルクＴemおよびステータ束φSの振
動の振幅の最小化および／または、トルクＴemについて
の周波数の種類の遵守に最適な状態を選択し、計算機
は、ステータ相の電圧ベクトルＶsの選択された状態に
応じて、ＳＰｍＬＬを制御するための制御信号を供給す
る。
【００２２】本方法の一実施の形態では、本方法の初期
化の段階における最適な状態を判定するために、計算機
内に、軸のうちの一つｙが電磁トルクを示し他方の軸ｘ
がステータ束を示す仮想出力面Ｐを設定し、トルクおよ
びステータ束の設定値を点Ａrefで示し、瞬間トルクお
よび瞬間ステータ束を点Ａで示し、点Ａrefを中心とし
て面要素（±Δｘ、±Δｙ）を規定し、計算機は、点Ａ
が面要素の内側にあるときには一定回転速度域制御方法
を使用し、点Ａが面要素の外側にあるときには過渡的回
転速度域制御方法を使用し、出力ベクトルＳが出力面Ｐ
のベクトルであって制御ベクトルＣが相の電圧ベクトル
Ｖsである回転機械の状態モデルを計算機に入力し、過
渡的回転速度域においてサンプリング毎に、計算機はベ
クトル（Ａ−Ａref）を計算し、計算機は、相の電圧ベ
クトルＶsの可能な状態Ｖiのそれぞれについて出力ベク
トルＳの方向導関数
化の段階における最適な状態を判定するために、計算機
内に、軸のうちの一つｙが電磁トルクを示し他方の軸ｘ
がステータ束を示す仮想出力面Ｐを設定し、トルクおよ
びステータ束の設定値を点Ａrefで示し、瞬間トルクお
よび瞬間ステータ束を点Ａで示し、点Ａrefを中心とし
て面要素（±Δｘ、±Δｙ）を規定し、計算機は、点Ａ
が面要素の内側にあるときには一定回転速度域制御方法
を使用し、点Ａが面要素の外側にあるときには過渡的回
転速度域制御方法を使用し、出力ベクトルＳが出力面Ｐ
のベクトルであって制御ベクトルＣが相の電圧ベクトル
Ｖsである回転機械の状態モデルを計算機に入力し、過
渡的回転速度域においてサンプリング毎に、計算機はベ
クトル（Ａ−Ａref）を計算し、計算機は、相の電圧ベ
クトルＶsの可能な状態Ｖiのそれぞれについて出力ベク
トルＳの方向導関数
【００２３】
【数３】
【００２４】（以下、本願明細書の式および図面中にお
いては、この記載を使用するが、文章中においては、Ｓ
＊と表記する。他のベクトルの導関数の表記も同様であ
る。）を計算し、計算機は、ベクトル（Ａ−Ａref）を
使用して、出力ベクトルＳの方向導関数Ｓ＊（Ｖｉ）の
それぞれのスカラ積を計算し、計算機は、計算したスカ
ラ積に最も結合する相の電圧ベクトルＶsの状態Ｖiを制
御ベクトルＣとして選択する。
いては、この記載を使用するが、文章中においては、Ｓ
＊と表記する。他のベクトルの導関数の表記も同様であ
る。）を計算し、計算機は、ベクトル（Ａ−Ａref）を
使用して、出力ベクトルＳの方向導関数Ｓ＊（Ｖｉ）の
それぞれのスカラ積を計算し、計算機は、計算したスカ
ラ積に最も結合する相の電圧ベクトルＶsの状態Ｖiを制
御ベクトルＣとして選択する。
【００２５】本方法の初期化の段階ではさらに、計算機
内に、面要素内の点Ａrefの周りに点Ａを循環する周期
的経路を設定し、計算機内に、インバータについての平
均スイッチング周波数を入力し、計算機は、面要素を、
周期的経路に適した切り換えゾーンＺiに分割し、計算
機は、各ゾーンＺiについて、前記ゾーンＺi内で周期的
経路を通過するために、ステータ相の電圧ベクトルＶs
の現在の状態Ｖaおよび過去の状態Ｖpに応じてステータ
相の電圧ベクトルＶsのこれからの最適な状態Ｖfを対応
させる切り換え表を作成し、一定回転速度域においてサ
ンプリング毎に、計算機は、機械における瞬間的な形態
に応じて切り換えゾーンＺiの大きさを計算し、選択さ
れた平均スイッチング周波数を守り、計算機は、点Ａお
よびステータ相の電圧ベクトルＶsの現在の状態Ｖaおよ
び過去の状態Ｖpが存在するゾーンＺiに応じて、切り換
え表を基にしてステータ相の電圧ベクトルＶsのこれか
らの最適な状態Ｖfを制御ベクトルＣとして選択する。
内に、面要素内の点Ａrefの周りに点Ａを循環する周期
的経路を設定し、計算機内に、インバータについての平
均スイッチング周波数を入力し、計算機は、面要素を、
周期的経路に適した切り換えゾーンＺiに分割し、計算
機は、各ゾーンＺiについて、前記ゾーンＺi内で周期的
経路を通過するために、ステータ相の電圧ベクトルＶs
の現在の状態Ｖaおよび過去の状態Ｖpに応じてステータ
相の電圧ベクトルＶsのこれからの最適な状態Ｖfを対応
させる切り換え表を作成し、一定回転速度域においてサ
ンプリング毎に、計算機は、機械における瞬間的な形態
に応じて切り換えゾーンＺiの大きさを計算し、選択さ
れた平均スイッチング周波数を守り、計算機は、点Ａお
よびステータ相の電圧ベクトルＶsの現在の状態Ｖaおよ
び過去の状態Ｖpが存在するゾーンＺiに応じて、切り換
え表を基にしてステータ相の電圧ベクトルＶsのこれか
らの最適な状態Ｖfを制御ベクトルＣとして選択する。
【００２６】一実施の形態では、回転機械の状態モデル
は、
は、
【００２７】
【数４】
【００２８】Ｓ＝ｈ（Ｅ） の型の制御に洗練された非線形状態モデルである。
【００２９】ここでＥは状態ベクトルであり、ｆ、ｇ、
ｈは状態ベクトルＥの解析関数であり、出力ベクトルＳ
の方向導関数Ｓ＊は状態モデルに従い
ｈは状態ベクトルＥの解析関数であり、出力ベクトルＳ
の方向導関数Ｓ＊は状態モデルに従い
【００３０】
【数５】
【００３１】である。
【００３２】本方法は切り換え表方式に基くものである
が、一定回転速度域では比較的確実である。実際、点Ａ
を発散させ面要素から逸脱するようにすることもでき
る。その場合、システムは、過渡的回転速度域制御方法
に従って可能な最適状態Ｖiが選択される過渡的回転速
度側に振れる。
が、一定回転速度域では比較的確実である。実際、点Ａ
を発散させ面要素から逸脱するようにすることもでき
る。その場合、システムは、過渡的回転速度域制御方法
に従って可能な最適状態Ｖiが選択される過渡的回転速
度側に振れる。
【００３３】面要素は、点Ａがヒステリシス帯の内部境
界を超えた時に、過渡的回転速度域制御方法から一定回
転速度域制御方法への切り換えがおこなわれ、点Ａがヒ
ステリシス帯の外部境界を超えた時に、一定回転速度域
制御方法から過渡的回転速度域制御方法への切り換えが
おこなわれるような、内部境界および外部境界を有する
ヒステリシス帯を含むことが有利である。
界を超えた時に、過渡的回転速度域制御方法から一定回
転速度域制御方法への切り換えがおこなわれ、点Ａがヒ
ステリシス帯の外部境界を超えた時に、一定回転速度域
制御方法から過渡的回転速度域制御方法への切り換えが
おこなわれるような、内部境界および外部境界を有する
ヒステリシス帯を含むことが有利である。
【００３４】インバータの平均スイッチング周波数を制
御することは、切り換えによるＳＰｍＬＬ内の損失を大
幅に制限し従ってその寿命を長くすることができるとい
う長所となる。
御することは、切り換えによるＳＰｍＬＬ内の損失を大
幅に制限し従ってその寿命を長くすることができるとい
う長所となる。
【００３５】本発明はまた、前記に記載の方法を使用す
るサーボ制御システムにも関する。
るサーボ制御システムにも関する。
【００３６】最後に本発明は、このようなサーボ制御シ
ステムを含む回転機械に関する。
ステムを含む回転機械に関する。
【００３７】本発明の他の長所および特徴は、添付の図
面を参照して行う以下の説明から明らかになろう。
面を参照して行う以下の説明から明らかになろう。
【００３８】
【発明の実施の形態】本発明は、ステータ相の電圧ベク
トルＶsのｍn個の状態Ｖi（ｉ∈｛１、・・・、ｍn｝）
を規定するｍ個の位置（以降単極ｍ論理レベルをＳＰｍ
ＬＬで表す）を含むｎ個のスイッチ４を有する電圧イン
バータ３を介して交流電流が供給され、設定値である電
磁トルクＴemrefおよびステータ束φSrefにサーボ制御
されるｎ相の回転機械１の調整方法に関する。
トルＶsのｍn個の状態Ｖi（ｉ∈｛１、・・・、ｍn｝）
を規定するｍ個の位置（以降単極ｍ論理レベルをＳＰｍ
ＬＬで表す）を含むｎ個のスイッチ４を有する電圧イン
バータ３を介して交流電流が供給され、設定値である電
磁トルクＴemrefおよびステータ束φSrefにサーボ制御
されるｎ相の回転機械１の調整方法に関する。
【００３９】機械のサーボシステムは、検出値７、８、
９が観測装置１０に送信されるセンサアセンブリを含
む。観測装置１０の出力は、回転機械の瞬間電磁トルク
Ｔemおよび瞬間ステータ束φSを示す値である。多少な
りとも洗練されたセンサおよび観測装置１０が多数存在
する。
９が観測装置１０に送信されるセンサアセンブリを含
む。観測装置１０の出力は、回転機械の瞬間電磁トルク
Ｔemおよび瞬間ステータ束φSを示す値である。多少な
りとも洗練されたセンサおよび観測装置１０が多数存在
する。
【００４０】電磁トルクＴemおよびステータ束φSを示
す値は、本発明による方法を使用する計算機１３内に投
入される。この計算機はまた、電磁トルクおよびステー
タ束の設定値Ｔemref、φSrefの値を入力側で受け取
る。計算機１３は、電圧インバータ３のＳＰｍＬＬ４を
制御するための制御信号６を出力側に供給する。
す値は、本発明による方法を使用する計算機１３内に投
入される。この計算機はまた、電磁トルクおよびステー
タ束の設定値Ｔemref、φSrefの値を入力側で受け取
る。計算機１３は、電圧インバータ３のＳＰｍＬＬ４を
制御するための制御信号６を出力側に供給する。
【００４１】より正確には本発明は、計算機１３内で行
われる方法の諸段階に関する。
われる方法の諸段階に関する。
【００４２】本発明による方法は、機械の形態に応じて
二つの制御方法を提供する。その形態とは、電磁トルク
Ｔemおよび／またはステータ束φSがそれぞれ設定値で
ある電磁トルクＴemrefおよび／またはステータ束φ
Srefから離れている過渡的回転速度域と、電磁トルクＴ
emおよびステータ束φSがそれぞれＴemrefを中心とする
範囲±ΔＴemの中およびφSrefを中心とする範囲±Δφ
Sの中に含まれる一定回転速度域である。
二つの制御方法を提供する。その形態とは、電磁トルク
Ｔemおよび／またはステータ束φSがそれぞれ設定値で
ある電磁トルクＴemrefおよび／またはステータ束φ
Srefから離れている過渡的回転速度域と、電磁トルクＴ
emおよびステータ束φSがそれぞれＴemrefを中心とする
範囲±ΔＴemの中およびφSrefを中心とする範囲±Δφ
Sの中に含まれる一定回転速度域である。
【００４３】過渡的回転速度域では、本発明による方法
は、ステータ相の電圧ベクトルＶsの可能な全状態Ｖ
i（ｉ∈｛１、・・・、ｍn｝）の中から、電磁トルクＴ
emおよびステータ束φSをそれぞれ設定値である電磁ト
ルクＴemrefおよびステータ束φSrefにするのに最適な
状態を選択する段階と、ステータ相の電圧ベクトルＶs
の選択された状態Ｖiに対応するＳＰｍＬＬの切り換え
を指令する段階とを含む。
は、ステータ相の電圧ベクトルＶsの可能な全状態Ｖ
i（ｉ∈｛１、・・・、ｍn｝）の中から、電磁トルクＴ
emおよびステータ束φSをそれぞれ設定値である電磁ト
ルクＴemrefおよびステータ束φSrefにするのに最適な
状態を選択する段階と、ステータ相の電圧ベクトルＶs
の選択された状態Ｖiに対応するＳＰｍＬＬの切り換え
を指令する段階とを含む。
【００４４】一定回転速度域では、インバータのあらか
じめ決められた平均スイッチング周波数について、ステ
ータ相の電圧ベクトルＶsの可能な全状態Ｖi（ｉ∈
｛１、・・・、ｍn｝）の中から、設定値であるトルク
Ｔemrefおよびステータ束φSrefを中心とするトルクＴ
emおよびステータ束φSの振動の振幅の最小化および／
または、トルクＴemについての周波数の種類の遵守に最
適な状態を選択し、ステータ相の電圧ベクトルＶsの選
択された状態Ｖiに対応するＳＰｍＬＬの切り換えを指
令する。
じめ決められた平均スイッチング周波数について、ステ
ータ相の電圧ベクトルＶsの可能な全状態Ｖi（ｉ∈
｛１、・・・、ｍn｝）の中から、設定値であるトルク
Ｔemrefおよびステータ束φSrefを中心とするトルクＴ
emおよびステータ束φSの振動の振幅の最小化および／
または、トルクＴemについての周波数の種類の遵守に最
適な状態を選択し、ステータ相の電圧ベクトルＶsの選
択された状態Ｖiに対応するＳＰｍＬＬの切り換えを指
令する。
【００４５】周波数の種類の遵守は、電磁トルクＴemに
対しある周波数またはある帯域の周波数を禁じることを
意味する。
対しある周波数またはある帯域の周波数を禁じることを
意味する。
【００４６】図２から図３Ｅに示す方法の実施の形態で
は、最適な状態を判定するために、計算機１３内に、軸
のうちの一つｙが電磁トルクを示し他方の軸ｘがステー
タ束を示す出力面Ｐを設定し、前記面内に、トルクおよ
びステータ束の設定値を示す点Ａrefと機械の瞬間的な
形態を示す点Ａを規定し、点Ａrefを中心として、点Ａ
がその内側にあるときには一定回転速度域であって点Ａ
がその外側にあるときには過渡的回転速度域であるよう
な面要素５±Δｘ、±Δｙを規定する。従って面Ｐは二
つの部分に分割され、それぞれが回転速度域のうちの一
つを表す。
は、最適な状態を判定するために、計算機１３内に、軸
のうちの一つｙが電磁トルクを示し他方の軸ｘがステー
タ束を示す出力面Ｐを設定し、前記面内に、トルクおよ
びステータ束の設定値を示す点Ａrefと機械の瞬間的な
形態を示す点Ａを規定し、点Ａrefを中心として、点Ａ
がその内側にあるときには一定回転速度域であって点Ａ
がその外側にあるときには過渡的回転速度域であるよう
な面要素５±Δｘ、±Δｙを規定する。従って面Ｐは二
つの部分に分割され、それぞれが回転速度域のうちの一
つを表す。
【００４７】過渡的回転速度域では、応答時間を短縮す
るためにできるだけ素早く設定値に近づくことが必要で
ある。そのために本方法は、面Ｐ内で、ステータ相の電
圧ベクトルＶsの可能な状態Ｖi（ｉ∈｛１、．．．、ｍ
n｝）の集合の中から、理想的接近方向（Ａ−Ａref）に
近い方向において点Ａの最も速い変化速度をもたらす状
態を選択する。
るためにできるだけ素早く設定値に近づくことが必要で
ある。そのために本方法は、面Ｐ内で、ステータ相の電
圧ベクトルＶsの可能な状態Ｖi（ｉ∈｛１、．．．、ｍ
n｝）の集合の中から、理想的接近方向（Ａ−Ａref）に
近い方向において点Ａの最も速い変化速度をもたらす状
態を選択する。
【００４８】この目的のため、初期化の段階で、出力ベ
クトルＳが出力面Ｐのベクトルであって制御ベクトルＣ
が相の電圧ベクトルＶsである回転機械の状態モデルを
計算機１３に入力し、過渡的回転速度域においてサンプ
リング毎に、計算機１３はベクトル（Ａ−Ａref）を計
算し、計算機１３は、相の電圧ベクトルＶsの可能な状
態Ｖiのそれぞれについて出力ベクトルＳの方向導関数
Ｓ＊を計算し、計算機１３は、ベクトル（Ａ−Ａref）
を使用して、出力ベクトルＳの方向導関数Ｓ＊（Ｖｉ）
のそれぞれのスカラ積を計算し、計算機は、計算したス
カラ積に最も結合する相の電圧ベクトルＶsの状態Ｖiを
制御ベクトルＣとして選択する。
クトルＳが出力面Ｐのベクトルであって制御ベクトルＣ
が相の電圧ベクトルＶsである回転機械の状態モデルを
計算機１３に入力し、過渡的回転速度域においてサンプ
リング毎に、計算機１３はベクトル（Ａ−Ａref）を計
算し、計算機１３は、相の電圧ベクトルＶsの可能な状
態Ｖiのそれぞれについて出力ベクトルＳの方向導関数
Ｓ＊を計算し、計算機１３は、ベクトル（Ａ−Ａref）
を使用して、出力ベクトルＳの方向導関数Ｓ＊（Ｖｉ）
のそれぞれのスカラ積を計算し、計算機は、計算したス
カラ積に最も結合する相の電圧ベクトルＶsの状態Ｖiを
制御ベクトルＣとして選択する。
【００４９】図２は、過渡的回転速度域での本方法の動
作を示す図である。点線１５は、ＡがＡrefに最も速く
到達するのに理想的な経路である。各サンプリング周期
毎にベクトル（Ａ−Ａref）および最適状態が再計算さ
れる。その結果、例えば曲線１４に示すような経路がで
きることがある。
作を示す図である。点線１５は、ＡがＡrefに最も速く
到達するのに理想的な経路である。各サンプリング周期
毎にベクトル（Ａ−Ａref）および最適状態が再計算さ
れる。その結果、例えば曲線１４に示すような経路がで
きることがある。
【００５０】負トルクの差動機に対する動的応答性は、
先行技術における場合よりも優れている。
先行技術における場合よりも優れている。
【００５１】ｎおよび／またはｍの値が大きい（可能な
状態の数が多い）場合、そのことは、ＳＰｍＬＬのうち
の一つがある形態について最適ではない位置に偶発的に
止まった場合でも、本方法は、設定値に近づくために、
残っている可能な状態のうちで可能な最良の状態を選択
し続けるという別の長所を有する。制御の動的性能は影
響を受けるが、発散またはトルクのピーク化の危険性は
回避される。
状態の数が多い）場合、そのことは、ＳＰｍＬＬのうち
の一つがある形態について最適ではない位置に偶発的に
止まった場合でも、本方法は、設定値に近づくために、
残っている可能な状態のうちで可能な最良の状態を選択
し続けるという別の長所を有する。制御の動的性能は影
響を受けるが、発散またはトルクのピーク化の危険性は
回避される。
【００５２】さらに（図３から図３Ｅを参照のこと）、
同じく初期化の段階では、計算機１３内に、面要素５内
の点Ａrefの周りに点Ａを循環する周期的経路１５を設
定し、計算機内に、インバータ３についての平均スイッ
チング周波数を入力し、計算機は、面要素５を、周期的
経路１５に適した切り換えゾーンＺiに分割し、計算機
は、各ゾーンＺiについて、前記ゾーンＺi内で周期的経
路１５を通過するために、ステータ相の電圧ベクトルＶ
sの現在の状態Ｖaおよび過去の状態Ｖpに応じてステー
タ相の電圧ベクトルＶsのこれからの最適な状態Ｖfを対
応させる切り換え表を作成し、一定回転速度域において
サンプリング毎に、計算機１３は、機械の瞬間的な形態
に応じて切り換えゾーンＺiの大きさを計算し、選択さ
れた平均スイッチング周波数を守り、計算機は、点Ａお
よびステータ相の電圧ベクトルＶsの現在の状態Ｖaおよ
び過去の状態Ｖpが存在するゾーンＺiに応じて、切り換
え表を基にしてステータ相の電圧ベクトルＶsのこれか
らの最適な状態Ｖfを制御ベクトルＣとして選択する。
ステータ相の電圧ベクトルＶsの過去の状態Ｖpは、前回
の切り換えの状態であると理解しなければならない。
同じく初期化の段階では、計算機１３内に、面要素５内
の点Ａrefの周りに点Ａを循環する周期的経路１５を設
定し、計算機内に、インバータ３についての平均スイッ
チング周波数を入力し、計算機は、面要素５を、周期的
経路１５に適した切り換えゾーンＺiに分割し、計算機
は、各ゾーンＺiについて、前記ゾーンＺi内で周期的経
路１５を通過するために、ステータ相の電圧ベクトルＶ
sの現在の状態Ｖaおよび過去の状態Ｖpに応じてステー
タ相の電圧ベクトルＶsのこれからの最適な状態Ｖfを対
応させる切り換え表を作成し、一定回転速度域において
サンプリング毎に、計算機１３は、機械の瞬間的な形態
に応じて切り換えゾーンＺiの大きさを計算し、選択さ
れた平均スイッチング周波数を守り、計算機は、点Ａお
よびステータ相の電圧ベクトルＶsの現在の状態Ｖaおよ
び過去の状態Ｖpが存在するゾーンＺiに応じて、切り換
え表を基にしてステータ相の電圧ベクトルＶsのこれか
らの最適な状態Ｖfを制御ベクトルＣとして選択する。
ステータ相の電圧ベクトルＶsの過去の状態Ｖpは、前回
の切り換えの状態であると理解しなければならない。
【００５３】図３から図３Ｅならびに下記の切り換え表
は、一定回転速度域での本方法の実施例を示す。
は、一定回転速度域での本方法の実施例を示す。
【００５４】
【表２】
【００５５】図３は、選択されたサイクル１５を示す図
である。図３Ａから図３Ｅならびに上の表は、選択され
たサイクル１５に従う点Ａの循環の例を示す。
である。図３Ａから図３Ｅならびに上の表は、選択され
たサイクル１５に従う点Ａの循環の例を示す。
【００５６】ゾーンＺiの位置および寸法がインバータ
の平均スイッチング周波数に影響を与えることおよびイ
ンバータの平均スイッチング周波数もゾーンＺiの位置
および寸法に影響を与えることが容易に理解できよう。
従って、ゾーンＺiの設定時にはインバータの平均スイ
ッチング周波数を考慮しなければならない。
の平均スイッチング周波数に影響を与えることおよびイ
ンバータの平均スイッチング周波数もゾーンＺiの位置
および寸法に影響を与えることが容易に理解できよう。
従って、ゾーンＺiの設定時にはインバータの平均スイ
ッチング周波数を考慮しなければならない。
【００５７】インバータの平均スイッチング周波数を制
御することは、ＳＰｍＬＬ内の損失を大幅に少なくし従
ってその寿命を長くすることができるという長所とな
る。
御することは、ＳＰｍＬＬ内の損失を大幅に少なくし従
ってその寿命を長くすることができるという長所とな
る。
【００５８】図３Ａで、点ＡはゾーンＺ2またはゾーン
Ｚ4にあり、現在の状態はＶ3であり、過去の状態はＶ2
である。これから後、点ＡはゾーンＺ5、Ｚ1またはＺ3
に移ることができる。切り換え表から、ＡがゾーンＺ2
またはゾーンＺ4に留まる限りこれからの状態も現在の
状態Ｖ3のままであること、および、点ＡがゾーンＺ5、
Ｚ1またはＺ3に移るとこれからの状態はＶ1となること
がわかる。
Ｚ4にあり、現在の状態はＶ3であり、過去の状態はＶ2
である。これから後、点ＡはゾーンＺ5、Ｚ1またはＺ3
に移ることができる。切り換え表から、ＡがゾーンＺ2
またはゾーンＺ4に留まる限りこれからの状態も現在の
状態Ｖ3のままであること、および、点ＡがゾーンＺ5、
Ｚ1またはＺ3に移るとこれからの状態はＶ1となること
がわかる。
【００５９】図３Ｂから図３Ｅは、切り換え表を使用し
て同じように説明することができる。
て同じように説明することができる。
【００６０】本方法は切り換え表方式に基くものである
が、一定回転速度域では比較的確実である。実際、点Ａ
を発散させ面要素から逸脱するようにすることもでき
る。その場合、システムは、過渡的回転速度域制御方法
に従って可能な最適状態Ｖiが選択される過渡的回転速
度側に振れる。
が、一定回転速度域では比較的確実である。実際、点Ａ
を発散させ面要素から逸脱するようにすることもでき
る。その場合、システムは、過渡的回転速度域制御方法
に従って可能な最適状態Ｖiが選択される過渡的回転速
度側に振れる。
【００６１】面要素５は、点Ａがヒステリシス帯の内部
境界１２を超えた時に、過渡的回転速度域制御方法から
一定回転速度域制御方法への切り換えがおこなわれ、点
Ａがヒステリシス帯の外部境界１１を超えた時に、一定
回転速度域制御方法から過渡的回転速度域制御方法への
切り換えがおこなわれる、ような内部境界１２および外
部境界１１を有するヒステリシス帯を含むのが有利であ
る。
境界１２を超えた時に、過渡的回転速度域制御方法から
一定回転速度域制御方法への切り換えがおこなわれ、点
Ａがヒステリシス帯の外部境界１１を超えた時に、一定
回転速度域制御方法から過渡的回転速度域制御方法への
切り換えがおこなわれる、ような内部境界１２および外
部境界１１を有するヒステリシス帯を含むのが有利であ
る。
【００６２】一実施の形態では、回転機械の状態モデル
は、
は、
【００６３】
【数６】
【００６４】Ｓ＝ｈ（Ｅ） の型の制御に洗練された非線形状態モデルである。
【００６５】ここでＥは状態ベクトルであり、ｆ、ｇ、
ｈは状態ベクトルＥの解析関数であり、出力ベクトルＳ
の方向導関数Ｓ＊は状態モデルに従い
ｈは状態ベクトルＥの解析関数であり、出力ベクトルＳ
の方向導関数Ｓ＊は状態モデルに従い
【００６６】
【数７】
【００６７】である。
【００６８】一実施の形態では、ｙの軸は直接、電磁ト
ルクを表し、ｘの軸はステータ束の自乗を表す。面Ｐの
点は、
ルクを表し、ｘの軸はステータ束の自乗を表す。面Ｐの
点は、
【００６９】
【数８】
【００７０】を座標値として持つのが有利である。
【００７１】ここでλは、回転機械のユーザによって値
が決められる加重係数である。この係数により、出力の
一つに他と比べてより大きな重みを与えること、あるい
はより少ない重みを与えることができる。
が決められる加重係数である。この係数により、出力の
一つに他と比べてより大きな重みを与えること、あるい
はより少ない重みを与えることができる。
【００７２】本発明はまた、前記に記載の方法を使用す
るサーボ制御システムにも関する。
るサーボ制御システムにも関する。
【００７３】最後に本発明は、このようなサーボ制御シ
ステムを含む回転機械に関する。
ステムを含む回転機械に関する。
【００７４】もちろん本発明は記述し例示した実施の形
態に限定されるものではなく、当業者であれば本発明か
ら逸脱することなく多くの変形形態が可能である。とく
に本発明の範囲内で、提供されるサイクルを、独自の切
り換えゾーンおよび独自の切り換え表をもたらす別のサ
イクルに替えることができる。さらに、本発明の範囲内
で、三つのＳＰ２ＬＬをｎ個のＳＰｍＬＬに替えること
ができる。
態に限定されるものではなく、当業者であれば本発明か
ら逸脱することなく多くの変形形態が可能である。とく
に本発明の範囲内で、提供されるサイクルを、独自の切
り換えゾーンおよび独自の切り換え表をもたらす別のサ
イクルに替えることができる。さらに、本発明の範囲内
で、三つのＳＰ２ＬＬをｎ個のＳＰｍＬＬに替えること
ができる。
【図１】先行技術の方法の固定ステータ面内の概略図で
ある。
ある。
【図２】過渡的回転速度の場合の本発明による方法の概
略図である。
略図である。
【図３】例としてのあるサイクルを基にした一定回転速
度の場合の本発明による方法の概略図である。
度の場合の本発明による方法の概略図である。
【図３Ａ】例としてのあるサイクルを基にした一定回転
速度の場合の本発明による方法の概略図である。
速度の場合の本発明による方法の概略図である。
【図３Ｂ】例としてのあるサイクルを基にした一定回転
速度の場合の本発明による方法の概略図である。
速度の場合の本発明による方法の概略図である。
【図３Ｃ】例としてのあるサイクルを基にした一定回転
速度の場合の本発明による方法の概略図である。
速度の場合の本発明による方法の概略図である。
【図３Ｄ】例としてのあるサイクルを基にした一定回転
速度の場合の本発明による方法の概略図である。
速度の場合の本発明による方法の概略図である。
【図３Ｅ】例としてのあるサイクルを基にした一定回転
速度の場合の本発明による方法の概略図である。
速度の場合の本発明による方法の概略図である。
１ 回転機械 ３ 電圧インバータ ４ ＳＰｍＬＬ ５ 面要素 ６ 制御信号 ７、８、９ 検出値 １０ 観測装置 １３ 計算機 １５ 周期的経路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 セルジユ・プーラン フランス国、91700・サント・ジユヌビエ ーブ・デ・ボワ、アブニユ・グラブリエ ル・ペリ・87 (72)発明者 オリビエ・ベトウー フランス国、75015・パリ、リユ・カスタ ニヤリー・114 (72)発明者 ギ・ボルナール フランス国、38402・サン・マルタン・デ ール、ベー・ペー・46、ラボラトワール・ ドートマテイツク・ドウ・グルノーブル・ イ・エヌ・ペ・ジエ−セ・エヌ・エール・ エス・ユ・エール・ア・228気付
Claims (8)
- 【請求項１】 ステータ相の電圧ベクトルＶsのｍn個の
状態Ｖi（ｉ∈｛１、・・・ｍn｝）を規定するｎ個のＳ
ＰｍＬＬ（４）を含む電圧インバータ（３）を介して交
流電流が供給されるｎ相回転機械（１）であって、該回
転機械は、検出値（７、８、９）が観測装置（１０）に
送信されるセンサアセンブリを含むサーボ制御システム
により、電磁トルクＴemおよびステータ束φSを電磁ト
ルクＴemrefおよびステータ束φSrefにサーボ制御し、
前記観測装置（１０）の出力が計算機（１３）内に投入
され、前記計算機（１３）が、前記電圧インバータ
（３）のＳＰｍＬＬ（４）を制御するための制御信号
（６）を出力側に供給する前記回転機械の制御方法であ
って、 前記電磁トルクＴemおよび／またはステータ束φSがそ
れぞれ設定値である前記電磁トルクＴemrefおよび／ま
たはステータ束φSrefから離れている過渡的回転速度に
ついての制御方法において、 前記計算機（１３）が、前記ステータ相の電圧ベクトル
Ｖsの可能な全状態Ｖiの中から、前記電磁トルクＴemお
よびステータ束φSをそれぞれ設定値である前記電磁ト
ルクＴemrefおよびステータ束φSrefにするのに最適な
状態を選択し、 前記計算機が、前記ステータ相の電圧ベクトルＶsの選
択された状態に応じて、前記ＳＰｍＬＬ（４）を制御す
るための制御信号（６）を供給することを特徴とする方
法。 - 【請求項２】 電磁トルクＴemおよびステータ束φSが
それぞれＴemrefの周りの範囲±ΔＴemの中およびφ
Srefの周りの範囲±ΔφSの中に含まれる一定回転速度
についての制御方法において、 計算機（１３）が、インバータ（３）のあらかじめ決め
られた平均スイッチング周波数について、ステータ相の
電圧ベクトルＶsの可能な全状態Ｖiの中から、 設定値である前記トルクＴemrefおよびステータ束φ
Srefの周りの前記トルクＴemおよびステータ束φSの振
動の振幅の最小化および／または、 前記トルクＴemについての周波数の種類の遵守に最適な
状態を選択し、 前記計算機（１３）が、前記ステータ相の電圧ベクトル
Ｖsの選択された状態に応じて、ＳＰｍＬＬ（４）を制
御するための制御信号（６）を供給することを特徴とす
る請求項１に記載の回転機械の制御方法。 - 【請求項３】 方法の初期化の段階において、 計算機（１３）内に、軸のうちの一つｙが電磁トルクを
示し他方の軸ｘがステータ束を示す仮想出力面Ｐを設定
し、トルクおよびステータ束の設定値を点Ａrefで示
し、瞬間のトルクおよび瞬間のステータ束を点Ａで示
し、前記点Ａrefの周りに面要素（５）（±Δｘ、±Δ
ｙ）を規定し、前記計算機（１３）が、前記点Ａが前記
面要素（５）の内側にあるときには一定回転速度域制御
方法を使用し、前記点Ａが前記面要素（５）の外側にあ
るときには過渡的回転速度域制御方法を使用し、 出力ベクトルＳが前記出力面Ｐのベクトルであって制御
ベクトルＣが相の電圧ベクトルＶsである回転機械の状
態モデルを前記計算機（１３）に入力し、 過渡的回転速度域においてサンプリング毎に、 前記計算機（１３）はベクトル（Ａ−Ａref）を計算
し、 前記計算機（１３）が、前記相の電圧ベクトルＶsの可
能な状態Ｖiのそれぞれについて前記出力ベクトルＳの
方向導関数Ｓ＊を計算し、 前記計算機（１３）が、前記ベクトル（Ａ−Ａref）を
使用して、前記出力ベクトルＳの方向導関数Ｓ＊（Ｖ
ｉ）のそれぞれのスカラ積を計算し、 前記計算機が、計算したスカラ積に最も結合する前記相
の電圧ベクトルＶsの状態Ｖiを前記制御ベクトルＣとし
て選択することを特徴とする請求項１または２に記載の
方法。 - 【請求項４】 方法の初期化の段階でさらに、 計算機（１３）内に、面要素（５）内の点Ａrefの周り
に点Ａを循環する周期的経路（１５）を設定し、 前記計算機が、前記面要素（５）を、前記周期的経路
（１５）に適した切り換えゾーンＺiに分割し、 前記計算機（１３）内に、インバータ（３）についての
平均スイッチング周波数を入力し、 前記計算機（１３）が、前記各ゾーンＺiについて、該
ゾーンＺi内で前記周期的経路（１５）を通過するため
に、ステータ相の電圧ベクトルＶsの現在の状態Ｖaおよ
び過去の状態Ｖpに応じて前記ステータ相の電圧ベクト
ルＶsのこれからの最適な状態Ｖfを対応させる切り換え
表を作成し、 一定回転速度域においてサンプリング毎に、 前記計算機（１３）が、機械における瞬間的な形態に応
じて前記切り換えゾーンＺiの大きさを計算し、選択さ
れた前記平均スイッチング周波数を守り、 前記計算機が、前記点Ａおよび前記ステータ相の電圧ベ
クトルＶsの現在の状態Ｖaおよび過去の状態Ｖpが存在
するゾーンＺiに応じて、前記切り換え表を基にして前
記ステータ相の電圧ベクトルＶsのこれからの最適な状
態Ｖfを制御ベクトルＣとして選択することを特徴とす
る請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】 回転機械のモデルが、 【数１】 Ｓ＝ｈ（Ｅ） の型の制御に洗練された非線形モデルであって、 ここでＥは状態ベクトルであり、ｆ、ｇ、ｈは前記状態
ベクトルＥの解析関数であり、 出力ベクトルＳの方向導関数Ｓ＊は状態モデルに従い 【数２】 であることを特徴とする請求項３または４に記載の方
法。 - 【請求項６】 面要素（５）が、 点Ａがヒステリシス帯の内部境界（１２）を超えた時
に、過渡的回転速度域制御方法から一定回転速度域制御
方法への切り換えがおこなわれ、 前記点Ａがヒステリシス帯の外部境界（１１）を超えた
時に、一定回転速度域制御方法から過渡的回転速度域制
御方法への切り換えがおこなわれるような前記内部境界
（１２）および前記外部境界（１１）を有する前記ヒス
テリシス帯を含むことを特徴とする請求項３から５のい
ずれか一項に記載の方法。 - 【請求項７】 ステータ相の電圧ベクトルＶsのｍn個の
状態Ｖi（ｉ∈｛１、・・・ｍn｝）を規定するｎ個のＳ
ＰｍＬＬ（４）を含む電圧インバータ（３）を介して交
流電流が供給されるｎ相回転機械（１）のサーボ制御シ
ステムであって、前記回転機械は、検出値（７、８、
９）が観測装置（１０）に送信されるセンサアセンブリ
を含む前記サーボ制御システムにより、電磁トルクＴem
およびステータ束φSを電磁トルクＴemrefおよびステー
タ束φSrefにサーボ制御し、前記観測装置（１０）の出
力が計算機（１３）内に投入され、前記計算機（１３）
が、前記電圧インバータ（３）のＳＰｍＬＬ（４）を制
御するための制御信号（６）を出力側に供給し、請求項
１から６のいずれか一項に記載の方法を使用することを
特徴とするサーボ制御システム。 - 【請求項８】 ステータ相の電圧ベクトルＶsのｍn個の
状態Ｖi（ｉ∈｛１、・・・ｍn｝）を規定するｎ個のＳ
ＰｍＬＬ（４）を含む電圧インバータ（３）を介して交
流電流が供給されるｎ相回転機械であって、該回転機械
は、検出値（７、８、９）が観測装置（１０）に送信さ
れるセンサアセンブリを含むサーボ制御システムによ
り、電磁トルクＴemおよびステータ束φSを電磁トルク
Ｔemrefおよびステータ束φSrefにサーボ制御し、前記
観測装置（１０）の出力が計算機（１３）内に投入さ
れ、前記計算機（１３）が、電圧インバータ（３）のＳ
ＰｍＬＬ（４）を制御するための制御信号（６）を出力
側に供給し、前記サーボ制御システムが請求項７の記載
によることを特徴とする回転機械。
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