JP2003259680A - Synchronous motor driving apparatus, inverter apparatus and control method of synchronous motor - Google Patents

Synchronous motor driving apparatus, inverter apparatus and control method of synchronous motor

Info

Publication number
JP2003259680A
JP2003259680A JP2002052937A JP2002052937A JP2003259680A JP 2003259680 A JP2003259680 A JP 2003259680A JP 2002052937 A JP2002052937 A JP 2002052937A JP 2002052937 A JP2002052937 A JP 2002052937A JP 2003259680 A JP2003259680 A JP 2003259680A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
command value
synchronous motor
voltage
phase
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.)
Granted
Application number
JP2002052937A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3637897B2 (en
Inventor
Masaaki Yabe
正明 矢部
Kazunori Sakanobe
和憲 坂廼辺
Yosuke Sasamoto
洋介 篠本
Koichi Arisawa
浩一 有澤
Namihei Suzuki
浪平 鈴木
Isao Kawasaki
功 川崎
Kazuyuki Mitsushima
和行 満嶋
Tsutomu Makino
勉 牧野
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2002052937A priority Critical patent/JP3637897B2/en
Publication of JP2003259680A publication Critical patent/JP2003259680A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3637897B2 publication Critical patent/JP3637897B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inverter apparatus or a synchronous motor driving apparatus and a control method of a synchronous motor which have a high output, high efficiency and excellent controllability. <P>SOLUTION: The apparatus is provided with a current phase control means which outputs an excitation current command value for controlling the current phase angle of a current so that output torque is not less than a prescribed value on the basis of a current signal obtained by a current detecting means for detecting a current flowing into a synchronous motor and a voltage signal of a voltage applied to the motor, a filtering means which filters the excitation current command value, a frequency operating means which determines a compensation amount for a frequency command value from a fluctuation amount of the current detected by the current detecting means and outputs a frequency command value compensated by the compensation amount, and an output voltage command value operating means which determines an output voltage command value for driving the motor on the basis of the compensated frequency command value and the filtered excitation current command value. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、同期電動機を駆動
する同期電動機駆動装置、インバータ装置、および同期
電動機の制御方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a synchronous motor drive device for driving a synchronous motor, an inverter device, and a synchronous motor control method.

【0002】[0002]

【従来の技術】図9は一般的な従来の同期電動機駆動装
置の構成を示す図である。図において、1は同期電動機
駆動装置、2はインバータ制御手段、3は複数のスイッ
チング素子からなるインバータ主回路、4はインバータ
主回路に接続された直流電源、5は同期電動機である。
2. Description of the Related Art FIG. 9 is a diagram showing a structure of a general conventional synchronous motor drive device. In the figure, 1 is a synchronous motor driving device, 2 is inverter control means, 3 is an inverter main circuit composed of a plurality of switching elements, 4 is a DC power source connected to the inverter main circuit, and 5 is a synchronous motor.

【0003】6aは同期電動機5に流入する電流のうち
一相の電流(たとえばU相電流iu)を検出する電流検
出手段、6bは電流検出手段6aとは異なる相の電流
(たとえばV相電流iv)を検出する電流検出手段、7
は電流検出手段6a、6bにより検出された電流値を電
気角位相を用いて励磁電流成分(γ軸電流)およびトル
ク電流成分(δ軸電流)を表すγ-δ軸電流に変換する
3相2相変換手段、8は3相2相変換手段7より得られ
たδ軸電流から回転周波数の補償量ωdを求める周波数
補償器、9は周波数補償器8の周波数補償量ωdと回転
周波数指令値ωm*とから一次周波数ω1を求める一次
周波数演算手段、13は一次周波数ω1を積分して電気
角位相θを求める電気角位相演算手段、50は回転周波
数指令値ωm*から励磁電流指令値iγ*を求める励磁
電流指令値演算手段である。
Reference numeral 6a denotes a current detecting means for detecting a one-phase current (for example, U-phase current iu) of the current flowing into the synchronous motor 5, and 6b denotes a current for a phase different from the current detecting means 6a (for example, V-phase current iv). ) For detecting current, 7
Is a three-phase two that converts the current value detected by the current detecting means 6a, 6b into the γ-δ axis current representing the exciting current component (γ axis current) and the torque current component (δ axis current) using the electrical angle phase. Phase conversion means 8 is a frequency compensator for obtaining the compensation amount ωd of the rotation frequency from the δ-axis current obtained by the three-phase / two-phase conversion means 7, and 9 is the frequency compensation amount ωd of the frequency compensator 8 and the rotation frequency command value ωm. The primary frequency calculating means for obtaining the primary frequency ω1 from *, 13 is the electrical angle phase calculating means for obtaining the electrical angle phase θ by integrating the primary frequency ω1, and 50 is the exciting current command value iγ * from the rotation frequency command value ωm *. It is an exciting current command value calculating means to be obtained.

【0004】10は3相2相変換手段7より得られたγ
-δ軸電流と一次周波数演算手段9より得られた一次周
波数ω1と励磁電流演算手段50より得られた励磁電流
指令値iγ*とから同期電動機5を駆動するための電圧
指令値Vγ*、Vδ*を演算する出力電圧指令値演算手
段、11は出力電圧指令値演算手段10により得られた
γ-δ軸電圧指令値Vγ*、Vδ*を電気角位相θを用
いて3相電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*に変換する
2相3相変換手段、12は2相3相変換手段より得られ
る3相電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*によりインバ
ータ主回路3内のスイッチング素子をオン・オフ制御す
るためのPWM信号を生成するPWM信号発生手段であ
る。
Reference numeral 10 denotes γ obtained by the three-phase / two-phase conversion means 7.
-Voltage command values Vγ *, Vδ for driving the synchronous motor 5 from the δ-axis current, the primary frequency ω1 obtained by the primary frequency calculation means 9 and the excitation current command value iγ * obtained by the excitation current calculation means 50. An output voltage command value calculating means for calculating *, 11 is a three-phase voltage command value Vu using the electrical angle phase θ for the γ-δ axis voltage command values Vγ *, Vδ * obtained by the output voltage command value calculating means 10. Two-phase / three-phase conversion means for converting into *, Vv *, Vw *, and 12 is a switching element in the inverter main circuit 3 according to three-phase voltage command values Vu *, Vv *, Vw * obtained from the two-phase three-phase conversion means. Is a PWM signal generating means for generating a PWM signal for controlling ON / OFF of the.

【0005】以上のように構成された従来の同期電動機
駆動装置1および同期電動機5における動作を図9を用
いて説明する。図において、同期電動機駆動装置1は同
期電動機5に流入する相電流のうち2相分の電流(たと
えばiu、iv)を電流検出手段6a、6bより検出す
る。検出した2相分の電流、例えばU相電流iuおよび
V相電流ivを用いて、インバータ制御手段2は、同期
電動機5を駆動するためにインバータ主回路3が出力す
る電圧を演算により求め、インバータ主回路3内のスイ
ッチング素子をオン・オフ制御するためのPWM信号を
出力する。
The operation of the conventional synchronous motor drive device 1 and the synchronous motor 5 configured as described above will be described with reference to FIG. In the figure, the synchronous motor drive device 1 detects currents for two phases (for example, iu and iv) among the phase currents flowing into the synchronous motor 5 by the current detection means 6a and 6b. Using the detected currents of two phases, for example, the U-phase current iu and the V-phase current iv, the inverter control unit 2 calculates the voltage output from the inverter main circuit 3 for driving the synchronous motor 5, and the inverter A PWM signal for controlling on / off of the switching element in the main circuit 3 is output.

【0006】インバータ制御手段2は、以下に説明する
動作にてPWM信号を出力する。電流検出手段6a、6
bにより検出された相電流iu、ivより電気角位相θ
を用いて3相2相変換手段7よりγ-δ軸電流iγ、i
δを求める。周波数補償器8ではδ軸電流iδより周波
数補償量ωdを求める。一次周波数演算手段9では回転
周波数指令値ωm*と周波数補償量ωdの差分を取り一
次周波数ω1を求める。励磁電流演算手段50は回転周
波数指令値ωm*より励磁電流指令値(γ軸電流指令
値)iγ*を求める。
The inverter control means 2 outputs a PWM signal by the operation described below. Current detecting means 6a, 6
From the phase currents iu and iv detected by b, the electrical angle phase θ
The γ-δ axis current iγ, i from the three-phase / two-phase conversion means 7 using
Find δ. The frequency compensator 8 obtains the frequency compensation amount ωd from the δ-axis current iδ. The primary frequency calculation means 9 obtains the primary frequency ω1 by taking the difference between the rotation frequency command value ωm * and the frequency compensation amount ωd. The exciting current calculation means 50 obtains the exciting current command value (γ-axis current command value) iγ * from the rotation frequency command value ωm *.

【0007】出力電圧指令値演算手段10は一次周波数
ω1と励磁電流指令値iγ*とγ-δ軸電流iγとiδ
とから同期電動機5を駆動するための電圧指令値Vγ
*、Vδ*を求める。2相3相変換手段11ではγ-δ軸
電圧指令値Vγ*、Vδ*を電気角位相θを用いて3相座
標系の電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*に変換する。
PWM信号発生手段12は3相電圧指令値Vu*、Vv
*、Vw*よりインバータ主回路3内のスイッチング素
子をオン・オフ制御するためのPWM信号を発生させ
る。このPWM信号を基にインバータ主回路3内のスイ
ッチング素子がオン・オフ動作し、直流電源4の直流電
圧が3相交流に変換され同期電動機5に印加される。
The output voltage command value calculating means 10 has a primary frequency ω1, an exciting current command value iγ *, a γ-δ axis current iγ and iδ.
From the voltage command value Vγ for driving the synchronous motor 5
*, Vδ * is calculated. The 2-phase / 3-phase conversion means 11 converts the γ-δ axis voltage command values Vγ *, Vδ * into the voltage command values Vu *, Vv *, Vw * of the three-phase coordinate system using the electrical angle phase θ.
The PWM signal generating means 12 has three-phase voltage command values Vu *, Vv.
A PWM signal for controlling on / off of the switching element in the inverter main circuit 3 is generated from * and Vw *. Based on this PWM signal, the switching element in the inverter main circuit 3 is turned on / off, the DC voltage of the DC power supply 4 is converted into a three-phase AC, and applied to the synchronous motor 5.

【0008】ここで、従来の同期電動機駆動装置におい
ては、励磁電流演算手段50では、回転周波数指令値ω
m*に対応したデータテーブルあるいは回転周波数指令
値ωm*との関係を表す関数より励磁電流指令値iγ*
が求められる。励磁電流指令値iγ*は、回転周波数指
令値ωm*に応じて、あらかじめ理論式や実験で求めら
れた値に基づき決められている。
Here, in the conventional synchronous motor drive device, the exciting current calculating means 50 causes the rotation frequency command value ω
From the data table corresponding to m * or the function expressing the relationship with the rotation frequency command value ωm *, the exciting current command value iγ *
Is required. The exciting current command value iγ * is determined in advance according to the rotation frequency command value ωm * based on a theoretical formula or a value obtained by an experiment.

【0009】ここで、従来の同期電動機駆動装置の一例
が特開2000−209886号報に開示されている。
特開2000−209886号報に開示された同期電動
機駆動装置においては、同期電動機の回転子位置に対し
て、前回の通電位相情報と電流情報とから電流が小さく
なる方向に電圧の通電位相を所定時間ごとに変化させつ
つ電流最小となる電流位相角に近づける例について開示
してある。
An example of a conventional synchronous motor driving device is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-209886.
In the synchronous motor drive device disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-209886, with respect to the rotor position of the synchronous motor, the energization phase of the voltage is determined in the direction in which the current decreases from the previous energization phase information and the current information. An example is disclosed in which the current phase angle is minimized while changing with time.

【0010】また、従来の同期電動機駆動装置の一例が
特開2001−8486号報に開示されている。特開2
001−8486号報に開示された同期電動機駆動装置
においては、速度制御を行なう速度制御装置を備えたも
のにおいて、負荷トルクが一定時に、励磁電流idを変
化させ、前回の励磁電流idと電流情報とから電流が小
さくなる方向に励磁電流idを変化させつつ電流最小と
なる位相に近づける例について開示してある。
An example of a conventional synchronous motor drive device is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-8486. JP 2
In the synchronous motor drive device disclosed in the publication No. 001-8486, in a device provided with a speed control device for speed control, the exciting current id is changed when the load torque is constant, and the previous exciting current id and current information are changed. From the above, an example is disclosed in which the exciting current id is changed in the direction in which the current decreases and the phase approaches the phase in which the current becomes the minimum.

【0011】また、従来の同期電動機駆動装置の一例が
特開2001−86782号報に開示されている。特開
2001−86782号報に開示された同期電動機駆動
装置においては、速度制御装置により速度制御を行なう
ものにおいて、ブラシレスDCモータのd軸インダクタン
スとq軸インダクタンスとトルク定数と極対数というモ
ータ定数を用いて発生トルクが最大となる電流位相角β
を演算し、発生トルク最大となる電流位相角βとなるよ
うに速度制御器の出力である励磁電流指令値id*トト
ルク電流指令値iq*とを求め、実電流が前記電流指令
値となるように電流制御を行う例について開示してあ
る。
An example of a conventional synchronous motor drive device is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-86782. In the synchronous motor drive device disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-86782, in which speed control is performed by a speed control device, the d-axis inductance, the q-axis inductance, the torque constant, and the number of pole pairs of the brushless DC motor are set as motor constants. Current phase angle β that maximizes generated torque
Is calculated to obtain the exciting current command value id * and the torque current command value iq * which is the output of the speed controller so that the current phase angle β that maximizes the generated torque is obtained, and the actual current becomes the current command value. An example of performing current control is disclosed.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】従来の同期電動機駆動
装置においては、励磁電流演算手段50は、回転周波数
指令値に対応したデータテーブルあるいは回転周波数指
令値との関係を表す関数により励磁電流指令値が求めら
れる。この励磁電流指令値は、回転周波数指令値に応じ
た定格負荷トルク時に最大効率を実現できる値(電流最
小となる電流位相角を実現するための値)に決められて
いるため、同一回転周波数の条件では、想定された定格
負荷トルク条件においてのみ最大効率が実現できるが、
定格負荷トルク条件と実際の負荷トルク条件とに差が生
じた場合、電流位相角が最大効率点からずれを生じるた
め効率の悪い状態で駆動されていた。
In the conventional synchronous motor drive device, the exciting current calculation means 50 uses a data table corresponding to the rotation frequency command value or a function expressing the relationship with the rotation frequency command value. Is required. This excitation current command value is set to a value that can achieve maximum efficiency at the rated load torque according to the rotation frequency command value (a value for realizing the current phase angle that minimizes the current). Under the conditions, maximum efficiency can be achieved only under the assumed rated load torque condition.
When there is a difference between the rated load torque condition and the actual load torque condition, the current phase angle deviates from the maximum efficiency point, and thus the drive is performed in a poor efficiency state.

【0013】また、同期電動機の負荷対象が空気調和機
の圧縮機の場合は、同一回転周波数においても、冷房運
転や暖房運転のように負荷トルクが変動する条件が発生
する。このため、同一回転周波数条件において、励磁電
流指令値を1条件しか持たないため、負荷トルクにあわ
せて電流最小の高効率運転を実現することが困難であっ
た。また、各運転条件ごとに励磁電流指令値条件を持た
せるようにすると、マイクロプロセッサ等のメモリの使
用量が増加するため、制御装置のコストアップの原因と
なっていた。また、この場合においても、想定された定
格負荷トルク条件から実負荷トルク条件がずれた場合、
最大効率運転が実現できなかった。
In addition, when the load target of the synchronous motor is the compressor of the air conditioner, the load torque varies under the same rotation frequency as in the cooling operation and the heating operation. Therefore, under the same rotation frequency condition, since there is only one condition for the exciting current command value, it is difficult to realize high-efficiency operation with the minimum current in accordance with the load torque. In addition, if an exciting current command value condition is provided for each operating condition, the amount of memory such as a microprocessor used increases, which causes a cost increase of the control device. Also in this case, if the actual load torque condition deviates from the expected rated load torque condition,
Maximum efficiency operation could not be realized.

【0014】また、特開2000−209886号報や
特開2001−8486号報に記載されたものは、電流
最小となる通電位相は制御の過程では求められず、電流
最小となる電流位相角に達するまでに時間を要してい
た。また、この方法では電流最小となる通電位相への収
束があまり良くないため、電流最小位相角となる通電位
相近傍で通電位相が微小変化し、その結果モータ電流が
変動を起こし、安定して運転できない場合があった。ま
た、特開2001−8486号報では、負荷トルクが一
定時のみに前記制御を行うため、負荷トルクが常に変動
するような負荷には使用できなかった。
Further, in the devices described in JP-A-2000-209886 and JP-A-2001-8486, the energization phase that minimizes the current is not obtained in the control process, and the current phase angle that minimizes the current is determined. It took time to reach. In addition, in this method, the convergence to the energization phase that minimizes the current is not so good, so the energization phase slightly changes near the energization phase where the current minimum phase angle occurs, and as a result, the motor current fluctuates and stable operation is achieved. There were times when I couldn't. Further, in JP 2001-8486 A, since the control is performed only when the load torque is constant, it cannot be used for a load in which the load torque constantly fluctuates.

【0015】また、特開2001−86782号報に開
示された同期電動機駆動装置においては、ブラシレスDC
モータのd軸インダクタンスとq軸インダクタンスとトル
ク定数と極対数というモータ定数を用いて発生トルクが
最大となる電流位相角βを演算し、発生トルク最大とな
る電流位相角βとなるように速度制御器の出力である励
磁電流指令値id*とトルク電流指令値iq*とを求
め、実電流が前記電流指令値となるように電流制御を行
い、高効率を狙うものである。このため、id*とiq
*を求めるための速度制御器が必要であり、速度制御器
を持たない場合にはこの手法を用いることができなかっ
た。また、フィルタ手段を有していないため、演算周期
ごとの励磁電流指令値のばらつきが大きくなり、同期電
動機の動作が不安定になり制御性が悪かった。
Further, in the synchronous motor drive device disclosed in JP 2001-86782 A, brushless DC
The d-axis inductance of the motor, the q-axis inductance, the torque constant, and the motor constants such as the number of pole pairs are used to calculate the current phase angle β that maximizes the generated torque, and speed control is performed so that the current phase angle β that maximizes the generated torque is obtained. The exciting current command value id * and the torque current command value iq *, which are the output of the device, are obtained, and the current is controlled so that the actual current becomes the current command value, thereby aiming for high efficiency. Therefore, id * and iq
A speed controller for obtaining * was required, and this method could not be used without a speed controller. Further, since the filter means is not provided, the variation in the exciting current command value for each calculation cycle becomes large, the operation of the synchronous motor becomes unstable, and the controllability is poor.

【0016】本発明は、以上のような問題を解決するた
めになされたものであり、高出力なインバータ装置ある
いは同期電動機駆動装置を得ることを目的とする。ま
た、効率の良いインバータ装置あるいは同期電動機駆動
装置を得ることを目的とする。また、制御性の良いイン
バータ装置あるいは同期電動機駆動装置を得ることを目
的とする。また、短時間で効率の良い状態に制御できる
インバータ装置あるいは同期電動機駆動装置を得ること
を目的とする。また、低コストなインバータ装置あるい
は同期電動機駆動装置を得ることを目的とする。また、
回転周波数や負荷トルクが変動しても電流が小さくなる
条件にて駆動できる高効率なインバータ装置あるいは同
期電動機駆動装置を得ることを目的とする。また、簡単
な制御でありながら効率のよい同期電動機の制御方法を
得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain an inverter device or a synchronous motor drive device with high output. Another object is to obtain an efficient inverter device or synchronous motor drive device. Another object of the present invention is to obtain an inverter device or a synchronous motor drive device with good controllability. Another object of the present invention is to obtain an inverter device or a synchronous motor drive device that can be controlled in an efficient state in a short time. Another object is to obtain a low-cost inverter device or synchronous motor drive device. Also,
An object of the present invention is to obtain a highly efficient inverter device or a synchronous motor drive device that can be driven under the condition that the current becomes small even if the rotation frequency or the load torque changes. Another object of the present invention is to obtain an efficient method for controlling a synchronous motor, which is simple control.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
の同期電動機駆動装置は、同期電動機に流れる電流を検
出する電流検出手段と、電流検出手段により得られた電
流信号および同期電動機に印加される電圧の電圧信号に
基づいて同期電動機の出力トルクが所定値以上となるよ
うに同期電動機に流れる電流の電流位相角を制御するた
めの励磁電流指令値を出力する電流位相制御手段と、電
流位相制御手段により出力された励磁電流指令値をフィ
ルタリングするフィルタ手段と、電流検出手段により検
出された電流の変動量より周波数指令値に対する補償量
を求め、補償量により補償された周波数指令値を出力す
る周波数演算手段と、周波数演算手段により補償された
周波数指令値およびフィルタ手段によりフィルタリング
された励磁電流指令値に基づいて同期電動機を駆動する
ための出力電圧指令値を求める出力電圧指令値演算手段
と、を備えたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a synchronous motor driving device including a current detecting means for detecting a current flowing through the synchronous motor, a current signal obtained by the current detecting means, and a synchronous motor. Current phase control means for outputting an exciting current command value for controlling the current phase angle of the current flowing through the synchronous motor so that the output torque of the synchronous motor becomes a predetermined value or more based on the voltage signal of the applied voltage, Filtering means for filtering the exciting current command value output by the current phase control means, and a compensation amount for the frequency command value is obtained from the amount of fluctuation of the current detected by the current detecting means, and the frequency command value compensated by the compensation amount is obtained. Output frequency calculation means, frequency command value compensated by the frequency calculation means, and exciting current finger filtered by the filter means An output voltage command value calculating means for calculating an output voltage command value for driving the synchronous motor based on the value, in which with a.

【0018】本発明の請求項2に記載の同期電動機駆動
装置は、電流検出手段により得られた電流信号に基づい
て同期電動機の出力トルクが所定値以上となるような電
流位相角を求める電流位相演算手段と、電流位相演算手
段により得られた電流位相角および周波数指令値とに基
づいて電圧指令値を演算する電圧指令値演算手段と、同
期電動機に印加される電圧の電圧信号より電圧の大きさ
を求める電圧演算手段と、電圧指令値演算手段により得
られた電圧指令値および電圧演算手段により得られた電
圧の大きさとに基づいて同期電動機を駆動するための励
磁電流指令値を求める励磁電流指令値演算手段と、によ
って電流位相制御手段を構成したものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a synchronous motor drive device in which a current phase for obtaining a current phase angle at which the output torque of the synchronous motor becomes a predetermined value or more based on the current signal obtained by the current detecting means. The calculating means, the voltage command value calculating means for calculating the voltage command value based on the current phase angle and the frequency command value obtained by the current phase calculating means, and the voltage larger than the voltage signal of the voltage applied to the synchronous motor. Exciting current for obtaining an exciting current command value for driving the synchronous motor based on the voltage calculating means for determining the height, and the voltage command value obtained by the voltage command value calculating means and the magnitude of the voltage obtained by the voltage calculating means. The current value control means is constituted by the command value calculation means.

【0019】本発明の請求項3に記載の同期電動機駆動
装置は、電流検出手段により検出された電流信号および
同期電動機に印加される電圧の電圧信号に基づいて同期
電動機の出力トルクが所定値以上となるような電流位相
角で駆動するための電圧指令値を求める電圧指令値演算
手段と、同期電動機に印加される電圧の電圧信号より電
圧の大きさを求める電圧演算手段と、電圧指令値演算手
段により得られた電圧指令値と電圧演算手段により得ら
れた電圧の大きさとを比較して電圧誤差を求める電圧誤
差演算手段と、電圧誤差演算手段より得られる電圧誤差
から同期電動機の出力トルクが所定値以上となる電流位
相角で駆動するための励磁電流指令値を演算する励磁電
流指令値演算手段と、によって、電流位相制御手段を構
成したものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a synchronous motor driving device in which the output torque of the synchronous motor is equal to or more than a predetermined value based on the current signal detected by the current detecting means and the voltage signal of the voltage applied to the synchronous motor. Voltage command value calculating means for obtaining a voltage command value for driving at a current phase angle such that, voltage calculating means for calculating the voltage magnitude from the voltage signal of the voltage applied to the synchronous motor, and voltage command value calculation The output torque of the synchronous motor is calculated from the voltage error calculation means for calculating the voltage error by comparing the voltage command value obtained by the means with the magnitude of the voltage obtained by the voltage calculation means, and the voltage error obtained by the voltage error calculation means. A current phase control means is constituted by an exciting current command value calculating means for calculating an exciting current command value for driving at a current phase angle of a predetermined value or more.

【0020】本発明の請求項4に記載の同期電動機駆動
装置は、出力電圧指令値演算手段より得られる出力電圧
指令値を電圧信号に使用するようにしたものである。
According to a fourth aspect of the present invention, the synchronous motor drive device uses the output voltage command value obtained from the output voltage command value calculating means for the voltage signal.

【0021】本発明の請求項5に記載の同期電動機駆動
装置は、同期電動機に流れる電流を検出する電流検出手
段と、電流検出手段により得られた電流信号および同期
電動機に印加される電圧の電圧信号に基づいて同期電動
機の出力トルクが所定値以上となるように同期電動機に
流れる電流の電流位相角を制御するための励磁電流指令
値を出力する電流位相制御手段と、電流位相制御手段に
より得られた励磁電流指令値をフィルタリングするフィ
ルタ手段と、電流検出手段により検出された電流より得
られた推定速度によりトルク電流指令値を演算する速度
制御手段と、速度制御手段より得られたトルク電流指令
値およびフィルタ手段によりフィルタリングされた励磁
電流指令値とに基づいて同期電動機を出力トルクが所定
値以上となるような電流位相角にて駆動するための出力
電圧指令値を求める電流制御手段と、を備えたものであ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a synchronous motor drive device in which a current detecting means for detecting a current flowing through the synchronous motor, a current signal obtained by the current detecting means and a voltage of a voltage applied to the synchronous motor. The current phase control means outputs an exciting current command value for controlling the current phase angle of the current flowing through the synchronous motor so that the output torque of the synchronous motor becomes a predetermined value or more based on the signal, and is obtained by the current phase control means. Filter means for filtering the generated excitation current command value, speed control means for calculating the torque current command value from the estimated speed obtained from the current detected by the current detection means, and torque current command obtained by the speed control means Based on the value and the excitation current command value filtered by the filter means, the output torque of the synchronous motor becomes equal to or higher than a predetermined value. A current control means for calculating an output voltage command value for driving at a current phase angle, in which with a.

【0022】本発明の請求項6に記載の同期電動機駆動
装置は、電流位相制御手段により制御する励磁電流制御
周期を、同期電動機駆動のための出力電圧指令値を演算
する出力電圧制御周期と異なるようにしたものである。
In the synchronous motor drive device according to a sixth aspect of the present invention, the exciting current control period controlled by the current phase control means is different from the output voltage control period for calculating the output voltage command value for driving the synchronous motor. It was done like this.

【0023】本発明の請求項7に記載の同期電動機駆動
装置は、起動から所定回転数までの低速回転時には電流
位相制御手段による励磁電流制御を行わないようにした
ものである。
According to a seventh aspect of the present invention, the synchronous motor drive device is configured such that the excitation current control by the current phase control means is not performed during low speed rotation from startup to a predetermined rotation speed.

【0024】本発明の請求項8に記載の同期電動駆動装
置は、PWM変調が過変調となる領域では、電流位相制
御手段による励磁電流制御を行わないようにしたもので
ある。
According to the eighth aspect of the present invention, in the synchronous electric drive device, the excitation current control by the current phase control means is not performed in the region where the PWM modulation is overmodulation.

【0025】本発明の請求項9に記載の同期電動機駆動
装置は、起動時や加速・減速運転時には、電流位相制御
手段を使用せずに所定の励磁電流指令値を用いて同期電
動機を駆動し、所定の運転条件に達したのちは電流位相
制御手段により求められる励磁電流指令値を使用するよ
うに切り替えるようにしたものである。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a synchronous motor drive device which drives a synchronous motor using a predetermined exciting current command value without using current phase control means at the time of start-up or acceleration / deceleration operation. After the predetermined operating condition is reached, the excitation current command value obtained by the current phase control means is switched to use.

【0026】本発明の請求項10に記載の同期電動機駆
動装置は、同期電動機の電動機定数を測定する電動機定
数測定手段と、電動機定数測定手段により測定された電
動機定数を基に同期電動機を制御する制御定数を変更す
る制御定数変更手段と、を備え、同期電動機の周囲環境
の変化に応じて同期電動機を駆動制御するようにしたも
のである。
A synchronous motor drive device according to a tenth aspect of the present invention controls a synchronous motor based on the electric motor constant measuring means for measuring the electric motor constant of the synchronous motor and the electric motor constant measured by the electric motor constant measuring means. A control constant changing means for changing the control constant is provided, and the synchronous motor is drive-controlled according to the change of the surrounding environment of the synchronous motor.

【0027】本発明の請求項11に記載の同期電動機駆
動装置は、同期電動機のロータ位置を検出するための位
置センサを用いないセンサレスで駆動するようにしたも
のである。
According to the eleventh aspect of the present invention, there is provided a synchronous motor driving device which is driven without using a position sensor for detecting the rotor position of the synchronous motor.

【0028】本発明の請求項12に記載のインバータ装
置は、請求項1乃至請求項11のいずれかに記載の同期
電動機駆動装置を備えたものである。
An inverter device according to a twelfth aspect of the present invention is provided with the synchronous motor drive device according to any one of the first to eleventh aspects.

【0029】本発明の請求項13に記載のインバータ装
置は、スイッチング素子をオン、オフ動作させることに
より直流電源よりの直流を交流に変換するインバータ主
回路と、インバータ主回路内のスイッチング素子のオ
ン、オフ動作を制御するための電圧指令値を出力するイ
ンバータ制御手段と、インバータ制御手段により制御さ
れるインバータ主回路により出力される電圧が印加され
ることにより制御される駆動負荷と、を備え、インバー
タ制御手段を、駆動負荷を流れる電流に基づいて駆動負
荷の出力トルクが所定値以上となるような電流位相角に
て駆動負荷を駆動するための励磁電流指令値を演算する
電流位相制御手段と、電流位相制御手段より得られた励
磁電流指令値をフィルタリングするフィルタ手段と、駆
動負荷を流れる電流の変動量より周波数指令値を補償し
て一次周波数として出力する周波数演算手段と、フィル
タリングされた励磁電流指令値と一次周波数とに基づい
て駆動負荷を駆動するための電圧指令値を演算する出力
電圧指令値演算手段と、によって構成したものである。
An inverter device according to a thirteenth aspect of the present invention is an inverter main circuit for converting a direct current from a direct current power source into an alternating current by turning on and off a switching element, and an on-state of a switching element in the inverter main circuit. An inverter control unit that outputs a voltage command value for controlling the off operation, and a drive load that is controlled by applying a voltage output by an inverter main circuit controlled by the inverter control unit, And an inverter control means, which is a current phase control means for calculating an exciting current command value for driving the drive load at a current phase angle such that the output torque of the drive load becomes a predetermined value or more based on the current flowing through the drive load. A filter means for filtering the exciting current command value obtained from the current phase control means, and a current flowing through the drive load. Frequency calculation means for compensating the frequency command value from the amount of fluctuation and outputting it as the primary frequency, and output voltage command for calculating the voltage command value for driving the drive load based on the filtered excitation current command value and the primary frequency. And a value calculation means.

【0030】本発明の請求項14に記載のインバータ装
置は、駆動負荷を流れる電流により出力トルクが所定値
以上となる電流位相角を求める電流位相演算手段と、電
流位相演算手段により求められた電流位相角が得られる
ような電圧指令値を演算する電圧指令値演算手段と、出
力電圧指令値演算手段により求められた出力電圧指令値
および電圧指令値演算手段により求められた電圧指令値
とに基づいて駆動負荷を駆動するための励磁電流指令値
を求める励磁電流指令値演算手段と、によって電流位相
制御手段を構成したものである。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the inverter device, a current phase calculating means for obtaining a current phase angle at which the output torque becomes a predetermined value or more by the current flowing through the driving load, and the current obtained by the current phase calculating means. Based on a voltage command value calculation means for calculating a voltage command value such that a phase angle is obtained, and an output voltage command value calculated by the output voltage command value calculation means and a voltage command value calculated by the voltage command value calculation means. The current phase control means is constituted by an exciting current command value calculating means for obtaining an exciting current command value for driving the driving load.

【0031】本発明の請求項15に記載の同期電動機駆
動装置の制御方法は、同期電動機に流れる電流値を基に
して同期電動機の出力トルクが所定値以上となるような
電流位相角を求める電流位相演算ステップと、電流位相
演算ステップにて得られた電流位相角および同期電動機
に印加される電圧値とを基にして同期電動機を駆動する
ための励磁電流指令値を求める励磁電流指令値演算ステ
ップと、励磁電流指令値演算ステップにて得られた励磁
電流指令値の高周波成分を除去するフィルタリングを行
なうフィルタステップと、フィルタステップにてフィル
タリングされた励磁電流指令値を基にして同期電動機を
駆動するための出力電圧指令値を求める出力電圧指令値
演算ステップと、を備えたものである。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the method for controlling a synchronous motor drive device, a current for obtaining a current phase angle based on a current value flowing through the synchronous motor so that the output torque of the synchronous motor becomes a predetermined value or more. Excitation current command value calculation step for obtaining an excitation current command value for driving the synchronous motor based on the phase calculation step and the current phase angle obtained in the current phase calculation step and the voltage value applied to the synchronous motor And a filter step for removing high-frequency components of the excitation current command value obtained in the excitation current command value calculation step, and a synchronous motor is driven based on the excitation current command value filtered in the filter step. Output voltage command value calculating step for obtaining an output voltage command value for

【0032】本発明の請求項16に記載の同期電動機駆
動装置の制御方法は、同期電動機に流れる電流値を基に
して同期電動機の出力トルクが所定値以上となるような
電流位相角で同期電動機を駆動するための電圧指令値を
求める電圧指令値演算ステップと、同期電動機に印加さ
れる電圧の大きさを演算する電圧演算ステップと、電圧
演算ステップにて得られた電圧の大きさと電圧指令値演
算ステップにて得られた電圧指令値とを比較して電圧誤
差を求める電圧誤差演算ステップと、電圧誤差演算ステ
ップにて得られた電圧誤差を基にして同期電動機の出力
トルクが所定値以上となるような電流位相角で同期電動
機を駆動するための励磁電流指令値を演算する励磁電流
指令演算ステップと、励磁電流指令値演算ステップによ
り得られた励磁電流指令値の高周波成分を除去するフィ
ルタリングを行なうフィルタステップと、フィルタステ
ップにてフィルタリングされた励磁電流指令値を基にし
て同期電動機を駆動するための出力電圧指令値を求める
出力電圧指令値演算ステップと、を備えたものである。
According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a synchronous motor drive device, wherein the synchronous motor is driven at a current phase angle such that an output torque of the synchronous motor becomes a predetermined value or more based on a current value flowing through the synchronous motor. Voltage command value calculation step for obtaining the voltage command value for driving the motor, voltage calculation step for calculating the magnitude of the voltage applied to the synchronous motor, voltage magnitude and voltage command value obtained in the voltage calculation step Based on the voltage error obtained in the voltage error calculation step and the voltage error obtained in the voltage error calculation step, the output torque of the synchronous motor is determined to be a predetermined value or more. Excitation current command calculation step for calculating the excitation current command value for driving the synchronous motor at the current phase angle such that A filter step for performing filtering for removing high frequency components of the command value, and an output voltage command value calculation step for obtaining an output voltage command value for driving the synchronous motor based on the excitation current command value filtered in the filter step. , Are provided.

【0033】本発明の請求項17に記載の同期電動機駆
動装置の制御方法は、同期電動機に流れる電流に基づい
て得られる周波数補償量により補償された周波数指令値
と、フィルタステップにより得られたフィルタリングさ
れた励磁電流指令値と、に基づいて同期電動機を駆動す
るための出力電圧指令値を求める出力電圧指令値演算ス
テップを備えたものである。
According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a synchronous motor driving device, wherein a frequency command value compensated by a frequency compensation amount obtained based on a current flowing through the synchronous motor and a filtering obtained by a filter step. An output voltage command value calculation step for obtaining an output voltage command value for driving the synchronous motor based on the generated excitation current command value is provided.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】実施の形態1.本発明の実施の形
態1を表すインバータ装置および同期電動機駆動装置に
ついて以下に説明する。図1は本発明の実施の形態1を
表すインバータ装置および同期電動機駆動装置の構成を
示す図である。図において、1は同期電動機駆動装置で
あり、複数のスイッチング素子から構成され、直流を交
流に変換するインバータ主回路3、インバータ主回路3
の複数のスイッチング素子をオン・オフ制御するための
PWM信号を出力するインバータ制御手段2により構成
される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiment 1. The inverter device and the synchronous motor drive device according to the first embodiment of the present invention will be described below. 1 is a diagram showing a configuration of an inverter device and a synchronous motor drive device according to a first embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 is a synchronous motor drive device, which is composed of a plurality of switching elements, and is an inverter main circuit 3 and an inverter main circuit 3 for converting direct current into alternating current.
The inverter control means 2 outputs a PWM signal for controlling ON / OFF of the plurality of switching elements.

【0035】また、4はインバータ主回路3に接続され
た直流電源、5はインバータ主回路3により駆動される
駆動負荷である同期電動機であり、同期電動機駆動装置
1、直流電源4、駆動負荷5によりインバータ装置が構
成される。インバータ制御手段2が出力するPWM信号
を基にインバータ主回路3内のスイッチング素子がオン
・オフ動作し、直流電源4の直流電圧が3相交流に変換
されて駆動負荷である同期電動機5に印加されることに
よって、インバータ装置が動作する。
Further, 4 is a DC power source connected to the inverter main circuit 3, and 5 is a synchronous motor which is a drive load driven by the inverter main circuit 3. The synchronous motor drive device 1, the DC power source 4, and the drive load 5 are provided. The inverter device is configured by. The switching element in the inverter main circuit 3 is turned on / off based on the PWM signal output from the inverter control means 2, and the DC voltage of the DC power supply 4 is converted into three-phase AC and applied to the synchronous motor 5 as a drive load. As a result, the inverter device operates.

【0036】6aは駆動負荷である同期電動機5に流入
する電流のうちの一相の電流(たとえばU相電流iu)
を検出する電流検出手段、6bは電流検出手段6aで検
出される電流(U相電流iu)と異なる相の電流(たと
えばV相電流iv)を検出する電流検出手段である。こ
の電流検出手段6a、6bは検出した電流を電流値ある
いは電流信号に変換して出力する。
Reference numeral 6a denotes one-phase current (for example, U-phase current iu) of the current flowing into the synchronous motor 5 which is a driving load.
And 6b is a current detecting means for detecting a current (for example, V-phase current iv) of a phase different from the current (U-phase current iu) detected by the current detecting means 6a. The current detecting means 6a and 6b convert the detected current into a current value or a current signal and output it.

【0037】ここで、インバータ制御手段2は、以下に
示す3相2相変換手段7、周波数補償器8、一次周波数
演算手段9、出力電圧指令値演算手段10、2相3相変
換手段11、PWM信号発生手段12、電気角位相演算
手段13、電流位相制御手段14、フィルタ手段19と
により構成されている。
Here, the inverter control means 2 includes the following three-phase / two-phase conversion means 7, frequency compensator 8, primary frequency calculation means 9, output voltage command value calculation means 10, two-phase / three-phase conversion means 11, It is composed of a PWM signal generating means 12, an electrical angle phase calculating means 13, a current phase controlling means 14, and a filter means 19.

【0038】3相2相変換手段7は電流検出手段6a、
6bにより検出された電流値(たとえばiu、iv)あ
るいは電流信号を電気角位相θを用いて励磁電流成分
(γ軸電流iγ)およびトルク電流成分(δ軸電流i
δ)で表わされるγ-δ軸の電流値あるいは電流信号に
変換する。周波数補償器8は3相2相変換手段7により
得られたδ軸電流から回転周波数の補償量ωdを演算す
る。一次周波数演算手段9は、周波数補償器8により得
られた周波数補償量ωdを用いて外部から与えられる目
標周波数である周波数指令値ωm*を補償する(補償さ
れた周波数指令値である一次周波数ω1を求める。)。
電気角位相演算手段13は、補償された周波数指令値で
ある一次周波数ω1を積分して電気角位相θを求める。
The three-phase / two-phase converting means 7 is a current detecting means 6a,
The current value (for example, iu, iv) or current signal detected by 6b is converted into an exciting current component (γ-axis current iγ) and a torque current component (δ-axis current i) by using the electrical angle phase θ.
Convert to the current value or current signal on the γ-δ axis represented by δ). The frequency compensator 8 calculates the compensation amount ωd of the rotation frequency from the δ-axis current obtained by the three-phase / two-phase conversion means 7. The primary frequency calculation means 9 uses the frequency compensation amount ωd obtained by the frequency compensator 8 to compensate the frequency command value ωm * which is the target frequency given from the outside (the primary frequency ω1 which is the compensated frequency command value). Ask.).
The electrical angle phase calculation means 13 integrates the primary frequency ω1 that is the compensated frequency command value to obtain the electrical angle phase θ.

【0039】電流位相制御手段14は、同期電動機5に
印加される電圧の電圧信号を基にして出力電圧の大きさ
Vaを求める出力電圧演算手段15、2相3相座標変換
手段7により得られたγ軸電流iγ、δ軸電流iδをも
とにしてその大きさである電流値Iaを演算する電流演
算手段21、iγ、iδ、Iaを基にして電流値が所定
値以下(あるいは最小)となる電流位相角βmを演算す
る電流位相演算手段22、電流値が所定値以下(あるい
は最小)となる電流位相角βmを基にして電圧指令値V
a*を求める電圧指令値演算手段16、基準となる励磁
電流指令値iγ0を求める基準励磁電流指令値演算手段
18、Va*、Va、iγ0を基にして駆動負荷を駆動
するための励磁電流指令値iγ*を求める励磁電流指令
値演算手段17、により構成され、フィルタ手段19は
電流位相制御手段14の出力である励磁電流指令値iγ
*をローパスフィルタなどにより高周波成分を除去し、
演算毎のばらつきを抑制するためのフィルタリングを行
なう手段である。
The current phase control means 14 is obtained by the output voltage calculation means 15 for determining the magnitude Va of the output voltage based on the voltage signal of the voltage applied to the synchronous motor 5 and the two-phase / three-phase coordinate conversion means 7. Based on the γ-axis current iγ and the δ-axis current iδ, the current value Ia, which is the magnitude thereof, is calculated based on the current calculation means 21, iγ, iδ, Ia. Current phase calculation means 22 for calculating the current phase angle βm, and the voltage command value V based on the current phase angle βm at which the current value is below a predetermined value (or minimum).
Voltage command value calculation means 16 for obtaining a *, reference excitation current command value calculation means 18 for obtaining a reference excitation current command value iγ0, excitation current command for driving a drive load based on Va *, Va, iγ0 The exciting current command value calculation means 17 for obtaining the value iγ * is provided, and the filter means 19 is an output of the current phase control means 14 and the exciting current command value iγ.
* Removes high frequency components with a low-pass filter,
It is a means for performing filtering for suppressing variations in each calculation.

【0040】本実施の形態では、励磁電流指令値演算手
段17により出力された励磁電流指令値iγ*をローパ
スフィルタなどのフィルタ手段19にて高周波成分を除
去するフィルタリングを行なうようにしているので、出
力電圧指令値Vγ*、Vδ*の演算の安定性および演算
精度を向上させることができ、同期電動機5を安定して
制御することができる。すなわち、電流位相制御手段1
4により得られる励磁電流指令値iγ*は、運転状態に
よっては出力値が演算周期毎に大きく変動する場合があ
り、出力電圧演算手段10では、このiγ*を用いて出
力電圧指令値Vγ*、Vδ*を演算するため、励磁電流
指令値iγ*の変動が直接、出力電圧指令値Vγ*、V
δ*に反映され、同期電動機5の動作が不安定になる。
In the present embodiment, the exciting current command value iγ * output by the exciting current command value calculating means 17 is filtered by the filter means 19 such as a low pass filter to remove high frequency components. The stability and calculation accuracy of the output voltage command values Vγ * and Vδ * can be improved, and the synchronous motor 5 can be stably controlled. That is, the current phase control means 1
The excitation current command value iγ * obtained by 4 may vary greatly in each operation cycle depending on the operating state, and the output voltage calculation means 10 uses this iγ * to output voltage command value Vγ *, Since Vδ * is calculated, the fluctuation of the exciting current command value iγ * directly changes the output voltage command values Vγ *, Vγ
Reflected in δ *, the operation of the synchronous motor 5 becomes unstable.

【0041】本実施の形態のように、フィルタ手段19
を設けて、励磁電流指令値iγ*に生じる高周波成分に
よる演算周期毎の変動分を除去し、励磁電流指令値iγ
*の演算周期毎の変動を抑制するようにすれば、励磁電
流指令値iγ*の変動による同期電動機5の動作の不安
定を回避でき、制御性がよく、信頼性の高い装置を得る
ことができる。ここで、同期電動機の回転周波数および
負荷トルクがほぼ変化しない定常運転状態であれば、励
磁電流指令値iγ*はほとんど変化しない。このような
場合にフィルタ手段19としてローパスフィルタを使用
する場合は、ローパスフィルタの時定数を励磁電流制御
周期(電流位相制御手段14での演算周期)に比べて十
分大きな値とすれば良い。たとえば、ローパスフィルタ
の時定数は励磁電流制御周期(電流位相制御手段14で
の演算周期)や励磁電流演算以外の演算周期(たとえば
電流位相制御手段14での演算周期を除いた出力電圧手
段10での演算周期など)を考慮して設計すればよく、
励磁電流制御周期が10msec程度の場合にはローパ
スフィルタの時定数を1sec程度に設定すればよい。
As in the present embodiment, the filter means 19
Is provided to eliminate fluctuations in each calculation cycle due to high frequency components generated in the exciting current command value iγ *,
By suppressing the fluctuation of * for each operation cycle, it is possible to avoid the instability of the operation of the synchronous motor 5 due to the fluctuation of the exciting current command value iγ *, and it is possible to obtain a device with good controllability and high reliability. it can. Here, in a steady operation state in which the rotation frequency and the load torque of the synchronous motor do not substantially change, the exciting current command value iγ * hardly changes. When a low-pass filter is used as the filter means 19 in such a case, the time constant of the low-pass filter may be set to a value sufficiently larger than the exciting current control cycle (calculation cycle in the current phase control means 14). For example, the time constant of the low-pass filter is the output voltage means 10 excluding the exciting current control cycle (calculation cycle in the current phase control means 14) and the calculation cycle other than the exciting current calculation (for example, the calculation cycle in the current phase control means 14). It should be designed considering the calculation cycle of
When the exciting current control period is about 10 msec, the time constant of the low pass filter may be set to about 1 sec.

【0042】ここで、ローパスフィルタなどのフィルタ
手段19を設けないと、励磁電流指令値iγ*を平均化
させることができないので、演算周期毎にばらつきが大
きくなり精度よく安定した演算ができず、演算時間が大
きくなったり、収束性が悪く安定した制御ができなくな
ってしまう。
Here, unless the filter means 19 such as a low-pass filter is provided, the exciting current command value iγ * cannot be averaged, so that there is a large variation in each operation cycle and accurate and stable operation cannot be performed. The calculation time becomes long, the convergence is poor, and stable control cannot be performed.

【0043】出力電圧指令値演算手段10は3相2相変
換手段7より得られたγ-δ軸電流iγ、iδと一次周
波数演算手段9より得られた一次周波数ω1とフィルタ
手段19より得られた励磁電流指令値のフィルタ通過値
iγ*とから駆動負荷である同期電動機5を駆動するた
めの電圧指令値Vγ*、Vδ*を演算する。電気角位相
演算手段13は、一次周波数演算手段9により得られた
一次周波数ω1をもとに電気角位相θを演算する。2相
3相変換手段11は出力電圧指令値演算手段10により
得られたγ-δ軸電圧指令値Vγ*、Vδ*を電気角位
相演算手段13により得られた電気角位相θを用いて3
相電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*に変換する。PW
M信号発生手段12は2相3相変換手段11より得られ
る3相電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*をもとにイン
バータ主回路3内のスイッチング素子をオン・オフ制御
するためのPWM信号を発生する手段である。
The output voltage command value calculation means 10 is obtained from the γ-δ axis currents i γ and i δ obtained from the three-phase / two-phase conversion means 7, the primary frequency ω1 obtained from the primary frequency calculation means 9 and the filter means 19. The voltage command values Vγ * and Vδ * for driving the synchronous motor 5, which is the drive load, are calculated from the excitation current command value passed through the filter iγ *. The electrical angle phase calculation means 13 calculates the electrical angle phase θ based on the primary frequency ω1 obtained by the primary frequency calculation means 9. The two-phase / three-phase conversion means 11 uses the electrical angle phase θ obtained by the electrical angle phase computation means 13 to calculate the γ-δ axis voltage instruction values Vγ *, Vδ * obtained by the output voltage command value computation means 10
The phase voltage command values Vu *, Vv *, and Vw * are converted. PW
The M signal generating means 12 is a PWM for on / off controlling the switching elements in the inverter main circuit 3 based on the three-phase voltage command values Vu *, Vv *, Vw * obtained from the two-phase / three-phase converting means 11. It is a means for generating a signal.

【0044】次に動作について図1を用いて説明する。
図において、同期電動機駆動装置1はインバータの駆動
負荷である同期電動機5に流入する相電流のうち2相分
の電流(たとえば、U相電流iuとV相電流iv)を電
流検出手段6a、6bより検出する。インバータ制御手
段2は、電流検出手段6a、6bにより検出された2相
分の電流(例えばU相電流iuおよびV相電流iv)あ
るいは2相分の電流信号を用いて周波数補償器8により
外部より与えられる周波数指令値ωm*を補償する補償
量ωdを演算し、周波数演算手段9によりこの周波数指
令値ωm*を補償量ωdにより補償して、一次周波数ω
1として出力する。そして、出力電圧指令値演算手段1
0にて、この補償された周波数指令値である一次時周波
数ω1を用いて駆動負荷である同期電動機5を駆動する
ための出力電圧指令値(Vγ*、Vδ*)を演算により
求める。その後、2相3相変換手段11にて、2相座標
系の出力電圧指令値(Vγ*、Vδ*)を3相座標系の
出力電圧指令値(Vu*、Vv*、Vw*)に変換し、
電圧値あるいは電圧信号として出力する。この3相座標
系の出力電圧指令値(Vu*、Vv*、Vw*)を基に
PWM信号発生手段12ではインバータ主回路3内のス
イッチング素子をオン・オフ制御するためのPWM信号
を出力する。
Next, the operation will be described with reference to FIG.
In the figure, the synchronous motor drive device 1 detects currents of two phases (for example, U-phase current iu and V-phase current iv) out of phase currents flowing into the synchronous motor 5 which is a drive load of an inverter, as current detection means 6a, 6b. To detect more. The inverter control means 2 uses a current for two phases (for example, a U-phase current iu and a V-phase current iv) detected by the current detection means 6a and 6b or a current signal for two phases to perform a frequency compensator 8 from the outside. A compensation amount ωd for compensating the given frequency command value ωm * is calculated, and this frequency command value ωm * is compensated by the frequency calculation means 9 by the compensation amount ωd to obtain the primary frequency ω.
Output as 1. Then, the output voltage command value calculation means 1
At 0, the output voltage command value (Vγ *, Vδ *) for driving the synchronous motor 5 that is the drive load is calculated by using the primary frequency ω1 that is the compensated frequency command value. Thereafter, the 2-phase / 3-phase conversion means 11 converts the output voltage command values (Vγ *, Vδ *) of the 2-phase coordinate system into the output voltage command values (Vu *, Vv *, Vw *) of the 3-phase coordinate system. Then
Output as a voltage value or voltage signal. Based on the output voltage command values (Vu *, Vv *, Vw *) of this three-phase coordinate system, the PWM signal generating means 12 outputs a PWM signal for controlling on / off of the switching element in the inverter main circuit 3. .

【0045】すなわち、インバータ制御手段2において
は、以下に示す動作にてPWM信号を出力する。電流検
出手段6a、6bにより検出された2相分の相電流(た
とえばiu、iv)と電気角位相θを用いて3相2相変
換手段7にてγ-δ軸電流iγ、iδを求める。周波数
補償器8では3相2相変換手段7により得られたδ軸電
流iδより周波数補償量ωdを求める。一次周波数演算
手段9では、外部から与えられる目標周波数である回転
周波数指令値ωm*と周波数補償器8で得られた周波数
補償量ωdとの差分により周波数指令値ωm*を補償し
て一次周波数ω1として出力する。
That is, the inverter control means 2 outputs the PWM signal by the following operation. The γ-δ axis currents iγ, iδ are obtained by the three-phase / two-phase conversion means 7 using the phase currents (for example, iu, iv) for the two phases detected by the current detection means 6a, 6b and the electrical angle phase θ. The frequency compensator 8 obtains the frequency compensation amount ωd from the δ-axis current iδ obtained by the three-phase / two-phase conversion means 7. In the primary frequency calculating means 9, the frequency command value ωm * is compensated by the difference between the rotation frequency command value ωm * which is a target frequency given from the outside and the frequency compensation amount ωd obtained by the frequency compensator 8, and the primary frequency ω1. Output as.

【0046】出力電圧指令値演算手段10では、一次周
波数演算手段9にて得られた一次周波数ω1、電流位相
制御手段14より得られた励磁電流指令値iγ*をフィ
ルタ手段19によりフィルタリングした励磁電流指令値
iγ*、3相2相変換手段7により得られたγ-δ軸電
流iγ、iδとからインバータの駆動負荷である同期電
動機5を駆動するための出力電圧指令値Vγ*、Vδ*
を求める。
In the output voltage command value calculation means 10, the primary frequency ω1 obtained by the primary frequency calculation means 9 and the excitation current command value iγ * obtained by the current phase control means 14 are filtered by the filter means 19 to generate an exciting current. Command value iγ *, output voltage command values Vγ *, Vδ * for driving the synchronous motor 5, which is the drive load of the inverter, from the γ-δ axis currents iγ, iδ obtained by the three-phase / two-phase conversion means 7.
Ask for.

【0047】ここで、電流位相制御手段14では、以下
のようにして励磁電流指令値iγ*を演算する。2相3
相座標変換手段7により得られたγ軸電流iγ、δ軸電
流iδを基にして電流演算手段21にて電流ベクトルの
大きさIaを演算する。この電流演算手段21より得ら
れたIaを基にして出力トルクが所定値以上(あるいは
最大)、すなわち電流値が所定値以下(あるいは最小)
となる電流位相角βmを電流位相演算手段22にて演算
する。そして、電圧指令値演算手段16では、電流位相
演算手段22にて得られた電流位相角βmおよび周波数
演算手段9の前回の出力値である補償された周波数指令
値である一次周波数ω1を基にして電圧指令値Va*を
演算する。
The current phase control means 14 calculates the exciting current command value iγ * in the following manner. 2 phase 3
Based on the γ-axis current iγ and the δ-axis current iδ obtained by the phase coordinate conversion means 7, the current calculation means 21 calculates the magnitude Ia of the current vector. Based on Ia obtained by the current calculation means 21, the output torque is equal to or higher than a predetermined value (or maximum), that is, the current value is equal to or lower than a predetermined value (or minimum).
The current phase angle βm is calculated by the current phase calculation means 22. Then, the voltage command value calculating means 16 is based on the current phase angle βm obtained by the current phase calculating means 22 and the primary frequency ω1 which is the compensated frequency command value which is the previous output value of the frequency calculating means 9. Then, the voltage command value Va * is calculated.

【0048】また、電圧演算手段15では、出力電圧指
令値演算手段10の前回の出力値である出力電圧指令値
Vγ*、Vδ*を基にして出力電圧指令値の大きさVa
を演算する。また、基準励磁電流指令値演算手段18で
は、周波数演算手段9の前回の出力値である補償された
周波数指令値(一次周波数)ω1を基にして基準励磁電
流指令値iγ0を求める。そして、励磁電流指令値演算
手段17では、電圧指令値演算手段16より得られた電
圧指令値Va*、電圧演算手段15より得られた出力電
圧指令値の大きさVa、および基準励磁電流指令値演算
手段18より得られた基準励磁電流指令値iγ0を基に
して同期電動機5を電流が所定値以下(あるいは最小)
となる電流位相角βmにて駆動するための励磁電流指令
値iγ*を演算する。そして、この励磁電流指令値iγ
*をローパスフィルタなどのフィルタ手段19を通過さ
せて高周波成分を除去して平均化して演算周期毎の励磁
電流指令値のばらつきを抑制して出力電圧指令値演算手
段10にフィルタリングされた励磁電流指令値iγ*と
して出力する。
In the voltage calculation means 15, the magnitude Va of the output voltage command value is based on the output voltage command values Vγ * and Vδ * which are the previous output values of the output voltage command value calculation means 10.
Is calculated. Further, the reference exciting current command value calculating means 18 obtains the reference exciting current command value iγ0 based on the compensated frequency command value (primary frequency) ω1 which is the previous output value of the frequency calculating means 9. Then, in the exciting current command value calculating means 17, the voltage command value Va * obtained by the voltage command value calculating means 16, the magnitude Va of the output voltage command value obtained by the voltage calculating means 15, and the reference exciting current command value. Based on the reference excitation current command value iγ0 obtained from the calculating means 18, the current of the synchronous motor 5 is below a predetermined value (or minimum).
The exciting current command value iγ * for driving at the current phase angle βm is calculated. Then, this exciting current command value iγ
The * is passed through a filter means 19 such as a low-pass filter to remove high-frequency components and averaged to suppress variations in the exciting current command value for each operation cycle, and the exciting current command filtered by the output voltage command value calculating means 10 is suppressed. Output as the value iγ *.

【0049】電気角位相演算手段13は周波数演算手段
9の出力値である補償された周波数指令値(一次周波
数)ω1を基にして電気角位相θを演算する。そして、
2相3相変換手段11では、出力電圧指令値演算手段1
0により得られたγ-δ軸電圧指令値Vγ*、Vδ*を
電気角位相演算手段13により得られる電気角位相θを
用いて3相座標系の電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*
に変換する。PWM信号発生手段12は、2相3相変換
手段11により得られた3相電圧指令値Vu*、Vv
*、Vw*をもとにインバータ主回路3内のスイッチン
グ素子をオン・オフ制御するためのPWM信号を発生さ
せる。このPWM信号に基づいてインバータ主回路3内
のスイッチング素子がオン・オフ動作し、直流電源4の
直流電圧が3相交流に変換され駆動負荷である同期電動
機5に印加され駆動負荷が駆動される。
The electrical angle phase computing means 13 computes the electrical angle phase θ based on the compensated frequency command value (primary frequency) ω1 which is the output value of the frequency computing means 9. And
In the 2-phase / 3-phase conversion means 11, the output voltage command value calculation means 1
The γ-δ axis voltage command values Vγ * and Vδ * obtained by 0 are used as the voltage command values Vu *, Vv *, Vw * of the three-phase coordinate system by using the electrical angle phase θ obtained by the electrical angle phase calculation means 13.
Convert to. The PWM signal generating means 12 has the three-phase voltage command values Vu *, Vv obtained by the two-phase / three-phase converting means 11.
Based on *, Vw *, a PWM signal for controlling ON / OFF of the switching element in the inverter main circuit 3 is generated. Based on this PWM signal, the switching element in the inverter main circuit 3 is turned on / off, the DC voltage of the DC power supply 4 is converted into a three-phase AC, which is applied to the synchronous motor 5 which is a drive load to drive the drive load. .

【0050】ここで、図2を用いて駆動負荷として同期
電動機、特に埋込磁石型動機電動機(IPMSM)を使
用した場合の所定の運転状態における電流位相角βと出
力トルクτの関係について説明する。図2はIPMSM
の電流一定の運転状態における電流位相角βと出力トル
クτの関係の一例を示す図である。図において、横軸は
電流進み角(電流位相角)βを表し、縦軸はトルクを表
しており、図中には、IPMSMの回転子磁石による磁
石トルク、d軸インダクタンスLdとq軸インダクタン
スLqとの差により生じるリラクタンストルク、および
その合成トルクである出力トルクについて、電流位相角
βに対する関係が表されている。
Here, the relationship between the current phase angle β and the output torque τ in a predetermined operating state when a synchronous motor, particularly an embedded magnet type motor / motor (IPMSM) is used as a drive load will be described with reference to FIG. . Figure 2 shows IPMSM
FIG. 3 is a diagram showing an example of the relationship between the current phase angle β and the output torque τ in the constant current operation state of FIG. In the figure, the horizontal axis represents the current advance angle (current phase angle) β, and the vertical axis represents the torque. In the figure, the magnet torque by the rotor magnet of the IPMSM, the d-axis inductance Ld and the q-axis inductance Lq are shown. The relationship between the reluctance torque caused by the difference between and the output torque, which is the combined torque, is shown with respect to the current phase angle β.

【0051】図に示すようにIPMSMでは同一電流条
件であっても電流位相角βにより出力トルクが変化する
ため、同一電流条件であっても電流位相角βを所定の位
相に制御することによって出力トルクを所定値以上(あ
るいは最大)で出力させることが可能となる。したがっ
て、負荷トルクが一定の条件では、電流位相角βを適切
に制御することで、負荷トルクと同一の出力トルクを得
るために必要な電流値を所定値以下(あるいは最小)と
することができる。また、電流一定条件で出力トルクを
所定値以上(あるいは最大)に制御すると、負荷トルク
一定のもとでは電流値が所定値以下(あるいは最小)に
なるので、電流値を所定値以下(あるいは最小)にする
ことが可能となり、高効率な装置を得ることができる。
As shown in the figure, in the IPMSM, the output torque changes depending on the current phase angle β even under the same current condition. Therefore, even under the same current condition, the output can be achieved by controlling the current phase angle β to a predetermined phase. It is possible to output the torque at a predetermined value or higher (or maximum). Therefore, under the condition that the load torque is constant, by appropriately controlling the current phase angle β, the current value required to obtain the output torque that is the same as the load torque can be made a predetermined value or less (or minimum). . Also, if the output torque is controlled to a value higher than or equal to a predetermined value (or maximum) under constant current conditions, the current value will be lower than or equal to the predetermined value (or minimum) under constant load torque. ) And a highly efficient device can be obtained.

【0052】また、図3は回転周波数一定条件にてIP
MSMの負荷トルクを変化させて駆動した場合の、電流
位相角βと電流値との関係を示した図である。図におい
て、横軸は電流進み角(電流位相角)βを表し、縦軸は
電流値を表している。図中のτn(n=0、1、2、
3、4)はIPMSMの出力トルクを示し、その大きさ
の大小関係はτ4>τ3>τ2>τ1>τ0である。
Further, FIG. 3 shows the IP under the condition that the rotation frequency is constant.
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a current phase angle β and a current value when the load torque of the MSM is changed and driven. In the figure, the horizontal axis represents the current advance angle (current phase angle) β, and the vertical axis represents the current value. Τn (n = 0, 1, 2,
3, 4) show the output torque of the IPMSM, and the magnitude relation of the magnitudes is τ4>τ3>τ2>τ1> τ0.

【0053】図3に示したように、IPMSMが同一回
転周波数条件で駆動されていても、負荷トルクが変化し
た場合(τ0→τ1→……→τ4)には、電流値が最小
となる電流位相角βは変化する。しかし、回転周波数や
負荷トルクが変化した場合においても、図3に示したよ
うに出力トルクの変化に合わせて電流位相角βを電流値
が最小となる電流位相角βmに制御できれば、常に電流
値が最小の状態でIPMSMを駆動することが可能とな
り、IPMSMの銅損を最小にでき、また、インバータ
主回路のスイッチング素子の導通損も最小にすることが
できるので、高効率運転が実現できる。
As shown in FIG. 3, even when the IPMSM is driven under the same rotation frequency condition, when the load torque changes (τ0 → τ1 → ... → τ4), the current value becomes the minimum. The phase angle β changes. However, even when the rotation frequency and the load torque change, if the current phase angle β can be controlled to the current phase angle βm that minimizes the current value as shown in FIG. It is possible to drive the IPMSM in the minimum state, the copper loss of the IPMSM can be minimized, and the conduction loss of the switching element of the inverter main circuit can also be minimized, so that highly efficient operation can be realized.

【0054】ここで、本実施の形態では電流が所定値以
下となる(あるいは電流が最小となる)ように駆動負荷
である同期電動機5を駆動するようにしているので、以
下にその方法について説明する。
Here, in the present embodiment, the synchronous motor 5, which is the drive load, is driven so that the current becomes equal to or less than the predetermined value (or the current becomes the minimum). Therefore, the method will be described below. To do.

【0055】同期電動機、特に埋込磁石型同期電動機
(IPMSM)のd-q軸座標における電圧方程式は一
般的に数式1で与えられる。ここで、d軸およびq軸
は、電動機の回転子の磁極方向をd軸とし、d軸から回
転方向に所定角度(2極の場合は90度)進んだ位相を
なす軸をq軸と定義している。
The voltage equation in the dq axis coordinates of the synchronous motor, particularly the embedded magnet type synchronous motor (IPMSM) is generally given by the mathematical expression 1. Here, the d-axis and the q-axis are defined as the q-axis, which is the magnetic pole direction of the rotor of the electric motor as the d-axis and the phase which leads the rotational direction by a predetermined angle (90 degrees in the case of two poles) from the d-axis. is doing.

【0056】[0056]

【数1】 [Equation 1]

【0057】数式1において、Vdは埋込磁石型同期電
動機(IPMSM)のd軸電圧、Vqは埋込磁石型同期
電動機(IPMSM)のq軸電圧、Rは埋込磁石型同期
電動機(IPMSM)の1相あたりの抵抗値、Ldは埋
込磁石型同期電動機(IPMSM)のd軸インダクタン
ス、Lqは埋込磁石型同期電動機(IPMSM)のq軸
インダクタンス、Φfは埋込磁石型同期電動機の誘起電
圧定数、idは埋込磁石型同期電動機のd軸電流、iq
は埋込磁石型同期電動機のq軸電流、ωは埋込磁石型同
期電動機の回転周波数、pは時間tによる微分演算子、
を表している。また、埋込磁石型同期電動機の極対数を
Pmとすると、埋込磁石型同期電動機(IPMSM)の
出力トルクτmは一般的に数式2で与えられる。
In Expression 1, Vd is the d-axis voltage of the embedded magnet type synchronous motor (IPMSM), Vq is the q axis voltage of the embedded magnet type synchronous motor (IPMSM), and R is the embedded magnet type synchronous motor (IPMSM). Per phase, Ld is the d-axis inductance of the embedded magnet synchronous motor (IPMSM), Lq is the q-axis inductance of the embedded magnet synchronous motor (IPMSM), and Φf is the induction of the embedded magnet synchronous motor. Voltage constant, id is the d-axis current of the embedded magnet type synchronous motor, iq
Is the q-axis current of the embedded magnet type synchronous motor, ω is the rotation frequency of the embedded magnet type synchronous motor, p is the differential operator with respect to time t,
Is represented. Further, when the number of pole pairs of the embedded magnet type synchronous motor is Pm, the output torque τm of the embedded magnet type synchronous motor (IPMSM) is generally given by Equation 2.

【0058】[0058]

【数2】 [Equation 2]

【0059】また、d軸電流id、q軸電流iq、およ
び電流の大きさIaは数式3のように定義される。
The d-axis current id, the q-axis current iq, and the magnitude Ia of the current are defined by the equation (3).

【0060】[0060]

【数3】 [Equation 3]

【0061】数式3を数式2に代入するとトルクτmは
数式4のように表される。
Substituting Equation 3 into Equation 2, the torque τm is expressed as Equation 4.

【0062】[0062]

【数4】 [Equation 4]

【0063】ここで、出力トルクが最大となる(あるい
は電流が最小となる)電流位相角をβmとし、βmを求
める手順について以下に説明する。数式4を電流位相角
βで偏微分して=0とおくことによって、最大トルクが
得られる(あるいは電流が最小となる)電流位相角βm
が数式5のように得られる。
The procedure for obtaining βm, where βm is the current phase angle at which the output torque is maximum (or the current is minimum), will be described below. By partially differentiating the equation 4 by the current phase angle β and setting it as = 0, the maximum torque is obtained (or the current is the minimum).
Is obtained as in Expression 5.

【0064】[0064]

【数5】 [Equation 5]

【0065】ただし、βmの演算においては、数式5の
ように出力トルクが最大となるように演算しなくても、
出力トルクが所定値以上となるように以下に示す数式6
のような近似式を用いても良い。
However, in the calculation of βm, even if the calculation is not performed so that the output torque becomes maximum as in the formula 5,
Formula 6 shown below so that the output torque becomes a predetermined value or more
You may use an approximate expression like this.

【0066】[0066]

【数6】 [Equation 6]

【0067】ここで、数式6は、数式5をマクローリン
級数展開して2次の項まで求めたものである。この近似
式6を用いると出力トルクは最大とならない(電流は最
小とならない)が、出力トルクを所定値以上に(電流値
を所定値以下に)することができるので、高出力で低電
流の装置を得ることができる。また、βmの演算が近似
式であり簡略化されているため、マイコンでの演算負荷
を低減させることができるので、演算時間の低減がで
き、さらには、低コストのマイコンでの対応が可能とな
り、マイコンの選定の自由度が広がる。また、βmの演
算が近似式であり簡略化されているので、収束性も改善
されるので、制御において追従性のよい装置や制御方法
が得られる。ただし、制御精度を向上させる必要がある
場合は、マクローリン級数の3項まで用いるなどして近
似式の精度を向上させるか、あるいは数式5をそのまま
使用すればよい。
Here, the expression (6) is obtained by expanding the expression (5) into the Maclaurin series to obtain a quadratic term. When this approximate expression 6 is used, the output torque does not become maximum (current does not become minimum), but the output torque can be made higher than a predetermined value (current value is lower than a predetermined value), so that high output and low current can be obtained. The device can be obtained. Further, since the calculation of βm is an approximate expression and is simplified, the calculation load on the microcomputer can be reduced, so that the calculation time can be reduced, and further, the low-cost microcomputer can be used. , The degree of freedom in selecting a microcomputer is expanded. Further, since the calculation of βm is an approximate expression and is simplified, the convergence is also improved, so that a device and a control method having good followability in control can be obtained. However, if it is necessary to improve the control accuracy, the accuracy of the approximation formula may be improved by using up to the third term of the Maclaurin series, or the formula 5 may be used as it is.

【0068】ここで、本実施の形態では、座標系として
d−q軸ではなく、γ―δ軸を使用しているので、図4
を用いて、d−q軸座標系とγ−δ座標系の関係につい
て説明する。本実施の形態では、同期電動機を回転子位
置検出のための位置センサを用いずに駆動する場合、実
際には埋込磁石(IPM:Interior Perm
anent Magnet)回転子のd−q軸を検出す
ることが困難であることから、制御上の軸として図4で
示すようなγ−δ軸を用いるようにしている。
In this embodiment, the γ-δ axes are used as the coordinate system instead of the dq axes.
The relationship between the dq axis coordinate system and the γ-δ coordinate system will be described using. In the present embodiment, when the synchronous motor is driven without using the position sensor for detecting the rotor position, the embedded magnet (IPM: Interior Perm) is actually used.
Since it is difficult to detect the d-q axes of the rotor, the γ-δ axes shown in FIG. 4 are used as the axes for control.

【0069】図4は同期電動機(特に埋込磁石型同期電
動機(IPMSM))のある運転条件でのベクトル線図
である。図4において、横軸はγ軸、縦軸はδ軸を表し
ている。また、d軸およびq軸は、γ軸およびδ軸に対
してそれぞれΔθだけ回転した角度位置に位置してい
る。ここで、iγはIPMSMのγ軸電流、iδはIP
MSMのδ軸電流、IaはIPMSMに流れる電流の大
きさであり、iγとiδの合成ベクトルである。また、
Iaはq軸に対してβ(電流位相角)だけ角度がずれて
いる。このように、電流位相角βは、q軸と電流ベクト
ルIaとのなす角である。
FIG. 4 is a vector diagram of a synchronous motor (in particular, an embedded magnet type synchronous motor (IPMSM)) under certain operating conditions. In FIG. 4, the horizontal axis represents the γ axis and the vertical axis represents the δ axis. Further, the d axis and the q axis are located at angular positions rotated by Δθ with respect to the γ axis and the δ axis, respectively. Where iγ is the IPMSM γ-axis current and iδ is IP
The δ-axis current of the MSM, Ia, is the magnitude of the current flowing through the IPMSM, and is the combined vector of iγ and iδ. Also,
Ia is deviated from the q axis by β (current phase angle). As described above, the current phase angle β is an angle formed by the q axis and the current vector Ia.

【0070】ΦFは回転子磁石により生じる磁束ベクト
ルであり、その大きさは誘起電圧定数Φfであり、d軸
上に位置する。また、Lq・iδは固定子磁束のδ軸成
分、Ld・iγは固定子磁束のγ軸成分、Φ0は固定子
磁束と回転子磁束の合成磁束であり、回転子磁束(Φ
F)と固定子磁束(Lq・iδ、Ld・iγ)の合成磁
束ベクトルである。また、ω・Φ0は合成磁束により生
じる電圧ベクトル、R・Iaはモータの抵抗により生じ
る電圧効果分を補償する電圧ベクトル、VaはIPMS
Mに印加される電圧であり、ω・Φ0とR・Iaの合成
ベクトルである。ここで、制御上の軸として、γ−δ軸
を用いずにそのままd-q軸を用いてもよく、どちらを
用いても制御可能であるが、本実施の形態では電流成分
が検出しやすいγ-δ軸を用いた場合について説明す
る。
ΦF is a magnetic flux vector generated by the rotor magnet, and its magnitude is the induced voltage constant Φf, which is located on the d-axis. Further, Lq · iδ is a δ-axis component of the stator magnetic flux, Ld · iγ is a γ-axis component of the stator magnetic flux, Φ0 is a combined magnetic flux of the stator magnetic flux and the rotor magnetic flux, and the rotor magnetic flux (Φ
F) and the stator magnetic flux (Lq · iδ, Ld · iγ). Further, ω · Φ0 is a voltage vector generated by the combined magnetic flux, R · Ia is a voltage vector that compensates for the voltage effect generated by the resistance of the motor, and Va is IPMS.
It is a voltage applied to M and is a composite vector of ω · Φ0 and R · Ia. Here, as the control axis, the dq axes may be used as they are without using the γ-δ axes, and either of them can be used for control, but in the present embodiment, the current component is easily detected. The case where the γ-δ axes are used will be described.

【0071】ここで、本実施の形態では、制御軸として
γ-δ軸を用いており、制御の簡素化のためd−q軸と
γ―δ軸との位相差ΔθをΔθ≒0と近似して、各軸の
インダクタンスをLγ≒Ld、Lδ≒Lqとして取り扱
っている。
Here, in the present embodiment, the γ-δ axes are used as the control axes, and the phase difference Δθ between the dq axes and the γ-δ axes is approximated to Δθ≈0 for simplification of control. Then, the inductance of each axis is treated as Lγ≈Ld and Lδ≈Lq.

【0072】本実施の形態においては、電流が最小とな
る電流位相角にて駆動するための制御量として励磁電流
を制御するようにしているので、この励磁電流について
以下に説明する。図4に示したように、制御軸として定
義されたγ-δ軸(あるいはIPMSMの回転子位置を
基準にしたd-q軸)において、γ軸(あるいはd軸)
に対応する電流iγ(あるいはid)が一般的に励磁電
流と呼ばれ、この励磁電流により発生する固定子側の磁
束(Ld・iγ+Lq・iδ)と回転子磁石の磁束(Φ
F)とにより合成磁束ベクトル(Φ0)が生じる。
In the present embodiment, the exciting current is controlled as a control amount for driving at the current phase angle where the current is the minimum, so this exciting current will be described below. As shown in FIG. 4, in the γ-δ axis defined as the control axis (or dq axis based on the rotor position of IPMSM), the γ axis (or d axis)
The current iγ (or id) corresponding to is generally called an exciting current, and the magnetic flux (Ld · iγ + Lq · iδ) on the stator side and the magnetic flux (Φ) of the rotor magnet generated by this exciting current.
F) produces a combined magnetic flux vector (Φ0).

【0073】一方、δ軸(あるいはq軸)に対応する電
流は一般的に電流成分のトルクに関する成分(トルク電
流)と呼ばれ、モータの出力トルクに応じた大きさとな
る。
On the other hand, the current corresponding to the δ-axis (or q-axis) is generally called a torque component of the current component (torque current) and has a magnitude corresponding to the output torque of the motor.

【0074】ここで、電流ベクトルIaは励磁電流iγ
(またはid)とトルク電流iδ(またはiq)の合成ベク
トルである。IPMSMの運転状態(所定回転数、所定
負荷トルク)に応じて出力電圧ベクトルVaを変化させ
ると、励磁電流iγが変化(δ軸電流iδはトルク成分
のためほとんど変化しない)し、この励磁電流iγが変
化することにより電流位相角βが変化する。図4に示し
たように励磁電流iγ(またはid)とトルク電流iδ
(またはiq)の合成ベクトルが電流ベクトルIaであ
るため、励磁電流iγ(またはid)とトルク電流iδ
(またはiq)を制御して、出力電圧ベクトルVaを制
御すれば電流ベクトルIaの電流位相角βを変化させる
ことができる。
Here, the current vector Ia is the exciting current iγ
(Or id) and a torque current iδ (or iq) are combined vectors. When the output voltage vector Va is changed according to the operating state (predetermined rotation speed, predetermined load torque) of the IPMSM, the exciting current iγ changes (the δ-axis current iδ hardly changes because of the torque component), and this exciting current iγ Changes in the current phase angle β. As shown in FIG. 4, the exciting current iγ (or id) and the torque current iδ
Since the combined vector of (or iq) is the current vector Ia, the exciting current iγ (or id) and the torque current iδ
By controlling (or iq) and controlling the output voltage vector Va, the current phase angle β of the current vector Ia can be changed.

【0075】本実施の形態では速度制御器を持たない、
つまりトルク電流指令値(iδ*)を有さない場合の制
御においても、電流が所定値以下(あるいは最小)とな
る電流位相角が得られるように励磁電流iγのみを制御
することによって出力電圧ベクトルVaを制御して、電
流が所定値以下(電流最小)となるように制御してい
る。電流が最小(あるいは電流が所定値以下)となる電
流位相角βmは、d−q軸座標系のq軸から電流ベクト
ルIaへのなす角である。しかし、速度制御器を持たな
い制御方式あるいは位置センサを持たない制御方式にお
いては、実際のd−q軸の位置が分からないため、本実
施の形態では、制御軸(γ−δ軸)とモータ軸(d−q
軸)との位相差Δθの影響を無視できるように、制御に
用いる変数として電圧ベクトルの大きさVa、電圧指令
値Va*、電流ベクトルの大きさIaを用いるようにし
ている。
In this embodiment, no speed controller is provided,
In other words, even in the control without the torque current command value (iδ *), the output voltage vector is controlled by controlling only the exciting current iγ so that the current phase angle at which the current becomes the predetermined value or less (or the minimum) is obtained. The Va is controlled so that the current becomes equal to or lower than a predetermined value (current minimum). The current phase angle βm at which the current is minimum (or the current is equal to or less than a predetermined value) is an angle formed by the q-axis and the current vector Ia in the dq axis coordinate system. However, in a control system without a speed controller or a control system without a position sensor, the actual position of the dq axes cannot be known. Therefore, in this embodiment, the control axis (γ-δ axes) and the motor Axis (dq
The magnitude Va of the voltage vector, the voltage command value Va *, and the magnitude Ia of the current vector are used as variables used for control so that the influence of the phase difference Δθ with the axis) can be ignored.

【0076】本実施の形態では、同期電動機の駆動手段
に速度制御ループや電流制御ループを持たない制御方式
においても、電流最小制御を実現可能とするため、電流
位相制御手段14にて出力される励磁電流指令値iγ*
を以下のようにして求めている。
In the present embodiment, the current minimum control can be realized even in the control system in which the drive means of the synchronous motor does not have the speed control loop or the current control loop. Therefore, the current phase control means 14 outputs the current. Excitation current command value iγ *
Is calculated as follows.

【0077】出力電圧演算手段15が出力電圧信号(た
とえば出力電圧指令値演算手段10の前回の出力値であ
るVγ*およびVδ*など)を用いて次式(数式7)に
よりインバータの出力する電圧の大きさVaを求める。
The output voltage calculation means 15 uses the output voltage signal (for example, Vγ * and Vδ * which are the previous output values of the output voltage command value calculation means 10) to output the voltage of the inverter according to the following equation (equation 7). The magnitude Va of is calculated.

【0078】[0078]

【数7】 [Equation 7]

【0079】ここで、出力電圧信号にインバータ主回路
3が出力する出力電圧(Vu、Vv、Vw)を使用して
もよく、その場合は、別途電圧検出手段(図示せず)を
インバータ主回路3の出力側に設ければよい。本実施の
形態では、電圧検出手段などを不要とするため出力電圧
指令値演算手段10の前回の出力値であるVγ*および
Vδ*を使用するようにしているので、電圧検出手段な
どが不要で構成が簡単であり、しかも低コストありなが
ら、低電流で高効率な装置が得られる。
Here, the output voltage (Vu, Vv, Vw) output by the inverter main circuit 3 may be used as the output voltage signal. In that case, a separate voltage detecting means (not shown) is used for the inverter main circuit. 3 may be provided on the output side. In this embodiment, since the previous output values Vγ * and Vδ * of the output voltage command value calculation means 10 are used in order to eliminate the need for the voltage detection means and the like, the voltage detection means and the like are unnecessary. It is possible to obtain a highly efficient device with low current while having a simple structure and low cost.

【0080】また、電流演算手段21では、駆動負荷で
ある同期電動機5を流れる電流を3相2相座標変換を行
なって得られるγ軸電流iγおよびδ軸電流iδを用い
て、電流の大きさIaを数式8にて演算する。
Further, the current calculation means 21 uses the γ-axis current iγ and the δ-axis current iδ obtained by performing the three-phase / two-phase coordinate conversion of the current flowing through the synchronous motor 5 which is the driving load, and determines the magnitude of the current. Ia is calculated by Expression 8.

【0081】[0081]

【数8】 [Equation 8]

【0082】ここで、数式8では、制御軸(γ−δ軸)
上にて電流ベクトルの大きさIaを演算しているが、制
御軸(γ−δ軸)とモータ軸(d−q軸)とは、位相差
Δθだけずれているだけで、電流ベクトルの大きさIa
は同一である。したがって、本実施の形態のように電流
ベクトルの大きさIaを制御に用いると、制御軸(γ−
δ軸)とモータ軸(d−q軸)の位相差Δθを考慮しな
くても良くなるので、速度制御ループや電流制御ループ
を持たない制御方式においても、制御可能となる。電流
位相演算手段22では、数式8を使用して数式6(ある
いは数式5)より電流が所定値以下(あるいは最小)と
なる電流位相角βmを演算する。電圧指令値演算手段1
6では、d−q軸座標系の演算式を用いて、電流が所定
値以下(あるいは最小)となる電流位相角βmで駆動負
荷5を駆動するための電圧指令値Va*を以下のように
して求める。数式3を数式1に代入すればVd、Vqが
求まるから、その合力の大きさVaはVdとVqの2乗
和の平方根(数式9)で表される。
Here, in Equation 8, the control axis (γ-δ axis)
Although the magnitude Ia of the current vector is calculated above, the magnitude of the current vector is different only by the phase difference Δθ between the control axis (γ-δ axis) and the motor axis (dq axis). Ia
Are the same. Therefore, when the magnitude Ia of the current vector is used for control as in this embodiment, the control axis (γ−
Since it is not necessary to consider the phase difference Δθ between the δ axis) and the motor axes (dq axes), control is possible even in a control method that does not have a speed control loop or a current control loop. The current phase calculating means 22 calculates the current phase angle βm at which the current becomes equal to or less than a predetermined value (or minimum) according to Equation 6 (or Equation 5) using Equation 8. Voltage command value calculation means 1
In 6, the voltage command value Va * for driving the drive load 5 at the current phase angle βm at which the current is below a predetermined value (or minimum) is set by using the arithmetic expression of the dq axis coordinate system. Ask for. Since Vd and Vq are obtained by substituting Equation 3 into Equation 1, the magnitude Va of the resultant force is represented by the square root of the square sum of Vd and Vq (Equation 9).

【0083】[0083]

【数9】 [Equation 9]

【0084】ただし、制御軸(γ−δ軸)とモータ軸
(d−q軸)とは、Δθの位相差だけずれているが、制
御軸(γ−δ軸)上の電圧ベクトルの大きさVaとモー
タ軸(d−q軸)上の電圧ベクトルの大きさVaは同じ
なので、座標軸の置き換えが可能である。すなわち、制
御上、実際に得られる座標系はγ−δ軸座標系なので、
モータ軸(d−q軸)上の電圧ベクトルの大きさを表す
数式9を制御軸(γ−δ軸)上の電圧ベクトルの大きさ
Vaを表す数式7に置き換えて考えることができる。
However, the control axis (γ-δ axis) and the motor axis (d-q axis) are deviated by the phase difference of Δθ, but the magnitude of the voltage vector on the control axis (γ-δ axis). Since Va has the same magnitude Va as the voltage vector on the motor axes (dq axes), the coordinate axes can be replaced. That is, in terms of control, the coordinate system actually obtained is the γ-δ axis coordinate system, so
It can be considered by replacing Equation 9 representing the magnitude of the voltage vector on the motor shaft (d-q axes) with Equation 7 representing the magnitude Va of the voltage vector on the control axis (γ-δ axes).

【0085】そして、この数式7に数式8で求めたIa
および数式6(あるいは数式5)で求めた電流位相角β
mを代入して電流位相角βがβmのときの電圧指令値V
a*が数式10のように求まる。ここでも、制御軸(γ
−δ軸)とモータ軸(d−q軸)との位相差Δθを考慮
しないて良いように、指令値を電圧ベクトルの大きさV
a*で指令するようにしている。
Then, Ia obtained by the equation 8 in the equation 7
And the current phase angle β obtained by Equation 6 (or Equation 5)
Substituting m, the voltage command value V when the current phase angle β is βm
a * is obtained as in Expression 10. Again, the control axis (γ
The command value is set to the magnitude V of the voltage vector so that the phase difference Δθ between the −δ axis) and the motor axes (dq axes) need not be considered.
I am instructed by a *.

【0086】[0086]

【数10】 [Equation 10]

【0087】ここで、上述したように、Iaは同期電動
機5に流入するγ-δ軸での電流の大きさ、βmは出力ト
ルクが所定値以上(あるいは最大)となる電流位相角、
すなわち電流が所定値以下(最小)となる電流位相角で
ある。
Here, as described above, Ia is the magnitude of the current flowing into the synchronous motor 5 on the γ-δ axes, βm is the current phase angle at which the output torque becomes a predetermined value or more (or maximum),
That is, it is a current phase angle at which the current is below a predetermined value (minimum).

【0088】ここで、数式10の電圧指令値Va*の演
算時において、数式5あるいは数式6を使用して電流が
最小(電流が所定値以下)となる電流位相角βmまで求
めると演算負荷が大きくなり、演算負荷が増大し、演算
時間が長くなる場合がある。この場合は、βmまで求め
る必要はなく、sinβmを求めることができれば良い。そ
のためには、数式5(あるいは数式6)を変形してsin
βmを求め、数式8で得られたIa及び一次周波数演算
手段9により求まる一次周波数ω1をωとして数式10
に代入すれば、電圧指令値Va*を演算することが可能
であり、βmまで求める場合に比べてsinβmまでし
か求めないので、演算数を減少させることができ、演算
時間の短縮が図れる。ここで、sinβm、cosβm
は、たとえば数式6より数式11のように求めることが
できる。
Here, when calculating the voltage command value Va * in the equation 10, if the equation (5) or (6) is used to obtain the current phase angle βm at which the current becomes the minimum (the current is less than a predetermined value), the computation load is obtained. In some cases, the calculation load increases, the calculation load increases, and the calculation time increases. In this case, it is not necessary to calculate up to βm, and it is sufficient if sin βm can be calculated. To do this, transform Equation 5 (or Equation 6) into sin
βm is calculated, and Ia obtained by Equation 8 and the primary frequency ω1 obtained by the primary frequency calculating means 9 are set as ω, Equation 10
, The voltage command value Va * can be calculated, and since only sinβm is obtained compared to the case where βm is obtained, the number of calculations can be reduced and the calculation time can be shortened. Where sinβm and cosβm
Can be obtained from, for example, Equation 6 as Equation 11.

【0089】[0089]

【数11】 [Equation 11]

【0090】ここで、Va*がωとIaとの関数である
ことを利用して、ωとIaまたはωとIaの関係を有
する数値テーブルを予め電圧指令値演算手段16や別途
設けた記憶手段などに記憶するようにしておいてもよ
い。
Here, by utilizing the fact that Va * is a function of ω and Ia, a numerical value table having a relationship between ω and Ia or ω and Ia 2 is previously stored in the voltage command value calculation means 16 or separately. You may make it memorize | store in a means etc.

【0091】このようにテーブルを有するようにすれ
ば、平方根などの演算時間のかかる演算の低減および演
算数の低減を行なうことが可能となり、マイコンの選定
の自由度が大きくなり、低コスト化が図れる。また、演
算式を用いるかテーブルを用いるかの判断は使用するマ
イコンの性能に応じて選択すればよい。
With such a table, it is possible to reduce the number of operations such as the square root, which takes a long time, and the number of operations, which increases the degree of freedom in selecting a microcomputer and reduces the cost. Can be achieved. Further, the determination as to whether to use the arithmetic expression or the table may be made according to the performance of the microcomputer to be used.

【0092】基準励磁電流演算手段18においては、数
値テーブル、あるいは周波数ωとの関数、あるいは予め
与えられた一定値の定数等により、励磁電流指令値iγ
*の基準値となるiγ0を求める。励磁電流演算手段1
7では基準励磁電流指令値演算手段18により得られた
基準励磁電流指令値iγ0、出力電圧演算手段15によ
り得られた出力電圧の大きさVa、および電圧指令値演
算手段16により得られた電圧指令値Va*を用いて以
下に示す数式12により励磁電流指令値iγ*を求め
る。ここで、数式12におけるKheは予め実験などに
より与えられる励磁電流の制御ゲインである。
In the reference exciting current calculating means 18, the exciting current command value iγ is calculated based on a numerical table, a function with the frequency ω, a constant of a predetermined value, or the like.
Iγ0 which is the reference value of * is obtained. Exciting current calculation means 1
7, the reference excitation current command value iγ0 obtained by the reference excitation current command value calculation unit 18, the output voltage magnitude Va obtained by the output voltage calculation unit 15, and the voltage command obtained by the voltage command value calculation unit 16 Using the value Va *, the exciting current command value iγ * is calculated by the following formula 12. Here, Khe in Expression 12 is a control gain of the exciting current given in advance by experiments or the like.

【0093】[0093]

【数12】 [Equation 12]

【0094】数式12における励磁電流指令値iγ*の
演算は、電圧指令値Va*と出力電圧の大きさVaとの
差に比例ゲインKheを乗じて演算する比例制御方式の
一例である。比例制御方式では電圧指令値Va*と出力
電圧の大きさVaとの差分に予め与えられた制御ゲイン
を乗じているだけなので、電圧指令値Va*に対して定
常的な誤差を生じるため、より精度よく電流位相角βの
制御を行いたい場合は、積分制御を用いればよい。積分
制御を用いた制御方式の一例を数式13に示す。
The calculation of the exciting current command value iγ * in the mathematical expression 12 is an example of a proportional control method in which the difference between the voltage command value Va * and the output voltage magnitude Va is multiplied by the proportional gain Khe. In the proportional control method, since the difference between the voltage command value Va * and the magnitude Va of the output voltage is simply multiplied by the control gain given in advance, a steady error occurs with respect to the voltage command value Va *, and If it is desired to accurately control the current phase angle β, integral control may be used. Formula 13 shows an example of a control method using integral control.

【0095】[0095]

【数13】 [Equation 13]

【0096】ここで、iγ*_prvは、電流位相制御
手段14における前回の制御周期での励磁電流指令値の
出力値であり、この前回の制御周期での励磁電流指令値
の出力値を基準励磁電流指令値としてiγ0の代わりに
使用することにより電圧指令値Va*と出力電圧の大き
さVaとの差分を極力0に近づけることができるように
なるため、電圧指令値Va*に対する誤差が小さくで
き、演算精度が向上する。ここで、数式12で示したよ
うな比例制御方式では精度よく電流位相角βを電流最小
位相角βmへ追従させることが困難ではあるが、速度制
御ループや電流制御ループを持たない制御方式や過変調
領域での制御を行なう場合には、数式13で示したよう
な積分制御よりも数式12で示したような比例制御のほ
うがより安定した制御性が得られる。
Here, iγ * _prv is the output value of the exciting current command value in the previous control cycle in the current phase control means 14, and the output value of the exciting current command value in this previous control cycle is the reference excitation. By using the current command value instead of iγ0, the difference between the voltage command value Va * and the output voltage magnitude Va can be made as close to 0 as possible, so that the error with respect to the voltage command value Va * can be reduced. , The calculation accuracy is improved. Here, although it is difficult to make the current phase angle β accurately follow the current minimum phase angle βm with the proportional control method as shown in Formula 12, a control method or a control method that does not have a speed control loop or a current control loop is used. When performing control in the modulation region, more stable controllability can be obtained by the proportional control shown in Formula 12 than in the integral control shown in Formula 13.

【0097】電流位相制御手段14では以上の数式1〜
数式13を使用することによって、励磁電流指令値iγ
*を演算する。そして、この電流位相制御手段14にて
演算された励磁電流指令値iγ*は同期電動機の制御の
安定性を得るためにローパスフィルタなどのフィルタ手
段19によりフィルタリングされ、フィルタリングされ
た励磁電流指令値iγ*が出力電圧指令値演算手段10
において演算に用いられる。ここで、フィルタ手段19
は設けなくても良いが、制御の安定性を得るためにはフ
ィルタ手段19は設けた方が良い。
In the current phase control means 14, the above equations 1-
By using Expression 13, the exciting current command value iγ
Calculate *. Then, the exciting current command value iγ * calculated by the current phase control means 14 is filtered by the filter means 19 such as a low-pass filter in order to obtain stability of control of the synchronous motor, and the filtered exciting current command value iγ *. * Means output voltage command value calculation means 10
Is used for calculation in. Here, the filter means 19
Need not be provided, but it is better to provide the filter means 19 in order to obtain control stability.

【0098】以上のように、同期電動機5を電流が所定
値以下(あるいは最小)となる電流位相角にて駆動する
ために電流位相角を制御する方法として、本実施の形態
では、同期電動機に流れる電流を検出する電流検出手段
6a、6bと、電流検出手段6a、6bにより得られた
電流信号および同期電動機5に印加される電圧の電圧信
号に基づいて同期電動機5の出力トルクが所定値以上と
なるように同期電動機5に流れる電流の電流位相角βを
制御するための励磁電流指令値iγ*を出力する電流位
相制御手段14と、電流位相手段14により出力された
励磁電流指令値iγ*をフィルタリングするフィルタ手
段19と、電流検出手段6a、6bにより検出された電
流の変動量より周波数指令値ωm*に対する補償量ωd
を求め、補償量ωdにより補償された周波数指令値ω1
を出力する周波数演算手段9と、補償された周波数指令
値ω1、およびフィルタリングされた励磁電流指令値i
γ*に基づいて同期電動機5を駆動するための出力電圧
指令値Vγ*、Vδ*を求める出力電圧指令値演算手段
10と、を備えたので、電流が所定値以下となる電流位
相角の励磁電流指令値および補償された周波数指令値に
基づいて出力電圧指令値を演算するため、周波数変動や
負荷変動により同期電動機の運転条件が変化した場合に
おいても、その条件に応じて電流が所定値以下(あるい
は最小)となる電流位相角へ電流を制御することが可能
であり、運転条件の変化に追従して精度よく電流値を所
定値以下(あるいは最小)にすることができ、高効率な
電動機駆動装置を得ることができる。また、フィルタ手
段19を設けているので、演算毎の励磁電流指令値iγ
*のばらつきが小さくなり、安定した制御が行なえる。
As described above, as a method of controlling the current phase angle in order to drive the synchronous motor 5 at the current phase angle at which the current becomes equal to or less than the predetermined value (or the minimum value), the synchronous motor in the present embodiment is used. The output torque of the synchronous motor 5 is a predetermined value or more based on the current detection means 6a, 6b for detecting the flowing current, and the current signal obtained by the current detection means 6a, 6b and the voltage signal of the voltage applied to the synchronous motor 5. The current phase control means 14 for outputting the exciting current command value iγ * for controlling the current phase angle β of the current flowing through the synchronous motor 5 so as to obtain the exciting current command value iγ * output by the current phase means 14 And a compensation amount ωd for the frequency command value ωm * from the variation amount of the current detected by the current detection units 6a and 6b.
And the frequency command value ω1 compensated by the compensation amount ωd
, Frequency compensation value ω1 compensated, and filtered excitation current instruction value i
Since the output voltage command value calculating means 10 for obtaining the output voltage command values Vγ * and Vδ * for driving the synchronous motor 5 based on γ * is provided, the excitation of the current phase angle at which the current becomes equal to or less than the predetermined value. Since the output voltage command value is calculated based on the current command value and the compensated frequency command value, even if the operating conditions of the synchronous motor change due to frequency fluctuations or load fluctuations, the current will be below the specified value depending on the conditions. It is possible to control the current to the current phase angle that is (or the minimum), and it is possible to accurately keep the current value below the predetermined value (or the minimum) by following the changes in the operating conditions. A drive can be obtained. Further, since the filter means 19 is provided, the exciting current command value iγ for each calculation
The variation of * becomes small and stable control can be performed.

【0099】また、本実施の形態では、電流検出手段6
a、6bにより得られた電流信号に基づいて同期電動機
5の出力トルクが所定値以上となるような電流位相角β
mを求める電流位相演算手段22と、電流位相演算手段
22により得られた電流位相角βmおよび周波数指令値
演算手段9により得られた前回の周波数指令値である一
次周波数ω1とに基づいて電圧指令値Va*を演算する
電圧指令値演算手段16と、同期電動機5に印加される
電圧の電圧信号に基づいて電圧の大きさを演算する電圧
演算手段15と、電圧指令値演算手段16にて得られた
電圧指令値Va*、および電圧演算手段15より得られ
た電圧の大きさVaとに基づいて同期電動機5を駆動す
るための励磁電流指令値iγ*を求める励磁電流指令値
演算手段17と、によって電流位相制御手段14を構成
して、電流が所定値以下(あるいは最小)となるような
電流位相角βmへ電流位相角βを制御するようにしたた
め、電流が所定値以下(あるいは最小)となる電流位相
角βmでの出力電圧と実際の出力電圧を求める簡単な構
成でありながら、運転条件ごとに励磁電流指令値の数値
テーブルや関数を持つ必要がないため、インバータ制御
手段に用いられるマイコンのメモリ使用量を増加させる
ことがなく、メモリ容量が小さい安価なマイコンが使用
でき、また、簡単な制御回路で対応できるため、信頼性
が高く安価な同期電動機駆動装置を得ることができる。
Further, in this embodiment, the current detecting means 6
The current phase angle β such that the output torque of the synchronous motor 5 becomes a predetermined value or more based on the current signals obtained by a and 6b.
A voltage command based on the current phase calculation means 22 for obtaining m and the current phase angle βm obtained by the current phase calculation means 22 and the primary frequency ω1 which is the previous frequency command value obtained by the frequency command value calculation means 9. The voltage command value calculation means 16 for calculating the value Va *, the voltage calculation means 15 for calculating the magnitude of the voltage based on the voltage signal of the voltage applied to the synchronous motor 5, and the voltage command value calculation means 16 are obtained. An exciting current command value calculating means 17 for obtaining an exciting current command value iγ * for driving the synchronous motor 5 based on the obtained voltage command value Va * and the voltage magnitude Va obtained from the voltage calculating means 15. , The current phase control means 14 is configured to control the current phase angle β to the current phase angle βm such that the current becomes a predetermined value or less (or a minimum). Although it is a simple configuration to obtain the output voltage at the (or minimum) current phase angle βm and the actual output voltage, it is not necessary to have a numerical table or function of the excitation current command value for each operating condition, so inverter control An inexpensive microcomputer with a small memory capacity can be used without increasing the memory usage of the microcomputer used for the means, and a simple control circuit can be used to obtain a reliable and inexpensive synchronous motor drive device. be able to.

【0100】また、本実施の形態では、直流を供給する
直流電源4と、スイッチング素子をオン、オフ動作させ
ることにより直流電源4よりの直流を交流に変換するイ
ンバータ主回路3と、インバータ主回路3内のスイッチ
ング素子のオン、オフ動作を制御するための電圧指令値
を出力するインバータ制御手段2と、インバータ制御手
段2により制御されるインバータ主回路3により出力さ
れる電圧が印加されることにより制御される駆動負荷5
と、を備え、インバータ制御手段2を、駆動負荷を流れ
る電流に基づいて駆動負荷の出力トルクが所定値以上と
なるような電流位相角βmにて駆動負荷5を駆動するた
めの励磁電流指令値iγ*を演算する電流位相制御手段
22と、電流位相制御手段22より得られた励磁電流指
令値iγ*をフィルタリングするフィルタ手段19と、
駆動負荷5を流れる電流の変動量より周波数指令値ωm
*を補償して一次周波数ω1として出力する周波数演算
手段9と、フィルタ手段19によりフィルタリングされ
た励磁電流指令値iγ*と周波数演算手段9により得ら
れた一次周波数ω1とに基づいて駆動負荷5を駆動する
ための電圧指令値Vγ*、Vδ*を演算する出力電圧指
令値演算手段10と、によってインバータ装置を構成し
ているので、電流位相制御手段と周波数演算手段を設け
るだけの簡単な構成でありながら、駆動負荷の運転条件
が変化しても、その条件での出力トルクが所定値以上と
なるように制御できる。また、出力トルクに応じて電流
値が所定値以下となる電流位相角で電流を制御でき、低
電流で高効率な同期電動機駆動装置が実現できる。ま
た、電流値を小さくできるのでスイッチング素子の定格
容量を小さくでき、低コストなインバータ装置を提供で
きる。また、フィルタ手段19を設けているので、励磁
電流指令値iγ*のばらつきが少なくなり、駆動負荷を
安定して制御できる信頼性の高いインバータ装置が得ら
れる。
Further, in the present embodiment, the DC power supply 4 for supplying the DC, the inverter main circuit 3 for converting the DC from the DC power supply 4 into the AC by turning the switching element on and off, and the inverter main circuit By applying the voltage output from the inverter control means 2 that outputs a voltage command value for controlling the on / off operation of the switching element in 3 and the inverter main circuit 3 controlled by the inverter control means 2. Drive load controlled 5
And an exciting current command value for driving the drive load 5 at the current phase angle βm such that the output torque of the drive load becomes a predetermined value or more based on the current flowing through the drive load. current phase control means 22 for calculating iγ *, filter means 19 for filtering the excitation current command value iγ * obtained by the current phase control means 22,
The frequency command value ωm based on the fluctuation amount of the current flowing through the driving load 5.
Based on the frequency calculation means 9 for compensating * and outputting as the primary frequency ω1, the excitation current command value iγ * filtered by the filter means 19 and the primary frequency ω1 obtained by the frequency calculation means 9, the drive load 5 is determined. Since the inverter device is constituted by the output voltage command value calculation means 10 for calculating the voltage command values Vγ * and Vδ * for driving, the current phase control means and the frequency calculation means are simply provided. However, even if the driving condition of the driving load changes, the output torque under that condition can be controlled to be a predetermined value or more. Further, the current can be controlled at the current phase angle at which the current value becomes equal to or less than the predetermined value according to the output torque, and the synchronous motor drive device with low current and high efficiency can be realized. Moreover, since the current value can be reduced, the rated capacity of the switching element can be reduced, and a low-cost inverter device can be provided. Further, since the filter means 19 is provided, variations in the exciting current command value iγ * are reduced, and a highly reliable inverter device capable of stably controlling the drive load can be obtained.

【0101】さらに、駆動負荷5を流れる電流により出
力トルクが所定値以上となる電流位相角βmを求める電
流位相演算手段22と、電流位相演算手段22により求
められた電流位相角βmが得られるような電圧指令値V
a*を演算する電圧指令値演算手段16と、出力電圧指
令値演算手段10により求められた前回の出力電圧指令
値Vγ*、Vδ*を基にして電圧の大きさVaを演算す
る電圧演算手段15と、電圧演算手段15より得られた
電圧の大きさVa、および電圧指令値演算手段16によ
り求められた電圧指令値Va*とに基づいて駆動負荷5
を駆動するための励磁電流指令値iγ*を求める励磁電
流指令値演算手段17と、によって電流位相制御手段1
4を構成したので、駆動負荷に流れる電流値が所定値以
下となるような電流位相角への追従性がよく、短時間で
効率の良い状態に制御できる。また、電流値が所定値以
下となる電流位相角付近での収束性および安定性が良い
ので、制御性がよく低電流で高効率なインバータ装置が
実現できる。また、励磁電流指令値のみを制御するた
め、制御に用いる値として電圧ベクトルの大きさVa、
Va*や電流ベクトルの大きさIaを用いることで制御
軸(γ−δ軸)とモータ軸(d−q軸)との位相差を考
慮する必要がなく、さらに、速度制御器や電流制御器を
持たない場合でも、低電流で高効率なインバータ装置が
実現できる。
Further, the current phase calculating means 22 for obtaining the current phase angle βm at which the output torque becomes a predetermined value or more by the current flowing through the driving load 5, and the current phase angle βm obtained by the current phase calculating means 22 are obtained. Voltage command value V
The voltage command value calculation means 16 for calculating a * and the voltage calculation means for calculating the voltage magnitude Va based on the previous output voltage command values Vγ *, Vδ * obtained by the output voltage command value calculation means 10. 15 and the voltage magnitude Va obtained by the voltage calculation means 15 and the voltage command value Va * obtained by the voltage command value calculation means 16 based on the driving load 5
The current phase control means 1 by the excitation current command value calculation means 17 for obtaining the excitation current command value iγ * for driving
Since No. 4 is configured, it is possible to control the current phase angle such that the value of the current flowing in the drive load is equal to or less than a predetermined value, and to control in an efficient state in a short time. Further, since the convergence and stability are good in the vicinity of the current phase angle where the current value is equal to or less than the predetermined value, it is possible to realize an inverter device with good controllability and low current. Further, since only the exciting current command value is controlled, the magnitude Va of the voltage vector is used as a value used for control.
By using Va * and the magnitude Ia of the current vector, it is not necessary to consider the phase difference between the control axis (γ-δ axis) and the motor axis (dq axis), and further, the speed controller and the current controller. Even if the inverter is not provided, a low current and highly efficient inverter device can be realized.

【0102】また、本実施の形態では、周波数変動や負
荷変動により同期電動機の運転条件が変化した場合にお
いても、その条件に応じて出力トルクが所定値以上(あ
るいは最大)となる電流位相角へ電流を制御することが
可能となるので、高出力なインバータ装置や同期電動機
駆動装置が得られる。
Further, in the present embodiment, even when the operating condition of the synchronous motor changes due to frequency fluctuations or load fluctuations, the current phase angle becomes such that the output torque becomes a predetermined value or more (or maximum) according to the conditions. Since the current can be controlled, a high output inverter device and a synchronous motor drive device can be obtained.

【0103】また、常に電流が所定値以下(あるいは最
小)となるように電流位相角を制御するので、電流最小
位相角への追従性がよく、また、電流最小位相角付近で
の収束性および安定性が良いため、制御性のよいインバ
ータ装置や同期電動機駆動装置が得られる。また、励磁
電流指令値のみを制御するため、制御に用いる値として
電圧ベクトルの大きさVa、Va*や電流ベクトルの大
きさIaを用いることで制御軸(γ−δ軸)とモータ軸
(d−q軸)との位相差を考慮する必要がなく、さら
に、速度制御器や電流制御器を持たない場合でも、電流
が所定値以下(あるいは最小)となる電流位相制御が実
現できるインバータ装置や同期電動機駆動装置が得られ
る。
Further, since the current phase angle is controlled so that the current is always a predetermined value or less (or minimum), the followability to the current minimum phase angle is good, and the convergence and near the current minimum phase angle are good. Since the stability is good, an inverter device and a synchronous motor drive device with good controllability can be obtained. Further, since only the excitation current command value is controlled, the magnitudes Va and Va * of the voltage vector and the magnitude Ia of the current vector are used as the values used for the control so that the control axis (γ-δ axis) and the motor axis (d -Q-axis), there is no need to consider the phase difference, and even if the speed controller and the current controller are not provided, the inverter device that can realize the current phase control in which the current becomes the predetermined value or less (or the minimum), A synchronous motor drive device is obtained.

【0104】また、本実施の形態では、回転子位置を検
出するための位置センサを用いない位置センサレスで電
動機を駆動する場合であるため、位置センサが不要で低
コストで信頼性が高く、かつ、電流が所定値以下(ある
いは最小)となる電流位相制御が実現できるので、高効
率なインバータ装置や同期電動機駆動装置が得られる。
また、位置センサが不要なので、位置センサを取り付け
ることができない圧縮機などに使用される同期電動機に
おいても高出力で高効率な高効率な制御の行なえるイン
バータ装置や同期電動機駆動装置を実現できる。
Further, in the present embodiment, since the electric motor is driven without the position sensor for detecting the rotor position, the position sensor is unnecessary, the cost is low, the reliability is high, and Since current phase control in which the current is below a predetermined value (or minimum) can be realized, a highly efficient inverter device and synchronous motor drive device can be obtained.
Further, since the position sensor is unnecessary, it is possible to realize an inverter device and a synchronous motor driving device that can perform high-efficiency, high-efficiency and high-efficiency control even in a synchronous motor used in a compressor or the like to which the position sensor cannot be attached.

【0105】また、本実施の形態では、出力電圧演算手
段15にて用いる電圧信号は出力電圧指令値演算手段1
0より得られる前回の出力電圧指令値Vγ*およびVδ
*でなくともよく、実際にインバータ主回路3から出力
される電圧値を電圧検出手段(図示せず)を設けて検出
しても良い旨を説明したが、この場合は、電圧検出手段
(図示せず)を設けてインバータ主回路3から出力され
る電圧値を検出した後に、3相2相変換手段を用いてγ
-δ軸上の電圧値Vγ、Vδに変換し、この変換した電
圧値Vγ、Vδを用いればよい。実際の電圧値を検出し
て使用することで、より精度よく駆動負荷である同期電
動機5を制御することができ、高効率で信頼性の高い装
置を得ることができる。
Further, in this embodiment, the voltage signal used in the output voltage calculation means 15 is the output voltage command value calculation means 1
Previous output voltage command values Vγ * and Vδ obtained from 0
Although it is not limited to *, it has been explained that the voltage value actually output from the inverter main circuit 3 may be detected by providing voltage detection means (not shown). (Not shown) is provided to detect the voltage value output from the inverter main circuit 3, and then the three-phase / two-phase conversion means is used to
The voltage values Vγ and Vδ on the −δ axis may be converted, and the converted voltage values Vγ and Vδ may be used. By detecting and using the actual voltage value, the synchronous motor 5, which is the drive load, can be controlled more accurately, and a highly efficient and highly reliable device can be obtained.

【0106】また、図1において、インバータ制御手段
2内の電流位相制御手段14での演算周期と電流位相制
御手段14以外での演算処理の周期を異なる周期として
もよい。インバータ制御手段2内の電流位相制御手段1
4内での演算は、電流位相制御手段14以外の演算処理
に比べて早い応答性を必要としないため、電流位相制御
手段14による演算周期(励磁電流制御周期)を電流位
相制御手段14以外の制御周期(出力電圧制御周期)よ
りも大きくしてもよい。すなわち、電流位相制御手段1
4での演算処理周期(励磁電流制御周期)を電流位相制
御手段14以外の演算処理周期(出力電圧制御周期)の
数回〜数百回に1回程度にすればよい。このようにする
ことでインバータ制御手段2の演算処理をマイコン等で
実現する場合、マイコンでの処理負荷の低減が可能とな
り、低コストなインバータ制御手段が得られ、さらには
低コストな電動機駆動装置を得ることができる。
Further, in FIG. 1, the calculation cycle of the current phase control means 14 in the inverter control means 2 and the calculation processing cycle other than the current phase control means 14 may be different cycles. Current phase control means 1 in the inverter control means 2
The calculation within 4 does not require a quick response compared with the calculation processing other than the current phase control means 14, so the calculation cycle (excitation current control cycle) by the current phase control means 14 is different from that of the current phase control means 14. It may be longer than the control cycle (output voltage control cycle). That is, the current phase control means 1
The calculation processing cycle (excitation current control cycle) in 4 may be set to about once every several to several hundreds of calculation processing cycles (output voltage control cycle) other than the current phase control means 14. By doing so, when the arithmetic processing of the inverter control means 2 is realized by a microcomputer or the like, the processing load on the microcomputer can be reduced, a low-cost inverter control means can be obtained, and a low-cost motor drive device can be obtained. Can be obtained.

【0107】次に、図5を用いて本発明の実施の形態1
における同期電動機の制御方法の一例を説明する。図5
は本実施の形態を表す同期電動機を所定値以下の電流で
高効率駆動するための制御方法を示すフローチャート図
である。図において、ST1は同期電動機に流れる電流
を検出し、2相座標系の電流値iγ、iδを演算する電
流検出・演算ステップ、ST2は電流検出・演算ステッ
プST1により得られた電流信号を基に電流が所定値以
下(あるいは最小)となる電流位相角βmを電流位相演
算手段22にて求める電流位相演算ステップ、ST3
は、周波数演算手段9により得られた前回の補償された
周波数指令値である一次周波数ω1、および電流位相演
算ステップST2により得られた電流位相角βmとを基
にして電圧指令値Va*を求める電圧指令値演算ステッ
プ、ST4は同期電動機に印加される電圧の大きさVa
を演算する電圧演算ステップ、ST5は基準励磁電流指
令値iγ0を求める基準励磁電流演算ステップである。
Next, referring to FIG. 5, the first embodiment of the present invention will be described.
An example of the method of controlling the synchronous motor in FIG. Figure 5
FIG. 6 is a flowchart showing a control method for highly efficiently driving the synchronous motor according to the present embodiment with a current of a predetermined value or less. In the figure, ST1 is a current detection / calculation step for detecting the current flowing in the synchronous motor and calculating current values iγ, iδ of the two-phase coordinate system, and ST2 is a current detection / calculation step based on the current signal obtained in the current detection / calculation step ST1. A current phase calculation step for obtaining the current phase angle βm at which the current is equal to or smaller than a predetermined value (or minimum) by the current phase calculation means 22, ST3
Is the voltage command value Va * based on the primary frequency ω1 which is the previously compensated frequency command value obtained by the frequency calculation means 9 and the current phase angle βm obtained in the current phase calculation step ST2. Voltage command value calculation step, ST4 is the magnitude Va of voltage applied to the synchronous motor.
Is a voltage calculation step, and ST5 is a reference excitation current calculation step for obtaining the reference excitation current command value iγ0.

【0108】ST6は実際の電流位相角を、電圧指令値
演算ステップST3にて得られた電圧指令値Va*、お
よび電圧演算ステップST2にて得られた電圧の大きさ
Vaを基にして、電流が所定値以下(あるいは最小)と
なる電流位相角βmで動機電動機5を駆動するための励
磁電流指令値iγ*を求める励磁電流指令値演算ステッ
プ、ST7はST6にて得られた励磁電流指令値iγ*
をフィルタ手段19を通過させることによりフィルタリ
ングするフィルタステップ、ST8はフィルタステップ
ST7により得られたフィルタリングされた励磁電流指
令値iγ*に基づき同期電動機を駆動するための出力電
圧指令値Vγ*、Vδ*を求める出力電圧指令値演算ス
テップである。
In ST6, the actual current phase angle is calculated based on the voltage command value Va * obtained in the voltage command value calculation step ST3 and the voltage magnitude Va obtained in the voltage calculation step ST2. Is a predetermined value or less (or is the minimum), the exciting current command value calculation step for obtaining the exciting current command value iγ * for driving the motor motor 5 at the current phase angle βm, ST7 is the exciting current command value obtained in ST6. iγ *
Is filtered by passing it through the filter means 19, ST8 is output voltage command values Vγ *, Vδ * for driving the synchronous motor based on the filtered excitation current command value iγ * obtained by the filter step ST7. Is an output voltage command value calculation step for obtaining.

【0109】まず、ST1にて駆動負荷である同期電動
機5の少なくとも2相の電流を検出し、2相座標系の電
流値に変換する。すなわち、電流検出手段6a、6bに
より同期電動機5に流れる2相分の電流(たとえばU相
電流iu、V相電流iv)を検出し、3相2相変換手段
7により2相座標系の電流(たとえばγ軸電流iγ、δ
軸電流iδ)に変換し、Iaを数式8にて演算する。
First, at ST1, at least two-phase currents of the synchronous motor 5 which is a drive load are detected and converted into current values of a two-phase coordinate system. That is, currents for two phases (for example, U-phase current iu, V-phase current iv) flowing in the synchronous motor 5 are detected by the current detecting means 6a, 6b, and currents of the two-phase coordinate system (for the three-phase / two-phase converting means 7). For example, γ-axis current iγ, δ
It is converted into the axial current iδ), and Ia is calculated by Expression 8.

【0110】ST2では、ST1で得られたγ軸電流i
γ、δ軸電流iδを用いて電流値が所定値以下(あるい
は最小)となる電流位相角βmを電流位相演算手段22
にて数式6(あるいは数式5)を用いて演算する。(こ
こで、数式6や数式5のように電流位相角βmまで求め
なくとも数式11のようにsinβm、cosβmまで
求めればよいので、数式11にてsinβm、cosβ
mまで求めて、演算負荷の低減を図ってもよい。)
At ST2, the γ-axis current i obtained at ST1
Using the γ and δ axis currents iδ, the current phase angle βm at which the current value is equal to or smaller than the predetermined value (or the minimum value) is calculated as the current phase calculation means 22.
Is calculated using Equation 6 (or Equation 5). (Here, sin βm and cos βm can be calculated as in Expression 11 even if the current phase angle βm is not calculated as in Expressions 6 and 5, so sin βm and cos β in Expression 11 can be obtained.
The calculation load may be reduced by obtaining up to m. )

【0111】ST3では、周波数演算手段9により得ら
れた前回の補償された周波数指令値である一次周波数ω
1、およびST2により得られた電流位相角βmとを基
にして電圧指令値演算手段16にて数式10を使用して
電圧指令値Va*を求める。
At ST3, the primary frequency ω which is the previously compensated frequency command value obtained by the frequency calculation means 9
1 and the current phase angle βm obtained in ST2, the voltage command value calculation means 16 calculates the voltage command value Va * using the mathematical formula 10.

【0112】ST4では図1に示した出力電圧指令値演
算手段10などにより得られた電圧指令値より駆動負荷
に印加される電圧値を電圧演算手段15にて演算する。
すなわち、ST4では、出力電圧指令値演算手段10に
て演算された前回の電圧指令値Vγ*、Vδ*を用いて
同期電動機5を駆動するための電圧の大きさVaを電圧
演算手段15にて数式7を使用して演算する。ここで、
電圧指令値Vγ*、Vδ*は、電圧検出手段(図示せ
ず)などを別途設けて駆動負荷5に印加される電圧を検
出して、その電圧信号を使用してもよい。そうすると、
常に最新の電圧情報が利用できるので、木目細かな信頼
性の高い制御が行なえる同期電動機の制御方法が得られ
る。
In ST4, the voltage calculation means 15 calculates the voltage value applied to the drive load from the voltage command value obtained by the output voltage command value calculation means 10 shown in FIG.
That is, in ST4, the voltage calculating means 15 determines the magnitude Va of the voltage for driving the synchronous motor 5 using the previous voltage command values Vγ * and Vδ * calculated by the output voltage command value calculating means 10. Calculation is performed using Equation 7. here,
As the voltage command values Vγ * and Vδ *, a voltage detection means (not shown) or the like may be separately provided to detect the voltage applied to the drive load 5, and the voltage signal may be used. Then,
Since the latest voltage information can be used at all times, it is possible to obtain a control method for a synchronous motor that enables fine and reliable control.

【0113】ST5では、周波数指令値(たとえば周波
数演算手段9により得られた前回の補償された周波数指
令値である一次周波数ω1)を基にして,基準励磁電流
演算手段18にて基準励磁電流指令値iγ0を求める。
In ST5, based on the frequency command value (for example, the primary frequency ω1 which is the previously compensated frequency command value obtained by the frequency calculation means 9), the reference excitation current calculation means 18 outputs the reference excitation current command. Determine the value iγ0.

【0114】ST6では、ST3により得られた電圧指
令値Va*、ST4により得られた電圧の大きさVa、
およびST5により得られた基準励磁電流指令値iγ*
とを基にして電流位相角βmで駆動負荷5を駆動するた
めの励磁電流指令値iγ*を励磁電流指令値演算手段1
7にて数式12(あるいは数式13)を使用して求め
る。そして、ST7では、ST6にて得られた励磁電流
指令値iγ*をローパスフィルタなどのフィルタ手段1
9を通過させて励磁電流指令値iγ*の高周波成分を除
去して演算周期毎のばらつきを小さくして平均化させ、
演算の安定性および制御の安定性を向上させている。こ
こで、ローパスフィルタなどのフィルタ手段19を設け
ないと励磁電流指令値iγ*を平均化させることができ
ないので、ばらつきが大きくなり精度よく安定した制御
ができない。
At ST6, the voltage command value Va * obtained at ST3, the voltage magnitude Va obtained at ST4,
And the reference excitation current command value iγ * obtained in ST5
The excitation current command value iγ * for driving the drive load 5 at the current phase angle βm based on
7 is calculated using Equation 12 (or Equation 13). Then, in ST7, the exciting current command value iγ * obtained in ST6 is used as a filter means 1 such as a low-pass filter.
9 to remove the high-frequency component of the excitation current command value iγ * to reduce the variation in each operation cycle and average them.
The calculation stability and control stability are improved. Here, unless the filter means 19 such as a low-pass filter is provided, the exciting current command value iγ * cannot be averaged, so that the variation becomes large and stable control cannot be performed accurately.

【0115】ST8では、ST7により得られたフィル
タ手段19によりフィルタリングされた励磁電流指令値
iγ*に基づいて駆動負荷5を駆動するための出力電圧
指令値Vγ*、Vδ*を出力電圧指令値演算手段10に
て求める。ここで、出力電圧指令値演算ステップST8
で用いられる演算式は同期電動機の制御方式によって異
なるので、Vγ*、Vδ*が演算できればどのような演
算式でもよい。
At ST8, output voltage command values Vγ * and Vδ * for driving the drive load 5 are calculated based on the excitation current command value iγ * filtered by the filter means 19 obtained at ST7. Obtained by means 10. Here, the output voltage command value calculation step ST8
Since the arithmetic expression used in 1 differs depending on the control method of the synchronous motor, any arithmetic expression may be used as long as Vγ * and Vδ * can be calculated.

【0116】たとえば、電圧指令値演算手段10の出力
であるγ軸電圧指令値Vγ*、δ軸電圧指令値Vδ*を
演算する数式の一例を数式14に示す。
For example, Equation 14 shows an example of a mathematical expression for calculating the γ-axis voltage command value Vγ * and the δ-axis voltage command value Vδ * which are the outputs of the voltage command value calculating means 10.

【0117】[0117]

【数14】 [Equation 14]

【0118】数式14は、たとえば一次磁束制御による
同期電動機の位置センサレス制御方式を用いた場合の演
算式を表している。ここで、数式14において、Φγ*
は一次磁束制御における一次磁束指令値、Φγerrは一
次磁束誤差、Kγはγ軸制御ゲイン、Kδはδ軸制御ゲイ
ンである。
Expression 14 represents an arithmetic expression in the case of using the position sensorless control system of the synchronous motor by the primary magnetic flux control, for example. Here, in Expression 14, Φγ *
Is a primary magnetic flux command value in primary magnetic flux control, Φγerr is a primary magnetic flux error, Kγ is a γ-axis control gain, and Kδ is a δ-axis control gain.

【0119】以上のように、本実施の形態では、同期電
動機に流れる電流値を基にして同期電動機の出力トルク
が所定値以上となるような電流位相角を求める電流位相
演算ステップST3と、同期電動機5に印加される電圧
の大きさを演算する電圧演算ステップST4と、基準励
磁電流指令値を求める基準励磁電流演算ステップST5
と、電圧指令値演算演算ステップST3にて得られた電
圧指令値Va*、電圧演算ステップST4により得られ
た電圧の大きさVa、および基準励磁電流指令値演算ス
テップにより得られた基準励磁電流指令値iγ0とを基
にして同期電動機5を駆動するための励磁電流指令値i
γ*を求める励磁電流指令値演算ステップST6と、励
磁電流指令値演算ステップST6により得られた励磁電
流指令値iγ*をフィルタ手段19にて高周波成分を除
去して演算周期毎のばらつきを抑制するためのフィルタ
リングを行なうフィルタステップと、を備えたので、簡
単な制御でありながら高出力、低電流で効率よく安定し
て制御の行なえる同期電動機の制御方法を得ることがで
きる。
As described above, in the present embodiment, the current phase calculation step ST3 for obtaining the current phase angle such that the output torque of the synchronous motor becomes a predetermined value or more based on the value of the current flowing through the synchronous motor, and the synchronization step ST3. Voltage calculation step ST4 for calculating the magnitude of the voltage applied to the electric motor 5, and reference excitation current calculation step ST5 for obtaining the reference excitation current command value.
And the voltage command value Va * obtained in the voltage command value calculation calculation step ST3, the voltage magnitude Va obtained in the voltage calculation step ST4, and the reference excitation current command obtained in the reference excitation current command value calculation step. Excitation current command value i for driving the synchronous motor 5 based on the value iγ0
Excitation current command value calculation step ST6 for obtaining γ * and high frequency components of the excitation current command value iγ * obtained in the excitation current command value calculation step ST6 are removed by the filter means 19 to suppress variation in each calculation cycle. And a filter step for performing the filtering for controlling the synchronous motor. Therefore, it is possible to obtain a control method for a synchronous motor, which enables simple and efficient control with high output and low current, and efficiently and stably.

【0120】また、回転周波数や負荷変動により同期電
動機の運転条件が変化した場合においても、その条件に
応じた出力トルクが所定値以上となる低電流の電流位相
角で電流を制御でき、低電流でかつ高効率で同期電動機
を駆動できる。また、低電流の位相への追従性がよく、
低電流の位相付近での収束性および安定性が良いので、
制御性が改善できる。また、座標軸を考慮する必要がな
く励磁電流指令値のみを制御する簡単な制御であるた
め、速度制御器や電流制御器を持たない制御手段におい
ても低電流、高効率で同期電動機を精度よく駆動できる
制御方法が得られる。
Further, even when the operating condition of the synchronous motor changes due to the rotation frequency or the load change, the current can be controlled at the low current phase angle so that the output torque according to the condition becomes a predetermined value or more, and the low current can be controlled. In addition, the synchronous motor can be driven with high efficiency. Also, good followability to low current phase,
Good convergence and stability near low current phase,
Controllability can be improved. In addition, since it is a simple control that controls only the excitation current command value without considering the coordinate axes, it is possible to accurately drive the synchronous motor with low current and high efficiency even in control means that does not have a speed controller or current controller. A possible control method is obtained.

【0121】ここで、図5において、電圧演算ステップ
ST4は、励磁電流指令値演算ステップST6よりも前
のステップにて行なわれればどこで行なっても良く、S
T1〜ST5までのどこで行なわれてもよい。また、出
力電圧指令値演算ステップST8は励磁電流の制御のみ
でなく、回転周波数指令値や負荷トルクに応じた同期電
動機駆動を行うための出力電圧指令値も求めるステップ
である。図5において、電流検出・演算ステップST1
から励磁電流指令値演算ステップST6までの処理周期
を処理周期Aとし、インバータ制御手段2内の出力電圧
指令値演算ステップST7以降の処理周期を処理周期B
とすると、処理周期Aと処理周期Bは、処理を行うマイ
コン等の処理負荷低減のため異なる周期に設定してもよ
い。この場合、処理周期Aは処理周期Bに比べて応答性
を必要としないため、処理周期Aを処理周期Bよりも長
くした方がマイコンの負荷軽減が行なえるため、低コス
トのマイコンが使用でき、マイコンの選定の自由度が広
がり、簡単な制御でありながら低コストで信頼性の高い
電動機制御方法が得られる。
Here, in FIG. 5, the voltage calculation step ST4 may be performed anywhere as long as it is performed in a step prior to the exciting current command value calculation step ST6.
It may be performed anywhere from T1 to ST5. The output voltage command value calculation step ST8 is a step of obtaining not only the control of the exciting current but also the output voltage command value for driving the synchronous motor according to the rotation frequency command value and the load torque. In FIG. 5, current detection / calculation step ST1
To the exciting current command value calculation step ST6 is defined as a processing cycle A, and the processing cycle after the output voltage command value calculation step ST7 in the inverter control means 2 is a processing cycle B.
Then, the processing cycle A and the processing cycle B may be set to different cycles in order to reduce the processing load of the microcomputer or the like that performs the processing. In this case, since the processing cycle A does not require responsiveness as compared with the processing cycle B, it is possible to reduce the load on the microcomputer by making the processing cycle A longer than the processing cycle B, so that a low-cost microcomputer can be used. Thus, the degree of freedom in selecting a microcomputer is expanded, and a low-cost and highly-reliable motor control method can be obtained with simple control.

【0122】また、実施の形態1にて説明した、電流が
所定値以下(あるいは最小)となる電流位相角βmを求
めずに電流最小の高効率制御を行う方法を図6を用いて
説明する。図6は本発明の実施の形態1を表す別のイン
バータ装置および同期電動機駆動装置の構成を示す図で
ある。図において、図1と同等部分は同一の符号を付し
て説明は省略する。
Further, the method of performing the high efficiency control of the minimum current without obtaining the current phase angle βm at which the current becomes the predetermined value or less (or the minimum) described in the first embodiment will be described with reference to FIG. . FIG. 6 is a diagram showing the configuration of another inverter device and a synchronous motor drive device representing the first embodiment of the present invention. In the figure, the same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0123】図6において、140は電流位相制御手段
であり、出力電圧の大きさVaを求める出力電圧演算手
段15、2相3相座標変換手段7により得られたγ軸電
流iγ、δ軸電流iδをもとにして電流の大きさIaを
演算する電流演算手段21、電流値が所定値以下(ある
いは最小)となる電流位相角βmをsinβmとして演
算し、この電流位相角βmにて駆動負荷5を駆動するた
めの電圧指令値Va*を求める電圧指令値演算手段16
0、電圧指令値Va*と出力電圧の大きさVaの誤差を
演算する電圧誤差演算手段225、基準となる励磁電流
指令値iγ0を求める基準励磁電流指令値演算手段1
8、駆動負荷を駆動するための励磁電流指令値iγ*を
求める励磁電流指令値演算手段170、により構成され
る。
In FIG. 6, 140 is a current phase control means, which is the output voltage calculation means 15 for obtaining the magnitude Va of the output voltage, and the γ-axis current iγ, δ-axis current obtained by the two-phase / three-phase coordinate conversion means 7. The current calculation means 21 for calculating the magnitude Ia of the current based on iδ, the current phase angle βm at which the current value is less than or equal to a predetermined value (or the minimum) is calculated as sin βm, and the driving load is calculated at this current phase angle βm. Voltage command value calculation means 16 for obtaining a voltage command value Va * for driving
0, voltage error calculation means 225 for calculating an error between voltage command value Va * and output voltage magnitude Va, reference excitation current command value calculation means 1 for obtaining a reference excitation current command value iγ0
8. Exciting current command value calculating means 170 for obtaining an exciting current command value iγ * for driving a driving load.

【0124】したがって、図6に示す構成の装置では、
電流検出手段6a、6bにより検出された電流値あるい
は電流信号、および同期電動機5に印加される電圧信号
(たとえば出力電圧信号Vγ*、Vδ*やその大きさV
a)に基づいて同期電動機5の出力トルクが所定値以上
となるような電流位相角βmで駆動するための電圧指令
値Va*を求める電圧指令値演算手段160と、電圧指
令値Va*と電圧信号Vaとを比較して電圧誤差を求め
る電圧誤差演算手段225と、電圧誤差演算手段225
より得られる電圧誤差から同期電動機5の出力トルクが
所定値以上となる電流位相角βmで駆動するための励磁
電流指令値iγ*を演算する励磁電流指令値演算手段1
70と、によって、電流位相制御手段140を構成して
おり、電圧誤差を演算する電圧誤差演算手段225を有
するため、演算式が複雑化せず簡略化した演算式にて簡
単に演算でき、演算時間の短縮化が行える。また、回転
周波数や負荷変動により同期電動機の運転条件が変化し
た場合においても、その条件に応じた出力トルクが所定
値以上となる低電流の電流位相角で電流を制御でき、低
電流で高効率な同期電動機駆動装置が実現できる。
Therefore, in the apparatus having the configuration shown in FIG.
The current value or current signal detected by the current detecting means 6a, 6b, and the voltage signal applied to the synchronous motor 5 (for example, the output voltage signals Vγ *, Vδ * and its magnitude V).
Based on a), the voltage command value calculating means 160 for obtaining the voltage command value Va * for driving at the current phase angle βm such that the output torque of the synchronous motor 5 becomes a predetermined value or more, and the voltage command value Va * and the voltage. A voltage error calculating means 225 for calculating a voltage error by comparing with the signal Va, and a voltage error calculating means 225.
The excitation current command value calculation means 1 for calculating the excitation current command value iγ * for driving at the current phase angle βm at which the output torque of the synchronous motor 5 becomes a predetermined value or more from the voltage error obtained from
The current phase control means 140 is constituted by 70 and, and the voltage error calculation means 225 for calculating the voltage error is provided. Therefore, the calculation formula can be easily calculated by a simplified calculation formula without complication. The time can be shortened. Further, even when the operating condition of the synchronous motor changes due to the rotation frequency or the load change, the current can be controlled with a low current phase angle at which the output torque according to the condition becomes equal to or higher than a predetermined value, resulting in high efficiency at low current. It is possible to realize a simple synchronous motor drive device.

【0125】また、電流値が所定値以下となる電流位相
角βmへの追従性がよく、この電流位相角付近での収束
性および安定性の良い低電流で高効率な同期電動機駆動
装置が実現できる。また、座標軸を考慮する必要がなく
励磁電流指令値のみを制御するため、速度制御器や電流
制御器を持たない制御手段においても良好な低電流で高
効率な同期電動機駆動装置が実現できる。
Further, a follower to the current phase angle βm at which the current value is equal to or less than a predetermined value is excellent, and a synchronous motor drive device with a low current and a high efficiency, which has good convergence and stability near this current phase angle, is realized. it can. Further, since it is not necessary to consider the coordinate axes and only the exciting current command value is controlled, it is possible to realize a highly efficient synchronous motor drive device with a good low current even in control means that does not have a speed controller or a current controller.

【0126】次に動作をフローチャート図を用いて説明
する。図7は本実施の形態の同期電動機の別の制御方法
を示すフローチャート図である。図において、ST11
は同期電動機に流れる電流を検出し、電流の大きさを求
める電流検出・演算ステップ、ST12は電流検出・演
算ステップST11で得られた電流信号および同期電動
機の回転周波数より電流が所定値以下(あるいは最小)
となる電流位相角で駆動負荷を駆動するための出力電圧
指令値Va*を求める電圧指令値演算ステップである。
Next, the operation will be described with reference to the flowchart. FIG. 7 is a flowchart showing another control method of the synchronous motor of this embodiment. In the figure, ST11
Is a current detection / calculation step for detecting the current flowing through the synchronous motor to determine the magnitude of the current, and ST12 is a current signal obtained in the current detection / calculation step ST11 and the current is equal to or less than a predetermined value from the rotation frequency of the synchronous motor (or minimum)
Is a voltage command value calculation step for obtaining an output voltage command value Va * for driving the drive load at a current phase angle of

【0127】ST13は同期電動機に印加される電圧の
大きさVaを演算する電圧演算ステップ、ST14は電
圧指令値演算ステップST12より得られた電圧指令値
Va*と電圧演算ステップST13で得られた電圧の大
きさVaとの差(Va*−Va)を求める電圧誤差演算
ステップ、ST15は基準励磁電流指令値iγ0を演算
する基準励磁電流指令値演算ステップ、ST16は基準
励磁電流指令値演算ステップST15により得られた基
準励磁電流指令値iγ0、および電圧誤差演算ステップ
ST14により得られた電圧誤差(Va*−Va)とを
基にして励磁電流指令値iγ*を求める励磁電流指令値
演算ステップ、ST17は励磁電流指令値演算ステップ
ST16により得られた励磁電流指令値iγ*をフィル
タ手段19により高周波成分を除去するフィルタリング
を行なうフィルタステップ、ST18はフィルタステッ
プST17によりフィルタリングされた励磁電流指令値
iγ*に基づいて同期電動機5を駆動するための出力電
圧指令値Vγ*、Vδ*を求める出力電圧指令値演算ス
テップである。
ST13 is a voltage calculation step for calculating the magnitude Va of the voltage applied to the synchronous motor, and ST14 is the voltage command value Va * obtained in the voltage command value calculation step ST12 and the voltage obtained in the voltage calculation step ST13. Voltage error calculation step for obtaining the difference (Va * -Va) from the magnitude Va, ST15 is a reference excitation current command value calculation step for calculating the reference excitation current command value iγ0, and ST16 is a reference excitation current command value calculation step ST15. Excitation current command value calculation step for obtaining the excitation current command value iγ * based on the obtained reference excitation current command value iγ0 and the voltage error (Va * -Va) obtained in the voltage error calculation step ST14 The exciting current command value iγ * obtained in the exciting current command value calculation step ST16 is increased by the filter means 19. A filter step for performing filtering for removing wave components, ST18 is an output voltage for obtaining output voltage command values Vγ *, Vδ * for driving the synchronous motor 5 based on the excitation current command value iγ * filtered by the filter step ST17. This is a command value calculation step.

【0128】まず、ST11にて駆動負荷である同期電
動機5の少なくとも2相の電流を検出し、2相座標系の
電流値に変換し、その大きさを求める。すなわち、電流
検出手段6a、6bにより同期電動機5に流れる2相分
の電流(たとえばU相電流iu、V相電流iv)を検出
し、3相2相変換手段7により2相座標系の電流(たと
えばγ軸電流iγ、δ軸電流iδ)に変換し、大きさI
aを数式8にて演算する。
First, at ST11, at least two-phase currents of the synchronous motor 5 as a drive load are detected and converted into a current value of a two-phase coordinate system, and the magnitude thereof is obtained. That is, currents for two phases (for example, U-phase current iu, V-phase current iv) flowing in the synchronous motor 5 are detected by the current detecting means 6a, 6b, and currents of the two-phase coordinate system (for the three-phase / two-phase converting means 7). For example, γ-axis current iγ, δ-axis current iδ) is converted to the magnitude I
a is calculated by Expression 8.

【0129】ST12では、ST11で得られたγ−δ
軸電流iγ、iδ、および電流の大きさIaを用いて電
流値が所定値以下(あるいは最小)となる電流位相角β
mを数式11にてsinβm、cosβmを求め、電圧
指令値演算手段160にて数式10を用いて電圧指令値
Va*を演算する。
In ST12, γ-δ obtained in ST11
A current phase angle β at which the current value is equal to or smaller than a predetermined value (or minimum) using the axis currents iγ, iδ and the magnitude Ia of the current.
m is calculated by equation 11 as sin βm and cos βm, and the voltage command value computing means 160 computes the voltage command value Va * using formula 10.

【0130】そして、ST13にて出力電圧指令値演算
手段10などにより得られた電圧指令値より駆動負荷に
印加される電圧値を電圧演算手段15にて演算する。す
なわち、ST13では、出力電圧指令値演算手段10に
て演算された前回の電圧指令値Vγ*、Vδ*を用いて
同期電動機5を駆動するための電圧の大きさVaを電圧
演算手段15にて数式7を使用して演算する。ここで、
ST13では、電圧指令値として駆動負荷5に印加され
る電圧を電圧検出手段などを別途設けて検出して、その
電圧信号を使用してもよい。そうすると、常に最新の電
圧情報が利用できるので、木目細かな信頼性の高い制御
が行なえる装置が得られる。
Then, in ST13, the voltage calculation means 15 calculates the voltage value applied to the drive load from the voltage command value obtained by the output voltage command value calculation means 10 or the like. That is, in ST13, the voltage calculation unit 15 calculates the magnitude Va of the voltage for driving the synchronous motor 5 using the previous voltage command values Vγ * and Vδ * calculated by the output voltage command value calculation unit 10. Calculation is performed using Equation 7. here,
In ST13, the voltage applied to the driving load 5 as the voltage command value may be detected by separately providing a voltage detecting means and the voltage signal may be used. Then, since the latest voltage information can be used at all times, it is possible to obtain a device capable of fine and reliable control.

【0131】ST14ではST12で得られた電圧指令
値Va*およびST13にて得られた電圧の大きさVa
より電圧誤差演算手段225にて電圧誤差(Va*−V
a)を求める。そして、ST15にて、周波数演算手段
9の前回の出力値である補償された周波数指令値(一次
周波数)ω1を本にして基準励磁電流指令値iγ0を演
算する。ST16では、ST15にて得られた基準励磁
電流指令値iγ0、ST14にて得られた電圧誤差(V
a*−Va)とを基にして電流位相角がβmとなる電流
値で駆動負荷5を駆動するための励磁電流指令値iγ*
を励磁電流指令値演算手段170にて数式12(あるい
は数式13)を使用して求める。ここで、本実施の形態
では、ST14にて電圧誤差(Va*−Va)を直接演
算により求めているので、ST16での励磁電流指令値
iγ*の演算が簡略化され、演算の高速化が行える。
At ST14, the voltage command value Va * obtained at ST12 and the voltage magnitude Va obtained at ST13.
From the voltage error calculation means 225, the voltage error (Va * -V
Find a). Then, in ST15, the reference excitation current command value iγ0 is calculated using the compensated frequency command value (primary frequency) ω1 that is the previous output value of the frequency calculation means 9 as a book. In ST16, the reference excitation current command value iγ0 obtained in ST15 and the voltage error (V
a * -Va), the excitation current command value iγ * for driving the drive load 5 with a current value at which the current phase angle is βm.
Is calculated by using the exciting current command value calculating means 170 using Expression 12 (or Expression 13). Here, in the present embodiment, since the voltage error (Va * -Va) is directly calculated in ST14, the calculation of the exciting current command value iγ * in ST16 is simplified and the calculation speed is increased. You can do it.

【0132】ST17では、ST16により求められた
励磁電流指令値iγ*をフィルタ手段19にて高周波成
分を除去し、演算周期毎のばらつきを抑制するためのフ
ィルタリングを行なう。ST18では、ST17にてフ
ィルタリングされた励磁電流指令値iγ*に基づいて駆
動負荷5を駆動するための出力電圧指令値Vγ*、Vδ
*を出力電圧指令値演算手段10にて求める。ここで、
出力電圧指令値演算ステップST18で用いられる演算
式は同期電動機の制御方式によって異なるので、Vγ
*、Vδ*が演算できればどのような演算式でもよく、
たとえば数式14が使用される。
In ST17, the exciting current command value iγ * obtained in ST16 is filtered by the filter means 19 to remove high frequency components and suppress variations in each operation cycle. In ST18, output voltage command values Vγ *, Vδ for driving the drive load 5 based on the excitation current command value iγ * filtered in ST17.
The output voltage command value calculation means 10 obtains *. here,
Since the calculation formula used in the output voltage command value calculation step ST18 differs depending on the control system of the synchronous motor, Vγ
Any arithmetic expression can be used as long as * and Vδ * can be calculated.
For example, Equation 14 is used.

【0133】以上のように、本実施の形態では、同期電
動機に流れる電流値を基にして同期電動機の出力トルク
が所定値以上となるような電流位相角で同期電動機を駆
動するための電圧指令値を求める電圧指令値演算ステッ
プST12と、電圧指令値演算ステップST12にて得
られた電圧指令値Va*と、同期電動機に印加される電
圧値の大きさVaを演算する電圧演算ステップST13
と、電圧指令値演算ステップST12により得られた電
圧指令値Va*と電圧演算ステップST13により得ら
れた電圧の大きさVAとを比較して電圧誤差(Va*−
VA)を求める電圧誤差演算ステップST14と、基準
励磁電流指令値iγ0を求める基準励磁電流指令値演算
ステップと、電圧誤差演算ステップST14にて得られ
た電圧誤差(Va*−VA)、および基準励磁電流演算
ステップST15により得られた基準励磁電流指令値i
γ0とを基にして同期電動機の出力トルクが所定値以上
となるような電流位相角βmで同期電動機5を駆動する
ための励磁電流指令値iγ*を演算する励磁電流指令演
算ステップST16と、励磁電流指令値演算ステップS
T16により得られた励磁電流指令値iγ*をフィルタ
リングするフィルタステップST17と、フィルタステ
ップST17によりフィルタリングされた励磁電流指令
値iγ*を基にして同期電動機を駆動するための出力電
圧指令値Vγ*、Vδ*を求める出力電圧指令値演算ス
テップST18と、を備えたので、電圧誤差を求める簡
単な制御でありながら制御性がよく、高出力・低電流で
効率よく同期電動機を駆動できる同期電動機の制御方法
を得ることができる。また、フィルタステップを有する
ので、同期電動機を安定した状態で制御できる信頼性の
高い同期電動機の制御方法を得ることができる。
As described above, in the present embodiment, the voltage command for driving the synchronous motor at the current phase angle such that the output torque of the synchronous motor becomes a predetermined value or more based on the value of the current flowing in the synchronous motor. A voltage command value calculation step ST12 for obtaining a value, a voltage command value Va * obtained in the voltage command value calculation step ST12, and a voltage calculation step ST13 for calculating the magnitude Va of the voltage value applied to the synchronous motor.
And the voltage command value Va * obtained in the voltage command value calculation step ST12 and the voltage magnitude VA obtained in the voltage calculation step ST13 are compared to obtain a voltage error (Va * −
VA) voltage error calculation step ST14, reference excitation current command value iγ0 reference excitation current command value calculation step, voltage error calculation step ST14 voltage error (Va * -VA), and reference excitation Reference excitation current command value i obtained in the current calculation step ST15
an exciting current command calculation step ST16 for calculating an exciting current command value iγ * for driving the synchronous motor 5 at a current phase angle βm such that the output torque of the synchronous motor becomes a predetermined value or more based on γ0; Current command value calculation step S
A filter step ST17 for filtering the exciting current command value iγ * obtained by T16, and an output voltage command value Vγ * for driving the synchronous motor based on the exciting current command value iγ * filtered by the filter step ST17, Since the output voltage command value calculating step ST18 for calculating Vδ * is provided, the control of the synchronous motor is simple, even though it is a simple control for calculating the voltage error, and the controllability is good, and the synchronous motor can be efficiently driven with high output and low current. You can get the way. Further, since it has a filter step, it is possible to obtain a highly reliable method for controlling a synchronous motor that can control the synchronous motor in a stable state.

【0134】また、同期電動機に流れる電流に基づいて
得られる周波数補償量により補償された周波数指令値
(一次周波数)ω1と、励磁電流指令値演算ステップS
T6、ST16により得られた励磁電流指令値iγ*
と、に基づいて同期電動機を駆動するための出力電圧指
令値Vγ*、Vδ*を求める出力電圧指令値演算ステッ
プST18を備えたので、電流が所定値以下となる電流
位相角βmでの励磁電流指令値iγ*および補償された
周波数指令値ω1に基づいて出力電圧指令値Vγ*、V
δ*を演算するため、回転周波数や負荷変動により同期
電動機の運転条件が変化した場合においても、精度良く
追従でき、安定した制御の行なえる同期電動機の制御方
法を得ることができる。
Further, the frequency command value (primary frequency) ω1 compensated by the frequency compensation amount obtained based on the current flowing through the synchronous motor, and the exciting current command value calculation step S
Excitation current command value iγ * obtained in T6 and ST16
And an output voltage command value calculation step ST18 for calculating output voltage command values Vγ * and Vδ * for driving the synchronous motor on the basis of the above, the exciting current at the current phase angle βm at which the current becomes a predetermined value or less. Based on the command value iγ * and the compensated frequency command value ω1, the output voltage command values Vγ *, V
Since δ * is calculated, even if the operating condition of the synchronous motor changes due to the rotation frequency or the load change, it is possible to obtain a control method for the synchronous motor that can accurately follow and perform stable control.

【0135】また、回転周波数や負荷変動により同期電
動機の運転条件が変化した場合においても、その条件に
応じて電流値が所定値以下となる低電流の電流位相角で
電流を制御でき、低電流でかつ高効率で同期電動機を駆
動できる。また、低電流の位相への追従性がよく、低電
流の位相付近での収束性および安定性が良いので、制御
性が改善できる。また、座標軸を考慮する必要がなく励
磁電流指令値のみを制御するため、速度制御器や電流制
御器を持たない制御手段においても低電流、高効率で同
期電動機を駆動できる制御方法が得られる。
Further, even when the operating condition of the synchronous motor changes due to the rotation frequency or the load variation, the current can be controlled at a low current phase angle whose current value becomes a predetermined value or less according to the condition, and the low current can be controlled. In addition, the synchronous motor can be driven with high efficiency. Further, the followability to the phase of the low current is good, and the convergence and stability near the phase of the low current are good, so that the controllability can be improved. Further, since it is not necessary to consider the coordinate axes and only the exciting current command value is controlled, it is possible to obtain a control method capable of driving the synchronous motor with low current and high efficiency even in the control means having no speed controller or current controller.

【0136】ここで、図7において、電圧演算ステップ
ST13は、電圧誤差演算ステップST14より前のス
テップであればどこで行なってもよい。また、出力電圧
指令値演算ステップST18は励磁電流の制御のみでな
く、回転周波数指令値や負荷トルクに応じた同期電動機
駆動を行うための出力電圧指令値も求めるステップであ
る。図7において、電流検出・演算ステップST11か
ら励磁電流指令値演算ステップST16までの処理周期
を処理周期Xとし、インバータ制御手段2内のフィルタ
ステップST17以降の処理周期を処理周期Yとする
と、処理周期Xと処理周期Yは、処理を行うマイコン等
の処理負荷低減のため異なる周期に設定してもよい。こ
の場合、処理周期Xは処理周期Yに比べて応答性を必要
としないため、処理周期Xを処理周期Yよりも長くした
方がマイコンの負荷軽減が行なえるため、低コストのマ
イコンが使用でき、マイコンの選定の自由度が広がり、
簡単な制御でありながら低コストで信頼性の高い電動機
制御方法が得られる。
Here, in FIG. 7, the voltage calculation step ST13 may be performed at any step before the voltage error calculation step ST14. The output voltage command value calculation step ST18 is a step of obtaining not only the control of the exciting current but also the output voltage command value for driving the synchronous motor according to the rotation frequency command value and the load torque. In FIG. 7, assuming that the processing cycle from the current detection / calculation step ST11 to the exciting current command value calculation step ST16 is the processing cycle X, and the processing cycle after the filter step ST17 in the inverter control means 2 is the processing cycle Y, the processing cycle. X and the processing cycle Y may be set to different cycles in order to reduce the processing load of a microcomputer or the like that performs processing. In this case, the processing cycle X does not require responsiveness as compared with the processing cycle Y. Therefore, if the processing cycle X is longer than the processing cycle Y, the load on the microcomputer can be reduced, so that a low-cost microcomputer can be used. , The degree of freedom in selecting a microcomputer has expanded,
It is possible to obtain a low-cost and highly reliable electric motor control method that is simple control.

【0137】本発明の実施の形態1に示したインバータ
装置や同期電動機駆動装置や同期電動機制御方法は、同
期電動機駆動装置(あるいはインバータ装置)と駆動負
荷である同期電動機が1:1で接続された場合の関係を
一例として示したものであり、このような場合において
は、駆動負荷である同期電動機5内に本実施の形態の同
期電動機駆動装置および制御方法を同期電動機に一体に
組み込むことで、駆動装置や制御方法を備えた高効率で
信頼性の高い同期電動機を得ることができる。
In the inverter device, the synchronous motor drive device, and the synchronous motor control method shown in the first embodiment of the present invention, the synchronous motor drive device (or the inverter device) and the synchronous motor that is a drive load are connected at a ratio of 1: 1. The relationship in the above case is shown as an example, and in such a case, by incorporating the synchronous motor drive device and the control method of the present embodiment into the synchronous motor 5 which is a drive load, the synchronous motor can be integrated. It is possible to obtain a highly efficient and highly reliable synchronous motor equipped with a drive device and a control method.

【0138】実施の形態2.本発明の実施の形態2にお
ける同期電動機駆動装置について以下に説明する。図8
は本発明の実施の形態2を表すインバータ装置および同
期電動機駆動装置の構成を示す図である。図において、
実施の形態1の図1〜図7と同等部分は同一の符号を付
して説明は省略する。図において、1は同期電動機駆動
装置であり、複数のスイッチング素子から構成され、直
流を交流に変換するインバータ主回路3、インバータ主
回路3の複数のスイッチング素子をオン・オフ制御する
ためのPWM信号を出力するインバータ制御手段2によ
り構成される。
Embodiment 2. A synchronous motor drive device according to Embodiment 2 of the present invention will be described below. Figure 8
2 is a diagram showing configurations of an inverter device and a synchronous motor driving device according to a second embodiment of the present invention. FIG. In the figure,
The same parts as those in FIGS. 1 to 7 of the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In the figure, reference numeral 1 is a synchronous motor driving device, which is composed of a plurality of switching elements, and an inverter main circuit 3 for converting direct current into alternating current, and a PWM signal for controlling on / off of a plurality of switching elements of the inverter main circuit 3. It is comprised by the inverter control means 2 which outputs.

【0139】また、4はインバータ主回路3に接続され
た直流電源、5はインバータ主回路3により駆動される
駆動負荷である同期電動機であり、同期電動機駆動装置
1、直流電源4、駆動負荷5によりインバータ装置が構
成される。インバータ制御手段2が出力するPWM信号
を基にインバータ主回路3内のスイッチング素子がオン
・オフ動作し、直流電源4の直流電圧が3相交流に変換
されて駆動負荷である同期電動機5に印加されることに
よって、インバータ装置が動作する。
Further, 4 is a DC power source connected to the inverter main circuit 3, and 5 is a synchronous motor which is a driving load driven by the inverter main circuit 3. The synchronous motor driving device 1, the DC power source 4, and the driving load 5 are provided. The inverter device is configured by. The switching element in the inverter main circuit 3 is turned on / off based on the PWM signal output from the inverter control means 2, and the DC voltage of the DC power supply 4 is converted into three-phase AC and applied to the synchronous motor 5 as a drive load. As a result, the inverter device operates.

【0140】6aは駆動負荷である同期電動機5に流入
する電流のうちの一相の電流(たとえばU相電流iu)
を検出する電流検出手段、6bは電流検出手段6aで検
出される電流(U相電流iu)とは異なる相の電流(た
とえばV相電流iv)を検出する電流検出手段である。
この電流検出手段6a、6bは検出した電流を電流値あ
るいは電流信号に変換して出力する。
Reference numeral 6a denotes one-phase current (for example, U-phase current iu) of the current flowing into the synchronous motor 5 which is a driving load.
And 6b is a current detecting means for detecting a current (for example, V-phase current iv) of a phase different from the current (U-phase current iu) detected by the current detecting means 6a.
The current detecting means 6a and 6b convert the detected current into a current value or a current signal and output it.

【0141】ここで、インバータ制御手段2は、以下に
示す3相2相変換手段7、回転子位置・速度推定手段2
0、電流位相制御手段145、周波数比較手段210、
速度制御手段220、γ軸電流比較手段230、δ軸電
流比較手段240、電流制御手段250、2相3相変換
手段11、PWM信号発生手段12、フィルタ手段19
とにより構成されている。
Here, the inverter control means 2 comprises three-phase / two-phase conversion means 7 and rotor position / speed estimation means 2 shown below.
0, current phase control means 145, frequency comparison means 210,
Speed control means 220, γ-axis current comparison means 230, δ-axis current comparison means 240, current control means 250, two-phase / three-phase conversion means 11, PWM signal generation means 12, filter means 19
It is composed of and.

【0142】3相2相変換手段7は電流検出手段6a、
6bにより検出された2相分の電流値(たとえばU相電
流iu、V相電流iv)あるいは電流信号を電気角位相
θを用いて励磁電流成分(γ軸電流iγ)およびトルク
電流成分(δ軸電流iδ)で表わされるγ-δ軸の電流
値あるいは電流信号に変換する。
The three-phase / two-phase converting means 7 is a current detecting means 6a,
The current value for two phases (for example, U-phase current iu, V-phase current iv) or current signal detected by 6b is calculated by using the electrical angle phase θ for the excitation current component (γ-axis current iγ) and torque current component (δ-axis). It is converted into a current value or current signal on the γ-δ axis represented by the current iδ).

【0143】回転子位置・速度推定手段20は3相2相
変換手段7より得られたγ-δ軸電流iγ、iδおよび
前回の出力電圧指令値Vγ*、Vδ*とから駆動負荷で
ある同期電動機5の回転子位値θおよび回転速度(回転
周波数)ωmを推定する。周波数比較手段210は外部
から与えられる周波数指令値ωm*と回転子位置・速度
推定手段20により得られた回転子回転周波数ωmとを
比較し周波数の差(ωm*−ωm)を演算する。速度制
御手段220は周波数比較手段210の出力(ωm*−
ωm)を基にδ軸電流指令値iδ*を求める。
The rotor position / speed estimating means 20 uses the γ-δ axis currents iγ, iδ obtained by the three-phase / two-phase converting means 7 and the previous output voltage command values Vγ *, Vδ * to synchronize the drive load. The rotor position value θ and the rotation speed (rotation frequency) ωm of the electric motor 5 are estimated. The frequency comparison means 210 compares the frequency command value ωm * given from the outside with the rotor rotation frequency ωm obtained by the rotor position / speed estimation means 20, and calculates a frequency difference (ωm * −ωm). The speed control means 220 outputs the output (ωm * −) of the frequency comparison means 210.
The δ-axis current command value iδ * is obtained based on ωm).

【0144】γ軸電流比較手段230は、電流位相制御
手段145の出力である励磁電流指令値(γ軸電流指令
値ともいう。)iγ*をフィルタ手段19によりフィル
タリングした励磁電流指令値iγ*と座標変換手段7に
より得られたγ軸電流iγとを比較し、γ軸電流差(i
γ*−iγ)を演算する。δ軸電流比較手段240は、
速度制御手段220により得られたδ軸電流指令値iδ
*と座標変換手段7により得られたδ軸電流iδとを比
較し、δ軸電流差(iδ*−iδ)を演算する。電流制
御手段250は、γ軸電流比較手段230の出力値(i
γ*−iγ)およびδ軸電流比較手段240の出力値
(iδ*−iδ)とを基にして出力電圧指令値Vγ*、
Vδ*を求める。
The γ-axis current comparing means 230 has an exciting current command value iγ * obtained by filtering the exciting current command value (also called γ-axis current command value) iγ * output from the current phase control means 145 by the filter means 19. The γ-axis current iγ obtained by the coordinate conversion means 7 is compared, and the γ-axis current difference (i
γ * −iγ) is calculated. The δ-axis current comparison means 240
Δ-axis current command value iδ obtained by the speed control means 220
* Is compared with the δ-axis current iδ obtained by the coordinate conversion means 7, and the δ-axis current difference (iδ * -iδ) is calculated. The current control unit 250 outputs the output value of the γ-axis current comparison unit 230 (i
γ * -iγ) and the output value (iδ * -iδ) of the δ-axis current comparison means 240 based on the output voltage command value Vγ *,
Calculate Vδ *.

【0145】電流位相制御手段145は、出力電圧の大
きさを求める出力電圧演算手段15、電流が所定値以下
(あるいは最小)となる電圧指令値を求める電圧指令値
演算手段165、電流が所定値以下(あるいは最小)と
なるように駆動負荷を駆動するための励磁電流指令値を
求める励磁電流指令値演算手段175、基準となる励磁
電流指令値を求める基準励磁電流指令値演算手段18と
により構成され、励磁電流指令値演算手段175より励
磁電流指令値iγ*が出力される。
The current phase control means 145 includes an output voltage calculation means 15 for obtaining the magnitude of the output voltage, a voltage command value calculation means 165 for obtaining a voltage command value at which the current is below a predetermined value (or a minimum), and a current is a predetermined value. An excitation current command value calculation means 175 for obtaining an excitation current command value for driving a drive load so as to be the following (or a minimum), and a reference excitation current command value calculation means 18 for obtaining a reference excitation current command value. Then, the exciting current command value calculator 175 outputs the exciting current command value iγ *.

【0146】また、19は実施の形態1で説明したフィ
ルタ手段と同等であり、電流位相制御手段145の出力
である励磁電流指令値iγ*をローパスフィルタなどに
より高周波成分を除去して演算周期毎のばらつきを抑制
するためのフィルタリングを行なうフィルタ手段であ
る。本実施の形態では、実施の形態1でも説明したよう
に、フィルタ手段19を設けて高周波成分を除去するフ
ィルタリングを行なうようにしているので、出力電圧指
令値Vγ*、Vδ*の演算の安定性および演算精度を向
上させることができ、励磁電流指令値iγ*の変動によ
る同期電動機5の動作の不安定を回避でき、制御性がよ
く、信頼性の高い装置を得ることができる。
Further, reference numeral 19 is equivalent to the filter means described in the first embodiment, and the exciting current command value iγ * which is the output of the current phase control means 145 is subjected to removal of high frequency components by a low-pass filter or the like for every calculation cycle. It is a filter means for performing filtering for suppressing the variation of. In the present embodiment, as described in the first embodiment, since the filtering means 19 is provided to perform the filtering for removing the high frequency component, the stability of the calculation of the output voltage command values Vγ * and Vδ * is performed. Further, the calculation accuracy can be improved, the instability of the operation of the synchronous motor 5 due to the fluctuation of the exciting current command value iγ * can be avoided, and the controllability and the reliability of the device can be obtained.

【0147】11は電流制御手段250により得られた
γ-δ軸電圧指令値Vγ*、Vδ*を回転子位置・速度
推定手段20により得られた電気角位相θを用いて3相
電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*に変換する2相3相
変換手段、12は2相3相変換手段11より得られる3
相電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*をインバータ主回
路3内のスイッチング素子をオン・オフ制御するための
PWM信号を発生するPWM信号発生手段である。
Numeral 11 is a three-phase voltage command value using the γ-δ axis voltage command values Vγ * and Vδ * obtained by the current control means 250 using the electrical angle phase θ obtained by the rotor position / speed estimation means 20. Two-phase / three-phase conversion means for converting into Vu *, Vv *, Vw *, 12 is obtained by the two-phase / three-phase conversion means 11
It is a PWM signal generating means for generating a PWM signal for ON / OFF controlling the switching elements in the inverter main circuit 3 with the phase voltage command values Vu *, Vv *, Vw *.

【0148】次に動作について図8を用いて説明する。
図において、同期電動機駆動装置1はインバータの駆動
負荷である同期電動機5に流入する相電流のうち2相分
の電流(たとえば、U相電流iuとV相電流iv)を電
流検出手段6a、6bより検出する。電流検出手段6
a、6bにより検出した2相分の電流(例えばU相電流
iuおよびV相電流iv)あるいは2相分の電流信号を
用いて、インバータ制御手段2は、同期電動機5を駆動
するためにインバータ主回路3が出力する電圧(あるい
は電圧信号)を演算により求め、インバータ主回路3内
のスイッチング素子をオン・オフ制御するためのPWM
信号を出力する。
Next, the operation will be described with reference to FIG.
In the figure, the synchronous motor drive device 1 detects currents of two phases (for example, U-phase current iu and V-phase current iv) out of phase currents flowing into the synchronous motor 5 which is a drive load of an inverter, as current detection means 6a, 6b. To detect more. Current detection means 6
The inverter control means 2 uses the currents of the two phases (for example, the U-phase current iu and the V-phase current iv) or the two-phase current signals detected by a and 6b to drive the synchronous motor 5, and the inverter main unit 2 drives the inverter main unit. PWM for calculating the voltage (or voltage signal) output from the circuit 3 and performing on / off control of the switching element in the inverter main circuit 3
Output a signal.

【0149】すなわち、インバータ制御手段2において
は、以下に示す動作にてPWM信号を出力する。電流検
出手段6a、6bにより検出された相電流iu、ivよ
り電気角位相θを用いて3相2相変換手段7よりγ-δ
軸電流iγ、iδを求める。回転子位置・速度推定手段
20は3相2相変換手段7により得られたγ-δ軸電流
iγ、iδおよび電流制御手段250の前回の出力値で
あるγ-δ軸電圧指令値Vγ*、Vδ*とにより同期電
動機5の現在の回転子位置(置電気角位相)θおよび速
度(回転周波数)ωmを推測する。
That is, the inverter control means 2 outputs the PWM signal by the following operation. Using the electrical angle phase θ from the phase currents iu and iv detected by the current detecting means 6a and 6b, the three-phase / two-phase converting means 7 uses γ-δ.
The axial currents iγ and iδ are obtained. The rotor position / speed estimation means 20 has the γ-δ axis currents iγ, iδ obtained by the three-phase / two-phase conversion means 7 and the γ-δ axis voltage command value Vγ *, which is the previous output value of the current control means 250. The current rotor position (positional electrical angle phase) θ and speed (rotation frequency) ωm of the synchronous motor 5 are estimated from Vδ *.

【0150】周波数比較手段210は、外部より与えら
れる回転周波数指令値ωm*と回転子位置・速度推定手
段20の出力である回転周波数ωmとを比較し、その差
Δωmを求める。速度制御手段220では、回転周波数
の差Δωmより比例積分制御(速度制御)によりトルク
電流指令値(δ軸電流指令値)iδ*を求める。δ軸電
流比較手段240ではトルク電流指令値iδ*とδ軸電
流iδとを比較し、その差(δ軸電流差)Δiδを求め
る。
The frequency comparison means 210 compares the rotation frequency command value ωm * given from the outside with the rotation frequency ωm which is the output of the rotor position / speed estimation means 20, and obtains the difference Δωm. The speed control unit 220 obtains a torque current command value (δ-axis current command value) iδ * by proportional-plus-integral control (speed control) based on the rotation frequency difference Δωm. The δ-axis current comparison means 240 compares the torque current command value iδ * and the δ-axis current iδ to obtain the difference (δ-axis current difference) Δiδ.

【0151】電流位相制御手段145では、2相3相座
標変換手段7により得られたγ軸電流iγ、δ軸電流i
δ、および電流制御手段250の前回の出力であるVγ
*、Vδ*を基にして同期電動機を電流が所定値以下
(あるいは最小)となる電流位相角βmにて駆動するた
めの励磁電流指令値iγ*を出力する。以下に電圧指令
値演算手段165、電圧演算手段15、基準励磁電流指
令値演算手段18、励磁電流指令値演算手段175によ
って構成される電流位相制御手段145について説明す
る。
In the current phase control means 145, the γ-axis current iγ and the δ-axis current i obtained by the two-phase / three-phase coordinate conversion means 7 are obtained.
δ and Vγ which is the previous output of the current control means 250
Based on *, Vδ *, the exciting current command value iγ * for driving the synchronous motor at the current phase angle βm at which the current is below a predetermined value (or minimum) is output. The current phase control means 145 constituted by the voltage command value calculation means 165, the voltage calculation means 15, the reference excitation current command value calculation means 18, and the excitation current command value calculation means 175 will be described below.

【0152】電圧指令値演算手段165は、2相3相座
標変換手段7により得られたγ軸電流iγ、δ軸電流i
δ、および回転子位置・速度推定手段20より得られた
推定速度ωmを基にして電流が所定値以下(あるいは最
小)となる電流位相角βmを演算し、この電流位相角β
mで同期電動機を駆動するための電圧指令値Va*を演
算する。電圧演算手段15は電流制御手段250の前回
の出力値である電圧指令値Vγ*、Vδ*をもとにして
その大きさVaを演算する。また、基準励磁電流指令値
演算手段18では、回転子位置・速度推定手段20より
得られた推定速度ωmを基にして基準励磁電流指令値i
γ0を演算する。そして、励磁電流指令値演算手段17
5では、電圧指令値Va*、電圧の大きさVa(あるい
は電圧指令値Va*と出力電圧指令値の電圧誤差(Va
*−Va))および基準励磁電流指令値演算手段18よ
り得られる基準励磁電流指令値iγ0と、を基にして同
期電動機を電流が所定値以下(あるいは最小)で駆動す
るための励磁電流指令値iγ*を出力する。このように
して電流位相制御手段145は、励磁電流指令値演算手
段175により励磁電流指令値iγ*を出力する。
The voltage command value calculating means 165 has the γ-axis current iγ and the δ-axis current i obtained by the two-phase / three-phase coordinate converting means 7.
Based on δ and the estimated speed ωm obtained by the rotor position / speed estimation means 20, a current phase angle βm at which the current becomes a predetermined value or less (or a minimum) is calculated, and this current phase angle β
The voltage command value Va * for driving the synchronous motor is calculated at m. The voltage calculation means 15 calculates the magnitude Va based on the voltage command values Vγ * and Vδ * which are the previous output values of the current control means 250. Further, in the reference exciting current command value calculating means 18, the reference exciting current command value i is based on the estimated speed ωm obtained from the rotor position / speed estimating means 20.
Calculate γ0. Then, the exciting current command value calculating means 17
5, the voltage command value Va *, the voltage magnitude Va (or the voltage error between the voltage command value Va * and the output voltage command value (Va
* -Va)) and the reference excitation current command value iγ0 obtained from the reference excitation current command value calculating means 18, and an excitation current command value for driving the synchronous motor at a current below a predetermined value (or minimum). Output iγ *. In this way, the current phase control means 145 outputs the exciting current command value iγ * by the exciting current command value calculating means 175.

【0153】フィルタ手段19は、電流位相制御手段1
45の出力である励磁電流指令値iγ*の高周波成分を
除去して演算周期毎のばらつきを抑制して安定した制御
を行なうために励磁電流指令値iγ*をローパスフィル
タなどにより高周波成分を除去するフィルタリングを行
なう。ここで、同期電動機の回転周波数および負荷トル
クがほぼ変化しない定常運転状態であれば、励磁電流指
令値iγ*はほとんど変化しない。このような場合にフ
ィルタ手段19としてローパスフィルタを使用する場合
は、ローパスフィルタの時定数を励磁電流制御周期(電
流位相制御手段145での演算周期)に比べて十分大き
な値とすれば良い。たとえば、ローパスフィルタの時定
数は励磁電流制御周期(電流位相制御手段145での演
算周期)や励磁電流演算以外の演算周期(たとえば電流
位相制御手段145での演算周期を除いた電流制御手段
250での演算周期など)を考慮して設計すればよく、
励磁電流制御周期が10msec程度の場合にはローパ
スフィルタの時定数を1sec程度に設定すればよい。
The filter means 19 is the current phase control means 1
The high-frequency component of the exciting current command value iγ * is removed by a low-pass filter or the like in order to remove the high-frequency component of the exciting current command value iγ *, which is the output of 45, and suppress the variation in each operation cycle to perform stable control. Perform filtering. Here, in a steady operation state in which the rotation frequency and the load torque of the synchronous motor do not substantially change, the exciting current command value iγ * hardly changes. When a low-pass filter is used as the filter means 19 in such a case, the time constant of the low-pass filter may be set to a value sufficiently larger than the exciting current control cycle (calculation cycle in the current phase control means 145). For example, the time constant of the low-pass filter is the excitation current control cycle (calculation cycle in the current phase control means 145) or the calculation cycle other than the excitation current calculation (for example, the current control means 250 excluding the calculation cycle in the current phase control means 145). It should be designed considering the calculation cycle of
When the exciting current control period is about 10 msec, the time constant of the low pass filter may be set to about 1 sec.

【0154】γ軸電流比較手段230では、フィルタ手
段19によりフィルタリングされたγ軸電流指令値(励
磁電流指令値)iγ*と3相2相変換手段7により得ら
れたγ軸電流値iγとを比較しその差(γ軸電流差)Δ
iγを求める。電流制御手段250では、γ軸電流差Δ
iγおよびδ軸電流差Δiδより比例積分制御(電流制
御)により出力電圧指令値Vγ*、Vδ*を求める。
In the γ-axis current comparison means 230, the γ-axis current command value (excitation current command value) iγ * filtered by the filter means 19 and the γ-axis current value iγ obtained by the three-phase / two-phase conversion means 7 are obtained. Compare and compare (γ-axis current difference) Δ
Find iγ. In the current control means 250, the γ-axis current difference Δ
Output voltage command values Vγ * and Vδ * are obtained from the iγ and δ-axis current difference Δiδ by proportional-plus-integral control (current control).

【0155】2相3相変換手段11ではγ-δ軸電圧指
令値Vγ*、Vδ*を電気角位相θを用いて3相座標系
の電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*に変換する。PW
M信号発生手段12は3相電圧指令値Vu*、Vv*、
Vw*よりインバータ主回路3内のスイッチング素子を
オン・オフ制御するためのPWM信号を発生させる。こ
のPWM信号に基づいてインバータ主回路3内のスイッ
チング素子がオン・オフ動作し、直流電源4の直流電圧
が3相交流に変換され駆動負荷である同期電動機5に印
加され、同期電動機5が駆動される。
The 2-phase / 3-phase conversion means 11 converts the γ-δ axis voltage command values Vγ *, Vδ * into the voltage command values Vu *, Vv *, Vw * of the three-phase coordinate system using the electrical angle phase θ. . PW
The M signal generating means 12 uses three-phase voltage command values Vu *, Vv *,
A PWM signal for controlling ON / OFF of the switching element in the inverter main circuit 3 is generated from Vw *. The switching element in the inverter main circuit 3 is turned on / off based on this PWM signal, the DC voltage of the DC power supply 4 is converted into a three-phase AC and applied to the synchronous motor 5 as a drive load, and the synchronous motor 5 is driven. To be done.

【0156】本実施の形態におけるインバータ装置およ
び同期電動機駆動装置は、回転子位置を検出する位置セ
ンサを用いずに駆動する装置の別の例であり、実施の形
態1のインバータ装置および同期電動機駆動装置とは異
なっており、駆動負荷である同期電動機5をベクトル制
御する場合の制御ブロック図の一例を表したものであ
る。実施の形態1と異なる点は、回転子位置の推定を行
なう回転子位置・速度推定手段20と速度制御手段22
0と電流制御手段250を備えている点である。本実施
の形態のように、速度制御器や電流制御器を備えた駆動
装置であっても、同期電動機5をトルクが所定値以上
(あるいは最大)の状態、すなわち電流が所定値以下
(あるいは最小)の状態で高効率駆動することが可能で
ある。電流が所定値以下(あるいは最小)となる高効率
駆動の方法(電流位相制御方法)においては、実施の形
態1の図5や図7にて説明した方法と同様の制御方法に
より制御すれば、簡単な制御でありながら低コスト・高
効率・高出力で信頼性の高い電動機制御方法を得ること
ができる。
The inverter device and the synchronous motor drive device according to the present embodiment are another example of the device that is driven without using the position sensor for detecting the rotor position, and the inverter device and the synchronous motor drive device according to the first embodiment are used. It is different from the device and shows an example of a control block diagram in the case of vector-controlling the synchronous motor 5 which is a drive load. The difference from the first embodiment is that the rotor position / speed estimation means 20 and the speed control means 22 for estimating the rotor position.
0 and the current control means 250 are provided. Even in the drive device including the speed controller and the current controller as in the present embodiment, the synchronous motor 5 is in a state where the torque is equal to or higher than a predetermined value (or maximum), that is, the current is equal to or lower than a predetermined value (or minimum). ), It is possible to drive with high efficiency. In the high-efficiency driving method (current phase control method) in which the current is equal to or lower than the predetermined value (or the minimum value), if the control method similar to the method described in Embodiment 1 with reference to FIGS. It is possible to obtain a highly reliable motor control method that is simple in cost, low in cost, high in efficiency, high in output.

【0157】また、本実施の形態では、同期電動機に流
れる電流を検出する電流検出手段6a、6bと、電流検
出手段6a、6bにより得られた電流信号および同期電
動機5に印加される電圧の電圧信号に基づいて同期電動
機5の出力トルクが所定値以上(あるいは最大)となる
ように同期電動機5に流れる電流の電流位相角を制御す
るための励磁電流指令値iγ*を出力する電流位相制御
手段145と、電流位相制御手段145により得られた
励磁電流指令値iγ*をフィルタリングするフィルタ手
段19と、電流検出手段6a、6bにより検出された電
流あるいは電流信号より得られた推定速度ωmによりト
ルク電流指令値iδ*を演算する速度制御手段220
と、速度制御手段220より得られたトルク電流指令値
iδ*およびフィルタ手段19によりフィルタリングさ
れた励磁電流指令値iγ*とに基づいて同期電動機を出
力トルクが所定値以上(あるいは最大)となるような電
流位相角βmにて駆動するための出力電圧指令値Vγ
*、Vδ*を求める電流制御手段250と、を備えたの
で、トルク電流も制御するため速度制御性がよく、ま
た、トルク制御が可能なため騒音、振動を抑制できる。
また、フィルタ手段19を備えているので、励磁電流指
令値iγ*の演算周期毎のばらつきを抑制でき、安定し
た制御の行える動機電動機駆動装置やインバータ装置が
得られる。
Further, in this embodiment, the current detection means 6a, 6b for detecting the current flowing through the synchronous motor, the current signal obtained by the current detection means 6a, 6b and the voltage of the voltage applied to the synchronous motor 5 are detected. A current phase control means for outputting an exciting current command value iγ * for controlling the current phase angle of the current flowing through the synchronous motor 5 so that the output torque of the synchronous motor 5 becomes a predetermined value or more (or maximum) based on the signal. 145, a filter means 19 for filtering the excitation current command value iγ * obtained by the current phase control means 145, and the torque detected by the current detected by the current detection means 6a, 6b or the estimated speed ωm obtained from the current signal. Speed control means 220 for calculating the command value iδ *
And the torque current command value iδ * obtained by the speed control means 220 and the excitation current command value iγ * filtered by the filter means 19 so that the output torque of the synchronous motor becomes equal to or greater than a predetermined value (or maximum). Output voltage command value Vγ for driving at a different current phase angle βm
Since the current control means 250 for obtaining * and Vδ * is provided, the torque current is also controlled, so that speed controllability is good, and since torque control is possible, noise and vibration can be suppressed.
Further, since the filter means 19 is provided, it is possible to suppress the variation of the exciting current command value iγ * for each calculation cycle, and to obtain a motive motor drive device and an inverter device that can perform stable control.

【0158】また、本実施の形態や実施の形態1におい
ては、駆動負荷である同期電動機5を駆動する場合、起
動から所定の回転数(低速回転)に到達するまでの間に
電流位相制御手段14、140、145を実行すると、
制御実行時の同期電動機5の出力トルクの変動等により
同期運転を維持できず脱調する場合がある。このため、
同期電動機5が所定の回転数以上に到達するまでは、電
流位相制御手段14、140、145を実行しないよう
にすれば、脱調を回避することができ信頼性の高い装置
を得ることができる。
Further, in the present embodiment and the first embodiment, when the synchronous motor 5 which is the drive load is driven, the current phase control means is provided from the start up until the predetermined rotation speed (low speed rotation) is reached. When you execute 14, 140, 145,
There is a case where the synchronous operation cannot be maintained due to fluctuations in the output torque of the synchronous motor 5 during the execution of control, and a step out occurs. For this reason,
If the current phase control means 14, 140, 145 are not executed until the synchronous motor 5 reaches a predetermined number of revolutions or more, step-out can be avoided and a highly reliable device can be obtained. .

【0159】また、本実施の形態や実施の形態1におい
ては、PWM信号が過変調となる領域においては、過変
調により出力電圧の制御が困難となるため、電流位相制
御手段14、140、145を実行する効果がほとんど
なくなる。このため、過変調領域では、電流位相制御手
段14、140、145を実行しないようにして制御の
簡素化を図っても良い。特に励磁電流の制御などに積分
制御を用いている場合には、過変調時に積分器の動作が
異常となるため、過変調領域での電流位相制御は行わな
いほうが安定した制御が行なえ、高効率で信頼性の高い
装置を得ることができる。
Further, in the present embodiment and the first embodiment, in the region where the PWM signal is overmodulated, it is difficult to control the output voltage due to overmodulation, and therefore the current phase control means 14, 140, 145. There is almost no effect of executing. Therefore, in the overmodulation region, the current phase control means 14, 140, 145 may not be executed to simplify the control. In particular, when integral control is used to control the excitation current, the operation of the integrator becomes abnormal during overmodulation, so it is better not to perform current phase control in the overmodulation region because stable control can be performed and high efficiency can be achieved. It is possible to obtain a highly reliable device.

【0160】また、本実施の形態や実施の形態1におい
ては、起動時や加速・減速運転時などの非定常運転状態
にて電流位相制御手段14、140、145を実行させ
ると、制御が不安定になったり、あるいは脱調するよう
な場合には、非定常運転状態(起動時や加減速時など)
は基準励磁電流指令値演算手段18より得られる基準励
磁電流指令値iγ0を強めに設定し、この強めに設定さ
れたiγ0を励磁電流指令値iγ*として(iγ*=i
γ0として)使用すれば、制御が不安定になったり、あ
るいは脱調するようなことがなくなり、安定した制御の
行なえる信頼性の高い装置を得ることができる(強め励
磁制御)。(ここで、強め励磁とは、一般的に合成磁束
ベクトルΦ0が回転子磁石による磁束ベクトルΦFを強
めるように励磁電流を流す場合(id>0の場合)をい
い、逆に合成磁束ベクトルが回転子磁石による磁束ベク
トルΦFを弱めるように励磁電流を流す場合(id<0
の場合)を弱め励磁という。)
Further, in the present embodiment and the first embodiment, if the current phase control means 14, 140, 145 are executed in an unsteady operation state such as startup or acceleration / deceleration operation, the control is unsuccessful. If it becomes stable or loses step, it is in an unsteady operating state (such as during startup or acceleration / deceleration).
Sets the reference excitation current command value iγ0 obtained from the reference excitation current command value calculation means 18 to a strong level, and sets the strengthened iγ0 to the excitation current command value iγ * (iγ * = i
When used as (γ0), unstable control or step-out does not occur, and a highly reliable device capable of stable control can be obtained (strong excitation control). (Here, "strong excitation" generally refers to a case where an exciting current is passed so that the combined magnetic flux vector Φ0 strengthens the magnetic flux vector ΦF due to the rotor magnet (when id> 0). Conversely, the combined magnetic flux vector rotates. When exciting current is passed so as to weaken the magnetic flux vector ΦF due to the child magnet (id <0
In the case of), weakening is called excitation. )

【0161】また、本実施の形態や実施の形態1におい
て説明したインバータ装置や同期電動機駆動装置は、駆
動負荷である同期電動機5の回転子位置を検出する位置
センサを用いないセンサレス駆動方式の例であり、位置
センサが不要のため低コストで信頼性の高い装置が得ら
れる。また、本実施の形態にて説明した制御方式は、回
転子位置を検出する駆動方式(位置センサ有り)におい
ても実施可能であり、同等の効果を得ることができる。
Further, the inverter device and the synchronous motor drive device described in the present embodiment and the first embodiment are examples of the sensorless drive system which does not use the position sensor for detecting the rotor position of the synchronous motor 5 which is the drive load. Since a position sensor is unnecessary, a low cost and highly reliable device can be obtained. Further, the control method described in the present embodiment can be implemented in a drive method (with a position sensor) that detects the rotor position, and the same effect can be obtained.

【0162】また、本実施の形態や実施の形態1におい
て説明したインバータ装置や同期電動機駆動装置におい
ては、電流が所定値以下(あるいは最小)となる高効率
制御を行うための制御量(励磁電流指令値)の演算にお
いて、R(IPMSMの1相あたりの抵抗値)、Ld
(IPMSMのd軸インダクタンス)、Lq(IPMS
Mのq軸インダクタンス)、Φf(IPMSMの誘起電
圧定数)のような電動機の特性を示す電動機定数を用い
て演算を行っている。このため電動機の発熱や周囲環境
の変化などにより電動機の温度が変化すると、電動機定
数が変化するため、実際の電動機定数と演算に用いてい
る電動機定数との値に誤差が生じる場合がある。この誤
差が生じると電流最小の高効率制御を行なっている場合
は、電流最小となる動作ポイントが実際の電流最小ポイ
ントからずれて、電流最小ポイントでの制御が困難とな
る。
Further, in the inverter device and the synchronous motor drive device described in the present embodiment and the first embodiment, the control amount (exciting current) for performing the high-efficiency control in which the current is the predetermined value or less (or the minimum). In the calculation of the command value, R (resistance value per one phase of IPMSM), Ld
(D-axis inductance of IPMSM), Lq (IPMS
The calculation is performed using a motor constant indicating the characteristics of the motor such as M q-axis inductance) and Φf (IPMSM induced voltage constant). For this reason, when the temperature of the electric motor changes due to heat generation of the electric motor or changes in the surrounding environment, the electric motor constant changes, so that an error may occur between the actual electric motor constant and the electric motor constant used in the calculation. When this error occurs, when performing high-efficiency control with the minimum current, the operating point with the minimum current deviates from the actual minimum current point, making control at the minimum current point difficult.

【0163】このような電動機定数の変化に対しても、
電流最小の高効率駆動を実現するためには、たとえば実
施の形態1で説明した出力電圧指令値演算手段10や実
施の形態2で説明した電流制御手段250内などに駆動
負荷5に流れる電流値と電圧値などより電動機定数を測
定する電動機定数測定手段や制御ゲインや周波数補償ゲ
インなどの制御定数を変更する制御定数変更手段などを
設けるなどしてオンラインまたはオフラインにて、電動
機定数測定手段にて電動機定数を測定して、電動機定数
を温度などの周囲環境の変化に対して補正して、この補
正された電動機定数に応じて制御定数変更手段にて制御
定数を変更するようにすればよい。このようにすること
で、電動機定数を電動機の特性の変化(温度変化など)
に追従させて制御定数も変更することができるので、電
動機の温度変化など周囲環境の変化により電動機定数に
変動が生じた場合であっても、出力トルクが最大で電流
最小の高効率・高出力制御が実現可能となり、高効率な
インバータ装置や電動機駆動装置を得ることができる。
Even for such a change in the motor constant,
In order to realize high-efficiency driving with the minimum current, for example, the value of the current flowing through the driving load 5 in the output voltage command value calculating means 10 described in the first embodiment or the current control means 250 described in the second embodiment. By providing a motor constant measuring means for measuring the motor constant from the voltage value and a control constant changing means for changing the control constant such as control gain and frequency compensation gain, etc., online or offline, using the motor constant measuring means. It suffices to measure the electric motor constant, correct the electric motor constant with respect to changes in the ambient environment such as temperature, and change the control constant by the control constant changing means according to the corrected electric motor constant. By doing this, the motor constant can be used to change the characteristics of the motor (temperature change, etc.).
Since the control constant can also be changed by following the above, even if the motor constant fluctuates due to changes in the ambient environment such as the temperature change of the motor, the output torque is maximum and the current is minimum, so high efficiency and high output. Control becomes feasible, and a highly efficient inverter device and electric motor drive device can be obtained.

【0164】また、本実施の形態や実施の形態1におい
ては、同期電動機5として埋込磁石型同期電動機(IP
MSM)の例を示したが、同期電動機であればどのよう
な電動機であっても実施の形態1や実施の形態2で説明
した効果と同等の効果を得ることができる。例えば永久
磁石型同期電動機(PMSM)、ブラシレスDCモータ
(BLDCM)などの永久磁石を有する同期電動機であ
れば、実施の形態1や実施の形態2と同等の数式を使用
することにより実現できる。特に永久磁石型同期電動機
(PMSM)において、表面磁石型同期電動機(SPM
SM)では、数式1〜数式13中のd軸インダクタンス
Ld、q軸インダクタンスLqをLd=Lqとすればよ
く、また、リラクタンスモータ(RM)、シンクロナス
リラクタンスモータ(SyRM)、スイッチドリラクタ
ンスモータ(SRM)などの永久磁石を有さない同期電
動機であれば数式1〜数式13中の誘起電圧定数Φfを
Φf=0として演算すればよい。
In the present embodiment and the first embodiment, the embedded magnet type synchronous motor (IP
Although the MSM) is shown as an example, the same effect as the effect described in the first and second embodiments can be obtained with any motor as long as it is a synchronous motor. For example, a synchronous motor having a permanent magnet such as a permanent magnet type synchronous motor (PMSM) or a brushless DC motor (BLDCM) can be realized by using the mathematical formulas equivalent to those in the first and second embodiments. Especially in the permanent magnet type synchronous motor (PMSM), the surface magnet type synchronous motor (SPM)
In SM), the d-axis inductance Ld and the q-axis inductance Lq in Equations 1 to 13 may be set to Ld = Lq, and the reluctance motor (RM), the synchronous reluctance motor (SyRM), and the switched reluctance motor ( In the case of a synchronous motor having no permanent magnet such as SRM), the induced voltage constant Φf in Expressions 1 to 13 may be calculated with Φf = 0.

【0165】[0165]

【発明の効果】本発明の請求項1係る同期電動機駆動装
置は、同期電動機に流れる電流を検出する電流検出手段
と、電流検出手段により得られた電流信号および同期電
動機に印加される電圧の電圧信号に基づいて同期電動機
の出力トルクが所定値以上となるように同期電動機に流
れる電流の電流位相角を制御するための励磁電流指令値
を出力する電流位相制御手段と、電流位相制御手段によ
り出力された励磁電流指令値をフィルタリングするフィ
ルタ手段と、電流検出手段により検出された電流の変動
量より周波数指令値に対する補償量を求め、補償量によ
り補償された周波数指令値を出力する周波数演算手段
と、周波数演算手段により補償された周波数指令値およ
びフィルタ手段によりフィルタリングされた励磁電流指
令値に基づいて同期電動機を駆動するための出力電圧指
令値を求める出力電圧指令値演算手段と、を備えたの
で、電流が所定値以下となる電流位相角での励磁電流指
令値および補償された周波数指令値に基づいて出力電圧
指令値を演算するため、回転周波数や負荷変動により同
期電動機の運転条件が変化した場合においても、その条
件での出力トルクに応じて電流値が所定値以下となる電
流位相角で電流を制御でき、低電流で高効率な同期電動
機駆動装置が実現できる。また、フィルタ手段19を設
けているので、演算毎の励磁電流指令値iγ*のばらつ
きが小さくなり、安定した制御が行なえる。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a synchronous motor driving device, which includes a current detecting means for detecting a current flowing through the synchronous motor, a current signal obtained by the current detecting means, and a voltage of a voltage applied to the synchronous motor. A current phase control means for outputting an exciting current command value for controlling the current phase angle of the current flowing through the synchronous motor so that the output torque of the synchronous motor becomes a predetermined value or more based on the signal, and output by the current phase control means. Filter means for filtering the excited magnetic current command value, and frequency calculating means for obtaining a compensation amount for the frequency command value from the amount of fluctuation of the current detected by the current detection means and outputting the frequency command value compensated by the compensation amount. , Synchronization based on the frequency command value compensated by the frequency calculation means and the excitation current command value filtered by the filter means The output voltage command value calculating means for obtaining the output voltage command value for driving the motive is provided, and therefore, based on the excitation current command value and the compensated frequency command value at the current phase angle at which the current becomes a predetermined value or less. Since the output voltage command value is calculated based on the output voltage command value, even if the operating condition of the synchronous motor changes due to the rotation frequency or load fluctuation, the current value is less than the predetermined value according to the output torque under that condition. It is possible to realize a synchronous motor drive device that can control the electric current and has a low current and high efficiency. Further, since the filter means 19 is provided, the variation of the exciting current command value iγ * for each calculation becomes small, and stable control can be performed.

【0166】本発明の請求項2係る同期電動機駆動装置
は、電流検出手段により得られた電流信号に基づいて同
期電動機の出力トルクが所定値以上となるような電流位
相角を求める電流位相演算手段と、電流位相演算手段に
より得られた電流位相角および周波数指令値とに基づい
て電圧指令値を演算する電圧指令値演算手段と、同期電
動機に印加される電圧の電圧信号より電圧の大きさを求
める電圧演算手段と、電圧指令値演算手段により得られ
た電圧指令値および電圧演算手段により得られた電圧の
大きさとに基づいて同期電動機を駆動するための励磁電
流指令値を求める励磁電流指令値演算手段と、によって
電流位相制御手段を構成したので、電流が所定値以下
(あるいは最小)となる電流位相角での出力電圧と実際
の出力電圧の差を求める簡単な構成でありながら、運転
条件ごとに励磁電流指令値の数値テーブルや関数を持つ
必要がないため、インバータ制御手段に用いられるマイ
コンのメモリ使用量を増加させることがなく、メモリ容
量が小さい安価なマイコンが使用でき、また、簡単な制
御回路で対応できるため、信頼性が高く安価な同期電動
機駆動装置を得ることができる。
The synchronous motor drive device according to claim 2 of the present invention is a current phase calculating means for obtaining a current phase angle such that the output torque of the synchronous motor becomes a predetermined value or more based on the current signal obtained by the current detecting means. And a voltage command value calculation means for calculating a voltage command value based on the current phase angle and the frequency command value obtained by the current phase calculation means, and a voltage magnitude from the voltage signal of the voltage applied to the synchronous motor. Excitation current command value for obtaining the excitation current command value for driving the synchronous motor based on the voltage calculation means to be obtained and the voltage command value obtained by the voltage command value calculation means and the magnitude of the voltage obtained by the voltage calculation means Since the current phase control means is constituted by the computing means, the difference between the output voltage and the actual output voltage at the current phase angle at which the current is below a predetermined value (or minimum) is obtained. Despite its simple configuration, it is not necessary to have a numerical table or function of the excitation current command value for each operating condition, so the memory capacity of the microcomputer used for the inverter control means is not increased and the memory capacity is small. Since an inexpensive microcomputer can be used and a simple control circuit can be used, a highly reliable and inexpensive synchronous motor drive device can be obtained.

【0167】本発明の請求項3係る同期電動機駆動装置
は、電流検出手段により検出された電流信号および同期
電動機に印加される電圧の電圧信号に基づいて同期電動
機の出力トルクが所定値以上となるような電流位相角で
駆動するための電圧指令値を求める電圧指令値演算手段
と、同期電動機に印加される電圧の電圧信号より電圧の
大きさを求める電圧演算手段と、電圧指令値演算手段に
より得られた電圧指令値と電圧演算手段により得られた
電圧の大きさとを比較して電圧誤差を求める電圧誤差演
算手段と、電圧誤差演算手段より得られる電圧誤差から
同期電動機の出力トルクが所定値以上となる電流位相角
で駆動するための励磁電流指令値を演算する励磁電流指
令値演算手段と、によって、電流位相制御手段を構成し
たので、回転周波数や負荷変動により同期電動機の運転
条件が変化した場合においても、その条件に応じた出力
トルクが所定値以上となる低電流の電流位相角で電流を
制御でき、低電流で高効率な同期電動機駆動装置が実現
できる。また、電流値が所定値以下となる電流位相角へ
の追従性がよく、この電流位相角付近での収束性および
安定性の良い低電流で高効率な同期電動機駆動装置が実
現できる。また、励磁電流指令値のみを制御するため、
速度制御器や電流制御器を持たない制御手段においても
良好な低電流で高効率な同期電動機駆動装置が実現でき
る。
In the synchronous motor drive device according to a third aspect of the present invention, the output torque of the synchronous motor becomes a predetermined value or more based on the current signal detected by the current detecting means and the voltage signal of the voltage applied to the synchronous motor. With a voltage command value calculating means for obtaining a voltage command value for driving at such a current phase angle, a voltage calculating means for obtaining a voltage magnitude from a voltage signal of a voltage applied to the synchronous motor, and a voltage command value calculating means. The output torque of the synchronous motor is a predetermined value based on the voltage error calculation means for obtaining the voltage error by comparing the obtained voltage command value with the magnitude of the voltage obtained by the voltage calculation means, and the voltage error obtained by the voltage error calculation means. Since the current phase control means is configured by the exciting current command value calculating means for calculating the exciting current command value for driving at the current phase angle as described above, the rotation frequency Even if the operating condition of the synchronous motor changes due to load fluctuations or load fluctuations, the current can be controlled with a low current phase angle at which the output torque exceeds the specified value according to the condition, and the synchronous motor drive with low current and high efficiency can be achieved. The device can be realized. Further, it is possible to realize a synchronous motor drive device that has a good followability to a current phase angle at which the current value is equal to or less than a predetermined value, has good convergence and stability near this current phase angle, and has a low current and high efficiency. Also, since only the excitation current command value is controlled,
Even in the control means having no speed controller or current controller, it is possible to realize a synchronous motor drive device having a good low current and high efficiency.

【0168】本発明の請求項4係る同期電動機駆動装置
は、出力電圧指令値演算手段より得られる出力電圧指令
値を電圧信号に使用するようにしたので、簡単な構成で
ありながら低電流で高効率な同期電動機駆動装置が実現
できる。
In the synchronous motor drive device according to the fourth aspect of the present invention, the output voltage command value obtained from the output voltage command value calculating means is used for the voltage signal. An efficient synchronous motor drive device can be realized.

【0169】本発明の請求項5に記載の同期電動機駆動
装置は、同期電動機に流れる電流を検出する電流検出手
段と、電流検出手段により得られた電流信号および同期
電動機に印加される電圧の電圧信号に基づいて同期電動
機の出力トルクが所定値以上となるように同期電動機に
流れる電流の電流位相角を制御するための励磁電流指令
値を出力する電流位相制御手段と、電流位相制御手段に
より得られた励磁電流指令値をフィルタリングするフィ
ルタ手段と、電流検出手段により検出された電流より得
られた推定速度によりトルク電流指令値を演算する速度
制御手段と、速度制御手段より得られたトルク電流指令
値およびフィルタ手段によりフィルタリングされた励磁
電流指令値とに基づいて同期電動機を出力トルクが所定
値以上となるような電流位相角にて駆動するための出力
電圧指令値を求める電流制御手段と、を備えたので、ト
ルク電流も制御するため速度制御性がよく、また、トル
ク制御が可能なため騒音、振動を抑制できる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a synchronous motor driving device, wherein a current detecting means for detecting a current flowing through the synchronous motor, a current signal obtained by the current detecting means and a voltage of a voltage applied to the synchronous motor. The current phase control means outputs an exciting current command value for controlling the current phase angle of the current flowing through the synchronous motor so that the output torque of the synchronous motor becomes a predetermined value or more based on the signal, and is obtained by the current phase control means. Filter means for filtering the generated excitation current command value, speed control means for calculating the torque current command value from the estimated speed obtained from the current detected by the current detection means, and torque current command obtained by the speed control means Based on the value and the excitation current command value filtered by the filter means, the output torque of the synchronous motor becomes equal to or higher than a predetermined value. Since the current control means for determining the output voltage command value for driving at the current phase angle is provided, the torque current is also controlled, so that the speed controllability is good, and since the torque control is possible, noise and vibration are suppressed. it can.

【0170】本発明の請求項6係る同期電動機駆動装置
は、電流位相制御手段により制御する励磁電流制御周期
を、同期電動機駆動のための出力電圧指令値を演算する
出力電圧制御周期と異なるようにしたので、マイコンの
処理負荷を低減できるため、安価なマイコンが使用で
き、マイコンの選定の自由度が広がる。また、簡単な構
成でありながら低電流で高効率な同期電動機駆動装置が
実現できる。
In the synchronous motor drive device according to claim 6 of the present invention, the exciting current control period controlled by the current phase control means is made different from the output voltage control period for calculating the output voltage command value for driving the synchronous motor. Since the processing load on the microcomputer can be reduced, an inexpensive microcomputer can be used and the degree of freedom in selecting a microcomputer can be expanded. Further, it is possible to realize a highly efficient synchronous motor drive device with a low current while having a simple structure.

【0171】本発明の請求項7係る同期電動機駆動装置
は、起動から所定回転数までの低速回転時には電流位相
制御手段による励磁電流制御を行わないようにしたの
で、低速回転時に脱調を起こしにくい信頼性の高い高効
率な同期電動機駆動装置を実現できる。
In the synchronous motor drive device according to the seventh aspect of the present invention, the exciting current control by the current phase control means is not performed during low speed rotation from the start up to the predetermined number of rotations. It is possible to realize a highly efficient and highly efficient synchronous motor drive device.

【0172】本発明の請求項8係る同期電動機駆動装置
は、PWM変調が過変調となる領域では、電流位相制御
手段による励磁電流制御を行わないようにしたので、過
変調時に制御が不安定になることを抑制でき、信頼性の
高い高効率な同期電動機駆動装置を実現できる。
In the synchronous motor drive device according to the eighth aspect of the present invention, the excitation current control by the current phase control means is not performed in the region where the PWM modulation is overmodulation, so that the control becomes unstable during overmodulation. Can be suppressed, and a highly efficient and highly efficient synchronous motor drive device can be realized.

【0173】本発明の請求項9係る同期電動駆動装置
は、起動時や加速・減速運転時には、電流位相制御手段
を使用せずに所定の励磁電流指令値を用いて同期電動機
を駆動し、所定の運転条件に達したのちは電流位相制御
手段により求められる励磁電流指令値を使用するように
切り替えるようにしたので、同期電動機の起動時や過渡
時における制御の安定性を確保でき、信頼性の高い高効
率な同期電動機駆動装置を実現できる。
According to the ninth aspect of the present invention, in the synchronous electric drive device, at the time of start-up or acceleration / deceleration operation, the synchronous motor is driven using a predetermined exciting current command value without using the current phase control means, and a predetermined value is set. After the operating conditions are reached, the excitation current command value obtained by the current phase control means is switched to use, so that the stability of the control can be secured at the time of start-up or transition of the synchronous motor, and the reliability can be improved. A highly efficient synchronous motor drive device can be realized.

【0174】本発明の請求項10に係る同期電動機駆動
装置は、同期電動機の電動機定数を測定する電動機定数
測定手段と、電動機定数測定手段により測定された電動
機定数を基に同期電動機を制御する制御定数を変更する
制御定数変更手段と、を備え、同期電動機の周囲環境の
変化に応じて同期電動機を駆動制御するようにしたの
で、電動機の温度変化による特性の変化や、電動機を使
用する環境の変化によりモータ定数などの電動機特性が
変化した場合においても、自動的にモータ定数の変化に
適応することが可能となり、低電流で高効率な同期電動
機駆動装置を実現できる。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a synchronous motor driving device, wherein a motor constant measuring means for measuring the motor constant of the synchronous motor and a control for controlling the synchronous motor based on the motor constant measured by the motor constant measuring means. Since the control constant changing means for changing the constant is provided and the synchronous motor is driven and controlled according to the change in the surrounding environment of the synchronous motor, the change in the characteristic due to the temperature change of the electric motor or the environment in which the electric motor is used is changed. Even when the motor characteristics such as the motor constant change due to the change, it is possible to automatically adapt to the change of the motor constant, and it is possible to realize a synchronous motor drive device with low current and high efficiency.

【0175】本発明の請求項11係る同期電動機駆動装
置は、同期電動機のロータ位置を検出するための位置セ
ンサを用いないセンサレスで駆動するようにしたので、
位置センサを取り付けることができない同期電動機にお
いても高出力で高効率な制御の行なえる同期電動機駆動
装置を実現できる。
According to the eleventh aspect of the present invention, there is provided a synchronous motor drive device which is driven without using a position sensor for detecting the rotor position of the synchronous motor.
It is possible to realize a synchronous motor drive device capable of performing high-output and highly-efficient control even in a synchronous motor to which a position sensor cannot be attached.

【0176】本発明の請求項12に記載のインバータ装
置は、請求項1乃至請求項10のいずれかに記載の同期
電動機駆動装置を備えたので、高出力で高効率なインバ
ータ装置が得られる。
Since the inverter device according to claim 12 of the present invention includes the synchronous motor drive device according to any one of claims 1 to 10, a high output and high efficiency inverter device can be obtained.

【0177】本発明の請求項13に係るインバータ装置
は、スイッチング素子をオン、オフ動作させることによ
り直流電源よりの直流を交流に変換するインバータ主回
路と、インバータ主回路内のスイッチング素子のオン、
オフ動作を制御するための電圧指令値を出力するインバ
ータ制御手段と、インバータ制御手段により制御される
インバータ主回路により出力される電圧が印加されるこ
とにより制御される駆動負荷と、を備え、インバータ制
御手段を、駆動負荷を流れる電流に基づいて駆動負荷の
出力トルクが所定値以上となるような電流位相角にて駆
動負荷を駆動するための励磁電流指令値を演算する電流
位相制御手段と、電流位相制御手段より得られた励磁電
流指令値をフィルタリングするフィルタ手段と、駆動負
荷を流れる電流の変動量より周波数指令値を補償して一
次周波数として出力する周波数演算手段と、フィルタリ
ングされた励磁電流指令値と一次周波数とに基づいて駆
動負荷を駆動するための電圧指令値を演算する出力電圧
指令値演算手段と、によって構成したので、駆動負荷の
運転条件が変化しても、その条件での出力トルクが所定
値以上となるように制御できる。また、出力トルクに応
じて電流値が所定値以下となる電流位相角で電流を制御
でき、低電流で高効率な同期電動機駆動装置が実現でき
る。また、フィルタ手段19を設けているので、励磁電
流指令値iγ*のばらつきが少なくなり、駆動負荷を安
定して制御できる信頼性の高いインバータ装置が得られ
る。
An inverter device according to a thirteenth aspect of the present invention is an inverter main circuit for converting a direct current from a direct current power source into an alternating current by turning on and off a switching element, and an on-state of a switching element in the inverter main circuit.
An inverter control unit that outputs a voltage command value for controlling the off operation, and a drive load that is controlled by applying a voltage output by an inverter main circuit controlled by the inverter control unit, are provided. A current phase control means for calculating an exciting current command value for driving the drive load at a current phase angle such that the output torque of the drive load becomes a predetermined value or more based on the current flowing through the drive load; Filtering means for filtering the exciting current command value obtained from the current phase control means, frequency calculating means for compensating the frequency command value from the fluctuation amount of the current flowing through the driving load and outputting as a primary frequency, filtered exciting current An output voltage command value calculating means for calculating a voltage command value for driving the drive load based on the command value and the primary frequency; Since it is configured, even if the operating conditions of the driving load changes can be controlled so that the output torque at the conditions to be a predetermined value or more. Further, the current can be controlled at the current phase angle at which the current value becomes equal to or less than the predetermined value according to the output torque, and the synchronous motor drive device with low current and high efficiency can be realized. Further, since the filter means 19 is provided, variations in the exciting current command value iγ * are reduced, and a highly reliable inverter device capable of stably controlling the drive load can be obtained.

【0178】本発明の請求項14に係るインバータ装置
は、駆動負荷を流れる電流により出力トルクが所定値以
上となる電流位相角を求める電流位相演算手段と、電流
位相演算手段により求められた電流位相角が得られるよ
うな電圧指令値を演算する電圧指令値演算手段と、出力
電圧指令値演算手段により求められた出力電圧指令値お
よび電圧指令値演算手段により求められた電圧指令値と
に基づいて駆動負荷を駆動するための励磁電流指令値を
求める励磁電流指令値演算手段と、によって電流位相制
御手段を構成したので、駆動負荷に流れる電流値が所定
値以下となるような電流位相角への追従性がよく、ま
た、電流値が所定値以下となる電流位相角付近での収束
性および安定性が良いので、制御性がよく低電流で高効
率なインバータ装置が実現できる。また、励磁電流指令
値のみを制御するため、速度制御器や電流制御器を持た
ない場合でも、低電流で高効率なインバータ装置が実現
できる。
According to the fourteenth aspect of the present invention, in the inverter device, the current phase calculating means for obtaining the current phase angle at which the output torque becomes a predetermined value or more due to the current flowing through the drive load, and the current phase obtained by the current phase calculating means. Based on the voltage command value calculating means for calculating the voltage command value for obtaining the angle, and the output voltage command value calculated by the output voltage command value calculating means and the voltage command value calculated by the voltage command value calculating means Since the current phase control means is constituted by the exciting current command value calculating means for obtaining the exciting current command value for driving the driving load, the current phase angle is set to the current phase angle such that the current value flowing in the driving load becomes the predetermined value or less. Since the followability is good, and the convergence and stability are good near the current phase angle where the current value is less than a predetermined value, the controllability is good, and the inverter device is low current and highly efficient. It can be realized. Further, since only the exciting current command value is controlled, it is possible to realize an inverter device having a low current and a high efficiency even when the speed controller and the current controller are not provided.

【0179】本発明の請求項15に係る同期電動機駆動
装置の制御方法は、同期電動機に流れる電流値を基にし
て同期電動機の出力トルクが所定値以上となるような電
流位相角を求める電流位相演算ステップと、電流位相演
算ステップにて得られた電流位相角および同期電動機に
印加される電圧値とを基にして同期電動機を駆動するた
めの励磁電流指令値を求める励磁電流指令値演算ステッ
プと、励磁電流指令値演算ステップにて得られた励磁電
流指令値の高周波成分を除去するフィルタリングを行な
うフィルタステップと、フィルタステップにてフィルタ
リングされた励磁電流指令値を基にして同期電動機を駆
動するための出力電圧指令値を求める出力電圧指令値演
算ステップと、を備えたので、簡単な制御でありながら
高出力・低電流で効率よく安定して制御の行なえる同期
電動機の制御方法を得ることができる。また、励磁電流
指令値のみを制御する簡単な制御のため、速度制御器や
電流制御器を持たない制御手段においても低電流、高効
率で同期電動機を精度よく駆動できる制御方法が得られ
る。
According to a fifteenth aspect of the present invention, there is provided a control method for a synchronous motor drive device, wherein a current phase angle for obtaining a current phase angle such that an output torque of the synchronous motor becomes a predetermined value or more based on a current value flowing through the synchronous motor. An excitation current command value calculation step for obtaining an excitation current command value for driving the synchronous motor based on the calculation step and the current phase angle obtained in the current phase calculation step and the voltage value applied to the synchronous motor; , For driving the synchronous motor based on the excitation current command value filtered in the filter step and the filtering step for removing the high frequency component of the excitation current command value obtained in the excitation current command value calculation step Since the output voltage command value calculation step for obtaining the output voltage command value of is provided, high output and low current can be achieved with simple control. The method of rate and stably performed for controlling the synchronous motor can be obtained. Further, since the simple control is performed to control only the exciting current command value, it is possible to obtain a control method capable of accurately driving the synchronous motor with low current and high efficiency even in the control means having no speed controller or current controller.

【0180】本発明の請求項16に係る同期電動機駆動
装置の制御方法は、同期電動機に流れる電流値を基にし
て同期電動機の出力トルクが所定値以上となるような電
流位相角で同期電動機を駆動するための電圧指令値を求
める電圧指令値演算ステップと、同期電動機に印加され
る電圧の大きさを演算する電圧演算ステップと、電圧演
算ステップにて得られた電圧の大きさと電圧指令値演算
ステップにて得られた電圧指令値とを比較して電圧誤差
を求める電圧誤差演算ステップと、電圧誤差演算ステッ
プにて得られた電圧誤差を基にして同期電動機の出力ト
ルクが所定値以上となるような電流位相角で同期電動機
を駆動するための励磁電流指令値を演算する励磁電流指
令演算ステップと、励磁電流指令値演算ステップにより
得られた励磁電流指令値の高周波成分を除去するフィル
タリングを行なうフィルタステップと、フィルタステッ
プにてフィルタリングされた励磁電流指令値を基にして
同期電動機を駆動するための出力電圧指令値を求める出
力電圧指令値演算ステップと、を備えたので、簡単な制
御でありながら制御性がよく、低電流で同期電動機を駆
動できる。また、回転周波数や負荷変動により同期電動
機の運転条件が変化した場合においても、その条件に応
じて電流が所定値以下となる低電流の電流位相角で電流
を制御でき、低電流でかつ高効率で同期電動機を駆動で
きる。また、低電流の位相への追従性がよく、低電流の
位相付近での収束性および安定性が良いので、制御性が
改善できる。また、フィルタステップを有するので、同
期電動機を安定した状態で制御できる信頼性の高い同期
電動機の制御方法を得ることができる。
According to a sixteenth aspect of the present invention, there is provided a control method for a synchronous motor drive device, wherein the synchronous motor is driven at a current phase angle such that the output torque of the synchronous motor becomes a predetermined value or more based on the current value flowing through the synchronous motor. Voltage command value calculation step for obtaining the voltage command value for driving, voltage calculation step for calculating the magnitude of the voltage applied to the synchronous motor, voltage magnitude and voltage command value calculation obtained in the voltage calculation step The output torque of the synchronous motor becomes equal to or greater than a predetermined value based on the voltage error calculation step for obtaining the voltage error by comparing the voltage command value obtained in the step and the voltage error obtained in the voltage error calculation step. Excitation current command calculation step for calculating the excitation current command value for driving the synchronous motor with the current phase angle as described above, and the excitation current obtained in the excitation current command value calculation step A filtering step for removing high frequency components of the command value, and an output voltage command value calculating step for obtaining an output voltage command value for driving the synchronous motor based on the excitation current command value filtered in the filtering step. Since the simple control is provided, the controllability is good and the synchronous motor can be driven with a low current. Further, even when the operating condition of the synchronous motor changes due to the rotation frequency or the load change, the current can be controlled with the low current phase angle that makes the current equal to or less than the predetermined value according to the condition, and the current is low and the efficiency is high. The synchronous motor can be driven with. Further, the followability to the phase of the low current is good, and the convergence and stability near the phase of the low current are good, so that the controllability can be improved. Further, since it has a filter step, it is possible to obtain a highly reliable method for controlling a synchronous motor that can control the synchronous motor in a stable state.

【0181】本発明の請求項17に係る同期電動機駆動
装置の制御方法は、同期電動機に流れる電流に基づいて
得られる周波数補償量により補償された周波数指令値
と、励磁電流指令値演算ステップにより得られた励磁電
流指令値と、に基づいて同期電動機を駆動するための出
力電圧指令値を求める出力電圧指令値演算ステップを備
えたので、電流が所定値以下となる電流位相角での励磁
電流指令値および補償された周波数指令値に基づいて出
力電圧指令値を演算するため、回転周波数や負荷変動に
より同期電動機の運転条件が変化した場合においても、
精度良く追従でき、安定した制御がおこなえる。
According to a seventeenth aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a synchronous motor drive device, wherein a frequency command value compensated by a frequency compensation amount obtained based on a current flowing through the synchronous motor and an exciting current command value calculation step are used. Since the output voltage command value calculation step for obtaining the output voltage command value for driving the synchronous motor based on the generated excitation current command value is provided, the excitation current command at the current phase angle at which the current becomes the predetermined value or less Since the output voltage command value is calculated based on the value and the compensated frequency command value, even if the operating condition of the synchronous motor changes due to the rotation frequency or load fluctuation,
It can follow accurately and can perform stable control.

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

【図1】 本発明の実施の形態1を表す同期電動機駆動
装置の構成の一例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a synchronous motor drive device representing a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施の形態1における同期電動機の
電流位相角と発生トルクとの関係を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a current phase angle and a generated torque of the synchronous motor according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施の形態1における同期電動機の
電流位相角と電流との関係を出力トルクの変化に対して
説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a current phase angle and a current of the synchronous motor according to the first embodiment of the present invention with respect to a change in output torque.

【図4】 本発明の実施の形態1における一般的な同期
電動機のベクトル線図を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a vector diagram of a general synchronous motor in the first embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施の形態1における同期電動機駆
動装置の制御方法を説明するフローチャート図である。
FIG. 5 is a flowchart diagram illustrating a method of controlling the synchronous motor drive device according to the first embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の実施の形態1を表す同期電動機駆動
装置の別の構成の一例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of another configuration of the synchronous motor drive device representing the first embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の実施の形態1における同期電動機駆
動装置の別の制御方法を説明するフローチャート図であ
る。
FIG. 7 is a flowchart illustrating another control method of the synchronous motor drive device according to the first embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の実施の形態2を表す同期電動機駆動
装置の構成の一例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a configuration of a synchronous motor drive device that represents Embodiment 2 of the present invention.

【図9】 従来の同期電動機駆動装置の構成の一例を示
す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a configuration of a conventional synchronous motor drive device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 同期電動機駆動装置、2 インバータ制御手段、3
インバータ主回路、4 直流電源、5 同期電動機、
6a、6b 電流検出手段、7 3相2相変換手段、8
周波数補償器、9 一次周波数演算手段、10 出力
電圧指令値演算手段、11 2相3相座標変換手段、1
2 PWM信号発生手段、13 電気角位相演算手段、1
4 電流位相制御手段、15 出力電圧演算手段、16
電圧指令値演算手段、17 励磁電流指令演算手段、
18 基準励磁電流指令演算手段、19 フィルタ手
段、20 回転子位置・速度推定手段、21 電流演算
手段、22 電流位相演算手段、140、145 電流
位相制御手段、160、165 電圧指令値演算手段、
170、175 励磁電流指令値演算手段、210周波
数比較手段、220 速度制御手段、225 電圧誤差
演算手段、230γ軸電流比較手段、240 δ軸電流
比較手段、250 電流制御手段。
1 Synchronous motor drive device, 2 Inverter control means, 3
Inverter main circuit, 4 DC power supply, 5 synchronous motor,
6a, 6b Current detection means, 7 3 phase 2 phase conversion means, 8
Frequency compensator, 9 primary frequency calculating means, 10 output voltage command value calculating means, 11 2 phase 3 phase coordinate converting means, 1
2 PWM signal generating means, 13 electrical angle phase calculating means, 1
4 current phase control means, 15 output voltage calculation means, 16
Voltage command value calculating means, 17 exciting current command calculating means,
18 reference excitation current command calculation means, 19 filter means, 20 rotor position / speed estimation means, 21 current calculation means, 22 current phase calculation means, 140, 145 current phase control means, 160, 165 voltage command value calculation means,
170, 175 excitation current command value calculation means, 210 frequency comparison means, 220 speed control means, 225 voltage error calculation means, 230 γ-axis current comparison means, 240 δ-axis current comparison means, 250 current control means.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠本 洋介 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 有澤 浩一 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 鈴木 浪平 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 川崎 功 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 満嶋 和行 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 牧野 勉 愛知県名古屋市北区東大曽根町上五丁目 1071番地 三菱電機メカトロニクスソフト ウェア株式会社内 Fターム(参考) 5H560 BB04 BB12 DA14 DB20 DC12 EB01 GG04 RR04 SS01 XA02 XA04 XA12 XA13 5H576 BB02 CC01 DD07 EE01 EE02 EE11 GG02 GG04 HB02 JJ03 LL14 LL22    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Yosuke Shinomoto             2-3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Inside Ryo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Koichi Arisawa             2-3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Inside Ryo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Namihei Suzuki             2-3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Inside Ryo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Isao Kawasaki             2-3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Inside Ryo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Kazuyuki Mitsushima             2-3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Inside Ryo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Tsutomu Makino             5, Kamigome, Higashioosone Town, Kita Ward, Nagoya City, Aichi Prefecture             Address 1071 Mitsubishi Electric Mechatronics Software             Wear Co., Ltd. F term (reference) 5H560 BB04 BB12 DA14 DB20 DC12                       EB01 GG04 RR04 SS01 XA02                       XA04 XA12 XA13                 5H576 BB02 CC01 DD07 EE01 EE02                       EE11 GG02 GG04 HB02 JJ03                       LL14 LL22

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 同期電動機に流れる電流を検出する電流
検出手段と、前記電流検出手段により得られた電流信号
および前記同期電動機に印加される電圧の電圧信号に基
づいて前記同期電動機の出力トルクが所定値以上となる
ように前記同期電動機に流れる電流の電流位相角を制御
するための励磁電流指令値を出力する電流位相制御手段
と、前記電流位相制御手段により出力された励磁電流指
令値をフィルタリングするフィルタ手段と、前記電流検
出手段により検出された電流の変動量より周波数指令値
に対する補償量を求め、前記補償量により補償された周
波数指令値を出力する周波数演算手段と、前記周波数演
算手段により補償された周波数指令値および前記フィル
タ手段によりフィルタリングされた励磁電流指令値に基
づいて前記同期電動機を駆動するための出力電圧指令値
を求める出力電圧指令値演算手段と、を備えたことを特
徴とする同期電動機駆動装置。
1. An output torque of the synchronous motor is determined based on a current detecting means for detecting a current flowing through the synchronous motor, and a current signal obtained by the current detecting means and a voltage signal of a voltage applied to the synchronous motor. Current phase control means for outputting an exciting current command value for controlling the current phase angle of the current flowing through the synchronous motor so as to be a predetermined value or more, and filtering the exciting current command value output by the current phase control means. Filter means, a frequency calculation means for obtaining a compensation amount for a frequency command value from a variation amount of the current detected by the current detection means, and outputting a frequency command value compensated by the compensation amount, and the frequency calculation means. The synchronous motor drive is based on the compensated frequency command value and the exciting current command value filtered by the filter means. And an output voltage command value calculating means for obtaining an output voltage command value for driving the machine.
【請求項2】 前記電流検出手段により得られた電流信
号に基づいて前記同期電動機の出力トルクが所定値以上
となるような電流位相角を求める電流位相演算手段と、
前記電流位相演算手段により得られた電流位相角および
周波数指令値とに基づいて電圧指令値を演算する電圧指
令値演算手段と、前記同期電動機に印加される電圧の電
圧信号より電圧の大きさを求める電圧演算手段と、前記
電圧指令値演算手段により得られた前記電圧指令値およ
び前記電圧演算手段により得られた前記電圧の大きさと
に基づいて前記同期電動機を駆動するための励磁電流指
令値を求める励磁電流指令値演算手段と、によって前記
電流位相制御手段を構成したことを特徴とする請求項1
に記載の同期電動機駆動装置。
2. A current phase calculation means for obtaining a current phase angle such that the output torque of the synchronous motor becomes a predetermined value or more based on the current signal obtained by the current detection means,
A voltage command value calculation means for calculating a voltage command value based on the current phase angle and the frequency command value obtained by the current phase calculation means, and a voltage magnitude from the voltage signal of the voltage applied to the synchronous motor. An exciting current command value for driving the synchronous motor based on the voltage calculating means to be obtained and the voltage command value obtained by the voltage command value calculating means and the magnitude of the voltage obtained by the voltage calculating means. The exciting current command value calculating means to be obtained constitutes the current phase control means.
The synchronous motor drive device according to.
【請求項3】 前記電流検出手段により検出された電流
信号および前記同期電動機に印加される電圧の電圧信号
に基づいて前記同期電動機の出力トルクが所定値以上と
なるような電流位相角で駆動するための電圧指令値を求
める電圧指令値演算手段と、前記同期電動機に印加され
る電圧の電圧信号より電圧の大きさを求める電圧演算手
段と、前記電圧指令値演算手段により得られた前記電圧
指令値と前記電圧演算手段により得られた前記電圧の大
きさとを比較して電圧誤差を求める電圧誤差演算手段
と、前記電圧誤差演算手段より得られる電圧誤差から前
記同期電動機の出力トルクが所定値以上となる電流位相
角で駆動するための励磁電流指令値を演算する励磁電流
指令値演算手段と、によって、前記電流位相制御手段を
構成したことを特徴とする請求項1に記載の同期電動機
駆動装置。
3. A drive is performed at a current phase angle such that the output torque of the synchronous motor becomes a predetermined value or more based on the current signal detected by the current detecting means and the voltage signal of the voltage applied to the synchronous motor. Voltage command value calculating means for obtaining a voltage command value for calculating, a voltage calculating means for calculating a voltage magnitude from a voltage signal of a voltage applied to the synchronous motor, and the voltage command obtained by the voltage command value calculating means. The output torque of the synchronous motor is equal to or more than a predetermined value based on the voltage error calculation means for obtaining a voltage error by comparing the value with the magnitude of the voltage obtained by the voltage calculation means, and the voltage error obtained by the voltage error calculation means. And the exciting current command value calculating means for calculating an exciting current command value for driving at a current phase angle The synchronous motor drive device according to claim 1.
【請求項4】 前記出力電圧指令値演算手段より得られ
る出力電圧指令値を前記電圧信号に使用するようにした
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記
載の同期電動機駆動装置。
4. The synchronous motor drive according to claim 1, wherein an output voltage command value obtained by the output voltage command value calculation means is used for the voltage signal. apparatus.
【請求項5】 同期電動機に流れる電流を検出する電流
検出手段と、前記電流検出手段により得られた電流信号
および前記同期電動機に印加される電圧の電圧信号に基
づいて前記同期電動機の出力トルクが所定値以上となる
ように前記同期電動機に流れる電流の電流位相角を制御
するための励磁電流指令値を出力する電流位相制御手段
と、前記電流位相制御手段により得られた前記励磁電流
指令値をフィルタリングするフィルタ手段と、前記電流
検出手段により検出された電流より得られた推定速度に
よりトルク電流指令値を演算する速度制御手段と、前記
速度制御手段より得られたトルク電流指令値および前記
フィルタ手段によりフィルタリングされた前記励磁電流
指令値とに基づいて前記同期電動機を出力トルクが所定
値以上となるような電流位相角にて駆動するための出力
電圧指令値を求める電流制御手段と、を備えたことを特
徴とする同期電動機駆動装置。
5. An output torque of the synchronous motor is determined based on a current detecting means for detecting a current flowing through the synchronous motor, and a current signal obtained by the current detecting means and a voltage signal of a voltage applied to the synchronous motor. Current phase control means for outputting an exciting current command value for controlling the current phase angle of the current flowing through the synchronous motor so as to be a predetermined value or more, and the exciting current command value obtained by the current phase control means. Filtering means for filtering, speed control means for calculating a torque current command value by an estimated speed obtained from the current detected by the current detection means, torque current command value obtained by the speed control means, and the filter means Such that the output torque of the synchronous motor becomes a predetermined value or more based on the excitation current command value filtered by A synchronous motor drive device, comprising: a current control unit that obtains an output voltage command value for driving at a current phase angle.
【請求項6】 前記電流位相制御手段により制御する励
磁電流制御周期を、同期電動機駆動のための出力電圧指
令値を演算する出力電圧制御周期と異なるようにしたこ
とを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載
の同期電動機駆動装置。
6. The exciting current control cycle controlled by the current phase control means is different from the output voltage control cycle for calculating an output voltage command value for driving the synchronous motor. The synchronous motor drive device according to claim 5.
【請求項7】 起動から所定回転数までの低速回転時に
は前記電流位相制御手段による励磁電流制御を行わない
ようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項6のい
ずれかに記載の同期電動機駆動装置。
7. The synchronous motor according to any one of claims 1 to 6, wherein the exciting current control by the current phase control means is not performed during low-speed rotation from startup to a predetermined rotation speed. Drive.
【請求項8】 PWM変調が過変調となる領域では、前
記電流位相制御手段による励磁電流制御を行わないよう
にしたことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれ
かに記載の同期電動機駆動装置。
8. The synchronous motor according to claim 1, wherein the excitation current control by the current phase control means is not performed in a region where the PWM modulation is overmodulation. Drive.
【請求項9】 起動時や加速・減速運転時には、前記電
流位相制御手段を使用せずに所定の励磁電流指令値を用
いて前記同期電動機を駆動し、所定の運転条件に達した
のちは前記電流位相制御手段により求められる励磁電流
指令値を使用するように切り替えるようにしたことを特
徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の同期
電動機駆動装置。
9. At the time of start-up or acceleration / deceleration operation, the synchronous motor is driven by using a predetermined exciting current command value without using the current phase control means, and after the predetermined operating condition is reached, 9. The synchronous motor drive device according to claim 1, wherein the excitation current command value obtained by the current phase control means is switched to use.
【請求項10】 同期電動機の電動機定数を測定する電
動機定数測定手段と、前記電動機定数測定手段により測
定された電動機定数を基に前記同期電動機を制御する制
御定数を変更する制御定数変更手段と、を備え、前記同
期電動機の周囲環境の変化に応じて前記同期電動機を駆
動制御するようにしたことを特徴とする請求項1乃至請
求項9のいずれかに記載の同期電動機駆動装置。
10. Motor constant measuring means for measuring the motor constant of the synchronous motor, and control constant changing means for changing the control constant for controlling the synchronous motor based on the motor constant measured by the motor constant measuring means. 10. The synchronous motor drive device according to claim 1, wherein the synchronous motor drive control is performed according to a change in the surrounding environment of the synchronous motor.
【請求項11】 同期電動機のロータ位置を検出するた
めの位置センサを用いないセンサレスで駆動するように
したことを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれ
かに記載の同期電動機駆動装置。
11. The synchronous motor drive device according to claim 1, wherein the synchronous motor is driven without using a position sensor for detecting the rotor position of the synchronous motor.
【請求項12】 請求項1乃至請求項11のいずれかに
記載の同期電動機駆動装置を備えたことを特徴とするイ
ンバータ装置。
12. An inverter device comprising the synchronous motor drive device according to any one of claims 1 to 11.
【請求項13】 直流を供給する直流電源と、スイッチ
ング素子をオン、オフ動作させることにより前記直流電
源よりの直流を交流に変換するインバータ主回路と、前
記インバータ主回路内のスイッチング素子のオン、オフ
動作を制御するための電圧指令値を出力するインバータ
制御手段と、前記インバータ制御手段により制御される
前記インバータ主回路により出力される電圧が印加され
ることにより制御される駆動負荷と、を備え、前記イン
バータ制御手段を、前記駆動負荷を流れる電流に基づい
て前記駆動負荷の出力トルクが所定値以上となるような
電流位相角にて前記駆動負荷を駆動するための励磁電流
指令値を演算する電流位相制御手段と、前記電流位相制
御手段より得られた前記励磁電流指令値をフィルタリン
グするフィルタ手段と、前記駆動負荷を流れる電流の変
動量より周波数指令値を補償して一次周波数として出力
する周波数演算手段と、前記フィルタリングされた励磁
電流指令値と前記一次周波数とに基づいて前記駆動負荷
を駆動するための電圧指令値を演算する出力電圧指令値
演算手段と、によって構成したことを特徴とするインバ
ータ装置。
13. A direct current power supply for supplying direct current, an inverter main circuit for converting direct current from the direct current power supply into alternating current by turning on and off a switching element, and turning on a switching element in the inverter main circuit. An inverter control unit that outputs a voltage command value for controlling the OFF operation, and a drive load that is controlled by applying a voltage output by the inverter main circuit controlled by the inverter control unit are provided. , The inverter control means calculates an excitation current command value for driving the drive load at a current phase angle such that the output torque of the drive load becomes a predetermined value or more based on the current flowing through the drive load. Current phase control means and filter means for filtering the exciting current command value obtained from the current phase control means A frequency calculation means for compensating a frequency command value based on a variation amount of a current flowing through the drive load and outputting it as a primary frequency; and driving the drive load based on the filtered exciting current command value and the primary frequency. And an output voltage command value calculating means for calculating a voltage command value for performing the inverter device.
【請求項14】 前記駆動負荷を流れる電流に基づいて
出力トルクが所定値以上となる電流位相角を求める電流
位相演算手段と、前記電流位相演算手段により求められ
た電流位相角が得られるような電圧指令値を演算する電
圧指令値演算手段と、前記出力電圧指令値演算手段によ
り求められた出力電圧指令値および前記電圧指令値演算
手段により求められた電圧指令値とに基づいて前記駆動
負荷を駆動するための励磁電流指令値を求める励磁電流
指令値演算手段と、によって前記電流位相制御手段を構
成したことを特徴とする請求項13に記載のインバータ
装置。
14. A current phase calculating means for obtaining a current phase angle at which an output torque becomes a predetermined value or more based on a current flowing through the drive load, and a current phase angle obtained by the current phase calculating means is obtained. A voltage command value calculating means for calculating a voltage command value, and the drive load based on the output voltage command value calculated by the output voltage command value calculating means and the voltage command value calculated by the voltage command value calculating means. 14. The inverter device according to claim 13, wherein the current phase control means is constituted by an exciting current command value calculating means for obtaining an exciting current command value for driving.
【請求項15】 同期電動機に流れる電流値を基にして
前記同期電動機の出力トルクが所定値以上となるような
電流位相角を求める電流位相演算ステップと、前記電流
位相演算ステップにて得られた電流位相角および前記同
期電動機に印加される電圧値とを基にして前記同期電動
機を駆動するための励磁電流指令値を求める励磁電流指
令値演算ステップと、前記励磁電流指令値演算ステップ
にて得られた励磁電流指令値の高周波成分を除去するフ
ィルタリングを行なうフィルタステップと、前記フィル
タステップにてフィルタリングされた励磁電流指令値を
基にして前記同期電動機を駆動するための出力電圧指令
値を求める出力電圧指令値演算ステップと、を備えたこ
とを特徴とする同期電動機の制御方法。
15. A current phase calculation step for obtaining a current phase angle such that an output torque of the synchronous motor becomes a predetermined value or more on the basis of a current value flowing in the synchronous motor, and the current phase calculation step. Obtained in an exciting current command value calculating step for obtaining an exciting current command value for driving the synchronous motor based on the current phase angle and the voltage value applied to the synchronous motor, and the exciting current command value calculating step. A filtering step for removing high frequency components of the excitation current command value, and an output for obtaining an output voltage command value for driving the synchronous motor based on the excitation current command value filtered in the filtering step. A method of controlling a synchronous motor, comprising: a voltage command value calculating step.
【請求項16】 同期電動機に流れる電流値を基にして
前記同期電動機の出力トルクが所定値以上となるような
電流位相角で前記同期電動機を駆動するための電圧指令
値を求める電圧指令値演算ステップと、前記同期電動機
に印加される電圧の大きさを演算する電圧演算ステップ
と、前記電圧演算ステップにて得られた電圧の大きさと
前記電圧指令値演算ステップにて得られた電圧指令値と
を比較して電圧誤差を求める電圧誤差演算ステップと、
前記電圧誤差演算ステップにて得られた電圧誤差を基に
して前記同期電動機の出力トルクが所定値以上となるよ
うな電流位相角で前記同期電動機を駆動するための励磁
電流指令値を演算する励磁電流指令演算ステップと、前
記励磁電流指令値演算ステップにより得られた励磁電流
指令値の高周波成分を除去するフィルタリングを行なう
フィルタステップと、前記フィルタステップにてフィル
タリングされた励磁電流指令値を基にして前記同期電動
機を駆動するための出力電圧指令値を求める出力電圧指
令値演算ステップと、を備えたことを特徴とする同期電
動機の制御方法。
16. A voltage command value calculation for obtaining a voltage command value for driving the synchronous motor at a current phase angle such that an output torque of the synchronous motor becomes a predetermined value or more based on a current value flowing in the synchronous motor. A voltage calculation step for calculating the magnitude of the voltage applied to the synchronous motor, a voltage magnitude obtained in the voltage computation step, and a voltage command value obtained in the voltage command value computation step. And a voltage error calculation step of calculating a voltage error by comparing
Excitation that calculates an excitation current command value for driving the synchronous motor at a current phase angle such that the output torque of the synchronous motor becomes a predetermined value or more based on the voltage error obtained in the voltage error calculation step A current command calculation step, a filter step for performing filtering for removing high frequency components of the excitation current command value obtained in the excitation current command value calculation step, and an excitation current command value filtered in the filter step based on An output voltage command value calculation step of obtaining an output voltage command value for driving the synchronous motor, the control method of the synchronous motor.
【請求項17】 前記同期電動機に流れる電流に基づい
て得られる周波数補償量により補償された周波数指令値
と、前記フィルタステップにより得られた前記フィルタ
リングされた励磁電流指令値と、に基づいて前記同期電
動機を駆動するための出力電圧指令値を求める出力電圧
指令値演算ステップを備えたことを特徴とする請求項1
5または請求項16に記載の同期電動機の制御方法。
17. The synchronization is performed based on a frequency command value compensated by a frequency compensation amount obtained based on a current flowing through the synchronous motor and the filtered excitation current command value obtained by the filtering step. An output voltage command value calculating step for obtaining an output voltage command value for driving an electric motor is provided.
The method of controlling the synchronous motor according to claim 5 or claim 16.
JP2002052937A 2002-02-28 2002-02-28 Synchronous motor drive device, inverter device, and synchronous motor control method Expired - Lifetime JP3637897B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002052937A JP3637897B2 (en) 2002-02-28 2002-02-28 Synchronous motor drive device, inverter device, and synchronous motor control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002052937A JP3637897B2 (en) 2002-02-28 2002-02-28 Synchronous motor drive device, inverter device, and synchronous motor control method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003259680A true JP2003259680A (en) 2003-09-12
JP3637897B2 JP3637897B2 (en) 2005-04-13

Family

ID=28664500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002052937A Expired - Lifetime JP3637897B2 (en) 2002-02-28 2002-02-28 Synchronous motor drive device, inverter device, and synchronous motor control method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3637897B2 (en)

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005029692A1 (en) * 2003-09-19 2005-03-31 Kabushiki Kaisha Toshiba Compressor driving unit and refrigerator using the same
WO2005034335A1 (en) * 2003-10-02 2005-04-14 Toshiba Carrier Corporation Motor operation control device
JP2006042444A (en) * 2004-07-23 2006-02-09 Toshiba Elevator Co Ltd Motor control unit
WO2006106642A1 (en) * 2005-03-31 2006-10-12 Toshiba Elevator Kabushiki Kaisha Control device
JP2008172866A (en) * 2007-01-09 2008-07-24 Jtekt Corp Motor controller and electric power steering device
EP2063194A1 (en) * 2007-11-20 2009-05-27 LG Electronics Inc. Motor controller of air conditioner
JP2009225596A (en) * 2008-03-18 2009-10-01 Mitsubishi Electric Corp Driving unit of motor, air conditioner, washing machine, washing dryer, refrigerator, ventilation fan, and heat pump water heater
JP2010178488A (en) * 2009-01-29 2010-08-12 Honda Motor Co Ltd Motor control device
CN101902196A (en) * 2009-05-13 2010-12-01 株式会社安川电机 Motor control apparatus
JP2011106318A (en) * 2009-11-16 2011-06-02 Mitsubishi Electric Corp Control device for electric supercharger
JP2013070570A (en) * 2011-09-26 2013-04-18 Toshiba Corp Semiconductor device and motor drive device
JP2013074651A (en) * 2011-09-27 2013-04-22 Mitsubishi Electric Corp Rotary electric machine control device and control method
WO2014034291A1 (en) * 2012-08-30 2014-03-06 ダイキン工業株式会社 Electric motor control device
WO2014069188A1 (en) * 2012-10-31 2014-05-08 ダイキン工業株式会社 Method for controlling primary magnetic flux
WO2021033432A1 (en) * 2019-08-22 2021-02-25 パナソニックIpマネジメント株式会社 Electric power tool
US10965238B2 (en) 2016-03-18 2021-03-30 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Power conversion apparatus, power estimating method for electric motor, and control method for electric motor
WO2022252795A1 (en) * 2021-06-01 2022-12-08 青岛海尔空调器有限总公司 Method and apparatus for driving electric motor, and control device
JP7416166B1 (en) 2022-09-30 2024-01-17 株式会社富士通ゼネラル motor control device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017022083A1 (en) 2015-08-04 2017-02-09 三菱電機株式会社 Synchronous motor control device, compressor drive device, air-conditioner, and method for controlling synchronous motor

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100353660C (en) * 2003-09-19 2007-12-05 株式会社东芝 Compressor driving unit and refrigerator using the same
WO2005029692A1 (en) * 2003-09-19 2005-03-31 Kabushiki Kaisha Toshiba Compressor driving unit and refrigerator using the same
KR100808759B1 (en) * 2003-09-19 2008-02-29 가부시끼가이샤 도시바 Compressor driving unit and refrigerator using the same
CN100448160C (en) * 2003-10-02 2008-12-31 东芝开利株式会社 Motor operation control device
JP2005110470A (en) * 2003-10-02 2005-04-21 Toshiba Kyaria Kk Operation controller for motor
WO2005034335A1 (en) * 2003-10-02 2005-04-14 Toshiba Carrier Corporation Motor operation control device
JP2006042444A (en) * 2004-07-23 2006-02-09 Toshiba Elevator Co Ltd Motor control unit
WO2006106642A1 (en) * 2005-03-31 2006-10-12 Toshiba Elevator Kabushiki Kaisha Control device
JP2006288076A (en) * 2005-03-31 2006-10-19 Toshiba Elevator Co Ltd Control unit
US7671552B2 (en) 2005-03-31 2010-03-02 Toshiba Elevator Kabushiki Kaisha Control device
JP2008172866A (en) * 2007-01-09 2008-07-24 Jtekt Corp Motor controller and electric power steering device
EP2063194A1 (en) * 2007-11-20 2009-05-27 LG Electronics Inc. Motor controller of air conditioner
JP2009225596A (en) * 2008-03-18 2009-10-01 Mitsubishi Electric Corp Driving unit of motor, air conditioner, washing machine, washing dryer, refrigerator, ventilation fan, and heat pump water heater
JP2010178488A (en) * 2009-01-29 2010-08-12 Honda Motor Co Ltd Motor control device
CN101902196A (en) * 2009-05-13 2010-12-01 株式会社安川电机 Motor control apparatus
US8450955B2 (en) 2009-05-13 2013-05-28 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Alternating-current motor control apparatus
JP2011106318A (en) * 2009-11-16 2011-06-02 Mitsubishi Electric Corp Control device for electric supercharger
JP2013070570A (en) * 2011-09-26 2013-04-18 Toshiba Corp Semiconductor device and motor drive device
JP2013074651A (en) * 2011-09-27 2013-04-22 Mitsubishi Electric Corp Rotary electric machine control device and control method
WO2014034291A1 (en) * 2012-08-30 2014-03-06 ダイキン工業株式会社 Electric motor control device
JP2014090626A (en) * 2012-10-31 2014-05-15 Daikin Ind Ltd Primary magnetic flux control method
WO2014069188A1 (en) * 2012-10-31 2014-05-08 ダイキン工業株式会社 Method for controlling primary magnetic flux
CN104756396A (en) * 2012-10-31 2015-07-01 大金工业株式会社 Method for controlling primary magnetic flux
RU2606637C2 (en) * 2012-10-31 2017-01-10 Дайкин Индастриз, Лтд. Method of controlling primary magnetic flux
US10110150B2 (en) 2012-10-31 2018-10-23 Daikin Industries, Ltd. Primary magnetic flux control method
US10965238B2 (en) 2016-03-18 2021-03-30 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Power conversion apparatus, power estimating method for electric motor, and control method for electric motor
WO2021033432A1 (en) * 2019-08-22 2021-02-25 パナソニックIpマネジメント株式会社 Electric power tool
WO2022252795A1 (en) * 2021-06-01 2022-12-08 青岛海尔空调器有限总公司 Method and apparatus for driving electric motor, and control device
JP7416166B1 (en) 2022-09-30 2024-01-17 株式会社富士通ゼネラル motor control device

Also Published As

Publication number Publication date
JP3637897B2 (en) 2005-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10361648B2 (en) System and method for starting synchronous motors
JP3867518B2 (en) Sensorless control system for synchronous motor
KR100423715B1 (en) Synchronous motor control device and method
JP4764124B2 (en) Permanent magnet type synchronous motor control apparatus and method
JP3637897B2 (en) Synchronous motor drive device, inverter device, and synchronous motor control method
JP4067949B2 (en) Motor control device
JP3684203B2 (en) Motor control device
JP2003061386A (en) Synchronous motor drive system
JP3783695B2 (en) Motor control device
JP6400209B2 (en) Synchronous motor control device, compressor drive device, air conditioner, and synchronous motor control method
JP4771998B2 (en) Electric motor drive
JP2004297966A (en) Ac motor controlling device
JP5499965B2 (en) AC rotating machine control device
JP2009124812A (en) Motor driving device
JP2008148437A (en) Controller for permanent magnet type synchronous motor
JP2013126284A (en) Electric motor drive apparatus
JP2005151744A (en) Motor drive unit
JP3692085B2 (en) Motor control method and apparatus
JP7251424B2 (en) INVERTER DEVICE AND INVERTER DEVICE CONTROL METHOD
JP2009303431A (en) Controller for ac motor
JP2019068586A (en) Motor controller and motor control method
JP2007116768A (en) Rotation detector for turbocharger with motor
JP2019050684A (en) Controller of power steering device
CN107482965B (en) Control device for synchronous motor
JP7226211B2 (en) INVERTER DEVICE AND INVERTER DEVICE CONTROL METHOD

Legal Events

Date Code Title Description
RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20040706

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040914

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20041221

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050103

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 3637897

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080121

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090121

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100121

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100121

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110121

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120121

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130121

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130121

Year of fee payment: 8

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term