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WO2020217438A1 - モータ制御装置 - Google Patents

モータ制御装置 Download PDF

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Publication number
WO2020217438A1
WO2020217438A1 PCT/JP2019/017841 JP2019017841W WO2020217438A1 WO 2020217438 A1 WO2020217438 A1 WO 2020217438A1 JP 2019017841 W JP2019017841 W JP 2019017841W WO 2020217438 A1 WO2020217438 A1 WO 2020217438A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
current
motor
winding
current command
stator winding
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/017841
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
翔太 近藤
雅宏 家澤
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to US17/598,482 priority Critical patent/US20220190761A1/en
Priority to CN201980095618.1A priority patent/CN113767567B/zh
Priority to JP2021515675A priority patent/JP7055241B2/ja
Priority to EP19925891.4A priority patent/EP3961909B1/en
Priority to PCT/JP2019/017841 priority patent/WO2020217438A1/ja
Publication of WO2020217438A1 publication Critical patent/WO2020217438A1/ja

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    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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    • H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02P21/16—Estimation of constants, e.g. the rotor time constant
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    • H02P29/662—Controlling or determining the temperature of the rotor the rotor having permanent magnets
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    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2207/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
    • H02P2207/05—Synchronous machines, e.g. with permanent magnets or DC excitation

Definitions

  • This application relates to a motor control device.
  • Patent Document 1 requires a current command map or the like created by prior measurement. Further, in the salient pole type synchronous motor, it is necessary to determine the optimum current ratio. In such a case, if the motor characteristics change due to a temperature change or the like, there is a problem that the current command map does not match the actual condition or the optimum current ratio fluctuates, so that the efficiency may decrease.
  • the present application discloses a technique for solving the above-mentioned problems, and an object of the present application is to obtain a motor control device capable of preventing a decrease in efficiency even when motor characteristics change.
  • the motor control device disclosed in the present application is a motor control device that controls a motor having a first winding and a second winding having a slower response to a current command than the first winding.
  • a parameter acquisition unit that periodically acquires the motor state data indicating the state of the current and acquires the motor parameters corresponding to the motor state data, and the first winding and the second winding based on the torque command for the motor and the motor parameters.
  • a current command calculation unit that calculates a current command for the winding is provided, and the current command calculation unit includes a first calculation unit that calculates a first current command for the first winding, and a second calculation unit for the second winding.
  • It has a second calculation unit that calculates the second current command, and a response delay reproduction unit that reproduces the response delay for the second current command in the second winding to the second current command, and the first calculation.
  • the unit calculates the first current command by using the second current command in which the response delay is reproduced.
  • FIG. It is a figure which shows the hardware composition of the motor control device in Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram which shows the motor control device in Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram which shows the field winding current control part which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram which shows the 1st stator winding current control part which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram which shows the 2nd stator winding current control part which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram which shows the drive current command generation part which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram which shows the current command calculation part which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the control result by the conventional motor control device.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the control result by the motor control device in Embodiment 1.
  • FIG. 2 It is a figure which shows the hardware composition of the motor control device in Embodiment 2.
  • FIG. It is a block diagram which shows the motor control device in Embodiment 2.
  • FIG. 1 is a diagram showing a hardware configuration of the motor control device according to the first embodiment, and shows the entire system including the motor to be controlled.
  • the motor control device 1000 drives and controls the motor 1, and is a first stator winding power conversion device 7, a second stator winding power conversion device 8, and a field winding power conversion device 9, which will be described later, respectively. It is connected to each winding of the motor 1 via. Further, the motor control device 1000 is connected to a position detector 2 and a temperature detector 3 provided in the motor 1. Further, the motor control device 1000 is connected in series between the first stator winding power conversion device 7, the second stator winding power conversion device 8, the field winding power conversion device 9, and the motor 1, respectively. It is connected to the current detectors 4, 5, and 6.
  • the motor 1 is a double three-phase winding motor including a permanent magnet, a rotor having a field winding wound around the permanent magnet, and a stator having two sets of three-phase stator windings.
  • first stator winding and “second stator winding”, respectively.
  • the first stator winding and the second stator winding correspond to the "first winding”
  • the field winding corresponds to the "second winding”.
  • the position detector 2 is installed on the rotating shaft of the motor 1 and detects the angle ⁇ of the rotor.
  • the position detector 2 transmits the detected angle ⁇ to the motor control device 1000.
  • a position estimator for estimating the angle ⁇ of the rotor may be provided, and the estimated value of the angle ⁇ may be transmitted to the motor control device 1000.
  • the temperature detector 3 detects at least one of the temperature ts1 of the first stator winding, the temperature ts2 of the second stator winding 2, the temperature tf of the field winding, and the temperature tM of the permanent magnet. ..
  • the temperature detector 3 transmits the detected temperatures ts1, ts2, tf, and tM to the motor control device 1000.
  • a temperature estimator may be provided instead of the temperature detector 3 to transmit the estimated values of ts1, ts2, tf, and tM to the motor control device 1000.
  • the current detector 4 detects the three-phase currents flowing through the first stator winding, and transmits the respective current values to the motor control device 1000 as the first stator winding currents iu1, iv1, and iwa1.
  • the current detector 5 detects the three-phase currents flowing through the second stator winding, and transmits the respective current values to the motor control device 1000 as the second stator winding currents iu2, iv2, and iw2.
  • the current detector 6 detects the current flowing through the field winding and transmits the current value to the motor control device 1000 as the field winding current if.
  • a current estimator may be provided instead of the current detectors 4, 5 and 6, and the estimated values of iu1, iv1, iwa1, iu2, iv2, if2 and if may be transmitted to the motor control device 1000.
  • the first stator winding power converter 7 receives the three-phase voltage commands vu1 *, vv1 *, and vw1 * for the first stator winding from the motor control device 1000, and generates a voltage corresponding to each voltage command. To do. Further, the first stator winding power conversion device 7 detects the DC link voltage used for power conversion related to the first stator winding, and transmits the voltage value to the motor control device 1000 as the DC link voltage VDC1. ..
  • the second stator winding power converter 8 receives the three-phase voltage commands vu2 *, vv2 *, and vw2 * for the second stator winding from the motor control device 1000, and receives a voltage corresponding to each voltage command. Generate. Further, the second stator winding power converter 8 detects the DC link voltage used for power conversion related to the second stator winding, and transmits the voltage value to the motor control device 1000 as the DC link voltage VDC2. ..
  • the field winding power converter 9 receives the field winding voltage command vf *, which is a voltage command for the field winding, from the motor control device 1000, and generates a voltage corresponding to the field winding voltage command vf *. To do. Further, the field winding power conversion device 9 detects the DC link voltage used for power conversion related to the field winding, and transmits the voltage value to the motor control device 1000 as the DC link voltage VDC3.
  • the motor control device 1000 includes a processor 10 and a storage device 11.
  • the storage device 11 includes a volatile storage device (not shown) such as a random access memory and an auxiliary storage device (not shown) such as a flash memory.
  • a volatile storage device such as a random access memory
  • an auxiliary storage device such as a flash memory.
  • an auxiliary storage device such as a hard disk may be provided instead of the above-mentioned volatile storage device.
  • the auxiliary storage device of the storage device 11 stores a program executed by the processor 10.
  • the processor 10 is, for example, a CPU (Central Processing Unit), executes a program read from the storage device 11, and realizes various functional units shown in FIG.
  • the processor 10 reads the program from the storage device 11, the program stored in the auxiliary storage device is read out via the volatile storage device.
  • the current command, data, and the like are generated by executing the program by the processor 10.
  • the processor 10 may output the above data to the volatile storage device of the storage device 11, or may store the above data in the auxiliary storage device via the volatile storage device.
  • the processor 10 converts the generated current command into the first stator winding power conversion device 7, the second stator winding power conversion device 8, and the field winding power conversion via an interface with the outside (not shown). It is transmitted to the device 9.
  • the processor 10 receives the angle ⁇ from the position detector 2. Further, the processor 10 receives the temperatures ts1, ts2, tf, and tM from the temperature detector 3. Further, the processor 10 receives the first stator winding currents iu1, iv1, and iw1 from the current detector 4, and receives the second stator winding currents iu2, iv2, and iw2 from the current detector 5, and winds the field.
  • the line current if is received from the current detector 6.
  • the processor 10 receives the DC link voltages VDC1, VDC2, and VDC3 from the first stator winding power conversion device 7, the second stator winding power conversion device 8, and the field winding power conversion device 9, respectively. Further, the processor 10 has a torque command T * from a higher-level controller or user input, a current limit idq1lim which is a current upper limit value in the first stator winding, and a current limit idq2lim which is a current upper limit value in the second stator winding. , And the current limit iflim, which is the upper limit of the current in the field winding, is received.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a motor control device according to the first embodiment.
  • the motor control device 1000 generates a current command for controlling the current flowing through each winding of the motor 1, and controls a driving current command generating unit 24 for driving the motor 1 and a current flowing through the first stator winding.
  • First stator winding current control unit that converts the first stator winding current commands id1 * and iq1 * into the first stator winding current commands vu1 *, vv1 *, vw1 *, which are three-phase voltage commands.
  • the second stator winding current control unit 23 that converts to vw2 * and the field winding that converts the field winding current command if * that controls the current flowing through the field winding to the field winding voltage command vf *. It includes a line current control unit 21. Further, the motor control device 1000 includes a differentiator 20 that receives the angle ⁇ of the rotor of the motor 1 from the position detector 2 of the motor 1 and calculates the angular velocity ⁇ of the rotor.
  • the differentiator 20 calculates the angular velocity ⁇ by differentiating the angle ⁇ with respect to time.
  • the differentiator 20 outputs the calculated angular velocity ⁇ to the drive current command generation unit 24.
  • the field winding current control unit 21 receives the field winding current command if * from the drive current command generation unit 24, and also receives the field winding current if from the current detector 6 to receive the field winding current if.
  • the field winding voltage command vf * is calculated so that the current if follows the field winding current command if *.
  • the field winding current control unit 21 transmits the calculated field winding voltage command vf * to the field winding power converter 9. Further, the field winding current control unit 21 transmits the field winding current if received from the current detector 6 to the drive current command generation unit 24.
  • the first stator winding current control unit 22 receives the first stator winding current commands id1 * and iq1 * from the driving current command generation unit 24, and the first stator winding current from the current detector 4
  • the first stator winding voltage command vu1 * is received so that the first stator winding currents iu1, iv1 and iw1 follow the first stator winding current commands id1 * and iq1 * after receiving iu1, iv1 and iwa1.
  • Vv1 *, vw1 * are calculated.
  • the first stator winding current commands id1 * and iq1 * generated by the drive current command generation unit 24 are current commands represented by the orthogonal two-phase coordinate system, while the first stator winding voltage command. Since v1 *, vv1 *, and vw1 * are voltage commands of the three-phase AC coordinate system, the first stator winding current control unit 22 changes from the orthogonal two-phase coordinate system to the three-phase AC coordinate system using the angle ⁇ . Perform coordinate conversion of. The first stator winding current control unit 22 transmits the calculated first stator winding voltage commands vu1 *, vv1 *, and vw1 to the first stator winding power conversion device 7.
  • the first stator winding current control unit 22 performs coordinate conversion of the first stator winding currents iu1, iv1, and iw1 received from the current detector 4 into an orthogonal two-phase coordinate system using the angle ⁇ , and obtains the result.
  • the results are transmitted to the drive current command generation unit 24 as the first stator winding d-axis current id1 and the first stator winding q-axis current iq1.
  • the second stator winding current control unit 23 receives the second stator winding current commands id2 * and iq2 * from the driving current command generation unit 24, and the second stator winding current from the current detector 5 Upon receiving iu2, iv2, iw2, the second stator winding voltage command vu2 * so that the second stator winding currents iu2, iv2, and iwa2 follow the second stator winding current commands id2 * and iq2 *. , Vv2 *, vw2 * are calculated. Further, the second stator winding current control unit 23, like the first stator winding current control unit 22, performs coordinate conversion from the orthogonal two-phase coordinate system to the three-phase AC coordinate system using the angle ⁇ .
  • the second stator winding current control unit 23 transmits the calculated second stator winding voltage commands vu2 *, vv2 *, and vw2 to the second stator winding power converter 8. Further, the second stator winding current control unit 23 converts the second stator winding currents iu2, iv2, and iw2 received from the current detector 5 into an orthogonal two-phase coordinate system using the angle ⁇ , and obtains the result. The obtained results are transmitted to the drive current command generation unit 24 as the second stator winding d-axis current id2 and the second stator winding q-axis current iq2.
  • the drive current command generation unit 24 drives the motor 1 so as to realize the torque indicated by the torque command T *, and the first stator winding current command id1 *, iq1 *, of the orthogonal two-phase coordinate system.
  • the second stator winding current command id2 *, iq2 *, and the single-phase field winding current command if * are calculated.
  • the drive current command generator 24 includes a torque command T *, a current value of the current flowing through each winding and an upper limit value thereof, a voltage value of a DC link voltage used for power conversion, a temperature of each part of the motor 1, and a motor.
  • Each of the above current commands is calculated based on the angular velocity ⁇ of the rotor of 1.
  • the "current value of the current flowing through each winding” refers to the first stator winding d-axis current id1, the first stator winding q-axis current iq1, the second stator winding d-axis current id2, and the second. 2
  • the stator winding q-axis current iq2 and the field winding current if, and the "limit values” are the current limit idq1lim, the current limit idq2lim, and the current limit iflim.
  • the "voltage value of the DC link voltage” is the DC link voltage VDC1, VDC2, and VDC3.
  • the "temperature of each part of the motor 1" is the temperature ts1 of the first stator winding, the temperature ts2 of the second stator winding 2, the temperature tt of the field winding, and the temperature tM of the permanent magnet.
  • the first stator winding current command id1 *, iq1 * and the second stator winding current command id2 *, iq2 * correspond to the "first current command", and the field winding current command if * is Corresponds to the "second current command”.
  • the field winding current control unit 21 includes an addition / subtractor 30 and a PI control unit 31.
  • the field winding current control unit 21 performs PI (Proportional-Integral) control by the PI control unit 31 based on the field winding current deviation, and commands the field winding voltage. Generate vf *.
  • Equation (1) Kpf and Kif are proportional gain and integral gain in the current control of the field winding.
  • s is a differential operator of the Laplace transform, and the same applies to the following equations.
  • vf * (Kpf + Kif / s) ⁇ (if * -if) ... (1)
  • the field winding voltage command vf * may be generated and then de-interfered.
  • the first stator winding current control unit 22 includes an addition / subtractor 40, a PI control unit 41, a two-phase three-phase coordinate converter 42, and a three-phase two-phase coordinate converter 43.
  • the first stator winding current control unit 22 sets the three-phase first stator winding currents iu1, iv, and iw received from the current detector 4 by the three-phase two-phase coordinate converter 43 at angles ⁇ . Is used to convert the coordinates to the first stator winding d-axis current id1 and the first stator winding q-axis current iq1.
  • a well-known coordinate conversion method may be used for the coordinate conversion by the three-phase two-phase coordinate converter 43.
  • the first stator winding current control unit 22 receives the first stator winding current command id1 * and the first stator winding d-axis input from the drive current command generation unit 24 by the addition / subtractor 40.
  • the first is fixed by taking the difference from the current id1 and the difference between the first stator winding current command iq1 * and the first stator winding q-axis current iq1 input from the drive current command generator 24.
  • the first stator winding current control unit 22 performs PI control by the PI control unit 41 based on the first stator winding d-axis current deviation and the first stator winding q-axis current deviation.
  • 1st stator winding d-axis voltage command vd1 * and 1st stator winding q-axis voltage command vq1 * are generated.
  • the calculation in PI control is, for example, the following equations (2) and (3).
  • Kpd1, Kid1, and Kpq1 and Kiq1 are proportional gains and integral gains in the current control of the first stator winding, respectively.
  • the first stator winding d-axis voltage command vd1 * and the first stator winding q-axis voltage command vq1 * are generated, and then based on the angular velocity ⁇ of the rotor of the motor 1.
  • a non-interference treatment may be performed to cancel the interference component associated with the generated rate electromotive force.
  • the first stator winding current control unit 22 uses the two-phase and three-phase coordinate converter 42 to perform the first stator winding d-axis voltage command vd1 * and the first stator winding q-axis voltage command vq1 *. Is coordinate-converted to the three-phase first stator winding voltage commands vu1 *, vv1 *, and vw1 * using the angle ⁇ .
  • a well-known coordinate conversion method may be used for the coordinate conversion by the two-phase three-coordinate converter 42.
  • the second stator winding current control unit 23 includes an addition / subtractor 50, a PI control unit 51, a two-phase three-phase coordinate converter 52, and a three-phase two-phase coordinate converter 53.
  • the second stator winding current control unit 23 sets the three-phase second stator winding currents iu2, iv2, and iw2 received from the current detector 5 in the three-phase two-phase coordinate converter 53 at angles ⁇ . Is used to convert the coordinates to the second stator winding d-axis current id2 and the second stator winding q-axis current iq2.
  • a well-known coordinate conversion method may be used for the coordinate conversion by the three-phase two-phase coordinate converter 5.
  • the second stator winding current control unit 23 receives the second stator winding current command id2 * and the second stator winding d-axis input from the drive current command generation unit 24 by the addition / subtractor 50.
  • the second is fixed by taking the difference from the current id2 and the difference between the second stator winding current command iq2 * input from the drive current command generator 24 and the second stator winding q-axis current iq2.
  • the second stator winding current control unit 22 performs PI control by the PI control unit 51 based on the second stator winding d-axis current deviation and the second stator winding q-axis current deviation.
  • the second stator winding d-axis voltage command vd2 * and the second stator winding q-axis voltage command vq2 * are generated.
  • the calculation in PI control is, for example, the following equations (4) and (5).
  • Kpd2 and Kid2 and Kpq2 and Kiq2 are proportional gains and integral gains in the current control of the second stator winding, respectively.
  • the second stator winding d-axis voltage command vd2 * and the second stator winding q-axis voltage command vq2 * are generated, and then based on the angular velocity ⁇ of the rotor of the motor 1.
  • a non-interference treatment may be performed to cancel the interference component associated with the generated rate electromotive force.
  • the second stator winding current control unit 23 uses the two-phase three-phase coordinate converter 52 to perform the second stator winding d-axis voltage command vd2 * and the second stator winding q-axis voltage command vq2 *. Is coordinate-converted into the three-phase second stator winding voltage commands vu2 *, vv2 *, and vw2 * using the angle ⁇ .
  • a well-known coordinate conversion method may be used for the coordinate conversion by the two-phase three-coordinate converter 52.
  • the drive current command generation unit 24 has a current command calculation unit 60 and a parameter acquisition unit 61.
  • the parameter acquisition unit 61 controls the first stator winding d-axis current id1 and the first stator winding q-axis current iq1 output by the first stator winding current control unit 22 and the second stator winding current.
  • Motor state data 62 Data such as the temperature of each part of the motor 1 transmitted by 3, that is, the temperature ts1 of the first stator winding, the temperature ts2 of the second stator winding, the temperature tf of the field winding, and the temperature tM of the permanent magnet (
  • motor state data 62 Data such as the temperature of each part of the motor 1 transmitted by 3, that is, the temperature ts1 of the first stator winding, the temperature ts2 of the second stator winding, the temperature tf of the field winding, and the temperature tM of the permanent magnet
  • the motor parameter 63 is acquired based on the received motor state data 62.
  • the "motor parameter” is a parameter indicating the motor characteristics of the motor 1, and the resistance value of the resistance of each winding, the inductance value of each winding, the mutual inductance value between the windings, and each stator winding. Includes the magnetic flux value of the magnetic flux of the permanent magnet interlinking with.
  • the “resistance value of the resistance of each winding” is the first stator winding resistance R1, the second stator winding resistance R2, and the field winding resistance Rf.
  • the “inductance value of each winding” is the first stator winding d-axis inductance Ld1, the second stator winding d-axis inductance Ld2, the first stator winding q-axis inductance Lq1, and the second stator winding q.
  • the shaft inductance Lq2 and the field winding inductance Lf is the first stator winding resistance R1, the second stator winding resistance R2, and the field winding resistance Rf.
  • the “mutual inductance value between windings” is the d-axis mutual inductance Md of the first stator winding and the second stator winding, and the q-axis mutual inductance of the first stator winding and the second stator winding.
  • Mq the mutual inductance Mf1 between the first stator winding and the field winding
  • Mf2 between the second stator winding and the field winding.
  • the magnetic flux value of the magnetic flux of the permanent magnet interlinking each stator winding means the magnetic flux KE1 of the permanent magnet magnetic flux interlinking the first stator winding and the permanent magnet interlinking the second stator winding.
  • the magnetic flux KE2 of the magnetic flux is the d-axis mutual inductance Md of the first stator winding and the second stator winding, and the q-axis mutual inductance of the first stator winding and the second stator winding.
  • Mq the mutual inductance Mf1 between the first stator winding and the
  • the parameter acquisition unit 61 may acquire the motor parameter 63 corresponding to the motor state data 62, and for example, a lookup table that stores each data of the motor parameter 63 corresponding to the motor state data 62 (hereinafter, "" It is conceivable to configure by LUT "). Further, it may be configured by a calculation unit that calculates a function defined by inputting motor state data 62 and outputting each data of motor parameter 63.
  • the motor state data 62 described above is not limited to the actually measured value, and an estimated value based on a predetermined model may be used. When the estimated value is used for the motor state data 62, it is possible to eliminate the influence of harmonic disturbance that may be included in the measured value such as the actual current.
  • the current command calculation unit 60 sets the torque command T *, the current limits idq1lim, idq2lim, iflim in the first stator winding, the second stator winding, and the field winding, respectively, and the angular velocity ⁇ of the rotor. , DC link voltage VDC1, VDC2, VDC3, and the first stator winding current command id1 *, iq1, the second stator in a predetermined calculation cycle based on the motor parameter 63 output from the parameter acquisition unit 61. Calculate the winding current command id2 *, iq2, and the field winding current command if *.
  • the parameter acquisition unit 61 periodically receives the motor state data 62, updates the motor parameter 63, and outputs the motor parameter 63 to the current command calculation unit 60. Further, the update cycle of the motor parameter 63 by the parameter acquisition unit 61 is shorter or the same as the calculation cycle of the current command calculation unit 60. As a result, each current command calculated by the current command calculation unit 60 reflects the change in the motor parameter 63 in real time.
  • the current command calculation unit 60 includes a torque time constant filter 70, a field current command generator 71, that is, a second calculation unit, and a field current time constant filter 72, that is, a response delay reproduction unit. And a stator current command generator 73, that is, a first calculation unit.
  • the torque time constant filter 70 receives a torque command T *, adjusts the input torque command T * according to a predetermined standard, and adjusts the adjusted torque command T * to the field current command generator 71 and the stator. Output to the current command generator 73.
  • the torque time constant filter 70 is composed of a filter, a state estimator, a LUT, or the like.
  • the torque time constant filter 70 filters the fluctuation amount or fluctuation rate of the torque command T * when the torque command T * has a steep fluctuation and the fluctuation amount or fluctuation rate exceeds a predetermined threshold value. Then, adjustments are made to remove fluctuations that exceed the above threshold value.
  • the field current command generator 71 calculates the current command for each winding based on the torque command T * adjusted by the torque time constant filter 70 and the motor parameter 63.
  • the field current command generator 71 uses Lagrange's undetermined constant method in calculating the current command of each winding that achieves maximum efficiency.
  • the field current command generator 71 uses the field winding current command if * so that the evaluation function represented by the following equation (7) is minimized under the constraint condition expressed by the following equation (6). To determine.
  • Equation (6) is an equation expressing the relationship between the torque of a double three-phase winding motor having a permanent magnet and a field winding and the current flowing through each winding, and corresponds to a "predetermined constraint condition". Further, the evaluation function Pw shown in the equation (7) represents the copper loss generated by the current flowing through each winding of the motor 1. That is, minimizing the evaluation function Pw of the equation (7) indicates that the copper loss, which is one of the losses generated in the motor 1, is minimized.
  • T is the torque of the motor 1
  • Pn is the number of pole pairs
  • T1 is the torque of the first stator winding
  • T2 is the torque of the second stator winding.
  • the evaluation function Pw may be a function representing iron loss or switching loss, or may be a function representing total loss including loss such as copper loss, iron loss, and switching loss. Further, the evaluation function may be set not only for the loss but also for the output torque, torque response, and the like. When the evaluation function is the output torque, the output torque can be maximized or minimized under constraint conditions. When the evaluation function is the torque response, the torque response can be maximized or minimized under constraint conditions.
  • a simultaneous equation is created with each derivative obtained by partially differentiating the Lagrange function L shown in Eq. (8) with respect to each variable as zero, and when this simultaneous equation is solved, the equation is expressed under the constraint condition of Eq. (6).
  • the id1, iq1, id2, iq2, if, and ⁇ that minimize the evaluation function of (7) can be obtained.
  • the first stator winding current command id1 that minimizes the evaluation function Pw under the condition that each current command realizes the torque command T * by solving the simultaneous equations shown in the equations (9) to (13). *, Iq1 *, the second stator winding current command id2 *, q2 *, and the field winding current command if * can be obtained.
  • the torque command T * is obtained by solving the simultaneous equations shown in equations (14) to (16).
  • the equations (14) to (16) actually hold. It disappears. Specifically, the response speed of the field winding current if * to the field winding current command if * is the first stator winding current command id1 *, iq1 * and the second stator winding current command id2 *, Response speed of the first stator winding d-axis current id1, the first stator winding q-axis current iq1, the second stator winding d-axis current id2, and the second stator winding q-axis current iq2 with respect to iq2 *.
  • the field current command generator 71 of the first embodiment calculates a field winding current command if * that satisfies the following equation (17) obtained by transforming the equation (14) to the equation (16).
  • Equation (17) which is a quartic equation of the field winding current command if *, may be obtained by, for example, a recursive numerical solution method such as Newton's method or torque feedback method.
  • the field current command generator 71 outputs the calculated field winding current command if * to the field winding current control unit 21 and the field current time constant filter 72.
  • the field current time constant filter 72 simulates the response delay of the field winding current if with respect to the field current command if * to simulate the field current command if * at a certain point in time. Is close to the field winding current if.
  • the field current time constant filter 72 uses one or more of the filters G1, G2, G3, and G4 represented by the following equation (18).
  • G1 simulates the response delay due to the impedance of the field winding.
  • TLf is the time constant of the field winding with respect to the current and depends on the impedance of the field winding.
  • G2 simulates the response delay in the current control response.
  • TCf is a time constant of the field winding current control unit 21, and depends on the impedance of the field winding.
  • G3 simulates the response delay due to the sensor delay.
  • the sensor is the time constant of the sensor delay and depends on the characteristics of the sensor used, such as the current detector 6.
  • G4 simulates the response delay due to the calculation cycle.
  • Tcc is a time constant according to the calculation cycle, and depends on the characteristics of the processor 10.
  • the field current time constant filter 72 applies one or more of the filters G1, G2, G3, and G4 to the field winding current command if * output by the field current command generator 71.
  • the field winding current command if ** that simulates the response delay of the field winding current if is output to the stator current command generator 73.
  • the field current time constant filter 72 may be configured by a filter, a LUT, a function, and a state estimator. Further, the field winding current command if ** may be the field winding current if received from the current detector 6.
  • the stator current command generator 73 is based on the torque command T * output by the torque time constant filter 70, the field winding current command if ** output by the field current time constant filter 72, and the motor parameter 63.
  • the first stator winding current commands id1 * and iq1 * and the second stator winding current commands id2 * and iq2 * are calculated using the following equations (19) and (20).
  • the stator current command generator 73 calculates the first stator winding current command id1 *, iq1 * and the second stator winding current command id2 *, iq2 * calculated using the equations (19) and (20). Is output to the first stator winding current control unit 22 and the second stator winding current control unit 23, respectively.
  • the first stator winding current commands id1 *, iq1 * and the second stator winding current commands id2 *, iq2 * calculated by the stator current command generator 73 cause a response delay of the field winding current if. Since the calculation is performed based on the simulated field winding current command if **, the evaluation function Pw is minimized, and the constraint condition of the equation (6) is satisfied. Therefore, as compared with the case where the response delay of the field winding current if is not taken into consideration, the followability to the torque command T * is improved, the transient torque response is improved, and the copper loss is reduced to improve the efficiency. It is improving.
  • each current command in the current command calculation unit 60 can be summarized as follows. First, the simultaneous equations obtained by Lagrange's undetermined constant method are transformed to derive the equation of the field winding current command if *, and the field winding current command if * is obtained by solving this equation. Next, the response delay of the field winding current if is simulated with respect to the field winding current command if *, and the field winding current command if ** in which the response delay is simulated is calculated. To do. Next, the first stator winding current command id1 *, iq1 * and the second stator winding current command id2 *, iq2 are used with the field winding current command if ** in which the response delay is simulated.
  • the field winding current if is controlled by the field winding current command if *, that is, the field winding current command if * that does not consider the above response delay.
  • the field winding current command if ** in which the response delay is reproduced is used for the calculation of the first stator winding current command id1 *, iq1 * and the second stator winding current command id2 *, iq2 *. , It is not used to control the field winding current if.
  • the first stator winding current commands id1 * and iq1 * and the second stator winding current commands id2 * and iq2 * are calculated so as to be *.
  • the response of the field winding current is slower than the response of the first stator winding current and the second stator winding current for a plurality of windings. It is not limited to. For example, it can be applied even when the response of the first stator winding is slow.
  • the first stator winding current commands id1 * and iq1 * are calculated first, the response delay is reproduced, and the response delay is reproduced.
  • the first stator winding current commands id1 * and iq1 * are reproduced. Will be used to calculate the current command for the other windings.
  • the first stator winding corresponds to the "second winding" and the other windings correspond to the "first winding".
  • the constraint conditions in the Lagrange's undetermined constant method are not limited to those shown in the equation (6), and the current limit shown in the following equations (21) to (23) and the equations (24) to (26) The indicated voltage limits may be added.
  • k1, k2, and k3 each indicate a voltage utilization rate.
  • vd1, vq1, vd2, vq2, and vf are the first stator winding d-axis voltage, the first stator winding q-axis voltage, the second stator winding d-axis voltage, and the second stator winding q, respectively. Indicates the shaft voltage and field winding voltage.
  • the relational expression of vd1, vq1, vd2, vq2, and vf is the equation (27).
  • FIG. 8A is a diagram showing a control result by the conventional motor control device
  • FIG. 8B is a diagram showing a control result by the motor control device according to the first embodiment.
  • the actual current of the q-axis current and the time change of the current command in the first stator winding and the second stator winding the time change of the actual current and the current command of the d-axis current, and the field current.
  • the actual current and the time change of the current command, the time change of the torque and the torque command, and the copper loss divided by the torque (copper loss / torque) are shown in order from the top.
  • FIG. 8A is a diagram showing a control result by the conventional motor control device
  • FIG. 8B is a diagram showing a control result by the motor control device according to the first embodiment.
  • the actual current of the q-axis current and the time change of the current command in the first stator winding and the second stator winding the time change of the actual current and the current command of the d-axis
  • the actual current, the actual torque, and the copper loss / torque are shown by a solid line, and the current command and the torque command are shown by a broken line.
  • the actual current and torque and copper loss / torque in the first embodiment are shown by solid lines
  • the current command and torque command are shown by broken lines
  • the actual current and torque and copper loss / torque in the conventional example are shown by dotted lines.
  • the current command and torque command are shown by thin broken lines.
  • the q-axis current and the d-axis current quickly follow the current command, but the field current and the torque are compared with the q-axis current and the d-axis current.
  • the first stator winding current command id1 *, iq1 * and the second stator winding current command id2 *, iq2 * satisfy the constraint condition of the equation (6), and the torque command T This is probably because the current command that realizes * was generated more accurately.
  • the motor 1 of the first embodiment is a double three-phase motor having a permanent magnet in the rotor, but the present invention is not limited to this, and a motor having no permanent magnet in the rotor may be used. Further, the motor is not limited to the double three-phase winding motor, and may be a motor having three or more phases of stator windings, or a motor having one set or three or more sets of stator windings.
  • the motor is provided with a parameter acquisition unit that periodically acquires motor state data indicating the state of the motor to be controlled and updates the motor parameters by acquiring the motor parameters corresponding to the motor state data.
  • the current command is calculated for each winding based on the motor parameters acquired by the parameter acquisition unit.
  • the current command is calculated based on the changed motor parameters, and the motor is controlled in response to the changes in the motor characteristics.
  • the field winding current command is calculated before the first stator winding current command and the second stator winding current command, and the response delay of the field winding current is set with respect to the field winding current command.
  • the field winding current command that reproduces this response delay is used to calculate the first stator winding current command and the second stator winding current command.
  • the field winding current command used for the calculation of the first stator winding current command and the second stator winding current command becomes almost equal to the actual field winding current, and an evaluation function indicating copper loss is obtained.
  • the current command to be minimized can be calculated more accurately. In this way, since the current command is calculated in consideration of the difference in the response speed between the windings while responding to the change in the motor characteristics, it is possible to prevent the efficiency from decreasing even when the motor characteristics change. Further, for the same reason, the constraint condition for reflecting the torque command can be accurately satisfied, so that deterioration of the torque response can be prevented.
  • the field winding current command is calculated first, and the first stator winding current command and the field winding current command that reproduces the response delay are used. Since only the calculation of the second stator winding current command is performed, it is not necessary to calculate the current correction for compensating for the torque decrease due to the response delay of the field winding current. Therefore, the calculation cost and the required memory in the motor control can be reduced.
  • FIG. 9 is a diagram showing the hardware configuration of the motor control device according to the second embodiment, and shows the entire system including the motor to be controlled.
  • the motor control device 2000 drives and controls the motor 80, and is connected to each winding of the motor 80 via a stator winding power conversion device 85 and a field winding power conversion device 86, which will be described later, respectively. Further, the motor control device 2000 is connected to a position detector 81 and a temperature detector 82 provided in the motor 80. Further, the motor control device 2000 is connected to current detectors 83 and 84 connected in series between the stator winding power converter 85 and the field winding power converter 86 and the motor 1, respectively.
  • the motor 80 is a three-phase winding motor including a permanent magnet, a rotor having a field winding wound around the permanent magnet, and a stator having a three-phase stator winding.
  • the permanent magnet of the rotor may be omitted.
  • the three-phase winding included in the stator of the motor 1 will be referred to as a "stator winding".
  • the stator winding corresponds to the "first winding" and the field winding corresponds to the "second winding”.
  • the illustration of each part of the motor described above is omitted.
  • the position detector 81 is installed on the rotating shaft of the motor 80 and detects the angle ⁇ of the rotor.
  • the position detector 81 transmits the detected angle ⁇ to the motor control device 2000.
  • a position estimator for estimating the angle ⁇ of the rotor may be provided, and the estimated value of the angle ⁇ may be transmitted to the motor control device 1000.
  • the temperature detector 82 detects at least one of the temperature ts of the stator winding, the temperature tf of the field winding, and the temperature tM of the permanent magnet. The temperature detector 82 transmits the detected temperatures ts, tf, and tM to the motor control device 2000.
  • a temperature estimator may be provided instead of the temperature detector 82, and the estimated values of ts, tf, and tM may be transmitted to the motor control device 2000.
  • the current detector 83 detects the three-phase currents flowing through the stator windings, and transmits the respective current values to the motor control device 2000 as the stator winding currents iu, iv, and iwa.
  • the current detector 83 detects the current flowing through the field winding and transmits the current value to the motor control device 2000 as the field winding current if.
  • a current estimator may be provided instead of the current detectors 83 and 84, and the estimated values of iu, iv, if, and if may be transmitted to the motor control device 2000.
  • the stator winding power converter 85 receives the three-phase voltage commands vu *, vv *, and vw * for the stator winding from the motor control device 2000, and generates a voltage corresponding to each voltage command. Further, the stator winding power conversion device 85 detects a DC link voltage used for power conversion related to the stator winding, and transmits the voltage value to the motor control device 2000 as a DC link voltage VDCS.
  • the field winding power converter 86 receives the field winding voltage command vf *, which is a voltage command for the field winding, from the motor control device 2000, and generates a voltage corresponding to the field winding voltage command vf *. To do. Further, the field winding power conversion device 86 detects a DC link voltage used for power conversion related to the field winding, and transmits the voltage value to the motor control device 2000 as a DC link voltage VDCf.
  • the processor 87 is, for example, a CPU, and executes a program read from the storage device 88 to realize various functional units shown in FIG.
  • the processor 87 reads the program from the storage device 88, it reads the program stored in the auxiliary storage device via the volatile storage device.
  • the current command, data, and the like are generated by executing the program by the processor 87.
  • the processor 10 may output the above data to the volatile storage device of the storage device 11, or may store the above data in the auxiliary storage device via the volatile storage device.
  • the processor 87 transmits the generated current command to the stator winding power converter 85 and the field winding power converter 86 via an interface with the outside (not shown).
  • the processor 87 receives the angle ⁇ from the position detector 81.
  • the processor 87 also receives the temperatures ts, tf, and tM from the temperature detector 82.
  • the processor 10 receives the stator winding currents iu, iv, and iwa from the current detector 83, and receives the field winding current if from the current detector 84.
  • the processor 10 receives the DC link voltages VDCS and VDCf from the stator winding power converter 85 and the field winding power converter 86, respectively.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a motor control device according to the second embodiment.
  • the motor control device 2000 generates a current command for controlling the current flowing through each winding of the motor 80, and drives the motor 1 with a driving current command generating unit 93, and a fixing for controlling the current flowing through the stator winding.
  • the stator winding current control unit 92 that converts the child winding current commands id * and iq * into the stator winding voltage commands vu *, vv *, vw *, which are three-phase voltage commands, and the field winding. It includes a field winding current control unit 91 that converts a field winding current command if * that controls the flowing current into a field winding voltage command vf *. Further, the motor control device 2000 includes a differentiator 90 that receives the angle ⁇ of the rotor of the motor 80 from the position detector 81 of the motor 80 and calculates the angular velocity ⁇ of the rotor.
  • the stator winding current commands id * and iq * correspond to the "first current command", and the field winding current command if * corresponds to the "second current command”.
  • the drive current command generation unit 93, the stator winding current control unit 92, the field winding current control unit 91, and the differential device 90 are the drive current command generation unit 24 and the first stator winding according to the first embodiment.
  • the second stator winding current control unit 23, the field winding current control unit 21, and the deflector 20 corresponds to the line current control unit 22, the second stator winding current control unit 23, the field winding current control unit 21, and the deflector 20, the "first stator winding" and the “first stator winding” of the first embodiment. Since the "2 stator winding" has the same configuration in the second embodiment except that it is replaced with the "stator winding", detailed description of the configuration will be omitted.
  • stator current command generator 1, 80 motors, 4, 5, 6, 83, 84 current detectors, 24, 93 drive current command generator, 60 current command calculation unit, 61 parameter acquisition unit, 62 motor status data, 63 motor parameters, 71 fields Magnetic current command generator, 72 field current time constant filter, 73 stator current command generator, 1000, 2000 motor controller, id1 *, iq1 * 1st stator winding current command, id2 *, iq2 * 2nd Stator winding current command, id *, iq * stator winding current command, if * field winding current command, iu1, iv1, iwa1 first stator winding current, iu2, iv2, iwa2 second stator Winding current, iu, iv, iwa stator winding current, if field winding current, T * torque command,

Landscapes

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  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

モータ特性が変化する場合でも効率の低下を防ぐことができるモータ制御装置を得ることを目的とする。　第１固定子巻線および第２固定子巻線と、電流指令に対する応答が第１固定子巻線および第２固定子巻線よりも遅い界磁巻線とを有するモータを制御するモータ制御装置であって、モータの状態を示すモータ状態データ６２を定期的に取得し、モータ状態データ（６２）に対応するモータパラメータ（６３）を取得するパラメータ取得部（６１）と、モータに対するトルク指令およびモータパラメータ（６３）に基づいて、各巻線に対する電流指令を演算する電流指令演算部（６０）とを備え、電流指令演算部（６０）は、界磁巻線電流の応答遅れを界磁巻線電流指令に再現する応答遅れ再現部を有し、応答遅れが再現された界磁巻線電流指令を用いて第１固定子巻線電流指令および第２固定子巻線電流指令を演算する。

Description

モータ制御装置
　本願は、モータ制御装置に関するものである。
　界磁巻線と固定子巻線を有するモータにおいては、界磁巻線を流れる電流の応答遅れによりトルク応答が劣化する虞があることが指摘されている。そこで、界磁電流の応答遅れによって得られないトルクを補うための電流補正値を算出し、この電流補正値によりトルク電流指令値を補正することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第６１１５３９２号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の技術では、事前測定により作成する電流指令マップなどが必要となる。また、突極型の同期モータにおいては最適な電流比率を定める必要がある。このような場合、温度変化などによりモータ特性が変化すると電流指令マップが実態に合わなくなったり、最適な電流比率が変動したりすることで、効率が低下する虞があるという問題点がある。
　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、モータ特性が変化する場合でも効率の低下を防ぐことができるモータ制御装置を得ることを目的とする。
　本願に開示されるモータ制御装置は、第１の巻線と、電流指令に対する応答が第１の巻線よりも遅い第２の巻線とを有するモータを制御するモータ制御装置であって、モータの状態を示すモータ状態データを定期的に取得し、モータ状態データに対応するモータパラメータを取得するパラメータ取得部と、モータに対するトルク指令およびモータパラメータに基づいて、第１の巻線および第２の巻線に対する電流指令を演算する電流指令演算部とを備え、電流指令演算部は、第１の巻線に対する第１の電流指令を演算する第１の演算部と、第２の巻線に対する第２の電流指令を演算する第２の演算部と、第２の巻線における第２の電流指令に対する応答遅れを第２の電流指令に再現する応答遅れ再現部とを有し、第１の演算部は、応答遅れが再現された第２の電流指令を用いて第１の電流指令を演算するものである。
　本願に開示されるモータ制御装置によれば、モータ特性が変化した場合でも効率の低下を防ぐことができる。
実施の形態１におけるモータ制御装置のハードウェア構成を示す図である。 実施の形態１におけるモータ制御装置を示すブロック図である。 実施の形態１に係る界磁巻線電流制御部を示すブロック図である。 実施の形態１に係る第１固定子巻線電流制御部を示すブロック図である。 実施の形態１に係る第２固定子巻線電流制御部を示すブロック図である。 実施の形態１に係る駆動用電流指令生成部を示すブロック図である。 実施の形態１に係る電流指令演算部を示すブロック図である。 従来のモータ制御装置による制御結果を示す図である。 実施の形態１におけるモータ制御装置による制御結果を示す図である。 実施の形態２におけるモータ制御装置のハードウェア構成を示す図である。 実施の形態２におけるモータ制御装置を示すブロック図である。
実施の形態１．
　以下に、実施の形態１を図１から図８Ｂに基づいて説明する。図１は、実施の形態１におけるモータ制御装置のハードウェア構成を示す図であり、制御対象であるモータも含めたシステム全体を示している。モータ制御装置１０００は、モータ１を駆動制御するものであり、それぞれ後述する第１固定子巻線電力変換装置７、第２固定子巻線電力変換装置８、および界磁巻線電力変換装置９を介してモータ１の各巻線と接続されている。またモータ制御装置１０００は、モータ１に設けられた位置検出器２および温度検出器３と接続されている。さらに、モータ制御装置１０００は、第１固定子巻線電力変換装置７、第２固定子巻線電力変換装置８、および界磁巻線電力変換装置９とモータ１の間でそれぞれ直列に接続された電流検出器４、５、および６と接続されている。
　モータ１は、永久磁石およびこの永久磁石に巻き回された界磁巻線を有する回転子と、三相の固定子巻線を２組有する固定子を備える二重三相巻線モータである。以降では、モータ１の固定子が有する２組の三相巻線をそれぞれ「第１固定子巻線」および「第２固定子巻線」と称する。第１固定子巻線および第２固定子巻線は「第１の巻線」に相当し、界磁巻線は「第２の巻線」に相当する。なお、上記したモータの各部の図示は省略している。
　位置検出器２は、モータ１の回転軸に設置され、回転子の角度θを検出する。位置検出器２は、検出した角度θをモータ制御装置１０００に送信する。なお、位置検出器２の代わりに回転子の角度θを推定する位置推定器を設け、角度θの推定値をモータ制御装置１０００に送信する構成にしてもよい。
　温度検出器３は、第１固定子巻線の温度ｔｓ１、第２固定子巻線２の温度ｔｓ２、界磁巻線の温度ｔｆ、および永久磁石の温度ｔＭのうちの少なくとも１つを検出する。温度検出器３は、検出した温度ｔｓ１、ｔｓ２、ｔｆ、ｔＭをモータ制御装置１０００に送信する。なお、温度検出器３の代わりに温度推定器を設け、ｔｓ１、ｔｓ２、ｔｆ、ｔＭの推定値をモータ制御装置１０００に送信する構成にしてもよい。
　電流検出器４は、第１固定子巻線を流れる３相の電流を検出し、それぞれの電流値を第１固定子巻線電流ｉｕ１、ｉｖ１、ｉｗ１としてモータ制御装置１０００に送信する。電流検出器５は、第２固定子巻線を流れる３相の電流を検出し、それぞれの電流値を第２固定子巻線電流ｉｕ２、ｉｖ２、ｉｗ２としてモータ制御装置１０００に送信する。電流検出器６は、界磁巻線を流れる電流を検出し、その電流値を界磁巻線電流ｉｆとしてモータ制御装置１０００に送信する。なお、電流検出器４、５、６の代わりに電流推定器を設け、ｉｕ１、ｉｖ１、ｉｗ１、ｉｕ２、ｉｖ２、ｉｗ２、ｉｆの推定値をモータ制御装置１０００に送信する構成にしてもよい。
　第１固定子巻線電力変換装置７は、第１固定子巻線に対する三相電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊をモータ制御装置１０００から受信し、それぞれの電圧指令に相当する電圧を生成する。また、第１固定子巻線電力変換装置７は、第１固定子巻線に係る電力変換に使用する直流リンク電圧を検出し、その電圧値を直流リンク電圧ＶＤＣ１としてモータ制御装置１０００に送信する。
　第２固定子巻線電力変換装置８は、第２固定子巻線に対する三相電圧指令ｖｕ２＊、ｖｖ２＊、およびｖｗ２＊をモータ制御装置１０００から受信し、それぞれの電圧指令に相当する電圧を生成する。また、第２固定子巻線電力変換装置８は、第２固定子巻線に係る電力変換に使用する直流リンク電圧を検出し、その電圧値を直流リンク電圧ＶＤＣ２としてモータ制御装置１０００に送信する。
　界磁巻線電力変換装置９は、界磁巻線に対する電圧指令である界磁巻線電圧指令ｖｆ＊をモータ制御装置１０００から受信し、界磁巻線電圧指令ｖｆ＊に相当する電圧を生成する。また、界磁巻線電力変換装置９は、界磁巻線に係る電力変換に使用する直流リンク電圧を検出し、その電圧値を直流リンク電圧ＶＤＣ３としてモータ制御装置１０００に送信する。
　モータ制御装置１０００は、プロセッサ１０と記憶装置１１を備えている。記憶装置１１は、ランダムアクセスメモリ等の揮発性記憶装置（図示なし）とフラッシュメモリ等の補助記憶装置（図示なし）を具備する。補助記憶装置としては、上記した揮発性記憶装置の代わりにハードディスク等の補助記憶装置を具備してもよい。記憶装置１１の補助記憶装置には、プロセッサ１０によって実行されるプログラムが記憶されている。
　プロセッサ１０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）であり、記憶装置１１から読み出したプログラムを実行して、図２に示す各種機能部を実現する。プロセッサ１０が記憶装置１１からプログラムを読み出す際には、揮発性記憶装置を介して、補助記憶装置に記憶されているプログラムを読み出す。プロセッサ１０によるプログラムの実行により、電流指令およびデータ等が生成される。プロセッサ１０は、上記のデータを記憶装置１１の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置に記憶させてもよい。
　プロセッサ１０は、生成した電流指令を、外部とのインターフェース（図示なし）を介して第１固定子巻線電力変換装置７、第２固定子巻線電力変換装置８、および界磁巻線電力変換装置９に送信する。プロセッサ１０は、角度θを位置検出器２から受信する。またプロセッサ１０は、温度ｔｓ１、ｔｓ２、ｔｆ、ｔＭを温度検出器３から受信する。またプロセッサ１０は、第１固定子巻線電流ｉｕ１、ｉｖ１、ｉｗ１を電流検出器４から受信し、第２固定子巻線電流ｉｕ２、ｉｖ２、ｉｗ２を電流検出器５から受信し、界磁巻線電流ｉｆを電流検出器６から受信する。またプロセッサ１０は、直流リンク電圧ＶＤＣ１、ＶＤＣ２、ＶＤＣ３を第１固定子巻線電力変換装置７、第２固定子巻線電力変換装置８、界磁巻線電力変換装置９からそれぞれ受信する。またプロセッサ１０は、上位の制御装置またはユーザ入力からのトルク指令Ｔ＊、第１固定子巻線における電流上限値である電流制限ｉｄｑ１ｌｉｍ、第２固定子巻線における電流上限値である電流制限ｉｄｑ２ｌｉｍ、および界磁巻線における電流上限値である電流制限ｉｆｌｉｍを受信する。
　図２は、実施の形態１におけるモータ制御装置を示すブロック図である。モータ制御装置１０００は、モータ１の各巻線を流れる電流を制御するそれぞれの電流指令を生成し、モータ１を駆動させる駆動用電流指令生成部２４と、第１固定子巻線を流れる電流を制御する第１固定子巻線電流指令ｉｄ１＊、ｉｑ１＊を三相の電圧指令である第１固定子巻線電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊に変換する第１固定子巻線電流制御部２２と、第２固定子巻線を流れる電流を制御する第２固定子巻線電流指令ｉｄ２＊、ｉｑ２＊を三相の電圧指令である第２固定子巻線電圧指令ｖｕ２＊、ｖｖ２＊、ｖｗ２＊に変換する第２固定子巻線電流制御部２３と、界磁巻線を流れる電流を制御する界磁巻線電流指令ｉｆ＊を界磁巻線電圧指令ｖｆ＊に変換する界磁巻線電流制御部２１とを備えている。またモータ制御装置１０００は、モータ１の位置検出器２からモータ１の回転子の角度θを受信し、回転子の角速度ωを演算する微分器２０を備えている。
　微分器２０は、角度θを時間について微分演算することにより角速度ωを演算する。微分器２０は、演算した角速度ωを駆動用電流指令生成部２４に出力する。
　界磁巻線電流制御部２１は、駆動用電流指令生成部２４から界磁巻線電流指令ｉｆ＊を受信するとともに、電流検出器６より界磁巻線電流ｉｆを受信し、界磁巻線電流ｉｆが界磁巻線電流指令ｉｆ＊に追従するように界磁巻線電圧指令ｖｆ＊を演算する。界磁巻線電流制御部２１は、演算した界磁巻線電圧指令ｖｆ＊を界磁巻線電力変換装置９に送信する。また界磁巻線電流制御部２１は、電流検出器６から受信した界磁巻線電流ｉｆを駆動用電流指令生成部２４に送信する。
　第１固定子巻線電流制御部２２は、駆動用電流指令生成部２４から第１固定子巻線電流指令ｉｄ１＊、ｉｑ１＊を受信するとともに、電流検出器４から第１固定子巻線電流ｉｕ１、ｉｖ１、ｉｗ１を受信し、第１固定子巻線電流ｉｕ１、ｉｖ１、ｉｗ１が第１固定子巻線電流指令ｉｄ１＊、ｉｑ１＊に追従するように第１固定子巻線電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊を演算する。ここで、駆動用電流指令生成部２４が生成する第１固定子巻線電流指令ｉｄ１＊、ｉｑ１＊は直交二相座標系で表される電流指令である一方、第１固定子巻線電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊は三相交流座標系の電圧指令であるので、第１固定子巻線電流制御部２２は、角度θを用いて直交二相座標系から三相交流座標系への座標変換を行う。第１固定子巻線電流制御部２２は、演算した第１固定子巻線電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１を第１固定子巻線電力変換装置７に送信する。また第１固定子巻線電流制御部２２は、電流検出器４から受信した第１固定子巻線電流ｉｕ１、ｉｖ１、ｉｗ１を、角度θを用いて直交二相座標系に座標変換し、得られた結果を第１固定子巻線ｄ軸電流ｉｄ１および第１固定子巻線ｑ軸電流ｉｑ１として駆動用電流指令生成部２４に送信する。
　第２固定子巻線電流制御部２３は、駆動用電流指令生成部２４から第２固定子巻線電流指令ｉｄ２＊、ｉｑ２＊を受信するとともに、電流検出器５から第２固定子巻線電流ｉｕ２、ｉｖ２、ｉｗ２を受信し、第２固定子巻線電流ｉｕ２、ｉｖ２、ｉｗ２が第２固定子巻線電流指令ｉｄ２＊、ｉｑ２＊に追従するように第２固定子巻線電圧指令ｖｕ２＊、ｖｖ２＊、ｖｗ２＊を演算する。また第２固定子巻線電流制御部２３は、第１固定子巻線電流制御部２２と同様に、角度θを用いて直交二相座標系から三相交流座標系への座標変換を行う。第２固定子巻線電流制御部２３は、演算した第２固定子巻線電圧指令ｖｕ２＊、ｖｖ２＊、ｖｗ２を第２固定子巻線電力変換装置８に送信する。また第２固定子巻線電流制御部２３は、電流検出器５から受信した第２固定子巻線電流ｉｕ２、ｉｖ２、ｉｗ２を、角度θを用いて直交二相座標系に座標変換し、得られた結果を第２固定子巻線ｄ軸電流ｉｄ２および第２固定子巻線ｑ軸電流ｉｑ２として駆動用電流指令生成部２４に送信する。
　駆動用電流指令生成部２４は、トルク指令Ｔ＊が示すトルクを実現するようにモータ１を駆動するものであり、直交二相座標系の第１固定子巻線電流指令ｉｄ１＊、ｉｑ１＊、第２固定子巻線電流指令ｉｄ２＊、ｉｑ２＊、および単相の界磁巻線電流指令ｉｆ＊を演算する。駆動用電流指令生成部２４は、トルク指令Ｔ＊と、各巻線を流れる電流の電流値およびその上限値と、電力変換に用いる直流リンク電圧の電圧値と、モータ１の各部の温度と、モータ１の回転子の角速度ωに基づいて、上記した各電流指令を演算する。ここで、「各巻線を流れる電流の電流値」とは、第１固定子巻線ｄ軸電流ｉｄ１、第１固定子巻線ｑ軸電流ｉｑ１、第２固定子巻線ｄ軸電流ｉｄ２、第２固定子巻線ｑ軸電流ｉｑ２、および界磁巻線電流ｉｆであり、「制限値」は、電流制限ｉｄｑ１ｌｉｍ、電流制限ｉｄｑ２ｌｉｍ、および電流制限ｉｆｌｉｍである。「直流リンク電圧の電圧値」は、直流リンク電圧ＶＤＣ１、ＶＤＣ２、ＶＤＣ３である。「モータ１の各部の温度」は、第１固定子巻線の温度ｔｓ１、第２固定子巻線２の温度ｔｓ２、界磁巻線の温度ｔｆ、および永久磁石の温度ｔＭである。なお、第１固定子巻線電流指令ｉｄ１＊、ｉｑ１＊および第２固定子巻線電流指令ｉｄ２＊、ｉｑ２＊は「第１の電流指令」に相当し、界磁巻線電流指令ｉｆ＊は「第２の電流指令」に相当する。
　次に、界磁巻線電流制御部２１のより詳細な構成について図３に基づいて説明する。界磁巻線電流制御部２１は、図３に示すように、加減算器３０と、ＰＩ制御部３１とを有する。まず、界磁巻線電流制御部２１は、加減算器３０によって、駆動用電流指令生成部２４から入力される界磁巻線電流指令ｉｆ＊と電流検出器６から受信する界磁巻線電流ｉｆとの差をとることにより、界磁巻線電流偏差（＝ｉｆ＊－ｉｆ）を得る。次に、界磁巻線電流制御部２１は、この界磁巻線電流偏差に基づいて、ＰＩ制御部３１にてＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ－Ｉｎｔｅｇｒａｌ：比例―積分）制御を行い、界磁巻線電圧指令ｖｆ＊を生成する。ＰＩ制御における計算は、例えば以下に示す式（１）のようになる。式（１）において、ＫｐｆおよびＫｉｆは、界磁巻線の電流制御における比例ゲインおよび積分ゲインである。また、ｓはラプラス変換の微分演算子であり、以降の式でも同様である。

　　　ｖｆ＊＝（Ｋｐｆ＋Ｋｉｆ／ｓ）×（ｉｆ＊－ｉｆ）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１）

　なお、図示は省略しているが、界磁巻線電圧指令ｖｆ＊を生成後、非干渉化処理を施してもよい。
　次に、第１固定子巻線電流制御部２２のより詳細な構成について図４に基づいて説明する。第１固定子巻線電流制御部２２は、図４に示すように、加減算器４０と、ＰＩ制御部４１と、二相三相座標変換器４２と、三相二相座標変換器４３とを有する。まず、第１固定子巻線電流制御部２２は、三相二相座標変換器４３によって、電流検出器４から受信する三相の第１固定子巻線電流ｉｕ１、ｉｖ、ｉｗを、角度θを用いて第１固定子巻線ｄ軸電流ｉｄ１および第１固定子巻線ｑ軸電流ｉｑ１に座標変換する。三相二相座標変換器４３による座標変換には、周知の座標変換手法を用いればよい。
　次に、第１固定子巻線電流制御部２２は、加減算器４０によって、駆動用電流指令生成部２４から入力される第１固定子巻線電流指令ｉｄ１＊と第１固定子巻線ｄ軸電流ｉｄ１との差、および駆動用電流指令生成部２４から入力される第１固定子巻線電流指令ｉｑ１＊と第１固定子巻線ｑ軸電流ｉｑ１との差をとることにより、第１固定子巻線ｄ軸電流偏差（＝ｉｄ１＊－ｉｄ１）および第１固定子巻線ｑ軸電流偏差（＝ｉｑ１＊－ｉｑ１）を得る。次に、第１固定子巻線電流制御部２２は、第１固定子巻線ｄ軸電流偏差および第１固定子巻線ｑ軸電流偏差に基づいて、ＰＩ制御部４１にてＰＩ制御を行い、第１固定子巻線ｄ軸電圧指令ｖｄ１＊および第１固定子巻線ｑ軸電圧指令ｖｑ１＊を生成する。ＰＩ制御における計算は、例えば以下に示す式（２）および式（３）のようになる。式（２）、式（３）において、Ｋｐｄ１およびＫｉｄ１とＫｐｑ１およびＫｉｑ１は、それぞれ第１固定子巻線の電流制御における比例ゲインおよび積分ゲインである。

　　　ｖｄ１＊＝（Ｋｐｄ１＋Ｋｉｄ１／ｓ）×（ｉｄ１＊－ｉｄ１）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（２）
　　　ｖｑ１＊＝（Ｋｐｑ１＋Ｋｉｑ１／ｓ）×（ｉｑ１＊－ｉｑ１）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（３）

　なお、図示は省略しているが、第１固定子巻線ｄ軸電圧指令ｖｄ１＊および第１固定子巻線ｑ軸電圧指令ｖｑ１＊を生成後、モータ１の回転子の角速度ωに基づいて発生する速度起電力に伴う干渉成分を打ち消す非干渉化処理を施してもよい。
　次に、第１固定子巻線電流制御部２２は、二相三相座標変換器４２によって、第１固定子巻線ｄ軸電圧指令ｖｄ１＊および第１固定子巻線ｑ軸電圧指令ｖｑ１＊を、角度θを用いて三相の第１固定子巻線電圧指令ｖｕ１＊、ｖｖ１＊、ｖｗ１＊に座標変換する。二相三座標変換器４２による座標変換には、周知の座標変換手法を用いればよい。
　次に、第２固定子巻線電流制御部２３のより詳細な構成について、図５に基づいて説明する。第２固定子巻線電流制御部２３は、図５に示すように、加減算器５０と、ＰＩ制御部５１と、二相三相座標変換器５２と、三相二相座標変換器５３とを有する。まず、第２固定子巻線電流制御部２３は、三相二相座標変換器５３において、電流検出器５から受信する三相の第２固定子巻線電流ｉｕ２、ｉｖ２、ｉｗ２を、角度θを用いて第２固定子巻線ｄ軸電流ｉｄ２および第２固定子巻線ｑ軸電流ｉｑ２に座標変換する。三相二相座標変換器５による座標変換には、周知の座標変換手法を用いればよい。
　次に、第２固定子巻線電流制御部２３は、加減算器５０によって、駆動用電流指令生成部２４から入力される第２固定子巻線電流指令ｉｄ２＊と第２固定子巻線ｄ軸電流ｉｄ２との差、および駆動用電流指令生成部２４から入力される第２固定子巻線電流指令ｉｑ２＊と第２固定子巻線ｑ軸電流ｉｑ２との差をとることにより、第２固定子巻線ｄ軸電流偏差（＝ｉｄ２＊－ｉｄ２）および第２固定子巻線ｑ軸電流偏差（＝ｉｑ２＊－ｉｑ２）を得る。次に、第２固定子巻線電流制御部２２は、第２固定子巻線ｄ軸電流偏差および第２固定子巻線ｑ軸電流偏差に基づいて、ＰＩ制御部５１にてＰＩ制御を行い、第２固定子巻線ｄ軸電圧指令ｖｄ２＊および第２固定子巻線ｑ軸電圧指令ｖｑ２＊を生成する。ＰＩ制御における計算は、例えば以下に示す式（４）および式（５）のようになる。式（４）、式（５）において、Ｋｐｄ２およびＫｉｄ２とＫｐｑ２およびＫｉｑ２は、それぞれ第２固定子巻線の電流制御における比例ゲインおよび積分ゲインである。

　　　ｖｄ２＊＝（Ｋｐｄ２＋Ｋｉｄ２／ｓ）×（ｉｄ２＊－ｉｄ２）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（４）
　　　ｖｑ２＊＝（Ｋｐｑ２＋Ｋｉｑ２／ｓ）×（ｉｑ２＊－ｉｑ２）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（５）

　なお、図示は省略しているが、第２固定子巻線ｄ軸電圧指令ｖｄ２＊および第２固定子巻線ｑ軸電圧指令ｖｑ２＊を生成後、モータ１の回転子の角速度ωに基づいて発生する速度起電力に伴う干渉成分を打ち消す非干渉化処理を施してもよい。
　次に、第２固定子巻線電流制御部２３は、二相三相座標変換器５２によって、第２固定子巻線ｄ軸電圧指令ｖｄ２＊および第２固定子巻線ｑ軸電圧指令ｖｑ２＊を、角度θを用いて三相の第２固定子巻線電圧指令ｖｕ２＊、ｖｖ２＊、ｖｗ２＊に座標変換する。二相三座標変換器５２による座標変換には、周知の座標変換手法を用いればよい。
　次に、駆動用電流指令生成部２４のより詳細な構成について、図６に基づいて説明する。駆動用電流指令生成部２４は、図６に示すように、電流指令演算部６０と、パラメータ取得部６１とを有している。パラメータ取得部６１は、第１固定子巻線電流制御部２２が出力する第１固定子巻線ｄ軸電流ｉｄ１および第１固定子巻線ｑ軸電流ｉｑ１と、第２固定子巻線電流制御部２３が出力する第２固定子巻線ｄ軸電流ｉｄ２および第２固定子巻線ｑ軸電流ｉｑ２と、界磁巻線電流制御部２１が出力する界磁巻線電流ｉｆと、温度検出器３が送信するモータ１の各部の温度、すなわち第１固定子巻線の温度ｔｓ１、第２固定子巻線の温度ｔｓ２、界磁巻線の温度ｔｆ、および永久磁石の温度ｔＭなどのデータ（以後、「モータ状態データ６２」と称する）を受信し、受信したモータ状態データ６２に基づいて、モータパラメータ６３を取得する。ここで「モータパラメータ」とは、モータ１のモータ特性を示すパラメータであり、各巻線の抵抗の抵抗値と、各巻線のインダクタンス値と、巻線間の相互インダクタンス値と、各固定子巻線に鎖交する永久磁石の磁束の磁束値とを含む。ここで、「各巻線の抵抗の抵抗値」とは、第１固定子巻線抵抗Ｒ１、第２固定子巻線抵抗Ｒ２、および界磁巻線抵抗Ｒｆである。「各巻線のインダクタンス値」とは、第１固定子巻線ｄ軸インダクタンスＬｄ１、第２固定子巻線ｄ軸インダクタンスＬｄ２、第１固定子巻線ｑ軸インダクタンスＬｑ１、第２固定子巻線ｑ軸インダクタンスＬｑ２、および界磁巻線インダクタンスＬｆである。「巻線間の相互インダクタンス値」とは、第１固定子巻線と第２固定子巻線のｄ軸相互インダクタンスＭｄ、第１固定子巻線と第２固定子巻線のｑ軸相互インダクタンスＭｑ、第１固定子巻線と界磁巻線の相互インダクタンスＭｆ１、および第２固定子巻線と界磁巻線の相互インダクタンスＭｆ２である。「各固定子巻線に鎖交する永久磁石の磁束の磁束値」とは、第１固定子巻線に鎖交する永久磁石磁束の磁束ＫＥ１および第２固定子巻線に鎖交する永久磁石磁束の磁束ＫＥ２である。パラメータ取得部６１は、取得したモータパラメータ６３を電流指令演算部６０に出力する。
　パラメータ取得部６１は、モータ状態データ６２に対応するモータパラメータ６３を取得するものであればよく、例えばモータ状態データ６２に対応させてモータパラメータ６３の各データを記憶するルックアップデーブル（以下、「ＬＵＴ」）により構成することが考えられる。また、モータ状態データ６２を入力、モータパラメータ６３の各データを出力として定義された関数を演算する演算部により構成してもよい。なお、上記したモータ状態データ６２としては、実測値に限らず、予め定められたモデルに基づいた推定値を用いてもよい。モータ状態データ６２に推定値を用いる場合、実電流などの実測値に含まれる可能性がある高調波外乱の影響などを排除することができる。
　電流指令演算部６０は、トルク指令Ｔ＊と、第１固定子巻線、第２固定子巻線、および界磁巻線におけるそれぞれの電流制限ｉｄｑ１ｌｉｍ、ｉｄｑ２ｌｉｍ、ｉｆｌｉｍと、回転子の角速度ωと、直流リンク電圧ＶＤＣ１、ＶＤＣ２、ＶＤＣ３と、パラメータ取得部６１から出力されるモータパラメータ６３に基づいて、予め定められた演算周期で第１固定子巻線電流指令ｉｄ１＊、ｉｑ１、第２固定子巻線電流指令ｉｄ２＊、ｉｑ２、および界磁巻線電流指令ｉｆ＊を演算する。
　なお、パラメータ取得部６１は、モータ状態データ６２を定期的に受信してモータパラメータ６３を更新し、電流指令演算部６０に出力する。また、パラメータ取得部６１によるモータパラメータ６３の更新周期は、電流指令演算部６０の演算周期よりも短い、または、同一である。これにより、電流指令演算部６０により演算される各電流指令はリアルタイムにモータパラメータ６３の変化を反映するものとなる。
　次に、電流指令演算部６０のより詳細な構成について、図７に基づいて説明する。電流指令演算部６０は、図７に示すように、トルク時定数フィルタ７０と、界磁電流指令生成器７１、すなわち第２の演算部と、界磁電流時定数フィルタ７２、すなわち応答遅れ再現部と、固定子電流指令生成器７３、すなわち第１の演算部とを有している。トルク時定数フィルタ７０は、トルク指令Ｔ＊が入力され、入力されたトルク指令Ｔ＊を予め定められた基準に従って調整し、調整後のトルク指令Ｔ＊を界磁電流指令生成器７１および固定子電流指令生成器７３に出力する。トルク時定数フィルタ７０は、フィルタ、状態推定器、またはＬＵＴ等で構成される。
　トルク時定数フィルタ７０は、トルク指令Ｔ＊に急峻な変動があり、その変動量または変動率が予め定められた閾値を超える場合に、トルク指令Ｔ＊の変動量または変動率に対してフィルタリングを行い、上記閾値を超える分の変動を除去する調整などを行う。
　界磁電流指令生成器７１は、トルク時定数フィルタ７０により調整されたトルク指令Ｔ＊およびモータパラメータ６３に基づいて、各巻線についての電流指令を演算する。界磁電流指令生成器７１は、最大効率を実現する各巻線の電流指令を演算するにあたり、ラグランジュの未定定数法を用いる。界磁電流指令生成器７１は、下記の式（６）で表される拘束条件の下、下記の式（７）で表される評価関数が最小となるように界磁巻線電流指令ｉｆ＊を決定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　式（６）は永久磁石と界磁巻線を有する二重三相巻線モータのトルクと各巻線を流れる電流の関係を表す式であり、「予め定められた拘束条件」に相当する。また、式（７）に示す評価関数Ｐｗは、モータ１の各巻線に電流が流れることにより発生する銅損を表している。すなわち、式（７）の評価関数Ｐｗを最小にすることは、モータ１に発生する損失の１つである銅損を最小にすることを示している。式（６）、式（７）において、Ｔはモータ１のトルク、Ｐｎは極対数、Ｔ１は第１固定子巻線によるトルク、Ｔ２は第２固定子巻線によるトルクを示している。なお、磁気飽和および磁束の軸間干渉を考慮し、これらの影響を示す項を式（６）に追加してもよい。また、評価関数Ｐｗは鉄損またはスイッチング損失を表す関数であってもよいし、銅損、鉄損、スイッチング損失等の損失を含む総合損失を表す関数であってもよい。また、評価関数は損失だけでなく、出力トルク、トルク応答等に設定してもよい。評価関数を出力トルクとした場合、拘束条件下で出力トルクを最大、または最小にすることが可能となる。評価関数をトルク応答とした場合、拘束条件下でトルク応答を最大、または最小にすることが可能となる。
　上記の式（６）および式（７）に基づいてラグランジュ関数Ｌ（ｉｄ１、ｉｑ１、ｉｄ２、ｉｑ２、ｉｆ、λ）を構築すると、式（８）のようになる。ここで、λはラグランジュ係数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　式（８）に示すラグランジュ関数Ｌを各変数で偏微分することで得られるそれぞれの導関数をゼロとして連立方程式を作り、この連立方程式を解くと、式（６）の拘束条件の下で式（７）の評価関数を最小にするｉｄ１、ｉｑ１、ｉｄ２、ｉｑ２、ｉｆ、λを求めることができる。トルク指令Ｔ＊の下で評価関数Ｐｗを最小にする各電流指令を演算するためには、式（８）においてＴ＝Ｔ＊、ｉｄ１＝ｉｄ１＊、ｉｄ２＝ｉｄ２＊、ｉｑ１＝ｉｑ１＊、ｉｑ２＝ｉｑ２＊、ｉｆ＝ｉｆ＊と置きかえて上記の連立方程式を解くこととなる。すなわち、下記の式（９）から式（１３）に示す連立方程式式を解けばよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　式（９）から式（１３）に示す連立方程式を解くことにより、各電流指令がトルク指令Ｔ＊を実現するという条件の下で評価関数Ｐｗを最小にする第１固定子巻線電流指令ｉｄ１＊、ｉｑ１＊、第２固定子巻線電流指令ｉｄ２＊、ｑ２＊、および界磁巻線電流指令ｉｆ＊を求めることができる。
　なお、第１固定子巻線および第２固定子巻線に係るいくつかのパラメータが等しく、Ｒ１＝Ｒ２＝２Ｒ、Ｌｄ１＝Ｌｄ２＝２Ｌｄ、Ｍｆ１＝Ｍｆ２＝Ｍｆ、ＫＥ１＝ＫＥ２＝ＫＥ、ＭｄとＭｑは上記で定義した値の２倍と置くことができる場合、第１固定子巻線電流指令ｉｄ１＊、ｉｑ１＊と第２固定子巻線電流指令ｉｄ２＊、ｉｑ２＊が等しくなるように各電流指令を生成する。すなわち、ｉｄ１＊／２＝ｉｄ２＊／２＝ｉｄ＊、ｉｑ１＊／２＝ｉｑ２＊／２＝ｉｑ＊となるようにする。この場合、式（９）から式（１３）を変形することにより、以下の式（１４）から式（１６）が導出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　上述のように第１固定子巻線および第２固定子巻線に係るいくつかのパラメータが等しい場合は、式（１４）から式（１６）に示す連立方程式を解くことにより、トルク指令Ｔ＊を実現するという条件の下で評価関数Ｐｗを最小にする電流指令ｉｄ＊（＝ｉｄ１＊／２＝ｉｄ２＊／２）、ｉｑ＊（＝ｉｑ１＊／２＝ｉｑ２＊／２）、ｉｆ＊を求めることができる。
　一方、界磁巻線と第１固定子巻線および第２固定子巻線との間で電流指令に対する応答速度に差異がある場合、実際には式（１４）から式（１６）が成立しなくなる。具体的には、界磁巻線電流指令ｉｆ＊に対する界磁巻線電流ｉｆの応答速度が、第１固定子巻線電流指令ｉｄ１＊、ｉｑ１＊および第２固定子巻線電流指令ｉｄ２＊、ｉｑ２＊に対する第１固定子巻線ｄ軸電流ｉｄ１、第１固定子巻線ｑ軸電流ｉｑ１、および第２固定子巻線ｄ軸電流ｉｄ２、第２固定子巻線ｑ軸電流ｉｑ２の応答速度よりも遅い場合、過渡状態においてｉｆ＝ｉｆ＊が満たされず、式（１４）から式（１６）が成立しない。このため、界磁巻線電流ｉｆの応答遅れの影響を考慮せずに式（１４）から式（１６）の連立方程式を解いても最適解を得ることにならず、演算の結果得られる電流指令は評価関数Ｐｗを最小にするものにはならない。また、式（６）の拘束条件も満たさなくなるため、トルク指令Ｔ＊に対する追従性も低下する。このように、巻線間での応答速度の差異（界磁巻線の応答遅れ）を考慮しない場合、銅損が増加して効率が低下するとともに、トルク指令Ｔ＊に対する追従性が低下してトルク応答が劣化する。
　実施の形態１の界磁電流指令生成器７１では、式（１４）から式（１６）を変形して得られる下記の式（１７）を満たす界磁巻線電流指令ｉｆ＊を演算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　界磁巻線電流指令ｉｆ＊の４次方程式である式（１７）は、例えばニュートン法またはトルクフィードバック法等による再帰形の数値解法によって求めればよい。界磁電流指令生成器７１は、演算した界磁巻線電流指令ｉｆ＊を界磁巻線電流制御部２１および界磁電流時定数フィルタ７２に出力する。
　界磁電流時定数フィルタ７２は、界磁巻線電流ｉｆの応答遅れを界磁巻線電流指令ｉｆ＊に対して模擬的に再現することにより、ある時点での界磁巻線電流指令ｉｆ＊を界磁巻線電流ｉｆに近づけるものである。界磁電流時定数フィルタ７２は、下記の式（１８）に示すフィルタＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４のうちの１つ以上のフィルタを使用する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013
 　式（１８）において、Ｇ１は界磁巻線のインピーダンスによる応答遅れを模擬的に再現するものである。ＴＬｆは電流についての界磁巻線の時定数であり、界磁巻線のインピーダンスに依存する。また、Ｇ２は電流制御応答における応答遅れを模擬的に再現するものである。ＴＣｆは界磁巻線電流制御部２１の時定数であり、界磁巻線のインピーダンスに依存する。また、Ｇ３はセンサ遅延による応答遅れを模擬的に再現するものである。Ｔｓｅｎｓｏｒはセンサ遅延の時定数であり、電流検出器６など、使用しているセンサの特性に依存する。また、Ｇ４は演算周期による応答遅れを模擬的に再現するものである。Ｔｃｃは演算周期による時定数であり、プロセッサ１０の特性に依存する。界磁電流時定数フィルタ７２は、界磁電流指令生成器７１が出力する界磁巻線電流指令ｉｆ＊に対してフィルタＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４のうちの１つ以上のフィルタを適用し、界磁巻線電流ｉｆの応答遅れを模擬的に再現した界磁巻線電流指令ｉｆ＊＊を固定子電流指令生成器７３に出力する。なお、界磁電流時定数フィルタ７２は、フィルタ、ＬＵＴ、関数、状態推定器によって構成すればよい。また、界磁巻線電流指令ｉｆ＊＊は、電流検出器６から受信する界磁巻線電流ｉｆであってもよい。
　固定子電流指令生成器７３は、トルク時定数フィルタ７０が出力するトルク指令Ｔ＊と、界磁電流時定数フィルタ７２が出力する界磁巻線電流指令ｉｆ＊＊と、モータパラメータ６３に基づき、下記の式（１９）および式（２０）を用いて第１固定子巻線電流指令ｉｄ１＊、ｉｑ１＊および第２固定子巻線電流指令ｉｄ２＊、ｉｑ２＊を演算する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
　固定子電流指令生成器７３は、式（１９）および式（２０）を用いて演算した第１固定子巻線電流指令ｉｄ１＊、ｉｑ１＊および第２固定子巻線電流指令ｉｄ２＊、ｉｑ２＊を第１固定子巻線電流制御部２２および第２固定子巻線電流制御部２３にそれぞれ出力する。固定子電流指令生成器７３により演算された第１固定子巻線電流指令ｉｄ１＊、ｉｑ１＊および第２固定子巻線電流指令ｉｄ２＊、ｉｑ２＊は、界磁巻線電流ｉｆの応答遅れを模擬的に再現した界磁巻線電流指令ｉｆ＊＊に基づいて演算されているため、評価関数Ｐｗを最小にするものであり、また、式（６）の拘束条件を満たすものである。このため、界磁巻線電流ｉｆの応答遅れを考慮しない場合と比べて、トルク指令Ｔ＊に対する追従性が向上し、過渡的なトルク応答が改善されるとともに、銅損が減少して効率が向上している。
　以上、電流指令演算部６０における各電流指令の演算をまとめると以下のようになる。まず、ラグランジュの未定定数法により得られる連立方程式を変形して界磁巻線電流指令ｉｆ＊の方程式を導出し、この方程式を解くことで界磁巻線電流指令ｉｆ＊を求める。
　次に、界磁巻線電流指令ｉｆ＊に対して界磁巻線電流ｉｆの応答遅れを模擬的に再現し、応答遅れが模擬的に再現された界磁巻線電流指令ｉｆ＊＊を演算する。
　次に、応答遅れが模擬的に再現された界磁巻線電流指令ｉｆ＊＊を用いて第１固定子巻線電流指令ｉｄ１＊、ｉｑ１＊および第２固定子巻線電流指令ｉｄ２＊、ｉｑ２＊を演算する。
　なお、界磁巻線電流ｉｆは界磁巻線電流指令ｉｆ＊、すなわち、上記の応答遅れを考慮していない界磁巻線電流指令ｉｆ＊により制御される。応答遅れが再現された界磁巻線電流指令ｉｆ＊＊は、第１固定子巻線電流指令ｉｄ１＊、ｉｑ１＊および第２固定子巻線電流指令ｉｄ２＊、ｉｑ２＊の演算に用いられるが、界磁巻線電流ｉｆの制御には用いられない。
　なお、第１固定子巻線および第２固定子巻線に係るパラメータが異なり、Ｒ１≠Ｒ２、Ｌｄ１≠Ｌｄ２、Ｍｆ１≠Ｍｆ２、ＫＥ１≠ＫＥ２となる場合、ｉｄ１＊≠ｉｄ２＊、ｉｑ１＊≠ｉｑ２＊となるように第１固定子巻線電流指令ｉｄ１＊、ｉｑ１＊および第２固定子巻線電流指令ｉｄ２＊、ｉｑ２＊を演算する。
　また、実施の形態１では複数の巻線について、界磁巻線電流の応答が第１固定子巻線電流および第２固定子巻線電流の応答よりも遅い場合を想定しているが、これに限られるものではない。例えば、第１固定子巻線の応答が遅い場合にも適用可能である。この場合、第１固定子巻線電流指令ｉｄ１＊、ｉｑ１＊を先に演算し、これに応答遅れを再現して、応答遅れが再現された第１固定子巻線電流指令ｉｄ１＊、ｉｑ１＊を用いて他の巻線に対する電流指令の演算を行うこととなる。この場合、第１固定子巻線が「第２の巻線」に相当し、他の巻線が「第１の巻線」に相当する。
　また、ラグランジュの未定定数法における拘束条件は式（６）で示したものに限られず、下記の式（２１）から式（２３）に示す電流制限と、式（２４）から式（２６）に示す電圧制限を追加してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000021
 　式（２４）から式（２６）において、ｋ１、ｋ２、ｋ３はそれぞれ電圧利用率を示す。また、ｖｄ１、ｖｑ１、ｖｄ２、ｖｑ２、ｖｆはそれぞれ第１固定子巻線ｄ軸電圧、第１固定子巻線ｑ軸電圧、第２固定子巻線ｄ軸電圧、第２固定子巻線ｑ軸電圧、界磁巻線電圧を示す。なお、ｖｄ１、ｖｑ１、ｖｄ２、ｖｑ２、ｖｆの関係式は式（２７）となる。式（２１）から式（２３）に示す拘束条件を追加した場合、電流制限時に評価関数Ｐｗを最小にする各電流指令を生成することができる。式（２４）から式（２６）に示す拘束条件を追加した場合、電圧飽和時に評価関数Ｐｗを最小にする各電流指令を生成することができる。なお、上記した制限以外の拘束条件に変更、または追加してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000022
　実施の形態１を適用した場合の効果について図８Ａおよび図８Ｂに基づいて説明する。図８Ａは従来のモータ制御装置による制御結果を示す図であり、図８Ｂは実施の形態１におけるモータ制御装置による制御結果を示す図である。図８Ａおよび図８Ｂでは、第１固定子巻線および第２固定子巻線におけるｑ軸電流の実電流および電流指令の時間変化、ｄ軸電流の実電流および電流指令の時間変化、界磁電流の実電流および電流指令の時間変化、トルクとトルク指令の時間変化、および銅損をトルクで除したもの（銅損／トルク）を上から順に示している。図８Ａにおいて、実電流および実際のトルク、銅損／トルクは実線で示し、電流指令およびトルク指令は破線で示している。また図８Ｂにおいて、実施の形態１における実電流およびトルク、銅損／トルクは実線で、電流指令およびトルク指令は破線で示すとともに、従来例における実電流およびトルク、銅損／トルクを点線で、電流指令およびトルク指令を細い破線で示している。図８Ａに示す従来例の制御結果において、ｑ軸電流とｄ軸電流は、電流指令に対して速やかに追従しているが、界磁電流およびトルクは、ｑ軸電流およびｄ軸電流と比べて、電流指令およびトルク指令に対して応答が遅れている。また、銅損／トルクが過渡的に大きくなっていることが分かる。トルクの応答遅れおよび過渡的な銅損の増加は、実際の界磁巻線電流と界磁巻線電流指令が乖離している（ｉｆ≠ｉｆ＊）ためと考えられる。
　一方、図８Ｂに示す実施の形態１の制御結果では、界磁巻線電流の応答遅れは生じているものの、トルクの応答遅れおよび過渡的な銅損の増加はほとんど生じていない。これは、界磁電流の制御においては実際の電流値と電流指令に乖離が生じている一方で、第１固定子巻線電流指令ｉｄ１＊、ｉｑ１＊および第２固定子巻線電流指令ｉｄ２＊、ｉｑ２＊の演算においては応答遅れを模擬的に再現した界磁巻線電流指令ｉｆ＊＊を用いることにより、銅損を示す評価関数Ｐｗが最小となるように電流指令が演算されて銅損の増加を抑制しているとともに、第１固定子巻線電流指令ｉｄ１＊、ｉｑ１＊および第２固定子巻線電流指令ｉｄ２＊、ｉｑ２＊が式（６）の拘束条件を満たしてトルク指令T*を実現する電流指令がより精度よく生成されたためと考えられる。
　なお、実施の形態１のモータ１は回転子に永久磁石を有する二重三相モータとしたが、これに限られるものではなく、回転子に永久磁石を有しないモータでもよい。また、二重三相巻線モータに限らず、三相以上の固定子巻線を持つモータであってもよいし、固定子巻線が１組あるいは３組以上のモータであってもよい。
　実施の形態１によれば、モータ特性が変化した場合でも効率の低下を防ぐことができる。より具体的には、制御対象のモータの状態を示すモータ状態データを定期的に取得し、このモータ状態データに対応するモータパラメータを取得することでモータパラメータを更新するパラメータ取得部を備え、モータパラメータ取得部によって取得されたモータパラメータに基づいて各巻線に対する電流指令の演算を行う。これにより、モータ特性が変化した場合でも変化後のモータパラメータに基づいて電流指令の演算を行うこととなり、モータ特性の変化に対応したモータ制御を行う。また、界磁巻線電流指令を第１固定子巻線電流指令および第２固定子巻線電流指令よりも先に演算し、界磁巻線電流の応答遅れを界磁巻線電流指令に対して模擬的に再現して、この応答遅れを再現した界磁巻線電流指令を用いて第１固定子巻線電流指令および第２固定子巻線電流指令の演算を行う。これにより、第１固定子巻線電流指令および第２固定子巻線電流指令の演算に用いる界磁巻線電流指令は実際の界磁巻線電流とほぼ等しくなり、銅損を示す評価関数を最小にする電流指令をより正確に演算することができる。このように、モータ特性の変化に対応しつつ、巻線間の応答速度の差異を考慮した電流指令の演算を行うため、モータ特性が変化した場合でも効率の低下を防ぐことができる。また、同じ理由により、トルク指令を反映するための拘束条件を精度よく満たすことができるので、トルク応答の劣化も防ぐことができる。
　また、各巻線に対する電流指令の演算においては、界磁巻線電流指令を先に演算し、この界磁巻線電流指令に応答遅れを再現したものを用いて第１固定子巻線電流指令および第２固定子巻線電流指令の演算を行うのみであるので、界磁巻線電流の応答遅れによるトルク減少を補償するための電流補正を演算する必要がない。このため、モータ制御における計算コストおよび必要なメモリを削減することができる。
　また、パラメータ取得部により定期的にモータパラメータを取得し、電流指令の演算に用いるモータパラメータを更新するため、事前のマップ作成が不要であり、事前工程を削減するとともに、マップを記憶するためのメモリを削減できる。
　また、トルク指令の一定以上の変動を除去するトルク時定数フィルタを備えたため、モータのトルクの変動量および変動率が許容値以下となり、モータの振動およびモータによる騒音を抑制することができる。
　また、モータパラメータを決定するモータ状態データに推定値を用いる場合、実測値に含まれる可能性がある高調波外乱の影響などを排除することができるので、電流指令の演算における収束性が改善される。
実施の形態２．
　次に、実施の形態２を図９に基づいて説明する。なお、図１から図８Ｂと同一または相当部分については同一符号を付し、その説明を省略する。図９は、実施の形態２におけるモータ制御装置のハードウェア構成を示す図であり、制御対象であるモータも含めたシステム全体を示している。モータ制御装置２０００は、モータ８０を駆動制御するものであり、それぞれ後述する固定子巻線電力変換装置８５および界磁巻線電力変換装置８６を介してモータ８０の各巻線と接続されている。またモータ制御装置２０００は、モータ８０に設けられた位置検出器８１および温度検出器８２と接続されている。さらに、モータ制御装置２０００は、固定子巻線電力変換装置８５および界磁巻線電力変換装置８６とモータ１の間でそれぞれ直列に接続された電流検出器８３および８４と接続されている。
　モータ８０は、永久磁石およびこの永久磁石に巻き回された界磁巻線を有する回転子と、三相の固定子巻線を有する固定子を備える三相巻線モータである。なお、回転子の永久磁石は省略してもよい。以降では、モータ１の固定子が有する三相巻線を「固定子巻線」と称する。固定子巻線は「第１の巻線」に相当し、界磁巻線は「第２の巻線」に相当する。なお、上記したモータの各部の図示は省略している。
　位置検出器８１は、モータ８０の回転軸に設置され、回転子の角度θを検出する。位置検出器８１は、検出した角度θをモータ制御装置２０００に送信する。なお、位置検出器２の代わりに回転子の角度θを推定する位置推定器を設け、角度θの推定値をモータ制御装置１０００に送信する構成にしてもよい。
　温度検出器８２は、固定子巻線の温度ｔｓ、界磁巻線の温度ｔｆ、および永久磁石の温度ｔＭのうちの少なくとも１つを検出する。温度検出器８２は、検出した温度ｔｓ、ｔｆ、ｔＭをモータ制御装置２０００に送信する。なお、温度検出器８２の代わりに温度推定器を設け、ｔｓ、ｔｆ、ｔＭの推定値をモータ制御装置２０００に送信する構成にしてもよい。
　電流検出器８３は、固定子巻線を流れる３相の電流を検出し、それぞれの電流値を固定子巻線電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗとしてモータ制御装置２０００に送信する。電流検出器８３は、界磁巻線を流れる電流を検出し、その電流値を界磁巻線電流ｉｆとしてモータ制御装置２０００に送信する。なお、電流検出器８３、８４の代わりに電流推定器を設け、ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ、ｉｆの推定値をモータ制御装置２０００に送信する構成にしてもよい。
　固定子巻線電力変換装置８５は、固定子巻線に対する三相の電圧指令ｖｕ＊、ｖｖ＊、およびｖｗ＊をモータ制御装置２０００から受信し、それぞれの電圧指令に相当する電圧を生成する。また、固定子巻線電力変換装置８５は、固定子巻線に係る電力変換に使用する直流リンク電圧を検出し、その電圧値を直流リンク電圧ＶＤＣＳとしてモータ制御装置２０００に送信する。
　界磁巻線電力変換装置８６は、界磁巻線に対する電圧指令である界磁巻線電圧指令ｖｆ＊をモータ制御装置２０００から受信し、界磁巻線電圧指令ｖｆ＊に相当する電圧を生成する。また、界磁巻線電力変換装置８６は、界磁巻線に係る電力変換に使用する直流リンク電圧を検出し、その電圧値を直流リンク電圧ＶＤＣｆとしてモータ制御装置２０００に送信する。
　プロセッサ８７は、例えばＣＰＵであり、記憶装置８８から読み出したプログラムを実行して、図１０に示す各種機能部を実現する。プロセッサ８７が記憶装置８８からプログラムを読み出す際には、揮発性記憶装置を介して、補助記憶装置に記憶されているプログラムを読み出す。プロセッサ８７によるプログラムの実行により、電流指令およびデータ等が生成される。プロセッサ１０は、上記のデータを記憶装置１１の揮発性記憶装置に出力してもよいし、揮発性記憶装置を介して補助記憶装置に記憶させてもよい。
　プロセッサ８７は、生成した電流指令を、外部とのインターフェース（図示なし）を介して固定子巻線電力変換装置８５および界磁巻線電力変換装置８６に送信する。プロセッサ８７は、角度θを位置検出器８１から受信する。またプロセッサ８７は、温度ｔｓ、ｔｆ、ｔＭを温度検出器８２から受信する。またプロセッサ１０は、固定子巻線電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを電流検出器８３から受信し、界磁巻線電流ｉｆを電流検出器８４から受信する。またプロセッサ１０は、直流リンク電圧ＶＤＣＳ、ＶＤＣｆを固定子巻線電力変換装置８５、界磁巻線電力変換装置８６からそれぞれ受信する。またプロセッサ１０は、上位の制御装置またはユーザ入力からのトルク指令Ｔ＊、固定子巻線における電流上限値である電流制限ｉｄｑｌｉｍおよび界磁巻線における電流上限値である電流制限ｉｆｌｉｍを受信する。
　図１０は、実施の形態２におけるモータ制御装置を示すブロック図である。モータ制御装置２０００は、モータ８０の各巻線を流れる電流を制御するそれぞれの電流指令を生成し、モータ１を駆動させる駆動用電流指令生成部９３と、固定子巻線を流れる電流を制御する固定子巻線電流指令ｉｄ＊、ｉｑ＊を三相の電圧指令である固定子巻線電圧指令ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊に変換する固定子巻線電流制御部９２と、界磁巻線を流れる電流を制御する界磁巻線電流指令ｉｆ＊を界磁巻線電圧指令ｖｆ＊に変換する界磁巻線電流制御部９１とを備えている。またモータ制御装置２０００は、モータ８０の位置検出器８１からモータ８０の回転子の角度θを受信し、回転子の角速度ωを演算する微分器９０を備えている。なお、なお、固定子巻線電流指令ｉｄ＊、ｉｑ＊は「第１の電流指令」に相当し、界磁巻線電流指令ｉｆ＊は「第２の電流指令」に相当する。
　駆動用電流指令生成部９３、固定子巻線電流制御部９２、界磁巻線電流制御部９１、および微分器９０は、実施の形態１における駆動用電流指令生成部２４、第１固定子巻線電流制御部２２および第２固定子巻線電流制御部２３、界磁巻線電流制御部２１、および微分器２０に相当し、実施の形態１の「第１固定子巻線」および「第２固定子巻線」が実施の形態２では「固定子巻線」に置き換わっていることを除けば同様の構成を持つものであるので、構成につての詳細な説明は省略する。
　実施の形態２は、実施の形態１における二重三相モータを三相モータに置き換えたものであるので、実施の形態１における電流指令および電流、および電圧指令を置き換えれば実施の形態１と同様となる。具体的には、ｉｄ＊／２＝ｉｄ１＊＝ｉｄ２＊、ｉｑ＊／２＝ｉｑ１＊＝ｉｑ２＊、ｖｕ＊／２＝ｖｕ１＊＝ｖｕ２＊、ｖｖ＊／２＝ｖｖ１＊＝ｖｖ２＊、ｖｗ＊／２＝ｖｗ１＊＝ｖｗ２＊、ｉｕ／２＝ｉｕ１＝ｉｕ２、ｉｖ／２＝ｉｖ１＝ｉｖ２、ｉｗ／２＝ｉｗ１＝ｉｗ２と置き換えればよい。
　その他については実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。
　実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
　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。
１、８０　モータ、４、５、６、８３、８４　電流検出器、２４、９３　駆動用電流指令生成部、６０　電流指令演算部、６１　パラメータ取得部、６２　モータ状態データ、６３　モータパラメータ、７１　界磁電流指令生成器、７２　界磁電流時定数フィルタ、７３　固定子電流指令生成器、１０００、２０００　モータ制御装置、ｉｄ１＊、ｉｑ１＊　第１固定子巻線電流指令、ｉｄ２＊、ｉｑ２＊　第２固定子巻線電流指令、ｉｄ＊、ｉｑ＊　固定子巻線電流指令、ｉｆ＊　界磁巻線電流指令、ｉｕ１、ｉｖ１、ｉｗ１　第１固定子巻線電流、ｉｕ２、ｉｖ２、ｉｗ２　第２固定子巻線電流、ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ　固定子巻線電流、ｉｆ　界磁巻線電流、Ｔ＊　トルク指令、

Claims (10)

  1. 　第１の巻線と、電流指令に対する応答が前記第１の巻線よりも遅い第２の巻線とを有するモータを制御するモータ制御装置であって、
    　前記モータの状態を示すモータ状態データを定期的に取得し、前記モータ状態データに対応するモータパラメータを取得するパラメータ取得部と、
    　前記モータに対するトルク指令および前記モータパラメータに基づいて、前記第１の巻線および前記第２の巻線に対する電流指令を演算する電流指令演算部と
    を備え、
    　前記電流指令演算部は、
    　前記第１の巻線に対する第１の電流指令を演算する第１の演算部と、
    　前記第２の巻線に対する第２の電流指令を演算する第２の演算部と、
    　前記第２の巻線における前記第２の電流指令に対する応答遅れを前記第２の電流指令に再現する応答遅れ再現部とを有し、
    　前記第１の演算部は、前記応答遅れが再現された第２の電流指令を用いて前記第１の電流指令を演算することを特徴とするモータ制御装置。
  2. 　前記応答遅れ再現部は、前記第２の巻線のインピーダンスによる応答遅れ、前記第２の巻線の電流制御応答による応答遅れ、前記第２の巻線を流れる電流を検出するセンサのセンサ遅延による応答遅れ、前記電流指令演算部の演算周期による応答遅れのうちの１つ以上を再現する請求項１に記載のモータ制御装置。
  3. 　前記応答遅れ再現部による応答遅れが再現された第２の電流指令の代わりに、前記第２の巻線を流れる電流の電流値を用いて前記第１の電流指令を演算することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
  4. 　前記モータ状態データは、前記モータの温度を含む請求項１から３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
  5. 　前記モータ状態データは、前記第１の巻線を流れる電流の電流値および前記第２の巻線を流れる電流の電流値のいずれか一方もしくは両方を含む請求項１から４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
  6. 　前記モータ状態データとして、予め定められたモデルに基づいた推定値を用いる請求項１から５のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
  7. 　前記第１の演算部および前記第２の演算部は、予め定められた評価関数を予め定められた拘束条件の下で最小または最大にする第１の電流指令および第２の電流指令を演算する請求項１から６のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
  8. 　前記評価関数は、前記モータに発生する損失、前記モータの出力トルク、および前記モータのトルク応答のうちの少なくとも１つを表す請求項７に記載のモータ制御装置。
  9. 前記モータは、三相の固定子巻線を有する固定子と、界磁巻線を有する回転子とを備えたモータであって、前記第１の巻線は前記三相の固定子巻線であり、前記第２の巻線は前記界磁巻線である請求項１から８のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
  10. 　前記三相の固定子巻線は、それぞれ複数の巻線である請求項９に記載のモータ制御装置。
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