JP2002064991A - Motor controller - Google Patents

Motor controller

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JP2002064991A
JP2002064991A JP2000245201A JP2000245201A JP2002064991A JP 2002064991 A JP2002064991 A JP 2002064991A JP 2000245201 A JP2000245201 A JP 2000245201A JP 2000245201 A JP2000245201 A JP 2000245201A JP 2002064991 A JP2002064991 A JP 2002064991A
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信幸 今井
Munenori Tsukamoto
宗紀 塚本
Kikichi Asami
記吉 浅見
Yoshinobu Hasuka
芳信 蓮香
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low cost motor controller which can control the torque with higher precision by reducing the variations in of a DC brushless motor itself and temperature change. SOLUTION: A target current setting unit 1 and a current control unit 2 handle the motor 3 by converting it to an equivalent circuit including a first armature located on the q-axis as the magnetic flux direction of field and a second armature crossing the q-axis at the right angle. The target current setting unit 1 comprises a torque compensating means 11 for calculating the amount of torque compensation to adjust the torque of the motor 3 depending on the difference between the target phase power (Pf-c) preset by a current setting map 10 and an actual power (Pf-r) detected by an actual phase power detecting unit 30 based on the actual Id current (Id-s), actual Iq current (Iq-s), the target Vd voltage (Vd-c) and the target Vq voltage (Vq-c), and for compensating for the target Id current (Id-c) as the target value of the Id current flowing into the second armature of the motor with amount of torque compensation.

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、DCブラシレスモ
ータの電機子に流れる電流をフィードバックすることに
より、該モータの出力トルクを制御するモータ制御装置
に関する。
The present invention relates to a motor control device for controlling an output torque of a DC brushless motor by feeding back a current flowing through an armature of the motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、DCブラシレスモータのトル
ク制御方法として、図10に示したように、3相(u,
v,w)のDCブラシレスモータを、ロータ100に備
えられた界磁磁石の磁束方向であるq軸上にある第1電
機子101とq軸と直行するd軸上にある第2電機子1
02とを有する等価回路に変換して扱うdq制御が用い
られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a torque control method of a DC brushless motor, as shown in FIG.
v, w) of a DC brushless motor, a first armature 101 on a q-axis which is a magnetic flux direction of a field magnet provided on the rotor 100 and a second armature 1 on a d-axis orthogonal to the q-axis.
Dq control, which is handled by converting to an equivalent circuit having “02”.

【0003】dq制御によれば、本来は3相の交流電圧
と交流電流で表されるDCブラシレスモータの制御系
を、2軸(d軸/q軸)の直流電圧と直流電流で表すこ
とができるため、DCブラシレスモータのトルク制御を
簡素化することができる。
According to the dq control, a control system of a DC brushless motor, which is originally represented by three-phase AC voltage and AC current, can be represented by two-axis (d-axis / q-axis) DC voltage and DC current. Therefore, torque control of the DC brushless motor can be simplified.

【0004】そして、3相のDCブラシレスモータの出
力トルクTrは、該モータの誘起電圧定数をKe、第2
電機子に流れる電流をIdとすると、以下の式(a)で表
される。
[0004] The output torque Tr of the three-phase DC brushless motor is represented by the following equation:
If the current flowing through the armature is Id, it is expressed by the following equation (a).

【0005】[0005]

【数1】 (Equation 1)

【0006】そのため、誘起電圧定数Keが一定であれ
ば、IdとTrとの関係を予めマップ化しておき、所望
のトルク指令が与えられたときに、該マップから該トル
ク指令に応じたId電流の目標値を決定し、Id電流が
該目標値と一致するようにモータの電極に印加する電圧
を調節することによって、DCブラシレスモータの出力
トルクを制御することができる。
Therefore, if the induced voltage constant Ke is constant, the relationship between Id and Tr is mapped in advance, and when a desired torque command is given, the Id current corresponding to the torque command is obtained from the map. Is determined, and the output torque of the DC brushless motor can be controlled by adjusting the voltage applied to the electrodes of the motor such that the Id current matches the target value.

【0007】しかし、実際には誘起電圧定数Keはモー
タの個体差や界磁磁石の温度変化等により変化する場合
がある。そして、このように誘起電圧定数Keが変化す
ると、トルク指令と実際のモータの出力トルクとの間に
誤差が生じ、精度の良いトルク制御を行うことができな
くなる。
However, actually, the induced voltage constant Ke may change due to individual differences of the motor, temperature change of the field magnet, and the like. When the induced voltage constant Ke changes in this way, an error occurs between the torque command and the actual output torque of the motor, and accurate torque control cannot be performed.

【0008】そこで、従来は、DCブラシレスモータの
出力トルクと消費電力との間に相関関係があることに着
目し、DCブラシレスモータの電源から供給される電力
(≒DCブラシレスモータの消費電力)とDCブラシレ
スモータの出力トルクとの関係を予めマップ化してお
き、トルク制御を行う際に、トルク指令に応じて該マッ
プから求めた電力と実際に電源から供給される電力との
差を解消するように、目標Id電流を補正してトルク補
償を行っていた。
Therefore, conventionally, attention has been paid to the fact that there is a correlation between the output torque of the DC brushless motor and the power consumption, and the power supplied from the power supply of the DC brushless motor (≒ power consumption of the DC brushless motor) and The relationship between the output torque of the DC brushless motor is mapped in advance, and when performing torque control, the difference between the power obtained from the map in accordance with the torque command and the power actually supplied from the power source is eliminated. Then, the target Id current is corrected to perform torque compensation.

【0009】しかし、このように実際に電源から供給さ
れる電力を求めるためには、電源の出力電圧を検出する
電圧センサと共に電源の出力電流を検出する電流センサ
を設ける必要があり、装置のコストがアップすると共に
装置の構成も複雑になるという不都合があった。
However, in order to obtain the power actually supplied from the power supply, it is necessary to provide a voltage sensor for detecting the output voltage of the power supply and a current sensor for detecting the output current of the power supply. And the configuration of the apparatus becomes complicated.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、DCブラシ
レスモータの固体差や温度変化の影響を減少させて精度
の良いトルク制御を行うことができるモータ制御装置
を、コストを抑えて提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a motor control device capable of performing accurate torque control by reducing the effects of individual differences and temperature changes of a DC brushless motor at a reduced cost. With the goal.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたものであり、DCブラシレスモータ
を、該モータの界磁の磁束方向であるq軸上にある第1
電機子と、q軸と直行するd軸上にある第2電機子とを
有する等価回路に変換して扱い、前記モータの電機子に
流れる電流である電機子電流を検出する電流検出手段
と、前記モータの回転数を検出する回転数検出手段と、
前記モータの電源電圧を検出する電源電圧検出手段と、
該電源電圧検出手段により検出された実電源電圧と該回
転数検出手段により検出された実回転数と所定の目標ト
ルクとに応じて、前記第1電機子に流れる電流の目標値
である目標Iq電流と前記第2電機子に流れる電流の目
標値である目標Id電流とを決定する目標電流決定手段
と、前記電流検出手段により検出された電流値から前記
第1電機子に流れる実際の電流である実Iq電流と前記
第2電機子に流れる実際の電流である実Id電流とを把
握する実電流把握手段と、前記実Iq電流が前記目標I
q電流と一致し、且つ前記実Id電流が前記目標Id電
流と一致するように、前記第1電機子に生じるVq電圧
と前記第2電機子に生じるVd電圧とを制御する電圧制
御手段とを備えたモータ制御装置の改良に関する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to achieve the above object, and a DC brushless motor is provided with a first motor on a q-axis which is a direction of a magnetic field of the motor.
Current detection means for converting an armature and an equivalent circuit having a second armature on the d-axis orthogonal to the q-axis and treating the same, and detecting an armature current that is a current flowing through the armature of the motor; Rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the motor,
Power supply voltage detection means for detecting a power supply voltage of the motor;
A target Iq which is a target value of a current flowing through the first armature according to the actual power supply voltage detected by the power supply voltage detecting means, the actual rotational speed detected by the rotational speed detecting means, and a predetermined target torque. Target current determining means for determining a current and a target Id current which is a target value of a current flowing through the second armature; and an actual current flowing through the first armature from a current value detected by the current detecting means. Actual current grasping means for grasping a certain actual Iq current and an actual Id current which is an actual current flowing through the second armature;
voltage control means for controlling a Vq voltage generated in the first armature and a Vd voltage generated in the second armature such that the current Id matches the actual Id and the target Id current. The present invention relates to improvement of a motor control device provided.

【0012】そして、前記目標トルクと前記実回転数と
前記実電源電圧とから、前記第1電機子で消費される電
力と前記第2電機子で消費される電力の合計である相電
力の目標値として目標相電力を決定する目標相電力決定
手段と、前記実Iq電流又は前記目標Iq電流と、前記
実Id電流又は前記目標Id電流と、前記電圧制御手段
による前記Vq電圧及び前記Vd電圧の制御電圧値とか
ら、前記第1電機子で実際に消費される電力と前記第2
電機子で実際に消費される電力との合計である実相電力
を把握する実相電力把握手段と、前記実相電力と前記目
標相電力との差に応じて前記モータのトルクを調節する
ためのトルク補償量を算出し、該トルク補償量により前
記目標Id電流を補正するトルク補償手段とを備えたこ
とを特徴とする。
Then, based on the target torque, the actual rotation speed, and the actual power supply voltage, a target phase power, which is the sum of the power consumed by the first armature and the power consumed by the second armature, A target phase power determining unit that determines a target phase power as a value, the actual Iq current or the target Iq current, the actual Id current or the target Id current, and the Vq voltage and the Vd voltage by the voltage control unit. From the control voltage value, the power actually consumed by the first armature and the second
Real-phase power grasping means for grasping the real-phase power which is the sum of the power actually consumed by the armature; and torque compensation for adjusting the torque of the motor according to a difference between the real-phase power and the target phase power. And a torque compensating means for calculating the amount and correcting the target Id current with the torque compensation amount.

【0013】かかる本発明によれば、詳細は後述する
が、前記モータの個体差や温度変化等により前記モータ
の誘起電圧定数が変化して前記モータの出力トルクが変
動すると、それに応じて前記実相電力把握手段により把
握される前記実相電力が変化する。そして、前記トルク
補償手段により、例えばPI制御によるフィードバック
処理によって、前記実相電力と前記目標相電力との差に
応じて算出される前記トルク補償量により前記目標Id
電流が補正されるため、前記誘起電圧定数の変化による
前記モータの出力トルクの変動を抑制して、前記モータ
の出力トルクを精度良く制御することができる。
According to the present invention, as will be described later in detail, when the induced voltage constant of the motor changes due to the individual difference of the motor or a temperature change, the output torque of the motor fluctuates. The real-phase power grasped by the power grasping means changes. The target Id is obtained by the torque compensation amount calculated by the torque compensating means in accordance with a difference between the actual phase power and the target phase power, for example, by feedback processing by PI control.
Since the current is corrected, a change in the output torque of the motor due to a change in the induced voltage constant can be suppressed, and the output torque of the motor can be accurately controlled.

【0014】また、前記モータの誘起電圧に高次の高調
波が含まれるような場合であって、前記実電流検出手段
により把握される前記実Iq電流や前記実Id電流のば
らつきが大きく、前記実相電力を把握する際に高次の移
動平均処理を行う必要がある場合には、前記目標Iq電
流や前記目標Id電流を用いて前記実相電力を把握する
ことにより、前記実相電力把握手段は、少ない次数の移
動平均処理により前記実相電力を把握することができ
る。そして、本発明によれば、前記モータの電源から供
給される電流を検出するセンサを新たに設ける必要がな
いため、精度の良いトルク制御を行うことができるモー
タ制御装置をコストを抑えて提供することができる。
In the case where the induced voltage of the motor includes higher harmonics, the variation of the actual Iq current and the actual Id current detected by the actual current detecting means is large. When it is necessary to perform higher-order moving average processing when grasping the real-phase power, by grasping the real-phase power using the target Iq current or the target Id current, the real-phase power grasping means is The real phase power can be grasped by the moving average processing of a small order. According to the present invention, it is not necessary to newly provide a sensor for detecting the current supplied from the power supply of the motor, and therefore a motor control device capable of performing accurate torque control is provided at a reduced cost. be able to.

【0015】また、前記電圧制御手段による前記Vq電
圧の制御電圧と前記Vd電圧の制御電圧とをベクトル合
成した制御相電圧が、前記電圧制御手段が実際に制御可
能な前記Vq電圧と前記Vd電圧とをベクトル合成した
相電圧の上限電圧を超える飽和状態となったときの、前
記制御相電圧と、実際に前記第1電機子に生じる前記V
q電圧と前記第2電機子に生じる前記Vd電圧とをベク
トル合成した実相電圧との相関関係を予め記憶した記憶
手段を有し、前記実相電力把握手段は、前記飽和状態と
なったときには、前記記憶手段に記憶された前記相関関
係に基づいて前記電圧制御手段による前記Vq電圧の制
御電圧と前記Vd電圧の制御電圧とを補正して、前記実
相電力を把握することを特徴とする。
The control phase voltage obtained by vector-combining the control voltage of the Vq voltage and the control voltage of the Vd voltage by the voltage control means is the Vq voltage and the Vd voltage which can be actually controlled by the voltage control means. The control phase voltage and the V actually generated in the first armature when the saturation state exceeds the upper limit voltage of the phase voltage obtained by vector synthesis of
a storage unit for storing in advance a correlation between a q voltage and a real phase voltage obtained by vector-synthesizing the Vd voltage generated in the second armature; The real-phase power is obtained by correcting the control voltage of the Vq voltage and the control voltage of the Vd voltage by the voltage control means based on the correlation stored in the storage means.

【0016】かかる本発明によれば、前記飽和状態とな
り、前記制御相電圧と前記実相電圧とが一致しない状態
となったときに、前記実相電力把握手段は、前記記憶手
段に記憶された前記相関関係に基づいて前記電圧制御手
段による前記Vq電圧と前記Vd電圧の制御電圧を補正
して前記実相電力を把握する。そのため、前記飽和状態
となった場合であっても、前記実相電力把握手段は前記
実相電力を制度良く把握することができる。
According to the present invention, when the saturation state occurs and the control phase voltage and the real phase voltage do not match with each other, the real phase power grasping means stores the correlation data stored in the storage means. The control voltage of the Vq voltage and the control voltage of the Vd voltage by the voltage control means is corrected based on the relationship to grasp the actual phase power. Therefore, even in the case of the saturated state, the real-phase power grasping means can grasp the real-phase power with good accuracy.

【0017】また、前記電圧制御手段による前記Vq電
圧の制御電圧と前記Vd電圧の制御電圧とをベクトル合
成した制御相電圧の大きさが、前記電圧制御手段が実際
に制御可能な前記Vq電圧と前記Vd電圧とをベクトル
合成した相電圧の上限電圧付近に設定した最大相電圧以
下となるように、前記目標Iq電流を補正する相電圧補
償手段を備えたことを特徴とする。
Further, the magnitude of the control phase voltage obtained by vector-combining the control voltage of the Vq voltage and the control voltage of the Vd voltage by the voltage control means is equal to the Vq voltage which can be actually controlled by the voltage control means. A phase voltage compensator for correcting the target Iq current so as to be equal to or less than a maximum phase voltage set near an upper limit voltage of a phase voltage obtained by vector-combining the Vd voltage and the Vd voltage is provided.

【0018】かかる本発明によれば、前記制御相電圧の
大きさが前記最大相電圧を超えたときに、前記相電圧補
償手段により前記Iq電流が補正されると、詳細は後述
するが、前記Vd電圧が減少し、前記Vq電圧が増加し
て、前記制御相電圧の大きさが前記最大相電圧以下まで
減少する。そのため、前記制御相電圧の大きさが前記最
大相電圧を超えて前記Id電流の制御ができなくなり、
前記モータの出力トルクが前記目標トルクよりも低下す
ることを防止することができる。
According to the present invention, when the Iq current is corrected by the phase voltage compensating means when the magnitude of the control phase voltage exceeds the maximum phase voltage, the details will be described later. The voltage Vd decreases, the voltage Vq increases, and the magnitude of the control phase voltage decreases below the maximum phase voltage. Therefore, the control phase voltage exceeds the maximum phase voltage and the Id current cannot be controlled,
It is possible to prevent the output torque of the motor from dropping below the target torque.

【0019】また、前記モータのロータが、界磁極間に
エアギャップがある突極形であり、前記トルク補償手段
は、前記d軸と前記q軸とからなるdq座標面におい
て、前記Id電流及び前記Iq電流の所定量の変化に対
して前記モータの出力トルクの変化が最大となる方向を
傾きとする第1軸と、該第1軸と直交して前記モータの
出力トルクが一定で前記相電圧が最も下がる方向の第2
軸とからなる座標系の該第1軸の前記出力トルクが増加
する側と該第2軸の前記相電圧が減少する側とにより定
まる範囲内に前記トルク補償量を設定して、該座標系か
ら前記dq座標面への座標変換を行うことにより、前記
トルク補償量に応じた前記目標Id電流の補正量と前記
目標Iq電流の補正量とを算出して、前記目標Id電流
と前記目標Iq電流とを補正することを特徴とする。
Further, the rotor of the motor is of a salient pole type having an air gap between field poles, and the torque compensating means is configured to output the Id current and the Id current on a dq coordinate plane including the d axis and the q axis. A first axis having an inclination in a direction in which a change in the output torque of the motor becomes maximum with respect to a change in the predetermined amount of the Iq current, and a phase orthogonal to the first axis, wherein the output torque of the motor is constant and the phase is The second in the direction of the lowest voltage
And setting the torque compensation amount within a range defined by a side of the first axis where the output torque increases and a side of the second axis where the phase voltage decreases in a coordinate system composed of axes. To the dq coordinate plane to calculate a correction amount of the target Id current and a correction amount of the target Iq current according to the torque compensation amount, and calculate the target Id current and the target Iq And correcting the current.

【0020】かかる本発明によれば、前記モータのロー
タが前記突極形であり、前記モータの出力トルクが前記
Iq電流の影響を受ける場合において、前記座標変換よ
り前記トルク補償量に応じた前記目標Iq電流の補正量
と前記目標Id電流の補正量とを算出して、前記目標I
q電流と前記Id電流とを補正することができる。
According to the present invention, when the rotor of the motor is the salient pole type, and the output torque of the motor is affected by the Iq current, the coordinate conversion is performed according to the torque compensation amount. The correction amount of the target Iq current and the correction amount of the target Id current are calculated to obtain the target Iq current.
The q current and the Id current can be corrected.

【0021】また、前記モータのロータが、界磁極間に
エアギャップがある突極形であり、前記相電圧補償手段
は、前記d軸と前記q軸とからなるdq座標面におい
て、前記Id電流及び前記Iq電流の所定量の変化に対
して前記モータの出力トルクの変化が最大となる方向を
傾きとする第1軸と、該第1軸と直交して前記モータの
出力トルクが一定で前記相電圧が最も下がる方向の第2
軸とからなる座標系の該第1軸の前記出力トルクが減少
する側と該第2軸の前記相電圧が減少する側とに定まる
範囲内に、前記制御相電圧と前記最大相電圧との差に応
じて算出した相電圧補償量を設定して、該座標系から前
記dq座標面への座標変換を行うことにより、前記相電
圧補償量に応じた前記目標Id電流の補正量と前記目標
Iq電流の補正量とを算出して、前記目標Id電流と前
記目標Iq電流とを補正することを特徴とする。
Further, the rotor of the motor is of a salient pole type having an air gap between field poles, and the phase voltage compensating means is provided on the dq coordinate plane including the d axis and the q axis. A first axis having a direction in which a change in the output torque of the motor becomes maximum with respect to a change in a predetermined amount of the Iq current, and an output torque of the motor which is orthogonal to the first axis and has a constant output torque. The second in the direction in which the phase voltage is the lowest
The control phase voltage and the maximum phase voltage within a range defined by a side where the output torque of the first axis decreases and a side where the phase voltage decreases of the second axis in a coordinate system composed of axes. By setting a phase voltage compensation amount calculated according to the difference and performing coordinate conversion from the coordinate system to the dq coordinate plane, the correction amount of the target Id current according to the phase voltage compensation amount and the target The correction amount of the Iq current is calculated to correct the target Id current and the target Iq current.

【0022】かかる本発明によれば、前記モータのロー
タが前記円筒形状であり、前記モータの出力トルクが前
記Iq電流の影響を受ける場合において、前記座標変換
により前記相電圧補正量に応じた前記目標Iq電流の補
正量と前記目標Id電流の補正量とを補正量とを算出し
て、前記目標Iq電流と前記Id電流とを補正すること
ができる。
According to the present invention, when the rotor of the motor has the cylindrical shape and the output torque of the motor is affected by the Iq current, the coordinate conversion is performed according to the phase voltage correction amount. The correction amount of the target Iq current and the correction amount of the target Id current can be calculated to correct the target Iq current and the Id current.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
1〜図10を参照して説明する。図1は本発明のモータ
制御装置によりDCブラシレスモータのトルク制御を行
う場合の全体構成図、図2は目標電流設定部の第1の態
様によるDCブラシレスモータの制御ブロック図、図3
はDCブラシレスモータの相電圧が飽和したときの補正
処理の説明図、図4はモータの制御相電圧が最大相電圧
を超えたときの補正処理の説明図、図5は目標電流設定
部の第2の態様によるDCブラシレスモータの制御ブロ
ック図、図6はDCブラシレスモータのロータの構造説
明図、図7及び図9は突極形状のロータを有するDCブ
ラシレスモータ対してトルク補償と相電圧補償を行うた
めの座標変換の説明図、図8は目標電流設定部の第3の
態様におけるDCブラシレスモータの制御ブロック図、
図10はdq座標の説明図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is an overall configuration diagram in a case where torque control of a DC brushless motor is performed by a motor control device of the present invention. FIG. 2 is a control block diagram of a DC brushless motor according to a first embodiment of a target current setting unit.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a correction process when the phase voltage of the DC brushless motor is saturated, FIG. 4 is an explanatory diagram of a correction process when the control phase voltage of the motor exceeds the maximum phase voltage, and FIG. 6 is a control block diagram of a DC brushless motor according to the second embodiment, FIG. 6 is a structural explanatory diagram of a rotor of the DC brushless motor, and FIGS. 7 and 9 perform torque compensation and phase voltage compensation for a DC brushless motor having a salient pole-shaped rotor. FIG. 8 is a control block diagram of a DC brushless motor according to a third embodiment of the target current setting unit.
FIG. 10 is an explanatory diagram of dq coordinates.

【0024】図1を参照して、本発明のモータ制御装置
は主として目標電流設定部1と電流制御部2とからな
る。そして、目標電流設定部1と電流制御部2とは、3
相(u,v,w)のDCブラシレスモータ3(以下、モ
ータ3という)を、図10に示したように、モータ3に
備えられた永久磁石の界磁100の磁束方向であるq軸
上にある第1電機子101と、q軸と直交するd軸上に
ある第2電機子102とを有する等価回路に変換して扱
う。
Referring to FIG. 1, the motor control device of the present invention mainly comprises a target current setting section 1 and a current control section 2. The target current setting unit 1 and the current control unit 2
As shown in FIG. 10, the DC brushless motor 3 (hereinafter, referred to as a motor 3) of the phase (u, v, w) is moved along a q-axis that is a magnetic flux direction of a field 100 of a permanent magnet provided in the motor 3. And a second armature 102 on the d-axis orthogonal to the q-axis.

【0025】なお、図中θeはu相の軸を基準として時
計回りにとった界磁100の角度である電気角、ωeは
界磁100の電気角速度である。また、モータ3のロー
タ4は、DCブラシレスモータのロータとして一般的な
永久磁石の界磁極が磁性体内に埋め込まれて界磁極間に
エアギャップがない円筒形である。
In the figure, θe is an electric angle which is the angle of the field 100 measured clockwise with respect to the u-phase axis, and ωe is the electric angular velocity of the field 100. Further, the rotor 4 of the motor 3 has a cylindrical shape in which a field pole of a general permanent magnet is embedded in a magnetic material and has no air gap between the field poles as a rotor of a DC brushless motor.

【0026】この等価回路においては、第2電機子10
2に流れるId電流を調節することによりモータ3のト
ルクが制御され、また、第1電機子101に流れるIq
電流を調節することによりモータ3の界磁極の磁束が制
御される。
In this equivalent circuit, the second armature 10
The torque of the motor 3 is controlled by adjusting the Id current flowing through the first armature 101 and the Iq flowing through the first armature 101.
By adjusting the current, the magnetic flux of the field poles of the motor 3 is controlled.

【0027】目標電流設定部1と電流制御部2は、CP
U,ROM,RAM等により構成される電子ユニットで
あり、目標電流設定部1には、モータ3の回転数を検出
する回転数センサ5(本発明の回転数検出手段に相当す
る)から出力される回転数検出信号(Re_s)と、モー
タ3の電源6の出力電圧を検出する電源電圧センサ7
(本発明の電源電圧検出手段に相当する)から出力され
る電源電圧検出信号(PS_s)と、他の装置から出力さ
れる目標トルク信号(Tr_c)とが入力され、電流設定
マップ10(本発明の目標電流決定手段に相当する)に
基づいて、目標トルク信号(Tr_c)により指示される
目標トルクが生じるように、Id電流の目標値である目
標Id電流(Id_c)とIq電流の目標値である目標I
q(Iq_c)とが決定される。
The target current setting unit 1 and the current control unit 2
It is an electronic unit composed of U, ROM, RAM, etc., and is output to a target current setting unit 1 from a rotation speed sensor 5 (corresponding to rotation speed detecting means of the present invention) for detecting the rotation speed of the motor 3. And a power supply voltage sensor 7 for detecting an output voltage of the power supply 6 of the motor 3.
The power supply voltage detection signal (PS_s) output from the power supply voltage detection means (corresponding to the power supply voltage detection means of the present invention) and the target torque signal (Tr_c) output from another device are input, and the current setting map 10 (the present invention) The target current determining means (corresponding to the target current determining means) generates the target torque indicated by the target torque signal (Tr_c) so that the target value of the target Id current (Id_c) and the target value of the Iq current are obtained. A certain goal I
q (Iq_c) is determined.

【0028】ここで、電流設定マップ10は、回転数検
出信号(Re_s)から把握されるモータ3の回転数と、
電源電圧検出信号(PS_s)から把握される電源5の出
力電圧と、目標トルク信号(Tr_c)により指示される
目標トルクとが与えられたときに、該目標トルクを得る
ために必要なId電流とIq電流とを実験により求めて
データマップ化したものである。そのため、電流設定マ
ップ10で設定された目標Id電流(Id_c)と目標I
q電流(Iq_c)がモータ3に供給されるようにId電
流とIq電流を制御すれば、基本的にはモータ3から前
記目標トルクを発生させることができる。
Here, the current setting map 10 shows the rotation speed of the motor 3 obtained from the rotation speed detection signal (Re_s),
When an output voltage of the power supply 5 obtained from the power supply voltage detection signal (PS_s) and a target torque indicated by the target torque signal (Tr_c) are given, an Id current necessary to obtain the target torque is obtained. This is a data map obtained by experimentally obtaining Iq current. Therefore, the target Id current (Id_c) set in the current setting map 10 and the target Id
If the Id current and the Iq current are controlled so that the q current (Iq_c) is supplied to the motor 3, the motor 3 can basically generate the target torque.

【0029】しかし、実際には、モータ3の個体差や界
磁極の温度変化等により、モータ3の誘起電圧定数が電
流設定マップ10を作成したときの誘起電圧定数と相違
する場合がある。そして、モータ3が発生するトルクT
rは、誘起電圧定数をKeとすると前記式(1)で表さ
れるため、誘起電圧定数Keが電流設定マップ10を作
成したときの値と相違すると、目標トルクと実際にモー
タ3が発生するトルクとの間に誤差が生じてしまう。
However, in practice, the induced voltage constant of the motor 3 may be different from the induced voltage constant when the current setting map 10 is created due to individual differences of the motor 3 and temperature changes of the field poles. Then, the torque T generated by the motor 3
Since r is represented by the above equation (1) when the induced voltage constant is Ke, if the induced voltage constant Ke is different from the value when the current setting map 10 is created, the target torque and the motor 3 are actually generated. An error occurs with the torque.

【0030】そこで、目標電流設定部1は、モータ3が
発生するトルクの誤差をトルク補償部11(本発明のト
ルク補償手段の機能を含む)により抑制する処理を行
い、また、モータ3の電機子に生じる電圧が制御可能範
囲を超えることを相電圧補償部12(本発明の相電圧補
償手段の機能を含む)により防止する処理を行ってい
る。なお、トルク補償部11と相電圧補償部12の作動
内容については後述する。
Therefore, the target current setting unit 1 performs a process of suppressing the error of the torque generated by the motor 3 by the torque compensating unit 11 (including the function of the torque compensating means of the present invention). The phase voltage compensating unit 12 (including the function of the phase voltage compensating means of the present invention) prevents the voltage generated in the capacitor from exceeding the controllable range. The operation of the torque compensator 11 and the phase voltage compensator 12 will be described later.

【0031】また、電流制御部2には、モータ3のu相
の電機子に流れる電流を検出する電流センサ8a(本発
明の電流検出手段に相当する)から出力される電流検出
信号(Iu_s)と、モータ3のw相の電機子に流れる電
流を検出する電流センサ8b(本発明の電流検出手段に
相当する)から出力される電流検出信号(Iw_s)と、
モータ3の界磁極の電気角を検出する磁極位置センサ9
から出力される位置検出信号(θe_s)が入力され、3
相/dq変換部20(本発明の実電流把握手段に相当す
る)により、u相の電流検出信号(Iu_s)とw相の電
流検出信号(Iw_s)と位置検出信号(θe_s)とか
ら、Id電流の検出値である実Id電流(Id_s)とI
q電流の検出値である実Iq電流(Iq_s)とが算出さ
れる。
The current control unit 2 has a current detection signal (Iu_s) output from a current sensor 8a (corresponding to current detection means of the present invention) for detecting a current flowing through the u-phase armature of the motor 3. And a current detection signal (Iw_s) output from a current sensor 8b (corresponding to current detection means of the present invention) for detecting a current flowing through a w-phase armature of the motor 3;
Magnetic pole position sensor 9 for detecting the electric angle of the field pole of motor 3
The position detection signal (θe_s) output from the
The phase / dq converter 20 (corresponding to the actual current grasping means of the present invention) converts I-phase current detection signal (Iu_s), w-phase current detection signal (Iw_s), and position detection signal (θe_s) into Id. The actual Id current (Id_s), which is the current detection value, and I
An actual Iq current (Iq_s) which is a detected value of the q current is calculated.

【0032】そして、実Id電流(Id_s)と実Iq電
流(Iq_s)は、目標電流設定部1から出力される目標
Id電流(Id_c)と目標Iq電流(Iq_c)と共に、
dq電圧制御部21(本発明の電圧制御手段に相当す
る)に入力される。dq電圧制御部21は、実Id電流
(Id_s)が目標Id電流(Id_c)と一致し、且つ、
実Iq電流(Iq_s)が目標Iq電流(Iq_c)と一致
するように、図10を参照して、第1電機子101に生
じるVq電圧の目標値である目標Vq電圧(Vq_c)
と、第2電機子102に生じるVd電圧の目標値である
目標Vd電圧(Vd_c)とを決定する。
The actual Id current (Id_s) and the actual Iq current (Iq_s) are calculated together with the target Id current (Id_c) and the target Iq current (Iq_c) output from the target current setting unit 1.
It is input to the dq voltage control section 21 (corresponding to the voltage control means of the present invention). The dq voltage control unit 21 determines that the actual Id current (Id_s) matches the target Id current (Id_c), and
Referring to FIG. 10, target Vq voltage (Vq_c) which is a target value of Vq voltage generated in first armature 101 so that actual Iq current (Iq_s) matches target Iq current (Iq_c).
And a target Vd voltage (Vd_c) that is a target value of the Vd voltage generated in the second armature 102.

【0033】dq電圧制御部21により決定された目標
Vq電圧(Vq_c)と目標Vd電圧(Vd_c)はdq/
3相変換部22に入力され、dq/3相変換部22は、
目標Vq電圧(Vq_c)と目標Vd電圧(Vd_c)を3
相の目標電圧(Vu_c,Vv_c,Vw_c)に変換してモ
ータドライバ23に出力する。そして、モータドライバ
23は、3相の目標電圧(Vu_c,Vv_c,Vw_c)に
応じた電圧(Vu,Vv,Vw)を、モータ3のu,
v,wの各電機子にそれぞれ印加する。
The target Vq voltage (Vq_c) and the target Vd voltage (Vd_c) determined by the dq voltage control unit 21 are dq /
The signal is input to the three-phase converter 22, and the dq / 3-phase converter 22
The target Vq voltage (Vq_c) and the target Vd voltage (Vd_c) are set to 3
It is converted to the target voltage of the phase (Vu_c, Vv_c, Vw_c) and output to the motor driver 23. Then, the motor driver 23 outputs voltages (Vu, Vv, Vw) corresponding to the three-phase target voltages (Vu_c, Vv_c, Vw_c) to u,
The voltage is applied to each of the armatures v and w.

【0034】電流制御部2によるこれらの一連の処理に
より、目標Id電流(Id_c)が実Id電流(Id_s)
と一致し、且つ、目標Iq電流(Iq_c)が実Iq電流
(Iq_s)と一致するように、モータ3の電機子に流れ
る電流がフィードバック制御される。
By a series of these processes by the current control unit 2, the target Id current (Id_c) is reduced to the actual Id current (Id_s).
And the current flowing through the armature of the motor 3 is feedback-controlled so that the target Iq current (Iq_c) matches the actual Iq current (Iq_s).

【0035】次に、目標電流設定部1の第1の態様につ
いて、図2〜図4を参照して説明する。なお、図1と同
一の構成については同一の符号を付して説明を省略す
る。
Next, a first mode of the target current setting section 1 will be described with reference to FIGS. The same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0036】図2を参照して、目標電流設定部1に備え
られた電流設定マップ10は、上述した目標Id電流
(Id_c)と目標Iq電流(Iq_c)の他に、図10を
参照して、第1電機子101で消費される電力と第2電
機子102で消費される電力との合計である相電力Pf
の目標値である目標相電力(Pf_c)を決定する(この
場合、電流設定マップは本発明の目標相電力決定手段の
機能を含む)。
Referring to FIG. 2, the current setting map 10 provided in the target current setting section 1 includes a target Id current (Id_c) and a target Iq current (Iq_c) in addition to the aforementioned target Id current (Id_c). , The phase power Pf which is the sum of the power consumed by the first armature 101 and the power consumed by the second armature 102
Is determined (in this case, the current setting map includes the function of the target phase power determining means of the present invention).

【0037】目標相電力(Pf_c)のマップデータは、
目標Id電流(Id_c)及び目標Iq電流(Iq_c)と
同様に、予め実験により測定したデータに基づいて設定
されたものである。
The map data of the target phase power (Pf_c) is
Like the target Id current (Id_c) and the target Iq current (Iq_c), they are set based on data measured by experiments in advance.

【0038】ここで、Id電流(Id),Iq電流(I
q),Vd電圧(Vd),Vq電圧(Vq)の間には、
以下の式(2)の関係がある。
Here, Id current (Id) and Iq current (I
q), Vd voltage (Vd) and Vq voltage (Vq)
There is a relationship of the following equation (2).

【0039】[0039]

【数2】 (Equation 2)

【0040】式(2)を変形すると以下の式(3)とな
る。
By transforming equation (2), the following equation (3) is obtained.

【0041】[0041]

【数3】 [Equation 3]

【0042】そのため、モータ3の固体差や界磁極の温
度変化等によりモータ3の誘起電圧定数Keが変化し
て、モータ3の出力トルクTrが変化すると(式(1)
参照)、目標Id電流(Id_c)と目標Iq電流(Iq
_c)を供給するために必要となる目標Vd電圧(Vd_
c、本発明のVd電圧の制御電圧値に相当する)と目標
Vq電圧(Vq_c、本発明のVq電圧の制御電圧値に相
当する)とが変化する。
Therefore, when the induced voltage constant Ke of the motor 3 changes due to the individual difference of the motor 3 or the temperature change of the field pole, the output torque Tr of the motor 3 changes (Equation (1)).
), Target Id current (Id_c) and target Iq current (Iq
_c) to supply the target Vd voltage (Vd_
c, the target Vq voltage (Vq_c, which corresponds to the control voltage value of the Vq voltage of the present invention) changes.

【0043】その結果、以下の式(4)で算出されるモ
ータ3で消費される実際の電力である実相電力(Pf_
r)が変化する。
As a result, the actual phase power (Pf_), which is the actual power consumed by the motor 3 calculated by the following equation (4):
r) changes.

【0044】[0044]

【数4】 (Equation 4)

【0045】したがって、モータ3の出力トルクTrの
変化を、実相電力(Pf_r)の変化から把握することが
できる。そこで、トルク補償部11は、電流設定マップ
10から決定される目標相電力(Pf_c)と実相電力
(Pf_r)との差に応じて目標Id電流(Id_c)を補
正することにより、モータ3の出力トルクTrの変動を
抑制する処理を行う。
Therefore, the change in the output torque Tr of the motor 3 can be grasped from the change in the actual phase power (Pf_r). Therefore, the torque compensating unit 11 corrects the target Id current (Id_c) according to the difference between the target phase power (Pf_c) and the real phase power (Pf_r) determined from the current setting map 10, thereby outputting the output of the motor 3. A process for suppressing the fluctuation of the torque Tr is performed.

【0046】トルク補償部11は、上記式(4)により
実相電力(Pf_r)を算出する実相電力把握部30(本
発明の実電力把握手段に相当する)、実電源電圧(PS
_s)から実際にdq電圧制御部21により制御可能な相
電圧の上限電圧を把握し、目標Vd電圧(Vd_c)と目
標Vq電圧(Vq_c)とをベクトル合成した制御相電圧
が該上限電圧を超える飽和状態となったときに、実相電
圧(Pf_r)を補正する飽和補正部31、目標相電力と
実相電力との差(ΔPf=Pf_c−Pf_r)をとる加え
合わせ点32、ΔPfから以下の式(5)によりモータ
3の出力トルクを調節するためのトルク補償量(ΔI
d)を算出するPI演算部33、及び目標Id電流(I
d_c)にトルク補償量(ΔId)を加算して目標Id電
流を補正する加え合わせ点34を有する。
The torque compensating section 11 includes a real-phase power grasping section 30 (corresponding to the real power grasping means of the present invention) for calculating the real-phase power (Pf_r) according to the above equation (4), and an actual power supply voltage (PS).
_s), the upper limit voltage of the phase voltage that can be actually controlled by the dq voltage controller 21 is grasped, and the control phase voltage obtained by vector synthesis of the target Vd voltage (Vd_c) and the target Vq voltage (Vq_c) exceeds the upper limit voltage. When a saturated state is reached, a saturation correction unit 31 that corrects the actual phase voltage (Pf_r), an addition point 32 that takes the difference (ΔPf = Pf_c−Pf_r) between the target phase power and the actual phase power, and ΔPf from the following equation ( 5) The torque compensation amount (ΔI) for adjusting the output torque of the motor 3 according to
d) and a PI calculation unit 33 for calculating the target Id current (I
d_c) to add the torque compensation amount (ΔId) to correct the target Id current, and has an addition point 34.

【0047】[0047]

【数5】 (Equation 5)

【0048】ここで、dq電圧制御部21は、モータ3
の電源6(図1参照)の出力電圧を超える相電圧をモー
タ3に生じさせるような制御を行うことができない。そ
のため、実相電力把握部30は、実電源電圧(PS_s)
に基づいてdq電圧制御部21により制御可能な相電圧
の上限電圧を把握する。
Here, the dq voltage controller 21 controls the motor 3
Control that causes the motor 3 to generate a phase voltage exceeding the output voltage of the power supply 6 (see FIG. 1) cannot be performed. Therefore, the real-phase power grasping unit 30 calculates the actual power supply voltage (PS_s)
The upper limit voltage of the phase voltage that can be controlled by the dq voltage control unit 21 is determined based on

【0049】図3(a)を参照して、制御相電圧(Vf
_c)が上述した上限電圧(Vf_u)以下であれば(図中
の状態)、制御相電圧(Vf_c)と実際にモータ3に
印加される相電圧が一致するように電流制御部2により
制御されるため、実相電力把握部30により算出される
実相電力(Vf_r)は実際にモータ3に供給される相電
力とほぼ一致する。
Referring to FIG. 3A, control phase voltage (Vf
_c) is equal to or lower than the above-described upper limit voltage (Vf_u) (state in the figure), the current control unit 2 controls the control phase voltage (Vf_c) so that the phase voltage actually applied to the motor 3 matches. Therefore, the real-phase power (Vf_r) calculated by the real-phase power grasping unit 30 substantially matches the phase power actually supplied to the motor 3.

【0050】しかし、制御相電圧(Vf_c)が上限電圧
(Vf_u)を超える飽和状態(図中の状態)となる
と、電流制御部2の制御可能範囲を超えるため、制御相
電圧(Vf_c)と実際にモータ3に印加される相電圧が
相違してしまう。その結果、実電力把握部30により算
出される実相電力(Vf_r)が実際にモータ3に供給さ
れる相電力と一致しなくなって、相電力を精度良く把握
することができなくなる。
However, when the control phase voltage (Vf_c) is in a saturated state (the state in the figure) exceeding the upper limit voltage (Vf_u), the current exceeds the controllable range of the current control unit 2, so that the control phase voltage (Vf_c) Therefore, the phase voltage applied to the motor 3 is different. As a result, the actual phase power (Vf_r) calculated by the actual power grasping unit 30 does not match the phase power actually supplied to the motor 3, and the phase power cannot be grasped accurately.

【0051】図3(b)は、このように相電力が飽和状
態となったときの、制御相電圧(Vf_c)と実際にモー
タ3に印加される相電圧の検出電圧(Vf_s)との関係
(図中)を、制御相電圧(Vf_c)が検出電圧(Vf
_s)と一致する理想的な制御状態(図中)と比較して
示した図である。図3(b)から明らかなように、飽和
状態が進むにつれて、との差が大きくなり、実相電
力把握部30により把握される実相電力(Pf_r)の誤
差が大きくなる。
FIG. 3B shows the relationship between the control phase voltage (Vf_c) and the detection voltage (Vf_s) of the phase voltage actually applied to the motor 3 when the phase power is saturated. (In the figure), the control phase voltage (Vf_c) is changed to the detection voltage (Vf_c).
_s) is a diagram shown in comparison with an ideal control state (in the figure) that coincides with (_s). As is clear from FIG. 3B, as the saturation state progresses, the difference from becomes larger, and the error of the real-phase power (Pf_r) grasped by the real-phase power grasping unit 30 increases.

【0052】そこで、飽和補正部31は、図3(b)の
で示した飽和状態における制御相電圧(Vf_c)と検
出相電圧(Vf_s)との相関関係を記憶したマップ(本
発明の記憶手段に相当する)を有し、該マップに基づい
て実相電力把握部30により算出された実相電力(Pf
_r)を補正することにより、飽和状態であっても実相電
力(Pf_r)を精度良く把握できるようにしている。
Therefore, the saturation correction section 31 stores a map (corresponding to the storage means of the present invention) storing the correlation between the control phase voltage (Vf_c) and the detected phase voltage (Vf_s) in the saturated state shown in FIG. Corresponding to the actual phase power (Pf) calculated by the real phase power grasping unit 30 based on the map.
_r), the real-phase power (Pf_r) can be accurately grasped even in the saturated state.

【0053】次に、図4(a),4(b)は、図10に
示したdq座標における電流と電圧の関係を示したもの
であり、Lqは第1電機子101のインダクタンス、L
dは第2電機子のインダクタンス、Rは第1電機子10
1及び第2電機子102の抵抗、ωはモータ3の角速
度、ωeはモータ3の電気角速度である。
FIGS. 4A and 4B show the relationship between the current and the voltage on the dq coordinates shown in FIG. 10, where Lq is the inductance of the first armature 101, Lq
d is the inductance of the second armature, R is the first armature 10
The resistance of the first and second armatures 102, ω is the angular velocity of the motor 3, and ωe is the electric angular velocity of the motor 3.

【0054】また、Vmax(本発明の最大相電圧に相当
する)は実電源電圧PS_sに応じて定まる電流制御部2
により制御可能なVd電圧とVq電圧をベクトル合成し
た相電圧の上限値付近に設定された電圧である。
Vmax (corresponding to the maximum phase voltage of the present invention) is a current control unit 2 determined according to the actual power supply voltage PS_s.
This is a voltage set near the upper limit value of the phase voltage obtained by vector-combining the Vd voltage and the Vq voltage that can be controlled by the above.

【0055】ここで、第1電機子101に生じる電圧V
qと、第2電機子102に生じる電圧Vpは、それぞれ
以下の式(6)、(7)で表される。
Here, the voltage V generated in the first armature 101
q and the voltage Vp generated in the second armature 102 are represented by the following equations (6) and (7), respectively.

【0056】[0056]

【数6】 (Equation 6)

【0057】[0057]

【数7】 (Equation 7)

【0058】そして、モータ3の出力トルクTrが増加
するのは、R・Idとωe・Ld・Idの合成ベクトル
V1(図4(a)参照)の方向となる。この場合、例え
ば、モータ3の動作点P1が半径をVmaxとする円上に
あるときに、上述したトルク補償量(ΔId)によりI
d電流を増加する補正が行われると、相電圧がD1の方
向(D1はV1と平行)に移行してVmaxを超え、動作
点が安定円の外となってしまう。そして、このようにモ
ータ3の動作点が安定円の外に出ると、電流制御部2に
よる正常な電流制御が行えなくなりモータ3の出力トル
クの大幅な低下等を招くおそれがある。
The output torque Tr of the motor 3 increases in the direction of the combined vector V1 of R · Id and ωe · Ld · Id (see FIG. 4A). In this case, for example, when the operating point P1 of the motor 3 is on a circle having a radius of Vmax, I is determined by the above-described torque compensation amount (ΔId).
When the correction for increasing the d current is performed, the phase voltage shifts in the direction of D1 (D1 is parallel to V1), exceeds Vmax, and the operating point is outside the stable circle. When the operating point of the motor 3 goes out of the stable circle, normal current control by the current control unit 2 cannot be performed, and the output torque of the motor 3 may be greatly reduced.

【0059】そこで、制御相電圧補償部12は、制御相
電圧(Vf_c)が最大相電圧(Vmax)を超えることと
なる場合には、制御相電圧(Vf_c)を安定円内に入る
ように補正する処理を行う。
Therefore, when the control phase voltage (Vf_c) exceeds the maximum phase voltage (Vmax), the control phase voltage compensator 12 corrects the control phase voltage (Vf_c) so as to fall within the stable circle. Is performed.

【0060】制御相電圧補償部12は、実電源電圧(P
S_s)から最大相電圧(Vmax)を設定する最大相電圧
設定部40、制御Vd電圧(Vd_c)と制御Vq電圧
(Vq_c)とから制御相電圧(Vf_r)を算出する制御
電圧把握部41、最大相電圧(Vmax)と制御相電圧
(Vf_c)との差(ΔVf=Vfmax−Vf_c)をとる
加え合わせ点42、ΔVfから以下の式(8)によりモ
ータ3の相電圧を調節するための相電圧補償量(ΔI
q)を算出するPI演算部43、及び目標Iq電流(I
q_c)に相電圧補償量(ΔIq)を加算して目標Iq電
流を補正する加え合わせ点44を有する。
The control phase voltage compensator 12 outputs the actual power supply voltage (P
S_s), a maximum phase voltage setting unit 40 that sets the maximum phase voltage (Vmax), a control voltage grasping unit 41 that calculates a control phase voltage (Vf_r) from the control Vd voltage (Vd_c) and the control Vq voltage (Vq_c), The phase voltage for adjusting the phase voltage of the motor 3 from the addition point 42, which is the difference (ΔVf = Vfmax−Vf_c) between the phase voltage (Vmax) and the control phase voltage (Vf_c), and ΔVf by the following equation (8). Compensation amount (ΔI
q), and a PI calculation unit 43 for calculating the target Iq current (I
q_c) is added to the phase voltage compensation amount (ΔIq) to correct the target Iq current, and has an addition point 44.

【0061】[0061]

【数8】 (Equation 8)

【0062】図4(b)を参照して、相電圧補償部12
は、トルク補償部11によりId電流がΔId分増え、
それに応じてモータ3の動作点がP1からP2に移行
し、モータ3の動作点が安定円SFの外に出る状況とな
ったときに、PI演算部43により算出される相電圧補
償量(ΔIq)を、加え合わせ点44で目標Iq電流に
加算する。
Referring to FIG. 4B, phase voltage compensating section 12
Means that the Id current is increased by ΔId by the torque compensating unit 11,
Accordingly, when the operating point of the motor 3 shifts from P1 to P2 and the operating point of the motor 3 goes out of the stable circle SF, the phase voltage compensation amount (ΔIq ) Is added to the target Iq current at the addition point 44.

【0063】これにより、モータ3の動作点が安定円S
Fの外にあったP2点から安定円SF内のP3に移行
し、モータ3の電流制御が不能となって、モータ3の出
力トルクが低下することを防止することができる。
Thus, the operating point of the motor 3 is set to the stable circle S
The transition from the point P2 outside F to the point P3 in the stable circle SF prevents the current control of the motor 3 from being disabled, thereby preventing the output torque of the motor 3 from decreasing.

【0064】そして、トルク補償部11により補正され
た目標Id電流(Id_c)と、相電圧補償部12により
補正された目標Iq電流(Iq_c)とが、電流制御部2
に備えられたdq電圧制御部21に出力される。
Then, the target Id current (Id_c) corrected by the torque compensator 11 and the target Iq current (Iq_c) corrected by the phase voltage compensator 12 are compared with the current controller 2.
Is output to the dq voltage control unit 21 provided in the.

【0065】dq電圧制御部21は、目標Id電流(I
d_c)と実Id電流(Id_s)との差(ΔId_c)をと
る加え合わせ点50、ΔId_cをPI演算するPI演算
部51、目標Iq電流(Iq_c)と実Iq電流(Iq_
s)との差(ΔIq_c)をとる加え合わせ点52、ΔI
q_cをPI演算するPI演算部53、PI演算部51の
演算結果から目標Vd電圧(Vd_c)をIq電流とモー
タ3の角速度ωから非干渉化して算出し、また、PI演
算部53の演算結果から目標Vq電圧(Vq_c)をId
電流とモータ3の角速度ωから非干渉化して算出するた
めの非干渉項を生成する非干渉制御部54と、PI演算
部51の演算結果に非干渉制御部54により算出された
非干渉項を加算する加え合わせ点55と、PI演算部5
3の演算結果に非干渉制御部54により算出された非干
渉項を加算する加え合わせ点55とを有する。
The dq voltage control section 21 outputs the target Id current (I
d_c) and the actual Id current (Id_s), the addition point 50 that takes the difference (ΔId_c), the PI operation unit 51 that performs the PI operation on ΔId_c, the target Iq current (Iq_c) and the actual Iq current (Iq_c).
s) and the addition point 52 which takes the difference (ΔIq_c), ΔI
A PI calculation unit 53 that performs a PI calculation of q_c, calculates a target Vd voltage (Vd_c) from the Iq current and the angular velocity ω of the motor 3 by decoupling from the calculation results of the PI calculation unit 51, and calculates the calculation result of the PI calculation unit 53. From the target Vq voltage (Vq_c) to Id
A non-interference control unit 54 for generating a non-interference term for decoupling from the current and the angular velocity ω of the motor 3, and a non-interference term calculated by the non-interference control unit 54 in the calculation result of the PI calculation unit 51. The addition point 55 to be added and the PI calculation unit 5
And an addition point 55 for adding the non-interference term calculated by the non-interference control unit 54 to the calculation result of No. 3.

【0066】そして、dq電圧制御部21からdq/3
相変換部22に、目標Vd電圧(Vd_c)と目標Vq電
圧(Vq_c)とを出力することによって、図1を参照し
て上述したように、目標Id電流(Id_c)が実Id電
流(Id_s)と一致し、目標Iq電流(Iq_c)が実I
q電流(Iq_c)と一致するようにモータ3の電機子に
流れる電流がフィードバック制御される。
Then, dq / 3 is supplied from dq voltage control section 21.
By outputting the target Vd voltage (Vd_c) and the target Vq voltage (Vq_c) to the phase conversion unit 22, the target Id current (Id_c) becomes the actual Id current (Id_s) as described above with reference to FIG. And the target Iq current (Iq_c) is
The current flowing through the armature of the motor 3 is feedback-controlled so as to match the q current (Iq_c).

【0067】次に、目標電流設定部1の第2の態様につ
いて、図5を参照して説明する。本第2の態様は、上述
した第1の態様と比較して、実相電圧把握部30の構成
のみが異なり、他の構成は同一である。
Next, a second mode of the target current setting section 1 will be described with reference to FIG. The second embodiment differs from the above-described first embodiment only in the configuration of the real-phase voltage grasping unit 30, and the other configurations are the same.

【0068】上述した第1の態様においては、実相電力
把握部30は前記式(1)により実相電力(Pf_r)を
算出した。しかし、モータ3の誘起電圧に高次の高調波
が含まれる場合等においては、実Id電流(Id_s)や
実Iq電流(Iq_s)のばらつきが大きくなり、それに
応じて目標Vd電圧(Vd_c)や目標Vq電圧(Vq_
c)のばらつきも大きくなる。
In the first embodiment described above, the real-phase power grasping unit 30 calculates the real-phase power (Pf_r) according to the equation (1). However, when higher-order harmonics are included in the induced voltage of the motor 3, the dispersion of the actual Id current (Id_s) and the actual Iq current (Iq_s) increases, and the target Vd voltage (Vd_c) and Target Vq voltage (Vq_
The variation in c) also increases.

【0069】この場合、実相電力(Pf_r)を安定して
算出するためには、高次の移動平均を行う処理が必要と
なって、応答の遅れや計算時間の増大を招くという不都
合がある。そこで、本第2の態様においては、実相電力
把握部30は以下の式(9)により実相電力(Pf_r)
を算出する。
In this case, in order to stably calculate the real-phase power (Pf_r), a process of performing a higher-order moving average is required, and there is a disadvantage that a response is delayed and a calculation time is increased. Therefore, in the second embodiment, the real-phase power grasping unit 30 calculates the real-phase power (Pf_r) by the following equation (9).
Is calculated.

【0070】[0070]

【数9】 (Equation 9)

【0071】すなわち、実Id電流(Id_s)と実Iq
電流(Iq_s)ではなく、目標Id電流(Id_c)と目
標Iq電流(Iq_c)とに基づいて実相電力(Pf_r)
を算出する。これにより、次数の小さい移動平均により
ばらつきの小さい実相電力(Pf_r)を算出することが
できる。
That is, the actual Id current (Id_s) and the actual Iq
Real-phase power (Pf_r) based on target Id current (Id_c) and target Iq current (Iq_c) instead of current (Iq_s)
Is calculated. This makes it possible to calculate the real-phase power (Pf_r) having a small variation by a moving average having a small order.

【0072】次に、図6〜図9を参照して、目標電流設
定部1の第3の態様について説明する。
Next, a third mode of the target current setting section 1 will be described with reference to FIGS.

【0073】図6(a)に示したように、モータのロー
タ71が界磁極71aと72b間にエアギャップがある
突極形である場合には、界磁極71a,71bと電機子
72a,72b間のギャップ(Ga)が、ロータ70の
回転位置に応じて変化するため(の位置でギャップが
最大、の位置でギャップが最小)、それに応じて電機
子72a,72b間の磁気抵抗も変化する。
As shown in FIG. 6A, when the rotor 71 of the motor is a salient pole type having an air gap between the field poles 71a and 72b, the field poles 71a and 71b and the armatures 72a and 72b Since the gap (Ga) between them changes according to the rotational position of the rotor 70 (the gap is maximum at the position and the gap is minimum at the position), the magnetic resistance between the armatures 72a and 72b changes accordingly. .

【0074】そのため、図6(b)に示したように、ロ
ータ75がDCブラシレスモータのロータとして一般的
な、界磁極76a,76bが磁性体(鉄等)77に埋め
込まれて界磁極76a,76b間にエアギャップがな
く、電機子78a,78bとロータ75間のギャップ
(Gb)が一定である円筒形の場合には発生しないリラ
クタンストルクTLが発生する。
Therefore, as shown in FIG. 6B, the rotor 75 is a rotor of a DC brushless motor, and the field poles 76a and 76b are embedded in a magnetic material (iron or the like) 77 so that the field poles 76a and 76b are A reluctance torque TL is generated which is not generated in the case of a cylindrical shape in which there is no air gap between 76b and the gap (Gb) between armatures 78a, 78b and rotor 75 is constant.

【0075】ここで、リラクタンストルクTLは以下の
式(10)で表され、ロータが突極形のモータの出力ト
ルクTiは以下の式(11)で表される。
Here, the reluctance torque TL is expressed by the following equation (10), and the output torque Ti of a motor having a salient-pole rotor is expressed by the following equation (11).

【0076】[0076]

【数10】 (Equation 10)

【0077】[0077]

【数11】 (Equation 11)

【0078】そのため、上記式(1)で示したロータが
突極形のモータの場合はId電流のみによってモータの
出力トルクが決定されたが、ロータが円筒形のモータの
場合にはId電流とIq電流の双方によりモータの出力
トルクが決定される。
Therefore, when the rotor shown in the above equation (1) is a salient-pole type motor, the output torque of the motor is determined only by the Id current, but when the rotor is a cylindrical type motor, the Id current and the The output torque of the motor is determined by both the Iq current.

【0079】したがって、上述した目標電流設定部1の
第1の態様及び第2の態様のように、目標相電力(Pf
_c)と実相電力(Pf_r)との差(ΔPf)に基づくト
ルク補償をId電流のみによっては行うことができな
い。また、Iq電流が変化するとモータの出力トルクが
変動するため、モータの実相電圧(Vf_r)が最大相電
圧(Vfmax)を超えたときに、最大相電圧(Vmax)と
実相電圧(Vf_r)との差(ΔVf)に基づく相電圧補
償をIq電流のみによっては行うことができない。
Therefore, as in the first and second embodiments of the target current setting unit 1 described above, the target phase power (Pf
_c) and the actual phase power (Pf_r) cannot be used for torque compensation based on the Id current alone. Further, since the output torque of the motor fluctuates when the Iq current changes, when the actual phase voltage (Vf_r) of the motor exceeds the maximum phase voltage (Vfmax), the difference between the maximum phase voltage (Vmax) and the real phase voltage (Vf_r) is obtained. The phase voltage compensation based on the difference (ΔVf) cannot be performed only by the Iq current.

【0080】そこで、本第3の態様では、目標電流設定
部1は、目標相電力(Pf_c)と実相電力(Pf_c)と
の差(ΔPf)に応じてモータのトルクを相電圧から非
干渉化して補償し、最大相電圧(Vfmax)と制御相電
圧(Vf_r)の差(ΔVf)に応じてモータの相電圧を
トルクから非干渉化して補償するために、以下に示す座
標変換処理を行う。
Therefore, in the third embodiment, the target current setting section 1 decouples the motor torque from the phase voltage in accordance with the difference (ΔPf) between the target phase power (Pf_c) and the actual phase power (Pf_c). In order to compensate the motor phase voltage by decoupling the torque from the torque according to the difference (ΔVf) between the maximum phase voltage (Vfmax) and the control phase voltage (Vf_r), the following coordinate conversion processing is performed.

【0081】上述した式(11)から、From the above equation (11),

【0082】[0082]

【数12】 (Equation 12)

【0083】[0083]

【数13】 (Equation 13)

【0084】となるので、ロータが突極形のモータのあ
る動作点(Id,Iq)に対して、Id電流とIq電流
の単位電流(本発明の所定電流に相当する)あたりのト
ルク変化量が最も大きくなる方向の座標値Idu1(V
d軸座標)、Iqu1(Vq軸座標)は、
Therefore, with respect to a certain operating point (Id, Iq) of the motor having the salient pole type rotor, the amount of torque change per unit current (corresponding to the predetermined current of the present invention) of the Id current and the Iq current Is the coordinate value Idu1 (V
dqu coordinate), Iqu1 (Vq coordinate)

【0085】[0085]

【数14】 [Equation 14]

【0086】で与えられる。Is given by

【0087】また、トルクが変化しない単位電流ベクト
ルの座標値Idu4(Vd軸座標)、Iqu4(Vq軸
座標)は、
The coordinate values Idu4 (Vd-axis coordinates) and Iqu4 (Vq-axis coordinates) of the unit current vector in which the torque does not change are:

【0088】[0088]

【数15】 (Equation 15)

【0089】で与えられる。Is given by

【0090】これらの座標をベクトルとしてdq座標上
に表すと、図7(a)に示したように、ロータが突極形
のモータの等トルク曲線TCの法線方向のベクトルUt
と接線方向のベクトルUvとなる。Utがモータの動作
点(P10)におけるトルク変化が最も大きい方向のベ
クトル、Uvがトルクが変化しない方向のベクトルであ
る。また、Tr軸は動作点(P10)を通り、傾きがU
tと等しい軸、Vf軸はTr軸と直交してモータの相電
圧の変化が最小となる軸である。
When these coordinates are expressed as vectors on the dq coordinates, as shown in FIG. 7A, the vector Ut in the normal direction of the isotorque curve TC of the rotor having the salient pole type motor is obtained.
And a tangential vector Uv. Ut is a vector in a direction in which the torque change at the operating point (P10) of the motor is the largest, and Uv is a vector in a direction in which the torque does not change. Further, the Tr axis passes through the operating point (P10), and the inclination is U
The axis equal to t and the Vf axis are axes orthogonal to the Tr axis and at which the change in the phase voltage of the motor is minimized.

【0091】これから、ロータが突極形のモータに対し
て、ロータが円筒形のモータと同様に、モータのトルク
補償と相電圧補償を非干渉化して行うには、上記式(5)
により算出されるトルク補償量(ΔId)をΔTとお
き、上記式(8)により算出される相電圧補償量(ΔI
q)をΔVfとおいて、以下の式(16)による座標変
換を行って、ロータが突極形のモータに対するId電流
の補正量(ΔId)とIq電流の補正量(ΔIq)とを
決定すればよい。
From the above, in order to perform the torque compensation and the phase voltage compensation of the motor having a salient pole type rotor in a non-interfering manner as in the case of the motor having a cylindrical rotor, the above equation (5) is used.
Is defined as ΔT, and the phase voltage compensation amount (ΔId) calculated by the above equation (8) is set as ΔT.
q) is set to ΔVf, and the coordinate conversion by the following equation (16) is performed to determine the correction amount (ΔId) of the Id current and the correction amount (ΔIq) of the Iq current for the salient-pole type motor. Good.

【0092】[0092]

【数16】 (Equation 16)

【0093】このように座標変換を行うことにより、図
7(a)に示したように、Tr軸上に設定されたトルク
補償量ΔTがdq座標値に変換され、トルク補償量ΔT
を得るのに必要なId電流の補正量(ΔId)とIq電
流の補正量(ΔIq)とを求めることができる。相電圧
操作量(ΔVf)の場合も同様に、Vf軸上に設定され
た相電圧補償量(ΔVf)がdq座標値に変換され、相
電圧補償量(ΔVf)を得るのに必要なId電流の補正
量(ΔId)とIq電流の補正量(Δq)とを求めるこ
とができる。
By performing the coordinate conversion in this manner, as shown in FIG. 7A, the torque compensation amount ΔT set on the Tr axis is converted into a dq coordinate value, and the torque compensation amount ΔT
The correction amount (ΔId) of the Id current and the correction amount (ΔIq) of the Iq current required to obtain the following equation can be obtained. Similarly, in the case of the phase voltage operation amount (ΔVf), the phase voltage compensation amount (ΔVf) set on the Vf axis is converted into a dq coordinate value, and the Id current necessary to obtain the phase voltage compensation amount (ΔVf) And the correction amount (Δq) of the Iq current can be obtained.

【0094】なお、トルク補償量ΔTをTr軸上ではな
く、Tr軸のモータの出力トルクが増加する側(図中
(+)側)とTf軸のモータの相電圧が減少する側(図
中(−)側)とにより定まる範囲(図中)に設定し
て、トルク補償量ΔTを得るのに必要なId電流の補正
量(ΔId)とIq電流の補正量(ΔIq)とを求めて
もよい。また、相電圧補償量ΔVfをVf軸上ではな
く、Tr軸のモータの出力トルクが減少する側(図中
(−)側)とTf軸のモータの相電圧が減少する側(図
中(−)側)とにより定まる範囲(図中)に設定し
て、トルク補償量ΔTを得るのに必要なId電流の補正
量(ΔId)とIq電流の補正量(ΔIq)とを求めて
もよい。
It is to be noted that the torque compensation amount ΔT is not set on the Tr axis, but on the side where the output torque of the motor on the Tr axis increases (the (+) side in the figure) and on the side where the phase voltage of the motor on the Tf axis decreases (in the figure). (− Side), the correction amount of the Id current (ΔId) and the correction amount of the Iq current (ΔIq) required to obtain the torque compensation amount ΔT can be obtained. Good. Also, the phase voltage compensation amount ΔVf is not set on the Vf axis, but on the side where the output torque of the motor on the Tr axis decreases ((−) side in the figure) and on the side where the phase voltage of the motor on the Tf axis decreases ((− ) Side), the correction amount of the Id current (ΔId) and the correction amount of the Iq current (ΔIq) required to obtain the torque compensation amount ΔT may be obtained.

【0095】図8は、ロータが突極形のモータ80に対
して、上記式(16)により、トルク補償と相電圧補償
を行う場合のトルク補償部11と相電圧補償部12の構
成を示したものである。トルク補償部12は、トルク補
償量ΔTを座標変換部70により上記式(16)によっ
て座標変換してId電流の補正値(ΔId)とIq電流
の補正値(ΔIq)を出力する。また、相電圧補償部1
2は、相電圧操作量ΔVfを座標変換部70により上記
式(16)によって座標変換してId電流の補正値(Δ
Id)とIq電流の補正値(ΔIq)を出力する。
FIG. 8 shows the configuration of the torque compensating unit 11 and the phase voltage compensating unit 12 in the case where the torque compensation and the phase voltage compensation are performed on the motor 80 having the salient pole type rotor by the above equation (16). It is a thing. The torque compensating unit 12 performs coordinate transformation of the torque compensation amount ΔT by the coordinate transformation unit 70 using the above equation (16), and outputs a correction value (ΔId) of the Id current and a correction value (ΔIq) of the Iq current. Further, the phase voltage compensator 1
2, the coordinate conversion unit 70 performs coordinate conversion on the phase voltage manipulated variable ΔVf using the above equation (16), and corrects the Id current by the correction value (Δ
Id) and the correction value (ΔIq) of the Iq current are output.

【0096】このように、座標変換部70により座標変
換を行うことによって、トルク補償部11によるトルク
補償処理と、相電圧補償部12による相電圧補償処理を
非干渉化して行うことができる。
As described above, by performing the coordinate transformation by the coordinate transformation unit 70, the torque compensation processing by the torque compensation unit 11 and the phase voltage compensation processing by the phase voltage compensation unit 12 can be performed without interference.

【0097】なお、トルク補償部11による相電力のフ
ィードバックと、相電圧補償部12による相電圧フィー
ドバックの安定性が、座標変換部70のゲインの変化に
対して敏感でない場合は、上記式(16)を近似的に以
下の式(17)としても十分制御可能である。
If the stability of the phase power feedback by the torque compensator 11 and the stability of the phase voltage feedback by the phase voltage compensator 12 are not sensitive to a change in the gain of the coordinate converter 70, the above equation (16) is used. ) Can be sufficiently controlled by approximating the following equation (17).

【0098】[0098]

【数17】 [Equation 17]

【0099】また、相電圧の最大出力点は、図7(b)
に示したように、等トルク曲線TCと、電圧円SFが接
する点(図中P11)となるが、この点は相電圧のフィ
ードバックの安定領域の境界(図中L1)である。その
ため、動作点P11付近で相電圧のフィードバックが不
安定となる可能性があるが、この場合には、ΔL(=L
d−Lq)を実際よりも大きくして座標変換を行うこと
により、出力限界を安定領域内とすることができる。図
中、FV2がΔLを大きくしたときのトルクが変化しな
い方向であり、L2が拡大された安定領域の境界であ
る。
The maximum output point of the phase voltage is shown in FIG.
As shown in (1), the point where the isotorque curve TC and the voltage circle SF come into contact with each other (P11 in the figure) is a boundary (L1 in the figure) of the phase voltage feedback stable region. Therefore, the feedback of the phase voltage may become unstable around the operating point P11. In this case, ΔL (= L
By performing the coordinate transformation with d-Lq) larger than the actual value, the output limit can be set within the stable region. In the figure, FV2 is the direction in which the torque does not change when ΔL is increased, and L2 is the boundary of the enlarged stable region.

【0100】この場合、座標変換式は、以下の式(1
8)となる。
In this case, the coordinate conversion equation is as follows:
8).

【0101】[0101]

【数18】 (Equation 18)

【0102】また、Iq=0である場合のモータ80の
動作点(Id,0)に対して、Id電流とIq電流の単
位電流あたりのトルク変化量が最も大きくなる方向の座
標値Idu3(Vd軸座標)、Iqu3(Vq軸座標)
は、
Further, with respect to the operating point (Id, 0) of the motor 80 when Iq = 0, the coordinate value Idu3 (Vd3) in the direction in which the amount of change in torque per unit current of the Id current and the Iq current is largest. Axis coordinates), Iqu3 (Vq axis coordinates)
Is

【0103】[0103]

【数19】 [Equation 19]

【0104】また、トルクが変化しない単位電流ベクト
ルの座標値Idu4(Vd軸座標)、Iqu4(Vq軸
座標)は、
The coordinate values Idu4 (Vd-axis coordinates) and Iqu4 (Vq-axis coordinates) of the unit current vector in which the torque does not change are:

【0105】[0105]

【数20】 (Equation 20)

【0106】と計算できる。図9はこれを示したもので
ある。TC1,TD1,FD1,LQ1は、それぞれI
q≠0のときの等トルク曲線,トルクが単位電流に対し
て最も変化する方向、定トルクで相電圧が減少する方
向,相電圧フィードバックの安定限界を示している。ま
た、TC2,TD2,FD2,LQ2は、それぞれIq
=0のときの等トルク曲線,トルクが単位電流に対して
最も変化する方向、定トルクで相電圧が減少する方向,
相電圧フィードバックの安定限界を示している。
Can be calculated. FIG. 9 illustrates this. TC1, TD1, FD1, and LQ1 are I
The graph shows the isotorque curve when q ≠ 0, the direction in which the torque changes most with respect to the unit current, the direction in which the phase voltage decreases at a constant torque, and the stability limit of the phase voltage feedback. TC2, TD2, FD2, and LQ2 are respectively Iq
Isotorque curve when = 0, direction in which torque changes most with respect to unit current, direction in which phase voltage decreases at constant torque,
The stability limit of the phase voltage feedback is shown.

【0107】図9から明らかなように、Iq≠0の場合
よりもIq=0とした場合のほうが安定領域が拡大され
る。そのため、近似的に式(19),(20)を用いて
座標変換を行ってもよい。この場合の座標変換式は以下
の式(21)となる。
As is clear from FIG. 9, the stable region is expanded when Iq = 0 compared to the case where Iq ≠ 0. Therefore, the coordinate transformation may be performed approximately using Equations (19) and (20). The coordinate conversion formula in this case is as shown in the following formula (21).

【0108】[0108]

【数21】 (Equation 21)

【0109】なお、本実施の形態では、飽和補正部31
は図3(b)に示した制御相電圧(Vf_c)と検出相電
圧(Vf_s)との相関関係をマップとして保持したが、
例えば関係式により保持するようにしてもよい。
In this embodiment, the saturation correction unit 31
Holds the correlation between the control phase voltage (Vf_c) and the detected phase voltage (Vf_s) shown in FIG. 3B as a map.
For example, you may hold | maintain by a relational expression.

【0110】また、上述した目標電流設定部1の第1の
態様では、実相電力把握部30は、実Id電流(Id_
s)と実Iq電流(Iq_s)とに基づいて実相電力(P
f_r)を算出し、目標電流設部1の第2の態様では、実
相電力把握部30は、目標Id電流(Id_c)と目標I
q電流(Iq_c)とに基づいて実相電力(Pf_r)を算
出したが、その他の組み合わせとして、実Id電流(I
d_s)と目標Iq電流(Iq_c)とに基づいて実相電力
を算出してもよく、目標Id電流(Id_c)と実Iq電
流(Iq_s)とに基づいて実相電力(Pf_r)を算出し
てもよい。
In the first mode of the target current setting section 1 described above, the real-phase power grasping section 30 outputs the real Id current (Id_
s) and the actual Iq current (Iq_s) based on the actual phase power (P
f_r), and in the second mode of the target current setting unit 1, the real-phase power grasping unit 30 calculates the target Id current (Id_c) and the target I
Although the real-phase power (Pf_r) was calculated based on the q current (Iq_c), the real Id current (I
d_s) and the target Iq current (Iq_c), the real-phase power may be calculated, or the real-phase power (Pf_r) may be calculated based on the target Id current (Id_c) and the real Iq current (Iq_s). .

【0111】また、本実施の形態では、飽和補正部31
により実相電力(Pf_r)を補正すると共に、相電圧補
償部により12により相電圧を補正したが、これらの補
正を行わない場合においても本発明の効果を得ることが
できる。
In this embodiment, the saturation correction unit 31
, The phase voltage is corrected by the phase voltage compensator 12 and the phase voltage is corrected by the phase voltage compensator 12, but the effects of the present invention can be obtained even when these corrections are not performed.

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

【図1】本発明のモータ制御装置によりDCブラシレス
モータのトルク制御を行う場合の全体構成図。
FIG. 1 is an overall configuration diagram when torque control of a DC brushless motor is performed by a motor control device of the present invention.

【図2】目標電流設定部の第1の態様によるDCブラシ
レスモータの制御ブロック図。
FIG. 2 is a control block diagram of a DC brushless motor according to a first embodiment of a target current setting unit.

【図3】DCブラシレスモータの相電圧が飽和したとき
の補正処理の説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a correction process when a phase voltage of a DC brushless motor is saturated.

【図4】目標相電圧が最大相電圧を超えたときの補正処
理の説明図。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a correction process when a target phase voltage exceeds a maximum phase voltage.

【図5】目標電流設定部の第2の態様によるDCブラシ
レスモータの制御ブロック図。
FIG. 5 is a control block diagram of a DC brushless motor according to a second embodiment of the target current setting unit.

【図6】DCブラシレスモータのロータの構造説明図。FIG. 6 is a structural explanatory view of a rotor of the DC brushless motor.

【図7】ロータが突極形のDCブラシレスモータに対し
てトルク補償と相電圧補償を行うための座標変換の説明
図。
FIG. 7 is an explanatory diagram of coordinate conversion for performing torque compensation and phase voltage compensation on a DC brushless motor whose rotor has salient poles.

【図8】目標電流設定部の第3の態様におけるDCブラ
シレスモータの制御ブロック図。
FIG. 8 is a control block diagram of a DC brushless motor in a third mode of the target current setting unit.

【図9】ロータが突極形のDCブラシレスモータに対し
てトルク補償と相電圧補償を行うための座標変換の説明
図。
FIG. 9 is an explanatory diagram of coordinate conversion for performing torque compensation and phase voltage compensation for a DC brushless motor whose rotor has salient poles.

【図10】dq座標の説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of dq coordinates.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…目標電流設定部、2…電流制御部、3…DCブラシ
レスモータ、4…ロータ、5…回転数センサ、6…電
源、7…電源電圧センサ、8a,8b…電流センサ、9
…磁極位置センサ、10…電流設定マップ、11…トル
ク補償部、12…相電圧補償部、20…3相/dq変換
部、21…dq電圧制御部、22…dq/3相変換部、
23…モータドライバ、30…実相電力把握部、31…
飽和補正部、40…最大相電圧設定部、41…目標相電
圧把握部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Target current setting part, 2 ... Current control part, 3 ... DC brushless motor, 4 ... Rotor, 5 ... Rotation speed sensor, 6 ... Power supply, 7 ... Power supply voltage sensor, 8a, 8b ... Current sensor, 9
... magnetic pole position sensor, 10 ... current setting map, 11 ... torque compensator, 12 ... phase voltage compensator, 20 ... 3 phase / dq converter, 21 ... dq voltage controller, 22 ... dq / 3 phase converter,
23 ... motor driver, 30 ... real-phase power grasping unit, 31 ...
Saturation correction unit, 40: maximum phase voltage setting unit, 41: target phase voltage grasping unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅見 記吉 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 蓮香 芳信 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 Fターム(参考) 5H560 BB04 BB12 BB17 DA00 DB00 DC12 DC13 EB01 EB07 RR10 SS01 TT11 TT15 XA02 XA13 5H576 BB06 CC01 DD02 DD05 EE01 JJ03 JJ25 LL01 LL22 LL24 LL41  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor, Shokichi Asami 1-4-1 Chuo, Wako-shi, Saitama Prefecture Inside Honda R & D Co., Ltd. (72) Inventor Yoshinobu Hasuka 1-4-4 Chuo, Wako-shi, Saitama No. 1 F term in Honda R & D Co., Ltd. (Reference) 5H560 BB04 BB12 BB17 DA00 DB00 DC12 DC13 EB01 EB07 RR10 SS01 TT11 TT15 XA02 XA13 5H576 BB06 CC01 DD02 DD05 EE01 JJ03 JJ25 LL01 LL22 LL24 LL41

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】DCブラシレスモータを、該モータの界磁
の磁束方向であるq軸上にある第1電機子と、q軸と直
行するd軸上にある第2電機子とを有する等価回路に変
換して扱い、 前記モータの電機子に流れる電流である電機子電流を検
出する電流検出手段と、前記モータの回転数を検出する
回転数検出手段と、前記モータの電源電圧を検出する電
源電圧検出手段と、 該電源電圧検出手段により検出された実電源電圧と該回
転数検出手段により検出された実回転数と所定の目標ト
ルクとに応じて、前記第1電機子に流れる電流の目標値
である目標Iq電流と前記第2電機子に流れる電流の目
標値である目標Id電流とを決定する目標電流決定手段
と、前記電流検出手段により検出された電流値から前記
第1電機子に流れる実際の電流である実Iq電流と前記
第2電機子に流れる実際の電流である実Id電流とを把
握する実電流把握手段と、 前記実Iq電流が前記目標Iq電流と一致し、且つ前記
実Id電流が前記目標Id電流と一致するように、前記
第1電機子に生じるVq電圧と前記第2電機子に生じる
Vd電圧とを制御する電圧制御手段とを備えたモータ制
御装置において、 前記目標トルクと前記実回転数と前記実電源電圧とか
ら、前記第1電機子で消費される電力と前記第2電機子
で消費される電力との合計である相電力の目標値として
目標相電力を決定する目標相電力決定手段と、 前記実Iq電流又は前記目標Iq電流と、前記実Id電
流又は前記目標Id電流と、前記電圧制御手段による前
記Vq電圧及び前記Vd電圧の制御電圧値とから、前記
第1電機子で実際に消費される電力と前記第2電機子で
実際に消費される電力との合計である実相電力を把握す
る実相電力把握手段と、 前記実相電力と前記目標相電力との差に応じて前記モー
タのトルクを調節するためのトルク補償量を算出し、該
トルク補償量により前記目標Id電流を補正するトルク
補償手段とを備えたことを特徴とするモータ制御装置。
1. An equivalent circuit comprising a DC brushless motor having a first armature on a q-axis which is a direction of a magnetic field of the motor and a second armature on a d-axis orthogonal to the q-axis. Current detection means for detecting an armature current that is a current flowing through the armature of the motor, rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the motor, and a power supply for detecting a power supply voltage of the motor Voltage detection means, a target of a current flowing through the first armature according to an actual power supply voltage detected by the power supply voltage detection means, an actual rotation speed detected by the rotation speed detection means, and a predetermined target torque. A target current determining means for determining a target Iq current as a value and a target Id current as a target value of a current flowing through the second armature; and a current value detected by the current detecting means to the first armature. Is the actual current that flows Actual current grasping means for grasping an Iq current and an actual Id current which is an actual current flowing through the second armature; and wherein the actual Iq current matches the target Iq current, and the actual Id current is equal to the target Id. A motor control device including voltage control means for controlling a Vq voltage generated in the first armature and a Vd voltage generated in the second armature so as to coincide with a current; And determining the target phase power as the target value of the phase power, which is the sum of the power consumed by the first armature and the power consumed by the second armature, from the actual power supply voltage Means, from the actual Iq current or the target Iq current, the actual Id current or the target Id current, and the control voltage values of the Vq voltage and the Vd voltage by the voltage control means. Actually erase Real-phase power grasping means for grasping real-phase power, which is the sum of the power consumed and the power actually consumed by the second armature; and the motor of the motor according to a difference between the real-phase power and the target phase power. A motor control device comprising: a torque compensation unit that calculates a torque compensation amount for adjusting a torque, and corrects the target Id current based on the torque compensation amount.
【請求項2】前記電圧制御手段による前記Vq電圧の制
御電圧と前記Vd電圧の制御電圧とをベクトル合成した
制御相電圧が、前記電圧制御手段が実際に制御可能な前
記Vq電圧と前記Vd電圧とをベクトル合成した相電圧
の上限電圧を超える飽和状態となったときの、前記制御
相電圧と、実際に前記第1電機子に生じる前記Vq電圧
と前記第2電機子に生じる前記Vd電圧とをベクトル合
成した実相電圧との相関関係を予め記憶した記憶手段を
有し、 前記実相電力把握手段は、前記飽和状態となったときに
は、前記記憶手段に記憶された前記相関関係に基づいて
前記電圧制御手段による前記Vq電圧の制御電圧と前記
Vd電圧の制御電圧とを補正して、前記実相電力を把握
することを特徴とする請求項1記載のモータ制御装置。
2. A control phase voltage obtained by vector-synthesizing the control voltage of the Vq voltage and the control voltage of the Vd voltage by the voltage control means, the Vq voltage and the Vd voltage which can be actually controlled by the voltage control means. The control phase voltage, the Vq voltage actually generated in the first armature, and the Vd voltage generated in the second armature when the saturation state exceeds the upper limit voltage of the phase voltage obtained by vector synthesis of And a storage means for storing in advance a correlation with a real-phase voltage obtained by vector-synthesizing, the real-phase power grasping means, when the saturated state is reached, based on the correlation stored in the storage means. 2. The motor control device according to claim 1, wherein the control unit corrects the control voltage of the Vq voltage and the control voltage of the Vd voltage to determine the actual phase power.
【請求項3】前記電圧制御手段による前記Vq電圧の制
御電圧と前記Vd電圧の制御電圧とをベクトル合成した
制御相電圧の大きさが、前記電圧制御手段が実際に制御
可能な前記Vq電圧と前記Vd電圧とをベクトル合成し
た相電圧の上限電圧付近に設定した最大相電圧以下とな
るように、前記目標Iq電流を補正する相電圧補償手段
を備えたことを特徴とする請求項1から請求項3のうち
いずれか1項記載のモータ制御装置。
3. The magnitude of a control phase voltage obtained by vector combining the control voltage of the Vq voltage and the control voltage of the Vd voltage by the voltage control means is equal to the Vq voltage that the voltage control means can actually control. 2. The apparatus according to claim 1, further comprising: a phase voltage compensator for correcting the target Iq current so as to be equal to or less than a maximum phase voltage set near an upper limit voltage of a phase voltage obtained by vector-combining the Vd voltage and the Vd voltage. Item 4. The motor control device according to any one of items 3.
【請求項4】前記モータのロータが、界磁極間にエアギ
ャップがある突極形であり、 前記トルク補償手段は、前記d軸と前記q軸とからなる
dq座標面において、前記Id電流及び前記Iq電流の
所定量の変化に対して前記モータの出力トルクの変化が
最大となる方向を傾きとする第1軸と、該第1軸と直交
して前記モータの出力トルクが一定で前記相電圧が最も
下がる方向の第2軸とからなる座標系の該第1軸の前記
出力トルクが増加する側と該第2軸の前記相電圧が減少
する側とにより定まる範囲内に前記トルク補償量を設定
して、該座標系から前記dq座標面への座標変換を行う
ことにより、前記トルク補償量に応じた前記目標Id電
流の補正量と前記目標Iq電流の補正量とを算出して、
前記目標Id電流と前記目標Iq電流とを補正すること
を特徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか1項
記載のモータ制御装置。
4. The motor according to claim 1, wherein the rotor of the motor is a salient pole type having an air gap between field poles, and the torque compensating means is configured to output the Id current and the Id current on a dq coordinate plane including the d axis and the q axis. A first axis having an inclination in a direction in which a change in the output torque of the motor becomes maximum with respect to a change in the predetermined amount of the Iq current, and a phase orthogonal to the first axis, wherein the output torque of the motor is constant and the phase is The torque compensation amount falls within a range defined by a side of the first axis in which the output torque increases and a side of the second axis in which the phase voltage decreases in a coordinate system including a second axis in a direction in which the voltage is lowest. By performing coordinate transformation from the coordinate system to the dq coordinate plane, a correction amount of the target Id current and a correction amount of the target Iq current according to the torque compensation amount are calculated,
4. The motor control device according to claim 1, wherein the target Id current and the target Iq current are corrected. 5.
【請求項5】前記モータのロータが、界磁極間にエアギ
ャップがある突極形であり、 前記相電圧補償手段は、前記d軸と前記q軸とからなる
dq座標面において、前記Id電流及び前記Iq電流の
所定量の変化に対して前記モータの出力トルクの変化が
最大となる方向を傾きとする第1軸と、該第1軸と直交
して前記モータの出力トルクが一定で前記相電圧が最も
下がる方向の第2軸とからなる座標系の該第1軸の前記
出力トルクが減少する側と該第2軸の前記相電圧が減少
する側とに定まる範囲内に、前記制御相電圧と前記最大
相電圧との差に応じて算出した相電圧補償量を設定し
て、該座標系から前記dq座標面への座標変換を行うこ
とにより、前記相電圧補償量に応じた前記目標Id電流
の補正量と前記目標Iq電流の補正量とを算出して、前
記目標Id電流と前記目標Iq電流とを補正することを
特徴とする請求項3記載のモータ制御装置。
5. The motor according to claim 1, wherein the rotor of the motor is of a salient pole type having an air gap between field poles, and the phase voltage compensating means is provided on the dq coordinate plane including the d axis and the q axis. A first axis having a direction in which a change in the output torque of the motor becomes maximum with respect to a change in a predetermined amount of the Iq current, and an output torque of the motor which is orthogonal to the first axis and has a constant output torque. In the coordinate system including the second axis in the direction in which the phase voltage is lowest, the control is performed within a range defined by the side where the output torque of the first axis decreases and the side where the phase voltage decreases of the second axis. The phase voltage compensation amount calculated according to the difference between the phase voltage and the maximum phase voltage is set, and the coordinate conversion from the coordinate system to the dq coordinate plane is performed. Calculating the correction amount of the target Id current and the correction amount of the target Iq current 4. The motor control device according to claim 3, wherein the target Id current and the target Iq current are corrected.
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