JP6158881B2 - Motor control method characterized by inverter protection method - Google Patents
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Description
本発明は、インバータのPWM制御により駆動されるモータの制御方法に関するものであり、限定するものではないが、電動射出成形機のサーボモータの制御方法に好適なモータの制御方法に関するものである。 The present invention relates to a method for controlling a motor driven by PWM control of an inverter, and although not limited thereto, the present invention relates to a motor control method suitable for a servo motor control method of an electric injection molding machine.
多くの産業機械には各装置を駆動するためのモータが設けられている。例えば電動射出成形機は、一対の金型を型締する型締装置、樹脂を溶融して金型内に射出する射出装置等から構成され、射出装置は射出シリンダ、この射出シリンダ内で回転方向と軸方向とに駆動されるスクリュ、プランジャ等から構成されている。これらの装置はそれぞれサーボモータ等のモータによって駆動されるようになっており、インバータが生成する三相交流電流によって駆動される。このインバータが生成する三相交流電流は、ON/OFFのパルス幅を可変に制御するいわゆるPWM制御によって生成されているので、三相交流電流の波形は擬似的な正弦波になっている。PWM信号のキャリア周波数つまりPWM周波数が小さいと三相交流電流の波形は粗くなるが、PWM周波数が高いと波形は正弦波に近づき、精度良くモータを駆動することができる。つまりモータの制御において応答性を重視したい場合にはPWM周波数を大きくすることが好ましいと言える。しかしながらPWM周波数が大きいとインバータを構成しているIGBT等の素子のスイッチングの頻度が高くなる。そうするといわゆるスイッチング損失により電力を損失して発熱量が大きくなり素子が高温になって破壊し易くなる。一般的にモータの駆動装置にはインバータを保護するために電子サーマルが設けられ、モータを流れる電流からインバータの温度が推測されるようになっている。そして推測される温度が所定の温度より高い場合には、コントローラはインバータの駆動を停止してインバータを構成している素子を保護している。このように保護されているので、実際にインバータの素子は破壊されることはない。しかしながらPWM周波数が大きいと素子における発熱量は大きいので、必然的にインバータを長時間駆動することはできず、モータを長時間駆動できない。インバータを駆動するPWM周波数は設計時に決定されているが、これを決定する際には、モータに必要とされる応答性と、モータに必要とされる連続駆動時間とが勘案されている。 Many industrial machines are provided with a motor for driving each device. For example, an electric injection molding machine is composed of a mold clamping device that clamps a pair of molds, an injection device that melts resin and injects it into the mold, and the injection device is an injection cylinder and the direction of rotation within the injection cylinder. And an axially driven screw, a plunger and the like. Each of these devices is driven by a motor such as a servo motor, and is driven by a three-phase alternating current generated by an inverter. Since the three-phase alternating current generated by the inverter is generated by so-called PWM control that variably controls the ON / OFF pulse width, the waveform of the three-phase alternating current is a pseudo sine wave. When the carrier frequency of the PWM signal, that is, the PWM frequency is small, the waveform of the three-phase alternating current becomes rough. However, when the PWM frequency is high, the waveform approaches a sine wave, and the motor can be driven with high accuracy. In other words, it can be said that it is preferable to increase the PWM frequency when emphasizing responsiveness in motor control. However, if the PWM frequency is large, the frequency of switching of elements such as IGBTs constituting the inverter increases. As a result, power is lost due to so-called switching loss, and the amount of heat generation increases, so that the element becomes hot and easily breaks. Generally, an electronic thermal is provided in a motor driving device to protect the inverter, and the temperature of the inverter is estimated from the current flowing through the motor. When the estimated temperature is higher than the predetermined temperature, the controller stops driving the inverter and protects the elements constituting the inverter. Since it is protected in this way, the elements of the inverter are not actually destroyed. However, when the PWM frequency is high, the amount of heat generated in the element is large, so that the inverter cannot be driven for a long time, and the motor cannot be driven for a long time. The PWM frequency for driving the inverter is determined at the time of design. In determining this, the responsiveness required for the motor and the continuous drive time required for the motor are taken into consideration.
従来のインバータにおいてはPWM周波数は固定にされているが、PWM周波数を可変にして駆動する方法が特許文献1、2によって提案されている。特許文献1に記載のモータ制御方法は、モータに要求される性能に従って、PWM周波数を可変にするように構成されている。すなわちこのモータの制御においては、PWM制御方式で駆動するモータに対して、このモータを駆動するに当たって制御精度とトルクのいずれを重視すべきかをその都度判別するようにする。そして高い制御精度が要求される場合にはPWM周期を短くし、トルクが要求される場合にはPWM周期を長くするようにしている。すなわち高い制御精度が要求される場合にはPWM周波数を大きくし、トルクが要求される場合にはPWM周波数を小さくするようにしている。特許文献1に記載の制御方法は、工作機械、ロボット、射出成形機等のモータ制御装置を対象としているが、これらの装置においては、装置を制御するコントローラがこれから実施しようとしている予定の動作、あるいは予定の工程について熟知している。従ってコントローラは、次に実施する動作、あるいは工程について、制御精度が要求されるのかトルクが要求されるのかを自律的に判断して、その都度PWM周波数を大きくしたり小さくすることができる。すなわち、コントローラに対してエンジニアが格別に設定しなくても、自動的にPWM周波数が変更されて、適切な条件でモータが駆動されることになる。
In the conventional inverter, the PWM frequency is fixed, but
特許文献2には、インバータの保護を目的として、インバータのPWM周波数を変化させるモータの制御方法が記載されている。特許文献2に記載されているインバータは、特殊な構造を備えた電動圧縮機に設けられている。電動圧縮機はインバータによって駆動される電動モータによって駆動され、電動圧縮機が駆動されると圧縮機構によって冷媒を吸入するようになっている。そしてこのインバータは吸入される冷媒によって冷却されるようにもなっている。この電動圧縮機において電動モータの駆動直後には冷媒の吸入が安定しないのでインバータの冷却が不十分になり、インバータの温度は上昇しやすい。一方電動モータの駆動開始から所定時間が経過すると冷媒の吸入が安定してインバータの温度が低下し、所定の温度に達した後は安定する。特許文献2に記載の方法では、電動モータの駆動直後におけるインバータの温度が上昇しやすい所定の期間において、インバータの温度を監視して、温度が高いときにはPWM周波数を小さくする。これによってインバータにおけるスイッチング損失を小さくし、インバータの発熱を抑制し、インバータを保護するようにする。 Patent Document 2 describes a motor control method for changing the PWM frequency of an inverter for the purpose of protecting the inverter. The inverter described in Patent Document 2 is provided in an electric compressor having a special structure. The electric compressor is driven by an electric motor driven by an inverter, and when the electric compressor is driven, the refrigerant is sucked by the compression mechanism. The inverter is cooled by the sucked refrigerant. In this electric compressor, since the suction of the refrigerant is not stable immediately after driving the electric motor, the cooling of the inverter becomes insufficient, and the temperature of the inverter tends to rise. On the other hand, when a predetermined time has elapsed from the start of driving of the electric motor, the suction of the refrigerant is stabilized and the temperature of the inverter is decreased, and is stabilized after reaching the predetermined temperature. In the method described in Patent Document 2, the temperature of the inverter is monitored during a predetermined period in which the temperature of the inverter is likely to rise immediately after the electric motor is driven, and the PWM frequency is reduced when the temperature is high. This reduces switching loss in the inverter, suppresses heat generation of the inverter, and protects the inverter.
特許文献1、2のそれぞれに記載の制御方法では、所定の目的を達成するためにPWM周期を可変にするように構成されている。つまり特許文献1に記載の方法は、モータを好適な条件で駆動することができるように、モータに要求される性能に応じて、PWM周波数を変化させているし、特許文献2に記載の方法においては、インバータの保護を目的として、インバータの温度が高温のときにPWM周波数を小さくして発熱を抑制するようになっている。つまり所定の目的を達成するための制御方法として、いずれも優れていると言える。しかしながら特許文献1、2のそれぞれに記載の制御方法においては解決すべき問題も見受けられる。まずこれらの制御方法において共通する問題であるが、PWM周波数の変更は、エンジニアによる判断によってではなく、インバータを制御するコントローラの判断によって行われるので、エンジニアが意図していないタイミングでPWM周波数が変化してしまうという問題がある。PWM周波数が変化すると制御特性も変化して、モータによって駆動される装置の動作に影響があるはずであるが、このような影響についてエンジニアはコントロールできない。具体例をあげると、電動射出成形機の射出装置のスクリュを駆動するモータを制御するときに、エンジニアの意図しないタイミングでPWM周波数が変化してしまうと、制御特性が変化して、成形不良が発生する可能性がある。次に、個別に文献を検討すると、特許文献1に記載の制御方法についてはインバータの保護について格別に考慮されていない点が問題であると言える。PWM周波数を変更すると前記したようにスイッチング損失による素子の発熱量が変化するが、温度変化によって生じる素子の破壊の危険度の変化については格別に考慮されていない。特許文献2に記載の制御方法においては他の問題がある。すなわち、インバータの温度が高いときにはPWM周波数を小さくして素子の発熱量を抑制するようにしているが、格別にインバータの温度を監視しなければならないので、温度センサが必須である点である。つまりコストが大きいという問題がある。
In the control methods described in
本発明は、上記のような問題を解決することを目的としており、具体的には、モータに要求される駆動の条件によってエンジニアがモータの制御方法を変更することができ、そしてインバータの素子を発熱による破壊から確実に保護することができ、保護するためのコストも小さくて済むモータの制御方法を提供することを目的としている。 An object of the present invention is to solve the above-described problems. Specifically, an engineer can change a motor control method according to a driving condition required for the motor, and an inverter element can be changed. An object of the present invention is to provide a motor control method that can reliably protect against destruction due to heat generation and can be protected at a low cost.
本発明は、上記課題を解決するために、インバータをPWM制御してモータを駆動するとき、前記モータに供給される電流を検出して、電子サーマルにおいて前記電流から所定の演算式によって前記インバータにおける温度の上昇分を推定し、該温度の上昇分が所定の基準値を超えたら前記インバータのPWM制御を停止するモータの制御方法において、前記PWM制御のキャリア周波数であるPWM周波数はユーザの設定により切換え可能とすると共に、前記演算式は前記PWM周波数の切換えに伴って変更することを特徴とするモータの制御方法として構成される。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の制御方法において、前記電流は所定のサンプリング周期でサンプリングすると共に前記電子サーマルにおける前記演算式は次式
で与えて前記インバータにおける温度の上昇分を推定することを特徴とするモータの制御方法として構成される。
請求項3に記載の発明は、電動射出成形機に設けられているモータを、請求項1または2に記載の制御方法によって制御し、成形サイクルを構成している各工程のそれぞれについて前記PWM周波数を設定することを特徴とするモータの制御方法として構成される。
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention detects the current supplied to the motor when the inverter is PWM-controlled and drives the motor, and detects the current supplied to the motor by using a predetermined arithmetic expression from the current in the electronic thermal. In the motor control method for estimating the temperature rise and stopping the PWM control of the inverter when the temperature rise exceeds a predetermined reference value, the PWM frequency, which is the carrier frequency of the PWM control, is set by the user. The motor can be switched, and the arithmetic expression is changed as the PWM frequency is switched.
According to a second aspect of the present invention, in the control method according to the first aspect, the current is sampled at a predetermined sampling period, and the calculation formula in the electronic thermal is the following formula:
The control method for the motor is characterized by estimating the temperature rise in the inverter.
According to a third aspect of the present invention, the motor provided in the electric injection molding machine is controlled by the control method according to the first or second aspect, and the PWM frequency is set for each of the steps constituting the molding cycle. Is set as a motor control method.
以上のように本発明は、インバータをPWM制御してモータを駆動するとき、モータに供給される電流を検出して、電子サーマルにおいて電流から所定の演算式によってインバータにおける温度の上昇分を推定し、該温度の上昇分が所定の基準値を超えたらインバータのPWM制御を停止するモータの制御方法を対象としている。つまりインバータと電子サーマルとを備えた一般的なモータにおける制御方法を対象としている。そしてPWM制御のキャリア周波数であるPWM周波数はユーザの設定により切換え可能とすると共に、演算式はPWM周波数の切換えに伴って変更するように構成されている。PWM周波数は切換え可能になっているので応答性が要求される場合には高周波数に、長い連続駆動時間が要求される場合には低周波数に切換えて対応することができる。そしてこの切換えはユーザの設定により行われるので、制御に影響を及ぼすことがない。そしてPWM周波数が変更されると、インバータの素子のスイッチング損失が増減して、インバータにおける発熱量に変化が生じてインバータの温度の上昇分は変化するが、本発明によると電子サーマルの演算式はPWM周波数の切換えに伴って変更するので、温度の上昇分を正しく推定することができる。これによって確実にインバータの素子を保護することができる。また本発明を実施する上で、一般的なモータに設けられているセンサ以外には必要なセンサはなく、コストは小さくて済む。また他の発明によると、電流は所定のサンプリング周期でサンプリングすると共に電子サーマルにおける演算式は所定の式で与えて前記インバータにおける温度の上昇分を推定するように構成されている。この式において、PWM周波数を切換える場合には、変数k(N)だけを切換えれば済む。つまり容易に演算式を切換えることができ、容易に本発明を実施できる。また他の発明によると、電動射出成形機に設けられているモータを、請求項1または2に記載の制御方法によって制御し、成形サイクルを構成している各工程のそれぞれについてPWM周波数を設定するように構成されている。そうすると金型を型締めする型締工程、溶融樹脂を射出する射出工程、成形品を突き出す突出工程等のような応答性が要求される工程においてはPWM周波数を大きくし、射出後に樹脂圧力を維持する保圧工程、金型を開く型開工程等のように長い連続駆動時間が要求される工程においてはPWM周波数を小さくして対応することができ、適切に成形サイクルを実施することができる。
As described above, according to the present invention, when the inverter is PWM-controlled to drive the motor, the current supplied to the motor is detected and the temperature rise in the inverter is estimated from the current in the electronic thermal using a predetermined arithmetic expression. The present invention is directed to a motor control method in which PWM control of an inverter is stopped when the temperature rise exceeds a predetermined reference value. That is, the control method for a general motor including an inverter and an electronic thermal is targeted. The PWM frequency, which is the carrier frequency for PWM control, can be switched by user settings, and the arithmetic expression is configured to change with the switching of the PWM frequency. Since the PWM frequency can be switched, it can be switched to a high frequency when responsiveness is required, and can be switched to a low frequency when a long continuous drive time is required. Since this switching is performed according to user settings, the control is not affected. When the PWM frequency is changed, the switching loss of the inverter elements increases and decreases, the amount of heat generated in the inverter changes, and the rise in the inverter temperature changes, but according to the present invention, the electronic thermal equation is Since the frequency is changed as the PWM frequency is switched, the temperature rise can be correctly estimated. Thereby, the elements of the inverter can be reliably protected. In implementing the present invention, there are no necessary sensors other than the sensors provided in a general motor, and the cost can be reduced. According to another invention, the current is sampled at a predetermined sampling period, and an arithmetic expression in the electronic thermal is given by a predetermined expression to estimate the temperature rise in the inverter. In this equation, when the PWM frequency is switched, only the variable k (N) needs to be switched. That is, the arithmetic expression can be easily switched, and the present invention can be easily implemented. According to another invention, the motor provided in the electric injection molding machine is controlled by the control method according to
以下、図1によって本発明の実施の形態を説明する。本実施の形態に係るモータ制御装置1は、サーボモータ等のブラシレスモータを制御するようになっており、工作機械、産業機械等の色々な装置に設けることができる。以下では、電動射出成形機の射出装置に設けられているモータ2を実施例として説明する。射出装置は加熱シリンダとスクリュとからなり、スクリュは、これを回転させる回転駆動機構と、軸方向に駆動させる軸駆動機構とによって駆動されるようになっている。本実施の形態に係るモータ2は、軸駆動機構に設けられている。このモータ2を駆動するとスクリュを軸方向に駆動して加熱シリンダ内に計量されている溶融樹脂を射出できるようになっている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The
本実施の形態に係るモータ2はサーボモータからなり、所定の電力供給装置から電力の供給を受けて駆動されるようになっている。電力供給装置は図1には示されていないが、PWMコンバータからなり、工場から供給される三相交流電圧を直流電圧に整流している。このような直流電圧は直流電圧線P、Nに供給されている。直流電圧線P、N間には平滑化コンデンサ4が設けられ、リップル電圧が平滑化されている。直流電圧線P、Nには、モータ2を駆動するサーボアンプ、すなわちインバータ6が設けられている。インバータ6は、コントローラによって駆動されるようになっており、コントローラとコントローラ上で実行されるインバータ6を駆動するソフトウエアは、図1において複数の機能ブロックからなる制御部7として示されている。制御部7については後で説明するが、モータ制御装置1はインバータ6とこの制御部7とから構成されている。
The motor 2 according to the present embodiment is composed of a servo motor, and is driven by receiving power from a predetermined power supply device. Although the power supply device is not shown in FIG. 1, it is composed of a PWM converter and rectifies a three-phase AC voltage supplied from a factory into a DC voltage. Such a DC voltage is supplied to the DC voltage lines P and N. A smoothing capacitor 4 is provided between the DC voltage lines P and N, and the ripple voltage is smoothed. Servo amplifiers that drive the motor 2, that is,
周知のようにインバータ6は、6個の絶縁ゲートバイポーラトランジスタすなわちIGBTt1、t2、…と、6個のダイオードd1、d2、…とからなる。IGBTt1、t2、…は2個ずつ直列に並べられ、これらが並列に3列設けられて、それぞれ直流電圧線P、Nに接続されている。これらのパワートランジスタt1、t2、…はそれぞれONされると正の電圧線Pから負の電圧線Nに電流を流すように設けられている。これらのIGBTt1、t2、…のそれぞれに対して、ダイオードd1、d2、…が電流が流れる向きが逆になるように並列に設けられている。そして並列に設けられている3列のそれぞれのIGBTt1、t2、…の中点から、R線、S線、T線が引き出され、これらがモータ2に接続されている。周知のようにインバータ6はパルス幅を可変にして制御するいわゆるPWM制御によって駆動されるようになっているが、インバータ6においてIGBTt1、t2、…を適切に駆動すると、直流電圧線P、Nから供給される直流電圧を所望の三相交流電圧、つまり三相交流電流に変換することができ、三相交流電流をR、S、T線から供給してモータ2を駆動できるようになっている。なお、電動射出成形機には、複数のモータが設けられており、それぞれのモータもこの直流電圧線P、Nに接続されているインバータによって駆動されるようになっているが、図1には示されていない。
As is well known, the
インバータ6をPWM制御する制御部7について説明する。前記したように制御部7は、所定のコントローラとコントローラを制御するソフトウエアからなり、複数の機能ブロックから構成されている。まず、外部から与えられるモータ2の回転速度の目標値すなわち速度設定は、機能ブロックの速度制御器11に入力されるようになっている。速度制御器11はモータ2を駆動する電流指令を演算するようになっており、速度設定を目標値とし、モータ2のエンコーダ8から検出される実測回転速度との偏差がなくなるようにフィードバック制御により電流指令を演算している。正確にはここで演算される電流指令はdq軸における電流指令になっている。速度制御器11において演算された電流指令は、電流制御器11に入力される。電流制御器12は、dq軸における電流指令からU相、V相、W相における電流指令値を演算する機能ブロックであるが、このときモータ2に設けられている電流センサ9から検出されるR、S、T線の電流すなわちU相、V相、W相の相電流もdq軸における電流として変換して入力している。そしてdq軸における電流指令とdq軸における電流の偏差がなくなるようにフィードバック制御により演算して、U相、V相、W相の電流指令値を得ている。電流制御器12で演算されたU相、V相、W相の電流指令値は、PWM信号生成器13に入力される。PWM信号生成器13は、U相、V相、W相の電流指令値から、PWM制御信号に変換し、このPWM制御信号によってインバータ6を駆動している。なおPWM制御信号は、パルス幅が可変のON/OFF信号であり、パルス幅はキャリア周波数、すなわちPWM周波数によって決定される。
The
本実施の形態に係るモータ制御装置1には、本発明に特有の2点の特徴がある。第1の特徴はユーザの設定によりPWM周波数を切換えられるようになっている点であり、第2の特徴は、インバータ6の各IGBTt1、t2、…の温度の上昇分を所定の演算式で推定する電子サーマル17においてこの演算式をPWM周波数の切換え時に同時に切換えるようになっている点である。最初に第1の特徴を実現する機能ブロックについて説明する。制御部7には、制御モード切替手段18が設けられ、ユーザの設定により制御モードを切換えるようになっている。制御モードには、モータ2を応答性を高く制御できる応答性重視モードと、モータ2を長時間連続駆動できる駆動時間重視モードとがあり、いずれかを選択するようになっている。射出装置の軸駆動機構に設けられたモータを駆動する本実施の形態に係るモータ制御装置1は、成形サイクルを構成するそれぞれの工程について、応答性重視モードと駆動時間重視モードのいずれかを設定できる。例えば、本実施の形態においては射出工程において応答性重視モードが、そして保圧工程等の他の工程において駆動時間重視モードが設定されている。PWM周波数切換部15は、PWM周波数を切換える機能ブロックであり、制御モード切替手段18において応答性重視モードに切換えられたらPWM周波数を大きくし、駆動時間重視モードに切換えられたらPWM周波数を小さくする。例えば、応答性重視モードのPWM周波数は駆動時間重視モードのPWM周波数の2倍になるようにする。PWM信号生成器13では、切換えられたPWM周波数に従ってPWM制御信号を生成し、インバータ6を駆動する。
The
第2の特徴について説明する。本実施の形態に係るモータ制御装置1にも従来のモータ制御装置と同様に電子サーマル17が設けられ、インバータ6の各IGBTt1、t2、…の温度の上昇分を推定するようになっているが、本実施の形態においては、温度の上昇分を推定する演算式が切換えられるようになっている点に特徴がある。演算式については後で説明するが、まずIGBTにおける電力損失によって生じる各IGBTt1、t2、…の温度の上昇の原因について説明する。IGBTはコレクタ、エミッタ、ゲートを備え、コレクタとエミッタ間に所定の電圧を印加した状態において、図2に示されているようにゲートに電圧を印加すると、つまりゲートONするとコレクタ電流がコレクタからエミッタに流れ、ゲートOFFするとコレクタ電流は遮断される。このコレクタ電流は正確にはゲートONしたら、ONのタイミングにわずかに遅れて上昇し符号21で示される所定の短時間後に安定する。またゲートOFFしたら、OFFのタイミングにわずかに遅れて低下し、符号22で示される所定の短時間後に遮断される。コレクタ・エミッタ間の電圧、つまりコレクタ・エミッタ電圧も、図2に示されているように変化する。IGBTにおける電力損失、つまりコレクタ損失電力は、コレクタ電流とコレクタ・エミッタ電圧の積で与えられ、ゲートON時のスイッチング損失であるターンオン損失23と、定常状態における抵抗損失である定常損失24と、ターンOFF時のスイッチング損失であるターンオフ損失25とからなる。このようなコレクタ損失電力23、24、25によってIGBTは発熱し、温度が上昇することになる。インバータ6を構成する各IGBTt1、t2、…を流れるコレクタ電流は、U相、V相、W相の、いずれかの相電流であり、この相電流が大きいとコレクタ損失電力が大きくなる。またPWM周波数が大きいとゲートON/OFFの頻度が大きくなりスイッチング損失によるコレクタ損失電力も大きくなる。従って各IGBTt1、t2、…におけるコレクタ損失電力は、対応するU相、V相、W相の相電流と、PWM周波数とに相関していると言える。そしてインバータ6における温度の上昇分は、各IGBTt1、t2、…におけるコレクタ損失電力に相関している。図3の(ア)にIGBTを流れる電流とIGBTの温度の関係が模式的にグラフで示されているが、大きいPWM周波数27でIGBTを駆動すると、小さいPWM周波数28で駆動するよりもIGBTの温度の上昇は大きい。本実施の形態において、電子サーマル18では次の演算式に従って、インバータ6の温度の上昇分を推定する。
The second feature will be described. The
この演算式において電流ImはU相、V相、W相のいずれかの相電流のサンプリングであってもよいし、これらの相電流から変換して得られるdq軸における電流のサンプリングであってもよい。係数k(N)は、PWM周波数Nによって値が異なる係数であり、事前に実験を実施して定められている。具体的にはインバータ6に温度センサを設けておき、所定のPWM周波数N1でインバータ6を駆動して温度上昇分を検出する。このとき電流Imもサンプリングしておき、これらを上の演算式に代入すると、そのPWM周波数N1における係数k(N1)が得られる。同様に他のPWM周波数N2でも実験し、係数k(N2)を得る。このようにして得られる係数k(N)はPWM周波数が小さいときには小さい値に、PWM周波数が大きいときには大きい値になる。本実施の形態に係る制御部7は、PWM周波数切換部15がPWM周波数を切換えたら、電子サーマル17は演算式においてこの係数k(N)を切換える。つまり演算式を切換えることになる。このように演算式を切換えるので、PWM周波数を切換えても、インバータ6における温度の上昇分を正確に推定することができる。推定されたインバータ6の温度の上昇分が基準値を超過したら、従来と同様に、インバータ6の駆動を停止して、インバータ6を熱による破壊から保護する。図3の(イ)には、IGBTを流れる電流とIGBTの連続動作可能時間の関係が模式的にグラフで示されているが、大きいPWM周波数30でIGBTを駆動すると、小さいPWM周波数29で駆動するよりも電子サーマル17が推定する温度の上昇分が大きくなり、必然的に連続動作可能時間も短くなる。
Current I m is the U phase in this computing equation, V-phase, it may be a sampling of any of the phase current of the W-phase, a sampling of the current in the dq-axis obtained by converting these phase current Also good. The coefficient k (N) is a coefficient whose value varies depending on the PWM frequency N, and is determined by conducting an experiment in advance. Specifically keep the temperature sensor is provided to the
本実施の形態に係るモータの制御方法は色々な変形が可能である。例えば、演算式において係数k(N)は、異なるPWM周波数のそれぞれについて実験して定めるように説明した。しかしながら、例えば1種類のPWM周波数Naについて実験して係数k(Na)を定め、他のPWM周波数Nbに対応する係数k(Nb)は、次式のように得てもよい。
k(Nb)=(Nb/Na)・k(Na)
他の変形も可能である。例えば、電子サーマル17において推定したインバータ6の温度上昇分が基準値を超えたらインバータ6の駆動を停止する点だけを説明したが、推定して温度上昇分をモニターして、基準値より低い所定の値に達したら、警報を発するようにしてもよい。
The motor control method according to the present embodiment can be variously modified. For example, it has been described that the coefficient k (N) in the arithmetic expression is determined by experimentation for each of the different PWM frequencies. However, for example, determine the coefficient k (N a) and experiments on one PWM frequency N a, the coefficient corresponding to other PWM frequency N b k (N b) may be obtained as follows.
k (N b ) = (N b / N a ) · k (N a )
Other variations are possible. For example, only the point that the drive of the
1 モータ制御装置
2 モータ
4 平滑化コンデンサ
6 インバータ
7 制御部
8 エンコーダ
9 電流センサ
11 速度制御器
12 電流制御器
13 PWM信号生成器
15 PWM周波数切換部
17 電子サーマル
18 制御モード切替手段
1 Motor controller
2 Motor 4 Smoothing capacitor
6
Claims (3)
前記PWM制御のキャリア周波数であるPWM周波数はユーザの設定により切換え可能とすると共に、前記演算式は前記PWM周波数の切換えに伴って変更することを特徴とするモータの制御方法。 When driving the motor by PWM control of the inverter, the current supplied to the motor is detected, and the temperature rise in the inverter is estimated from the current in the electronic thermal by a predetermined arithmetic expression, and the temperature rise In a motor control method for stopping PWM control of the inverter when the minute exceeds a predetermined reference value,
A method of controlling a motor, wherein a PWM frequency, which is a carrier frequency of the PWM control, can be switched by a user setting, and the arithmetic expression is changed with the switching of the PWM frequency.
で与えて前記インバータにおける温度の上昇分を推定することを特徴とするモータの制御方法。 2. The control method according to claim 1, wherein the current is sampled at a predetermined sampling period, and the calculation formula in the electronic thermal is given by
A method for controlling a motor, characterized in that an increase in temperature in the inverter is estimated.
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