JP2001275381A - Pmモータの制御装置 - Google Patents

Pmモータの制御装置

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JP2001275381A
JP2001275381A JP2000087876A JP2000087876A JP2001275381A JP 2001275381 A JP2001275381 A JP 2001275381A JP 2000087876 A JP2000087876 A JP 2000087876A JP 2000087876 A JP2000087876 A JP 2000087876A JP 2001275381 A JP2001275381 A JP 2001275381A
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motor
control
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proportional gain
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Zenji Kido
善治 城戸
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 連続定格トルクと短時間定格トルクの比が大
きいPMモータを比例ゲインおよび積分時定数を固定の
電流制御系で制御すると、制御性および安定性に欠け
る。 【解決手段】 PI電流制御アンプ4A、4Bはその比
例ゲインおよび積分時定数を制御できる構成とし、関数
発生器12は制御条件設定部11で設定するインバータ
の出力電流、出力周波数、モータの巻線温度(磁石温
度)のいずれかまたは複数を組み合わせた制御条件に応
じて制御アンプの比例ゲインおよび積分時定数を最適値
にする。例えば、インバータの出力電流が高いほど比例
ゲインおよび積分時定数を低下させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石式同期モ
ータ(PMモータ)をインバータで駆動するPMモータ
の制御装置に係り、特に電流制御系の比例積分(PI)
制御に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の制御装置を図2に示す。逆変換
部1は、順変換部2を直流電源とし、電流制御した交流
電流でPMモータ3を駆動する。制御装置は、電流制御
系を有してインバータ1をPWM制御する。
【0003】この制御装置は、d−q軸に分離した電流
設定値を指令とする電流制御アンプ4A、4Bと、これ
ら電流制御アンプ4A、4Bの制御信号を2相−3相変
換する座標変換部5と、この座標変換部5からの3相交
流信号をPWM波形に変換するPWM波形生成部6と、
このPWM波形生成部6からのPWM波形にしたがった
ゲート出力で逆変換部1の各半導体スイッチを駆動する
ゲート出力部7とを備える。
【0004】電流制御アンプ4A、4Bへのフィードバ
ック信号になるd軸とq軸電流検出値は、逆変換部1か
らPMモータ3に供給する電流検出値を、3相−2相座
標変換部8でd−q軸電流に変換する。座標変換部5お
よび8における座標変換のための基準位相信号は、PM
モータ3のロータ位置を検出するロータリエンコーダ9
と、このエンコーダ9からの位置信号を位相信号として
検出する位相検出部10により得る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】電流制御アンプ4A、
4Bは、d−q軸電流の偏差分をそれぞれ比例積分(P
I)演算する。
【0006】ここで、一般の電流制御系の比例ゲインと
積分時定数は、モータ定数が運転条件によって変化しな
いことを前提とし、固定値として設定される。これは、
出力トルクの連続定格と短時間定格の比が小さいモータ
(例えば、1:1.5)やその比が大きくとも余裕を持
って設計されたモータでは、運転条件の変化に対するモ
ータ定数の変化が小さく、制御に影響を及ぼさないこと
を前提としている。
【0007】ところが、PMサーボモータのように、連
続定格トルクと短時間定格トルクの比が大きく、さらに
小型化のために設計に余裕がない場合、大トルクを発生
するために大電流を流すと、固定子側で磁気飽和が発生
し易くなり、モータ定数も大きく変化する。
【0008】この状態で電流制御系の比例ゲインを固定
値で制御すると、負荷電流の変化幅全域において最適に
制御することが困難となる。現象としては、軽負荷領域
では電流制御系の周波数応答が下がり、高負荷領域では
周波数応答が高くなり、最悪の場合には制御不安定や発
振を起こす。
【0009】制御系の定数を可変にするものとして、例
えば、特開平5ー137373号公報には、負荷の大小
に連動させて速度制御系の制御定数を変更する提案がな
されている。この制御方法は、誘導電動機をPI調節器
で定速度制御するのに、即応性と安定性を高めるようと
するものであり、速度設定値と検出値との偏差の絶対値
が所定値よりも大のときにPI調節器の積分時間を零を
含む小さな値に変える。また、絶対値と比較する所定値
をインバータの出力電流に応じて補正する。
【0010】この制御方法は、電動機の速度偏差の大小
を基に積分時間を変化させ、これに電動機電流分も含ま
せるものであるが、基本的には積分時間のみを変化させ
るもので、比例ゲインは固定となるし、モータ速度やモ
ータ定数の変化を考慮した制御にはならず、前記のよう
に運転条件の過酷なPMサーボモータ等の制御に適用し
た場合に制御性と安定性に不十分な制御方法になる。
【0011】本発明の目的は、PMモータをPI電流制
御するにおいて、制御性と安定性をより高めることがで
きる制御装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、インバータの
出力電流、出力周波数およびモータの磁石温度または巻
線温度に応じて電流制御アンプの比例ゲインおよび積分
時定数を制御するようにしたもので、以下の構成を特徴
とする。
【0013】電流制御系を有するインバータによってP
Mモータを駆動するPMモータの制御装置において、前
記電流制御系の電流制御アンプは、比例ゲインおよび積
分時定数を制御できる手段を設け、前記インバータの出
力電流が高いほど前記制御アンプの比例ゲインおよび積
分時定数を低下させる制御手段を備えたことを特徴とす
る。
【0014】また、電流制御系を有するインバータによ
ってPMモータを駆動するPMモータの制御装置におい
て、前記電流制御系の電流制御アンプは、比例ゲインお
よび積分時定数を制御できる手段を設け、前記インバー
タの出力周波数が高いほど前記制御アンプの比例ゲイン
および積分時定数を低下させる制御手段を備えたことを
特徴とする。
【0015】また、電流制御系を有するインバータによ
ってPMモータを駆動するPMモータの制御装置におい
て、前記電流制御系の電流制御アンプは、比例ゲインお
よび積分時定数を制御できる手段を設け、前記モータの
磁石温度または巻線温度が高いほど前記制御アンプの比
例ゲインおよび積分時定数を高める制御手段を備えたこ
とを特徴とする。
【0016】また、前記制御手段は、前記インバータの
出力電流、出力周波数、モータの磁石温度または巻線温
度のうちの複数の組み合わせで、前記制御アンプの比例
ゲインおよび積分時定数を制御することを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態を示す
装置構成図である。同図が図2と異なる部分は、制御条
件設定部11と関数発生器12とを付加した点にある。
【0018】電流制御アンプ4A,4Bは、その比例ゲ
イン及び積分時定数を外部から連続的または段階的に可
変制御できる構成にする。これら制御は、アンプのフィ
ードバック回路に半導体スイッチ素子と抵抗やコンデン
サからなる回路を複数回路設け、半導体スイッチ素子の
導通・阻止状態をアナログ的またはディジタル的に制御
することで実現される。
【0019】制御条件設定部11は、電流制御アンプ4
A,4Bの比例ゲインおよび積分時定数を制御する条件
を設定する。この制御条件として、インバータの出力電
流と、インバータの出力周波数と、PMモータの巻線温
度あるいは磁石温度のいずれか1つの条件、またはこれ
ら複数の条件を組み合わせたものにされる。
【0020】関数発生器12は、制御条件設定部11で
の制御条件の設定に応じて、インバータの出力電流、出
力周波数、PMモータの巻線温度または磁石温度の各検
出信号を取り込み、これら信号別の関数データを内蔵ま
たは演算回路を内蔵し、各検出信号の値に応じて比例ゲ
イン及び積分時定数の制御信号を発生する。
【0021】なお、インバータの出力電流や出力周波数
は、電流検出器13や位相検出器10の検出信号から得
ることができる。また、PMモータの巻線温度や磁石温
度は、モータの枠体に設けた温度検出器で直接に検出ま
たは間接的に検出することができる。
【0022】以上の構成により、PMモータの電流制御
において、制御条件と運転状態に応じて、電流制御系の
比例ゲインと積分時定数を変化させ、制御性と安定性を
高めた最適制御を得る。
【0023】制御条件設定部11の制御条件をインバー
タの出力電流に設定する場合、関数発生器12は、出力
電流が大きくなるほどアンプ4A、4Bの比例ゲインお
よび積分時定数を低下させる関数特性にする。
【0024】すなわち、PMモータに大きなトルクを得
るため、インバータの出力電流を増加したとき、モータ
定数Ld,Lqが磁気飽和の影響で小さくなり、比例ゲ
インが大きいときは電流制御系の発振や不安定になる。
逆に、比例ゲインを小さくしておくと、低トルク領域で
は周波数応答が悪くなる。このことから、インバータの
出力電流が大きい場合には、アンプ4A、4Bの比例ゲ
インおよび積分時定数を低下させることで制御性と安定
性を高める。
【0025】なお、インバータの出力電流変化に対する
関数発生器12の出力は、例えばモータ定数Ld,Lq
が電流によって見かけ上で1/2になる場合は比例ゲイ
ン及び積分時定数を1/2にする関数特性にする。ただ
し、電流とモータ時定数の比例関係は、必ずしも成立し
ないものであり、モータのステータの設計などにより違
いがあるため、個々のモータに応じて測定および調整す
るのが好ましい。
【0026】次に、制御条件設定部11の制御条件をイ
ンバータの出力周波数に設定する場合、モータの運転周
波数が低周波域になるほど特定の巻線に電流が集中し、
磁気飽和を起こしやすくなるため、関数発生器12の出
力は周波数が低くなるほど、アンプ4A、4Bの比例ゲ
インおよび積分時定数を小さくする関数特性にする。
【0027】次に、制御条件設定部11の制御条件をP
Mモータの巻線温度または磁石温度に設定する場合、P
Mモータの磁石温度が上昇すると、磁束が減少するた
め、ステータは磁気飽和を起こしにくくなるため、関数
発生器12は、巻線温度が高くなるほど、または磁石温
度が高くなるほど、アンプ4A、4Bの比例ゲインおよ
び積分時定数を大きくする。
【0028】なお、これら周波数や磁石温度による比例
ゲインおよび積分時定数の制御においても、モータを個
別に測定して関数を適宜変更するのが好ましい。
【0029】なお、実施形態では、PMモータをd−q
軸電流に分離した制御系により制御する場合を示すが、
これら電流を合成した電流指令で制御する装置に適用し
て同等の作用効果を得ることができる。
【0030】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、インバ
ータの出力電流、出力周波数およびPMモータの磁石温
度または巻線温度に応じて電流制御アンプの比例ゲイン
および積分時定数を制御するようにしたため、PMサー
ボモータのように連続定格トルクと短時間定格トルクの
比が大きいモータの制御に最適な制御性および安定性を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示すPMモータの制御装置
構成図。
【図2】従来のPMモータの制御装置構成図。
【符号の説明】
1…逆変換部 2…順変換部 3…PMモータ 4A、4B…電流制御アンプ 11…制御条件設定部 12…関数発生器
フロントページの続き Fターム(参考) 5H560 BB04 BB12 DA07 DC12 DC20 EB01 EC01 RR05 RR10 SS07 TT20 UA06 XA02 XA10 XA12 XA13 5H576 BB06 BB10 CC05 DD07 EE01 EE11 GG04 GG08 HA04 HB02 JJ11 JJ24 JJ28 LL22 LL41 LL45 LL60

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電流制御系を有するインバータによって
    PMモータを駆動するPMモータの制御装置において、 前記電流制御系の電流制御アンプは、比例ゲインおよび
    積分時定数を制御できる手段を設け、 前記インバータの出力電流が高いほど前記制御アンプの
    比例ゲインおよび積分時定数を低下させる制御手段を備
    えたことを特徴とするPMモータの制御装置。
  2. 【請求項2】 電流制御系を有するインバータによって
    PMモータを駆動するPMモータの制御装置において、 前記電流制御系の電流制御アンプは、比例ゲインおよび
    積分時定数を制御できる手段を設け、 前記インバータの出力周波数が高いほど前記制御アンプ
    の比例ゲインおよび積分時定数を低下させる制御手段を
    備えたことを特徴とするPMモータの制御装置。
  3. 【請求項3】 電流制御系を有するインバータによって
    PMモータを駆動するPMモータの制御装置において、 前記電流制御系の電流制御アンプは、比例ゲインおよび
    積分時定数を制御できる手段を設け、 前記モータの磁石温度または巻線温度が高いほど前記制
    御アンプの比例ゲインおよび積分時定数を高める制御手
    段を備えたことを特徴とするPMモータの制御装置。
  4. 【請求項4】 前記制御手段は、前記インバータの出力
    電流、出力周波数、モータの磁石温度または巻線温度の
    うちの複数の組み合わせで、前記制御アンプの比例ゲイ
    ンおよび積分時定数を制御することを特徴とする請求項
    1〜3項に記載のPMモータの制御装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007126024A1 (ja) * 2006-04-28 2007-11-08 Thk Co., Ltd. サーボモータの制御装置及び方法
JP2010057252A (ja) * 2008-08-27 2010-03-11 Sinfonia Technology Co Ltd 同期モータ駆動制御装置
WO2020012644A1 (ja) 2018-07-13 2020-01-16 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング装置の制御装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007126024A1 (ja) * 2006-04-28 2007-11-08 Thk Co., Ltd. サーボモータの制御装置及び方法
JP5097110B2 (ja) * 2006-04-28 2012-12-12 Thk株式会社 サーボモータの制御装置及び方法
JP2010057252A (ja) * 2008-08-27 2010-03-11 Sinfonia Technology Co Ltd 同期モータ駆動制御装置
WO2020012644A1 (ja) 2018-07-13 2020-01-16 三菱電機株式会社 電動パワーステアリング装置の制御装置
US11958544B2 (en) 2018-07-13 2024-04-16 Mitsubishi Electric Corporation Control device for electric power steering device

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