JP2005073477A

JP2005073477A - 電流制御方法

Info

Publication number: JP2005073477A
Application number: JP2003304162A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sato; 一男佐藤
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2003-08-28
Filing date: 2003-08-28
Publication date: 2005-03-17

Abstract

【課題】トランジスタのオンディレイやスイッチングのばらつき等の外乱を制御して、振動や電流の歪み等を抑えることを目的とする。
【解決手段】モータを駆動するモータ制御装置において、電流アンプと電流を推定する手段とを備え、推定電流からフィードバック電流を差し引いて電流アンプモデルに入力し、モータモデルで電流を推定して制御対象のフィードバックとして制御する。
【選択図】図２

Description

本発明はモータを駆動するモータ制御装置において、モータを制御する電流制御方法に関する。

従来、電流制御は図６に示すように電流指令から電流フィードバックを差し引き、電流アンプにてパワートランジスタを駆動して電流を制御していた。あるいはｄｑ変換をする場合、ｄｑ変換の電流指令を生成し電流フィードバックもｄｑ変換して指令より差し引き、フィードバック制御を行っていた。あるいは特許文献１のように外乱を推定して、その推定値から電流指令を補正していた。

特開２０００―２７０５７９

ところが従来の技術では、トランジスタのオンディレイやスイッチングのばらつき等の外乱を制御できないという問題があった。そのために停止時や運転中の電流の歪みによる振動やリップル等が発生していた。また特許文献１では外乱は補償されるが、電流の歪みは補償されないという問題があった。そこで本発明は、トランジスタのオンディレイやスイッチングのばらつき等の外乱を制御して、振動や電流の歪み等を抑えることを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明では、モータを駆動するモータ制御装置において、電流アンプと、電流を推定する手段とを備え、前記電流推定手段による推定電流からフィードバック電流を差し引いて電流制御と同様の動作をする電流アンプモデルと、前記モータの電流を推定するモータモデルとによって、電流を推定して制御対象のフィードバックとして電流制御を行う。
また、電流アンプモデル、モータモデルはｄｑ変換を行い、ｄｑ軸で電流推定手段による推定電流からフィードバック電流を差し引いて電流制御を行う。
さらに、電流推定手段による推定電流からフィードバック電流を差し引いた電流で、所定の周波数成分を除去又は抑えることを特徴とした電流制御と同様の動作をする電流アンプモデルと、モータの電流を推定するモータモデルとによって、電流を推定して制御対象のフィードバックとして電流制御を行う。

本発明によれば、トランジスタのオンディレイやスイッチングのばらつき等の外乱や電流の遅れを推測して制御して、停止時の振動や回転時の電流の歪み等を抑えることができるので、安定性と応答性を上げることができる。

以下、本発明の具体的実施例を図に基づいて説明する。

図１において１はマイクロコンピュータ、２はＰＷＭ変換回路、３はベースドライブ回路、４はパワートランジスタモジュール、５はモータ、６は電流検出器である。
以上のように構成された回路において、その動作を図２の制御ブロックを用いて説明する。まずマイクロコンピュータ１には電流指令又はトルク指令が入力され、電流フィードバックの代わりにモータモデルの電流推定をフィードバックとして差し引いて電流制御しパワートランジスタ４を駆動して、モータ５をドライブして電流を制御する。電流アンプモデルには電流フィードバックにモータモデルの電流推定を差し引き、電流アンプとして制御する。例えば以下のように行う。

モデル電圧指令＝電流補正ゲイン×（電流フィードバック ― 推定電流）＋電流アンプゲイン×電流指令

この出力が外乱として作用する。この出力をモータのモデルで電流を推定する。電流制御は例えば以下のように行う。

電圧指令＝電流アンプゲイン×（電流指令 ― 電流フィードバック）

モータモデルは例えば以下のように行う。

モータ電流＝モデル電圧指令 × パワー変換定数 × １／（Ｒ＋ｓＬ）
ただしＲ：モータ抵抗
Ｌ：モータインダクタンス
ｓ：積分

これらの処理手順をまとめたものが図４の概略処理フローである。電流制御は例えばある時間毎に電流アンプの演算とともに行う。まず図４の処理１で電流アンプモデルよりモデル電圧指令を算出する。次に図４の処理２でモータモデルより推定電流を算出する。図４の処理３で推定電流を使用し電流アンプを演算する。そして図４の処理４で電流アンプの出力である電圧指令を出力して電流制御する。

図５（i）は従来の制御方法で、また図５（ii）は本発明での制御方法でのシミュレーション例で、トルク指令をステップで入力した時の電流と速度の波形である。従来の制御方法でのシミュレーション例の図５（i）に比べ、図５（ii）では電流の波形が改善され、速度のリップルも小さいことが分かる。また電流指令や電流フィードバックはそのものでなく、ｄｑ変換等してそのｄｑ軸の電流を使用して制御しても同様である。電流フィードバック中、所定の周波数成分を除去又は抑える場合は、例えば図３のように電流フィードバックから推定電流を差し引いた電流をハイパスフィルタ１７とローパスフィルタ１８で抑えて、電流指令に加えることにより行う。

モータ制御装置において、停止時の振動や回転時の電流の歪みなどを抑えることができるので、安定性や応答性が要求される用途に適用できる。

本発明及び従来の具体的実施例の構成図である。本発明での制御ブロック図である。本発明での別の実施例の制御ブロック図である。本発明の電流制御の概略フローチャートである。トルク指令をステップ入力した時の電流と速度のシミュレーション波形である。（i）従来の制御方法、（ii）本発明での制御方法従来の制御ブロック図である。

符号の説明

１マイクロコンピュータ
２ＰＷＭ変換回路
３ベースドライブ回路
４パワートランジスタモジュール
５、９、１４、２２モータ
６電流検出器
７、１２電流アンプ
８、１３、２１パワー変換
１０、１５電流アンプモデル
１１、１６モータモデル
１７ハイパスフィルタ
１８ローパスフィルタ
１９補正ゲイン
２０電流アンプ

Claims

モータを駆動するモータ制御装置において、
電流アンプと、電流を推定する手段とを備え、前記電流推定手段による推定電流からフィードバック電流を差し引いて電流制御と同様の動作をする電流アンプモデルと、前記モータの電流を推定するモータモデルとによって、電流を推定して制御対象のフィードバックとする電流制御方法。
モータを駆動する電流制御方法において、
電流アンプモデル、モータモデルはｄｑ変換を行い、ｄｑ軸で電流推定手段による推定電流からフィードバック電流を差し引くことを特徴とする電流制御方法。
請求項１記載の電流制御方法において、
電流推定手段による推定電流からフィードバック電流を差し引いた電流で、所定の周波数成分を除去又は抑えることを特徴とした電流制御と同様の動作をする電流アンプモデルと、モータの電流を推定するモータモデルとによって、電流を推定して制御対象のフィードバックとする電流制御方法。