JP2010142031A - 磁石モータの速度制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、磁石モータの速度制御方式に係わり、モータの限界トルク付近においても、高安定・高効率・高応答な制御特性を実現する磁石モータの速度制御装置を提供できる。
【解決手段】
モータの出力可能なトルク最大値（あるいはｑ軸電流）よりも過大なトルク指令値（あるいはｑ軸の電流指令値）が要求された場合、ｑ軸の電流指令値がリミット（制限）値まで増加しないように、速度制御の入力を制限する。
【効果】
本発明によれば、高安定，高効率，高応答な特性を有する磁石モータの制御装置を提供できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、磁石モータの速度制御の技術に関するものである。

高速回転域のドライブ技術としては、特許文献１に記載のように、磁石モータを駆動する電力変換器への入力電圧と磁石モータへの電圧指令値から電圧飽和の度合いである電圧飽和率を演算して、この電圧飽和率が電圧飽和率設定値よりも小さくなるまで外部から与えられる回転速度目標値を下げる保護制御を行っている方法が記述されている。

特開２００５−３３９５７号公報

特許文献１に記載の方法は、制御の構成上、電圧飽和率が電圧飽和率設定値よりも小さく設定する必要があり、電圧飽和率を限界まで使い切ることができない、
つまり、モータに電力変換器の最大電圧をかけることができず、その結果、モータの限界トルクまで使い切ることができない問題があった。

これに対して、本発明の目的は、電圧飽和率を最大まで使い切り、モータの限界トルクまで、高安定・高効率・高応答を実現できる永久磁石モータの速度制御装置，エアコン、及びスクリュー圧縮器を提供することにある。

本発明は、ベクトル制御のｄ軸（磁束軸）およびｑ軸（トルク軸）の電圧指令値の位相角が所定値以上となった場合は、速度制御の出力であるｑ軸の電流指令値がリミット（制限）値まで増加しないように、速度制御の入力を制限することを特徴とするものである。

上記課題を達成するために、本発明は零であるｄ軸（磁束軸）の電流指令値および速度指令値と速度検出値の偏差から演算したｑ軸（トルク軸）の電流指令値と、ｄ軸およびｑ軸の電流検出値および速度検出値（あるいは速度推定値）に基づき、ｄ軸およびｑ軸の電圧指令値を演算し、該演算値に従い、永久磁石モータを駆動する変換器の出力電圧値を制御する磁石モータの速度制御装置において、モータの出力可能なトルク最大値（あるいはｑ軸電流）よりも過大なトルク指令値（あるいはｑ軸の電流指令値）が要求された場合、ｑ軸の電流指令値がリミット（制限）値まで増加しないように、速度制御の入力を制限することを特徴とするものである。

また、上記課題を達成するために、本発明は零であるｄ軸（磁束軸）の電流指令値および速度指令値と速度検出値の偏差から演算したｑ軸（トルク軸）の電流指令値と、ｄ軸およびｑ軸の電流検出値および速度検出値（あるいは速度推定値）に基づき、ｄ軸およびｑ軸の電圧指令値を演算し、磁石モータを駆動する電力変換器の出力電圧値が制限された場合は、ｑ軸の電流指令値と電流検出値との偏差により、位相指令値を修正し、変換器の出力電圧値を制御するベクトル制御装置において、モータの出力可能なトルク最大値（あるいはｑ軸電流）よりも過大なトルク指令値（あるいはｑ軸の電流指令値）が要求された場合、ｑ軸の電流指令値がリミット（制限）値まで増加しないように、速度制御の入力を制限することを特徴とするものである。

更に、本発明は磁石モータの速度制御装置において、速度制御の入力の制限のために、速度制御演算に入力する第２の速度指令値が、速度検出値（あるいは速度推定値）に一致するように速度補正量を演算し、該演算値を上位から与えられる第１の速度指令値から減算し、第２の速度指令値を作成することを特徴とするものである。

更に、本発明は磁石モータの速度制御装置において、速度制御の入力の制限のために、速度制御演算に入力する第２の速度検出値が、第１の速度指令値に一致するように速度補正量を演算し、速度検出値に加算し、第２の速度検出値を作成することを特徴とするものである。

更に、本発明は磁石モータの速度制御装置において、速度補正量は、速度制御演算に入力する第２の速度指令値と速度検出値（あるいは速度推定値）の偏差あるいは、第２の速度検出値と第１の速度指令値の偏差を、比例・積分演算により作成することを特徴とするものである。

更に、本発明は磁石モータの速度制御装置において、速度入力の制限のために、速度制御演算の積分制御、あるいは比例・積分制御に入力する速度指令値と速度検出値（あるいは速度推定値）の偏差の正側を零に制限することを特徴とするものである。

更に、本発明は磁石モータの速度制御装置において、過大なトルク指令値（あるいはｑ軸の電流指令値）が要求された場合の判定として、ｄ軸およびｑ軸の電圧指令値の位相角が７０度以上となる場合であることを特徴とするものである。

更に、本発明は磁石モータの速度制御装置において、電力変換器の出力電圧値が制限された場合の判定として、出力電圧値（あるいは電圧指令値）の平均と直流電圧値との比率が「１」となる場合であることを特徴とするものである。

更に、本発明は上述した磁石モータの速度制御装置をエアコンに適用したものである。

更に、本発明は上述した磁石モータの速度制御装置をスクリュー圧縮機に適用したものである。

本発明は、磁石モータの速度制御方式に係わり、モータの限界トルクまで、高安定・高効率・高応答を実現できる永久磁石モータの速度制御装置を提供できる。

以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。

＜第１の実施例＞
図１は、本発明の一実施例である磁石モータの速度制御装置の構成例を示す。

磁石モータ１は、永久磁石の磁束によるトルク成分と電機子巻線のインダクタンスによるトルク成分を合成したモータトルクを出力する。

電力変換器２は、３相交流の電圧指令値ｖ_u ^*，ｖ_v ^*，ｖ_w ^*に比例した電圧を出力し、磁石モータ１の出力電圧と回転数を可変する。

直流電源３は、電力変換器２に直流電圧Ｅ_DCを供給する。

電流推定部４は、電力変換器２の過電流検出用に取り付けているワンシャント抵抗Ｒ_Sに流れる直流電流Ｉ_DCから、３相の交流電流（ｉ_u，ｉ_v，ｉ_w）を再現し、ｉ_u＾，ｉ_v＾，ｉ_w＾を出力する。

座標変換部５は、前記３相の交流電流の再現値ｉ_u＾，ｉ_v＾，ｉ_w＾と位相推定値θ_dcを用いて、ｄ軸およびｑ軸の電流検出値Ｉ_dc，Ｉ_qcを演算し、出力する。

軸誤差推定部６は、電圧指令値Ｖ_dc ^**，Ｖ_qc ^**，速度推定値ω_1c，電流検出値Ｉ_dc，Ｉ_qcおよびモータ定数に基づいて、位相推定値θ_dcとモータの位相値θ_dとの偏差である軸誤差Δθの推定演算を行い、推定値Δθ_cを出力する。

速度推定部７は、「０」である軸誤差の指令値Δθ_c ^*と軸誤差の推定値Δθ_cとの偏差を比例演算あるいは比例＋積分演算し、速度推定値ω_1cを出力する。

位相推定部８は、速度推定値ω_1cを積分して位相推定値θ_dcを出力する。

速度制御演算部９は、第２の速度指令値ω^*に速度推定値ω_1cが追従するように、比例・積分演算を行い、ｑ軸の電流指令値Ｉ_q ^*を出力する。

速度指令修正演算部１０は、第２の速度指令値ω^*と速度推定値ω_1cの速度偏差値Δωと電圧位相制限フラグδｌｍｔ_flgに基づいて、速度補正値Δω^*を出力する。

加算部１１は、上位から与えられる第１の速度指令値ω₀ ^*に速度補正値Δω^*を加算し、第２の速度指令値ω^*を出力する。

ｄ軸電流制御演算部１２は、条件により以下の動作を行う。電圧値制限フラグＶｌｍｔ_figが「０」の場合：
「０」である第１のｄ軸の電流指令値Ｉ_d ^*にｄ軸の電流検出値Ｉ_dcが追従するように比例・積分演算を行いΔＩ_d ^**を演算し、第２のｄ軸の電流指令値Ｉ_d ^**として出力する。

電圧値制限フラグＶｌｍｔ_figが「１」の場合：
ΔＩ_d ^**の更新を行わず前回値を保持し、出力する。

ｑ軸電流制御演算部１３は、条件により以下の動作を行う。

電圧値制限フラグＶｌｍｔ_figが「０」の場合：
速度制御演算部９の出力である第１のｑ軸の電流指令値Ｉ_q ^*にｑ軸の電流検出値Ｉ_qcが追従するように比例・積分演算を行いΔＩ_q ^**を演算し、Ｉ_q ^*に加算して、第２のｑ軸の電流指令値Ｉ_q ^**を出力する。

電圧値制限フラグＶｌｍｔ_figが「１」の場合：
ΔＩ_q ^**の更新を行わず前回値を保持し、Ｉ_q ^*に加算して、第２のｑ軸の電流指令値Ｉ_q ^**を出力する。

位相誤差指令演算部１４は、条件により以下の動作を行う。

電圧値制限フラグＶｌｍｔ_figが「０」の場合：
位相誤差の指令値Δθ_e ^*を「０」として出力する。

電圧値制限フラグＶｌｍｔ_figが「１」の場合：
速度制御演算部９の出力である第１の軸の電流指令値Ｉ_q ^*にｑ軸の電流検出値Ｉ_qcが追従するように比例・積分演算を行い、位相誤差の指令値Δθ_e ^*を出力する。

ベクトル制御演算部１５は、磁石モータ１の電気定数と第２の電流指令値Ｉ_d ^**，Ｉ_q ^**，速度推定値ω_1c，位相誤差の指令値Δθ_e ^*に基づいて、電圧指令値Ｖ_dc ^**，Ｖ_qc ^**を演算し、出力する。

電圧制限検出部１６は、ｄ軸およびｑ軸の電圧指令値Ｖ_dc ^**，Ｖ_qc ^**と直流電圧値Ｅ_DCに基づいて、電圧値制限フラグＶｍｔ_figと電圧位相制限フラグδｍｔ_flgを出力する。

座標変換部１７は、ｄ軸およびｑ軸の電圧指令値Ｖ_dc ^**，Ｖ_qc ^**と位置推定値θ_dcを用いて、３相交流の電圧指令値ｖ_u ^**，ｖ_v ^**，ｖ_w ^**を出力する。

次に、基本となるベクトル制御方式の電圧制御と位相制御の基本動作について説明する。

電圧制御の基本動作は、
図１中の電圧制限検出部１６において、
（数１）により、ｄ軸およびｑ軸の電圧指令値Ｖ_dc ^**，Ｖ_qc ^**を用いて、電圧値Ｖ^*を演算する。

さらに、Ｖ^*と直流電圧値Ｅ_DCを用いて、（数２）に従い、電圧値制限フラグＶｌｍｔ_flgを作成する。

ｄ軸電流制御演算部１２とｑ軸電流制御演算部１３では、（数３）に従い、第１の電流指令値Ｉ_d ^*，Ｉ_q ^*に、電流検出値Ｉ_dc，Ｉ_qcが追従するように、第２の電流指令値Ｉ_d ^**，Ｉ_q ^**を出力する。

ベクトル制御演算部１５では、第２の電流指令値Ｉ_d ^**，Ｉ_q ^**と磁石モータ１の定数および速度推定値ω_1cを用いて、電圧指令値Ｖ_dc ^**，Ｖ_qc ^**を（数４）に従い演算する。

ここに、
Ｒ：抵抗値
Ｌ_d：ｄ軸インダクタンス値、Ｌ_q：ｑ軸インダクタンス値
Ｋ_e：誘起電圧係数 ＊：設定値
さらに、上記（数４）と位相誤差の指令値Δθ_e ^*を用いて、新しい電圧指令値であるＶ_dc ^**，Ｖ_qc ^**を（数５）に従い演算し、電力変換器２の出力電圧を制御する。

本制御方式は、位相誤差の指令値Δθ_e ^*により、Ｉ_d ^*を「０」設定のままで、高速域のトルク範囲を拡大する「弱め界磁制御運転」を行うことができる。

この方法を用いることで、電圧飽和率を限界まで使用することができる。

一方、従来の位相制御の基本動作については、軸誤差推定部６において、電圧指令値Ｖ_dc ^**，Ｖ_qc ^**と電流検出値Ｉ_dc，Ｉ_qc，速度推定値ω_1cおよび磁石モータ１の定数を用いて、位相推定値θ_dcとモータ位相値θ_dの偏差である軸誤差値Δθ（＝θ_dc−θ_d）の推定演算を（数６）により行う。

また、速度推定部７では、軸誤差の推定値Δθ_cが「０」となるように、比例・積分演算を行い、速度推定値ω_1cを制御している。

位相推定部８では、速度推定値ω_1cを積分して、位相推定値θ_dcを制御する。

以上が、従来における電圧制御と位相制御の基本動作である。

次に、本発明の「速度指令修正演算部１０」を用いない場合（Δω^*＝０）の制御特性について述べる。

図２に、台形波の速度指令値ω^*を与えた場合の運転特性を示す。

１００％の負荷トルクを与えた状態で、加減速運転を行っている状態である。

上段に、第１の速度指令値ω₀ ^*と速度推定値ω_1cの波形を、下段には、ｑ軸の電流指令値Ｉ_q ^*の波形を示している。

速度指令値ω₀ ^*を所定の加速レートで、Ａ点からＣ点まで増加させているが、加速途中のＢ点において、速度ωは停滞している。

これは、Ｂ点以上の速度域では、負荷トルク１００％をかけられず、磁石モータ１の出力が限界トルクまで到達することを意味している。

このため、速度指令値ω₀ ^*を減速させれば、再び速度ωはω₀ ^*に追従するようになる。しかし、磁石モータ１の出力が限界トルクまで到達している期間に、速度偏差値Δωが定常的に発生しているため、速度制御演算部９の積分動作により、Ｉ_q ^*は制限値Ｉ_q ^* _maxまで発散してしまう。このため、Ｄ点付近において、速度の追従特性が劣化する問題がある。

これにより、速度制御演算部９の制御ゲインが低い場合は、さらに追従性が悪化し、過電流トリップによる運転停止に至る場合がある。

次に、本発明の特徴である「速度指令修正演算部１０」，「電圧制限検出部１６」についての説明を行う。

この２つを追加することにより、磁石モータ１が限界トルクまで到達した場合には、速やかに速度指令値ω₀ ^*を速度ωまで減少させ、ｑ軸の電流指令値Ｉ_q ^*の発散を防止することができる。

図３に示す電圧制限検出部１６について説明を行う。

ｄ軸およびｑ軸の電圧指令値Ｖ_dc ^**，Ｖ_qc ^**と直流電圧値Ｅ_DCを用いて、
（１）弱め界磁制御への切換えに用いる信号：Ｖｌｍｔ_flg
Ｖｌｍｔ_flg＝「０」：通常の電流制御を行う、Ｖｌｍｔ_flg＝「１」：弱め界磁制御を行う、
（２）磁石モータ１が限界トルクに到達することを検出する信号：δｌｍｔ_flg
δｌｍｔ_flg＝「０」：限界トルク未満、δｌｍｔ_flg＝「１」：限界トルク到達
を作成する。

電圧指令値Ｖ_dc ^**，Ｖ_qc ^**は、出力電圧演算部１６１に入力され、（数７）に従い、信号Ｖ^*が演算される。

この信号Ｖ^*と信号Ｅ_DCは比較部１６２に入力され、前述の（数１）に従い、「０」あるいは「１」の電圧値制限フラグＶｌｍｔ_flgを出力する。

また、電圧指令値Ｖ_dc ^**，Ｖ_qc ^**は１６３にも入力され、（数８）に従い、電圧指令値Ｖ_dc ^**とＶ_qc ^**の位相角である電圧位相δを演算する。

信号δｌｍｔ１６４は、限界トルク時における電圧位相の値を示すものである。

この信号δｌｍｔ１６４について説明する。

図４には、モータ速度ωと限界トルクおよび電圧位相（限界トルク時）の関係を示す。

モータ速度が大きくなるに連れて、限界トルクは小さくなり、（数８）で示す電圧位相は大きくなることが分かる。

つまり、電圧位相δの大きさで、磁石モータの出力が限界トルクに到達したか検出（推定）することができる。この判定値が信号δｌｍｔ１６４であり、数値解析や実機試験により、事前に調べて設定すれば良いものである。

もし、直流電圧Ｅ_dcの大きさが略一定値であれば、最大速度・限界トルク時における電圧位相の値を信号δｌｍｔとして設定してもよい。

Ｅ_DCの大きさが頻繁に変化する場合には、Ｅ_DCにより信号δｌｍｔを読み出すマップにして、出力するのも良い。

信号δと信号δｌｍｔは比較部１６５に入力され、（数９）に従い、「０」あるいは「１」の電圧位相制限フラグδｌｍｔ_flgを出力する。

図５に示す速度指令修正演算部１０について説明を行う。

速度偏差値Δωと上述の電圧位相制限フラグδｌｍｔ_flgは切換部１０１に入力され、（数１０）に従い出力信号が選択される。

切換部１０１の出力信号は、比例定数がＫ_pである比例演算部１０２と積分定数がＫ_iである積分演算部１０３に入力され、１０２と１０３の出力信号の加算値が、速度補正値Δω^*として出力される。

つまり、
δｌｍｔ_flg＝「０」：限界トルク未満なので、速度指令値の修正無し（Δω^*＝０）
δｌｍｔ_flg＝「１」：限界トルク到達なので、速度指令値の修正有り（Δω^*を演算）
を行っている。

加算部１１において、第１の速度指令値ω₀ ^*と速度補正値Δω^*を用いて、（数１１）に従い、第２の速度指令値ω^*を演算し、速度制御演算部９への入力信号となる。

図６に、本発明の「速度指令修正演算部１０」，「電圧制限検出部１６」を用いた場合の制御特性を示す。

図２に示した従来では、加速途中のＢ点以上においては、速度ωが停滞し、ｑ軸の電流指令値Ｉ_q ^*が発散したが、本発明では、第１の速度指令値ω₀ ^*を第２の速度指令値ω^*まで減速させることにより、Ｉ_q ^*の発散が防止され、その結果、Ｄ点付近においても追従性の良い特性を実現できている様子が分かる。

＜第２の実施例＞
第１の実施例では、速度補正値Δω^*を用いて、第１の速度指令値ω₀ ^*を修正する方式であったが、Δω^*を用いて速度推定値ω_1cの修正を行っても良い。

図７に、この実施例を示す。

図において、１〜１０，１２〜１７は、図１のものと同一物である。

減算部１１ａは、速度推定値ω_1cと速度補正値Δω^*を用いて、（数１２）に従い、第２の速度推定値ω_1c ^′を出力する。

この第２の速度推定値ω_1c ^′を、速度制御演算部９への入力信号としても、前記実施例と同様に動作し、同様の効果が得られることは明らかである。

＜第３の実施例＞
図８は、本発明の他の実施例を示す。

第１，２の実施例では、速度補正値を用いて第１の速度指令値あるいは速度検出値を修正したが、本実施例では、電圧位相が制限された情報を用いて、速度制御演算部の入力信号を制限する。

図において、１〜８，１０〜１７は、図１のものと同一物である。

速度制御演算部９ａは、速度偏差値Δωと電圧位相制限フラグδｌｉｍ_flgを用いて、ｑ軸の電流指令値Ｉ_q ^*を出力する。

次に、図９を用いて、速度制御演算部９ａを説明する。

速度偏差制限部９ａ１には、速度偏差値Δωが入力され、（数１３）に従い、信号が出力される。

速度偏差値Δωと信号Δω^′および電圧位相制限フラグδｌｍｔ_flgは、切換部９ａ２に入力され、（数１４）に従い出力信号が選択される。

切換部９ａ２の出力信号は、比例定数がＫ_p1である比例演算部９ａ３と積分定数がＫ_i1である積分演算部９ａ４に入力され、９ａ３と９ａ４の出力信号の加算値が、ｑ軸の電流指令値Ｉ_q ^*として出力される。

つまり、本実施例では、
δｌｍｔ_flg＝「０」：限界トルク未満なので、Ｉ_q ^*の修正無し（制限なし）
δｌｍｔ_flg＝「１」：限界トルク到達なので、Ｉ_q ^*の修正有り（正側の入力を制限）
を行っている。

前記実施例と同様に動作し、同様の効果が得られることは明らかである。

なお、本実施例では、δｌｍｔ_flg＝「１」の場合、比例演算部９ａ３と積分演算部９ａ４の両方に入力する信号の正側を制限しているが、積分演算部９ａ４の入力信号だけ、正側を制限してもよい。

＜第４の実施例＞
図１０は、本発明の他の実施例を示す。

本実施例は、エアコンに、本発明を適用したものである。

図において、構成要素の１〜１７は、図１のものと同一物である。

以下、エアコン１８の構成について説明する。

エアコン１８は、室内機１８１と室外機１８２および配管１８３から構成されている。

室外機１８２の中では、電力変換器コントローラ１８２ａにより磁石モータ１８２ｂを制御し、冷媒を圧縮する圧縮機１８２ｃを駆動する。

図１の１〜１７までの構成要素は、ソフトウェアー，ハード回路により実装されている。

このように、本発明をエアコンに適用すれば、高効率・高応答な制御特性を実現することができる。

＜第５の実施例＞
図１１は、本発明の他の実施例を示す。

本実施例は、スクリュー圧縮機に、本発明を適用したものである。

図において、構成要素の１〜１７は、図１のものと同一物である。

スクリュー圧縮機１９の構成について説明する。

磁石モータ１を含むスクリュー圧縮機１９２は、操作パネル１９１より速度指令値ω^*が入力され、電力変換器コントローラ１９３により制御駆動される。

図１の１〜１７までの構成要素は、ソフトウェアー，ハード回路により実装されている。

このように、本発明をスクリュー圧縮機に適用すれば、高効率・高応答な制御特性を実現することができる。

尚、ここまでは、第１から第３の実施例において、第１の電流指令値Ｉ_d ^*，Ｉ_q ^*と電流検出値Ｉ_dc，Ｉ_qcから、第２の電流指令値Ｉ_d ^**，Ｉ_q ^**を作成し、この第２の電流指令値を用いてベクトル制御演算を行ったが、第１の電流指令値Ｉ_d ^*，Ｉ_q ^*と電流検出値Ｉ_dc，Ｉ_qcから、電圧補正値ΔＶ_d，ΔＶ_qを作成し、この電圧補正値と、第１の電流指令値Ｉ_d ^*，Ｉ_q ^*，速度推定値ω_1c，磁石モータ１の定数を用いて、（数１５）に従い電圧指令値Ｖ_dc ^**，Ｖ_qc ^**を演算するベクトル制御方式にも適用することはできる。

また、第１から第３の実施例では、電力変換器２の過電流検出用に取り付けているワンシャント抵抗Ｒ_Sに流れる直流電流Ｉ_DCから、３相のモータ電流を再現し、この再現電流ｉ_u＾，ｉ_v＾，ｉ_w＾を制御に用いたが、電流検出器で直接検出した交流電流ｉ_u〜ｉ_wを適用することもできる。

さらに、第１から第３の実施例では、磁石モータ１の位置情報を省略した位置センサレス制御を用いたが、直接位置を検出できるエンコーダ，レゾルバ，磁極位置センサなどで検出した位置θを適用することもできる。

この場合、速度ωは、（数１６）に従い演算すれば良い。

本発明によれば、高安定，高効率な磁石モータを提供することが実現できる。

本発明の一実施例を示す磁石モータの速度制御装置の構成図。 本発明を用いない場合の加減速運転の特性図。 本発明の特徴である電圧制限検出部の構成図。 モータ速度と限界トルクおよび電圧位相の関係図。 本発明の特徴である速度指令修正演算部の構成図。 本発明の一実施例を用いた場合の加減速運転の特性図。 本発明の他の実施例を示す磁石モータの速度制御装置の構成図。 本発明の他の実施例を示す磁石モータの速度制御装置の構成図。 本発明の特徴である速度制御演算部の構成図。 本発明をエアコンに適用した磁石モータの速度制御装置の構成図。 本発明をスクリュー圧縮機に適用した磁石モータの速度制御装置の構成図。

符号の説明

１ 磁石モータ
２ 電力変換器
３ 直流電源
４ 電流推定部
５，１７ 座標変換部
６ 軸誤差推定部
７ 速度推定部
８ 位相推定部
９ 速度制御演算部
１０ 速度指令修正演算部
１１ 加算部
１１ａ 減算部
１２，１３ 電流制御演算部
１４ 位相誤差指令演算部
１５ ベクトル制御演算部
１６ 電圧制限検出部
ω₀ ^*，ω^* 速度指令値
Δω^* 速度補正値
ω_1c，ω_1c′ 速度推定値
Δω 速度偏差値
Ｉ_d ^*，Ｉ_d ^**，Ｉ_q ^*，Ｉ_q ^** 電流指令値
θ_dc 位相推定値
Δθ_e ^* 位相誤差の指令値
Δθ_c 推定値
Ｖ_dc ^**，Ｖ_qc ^** 電圧指令値
δｌｍｔ_flg 電圧位相制限フラグ
Ｖｌｍｔ_flg 電圧値制限フラグ

Claims (10)

1. 零であるｄ軸（磁束軸）の電流指令値および速度指令値と速度検出値の偏差から演算したｑ軸（トルク軸）の電流指令値と、
   ｄ軸およびｑ軸の電流検出値および速度検出値（あるいは速度推定値）に基づき、ｄ軸およびｑ軸の電圧指令値を演算し、該演算値に従い、永久磁石モータを駆動する変換器の出力電圧値を制御する磁石モータの速度制御装置において、
   モータの出力可能なトルク最大値（あるいはｑ軸電流）よりも過大なトルク指令値（あるいはｑ軸の電流指令値）が要求された場合、
   ｑ軸の電流指令値がリミット（制限）値まで増加しないように、速度制御の入力を制限することを特徴とする磁石モータの速度制御装置。
2. 零であるｄ軸（磁束軸）の電流指令値および速度指令値と速度検出値の偏差から演算したｑ軸（トルク軸）の電流指令値と、
   ｄ軸およびｑ軸の電流検出値および速度検出値（あるいは速度推定値）に基づき、ｄ軸およびｑ軸の電圧指令値を演算し、磁石モータを駆動する電力変換器の出力電圧値が制限された場合は、ｑ軸の電流指令値と電流検出値との偏差により、位相指令値を修正し、変換器の出力電圧値を制御する磁石モータの速度制御装置において、
   モータの出力可能なトルク最大値（あるいはｑ軸電流）よりも過大なトルク指令値（あるいはｑ軸の電流指令値）が要求された場合、
   ｑ軸の電流指令値がリミット（制限）値まで増加しないように、速度制御の入力を制限することを特徴とする磁石モータの速度制御装置。
3. 請求項１，２における速度制御の入力の制限のために、
   速度制御演算に入力する第２の速度指令値が、速度検出値（あるいは速度推定値）に一致するように速度補正量を演算し、該演算値を上位から与えられる第１の速度指令値から減算し、第２の速度指令値を作成することを特徴とする磁石モータの速度制御装置。
4. 請求項１，２における速度制御の入力の制限のために、
   速度制御演算に入力する第２の速度検出値が、第１の速度指令値に一致するように速度補正量を演算し、速度検出値に加算し、第２の速度検出値を作成することを特徴とする磁石モータの速度制御装置。
5. 請求項３，４における速度補正量は、
   速度制御演算に入力する第２の速度指令値と速度検出値（あるいは速度推定値）の偏差あるいは、第２の速度検出値と第１の速度指令値の偏差を、
   比例・積分演算により作成することを特徴とする磁石モータの速度制御装置。
6. 請求項１，２における速度入力の制限のために、
   速度制御演算の積分制御、あるいは比例・積分制御に入力する速度指令値と速度検出値（あるいは速度推定値）の偏差の正側を零に制限することを特徴とする磁石モータの速度制御装置。
7. 請求項１，２における過大なトルク指令値（あるいはｑ軸の電流指令値）が要求された場合の判定として、
   ｄ軸およびｑ軸の電圧指令値の位相角が７０度以上となる場合であることを特徴とする磁石モータの速度制御装置。
8. 請求項２における電力変換器の出力電圧値が制限された場合の判定として、
   出力電圧値（あるいは電圧指令値）の平均と直流電圧値との比率が「１」となる場合であることを特徴とする磁石モータの速度制御装置。
9. 請求項１から請求項８のいずれかの磁石モータの速度制御装置を適用したことを特徴とするエアコン。
10. 請求項１から請求項８のいずれかの磁石モータの速度制御装置を適用したことを特徴とするスクリュー圧縮機。

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