WO2021065954A1 - モータ駆動方法及びモータ駆動装置 - Google Patents

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WO2021065954A1
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speed region
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貴裕 横山
孝幸 宮島
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ダイキン工業株式会社
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    • H02P2207/05—Synchronous machines, e.g. with permanent magnets or DC excitation

Definitions

  • the present disclosure relates to a motor driving method and a motor driving device.
  • the present disclosure proposes a motor driving method and a motor driving device capable of stably operating a motor.
  • the motor driving method in one aspect of the present disclosure is described.
  • the speed region in which the motor can be operated at a substantially constant speed is defined as the first speed region, and the speed region including zero speed, which is lower than the first speed region, is defined as the second speed region.
  • the speed of the motor is changed from the second speed region to the first speed region before step-out.
  • the speed of the motor is changed from the second speed region to the first speed. Transition to the region before step-out. As a result, the rotation stability of the motor is ensured, so that the motor can be operated stably.
  • the motor drives a pump and The discharge pressure of the pump is detected and
  • the first speed region includes at least a normal rotation region in which the motor rotates in the normal direction.
  • the threshold value equal to or lower than the first threshold value is set as the second threshold value
  • the speed of the motor is set to the normal rotation region before step-out. It may be transitioned to.
  • the speed of the motor rapidly transitions from the second speed region to the first speed region before step-out. Therefore, the rotation stability of the motor is ensured, and the motor can be operated stably.
  • the speed of the motor may be changed from the second speed region to the first speed region within the time from the transition of the speed of the motor to the second speed region to the step-out of the motor.
  • the speed of the motor transitions to the first speed region after the transition to the second speed region and before the step-out of the motor. Therefore, the rotation stability of the motor is ensured, and the motor can be operated stably.
  • the time may be 1 second.
  • the speed of the motor transitions to the first speed region within 1 second before the step-out of the motor after the transition to the second speed region. Therefore, the rotation stability of the motor is ensured, and the motor can be operated stably.
  • the original command speed that brings the discharge pressure of the pump closer to the target pressure may be generated, and the original command speed may be shifted to the first speed region while the original command speed is in the second speed region.
  • the original command speed transitions to the first speed region while the original command speed is in the second speed region, so that the speed of the motor becomes the second speed. It can prevent you from staying in the area. Therefore, the speed of the motor rapidly transitions from the second speed region to the first speed region before step-out, so that the rotation stability of the motor is ensured and the motor can be operated stably.
  • the first speed region includes the normal rotation region and the reverse rotation region in which the motor reverses.
  • the original command speed may be shifted to the reverse rotation region.
  • the original command speed transitions to the reverse rotation region, so that the deviation is quickly reduced.
  • the motor can be reversed.
  • the first speed region includes the normal rotation region and the reverse rotation region in which the motor reverses.
  • the speed of the motor is in the second speed region or the reversing region and the deviation obtained by subtracting the target pressure from the discharge pressure of the pump becomes lower than the second threshold value, the original command speed is transferred to the normal rotation region. You may let me.
  • the maximum output torque is determined by the equipment constant of the motor, the control constant of the controller, the current capacity of the motor, and the like. Generally, due to factors such as changes over time, temperature characteristics, and individual variations (for example, in position sensorless control, position estimation errors occur due to these factors), the motor is substantially constant with the maximum output torque output. It is difficult to drive stably at the speed of. Further, when the output torque of the motor decreases, the rotational stability of the motor increases. According to the above motor driving method, when the speed of the motor is in the second speed region, the output torque of the motor does not stay at the maximum output torque (does not stick), and the output torque of the motor is the maximum output. It is lower than the torque. Therefore, since the rotational stability of the motor is increased, the motor can be stably operated in the low speed region.
  • the frequencies that do not depend on the rotation of the motor may be substantially the same in the first speed region and the second speed region.
  • the motor can be operated more stably.
  • the torque constant of the motor may be controlled.
  • the motor can be operated more stably.
  • the motor may be controlled without using a position sensor that detects the rotational position of the motor.
  • the motor can be operated stably even in a method of controlling the motor without using a position sensor.
  • the motor drive device in one aspect of the present disclosure is An inverter that adjusts the power supply to the motor, which is a synchronous machine, A controller for controlling the inverter is provided.
  • the speed region in which the motor can be operated at a substantially constant speed is defined as the first speed region, and the speed region including zero speed, which is lower than the first speed region, is defined as the second speed region.
  • the controller shifts the speed of the motor from the second speed region to the first speed region before step-out.
  • the speed of the motor is changed from the second speed region to the first speed. Transition to the region before step-out. As a result, the rotation stability of the motor is ensured, so that the motor can be operated stably.
  • the motor may be controlled without using a position sensor that detects the rotational position of the motor.
  • the motor can be operated stably even in a method of controlling the motor without using a position sensor.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a fluid pressure unit including a motor drive device according to the first embodiment.
  • the fluid pressure unit 200 shown in FIG. 1 drives the pump 11 by a motor 10 controlled by an inverter 17, and supplies the fluid in the tank 12 to an actuator 13 such as a cylinder.
  • the fluid is oil
  • the fluid pressure unit is also referred to as a hydraulic unit.
  • the fluid is not limited to a liquid such as oil, but may be a gas.
  • the motor drive device and the motor drive method of the present disclosure are not limited to the case of driving the motor mounted on the fluid pressure unit, and are applied to devices other than the fluid pressure unit (for example, a compressor that compresses gas by the motor). It can also be applied when driving the mounted motor.
  • the fluid pressure unit 200 shown in FIG. 1 includes a pump 11, a tank 12, an actuator 13, a motor 10, and a motor drive device 100.
  • the pump 11 sucks the fluid from the tank 12 through the suction passage 14 and compresses it, and discharges the compressed fluid to the actuator 13 via the discharge passage 15.
  • the motor 10 is inverter-controlled by the motor drive device 100 to drive the pump 11.
  • the motor drive device 100 drives the motor 10 without using a position sensor that detects the position of the rotor of the motor 10 (rotational position of the motor 10).
  • the motor 10 is a position sensorless synchronous machine.
  • the motor drive device 100 includes a pressure sensor 16, an inverter 17, and a controller 20. Since the position sensorless motor drive technology is known, it will not be described in particular here.
  • the pressure sensor 16 detects the fluid pressure (discharge pressure) discharged from the pump 11 and supplies the detected discharge pressure (hereinafter, also referred to as pressure Pd) to the controller 20.
  • the pressure sensor 16 is an example of a load detection unit that detects a load received by a device (pump 11 in this example) operated by driving a motor.
  • the discharge pressure is an example of the load received by the device.
  • the motor drive device 100 may include a torque sensor that detects the load torque received by the motor 10 and supplies the detected load torque to the controller 20.
  • the torque sensor is an example of a load detection unit that detects the load received by the motor.
  • the inverter 17 is a circuit that adjusts the power supplied to the motor 10, and has, for example, a three-phase bridge circuit.
  • the controller 20 outputs a control signal for controlling the inverter 17.
  • the controller 20 controls the motor 10 by operating the inverter 17 so that the discharge pressure of the pump 11 becomes the target pressure or the rotation speed of the motor becomes a speed corresponding to the target flow rate.
  • the controller 20 is based on the pressure Pd detected by the pressure sensor 16, the flow rate Qd calculated based on the command speed ⁇ * , and the map (also referred to as PQ map) 21 consisting of the target pressure-target flow rate-horsepower limit.
  • the operation of the inverter 17 that drives the motor 10 is controlled.
  • the flow rate Qd calculated by the controller 20 represents an estimated value of the flow rate Q of the fluid discharged from the pump 11 to the discharge path 15.
  • the controller 20 calculates the old speed ⁇ ⁇ before the unit time (for example, the control cycle) by delaying the command speed ⁇ * by the delay element 28.
  • the delay element 28 is a delay device that delays the command speed ⁇ * for a unit time.
  • the controller 20 calculates the flow rate Qd [m 3 / s] by multiplying the old velocity ⁇ ⁇ [1 / s] by the volume q [m 3] of the pump 11 with the multiplier 31. Since the volume q of the pump 11 is invariant, it is a fixed value.
  • the controller 20 derives the target horsepower Rr from the PQ map 21 based on the target pressure Pr supplied from the outside and the flow rate Qd calculated by the multiplier 31.
  • the controller 20 has a PID control unit 24 that derives the original command speed ⁇ ** that brings the error Re close to zero by PID control (in PID, P represents proportionality, I represents integral, and D represents derivative).
  • the original command speed ⁇ ** may be derived by PI control.
  • the original command speed ⁇ ** is an example of the original command speed that brings the discharge pressure of the pump 11 closer to the target pressure Pr.
  • the controller 20 has a speed command correction unit 30.
  • the acceleration ⁇ ⁇ is calculated by differentiating.
  • the speed command correction unit 30 outputs the acceleration ⁇ ⁇ (output from the limiter 26) limited by the limiter 26 to or less than the upper limit set according to the actual load state (for example, the rotation speed ( ⁇ flow rate Q) and the pressure P).
  • the acceleration ⁇ ⁇ is derived (referred to as "acceleration ⁇ *").
  • Acceleration ⁇ ⁇ and ⁇ * represent the amount of change in velocity per unit time (for example, control cycle).
  • the speed command correction unit 30 calculates the command speed ⁇ * of the motor 10 by adding the acceleration ⁇ * , which is the amount of speed change per unit time, to the old speed ⁇ ⁇ by the adder 27.
  • the controller 20 has a voltage setting unit 29 that sets a command voltage Vr for operating the inverter 17 that drives the motor 10 based on the command speed ⁇ *.
  • each part such as the PID control unit 24 included in the controller 20 are realized by operating a processor (for example, a CPU (Central Processing Unit)) by a program readable and stored in a memory.
  • a processor for example, a CPU (Central Processing Unit)
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a pressure-flow rate map.
  • the PQ map 21 is composed of a maximum flow rate straight line corresponding to the maximum set flow rate Q0, a maximum horsepower curve including a curve corresponding to the maximum horsepower limit L0, and a maximum pressure straight line corresponding to the maximum set pressure P0.
  • the predetermined pressure P1 is a pressure higher than zero and lower than the maximum set pressure P0.
  • the predetermined flow rate Q1 is more than zero and less than the maximum set flow rate Q0. Since the flow rate Q corresponds to the product of the rotation speed ⁇ (rotation speed) of the motor 10 and the volume q of the pump 11, it is equivalent to the rotation speed ⁇ .
  • the pressure Pd detected by the pressure sensor 16 and the flow rate Qd calculated based on the command speed ⁇ * are a line composed of the set pressure Pn-the set flow rate Qn-the set horsepower curve Ln in the PQ map 21.
  • the inverter 17 that drives the motor 10 is operated so as to operate above. In particular, when the controller 20 accelerates / decelerates the motor 10 in an operating region (shaded region in FIG. 2) in which the flow rate Qd is smaller than the predetermined flow rate Q1 and the pressure Pd is larger than the predetermined pressure P1. By reducing the output torque of the motor 10, the operation of the motor 10 is stabilized.
  • p1 is an operating point where the flow rate is slightly larger than the predetermined flow rate Q1
  • p2 is the operating point where the pressure is the same as p1 but the flow rate is smaller than the predetermined flow rate Q1.
  • p3 is an operating point that has the same flow rate as p2 but a higher pressure than p2.
  • the operating points p1, p2, and p3 shown in FIG. 2 correspond to the operating points shown in FIG. 3 in terms of motor characteristics representing the relationship between the rotation speed N of the motor and the output torque T.
  • the maximum output torque Tm represents the maximum torque that can be output from the motor 10 when the motor driving device 100 drives the motor 10.
  • the output torque Ts represents a torque limited from the maximum output torque Tm in order to perform stable operation at low speed and high load.
  • the torque obtained by subtracting the load torque Tb received by the motor 10 from the output torque Ts corresponds to the acceleration torque Ta that can be used for acceleration / deceleration of the motor 10.
  • the output torque Ts is not limited from the maximum output torque Tm.
  • the flow rate becomes smaller than the predetermined flow rate Q1, and the torque limit amount Tc is increased according to the magnitude below the predetermined flow rate Q1, and the output torque Ts is the maximum output torque Tm.
  • the torque is obtained by subtracting the torque limit amount Tc from. Since the pressure does not change between the operating point p1 and the operating point p2, there is no difference in the magnitude of the load torque Tb, and the acceleration torque Ta is reduced by the torque limit amount Tc.
  • the reactive current can be increased by the amount corresponding to this current value to increase the stability of rotation control. ..
  • the load torque Tb also increases due to the increase in the pressure P (see FIG. 2) (see FIG. 3), so that the acceleration torque Ta cannot be used by the increase.
  • the torque limit amount Tc increases as the load increases, the amount that can be used for the acceleration torque Ta is further reduced (see FIG. 3).
  • the motor 10 becomes slower or the load received by the motor 10 or the pump 11 (in this example, the load torque Tb or the pressure P) becomes heavier, the amount that can be used for the acceleration torque Ta decreases.
  • the output torque of the motor 10 decreases.
  • the rotation speed ⁇ (rotation speed) of the motor 10 is N [1 / s]
  • the load torque of the motor 10 is Tb [Nm]
  • the discharge pressure of the pump 11 is P [N / m 2 ]
  • the flow rate to be generated is Q [m 3 / s]
  • the volume of the pump 11 is q [m 3 ]
  • the output torque Ts at the rotation speed N at a certain time point is a value obtained by subtracting the torque limit amount Tc from the maximum output torque Tm determined by the motor characteristics shown in FIG. 3, and the acceleration torque Ta that can be used for acceleration / deceleration at the rotation speed N at a certain time point.
  • Is Ta Ts-Tb ⁇ ⁇ ⁇ Equation 3 Can be derived from.
  • the speed command correction unit 30 (see FIG. 1) can calculate the maximum value of the torque that can be used for acceleration / deceleration by calculating the acceleration torque Ta based on the equations 2 and 3.
  • the speed command correction unit 30 limits the acceleration ⁇ ⁇ by the limiter 26 with an upper limit value set according to the acceleration torque Ta calculated based on the equations 2 and 3.
  • the output torque of the motor 10 is controlled so as not to stay at the maximum output torque Tm (not sticking) but to decrease the output torque of the motor 10. Increased stability.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a control waveform of a motor drive device in a comparative mode that does not use the control of the present disclosure, and shows a case where the limiter 26 of FIG. 1 does not have a function.
  • the motor 10 In a state where the actual pressure P and the target pressure are substantially the same, the motor 10 is in a constant speed state without acceleration / deceleration.
  • a state in which the actual pressure P and the target pressure substantially match is a steady state (a state in which the controller operates the motor in a steady state). In this state, when a load disturbance that moves the actuator 13 enters, the pressure P rises and the load torque Tb increases.
  • the controller of the motor drive device controls to reduce the output torque in the direction of reversing the motor 10 to decelerate the motor 10 and converge the pressure P to the target pressure in response to the increase in the pressure P.
  • the controller outputs a torque for accelerating the motor 10 and tries to pull back the pressure P.
  • the motor torque output torque
  • the control system becomes unstable, and the motor 10 may eventually step out.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a control waveform of the motor drive device according to the first embodiment using the control of the present disclosure, and shows a case where the limiter 26 of FIG. 1 has a function.
  • the controller 20 starts decelerating the motor 10 from a state in which the speed of the motor 10 is controlled to be substantially constant in the first speed region equal to or higher than the first speed (normal rotation speed "+ A" corresponding to the flow rate Q1)
  • the motor The waveform of FIG. 5 is the same as that of FIG. 4 until the velocity of 10 is in the second velocity region, which is slower than the first velocity.
  • the first speed region is a speed region in which the motor 10 can be operated at a substantially constant speed (for example, ⁇ 5 rpm).
  • the second velocity region is a velocity region including zero velocity, which is lower than the first velocity region.
  • the controller 20 decelerates the motor 10 while limiting the motor torque (output torque) by the limiter 26. After that, the controller 20 determines that the speed of the motor 10 is from the second speed region (the speed range from the forward speed "+ A" corresponding to the flow rate "Q1" to the reverse speed "-B" corresponding to the flow rate "-Q1"). When it comes off, the restriction by the limiter 26 is released. When the pressure P undershoots with respect to the target pressure, the controller 20 outputs a torque for accelerating the motor 10 and tries to pull back the pressure P.
  • the controller 20 accelerates the motor 10 while limiting the motor torque (output torque) by the limiter 26, so that the control system is not good. It is difficult to stabilize, and the risk of step-out of the motor 10 can be reduced. Further, when the motor 10 is accelerating or decelerating in the first speed region where the rotation of the motor 10 is equal to or higher than the first speed (normal rotation speed "+ A" corresponding to the flow rate Q1), the controller 20 limits the motor torque (output torque). It may or may not be limited by 26. In FIG. 5, the controller 20 reduces the output torque in a state where the target pressure is likely to be stable. That is, the acceleration torque is lowered.
  • the motor 10 can be stably operated in the low speed region.
  • the rotational stability of the motor 10 increases.
  • the rotation of the motor 10 is in the second speed region in which the rotation of the motor 10 is slower than the first speed (normal rotation speed "+ A" corresponding to the flow rate Q1), and the motor 10
  • the output torque of the motor 10 is lower than the maximum output torque Tm at least during acceleration or deceleration.
  • the rotational stability of the motor 10 is increased and the motor 10 is placed in the low speed region. Can be operated stably.
  • the motor driving method or the controller 20 of the motor driving device 100 of the present disclosure maximizes the output torque of the motor 10 when the rotation of the motor 10 is a substantially constant speed in the second speed region where the rotation of the motor 10 is slower than the first speed.
  • the output torque may be lower than Tm. According to this, the output torque of the motor 10 does not stay at the maximum output torque Tm (does not stick), and the output torque of the motor 10 is lower than the maximum output torque Tm, so that the rotation stability of the motor 10 is increased.
  • the motor 10 can be stably operated in a low speed region.
  • harmonic superimposition method in which a harmonic component is superposed on the current or voltage of the motor 10.
  • the frequency of this harmonic is a frequency that does not depend on the rotation of the motor 10. If the control system is switched when superimposing harmonics, the responsiveness and stability of rotation control may deteriorate.
  • the frequency of the harmonic component of the current or voltage of the motor 10 that does not depend on the rotation of the motor 10 is the first speed.
  • the second speed region slower than (normal rotation speed "+ A" corresponding to the flow rate Q1) and the first speed region equal to or higher than the first speed substantially coincide with each other.
  • the controller 20 does not switch the control system for each speed region in order to deal with harmonics, it is possible to suppress a decrease in the responsiveness and stability of the rotation control.
  • the "frequency independent of the rotation of the motor 10" includes a carrier frequency, a power supply frequency, a resonance frequency of a circuit, and the like. Further, “substantially matching” means within 10% of the frequency that does not depend on the rotation of the motor 10.
  • synchronous pull-in operation As a sensorless control in which the torque constant is not controlled, synchronous pull-in operation can be mentioned.
  • a current is passed based on an appropriate rotational phase angular velocity, and the rotational phase angular velocity is controlled so as not to cause the motor to step out. Therefore, the current does not always flow in the optimum phase, that is, the torque constant fluctuates and becomes an uncontrolled state.
  • the torque constant of the motor 10 is controlled in the second speed region which is slower than the first speed (the speed corresponding to the flow rate Q1). Since the controller 20 does not perform the synchronous pull-in operation, the torque constant of the motor 10 is in a controlled state. Since the synchronous pull-in operation is not performed, the controller 20 can control the motor 10 without switching the control system, so that it is possible to suppress a decrease in the stability of the rotation control at a low speed.
  • the controller 20 controls the reactive current flowing through the motor 10 in the second speed region, so that the torque constant of the motor 10 is controlled.
  • the torque output from the motor 10 changes according to the difference in the phase of the current flowing through the motor 10 even if the current value of the current flowing through the motor 10 is the same. For example, the larger the ratio of the reactive current flowing through the motor 10, the smaller the torque output from the motor 10, so that the torque constant becomes smaller. That is, the controller 20 controls the reactive current flowing through the motor 10 to control the phase of the current flowing through the motor 10, and as a result, the torque constant of the motor 10 is controlled. become.
  • the controller 20 has a second speed including a zero speed, which is slower than the second speed, where the speed slower than the first speed is the second speed. In the region, the motor 10 is not operated constantly. Therefore, the possibility of step-out of the motor 10 can be reduced, and a decrease in the efficiency of the device can be suppressed.
  • the controller 20 has a predetermined pressure P detected by the pressure sensor 16 in a second speed region in which the rotation of the motor 10 is slower than the first speed (normal rotation speed "+ A" corresponding to the flow rate Q1). In a load region heavier than the pressure P1, the slower the rotation of the motor 10, the greater the decrease in the output torque of the motor 10 (see FIGS. 2 and 3).
  • the controller 20 has a second speed region in which the rotation of the motor 10 is slower than the first speed (normal rotation speed "+ A" corresponding to the flow rate Q1), and the pressure P detected by the pressure sensor 16 is a predetermined pressure. In a load region heavier than P1, the higher the pressure P detected by the pressure sensor 16, the greater the decrease in the output torque of the motor 10 (see FIGS. 2 and 3). Therefore, in the shaded area of FIG. 2, the stability of rotation of the motor 10 is increased, so that the motor 10 can be operated stably in the low speed region.
  • the pump 11 can be stably operated in the low speed region.
  • the motor drive device 100 by limiting the acceleration of the motor 10 by the limiter 26, the output torque of the motor 10 is suppressed, so that the stability of the rotation of the motor 10 is increased and the motor 10 is stabilized in the low speed region. You can drive.
  • the upper limit value of the acceleration of the motor 10 is lowered by the limiter 26 to limit the acceleration of the motor 10, so that the output torque of the motor 10 is suppressed. Therefore, the rotation stability of the motor 10 is increased, and the motor 10 can be operated stably in the low speed region.
  • the controller 20 may suppress the output torque of the motor 10 by limiting the jerk of the motor 10 by the limiter 26. As a result, the rotational stability of the motor 10 is increased, and the motor 10 can be operated stably in the low speed region.
  • the controller 20 may limit the jerk of the motor 10 by lowering the upper limit value of the jerk of the motor 10 by the limiter 26. As a result, the output torque of the motor 10 is suppressed, so that the stability of rotation of the motor 10 is increased, and the motor 10 can be operated stably in a low speed region.
  • the controller 20 may suppress the output torque of the motor 10 by generating a speed command ⁇ * that limits the current flowing through the motor 10. As a result, the rotational stability of the motor 10 is increased, and the motor 10 can be operated stably in the low speed region.
  • the controller 20 may suppress the output torque of the motor 10 by generating a speed command ⁇ * that lowers the upper limit value of the current flowing through the motor 10. As a result, the rotational stability of the motor 10 is increased, and the motor 10 can be operated stably in the low speed region.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a fluid pressure unit including a motor drive device according to the second embodiment.
  • the description of the configuration and effect similar to that of the first embodiment will be omitted or simplified by referring to the above description.
  • the configuration of the controller 20 is different from that of the first embodiment.
  • the controller 20 in the second embodiment has a speed command correction unit 32.
  • the controller 20 has a PID control unit 24 that derives the original command speed ⁇ ** that brings the error Re close to zero by PID control.
  • the original command speed ⁇ ** may be derived by PI control.
  • the original command speed ⁇ ** is an example of the original speed command that brings the discharge pressure of the pump 11 closer to the target pressure Pr.
  • Speed command correcting unit 32 includes a speed limiter 33 to transition the original command velocity omega ** While the original command speed omega ** generated by the PID controller 24 is in the second speed range to the first speed region.
  • the first speed region is a speed region in which the motor 10 can be operated at a substantially constant speed (for example, ⁇ 5 rpm).
  • the second velocity region is a velocity region including zero velocity, which is lower than the first velocity region.
  • the acceleration ⁇ ⁇ is calculated by differentiating the difference ⁇ with the differentiator 25.
  • the speed command correction unit 32 outputs the acceleration ⁇ ⁇ (output from the limiter 26) limited by the limiter 26 to or less than the upper limit set according to the actual load state (for example, the rotation speed ( ⁇ flow rate Q) and the pressure P).
  • the acceleration ⁇ ⁇ is derived (referred to as "acceleration ⁇ *").
  • Speed limiter 33 transitions the original command velocity omega ** While the original command speed omega ** generated by the PID controller 24 is in the second speed range to the first speed region.
  • the original command speed ⁇ ** generated by the PID control unit 24 is in the second speed region
  • the original command speed ⁇ ** transitions to the first speed region by the speed limiter 33, so that the speed of the motor 10 is increased. It is possible to prevent the vehicle from staying in the second speed region. Therefore, the speed of the motor 10 rapidly transitions from the second speed region to the first speed region before step-out, so that the rotation stability of the motor 10 is ensured and the motor 10 can be operated stably.
  • the speed limiter 33 since the PID control unit the original command velocity omega ** produced by 24 transitions the original command velocity omega ** during being in the second speed range to the first speed region, the motor 10 is second It is possible to prohibit driving at a substantially constant speed in the speed range. As a result, the speed of the motor 10 rapidly shifts from the second speed region to the first speed region before step-out. Therefore, the rotation stability of the motor 10 is ensured, and the motor 10 can be operated stably.
  • the speed limiter 33 is set within the time (for example, 1 second) from the transition of the original command speed ⁇ ** generated by the PID control unit 24 to the second speed region until the motor 10 is stepped out.
  • the command speed ⁇ ** is shifted to the first speed region.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a control waveform of the motor drive device according to the second embodiment using the control of the present disclosure, and when the target pressure Pr decreases in the case where the speed limiter 33 of FIG. 6 has a function. An example of the movement of is shown.
  • the first speed region includes a normal rotation region in which the motor 10 rotates in the normal direction and a reverse rotation region in which the motor 10 reverses.
  • the normal rotation region in the first speed region is a region of the normal rotation speed "+ A” or more, in other words, the minimum speed of the normal rotation region in the first speed region is the normal rotation speed "+ A”.
  • the reversing region in the first speed region is a region having a reversing speed "-B" or more, in other words, the minimum speed of the reversing region in the first speed region is a reversing speed "-B" (speed in the reversing region).
  • the height of is defined by the absolute value of velocity).
  • the second speed region is a speed range from the forward speed "+ A" to the reverse speed "-B".
  • the speed limiter 33 shifts the original command speed ⁇ ** generated by the PID control unit 24 from the second speed region to the forward rotation region or the reverse rotation region in the first speed region before step-out.
  • the rotation stability of the motor 10 is ensured, and the motor 10 can be operated stably.
  • the transition to the reversal region in the first speed region is caused by, for example, when the pump 11 is subjected to external pressure or vacuum operation, the motor 10 does not depressurize even if the motor 10 reverses for a certain period of time, so that the motor 10 reverses. This is because there are situations in which it continues to do so.
  • the speed limiter 33 sets the minimum speed limit of the motor 10 to the reverse speed in the second speed region. Set to B ".
  • the speed limiter 33 sets the minimum speed limit of the motor 10 to the normal rotation speed "+ A" when the deviation obtained by subtracting the target pressure Pr from the discharge pressure (pressure Pd) of the pump 11 is smaller than the second threshold value.
  • the second threshold value is smaller than the first threshold value due to the formation of hysteresis, but may be the same as the first threshold value.
  • the controller 20 sets the original command speed ⁇ ** to the first speed. Transition to the reversal region in the region.
  • the pressure Pd of the PID control unit 24 is increased.
  • the original command speed ⁇ ** is reduced so as to approach the target pressure Pr.
  • the speed limiter 33 outputs the original command speed ⁇ ** generated by the PID control unit 24 as it is while the original command speed ⁇ ** generated by the PID control unit 24 is in the normal rotation region in the first speed region. ..
  • the speed limiter 33 sets the original speed command ⁇ ** in the first speed region.
  • the transition is made to a variable or fixed speed of the reverse rotation region (for example, reverse speed "-B").
  • the motor 10 can be reversed so that the pressure Pd quickly approaches the target pressure Pr.
  • the speed of the motor 10 transitions to the second speed region, the speed of the motor 10 transitions from the second speed region to the reversal region in the first speed region before step-out. Therefore, the rotation stability of the motor 10 is ensured, and the motor 10 can be operated stably.
  • the speed limiter 33 sets the original command speed ⁇ ** to a variable or fixed speed in the reversal region in the first speed region while the original speed command ⁇ ** generated by the PID control unit 24 is in the second speed region. For example, the reverse speed is maintained at "-B").
  • the speed limiter 33 causes the original speed command ⁇ ** generated by the PID control unit 24. Is output as it is.
  • the speed limiter 33 shifts the original command speed ⁇ ** to a variable or fixed speed (for example, normal rotation speed "+ A") of the normal rotation region in the first speed region.
  • a variable or fixed speed for example, normal rotation speed "+ A"
  • the speed of the motor 10 can be quickly increased and returned to the normal rotation region in the first speed region.
  • the stability of rotation of the motor 10 is ensured and the motor 10 can be operated stably.
  • the motor driving method of the present disclosure is A method in which a motor drive device including an inverter for adjusting the power supply to a motor, which is a position sensorless synchronous machine, and a controller for outputting a control signal for controlling the inverter drives the motor. Assuming that the maximum torque that can be output from the motor when the motor drive device drives the motor is the maximum output torque, In the speed region where the rotation of the motor is slower than the first speed, the output torque of the motor is lowered to be lower than the maximum output torque.
  • the motor drive device of the present disclosure is A motor drive device including an inverter that adjusts the power supplied to a motor, which is a position sensorless synchronous machine, and a controller that outputs a control signal for controlling the inverter. Assuming that the maximum torque that can be output from the motor when the motor drive device drives the motor is the maximum output torque, The controller reduces the output torque of the motor below the maximum output torque in a speed region in which the rotation of the motor is slower than the first speed.
  • the maximum output torque is determined by the equipment constant of the motor, the control constant of the controller, the current capacity of the motor, and the like.
  • a position estimation error occurs due to factors such as changes over time, temperature characteristics, and individual variations. Therefore, the motor must be stably operated at a substantially constant speed while the maximum output torque is output. Is difficult.
  • the rotational stability of the motor increases. According to the motor driving method or the motor driving device of the present disclosure, the output torque of the motor does not stay at the maximum output torque (does not stick) in the speed region where the rotation of the motor is slower than the first speed. The output torque of the motor is lower than the maximum output torque. Therefore, since the rotational stability of the motor is increased, the motor can be stably operated in the low speed region.
  • the controller of the motor driving method and the motor driving device of the present disclosure outputs the motor in a speed region in which the rotation of the motor is slower than the first speed, and at least during acceleration or deceleration of the motor.
  • the torque may be lower than the maximum output torque.
  • the controller of the motor driving method and the motor driving device of the present disclosure sets the output torque of the motor to the maximum output torque when the rotation of the motor is a substantially constant speed in a speed region slower than the first speed. May be lower than. According to this, the output torque of the motor does not stay at the maximum output torque (does not stick), and the output torque of the motor is lower than the maximum output torque, so that the rotational stability of the motor is increased.
  • the motor can be operated stably in a low speed region.
  • the motor driving method and the motor driving device of the present disclosure are Of the harmonic components of the current or voltage of the motor, the frequencies that do not depend on the rotation of the motor substantially coincide with the speed region slower than the first speed and the speed region above the first speed.
  • the motor can be operated more stably in the low speed region.
  • the motor driving method and the motor driving device of the present disclosure are In the speed region slower than the first speed, the torque constant of the motor is in a controlled state.
  • the motor can be operated more stably in the low speed region.
  • the motor driving method and the motor driving device of the present disclosure are Assuming that a speed lower than the first speed is the second speed, In the speed region including zero speed, which is slower than the second speed, the motor is not constantly operated.
  • the motor can be operated more stably in the low speed region.
  • the motor driving method of the present disclosure is
  • the motor drive device includes a device operated by driving the motor or a load detection unit that detects a load received by the motor. In a speed region in which the rotation of the motor is slower than the first speed and in a load region in which the load detected by the load detection unit is heavier than a predetermined magnitude, the slower the rotation of the motor, the more the output. The torque is greatly reduced, and the heavier the load detected by the load detection unit, the greater the reduction in the output torque.
  • the motor drive device of the present disclosure is A device that operates by driving the motor or a load detection unit that detects the load received by the motor is provided.
  • the rotation of the motor is slow in a speed region in which the rotation of the motor is slower than the first speed and in a load region in which the load detected by the load detection unit is heavier than a predetermined magnitude. The more the output torque is reduced, and the heavier the load detected by the load detection unit is, the greater the reduction in the output torque is.
  • the rotation of the motor is in a speed region slower than the first speed, and the load detected by the load detecting unit is heavier than a predetermined magnitude.
  • the slower the rotation of the motor the larger the decrease in the output torque, and the heavier the load detected by the load detection unit, the greater the decrease in the output torque. Therefore, in a speed region in which the rotation of the motor is slower than the first speed and in a load region in which the load detected by the load detection unit is heavier than a predetermined magnitude, the rotation stability of the motor is stable. Since the number of motors is increased, the motor can be stably operated in a low speed region.
  • the motor drives a pump and
  • the load is the discharge pressure of the pump or the load torque of the motor.
  • the motor for driving the pump can be stably operated in the low speed region, so that the pump can be stably operated in the low speed region.
  • the motor driving method of the present disclosure is By limiting the acceleration of the motor, the output torque is suppressed.
  • the motor drive device of the present disclosure is The controller suppresses the output torque by limiting the acceleration of the motor.
  • the output torque of the motor is suppressed, so that the rotational stability of the motor is increased.
  • the output torque is suppressed by limiting the acceleration of the motor, so that the rotational stability of the motor is increased and the motor is stabilized in a low speed region. Can be driven.
  • the motor driving method of the present disclosure is By lowering the upper limit of the acceleration of the motor, the acceleration of the motor is limited.
  • the motor drive device of the present disclosure is The controller limits the acceleration of the motor by lowering the upper limit of the acceleration of the motor.
  • the acceleration of the motor is limited, so that the output torque of the motor is suppressed and the rotational stability of the motor is increased.
  • the output torque is suppressed because the acceleration of the motor is limited by lowering the upper limit value of the acceleration of the motor. Therefore, the rotational stability of the motor is increased, and the motor can be stably operated in the low speed region.
  • the motor driving method of the present disclosure is By limiting the jerk of the motor, the output torque is suppressed.
  • the motor drive device of the present disclosure is The controller suppresses the output torque by limiting the jerk of the motor.
  • the output torque of the motor is suppressed, so that the rotational stability of the motor is increased.
  • the output torque is suppressed by limiting the jerk of the motor, so that the rotational stability of the motor is increased and the motor is stabilized in the low speed region. You can drive.
  • the motor driving method of the present disclosure is By lowering the upper limit of the jerk of the motor, the jerk of the motor is limited.
  • the motor drive device of the present disclosure is The controller limits the jerk of the motor by lowering the upper limit of the jerk of the motor.
  • the jerk of the motor is limited, so that the output torque of the motor is suppressed and the rotational stability of the motor is increased.
  • the jerk of the motor is limited by lowering the upper limit value of the jerk of the motor, so that the output torque is suppressed. Therefore, the rotational stability of the motor is increased, and the motor can be stably operated in the low speed region.
  • the motor driving method of the present disclosure is By limiting the current of the motor, the output torque is suppressed.
  • the motor drive device of the present disclosure is The controller suppresses the output torque by limiting the current of the motor.
  • the output torque of the motor is suppressed, so that the rotational stability of the motor is increased.
  • the output torque is suppressed by limiting the current of the motor, so that the rotational stability of the motor is increased and the motor is stabilized in the low speed region. Can be driven.
  • the motor driving method of the present disclosure is By lowering the upper limit of the current of the motor, the output torque is suppressed.
  • the motor drive device of the present disclosure is The controller suppresses the output torque by lowering the upper limit value of the current of the motor.
  • the output torque of the motor is suppressed and the rotational stability of the motor is increased.
  • the output torque is suppressed by lowering the upper limit value of the current of the motor, so that the rotational stability of the motor is increased and the motor is operated in the low speed region. It can be operated stably.
  • the technique of the present disclosure is not limited to application to position sensorless control, but is also applicable to a method of controlling a motor using position information detected by a position sensor.
  • the motor is not limited to the one that drives the pump, and may be the one that drives a device (for example, a compressor) different from the pump.
  • a device for example, a compressor
  • the discharge pressure of the pump can be read as the discharge pressure of the compressor.

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Abstract

同期機であるモータへの供給電力を調整するインバータと、前記インバータを制御するコントローラとを備えるモータ駆動装置が前記モータを駆動する方法であって、前記モータを略一定の速度で運転可能な速度領域を、第１速度領域とし、前記第１速度領域よりも低い、ゼロ速度を含む速度領域を、第２速度領域とするとき、前記モータの速度を前記第２速度領域から前記第１速度領域に脱調前に遷移させる、モータ駆動方法。

Description

モータ駆動方法及びモータ駆動装置
　本開示は、モータ駆動方法及びモータ駆動装置に関する。
　従来、モータの制御方式として、モータの回転位置を検出する位置センサを使用せずにモータを制御する位置センサレス制御が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１１－９１９７６号公報
　しかしながら、モータの制御方式によっては、モータを低速領域で運転すると、モータを安定して運転することが難しい場合がある。
　本開示は、モータを安定して運転可能なモータ駆動方法及びモータ駆動装置を提案する。
　本開示の一態様におけるモータ駆動方法は、
　同期機であるモータへの供給電力を調整するインバータと、前記インバータを制御するコントローラとを備えるモータ駆動装置が前記モータを駆動する方法であって、
　前記モータを略一定の速度で運転可能な速度領域を、第１速度領域とし、前記第１速度領域よりも低い、ゼロ速度を含む速度領域を、第２速度領域とするとき、
　前記モータの速度を前記第２速度領域から前記第１速度領域に脱調前に遷移させる。
　上記の一態様におけるモータ駆動方法によれば、前記第１速度領域よりも低い前記第２速度領域で前記モータを運転しても、前記モータの速度は、前記第２速度領域から前記第１速度領域に脱調前に遷移する。これにより、前記モータの回転の安定性が確保されるので、前記モータを安定して運転できる。
　上記のモータ駆動方法において、
　前記モータは、ポンプを駆動するものであり、
　前記ポンプの吐出圧力を検出し、
　前記第１速度領域は、少なくとも、前記モータが正転する正転領域を含み、
　前記モータの速度が前記正転領域のときに前記ポンプの吐出圧力から目標圧力を減じた偏差が第１閾値を超えると、前記モータの速度を前記第２速度領域に遷移させてもよい。
　これにより、前記偏差が前記第１閾値を超えることに伴って、前記モータの速度が前記第２速度領域に遷移しても、前記モータの速度は、前記第２速度領域から前記第１速度領域に脱調前に遷移する。よって、前記モータの回転の安定性が確保され、前記モータを安定して運転できる。
　上記のモータ駆動方法において、
　前記第１閾値以下の閾値を第２閾値とするとき、
　前記モータの速度が前記第２速度領域に遷移したのちに前記ポンプの吐出圧力から目標圧力を減じた偏差が前記第２閾値よりも低くなると、前記モータの速度を前記正転領域に脱調前に遷移させてもよい。
　これにより、前記モータの速度が前記第２速度領域に遷移したのちに前記偏差が前記第２閾値よりも低くなると、前記モータの速度は、前記正転領域に脱調前に遷移する。よって、前記モータの回転の安定性は確保され、前記モータを安定して運転できる。
　上記のモータ駆動方法において、
　前記モータが前記第２速度領域において略一定の速度で運転することを禁止してもよい。
　これにより、前記モータの速度は、前記第２速度領域から前記第１速度領域に脱調前に速やかに遷移する。よって、前記モータの回転の安定性が確保され、前記モータを安定して運転できる。
　上記のモータ駆動方法において、
　前記モータの速度が前記第２速度領域に遷移してから前記モータが脱調するまでの時間以内に、前記モータの速度を前記第２速度領域から前記第１速度領域に遷移させてもよい。
　これにより、前記モータの速度は、前記第２速度領域に遷移してから前記モータの脱調前に前記第１速度領域に遷移する。よって、前記モータの回転の安定性が確保され、前記モータを安定して運転できる。
　上記のモータ駆動方法において、
　前記時間は、１秒であってよい。
　これにより、前記モータの速度は、前記第２速度領域に遷移してから前記モータの脱調前の１秒以内に前記第１速度領域に遷移する。よって、前記モータの回転の安定性が確保され、前記モータを安定して運転できる。
　上記のモータ駆動方法において、
　前記ポンプの吐出圧力を目標圧力に近づける原指令速度を生成し、前記原指令速度が前記第２速度領域にいるあいだ前記原指令速度を前記第１速度領域に遷移させてもよい。
　これにより、前記原指令速度が生成されても、前記原指令速度が前記第２速度領域にいるあいだ前記原指令速度は前記第１速度領域に遷移するので、前記モータの速度が前記第２速度領域に留まることを抑止できる。よって、前記モータの速度は、前記第２速度領域から前記第１速度領域に脱調前に速やかに遷移するので、前記モータの回転の安定性が確保され、前記モータを安定して運転できる。
　上記のモータ駆動方法において、
　前記ポンプの吐出圧力を目標圧力に近づける原指令速度を生成し、
　前記第１速度領域は、前記正転領域と、前記モータが逆転する逆転領域と、を含み、
　前記モータの速度が前記正転領域のときに前記ポンプの吐出圧力から目標圧力を減じた偏差が前記第１閾値を超えると、前記原指令速度を前記逆転領域に遷移させてもよい。
　これにより、前記モータの速度が前記正転領域のときに前記偏差が前記第１閾値を超えると、前記原指令速度は前記逆転領域に遷移するので、前記偏差が速やかに小さくなるように、前記モータを逆転させることができる。
　上記のモータ駆動方法において、
　前記ポンプの吐出圧力を目標圧力に近づける原指令速度を生成し、
　前記第１速度領域は、前記正転領域と、前記モータが逆転する逆転領域と、を含み、
　前記モータの速度が前記第２速度領域あるいは前記逆転領域のときに前記ポンプの吐出圧力から目標圧力を減じた偏差が前記第２閾値よりも低くなると、前記原指令速度を前記正転領域に遷移させてもよい。
　これにより、前記モータの速度が前記第２速度領域あるいは前記逆転領域のときに前記偏差が前記第２閾値よりも低くなると、前記原指令速度は前記正転領域に遷移するので、前記モータの速度を前記正転領域に速やかに上昇させることができる。
　上記のモータ駆動方法において、
　前記モータ駆動装置が前記モータを駆動する際に前記モータから出力できる最大のトルクを最大出力トルクとすると、
　前記モータの速度が前記第２速度領域において、前記モータの出力トルクを前記最大出力トルクよりも低下させてもよい。
　前記最大出力トルクは、前記モータの機器定数、前記コントローラの制御定数、前記モータの電流容量などによって定まる。一般に、経時変化や温度特性や個体ばらつきなどの要因のため（例えば、位置センサレス制御では、それらの要因によって位置推定誤差が発生するため）、前記最大出力トルクを出力した状態で前記モータを略一定の速度で安定して運転することは難しい。また、前記モータの出力トルクが低下すると、前記モータの回転の安定性が増す。上記のモータ駆動方法によれば、前記モータの速度が前記第２速度領域において、前記モータの出力トルクが前記最大出力トルクに留まらず（張り付かず）に、前記モータの出力トルクが前記最大出力トルクよりも下がる。したがって、前記モータの回転の安定性が増すので、前記モータを低速領域で安定して運転できる。
　上記のモータ駆動方法において、
　前記モータの電流あるいは電圧の高調波成分のうち、前記モータの回転に依存しない周波数は、前記第１速度領域と前記第２速度領域とで略一致してもよい。
　これにより、前記モータを更に安定して運転できる。
　上記のモータ駆動方法において、
　前記モータの速度が前記第２速度領域において、前記モータのトルク定数は制御されている状態であってもよい。
　これにより、前記モータを更に安定して運転できる。
　上記のモータ駆動方法において、
　前記モータの回転位置を検出する位置センサを使用せずに前記モータを制御してもよい。
　これにより、位置センサを使用しないで前記モータを制御する方式でも、前記モータを安定して運転できる。
　本開示の一態様におけるモータ駆動装置は、
　同期機であるモータへの供給電力を調整するインバータと、
　前記インバータを制御するコントローラと、を備え、
　前記モータを略一定の速度で運転可能な速度領域を、第１速度領域とし、前記第１速度領域よりも低い、ゼロ速度を含む速度領域を、第２速度領域とするとき、
　前記コントローラは、前記モータの速度を前記第２速度領域から前記第１速度領域に脱調前に遷移させる。
　上記の一態様におけるモータ駆動装置によれば、前記第１速度領域よりも低い前記第２速度領域で前記モータを運転しても、前記モータの速度は、前記第２速度領域から前記第１速度領域に脱調前に遷移する。これにより、前記モータの回転の安定性が確保されるので、前記モータを安定して運転できる。
　上記のモータ駆動装置において、
　前記モータの回転位置を検出する位置センサを使用せずに前記モータを制御してもよい。
　これにより、位置センサを使用しないで前記モータを制御する方式でも、前記モータを安定して運転できる。
第１実施形態におけるモータ駆動装置を備える流体圧ユニットの構成例を示す図である。 圧力－流量マップの一例を示す図である。 モータの回転数と出力トルクとの関係を表すモータ特性を例示する図である。 本開示の制御を使用しない一比較形態におけるモータ駆動装置の制御波形の一例を示す図である。 本開示の制御を使用する第１実施形態におけるモータ駆動装置の制御波形の一例を示す図である。 第２実施形態におけるモータ駆動装置を備える流体圧ユニットの構成例を示す図である。 本開示の制御を使用する第２実施形態におけるモータ駆動装置の制御波形の一例を示す図である。
　以下、実施形態を説明する。
　図１は、第１実施形態におけるモータ駆動装置を備える流体圧ユニットの構成例を示す図である。図１に示す流体圧ユニット２００は、インバータ１７によって制御されるモータ１０によりポンプ１１を駆動し、タンク１２内の流体をシリンダなどのアクチュエータ１３に供給する。流体が油の場合、流体圧ユニットは、油圧ユニットとも称される。流体は、油などの液体に限られず、気体でもよい。
　なお、本開示のモータ駆動装置及びモータ駆動方法は、流体圧ユニットに搭載されるモータを駆動する場合に限られず、流体圧ユニット以外の機器（例えば、モータによって気体を圧縮する圧縮機など）に搭載されるモータを駆動する場合にも適用できる。
　図１に示す流体圧ユニット２００は、ポンプ１１、タンク１２、アクチュエータ１３、モータ１０及びモータ駆動装置１００を備える。
　ポンプ１１は、タンク１２から吸入路１４を介して流体を吸い出して圧縮し、圧縮した流体を吐出路１５を介してアクチュエータ１３に吐出する。モータ１０は、モータ駆動装置１００によりインバータ制御され、ポンプ１１を駆動する。
　モータ駆動装置１００は、モータ１０のロータの位置（モータ１０の回転位置）を検出する位置センサを使用せずに、モータ１０を駆動する。モータ１０は、位置センサレスの同期機である。モータ駆動装置１００は、圧力センサ１６、インバータ１７及びコントローラ２０を備える。位置センサレスモータ駆動技術については公知であるため、ここでは特に述べない。
　圧力センサ１６は、ポンプ１１から吐出された流体圧（吐出圧力）を検出し、その検出された吐出圧力（以下、圧力Ｐｄとも称する）をコントローラ２０に供給する。圧力センサ１６は、モータの駆動によって動作する機器（この例では、ポンプ１１）が受ける負荷を検出する負荷検出部の一例である。吐出圧力は、当該機器が受ける負荷の一例である。
　モータ駆動装置１００は、モータ１０が受ける負荷トルクを検出し、その検出された負荷トルクをコントローラ２０に供給するトルクセンサを備えてもよい。トルクセンサは、モータが受ける負荷を検出する負荷検出部の一例である。
　インバータ１７は、モータ１０への供給電力を調整する回路であり、例えば、三相ブリッジ回路を有する。
　コントローラ２０は、インバータ１７を制御する制御信号を出力する。コントローラ２０は、ポンプ１１の吐出圧力が目標圧力になるように、又は、モータの回転速度が目標流量に応じた速度になるように、インバータ１７を動作させて、モータ１０を制御する。
　コントローラ２０は、圧力センサ１６で検出された圧力Ｐｄと、指令速度ω＊に基づいて算出された流量Ｑｄと、目標圧力－目標流量－馬力制限からなるマップ（ＰＱマップともいう）２１とに基づいて、モータ１０を駆動するインバータ１７の動作を制御する。コントローラ２０により算出される流量Ｑｄは、ポンプ１１から吐出路１５に吐出された流体の流量Ｑの推定値を表す。
　コントローラ２０は、指令速度ω＊を遅延素子２８により遅延させることによって、単位時間（例えば、制御周期）前の旧速度ω＾を算出する。遅延素子２８は、指令速度ω＊を単位時間遅延させる遅延器である。コントローラ２０は、旧速度ω＾［１／ｓ］とポンプ１１の容積ｑ［ｍ３］とを乗算器３１により乗算することで、流量Ｑｄ［ｍ３／ｓ］を算出する。ポンプ１１の容積ｑは、不変なので、固定値である。コントローラ２０は、外部から供給される目標圧力Ｐｒと乗算器３１で算出された流量Ｑｄとに基づいてＰＱマップ２１から目標馬力Ｒｒを導出する。一方、コントローラ２０は、圧力センサ１６で検出された圧力Ｐｄと乗算器３１で算出された流量Ｑｄとを乗算器２３により乗算することによって、検出馬力Ｒｄ（＝Ｐｄ×Ｑｄ）を導出する。コントローラ２０は、減算器２２によって、目標馬力Ｒｒと検出馬力Ｒｄとの誤差Ｒｅ（＝Ｒｒ－Ｒｄ）を導出する。コントローラ２０は、誤差Ｒｅをゼロに近づける原指令速度ω＊＊をＰＩＤ制御により導出するＰＩＤ制御部２４を有する（ＰＩＤにおいて、Ｐは、比例、Ｉは、積分、Ｄは、微分を表す）。原指令速度ω＊＊は、ＰＩ制御により導出されてもよい。原指令速度ω＊＊は、ポンプ１１の吐出圧力を目標圧力Ｐｒに近づける原指令速度の一例である。
　コントローラ２０は、速度指令補正部３０を有する。速度指令補正部３０は、原指令速度ω＊＊から旧速度ω＾を減算器３４により減じることで速度差Δ（＝ω＊＊－ω＾）を算出し、速度差Δを微分器２５によって微分することによって、加速度Δω＾を算出する。速度指令補正部３０は、実負荷状態（例えば、回転数（≒流量Ｑ）と圧力Ｐ）に応じて設定された上限値以下にリミッタ２６により制限された加速度Δω＾（リミッタ２６から出力された加速度Δω＾を"加速度Δω＊"と称する）を導出する。加速度Δω＾，Δω＊は、単位時間（例えば、制御周期）当たりの速度変化量を表す。速度指令補正部３０は、旧速度ω＾に、単位時間当たりの速度変化量である加速度Δω＊を加算器２７により加算することによって、モータ１０の指令速度ω＊を算出する。コントローラ２０は、指令速度ω＊に基づいて、モータ１０を駆動するインバータ１７を動作させる指令電圧Ｖｒを設定する電圧設定部２９を有する。
　コントローラ２０が備えるＰＩＤ制御部２４などの各部の機能は、メモリに読み出し可能に記憶されたプログラムによって、プロセッサ（例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit））が動作することにより実現される。
　図２は、圧力－流量マップの一例を示す図である。ＰＱマップ２１は、最大設定流量Ｑ０に対応する最大流量直線と、最大馬力制限Ｌ０に対応する曲線からなる最大馬力曲線と、最高設定圧力Ｐ０に対応する最高圧力直線とから構成される。所定の圧力Ｐ１は、ゼロよりも高く最高設定圧力Ｐ０よりも低い圧力である。所定の流量Ｑ１は、ゼロよりも多く最大設定流量Ｑ０よりも少ない流量である。流量Ｑは、モータ１０の回転速度ω（回転数）とポンプ１１の容積ｑとの積に相当するので、回転速度ωと等価である。
　コントローラ２０は、圧力センサ１６で検出された圧力Ｐｄと、指令速度ω＊に基づいて算出された流量Ｑｄとが、ＰＱマップ２１内の設定圧力Ｐｎ－設定流量Ｑｎ－設定馬力曲線Ｌｎからなるライン上で動作するように、モータ１０を駆動するインバータ１７を動作させる。特に、コントローラ２０は、流量Ｑｄが所定の流量Ｑ１よりも少なく、且つ、圧力Ｐｄが所定の圧力Ｐ１よりも大きな動作領域（図２における斜線領域）でモータ１０を加減速動作させる場合、モータ１０の出力トルクを低下させることで、モータ１０の運転の安定化を図る。
　図２に示す動作点ｐ１，ｐ２，ｐ３において、ｐ１は流量が所定の流量Ｑ１よりわずかに大きい動作点であり、ｐ２はｐ１と同じ圧力であるが流量が所定の流量Ｑ１より小さい動作点であり、ｐ３はｐ２と同じ流量であるがｐ２より大きな圧力である動作点である。図２に示す動作点ｐ１，ｐ２，ｐ３は、モータの回転数Ｎと出力トルクＴとの関係を表すモータ特性上では、図３に示す動作点に対応する。図３に示すモータ特性において、最大出力トルクＴｍは、モータ駆動装置１００がモータ１０を駆動する際にモータ１０から出力できる最大のトルクを表す。出力トルクＴｓは、低速時・高負荷時に安定して運転を行うために最大出力トルクＴｍから制限されたトルクを表す。出力トルクＴｓから、モータ１０が受ける負荷トルクＴｂを差し引いたトルクが、モータ１０の加減速に使える加速トルクＴａに相当する。
　動作点ｐ１においては、流量が所定の流量Ｑ１より少なくないため、出力トルクＴｓについては最大出力トルクＴｍからの制限が行われない。動作点ｐ１から動作点ｐ２に遷移すると、流量が所定の流量Ｑ１より小さくなり、所定の流量Ｑ１より下回った大きさに応じてトルク制限量Ｔｃを大きくし、出力トルクＴｓは、最大出力トルクＴｍからトルク制限量Ｔｃを減じたトルクとなる。動作点ｐ１と動作点ｐ２では、圧力が変化していないため、負荷トルクＴｂの大きさに差異はなく、加速トルクＴａはトルク制限量Ｔｃだけ小さくなる。この時、少なくともこのトルク制限量Ｔｃに相当する電流値をモータ１０に流すことができるため、この電流値に相当する分、無効電流を増加させ、回転制御の安定性を増すことも可能である。動作点ｐ２から動作点ｐ３に遷移すると、圧力Ｐの増加により（図２参照）、負荷トルクＴｂも増加するので（図３参照）、その増加分、加速トルクＴａが使えなくなる。この時、トルク制限量Ｔｃは負荷が大きくなるにつれて大きくなるため、加速トルクＴａに使える分は更に少なくなる（図３参照）。このように、モータ１０が低速になるにつれて、あるいは、モータ１０又はポンプ１１が受ける負荷（この例では、負荷トルクＴｂ又は圧力Ｐ）が重くなるにつれて、加速トルクＴａに使える分は少なくなるので、モータ１０の出力トルクが低下する。
　ここで、モータ１０の回転速度ω（回転数）をＮ［１／ｓ］、モータ１０の負荷トルクをＴｂ［Ｎｍ］、ポンプ１１の吐出圧力をＰ［Ｎ／ｍ２］、ポンプ１１から吐出される流量をＱ［ｍ３／ｓ］、ポンプ１１の容積をｑ［ｍ３］とすると、ポンプ１１の圧力Ｐとモータ１０が受ける負荷トルクＴｂとの関係は、
　　　２π×Ｎ×Ｔｂ＝Ｐ×Ｑ＝Ｐ×Ｎ×ｑ　　　・・・式１
となる。よって、式１を変形すると、
　　　Ｔｂ＝Ｐ×ｑ／（２π）　　　・・・式２
が得られる。
　ある時点の回転数Ｎにおける出力トルクＴｓは、図３に示すモータ特性によって決まる最大出力トルクＴｍよりトルク制限量Ｔｃを減じた値であり、ある時点の回転数Ｎにおいて加減速に使える加速トルクＴａは、
　　　Ｔａ＝Ｔｓ－Ｔｂ　　　・・・式３
から導出できる。
　したがって、速度指令補正部３０（図１参照）は、式２及び式３に基づいて加速トルクＴａを算出することによって、加減速に使えるトルクの最大値を算出できる。速度指令補正部３０は、式２及び式３に基づいて算出された加速トルクＴａに応じて設定した上限値で、加速度Δω＾をリミッタ２６により制限する。これにより、図２における斜線領域において、モータ１０の出力トルクが最大出力トルクＴｍに留まらず（張り付かず）に、モータ１０の出力トルクが低下するように制御されるので、モータ１０の回転の安定性が増す。
　図４は、本開示の制御を使用しない一比較形態におけるモータ駆動装置の制御波形の一例を示す図であり、図１のリミッタ２６の機能がない場合を示す。実際の圧力Ｐと目標圧力とが略一致している状態では、モータ１０は、加減速なしの一定速の状態である。実際の圧力Ｐと目標圧力とが略一致している状態が、定常状態（コントローラがモータを定常運転する状態）である。この状態で、アクチュエータ１３が動く負荷外乱が入ると、圧力Ｐが上昇して、負荷トルクＴｂが大きくなる。モータ駆動装置のコントローラは、圧力Ｐの上昇に対して、モータ１０を逆転させる方向に出力トルクを低下させて、モータ１０を減速させて、圧力Ｐを目標圧力に収束させる制御を行う。圧力Ｐが目標圧力に対してアンダーシュートすると、コントローラは、モータ１０を加速させるトルクを出力して、圧力Ｐを引き戻そうとする。モータトルク（出力トルク）が急増して、モータ１０が急加速すると、制御系が不安定になり、最終的にはモータ１０が脱調する場合がある。
　一方、図５は、本開示の制御を使用する第１実施形態におけるモータ駆動装置の制御波形の一例を示す図であり、図１のリミッタ２６の機能がある場合を示す。コントローラ２０が第１の速度（流量Ｑ１に対応する正転速度"＋Ａ"）以上の第１速度領域でモータ１０の速度を略一定に制御している状態からモータ１０の減速を始めてから、モータ１０の速度が第１の速度よりも遅い第２速度領域になるまでは、図５の波形は、図４と同じである。第１速度領域は、モータ１０を略一定（例えば、±５ｒｐｍ）の速度で運転可能な速度領域である。第２速度領域は、第１速度領域よりも低い、ゼロ速度を含む速度領域である。モータ１０の速度が第１の速度よりも遅い第２速度領域に遷移すると、コントローラ２０は、モータトルク（出力トルク）をリミッタ２６により制限しながらモータ１０を減速させる。その後、コントローラ２０は、モータ１０の速度が第２速度領域（流量"Ｑ１"に対応する正転速度"＋Ａ"から流量"－Ｑ１"に対応する逆転速度"－Ｂ"までの速度範囲）から外れると、リミッタ２６による制限を解除する。圧力Ｐが目標圧力に対してアンダーシュートすると、コントローラ２０は、モータ１０を加速させるトルクを出力して、圧力Ｐを引き戻そうとする。この時、モータ１０の回転が第１の速度よりも遅い第２速度領域になると、コントローラ２０は、モータトルク（出力トルク）をリミッタ２６により制限しながらモータ１０を加速させるので、制御系が不安定になりにくく、モータ１０の脱調するおそれを低減できる。また、モータ１０の回転が第１の速度（流量Ｑ１に対応する正転速度"＋Ａ"）以上の第１速度領域における加速時や減速時において、コントローラ２０は、モータトルク（出力トルク）をリミッタ２６により制限しても制限しなくてもよい。図５では、コントローラ２０は、目標圧力に安定しそうな状態では、出力トルクを下げている。つまり、加速トルクを下げている。
　このように、本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置１００によれば、モータ１０を低速領域で安定して運転できる。モータ１０の出力トルクが低下すると、モータ１０の回転の安定性が増す。本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置１００の場合、モータ１０の回転が第１の速度（流量Ｑ１に対応する正転速度"＋Ａ"）よりも遅い第２速度領域で、且つ、モータ１０の加速時あるいは減速時の少なくとも一方において、モータ１０の出力トルクが最大出力トルクＴｍよりも下がる。モータ１０の出力トルクが最大出力トルクＴｍに留まらず（張り付かず）に、モータ１０の出力トルクが最大出力トルクＴｍよりも下がるので、モータ１０の回転の安定性が増し、モータ１０を低速領域で安定して運転できる。
　なお、本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置１００のコントローラ２０は、モータ１０の回転が第１の速度よりも遅い第２速度領域で略一定の速度の場合において、モータ１０の出力トルクを最大出力トルクＴｍよりも低下させてもよい。これによれば、モータ１０の出力トルクが最大出力トルクＴｍに留まらず（張り付かず）に、モータ１０の出力トルクが最大出力トルクＴｍよりも下がるので、モータ１０の回転の安定性が増し、モータ１０を低速領域で安定して運転できる。
　また、モータ１０を低速度領域で安定して運転する技術として、モータ１０の電流あるいは電圧に高調波成分を重畳する高調波重畳法がある。この高調波の周波数は、モータ１０の回転に依存しない周波数である。高調波を重畳させる際に制御系を切り替えると、回転制御の応答性や安定性が低下するおそれがある。本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置１００によれば、高調波重畳を行わないため、モータ１０の電流あるいは電圧の高調波成分のうち、モータ１０の回転に依存しない周波数は、第１の速度（流量Ｑ１に対応する正転速度"＋Ａ"）よりも遅い第２速度領域と当該第１の速度以上の第１速度領域とで略一致する。したがって、コントローラ２０は、高調波対応のために、速度領域ごとに制御系を切り替えないので、回転制御の応答性や安定性の低下を抑制できる。なお、「モータ１０の回転に依存しない周波数」には、キャリア周波数、電源周波数、回路の共振周波数などがある。また、「略一致」とは、モータ１０の回転に依存しない周波数の１０％以内を表す。
　また、トルク定数が制御されないセンサレス制御としては、同期引き込み運転が挙げられる。同期引き込み運転は、適当な回転位相角速度に基づいて電流を流し、モータを脱調させないように、この回転位相角速度を制御するものである。このため、必ずしも最適な位相で電流が流れるわけでなく、即ちトルク定数は変動し、制御されていない状態となる。トルク定数（＝トルク／電流）は、モータに流す電流に対してモータから出力されるトルクを表す。低速時に同期引き込み運転を行う場合、制御系の切り替えが必要となり、回転制御の安定性が低下するおそれがある。本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置１００によれば、第１の速度（流量Ｑ１に対応する速度）よりも遅い第２速度領域において、モータ１０のトルク定数は制御されている状態である。コントローラ２０は、同期引き込み運転を行わないため、モータ１０のトルク定数は制御されている状態になる。同期引き込み運転を行わないため、コントローラ２０は、制御系を切り替えなくても、モータ１０を制御できるので、低速時での回転制御の安定性の低下を抑制できる。
　また、コントローラ２０は、第２速度領域において、モータ１０に流す無効電流を制御することで、モータ１０のトルク定数は制御されている状態になる。モータ１０から出力されるトルクは、モータ１０に流れる電流の電流値が同じでも、モータ１０に流れる電流の位相の違いに応じて変化する。例えば、モータ１０に流す無効電流の割合が大きいほど、モータ１０から出力されるトルクは小さくなるので、トルク定数は、小さくなる。つまり、コントローラ２０は、モータ１０に流す無効電流を制御することで、モータ１０に流れる電流の位相が制御されている状態になるので、結果的に、モータ１０のトルク定数は制御されている状態になる。
　また、モータ１０の回転が、正転からゼロ速度を超えて逆転になった後に再び正転に戻る過渡的な動作になる場合、ゼロ速度付近では、モータ１０は脱調しやすい。また、ゼロ速度を含む極低速域（この例では、第２速度領域）では、モータ１０の駆動によって動作する機器の効率は一般的に急激に悪化する。本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置１００によれば、コントローラ２０は、第１の速度よりも遅い速度を第２の速度とすると、第２の速度よりも遅い、ゼロ速度を含む第２速度領域では、モータ１０を定常運転しない。よって、モータ１０が脱調するおそれを低減し、機器の効率の低下を抑制できる。
　また、コントローラ２０は、モータ１０の回転が第１の速度（流量Ｑ１に対応する正転速度"＋Ａ"）よりも遅い第２速度領域で、且つ、圧力センサ１６により検出された圧力Ｐが所定の圧力Ｐ１よりも重い負荷領域では、モータ１０の回転が遅いほど、モータ１０の出力トルクを大きく低下させる（図２，３参照）。コントローラ２０は、モータ１０の回転が第１の速度（流量Ｑ１に対応する正転速度"＋Ａ"）よりも遅い第２速度領域で、且つ、圧力センサ１６により検出された圧力Ｐが所定の圧力Ｐ１よりも重い負荷領域では、圧力センサ１６により検出された圧力Ｐが高いほど、モータ１０の出力トルクを大きく低下させる（図２，３参照）。したがって、図２の斜線領域では、モータ１０の回転の安定性が増すので、モータ１０を低速領域で安定して運転できる。
　また、モータ駆動装置１００によれば、ポンプ１１を駆動するモータ１０を低速領域で安定して運転できるので、ポンプ１１を低速領域で安定して運転できる。
　また、モータ駆動装置１００によれば、モータ１０の加速度をリミッタ２６により制限することで、モータ１０の出力トルクを抑制するので、モータ１０の回転の安定性が増し、モータ１０を低速領域で安定して運転できる。
　また、モータ駆動装置１００によれば、モータ１０の加速度の上限値をリミッタ２６により下げることで、モータ１０の加速度を制限するので、モータ１０の出力トルクが抑制される。よって、モータ１０の回転の安定性が増し、モータ１０を低速領域で安定して運転できる。
　また、モータ駆動装置１００において、コントローラ２０は、モータ１０の加加速度（ジャーク）をリミッタ２６により制限することで、モータ１０の出力トルクを抑制してもよい。これにより、モータ１０の回転の安定性が増し、モータ１０を低速領域で安定して運転できる。
　また、モータ駆動装置１００において、コントローラ２０は、モータ１０の加加速度の上限値をリミッタ２６により下げることで、モータ１０の加加速度を制限してもよい。これにより、モータ１０出力トルクが抑制されるので、モータ１０の回転の安定性が増し、モータ１０を低速領域で安定して運転できる。
　また、モータ駆動装置１００において、コントローラ２０は、モータ１０に流れる電流を制限した速度指令ω＊を生成することで、モータ１０の出力トルクを抑制してもよい。これにより、モータ１０の回転の安定性が増し、モータ１０を低速領域で安定して運転できる。
　また、モータ駆動装置１００において、コントローラ２０は、モータ１０に流れる電流の上限値を下げる速度指令ω＊を生成することで、モータ１０の出力トルクを抑制してもよい。これにより、モータ１０の回転の安定性が増し、モータ１０を低速領域で安定して運転できる。
　図６は、第２実施形態におけるモータ駆動装置を備える流体圧ユニットの構成例を示す図である。第１実施形態と同様の構成及び効果についての説明は、上述の説明を援用することで、省略又は簡略する。第２実施形態におけるモータ駆動装置１０１では、コントローラ２０の構成が第１実施形態と異なる。第２実施形態におけるコントローラ２０は、速度指令補正部３２を有する。
　コントローラ２０は、誤差Ｒｅをゼロに近づける原指令速度ω＊＊をＰＩＤ制御により導出するＰＩＤ制御部２４を有する。原指令速度ω＊＊は、ＰＩ制御により導出されてもよい。原指令速度ω＊＊は、ポンプ１１の吐出圧力を目標圧力Ｐｒに近づける原速度指令の一例である。
　速度指令補正部３２は、ＰＩＤ制御部２４により生成された原指令速度ω＊＊が第２速度領域にいるあいだ原指令速度ω＊＊を第１速度領域に遷移させる速度リミッタ３３を有する。第１速度領域は、モータ１０を略一定（例えば、±５ｒｐｍ）の速度で運転可能な速度領域である。第２速度領域は、第１速度領域よりも低い、ゼロ速度を含む速度領域である。速度指令補正部３２は、速度リミッタ３３から出力された原速度指令ω＊＊から旧速度ω＾を減算器３４により減じることで速度差Δ（＝ω＊＊－ω＾）を算出し、速度差Δを微分器２５によって微分することで、加速度Δω＾を算出する。速度指令補正部３２は、実負荷状態（例えば、回転数（≒流量Ｑ）と圧力Ｐ）に応じて設定された上限値以下にリミッタ２６により制限された加速度Δω＾（リミッタ２６から出力された加速度Δω＾を"加速度Δω＊"と称する）を導出する。
　速度リミッタ３３は、ＰＩＤ制御部２４により生成された原指令速度ω＊＊が第２速度領域にいるあいだ原指令速度ω＊＊を第１速度領域に遷移させる。これにより、ＰＩＤ制御部２４により生成された原指令速度ω＊＊が第２速度領域にいるあいだ原指令速度ω＊＊は速度リミッタ３３により第１速度領域に遷移するので、モータ１０の速度が第２速度領域に留まることを抑止できる。よって、モータ１０の速度は、第２速度領域から第１速度領域に脱調前に速やかに遷移するので、モータ１０の回転の安定性が確保され、モータ１０を安定して運転できる。
　また、速度リミッタ３３は、ＰＩＤ制御部２４により生成された原指令速度ω＊＊が第２速度領域にいるあいだ原指令速度ω＊＊を第１速度領域に遷移させるので、モータ１０が第２速度領域において略一定の速度で運転することを禁止できる。これにより、モータ１０の速度は、第２速度領域から第１速度領域に脱調前に速やかに遷移する。よって、モータ１０の回転の安定性が確保され、モータ１０を安定して運転できる。
　例えば、速度リミッタ３３は、ＰＩＤ制御部２４により生成された原指令速度ω＊＊が第２速度領域に遷移してからモータ１０が脱調するまでの時間（例えば、１秒）以内に、原指令速度ω＊＊を第１速度領域に遷移させる。これにより、モータ１０の速度は、第２速度領域に遷移してからモータ１０の脱調前の１秒以内に第１速度領域に遷移するので、モータ１０の回転の安定性が確保され、モータ１０を安定して運転できる。
　図７は、本開示の制御を使用する第２実施形態におけるモータ駆動装置の制御波形の一例を示す図であり、図６の速度リミッタ３３の機能がある場合において、目標圧力Ｐｒが低下したときの動きの一例を示す。
　第１速度領域は、モータ１０が正転する正転領域と、モータ１０が逆転する逆転領域とを含む。第１速度領域における正転領域は、正転速度"＋Ａ"以上の領域であり、言い換えれば、第１速度領域における正転領域の最低速度は、正転速度"＋Ａ"である。第１速度領域における逆転領域は、逆転速度"－Ｂ"以上の領域であり、言い換えれば、第１速度領域における逆転領域の最低速度は、逆転速度"－Ｂ"である（逆転領域での速度の高低は、速度の絶対値によって規定される）。一方、第２速度領域は、正転速度"＋Ａ"から逆転速度"－Ｂ"までの速度範囲である。
　例えば、速度リミッタ３３は、ＰＩＤ制御部２４により生成された原指令速度ω＊＊を第２速度領域から第１速度領域における正転領域又は逆転領域に脱調前に遷移させる。これにより、モータ１０の回転の安定性が確保され、モータ１０を安定して運転できる。第１速度領域における逆転領域に遷移させるのは、例えば、ポンプ１１が外部から圧力を加えられたりバキューム運転したりする場合、モータ１０が多少の時間逆転しても減圧しないため、モータ１０が逆転し続ける状況があるからである。
　例えば、速度リミッタ３３は、ポンプ１１の吐出圧力（圧力Ｐｄ）から目標圧力Ｐｒを減じた偏差が第１閾値よりも大きい場合、モータ１０の最低制限速度を、第２速度領域における逆転速度"－Ｂ"に設定する。これにより、当該偏差が増大すると、モータ１０を逆転させることを許容できるので、実際の吐出圧力を目標圧力Ｐｒに速やかに近づけることができる。一方、速度リミッタ３３は、ポンプ１１の吐出圧力（圧力Ｐｄ）から目標圧力Ｐｒを減じた偏差が第２閾値よりも小さい場合、モータ１０の最低制限速度を正転速度"＋Ａ"に設定する。これにより、実際の吐出圧力が目標圧力Ｐｒに比較的近づいた収束状態では、モータ１０の逆転を禁止できる。なお、第２閾値は、ヒステリシスの形成のため、第１閾値よりも小さいが、第１閾値と同じでもよい。
　次に、図７に示す挙動をより詳細に説明する。
　モータ１０の速度が正転領域のときにポンプ１１の吐出圧力（圧力Ｐｄ）から目標圧力Ｐｒを減じた偏差が第１閾値を超えると、コントローラ２０は、原指令速度ω＊＊を第１速度領域における逆転領域に遷移させる。
　例えば、モータ１０の速度が正転領域のときにポンプ１１の吐出圧力（圧力Ｐｄ）から目標圧力Ｐｒを減じた偏差が第１閾値を時刻ｔ１で超えると、ＰＩＤ制御部２４は、圧力Ｐｄが目標圧力Ｐｒに近づくように、原指令速度ω＊＊を低下させる。速度リミッタ３３は、ＰＩＤ制御部２４により生成された原指令速度ω＊＊が第１速度領域における正転領域にいるあいだ、ＰＩＤ制御部２４により生成された原指令速度ω＊＊をそのまま出力する。
　ＰＩＤ制御部２４により生成された原速度指令ω＊＊が第１速度領域における正転領域から第２速度領域に低下すると、速度リミッタ３３は、原指令速度ω＊＊を、第１速度領域における逆転領域の可変もしくは固定の速度（例えば、逆転速度"－Ｂ"）に遷移させる。これにより、圧力Ｐｄが目標圧力Ｐｒに速やかに近づくように、モータ１０を逆転させることができる。また、モータ１０の速度が第２速度領域に遷移しても、モータ１０の速度は、第２速度領域から第１速度領域における逆転領域に脱調前に遷移する。よって、モータ１０の回転の安定性が確保され、モータ１０を安定して運転できる。速度リミッタ３３は、ＰＩＤ制御部２４により生成された原速度指令ω＊＊が第２速度領域にいるあいだ、原指令速度ω＊＊を、第１速度領域における逆転領域の可変もしくは固定の速度（例えば、逆転速度"－Ｂ"）に維持する。
　ＰＩＤ制御部２４により生成された原速度指令ω＊＊が第２速度領域から第１速度領域における逆転領域に遷移すると、速度リミッタ３３は、ＰＩＤ制御部２４により生成された原速度指令ω＊＊をそのまま出力する。
　モータ１０の速度が第２速度領域あるいは第１速度領域における逆転領域のときにポンプ１１の吐出圧力（Ｐｄ）から目標圧力Ｐｒを減じた偏差が時刻ｔ２で第２閾値よりも低くなると、速度リミッタ３３は、原指令速度ω＊＊を、第１速度領域における正転領域の可変もしくは固定の速度（例えば、正転速度"＋Ａ"）に遷移させる。これにより、モータ１０の速度を第１速度領域における正転領域に速やかに上昇させて戻すことができる。また、モータ１０の速度は、第１速度領域における正転領域に脱調前に遷移するので、モータ１０の回転の安定性は確保され、モータ１０を安定して運転できる。
　以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
　本開示のモータ駆動方法は、
　位置センサレスの同期機であるモータへの供給電力を調整するインバータと、前記インバータを制御する制御信号を出力するコントローラとを備えるモータ駆動装置が前記モータを駆動する方法であって、
　前記モータ駆動装置が前記モータを駆動する際に前記モータから出力できる最大のトルクを最大出力トルクとすると、
　前記モータの回転が第１の速度よりも遅い速度領域で、前記モータの出力トルクを前記最大出力トルクよりも低下させる。
　本開示のモータ駆動装置は、
　位置センサレスの同期機であるモータへの供給電力を調整するインバータと、前記インバータを制御する制御信号を出力するコントローラとを備えるモータ駆動装置であって、
　前記モータ駆動装置が前記モータを駆動する際に前記モータから出力できる最大のトルクを最大出力トルクとすると、
　前記コントローラは、前記モータの回転が第１の速度よりも遅い速度領域で、前記モータの出力トルクを前記最大出力トルクよりも低下させる。
　前記最大出力トルクは、前記モータの機器定数、前記コントローラの制御定数、前記モータの電流容量などによって定まる。一般に、位置センサレス制御では、経時変化や温度特性や個体ばらつきなどの要因によって位置推定誤差が発生するため、前記最大出力トルクを出力した状態で前記モータを略一定の速度で安定して運転することは難しい。また、前記モータの出力トルクが低下すると、前記モータの回転の安定性が増す。本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置によれば、前記モータの回転が第１の速度よりも遅い速度領域で、前記モータの出力トルクが前記最大出力トルクに留まらず（張り付かず）に、前記モータの出力トルクが前記最大出力トルクよりも下がる。したがって、前記モータの回転の安定性が増すので、前記モータを低速領域で安定して運転できる。
　本開示のモータ駆動方法及びモータ駆動装置の前記コントローラは、前記モータの回転が第１の速度よりも遅い速度領域で、且つ、前記モータの加速時あるいは減速時の少なくとも一方において、前記モータの出力トルクを前記最大出力トルクよりも低下させてもよい。又は、本開示のモータ駆動方法及びモータ駆動装置の前記コントローラは、前記モータの回転が第１の速度よりも遅い速度領域で略一定の速度の場合において、前記モータの出力トルクを前記最大出力トルクよりも低下させてもよい。これによれば、前記モータの出力トルクが前記最大出力トルクに留まらず（張り付かず）に、前記モータの出力トルクが前記最大出力トルクよりも下がるので、前記モータの回転の安定性が増し、前記モータを低速領域で安定して運転できる。
　本開示のモータ駆動方法及びモータ駆動装置は、
　前記モータの電流あるいは電圧の高調波成分のうち、前記モータの回転に依存しない周波数は、前記第１の速度よりも遅い速度領域と前記第１の速度以上の速度領域とで略一致する。
　本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置によれば、モータを低速領域で更に安定して運転できる。
　本開示のモータ駆動方法及びモータ駆動装置は、
　前記第１の速度よりも遅い速度領域において、前記モータのトルク定数は制御されている状態である。
　本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置によれば、モータを低速領域で更に安定して運転できる。
　本開示のモータ駆動方法及びモータ駆動装置は、
　前記第１の速度よりも低い速度を第２の速度とすると、
　前記第２の速度よりも遅い、ゼロ速度を含む速度領域では、前記モータを定常運転しない。
　本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置によれば、モータを低速領域で更に安定して運転できる。
　本開示のモータ駆動方法は、
　前記モータ駆動装置は、前記モータの駆動によって動作する機器または前記モータが受ける負荷を検出する負荷検出部を備え、
　前記モータの回転が前記第１の速度よりも遅い速度領域で、且つ、前記負荷検出部により検出された前記負荷が所定の大きさよりも重い負荷領域では、前記モータの回転が遅いほど、前記出力トルクを大きく低下させ、前記負荷検出部により検出された前記負荷が重いほど、前記出力トルクを大きく低下させる。
　本開示のモータ駆動装置は、
　前記モータの駆動によって動作する機器または前記モータが受ける負荷を検出する負荷検出部を備え、
　前記コントローラは、前記モータの回転が前記第１の速度よりも遅い速度領域で、且つ、前記負荷検出部により検出された前記負荷が所定の大きさよりも重い負荷領域では、前記モータの回転が遅いほど、前記出力トルクを大きく低下させ、前記負荷検出部により検出された前記負荷が重いほど、前記出力トルクを大きく低下させる。
　前記モータの回転が遅いほど、前記モータの回転の安定性は低下する。前記負荷が重いほど、前記モータの回転の安定性は低下する。本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置によれば、前記モータの回転が前記第１の速度よりも遅い速度領域で、且つ、前記負荷検出部により検出された前記負荷が所定の大きさよりも重い負荷領域では、前記モータの回転が遅いほど、前記出力トルクの低下量は大きくなり、前記負荷検出部により検出された前記負荷が重いほど、前記出力トルクの低下量は大きくなる。したがって、前記モータの回転が前記第１の速度よりも遅い速度領域で、且つ、前記負荷検出部により検出された前記負荷が所定の大きさよりも重い負荷領域では、前記モータの回転の安定性が増すので、前記モータを低速領域で安定して運転できる。
　本開示のモータ駆動方法及びモータ駆動装置において、
　前記モータは、ポンプを駆動するものであり、
　前記負荷は、前記ポンプの吐出圧力あるいは前記モータの負荷トルクである。
　本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置によれば、前記ポンプを駆動する前記モータを低速領域で安定して運転できるので、前記ポンプを低速領域で安定して運転できる。
　本開示のモータ駆動方法は、
　前記モータの加速度を制限することで、前記出力トルクを抑制する。
　本開示のモータ駆動装置は、
　前記コントローラは、前記モータの加速度を制限することで、前記出力トルクを抑制する。
　前記モータの加速度が制限されると、前記モータの出力トルクが抑制されるので、前記モータの回転の安定性が増す。本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置によれば、前記モータの加速度を制限することで、前記出力トルクを抑制するので、前記モータの回転の安定性が増し、前記モータを低速領域で安定して運転できる。
　本開示のモータ駆動方法は、
　前記モータの加速度の上限値を下げることで、前記モータの加速度を制限する。
　本開示のモータ駆動装置は、
　前記コントローラは、前記モータの加速度の上限値を下げることで、前記モータの加速度を制限する。
　前記モータの加速度の上限値が下がると、前記モータの加速度が制限されるので、前記モータの出力トルクが抑制され、前記モータの回転の安定性が増す。本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置によれば、前記モータの加速度の上限値を下げることで、前記モータの加速度を制限するので、前記出力トルクが抑制される。よって、前記モータの回転の安定性が増し、前記モータを低速領域で安定して運転できる。
　本開示のモータ駆動方法は、
　前記モータの加加速度を制限することで、前記出力トルクを抑制する。
　本開示のモータ駆動装置は、
　前記コントローラは、前記モータの加加速度を制限することで、前記出力トルクを抑制する。
　前記モータの加加速度が制限されると、前記モータの出力トルクが抑制されるので、前記モータの回転の安定性が増す。本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置によれば、前記モータの加加速度を制限することで、前記出力トルクを抑制するので、前記モータの回転の安定性が増し、前記モータを低速領域で安定して運転できる。
　本開示のモータ駆動方法は、
　前記モータの加加速度の上限値を下げることで、前記モータの加加速度を制限する。
　本開示のモータ駆動装置は、
　前記コントローラは、前記モータの加加速度の上限値を下げることで、前記モータの加加速度を制限する。
　前記モータの加加速度の上限値が下がると、前記モータの加加速度が制限されるので、前記モータの出力トルクが抑制され、前記モータの回転の安定性が増す。本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置によれば、前記モータの加加速度の上限値を下げることで、前記モータの加加速度を制限するので、前記出力トルクが抑制される。よって、前記モータの回転の安定性が増し、前記モータを低速領域で安定して運転できる。
　本開示のモータ駆動方法は、
　前記モータの電流を制限することで、前記出力トルクを抑制する。
　本開示のモータ駆動装置は、
　前記コントローラは、前記モータの電流を制限することで、前記出力トルクを抑制する。
　前記モータの電流が制限されると、前記モータの出力トルクが抑制されるので、前記モータの回転の安定性が増す。本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置によれば、前記モータの電流を制限することで、前記出力トルクを抑制するので、前記モータの回転の安定性が増し、前記モータを低速領域で安定して運転できる。
　本開示のモータ駆動方法は、
　前記モータの電流の上限値を下げることで、前記出力トルクを抑制する。
　本開示のモータ駆動装置は、
　前記コントローラは、前記モータの電流の上限値を下げることで、前記出力トルクを抑制する。
　前記モータの電流の上限値が下がると、前記モータの出力トルクが抑制され、前記モータの回転の安定性が増す。本開示のモータ駆動方法又はモータ駆動装置によれば、前記モータの電流の上限値を下げることで、前記出力トルクを抑制するので、前記モータの回転の安定性が増し、前記モータを低速領域で安定して運転できる。
　以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が可能である。
　例えば、本開示の技術は、位置センサレス制御への適用に限られず、位置センサにより検出された位置情報を用いてモータを制御する方式にも、適用可能である。
　また、モータは、ポンプを駆動するものに限られず、ポンプとは異なる機器（例えば、コンプレッサー）を駆動するものでもよい。モータがコンプレッサーを駆動する場合、上述の実施形態において、ポンプの吐出圧力は、コンプレッサーの吐出圧力に読み替え可能である。
　本国際出願は、２０１９年９月３０日に出願した日本国特許出願第２０１９－１８０９９７号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１９－１８０９９７号の全内容を本国際出願に援用する。
　１０　モータ
　１６　圧力センサ
　１７　インバータ
　２０　コントローラ
　３０，３２　速度指令補正部
　１００，１０１　モータ駆動装置
　２００　流体圧ユニット

Claims (15)

  1. 　同期機であるモータへの供給電力を調整するインバータと、前記インバータを制御するコントローラとを備えるモータ駆動装置が前記モータを駆動する方法であって、
    　前記モータを略一定の速度で運転可能な速度領域を、第１速度領域とし、前記第１速度領域よりも低い、ゼロ速度を含む速度領域を、第２速度領域とするとき、
    　前記モータの速度を前記第２速度領域から前記第１速度領域に脱調前に遷移させる、
    　モータ駆動方法。
  2. 　前記モータは、ポンプを駆動するものであり、
    　前記ポンプの吐出圧力を検出し、
    　前記第１速度領域は、少なくとも、前記モータが正転する正転領域を含み、
    　前記モータの速度が前記正転領域のときに前記ポンプの吐出圧力から目標圧力を減じた偏差が第１閾値を超えると、前記モータの速度を前記第２速度領域に遷移させる、
    　請求項１に記載のモータ駆動方法。
  3. 　前記第１閾値以下の閾値を第２閾値とするとき、
    　前記モータの速度が前記第２速度領域に遷移したのちに前記ポンプの吐出圧力から目標圧力を減じた偏差が前記第２閾値よりも低くなると、前記モータの速度を前記正転領域に脱調前に遷移させる、
    　請求項２に記載のモータ駆動方法。
  4. 　前記モータが前記第２速度領域において略一定の速度で運転することを禁止する、
    　請求項３に記載のモータ駆動方法。
  5. 　前記モータの速度が前記第２速度領域に遷移してから前記モータが脱調するまでの時間以内に、前記モータの速度を前記第２速度領域から前記第１速度領域に遷移させる、
    　請求項４に記載のモータ駆動方法。
  6. 　前記時間は、１秒である、
    　請求項５に記載のモータ駆動方法。
  7. 　前記ポンプの吐出圧力を目標圧力に近づける原指令速度を生成し、前記原指令速度が前記第２速度領域にいるあいだ前記原指令速度を前記第１速度領域に遷移させる、請求項３から６のいずれか一項に記載のモータ駆動方法。
  8. 　前記ポンプの吐出圧力を目標圧力に近づける原指令速度を生成し、
    　前記第１速度領域は、前記正転領域と、前記モータが逆転する逆転領域と、を含み、
    　前記モータの速度が前記正転領域のときに前記ポンプの吐出圧力から目標圧力を減じた偏差が前記第１閾値を超えると、前記原指令速度を前記逆転領域に遷移させる、請求項３から７のいずれか一項に記載のモータ駆動方法。
  9. 　前記ポンプの吐出圧力を目標圧力に近づける原指令速度を生成し、
    　前記第１速度領域は、前記正転領域と、前記モータが逆転する逆転領域と、を含み、
    　前記モータの速度が前記第２速度領域あるいは前記逆転領域のときに前記ポンプの吐出圧力から目標圧力を減じた偏差が前記第２閾値よりも低くなると、前記原指令速度を前記正転領域に遷移させる、請求項３から７のいずれか一項に記載のモータ駆動方法。
  10. 　前記モータ駆動装置が前記モータを駆動する際に前記モータから出力できる最大のトルクを最大出力トルクとすると、
    　前記モータの速度が前記第２速度領域において、前記モータの出力トルクを前記最大出力トルクよりも低下させる、
    　請求項１から９のいずれか一項に記載のモータ駆動方法。
  11. 　前記モータの電流あるいは電圧の高調波成分のうち、前記モータの回転に依存しない周波数は、前記第１速度領域と前記第２速度領域とで略一致する、
    　請求項１０に記載のモータ駆動方法。
  12. 　前記モータの速度が前記第２速度領域において、前記モータのトルク定数は制御されている状態である、
    　請求項１０又は１１に記載のモータ駆動方法。
  13. 　前記モータの回転位置を検出する位置センサを使用せずに前記モータを制御する、請求項１から１２のいずれか一項に記載のモータ駆動方法。
  14. 　同期機であるモータへの供給電力を調整するインバータと、
    　前記インバータを制御するコントローラと、を備え、
    　前記モータを略一定の速度で運転可能な速度領域を、第１速度領域とし、前記第１速度領域よりも低い、ゼロ速度を含む速度領域を、第２速度領域とするとき、
    　前記コントローラは、前記モータの速度を前記第２速度領域から前記第１速度領域に脱調前に遷移させる、モータ駆動装置。
  15. 　前記モータの回転位置を検出する位置センサを使用せずに前記モータを制御する、請求項１４に記載のモータ駆動装置。
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