JP2006033976A - Control device of synchronous motor - Google Patents

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Yasuaki Aoki
康明 青木
Hideji Yoshida
秀治 吉田
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Denso Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device 1 that can largely reduce an operation load and can obtain accuracy and responsiveness equal to current control without the need for performing axial conversion that uses a trigonometric function of a rotation position θ. <P>SOLUTION: In the control device 1, a current sensor 3 detects a U-phase current and a W-phase current, and outputs current detection signals Iu, Iw that correspond to the phase currents. Then, an ECU 5 calculates the magnitude Iαβ of a current vector as a current amount by using the current detection signals Iu, Iw, and also calculates a voltage amplification VA and a voltage phase Vθ as voltage properties by using the magnitude Iαβ ot the current vector. Since the magnitude Iαβ of the current vector is a function whose parameter is only the current vector, there is no need for performing the axial conversion that uses the trigonometric function of the rotation position θ. The operation load of the control device 1 can largely be reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、同期モータの制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a synchronous motor.

〔従来の技術〕
同期モータは、ステータに設けられた複数相(例えば、U相、V相、W相の3相)の電機子コイルへ通電させ、永久磁石等の界磁極を有するロータを回転させトルクを得るものである。このため、同期モータを最適に駆動制御するには、ロータの回転位置(以下、単に回転位置と呼ぶ)に関する情報が必要不可欠となっている。そこで、従来の同期モータには、回転位置を検出するための専用の位置センサが装着されていた。
[Conventional technology]
A synchronous motor energizes a plurality of phases (for example, U-phase, V-phase, and W-phase) armature coils provided in a stator, and rotates a rotor having a field pole such as a permanent magnet to obtain torque. It is. For this reason, in order to optimally drive and control the synchronous motor, information on the rotational position of the rotor (hereinafter simply referred to as the rotational position) is indispensable. Thus, a conventional synchronous motor is equipped with a dedicated position sensor for detecting the rotational position.

ところで、位置センサを装着すると、同期モータの体格が大きくなるとともにコストも高くなる。さらに、位置センサ自体の使用環境に制限があるので、同期モータの用途が限定されてしまう。そこで、位置センサを用いずに、電機子コイルへ通電される相電流や相電圧等に関する情報から回転位置を算出し、この算出された回転位置を用いて同期モータを駆動制御する技術が公知になっている。   By the way, when the position sensor is mounted, the size of the synchronous motor increases and the cost also increases. Furthermore, since the use environment of the position sensor itself is limited, the application of the synchronous motor is limited. Therefore, a technique is known in which a rotational position is calculated from information related to a phase current and a phase voltage supplied to an armature coil without using a position sensor, and a synchronous motor is driven and controlled using the calculated rotational position. It has become.

このように位置センサを用いずに駆動制御される同期モータの制御装置(以下、単に制御装置と呼ぶ)は、例えば、電機子コイルに通電される相電流を検出し、この相電流に応じた電流検出信号を出力する電流検出器と、電流検出信号を用いて、相電流の大きさを示す電流量を算出する電流量演算器と、電流検出信号を用いて回転位置を算出する位置推定器と、電流量演算器により算出された電流量、および位置推定器により算出された回転位置を用いて、電機子コイルへの印加電圧の特性を示す電圧特性を算出する電圧特性演算器とを備える。   A synchronous motor control device that is driven and controlled without using a position sensor (hereinafter simply referred to as a control device) detects, for example, a phase current energized in an armature coil and responds to this phase current. A current detector that outputs a current detection signal, a current amount calculator that calculates a current amount indicating the magnitude of the phase current using the current detection signal, and a position estimator that calculates a rotational position using the current detection signal And a voltage characteristic calculator that calculates a voltage characteristic indicating a characteristic of the voltage applied to the armature coil using the current amount calculated by the current amount calculator and the rotational position calculated by the position estimator. .

そして、電圧特性演算器は、上位機器(図示せず)からの要求に応じて算出されたロータの回転速度(以下、単に回転速度と呼ぶ)、位置推定器で算出された回転位置などを用いて、電流量演算器で算出された電流量(電流量の計測値)が目標値と略一致するように、印加電圧の振幅、位相などを算出する。つまり、電圧特性演算器は、電流量の計測値が電流量の目標値に略一致するように電圧特性を操作する「電流制御」を行う。   The voltage characteristic calculator uses the rotor rotational speed (hereinafter simply referred to as rotational speed) calculated in response to a request from a host device (not shown), the rotational position calculated by the position estimator, and the like. Thus, the amplitude, phase, and the like of the applied voltage are calculated so that the current amount (measured value of the current amount) calculated by the current amount calculator substantially matches the target value. That is, the voltage characteristic calculator performs “current control” for manipulating the voltage characteristic so that the measured value of the current amount substantially matches the target value of the current amount.

そして、印加電圧の振幅および位相に応じた指令信号がパルス合成器で合成されインバータに出力され、この指令信号に応じて、インバータの各トランジスタが作動状況を変える。これにより、相電流が調節され、同期モータは上位機器からの要求に応じた回転速度に制御される。   Then, a command signal corresponding to the amplitude and phase of the applied voltage is synthesized by the pulse synthesizer and output to the inverter, and each transistor of the inverter changes the operating state according to this command signal. As a result, the phase current is adjusted, and the synchronous motor is controlled to a rotational speed according to a request from the host device.

ところで、電流制御により同期モータを駆動制御する制御装置を用いた場合、電流制御のゲイン調整を確実に行わないと、同期モータの駆動が不安定になる場合がある。このため、電流制御を行う制御装置では、ゲイン調整作業が極めて煩雑になる。また、電流制御の演算負荷は極めて大きいため、処理能力の高いマイクロコンピュータが必要となり、さらに高精度の電流検出器が必要となる。   By the way, in the case of using a control device that drives and controls a synchronous motor by current control, the driving of the synchronous motor may become unstable unless the gain adjustment of current control is reliably performed. For this reason, in a control device that performs current control, gain adjustment work becomes extremely complicated. In addition, since the calculation load of current control is extremely large, a microcomputer with high processing capability is required, and a highly accurate current detector is required.

そこで、電流制御を行わずに、電流量としてq軸電流の大きさを算出し、このq軸電流の大きさや回転速度を用いて電圧特性を算出させる制御装置が公知である(例えば、特許文献1参照)。この制御装置は、電流制御を行う制御装置よりも構成が単純化され、かつゲイン調整を行う部分が削減されている。   In view of this, there is a known control device that calculates the q-axis current magnitude as the current amount without performing the current control, and calculates the voltage characteristics using the q-axis current magnitude and the rotation speed (for example, Patent Documents). 1). This control device has a simpler configuration than that of a control device that performs current control, and a portion for performing gain adjustment is reduced.

〔従来技術の不具合〕
しかし、電流量としてq軸電流の大きさを用いると、回転位置の三角関数を用いた軸変換を行う必要があり、演算負荷の低減が不充分である。
特開2002−272194号公報
[Problems with conventional technology]
However, if the magnitude of the q-axis current is used as the current amount, it is necessary to perform axis conversion using a trigonometric function of the rotational position, and the calculation load is insufficiently reduced.
JP 2002-272194 A

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、回転位置の三角関数を用いた軸変換を行う必要がなく、演算負荷を大幅に低減することができるとともに電流制御と同等の精度および応答性が得られる制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and it is not necessary to perform axis conversion using a trigonometric function of the rotational position, so that the calculation load can be greatly reduced and the current control is equivalent. It is an object of the present invention to provide a control device capable of obtaining the accuracy and responsiveness.

〔請求項1の手段〕
請求項1に記載の制御装置は、電機子コイルに通電される相電流を検出し、相電流に応じた電流検出信号を出力する電流検出手段と、相電流を互いに直交する2つの静止軸上に変換することにより得られる電流ベクトルの大きさを、電流検出信号を用いて算出するとともに、電流ベクトルの大きさを相電流の大きさを示す電流量とする電流量演算手段と、電流ベクトルの大きさを用いて、電機子コイルへの印加電圧の特性を示す電圧特性を算出する電圧特性演算手段とを備える。
電流ベクトルの大きさは、相電流のみを変数とする関数である。そして、この手段によれば、相電流が電流検出手段により直接的に検出される。このため、電流量である電流ベクトルの大きさを求める際に、回転位置の三角関数を用いた軸変換を行う必要がない。この結果、制御装置の演算負荷を大幅に低減することができる。
[Means of Claim 1]
The control device according to claim 1 detects a phase current supplied to the armature coil and outputs a current detection signal corresponding to the phase current, and the phase currents on two stationary axes orthogonal to each other. A current amount obtained by converting the current vector to a current amount, a current amount calculating means for calculating the current vector magnitude using the current detection signal, and using the current vector magnitude as a current amount indicating the magnitude of the phase current; Voltage characteristic calculation means for calculating a voltage characteristic indicating the characteristic of the voltage applied to the armature coil by using the magnitude.
The magnitude of the current vector is a function with only the phase current as a variable. According to this means, the phase current is directly detected by the current detection means. For this reason, when obtaining the magnitude of the current vector, which is the amount of current, it is not necessary to perform axis conversion using a trigonometric function of the rotational position. As a result, the calculation load of the control device can be significantly reduced.

〔請求項2の手段〕
請求項2に記載の制御装置は、電機子コイルに通電される相電流を検出し、相電流に応じた電流検出信号を出力する電流検出手段と、複数相の相電流の中で絶対値が最大である最大相電流の大きさを、電流検出信号を用いて算出するとともに、最大相電流の大きさを相電流の大きさを示す電流量とする電流量演算手段と、最大相電流の大きさを用いて、電機子コイルへの印加電圧の特性を示す電圧特性を算出する電圧特性演算手段とを備える。
この手段によれば、相電流が電流検出手段により直接的に検出される。このため、電流量である最大相電流の大きさを求める際に、回転位置の三角関数を用いた軸変換を行う必要がない。この結果、制御装置の演算負荷を大幅に低減することができる。
[Means of claim 2]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a control device that detects a phase current energized in an armature coil, outputs a current detection signal corresponding to the phase current, and an absolute value among the phase currents of a plurality of phases. The maximum amount of the maximum phase current is calculated using the current detection signal, and the amount of maximum phase current is calculated by using the amount of the maximum phase current as the amount of current indicating the size of the phase current. And a voltage characteristic calculation means for calculating a voltage characteristic indicating the characteristic of the voltage applied to the armature coil.
According to this means, the phase current is directly detected by the current detection means. For this reason, when obtaining the magnitude of the maximum phase current, which is the amount of current, it is not necessary to perform axis conversion using a trigonometric function of the rotational position. As a result, the calculation load of the control device can be significantly reduced.

〔請求項3の手段〕
請求項3に記載の制御装置は、電機子コイルに通電される相電流を検出し、相電流に応じた電流検出信号を出力する電流検出手段と、所定周期における複数相の相電流の絶対値の最大値を、電流検出信号を用いて算出するとともに、所定周期の次の周期で、所定周期の最大値を相電流の大きさを示す電流量とする電流量演算手段と、所定周期における最大値を用いて、電機子コイルへの印加電圧の特性を示す電圧特性を算出する電圧特性演算手段とを備える。
この手段によれば、相電流が電流検出手段により直接的に検出される。このため、電流量として、所定周期における複数相の相電流の絶対値の最大値を求める際に、回転位置の三角関数を用いた軸変換を行う必要がない。この結果、制御装置の演算負荷を大幅に低減することができる。
[Means of claim 3]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a control device that detects a phase current energized in an armature coil, outputs a current detection signal corresponding to the phase current, and an absolute value of a plurality of phase currents in a predetermined cycle. And calculating a maximum value of the current using a current detection signal, and a current amount calculation means that uses a maximum value of the predetermined cycle as a current amount indicating the magnitude of the phase current in the next cycle of the predetermined cycle, and a maximum in the predetermined cycle Voltage characteristic calculation means for calculating a voltage characteristic indicating the characteristic of the voltage applied to the armature coil using the value.
According to this means, the phase current is directly detected by the current detection means. For this reason, when obtaining the maximum absolute value of the phase currents of a plurality of phases in a predetermined cycle as the current amount, it is not necessary to perform axis conversion using a trigonometric function of the rotational position. As a result, the calculation load of the control device can be significantly reduced.

〔請求項4の手段〕
請求項4に記載の制御装置は、電源から供給される電力を、電機子コイルに通電される相電流に変換するインバータと、インバータの母線に流れる母線電流を検出し、母線電流に応じた電流検出信号を出力する電流検出手段と、電流検出信号を用いて計測された母線電流の大きさを、相電流の大きさを示す電流量とする電流量演算手段と、母線電流の大きさを用いて、電機子コイルへの印加電圧の特性を示す電圧特性を算出する電圧特性演算手段とを備える。
この手段によれば、インバータの母線電流の大きさは、電流検出手段により直接的に検出される。このため、電流量である母線電流の大きさを求める際に、回転位置の三角関数を用いた軸変換を行う必要がない。この結果、制御装置の演算負荷を大幅に低減することができる。
[Means of claim 4]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an inverter that converts electric power supplied from a power source into a phase current that is passed through an armature coil, and detects a bus current that flows through the bus of the inverter, and a current corresponding to the bus current. Current detection means that outputs a detection signal, current amount calculation means that uses the magnitude of the bus current measured using the current detection signal as a current quantity indicating the magnitude of the phase current, and the magnitude of the bus current And a voltage characteristic calculation means for calculating a voltage characteristic indicating the characteristic of the voltage applied to the armature coil.
According to this means, the magnitude of the bus current of the inverter is directly detected by the current detection means. For this reason, it is not necessary to perform axis conversion using a trigonometric function of the rotational position when determining the magnitude of the bus current that is the amount of current. As a result, the calculation load of the control device can be significantly reduced.

〔請求項5の手段〕
請求項5に記載の制御装置の電圧特性演算手段は、電圧特性と電流量との相関を示す電圧特性情報を記憶する電圧特性情報記憶手段を有し、電流量と電圧特性情報とを用いて電圧特性を算出する。
[Means of claim 5]
The voltage characteristic calculation means of the control device according to claim 5 has voltage characteristic information storage means for storing voltage characteristic information indicating a correlation between the voltage characteristic and the current amount, and uses the current amount and the voltage characteristic information. Calculate the voltage characteristics.

〔請求項6の手段〕
請求項6に記載の制御装置の電圧特性は、印加電圧の振幅および印加電圧の位相である。
[Means of claim 6]
The voltage characteristic of the control device according to claim 6 is the amplitude of the applied voltage and the phase of the applied voltage.

〔請求項7の手段〕
請求項7に記載の制御装置の電圧特性は、複数相の電機子コイルに印加される印加電圧を互いに直交する2つの静止軸上に変換することにより得られるα軸電圧およびβ軸電圧である。
[Means of Claim 7]
The voltage characteristic of the control device according to claim 7 is an α-axis voltage and a β-axis voltage obtained by converting the applied voltage applied to the multi-phase armature coil onto two stationary axes orthogonal to each other. .

〔請求項8の手段〕
請求項8に記載の制御装置の電圧特性演算手段は、電流検出信号を用いて印加電圧と相電流との位相差を算出する位相差演算手段と、位相差と電流量との相関を示す位相差情報を記憶する位相差情報記憶手段とを有し、位相差演算手段により算出された位相差と、電流量および位相差情報を用いて算出した位相差との差が所定値になるように電圧特性を調節する。
電圧特性を調節すると位相差を操作することができる。また、モータ効率は位相差が所定値のときに最大値になる。よって、位相差演算手段により算出された位相差と、電流量と位相差情報とを用いて算出した位相差との差が所定値になるように電圧特性を調節することにより、高いモータ効率で同期モータを駆動制御することができる。
[Means of Claim 8]
The voltage characteristic calculation means of the control device according to claim 8 is a phase difference calculation means for calculating a phase difference between the applied voltage and the phase current using the current detection signal, and a level indicating a correlation between the phase difference and the current amount. A phase difference information storage means for storing phase difference information, so that a difference between the phase difference calculated by the phase difference calculation means and the phase difference calculated using the current amount and the phase difference information becomes a predetermined value. Adjust the voltage characteristics.
The phase difference can be manipulated by adjusting the voltage characteristics. Further, the motor efficiency becomes maximum when the phase difference is a predetermined value. Therefore, by adjusting the voltage characteristics so that the difference between the phase difference calculated by the phase difference calculation means and the phase difference calculated using the current amount and the phase difference information becomes a predetermined value, the motor efficiency can be increased. The synchronous motor can be driven and controlled.

〔請求項9の手段〕
請求項9に記載の制御装置の位相差演算手段は、所定の正弦関数を相電流の所定範囲に対応する期間で定積分し、この定積分で得られた積分値に応じて位相差を算出する。
相電流の所定範囲の境界値として相電流の大きさ等の影響を受けない値を選択すれば、相電流の検出に対するノイズ混入、ゲイン誤差等の影響に関わりなく、上記の積分値を正確に算出することができる。このため、相電流の検出に対するノイズ混入、ゲイン誤差等の影響を受けることなく、電流検出信号を用いて位相差を算出することができる。
[Means of Claim 9]
The phase difference calculation means of the control device according to claim 9 definitely integrates a predetermined sine function in a period corresponding to a predetermined range of the phase current, and calculates a phase difference according to an integral value obtained by the definite integration. To do.
If a value that is not affected by the magnitude of the phase current, etc., is selected as the boundary value of the predetermined range of the phase current, the above integrated value can be accurately obtained regardless of the influence of noise contamination, gain error, etc. on the detection of the phase current. Can be calculated. Therefore, the phase difference can be calculated using the current detection signal without being affected by noise mixing, gain error, or the like with respect to the detection of the phase current.

〔請求項10の手段〕
請求項10に記載の制御装置は、同期モータの温度または同期モータの周囲温度を検出し、同期モータの温度または同期モータの周囲温度に応じた温度検出信号を出力する温度検出手段を備え、電流量演算手段は、温度検出信号を用いて電流量を補正する。
界磁極により生成される磁束は、同期モータの温度に応じて変動する。このため、相電流の大きさは、回転速度や電圧特性等が同じであっても同期モータの温度に応じて変動する。そこで、同期モータの温度を用いて電流量を補正することにより、電流量に対する同期モータの温度の影響を低減することができる。
[Means of Claim 10]
The control device according to claim 10 includes temperature detection means for detecting a temperature of the synchronous motor or an ambient temperature of the synchronous motor, and outputting a temperature detection signal corresponding to the temperature of the synchronous motor or the ambient temperature of the synchronous motor, The amount calculation means corrects the amount of current using the temperature detection signal.
The magnetic flux generated by the field pole varies depending on the temperature of the synchronous motor. For this reason, the magnitude of the phase current varies according to the temperature of the synchronous motor even if the rotational speed, voltage characteristics, and the like are the same. Thus, by correcting the amount of current using the temperature of the synchronous motor, the influence of the temperature of the synchronous motor on the amount of current can be reduced.

最良の形態1は、ステータに設けられた複数相の電機子コイルへ通電させ、界磁極を有するロータを回転させる同期モータの制御装置において、電機子コイルに通電される相電流を検出し、相電流に応じた電流検出信号を出力する電流検出手段と、相電流を互いに直交する2つの静止軸上に変換することにより得られる電流ベクトルの大きさを、電流検出信号を用いて算出するとともに、電流ベクトルの大きさを相電流の大きさを示す電流量とする電流量演算手段と、電流ベクトルの大きさを用いて、電機子コイルへの印加電圧の特性を示す電圧特性を算出する電圧特性演算手段とを備える。   The best mode 1 is to detect a phase current to be supplied to an armature coil in a control device for a synchronous motor in which a plurality of phases of an armature coil provided in a stator is energized to rotate a rotor having a field pole. The current detection means for outputting a current detection signal according to the current, and the magnitude of the current vector obtained by converting the phase current onto two stationary axes orthogonal to each other are calculated using the current detection signal, A voltage characteristic for calculating a voltage characteristic indicating a characteristic of an applied voltage to the armature coil by using a current amount calculation means that uses a current vector magnitude as a current quantity indicating the magnitude of the phase current, and a current vector magnitude. And an arithmetic means.

電圧特性演算手段は、電圧特性と電流量との相関を示す電圧特性情報を記憶する電圧特性情報記憶手段を有し、電流量と電圧特性情報とを用いて電圧特性を算出する。また、電圧特性は、印加電圧の振幅および印加電圧の位相である。   The voltage characteristic calculation means has voltage characteristic information storage means for storing voltage characteristic information indicating a correlation between the voltage characteristic and the current amount, and calculates the voltage characteristic using the current amount and the voltage characteristic information. The voltage characteristics are the amplitude of the applied voltage and the phase of the applied voltage.

最良の形態2の電圧特性は、複数相の電機子コイルに印加される印加電圧を互いに直交する2つの静止軸上に変換することにより得られるα軸電圧およびβ軸電圧である。   The voltage characteristic of the best mode 2 is an α-axis voltage and a β-axis voltage obtained by converting applied voltages applied to the armature coils of a plurality of phases onto two stationary axes orthogonal to each other.

最良の形態3の電圧特性演算手段は、電流検出信号を用いて印加電圧と相電流との位相差を算出する位相差演算手段と、位相差と電流量との相関を示す位相差情報を記憶する位相差情報記憶手段とを有し、位相差演算手段により算出された位相差と、電流量および位相差情報を用いて算出した位相差との差が所定値になるように電圧特性を調節する。   The voltage characteristic calculation means of the best mode 3 stores phase difference calculation means for calculating the phase difference between the applied voltage and the phase current using the current detection signal, and phase difference information indicating the correlation between the phase difference and the current amount. Voltage difference is adjusted so that the difference between the phase difference calculated by the phase difference calculation means and the phase difference calculated by using the current amount and phase difference information becomes a predetermined value. To do.

最良の形態4の位相差演算手段は、所定の正弦関数を相電流の所定範囲に対応する期間で定積分し、この定積分で得られた積分値に応じて位相差を算出する。   The phase difference calculation means of the best mode 4 performs a constant integration of a predetermined sine function in a period corresponding to a predetermined range of the phase current, and calculates a phase difference according to an integration value obtained by this constant integration.

最良の形態5は、ステータに設けられた複数相の電機子コイルへ通電させ、界磁極を有するロータを回転させる同期モータの制御装置において、電機子コイルに通電される相電流を検出し、相電流に応じた電流検出信号を出力する電流検出手段と、複数相の相電流の中で絶対値が最大である最大相電流の大きさを、電流検出信号を用いて算出するとともに、最大相電流の大きさを相電流の大きさを示す電流量とする電流量演算手段と、最大相電流の大きさを用いて、電機子コイルへの印加電圧の特性を示す電圧特性を算出する電圧特性演算手段とを備える。   The best mode 5 is a synchronous motor control device for energizing a plurality of armature coils provided in a stator and rotating a rotor having field poles, detecting a phase current energized in the armature coils, The current detection means that outputs a current detection signal according to the current and the magnitude of the maximum phase current having the maximum absolute value among the multiple phase currents are calculated using the current detection signal, and the maximum phase current Voltage characteristic calculation that calculates the voltage characteristic that indicates the characteristic of the voltage applied to the armature coil by using the current amount calculation means that sets the magnitude of the current as the current quantity that indicates the magnitude of the phase current, and the magnitude of the maximum phase current Means.

最良の形態6は、ステータに設けられた複数相の電機子コイルへ通電させ、界磁極を有するロータを回転させる同期モータの制御装置において、電機子コイルに通電される相電流を検出し、相電流に応じた電流検出信号を出力する電流検出手段と、所定周期における複数相の相電流の絶対値の最大値を、電流検出信号を用いて算出するとともに、所定周期の次の周期で、所定周期における最大値を、相電流の大きさを示す電流量とする電流量演算手段と、所定周期における最大値を用いて、電機子コイルへの印加電圧の特性を示す電圧特性を算出する電圧特性演算手段とを備える。   The best mode 6 is a synchronous motor control device for energizing a plurality of armature coils provided in a stator and rotating a rotor having field poles, detecting a phase current energized in the armature coil, The current detection means for outputting a current detection signal corresponding to the current, and the maximum value of the absolute values of the phase currents of the plurality of phases in a predetermined cycle are calculated using the current detection signal, and predetermined in the next cycle of the predetermined cycle A voltage characteristic for calculating a voltage characteristic indicating a characteristic of an applied voltage to the armature coil by using a current amount calculation means that sets the maximum value in the cycle as a current amount indicating the magnitude of the phase current, and a maximum value in the predetermined cycle. And an arithmetic means.

最良の形態7は、ステータに設けられた複数相の電機子コイルへ通電させ、界磁極を有するロータを回転させる同期モータの制御装置において、電源から供給される電力を、複数相の電機子コイルに通電される相電流に変換するインバータと、インバータの母線に流れる母線電流を検出し、母線電流に応じた電流検出信号を出力する電流検出手段と、電流検出信号を用いて計測された母線電流の大きさを、相電流の大きさを示す電流量とする電流量演算手段と、母線電流の大きさを用いて、電機子コイルへの印加電圧の特性を示す電圧特性を算出する電圧特性演算手段とを備える。   The best mode 7 is a control apparatus for a synchronous motor in which a plurality of armature coils provided in a stator are energized to rotate a rotor having field poles. An inverter that converts the phase current that is energized into the inverter, a current detection means that detects a bus current flowing through the bus of the inverter and outputs a current detection signal corresponding to the bus current, and a bus current measured using the current detection signal Voltage characteristic calculation that calculates the voltage characteristic indicating the characteristic of the voltage applied to the armature coil by using the current amount calculation means that sets the magnitude of the current as the current quantity indicating the magnitude of the phase current and the magnitude of the bus current Means.

最良の形態8の制御装置は、同期モータの温度または同期モータの周囲温度を検出し、同期モータの温度または同期モータの周囲温度に応じた温度検出信号を出力する温度検出手段を備え、電流量演算手段は、温度検出信号を用いて電流量を補正する。   The control device according to the best mode 8 includes temperature detection means for detecting the temperature of the synchronous motor or the ambient temperature of the synchronous motor, and outputting a temperature detection signal corresponding to the temperature of the synchronous motor or the ambient temperature of the synchronous motor. The computing means corrects the amount of current using the temperature detection signal.

〔実施例1の構成〕
実施例1の制御装置1の構成を図1ないし図3を用いて説明する。
制御装置1は、同期モータ2を駆動制御する装置である。同期モータ2は、ステータ(図示せず)に設けられたU相、V相、W相の3相の電機子コイル(図示せず)へ交流電流を通電させ、永久磁石等の界磁極(図示せず)を有するロータ(図示せず)を回転させトルクを得るものである。
[Configuration of Example 1]
A configuration of the control device 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
The control device 1 is a device that drives and controls the synchronous motor 2. The synchronous motor 2 energizes an alternating current to a three-phase armature coil (not shown) of a U phase, a V phase, and a W phase provided in a stator (not shown), and field poles such as a permanent magnet (see FIG. A torque (not shown) is obtained by rotating a rotor (not shown).

制御装置1は、図1に示すように、電機子コイルに通電される交流電流(以下、相電流と呼ぶ)を検出する周知の電流センサ3と、電源から供給される電力を相電流に変換するインバータ4と(図11参照)、インバータ4を作動させるための指令信号を出力する電子制御装置(ECU)5とから構成されている。   As shown in FIG. 1, the control device 1 includes a known current sensor 3 that detects an alternating current (hereinafter referred to as a phase current) that is passed through the armature coil, and converts electric power supplied from a power source into a phase current. And an electronic control unit (ECU) 5 that outputs a command signal for operating the inverter 4.

電流センサ3は、U相およびW相の相電流を検出し、相電流に応じた電流検出信号Iu、Iwを出力する電流検出手段である。   The current sensor 3 is a current detection unit that detects phase currents of the U phase and the W phase and outputs current detection signals Iu and Iw corresponding to the phase currents.

インバータ4は、少なくとも6個のスイッチング素子を有する。各々のスイッチング素子は、ECU5から出力される指令信号に応じて作動状況を変える。これにより、位相が互いに異なる3相の相電流が、電機子コイルへ通電される。   The inverter 4 has at least six switching elements. Each switching element changes an operation state according to a command signal output from the ECU 5. As a result, three-phase currents having different phases are supplied to the armature coil.

ECU5は、CPU、記憶装置、出力装置および入力装置を有する周知構造のマイクロコンピュータである。そして、ECU5は、電流センサ3から出力される電流検出信号Iu、Iwなどを用いて、電機子コイルに印加される電圧の特性を示す電圧特性を算出するとともに、この電圧特性に基づいて、インバータ4へ出力される指令信号を合成する。   The ECU 5 is a microcomputer having a well-known structure having a CPU, a storage device, an output device, and an input device. The ECU 5 calculates voltage characteristics indicating the characteristics of the voltage applied to the armature coil using the current detection signals Iu and Iw output from the current sensor 3, and based on the voltage characteristics, the inverter 5 The command signal output to 4 is synthesized.

また、ECU5は、電流検出信号Iu、Iwを用いて、相電流の大きさを示す電流量を算出する電流量演算手段としての電流量演算器7、電流量を用いて、電機子コイルへの印加電圧の特性を示す電圧特性を算出する電圧特性演算手段としての電圧特性演算器8、電圧特性に基づいてインバータ4へ出力されるパルス状の指令信号を合成するパルス合成器9、上位機器(図示せず)からの要求に応じて、ロータの回転速度ωを算出する速度演算器10の機能を備える。   Further, the ECU 5 uses the current detection signals Iu and Iw to calculate a current amount indicating the magnitude of the phase current, a current amount calculator 7 as a current amount calculator, and the current amount to the armature coil. A voltage characteristic calculator 8 as voltage characteristic calculation means for calculating a voltage characteristic indicating the characteristics of the applied voltage, a pulse synthesizer 9 for synthesizing a pulsed command signal output to the inverter 4 based on the voltage characteristic, In response to a request from (not shown), a function of the speed calculator 10 for calculating the rotational speed ω of the rotor is provided.

電流量演算器7は、図2に示すように、U相、V相、W相の3相の相電流を、互いに直交する2つの静止軸上に変換することにより得られる電流ベクトルの大きさIαβを電流量として算出する。すなわち、互いに直交する2つの静止軸をα軸およびβ軸とし、α軸電流の大きさをIα、β軸電流の大きさをIβとすると、電流ベクトルの大きさIαβは数式1により算出される。

Figure 2006033976
As shown in FIG. 2, the current amount calculator 7 is a magnitude of a current vector obtained by converting three phase currents of U phase, V phase, and W phase onto two stationary axes orthogonal to each other. Iαβ is calculated as the amount of current. That is, assuming that two stationary axes orthogonal to each other are the α axis and the β axis, the magnitude of the α axis current is Iα, and the magnitude of the β axis current is Iβ, the magnitude of the current vector Iαβ is calculated by Equation 1. .
Figure 2006033976

電圧特性演算器8は、電流検出信号Iu、Iwを用いて回転位置θを算出する位置推定器12、電圧特性と電流量との相関を示す電圧特性情報を記憶する電圧特性情報記憶手段としての電圧特性情報格納器13、電圧特性情報、電流量、回転位置θおよび回転速度ωを用いて電機子コイルに印加される電圧の振幅(以下、電圧振幅と呼ぶ)VAを算出する電圧振幅演算器14、電圧特性情報、電流量、回転位置θおよび回転速度ωを用いて電機子コイルに印加される電圧の位相(以下、電圧位相と呼ぶ)Vθを算出する電圧位相演算器15の機能を備える。このように、実施例1の電圧特性は、電圧振幅VAおよび電圧位相Vθである。   The voltage characteristic calculator 8 is a position estimator 12 that calculates the rotational position θ using the current detection signals Iu and Iw, and voltage characteristic information storage means that stores voltage characteristic information indicating a correlation between the voltage characteristic and the current amount. Voltage characteristic information storage 13, voltage amplitude calculator for calculating amplitude (hereinafter referred to as voltage amplitude) VA of voltage applied to the armature coil using voltage characteristic information, current amount, rotational position θ and rotational speed ω 14. The function of the voltage phase calculator 15 for calculating the phase (hereinafter referred to as voltage phase) Vθ of the voltage applied to the armature coil using the voltage characteristic information, the current amount, the rotational position θ and the rotational speed ω. . As described above, the voltage characteristics of the first embodiment are the voltage amplitude VA and the voltage phase Vθ.

電圧特性情報格納器13は、電圧特性情報として、電圧振幅VAと回転速度ωおよび電流ベクトルの大きさIαβとの相関を示す電圧振幅マップ(図3(a)参照)、電圧位相Vθと回転速度ωおよび電流ベクトルの大きさIαβとの相関を示す電圧位相マップ(図3(b)参照)を記憶している。なお、電圧振幅マップおよび電圧位相マップに示される相関は、相電流の位相(以下、電流位相と呼ぶ)が所定値であるときの相関である。   The voltage characteristic information storage 13 includes, as voltage characteristic information, a voltage amplitude map (see FIG. 3A) showing a correlation between the voltage amplitude VA, the rotational speed ω, and the current vector magnitude Iαβ, the voltage phase Vθ and the rotational speed. A voltage phase map (see FIG. 3B) showing a correlation between ω and the current vector magnitude Iαβ is stored. The correlation shown in the voltage amplitude map and the voltage phase map is a correlation when the phase of the phase current (hereinafter referred to as current phase) is a predetermined value.

電圧振幅演算器14は、電圧振幅マップに電流ベクトルの大きさIαβおよび回転速度ωを当てはめることにより、電流位相が所定値であるときの電圧振幅VAを算出する。そして、電圧振幅演算器14は、電流位相が所定値であるときの電圧振幅VAを回転位置θで補正する。これにより、実際の電流位相に応じた電圧振幅VAが算出され、この電圧振幅VAが、電圧振幅演算器14からの出力値とされる。   The voltage amplitude calculator 14 calculates the voltage amplitude VA when the current phase is a predetermined value by applying the magnitude Iαβ and the rotation speed ω of the current vector to the voltage amplitude map. Then, the voltage amplitude calculator 14 corrects the voltage amplitude VA when the current phase is a predetermined value by the rotational position θ. As a result, the voltage amplitude VA corresponding to the actual current phase is calculated, and this voltage amplitude VA is used as the output value from the voltage amplitude calculator 14.

電圧位相演算器15は、電圧位相マップに電流ベクトルの大きさIαβおよび回転速度ωを当てはめることにより、電流位相が所定値であるときの電圧位相Vθを算出する。そして、電圧位相演算器15は、電流位相が所定値であるときの電圧位相Vθを回転位置θで補正する。これにより、実際の電流位相に応じた電圧位相Vθが算出され、この電圧位相Vθが、電圧位相演算器15からの出力値とされる。   The voltage phase calculator 15 calculates the voltage phase Vθ when the current phase is a predetermined value by applying the magnitude Iαβ and the rotation speed ω of the current vector to the voltage phase map. Then, the voltage phase calculator 15 corrects the voltage phase Vθ when the current phase is a predetermined value with the rotational position θ. Thus, the voltage phase Vθ corresponding to the actual current phase is calculated, and this voltage phase Vθ is used as the output value from the voltage phase calculator 15.

〔実施例1の作用〕
実施例1の制御装置1の作用を、図1を用いて説明する。
まず、電流センサ3で、U相、W相の相電流が検出され、電流検出信号Iu、Iwが出力される。電流検出信号Iu、Iwは、ECU5に入力され、電流量演算器7での電流ベクトルの大きさIαβの算出、および位置推定器12での回転位置θの算出に用いられる。また、速度演算器10では、上位機器から要求に応じて回転速度ωが算出される。
[Operation of Example 1]
The operation of the control device 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
First, the current sensor 3 detects U-phase and W-phase phase currents and outputs current detection signals Iu and Iw. The current detection signals Iu and Iw are input to the ECU 5 and used to calculate the current vector magnitude Iαβ in the current amount calculator 7 and the rotational position θ in the position estimator 12. Further, the speed calculator 10 calculates the rotational speed ω in response to a request from the host device.

電流ベクトルの大きさIαβは、回転位置θおよび回転速度ωとともに、電圧振幅演算器14での電圧振幅VAおよび電圧位相演算器15での電圧位相Vθの算出に用いられる。すなわち、電圧振幅演算器14では、電圧振幅マップに電流ベクトルの大きさIαβおよび回転速度ωが当てはめられて電圧振幅VAが算出されるとともに、この電圧振幅VAが回転位置θで補正される。また、電圧位相演算器15では、電圧位相マップに電流ベクトルの大きさIαβおよび回転速度ωが当てはめられて電圧位相Vθが算出されるとともに、この電圧位相Vθが回転位置θで補正される。   The magnitude Iαβ of the current vector is used for calculating the voltage amplitude VA in the voltage amplitude calculator 14 and the voltage phase Vθ in the voltage phase calculator 15 together with the rotational position θ and the rotational speed ω. That is, the voltage amplitude calculator 14 calculates the voltage amplitude VA by applying the magnitude Iαβ and the rotational speed ω of the current vector to the voltage amplitude map, and corrects the voltage amplitude VA at the rotational position θ. In addition, the voltage phase calculator 15 applies the magnitude Iαβ and the rotational speed ω of the current vector to the voltage phase map to calculate the voltage phase Vθ, and the voltage phase Vθ is corrected at the rotational position θ.

そして、補正された電圧振幅VAおよび補正された電圧位相Vθに応じて、パルス合成器9で指令信号が合成されインバータ4に出力される。そして、この指令信号に応じて、インバータ4の各トランジスタが作動状況を変える。これにより、各相電流が調節され、同期モータ2は上位機器からの要求に応じて最適に駆動制御される。   Then, a command signal is synthesized by the pulse synthesizer 9 according to the corrected voltage amplitude VA and the corrected voltage phase Vθ, and is output to the inverter 4. And according to this command signal, each transistor of the inverter 4 changes an operating condition. As a result, each phase current is adjusted, and the synchronous motor 2 is optimally driven and controlled in accordance with a request from the host device.

〔実施例1の効果〕
実施例1の制御装置1によれば、電流センサ3が、U相、W相の相電流を検出し、これらの相電流に応じた電流検出信号Iu、Iwを出力する。そして、ECU5が、電流検出信号Iu、Iwを用いて電流量としての電流ベクトルの大きさIαβを算出するとともに、電流ベクトルの大きさIαβを用いて電圧特性としての電圧振幅VAおよび電圧位相Vθを算出する。
電流ベクトルの大きさIαβは、相電流のみを変数とする関数である。そして、制御装置1によれば、U相、W相の相電流が電流センサ3により直接的に検出される。このため、電流量である電流ベクトルの大きさIαβを求める際に、回転位置θの三角関数を用いた軸変換を行う必要がない。この結果、制御装置1の演算負荷を大幅に低減することができる。
[Effect of Example 1]
According to the control device 1 of the first embodiment, the current sensor 3 detects U-phase and W-phase phase currents and outputs current detection signals Iu and Iw corresponding to these phase currents. Then, the ECU 5 calculates the current vector magnitude Iαβ as the amount of current using the current detection signals Iu and Iw, and calculates the voltage amplitude VA and the voltage phase Vθ as voltage characteristics using the current vector magnitude Iαβ. calculate.
The magnitude Iαβ of the current vector is a function having only the phase current as a variable. According to the control device 1, U-phase and W-phase phase currents are directly detected by the current sensor 3. For this reason, when obtaining the magnitude Iαβ of the current vector that is the amount of current, it is not necessary to perform axis conversion using a trigonometric function of the rotational position θ. As a result, the calculation load of the control device 1 can be greatly reduced.

〔実施例2の構成〕
実施例2の制御装置1の構成を、図4を用いて説明する。なお、実施例1と共通する部分は、同一の符号を用いるとともに説明を省略する。
実施例2の電圧特性は、U相、V相、W相の電機子コイルに印加される印加電圧を互いに直交する2つの静止軸上に変換することにより得られるα軸電圧Vαおよびβ軸電圧Vβである。
[Configuration of Example 2]
The configuration of the control device 1 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is used for the part which is common in Example 1, and description is abbreviate | omitted.
The voltage characteristics of Example 2 are α-axis voltage Vα and β-axis voltage obtained by converting applied voltages applied to U-phase, V-phase, and W-phase armature coils onto two stationary axes that are orthogonal to each other. Vβ.

すなわち、電圧特性演算器8は、電圧振幅演算器14および電圧位相演算器15にかわり、α軸電圧演算器17およびβ軸電圧演算器18としての機能を備え、電圧特性情報格納器13は、電圧特性情報として、α軸電圧Vαと回転速度ωおよび電流ベクトルの大きさIαβとの相関を示すα軸電圧マップ(図示せず)、β軸電圧Vβと回転速度ωおよび電流ベクトルの大きさIαβとの相関を示すβ軸電圧マップ(図示せず)を記憶している。   That is, the voltage characteristic calculator 8 has functions as an α-axis voltage calculator 17 and a β-axis voltage calculator 18 instead of the voltage amplitude calculator 14 and the voltage phase calculator 15, and the voltage characteristic information storage 13 includes: As voltage characteristic information, an α-axis voltage map (not shown) showing a correlation between the α-axis voltage Vα and the rotational speed ω and the current vector magnitude Iαβ, the β-axis voltage Vβ, the rotational speed ω and the magnitude of the current vector Iαβ A β-axis voltage map (not shown) indicating the correlation with is stored.

〔実施例2の作用〕
実施例2の制御装置1の作用を、図4を用いて説明する。
実施例2の制御装置1では、α軸電圧演算器17でα軸電圧マップに電流ベクトルの大きさIαβおよび回転速度ωが当てはめられてα軸電圧Vαが算出されるとともに、このα軸電圧Vαが回転位置θで補正される。また、β軸電圧演算器18では、β軸電圧マップに電流ベクトルの大きさIαβおよび回転速度ωが当てはめられてβ軸電圧Vβが算出されるとともに、このβ軸電圧Vβが回転位置θで補正される。そして、補正されたα軸電圧Vαおよび補正されたβ軸電圧Vβに応じて、パルス合成器9で指令信号が合成されインバータ4に出力される。
[Operation of Example 2]
The operation of the control device 1 according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
In the control device 1 of the second embodiment, the α-axis voltage calculator 17 applies the current vector magnitude Iαβ and the rotational speed ω to the α-axis voltage map to calculate the α-axis voltage Vα, and the α-axis voltage Vα. Is corrected at the rotational position θ. The β-axis voltage calculator 18 calculates the β-axis voltage Vβ by applying the current vector magnitude Iαβ and the rotational speed ω to the β-axis voltage map, and corrects the β-axis voltage Vβ with the rotational position θ. Is done. Then, a command signal is synthesized by the pulse synthesizer 9 according to the corrected α-axis voltage Vα and the corrected β-axis voltage Vβ, and is output to the inverter 4.

〔実施例3の構成〕
実施例3の制御装置1の構成を、図5を用いて説明する。なお、実施例1と共通する部分は、同一の符号を用いるとともに説明を省略する。
[Configuration of Example 3]
The configuration of the control device 1 according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is used for the part which is common in Example 1, and description is abbreviate | omitted.

実施例3の位置推定器12は、電圧位相Vθと電流位相との位相差を算出する位相差演算器20、位相差と電流量との相関を示す位相差情報を記憶する位相差情報格納器21、電流量と位相差情報とを用いて目標位相差を算出する目標位相差演算器22の機能を有する。そして、位置推定器12は、位相差演算器20により算出された位相差と、目標位相差演算器22により算出された位相差との差εを算出する。   The position estimator 12 according to the third embodiment includes a phase difference calculator 20 that calculates a phase difference between the voltage phase Vθ and the current phase, and a phase difference information storage that stores phase difference information indicating a correlation between the phase difference and the current amount. 21. The target phase difference calculator 22 has a function of calculating a target phase difference using the current amount and the phase difference information. Then, the position estimator 12 calculates a difference ε between the phase difference calculated by the phase difference calculator 20 and the phase difference calculated by the target phase difference calculator 22.

位相差演算器20は、電流検出信号Iu、Iwを用いて電圧位相Vθと電流位相との位相差を算出する位相差演算手段である。すなわち、位相差演算器20は、電流検出信号Iu、Iwを用いて位相差を算出する。   The phase difference calculator 20 is a phase difference calculator that calculates the phase difference between the voltage phase Vθ and the current phase using the current detection signals Iu and Iw. That is, the phase difference calculator 20 calculates the phase difference using the current detection signals Iu and Iw.

位相差情報格納器21は、位相差情報を記憶する位相差情報記憶手段である。位相差情報は、図6に示すように位相差と電流量としての電流ベクトルの大きさIαβおよび回転速度ωとの相関を示す位相差マップである。   The phase difference information storage 21 is phase difference information storage means for storing phase difference information. The phase difference information is a phase difference map indicating the correlation between the phase difference and the magnitude Iαβ of the current vector as the amount of current and the rotational speed ω, as shown in FIG.

目標位相差演算器22は、位相差マップに電流ベクトルの大きさIαβおよび回転速度ωを当てはめることにより目標位相差を算出する。   The target phase difference calculator 22 calculates the target phase difference by fitting the magnitude Iαβ and the rotation speed ω of the current vector to the phase difference map.

電圧振幅演算器14は、電圧特性情報、電流ベクトルの大きさIαβおよび回転速度ωを用いて電圧振幅VAを算出し、さらに差εが所定値になるように電圧振幅VAを調節する。電圧位相演算器15は、電圧特性情報、電流ベクトルの大きさIαβおよび回転速度ωを用いて電圧位相Vθを算出し、さらに差εが所定値になるように電圧位相Vθを調節する。そして、調節された電圧振幅VAおよび調節された電圧位相Vθに基づいて指令信号が合成され出力される。   The voltage amplitude calculator 14 calculates the voltage amplitude VA using the voltage characteristic information, the current vector magnitude Iαβ and the rotation speed ω, and further adjusts the voltage amplitude VA so that the difference ε becomes a predetermined value. The voltage phase calculator 15 calculates the voltage phase Vθ using the voltage characteristic information, the current vector magnitude Iαβ and the rotation speed ω, and further adjusts the voltage phase Vθ so that the difference ε becomes a predetermined value. Then, a command signal is synthesized and output based on the adjusted voltage amplitude VA and the adjusted voltage phase Vθ.

〔実施例3の作用〕
実施例3の制御装置1の作用を、図5を用いて説明する。
実施例3の位置推定器12では、位相差演算器20で、電流検出信号Iu、Iwを用いて位相差が算出される。また、目標位相差演算器22で、電流ベクトルの大きさIαβおよび回転速度ωを位相差マップに当てはめることにより目標位相差が算出される。そして、位相差演算器20により算出された位相差と、目標位相差演算器22により算出された位相差とを用いて、差εが算出される。
[Operation of Example 3]
The operation of the control device 1 according to the third embodiment will be described with reference to FIG.
In the position estimator 12 of the third embodiment, the phase difference calculator 20 calculates the phase difference using the current detection signals Iu and Iw. Further, the target phase difference calculator 22 calculates the target phase difference by applying the magnitude Iαβ and the rotational speed ω of the current vector to the phase difference map. The difference ε is calculated using the phase difference calculated by the phase difference calculator 20 and the phase difference calculated by the target phase difference calculator 22.

そして、電圧振幅演算器14で、電圧特性情報、電流ベクトルの大きさIαβおよび回転速度ωを用いて電圧振幅VAが算出され、さらに差εが所定値になるように電圧振幅VAが調節される。また、電圧位相演算器15で、電圧特性情報、電流ベクトルの大きさIαβおよび回転速度ωを用いて電圧位相Vθが算出され、さらに差εが所定値になるように電圧位相Vθが調節される。   Then, the voltage amplitude calculator 14 calculates the voltage amplitude VA using the voltage characteristic information, the current vector magnitude Iαβ and the rotation speed ω, and further adjusts the voltage amplitude VA so that the difference ε becomes a predetermined value. . The voltage phase calculator 15 calculates the voltage phase Vθ using the voltage characteristic information, the current vector magnitude Iαβ, and the rotation speed ω, and further adjusts the voltage phase Vθ so that the difference ε becomes a predetermined value. .

〔実施例3の効果〕
実施例3の制御装置1は、位置推定器12で位相差と目標位相差との差εを算出し、差εが所定値になるように電圧振幅VAおよび電圧位相Vθを調節する。
位相差と電圧振幅VAとは、図7(a)に示すような相関を有し、位相差と電圧位相Vθとは、図7(b)に示すような相関を有する。また、モータ効率は、図7(c)に示すように、位相差が値cのときに最大値になる。よって、差εが所定値になるように電圧振幅VAおよび電圧位相Vθを調節すれば、高いモータ効率で同期モータ2を駆動制御することができる。
[Effect of Example 3]
In the control device 1 of the third embodiment, the position estimator 12 calculates the difference ε between the phase difference and the target phase difference, and adjusts the voltage amplitude VA and the voltage phase Vθ so that the difference ε becomes a predetermined value.
The phase difference and the voltage amplitude VA have a correlation as shown in FIG. 7A, and the phase difference and the voltage phase Vθ have a correlation as shown in FIG. 7B. Further, as shown in FIG. 7C, the motor efficiency becomes a maximum value when the phase difference is a value c. Therefore, by adjusting the voltage amplitude VA and the voltage phase Vθ so that the difference ε becomes a predetermined value, the synchronous motor 2 can be driven and controlled with high motor efficiency.

〔実施例4の構成〕
実施例4の制御装置1の構成を、図5および図8を用いて説明する。なお、実施例3と共通する部分は、同一の符号を用いるとともに説明を省略する。
[Configuration of Example 4]
A configuration of the control device 1 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 8. In addition, the part which is common in Example 3 uses the same code | symbol, and abbreviate | omits description.

実施例4の制御装置1の位相差演算器20は、図8に示すように、例えば、印加電圧をその振幅値や波高値で規格化した正弦関数(以下、基本関数と呼ぶ)を相電流の所定範囲に対応する期間で定積分し、この定積分で得られた積分値に応じて位相差を算出する。ここで、相電流の所定範囲とは、例えば、相電流が負の値から正の値に反転するゼロクロス時taから、相電流が正の値から負の値に反転するゼロクロス時tbまでの期間である。   As shown in FIG. 8, the phase difference calculator 20 of the control device 1 according to the fourth embodiment uses, for example, a sine function (hereinafter referred to as a basic function) obtained by normalizing an applied voltage with its amplitude value or peak value as a phase current. The phase difference is calculated according to the integral value obtained by this definite integration. Here, the predetermined range of the phase current is, for example, a period from the zero crossing time ta when the phase current is inverted from a negative value to a positive value to the zero crossing time tb when the phase current is inverted from a positive value to a negative value. It is.

これによれば、図8(a)に示すように、基本関数が正の値になる範囲と相電流が正の値になる範囲とが一致するとき、基本関数の積分値(基本関数積分値)は最大値Sになる。そして、基本関数積分値が最大値Sになるときの位相差を0°とすると、位相差が90°のときに基本関数積分値は0となる(図8(c)参照)。また、位相差が0°から90°の間にあるとき、基本関数積分値は最大値Sよりも小さい正の値となる(図8(b)参照)。   According to this, as shown in FIG. 8A, when the range in which the basic function is a positive value and the range in which the phase current is a positive value match, the integral value of the basic function (basic function integral value) ) Is the maximum value S. If the phase difference when the basic function integration value reaches the maximum value S is 0 °, the basic function integration value is 0 when the phase difference is 90 ° (see FIG. 8C). When the phase difference is between 0 ° and 90 °, the basic function integral value is a positive value smaller than the maximum value S (see FIG. 8B).

〔実施例4の作用〕
実施例4の制御装置1の作用を、図5および図8に基づいて説明する。
実施例4の位相差演算器20は、例えば、電流検出信号Iuを用いて、時間tがU相の相電流のゼロクロス時taおよびゼロクロス時tbを経過したか否かを判定する。そして、ゼロクロス時taを経過したら基本関数積分値の算出を開始し、ゼロクロス時tbを経過したら基本関数積分値の算出を終了する。そして、位置推定器12は、算出された基本関数積分値に応じた位相差を用いて、差εを算出する。
[Operation of Example 4]
The operation of the control device 1 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 8.
The phase difference calculator 20 according to the fourth embodiment determines, for example, whether the time t has passed the zero-crossing time ta and the zero-crossing time tb of the U-phase current using the current detection signal Iu. Then, the calculation of the basic function integral value is started when the zero crossing time ta elapses, and the calculation of the basic function integral value is terminated when the zero crossing time tb elapses. Then, the position estimator 12 calculates the difference ε using the phase difference corresponding to the calculated basic function integral value.

〔実施例4の効果〕
実施例4の制御装置1の位相差演算器20は、基本関数をゼロクロス時taからゼロクロス時tbで定積分し、この定積分で得られた基本関数積分値に応じて位相差を算出する。
ゼロクロス時ta、tbにおける相電流の大きさは0である。これにより、ゼロクロス時ta、tbでの相電流の検出は、ノイズ混入、ゲイン誤差等の影響を受けない。このため、基本関数積分値は、相電流の検出に対するノイズ混入、ゲイン誤差等の影響を受けることなく正確に算出される。この結果、電流検出信号を用いて位相差を正確に算出することができる。
[Effect of Example 4]
The phase difference calculator 20 of the control device 1 according to the fourth embodiment performs constant integration of the basic function from the zero crossing time ta to the zero crossing time tb, and calculates a phase difference according to the basic function integration value obtained by the definite integration.
The magnitude of the phase current at zero and ta at zero crossing is zero. As a result, the detection of the phase current at the time of zero crossing ta and tb is not affected by noise mixing, gain error, or the like. For this reason, the basic function integral value is accurately calculated without being affected by noise mixing, gain error, and the like with respect to the detection of the phase current. As a result, the phase difference can be accurately calculated using the current detection signal.

実施例5の制御装置1では、図1に示す電流量演算器7が、U相、V相、W相の相電流の中で絶対値が最大である最大相電流の大きさ(以下、単に最大相電流と呼ぶ)Imaxを、電流検出信号Iu、Iwを用いて算出する。そして、電流ベクトルの大きさIαβのかわりに、最大相電流Imaxを電流量とする。すなわち、図9に示すように、同一時間においてU相、V相、W相の相電流の中で絶対値が最大である相電流の大きさを最大相電流Imaxとする。そして、電圧振幅演算器14は最大相電流Imaxを用いて電圧振幅VAを算出し、電圧位相演算器15は最大相電流Imaxを用いて電圧位相Vθを算出する。   In the control device 1 of the fifth embodiment, the current amount calculator 7 shown in FIG. 1 has a maximum phase current magnitude (hereinafter simply referred to as the absolute value) among the U-phase, V-phase, and W-phase phase currents. Imax) (referred to as the maximum phase current) is calculated using the current detection signals Iu and Iw. Then, instead of the magnitude Iαβ of the current vector, the maximum phase current Imax is set as the current amount. That is, as shown in FIG. 9, the magnitude of the phase current having the maximum absolute value among the U-phase, V-phase, and W-phase phase currents at the same time is defined as the maximum phase current Imax. The voltage amplitude calculator 14 calculates the voltage amplitude VA using the maximum phase current Imax, and the voltage phase calculator 15 calculates the voltage phase Vθ using the maximum phase current Imax.

実施例5の制御装置1によれば、最大相電流Imaxは、相電流のみを変数として算出することができる。このため、最大相電流Imaxを電流量として求める際に、回転位置θの三角関数を用いた軸変換を行う必要がない。この結果、制御装置1の演算負荷を大幅に低減することができる。   According to the control device 1 of the fifth embodiment, the maximum phase current Imax can be calculated using only the phase current as a variable. For this reason, when obtaining the maximum phase current Imax as a current amount, it is not necessary to perform axis conversion using a trigonometric function of the rotational position θ. As a result, the calculation load of the control device 1 can be greatly reduced.

実施例6の制御装置1では、図1に示す電流量演算器7が、電気角60°周期におけるU相、V相、W相の相電流の絶対値の最大値ipeakを、電流検出信号Iu、Iwを用いて算出する。そして、電流ベクトルの大きさIαβのかわりに、最大値ipeakを電流量とする。具体的には、図10に示すように、所定の60°周期における最大値ipeakを、次の60°周期での電流量とする。すなわち、電圧振幅演算器14は現在の60°周期の前の60°周期における最大値ipeakを用いて電圧振幅VAを算出し、電圧位相演算器15は現在の60°周期の前の60°周期における最大値ipeakを用いて電圧位相Vθを算出する。   In the control device 1 of the sixth embodiment, the current amount calculator 7 shown in FIG. 1 determines the maximum value ipeak of the absolute values of the U-phase, V-phase, and W-phase phase currents in the period of 60 electrical angles as the current detection signal Iu. , Iw is used for calculation. Then, instead of the magnitude Iαβ of the current vector, the maximum value ipeak is used as the amount of current. Specifically, as shown in FIG. 10, the maximum value peak in a predetermined 60 ° cycle is set as a current amount in the next 60 ° cycle. That is, the voltage amplitude calculator 14 calculates the voltage amplitude VA using the maximum value peak in the 60 ° period before the current 60 ° period, and the voltage phase calculator 15 calculates the 60 ° period before the current 60 ° period. The voltage phase Vθ is calculated using the maximum value ipeak at.

実施例6の制御装置1によれば、60°周期における最大値ipeakは、相電流のみを変数として算出することができる。このため、60°周期における最大値ipeakを電流量として求める際に、回転位置θの三角関数を用いた軸変換を行う必要がない。この結果、制御装置1の演算負荷を大幅に低減することができる。   According to the control device 1 of the sixth embodiment, the maximum value ipeak in the 60 ° cycle can be calculated using only the phase current as a variable. For this reason, it is not necessary to perform axis conversion using a trigonometric function of the rotational position θ when obtaining the maximum value peak as a current amount in a 60 ° cycle. As a result, the calculation load of the control device 1 can be greatly reduced.

実施例7の制御装置1は、図11に示すように、電流検出手段として、インバータ4の母線に流れる母線電流を検出し、母線電流に応じた電流検出信号Imを出力するシャント抵抗24を有する。なお、インバータ4は、6個のスイッチング素子23を有する。そして、電流量演算器7が、電流検出信号Imを用いて母線電流を計測するとともに、この母線電流の大きさを電流量とする。そして、電圧特性演算器8は、母線電流の大きさを用いて電圧振幅VAおよび電圧位相Vθを算出する。   As shown in FIG. 11, the control device 1 according to the seventh embodiment includes a shunt resistor 24 that detects a bus current flowing through the bus of the inverter 4 and outputs a current detection signal Im corresponding to the bus current as current detection means. . Note that the inverter 4 includes six switching elements 23. Then, the current amount calculator 7 measures the bus current using the current detection signal Im, and sets the magnitude of the bus current as the current amount. The voltage characteristic calculator 8 calculates the voltage amplitude VA and the voltage phase Vθ using the magnitude of the bus current.

実施例7の制御装置1によれば、母線電流の大きさは、電流検出信号Imのみを用いて直接的に算出することができる。このため、母線電流の大きさを電流量として求める際に、回転位置θの三角関数を用いた軸変換を行う必要がない。この結果、制御装置1の演算負荷を大幅に低減することができる。   According to the control device 1 of the seventh embodiment, the magnitude of the bus current can be directly calculated using only the current detection signal Im. For this reason, it is not necessary to perform axis conversion using a trigonometric function of the rotational position θ when determining the magnitude of the bus current as the amount of current. As a result, the calculation load of the control device 1 can be greatly reduced.

実施例8の制御装置1は、図12に示すように、同期モータ2の温度を検出し、同期モータ2の温度に応じた温度検出信号を出力する温度検出手段としての温度センサ26を備え、電流量演算器7は、温度検出信号を用いて電流量を補正する。   As shown in FIG. 12, the control device 1 according to the eighth embodiment includes a temperature sensor 26 as a temperature detection unit that detects the temperature of the synchronous motor 2 and outputs a temperature detection signal corresponding to the temperature of the synchronous motor 2. The current amount calculator 7 corrects the current amount using the temperature detection signal.

界磁極により生成される磁束は、図13(a)に示すように、同期モータ2の温度の上昇に応じて低下する。このため、相電流の大きさは、回転速度ωや電圧特性等が同じであっても同期モータ2の温度に応じて変動する。例えば、図13(b)に示すように、相電流の振幅は、回転速度ωや電圧特性等が同じであっても、同期モータ2の温度の上昇に応じて上昇する。   The magnetic flux generated by the field pole decreases as the temperature of the synchronous motor 2 increases as shown in FIG. For this reason, the magnitude of the phase current varies according to the temperature of the synchronous motor 2 even if the rotational speed ω, voltage characteristics, and the like are the same. For example, as shown in FIG. 13B, the amplitude of the phase current increases in accordance with the increase in the temperature of the synchronous motor 2 even if the rotational speed ω, voltage characteristics, and the like are the same.

そこで、温度検出信号を用いて電流量を補正することにより、電流量に対する同期モータ2の温度の影響を低減することができる。例えば、同期モータ2の温度の上昇に応じて小さくなる補正係数(図13(c)参照)を電流量に乗算することにより電流量に対する同期モータ2の温度の影響を低減することができる。この結果、図13(d)に示すように、回転速度ωや電圧特性等が同じであれば、同期モータ2の温度が上昇しても相電流の振幅を一定に保つことができる。   Therefore, by correcting the amount of current using the temperature detection signal, the influence of the temperature of the synchronous motor 2 on the amount of current can be reduced. For example, the influence of the temperature of the synchronous motor 2 on the amount of current can be reduced by multiplying the amount of current by a correction coefficient (see FIG. 13C) that decreases as the temperature of the synchronous motor 2 increases. As a result, as shown in FIG. 13D, if the rotational speed ω and voltage characteristics are the same, the amplitude of the phase current can be kept constant even if the temperature of the synchronous motor 2 rises.

〔変形例〕
実施例の電圧特性情報は、電圧振幅マップ等のマップで記憶されていたが、テーブルデータや数式などで記憶されていてもよい。
実施例5および実施例6の制御装置1は、U相、W相の2相の相電流を検出することにより最大相電流Imaxまたは最大値ipeakを求めたが、1相の相電流のみを検出することにより最大相電流Imaxまたは最大値ipeakを求めることができる。
実施例8の制御装置1は、温度センサ26が同期モータ2の温度を検出するように構成されているが、同期モータ2の周囲温度を検出するように構成してもよい。
[Modification]
The voltage characteristic information of the embodiment is stored as a map such as a voltage amplitude map, but may be stored as table data or a mathematical expression.
The control device 1 of Example 5 and Example 6 obtains the maximum phase current Imax or the maximum value ipeak by detecting the U-phase and W-phase two-phase currents, but detects only the single-phase phase current. By doing so, the maximum phase current Imax or the maximum value ipeak can be obtained.
The control device 1 according to the eighth embodiment is configured such that the temperature sensor 26 detects the temperature of the synchronous motor 2, but may be configured to detect the ambient temperature of the synchronous motor 2.

制御装置の構成図である(実施例1)。1 is a configuration diagram of a control device (Example 1). FIG. U相、V相、W相のαβ軸への変換を示す説明図である(実施例1)。(Example 1) which is the explanatory view which shows conversion to the alpha beta axis of U phase, V phase and W phase. (a)は、電圧振幅マップであり、(b)は、電圧位相マップである(実施例1)。(A) is a voltage amplitude map, (b) is a voltage phase map (Example 1). 制御装置の構成図である(実施例2)。(Example 2) which is a block diagram of a control apparatus. 制御装置の構成図である(実施例3、実施例4)It is a block diagram of a control apparatus (Example 3, Example 4). 位相差と電流ベクトルの大きさおよび回転速度との相関を示す位相差マップである(実施例3)。(Example 3) which is a phase difference map which shows the correlation with a phase difference, the magnitude | size of a current vector, and a rotational speed. (a)は、電圧振幅と位相差との相関図であり、(b)は、電圧位相と位相差との相関図であり、(c)は、位相差とモータ効率との相関図である(実施例3)。(A) is a correlation diagram between voltage amplitude and phase difference, (b) is a correlation diagram between voltage phase and phase difference, and (c) is a correlation diagram between phase difference and motor efficiency. (Example 3). (a)は、位相差が0°であるときの相電流と基本関数との関係を示す説明図であり、(b)は、位相差が0°と90°との間にあるときの相電流と基本関数との関係を示す説明図であり、(c)は、位相差が90°であるときの相電流と基本関数との関係を示す説明図である(実施例4)。(A) is explanatory drawing which shows the relationship between a phase current when a phase difference is 0 degree, and a basic function, (b) is a phase when a phase difference is between 0 degree and 90 degrees. (C) is explanatory drawing which shows the relationship between a phase current when a phase difference is 90 degrees, and a basic function (Example 4). 相電流および電流量の推移を示すトレンド図である(実施例5)。(Example 5) which is a trend figure which shows transition of a phase current and electric current amount. 相電流および電流量の推移を示すトレンド図である(実施例6)。(Example 6) which is a trend figure which shows transition of a phase current and electric current amount. 制御装置の要部構成図である(実施例7)。(Example 7) which is a principal part block diagram of a control apparatus. 制御装置の要部構成図である(実施例8)。(Example 8) which is a principal part block diagram of a control apparatus. (a)は、同期モータの温度と磁束との相関図であり、(b)は、電流量を補正しないときの同期モータの温度と相電流の振幅との相関図であり、(c)は、同期モータの温度と補正係数との相関図であり、(d)は、電流量を補正するときの同期モータの温度と補正係数との相関図である(実施例8)。(A) is a correlation diagram between the temperature and magnetic flux of the synchronous motor, (b) is a correlation diagram between the temperature of the synchronous motor and the amplitude of the phase current when the amount of current is not corrected, and (c) FIG. 10 is a correlation diagram between the temperature of the synchronous motor and the correction coefficient, and FIG. 8D is a correlation diagram between the temperature of the synchronous motor and the correction coefficient when correcting the current amount (Embodiment 8).

符号の説明Explanation of symbols

1 制御装置
2 同期モータ
3 電流センサ(電流検出手段)
4 インバータ
5 ECU(電流量演算手段、電圧特性演算手段、電圧特性情報記憶手段、位相差演算手段、位相差情報記憶手段)
7 電流量演算器(電流量演算手段)
8 電圧特性演算器(電圧特性演算手段)
13 電圧特性情報格納器(電圧特性情報記憶手段)
20 位相差演算器(位相差演算手段)
21 位相差情報格納器(位相差情報記憶手段)
24 シャント抵抗(電流検出手段)
26 温度センサ(温度検出手段)
Iu、Iw、Im 電流検出信号
Iαβ 電流ベクトルの大きさ(電流量)
VA 電圧振幅(印加電圧の振幅、電圧特性)
Vθ 電圧位相(印加電圧の位相、電圧特性)
Vα α軸電圧(電圧特性)
Vβ β軸電圧(電圧特性)
ε 差
Imax 最大相電流(最大相電流の大きさ、電流量)
ipeak 最大値(電流量)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Control apparatus 2 Synchronous motor 3 Current sensor (current detection means)
4 Inverter 5 ECU (current amount calculation means, voltage characteristic calculation means, voltage characteristic information storage means, phase difference calculation means, phase difference information storage means)
7 Current amount calculator (Current amount calculation means)
8 Voltage characteristics calculator (Voltage characteristics calculator)
13 Voltage characteristic information storage (voltage characteristic information storage means)
20 Phase difference calculator (phase difference calculation means)
21 Phase difference information storage (phase difference information storage means)
24 Shunt resistance (current detection means)
26 Temperature sensor (temperature detection means)
Iu, Iw, Im Current detection signal Iαβ Size of current vector (current amount)
VA Voltage amplitude (applied voltage amplitude, voltage characteristics)
Vθ voltage phase (phase of applied voltage, voltage characteristics)
Vα α-axis voltage (voltage characteristics)
Vβ β-axis voltage (voltage characteristics)
ε Difference Imax Maximum phase current (maximum phase current magnitude, current amount)
ipeak maximum value (current amount)

Claims (10)

ステータに設けられた複数相の電機子コイルへ通電させ、界磁極を有するロータを回転させる同期モータの制御装置において、
前記電機子コイルに通電される相電流を検出し、この相電流に応じた電流検出信号を出力する電流検出手段と、
前記相電流を互いに直交する2つの静止軸上に変換することにより得られる電流ベクトルの大きさを、前記電流検出信号を用いて算出するとともに、前記電流ベクトルの大きさを前記相電流の大きさを示す電流量とする電流量演算手段と、
前記電流ベクトルの大きさを用いて、前記電機子コイルへの印加電圧の特性を示す電圧特性を算出する電圧特性演算手段と
を備えた同期モータの制御装置。
In a control device for a synchronous motor that energizes a plurality of armature coils provided in a stator and rotates a rotor having a field pole,
Current detection means for detecting a phase current energized in the armature coil and outputting a current detection signal corresponding to the phase current;
The magnitude of the current vector obtained by converting the phase current onto two stationary axes orthogonal to each other is calculated using the current detection signal, and the magnitude of the current vector is calculated as the magnitude of the phase current. A current amount calculation means for setting the current amount to indicate
A control apparatus for a synchronous motor, comprising: voltage characteristic calculation means for calculating a voltage characteristic indicating a characteristic of a voltage applied to the armature coil using the magnitude of the current vector.
ステータに設けられた複数相の電機子コイルへ通電させ、界磁極を有するロータを回転させる同期モータの制御装置において、
前記電機子コイルに通電される相電流を検出し、この相電流に応じた電流検出信号を出力する電流検出手段と、
複数相の相電流の中で絶対値が最大である最大相電流の大きさを、前記電流検出信号を用いて算出するとともに、前記最大相電流の大きさを前記相電流の大きさを示す電流量とする電流量演算手段と、
前記最大相電流の大きさを用いて、前記電機子コイルへの印加電圧の特性を示す電圧特性を算出する電圧特性演算手段と
を備えた同期モータの制御装置。
In a control device for a synchronous motor that energizes a plurality of armature coils provided in a stator and rotates a rotor having a field pole,
Current detection means for detecting a phase current energized in the armature coil and outputting a current detection signal corresponding to the phase current;
The magnitude of the maximum phase current having the maximum absolute value among the phase currents of a plurality of phases is calculated using the current detection signal, and the magnitude of the maximum phase current is a current indicating the magnitude of the phase current. Current amount calculation means to be a quantity,
A control apparatus for a synchronous motor, comprising: voltage characteristic calculation means for calculating a voltage characteristic indicating a characteristic of a voltage applied to the armature coil using the magnitude of the maximum phase current.
ステータに設けられた複数相の電機子コイルへ通電させ、界磁極を有するロータを回転させる同期モータの制御装置において、
前記電機子コイルに通電される相電流を検出し、この相電流に応じた電流検出信号を出力する電流検出手段と、
所定周期における複数相の相電流の絶対値の最大値を、前記電流検出信号を用いて算出するとともに、前記所定周期の次の周期で、前記所定周期における最大値を、前記相電流の大きさを示す電流量とする電流量演算手段と、
前記所定周期における最大値を用いて、前記電機子コイルへの印加電圧の特性を示す電圧特性を算出する電圧特性演算手段と
を備えた同期モータの制御装置。
In a control device for a synchronous motor that energizes a plurality of armature coils provided in a stator and rotates a rotor having a field pole,
Current detection means for detecting a phase current energized in the armature coil and outputting a current detection signal corresponding to the phase current;
The maximum value of the absolute values of the phase currents of a plurality of phases in a predetermined cycle is calculated using the current detection signal, and the maximum value in the predetermined cycle is calculated as the magnitude of the phase current in the next cycle of the predetermined cycle. A current amount calculation means for setting the current amount to indicate
A control apparatus for a synchronous motor, comprising: voltage characteristic calculation means for calculating a voltage characteristic indicating a characteristic of a voltage applied to the armature coil using a maximum value in the predetermined period.
ステータに設けられた複数相の電機子コイルへ通電させ、界磁極を有するロータを回転させる同期モータの制御装置において、
電源から供給される電力を、前記電機子コイルに通電される相電流に変換するインバータと、
このインバータの母線に流れる母線電流を検出し、この母線電流に応じた電流検出信号を出力する電流検出手段と、
前記電流検出信号を用いて計測された前記母線電流の大きさを、前記相電流の大きさを示す電流量とする電流量演算手段と、
前記母線電流の大きさを用いて、前記電機子コイルへの印加電圧の特性を示す電圧特性を算出する電圧特性演算手段と
を備えた同期モータの制御装置。
In a control device for a synchronous motor that energizes a plurality of armature coils provided in a stator and rotates a rotor having a field pole,
An inverter that converts electric power supplied from a power source into a phase current that is passed through the armature coil;
Current detection means for detecting a bus current flowing in the bus of the inverter and outputting a current detection signal corresponding to the bus current;
A current amount calculation means for setting the magnitude of the bus current measured using the current detection signal as a current quantity indicating the magnitude of the phase current;
A control apparatus for a synchronous motor, comprising: voltage characteristic calculation means for calculating a voltage characteristic indicating a characteristic of a voltage applied to the armature coil using the magnitude of the bus current.
請求項1ないし請求項4に記載の同期モータの制御装置において、
前記電圧特性演算手段は、前記電圧特性と前記電流量との相関を示す電圧特性情報を記憶する電圧特性情報記憶手段を有し、前記電流量と前記電圧特性情報とを用いて前記電圧特性を算出することを特徴とする同期モータの制御装置。
In the synchronous motor control device according to any one of claims 1 to 4,
The voltage characteristic calculation means includes voltage characteristic information storage means for storing voltage characteristic information indicating a correlation between the voltage characteristic and the current amount, and the voltage characteristic is calculated using the current amount and the voltage characteristic information. A control apparatus for a synchronous motor, characterized in that the calculation is performed.
請求項5に記載の同期モータの制御装置において、
前記電圧特性は、前記印加電圧の振幅および前記印加電圧の位相であることを特徴とする同期モータの制御装置。
In the synchronous motor control device according to claim 5,
The synchronous motor control device, wherein the voltage characteristics are an amplitude of the applied voltage and a phase of the applied voltage.
請求項5に記載の同期モータの制御装置において、
前記電圧特性は、前記複数相の電機子コイルに印加される印加電圧を互いに直交する2つの静止軸上に変換することにより得られるα軸電圧およびβ軸電圧であることを特徴とする同期モータの制御装置。
In the synchronous motor control device according to claim 5,
The synchronous motor characterized in that the voltage characteristics are an α-axis voltage and a β-axis voltage obtained by converting applied voltages applied to the armature coils of the plurality of phases onto two stationary axes orthogonal to each other. Control device.
請求項1ないし請求項4に記載の同期モータの制御装置において、
前記電圧特性演算手段は、前記電流検出信号を用いて前記印加電圧と前記相電流との位相差を算出する位相差演算手段と、前記位相差と前記電流量との相関を示す位相差情報を記憶する位相差情報記憶手段とを有し、前記位相差演算手段により算出された位相差と、前記電流量および前記位相差情報を用いて算出した位相差との差が所定値になるように電圧特性を調節することを特徴とする同期モータの制御装置。
In the synchronous motor control device according to any one of claims 1 to 4,
The voltage characteristic calculation means includes phase difference calculation means for calculating a phase difference between the applied voltage and the phase current using the current detection signal, and phase difference information indicating a correlation between the phase difference and the current amount. A phase difference information storage means for storing, so that a difference between the phase difference calculated by the phase difference calculation means and the phase difference calculated using the current amount and the phase difference information becomes a predetermined value. A control apparatus for a synchronous motor, characterized by adjusting a voltage characteristic.
請求項8に記載の同期モータの制御装置において、
前記位相差演算手段は、所定の正弦関数を前記相電流の所定範囲に対応する期間で定積分し、この定積分で得られた積分値に応じて前記位相差を算出することを特徴とする同期モータの制御装置。
In the synchronous motor control device according to claim 8,
The phase difference calculation means performs a constant integration of a predetermined sine function in a period corresponding to a predetermined range of the phase current, and calculates the phase difference according to an integral value obtained by the constant integration. Control device for synchronous motor.
請求項1ないし請求項4に記載の同期モータの制御装置において、
前記同期モータの温度または前記同期モータの周囲温度を検出し、前記同期モータの温度または前記同期モータの周囲温度に応じた温度検出信号を出力する温度検出手段を備え、
前記電流量演算手段は、前記温度検出信号を用いて電流量を補正することを特徴とする同期モータの制御装置。
In the synchronous motor control device according to any one of claims 1 to 4,
Temperature detecting means for detecting the temperature of the synchronous motor or the ambient temperature of the synchronous motor and outputting a temperature detection signal corresponding to the temperature of the synchronous motor or the ambient temperature of the synchronous motor;
The control device for a synchronous motor, wherein the current amount calculation means corrects the current amount using the temperature detection signal.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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