JP2002044974A - Torque ripple correction method and motor control circuit - Google Patents

Torque ripple correction method and motor control circuit

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JP2002044974A
JP2002044974A JP2000222930A JP2000222930A JP2002044974A JP 2002044974 A JP2002044974 A JP 2002044974A JP 2000222930 A JP2000222930 A JP 2000222930A JP 2000222930 A JP2000222930 A JP 2000222930A JP 2002044974 A JP2002044974 A JP 2002044974A
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speed
torque
ripple
torque ripple
filter
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Yasuo Kin
泰雄 金
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Yaskawa Electric Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable uniform speed motor drive by making torque ripple correction, in a short time, with a low cost, in a simple way and moreover with high accuracy. SOLUTION: In a torque ripple correction method, which is provided with a current control means 12 which drives an AC motor 11, a PMW power converter unit 13; a current detection means 14 for the AC motor 11; an electrical angle (θfb) detection means 15 for the AC motor, a detection speed calculation means 16, which calculates a detection speed ωfb from the detection electrical angel θfb; a speed error calculation means 17, which calculates a difference Δωbetween an instruction speed ω* and the detection speed ωfb; a speed proportion integral control part 18, which calculates an instruction speed by multiplying the speed error by a speed proportion integral gain, prescribed torque ripples are extracted from the instruction torque by a filter, which passes a prescribed frequency band; and a new instruction torque is derived by subtracting the prescribed torque ripples from the instruction torque.

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、ACモータと電流
検出器とPWM変換装置から発生するトルクリプルを補
正し、回転むらを低減するトルクリプル補正方法および
モータ制御回路に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a torque ripple correction method and a motor control circuit for correcting torque ripple generated from an AC motor, a current detector, and a PWM converter to reduce rotation unevenness.

【0002】[0002]

【従来の技術】トルクリプルには、コギングトルク、デ
ッドタイムリプル、オフセットリプル、ゲインリプル、
負荷リプル等が考えられる。負荷リプル以外のこれらの
リプルは回転周波数(又は、PWM駆動装置の出力周波
数)に比例する関係がある。上述したトルクリプルの中
で、コギングトルクはACモータ構造により生じるトル
クリプル、すなわちACモータ回転子の1回転に付き、
極数とスロット数の最大公倍数で繰り返されるリプルで
あり、低速度と低トルク領域で回転むらを与えるといっ
た大きな悪影響を及ぼし、高精度の要求される応用分野
では問題になっていた。このコギングトルクを補正する
従来技術としては、例えば、特開平7−46878号公
報に記載のものがあり、それによればACモータ試験で
コギングトルク成分を個別に測定し、その成分を機械角
と一緒にメモリに保存し、運転時に機械角に対応するコ
ギングトルク成分を呼び出して指令トルクに補正を掛け
るといった方法が採られている。しかしながら、この方
法では時間とコストがかかるといった欠点と位相の伝送
遅れが存在する場合は適用不可能という問題があった。 Trp cg = Trp cgmax(θm) ・・・(1) ここで、Trp cg : コギングトルク Trp cgmax : コギングトルク振幅 θm : 機械回転位置(機械角、θm = θe/P) θe : 電気回転位置(電気角) P : 極対数、である。
2. Description of the Related Art Torque ripple includes cogging torque, dead time ripple, offset ripple, gain ripple,
Load ripple and the like can be considered. These ripples other than the load ripple have a relationship proportional to the rotation frequency (or the output frequency of the PWM drive). Among the torque ripples described above, the cogging torque is the torque ripple generated by the AC motor structure, that is, per rotation of the AC motor rotor,
Ripple that is repeated at the greatest common multiple of the number of poles and the number of slots has a serious adverse effect such as giving uneven rotation at low speed and low torque, and has been a problem in application fields requiring high precision. As a conventional technique for correcting the cogging torque, for example, there is a technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-46878. According to the technique, a cogging torque component is individually measured by an AC motor test, and the component is combined with a mechanical angle. In such a case, a cogging torque component corresponding to the mechanical angle is called during operation to correct the command torque. However, this method has a drawback that it takes time and cost, and has a problem that it cannot be applied when there is a phase transmission delay. Trp cg = Trp cgmax (θm) (1) where Trp cg: cogging torque Trp cgmax: cogging torque amplitude θm: mechanical rotation position (mechanical angle, θm = θe / P) θe: electric rotation position (electricity) Angle) P: Number of pole pairs.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術で
はACモータに対して個別試験を行い、機械角の位置
(1回転)に対するコギングトルクを測定し、(1)式
の機械位置対コギングトルクの値をメモリに格納してお
き、運転時にメモリから機械角に対応するコギングトル
クを呼び出して指令トルクに補正を行う方法であるた
め、 ACモータの個別試験による時間がかかること、 メモリ使用によるコストがかかること、 位置の伝送遅れが存在した場合に補正が誤って、ト
ルクリプルの増加の要因になること、等が問題になっ
た。 本発明はこれらの問題を解決するもので、 時間の手間がかからないこと、 コスト削減ができること、 コギングトルク以外のトルクリプルも補正できるこ
と、 トルクリプルの補正が簡単に実現ができることであ
り、これによって高精度の応用分野で回転むらの無いモ
ータ駆動が実現できることを目的とする。
However, in the prior art, an individual test is performed on an AC motor to measure the cogging torque with respect to the mechanical angle position (one rotation), and the cogging torque of the mechanical position with respect to the mechanical position in equation (1) is obtained. In this method, the values are stored in the memory, and the cogging torque corresponding to the mechanical angle is called from the memory during operation to correct the command torque. Therefore, it takes time for the individual test of the AC motor, and the cost of using the memory is reduced. This causes a problem that the correction is erroneous when there is a position transmission delay, which causes an increase in torque ripple, and the like. The present invention solves these problems, and requires less time, cost reduction, correction of torque ripple other than cogging torque, and easy correction of torque ripple. It is an object of the present invention to realize a motor drive without rotation unevenness in an applied field.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本願請求項1記載のトルクリプル補正方法の発明
は、指令トルクの通りにACモータを駆動する電流制御
手段及びPWM電力変換装置と、前記ACモータの電流
を検出する電流検出手段と、前記ACモータの電気角
(位置)を検出する電気角検出手段と、前記検出電気角
から検出速度を計算する検出速度演算手段と、指令速度
から前記検出速度を差し引いて速度誤差を計算する速度
誤差演算手段と、前記速度誤差に速度比例積分ゲインを
乗じて指令トルクを計算する速度比例積分制御部と、を
備えたトルクリプル補正方法において、所定の周波数帯
域を通過させるフィルタで前記指令トルクから所定のト
ルクリプルを抽出し、前記指令トルクから所定の前記ト
ルクリプルを差し引くことにより新しい指令トルクを得
ることを特徴とする。請求項2記載の発明は、請求項1
記載のトルクリプル補正方法において、所定の前記トル
クリプルにリプルゲインを乗じた値でトルクリプルの補
正処理を行うことを特徴とする。請求項3記載の発明
は、請求項1又は2記載のトルクリプル補正方法におい
て、所定の周波数帯域を通過させる前記フィルタとリプ
ルゲインが複数個備えられ、これらが並列処理されるこ
とを特徴とする。請求項4記載の発明は、請求項1〜3
記のいずれか1項記載のトルクリプル補正方法におい
て、所定の周波数帯域を通過させる前記フィルタが、バ
ンドパスフィルタ、又は、ローパスフィルタとハイ−パ
スフィルタとの組み合わせによるハイブリッドフィルタ
であることを特徴とする。請求項5記載の発明は、請求
項1〜4のいずれか1項記載のトルクリプル補正方法に
おいて、前記フィルタのカットオフ周波数を計算するた
め、基準になる前記速度周波数が前記検出速度周波数、
又は前記指令速度周波数であり、前記検出速度と前記指
令速度のいずれか一つを速度用第1スイッチで選択する
ようにしたことを特徴とする。請求項6記載の発明は、
請求項1〜5のいずれか1項記載のトルクリプル補正方
法において、前記フィルタのカットオフ周波数が、基準
になる前記速度周波数(又は、前記PWM電力変換装置
の出力周波数)に従って自動的に変更を行うことを特徴
とする。請求項7記載の発明は、請求項1〜6のいずれ
か1項記載のトルクリプル補正方法において、指令トル
クから補正有効領域を判断するトルク領域判断手段と、
前記速度から補正有効領域を判断する速度領域判断手段
と、前記トルク領域判断手段と前記速度領域判断手段か
ら得られた領域判断値の組み合わせ結果で、前記フィル
タによるトルクリプル処理演算の調整を行うようにフィ
ルタ調整手段を設けたことを特徴とする。請求項8記載
の発明は、請求項1〜6のいずれか1項記載のトルクリ
プル補正方法において、請求項7の前記領域判断値の組
み合わせ結果により、前記フィルタから演算された前記
トルクリプルを前記指令トルクに補正を行うか行わない
かをリプル補正用第2スイッチで選択するようにしたこ
とを特徴とする。請求項9記載の発明は、請求項1記載
のトルクリプル補正方法において、前記トルクリプルが
前記ACモータから発生するリプル、前記電流検出器の
オフセットとゲインによるリプル、PWM変換装置のオ
フセットとゲインによるリプルと、デッドタイムによる
リプルの一つ以上であり、前記トルクリプルは前記速度
周波数に一定の周波数で関係づけたことを特徴とする。
請求項10記載のモータ制御回路の発明は、指令トルク
の通りにACモータを駆動する電流制御手段及びPWM
電力変換装置と、前記ACモータの電流を検出する電流
検出手段と、前記ACモータの電気角(位置)を検出す
る電気角検出手段と、前記検出電気角から検出速度を計
算する検出速度演算手段と、指令速度から前記検出速度
を差し引いて速度誤差を計算する速度誤差演算手段と、
前記速度誤差に速度比例積分ゲインを乗じて指令トルク
を計算する速度比例積分制御部と、を備えたモータ制御
回路において、所定の周波数帯域を通過させるフィルタ
で前記指令トルクから所定のトルクリプルを抽出し、前
記指令トルクから所定の前記トルクリプルを差し引くこ
とにより新しい指令トルクを得ることを特徴とする。請
求項11記載の発明は、請求項10記載のモータ制御回
路において、前記トルクリプル補正処理手段が所定の前
記トルクリプルにリプルゲインを乗じたトルクリプルの
補正処理を行うことを特徴とする。
In order to solve the above problem, the invention of a torque ripple correction method according to claim 1 of the present application provides a current control means for driving an AC motor according to a command torque, a PWM power conversion device, A current detecting means for detecting a current of the AC motor; an electric angle detecting means for detecting an electric angle (position) of the AC motor; a detected speed calculating means for calculating a detected speed from the detected electric angle; A torque error correction method comprising: a speed error calculating means for calculating a speed error by subtracting a detected speed; and a speed proportional integral control unit for calculating a command torque by multiplying the speed error by a speed proportional integral gain. A filter that passes a band extracts predetermined torque ripple from the command torque, and subtracts the predetermined torque ripple from the command torque. Wherein the obtaining a new command torque by. The invention described in claim 2 is the first invention.
In the torque ripple correction method described above, a torque ripple correction process is performed using a value obtained by multiplying a predetermined gain by a ripple gain. According to a third aspect of the present invention, in the torque ripple correction method according to the first or second aspect, a plurality of filters and ripple gains that pass a predetermined frequency band are provided, and these are processed in parallel. The invention according to claim 4 is the invention according to claims 1 to 3.
5. The torque ripple correction method according to claim 1, wherein the filter that passes a predetermined frequency band is a bandpass filter or a hybrid filter formed by a combination of a lowpass filter and a high-pass filter. . According to a fifth aspect of the present invention, in the torque ripple correction method according to any one of the first to fourth aspects, in order to calculate a cutoff frequency of the filter, the reference speed frequency is the detected speed frequency,
Alternatively, it is the command speed frequency, and one of the detected speed and the command speed is selected by a first speed switch. The invention according to claim 6 is
The torque ripple correction method according to any one of claims 1 to 5, wherein a cutoff frequency of the filter is automatically changed in accordance with the reference speed frequency (or an output frequency of the PWM power converter). It is characterized by the following. According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the torque ripple correction method according to any one of the first to sixth aspects, wherein a torque area determining means for determining a correction effective area from the command torque;
A speed region determination unit that determines a correction effective region from the speed, and a torque ripple process calculation by the filter is adjusted based on a combination result of the region determination values obtained from the torque region determination unit and the speed region determination unit. A filter adjusting means is provided. According to an eighth aspect of the present invention, in the torque ripple correction method according to any one of the first to sixth aspects, the torque ripple calculated from the filter is set to the command torque based on a combination result of the area determination values of the seventh aspect. The second switch for ripple correction selects whether or not to perform correction. According to a ninth aspect of the present invention, in the torque ripple correction method according to the first aspect, the torque ripple is generated from the AC motor, the ripple due to the offset and the gain of the current detector, and the ripple due to the offset and the gain of the PWM converter. , One or more of ripples due to dead time, wherein the torque ripple is related to the speed frequency at a constant frequency.
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a motor control circuit for driving an AC motor in accordance with a command torque and a PWM.
A power converter, current detection means for detecting the current of the AC motor, electric angle detection means for detecting an electric angle (position) of the AC motor, and detection speed calculation means for calculating a detection speed from the detected electric angle Speed error calculating means for calculating a speed error by subtracting the detected speed from the command speed,
A speed proportional integral control unit that calculates a command torque by multiplying the speed error by a speed proportional integral gain; anda motor control circuit including a filter that passes a predetermined frequency band to extract a predetermined torque ripple from the command torque. A new command torque is obtained by subtracting a predetermined torque ripple from the command torque. According to an eleventh aspect of the present invention, in the motor control circuit according to the tenth aspect, the torque ripple correction processing means performs a torque ripple correction process by multiplying a predetermined torque ripple by a ripple gain.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1は本発明が扱うトルクリプル補
正方法を含めた速度制御ループのブロック図である。図
1において、11はACモータであり、このACモータ
11を指令トルのク通りに電流制御手段12とPWM電
力変換装置13で駆動する。ACモータ11の電流Ifb
を電流検出手段14で検出し、ACモータの電気角
(位置)θfb を電気角検出手段(エンコーダ)15で
検出する。検出速度演算手段16は電気角検出手段15
で検出された検出電気角θfb から検出速度ωfb を計算
する。速度誤差演算手段17では指令速度ω* から検出
速度ωfb を差し引いて速度誤差Δω を計算し、速度比
例積分制御部18では速度誤差Δω に速度比例積分ゲ
インを乗じて指令トルクTp* を計算する。従来はこの
値Tp* を直接、電流制御手段12に入力し、電流制御
手段12ではこの指令トルクTp* とACモータの電流
Ifb とACモータの電気角(位置)θfbとの情報から
指令電圧V* を計算してPWM電力変換装置13へ入力
し、PWM電力変換装置13では出力電圧を発生してA
Cモータを駆動していた。ところが、本発明では、速度
比例積分制御部18からの指令トルクTp* を直接、電
流制御手段12へ入力せずに、本発明によるトルクリプ
ル補正処理手段1を介して新しい指令トルクTa* を計
算し、これを電流制御手段12に入力するようにしてい
る。トルクリプル補正処理手段1pでは、所定の周波数
帯域を通過させるフィルタで指令トルクTp* から所定
のトルクリプルを抽出し、この所定のトルクリプルTrp
と指令トルクTp* を用いて新しい指令トルクTa* を
計算するものである。図2はこのトルクリプル補正処理
手段1pで行われる第1の実施形態によるトルクリプル
補正方法を示しており、特にコギングトルクに対して有
効な補正方法のブロック図である。トルクリプルには、
コギングトルク、デッドタイムリプル、オフセットリプ
ル、ゲインリプル、負荷リプル(負荷外乱)等が考えら
れる。上述したトルクリプルの中で、負荷リプル以外の
トルクリプルは回転周波数(f=ω/2π)に比例して
以下のような周波数成分を持つリプルである。 コギングトルク(Trp cg):nf オフセットリプル(Trp offset):1f ゲインリプル(Trp gain):2f デッドタイムリプル(Trp dead):6f ここで、nは極数とスロット数の最大公倍数、fは回転
周波数、である。そこで、本発明はACモータの回転周
波数f(又は、PWM電力変換装置の出力周波数)に一定
の関係で発生するトルクリプル(k×f、kは任意定
数)に着目し、トルクリプルの低減及び補正を行うもの
である。このようなトルクリプルはACモータ11と電
流検出器14とPWM電力変換装置13から発生する一
部のトルクリプルである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a speed control loop including a torque ripple correction method handled by the present invention. In FIG. 1, reference numeral 11 denotes an AC motor, and the AC motor 11 is driven by a current control means 12 and a PWM power converter 13 according to a command torque. Current Ifb of AC motor 11
Is detected by the current detecting means 14, and the electrical angle (position) θfb of the AC motor is detected by the electrical angle detecting means (encoder) 15. The detection speed calculating means 16 is an electric angle detecting means 15
The detection speed ωfb is calculated from the detected electrical angle θfb detected in the step (1). The speed error calculating means 17 calculates the speed error Δω by subtracting the detected speed ωfb from the command speed ω *, and the speed proportional integral controller 18 calculates the command torque Tp * by multiplying the speed error Δω by the speed proportional integral gain. Conventionally, this value Tp * is directly input to the current control means 12, and the current control means 12 obtains the command voltage V from the information of the command torque Tp *, the current Ifb of the AC motor and the electrical angle (position) θfb of the AC motor. * Is calculated and input to the PWM power converter 13, and the PWM power converter 13 generates an output voltage and
The C motor was being driven. However, in the present invention, a new command torque Ta * is calculated via the torque ripple correction processing means 1 according to the present invention without directly inputting the command torque Tp * from the speed proportional integral control section 18 to the current control means 12. Are input to the current control means 12. In the torque ripple correction processing means 1p, a predetermined torque ripple is extracted from the command torque Tp * by a filter that passes a predetermined frequency band, and the predetermined torque ripple Trp is extracted.
A new command torque Ta * is calculated using the command torque Tp *. FIG. 2 shows a torque ripple correction method according to the first embodiment performed by the torque ripple correction processing means 1p, and is a block diagram of a correction method particularly effective for cogging torque. For torque ripple,
Cogging torque, dead time ripple, offset ripple, gain ripple, load ripple (load disturbance) and the like can be considered. Among the torque ripples described above, the torque ripple other than the load ripple is a ripple having the following frequency components in proportion to the rotation frequency (f = ω / 2π). Cogging torque (Trp cg): nf Offset ripple (Trp offset): 1f Gain ripple (Trp gain): 2f Dead time ripple (Trp dead): 6f where n is the greatest common multiple of the number of poles and the number of slots, and f is the rotation frequency ,. Therefore, the present invention focuses on the torque ripple (k × f, k is an arbitrary constant) generated in a constant relationship with the rotation frequency f of the AC motor (or the output frequency of the PWM power converter), and reduces and corrects the torque ripple. Is what you do. Such torque ripple is a partial torque ripple generated from the AC motor 11, the current detector 14, and the PWM power converter 13.

【0006】図2において、104は速度用第1スイッ
チ、105はリプル補正用第2スイッチ、106は速度
周波数演算手段、107は速度周波数f と指令トルク
Tp*からの領域判断手段、108はゼロリプルの補正値
Trp zero の発生器である。101はバンドパスフィル
タ部(BPF)で、1011aはバンドパスフィルタ、
1011bはバンドパスフィルタのカットオフ周波数の
発生器である。また、102はリプルゲイン部で、10
21はリプルゲインKrp である。図2で示すトルクリ
プル補正方法では、フィルタのカットオフ周波数を計算
するための基準になる速度は指令速度、又は検出速度で
あり、それらのいずれか一つを速度用第1スイッチで選
択するようにしている。まず、補正したいコギングトル
クTrp cg の周波数成分(例:frp=8f)を調べ、式
(2)に従ってトルクリプルの周波数成分frp と正規
バンド幅Δfc norm から正規カットオフ周波数fc nor
m(fcl norm、fcr norm)の設定を行う。その後、基
準になる速度周波数f (=ω/2π)を検出速度から
求めるように第1スイッチ(SW1の端子2を選択)の
切り替えを行う。 fc norm = FNC(Δfc norm、frp) ・・・(2) ここで、fc : バンドパスフィルタのカットオフ周
波数、 fc norm : fが1Hz時の正規カットオフ周波数 Δfc norm : 正規バンド幅(fcr norm−fcl nor
m) frp : トルクリプルの周波数成分 FNC : 関数、である。 また、指令トルクから補正有効領域を判断するトルク領
域判断手段と速度 周波数から補正有効領域を判断する
速度周波数領域判断手段を含んだ領域判断手段107で
指令トルクTp* と検出速度周波数fの情報からリプル
補正有効領域(低速度周波数領域、低トルク領域のAN
D条件)を判断して、これに基づきトルクリプルの補正
を行うか行わないかの判断を行って、リプル補正用第2
スイッチ(SW2)105(リプル補正を行う場合はS
W2端子の1を、リプル補正を行わない場合はSW2端
子の0を)で選択するようにしている。コギングトルク
リプルを抽出するために設定されたカットオフ周波数を
持つバンドパスフィルタ101を介して、指令トルクT
p* から所定のトルクリプル(コギングトルクの成分)
Trp を抽出し、リプルゲイン(Krp)102を乗じ、
リプル補正演算手段103で指令トルクTp* から所定
のトルクリプルTrp を差し引き、新しい指令トルクTa
*を計算して、コギングトルクの補正を行う。また、コ
ギングトルク以外のトルクリプル(デッドタイムリプ
ル、ゲインリプル、オフセットリプル等)に対しても上
記のトルクリプル補正方法でリプル補正ができる。
In FIG. 2, reference numeral 104 denotes a first switch for speed, 105 denotes a second switch for ripple correction, 106 denotes speed frequency calculating means, 107 denotes area determining means from the speed frequency f and the command torque Tp *, and 108 denotes zero ripple. Of the correction value Trp zero. 101 is a bandpass filter unit (BPF), 1011a is a bandpass filter,
Reference numeral 1011b denotes a generator for the cutoff frequency of the band-pass filter. Reference numeral 102 denotes a ripple gain unit,
21 is a ripple gain Krp. In the torque ripple correction method shown in FIG. 2, the reference speed for calculating the cutoff frequency of the filter is the command speed or the detected speed, and either one of them is selected by the first speed switch. ing. First, the frequency component (eg, frp = 8f) of the cogging torque Trp cg to be corrected is checked, and the normal cutoff frequency fc nor is calculated from the torque ripple frequency component frp and the normal bandwidth Δfc norm according to equation (2).
Set m (fcrl norm, fcr norm). Thereafter, the first switch (selecting the terminal 2 of SW1) is switched so as to obtain the reference speed frequency f (= ω / 2π) from the detected speed. fc norm = FNC (Δfc norm, frp) (2) where fc is the cut-off frequency of the band-pass filter, fc norm is the normal cut-off frequency when f is 1 Hz, and Δfc norm is the normal bandwidth (fcr norm). -Fcl nor
m) frp: frequency component of torque ripple FNC: function. Further, the area judging means 107 including a torque area judging means for judging a correction effective area from the command torque and a speed frequency area judging means for judging the correction effective area from the speed frequency, from the information of the command torque Tp * and the detected speed frequency f Ripple correction effective area (low speed frequency area, low torque area AN
D condition), and based on this, it is determined whether the torque ripple is to be corrected or not.
Switch (SW2) 105 (S for ripple correction)
When the ripple correction is not performed, 1 at the W2 terminal is selected with 0) at the SW2 terminal. Through a band-pass filter 101 having a cut-off frequency set for extracting cogging torque ripple, a command torque T
Predetermined torque ripple (cogging torque component) from p *
Trp is extracted and multiplied by a ripple gain (Krp) 102,
A predetermined torque ripple Trp is subtracted from the command torque Tp * by the ripple correction calculating means 103 to obtain a new command torque Ta.
Calculate * to correct the cogging torque. In addition, ripple correction can be performed with respect to torque ripple (dead time ripple, gain ripple, offset ripple, etc.) other than cogging torque by the above-described torque ripple correction method.

【0007】図4は本発明に用いられるバンドパスフィ
ルタである。バンドパスフィルタの中心周波数fo のゲ
インを0dbとし、ゲインがfo より下がった-3db
となる左右の周波数をカットオフ周波数fc(左カット
オフ周波数:fcl、右カットオフ周波数:fcr)とし、
この範囲Δfc の周波数成分を通過させる。このバンド
パスフィルタの代わりに、ローパスフィルタとハイ-パ
スフィルタとの組み合わせによるハイブリッドフィルタ
を用いることが出来る。また、フィルタのカットオフ周
波数は基準になる速度周波数に従って自動的に変更を行
うようにすることで、速度周波数に比例してより正確な
補正が行える。
FIG. 4 shows a bandpass filter used in the present invention. The gain at the center frequency fo of the bandpass filter is set to 0 db, and the gain is lower than fo by -3 db.
Let the left and right frequencies be the cutoff frequency fc (left cutoff frequency: fcl, right cutoff frequency: fcr)
The frequency components in this range Δfc are passed. Instead of this bandpass filter, a hybrid filter using a combination of a lowpass filter and a high-pass filter can be used. In addition, by automatically changing the cutoff frequency of the filter according to the reference speed frequency, more accurate correction can be performed in proportion to the speed frequency.

【0008】図3は本発明の第2の実施形態によるトル
クリプル補正処理手段1qで行われるトルクリプル補正
方法を示しており、特に多数のトルクリプルに対してリ
プル補正を行うトルクリプル補正方法のブロック図であ
る。図3において、104は速度用第1スイッチ、10
5はリプル補正用第2スイッチ、106は速度周波数演
算手段、107は速度周波数f と指令トルクTp*から
の領域判断手段、108はゼロリプルの補正値Trp zer
o の発生器である。101qはバンドパスフィルタ部
(BPF)で、1011a〜101naはそれぞれ第1
〜第nバンドパスフィルタ、1011b〜101nbは
それぞれ第1〜第nバンドパスフィルタのカットオフ周
波数の発生器である。また、102はリプルゲイン部
で、1021〜102nは第1〜第nリプルゲインであ
る。このように、所定の多数周波数帯域を通過させるフ
ィルタを設けたい場合、図3の101qで示すように並
列構成の第1バンドパスフィルタ〜第nバンドパスフィ
ルタで行うことが出来る。個々のバンドパスフィルタB
PF_1〜BPF_nと所定のカットオフ周波数fc1〜
fcnとリプルゲインKrp1〜Krpnの動作は、図2で示す
バンドパスフィルタBPF、カットオフ周波数fc、リ
プルゲインKrp の動作と原理的に同じである。
FIG. 3 shows a torque ripple correction method performed by the torque ripple correction processing means 1q according to the second embodiment of the present invention. In particular, FIG. 3 is a block diagram of a torque ripple correction method for performing ripple correction for a large number of torque ripples. . In FIG. 3, reference numeral 104 denotes a first speed switch, 10
5 is a second switch for ripple correction, 106 is a speed frequency calculating means, 107 is a region judging means from the speed frequency f and the command torque Tp *, and 108 is a correction value Trpzer of zero ripple.
o generator. 101q is a band pass filter unit (BPF), and 1011a to 101na are the first
The first to n-th bandpass filters, 1011b to 101nb, are generators of the cutoff frequencies of the first to n-th bandpass filters, respectively. Reference numeral 102 denotes a ripple gain unit, and reference numerals 1021 to 102n denote first to n-th ripple gains. As described above, when it is desired to provide a filter that allows a predetermined number of frequency bands to pass, the first bandpass filter to the nth bandpass filter having a parallel configuration as shown by 101q in FIG. 3 can be used. Individual bandpass filter B
PF_1 to BPF_n and a predetermined cutoff frequency fc1 to
The operations of fcn and the ripple gains Krp1 to Krpn are in principle the same as the operations of the bandpass filter BPF, cutoff frequency fc, and ripple gain Krp shown in FIG.

【0009】[0009]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、所
定の周波数帯域を通過させるフィルタで前記指令トルク
から所定のトルクリプルを抽出し、この所定のトルクリ
プルを指定トルクから差し引いて新しい指令トルクを計
算してトルクリプルの補正処理を行うようにしたので、 1)時間の手間がかからない、 2)コスト削減ができる、 3)トルクリプルの補正が簡単に実現ができる、 4)高精度の応用分野で回転むらの低減が実現できる。 という効果がある。
As described above, according to the present invention, a predetermined torque ripple is extracted from the command torque by a filter that passes a predetermined frequency band, and the predetermined torque ripple is subtracted from the designated torque to obtain a new command torque. Is calculated and the torque ripple correction processing is performed. 1) It takes less time and effort, 2) Cost can be reduced, 3) Torque ripple correction can be easily realized, and 4) High precision application fields Rotational unevenness can be reduced. This has the effect.

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

【図1】本発明が扱うトルクリプル補正方法を含めた速
度制御ループのブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram of a speed control loop including a torque ripple correction method handled by the present invention.

【図2】本発明の第1の実施形態によるトルクリプル補
正方法で、特にコギングトルクの対して有効な補正方法
のブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram of a torque ripple correction method according to the first embodiment of the present invention, which is particularly effective for cogging torque.

【図3】本発明の第2の実施形態によるトルクリプル補
正方法で、特に多数のトルクリプルに対してリプル補正
を行う場合に有効なトルクリプル補正方法のブロック図
である。
FIG. 3 is a block diagram of a torque ripple correction method according to a second embodiment of the present invention, which is effective particularly when ripple correction is performed on a large number of torque ripples.

【図4】本発明に用いられるバンドパスフィルタであ
る。
FIG. 4 shows a bandpass filter used in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

* 指令を表す添字 fb 検出を表す添字 T* 指令トルク Tp* 速度比例積分制御部から計算された指令トルク Ta* 本発明のトルクリプル補正処理が行った後の指令
トルク Trp バンドパスフィルタ処理とリプルゲイン演算後の
トルクリプル Trp1〜Trpn バンドパスフィルタ処理とリプルゲイン
演算後の第1〜第nのトルクリプル Krp リプルゲイン Krp1〜Krpn 第1〜第nのリプルゲイン ω* 指令速度 ωfb 検出速度 frp リプル周波数 Δω 速度誤差 V* 指令電圧 V 出力電圧 θfb 検出電機角(位置) θe 電気角 θm 機械角 P 極対数 Ifb 検出電流 BPF バンドパスフィルタ BPF_1〜BPF_n 第1〜第nのバンドパスフィ
ルタ fo バンドパスフィルタの中心周波数 fo1〜fon 第1〜第nバンドパスフィルタの中心周波
数 fc バンドパスフィルタのカットオフ周波数 fc1〜fcn 第1〜第nバンドパスフィルタのカットオ
フ周波数 fcl バンドパスフィルタの中心周波数の左側にあるカ
ットオフ周波数 fcr バンドパスフィルタの中心周波数の右側にあるカ
ットオフ周波数 sgnl1 SW1の速度選択信号 sgnl2 SW2のリプル補正選択信号 Trp cg ACモータのコギングトルク Trp cgmax コギングトルクの振幅値 Trp offset オフセットリプル(電流検出器又はPW
M変換装置のオフセットによるリプル) Trp gain ゲインリプル(電流検出器又はPWM変換
装置のゲイン不均衡によるリプル) Trp dead デッドタイムリプル(PWM変換装置のデ
ッドタイムによるリプル) 1 本発明のトルクリプル補正手段 1p 本発明の第1実施形態のトルクリプル補正手段 1q 本発明の第2実施形態のトルクリプル補正手段 11 ACモータ 12 電流制御手段 13 PWM電力変換装置 14 電流検出器(CT) 15 電機角検出手段(エンコーダ) 16 検出速度演算手段 17 減算器(速度誤差演算手段) 18 速度比例積分制御部 101 バンドパスフィルタ部(又は、ハイブリッドフ
ィルタ部) 102 第1実施形態のリプルゲイン部 103 減算器(リプル補正演算手段) 104 速度用第1スイッチ 105 リプル補正用第2スイッチ 106 速度周波数演算手段 107 速度周波数と指令トルクの領域判断手段 108 ゼロリプルの補正値の発生器 1011a〜101na 第1〜第nバンドパスフィル
タ 1011b〜101nb 第1〜第nバンドパスフィル
タのカットオフ周波数の発生器 1021〜102n 第1〜第nリプルゲイン
* Subscript representing command fb Subscript representing detection T * Command torque Tp * Command torque calculated from speed proportional integral control unit Ta * Command torque after torque ripple correction processing of the present invention is performed Trp Bandpass filter processing and ripple gain calculation Torque ripple after Trp1 to Trpn First to nth torque ripple after band-pass filter processing and ripple gain calculation Krp Ripple gain Krp1 to Krpn First to nth ripple gain ω * Command speed ωfb Detection speed frp Ripple frequency Δω Speed error V * Command Voltage V Output voltage θfb Detector angle (position) θe Electrical angle θm Mechanical angle P Number of pole pairs Ifb Detected current BPF Bandpass filters BPF_1 to BPF_n First to nth bandpass filters fo Center frequency of bandpass filters fo1 to fon 1 to the center frequency of the n-th band-pass filter fc Toe-off frequency fc1 to fcn Cut-off frequency of the first to n-th band-pass filters fcl Cut-off frequency on the left of the center frequency of the band-pass filter fcr Cut-off frequency on the right of the center frequency of the band-pass filter sgnl1 Speed selection of SW1 Signal sgnl2 SW2 ripple correction selection signal Trp cg Cogging torque of AC motor Trp cgmax Cogging torque amplitude value Trp offset Offset ripple (current detector or PW
Trp gain Gain ripple (ripple due to gain imbalance of current detector or PWM converter) Trp dead Dead time ripple (ripple due to dead time of PWM converter) 1 Torque ripple correction means 1p of the present invention Torque ripple correction means 1q of the first embodiment of the invention 1q Torque ripple correction means of the second embodiment of the invention 11 AC motor 12 Current control means 13 PWM power conversion device 14 Current detector (CT) 15 Electric angle detection means (encoder) 16 Detected speed calculating means 17 Subtractor (speed error calculating means) 18 Speed proportional integral control section 101 Bandpass filter section (or hybrid filter section) 102 Ripple gain section of the first embodiment 103 Subtractor (ripple correction calculating means) 104 Speed First switch 105 lip Correction second switch 106 Speed frequency calculation means 107 Speed frequency and command torque area determination means 108 Generator of zero ripple correction value 1011a to 101na 1st to nth bandpass filter 1011b to 101nb 1st to nth bandpass filter Generator of cut-off frequency of 1021 to 102n 1st to nth ripple gain

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 指令トルクの通りにACモータを駆動す
る電流制御手段及びPWM電力変換装置と、前記ACモ
ータの電流を検出する電流検出手段と、前記ACモータ
の電気角(位置)を検出する電気角検出手段と、前記検
出電気角から検出速度を計算する検出速度演算手段と、
指令速度から前記検出速度を差し引いて速度誤差を計算
する速度誤差演算手段と、前記速度誤差に速度比例積分
ゲインを乗じて指令トルクを計算する速度比例積分制御
部とを備えたトルクリプル補正方法において、 所定の周波数帯域を通過させるフィルタで前記指令トル
クから所定のトルクリプルを抽出し、前記指令トルクか
ら所定の前記トルクリプルを差し引くことにより新しい
指令トルクを得ることを特徴とするトルクリプル補正方
法。
1. A current control means and a PWM power conversion device for driving an AC motor according to a command torque, a current detection means for detecting a current of the AC motor, and an electric angle (position) of the AC motor. Electrical angle detection means, detection speed calculation means for calculating a detection speed from the detected electrical angle,
In a torque ripple correction method comprising: a speed error calculating unit that calculates a speed error by subtracting the detected speed from a command speed; and a speed proportional integral control unit that calculates a command torque by multiplying the speed error by a speed proportional integral gain. A torque ripple correction method, wherein a predetermined torque ripple is extracted from the command torque by a filter that passes a predetermined frequency band, and a new command torque is obtained by subtracting the predetermined torque ripple from the command torque.
【請求項2】 所定の前記トルクリプルにリプルゲイン
を乗じた値でトルクリプルの補正処理を行うことを特徴
とする請求項1記載のトルクリプル補正方法。
2. The torque ripple correction method according to claim 1, wherein a torque ripple correction process is performed using a value obtained by multiplying the predetermined torque ripple by a ripple gain.
【請求項3】 所定の周波数帯域を通過させる前記フィ
ルタとリプルゲインは複数個備えられ、これらが並列処
理されることを特徴とする請求項1又は2記載のトルク
リプル補正方法。
3. The torque ripple correction method according to claim 1, wherein a plurality of filters and ripple gains that pass a predetermined frequency band are provided, and these are processed in parallel.
【請求項4】 所定の周波数帯域を通過させる前記フィ
ルタは、バンドパスフィルタ、又は、ローパスフィルタ
とハイ−パスフィルタとの組み合わせによるハイブリッ
ドフィルタであることを特徴とする請求項1〜3記のい
ずれか1項記載のトルクリプル補正方法。
4. The filter according to claim 1, wherein the filter that passes a predetermined frequency band is a band-pass filter or a hybrid filter formed by a combination of a low-pass filter and a high-pass filter. The torque ripple correction method according to claim 1.
【請求項5】 前記フィルタのカットオフ周波数を計算
するため、基準になる前記速度周波数は前記検出速度周
波数、又は前記指令速度周波数であり、前記検出速度と
前記指令速度のいずれか一つを速度用第1スイッチで選
択するようにしたことを特徴とする請求項1〜4のいず
れか1項記載のトルクリプル補正方法。
5. The calculation of a cutoff frequency of the filter, wherein the reference speed frequency is the detected speed frequency or the commanded speed frequency, and one of the detected speed and the commanded speed is a speed. The torque ripple correction method according to any one of claims 1 to 4, wherein the first switch is selected by a first switch.
【請求項6】 前記フィルタのカットオフ周波数は、基
準になる前記速度周波数(又は、前記PWM電力変換装
置の出力周波数)に従って自動的に変更を行うことを特
徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載のトルクリプ
ル補正方法。
6. The filter according to claim 1, wherein the cutoff frequency of the filter is automatically changed in accordance with the reference speed frequency (or the output frequency of the PWM power converter). The torque ripple correction method according to claim 1.
【請求項7】 指令トルクから補正有効領域を判断する
トルク領域判断手段と、前記速度から補正有効領域を判
断する速度領域判断手段と、前記トルク領域判断手段と
前記速度領域判断手段から得られた領域判断値の組み合
わせ結果で、前記フィルタによるトルクリプル処理演算
の調整を行うようにフィルタ調整手段を設けたことを特
徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載のトルクリプ
ル補正方法。
7. A torque area judging means for judging a correction effective area from a command torque, a speed area judging means for judging a correction effective area from the speed, a torque area judging means and a speed area judging means. 7. The torque ripple correction method according to claim 1, wherein a filter adjustment unit is provided so as to adjust a torque ripple processing operation by the filter based on a combination result of the area determination values.
【請求項8】 請求項7の前記領域判断値の組み合わせ
結果により、前記フィルタから演算された前記トルクリ
プルを前記指令トルクに補正を行うか行わないかをリプ
ル補正用第2スイッチで選択するようにしたことを特徴
とする請求項1〜6のいずれか1項記載のトルクリプル
補正方法。
8. A ripple correction second switch is used to select whether or not to correct the torque ripple calculated from the filter to the command torque, based on a combination result of the area determination values according to claim 7. The torque ripple correction method according to claim 1, wherein:
【請求項9】 前記トルクリプルは、前記ACモータか
ら発生するリプル、前記電流検出器のオフセットとゲイ
ンによるリプル、PWM変換装置のオフセットとゲイン
によるリプルと、デッドタイムによるリプルの一つ以上
であり、前記トルクリプルは前記速度周波数に一定の周
波数で関係づけたことを特徴とする請求項1記載のトル
クリプル補正方法。
9. The torque ripple is one or more of a ripple generated from the AC motor, a ripple caused by an offset and a gain of the current detector, a ripple caused by an offset and a gain of a PWM converter, and a ripple caused by a dead time. The torque ripple correction method according to claim 1, wherein the torque ripple is related to the speed frequency at a constant frequency.
【請求項10】 指令トルクの通りにACモータを駆動
する電流制御手段及びPWM電力変換装置と、 前記ACモータの電流を検出する電流検出手段と、 前記ACモータの電気角(位置)を検出する電気角検出
手段と、 前記検出電気角から検出速度を計算する検出速度演算手
段と、 指令速度から前記検出速度を差し引いて速度誤差を計算
する速度誤差演算手段と、 前記速度誤差に速度比例積分ゲインを乗じて指令トルク
を計算する速度比例積分制御部と、を備えたモータ制御
回路において、 所定の周波数帯域を通過させるフィルタで前記指令トル
クから所定のトルクリプルを抽出し、 前記指令トルクから所定の前記トルクリプルを差し引く
ことにより新しい指令トルクを得ることを特徴とするモ
ータ制御回路。
10. A current control unit and a PWM power conversion device for driving an AC motor according to a command torque, a current detection unit for detecting a current of the AC motor, and an electric angle (position) of the AC motor. An electrical angle detecting means; a detected speed calculating means for calculating a detected speed from the detected electrical angle; a speed error calculating means for calculating a speed error by subtracting the detected speed from a commanded speed; and a speed proportional integral gain to the speed error And a speed proportional integral control unit that calculates a command torque by multiplying the command torque by extracting a predetermined torque ripple from the command torque with a filter that passes a predetermined frequency band. A motor control circuit for obtaining a new command torque by subtracting a torque ripple.
【請求項11】 前記トルクリプル補正処理手段が所定
の前記トルクリプルにリプルゲインを乗じたトルクリプ
ルの補正処理を行うことを特徴とする請求項10記載の
モータ制御回路。
11. The motor control circuit according to claim 10, wherein said torque ripple correction processing means performs a torque ripple correction process by multiplying said predetermined torque ripple by a ripple gain.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005247574A (en) * 2004-03-08 2005-09-15 Mitsubishi Electric Corp Elevator control device
JP2006014426A (en) * 2004-06-23 2006-01-12 Nissan Motor Co Ltd Controller for ac motor
JP2008000503A (en) * 2006-06-26 2008-01-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Washing machine
JP2009131022A (en) * 2007-11-22 2009-06-11 Fuji Electric Systems Co Ltd Inertial moment estimating unit
WO2011145451A1 (en) * 2010-05-20 2011-11-24 三菱電機株式会社 Motor control device
CN104484430A (en) * 2014-12-18 2015-04-01 北京奥普维尔科技有限公司 OEM (Original Equipment Manufacture) information customization method and system
JP2018016245A (en) * 2016-07-29 2018-02-01 日産自動車株式会社 Crank angle estimation method, crank angle control method, and crank angle estimation device for hybrid vehicle

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005247574A (en) * 2004-03-08 2005-09-15 Mitsubishi Electric Corp Elevator control device
JP2006014426A (en) * 2004-06-23 2006-01-12 Nissan Motor Co Ltd Controller for ac motor
JP4539192B2 (en) * 2004-06-23 2010-09-08 日産自動車株式会社 AC motor control device
JP2008000503A (en) * 2006-06-26 2008-01-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Washing machine
JP4687584B2 (en) * 2006-06-26 2011-05-25 パナソニック株式会社 Washing machine
JP2009131022A (en) * 2007-11-22 2009-06-11 Fuji Electric Systems Co Ltd Inertial moment estimating unit
WO2011145451A1 (en) * 2010-05-20 2011-11-24 三菱電機株式会社 Motor control device
CN102906994A (en) * 2010-05-20 2013-01-30 三菱电机株式会社 Motor control device
JP5538529B2 (en) * 2010-05-20 2014-07-02 三菱電機株式会社 Motor control device
US8779712B2 (en) 2010-05-20 2014-07-15 Mitsubishi Electric Corporation Motor control device
TWI466432B (en) * 2010-05-20 2014-12-21 Mitsubishi Electric Corp Motor control device
CN104484430A (en) * 2014-12-18 2015-04-01 北京奥普维尔科技有限公司 OEM (Original Equipment Manufacture) information customization method and system
CN104484430B (en) * 2014-12-18 2017-12-01 北京奥普维尔科技有限公司 A kind of method and system of OEM information customization
JP2018016245A (en) * 2016-07-29 2018-02-01 日産自動車株式会社 Crank angle estimation method, crank angle control method, and crank angle estimation device for hybrid vehicle

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