DE112020005654T5

DE112020005654T5 - ENGINE DRIVE EQUIPMENT, OUTDOOR UNIT OF AN AIR CONDITIONING SYSTEM INCLUDING SAME, AND ENGINE DRIVE CONTROL METHOD

Info

Publication number: DE112020005654T5
Application number: DE112020005654.6T
Authority: DE
Inventors: Noriya Nakao; Kazuaki Tobari; Tomohiro Sugino
Original assignee: Hitachi Power Semiconductor Device Ltd
Current assignee: Hitachi Power Semiconductor Device Ltd
Priority date: 2020-02-28
Filing date: 2020-10-07
Publication date: 2022-11-24
Also published as: JP7213196B2; JP2021136811A; WO2021171679A1; CN115004537A

Abstract

Es werden eine Motorantriebseinrichtung, eine Außeneinheit einer Klimaanlage mit einer Motorantriebseinrichtung und ein Motorantriebsverfahren, die in der Lage sind, eine Drehmomentpulsation aufgrund einer durch einen Motor verursachten induzierten Spannungsverzerrung und einer durch einen Inverter verursachten Ausgangsspannungsverzerrung wirksam zu verhindern, bereitgestellt. Die Motorantriebseinrichtung enthält eine Leistungswandlungsschaltung, die einem Motor Leistung zuführt, eine Steuereinheit, die die Leistungswandlungsschaltung steuert, und einen Stromsensor, der einen dem Motor zugeführten Dreiphasenstrom ermittelt. Die Steuereinheit enthält eine Sollspannungsberechnungseinheit, die eine zum Antreiben des Motors beitragende Sollspannung berechnet, eine Pulsationsstromermittlungseinheit, die eine erste Komponente und eine zweite Komponente erzeugt, die durch Extrahieren einer Pulsationskomponente einer jeden Komponente basierend auf Komponenten, die durch Trennen eines von dem Stromsensor ermittelten Dreiphasen-Ermittlungsstroms in zueinander orthogonale Komponenten erhalten werden, erhalten werden, eine Drehmomentpulsationkompensationseinheit, die eine erste Kompensationssollspannung zum Kompensieren einer durch eine Struktur des Motors verursachten Drehmomentpulsation basierend auf der ersten Komponente ausgibt,A motor drive device, an outdoor unit of an air conditioner having a motor drive device, and a motor drive method capable of effectively preventing torque pulsation due to induced voltage distortion caused by a motor and output voltage distortion caused by an inverter are provided. The motor drive device includes a power conversion circuit that supplies power to a motor, a control unit that controls the power conversion circuit, and a current sensor that detects a three-phase current supplied to the motor. The control unit includes a target voltage calculation unit that calculates a target voltage contributing to driving the motor, a pulsation current detection unit that generates a first component and a second component obtained by extracting a pulsation component of each component based on components obtained by disconnecting a three-phase detected by the current sensor - detection current in mutually orthogonal components are obtained, a torque pulsation compensation unit that outputs a first compensation target voltage for compensating for a torque pulsation caused by a structure of the motor based on the first component,

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorantriebseinrichtung zum Antreiben eines Motors (Elektromotors) und die Steuerung der Motorantriebseinrichtung, und insbesondere eine Technik, die wirksam eingesetzt wird, um die Steuerung des Motors (Elektromotors), der in Anwendungen, die Ruhe erfordern, verwendet wird, anzutreiben.The present invention relates to a motor drive device for driving a motor (electric motor) and the controller of the motor drive device, and more particularly to a technique effectively used to drive the controller of the motor (electric motor) used in applications requiring silence .

Hintergrundbackground

Eine induzierte Spannung eines Permanentmagnet-Synchronmotors enthält idealerweise nur Fundamentalwellenkomponenten, enthält aber tatsächlich räumliche harmonische Komponenten wie beispielsweise Komponenten fünfter Ordnung und Komponenten siebter Ordnung in einem stationären Dreiphasenkoordinatensystem. Verzerrungskomponenten der induzierten Spannung werden zu einer Ursache für die Pulsation eines Motordrehmoments, und das fluktuierende Drehmoment wird zu einer Erregungsquelle für mechanische Resonanz, wodurch Störungen und Vibrationen erzeugt werden.An induced voltage of a permanent magnet synchronous motor ideally contains only fundamental wave components, but actually contains spatial harmonic components such as fifth-order components and seventh-order components in a stationary three-phase coordinate system. Distortion components of the induced voltage become a cause of pulsation of a motor torque, and the fluctuating torque becomes a source of excitation of mechanical resonance, thereby generating noise and vibration.

Die Störungen und Vibrationen, die durch die mechanische Resonanz erzeugt werden, können zum Beispiel durch Vorsehen eines Antivibrationsgummis an einem Teil, an dem der Motor angebracht ist, oder an einem Rotationslagerteil verringert werden. Dieses Verfahren hat jedoch die Nachteile, dass eine Struktur mit einer Zunahme der Anzahl von Komponenten kompliziert wird und dass die Kosten weiter erhöht werden.The noise and vibration generated by the mechanical resonance can be reduced, for example, by providing an anti-vibration rubber at a part to which the motor is attached or at a rotary bearing part. However, this method has disadvantages that a structure becomes complicated with an increase in the number of components and that the cost is further increased.

Daher wurde eine Technik (im Folgenden als Steuerung zur Verhinderung von Drehmomentpulsation bezeichnet) zum Verhindern von Drehmomentpulsation, die eine Erregungsquelle für mechanische Resonanz ist, basierend auf einem Steuerungsverfahren eines Permanentmagnet-Synchronmotors ohne Verwendung eines Elements wie beispielsweise eines Antivibrationsgummis entwickelt.Therefore, a technique (hereinafter referred to as torque pulsation prevention control) for preventing torque pulsation, which is a source of excitation of mechanical resonance, has been developed based on a control method of a permanent magnet synchronous motor without using a member such as an anti-vibration rubber.

Wenn die Drehmomentpulsation durch die Steuerung verhindert wird, ist es notwendig zu wissen, wie viel Verzerrungskomponenten der induzierten Spannung enthalten sind, um einen Steuerbefehl zu erzeugen. Als ein Verfahren wird ein Verfahren zum Messen von Motoreigenschaften, die eine Wellenform der induzierten Spannung enthalten, im Voraus in Betracht gezogen, aber es ist nicht einfach, eine individuelle Messung an einem nicht spezifizierten Motor durchzuführen. Darüber hinaus kann es schwierig sein, die Motoreigenschaften bestehender Produkte oder dergleichen zu messen.When the torque pulsation is prevented by the control, it is necessary to know how many distortion components of the induced voltage are contained in order to generate a control command. As a method, a method of measuring motor characteristics including an induced voltage waveform is considered in advance, but it is not easy to perform individual measurement on an unspecified motor. In addition, it may be difficult to measure motor characteristics of existing products or the like.

Als Hintergrund auf diesem technischen Gebiet gibt es zum Beispiel ein Verfahren, wie es in PTL 1 offenbart ist. PTL 1 offenbart, dass „eine Steuerungseinrichtung für den Antrieb eines Synchron-Elektromotors enthält: eine Stromsteuereinheit, die einen Statorstrom als ein Vektorsignal in einem dq-Synchron-Koordinatensystem mit zwei orthogonalen Achsen erfasst, wobei eine N-Pol-Phase des Rotors als d-Achsen-Phase genommen wird, und die eine Steuerung durchführt, um einem endgültigen Stromsollwert zu folgen; eine Kompensationssignalerzeugungseinheit, die ein Kompensationssignal zum Kompensieren eines anfänglichen Drehmomentsollwerts oder eines anfänglichen Stromsollwerts erzeugt; und eine Einheit zur Erzeugung eines endgültigen Stromsollwerts, die den anfänglichen Drehmomentsollwert oder den anfänglichen Stromsollwert unter Verwendung des erzeugten Kompensationssignals kompensiert, um den endgültigen Stromsollwert zu erzeugen, wobei die Einheit zur Erzeugung des Kompensationssignals derart ausgebildet ist, dass ein Teil oder alle harmonischen Komponenten, die in einer induzierten Spannung enthalten sind, in Echtzeit extrahiert werden, und das Kompensationssignal unter Verwendung zumindest von in Echtzeit extrahierten harmonischen Komponenten der induzierten Spannung, eines Statorstrom-Äquivalenzwerts und eines Rotordrehzahl-Äquivalenzwerts erzeugt wird.“As a background in this technical field, there is a method as disclosed in PTL 1, for example. PTL 1 discloses that “a controller for driving a synchronous electric motor includes: a current controller that detects a stator current as a vector signal in a dq synchronous coordinate system with two orthogonal axes, taking an N-pole phase of the rotor as d -axis phase is taken and which performs control to follow a final current command; a compensation signal generation unit that generates a compensation signal for compensating an initial torque command value or an initial current command value; and a final current command generating unit that compensates the initial torque command or the initial current command using the generated compensation signal to generate the final current command, wherein the compensating signal generating unit is configured such that a part or all of the harmonic components, included in an induced voltage are extracted in real time, and the compensation signal is generated using at least real-time extracted harmonic components of the induced voltage, a stator current equivalent value, and a rotor speed equivalent value."

Durch Online-Schätzen gewünschter Parameter basierend auf einem Steuerbefehl und Sensorinformationen in der Motorantriebseinrichtung wie in PTL 1 kann eine hohe Vielseitigkeit auch bei Anwendungen wie beispielsweise einem Lüfter und einer Pumpe, die mit einem nicht spezifizierten Motor ausgestattet sind, realisiert werden.By estimating desired parameters online based on a control command and sensor information in the motor drive device as in PTL 1, high versatility can be realized even in applications such as a fan and a pump equipped with an unspecified motor.

PTL 2 offenbart „eine Leistungswandlungseinrichtung, die einen Kompensationsbetrag zum Kompensieren eines Spannungssollwerts unter Verwendung eines von einer Leistungswandlungseinheit an eine Last gelieferten Stromwerts oder eines Spannungssollwerts zum Erzeugen eines Schaltbefehls erhält, wenn Schaltelemente durch den Schaltbefehl basierend auf einem Totzeit-Längenbefehl, der eine Länge einer Totzeit als eine Schutzperiode, in der die Schaltelemente ausgeschaltet werden, bestimmt, ein- oder ausgeschaltet werden“.PTL 2 discloses "a power conversion device that obtains a compensation amount for compensating a voltage command value using a current value supplied from a power conversion unit to a load or a voltage command value for generating a switching command when switching elements are driven by the switching command based on a dead time length command having a length of a Dead time is determined as a guard period in which the switching elements are turned off, turned on or off”.

PTL 3 offenbart „eine Motorantriebseinrichtung, die eine Leistungswandlungsschaltung zum Antreiben eines Permanentmagnetmotors und eine Steuereinheit, die die Leistungswandlungsschaltung steuert, enthält, wobei die Steuereinheit eine Einheit zur Erzeugung eines Spannungsbefehls und eine Drehmomentpulsationkompensationseinheit enthält, wobei die Drehmomentpulsationkompensationseinheit eine Amplitudenerzeugungseinheit, eine Korrekturspannungserzeugungseinheit und eine Additionseinheit enthält, die Einheit zur Erzeugung eines Spannungsbefehls einen Spannungsbefehl ausgibt, die Amplitudenerzeugungseinheit eine Korrekturspannungsamplitude ausgibt, die Korrekturspannungserzeugungseinheit einen Korrekturspannungsbefehl aus der Korrekturspannungsamplitude und einer Rotorposition ausgibt, die Additionseinheit einen korrigierten Spannungsbefehl aus dem Spannungsbefehl und dem Korrekturspannungsbefehl ausgibt, und die Leistungswandlungsschaltung basierend auf dem korrigierten Spannungsbefehl betrieben wird“.PTL 3 discloses "a motor drive device that includes a power conversion circuit for driving a permanent magnet motor and a control unit that controls the power conversion circuit, the control unit including a voltage command generation unit and a torque pulsation compensation unit, the torque pulsation compensation unit including an amplitude generation unit, a correction voltage generation unit and an addition unit includes, the voltage command generation unit outputs a voltage command, the amplitude generation unit outputs a correction voltage amplitude, the correction voltage generation unit outputs a correction voltage command from the correction voltage amplitude and a rotor position, the addition unit outputs a corrected voltage command from the voltage command and the correction voltage command, and the power conversion circuit based on the corrected voltage command”.

Zitierlistecitation list

Patentliteraturpatent literature

PTL 1: JP-A-2012-100510
PTL 2: JP-A-2018-182901
PTL 3: JP-A-2017-229126

Überblick über die ErfindungOverview of the Invention

Technisches ProblemTechnical problem

Auf diese Weise enthalten Verzerrungskomponenten der induzierten Spannung in dem Permanentmagnet-Synchronmotor, wie oben beschrieben, Ordnungskomponenten wie beispielsweise die Komponenten fünfter Ordnung und die Komponenten siebter Ordnung auf dem dreiphasigen stationären Koordinatensystem. Diese Ordnungskomponenten erscheinen als Komponenten sechster Ordnung auf zweiachsigen orthogonalen Koordinaten (im Folgenden als dq-Koordinaten bezeichnet), die mit der elektrischen Drehung des Motors synchronisiert sind. Durch Konstruieren eines Beobachters, wie in PTL 1 offenbart, auf den dq-Koordinaten können daher die Verzerrungskomponenten der induzierten Spannung, die der Störung entsprechen, basierend auf den Komponenten sechster Ordnung, die in dem Steuerbefehl enthalten sind, und den Sensorinformationen geschätzt werden.In this way, in the permanent magnet synchronous motor, as described above, distortion components of the induced voltage include order components such as the fifth-order components and the seventh-order components on the three-phase stationary coordinate system. These order components appear as sixth-order components on two-axis orthogonal coordinates (hereinafter referred to as dq coordinates) synchronized with the electric rotation of the motor. Therefore, by constructing an observer as disclosed in PTL 1 on the dq coordinates, the distortion components of the induced voltage corresponding to the disturbance can be estimated based on the sixth-order components included in the control command and the sensor information.

Wenn jedoch der Steuerbefehl oder die Sensorinformationen aufgrund mehrerer Faktoren Komponenten sechster Ordnung enthalten, kann das in PTL 1 offenbarte Verfahren Einflüsse nicht für jeden Faktor trennen, was zu einem Problem führt, dass die Verzerrungskomponenten der induzierten Spannung nicht genau geschätzt werden können.However, when the control command or the sensor information contains sixth-order components due to multiple factors, the method disclosed in PTL 1 cannot separate influences for each factor, resulting in a problem that the distortion components of the induced voltage cannot be accurately estimated.

Ein weiterer Faktor, weswegen die Komponenten sechster Ordnung in dem Steuerbefehl oder den Sensorinformationen enthalten sind, enthält einen durch einen Inverter verursachten Ausgangsspannungsfehler. Der Inverter betreibt Schaltelemente, um dem Motor Leistung zuzuführen und setzt eine Periode (im Folgenden auch als Totzeit bezeichnet), in der die Schaltelemente gleichzeitig abgeschaltet werden, um einen Kurzschluss zwischen oberen und unteren Armen zu verhindern. Dementsprechend erzeugt eine Ausgangsspannung des Inverters eine Abweichung gegenüber einer Sollspannung, und eine Störspannung sechster Ordnung wird auf den dq-Koordinaten erzeugt.Another factor why the sixth-order components are included in the control command or sensor information includes an output voltage error caused by an inverter. The inverter operates switching elements to supply power to the motor and sets a period (also referred to as dead time hereinafter) in which the switching elements are turned off simultaneously to prevent short-circuiting between the upper and lower arms. Accordingly, an output voltage of the inverter generates a deviation from a target voltage, and a sixth-order noise voltage is generated on the dq coordinates.

Wenn die Steuerung zur Verhinderung von Drehmomentpulsation, wie oben beschrieben, realisiert wird, während durch den Motor verursachte induzierte Spannungsverzerrungen und durch den Inverter verursachte Ausgangsspannungsverzerrungen zugleich vorhanden sind, ist es erforderlich, über ein Verfahren zu verfügen, das diese Einflüsse von dem Steuerbefehl und den Sensorinformationen trennt und die zugehörigen Parameter zur Kompensation individuell schätzt.When the torque pulsation prevention control as described above is realized while induced voltage distortions caused by the motor and output voltage distortions caused by the inverter coexist, it is necessary to have a method that separates these influences from the control command and the Separates sensor information and individually estimates the associated parameters for compensation.

PTL 2 offenbart ein effektives Verfahren zum Trennen der beiden Einflüsse von einem Ermittlungsstrom. Bei diesem Verfahren wird eine Länge der Totzeit, die normalerweise als konstant eingestellt ist, in einem anderen Zyklus als einer sechsten Ordnung geändert, wodurch eine Beeinflussung der Verzerrungskomponenten der induzierten Spannung, die sich in einem Zyklus sechster Ordnung ändert, vermieden wird.PTL 2 discloses an effective method for separating the two influences from a detection current. In this method, a length of the dead time, which is normally set to be constant, is changed in a cycle other than a sixth order, thereby avoiding an influence on the distortion components of the induced voltage that changes in a sixth order cycle.

PTL 2 kompensiert die durch den Inverter verursachte Verzerrung der Ausgangsspannung und ist der Ansicht, dass eine Steuerung zur Verhinderung der Drehmomentpulsation durch Kombinieren bestehender Verfahren zum Kompensieren der durch den Motor verursachten Verzerrung der induzierten Spannung effektiver realisiert werden kann. Wenn jedoch die Länge der Totzeit geändert wird, ist es erforderlich, zu verhindern, dass ein auf eine Breite eingestellter unterer Endwert unter eine Aus-Periode fällt, was erforderlich ist, um den Kurzschluss zwischen den oberen und unteren Armen zu verhindern, und daher ist die Auslegung der Steuerung kompliziert.PTL 2 compensates for the output voltage distortion caused by the inverter, and believes that torque pulsation prevention control can be more effectively realized by combining existing methods of compensating for the induced voltage distortion caused by the motor. However, when the length of the dead time is changed, it is necessary to prevent a lower end value set to a width from falling below an off period, which is necessary to prevent the short circuit between the upper and lower arms and therefore is the design of the control complicated.

Außerdem kann es schwierig sein, die Totzeit wie in PTL 2 periodisch zu ändern, da eine kostengünstige Antriebsvorrichtung für einen Lüfter oder eine Pumpe verwendet wird.In addition, it may be difficult to periodically change the dead time as in PTL 2 because an inexpensive driving device for a fan or a pump is used.

Daher besteht ein Ziel der Erfindung darin, eine Motorantriebseinrichtung, eine Außeneinheit einer Klimaanlage, die die Motorantriebseinrichtung enthält, und ein Motorantriebssteuerverfahren bereitzustellen, die in der Lage sind, eine Drehmomentpulsation aufgrund einer durch einen Motor verursachten induzierten Spannungsverzerrung und einer durch einen Inverter verursachten Ausgangsspannungsverzerrung wirksam zu verhindern.Therefore, an object of the invention is to provide a motor drive device, an outdoor unit of an air conditioner including the motor drive device, and a motor drive control method capable of effectively reducing torque pulsation due to induced voltage distortion caused by a motor and output voltage distortion caused by an inverter to prevent.

Lösung des Problemsthe solution of the problem

Um die obigen Probleme zu lösen, enthält eine Motorantriebseinrichtung gemäß der Erfindung eine Leistungswandlungsschaltung, die dazu ausgebildet ist, einem Motor Leistung zuzuführen, eine Steuereinheit, die dazu ausgebildet ist, die Leistungswandlungsschaltung zu steuern, und einen Stromsensor, der dazu ausgebildet ist, einen dem Motor zugeführten Dreiphasenstrom zu erfassen. Die Steuereinheit enthält eine Sollspannungsberechnungseinheit, die dazu ausgebildet ist, eine Sollspannung, die dazu beiträgt, den Motor anzutreiben, zu berechnen, eine Pulsationsstromermittlungseinheit, die dazu ausgebildet ist, eine erste Komponente und eine zweite Komponente zu erzeugen, die durch Extrahieren einer Pulsationskomponente jeder Komponente basierend auf Komponenten erhalten werden, die durch Trennen eines von dem Stromsensor erfassten Dreiphasen-Ermittlungsstroms in zueinander orthogonale Komponenten erhalten werden, eine Drehmomentpulsationkompensationseinheit, die dazu ausgebildet ist, eine erste Kompensationssollspannung zum Kompensieren einer durch eine Struktur des Motors verursachten Drehmomentpulsation basierend auf der ersten Komponente auszugeben, und eine Totzeitkompensationseinheit, die dazu ausgebildet ist, eine zweite Kompensationssollspannung zum Kompensieren einer durch eine Totzeit der Leistungswandlungsschaltung verursachten Ausgangsspannungsverzerrung basierend auf der zweiten Komponente auszugeben. Die Drehmomentpulsation und die Ausgangsspannungsverzerrung werden durch Korrigieren der Sollspannung basierend auf der ersten Kompensationssollspannung und der zweiten Kompensationssollspannung verringert.In order to solve the above problems, a motor drive device according to the invention includes a power conversion circuit configured to supply power to a motor, a control unit configured to control the power conversion circuit, and a current sensor configured to detect a dem Motor supplied three-phase current to detect. The control unit includes a target voltage calculation unit configured to calculate a target voltage that contributes to driving the motor, a pulsation current detection unit configured to generate a first component and a second component obtained by extracting a pulsation component of each component are obtained based on components obtained by separating a three-phase detection current detected by the current sensor into mutually orthogonal components, a torque pulsation compensation unit configured to calculate a first compensation target voltage for compensating a torque pulsation caused by a structure of the motor based on the first component to output, and a dead time compensation unit configured to output a second compensation target voltage for compensating for an output voltage distortion caused by a dead time of the power conversion circuit output based on the second component. The torque ripple and the output voltage distortion are reduced by correcting the target voltage based on the first compensation target voltage and the second compensation target voltage.

Eine Außeneinheit einer Klimaanlage gemäß der Erfindung enthält einen Permanentmagnet-Synchronmotor, eine Motorantriebseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, den Permanentmagnet-Synchronmotor anzutreiben, einen mit dem Permanentmagnet-Synchronmotor verbundenen Lüfter, einen Rahmen, an dem der Permanentmagnet-Synchronmotor angebracht ist, und ein Kompressoreinrichtungssystem. Die Motorantriebseinrichtung ist eine Motorantriebseinrichtung, die die oben genannten Eigenschaften aufweist.An outdoor unit of an air conditioner according to the invention includes a permanent magnet synchronous motor, a motor drive device adapted to drive the permanent magnet synchronous motor, a fan connected to the permanent magnet synchronous motor, a frame on which the permanent magnet synchronous motor is attached, and a compressor setup system. The motor drive device is a motor drive device that has the above characteristics.

Ein Motorantriebssteuerverfahren gemäß der Erfindung beinhaltet das Erzeugen einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente durch Erfassen eines einem Motor zugeführten Dreiphasenstroms, das Trennen des erfassten Dreiphasenermittlungsstroms in zueinander orthogonale Komponenten und das Extrahieren einer Pulsationskomponente einer jeden Komponente, das Erzeugen einer ersten Kompensationssollspannung zum Kompensieren einer durch eine Struktur des Motors verursachten Drehmomentpulsation basierend auf der ersten Komponente, das Erzeugen einer zweiten Kompensationssollspannung zum Kompensieren einer durch eine Totzeit einer Leistungswandlungsschaltung verursachten Ausgangsspannungsverzerrung basierend auf der zweiten Komponente, und das Verringern der Drehmomentpulsation und der Ausgangsspannungsverzerrung durch Korrigieren einer Sollspannung, die zum Antreiben des Motors beiträgt, basierend auf der ersten Kompensationssollspannung und der zweiten Kompensationssollspannung.A motor drive control method according to the invention includes generating a first component and a second component by detecting a three-phase current supplied to a motor, separating the detected three-phase detection current into mutually orthogonal components and extracting a pulsation component of each component, generating a first compensation target voltage for compensating for a by a structure of the motor caused torque pulsation based on the first component, generating a second compensation target voltage for compensating an output voltage distortion caused by a dead time of a power conversion circuit based on the second component, and reducing the torque pulsation and the output voltage distortion by correcting a target voltage used for driving the Motor contributes based on the first compensation target voltage and the second compensation target voltage.

Vorteilhafter Effektbeneficial effect

Gemäß der Erfindung ist es möglich, die Motorantriebseinrichtung, die Außeneinheit einer Klimaanlage, die die Motorantriebseinrichtung enthält, und das Motorantriebssteuerverfahren, die in der Lage sind, die Drehmomentpulsation aufgrund einer durch einen Motor verursachten induzierten Spannungsverzerrung und die durch einen Inverter verursachte Ausgangsspannungsverzerrung wirksam zu verhindern, bereitzustellen.According to the invention, it is possible to provide the motor drive device, the outdoor unit of an air conditioner including the motor drive device, and the motor drive control method capable of effectively preventing torque pulsation due to induced voltage distortion caused by a motor and output voltage distortion caused by an inverter , to provide.

Daher ist es möglich, eine äußerst vielseitige Motorantriebseinrichtung, die in der Lage ist, Störungen und Vibrationen eines Motors zu verringern, ohne dass eine vorherige Einstellung basierend auf einem Vortest oder dergleichen erforderlich ist, und die in der Lage ist, mit verschiedenen Motoren, einer Außeneinheit einer Klimaanlage, die die Motorantriebseinrichtung enthält, fertig zu werden, und ein Motorantriebssteuerverfahren zu realisieren.Therefore, it is possible to provide a highly versatile motor drive device capable of reducing noise and vibration of a motor without requiring prior adjustment based on a preliminary test or the like and capable of being used with various motors Outdoor unit of an air conditioner including the motor drive device to be finished and to realize a motor drive control method.

Andere als die oben beschriebenen Probleme, Konfigurationen und Effekte werden in der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen erläutert.Problems, configurations, and effects other than those described above will be explained in the following description of embodiments.

Figurenlistecharacter list

[ 1 ] 1 12 is a diagram showing a configuration of a motor drive device according to a first embodiment of the invention.
[ 2 ] 2 is a diagram showing part of the configuration of 1 is expressed in dq coordinates.
[ 3 ] 3 Fig. 12 is a diagram showing an example of voltage distortion waveforms for each factor.
[ 4 ] 4 14 is a diagram showing a trajectory of a current vector and voltage distortion component when only a q-axis current is supplied.
[ 5 ] 5 12 is a diagram showing a configuration of a pulsation current detection unit 116 in FIG 1 indicates.
[ 6 ] 6 12 is a diagram showing a configuration of a torque pulsation compensation unit 109 in FIG 1 indicates.
[ 7 ] 7 12 is a diagram showing a configuration of a dead time compensation unit 112 in FIG 1 indicates.
[ 8th ] 8th 14 is a diagram showing an example of operation waveforms of the motor drive device according to the first embodiment of the invention.
[ 9 ] 9 12 is a diagram showing a configuration of a motor drive device according to a second embodiment of the invention.
[ 10 ] 10 12 is a diagram showing a configuration of a torque pulsation compensation unit 109' in FIG 9 indicates.
[ 11 ] 11 12 is a diagram showing an example of operation waveforms of the motor drive device according to the second embodiment of the invention.
[ 12 ] 12 14 is a diagram showing a trajectory of a current vector and a voltage distortion component when d-axis and q-axis currents are supplied.
[ 13 ] 13 12 is a diagram showing a configuration of a motor drive device according to a third embodiment of the invention.
[ 14 ] 14 12 is a diagram showing a configuration of a pulsation current detection unit 116' in FIG 13 indicates.
[ 15 ] 15 14 is a diagram showing an outdoor unit of an air conditioner according to a fourth embodiment of the invention.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of Embodiments

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind die gleichen Komponenten mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, und detaillierte Beschreibungen der gleichen Komponenten sind weggelassen.Embodiments of the invention are described below with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed descriptions of the same components are omitted.

Erste AusführungsformFirst embodiment

Eine Motorantriebseinrichtung und ein Steuerungsverfahren der Motorantriebseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 8 beschrieben.A motor drive device and a control method of the motor drive device according to a first embodiment of the invention will be described with reference to FIG 1 until 8th described.

1 ist ein Konfigurationsdiagramm der Motorantriebseinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 1 gezeigt, enthält eine Motorantriebseinrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Sollgeschwindigkeitserzeugungseinheit 102, eine Steuereinheit 103, eine Leistungswandlungsschaltung 104 (im Folgenden auch als „Inverter“ bezeichnet), die einem Permanentmagnet-Synchronmotor 101 (im Folgenden auch einfach als „Motor“ bezeichnet) Leistung zuführt, und einen Stromsensor 105. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Sollgeschwindigkeitserzeugungseinheit 102 in der Motorantriebseinrichtung 100 vorgesehen und kann auch in der Steuereinheit 103 oder außerhalb der Motorantriebseinrichtung 100 vorgesehen sein. 1 14 is a configuration diagram of the motor drive device according to the present embodiment. As in 1 1, a motor drive device 100 according to the present embodiment includes a target speed generation unit 102, a control unit 103, a power conversion circuit 104 (hereinafter also referred to as “inverter”) that powers a permanent magnet synchronous motor 101 (hereinafter also referred to simply as “motor”) and a current sensor 105. In the present embodiment, the target speed generating unit 102 is provided in the motor drive device 100, and may be provided in the control unit 103 or outside of the motor drive device 100.

Die Steuereinheit 103 gibt basierend auf einer durch die Sollgeschwindigkeitserzeugungseinheit 102 erteilten Sollgeschwindigkeit ωr* und durch den Stromsensor 105 ermittelten Dreiphasenermittlungsströmen Iu, Iv und Iw Dreiphasensollspannungen Vu*, Vv* und Vw* aus und steuert eine Drehzahl des Motors 101. Obwohl bei der vorliegenden Ausführungsform alle Dreiphasenströme durch den Stromsensor 105 erfasst werden, können auch zwei beliebige Phasen durch den Stromsensor 105 erfasst werden, und die verbleibende eine Phase kann durch die Steuereinheit 103 berechnet werden.The control unit 103 outputs three-phase target voltages Vu*, Vv* and Vw* based on a target speed ωr* given by the target speed generation unit 102 and three-phase detection currents Iu, Iv and Iw detected by the current sensor 105, and controls a rotation speed of the motor 101. Although in the present embodiment all three-phase currents are detected by the current sensor 105, any two phases can also be detected by the current sensor 105, and the remaining one phase can be calculated by the control unit 103.

Die Leistungswandlungsschaltung 104 führt basierend auf den durch die Steuereinheit 103 ausgegebenen Dreiphasensollspannungen Vu*, Vv* und Vw* eine Pulsweitenmodula-tions-(PWM)-Steuerung durch und erzeugt eine pulsartige Ausgangsspannung, um den Motor 101 anzutreiben.The power conversion circuit 104 performs pulse width modulation (PWM) control based on the three-phase command voltages Vu*, Vv* and Vw* output by the control unit 103 and generates a pulse-like output voltage to drive the motor 101 .

Die Steuereinheit 103 weist eine Vektorsteuerung als Grundkonfiguration auf. Die Sollgeschwindigkeit (ωr*, die von der Sollgeschwindigkeitserzeugungseinheit 102 in die Steuereinheit 103 eingespeist wird, wird in einer Verstärkungsmultiplikationseinheit 106 mit einer Verstärkung von „der Anzahl von Motorpolen P/2“ multipliziert, um eine elektrische Winkelgeschwindigkeit (P/2)·ωr* zu berechnen.The control unit 103 has vector control as a basic configuration. The target speed (ωr* input from the target speed generating unit 102 to the control unit 103 is multiplied by a gain of “the number of motor poles P/2” in a gain multiplication unit 106 to obtain an electrical angular speed (P/2)*ωr*. to calculate.

Eine Sollspannungsberechnungseinheit 107 berechnet d-Achsen- und q-Achsen-Sollspannungen Vdc* und Vqc* basierend auf einem voreingestellten d-Achsen-Sollstrom Id*, einem q-Achsen-Sollstrom Iq*, der aus einem q-Achsen-Ermittlungsstrom Iqc über ein Tiefpassfilter (TPF) 108 berechnet wird, der elektrischen Winkelgeschwindigkeit (P/2)·ωr*\ und einem Einstellwert einer Motorkonstante. Die d-Achsen- und q-Achsen-Sollspannungen Vdc* und Vqc* sind Sollspannungen eines DC-Anteils, der zur Drehung des Motors 101 beiträgt.A target voltage calculation unit 107 calculates d-axis and q-axis target voltages Vdc* and Vqc* based on a preset d-axis target current Id*, a q-axis target current Iq* derived from a q-axis detection current Iqc via a low-pass filter (LPF) 108 is calculated, the electrical angular velocity (P/2)*ωr*\ and a setting value of a motor constant. The d-axis and q-axis command voltages Vdc* and Vqc* are target voltages of a DC component that contributes to the rotation of the motor 101.

Eine Drehmomentpulsationkompensationseinheit 109 berechnet d-Achsen- und q-Achsen-Kompensationssollspannungen ΔVd* und ΔVq* zum Kompensieren eines Einflusses einer durch den Motor verursachten induzierten Spannungsverzerrung. Die d-Achsen- und q-Achsen-Kompensationssollspannungen ΔVd* und ΔVq* werden durch eine Additionseinheit 110 zu den d-Achsen- und q-Achsen-Sollspannungen Vdc* und Vqc* addiert, um kompensierte d-Achsen- und q-Achsen-Sollspannungen Vdc** und Vqc** zu erzeugen. Weiterhin enthält die Additionseinheit 110 Additionseinheiten 110a und 110b.A torque pulsation compensation unit 109 calculates d-axis and q-axis compensation target voltages ΔVd* and ΔVq* for compensating for an influence of induced voltage distortion caused by the motor. The d-axis and q-axis compensation target voltages ΔVd* and ΔVq* are added to the d-axis and q-axis target voltages Vdc* and Vqc* by an addition unit 110 to obtain compensated d-axis and q-axes - Generate desired voltages Vdc** and Vqc**. Furthermore, the addition unit 110 contains addition units 110a and 110b.

Eine dq-nach-Dreiphasen-Umwandlungseinheit 111 wandelt die kompensierten d-Achsen- und q-Achsen-Sollspannungen Vdc** und Vqc** basierend auf einer Rotorposition θdc in Dreiphasen-Sollspannungen Vu*, Vv*, Vw* um.A dq-to-three-phase conversion unit 111 converts the compensated d-axis and q-axis command voltages Vdc** and Vqc** into three-phase command voltages Vu*, Vv*, Vw* based on a rotor position θdc.

Eine Totzeitkompensationseinheit 112 erzeugt Dreiphasenkompensationssollspannungen ΔVu*, ΔVv* und ΔVw* zum Kompensieren eines Einflusses einer durch den Inverter verursachten Ausgangsspannungsverzerrung. Die Dreiphasenkompensationssollspannungen ΔVu*, ΔVv* und ΔVw* werden durch eine Additionseinheit 113 zu den Dreiphasensollspannungen Vu*, Vv* und Vw* addiert, um kompensierte Dreiphasen-Sollspannungen Vu**, Vv** und Vw**, die in die Leistungswandlungsschaltung 104 eingespeist werden, zu erzeugen. Die Additionseinheit 113 enthält Additionseinheiten 113a, 113b und 113c.A dead time compensation unit 112 generates three-phase compensation command voltages ΔVu*, ΔVv*, and ΔVw* for compensating for an influence of an output voltage distortion caused by the inverter. The three-phase compensation command voltages ΔVu*, ΔVv* and ΔVw* are added to the three-phase command voltages Vu*, Vv* and Vw* by an addition unit 113 to obtain compensated three-phase command voltages Vu**, Vv** and Vw** input to the power conversion circuit 104 be fed to generate. Addition unit 113 includes addition units 113a, 113b and 113c.

Eine Rotorpositionermittlungseinheit 114 berechnet basierend auf den d-Achsen- und q-Achsen-Sollspannungen Vdc* und Vqc*, den d-Achsen- und q-Achsen-Ermittlungsströmen Idc und Iqc, der elektrischen Winkelgeschwindigkeit (P/2)·ωr* und dem Einstellwert der Motorkonstante einen Achsfehler Δθc, der eine Phasenabweichung zwischen einer Steuerachse (dc-Achse) und einer Magnetflussachse (d-Achse) des Motors ist. Dann steuert eine Phasenregelschleife („phase locked loop“; PLL) die elektrische Winkelgeschwindigkeit, so dass Δθc Null wird, und integriert den erhaltenen Wert, um die Rotorposition θdc zu berechnen. Das heißt, die vorliegende Ausführungsform enthält eine sensorlose Vektorsteuerung, ohne dass ein Positionssensor erforderlich ist.A rotor position detection unit 114 calculates based on the d-axis and q-axis command voltages Vdc* and Vqc*, the d-axis and q-axis detection currents Idc and Iqc, the electrical angular velocity (P/2)*ωr*, and an axis error Δθc, which is a phase deviation between a control axis (dc axis) and a magnetic flux axis (d axis) of the motor, to the setting value of the motor constant. Then, a phase locked loop (PLL) controls the electrical angular velocity so that Δθc becomes zero and integrates the obtained value to calculate the rotor position θdc. That is, the present embodiment incorporates sensorless vector control without requiring a position sensor.

Eine Dreiphasen-nach-dq-Umwandlungseinheit 115 wandelt die Dreiphasen-Ermittlungsströme Iu, Iv, Iw basierend auf der Rotorposition θdc in d-Achsen- und q-Achsen-Ermittlungsströme Idc, Iqc um.A three-phase to dq conversion unit 115 converts the three-phase detection currents Iu, Iv, Iw based on the rotor position θdc into d-axis and q-axis detection currents Idc, Iqc.

Eine Pulsationsstromermittlungseinheit 116 extrahiert basierend auf der Rotorposition θdc und den d-Achsen- und q-Achsen-Ermittlungsströmen Idc und Iqc eine erste Komponente Ih1 und eine zweite Komponente Ih2, die Pulsationskomponenten der d-Achsen- und q-Achsen-Ermittlungsströme Idc und Iqc sind. Die erste Komponente Ih1 und die zweite Komponente Ih2 werden in die Drehmomentpulsationsompensationseinheit 109 bzw. die Totzeitkompensationseinheit 112 eingespeist und werden für die Schätzungsberechnung von mit der Kompensationssteuerung verbundenen Parameter verwendet.A pulsation current detection unit 116 extracts a first component based on the rotor position θdc and the d-axis and q-axis detection currents Idc and Iqc Ih1 and a second component Ih2 which are pulsation components of the d-axis and q-axis detection currents Idc and Iqc. The first component Ih1 and the second component Ih2 are fed to the torque pulsation compensation unit 109 and the dead time compensation unit 112, respectively, and are used for the estimation calculation of parameters related to the compensation control.

Das heißt, bei der vorliegenden Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass der Einfluss der durch den Motor verursachten induzierten Spannungsverzerrung und der Einfluss der durch den Inverter verursachten Ausgangsspannungsverzerrung als die Pulsationskomponenten der d-Achsen- und q-Achsen-Ermittlungsströme Idc und Iqc erscheinen und durch geeignetes Extrahieren der Informationen durch die Pulsationsstromermittlungseinheit 116 gesteuert werden.That is, in the present embodiment, it is considered that the influence of the induced voltage distortion caused by the motor and the influence of the output voltage distortion caused by the inverter appear as the pulsation components of the d-axis and q-axis detection currents Idc and Iqc and through appropriately extracting the information by the pulsation current detection unit 116 can be controlled.

Eine grundlegende Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform ist oben beschrieben worden.A basic configuration of the present embodiment has been described above.

Die Sollspannungsberechnungseinheit 107 berechnet die d-Achsen- und q-Achsen-Sollspannungen Vdc* und Vqc* basierend auf dem d-Achsen-Sollstrom Id*, dem q-Achsen-Sollstrom Iq*, der elektrischen Winkelgeschwindigkeit (P/2)·ωr* und dem Einstellwert der Motorkonstante gemäß der folgenden Gleichung (1).
[Gleichung 1] $[\begin{matrix} V_{d c}^{*} \\ V_{q c}^{*} \end{matrix}] = R^{*} \cdot [\begin{matrix} I_{d}^{*} \\ I_{q}^{*} \end{matrix}] + \frac{P}{2} ω_{r}^{*} \cdot [\begin{matrix} - L_{q}^{*} & I^{*}_{q} \\ L_{d} & I_{d} \end{matrix}] + \frac{P}{2} ω_{r}^{*} \cdot [\begin{matrix} 0 \\ K_{e}^{*} \end{matrix}]$

The target voltage calculation unit 107 calculates the d-axis and q-axis target voltages Vdc* and Vqc* based on the d-axis target current Id*, the q-axis target current Iq*, the electrical angular velocity (P/2)*ωr * and the motor constant set value according to the following equation (1).
[Equation 1]

[\begin{matrix} V_{i.e c}^{*} \\ V_{q c}^{*} \end{matrix}] = R^{*} \cdot [\begin{matrix} I_{i.e}^{*} \\ I_{q}^{*} \end{matrix}] + \frac{P}{2} ω_{right}^{*} \cdot [\begin{matrix} - L_{q}^{*} & I^{*}_{q} \\ L_{i.e} & I_{i.e} \end{matrix}] + \frac{P}{2} ω_{right}^{*} \cdot [\begin{matrix} 0 \\ K_{e}^{*} \end{matrix}]

In Gleichung (1) repräsentiert R den Wicklungswiderstand, Ld repräsentiert die d-Achsen-Induktivität, Lq repräsentiert die q-Achsen-Induktivität, Ke repräsentiert einen Koeffizienten der induzierten Spannung und ein hochgestellter * repräsentiert einen Einstellwert einer jeden Motorkonstanten.In Equation (1), R represents winding resistance, Ld represents d-axis inductance, Lq represents q-axis inductance, Ke represents a coefficient of induced voltage, and a superscript * represents a setting value of each motor constant.

Die Sollspannungsberechnungseinheit 107 verwendet einen voreingestellten konstanten Wert als den d-Achsen-Sollstrom Id* und verwendet einen durch Tiefpassfilterverarbeiten des q-Achsen-Ermittlungsstroms Iqc durch das TPF 108 erhaltenen Wert als den q-Achsen-Sollstrom Iq*, um die Berechnung von Gleichung (1) durchzuführen.The target voltage calculation unit 107 uses a preset constant value as the d-axis target current Id* and uses a value obtained by low-pass filter processing the q-axis detection current Iqc by the LPF 108 as the q-axis target current Iq* to calculate Equation (1) to perform.

Daher sind der d-Achsen-Sollstrom Id* und der q-Achsen-Sollstrom Iq* in einem stationären Zustand, in dem der Motor 101 mit einer konstanten Geschwindigkeit angetrieben wird, konstant, und die d-Achsen- und q-Achsen-Sollspannungen Vdc* und Vqc* sind ebenfalls konstant.Therefore, the d-axis command current Id* and the q-axis command current Iq* are in a steady state state in which the motor 101 is driven at a constant speed is constant, and the d-axis and q-axis command voltages Vdc* and Vqc* are also constant.

Die Rotorpositionermittlungseinheit 114 berechnet den Achsfehler Δθc basierend auf den d-Achsen- und q-Achsen-Sollspannungen Vdc* und Vqc*, den d-Achsen- und q-Achsen-Ermittlungsströmen Idc und Iqc, einer elektrischen Winkelgeschwindigkeit ω1c und dem Einstellwert der Motorkonstante gemäß der folgenden Gleichung (2).
[Gleichung 2] $Δ θ_{c} = {tan}^{- 1} [\frac{V_{d c}^{*} - R^{*} \cdot I_{d c} + ω_{1 c} \cdot L_{q}^{*} \cdot I_{q c}}{V_{q c}^{*} - R^{*} \cdot I_{q c} + ω_{1 c} \cdot L_{q}^{*} \cdot I_{d c}}]$

The rotor position determination unit 114 calculates the axis error Δθc based on the d-axis and q-axis command voltages Vdc* and Vqc*, the d-axis and q-axis detection currents Idc and Iqc, an electrical angular velocity ω1c, and the motor constant setting value according to the following equation (2).
[Equation 2]

Δ θ_{c} = {tan}^{- 1} [\frac{V_{i.e c}^{*} - R^{*} \cdot I_{i.e c} + ω_{1 c} \cdot L_{q}^{*} \cdot I_{q c}}{V_{q c}^{*} - R^{*} \cdot I_{q c} + ω_{1 c} \cdot L_{q}^{*} \cdot I_{i.e c}}]

In Gleichung (2) ist die elektrische Winkelgeschwindigkeit ω1c ein Signal, das durch Einstellen der elektrischen Winkelgeschwindigkeit durch die PLL erhalten wird, so dass der Achsenfehler Δθc Null wird. Die Rotorpositionermittlungseinheit 114 integriert die elektrische Winkelgeschwindigkeit ω1c, um die Rotorposition θdc zu berechnen.In Equation (2), the electrical angular velocity ω1c is a signal obtained by adjusting the electrical angular velocity by the PLL so that the axis error Δθc becomes zero. The rotor position determination unit 114 integrates the electrical angular velocity ω1c to calculate the rotor position θdc.

Wenn, wie oben beschrieben, der Motor 101 mit der oben ausgebildeten Konfiguration angetrieben wird, erscheinen der Einfluss der durch den Motor verursachten induzierten Spannungsverzerrung und der Einfluss der durch den Inverter verursachten Ausgangsspannungsverzerrung als die Pulsationskomponenten der d-Achsen- und q-Achsen-Ermittlungsströme Idc und Iqc. Dieses Prinzip wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.As described above, when the motor 101 having the above configuration is driven, the influence of the induced voltage distortion caused by the motor and the influence of the output voltage distortion caused by the inverter appear as the pulsation components of the d-axis and q-axis detection currents Idc and Iqc. This principle is explained below with reference to 2 described.

2 zeigt Elemente, die zur Beschreibung in der in 1 gezeigten Konfiguration erforderlich sind, und zeigt nicht die Drehmomentpulsationkompensationseinheit 109 und die Totzeitkompensationseinheit 112. Weiterhin ist ein Permanentmagnet-Synchronmotor 200 durch ein Ersatzmodel in dq-Koordinaten gezeigt. Subtraktionseinheiten 201a und 201b subtrahieren (P/2)·ωr·Kehd und (P/2)·ωr·Kehq, die durch Multiplizieren der Verzerrungskomponenten Kehd und Kehq der induzierten Spannungskoeffizienten auf der d-Achse bzw. der q-Achse mit einer elektrischen Winkelgeschwindigkeit (P/2)·ωr erhalten werden. 2 shows elements relevant to the description in the in 1 configuration shown are required, and does not show the torque pulsation compensation unit 109 and the dead time compensation unit 112. Further, a permanent magnet synchronous motor 200 is shown by an equivalent model in dq coordinates. Subtraction units 201a and 201b subtract (P/2)*ωr*Kehd and (P/2)*ωr*Kehq obtained by multiplying the distortion components Kehd and Kehq of the induced stress coefficients on the d-axis and the q-axis, respectively, by an electric Angular velocity (P/2)·ωr can be obtained.

Das heißt, die Subtraktionseinheiten 201a und 201b drücken den Einfluss der durch den Motor verursachten induzierten Spannungsverzerrung auf die dq-Koordinaten äquivalent aus.That is, the subtraction units 201a and 201b equivalently express the influence of the induced voltage distortion caused by the motor on the dq coordinates.

Subtraktionseinheiten 202a und 202b subtrahieren die Ausgangsspannungsverzerrungen Vtdd und Vtdq aufgrund von Totzeiten auf der d-Achse und der q-Achse.Subtraction units 202a and 202b subtract the output voltage distortions Vtdd and Vtdq due to dead times on the d-axis and the q-axis.

Das heißt, die Subtraktionseinheiten 202a und 202b drücken äquivalent den Einfluss der durch den Inverter verursachten Ausgangsspannungsverzerrung auf die dq-Koordinaten aus.That is, the subtraction units 202a and 202b equivalently express the influence of the output voltage distortion caused by the inverter on the dq coordinates.

In 2 bedeuten Pfeile mit durchgezogener Linie „DC-Anteil + AC-Anteil“, und gestrichelte Pfeile bedeuten „nur DC-Anteil“.In 2 Arrows with solid line mean “DC component + AC component”, and dashed arrows mean “DC component only”.

Wie in 2 gezeigt, werden, wenn die durch den Motor verursachte induzierte Spannungsverzerrung und die durch den Inverter verursachte Ausgangsspannungsverzerrung vorhanden sind, ''(P/2) ·ωr·Kehd + Vtdd'' und ''(P/2) ·ωr·Kehq + Vtdq'' als AC-Anteile jeweils von den durch die Sollspannungsberechnungseinheit 107 erzeugten d-Achsen- bzw. q-Achsen-Sollspannungen Vdc* und Vqc* subtrahiert.As in 2 shown, when the motor-caused induced voltage distortion and the inverter-caused output voltage distortion are present, ''(P/2)*ωr*Kehd+Vtdd'' and ''(P/2)*ωr*Kehq+ Vtdq'' as AC components are subtracted from the d-axis and q-axis target voltages Vdc* and Vqc* generated by the target voltage calculation unit 107, respectively.

Infolgedessen wird der Permanentmagnet-Synchronmotor 200 zusätzlich zu den d-Achsen- und q-Achsen-DC-Komponenten Id und Iq mit Pulsationskomponenten Idh und Iqh erregt. Von diesen Strömen wird der q-Achsenstrom „Iq + Iqh“ über das TPF 108 in den q-Achsen-Sollstrom Iq* umgewandelt und an die Sollspannungsberechnungseinheit 107 zurückgeführt. Zu dieser Zeit wird eine Grenzfrequenz des TPF 108 so gesetzt, dass sie hinreichend kleiner ist als eine Fluktuationsfrequenz der Pulsationskomponente Iqh des q-Achsenstroms, und somit ist Iq* = Iq.As a result, the permanent magnet synchronous motor 200 becomes DC components in addition to the d-axis and q-axis id and Iq excited with pulsation components Idh and Iqh. Of these currents, the q-axis current " Iq + Iqh” is converted to the q-axis command current Iq* via the LPF 108 and fed back to the command voltage calculation unit 107 . At this time, a cut-off frequency of the LPF 108 is set to be sufficiently smaller than a fluctuation frequency of the pulsation component Iqh of the q-axis current, and thus Iq*= Iq .

Folglich sind die durch die Sollspannungsberechnungseinheit 107 erzeugten d-Achsen- und q-Achsen-Sollspannungen Vdc* und Vqc* DC-Anteile, und es werden nur die DC-Komponenten Id und Iq der d-Achsen- und q-Achsen-Ströme gesteuert.Consequently, the d-axis and q-axis command voltages Vdc* and Vqc* generated by the command voltage calculation unit 107 are DC components, and only the DC components become id and Iq of the d-axis and q-axis currents.

Andererseits bleiben die Pulsationskomponenten Idh und Iqh unabhängig von der Sollspannungsberechnungseinheit 107 wie sie sind, und dadurch können Einflüsse der durch den Motor verursachten induzierten Spannungsverzerrungen „(P/2) ·ωr·Kehd, (P/2) ·ωr·Kehq“ und der durch den Inverter verursachten Ausgangsspannungsverzerrungen „Vtdd, Vtdq“ durch Erfassen dieser Strompulsationskomponenten beobachtet werden.On the other hand, the pulsation components Idh and Iqh remain as they are regardless of the target voltage calculation unit 107, and thereby influences of the motor-caused induced voltage distortions “(P/2) ωr Kehd, (P/2) ωr Kehq” and the Output voltage distortions “Vtdd, Vtdq” caused by the inverter can be observed by detecting these current pulsation components.

Hierbei wird davon ausgegangen, dass die Verzerrungskomponenten der induzierten Spannungskoeffizienten der d-Achse und der q-Achse einander gleich sind (Kehd = Kehq). Die Ausgangsspannungsverzerrung aufgrund einer Totzeit wird durch die folgende Gleichung (3) in stationären Koordinaten ausgedrückt.
[Gleichung 3] $Δ V_{t d} = T_{d} \cdot ƒ_{c} \cdot V_{D C} \cdot sign (i)$

Here, it is assumed that the distortion components of the d-axis and q-axis induced stress coefficients are equal to each other (Kehd=Kehq). The output voltage distortion due to a dead time is expressed by the following equation (3) in stationary coordinates.
[Equation 3]

Δ V_{t i.e} = T_{i.e} \cdot ƒ_{c} \cdot V_{D C} \cdot sign (i)

In Gleichung (3) repräsentiert Td eine Länge der Totzeit, fc repräsentiert eine Trägerfrequenz, V_DC repräsentiert eine an den Inverter angelegte DC-Spannung und sign(i) repräsentiert eine Polarität eines Ermittlungsstroms einer jeden Phase.In Equation (3), Td represents a dead time length, fc represents a carrier frequency, V _DC represents a DC voltage applied to the inverter, and sign(i) represents a polarity of a detection current of each phase.

3 zeigt die durch den Motor verursachten induzierten Spannungsverzerrungen „(P/2) ·ωr·Kehd, (P/2) ·ωr·Kehq“ und die durch den Inverter verursachten Ausgangsspannungsverzerrungen „Vtdd, Vtdq“, wenn ein Strom durch den Motor nur auf einer q-Achse zugeführt wird (ein d-Achsenstrom ist Null). 3 shows the motor-caused induced voltage distortions “(P/2) ωr Kehd, (P/2) ωr Kehq” and the inverter-caused output voltage distortions “Vtdd, Vtdq” when a current through the motor only is supplied to a q-axis (a d-axis current is zero).

Wie in 3 gezeigt, haben die durch den Motor verursachten induzierten Spannungsverzerrungen „(P/2) ·ωr·Kehd, (P/2) ·ωr·Kehq“ auf der d-Achse und der q-Achse die gleiche Amplitude und sind Pulsationsspannungen mit Phasen, die um 90° gegeneinander verschoben sind. Andererseits haben die durch den Inverter verursachten Ausgangsspannungsverzerrungen „Vtdd, Vtdq“ eine Sägezahnform auf der d-Achse und eine Halbwellenform auf der q-Achse, wodurch sie zu Pulsationsspannungen werden, die signifikant voneinander verschiedene Formen aufweisen.As in 3 shown, the induced voltage distortions caused by the motor “(P/2) ωr Kehd, (P/2) ωr Kehq” on the d-axis and the q-axis have the same amplitude and are pulsation voltages with phases, which are shifted by 90° to each other. On the other hand, the output voltage distortions “Vtdd, Vtdq” caused by the inverter have a sawtooth shape on the d-axis and a half-wave shape on the q-axis, thereby becoming pulsation voltages significantly different in shape from each other.

Unter einem Gesichtspunkt einer Pulsationsamplitude ist eine Pulsationsamplitude von Vtdd auf der Seite der d-Achse größer als die von Vtdq auf der Seite der q-Achse, und daher ist zu sehen, dass die durch den Inverter verursachte Ausgangsspannungsverzerrung auf der Seite der d-Achse, das heißt auf einer Seite einer nicht-erregten Achse, bemerkenswert auftritt.From a viewpoint of a pulsation amplitude, a pulsation amplitude of Vtdd on the d-axis side is larger than that of Vtdq on the q-axis side, and therefore it can be seen that the output voltage distortion caused by the inverter on the d-axis side , that is, on one side of a non-excited axis, occurs remarkably.

Wenn die Charakteristiken auf den dq-Koordinaten gezeigt werden, kann es wie in 4 gezeigt ausgedrückt werden. In 4 ist I ein Stromvektor (nur der q-Achsenstrom wird zugeführt), X ist eine Trajektorie der durch den Motor verursachten induzierten Spannungsverzerrung, und Y ist eine Trajektorie der durch den Inverter verursachten Ausgangsspannungsverzerrung. X ist eine ringförmige Trajektorie, während Y eine halbmondförmige Trajektorie ist.If the characteristics are shown on the dq coordinates, it can be done as in 4 shown to be expressed. In 4 I is a current vector (only q-axis current is supplied), X is a trajectory of induced voltage distortion caused by the motor, and Y is a trajectory of output voltage distortion caused by the inverter. X is an annular trajectory while Y is a crescent-shaped trajectory.

Wenn sie durch eine Gleichung, die sich nur auf Komponenten sechster Ordnung konzentriert, ausgedrückt werden, werden die durch den Motor verursachte induzierte Spannungsverzerrung und die durch den Inverter verursachte Ausgangsspannungsverzerrung durch die folgenden Gleichungen (4) bzw. (5) ausgedrückt.
[Gleichung 4] $\begin{matrix} \frac{P}{2} ω_{r} \cdot K_{e h d} = \frac{P}{2} ω_{r} \cdot \bar{K_{e h}} \cdot sin6 θ_{d} \\ \frac{P}{2} ω_{r} \cdot K_{e h q} = \frac{P}{2} ω_{r} \cdot \bar{K_{e h}} \cdot cos6 θ_{d} \end{matrix}}$

[Gleichung 5]

\begin{array}{l} V_{t d d} = \bar{V_{t d d}} \cdot sin6 θ_{d} \\ V_{t d q} = \bar{V_{t d q}} \cdot cos6 θ_{d} \end{array}}

When expressed by an equation focusing only on sixth-order components, the induced voltage distortion caused by the motor and the output voltage distortion caused by the inverter are expressed by the following equations (4) and (5), respectively.
[Equation 4]

\begin{matrix} \frac{P}{2} ω_{right} \cdot K_{e H i.e} = \frac{P}{2} ω_{right} \cdot \bar{K_{e H}} \cdot sin6 θ_{i.e} \\ \frac{P}{2} ω_{right} \cdot K_{e H q} = \frac{P}{2} ω_{right} \cdot \bar{K_{e H}} \cdot cos6 θ_{i.e} \end{matrix}}

[Equation 5]

\begin{array}{l} V_{t i.e i.e} = \bar{V_{t i.e i.e}} \cdot sin6 θ_{i.e} \\ V_{t i.e q} = \bar{V_{t i.e q}} \cdot cos6 θ_{i.e} \end{array}}

Hierbei sind in Gleichung (4) die beiden keh Amplituden von Kehd und Kehq. In Gleichung (5) sind Vtdd und Vtdq Amplituden von Vtdd und Vtdq.Here, in Equation (4), the two ke Amplitudes of Kehd and Kehq. In equation (5) are Vtdd and Vtdq Amplitudes of Vtdd and Vtdq.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Pulsationsstromermittlungseinheit 116, die die Pulsationskomponenten der d-Achsen- und q-Achsen-Ermittlungsströme Idc und Iqc extrahiert, basierend auf den Eigenschaften der durch den Inverter verursachten Ausgangsspannungsverzerrung wie in 5 gezeigt ausgebildet.In the present embodiment, the pulsation current detection unit 116 that extracts the pulsation components of the d-axis and q-axis detection currents Idc and Iqc based on the characteristics of the output voltage distortion caused by the inverter is as in FIG 5 shown trained.

Wie oben beschrieben erscheint die durch den Inverter verursachte Ausgangsspannungsverzerrung hauptsächlich auf der Seite der d-Achse als der nicht-erregten Achsseite, so dass die zweite Komponente Ih2, die in der Totzeitkompensationseinheit 112 verwendet wird, aus dem d-Achsen-Ermittlungsstrom Idc extrahiert wird.As described above, the output voltage distortion caused by the inverter mainly appears on the d-axis side as the non-excited axis side, so the second component Ih2 used in the dead time compensation unit 112 is extracted from the d-axis detection current Idc.

Genauer ausgedrückt, wenn angenommen wird, dass eine Fluktuationsfrequenz von Vtdd ausreichend schnell ist (das heißt, es wird angenommen, dass der Motor eine ausreichend hohe Geschwindigkeit hat), wird eine Stromphase in Bezug auf eine Spannungsphase um 90° verzögert. Weiterhin ist Vtdd gemäß Gleichung (5) als eine Hauptkomponente eine Funktion von sinθd, und somit wird der Einfluss der durch den Inverter verursachten Ausgangsspannungsverzerrung durch eine Multiplikationseinheit 501, die den d-Achsen-Ermittlungsstrom Idc mit cos6θdc multipliziert, ermittelt. Ein TPF 502 extrahiert einen DC-Anteil von Idc-cos6θdc, der ein Berechnungsergebnis der Multiplikationseinheit 501 ist, und gibt die zweite Komponente Ih2 aus.More specifically, if a fluctuation frequency of Vtdd is assumed to be sufficiently fast (that is, the motor is assumed to have a sufficiently high speed), a current phase is delayed by 90° with respect to a voltage phase. Furthermore, according to Equation (5), Vtdd as a main component is a function of sinθd, and thus the influence of the output voltage distortion caused by the inverter is detected by a multiplication unit 501 that multiplies the d-axis detection current Idc by cos6θdc. An LPF 502 extracts a DC component of Idc-cos6θdc, which is a calculation result of the multiplication unit 501, and outputs the second component Ih2 out.

Andererseits wird die in der Drehmomentpulsationkompensationseinheit 109 verwendete erste Komponente Ih1 aus dem q-Achsen-Ermittlungsstrom Iqc als der Einfluss der durch den Motor verursachten induzierten Spannungsverzerrung extrahiert.On the other hand, the first component used in the torque pulsation compensation unit 109 becomes Ih1 is extracted from the q-axis detection current Iqc as the influence of the induced voltage distortion caused by the motor.

Genauer ausgedrückt ist (P/2)·ωr·Kehq eine Funktion von cos6θd gemäß Gleichung (4), und somit multipliziert eine Multiplikationseinheit 504 den q-Achsen-Ermittlungsstrom Iqc mit sin6θdc. Ein TPF 505 extrahiert einen DC-Anteil von Iqc-sin6θdc, der ein Berechnungsergebnis der Multiplikationseinheit 504 ist, und gibt die erste Komponente Ih1 aus.More specifically, (P/2)*ωr*Kehq is a function of cos6θd according to equation (4), and thus a multiplication unit 504 multiplies the q-axis detection current Iqc by sin6θdc. An LPF 505 extracts a DC component of Iqc-sin6θdc, which is a calculation result of the multiplication unit 504, and outputs the first component Ih1 out.

Bei der vorliegenden Ausführungsform enthält die Pulsationsstromermittlungseinheit 116 das TPF 502 und das TPF 505 und kann auch eine Konfiguration ohne diese TPFs sein. Dies liegt daran, dass die Drehmomentpulsationkompensationseinheit 109 und die Totzeitkompensationseinheit 112 mit einer Integralsteuerung basierend auf der ersten Komponente Ih1 und der zweiten Komponente Ih2 versehen sind. Infolgedessen werden die AC-Anteile von Idc-cos6θdc und Iqc·sin6θdc aufgehoben. Einzelheiten werden später beschrieben.In the present embodiment, the pulsation current detection unit 116 includes the LPF 502 and the LPF 505, and may also have a con figuration without these TPFs. This is because the torque pulsation compensation unit 109 and the dead time compensation unit 112 have an integral control based on the first component Ih1 and the second component Ih2 are provided. As a result, the AC components of Idc-cos6θdc and Iqc·sin6θdc are canceled. Details will be described later.

6 ist ein Konfigurationsdiagramm der Drehmomentpulsationkompensationseinheit 109. Die Drehmomentpulsationkompensationseinheit 109 erzeugt die d-Achsen- und q-Achsen-Kompensationssollspannungen ΔVd* und ΔVq* zum Kompensieren der Drehmomentpulsation, die durch die durch den Motor verursachte induzierte Spannungsverzerrung erzeugt wird, basierend auf der ersten Komponente Ih1, die durch die Pulsationsstromermittlungseinheit 116 extrahiert wird, und der elektrischen Winkelgeschwindigkeit (P/2) ·ωr*. 6 12 is a configuration diagram of the torque pulsation compensation unit 109. The torque pulsation compensation unit 109 generates the d-axis and q-axis compensation target voltages ΔVd* and ΔVq* for compensating for the torque pulsation generated by the induced voltage distortion caused by the motor based on the first component Ih1 , which is extracted by the pulsation current detection unit 116, and the electrical angular velocity (P/2) ·ωr*.

Zunächst erzeugt eine Integralsteuereinheit 600 ein der ersten Komponente Ih1 der Strompulsation entsprechendes Einstellsignal Δkeh. Eine Additionseinheit 601 addiert das Einstellsignal Δkeh zu einem durch eine Anfangswert-Einstelleinheit 602 eingestellten Anfangswert Keh0, um einen Einstellwert Keh* zu erzeugen.First, an integral control unit 600 generates one of the first components Ih1 setting signal Δ corresponding to the current pulsation ke . An addition unit 601 adds the adjustment signal Δ ke to an initial value set by an initial value setting unit 602 Keh0 to select a setting value Keh* to create.

Danach werden sin6θdc, das durch eine sin6θdc-Signalerzeugungseinheit 603 erzeugt wird, und die elektrische Winkelgeschwindigkeit (P/2) ·ωr* in Multiplikationseinheiten 604 bzw. 607 mit Keh* multipliziert, und daher wird die d-Achsen-Kompensationssollspannung ΔVd* erzeugt. Ähnlich werden der durch eine cos6θdc-Signalerzeugungseinheit 605 erzeugte cos6θdc und die elektrische Winkelgeschwindigkeit (P/2)·ωr* in Multiplikationseinheiten 606 bzw. 608 mit Keh* multipliziert, und daher wird die q-Achsen-Kompensationssollspannung ΔVq* erzeugt.Thereafter, sin6θdc generated by a sin6θdc signal generation unit 603 and the electrical angular velocity (P/2) ·ωr* are multiplied in multiplication units 604 and 607, respectively Keh* is multiplied, and therefore the d-axis compensation target voltage ΔVd* is generated. Similarly, the cos6θdc generated by a cos6θdc signal generation unit 605 and the electrical angular velocity (P/2)·ωr* are multiplied in multiplication units 606 and 608, respectively Keh* is multiplied, and hence the q-axis compensation target voltage ΔVq* is generated.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der durch die Anfangswert-Einstelleinheit 602 eingestellte Wert der Anfangswert Keh0, aber es kann jeder beliebige Wert in Bezug auf die Steuerung eingestellt werden, und Null kann als Wert eingestellt werden.In the present embodiment, the value set by the initial value setting unit 602 is the initial value Keh0 , but any value related to control can be set, and zero can be set as the value.

Wie in 1 gezeigt, werden die d-Achsen- und q-Achsen-Kompensationssollspannungen ΔVd* und ΔVq* durch die Additionseinheit 110 zu den d-Achsen- und q-Achsen-Sollspannungen Vdc* und Vqc* addiert, um die kompensierten d-Achsen- und q-Achsen-Sollspannungen Vdc** und Vqc** zu erzeugen.As in 1 As shown, the d-axis and q-axis compensation command voltages ΔVd* and ΔVq* are added to the d-axis and q-axis command voltages Vdc* and Vqc* by the addition unit 110 to obtain the compensated d-axis and generate q-axis command voltages Vdc** and Vqc**.

In 2, wenn die kompensierten d-Achsen- und q-Achsen-Sollspannungen Vdc** und Vqc** anstelle der d-Achsen- und q-Achsen-Sollspannungen Vdc* und Vqc* angewandt werden, werden (P/2) ·ωr·Kehd und (P/2) ·ωr·Kehq, die durch die Additionseinheiten 201a und 201b in dem Permanentmagnet-Synchronmotor 200 addiert werden, durch die d-Achsen-Kompensationssollspannung ΔVd* in der kompensierten d-Achsen-Sollspannung Vdc** bzw. die q-Achsen-Kompensationssollspannung ΔVq* in der kompensierten q-Achsen-Sollspannung Vqc** ausgeglichen, und der Einfluss der durch den Motor verursachten induzierten Spannungsverzerrung wird kompensiert.In 2 , when the compensated d-axis and q-axis command voltages Vdc** and Vqc** are applied instead of the d-axis and q-axis command voltages Vdc* and Vqc*, (P/2) ωr Kehd and (P/2) ωr Kehq added by the adding units 201a and 201b in the permanent magnet synchronous motor 200 by the d-axis compensation command voltage ΔVd* in the compensated d-axis command voltage Vdc** and the q-axis compensation command voltage ΔVq* is balanced in the compensated q-axis command voltage Vqc**, and the influence of the induced voltage distortion caused by the motor is compensated.

7 ist ein Konfigurationsdiagramm der Totzeitkompensationseinheit 112. Die Totzeitkompensationseinheit 112 erzeugt Dreiphasenkompensationssollspannungen ΔVu*, ΔVv* und ΔVw* zum Kompensieren des Einflusses der durch den Inverter verursachten Ausgangsspannungsverzerrung basierend auf der durch die Pulsationsstromermittlungseinheit 116 extrahierten zweiten Komponente Ih2 und den Dreiphasen-Ermittlungsströmen Iu, Iv und Iw. 7 12 is a configuration diagram of the dead-time compensation unit 112. The dead-time compensation unit 112 generates three-phase compensation target voltages ΔVu*, ΔVv*, and ΔVw* for compensating the influence of the output voltage distortion caused by the inverter based on the second component extracted by the pulsation current detection unit 116 Ih2 and the three-phase detection currents Iu, Iv and Iw.

Zunächst erzeugt eine Integralsteuereinheit 700 ein der zweiten Komponente Ih2 der Strompulsation entsprechendes Einstellsignal ΔVtd. Eine Additionseinheit 702 addiert das Einstellsignal ΔVtd zu einem durch eine Anfangswert-Einstelleinheit 701 eingestellten Anfangswert Vtd0, um einen Einstellwert Vtd* zu erzeugen.First, an integral control unit 700 generates one of the second components Ih2 setting signal Δ corresponding to the current pulsation Vtd . An addition unit 702 adds the adjustment signal Δ Vtd to an initial value set by an initial value setting unit 701 Vtd0 to select a setting value Vtd* to create.

Danach wird ein 1 oder -1 Signal, das einer Polarität eines durch eine Vorzeichenfunktionseinheit 703 erzeugten U-Phasen-Ermittlungsstroms Iu entspricht, in einer Multiplikationseinheit 704 mit Vtd* multipliziert, um eine U-Phasen-Kompensationssollspannung ΔVu* zu erzeugen. Ähnlich wird ein durch eine Vorzeichenfunktionseinheit 705 erzeugtes Signal in einer Multiplikationseinheit 706 mit Vtd* multipliziert, um eine V-Phasen-Kompensationssollspannung ΔVv* zu erzeugen. Weiterhin wird ein durch eine Vorzeichenfunktionseinheit 707 erzeugtes Signal in einer Multiplikationseinheit 708 mit Vtd* multipliziert, um eine W-Phasen-Kompensationssollspannung ΔVw* zu erzeugen.Thereafter, a 1 or -1 signal corresponding to a polarity of a U-phase detection current Iu generated by a sign operation unit 703 is multiplied by a multiplication unit 704 Vtd* multiplied to generate a U-phase compensation target voltage ΔVu*. Similarly, a signal generated by a sign function unit 705 is used in a multiplication unit 706 with Vtd* multiplied to generate a V-phase compensation target voltage ΔVv*. Furthermore, a signal generated by a sign function unit 707 is used in a multiplication unit 708 Vtd* multiplied to generate a W-phase compensation target voltage ΔVw*.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der durch die Anfangswert-Einstelleinheit 701 eingestellte Wert der Anfangswert Vtd0, aber es kann jeder beliebige Wert in Bezug auf die Steuerung eingestellt werden, und Null kann als Wert eingestellt werden.In the present embodiment, the value set by the initial value setting unit 701 is the initial value Vtd0 , but any value related to control can be set, and zero can be set as the value.

Wie in 1 gezeigt, addiert die Additionseinheit 113 die Dreiphasenkompensationssollspannungen ΔVu*, ΔVv* und ΔVw* zu den Dreiphasensollspannungen Vu*, Vv* und Vw*, um die kompensierten Dreiphasensollspannungen Vu**, Vv** und Vw** zu erzeugen.As in 1 As shown, the addition unit 113 adds the three-phase compensation command voltages ΔVu*, ΔVv*, and ΔVw* to the three-phase command voltages Vu*, Vv*, and Vw* to generate the compensated three-phase command voltages Vu**, Vv**, and Vw**.

Hierbei werden die Dreiphasenkompensationssollspannungen ΔVu*, ΔVv* und ΔVw* in d-Achsen- und q-Achsen-Komponenten umgewandelt, um ΔVd** und ΔVq** zu erhalten, und diese Sollspannungen werden zu den d-Achsen- und q-Achsen-Sollspannungen Vdc* und Vqc* addiert, um Vd*** und Vq*** zu erhalten.Here, the three-phase compensation target voltages ΔVu*, ΔVv*, and ΔVw* are converted into d-axis and q-axis components to obtain ΔVd** and ΔVq**, and these target voltages become the d-axis and q-axes -Command voltages Vdc* and Vqc* added to get Vd*** and Vq***.

In 2, wenn Vdc*** und Vqc*** anstelle von Vdc* und Vqc* angewandt werden, werden Vtdd und Vtdq, die durch die Additionseinheiten 202a und 202b addiert werden, um ΔVd** in Vdc*** bzw. ΔVq** in Vqc*** versetzt, und der Einfluss der durch den Inverter verursachten Ausgangsspannungsverzerrung wird kompensiert.In 2 , when Vdc*** and Vqc*** are applied instead of Vdc* and Vqc*, Vtdd and Vtdq added by the addition units 202a and 202b become ΔVd** in Vdc*** and ΔVq**, respectively into Vqc***, and the influence of the output voltage distortion caused by the inverter is compensated.

8 zeigt Betriebswellenformen der vorliegenden Ausführungsform. Hierbei ist der d-Achsen-Sollstrom Id* auf Null gesetzt, und der Anfangswert Keh0 der Drehmomentpulsationkompensationseinheit 109 und der Anfangswert Vtd0 der Totzeitkompensationseinheit 112 sind auf Null gesetzt. In 8 zeigt die Zeit T1 die Zeit an, zu der die Drehmomentpulsationkompensationseinheit 109 den Betrieb aufnimmt (die Integralsteuereinheit 600 nimmt den Betrieb auf), und die Zeit T2 zeigt die Zeit an, zu der die Totzeitkompensationseinheit 112 den Betrieb aufnimmt (die Integralsteuereinheit 700 nimmt den Betrieb auf). 8th shows operation waveforms of the present embodiment. Here, the d-axis command current Id* is set to zero, and the initial value Keh0 of the torque pulsation compensation unit 109 and the initial value Vtd0 of the dead time compensation unit 112 are set to zero. In 8th time T1 indicates the time when the torque pulsation compensation unit 109 starts operating (the integral control unit 600 starts operating), and the time T2 indicates the time when the dead time compensation unit 112 starts operating (the integral control unit 700 starts operating on).

Wenn die Drehmomentpulsationkompensationseinheit 109 zur Zeit T1 < t < T2 arbeitet, ist zu erkennen, dass die Pulsationskomponenten des q-Achsen-Ermittlungsstroms Iqc abnehmen und ein eingestelltes Verhältnis des Einstellwertes Keh* zu einem Istwert Keh zunimmt. Dies liegt daran, dass der Einstellwert Keh* durch die Integralsteuereinheit 600 basierend auf der ersten Komponente Ih1 der Strompulsation, das heißt den Pulsationskomponenten des q-Achsen-Ermittlungsstroms Iqc, eingestellt wird.When the torque pulsation compensation unit 109 operates at time T1<t<T2, it can be seen that the pulsation components of the q-axis detection current Iqc decrease and a set ratio of the set value Keh* to an actual value keh increases. This is because the setting value Keh* by the integral control unit 600 based on the first component Ih1 of the current pulsation, that is, the pulsation components of the q-axis detection current Iqc.

Das Verhältnis Keh*/Keh ist jedoch kleiner als 1 und erfüllt „Einstellwert Keh* = Istwert Keh“ nicht. Dies liegt daran, dass die durch den Inverter verursachte Ausgangsspannungsverzerrung Vtdq, wie in 3 gezeigt, auf der Seite der q-Achse vorhanden ist, und in dem durch die Integralsteuereinheit 600 erzeugten Einstellsignal Δkeh ein Fehler enthalten ist.The relationship Keh* / keh however, is less than 1 and satisfies “Setting value Keh* = Actual value Keh". This is because the output voltage distortion Vtdq caused by the inverter, as in 3 shown is present on the q-axis side and in the adjustment signal Δ generated by the integral control unit 600 ke contains an error.

Wenn die Totzeitkompensationseinheit 112 zur Zeit T2 < t arbeitet, ist zu erkennen, dass die Pulsationskomponenten des d-Achsen-Ermittlungsstroms Idc abnehmen und ein eingestelltes Verhältnis des Einstellwertes Vtd* zu einem Istwert Vtd zunimmt. Dies liegt daran, dass der Einstellwert Vtd* durch die Integralsteuereinheit 700 basierend auf der zweiten Komponente Ih2 der Strompulsation, das heißt der Pulsationskomponenten des d-Achsen-Ermittlungsstroms, eingestellt wird.When the dead time compensation unit 112 operates at time T2 < t, it can be seen that the pulsation components of the d-axis detection current Idc decrease and a set ratio of the set value Vtd* to an actual value Vtd increases. This is because the setting value Vtd* by the integral control unit 700 based on the second component Ih2 of the current pulsation, that is, the pulsation components of the d-axis detection current is adjusted.

Gleichzeitig ändert sich das eingestellte Verhältnis des Einstellwertes Keh* zum Istwert Keh. Dies liegt daran, dass der Einfluss der durch den Inverter in der Drehmomentpulsationkompensationseinheit 109 verursachten Ausgangsspannungsverzerrung Vtdq durch die Totzeitkompensationseinheit 112 kompensiert wird, und der in dem durch die Integralsteuereinheit 600 erzeugten Einstellsignal Δkeh enthaltene Fehler entfernt wird.At the same time, the set ratio of the set value changes Keh* to the actual value keh . This is because the influence of the output voltage distortion Vtdq caused by the inverter in the torque pulsation compensation unit 109 is compensated by the dead time compensation unit 112 and that in the adjustment signal Δ generated by the integral control unit 600 ke contained error is removed.

Infolgedessen konvergieren sowohl das Verhältnis Vtd*/Vtd als auch das Verhältnis Keh*/Keh zu etwa 1, und die Steuerung wird so durchgeführt, dass „Einstellwert Vtd* = Istwert Vtd“ und „Einstellwert Keh* = Istwert Keh“.As a result, both the ratio converge Vtd* / Vtd as well as the relationship Keh* / keh to about 1, and control is performed so that “set value Vtd* = actual value Vtd ' and 'Setting value Keh* = actual value keh “.

Auf diese Weise kann die Erfindung, wenn die durch den Motor verursachte induzierte Spannungsverzerrung und die durch den Inverter verursachte Ausgangsspannungsverzerrung gleichzeitig vorhanden sind, diese beiden Einflüsse von dem Ermittlungsstrom trennen und die zugehörigen Parameter individuell schätzen, um eine Kompensation (Korrektur) durchzuführen.In this way, when the induced voltage distortion caused by the motor and the output voltage distortion caused by the inverter coexist, the invention can separate these two influences from the detection current and estimate the associated parameters individually to perform compensation (correction).

In 8 sind die Betriebsstartzeiten der Drehmomentpulsationkompensationseinheit 109 und der Totzeitkompensationseinheit 112 gegeneinander verschoben (T1 ≠ T2), und die Operationen dieser Kompensationseinheiten können zur gleichen Zeit (T1 = T2) beginnen.In 8th For example, the operation start times of the torque pulsation compensating unit 109 and the dead time compensating unit 112 are shifted from each other (T1≠T2), and the operations of these compensating units can start at the same time (T1=T2).

Zweite AusführungsformSecond embodiment

Eine Motorantriebseinrichtung und ein Steuerungsverfahren der Motorantriebseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die 9 bis 11 beschrieben.A motor drive device and a control method of the motor drive device according to a second embodiment of the invention will be described with reference to FIG 9 until 11 described.

Bei der ersten Ausführungsform werden in 2 die Einflüsse der durch den Motor verursachten induzierten Spannungsverzerrung und der durch den Inverter verursachten Ausgangsspannungsverzerrung verursacht, durch die Operationen der Drehmomentpulsationkompensationseinheit 109 und der Totzeitkompensationseinheit 112 kompensiert (durch die Additionseinheiten 201a und 201b und die Additionseinheiten 202a und 202b hinzugefügte Terme werden aufgehoben), und es werden konstante d-Achsen- und q-Achsen-Ströme Id und Iq, die die Pulsationskomponenten Idh und Iqh nicht enthalten, geliefert. Das heißt, eine Verringerung der Pulsation des Drehmoments wird dadurch erreicht, dass eine aufgrund verschiedener Faktoren verzerrte Stromwellenform nahe an eine ideale sinusförmige Wellenform gebracht wird.In the first embodiment, in 2 the influences of the induced voltage distortion caused by the motor and the output voltage distortion caused by the inverter are compensated by the operations of the torque pulsation compensation unit 109 and the dead time compensation unit 112 (terms added by the addition units 201a and 201b and the addition units 202a and 202b are canceled), and it become constant d-axis and q-axis currents id and Iq , which do not contain the pulsation components Idh and Iqh. That is, a reduction in torque pulsation is achieved by bringing a current waveform distorted due to various factors close to an ideal sinusoidal waveform.

Jedoch selbst wenn die konstanten d-Achsen- und q-Achsen-Ströme Id und Iq in 2 zugeführt werden, bleibt der durch den Motor verursachte Einfluss der induzierten Spannungsverzerrung in den Multiplikationseinheiten 203 und 204 bestehen, und daher ist der erzielte Effekt der Verringerung der Drehmomentpulsation begrenzt. (Siehe die Drehmomentwellenform von 8)However, even if the constant d-axis and q-axis currents id and Iq in 2 are supplied, the influence of the induced voltage distortion caused by the motor remains in the multiplication units 203 and 204, and therefore the obtained effect of reducing the torque ripple is limited. (See the torque waveform of 8th )

Um die Drehmomentpulsation zu kompensieren, kann daher zum Beispiel ein in PTL 3 beschriebenes Verfahren verwendet werden. Das heißt, der q-Achsenstrom kann absichtlich so gesteuert werden, dass er pulsiert, um die Drehmomentpulsation auszugleichen.Therefore, in order to compensate for the torque pulsation, a method described in PTL 3 can be used, for example. That is, the q-axis current can be intentionally controlled to pulsate to cancel the torque pulsation.

9 ist ein Konfigurationsdiagramm der Motorantriebseinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Bei dieser Konfiguration ist die Drehmomentpulsationkompensationseinheit 109 in der Konfiguration der ersten Ausführungsform (1) durch eine Drehmomentpulsationkompensationseinheit 109' ersetzt. 9 14 is a configuration diagram of the motor drive device according to the present embodiment. With this configuration, the torque pulsation compensation unit 109 in the configuration of the first embodiment ( 1 ) is replaced by a torque pulsation compensation unit 109'.

10 zeigt eine Konfiguration der Drehmomentpulsationkompensationseinheit 109'. Ein Unterschied zu der Drehmomentpulsationkompensationseinheit 109 gemäß der ersten Ausführungsform (1) besteht darin, dass ein q-Achsen-Ermittlungsstrom Iqc eingespeist wird und eine Kompensationsspannungsberechnungseinheit 1000, ein TPF (Tiefpassfilter) 1002, Multiplikationseinheiten 1003, 1004, 1006 und 1007 sowie Additionseinheiten 1005 und 1008 hinzugefügt sind. 10 12 shows a configuration of the torque pulsation compensation unit 109'. A difference from the torque pulsation compensation unit 109 according to the first embodiment ( 1 ) is that a q-axis detection current Iqc is injected, and a compensation voltage calculation unit 1000, an LPF (low-pass filter) 1002, multiplication units 1003, 1004, 1006, and 1007, and addition units 1005 and 1008 are added.

Das Tiefpassfilter (TPF) 1002 extrahiert einen DC-Anteil des q-Achsen-Ermittlungsstroms Iqc, um Iqc zu erzeugen.The low-pass filter (LPF) 1002 extracts a DC component of the q-axis detection current Iqc, um Iqc to create.

Ein Einstellwert Keh* einer Verzerrungskomponente eines induzierten Spannungskoeffizienten, Iqc von dem TPF 1002, und eine elektrische Winkelgeschwindigkeit (P/2)·ωr* werden in die Kompensationsspannungsberechnungseinheit 1000 eingespeist, um eine erste d-Achsen-Kompensationssollspannung ΔVd1*, eine zweite d-Achsen-Kompensationssollspannung ΔVd2*, eine erste q-Achsen-Kompensationssollspannung ΔVq1* und eine zweite q-Achsen-Kompensationssollspannung ΔVq2* basierend auf der folgenden Gleichung (6) zu erzeugen.
[Gleichung 6] $\begin{array}{l} Δ \vec{V_{d 1}} = \frac{P}{2} ω_{r}^{*} \cdot \vec{K_{e h}^{*}} \\ Δ \vec{V_{d 2}} = \frac{P}{2} ω_{r}^{*} \cdot L_{q}^{*} \cdot \frac{\vec{K_{e h}^{*}}}{K_{e}^{*}} \cdot \bar{I_{q c}} \\ Δ \vec{V_{q 1}} = 6 \cdot \frac{P}{2} ω_{r}^{*} \cdot L_{q}^{*} \cdot \frac{\vec{K_{e h}^{*}}}{K_{e}^{*}} \cdot \bar{I_{q c}} \\ Δ \vec{V_{q 2}} = - R^{*} \cdot \frac{\vec{K_{e h}^{*}}}{K_{e}^{*}} \cdot \bar{I_{q c}} + \frac{P}{2} ω_{r}^{*} \cdot \vec{K_{e h}^{*}} \end{array}}$

A setting value Keh* a distortion component of an induced voltage coefficient, Iqc, from the LPF 1002 and an electrical angular velocity (P/2)·ωr* are input to the compensation voltage calculation unit 1000 to calculate a first d-axis compensation target voltage Δ Vd1* , a second d-axis compensation target voltage Δ Vd2* , a first q-axis compensation target voltage Δ Vq1* and a second q-axis compensation target voltage Δ Vq2* based on the following equation (6).
[Equation 6]

\begin{array}{l} Δ \vec{V_{i.e 1}} = \frac{P}{2} ω_{right}^{*} \cdot \vec{K_{e H}^{*}} \\ Δ \vec{V_{i.e 2}} = \frac{P}{2} ω_{right}^{*} \cdot L_{q}^{*} \cdot \frac{\vec{K_{e H}^{*}}}{K_{e}^{*}} \cdot \bar{I_{q c}} \\ Δ V_{q} \vec{1} = 6 \cdot \frac{P}{2} ω_{right}^{*} \cdot L_{q}^{*} \cdot \frac{\vec{K_{e H}^{*}}}{K_{e}^{*}} \cdot \bar{I_{q c}} \\ Δ V_{q} \vec{2} = - R^{*} \cdot \frac{\vec{K_{e H}^{*}}}{K_{e}^{*}} \cdot \bar{I_{q c}} + \frac{P}{2} ω_{right}^{*} \cdot \vec{K_{e H}^{*}} \end{array}}

ΔVd1* und ΔVd2*, die Berechnungsergebnisse der Kompensationsspannungsberechnungseinheit 1000 sind, werden in den Multiplikationseinheiten 1003 und 1004 mit sin6θdc bzw. cos6θdc multipliziert, um ΔVd1*·sin6θdc und ΔVd2*·cos6θdc zu erzeugen. Danach werden diese Berechnungsergebnisse in der Additionseinheit 1005 addiert, um eine d-Achsen-Kompensationssollspannung ΔVd* zu erzeugen.Δ Vd1* and Δ Vd2* , which are calculation results of the compensation voltage calculation unit 1000, are multiplied by sin6θdc and cos6θdc, respectively, in the multiplication units 1003 and 1004 to obtain Δ Vd1* ·sin6θdc and ΔVd2*·cos6θdc. Thereafter, these calculation results are added in the addition unit 1005 to generate a d-axis compensation target voltage ΔVd*.

Ähnlich werden ΔVq1* und ΔVq2* in den Multiplikationseinheiten 1006 und 1007 mit sin6θdc bzw. cos6θdc multipliziert, um ΔVq1*-sin6θdc und ΔVq2*·cos6θdc zu erzeugen. Danach werden diese Berechnungsergebnisse in der Additionseinheit 1008 addiert, um eine q-Achsen-Kompensationssollspannung ΔVq* zu erzeugen.Similarly, Δ Vq1* and Δ Vq2* in the multiplication units 1006 and 1007 by sin6θdc and cos6θdc, respectively, by Δ Vq1* -sin6θdc and Δ Vq2* generate cos6θdc. Thereafter, these calculation results are added in the addition unit 1008 to generate a q-axis compensation target voltage ΔVq*.

Wenn die bei der Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform erzeugten d-Achsen- und q-Achsen-Kompensationssollspannungen ΔVd* und ΔVq* angewandt werden, wird der in Gleichung (7) gezeigte q-Achsenstrom in einem stationären Zustand geliefert.
[Gleichung 7] $I_{q} = \bar{I_{q}} - \frac{\bar{K_{e h}}}{K_{e}} \cdot \bar{I_{q}} \cdot cos6 θ_{d}$

When the d-axis and q-axis compensation target voltages ΔVd* and ΔVq* generated in the configuration of the present embodiment are applied, the q-axis current shown in equation (7) is supplied in a steady state.
[Equation 7]

I_{q} = \bar{I_{q}} - \frac{\bar{K_{e H}}}{K_{e}} \cdot \bar{I_{q}} \cdot cos6 θ_{i.e}

Durch Zuführen des q-Achsenstroms, der die in Gleichung (7) gezeigten Pulsationskomponenten enthält, kann die Drehmomentpulsation um ein Verhältnis von „ΔKeh/Ke“ in Bezug auf die Konfiguration der ersten Ausführungsform verringert werden.By supplying the q-axis current including the pulsation components shown in Equation (7), the torque pulsation can be reduced by a ratio of “ΔKeh/Ke” with respect to the configuration of the first embodiment.

11 zeigt Betriebswellenformen der vorliegenden Ausführungsform. Die Betriebsbedingungen sind die gleichen wie die bei der in 8 gezeigten ersten Ausführungsform und unterscheiden sich nur dadurch, dass die Drehmomentpulsationkompensationseinheit 109 durch die Drehmomentpulsationkompensationseinheit 109' ersetzt ist. Verglichen mit 8, die die Betriebswellenformen der ersten Ausführungsform zeigt, zeigt 11 andere Drehmoment- und Stromwellenformen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist zu erkennen, dass der q-Achsenstrom Iq, der die Pulsationskomponenten enthält, absichtlich zur Zeit T1 < t zugeführt wird, um einen stärkeren Effekt der Verringerung der Drehmomentpulsation zu erzielen. 11 shows operation waveforms of the present embodiment. The operating conditions are the same as those of the in 8th shown first embodiment and differ only in that the torque pulsation compensation unit 109 is replaced by the torque pulsation compensation unit 109 '. Compared to 8th , showing the operating waveforms of the first embodiment 11 other torque and current waveforms. In the present embodiment, it can be seen that the q-axis current Iq containing the pulsation components is intentionally supplied at the time T1 < t in order to obtain a greater effect of reducing the torque ripple.

Auf diese Weise kann bei der vorliegenden Ausführungsform selbst unter einer Bedingung, dass die durch den Inverter verursachte Ausgangsspannungsverzerrung vorhanden ist, eine Verzerrungskomponente Keh des induzierten Spannungskoeffizienten aus dem Ermittlungsstrom geschätzt werden, und die Drehmomentpulsation kann effektiver ausgeglichen werden, indem der Pulsationsstrom basierend auf dem erhaltenen Keh absichtlich zugeführt wird.In this way, in the present embodiment, even under a condition that the output voltage distortion caused by the inverter is present, a distortion component can occur keh of the induced voltage coefficient can be estimated from the detection current, and the torque pulsation can be canceled more effectively by calculating the pulsation current based on the obtained keh intentionally supplied.

Dritte AusführungsformThird embodiment

Eine Motorantriebseinrichtung und ein Steuerungsverfahren der Motorantriebseinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die 12 bis 14 beschrieben.A motor drive device and a control method of the motor drive device according to a third embodiment of the invention will be described with reference to FIG 12 until 14 described.

Wie oben beschrieben, tritt die durch den Inverter verursachte Ausgangsspannungsverzerrung auf der Seite der nicht-erregten Achse bemerkenswert auf. Wenn daher Richtungen einer erregten Achse und einer nicht erregten Achse durch Beobachten einer Richtung eines Stromvektors erfasst werden können, können die gleichen Steuerungsvorgänge wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform auch unter anderen erregten Bedingungen realisiert werden.As described above, the output voltage distortion caused by the inverter occurs remarkably on the non-excited axis side. Therefore, if directions of an excited axis and a non-excited axis can be detected by observing a direction of a current vector, the same controls as in the first and second embodiments can be realized under other excited conditions.

Hier wird ein Winkel, der durch einen d-Achsenstrom Id und einen q-Achsenstrom Iq gebildet wird, als Stromphase β (= tan - 1(-Id/Iq)) definiert. 12 zeigt, wenn die Stromphase β auf 45° gesetzt ist, einen Stromvektor I', eine Trajektorie X' der durch den Motor verursachten induzierten Spannungsverzerrung, und eine Trajektorie Y' der durch den Inverter verursachten Ausgangsspannungsverzerrung.Here, an angle formed by a d-axis current Id and a q-axis current Iq is defined as a current phase β (= tan - 1(-Id/Iq)). 12 12 shows, when the current phase β is set to 45°, a current vector I', a trajectory X' of the induced voltage distortion caused by the motor, and a trajectory Y' of the output voltage distortion caused by the inverter.

Verglichen mit einem Fall von 4, in dem nur der q-Achsenstrom zugeführt wird, sind die Trajektorien X und X' identisch, und daher ist zu erkennen, dass der Einfluss der durch den Motor verursachten induzierten Spannungsverzerrung nicht vom Strom abhängt. Andererseits unterscheiden sich die Trajektorien Y und Y' voneinander, und der Einfluss der durch den Inverter verursachten Ausgangsspannungsverzerrung ändert sich mit der Richtung des Stromvektors. Wenn die Richtung des Stromvektors, das heißt eine Erregungsrichtung, als δ-Achse definiert wird und eine Nicht-Erregungsrichtung, in der die Phase um 90° im Uhrzeigersinn verschoben ist, als γ-Achse definiert wird, tritt der Einfluss der durch den Inverter verursachten Ausgangsspannungsverzerrung auf der γ-Achse bemerkenswert auf.Compared to a case of 4 , in which only the q-axis current is supplied, the trajectories X and X' are identical, and therefore it can be seen that the influence of the induced voltage distortion caused by the motor does not depend on the current. On the other hand, the trajectories Y and Y' differ from each other, and the influence of the output voltage distortion caused by the inverter changes with the direction of the current vector. If the direction of the current vector, that is, an energizing direction, is defined as the δ axis and a non-energizing direction in which the phase is shifted 90° clockwise is defined as the γ axis, the influence of those caused by the inverter occurs Output voltage distortion on the γ-axis increases remarkably.

13 ist ein Konfigurationsdiagramm der Motorantriebseinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Bei dieser Konfiguration ist die Pulsationsstromermittlungseinheit 116 in der Konfiguration der ersten Ausführungsform (1) unter Berücksichtigung einer Beziehung zwischen der Richtung des Stromvektors und dem Einfluss der durch den Inverter verursachten Ausgangsspannungsverzerrung durch eine Pulsationsstromermittlungseinheit 116' ersetzt. Die vorliegende Ausführungsform (13) enthält die Drehmomentpulsationkompensationseinheit 109, die auch durch die bei der zweiten Ausführungsform beschriebene Drehmomentpulsationkompensationseinheit 109' ersetzt werden kann. 13 14 is a configuration diagram of the motor drive device according to the present embodiment. With this configuration, the pulsation current detection unit 116 in the configuration of the first embodiment ( 1 ) is replaced by a pulsation current detection unit 116' in consideration of a relationship between the direction of the current vector and the influence of the output voltage distortion caused by the inverter. The present embodiment ( 13 ) includes the torque pulsation compensation unit 109, which can also be replaced by the torque pulsation compensation unit 109' described in the second embodiment.

14 zeigt eine Konfiguration der Pulsationsstromermittlungseinheit 116'. Ein Unterschied zu der Pulsationsstromermittlungseinheit 116 der ersten Ausführungsform (5) besteht darin, dass eine Stromphasenberechnungseinheit 1400, eine dq-nach-γδ-Umwandlungseinheit 1401 und eine Additionseinheit 1402 hinzugefügt sind. 14 12 shows a configuration of the pulsation current detection unit 116'. A difference from the pulsation current detection unit 116 of the first embodiment ( 5 ) is that a current phase calculation unit 1400, a dq-to-γδ conversion unit 1401, and an addition unit 1402 are added.

Die Stromphasenberechnungseinheit 1400 berechnet eine Stromphase β „tan - 1(-Idc/Iqc)“ basierend auf d-Achsen- und q-Achsen-Ermittlungsströmen Idc und Iqc. Die dq-nach-γδ-Umwandlungseinheit 1401 berechnet die Stromphase β basierend auf der folgenden Gleichung (8).
[Gleichung 8] $[\begin{matrix} I_{γ c} \\ I_{δ c} \end{matrix}] = [\begin{matrix} cos β & sin β \\ - sin β & cos β \end{matrix}] \cdot [\begin{matrix} I_{d c} \\ I_{q c} \end{matrix}]$

The current phase calculation unit 1400 calculates a current phase β "tan - 1(-Idc/Iqc)" based on d-axis and q-axis detection currents Idc and Iqc. The dq to γδ conversion unit 1401 calculates the current phase β based on the following equation (8).
[Equation 8]

[\begin{matrix} I_{g c} \\ I_{δ c} \end{matrix}] = [\begin{matrix} cos β & sin β \\ - sin β & cos β \end{matrix}] \cdot [\begin{matrix} I_{i.e c} \\ I_{q c} \end{matrix}]

Der Stromvektor wird basierend auf der Berechnung von Gleichung (8) in eine γ-Achsen-Komponente in einer Nicht-Erregungsrichtung und eine δ-Achsen-Komponente in einer Erregungsrichtung getrennt. Ein γ-Achsen-Ermittlungsstrom Iyc wird in einer Multiplikationseinheit 1405 mit cos6θdc' multipliziert, um eine zweite Komponente Ih2 der Strompulsation über das TPF 502 zu erzeugen. Ähnlich wird ein δ-Achsen-Ermittlungsstrom Iδc in einer Multiplikationseinheit 1406 mit sin6θdc' multipliziert, um eine erste Komponente Ih1 der Strompulsation über das TPF 505 zu erzeugen.The current vector is separated into a γ-axis component in a non-energization direction and a δ-axis component in an energization direction based on the calculation of Equation (8). A γ-axis detection current Iyc is multiplied by cos6θdc' in a multiplication unit 1405 by a second component Ih2 of current pulsation across the LPF 502. Similarly, a δ-axis detection current Iδc is multiplied by sin6θdc' in a multiplication unit 1406 to obtain a first component Ih1 of current pulsation across the LPF 505.

Die Operationen, nachdem die erste Komponente Ih1 und die zweite Komponente Ih2 der Strompulsation durch die Pulsationsstromermittlungseinheit 116' erzeugt werden, sind die gleichen wie bei der ersten und zweiten Ausführungsform.The operations after the first component Ih1 and the second component Ih2 of the current pulsation generated by the pulsation current detection unit 116' are the same as in the first and second embodiments.

Vierte AusführungsformFourth embodiment

Eine Außeneinheit einer Klimaanlage gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung wird unter Bezugnahme auf 15 beschrieben. 15 zeigt ein Beispiel, bei dem die Motorantriebseinrichtung gemäß einer der ersten bis dritten Ausführungsformen auf ein Lüftermotor-System, das an der Außeneinheit der Klimaanlage angebracht ist, angewandt wird.An outdoor unit of an air conditioner according to a fourth embodiment of the invention is described with reference to FIG 15 described. 15 shows an example in which the motor drive means The device according to any one of the first to third embodiments is applied to a fan motor system attached to the outdoor unit of the air conditioner.

Eine Außeneinheit 1500 enthält eine Lüftermotorantriebseinrichtung 1501, eine Kompressormotorantriebseinrichtung 1502, einen Lüftermotor 1503, einen Lüfter 1504, einen Rahmen 1505 und eine Kompressoreinrichtung 1506. Die Lüftermotorantriebseinrichtung 1501 ist eine Motorantriebseinrichtung gemäß einer der ersten bis dritten Ausführungsformen.An outdoor unit 1500 includes a fan motor driver 1501, a compressor motor driver 1502, a fan motor 1503, a fan 1504, a frame 1505, and a compressor 1506. The fan motor driver 1501 is a motor driver according to any one of the first to third embodiments.

Es werden Operationen des Lüftermotorsystems in der Außeneinheit 1500 beschrieben. Eine AC Leistungsversorgung 1507 ist mit der Kompressormotorantriebseinrichtung 1502 verbunden. Die Kompressormotorantriebseinrichtung 1502 richtet eine zugeführte AC-Spannung VAC in eine DC-Spannung VDC gleich und treibt die Kompressoreinrichtung 1506 an.Operations of the fan motor system in the outdoor unit 1500 will be described. An AC power supply 1507 is connected to the compressor motor driver 1502 . The compressor motor driver 1502 rectifies an input AC voltage VAC into a DC voltage VDC and drives the compressor 1506 .

Gleichzeitig führt die Kompressormotorantriebseinrichtung 1502 auch die DC-Spannung VDC der Lüftermotorantriebseinrichtung 1501 zu und gibt einen Motordrehzahlsollwert ωr* aus.At the same time, the compressor motor driver 1502 also supplies the DC voltage VDC to the fan motor driver 1501 and outputs a motor speed command value ωr*.

Die Lüftermotorantriebseinrichtung 1501 arbeitet basierend auf dem eingespeisten Motordrehzahlsollwert ωr* und liefert eine Dreiphasen-Spannung an den Lüftermotor 1503. Infolgedessen wird der Lüftermotor 1503 angetrieben und der angeschlossene Lüfter 1504 wird gedreht. Das Obige sind die Operationen des Lüftermotorsystems.The fan motor driver 1501 operates based on the input motor speed command ωr* and supplies a three-phase voltage to the fan motor 1503. As a result, the fan motor 1503 is driven and the connected fan 1504 is rotated. The above are the operations of the fan motor system.

In einer Außeneinheit einer Klimaanlage wird im Allgemeinen eine kostengünstige Berechnungseinheit an der Lüftermotorantriebseinrichtung 1501 angebracht, um Kosten zu verringern. In vielen Fällen wird dem Lüftermotor 1503 kein Positionssensor beigefügt. Selbst bei solchen Anwendungen kann eine Steuerung zur Vermeidung von Drehmomentpulsationen realisiert werden, indem die Motorantriebseinrichtung gemäß der Erfindung als Lüftermotorantriebseinrichtung verwendet wird. Infolgedessen werden durch den Lüftermotor 1503 verursachte Vibrationen des Rahmens 1505 verringert, und von der Außeneinheit 1500 emittierter Lärm kann verringert werden.In an outdoor unit of an air conditioner, an inexpensive calculation unit is generally attached to the fan motor driving device 1501 in order to reduce costs. In many cases, the 1503 fan motor does not include a position sensor. Even in such applications, torque pulsation prevention control can be realized by using the motor drive device according to the invention as the fan motor drive device. As a result, vibration of the frame 1505 caused by the fan motor 1503 is reduced, and noise emitted from the outdoor unit 1500 can be reduced.

Die Motorantriebseinrichtung gemäß der Erfindung erfordert keinen Vortest, Einstellvorgang oder dergleichen, so dass es sehr einfach ist, die Motorantriebseinrichtung einzusetzen. Darüber hinaus ist die Steuerung zur Verhinderung von Drehmomentpulsationen autonom, so dass die Erfindung auf eine bestehende Ausrüstung, bei der Motoreigenschaften schwer zu messen sind, angewandt werden kann.The motor drive device according to the invention does not require any preliminary test, adjustment operation or the like, so that it is very easy to use the motor drive device. In addition, the torque pulsation prevention control is autonomous, so that the invention can be applied to existing equipment where motor characteristics are difficult to measure.

Die Motorantriebseinrichtung gemäß der ersten bis dritten Ausführungsform kann auch als Kompressormotor-Atriebsreinrichtung verwendet werden. Kurz gesagt, die Erfindung kann auf eine beliebige Motorantriebseinrichtung mit einer Vektorsteuerung als Grundkonfiguration angewandt werden.The motor drive device according to the first to third embodiments can also be used as a compressor motor drive device. In short, the invention can be applied to any motor drive device having vector control as a basic configuration.

Bei der ersten bis dritten Ausführungsform wird die Motorantriebseinrichtung auf eine Weise ohne einen Positionssensor als Beispiel beschrieben, und die Erfindung kann auch auf eine Motorantriebseinrichtung, die einen Positionssensor wie beispielsweise einen Kodierer, einen Resolver oder einen Magnetpol-Positionssensor enthält, angewandt werden. Zum Beispiel kann die Erfindung auch auf eine Konfiguration, bei der dem Motor 101, wie in den 1, 9 und 13 gezeigt, ein Positionssensor hinzugefügt ist und der Steuereinheit eine Geschwindigkeitsrückkopplungssteuerung basierend auf Informationen des Positionssensors 103 hinzugefügt ist, angewandt werden.In the first to third embodiments, the motor drive device is described in a manner without a position sensor as an example, and the invention can also be applied to a motor drive device including a position sensor such as an encoder, a resolver, or a magnetic pole position sensor. For example, the invention can also be applied to a configuration in which the engine 101 as shown in FIGS 1 , 9 and 13 1, a position sensor is added, and speed feedback control based on information from the position sensor 103 is added to the control unit.

Die Erfindung kann auch auf eine Konfiguration, die eine Stromrückkopplungssteuerung basierend auf der Abweichung zwischen dem d-Achsen-Sollstrom Id* und dem d-Achsen-Ermittlungsstrom Idc und der Abweichung zwischen dem q-Achsen-Sollstrom Iq* und dem q-Achsen-Ermittlungsstrom Iqc anstelle der Sollspannungsberechnungseinheit 107 in 1, 9 und 13 enthält, angewandt werden.The invention can also be applied to a configuration that performs current feedback control based on the deviation between the d-axis command current Id* and the d-axis detection current Idc and the deviation between the q-axis command current Iq* and the q-axis Detection current Iqc instead of the target voltage calculation unit 107 in 1 , 9 and 13 contains, are applied.

In diesem Fall ist eine Ansprechbandbreite der konstruierten Stromrückkopplungssteuerung so ausgelegt, dass sie ausreichend niedriger ist als eine Fluktuationsfrequenz einer durch einen Motor verursachten induzierten Spannungsverzerrung oder einer durch einen Inverter verursachten Ausgangsspannungsverzerrung. Infolgedessen sind die in den d-Achsen- und q-Achsen-Ermittlungsströmen Idc und Iqc enthaltenen Informationen dieselben wie bei der ersten bis dritten Ausführungsform, und entsprechende Operationen gemäß der Erfindung sind dadurch möglich.In this case, a response bandwidth of the designed current feedback controller is designed to be sufficiently lower than a fluctuation frequency of an induced voltage distortion caused by a motor or an output voltage distortion caused by an inverter. As a result, the information contained in the d-axis and q-axis detection currents Idc and Iqc are the same as in the first to third embodiments, and corresponding operations according to the invention are thereby possible.

Die ersten bis dritten Ausführungsformen beschreiben, dass die durch den Motor verursachte induzierte Spannungsverzerrung und die durch den Inverter verursachte Ausgangsspannungsverzerrung in einem Zyklus sechster Ordnung fluktuieren, aber die Erfindung kann in ähnlicher Weise auf einen anderen Fluktuationszyklus als der sechsten Ordnung (einer zwölften Ordnung, einer vierundzwanzigsten Ordnung oder dergleichen) angewandt werden.The first to third embodiments describe that the induced voltage distortion caused by the motor and the output voltage distortion caused by the inverter fluctuate in a sixth-order cycle, but the invention can similarly be applied to a fluctuation cycle other than the sixth-order (a twelfth-order, a twenty-fourth order or the like) may be applied.

Gemäß den Ausführungsformen der Erfindung wird eine Steuerung basierend auf den d-Achsen und q-Achsen-Ermittlungsströmen als eines der Ermittlungssignale durchgeführt, indem der Einfluss der durch den Motor verursachten induzierten Spannungsverzerrung und der durch den Inverter verursachten Ausgangsspannungsverzerrung ermittelt und eine Kompensation durchgeführt wird. Durch Verwenden eines Ermittlungssignals anstelle eines Befehlssignals ist es möglich, einen Einfluss eines Modellierungsfehlers, eines Berechnungsfehlers oder dergleichen so weit wie möglich zu eliminieren und die Steuerung mit hoher Genauigkeit durchzuführen.According to the embodiments of the invention, control based on the d-axis and q-axis detection currents is performed as one of Detection signals are performed by detecting the influence of the induced voltage distortion caused by the motor and the output voltage distortion caused by the inverter and performing compensation. By using a detection signal instead of a command signal, it is possible to eliminate an influence of a modeling error, a calculation error, or the like as much as possible and perform the control with high accuracy.

Wenn das Ermittlungssignal verwendet wird, gibt es Bedenken wegen erhöhter Kosten aufgrund der Hinzufügeung eines Sensors oder dergleichen, aber die Motorantriebseinrichtung ist in den meisten Fällen mit einem Stromsensor versehen. Das heißt, die Erfindung realisiert die Steuerung zur Verhinderung der Drehmomentpulsation, die autonom nur durch einen vorhandenen Sensor arbeitet.When the detection signal is used, there is a concern of increased cost due to the addition of a sensor or the like, but the motor driving device is provided with a current sensor in most cases. That is, the invention realizes the torque pulsation prevention control which operates autonomously only by an existing sensor.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und enthält verschiedene Modifikationen. Zum Beispiel wurden die obigen Ausführungsformen im Detail beschrieben, um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern, und die Erfindung ist nicht notwendigerweise auf diejenigen, die alle beschriebenen Konfigurationen enthalten, beschränkt. Darüber hinaus kann ein Teil einer Konfiguration einer Ausführungsform durch eine Konfiguration einer anderen Ausführungsform ersetzt werden, und eine Konfiguration einer anderen Ausführungsform kann einer Konfiguration einer Ausführungsform hinzugefügt werden. Weiterhin kann ein Teil der Konfiguration einer Ausführungsform einer Konfiguration einer anderen Ausführungsform hinzugefügt, von dieser entfernt oder durch eine andere Konfiguration ersetzt werden.The invention is not limited to the above-described embodiments and includes various modifications. For example, the above embodiments have been described in detail in order to facilitate understanding of the invention, and the invention is not necessarily limited to those including all configurations described. Moreover, part of a configuration of one embodiment may be replaced with a configuration of another embodiment, and a configuration of another embodiment may be added to a configuration of one embodiment. Furthermore, part of the configuration of one embodiment may be added to or removed from a configuration of another embodiment, or replaced with another configuration.

Bezugszeichenlistereference list

100100: Motorantriebseinrichtungmotor drive device
101101: Permanentmagnet-Synchronmotor (Motor)Permanent magnet synchronous motor (motor)
102102: Sollgeschwindigkeitserzeugungseinheittarget speed generation unit
103103: Steuereinheitcontrol unit
104104: Leistungswandlungsschaltungpower conversion circuit
105105: Stromsensorcurrent sensor
106106: Verstärkungsmultiplikationseinheitgain multiplication unit
107107: Sollspannungsberechnungseinheittarget voltage calculation unit
108108: Tiefpassfilter (TPF)Low Pass Filter (LPF)
109, 109'109, 109': DrehmomentpulsationkompensationseinheitTorque pulsation compensation unit
110, 110a, 110b110, 110a, 110b: Additionseinheitaddition unit
111111: dq-nach-Dreiphasen-Umwandlungseinheitdq to three phase conversion unit
112112: Totzeitkompensationseinheitdead time compensation unit
113, 113a, 113b, 113c113, 113a, 113b, 113c: Additionseinheitaddition unit
114114: Rotorpositionermittlungseinheitrotor position determination unit
115115: Dreiphasen-nach-dq-UmwandlungseinheitThree phase to dq conversion unit
116, 116'116, 116': Pulsationsstromermittlungseinheitpulsation current detection unit
200200: Permanentmagnet-Synchronmotor (dq-Koordinatenmodell)Permanent magnet synchronous motor (dq coordinate model)
201a, 201b201a, 201b: Additionseinheitaddition unit
202a, 202b202a, 202b: Additionseinheitaddition unit
203, 204203, 204: Multiplikationseinheitmultiplication unit
500500: cos6θdc-Signalerzeugungseinheitcos6θdc signal generation unit
503503: sin6θdc-Signalerzeugungseinheitsin6θdc signal generation unit
501, 504501, 504: Multiplikationseinheitmultiplication unit
502, 505502, 505: Tiefpassfilter (TPF)Low Pass Filter (LPF)
600600: Integralsteuereinheitintegral control unit
601601: Additionseinheitaddition unit
602602: Anfangswerteinstelleinheitinitial value setting unit
603603: sin6θdc-Signalerzeugungseinheitsin6θdc signal generation unit
604, 606, 607, 608604, 606, 607, 608: Multiplikationseinheitmultiplication unit
605605: cos6θdc-Signalerzeugungseinheitcos6θdc signal generation unit
700700: Integralsteuereinheitintegral control unit
701701: Anfangswerteinstelleinheitinitial value setting unit
702702: Additionseinheitaddition unit
703, 705, 707703, 705, 707: Vorzeichenfunktionseinheitsign functional unit
704, 706, 708704, 706, 708: Multiplikationseinheitmultiplication unit
10001000: Kompensationsspannungsberechnungseinheitcompensation voltage calculation unit
10021002: Tiefpassfilter (TPF)Low Pass Filter (LPF)
1003, 1004, 1006, 10071003, 1004, 1006, 1007: Multiplikationseinheitmultiplication unit
1005, 10081005, 1008: Additionseinheitaddition unit
14001400: Stromphasenberechnungseinheitcurrent phase calculation unit
14011401: dq-nach-γδ-Umwandlungseinheitdq-to-γδ conversion unit
14021402: Additionseinheitaddition unit
14031403: cos6θdc'-Signalerzeugungseinheitcos6θdc' signal generation unit
14041404: sin6θdc'-Signalerzeugungseinheitsin6θdc' signal generation unit
1405, 14061405, 1406: Multiplikationseinheitmultiplication unit
15001500: Außeneinheit (Einheit)outdoor unit (unit)
15011501: Lüftermotorantriebseinrichtungfan motor drive device
15021502: Kompressormotorantriebseinrichtungcompressor motor drive device
15031503: Lüftermotorfan motor
15041504: LüfterFan
15051505: Rahmenframe
15061506: Kompressoreinrichtungcompressor device
15071507: AC-LeistungsversorgungAC power supply
ωrωr: Motordrehzahlengine speed
ωr*ωr*: Sollgeschwindigkeit (Motordrehzahlbefehl)Target Speed (Motor Speed Command)
ω1cω1c: elektrische Winkelgeschwindigkeit, erhalten durch PLLelectrical angular velocity obtained by PLL
Vu*, Vv*, Vw*Vu*, Vv*, Vw*: Dreiphasen-SollspannungThree-phase set voltage
Vdc*, Vqc*Vdc*, Vqc*: d-Achsen- und q-Achsen-Sollspannungend-axis and q-axis target voltages
ΔVd*, ΔVq*ΔVd*, ΔVq*: d-Achsen- und q-Achsen-Kompensationssoll-spannungend-axis and q-axis compensation target voltages
Vdc**, Vqc**Vdc**, Vqc**: kompensierte d-Achsen- und q-Achsen-Sollspannungencompensated d-axis and q-axis target stresses
ΔVu*, ΔVv*, ΔVw*ΔVu*, ΔVv*, ΔVw*: Dreiphasen-KompensationssollspannungThree-phase compensation target voltage
Vu**, Vv**, Vw**Vu**, Vv**, Vw**: kompensierte Dreiphasen-Sollspannungcompensated three-phase command voltage
Iu, Iv, IwIu, Iv, Iw: Dreiphasen-ErmittlungsstromThree-phase detection current
Id, IqId, Iq: d-Achsen- und q-Achsen-Strömed-axis and q-axis currents
Idc, IqcIdc, Iqc: d-Achsen- und q-Achsen-Ermittlungsströmed-axis and q-axis detection currents
Ih1, Ih2Ih1, Ih2: erste Komponente und zweite Komponente der Strompulsationfirst component and second component of the current pulsation
θdθd: Rotorpositionrotor position
θdcθdc: geschätzter Wert der Rotorpositionestimated value of rotor position
ΔθcΔθc: Achsfehleraxis error
τmτm: Motordrehmomentengine torque
PP: Anzahl von Motorpolennumber of motor poles
RR: Wicklungswiderstandwinding resistance
Ld, LqLd, Lq: d-Achsen- und q-Achsen-Induktivitätend-axis and q-axis inductors
KeKe: Koeffizient der induzierten SpannungInduced voltage coefficient
Kehd, KehqKehd, Kehq: Pulsationskomponenten (Verzerrungskomponenten) von induzierten Spannungskoeffizienten auf der d-Achse und q-AchsePulsation components (distortion components) of induced stress coefficients on d-axis and q-axis
Kehkeh: Amplitudenwert von Kehd und Kehqamplitude value of Kehd and Kehq
Keh*Keh*: Einstellwert des Amplitudenwerts KehSetting value of the amplitude value Keh
ΔKehΔKeh: Einstellwert bei der Berechnung von Keh* Setting value when calculating Keh*
Keh0Keh0: Anfangswert bei der Berechnung von Keh* Initial value when calculating Keh*
VtdVtd: stationäre Dreiphasenkoordinatenkomponente der durch den Inverter verursachten Ausgangsspannungsverzerrungsteady-state three-phase coordinate component of the output voltage distortion caused by the inverter
Vtdd, VtdqVtdd, Vtdq: d-Achsen- und q-Achsen-Komponenten der durch den Inverter verursachten Ausgangsspannungsverzerrungd-axis and q-axis components of the output voltage distortion caused by the inverter
VtdVtd: Amplitudenwert von Vtdamplitude value of Vtd
Vtd*Vtd*: Einstellwert des Amplitudenwerts VtdSetting value of amplitude value Vtd
ΔVtdΔVtd: Einstellwert bei der Berechnung des Amplitudenwerts Vtd* Setting value when calculating the amplitude value Vtd*
Vtd0Vtd0: Anfangswert bei der Berechnung des Amplitudenwerts Vtd* Initial value when calculating the amplitude value Vtd*
ΔVd1*, ΔVd2*ΔVd1*, ΔVd2*: erste Amplitude und zweite Amplitude der d-Achsen-Kompensationsspannung (erste d-Achsen-Kompensationssollspannung, zweite d-Achsen-Kompensationssollspannung)first amplitude and second amplitude of the d-axis compensation voltage (first d-axis compensation target voltage, second d-axis compensation target voltage)
ΔVq1*, ΔVq2*ΔVq1*, ΔVq2*: erste Amplitude und zweite Amplitude der q-Achsen-Kompensationsspannung (erste q-Achsen-Kompensationssollspannung, zweite q-Achsen-Kompensationssollspannung)first amplitude and second amplitude of q-axis compensation voltage (first q-axis compensation target voltage, second q-axis compensation target voltage)
Iyc, IδcIyc, Iδc: γ-Achsen- und δ-Achsen-Ermittlungsströmeγ-axis and δ-axis detection currents
β-β-: Stromphasepower phase
VACVAC: AC-SpannungAC voltage
VDCvdc: DC-SpannungDC voltage

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

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JP 2018182901A [0009]
JP 2017229126 A [0009]

Claims

Motor drive device comprising: a power conversion circuit configured to supply power to a motor; a control unit configured to control the power conversion circuit; and a current sensor configured to sense a three-phase current supplied to the motor, wherein the control unit contains: a target voltage calculation unit configured to calculate a target voltage that contributes to driving the motor; a pulsation current detection unit configured to generate a first component and a second component obtained by extracting a pulsation component of each component based on components obtained by separating a three-phase detection current detected by the current sensor into mutually orthogonal components ; a torque pulsation compensation unit configured to output a first compensation target voltage for compensating for torque pulsation caused by a structure of the motor based on the first component; and a dead time compensation unit configured to output a second compensation target voltage for compensating for an output voltage distortion caused by a dead time of the power conversion circuit based on the second component, and the torque ripple and the output voltage distortion are reduced by correcting the target voltage based on the first compensation target voltage and the second compensation target voltage.

motor drive device claim 1 , wherein the control unit includes a three-phase to dq conversion unit configured to convert the three-phase detection current into a d-axis current and a q-axis current, the mutually orthogonal components being a d-axis component and a q- axis component, the first component is a pulsation component within the d-axis component and the q-axis component, and the second component is another pulsation component within the d-axis component and the q-axis component.

motor drive device claim 2 , wherein the control unit includes a rotor position detection unit configured to detect a rotor position of the motor, and the pulsation current detection unit by multiplying the q-axis current by a sine wave signal or a cosine wave signal that is in a 6nth order (n is an integer of 1 or more) fluctuates according to the rotor position of the motor, generates a signal containing information of the first component, and by multiplying the d-axis current by the sine wave signal or the cosine wave signal which is in a 6nth order according to the rotor position of the motor fluctuates, a signal containing information of the second component is generated.

motor drive device claim 1 wherein the control unit includes: a three-phase to dq conversion unit configured to convert a three-phase detection current into a d-axis current and a q-axis current; and a rotor position detection unit configured to detect a rotor position of the motor, the pulsation current detection unit includes: a current phase calculation unit configured to calculate, based on the d-axis current and the q-axis current, a current phase corresponding to an angle between an angle defined by the d - calculate -axis current and the q-axis current formed current vector and corresponds to the q-axis; an adder configured to add a rotor position of the motor and the current phase to generate a corrected rotor position; and a dq-to-γδ conversion unit configured to convert the d-axis current and the q-axis current based on the current phase into a component on a δ-axis facing a direction of the current vector and a component on a γ-axis which is 90° out of phase with respect to the δ-axis, and the pulsation current detection unit by multiplying the δ-axis current by a sine wave signal or a cosine wave signal arranged in a 6nth order (n is an integer of 1 or more) fluctuates according to the corrected rotor position, generates a signal containing information of the first component, and by multiplying the γ-axis current by the sine wave signal or the cosine wave signal, which fluctuates in a 6nth order according to the corrected rotor position Signal containing information of the second component generated.

motor drive device claim 4 , wherein the torque pulsation compensation unit calculates a first parameter related to the induced voltage distortion caused by the structure of the motor through integral control based on the first component, and based on the first parameter, an electrical angular velocity of the motor and the sine wave signal or the cosine wave signal , which fluctuates in a 6nth order according to the rotor position or the corrected rotor position, generates a d-axis compensation target voltage and a q-axis compensation target voltage.

motor drive device claim 4 , wherein the torque pulsation compensation unit calculates a first parameter related to the induced voltage distortion caused by the structure of the motor through integral control based on the first component, and the d-axis compensation target voltage and the q-axis compensation target voltage based on the first parameters, the q-axis current, the electric angular velocity of the motor, and the sine wave signal or the cosine wave signal fluctuating in a 6nth order according to the rotor position or the corrected rotor position.

motor drive device claim 1 , wherein the dead time compensation unit calculates a second parameter related to the output voltage distortion caused by the dead time of the power conversion circuit through integral control based on the second component, and generates a three-phase compensation target voltage based on the second parameter and information about the three-phase detection current.

An air conditioner outdoor unit comprising: a permanent magnet synchronous motor; a motor driver configured to drive the permanent magnet synchronous motor; a fan connected to the permanent magnet synchronous motor; a frame to which the permanent magnet synchronous motor is attached; and a compressor device system, wherein the motor drive device comprises the motor drive device according to any one of Claims 1 until 7 is.

Motor drive control method, comprising: generating a first component and a second component by detecting a three-phase current for exciting a motor, separating the detected three-phase detected current into mutually orthogonal components, and extracting a pulsation component of each component; generating a first compensation target voltage for compensating for a torque pulsation caused by a structure of the engine based on the first component; generating a second compensation target voltage for compensating for an output voltage distortion caused by a dead time of a power conversion circuit based on the second component; and Reducing torque ripple and output voltage distortion by correcting a target voltage that contributes to driving the motor based on the first compensation target voltage and the second compensation target voltage.

Motor drive control method according to claim 9 , wherein the mutually orthogonal components include a d-axis component and a q-axis component, the first component is a pulsation component within the d-axis component and the q-axis component, and the second component is another pulsation component within the d-axes -component and the q-axis component.