JP2000312493A - Sensorless control system for permanent magnet synchronous motor - Google Patents

Sensorless control system for permanent magnet synchronous motor

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JP2000312493A
JP2000312493A JP11117391A JP11739199A JP2000312493A JP 2000312493 A JP2000312493 A JP 2000312493A JP 11117391 A JP11117391 A JP 11117391A JP 11739199 A JP11739199 A JP 11739199A JP 2000312493 A JP2000312493 A JP 2000312493A
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motor
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祐也 稲垣
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晋 中島
Ichiro Miki
一郎 三木
Takashi Kodama
貴志 小玉
Katashige Yamada
堅滋 山田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sensorless control system which can surely estimate the positions of the magnetic poles of a permanent magnet synchronous motor with high accuracy when the motor is stopped. SOLUTION: A voltage vector generating means 11 impresses positive and negative voltage vectors of a fixed voltage upon a motor 1 at different angles, while the motor 1 is in a stop state and a current detecting means 12 detects the d-axis current values on fixed coordinates with respect to the impressed voltage vectors. A sensorless control system estimates the final positions of the magnetic poles of a permanent magnet synchronous motor by repetitively operating a first estimating means 13, which estimates the positions of the voltage vectors at which the difference between the d-axis current values becomes largest, when roughly angle-changed voltage vectors are generated as the approximate positions of the magnetic poles and a second estimating means 14, which estimates the positions of the voltage vectors at which the difference between the d-axis current values becomes largest, when finely angle- changed voltage vectors are generated as the positions of the magnetic poles.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、PMモータやブラ
シレスモータ等の永久磁石式同期電動機のセンサレス制
御システムに係り、特に電動機の停止状態での磁極位置
を位置センサを用いることなく検出する磁極位置推定装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sensorless control system for a permanent magnet type synchronous motor such as a PM motor or a brushless motor, and more particularly to a magnetic pole position for detecting a magnetic pole position in a stopped state of the motor without using a position sensor. It relates to an estimation device.

【0002】[0002]

【従来の技術】永久磁石式同期電動機の制御装置は、回
転子の磁極位置に応じて電機子巻線に電流を流すことで
トルク制御を行うため、一般にはエンコーダやレゾルバ
等の位置センサを設けている。しかしながら、これらの
位置センサは、電動機制御システムの大型化・コストア
ップの要因となるし、信頼性や耐環境性の面でも問題が
ある。そこで、位置センサを不要にしたセンサレス制御
方式の研究が盛んに行われている。
2. Description of the Related Art A control device for a permanent magnet type synchronous motor performs torque control by applying a current to an armature winding according to the position of a magnetic pole of a rotor. Therefore, a position sensor such as an encoder or a resolver is generally provided. ing. However, these position sensors cause an increase in the size and cost of the motor control system, and have problems in reliability and environmental resistance. Therefore, research on a sensorless control method that does not require a position sensor has been actively conducted.

【0003】現在、提案されているモータの停止時の磁
極位置推定方式は、以下のように大別できる。
[0003] Currently proposed methods of estimating the magnetic pole position when the motor is stopped can be broadly classified as follows.

【0004】(1)突極形モータのインダクタンスが磁
極位置によって変化することを利用して、二軸座標上の
電圧・電流の関係を用いて推定する方式。
(1) A method in which the inductance of a salient pole type motor is changed depending on the position of a magnetic pole, and estimation is performed using a voltage-current relationship on two-axis coordinates.

【0005】(2)突極形モータのインダクタンスが磁
極位置によって変化することを利用して、交流電流を注
入したときの電圧情報を用いて推定する方式。
(2) A method in which the inductance of a salient pole type motor is changed depending on the position of a magnetic pole, and estimation is performed using voltage information when an alternating current is injected.

【0006】(3)突極形モータのインダクタンスが磁
極位置によって変化することを利用して、パルス電圧印
加時のピーク電流値を用いて推定する方式。
(3) A method of estimating using the peak current value at the time of applying a pulse voltage, utilizing the fact that the inductance of a salient pole type motor changes depending on the magnetic pole position.

【0007】(4)突極形モータのインダクタンスが磁
極位置によって変化することを利用して、高周波電圧印
加時の電流ベクトル軌跡から推定する方式。
(4) A method of estimating from a current vector locus when a high-frequency voltage is applied, utilizing the fact that the inductance of a salient pole type motor changes depending on the position of a magnetic pole.

【0008】(5)円筒形モータの回転子表面に導電性
非磁性材料を貼り付けておき、停止時の磁極位置を推定
する方式。
(5) A method in which a conductive non-magnetic material is pasted on the rotor surface of a cylindrical motor, and the magnetic pole position at the time of stop is estimated.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】従来のセンサレス制御
方式は、そのほとんどがモータのモデル式に基づき、突
極形モータのインダクタンスが磁極位置によって変化す
ることを利用して、磁極位置や回転子速度の情報を得る
ものである。
Most of the conventional sensorless control systems are based on motor model formulas, and utilize the fact that the inductance of a salient-pole type motor varies depending on the magnetic pole position. Is obtained.

【0010】しかし、円筒形モータの場合、一般にd軸
及びq軸のインダクタンス値の差がほとんど無いため、
モデル式からの推定では、モータの始動時や停止時に
は、磁極位置等を推定することができないし、モータの
始動時にトルクが減少したり、一時的に大きな逆転を伴
う。
However, in the case of a cylindrical motor, there is generally little difference between the inductance values of the d-axis and the q-axis.
With the estimation from the model formula, the magnetic pole position and the like cannot be estimated at the time of starting or stopping the motor, and the torque is reduced at the time of starting the motor, and a large reversal occurs temporarily.

【0011】本発明の目的は、永久磁石式同期電動機の
停止時の磁極位置を高い精度で確実に推定できる電動機
のセンサレス制御システムを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a motorless sensorless control system capable of accurately and reliably estimating the magnetic pole position of a permanent magnet type synchronous motor when stopped.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】(発明の原理的説明)図
10は、2極機のPMモータモデルを示す。固定子巻線
軸をα−β座標、回転子に固定した軸をd−q座標と
し、d軸は界磁の作る磁束方向にとっている。また、推
定装置側で推定した軸をde−qe座標とし、実位置角を
θre、推定位置角をθM、d軸とde軸との角度差をΔθ
とする。
(Principle of the Invention) FIG. 10 shows a PM motor model of a two-pole machine. The axis of the stator winding is α-β coordinate, the axis fixed to the rotor is dq coordinate, and the d axis is in the direction of the magnetic flux generated by the field. Further, an axis estimated by the estimating device side is d e -q e coordinates, the actual position angle theta re, [Delta] [theta] angular difference between the estimated position angle theta M, d-axis and d e axis
And

【0013】上記の一般的なモータモデルにおける固定
子巻線のα−β座標軸上での電圧方程式は、次式にな
る。
The voltage equation on the α-β coordinate axis of the stator winding in the above general motor model is as follows.

【0014】[0014]

【数1】 (Equation 1)

【0015】ここで、vα、vβは電機子電圧のα、β
軸成分、iα、iβは電機子電流のα、β軸成分、Rは
電機子抵抗、Ld、Lqはd,q軸インダクタンス成分、
pは微分演算子を表す。
Here, vα and vβ are the armature voltages α and β
Axis components, iα and iβ are the α and β axis components of the armature current, R is the armature resistance, L d and L q are the d and q axis inductance components,
p represents a differential operator.

【0016】上式に示すように、突極形モータでは、停
止時においてもd,q軸インダクタンスの違いにより、
位置角の情報が2θreの三角関数の形で存在する。しか
し、界磁の極性を含む絶対的な位置(d軸方向)は、上
式に示すように、一般的な数学モデルからでは推定する
ことができない。また、円筒形モータは、一般的にL d
=Lq=Lと見なすことができるため、上式は次式のよ
うになり、この数学モデルからでは停止時における位置
角情報が得られない。
As shown in the above equation, in the salient pole type motor, the stop
Even at standstill, due to the difference in d and q axis inductance,
Position angle information is 2θreExists in the form of trigonometric functions. Only
The absolute position (d-axis direction) including the field polarity is
Estimate from general mathematical model as shown in the equation
Can not do. Further, a cylindrical motor is generally L d
= Lq= L, the above equation is
From this mathematical model, the position at rest is
No angle information can be obtained.

【0017】[0017]

【数2】 (Equation 2)

【0018】本発明は、停止時の磁極位置を推定するた
め、PMモータにおける電機子鉄心の磁化特性の非直線
性を利用し、この非直線性で磁極位置による電流応答の
違いから磁極位置を推定するものである。
The present invention utilizes the non-linearity of the magnetization characteristics of the armature core in a PM motor in order to estimate the magnetic pole position at the time of stoppage. The non-linearity determines the magnetic pole position from the difference in current response depending on the magnetic pole position. It is an estimate.

【0019】図11の(a)〜(c)は、PMモータの
u,v,wの各相にそれぞれ正負の一定電圧(定格の7
5%)を時間200μsだけ印加したときの各相の電流
値を、回転子の位置角10°毎に測定した結果を示す。
同図の(a)に示すIu +は、正の電圧をu相に、負の電
圧をv,w相に印加したときのu相電流値を示す。ま
た、Iu -は、負の電圧をu相に、正の電圧をv,w相に
印加したときのu相電流値を示す。同様に、(b)及び
(c)に示すIv +,Iv -及びIw +,Iw -は、各相に電圧
を印加したときのv,w相の電流値を示す。なお、負の
電流値Iu -、Iv -、Iw -は、大きさを比較しやすくする
ため絶対値で表している。
FIGS. 11 (a) to 11 (c) show positive and negative constant voltages (rated 7 voltages) for the u, v, and w phases of the PM motor, respectively.
5%) is applied for a time of 200 μs, and the current value of each phase is measured at every 10 ° position angle of the rotor.
I u + shown in FIG. 3A indicates a u-phase current value when a positive voltage is applied to the u-phase and a negative voltage is applied to the v and w-phases. Also, I u - indicates a negative voltage to the u phase, a positive voltage v, the u-phase current value when applied to the w-phase. Similarly, (b) and shown in (c) I v +, I v - and I w +, I w - denotes the v, and w-phase current value when a voltage is applied to each phase. Note that the negative current values I u , I v and I w are represented by absolute values so that the magnitudes can be easily compared.

【0020】上記の図11の(a)に示される測定結果
から、u相巻線付近にある界磁の極性がNであるθre
0付近では、増磁方向に電圧を印加した場合、すなわち
正の電圧を印加した場合は、磁束が飽和し、インダクタ
ンスが減少するため、電流I u +の時間変化は大きくな
る。逆に、負の電圧を印加した場合は、インダクタンス
は増加あるいは変化しないため、電流Iu -の時間変化は
正の電圧を印加した場合に比較して小さくなる。また、
u相巻線付近にある界磁の極性がSであるθre=180
°付近では、電流Iu +に比較して電流Iu -の時間変化が
大きくなる。
The measurement results shown in FIG.
From the equation, θ where the polarity of the field near the u-phase winding is Nre=
In the vicinity of 0, when a voltage is applied in the magnetizing direction,
When a positive voltage is applied, the magnetic flux saturates and the inductor
Current I u +Time change is large
You. Conversely, when a negative voltage is applied, the inductance
Does not increase or change, the current Iu -The time change of
It is smaller than when a positive voltage is applied. Also,
θ where the polarity of the field near the u-phase winding is Sre= 180
In the vicinity of °, the current Iu +Current Iu -Changes over time
growing.

【0021】図11の(d)には、各相の電流値の差Δ
u(=Iu ++Iu -)、ΔIv(=I v ++Iv -)、ΔIw
(=Iw ++Iw -)を示す。同図の結果から、ΔIuはθ
re=0°と180°付近で正負に0.1アンペア程度の
差があり、同様にΔIvはθre=120°と300°付
近で差があり、ΔIwはθre=240°と60°付近で
差がある。すなわち、各相共に、電流値の差ΔIu、Δ
v、ΔIwには極軸付近において増磁方向と減磁方向の
電流値に差がある。
FIG. 11D shows a difference Δ between current values of the respective phases.
Iu(= Iu ++ Iu -), ΔIv(= I v ++ Iv -), ΔIw
(= Iw ++ Iw -). From the result of FIG.uIs θ
re= 0 ° and 180 ° around 0.1 °
There is a difference,vIs θre= With 120 ° and 300 °
There is a difference near, ΔIwIs θre= Around 240 ° and 60 °
There is a difference. That is, the current value difference ΔIu, Δ
Iv, ΔIwNear the polar axis
There is a difference in the current value.

【0022】これら各相の電流値の差は、印加される電
圧に対して電機子鉄心の磁化特性の非直線性によって磁
束が飽和してインダクタンスが減少するために現れる。
したがって、極軸付近での増磁方向と減磁方向とでの電
流値の差が大きくなることを利用し、この電流値の差が
最も大きくなる電圧ベクトル位置を検出することで停止
時の磁極位置を推定することができる。このことから、
本発明は、以下の構成を特徴とする。
The difference between the current values of these phases appears because the magnetic flux is saturated due to the non-linearity of the magnetization characteristics of the armature core with respect to the applied voltage, and the inductance is reduced.
Therefore, by utilizing the fact that the difference between the current values in the magnetizing direction and the demagnetizing direction near the polar axis becomes large, the magnetic pole at the time of stoppage is detected by detecting the voltage vector position where the current value difference becomes the largest. The position can be estimated. From this,
The present invention has the following features.

【0023】(第1の発明)永久磁石式同期電動機の磁
極位置に応じて該電動機の電機子巻線に供給する電圧角
度を制御する永久磁石式同期電動機のセンサレス制御シ
ステムにおいて、前記電動機の停止状態で、一定間隔で
角度を変えた正負の一定電圧の電圧ベクトルを該電動機
に印加し、各正負の電圧ベクトルの印加に対する回転子
に固定した座標のd軸電流値を検出し、該電流値の差が
最も大きくなる前記電圧ベクトルの位置を磁極位置とし
て推定する磁極位置推定装置を備えたことを特徴とす
る。
(First invention) In a sensorless control system of a permanent magnet synchronous motor for controlling a voltage angle supplied to an armature winding of the permanent magnet synchronous motor in accordance with a magnetic pole position of the permanent magnet synchronous motor, the motor is stopped. In this state, a voltage vector of a constant positive and negative voltage whose angle is changed at regular intervals is applied to the motor, and a d-axis current value of coordinates fixed to the rotor with respect to the application of each positive and negative voltage vector is detected. And a magnetic pole position estimating device for estimating, as a magnetic pole position, a position of the voltage vector in which the difference between the two is largest.

【0024】(第2の発明)上記の第1の発明におい
て、推定される磁極位置の精度は、電圧ベクトルの角度
間隔で決まり、この角度間隔を小さくするほど精度が高
くなる反面、電圧ベクトルの出力回数が多くなって推定
処理に時間がかかる。そこで、本発明は磁極位置の推定
を大まかな推定と細かな推定の複数段階に分けることで
推定処理回数及び時間を短縮するもので、以下の構成を
特徴とする。
(Second Invention) In the first invention, the accuracy of the estimated magnetic pole position is determined by the angular interval of the voltage vector, and the smaller the angular interval, the higher the accuracy. The number of outputs increases and the estimation process takes time. Therefore, the present invention divides the estimation of the magnetic pole position into a plurality of stages of rough estimation and fine estimation to reduce the number of times of estimation processing and time, and has the following configuration.

【0025】前記磁極位置推定装置は、前記電動機の停
止状態で、一定間隔で大まかに角度を変えた正負の一定
電圧の電圧ベクトルを該電動機に印加したときの回転子
に固定した座標のd軸電流値の差が最も大きくなる該電
圧ベクトルの位置を凡その磁極位置として推定する第1
の推定手段と、前記第1の推定手段で検出した電圧ベク
トル位置を中心にして、一定間隔で細かに角度を変えた
電圧ベクトルを該電動機に印加したときの前記d軸電流
値の差が最も大きくなる該電圧ベクトルの位置を磁極位
置と推定する処理を繰り返して最終的な磁極位置を推定
する第2の推定手段とを備えたことを特徴とする。
When the motor is stopped, the magnetic pole position estimating device applies a d-axis of coordinates fixed to the rotor when a voltage vector of constant positive and negative voltages whose angles are roughly changed at regular intervals is applied to the motor. A first method for estimating the position of the voltage vector where the difference between the current values is the largest as the approximate magnetic pole position
The difference between the d-axis current value when applying a voltage vector whose angle is finely changed at regular intervals to the electric motor around the voltage vector position detected by the first estimating means and the voltage vector position detected by the first estimating means is the most significant. A second estimating means for estimating a final magnetic pole position by repeating a process of estimating the position of the voltage vector which becomes large as a magnetic pole position.

【0026】(第3の発明)前記の第1の推定手段にお
いて、実際の磁極位置θreが90°または−90°付近
の場合、それぞれのd軸電流値Id1,Id7にほとんど違
いが現れないことがある。この例を下記表1にd軸電流
値Id1,Id7及びその絶対値の差|Id1−I d7|を示
す。
(Third invention) In the above-mentioned first estimating means,
And the actual magnetic pole position θreIs around 90 ° or -90 °
, The respective d-axis current values Id1, Id7Almost different
May not appear. This example is shown in Table 1 below.
Value Id1, Id7And its difference | Id1-I d7|
You.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】理論的には、−90°<θre<90°の場
合はId1>Id7、θre=90°または−90°の場合は
d1=Id7、その他の場合はId1<Id7となるはずであ
るが、上記の表1に示すように「ばらつき」があり、そ
の差も非常に小さくなっている。
[0028] Theoretically, -90 ° <θ re <90 For ° I d1> I d7, θ re = 90 ° or -90 For ° I d1 = I d7, other in the case of I d1 Although it should be <I d7 , there is “variation” as shown in Table 1 above, and the difference is very small.

【0029】これは、磁極位置が90°と−90°付近
においては、磁気飽和の影響が小さく、インダクタンス
の変化が少ないため、d軸電流値にほとんど違いが現れ
ず、その結果として電流検出器の精度やノイズ等の影響
によって誤差が生じていると思われる。
This is because when the magnetic pole position is around 90 ° and -90 °, the influence of magnetic saturation is small and the change in inductance is small, so that there is almost no difference in the d-axis current value. It is considered that an error has occurred due to the influence of the accuracy of the measurement and noise.

【0030】そこで、本発明は、上記のd軸電流値
d1,Id7の絶対値の差|Id1−Id7|が誤差範囲(例
えば、上記の表では0.03アンペア)以下の場合には
第1の推定手段における凡その磁極位置の推定に代え
て、以下の推定を行う。
Accordingly, the present invention provides a method for controlling the case where the difference | I d1 −I d7 | between the absolute values of the d-axis current values I d1 and I d7 is within an error range (for example, 0.03 amps in the above table). Then, instead of estimating the approximate magnetic pole position in the first estimating means, the following estimation is performed.

【0031】まず、図12の90°と−90°の電圧ベ
クトルv4とv10をモータに印加し、この電圧印加に対
して、前記の推定1と同様に検出されるd軸電流Id
大きい方の電圧ベクトル位置を推定磁極位置θM1、その
電流をIdmaxとする。
First, the voltage vectors v 4 and v 10 of 90 ° and −90 ° in FIG. 12 are applied to the motor, and the d-axis current I d detected in the same manner as in the estimation 1 is applied to this voltage application. Is the estimated magnetic pole position θ M1 , and its current is I dmax .

【0032】これにより、実際の磁極位置θreを図12
の電圧ベクトルに対してθM1±15°の精度で推定する
ことができるが、表1に示すように、磁極位置θreが9
0°±15°と−90°±15°付近においても絶対値
の差|Id1−Id7|が小さな値となる。
As a result, the actual magnetic pole position θ re is
Can be estimated by the voltage theta M1 ± 15 ° of accuracy with respect to the vector, as shown in Table 1, the magnetic pole position theta re 9
The difference | I d1 −I d7 | between the absolute values is also small around 0 ° ± 15 ° and around −90 ° ± 15 °.

【0033】そこで、さらに、図13に示すように、推
定磁極位置θM1を基準にして、±15°の位置の電圧ベ
クトルv13とv14をモータに印加し、この印加に対する
d軸電流の絶対値の差を比較することで推定磁極位置θ
M1を更新する。この更新した推定磁極位置θM1について
第2の推定手段による磁極位置の絞り込みを行う。以上
のことから、本発明は、以下の構成を特徴とする。
[0033] Therefore, further, as shown in FIG. 13, based on the estimated magnetic pole position theta M1, the voltage vector v 13 and v 14 position of ± 15 ° is applied to the motor, the d-axis current for this application By comparing the absolute value difference, the estimated magnetic pole position θ
Update M1 . The magnetic pole position is narrowed down by the second estimating means with respect to the updated estimated magnetic pole position θ M1 . From the above, the present invention is characterized by the following configuration.

【0034】前記磁極位置推定装置は、前記第1の推定
手段で推定された磁極位置が90°付近または−90°
付近の場合、推定された磁極位置を基準にしてその前後
に一定の角度差をもつ電圧ベクトルを前記電動機に印加
したときの前記d軸電流値の差が最も大きくなる該電圧
ベクトルの位置を磁極位置として更新する手段を備えた
ことを特徴とする。
The magnetic pole position estimating device may be configured such that the magnetic pole position estimated by the first estimating means is close to 90 ° or −90 °.
In the case of near, the position of the voltage vector where the difference of the d-axis current value when the voltage vector having a certain angular difference before and after the estimated magnetic pole position is applied to the electric motor with respect to the estimated magnetic pole position is the largest is determined. It is characterized by comprising means for updating as a position.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態を示す
システム構成図である。PMモータ(永久磁石式同期電
動機)1は、PWMインバータ2によって電機子巻線に
電流が供給され、同期運転される。PWMインバータ2
は、ドライブ回路3から主回路スイッチのオン・オフ制
御信号が印加される。
FIG. 1 is a system configuration diagram showing an embodiment of the present invention. The PM motor (permanent magnet type synchronous motor) 1 is supplied with current to the armature winding by the PWM inverter 2 and is operated synchronously. PWM inverter 2
, An on / off control signal for the main circuit switch is applied from the drive circuit 3.

【0036】電流検出器5U,5Vは、PMモータ1に
供給されるU,V相の電流を検出する。
The current detectors 5U and 5V detect U- and V-phase currents supplied to the PM motor 1.

【0037】コントローラ4は、推定した磁極位置に応
じてドライブ回路3へのドライブ信号の角度を制御し、
電流検出器5U,5Vからの検出電流からPMモータ1
の巻線電流を制御することでトルク制御を行う。
The controller 4 controls the angle of the drive signal to the drive circuit 3 according to the estimated magnetic pole position,
From the detected currents from the current detectors 5U and 5V, the PM motor 1
Is controlled by controlling the winding current.

【0038】PMモータ1に結合されるロータリーエン
コーダ6は、回転子位置変動の観測用に設けられたもの
で、実際のセンサレス制御システムでは設けられない。
The rotary encoder 6 coupled to the PM motor 1 is provided for observing fluctuations in the rotor position, and is not provided in an actual sensorless control system.

【0039】ここで、本実施形態では、停止状態のPM
モータ1の磁極位置を推定する手段として、コントロー
ラ4には、電圧ベクトル発生手段11と、電流検出手段
12と、第1及び第2の推定手段13、14及びこれら
手段を制御する制御手段15を設ける。
Here, in this embodiment, the PM in the stopped state
As means for estimating the magnetic pole position of the motor 1, the controller 4 includes a voltage vector generating means 11, a current detecting means 12, first and second estimating means 13 and 14, and a control means 15 for controlling these means. Provide.

【0040】電圧ベクトル発生手段11は、制御手段1
5の制御の基に、図12に示すような30°毎に角度を
変えた正負の電圧ベクトルを順次発生し、さらには推定
磁極位置θMを基準にしてその前後で角度を変化させた
電圧ベクトルを順次発生する。これら電圧ベクトルは、
PWMインバータ2によって停止状態のPMモータ1に
角度を変えた電圧として印加される。
The voltage vector generating means 11 includes the control means 1
Under the control of 5, a positive / negative voltage vector whose angle is changed every 30 ° as shown in FIG. 12 is sequentially generated, and further, the voltage whose angle is changed before and after the estimated magnetic pole position θ M as a reference. Generate vectors sequentially. These voltage vectors are
The PWM inverter 2 applies the changed angle voltage to the PM motor 1 in the stopped state.

【0041】電流検出手段12は、PMモータ1に正負
の電圧が印加されることで電機子巻線に流れる前記の電
流In +,In -を検出する。
The current detecting means 12, the current I n + of flowing through the armature winding by the positive and negative voltage is applied to the PM motor 1, I n - detected.

【0042】第1の推定手段13と第2の推定手段14
は、その協同で、モータ1の停止状態で、一定間隔で角
度を変えた正負の一定電圧の電圧ベクトルをモータ1に
印加し、各正負の電圧ベクトルの印加に対する回転子に
固定した座標のd軸電流値を検出し、該電流値の差が最
も大きくなる電圧ベクトルの位置を磁極位置として推定
する。
First estimating means 13 and second estimating means 14
Cooperates with the motor 1 to apply a constant positive / negative voltage vector having an angle changed at a constant interval to the motor 1 while the motor 1 is stopped, and to obtain d d of a coordinate fixed to the rotor for the application of each positive / negative voltage vector The shaft current value is detected, and the position of the voltage vector where the difference between the current values is largest is estimated as the magnetic pole position.

【0043】このうち、第1の推定手段13は、電動機
の停止状態で、一定間隔で大まかに角度を変えた正負の
一定電圧の電圧ベクトルを該電動機に印加し、各電圧ベ
クトルの印加に対する回転子に固定した座標のd軸電流
値を検出し、該電流値の差が最も大きくなる前記電圧ベ
クトルの位置を凡その磁極位置として推定する。この推
定処理を以下に詳細に説明する。
The first estimating means 13 applies, to the motor, a voltage vector of a constant positive and negative voltage whose angle is roughly changed at a constant interval to the motor when the motor is stopped. The d-axis current value of the coordinates fixed to the child is detected, and the position of the voltage vector where the difference between the current values is the largest is estimated as the approximate magnetic pole position. This estimation process will be described in detail below.

【0044】最初に、電流検出手段12で検出する電流
n +,In -を電圧ベクトルの角度でd−q座標に変換
し、2つのd軸電流値Idを検出し、そのうちの大きい
方の電圧ベクトル位置を推定磁極位置θM1、その時の電
流値Idを最大d軸電流値Idma xとする。この推定は、
増磁側か減磁側かを判定し、磁極位置が正負の電圧ベク
トルの何れの側にあるかを推定する。
[0044] First, + current I n to be detected by the current detecting means 12, I n - into a d-q coordinates at an angle of a voltage vector, detects two d-axis current value I d, greater of which square of the voltage vector position estimated magnetic pole position theta M1, the current value I d at that time to the maximum d-axis current value I dma x. This estimate is
It is determined whether the magnetic pole is on the magnetic side or the demagnetizing side, and the magnetic pole position is estimated on which side of the positive or negative voltage vector.

【0045】この後、推定磁極位置θM1になる電圧ベク
トル位置の前後何れの方向に実際の磁極位置θreがある
かを推定磁極位置θM1と最大d軸電流値Idmaxを用いて
推定する。この推定処理手順を図2に示す。
[0045] Then, estimated to using the estimated magnetic pole position theta M1 and the maximum d-axis current value I dmax whether there is actual magnetic pole position theta re in either direction before and after the voltage vector position where the estimated magnetic pole position theta M1 . FIG. 2 shows this estimation processing procedure.

【0046】図2において、Idnは、図12における電
圧ベクトルnを出力したときのd軸電流値である。ま
た、i,jは推定終了に用いる判定係数である。図2の
処理は、まず、i=1,j=1,n=0を初期設定し
(S1)、印加しようとする電圧ベクトルvnとしてn
=θM1/30°+2jを決定する(S2)。つまり、I
dma xになった電圧ベクトルとは30°切り替えた電圧ベ
クトルvnを決定する。この決定において、n≦0にな
る場合は、n=n+12にする。
In FIG. 2, I dn is a d-axis current value when the voltage vector n in FIG. 12 is output. Also, i and j are determination coefficients used for ending the estimation. In the process of FIG. 2, first, i = 1, j = 1, and n = 0 are initially set (S1), and n is set as a voltage vector vn to be applied.
= Θ M1 / 30 ° + 2j is determined (S2). That is, I
The voltage vector becomes dma x determines the voltage vector v n of switching 30 °. In this determination, when n ≦ 0, n = n + 12.

【0047】次に、処理S2で決定した電圧ベクトルv
nを出力し(S3)、この電圧ベクトルに対して電流検
出手段12で検出されるd軸電流IdnがIdn>Idmax
否かを判定する(S4)。
Next, the voltage vector v determined in step S2
n is outputted (S3), and it is determined whether or not the d-axis current I dn detected by the current detecting means 12 with respect to this voltage vector is I dn > I dmax (S4).

【0048】この判定で、Idn>Idmaxの場合、その電
圧ベクトルvnの角度(n−1)×30°を推定磁極位
置θM1、そのときの電流IdnをIdmaxとして更新し、ま
たi=0とする(S5)。
[0048] In this determination, if the I dn> I dmax, the voltage vector v n of the angle (n-1) × 30 ° the estimated magnetic pole position theta M1, and updates the current I dn at that time as I dmax, Also, i = 0 (S5).

【0049】前記判定で、Idn≦Idmaxの場合、i=j
=1か否かを判定し(S6)、i=j=1であればj=
0にし、i=j=1でなければ推定処理を終了する(S
7)。
In the above judgment, when I dn ≦ I dmax , i = j
It is determined whether or not = 1 (S6). If i = j = 1, j =
0, and if i = j = 1, end the estimation process (S
7).

【0050】処理S5またS7の終了で、n=4または
n=10でない限り、処理S2に戻り、印加する電圧ベ
クトルvnを変えて電流IdnとIdmaxの比較を行う(S
8)。
[0050] At the end of step S5 also S7, unless n = 4 or n = 10, returns to the process S2, performs the comparison of the current I dn and I dmax by changing the voltage vector v n to be applied (S
8).

【0051】以上の推定処理は、例えば、推定磁極位置
θM1と最大d軸電流値Idmaxが得られた電圧ベクトルが
図12のv1であるとき、処理S2〜S5とS8の繰り
返しではIdn>Idmaxが続く限り電圧ベクトルv2、さ
らにv3まで切り替えると共に推定磁極位置θM1と最大
d軸電流値Idmaxを更新して最も近い電圧ベクトル位置
の検索と更新を繰り返す。そして、これら処理でIdn
dmaxになったとき、電圧ベクトルの検索を停止し、こ
のときの電圧ベクトルvnを実際の磁極位置θreに最も
近い凡その磁極位置として推定する。
The above estimation processing is performed, for example, when the voltage vector at which the estimated magnetic pole position θ M1 and the maximum d-axis current value I dmax are obtained is v 1 in FIG. 12, the processing in steps S2 to S5 and S8 is repeated. As long as dn > Idmax continues, the voltage vector is switched to v 2 and further to v 3 , and the estimated magnetic pole position θ M1 and the maximum d-axis current value I dmax are updated, and the search and update of the closest voltage vector position are repeated. Then, in these processes, I dn
When it is I dmax, it stops searching the voltage vector is estimated as the magnetic pole position of the closest approximately the voltage vector v n of the actual magnetic pole position theta re at this time.

【0052】以上の処理により、実際の磁極位置θre
最も近い電圧ベクトルnの角度が推定磁極位置θM1とな
る。これら第1の推定手段では、電圧ベクトルを30°
毎に出力する場合であるため、磁極位置θreは、θM1±
15°の精度で推定することができる。
With the above processing, the angle of the voltage vector n closest to the actual magnetic pole position θ re becomes the estimated magnetic pole position θ M1 . In these first estimating means, the voltage vector is set to 30 °
Magnetic pole position θ re is θ M1 ±
It can be estimated with an accuracy of 15 °.

【0053】しかし、前記のように、磁極位置θreが9
0°または−90°付近の場合、それぞれのd軸電流値
d1,Id7にほとんど違いが現れないことがある。この
ため、第1の推定手段13では、磁極位置θreが90°
または−90°付近の場合、図13に示すように、推定
磁極位置θM1を基準にして、一定の角度差(例えば±1
5°)の位置の電圧ベクトルv13,v14をモータに印加
し、この印加に対するd軸電流の絶対値の差を比較する
ことで推定磁極位置θM1を更新する。図13の場合では
磁極位置θreを±7.5°の精度で推定することができ
る。
However, as described above, the magnetic pole position θ re is 9
In the vicinity of 0 ° or −90 °, there may be little difference between the respective d-axis current values I d1 and I d7 . Therefore, in the first estimating means 13, the magnetic pole position θ re is 90 °
Or, in the case of about −90 °, as shown in FIG. 13, a fixed angle difference (for example, ± 1) with reference to the estimated magnetic pole position θ M1.
The voltage vector v 13, v 14 position of 5 °) is applied to the motor, and updates the estimated magnetic pole position theta M1 by comparing the difference between the absolute value of the d-axis current for this application. In the case of FIG. 13, the magnetic pole position θ re can be estimated with an accuracy of ± 7.5 °.

【0054】図1に戻って、第2の推定手段14は、第
1の推定手段で検出した電圧ベクトル位置を中心にし
て、一定間隔で細かに角度を変えた電圧ベクトルをモー
タ1に印加し、これら電圧ベクトルの印加に対するd軸
電流値の差が最も大きくなる電圧ベクトルの位置を磁極
位置と推定する処理を繰り返して最終的な磁極位置を推
定する。
Returning to FIG. 1, the second estimating means 14 applies to the motor 1 a voltage vector whose angle has been finely changed at regular intervals around the voltage vector position detected by the first estimating means. The process of estimating the position of the voltage vector at which the difference of the d-axis current value with respect to the application of the voltage vector becomes largest as the magnetic pole position is repeated to estimate the final magnetic pole position.

【0055】第1の推定手段13の例では、実際の磁極
位置θreは、θM1±15°以内の精度で推定されている
ので、第2の推定手段14では、まず、図3の(a)に
示すように、θM1±7.5°の角度にした電圧ベクトル
1’v2’をそれぞれモータ1に印加し、第1の推定手
段13と同様に、電圧ベクトルnを印加したときのd軸
電流Idnを比較して新たな推定磁極位置θM1を決定す
る。さらに、この決定の基に、(b)に示すように、θ
M1±3.75°の角度になる電圧ベクトルv3’,v4
をモータ1に印加してθM21を求める。同様に、θM21
基に(c)に示すように電圧ベクトルv5’,v6’によ
るθM22を求める。これら処理を繰り返すことで、推定
磁極位置θMを実際の磁極位置θreに高い精度で一致さ
せた推定ができる。
In the example of the first estimating means 13, since the actual magnetic pole position θ re is estimated with an accuracy of θ M1 ± 15 ° or less, first, the second estimating means 14 uses ( As shown in a), a voltage vector v 1 'v 2 ' at an angle of θ M1 ± 7.5 ° was applied to the motor 1 and a voltage vector n was applied in the same manner as the first estimating means 13. The new estimated magnetic pole position θ M1 is determined by comparing the current d-axis current I dn . Further, based on this determination, as shown in FIG.
M1 Voltage vectors v 3 ′, v 4 ′ at an angle of ± 3.75 °
Is applied to the motor 1 to obtain θ M21 . Similarly, θ M22 based on the voltage vectors v 5 ′ and v 6 ′ is obtained based on θ M21 as shown in FIG. By repeating these processes, it is estimated that to match the estimated magnetic pole position theta M actual magnetic pole position theta re high accuracy.

【0056】なお、以上までの推定装置は、例えば、電
圧ベクトルは定格の75%の大きさで200μs間だけ
出力し、各電圧ベクトルの出力後はすべてのゲート信号
を600μs間だけ非導通にして各相電流を零にし、同
じ状態から次の電圧ベクトルを出力する。
In the estimating apparatus described above, for example, a voltage vector is output at a magnitude of 75% of the rating for 200 μs, and after outputting each voltage vector, all gate signals are turned off for 600 μs. Each phase current is set to zero, and the next voltage vector is output from the same state.

【0057】以上のとおり、本実施形態では、停止状態
のモータ1に印加する電圧ベクトルに対する電流応答に
より、磁極位置を推定するため、モータ定数の設定誤差
や変動の影響を受けることなく確実に磁極位置を推定で
きる。
As described above, in the present embodiment, since the magnetic pole position is estimated based on the current response to the voltage vector applied to the motor 1 in the stopped state, the magnetic pole position is surely not affected by the setting error or fluctuation of the motor constant. The position can be estimated.

【0058】本発明の推定装置を検証するための実験を
行った。なお、PMモータ1は、定格容量400W、最
大定格電圧152V、最大定格電流1.9A、同期速度
50HZ、最大回転数3000rpm、磁極は4極のも
のを使用し、ロータリーエンコーダ6には分解能400
0p/rのものを使用して磁極位置推定を行った。
An experiment for verifying the estimation device of the present invention was conducted. Incidentally, PM motor 1, rated capacity 400W, maximum rated voltage 152V, the maximum rated current 1.9A, synchronous speed 50H Z, the maximum rotational speed 3000 rpm, pole Use a four-pole, resolution 400 to the rotary encoder 6
Magnetic pole position estimation was performed using the one with 0 p / r.

【0059】図4〜図9は、実験結果を示し、図4は実
際の磁極位置θre=54°で推定を行ったときのd軸電
流Idnと、その最大値Idmaxの変化を示す。Idnは、電
圧ベクトルnを印加したときのd軸電流である。まず、
第1の推定手段による最初の推定によって、電流In +
n -として電圧ベクトルv1とv7が求められ、実際の磁
極位置θre=54°であるため、d軸電流Id1>Id7
なる。そのため、電圧ベクトルv1の角度0°が推定磁
極位置θM1となり、Id1がIdmaxとなる。
FIGS. 4 to 9 show experimental results, and FIG. 4 shows changes in the d-axis current Idn and its maximum value Idmax when estimation is performed at the actual magnetic pole position θ re = 54 °. . I dn is a d-axis current when the voltage vector n is applied. First,
The initial estimate by the first estimation means, the current I n +,
I n - the voltage vector v 1 and v 7 obtained as, for the actual magnetic pole position θ re = 54 °, the d-axis current I d1> I d7. Therefore, the angle 0 ° of the voltage vector v 1 becomes the estimated magnetic pole position θ M1 , and I d1 becomes I dmax .

【0060】第1の推定手段13での次の推定(図2の
処理)では、最初に電圧ベクトルv 2を印加し、図4で
はId2>Idmaxであるため、θM1は30°に更新され
る。さらに、電圧ベクトルv3を印加し、Id3>Idmax
であるため、θM1は60°に更新される。最後に、電圧
ベクトルv4が印加されるが、Id4<Idmaxであるた
め、θM1は更新されずに第1の推定手段による処理を終
了する。このとき、推定磁極位置θM1は実際の磁極位置
θre=54°に最も近い電圧ベクトルv3の角度60°
になる。
The next estimation by the first estimating means 13 (see FIG. 2)
Processing), first, the voltage vector v Two, And in FIG.
Is Id2> IdmaxSo that θM1Is updated to 30 °
You. Further, the voltage vector vThreeAnd Id3> Idmax
So that θM1Is updated to 60 °. Finally, the voltage
Vector vFourIs applied, but Id4<IdmaxIs
, ΘM1Ends the processing by the first estimating means without being updated.
Complete. At this time, the estimated magnetic pole position θM1Is the actual magnetic pole position
θre= Voltage vector v closest to 54 °ThreeAngle of 60 °
become.

【0061】次に、第2の推定手段14では、前記の図
3の電圧ベクトルv1’〜v6’の順次切り替えた印加に
より、最終的な推定結果θM2には電圧ベクトルv1’の
角度52.5°となった。このときの各相電流値を20
0μs間隔でサンプルした結果を図5に示す。同図に示
すように、電圧ベクトルの印加後、電流値は直ちに減少
し、いずれの電圧ベクトルもほぼ同じ電流零の状態から
印加されている。
Next, in the second estimation means 14, by sequentially switching the application of the voltage vector v 1 of FIG. 3 'to v 6', the final estimation result theta M2 of voltage vector v 1 ' The angle was 52.5 °. The current value of each phase at this time is 20
FIG. 5 shows the results of sampling at 0 μs intervals. As shown in the figure, the current value immediately decreases after the application of the voltage vector, and all of the voltage vectors are applied from almost the same state of zero current.

【0062】図6は、実際の磁極位置θre=36°での
dnとIdmaxの変化を示す。第1の推定手段13におい
ては、電圧ベクトルv12の角度−30°がθM1となり、
第2の推定手段では電圧ベクトルv4’を印加したとき
のd軸電流値Id4がIdmaxとなり、θM2は−33.75
°という結果を得ることができた。
[0062] Figure 6 shows the change in I dn and I dmax in actual magnetic pole position θ re = 36 °. In the first estimation means 13, next to the angle -30 ° is theta M1 of the voltage vector v 12,
In the second estimating means, the d-axis current value I d4 when the voltage vector v 4 ′ is applied becomes I dmax , and θ M2 becomes −33.75.
° was obtained.

【0063】同様に、図7と図8にそれぞれ実際の磁極
位置θre=99°と−81°でのI dnとIdmaxの変化を
示す。どちらの場合も、それぞれ実際の磁極位置θre
90°と−90°近辺にあって、それぞれのd軸電流値
dにほとんど違いが現れない特殊な条件のため、図2
のように、推定された磁極位置θM1を基準にしてその前
後に一定の角度差をもつ電圧ベクトルを印加した推定を
行い、それぞれθM1には105°−75°、θM2には1
01.25°−86.25°と推定された。
Similarly, FIGS. 7 and 8 show actual magnetic poles, respectively.
Position θre= I at 99 ° and -81 ° dnAnd IdmaxChange
Show. In each case, the actual magnetic pole position θreBut
D-axis current values near 90 ° and -90 °
IdFig. 2
, The estimated magnetic pole position θM1Before that
Later, the estimation by applying a voltage vector with a certain angular difference
Done, each θM1105 ° -75 °, θM21
01.25 ° -86.25 °.

【0064】図9は、実際の磁極位置θreを0°から9
°おきに360°まで、計41点にしたときのそれぞれ
の推定結果を示す。この結果は、平均誤差4.13°、
最大誤差16.88°の精度で磁極位置を推定すること
ができた。また、推定に要する時間は、最大で9.1m
s、最小で7.4msであった。また、推定中の巻線電
流値は、最大で定格の80%程度となるが、いずれの場
合も回転子の変位は認められなかった。
FIG. 9 shows that the actual magnetic pole position θ re is changed from 0 ° to 9
The respective estimation results when a total of 41 points are set up to 360 ° every ° are shown. The result is an average error of 4.13 °,
The magnetic pole position could be estimated with a maximum error of 16.88 °. The time required for estimation is 9.1 m at the maximum.
s, the minimum was 7.4 ms. Further, the winding current value during the estimation was about 80% of the maximum at the maximum, but no displacement of the rotor was recognized in any case.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、電機子
鉄心の磁化特性の非線形性を利用し、永久磁石式同期電
動機の磁極位置を推定するようにしたため、停止状態で
の磁極位置を高い精度で確実に推定できる効果がある。
As described above, according to the present invention, the magnetic pole position of the permanent magnet type synchronous motor is estimated by utilizing the non-linearity of the magnetization characteristics of the armature core. There is an effect that the estimation can be performed with high accuracy.

【0066】また、第1の推定処理で凡その磁極位置を
推定し、第2の推定処理で磁極位置を細かに推定するた
め、推定処理回数を減らして推定時間を短縮できる。
Further, since the approximate magnetic pole position is estimated in the first estimating process and the magnetic pole position is finely estimated in the second estimating process, the number of estimation processes can be reduced and the estimation time can be shortened.

【0067】また、磁極位置が90°または−90°付
近になるときも磁極位置を確実に推定できる。
Further, even when the magnetic pole position is near 90 ° or −90 °, the magnetic pole position can be reliably estimated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態を示すシステム構成図。FIG. 1 is a system configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】実施形態における第1の推定手段での推定処理
手順図。
FIG. 2 is an exemplary flowchart of an estimation process performed by a first estimation unit according to the embodiment;

【図3】実施形態における第2の推定手段での推定磁極
位置θM1、θM21、θM22を基準とした電圧ベクトル図。
FIG. 3 is a voltage vector diagram based on magnetic pole positions θ M1 , θ M21 and θ M22 estimated by a second estimating means in the embodiment.

【図4】本発明に基づいた実験結果を示す位置推定特性
(θre=54°)。
FIG. 4 is a position estimation characteristic (θ re = 54 °) showing experimental results based on the present invention.

【図5】本発明に基づいた実験結果を示す各相電流値の
変化(θre=54°)。
FIG. 5 is a graph showing changes in the current value of each phase (θ re = 54 °) showing experimental results based on the present invention.

【図6】本発明に基づいた実験結果を示す位置推定特性
(θre=36°)。
FIG. 6 shows position estimation characteristics (θ re = 36 °) showing experimental results based on the present invention.

【図7】本発明に基づいた実験結果を示す位置推定特性
(θre=99°)。
FIG. 7 is a position estimation characteristic (θ re = 99 °) showing an experimental result based on the present invention.

【図8】本発明に基づいた実験結果を示す位置推定特性
(θre=−81°)。
FIG. 8 is a position estimation characteristic (θ re = −81 °) showing an experimental result based on the present invention.

【図9】本発明に基づいた実験結果を示す磁極位置推定
特性。
FIG. 9 is a magnetic pole position estimation characteristic showing experimental results based on the present invention.

【図10】PMモータモデルFIG. 10 is a PM motor model

【図11】本発明を原理的に説明するための電圧印加時
の各相電流値。
FIG. 11 shows a current value of each phase when a voltage is applied to explain the present invention in principle.

【図12】本発明に係る電圧ベクトルn(1〜12)。FIG. 12 shows a voltage vector n (1 to 12) according to the present invention.

【図13】推定磁極位置θM1を基準とした電圧ベクトル
図。
FIG. 13 is a voltage vector diagram based on an estimated magnetic pole position θ M1 .

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…PMモータ 2…PWMインバータ 3…ドライブ回路 4…コントローラ 5U,5V…電流検出器 6…ロータリーエンコーダ 11…電圧ベクトル発生手段 12…電流検出手段 13…第1の推定手段 14…第2の推定手段 15…制御手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... PM motor 2 ... PWM inverter 3 ... Drive circuit 4 ... Controller 5U, 5V ... Current detector 6 ... Rotary encoder 11 ... Voltage vector generation means 12 ... Current detection means 13 ... First estimation means 14 ... Second estimation Means 15 ... Control means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小玉 貴志 愛知県西春日井郡清洲町2359番地8 クレ セントラウレル203 (72)発明者 山田 堅滋 愛知県西春日井郡新川町東須ヶ口92番地 サンライフ新川103 Fターム(参考) 5H560 BB04 BB12 DA07 DC12 EB01 GG04 TT15 XA05 XA12 XA13 5H576 BB10 CC01 DD02 EE11 GG01 GG04 HB01 JJ17 LL22  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Takashi Kodama 2359-8 Kiyosu-cho, Nishi-Kasugai-gun, Aichi Prefecture 203 Clecent Laurel 203 (72) Inventor Kenji Yamada 92, Higashisugaguchi, Shinkawa-cho, Nishi-Kasugai-gun, Aichi 103F Sun Life Shinkawa Terms (reference) 5H560 BB04 BB12 DA07 DC12 EB01 GG04 TT15 XA05 XA12 XA13 5H576 BB10 CC01 DD02 EE11 GG01 GG04 HB01 JJ17 LL22

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 永久磁石式同期電動機の磁極位置に応じ
て該電動機の電機子巻線に供給する電圧角度を制御する
永久磁石式同期電動機のセンサレス制御システムにおい
て、 前記電動機の停止状態で、一定間隔で角度を変えた正負
の一定電圧の電圧ベクトルを該電動機に印加し、各正負
の電圧ベクトルの印加に対する回転子に固定した座標の
d軸電流値を検出し、該電流値の差が最も大きくなる前
記電圧ベクトルの位置を磁極位置として推定する磁極位
置推定装置を備えたことを特徴とする永久磁石式同期電
動機のセンサレス制御システム。
1. A sensorless control system for a permanent magnet synchronous motor that controls a voltage angle supplied to an armature winding of the permanent magnet synchronous motor according to a magnetic pole position of the permanent magnet synchronous motor. A voltage vector of a constant positive / negative voltage whose angle is changed at intervals is applied to the electric motor, and a d-axis current value of coordinates fixed to the rotor with respect to the application of each positive / negative voltage vector is detected. A sensorless control system for a permanent magnet synchronous motor, comprising: a magnetic pole position estimating device for estimating a position of the increasing voltage vector as a magnetic pole position.
【請求項2】 前記磁極位置推定装置は、 前記電動機の停止状態で、一定間隔で大まかに角度を変
えた正負の一定電圧の電圧ベクトルを該電動機に印加し
たときの回転子に固定した座標のd軸電流値の差が最も
大きくなる該電圧ベクトルの位置を凡その磁極位置とし
て推定する第1の推定手段と、 前記第1の推定手段で検出した電圧ベクトル位置を中心
にして、一定間隔で細かに角度を変えた電圧ベクトルを
該電動機に印加したときの前記d軸電流値の差が最も大
きくなる該電圧ベクトルの位置を磁極位置と推定する処
理を繰り返して最終的な磁極位置を推定する第2の推定
手段とを備えたことを特徴とする請求項1に記載の永久
磁石式同期電動機のセンサレス制御システム。
2. The magnetic pole position estimating apparatus according to claim 1, wherein, when the motor is stopped, a voltage vector of a constant positive and negative voltage whose angle is roughly changed at a constant interval is applied to the rotor when the motor is stopped. first estimating means for estimating the position of the voltage vector at which the difference between the d-axis current values is the largest as an approximate magnetic pole position, and at regular intervals around the voltage vector position detected by the first estimating means, Estimating the final magnetic pole position by repeating the process of estimating the position of the voltage vector at which the difference of the d-axis current value becomes the largest when the voltage vector whose angle is finely changed is applied to the electric motor is the magnetic pole position The sensorless control system for a permanent magnet type synchronous motor according to claim 1, further comprising a second estimating unit.
【請求項3】 前記磁極位置推定装置は、 前記第1の推定手段で推定された磁極位置が90°付近
または−90°付近の場合、推定された磁極位置を基準
にしてその前後に一定の角度差をもつ電圧ベクトルを前
記電動機に印加したときの前記d軸電流値の差が最も大
きくなる該電圧ベクトルの位置を磁極位置として更新す
る手段を備えたことを特徴とする請求項1または2に記
載の永久磁石式同期電動機のセンサレス制御システム。
3. The magnetic pole position estimating device, wherein when the magnetic pole position estimated by the first estimating means is near 90 ° or near −90 °, the magnetic pole position is estimated to be constant before and after the estimated magnetic pole position. 3. The apparatus according to claim 1, further comprising means for updating, as a magnetic pole position, a position of the voltage vector at which a difference between the d-axis current values when a voltage vector having an angle difference is applied to the motor is maximized. 2. A sensorless control system for a permanent magnet synchronous motor according to claim 1.
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