JP2002058294A - 交流電動機の磁束基準制御方法及び制御システム - Google Patents

交流電動機の磁束基準制御方法及び制御システム

Info

Publication number
JP2002058294A
JP2002058294A JP2000307847A JP2000307847A JP2002058294A JP 2002058294 A JP2002058294 A JP 2002058294A JP 2000307847 A JP2000307847 A JP 2000307847A JP 2000307847 A JP2000307847 A JP 2000307847A JP 2002058294 A JP2002058294 A JP 2002058294A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
magnetic flux
axis
motor
estimated
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000307847A
Other languages
English (en)
Inventor
Suru Seun-Ki
スル セウン−キ
Ha Jon-Iku
ハ ジョン−イク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of JP2002058294A publication Critical patent/JP2002058294A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage
    • H02P21/141—Flux estimation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/0003—Control strategies in general, e.g. linear type, e.g. P, PI, PID, using robust control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/24—Vector control not involving the use of rotor position or rotor speed sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高周波信号を利用してセンサレス交流電動機
を制御する交流電動機の磁束基準制御方法及び制御シス
テムを提供すること。 【解決手段】 本発明による交流電動機の磁束基準制御
方法及び制御システムは、同期座標系で推定磁束軸を設
定する第１段階と、脈打つ高周波信号を前記推定磁束軸
に注入する第２段階と、注入された高周波信号によって
生成される、同期座標系の前記推定磁束軸のインピーダ
ンスと同期座標系の前記推定磁束軸に直交する軸のイン
ピーダンスとの差を利用して制御軸を求める第３段階
と、前記制御軸を基礎として回転子の位置と速度を求め
る第４段階と、を含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電動機の磁束
基準制御方法及び制御システムに係り、特に高周波領域
における交流電動機の突極性を利用して交流電動機を制
御する交流電動機の磁束基準制御方法及び制御システム
に関する。
【０００２】
【従来の技術】交流電動機は、直流電動機に比べてブラ
シと整流子片の機械的な磨耗が殆どないため維持及び補
修に対する問題がない。従って、最近、このような交流
電動機は高性能制御システムを求める産業界の多様な分
野で用いられつつある。
【０００３】このような交流電動機は磁束の位置を把握
しているときにのみ回転子の位置及び速度を制御するこ
とができるので、一般に、該回転子の位置及び速度を制
御するため、回転式エンコーダーのような回転子の位置
及び速度の検出センサを用いていた。
【０００４】しかし、このようなセンサ位置及び速度の
検出センサを使用する方法は、回転子の位置及び速度の
検出センサを設けるための費用がかかるので、交流電動
機システムの価格を上昇させるという問題点があった。
また、検出センサからの信号を制御システムに利用でき
る信号に変換して用いるので、これにより制御システム
が複雑になるという問題点があった。尚、このような検
出センサからの信号は電磁ノイズ(Electromagnetic Noi
se)に影響されやすいので、交流電動機に高周波が加え
られるとき、検出センサからの信号が間違った情報を提
供することにより、交流電動機システムの制御が困難と
なるという問題点があった。
【０００５】上記のように回転子の位置および速度の検
出センサを使用する方法はかかる問題点を持っているの
で、近来位置及び速度の検出センサなど無しで磁束の位
置を求めるセンサレス制御方法が研究されてきた。
【０００６】このようなセンサレス制御方法は２種類に
大別される。逆起電力を利用する方法と磁気的突極性を
利用する方法とがある。逆起電力を利用する制御方法
は、中速度又は高速度では良好な効果を奏するが、相対
的に電圧妨害の大きい低速度領域では、逆起電力の大き
さが回転子の速度に比例するので、性能面で信頼性が落
ちるという問題点があった。そして、従来の突極性を利
用する方法としては、サンプリング周期中に電圧信号を
入力する方法や、回転する高周波信号を利用する方法な
どが用いられていたが、このような方法も依然として回
転子の位置及び速度の制御に困難があるという問題点が
あった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来の
問題点を解決するためのもので、その目的は、高周波信
号を利用してセンサレス交流電動機を制御する交流電動
機の磁束基準制御方法及び制御システムを提供すること
にある。
【０００８】本発明の他の目的は、制御軸の電流制御に
よって交流電動機を制御することにより、負荷条件に関
係なく優秀な性能を持つ交流電動機の磁束基準制御方法
及び制御システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による交流電動機
の磁束基準制御方法では、同期座標系で推定磁束軸を設
定し、脈打つ高周波信号を前記推定磁束軸に注入し、注
入された高周波信号によって生成される、同期座標系の
前記推定磁束軸のインピーダンスと同期座標系の前記推
定磁束軸に直交する軸のインピーダンスとの差を利用し
て磁束軸を求め、前記磁束軸を基礎として回転子の位置
と速度を求める。
【００１０】前記磁束軸を求めるためには、実際の磁束
軸と推定磁束軸との誤差により発生するインピーダンス
の大きさの突極性を利用することが望ましい。
【００１１】そして、前記磁束軸を求めるためには、前
記推定磁束軸上で脈打つ信号の成分を互いに直交する二
つの測定軸の成分に分離し、二つの測定軸上の成分の測
定値から前記二つの測定軸におけるモータインピーダン
スを計算することが望ましい。
【００１２】前記計算された二つの測定軸におけるモー
タインピーダンス差を利用して磁束軸を決定することが
できる。
【００１３】前記二つの測定軸上の成分は、前記推定磁
束軸からπ/4程度の位相が進んでいる第１測定軸と、前
記推定磁束軸からπ/4程度の位相が遅れている第２測定
軸とからなることが望ましい。
【００１４】前記二つの測定軸の成分が前記第１測定軸
と第２測定軸とからなる場合、前記計算された二つの測
定におけるモータインピーダンス差を最小化する推定磁
束軸の位置を磁束軸に決定することが望ましい。
【００１５】同期座標系の推定磁束軸に注入される前記
脈打つ高周波信号は電圧入力信号であり、この場合、前
記二つの測定軸の測定値は電流であることが望ましい。
【００１６】本発明による交流電動機の磁束基準制御シ
ステムは、前記交流電動機に一定な高周波電圧が入力さ
れるように制御する電流制御部と、前記交流電動機の出
力電流を入力とし、入力された交流電動機の出力電流を
推定磁束軸と推定磁束軸に直交する軸成分とに分離し、
推定磁束軸電流成分と推定磁束軸に直交する軸電流成分
との誤差を利用して実際の磁束軸の位置と速度を求める
磁束基準制御部と、を含む。
【００１７】前記磁束基準部で求めた実際の磁束軸の位
置と速度を入力として交流電動機の回転子の位置と速度
を制御する位置速度制御機をさらに含むことができる。
【００１８】前記磁束基準制御部は、前記交流電動機の
出力電流を入力として静止座標系から同期座標系に変換
し、前記出力電流を前記推定磁束軸からπ/4程度の位相
が遅れている軸成分と前記推定磁束軸からπ/4程度の位
相が進んでいる軸成分とに分離する軸変換器と、前記軸
変換器の出力電流成分の特定周波数帯域成分をフィルタ
リングするバンドパスフィルタと、前記バンドパスフィ
ルタの出力値を入力として回転子の速度を求める修正制
御機と、前記修正制御機の実際の回転子速度を入力とし
て回転子の位置を求める積分器と、を含む。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施例を
参照図面を参照しながら詳しく説明する。
【００２０】本実施例では、交流電動機の磁束軸(ｄ軸)
のインピーダンスと磁束軸に直交する軸(ｑ軸)のインピ
ーダンスとの差を利用して電動機を制御する。以下、磁
束軸のインピーダンスと磁束軸に直交する軸のインピー
ダンスとの差について説明する。
【００２１】まず、交流電動機の高効率のための制御原
理について説明する。
【００２２】交流電動機のトルクは次の数１によって計
算される。
【００２３】
【数１】
【００２４】Ｌｄ：ｄ軸のインダクタンス成分、Ｌｑ：
ｑ軸のインダクタンス成分、ｉｄ：ｄ軸電流、ｉｑ：ｑ
軸電流、Ｐ：Ｐｏｌｅ数
【００２５】理想的な場合は、数１のように交流電動機
のトルクが出力される。
【００２６】図１は、交流電動機のｄ軸電流とｑ軸電流
とによる単位電流当たりトルク量の変換を示す図であ
る。
【００２７】実際の交流電動機の単位電流当たりトルク
は図１に示されている。
【００２８】図２は、単位電流当たり最大トルクを示す
ｑ軸電流によるｄ軸電流量の変化を示す図である。
【００２９】図２は、図１の最大トルクを発生させる曲
面の、Ｉｄ軸とＩｑ軸の方向からの正射影グラフであ
る。
【００３０】交流電動機の効率を高めるためには単位電
流当たり最大トルクを発生しなけらばならない。従っ
て、図２に示すグラフに応じてｄ軸電流を制御すると、
交流電動機の効率を高めることができる。
【００３１】以下、交流電動機の突極性を交流電動機の
電圧式を利用して説明する。
【００３２】数２は交流電動機の固定子端子電圧を示す
式である。
【００３３】
【数２】
【００３４】ｖｄ＝ｄ軸端子電圧、ｖｑ＝ｑ軸電端子電
圧、Ｌｄ＝ｄ軸インダクタンス、Ｌｑ＝ｑ軸インダクタ
ンス、ｐ＝時定数(time constant)、ｉｄ＝ｄ軸電流、
ｉｑ＝ｑ軸電流、Kｅ＝比例定数、ωr＝回転子加速度
【００３５】ここで、０又は低い周波数動作領域におけ
る速度による電圧成分は極めて低いので無視することが
でき(即ち、ωr≒0)、この場合、高周波重畳信号が注入
されると、高周波領域におけるインピーダンスは次の数
３のように示される。
【００３６】
【数３】
【００３７】Ｚｄｈ＝同期座標系のｄ軸インピーダン
ス、Ｚqｈ＝同期座標系のｑ軸インピーダンス
【００３８】同期リラクタンス電動機(Synchronous Rel
uctance Machine：ＳＹＲＭ)、埋込形永久磁石電動機(I
nterior Permanent Magnet Machine：ＩＰＭＭ)のよう
に形状によって突極性を示す交流電動機、又はＩＭ、Ｓ
ＭＰＭＭのように生成された磁束によって突極性を示す
交流電動機は、数３に示すように、ｄ軸とｑ軸とでそれ
ぞれ互いに異なる高周波インピーダンス値を持つ。
【００３９】静止座標系における任意の角に対する電動
機固定子の高周波インピーダンスは、同期座標系のｄ軸
のインピーダンスと同期座標系のｑ軸のインピーダンス
との差に該当し、数３から誘導されることができ、数４
にように示される。
【００４０】
【数４】
【００４１】Ｚｈａ＝高周波インピーダンスの平均値、
Ｚｈｐ＝高周波インピーダンスのビーク値、φ＝最小高
周波インピーダンス時の角、θr＝回転子の位置
【００４２】図３は、前記数４による埋込形永久磁石電
動機(ＩＰＭＭ)の無負荷条件下で、回転子の位置による
端子インピーダンスを示す図である。
【００４３】図３に示すように、周波数の増加に伴って
数４のインピーダンス差は増加する。
【００４４】図４は、ｄ軸電流とｑ軸電流とによる高周
波インピーダンスの平均値(Ｚｈａ)の変化を示す図であ
る。
【００４５】図５は、ｄ軸電流とｑ軸電流とによる高周
波インピーダンスのピーク値(Ｚｈp)の変化を示す図で
ある。
【００４６】図６は、負荷トルクによる最小高周波イン
ピーダンス時の角(φ)の変化を示す図である。
【００４７】図４に示すように、高周波インピーダンス
の平均値は固定子電流の増加に伴って減少し、図５に示
すように、高周波インピーダンスのピーク値は負荷電流
の増加に伴って減少するが、これは磁気飽和による現象
である。図６に示すように、最小高周波インピーダンス
時の角(φ)は固定子電流の変化に応じて若干移動する
が、これは磁気飽和による現象である。
【００４８】以下、このような突極性を利用して電動機
位置及び速度を制御するための磁束軸の位置を求める本
発明の原理について説明する。
【００４９】高周波領域で回転磁束軸のインピーダンス
が回転磁束軸に直交する軸のインピーダンスより高い、
インピーダンスが高周波信号を注入する位置による突極
性を持つので、θが０であるとき、即ち回転磁束軸に高
周波信号を注入する場合、回転磁束軸のインピーダンス
が最大になるとされる。言い換えれば、高周波信号を注
入する軸で測定されるインピーダンスの大きさが最大に
なるように高周波信号を注入する軸の位置が回転磁束軸
の位置になる。従って、任意の位置(を推定磁束軸に設
定し、該推定磁束軸に高周波信号を注入し、推定磁束軸
上のインピーダンスを測定し、推定磁束軸を変化させな
がら推定磁束軸上のインピーダンスの大きさが最大にな
る推定磁束軸の位置を求めて、その位置を磁束軸の位置
に決定する。
【００５０】推定磁束軸上のインピーダンスの大きさが
最大であるとき、推定磁束時からπ/4程度離れている二
つの成分の大きさは同一であるので、本実施例は推定磁
束軸の位置を求めるアルゴリズムを簡単にするため、推
定磁束軸を設定した後、推定磁束軸の成分を推定磁束軸
からπ/4程度離れている二つの測定軸の成分に分離し、
二つの測定軸成分のインピーダンスが同一である推定磁
束軸の位置を求める。即ち、前記二つの測定軸の成分の
インピーダンスが同一であるということは、推定磁束軸
のインピーダンスが最大であるということであり、推定
磁束軸のインピーダンスが最大であるということは、実
際の磁束軸をよく求めたということである。
【００５１】図７は同期座標系における推定磁束軸と測
定磁束軸とを示す図である。
【００５２】図７に示すように、推定磁束軸に注入され
た脈打つ高周波信号を、推定磁束軸からそれぞれπ/4程
度離れており、互いに直交する二つの測定軸ｄm e,ｑm e
の成分に分離する。測定軸ｄm eは推定磁束軸よりπ/4程
度の位相が進んでおり、測定軸ｑm eは推定磁束軸よりπ
/4程度の位相が遅れている。
【００５３】もし、回転子の実際の磁束軸と推定磁束軸
とが一致すると、ｄm e軸上で測定された信号とｑm e上で
測定された信号が同一であるが、回転子の実際の磁束軸
と推定磁束軸とが一致しないと、二つの測定軸上で測定
された信号が互いに異なる。
【００５４】以下、上述したように実際の磁束軸を求め
る原理を利用して交流電動機を制御するシステムについ
て説明する。
【００５５】図８は、本発明の実施例によるセンサレス
交流電動機の磁束基準制御システムを示す図である。
【００５６】図８に示すように、本発明の実施例による
センサレス交流電動機の磁束基準制御システムは、位置
制御機１０、速度制御機２０、補償器３０、電流制御部
(Current Controller：ＣＣ)、磁束基準制御部(Field O
rientation Controller：ＦＯＣ)、位置及び速度補完器
１４０、を含む。
【００５７】電流制御部はＰ１制御器４０、ローパスフ
ィルタ(ＬＰＥ)５０、軸変換器６０、インバーター７
０、軸変換器８０、を含み、磁束制御部(ＦＯＣ)は軸変
換器９０、バンドパスフィルタ１００、プレプロセッサ
ー１１０、修正制御器１２０、積分器１３０、を含む。
【００５８】以下、本発明の実施例によるセンサレス交
流電動機の磁束基準制御方法を添付図面を参照しながら
説明する。
【００５９】まず、演算器(Ａｌ)は回転子位置の命令値
(θ* r)から推定回転子の位置値(θ^ r)を引いてその差を
位置制御器１０に入力する。位置制御器１０は回転子の
速度命令値(ω* r)を求める。そして、演算器(Ａ２)は速
度命令値(ω* r)から推定回転子速度(ω^ r)を引いてその
差を速度制御器２０に入力する。速度制御器２０はｑ軸
電流の基準値(ｉqref)を計算して出力する。マルチプレ
クサ−(ＭＵＸ)は、補償器３０の指定したｄ軸電流の基
準値(ｉdref)とｑ軸電流の基準値(ｉqref)とをマルチプ
レクスし、その結果値であるｄ軸とｑ軸との合成電流基
準値(ｉdqref)を出力する。
【００６０】電流制御部(ＣＣ)は、交流電動機の固定子
に所望の一定な電流値が入力されるように制御するもの
で、以下で詳しく説明する。
【００６１】演算器(Ａ３)は、ｄ軸とｑ軸との合成電流
基準値(ｉdqref)と、交流電動機の帰還ｄ軸とｑ軸との
合成電流値(ｉdqf)との差を求め、その差をＰＩ制御器
４０に入力する。ＰＩ制御器４０は、入力値を基礎とし
てｄ軸とｑ軸との基準電圧入力値(ｖdqref)を出力す
る。演算器(Ａ４)は、ｄ軸とｑ軸との基準電圧入力値
(ｖ dqref)と、ｄ軸に入力される高周波電圧値(ｖ* dh)と
を合算して軸変換器６０に入力する。軸変換器６０は、
入力値の軸を同期座標系から静止座標系に軸変換して出
力する。インバーター７０は、軸変換された交流電動機
の入力電圧値を適切に変換して交流電動機固定子に入力
する。
【００６２】交流電動機の出力電流(ｉs dq)をセンス
し、軸変換器８０はこれを静止座標系から同期座標系に
変換する。同期座標系に変換された電流はローパスフィ
ルタ(ＬＰF)５０を通過する。脈動(ripple)成分を除去
した交流電動機の帰還ｄ軸とq軸との合成電流値(ｉdqf)
を、上述したように、演算器(Ａ３)に入力し、一定の電
流が交流電動機に入力されるように制御する。
【００６３】一方、交流電動機の出力電流(ｉs dq)をセ
ンスし、磁束基準制御部(ＦＯＣ)が回転子の位置と回転
子の速度値とを求める。
【００６４】以下、磁束基準制御部の動作について説明
する。
【００６５】軸変換器９０は、交流電動機の出力電流
(ｉs dq)を入力として静止座標系を同期座標系に変換
し、交流電動機の出力電流(ｉs dq)を同期座標系の測定
軸からπ/4程度の位相が進んでいる軸の成分と、前記同
期座標系の測定軸からπ/4程度の位相が遅れている軸の
成分とに分離する。軸変換された電流成分をバンドパス
フィルタ(ＢＰＦ)１００を通してフィルタリングして所
望の特定高周波帯域の電流成分(ｉm dqh)を求め、プレプ
ロセッサー１１０は、その電流成分を利用してｄ軸電流
成分の二乗(｜ｉm d｜2)とｑ軸電流成分の二乗(｜ｉm q｜
2)を求める。
【００６６】図９は、一定電圧注入時のｄ軸電流のプレ
プロセッサーを示す図である。
【００６７】図１０は、一定電圧注入時のｑ軸電流のプ
レプロセッサーを示す図である。
【００６８】修正制御器１２０は、ｄ軸電流成分の二乗
(｜ｉm d｜2)とｑ軸電流成分の二乗(｜ｉm q｜2)を利用し
て実際の回転子磁束軸の位置(θ^ e)を求める。以下、修
正制御器１２０の動作原理について説明する。
【００６９】修正制御器１２０の入力は次の数５のよう
である。
【００７０】
【数５】
【００７１】ここで、もし推定誤差が小さいであれば
(即ち、θ^ r ≒ θr＋Φ)、数５は次の数６のように近
似値を求めることができる。
【００７２】
【数６】
【００７３】インピーダンスが最小である角(φ)は固定
子電流によって変動するが、この角の補償がなされると
き、実際の回転子磁束に対する推定回転子磁束の周波数
応答の特性は次の数式６のようになる。
【００７４】
【数７】
【００７５】このとき、修正制御器の式は次の数８のよ
うである。
【００７６】
【数８】
【００７７】上記原理によって修正制御器は回転子磁束
の速度(ω^ e)を出力する。
【００７８】積分器１３０は回転子磁束の速度(ω^ e)を
積分して回転子磁束の位置(θ^ e)を求める。従って、磁
束基準制御部(ＦＯＣ)はモータの出力電流を利用して回
転子磁束の速度(ω^ e)と位置(θ^ e)とを求めることがで
きる。
【００７９】演算器(Ａ５)はθ^ r＝θ^ e−Φの関係を利
用して推定回転子の位置(θ^ r)を求める。
【００８０】位置及び速度補完器(Position and Speed
Estimator)１４０は、磁束基準制御部(ＦＯＣ)で求めた
回転子磁束の速度と位置とを、誘導電動機の場合のスリ
ップ(slip)やノイズ(noise)などを考慮しながら補償す
る。そして、補償された値を演算器(Ａ１、Ａ２)に帰還
入力させて位置制御／速度制御に利用する。
【００８１】以上説明した本発明は、本発明の属する技
術分野で通常の知識を有する者によって本発明の技術的
範囲を外れない範囲内で多様な変形及び変更が可能なの
で、前述した実施例及び添付図面に限定されるものでは
ない。特に、本実施例では高周波電圧を入力する方法に
ついて説明したが、高周波電流を入力して交流電動機を
制御することができる。
【００８２】
【発明の効果】本発明による、高周波信号を利用してセ
ンサレス交流電動機を制御する交流電動機の磁束基準制
御方法及び制御システムによれば、磁束軸の電流を制御
して交流電動機を制御することにより、負荷条件に関係
なく制御性能を持たせることができるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】交流電動機のｄ軸電流とｑ軸電流による単位電
流当たりトルク量の変化を示す図である。
【図２】単位電流当たり最大トルクを持つｑ軸電流によ
るｄ軸電流量の変化を示す図である。
【図３】前記数４による埋込型永久磁石電動機(ＩＰＭ
Ｍ)の無負荷条件下で回転子の位置による端子インピー
ダンスを示す図である。
【図４】ｄ軸電流とｑ軸電流による高周波インピーダン
スの平均値(Ｚｈａ)の変化を示す図である。
【図５】ｄ軸電流とｑ軸電流による高周波インピーダン
スのピーク値(Ｚｈｐ)を示す図である。
【図６】負荷トルクによる最小高周波インピーダンス時
の角(φ)の変化を示す図である。
【図７】同期座標系における推定磁束軸と測定軸を示す
図である。
【図８】本発明の実施例によるセンサレス交流電動機の
磁束基準制御システムを示す図である。
【図９】一定電圧注入時のｄ軸電流のプレプロセッサー
を示す図である。
【図１０】一定電圧注入時のｑ軸電流のプレプロセッサ
ーを示す図である。
【符号の説明】
１０，２０ 位置速度制御機 ９０ 軸変換器 １００ バンドパスフィルタ １２０ 修正制御機 １３０ 積分器 ＣＣ 電流制御部 ＦＯＣ 磁束基準制御部
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｐ 6/00 ３２１Ｈ (72)発明者 ジョン−イク ハ 大韓民国，ソウル，クァンナク−グ，ボン チュン−６−ドン，66−89 Ｆターム(参考） 5H550 BB08 CC01 DD03 DD04 DD09 GG01 GG03 HB08 HB16 JJ03 JJ22 JJ24 JJ26 JJ30 LL14 LL22 LL35 5H560 BB17 DA12 DB12 DC12 EB01 XA02 XA04 XA05 XA12 XA13 5H576 BB06 DD02 DD04 DD07 DD09 EE01 EE11 GG01 GG02 GG04 HB01 JJ04 JJ06 JJ22 JJ24 JJ25 JJ26 LL14 LL22 LL34 LL41

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】交流電動機の磁束基準制御方法において、 同期座標系で推定磁束軸を設定する第１段階と、 脈打つ高周波信号を前記推定磁束軸に注入する第２段階
    と、 注入された高周波信号によって生成される、同期座標系
    の前記推定磁束軸のインピーダンスと同期座標系の前記
    推定磁束軸に直交する軸のインピーダンスとの差を利用
    して磁束軸を求める第３段階と、 前記磁束軸を基礎として回転子の位置と速度を求める第
    ４段階と、を含むことを特徴とする交流電動機の磁束基
    準制御方法。
  2. 【請求項２】前記磁束軸を求める第３段階は、実際の磁
    束軸と推定磁束軸との誤差により発生するインピーダン
    スの大きさの突極性を利用することを特徴とする請求項
    １記載の交流電動機の磁束基準制御方法。
  3. 【請求項３】前記磁束軸を求める第３段階は、前記推定
    磁束軸上で脈打つ信号の成分を互いに直交する二つの測
    定軸の成分に分離し、二つの測定軸上の成分の測定値か
    ら前記二つの測定軸におけるモータインピーダンスを計
    算する過程と、 前記計算された二つの測定軸におけるモータインピーダ
    ンス差を利用して磁束軸を決定する過程と、を含むこと
    を特徴とする請求項１記載の交流電動機の磁束基準制御
    方法。
  4. 【請求項４】前記二つの測定軸上の成分は、前記推定磁
    束軸からπ/4程度の位相が進んでいる第１測定軸と、前
    記推定磁束軸からπ/4程度の位相が遅れている第２測定
    軸と、からなることを特徴とする請求項３記載の交流電
    動機の磁束基準制御方法。
  5. 【請求項５】前記二つの測定軸の成分が前記第１測定軸
    と第２測定軸とからなる場合、前記計算された二つの測
    定におけるモータインピーダンス差を最小化する推定磁
    束軸の位置を磁束軸に決定することを特徴とする請求項
    ４記載の交流電動機の磁束基準制御方法。
  6. 【請求項６】同期座標系の推定磁束軸に注入される前記
    脈打つ高周波信号は電圧入力信号であり、この場合、前
    記二つの測定軸の測定値は電流であることを特徴とする
    請求項１記載の交流電動機の磁束基準制御方法。
  7. 【請求項７】同期座標系の推定磁束軸に注入される前記
    脈打つ高周波信号が電圧入力信号であるとき、各測定軸
    の測定値(電流値)の二乗の差、即ちｉe dmの二乗とｉe qm
    の二乗との差は各測定軸で測定されたアドミタンスに比
    例するので、各測定軸の測定値(電流値)の二乗の差を最
    小化する推定磁束軸の位置を磁束軸に決定することを特
    徴とする請求項６記載の交流電動機の磁束基準制御方
    法。
  8. 【請求項８】同期座標系の推定磁束軸に注入される前記
    脈打つ高周波信号は電流入力信号であり、この場合、前
    記二つの測定軸の測定値は電圧であることを特徴とする
    請求項１記載の交流電動機の磁束基準制御方法。
  9. 【請求項９】同期座標系の推定磁束軸に注入される前記
    脈打つ高周波信号が電流入力信号であるとき、各測定軸
    の測定値(電圧値)の二乗の差、即ちｖe dmの二乗とｖe qm
    の二乗との差を最小化する推定磁束軸の位置を磁束軸に
    決定することを特徴とする請求項８記載の交流電動機の
    磁束基準制御方法。
  10. 【請求項１０】交流電動機の磁束基準制御システムにお
    いて、 前記交流電動機に一定な高周波電圧が入力されるように
    制御する電流制御部と、 前記交流電動機の出力電流を入力とし、入力された交流
    電動機の出力電流を推定磁束軸と推定磁束軸に直交する
    軸成分とに分離し、推定磁束軸電流成分と推定磁束軸に
    直交する軸電流成分との誤差を利用して実際の磁束軸の
    位置と速度を求める磁束基準制御部と、を含むことを特
    徴とする交流電動機の磁束基準制御システム。
  11. 【請求項１１】前記磁束基準制御部で求めた実際の磁束
    軸の位置と速度を入力として交流電動機の回転子の位置
    と速度を制御する位置速度制御機をさらに含むことを特
    徴とする請求項１０記載の交流電動機の磁束基準制御シ
    ステム。
  12. 【請求項１２】前記磁束基準制御部は、 前記交流電動機の出力電流を入力として静止座標系から
    同期座標系に変換し、前記出力電流を前記推定磁束軸か
    らπ/4程度の位相が遅れている軸成分と前記推定磁束軸
    からπ/4程度の位相が進んでいる軸成分とに分離する軸
    変換器と、 前記軸変換器の出力電流成分の特定周波数帯域成分をフ
    ィルタリングするバンドパスフィルタと、 前記バンドパスフィルタの出力値を入力として回転子の
    速度を求める修正制御機と、 前記修正制御機の実際の回転子速度を入力として回転子
    の位置を求める積分器と、を含むことを特徴とする請求
    項１０記載の交流電動機の磁束基準制御システム。
JP2000307847A 2000-07-14 2000-10-06 交流電動機の磁束基準制御方法及び制御システム Pending JP2002058294A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000040749A KR20020007050A (ko) 2000-07-14 2000-07-14 교류 전동기의 자속 기준 제어 방법 및 시스템
KR2000-40749 2000-07-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002058294A true JP2002058294A (ja) 2002-02-22

Family

ID=19678270

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000307847A Pending JP2002058294A (ja) 2000-07-14 2000-10-06 交流電動機の磁束基準制御方法及び制御システム

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2002058294A (ja)
KR (1) KR20020007050A (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006000901A2 (en) * 2004-06-29 2006-01-05 Earp S.P.A. Method and device for sensorless control of position and speed of a reluctance synchronous motor
CN100423445C (zh) * 2003-06-27 2008-10-01 株式会社日立产机系统 交流电动机的控制装置及交流电动机系统
JP2012529262A (ja) * 2009-06-05 2012-11-15 リール エッセ．エッレ．エッレ． モーターを制御する方法
JP2015159702A (ja) * 2014-02-25 2015-09-03 株式会社安川電機 回転電機制御装置、回転電機の制御方法
CN110048654A (zh) * 2019-03-21 2019-07-23 闽江学院 永磁同步电动机转子位置估计方法
US10498277B2 (en) 2015-08-26 2019-12-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Drive system and inverter
CN112425062A (zh) * 2018-07-16 2021-02-26 雷诺股份公司 用于估计绕线转子同步机器的转子的速度和位置的方法
WO2022154027A1 (ja) 2021-01-18 2022-07-21 オリエンタルモーター株式会社 モータ制御装置およびそれを備えた駆動システム

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100484816B1 (ko) * 2002-09-26 2005-04-22 엘지전자 주식회사 동기 릴럭턴스 모터의 자속 측정장치
KR20140116728A (ko) * 2013-03-25 2014-10-06 엘지전자 주식회사 센서리스 bldc 모터의 기동 장치 및 방법

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100423445C (zh) * 2003-06-27 2008-10-01 株式会社日立产机系统 交流电动机的控制装置及交流电动机系统
WO2006000901A2 (en) * 2004-06-29 2006-01-05 Earp S.P.A. Method and device for sensorless control of position and speed of a reluctance synchronous motor
WO2006000901A3 (en) * 2004-06-29 2006-03-30 Earp S P A Method and device for sensorless control of position and speed of a reluctance synchronous motor
JP2012529262A (ja) * 2009-06-05 2012-11-15 リール エッセ．エッレ．エッレ． モーターを制御する方法
JP2015159702A (ja) * 2014-02-25 2015-09-03 株式会社安川電機 回転電機制御装置、回転電機の制御方法
EP2911290A3 (en) * 2014-02-25 2016-04-20 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Rotary electric machine control apparatus and control method for rotary electric machine
US9397602B2 (en) 2014-02-25 2016-07-19 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Rotary electric machine control apparatus and control method for rotary electric machine
US10498277B2 (en) 2015-08-26 2019-12-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Drive system and inverter
CN112425062A (zh) * 2018-07-16 2021-02-26 雷诺股份公司 用于估计绕线转子同步机器的转子的速度和位置的方法
CN110048654A (zh) * 2019-03-21 2019-07-23 闽江学院 永磁同步电动机转子位置估计方法
WO2022154027A1 (ja) 2021-01-18 2022-07-21 オリエンタルモーター株式会社 モータ制御装置およびそれを備えた駆動システム
KR20230131267A (ko) 2021-01-18 2023-09-12 오리엔탈모터가부시끼가이샤 모터 제어 장치 및 이를 구비한 구동 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20020007050A (ko) 2002-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4687846B2 (ja) 同期電動機の磁極位置推定方法および制御装置
JP3645509B2 (ja) 誘導電動機のセンサレスベクトル制御システムおよびセンサレスベクトル制御方法
JP5396876B2 (ja) 交流電動機の制御装置
JP4059039B2 (ja) 同期電動機の制御装置
US7245104B2 (en) Position-sensorless motor control device
JP3529752B2 (ja) Ｄｃブラシレスモータのロータ角度検出装置
JP4674516B2 (ja) 同期モータの磁極位置推定方法
US8217605B2 (en) Motor controller for determining a position of a rotor of an AC motor, AC motor system, and method of determining a position of a rotor of an AC motor
JP4988329B2 (ja) 永久磁石モータのビートレス制御装置
EP2191564B1 (en) Motor controller for determining a position of a rotor of an ac motor, ac motor system, and method of determining a position of a rotor of an ac motor
JP2003033096A (ja) 同期リラクタンスモータの回転速度制御装置及びその方法
JP2004514392A (ja) エレベータの永久磁石同期モータのエンコーダレス運転方法およびエンコーダレス運転装置
JP2003052193A (ja) 電動機の磁極位置検出方法および磁極位置検出装置とそれを用いた電動機制御装置
JP2003235286A (ja) 同期機の制御装置
KR19990015352A (ko) 고주파신호를이용한유도전동기의자속기준제어방법
Chung et al. Initial rotor position detection of PMSM at standstill without rotational transducer
JP2000514994A (ja) センサレス・スイッチド・リラクタンス・マシン・システムのための同期サンプリング回路
JP3707528B2 (ja) 交流電動機の制御方法およびその制御装置
JP2002058294A (ja) 交流電動機の磁束基準制御方法及び制御システム
JP5277724B2 (ja) 永久磁石形同期電動機の制御装置
KR101109909B1 (ko) 교류 전동기 제어 장치 및 제어 방법
JP4397889B2 (ja) 同期電動機の磁極位置推定装置
JP4596092B2 (ja) 誘導電動機の磁束位置推定方法および制御装置
WO2003036788A1 (en) Method for determing rotor position angle of synchronous machine
KR100668973B1 (ko) 모터의 속도/위치 추정방법