発明の名称 ： 電動機の制御装置

技術分野

[0001 ] 本願は、 回転機械を駆動する電動機の制御装置に関す るものであり、 電動 機のトルク脈動または速度脈動を抑制する装 置に関するものである。

背景技術

[0002] 電動機自身及び電動機を駆動するインバータ に起因して、 電動機の出力卜 ルクに脈動が発生する。 電動機自身の要因としては、 ロータの永久磁石によ り各相の電機子巻線の磁束に空間高調波成分 が重畳されること、 各相の電機 子巻線のインダクタンスに高調波が重畳され ること、 電動機のロータの極数 と固定子のスロッ ト数の最小公倍数からなるコギングトルクが 発生すること 、 更には電動機の構造的なアンバランスによる もの等が考えられる。

[0003] インバータが要因となる脈動発生原因として は、 インバータの出力電流を 検出する電流センサの誤差、 インバータの上アーム及び下アームスイッチ 間 の短絡を防止するデッ ドタイムによるものが考えられる。 電動機の構造をエ 夫することにより トルク脈動を低減できるが、 設計的限界及び高コスト化に よる弊害も存在する。 このため制御によって電動機の脈動を抑制す るのがコ スト的に有利である。

[0004] 従来の制御による電動機の脈動抑制技術とし て、 エンコーダ又はレゾルバ 等の検出装置を用いて電動機の回転角速度を 検出し、 角速度の脈動成分を抽 出し、 抽出された角速度脈動成分を抑制することに より電動機の軸に発生す るトルク脈動を抑制する技術があった （特許文献 1参照） 。

[0005] また従来の電動機の脈動抑制技術としては、 電動機を駆動するインバータ の出力電圧と電流から回転角速度を取得し、 回転角速度を微分して角加速度 を取得し、 角加速度の基本波成分を抽出してその逆相を 平均電流指令に重畳 することで電動機のトルク脈動を抑制する技 術があった （特許文献 2参照） \¥0 2020/174884 2 卩（：17 2020 /000387 先行技術文献

特許文献

[0006] 特許文献 1 :特開 2 0 0 8 _ 7 9 4 7 7号公報

特許文献 2 :特開 2 0 0 4 _ 1 5 3 8 6 6号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0007] 上記特許文献 1 において、 エンコーダ等の検出装置を用いて電動機の回 転 角速度を検出して、 角速度の脈動成分抽出を行うことにより電動 機の脈動を 抑制する技術は、 高い分解性能を有するエンコーダ又はレゾル バ等の検出装 置を用いることにより電動機の角速度に重畳 される脈動を検出できる。 しか し高い性能を有する検出装置がシステムのコ ストを増加させるという問題が ある。 更には検出装置が故障した場合に 2重冗長の機能を保証できなくなる という問題があった。

この 2重冗長の機能については後に詳しく説明す� �。

[0008] 上記特許文献 2において、 インバータの出力電圧と電流を用いて電動機 の 回転角速度を取得し、 回転角速度を微分して角加速度を取得し、 更に角加速 度の基本波成分抽出を行うことによる電動機 の脈動抑制においては、 電動機 の特性が変動した場合に脈動抑制効果が低下 するという問題があった。

[0009] 本願は、 上記のような課題を解決するための技術を開 示するものであり、 システムのコストが増加すること、 並びに 2重冗長の機能問題、 更には脈動 抑制効果が低下するという問題を解決するた めになされたものである。 即ち 検出装置を用いる電動機の回転角速度の検出 と、 インバータの出力電圧と電 流を用いる回転角速度の推定とを組み合わせ ることにより電動機の回転角速 度を検出し、 電動機の角速度に重畳される脈動成分を抑制 することにより電 動機の脈動を抑制することを目的とするもの である。

課題を解決するための手段

[0010] 本願に開示される電動機の制御装置は、 電動機の回転指令値をべクトル制 \¥0 2020/174884 3 卩（：170? 2020 /000387

御における回転座標系の〇1軸電流指令値� �び 軸電流指令値に変換する電流 指令変換部と、

前記 軸電流指令値及び前記 9軸電流指令値に基づいて前記電動機の制御� � 行うインバータと、

前記電動機の回転角速度を検出する角速度検 出部と、

検出された回転角速度に重畳される脈動を抑 制するための指令補正値を生成 する補正指令生成部を備えたものであって、

前記角速度検出部は、 前記電動機の回転を検出する検出部の出力に 基づき前 記電動機の回転角速度を検出する回転速度計 算部と、 前記インバータの出力 電圧と電流とを用いて前記電動機の回転角速 度を推定する回転速度推定部を 有し、 前記回転速度推定部により推定された回転角 速度は前記回転速度計算 部により検出された回転角速度を用いて修正 されるものである。

発明の効果

［001 1］ 本願に開示される電動機の制御装置によれば 、 電動機の特性が変動した場 合にも電動機自身とインバータと負荷とに起 因して電動機の軸に発生する周 期的な脈動を抑制することができる。

図面の簡単な説明

［0012］ ［図 1］実施の形態 1 による電動機の脈動抑制手段を備えた制御装 置を示すブロ ック構成図である。

［図 2］電動機のトルク脈動の例を示す線図であ� �。

［図 3］電動機のトルクの脈動成分の一例を示す� �である。

［図 4］電動機の回転速度の検出例を示す線図で� �る。

［図 5］実施の形態 2による電動機の脈動抑制手段を備えた制御� �置を示すブロ ック構成図である。

［図 6］実施の形態 3による電動機の脈動抑制手段を備えた制御� �置を示すブロ ック構成図である。

［図 7］本願の比較例における電動機の脈動抑制� �置を示すブロック構成図であ る。 \¥0 2020/174884 4 卩（：170? 2020 /000387

［図 8］実施の形態 4による電動機の脈動抑制手段を備えた制御� �置を示すブロ ック構成図である。

［図 9］実施の形態 1 による電動機の制御装置の動作を実現させる ためのハード ウエア構成図である。

発明を実施するための形態

［0013］ 実施の形態 1 .

図 1は実施の形態 1 による電動機の脈動抑制手段を備えた制御装 置を示す ブロック構成図である。 本実施の形態による電動機の制御システムは 、 電流 指令変換部 1 と、 制御器 2と、 制御器 3と、 3匕〇/ 9座標変換部 4と、 インバータ 5と、 電動機 6及び負荷 7と、 座標変換部 1 1 と、 角速度検出部 9と、 補正指令生成部 1 0とを備えている。 そして電流指令変 換部 1は回転指令値であるトルク指令値丁* （あるいは速度指令値） をべクト ル制御における回転座標系の 軸電流成分 I 及び 軸電流成分丨 に変換 し、 その出力を 軸電流指令値及び 軸電流指令値とする。 制御器 2は後述 の電流補正値を重畳した丨 にインバータの電流検出値丨 3、 I 13から得た 9軸電流丨 ₉ を追従させる。 制御器 3は 軸電流指令値 I にインバータの電 流検出値丨 3、 丨 13から得た 軸電流丨 ₆ を追従させる。 3匕〇/〇1 座標変 換部 4は制御器 3の出力信号リ 制御器 2の出力信号リ ₉ を静止座標系の信 号リ ₃ 、 リ _|3 、 リ。に変換する。 インバータ 5は信号リ ₃ 、 リ _|3 、 リ。により制御 される。 電動機 6及び負荷 7はインバータ 5の出力電圧と電流により駆動さ れる。 1はインバータ 5の出力電流丨 3、 丨 13を 回転座標系の電流し、 丨 ₉ に変換する。 角速度検出部 9は電動機 6の回転角 速度を検出する。 補正指令生成部 1 〇は検出された角速度に重畳される速度 脈動を抑制するための指令補正値を生成する 。

［0014］ 又制御器 2、 3等により電流制御部 8が構成されている。 又図 1 には出力 電流丨 3、 丨 匕のみが記載されているが、 インバータ 5が出力する電流は 3 相であり、 丨 〇も存在する。 但し 丨 3、 丨 13、 I 〇の間の関係には丨 〇 = - I 3 - I 13の関係があるので、 二相の検出のみで良い。 又㊀〇!は制御器 3に 対する入力値であり、 e d = 丨 _d *— 丨 _d である。 同様に e qは制御器 2に対す る入力値である。 又制御器 2、 3としては P I (P RO PORT I ONAL I NT EGRAL) 制御器等が該当する。

図 9は実施の形態 1 による電動機の制御装置の動作を実現させる ためのハ —ドウェア構成図である。 図 9において、 制御装置は、 プロセッサおよびメ モリを有するマイクロコントローラ (MCU (M I CRO CONT ROL U N I T) ) 34を備えている。 マイクロコントローラ 34は、 電流セン サ 40によって検出された電流検出値 I a、 I bと、 角速度検出部 9によっ て検出された回転速度 c〇4と、 上位のコントローラから入力されるトルク指 令値 T*を受け取り、 電圧の信号 u a、 u b、 u cをインバータ 5に出力する 。 上記メモリに保存されたプログラムを実行す るプロセッサにより図 1 に示 された電流制御部 8と角速度検出部 9と補正指令生成部 1 0を動作させる。

[0015] 次に電動機 6のトルク脈動の発生原因について説明する� � 電動機 6自身並 びにインバータ 5に起因して、 電動機 6の出カトルクに脈動が発生する。 電 動機 6自身による要因の 1つについて以下説明する。 電動機 6の口一夕の永 久磁石による磁束は電動機 6の固定子における各相の電機子巻線 (固定子巻 線) に対して歪みのない正弦波状に鎖交するので はなく、 空間高調波成分が 重畳される。 また、 電動機 6の電機子巻線のインダクタンスに磁気飽和� �発 生した場合、 磁気特性が非線形となることにより高調波成 分が電機子巻線の 磁束に重畳される。 この高調波成分の影響の程度は巻線方式 (集中巻と分布 巻) によって異なり、 集中巻の方が影響が大きくなる傾向にある。

[0016] 次に電動機 6自身による要因の 2つ目について説明する。 永久磁石式同期 電動機では、 永久磁石により無通電時にも電動機内に磁束 が通るため、 電動 機 6の電機子のスロッ ト及びティースと口一夕との相対位置関係に よって回 転方向に対して正又は負のトルクが発生する 。 このトルクはコギングトルク と呼ばれ、 回転時にはトルク脈動となる。 埋込型永久磁石式同期電動機では 口ータ構造に突極性を有するため影響が大き い。 コギングトルクはその発生 原理から、 ロータ極数とスロッ ト数の最小公倍数に基づいて発生する。 \¥0 2020/174884 6 卩（：170? 2020 /000387

電動機 6自身による要因の 3つ目としては、 電動機 6の構造的なアンバラ ンスを有する場合には極数およびスロッ ト数それぞれの倍数による次数の卜 ルク脈動が発生するものである。

[0017] 次にインバータ 5を要因とする出カトルクに発生する脈動に� �いて以下説 明する。 インバータ 5の出力電流を検出する電流センサ 4 0の誤差並びにイ ンバータ 5の上アーム及び下アームスイッチ間の短絡� �防止するデッ ドタイ ムが要因として考えられる。 インバータ 5の電流センサ 4 0の誤差にオフセ ッ ト誤差及びゲイン誤差がある。 これらの誤差を有する場合、 オフセッ ト誤 差により電動機 6の電気角周波数と同じ周波数を有する空間� �調波電流が回 転座標系の 軸電流及び 9軸電流に発生し、 ゲイン誤差からは 2倍の周波数 を有する高調波電流を生じる。 高調波電流によって電動機 6の出カトルクに は同期周波数の 1倍、 2倍とさらに高次のトルク脈動が引き起こさ� �る。 尚 電気角周波数について簡単に説明すると、 モータの軸の回転速度が一般的に 機械角周波数であり、 モータの構造によりインバータからモータに 流れ込む 電流の周波数は機械角周波数の倍数となり、 この周波数を電気角周波数とい う。

[0018] インバータ 5のデッ ドタイムを原因として主に 6倍周波数のトルク脈動が 発生する。 上記の要因が同時に発生することにより複数 の周波数成分が重な り合った複雑な波形となって現れる。 また、 電動機 6の負荷 7がエアコン又 はエレべータ等の場合、 電動機 6の軸回転に同期した周期的な負荷トルクの 変動によりロータが脈動する。

本実施形態に用いられる 4極 6スロッ トの永久磁石式同期電動機を例にし て、 低負荷時のトルクを図 2に示す。 図 3は図 2に示されたトルクをフーリ エ変換して電動機のトルクの脈動成分の一例 を示した図である。 図 3に示す ように、 6次と 1 2次のトルク脈動の割合が大きい。 トルクの脈動抑制を行 うには、 図 3に示すような脈動成分を抑制する必要があ� �。

[0019] 上記に示したような電動機 6のトルク脈動が発生する場合、 電動機 6の回 転速度にも脈動が発生する。 電動機 6のトルク脈動または速度脈動は振動、 \¥0 2020/174884 7 卩（：170? 2020 /000387

騒音、 並びにシステム運転特性悪化の一因となるた め、 電動機 6のトルク脈 動又は速度脈動を抑制する必要がある。 図 7は本願の比較例である電動機の 脈動抑制装置を示すブロック構成図である。 図 7に示された脈動抑制原理を 以下に記載する。 エンコーダ等の速度検出手段 2 8を用いて電動機の回転角 速度を検出して、 絶対位置検出部 2 9により位置を検出すると共に、 角速度 の脈動成分をフーリエ変換部 3 0またはフィルタにより抽出し、 抽出された 角速度の脈動成分の正負の逆を電流補償部 3 1 と補償演算要素 3 2とで生成 し、 その角速度の正負の逆を速度指令に重畳する ことにより電動機の脈動を 抑制する。 このような電動機の脈動抑制は、 高い分解性能を有するエンコー ダ又はレゾルバ等の検出手段を用いる必要が ある。

[0020] また別の参考例においては、 インバータの出力電圧と電流を用いて電動機 の回転角速度と回転位置を検出し、 回転角速度を微分して角加速度を求め、 角加速度の基本波成分を抽出して振幅を調整 してから、 平均電流指令に重畳 することで電動機の脈動を抑制する。 このような電動機の脈動抑制技術にお いては、 電動機の特性が変動した場合、 例えば電動機の内部温度が変動する ような場合に電動機のロータの永久磁石の磁 束変動に対応できなくなり、 電 動機の脈動抑制効果が低下するという問題が あった。

[0021 ] 次に本実施形態による電動機 6の脈動抑制技術について説明する。 まず、 電動機 6の角速度検出部 9の原理を説明する。 図 1の電動機 6の回転を検出 する検出部 1 7として、 低い分解性能を有するエンコーダ又はホール センサ 等を使用し、 検出部 1 7の出カパルスに基づき回転速度計算部 1 8により電 動機 6の回転角速度を検出する。

[0022] 次にインバータ 5の出力電圧と電流を用いる電動機 6の回転角速度の推定 原理について説明する。 下記の式 （1） に示すように、 回転速度推定部 2 0 はインバータ 5の出力電圧と電流とを用いて電動機 6の推定角速度 £〇 1 を推 定する。

£〇 1 = { V — （ 十 5 1_ ₉ ） } / 9 （[-（^ +中干） · · · （ 1） ここで符号 3は微分であり、 は口一夕の極対数である。 は電動機 6の各 \¥0 2020/174884 8 卩（：170? 2020 /000387

相の電機子巻線の抵抗であり、 1- 1- ₉ は電動機 6の各相の電機子巻線のイ ンダクタンスを回転座標系に変換した値であ り、 〇 _f は電動機 6の口一夕の永 久磁石による各相の電機子巻線への鎖交磁束 である。 電圧 V ₉ はインバータ 5 の出力であるが、 インバータ 5の出力電圧の検出が難しいためインバータ 5 用して次の式 （2） で取得する。

ここで、 I·! ₉ は制御器 2の出力である。

尚バス電圧 V ₆ はインバータ 5に接続する直流電源の電圧であり、 インバータ 5の入力側の直流母線間の電圧と同じもので� �る。

[0023] 1回転で単相に 3 6 0 0個のパルスを出力するやや高い分解性能を� �する エンコーダを用いた場合の本実施の形態に使 用する電動機の低回転時の回転 速度を図 4に示す。 検出部 1 7において低い分解性能を有するエンコーダ� � たはホールセンサまたはレゾルバを使用する 場合には、 検出部 1 7の出カパ ルスの個数は図 4に示されたものより少なくなる。 例えば検出部 1 7として ホールセンサを使用した場合、 一例として図 4の点八、 巳、 〇でおいてのみ ホールセンサからパルスを出力することとな り、 点八、 巳、 〇における回転 角速度のみを計算できることとなる。 従って低い分解性能の検出部のみを使 用する場合、 電動機 6の運転性能が悪化する。 ただし、 図 4の点八、 巳、 〇 の回転位置から算出される回転角速度は電動 機 6の実際の回転速度であり、 この回転角速度またはその平均値を基準値と して用いて良い。

[0024] —方式 （1） に示すように、 回転速度推定部 2 0においては、 電動機 6の 口ータによる各相の電機子巻線への鎖交磁束 〇 _f と各電機子巻線の抵抗 ₃ を 用いて計算する。 電動機 6の内部温度は鎖交磁束 0^への影響が特に大きいた め、 電動機 6の内部温度が変動した場合に式 （1） により推定された回転角 速度が変動する。

この推定回転角速度を修正するには、 前述の検出部 1 7により検出した回転 1周期毎の回転角速度 £〇 1 0の平均値〇）2に脈動角速度〇）3を合算させ 、 合 成部 2 3で生成された回転角速度〇）4を用いる。 \¥02020/174884 9 卩（：17 2020 /000387

[0025] この回転速度推定部 20による推定回転角速度の修正を次に説明す� ��。

合成部 23で生成した回転角速度〇） 4と回転速度推定部 20による推定角速 度〇） 1 との差〇）5を求め、 平均演算部 2 1 により回転 1周期毎の平均値〇） 6 を求め、 この平均値〇） 6が目標値 0になるように制御器 22により制御され て脈動角速度 £〇 3を生成する。

制御器 22の一般例として、 以下の （3） 式に示されるような P 丨制御を行 う P I （P RO PORT I ONAL I N T E G R A L） 制御器がある。

[0026] [数 1] 数 1

[0027] ここで、 1< _P と 1< _| は制御器の係数であり、 は時刻であり、 は入力値 である。

この脈動角速度 £〇 3を合成部 23で平均演算部 1 9で求められた平均値〇） 2 と合算して回転角速度 £〇4を生成する。

回転角速度 £〇 4から電気角速度変換部 1 2により電気回転角速度〇） 7を求め て、 積分器 1 3により電動機 6の回転位置 0 「を取得する。 尚前述したよう に、 回転角速度 £〇4は機械回転角速度であり、 電気回転角速度〇） 7とは下記 の関係がある。

〇〇 7 = 9 X〇〇 4

ここで、 は口一夕の極対数であり、 〇） 7と〇）4の単位は同じで、 r a d / 3である。

この回転位置 座標変換部 1 1 と 813〇 / ¢1 座標変換 部 4に用いる。

[0028] 次に、 電動機 6の速度脈動を抑制するための補正指令生成� � 1 0の動作を 説明する。 角速度検出部 9で取得した回転角速度〇）4を速度脈動抽出� �� 1 4 \¥0 2020/174884 10 卩（：170? 2020 /000387

に入力し、 速度脈動抽出部 1 4は抑制対象となる次数の脈動成分を抽出す� � 。 速度脈動抽出部 1 4においてはフーリエ変換を用いて、 抑制対象の次数成 分のみを抽出できる。 フーリエ変換を行うには速度データをある程 度多く使 う必要があるため、 フーリエ変換の演算時間が長くなり、 リアルタイム的な 脈動抑制には不利である。

[0029] そこでフーリエ変換の代わりに、 速度脈動抽出部 1 4においてバンドパス フィルタを用いても良い。 ただし、 電動機 6の回転速度が変化する場合、 可 変通過帯域のバンドパスフィルタを用いる必 要がある。

上記の抽出した速度脈動 （脈動成分） の振幅 3 IIを低減させ、 振幅 3 IIが 0になるように、 抽出した速度脈動の振幅 3 IIと目標値 0の差 （入力値） 6 IIを補正値生成部 1 5に入力し、 補正値生成部 1 5により制御されて電流補 正値丨 ^を生成する。 そして補正値生成部 1 5の出力である電流補正値 I ^ を電流重畳部 1 6により 9軸電流指令値丨 ₉ *に重畳して、 電流 I ₉ の 軸電流 指令値丨 ₉ * *を生成する。

補正値生成部 1 5の一般例として、 下記 （4） 式に示すような I制御を行 う 丨制御器がある。

[0030] [数 2] 数 2

[0031 ] ここで、 1< _P と 1< ,は制御器の係数であり、 は時刻、 ㊀ IIは入力値である 補正値生成部 1 5で丨 を得、 下記の式 （5） により電流補正値 I 〇を生成する。

ここで、 £0。は抑制したいトルク脈動の角速度 £0 _h に対する 9軸電流の角速度 である。 但しモータにより 5〇は初期位 \¥0 2020/174884 1 1 卩（：170? 2020 /000387

相角であり固定値である。

[0032] 上記の原理で電動機 6の速度に重畳される脈動を抑制して、 速度脈動を低 減すると共に電動機 6のトルク脈動をも低減する。

このような電動機 6の速度脈動抑制原理を用いて、 速度脈動抽出部 1 4で複 数の脈動成分を抽出して複数の脈動を同時に 抑制することができる。

更に補正値生成部 1 5で電流補正値 I を生成して 軸電流指令値 I ^に重 畳しても良い。 または補正値生成部 1 5で電流補正値 I I の両方を生 成して 9軸電流指令値丨 ₉ *、 軸電流指令値 I のそれぞれに重畳しても良 い。

[0033] 補正値生成部 1 5で電流補正値を生成する以外にも、 トルク補正値を生成 してトルク指令にトルク補正値を重畳するこ とにより電動機 6の脈動を抑制 することもできる。 または補正値生成部 1 5で速度補正値を生成して速度指 令に速度補正値を重畳することで電動機 6の脈動を抑制することもできる。 このように低い分解性能を有するエンコーダ またはホールセンサを用いて電 動機 6の回転速度を検出することと、 インバータ 5の出力電圧と電流を用い て電動機 6の回転速度の推定をすることとを組み合わ� �て、 電動機 6の速度 脈動を抑制することができる。 これによりシステムのコストを低減し、 更に 電動機 6のトルク脈動を低減することができる。

[0034] 実施の形態 2 .

図 5は実施の形態 2による電動機の脈動抑制手段を備えた制御� �置を示す ブロック構成図である。 図 5において、 補正指令生成部 1 0以外の構造は図 1 に示した構造と同一である。 又本実施形態の動作は、 補正指令生成部 1 0 の動作以外、 実施の形態 1で説明した電動機 6の電流制御と角速度検出部 9 の動作原理と同一である。

電動機 6に結合された負荷 7がエアコン又はエレべータ等の場合、 電動機

6の軸回転に同期した周期的な負荷トルク� �変動が発生し、 これにより口一 夕が脈動し、 ロータの回転速度の変動が発生するため、 電動機 6の角加速度 を抑制する必要がある。 \¥0 2020/174884 12 卩（：170? 2020 /000387

[0035] 図 5に示された補正指令生成部 1 0は、 角速度検出部 9で取得した角速度 £〇 4を角加速度抽出部 2 4で微分して角加速度《丁を求める。 そしてフーリ エ変換またはバンドパスフィルタにより、 角加速度《丁の脈動成分を抽出し て、 脈動成分の振幅 3 II 1が 0になるように補正値生成部 2 5において制御 されて電流補正値丨 ^を生成する。 この角加速度《丁の脈動の抽出は、 実施 の形態 1で述べた補正指令生成部 1 〇の原理と同一である。 角加速度《丁か らフーリエ変換またはバンドパスフィルタに より任意次数の脈動成分を抽出 して抽出脈動成分の振幅 3 II 1 を取得する。 抽出脈動成分の振幅 3 II 1 を低 減させ、 振幅 3 1が 0になるように制御することで、 電流補正値または卜 ルク補正値または速度補正値を生成して、 この補正指令を補正対象の指令に 重畳する。 図 5において 6 は目標値 0と 3 1 との差であり、 補正値生成 部 2 5である 丨制御器の入力値となる。

[0036] このように低い分解性能を有するエンコーダ またはホールセンサを用いて 電動機 6の回転速度の検出をすることと、 インバータ 5の出力電圧と電流を 用いて電動機 6の回転速度の推定をすることとを組み合わ� �て、 電動機 6の 角加速度脈動を抑制することができる。 特に負荷 7から電動機 6の軸に影響 する脈動を低減できる。

[0037] 実施の形態 3 .

図 6は実施の形態 3による同期電動機の脈動抑制手段を備えた� �御装置を 示すブロック構成図である。 図 6において、 角速度検出部 9以外の構成は図 1 に示した構成と同一である。

図 6に示す角速度検出部 9は回転角速度〇）4と推定角速度〇） 1の両方を出 力する以外は図 1 に示した角速度検出部 9と同一の動作を行う。

図 6に示された補正指令生成部 1 0としては図 1 に示された補正指令生成 部 1 0、 または図 5に示された補正指令生成部 1 0を用いる。 本実施の形態 においては、 角速度切替え部 2 6を追加する。

本実施の形態の動作については、 電流制御部 8の動作原理は実施の形態 1 で説明した原理と同一である。 補正指令生成部 1 0として図 1 に示した補正 \¥0 2020/174884 13 卩（：170? 2020 /000387

指令生成部 1 0を用いる場合、 図 1の補正指令生成部 1 0の動作原理と同一 となる。 補正指令生成部 1 0として図 5に示した補正指令生成部 1 0を用い る場合、 図 5の補正指令生成部 1 0の動作原理と同一となる。

[0038] 次に角速度切替え部 2 6の動作を説明する。 角速度検出部 9の検出部 1 7 の状態を監視して、 例えばパルスが検出部 1 7から正常に出なくなった場合 、 角速度切替え部 2 6により、 電流制御部 8及び補正指令生成部 1 0に用い る回転速度を回転角速度 £〇 4から速やかに推定角速度 £〇 1 に切り替える。 こ の角速度の切り替えにより、 角速度検出部 9の検出部 1 7が故障した場合、 図 6に示したシステム全体の動作を維持して、 システム全体の 2重冗長の機 能を保証できる。

即ち一方の検出部 1 7が故障しても他方の回転速度推定部 2 0の出力を利 用すれば良い。 このように低い分解性能を有するエンコーダ またはホールセ ンサを用いて電動機 6の回転速度の検出をすることと、 インバータ 5の出力 電圧と電流を用いて電動機 6の回転速度の推定をすることとを組み合わ� �、 更には検出部 1 7が故障した場合でも、 電動機 6の脈動を抑制することがで きる。 更にはシステム全体の 2重冗長の機能を保証できる。

[0039] モータ回転に、 エンコーダ等の検出手段を 2つ取り付けて、 常にエンコー ダの状態を監視して、 通常は 1つのエンコーダをモータの回転測定に使う� � 、 1つが故障した際に正常なもう 1つに切り替えて、 同時に警告を出して運 転の保全を保証するような 2重冗長機能確保が業界で採用されている。 一方 、 エンコーダ等の検出手段を 1つ取り付けて、 演算によるセンサーレス式の 回転速度検出手段をも備えて、 常に 2つの検出手段の状態を監視して、 エン コーダが故障した際に、 センサーレス式の回転速度検出に切り換える という ような方法もある。 本願は、 後述の 1つのエンコーダ等の検出手段とセンサ —レス式の回転速度検出とを用いる方法に少 々似ている。 本願は、 通常は低 い分解性能を有するエンコーダまたはホール センサ等の回転速度検出手段と センサーレス式の回転速度検出手段との組合 せを用いるが、 エンコーダ等が 故障した際に、 センサーレス式の回転速度検出手段のみの使 用に切り替える \¥0 2020/174884 14 卩（：170? 2020 /000387

ものである。

[0040] 実施の形態 4 .

図 8は実施の形態 4による電動機の脈動抑制手段を備えた制御� �置を示す ブロック構成図である。 図 8において、 補正値テーブル 3 3を設けると共に 補正指令生成部 1 〇を削除した以外の構成は図 1 に示した構成と同一である 。 本実施の形態の動作については、 電流制御部 8と角速度検出部 9の動作原 理は実施の形態 1で説明した原理と同一である。

図 8に示された補正値テーブル 3 3は事前に用意して、 補正指令生成部 1 0の代わりに、 補正値テーブル 3 3から 軸電流補正値または 9軸電流補正 値を読み出して、 ¢1軸電流指令値または 軸電流指令値に重畳する。

[0041 ] 次に補正値テーブル 3 3の作成方法について説明する。 補正値テーブル 3

3を下記の手順に従って作成する。

図 1 または図 5の制御構成で電動機 6を回転させて、 軸電流補正値また は 9軸電流補正値を回転条件とともに、 例えばバソコンのディスクメモリに 記録して保存する。

次に上記保存した電流補正値と回転条件を用 いて、 例えば表 1の補正値テ —ブル 3 3を作成する。 表 1はトルク指令値を回転条件として補正値テ� �ブ ル 3 3から電流補正値を読み出す例であり、 回転角速度〇） 1 または回転角速 度〇） 2と電流補正値とを記録して補正値テーブル 3 3を作成することもでき る。 また、 下記表 1 に示す補正値テーブル 3 3は電動機 6の回転速度の脈動 成分、 またはトルクリップルの脈動成分の 1つ （例えば 6次の脈動成分） を 抑制する場合の補正値テーブルを示している 。 複数の脈動成分を抑制する場 合、 回転条件と複数の脈動成分を抑制するそれぞ れの電流補正値とを記録し て、 補正値テーブル 3 3を作成する必要がある。

[0042] \¥0 2020/174884 15 卩（：170? 2020 /000387

[表 1 ] 表 1 補正値亍ーブル 330倒

[0043] 上記の補正値テーブル 3 3を事前に用意して、 図 8の制御構成で電動機 6 の回転時に上記補正値テーブル 3 3から 軸電流補正値または 9軸電流補正 値を読み出して、 ¢1軸電流指令値丨 ₆ *または 軸電流指令値丨 ₉ *に重置して 電動機 6の回転速度またはトルクの脈動を抑制する� �

[0044] その他上記した構成部品の数、 寸法及び材料等について適宜変更すること ができる。

更に本願は、 様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載 されているが、 1 つ、 または複数の実施の形態に記載された様々な 特徴、 態様、 及び機能は特 定の実施の形態の適用に限られるのではなく 、 単独で、 または様々な組み合 わせで実施の形態に適用可能である。

従って、 例示されていない無数の変形例が、 本願に開示される技術の範囲内 において想定される。 例えば、 少なくとも 1つの構成要素を変形する場合、 追加する場合または省略する場合、 さらには、 少なくとも 1つの構成要素を 抽出し、 他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場 合が含まれるものとす る。

符号の説明

[0045] 1 電流指令変換部、 5 インパータ、 6 電動機、 9 角速度検出部、

1 0 補正指令生成部、 1 2 電気角速度変換部、 1 4 速度脈動抽出部、 1 5 補正値生成部、 1 7 検出部、 1 8 回転速度計算部、 2 0 回転速 \¥0 2020/174884 16 卩（：17 2020 /000387

度推定部、 2 4 角加速度抽出部、 3 3 補正値テーブル。