JP2006074951A - Controller for ac motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は交流電動機の制御装置に関し、特に矩形波電圧駆動でインバータを制御する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an AC motor, and more particularly to a control device that controls an inverter with a rectangular wave voltage drive.
従来における交流電動機の制御装置としては下記特許文献1に記載のものがある。
このような交流電動機の制御方法で、電動機に電流を供給するインバータを制御する方式として、PWM電圧駆動方式では出力電圧が制限を受ける動作領域等において用いられる矩形波電圧駆動方式がある。特許文献1に記載の矩形波電圧駆動方式においては、一定間隔のクロックで動作するタイマカウンタを使用し、カウント値が目標値に達する毎に電圧スイッチングパターン(以下、電圧SWパターンと略記)を切り替えて出力している。電圧SWパターンの開始から終わりまでの位相差目標値は、電圧SWパターン一区間の開始から終わりまでの理想的な基準位相差を求め、目標トルクと推定トルクの偏差に基づく位相誤差により基準位相差を補正して求めている。そしてカウンタ目標値は、位相差目標値を時間換算した値に従って決めており、電気角θを求める位置検出器を不要としている。
As a conventional control device for an AC motor, there is one described in
As a method for controlling the inverter that supplies current to the motor by such an AC motor control method, the PWM voltage drive method includes a rectangular wave voltage drive method that is used in an operation region where the output voltage is limited. In the rectangular wave voltage driving method described in
上記のように、従来例においては、位相差基準値をトルク偏差に基づく位相誤差で補正することによって位相差目標値を算出するという構成になっていたため、トルク推定を行わず、レゾルバ等の位置検出器の検出量に基づいて位相差目標値を決めるような制御を行う場合には、位置検出器の検出誤差によって電圧SWタイミングにズレが生じ、電流にオフセットが発生する場合がある、という問題があった。
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、矩形波電圧駆動制御において、位置検出器の検出誤差に起因する電圧SWタイミングのズレを減少させ、電流のオフセットを抑制した交流電動機の制御装置を提供することを目的とする。
As described above, in the conventional example, the phase difference target value is calculated by correcting the phase difference reference value with the phase error based on the torque deviation. When performing control such that the phase difference target value is determined based on the detection amount of the detector, the voltage SW timing may be shifted due to the detection error of the position detector, and the current may be offset. was there.
The present invention has been made to solve the above-described problem, and in the rectangular wave voltage drive control, an AC motor in which a deviation in voltage SW timing caused by a detection error of a position detector is reduced and a current offset is suppressed. An object of the present invention is to provide a control device.
上記の目的を達成するため、本発明においては、電流検出手段で検出した電流のオフセットを検出し、その電流オフセットに対応した位相補正量を算出し、また、位置検出器で検出した電気角θを用いて電気角速度ωを算出し、一つの電圧SWパターンの開始から終わりまでの基準位相差を電気角速度ωで除算することにより基準位相差時間t’に換算し、次回の制御演算時の電圧SWパターン切り替えの電気角目標値θsw*と次回の制御演算時における電気角予測値θnextとの位相誤差(θsw*−θnext)を上記の位相補正量で補正した値を電気角速度ωで除算することにより位相誤差時間△tに換算し、この位相誤差時間で前記基準位相差時間を補正し、補正後の値に応じてキャリア周期を設定するように構成している。 In order to achieve the above object, in the present invention, the offset of the current detected by the current detecting means is detected, the phase correction amount corresponding to the current offset is calculated, and the electrical angle θ detected by the position detector is calculated. Is used to calculate the electrical angular velocity ω, and the reference phase difference from the start to the end of one voltage SW pattern is divided by the electrical angular velocity ω to convert it into the reference phase difference time t ′, and the voltage at the next control calculation A value obtained by correcting the phase error (θsw * −θnext) between the SW angle switching electrical angle target value θsw * and the predicted electrical angle θnext at the next control calculation by the above phase correction amount is divided by the electrical angular velocity ω. Is converted into a phase error time Δt, the reference phase difference time is corrected with this phase error time, and the carrier period is set according to the corrected value.
電流オフセットに対応した位相補正量によって電気角目標値θsw*と次回の制御演算時における電気角予測値θnextとの位相誤差を補正することにより、位置検出器の誤差による電圧SWパターン切り替えタイミングのズレを減らし、電流のオフセットを抑制できる、という効果がある。 By correcting the phase error between the electrical angle target value θsw * and the predicted electrical angle value θnext at the next control calculation by the phase correction amount corresponding to the current offset, the deviation of the voltage SW pattern switching timing due to the position detector error is corrected. This can reduce the current offset and suppress the current offset.
図1は、この発明を適用する交流電動機の制御装置の構成を示す一実施例のブロック図である。
図1において、電圧位相生成手段1では、外部から入力されるトルク指令値T*および現在の回転速度ωを指標としてテーブル参照により求めた電圧位相目標値α*を出力する。具体的には、例えば制御の対象となる電動機の評価試験等において、トルク指令値T*と回転速度ωとに対する電圧位相目標値α*の値をテーブルデータとして求めておくことにより、そのときのトルク指令値T*と回転速度ωに対応した電圧位相目標値α*の値をテーブル参照によって求めることができる。
FIG. 1 is a block diagram of an embodiment showing a configuration of an AC motor control apparatus to which the present invention is applied.
In FIG. 1, the voltage phase generating means 1 outputs a voltage phase target value α * obtained by referring to a table using an externally input torque command value T * and the current rotational speed ω as indices. Specifically, for example, in the evaluation test of the electric motor to be controlled, the value of the voltage phase target value α * with respect to the torque command value T * and the rotational speed ω is obtained as table data. The value of the voltage phase target value α * corresponding to the torque command value T * and the rotation speed ω can be obtained by referring to the table.
制御手段2は、矩形波制御手段2−1とPWM制御手段2−2からなる。本発明は矩形波電圧駆動に関するものなので、以下、矩形波制御手段2−1について主として説明し、PWM制御手段2−2については必要のある個所のみを説明する。
The
矩形波制御手段2−1は、電圧位相生成手段1から出力された電圧位相目標値α*と、位置検出器6(例えばレゾルバ)で検出された電動機5の電気角θと、電気角θを入力とする速度演算手段7で求めた電気角速度ω(回転速度)とを入力し、オン/オフ信号の駆動信号Pを演算して出力する(詳細後述)。この駆動信号Pでインバータ3を制御し、インバータ3から振幅が電源電圧Vdcか0(または+Vdc/2か−Vdc/2)の3相の矩形波電圧Vu、Vv、Vwを出力し、それによって3相の電動機5を駆動する。
The rectangular wave control means 2-1 determines the voltage phase target value α * output from the voltage phase generation means 1, the electrical angle θ of the
上記の電圧位相生成手段1および制御手段2はコンピュータ等で構成され、所定周期で繰り返し演算を行って駆動信号Pを演算する。
上記の駆動信号Pはオン/オフ信号であり、インバータ3の出力は駆動信号Pに同期して出力される。つまり、駆動信号Pのオン/オフの切り替わるタイミングがそのまま矩形波電圧の切り替わるタイミングとなる(厳密にはオンとオフが逆になることもある)。そして矩形波電圧駆動では、印加する電圧振幅は電源電圧Vdcか0(+Vdc/2か−Vdc/2)であって振幅を制御できないので、電圧位相を電圧位相目標値α*に追従させるように制御することにより、与えられたトルク指令値T*を実現するように電動機5のトルク制御を行う。つまりトルクと電圧位相には相関があるので、電圧位相を制御することによってトルクを制御することが出来る。この電圧位相を制御するには後述する電圧SWパターンを切り替えることによって行う。
The voltage phase generation means 1 and the control means 2 are constituted by a computer or the like, and calculate the drive signal P by repeatedly performing calculations at a predetermined cycle.
The drive signal P is an on / off signal, and the output of the
なお、制御手段2におけるPWM制御手段2−2は、PWM電圧駆動を行う領域では、電流センサ4で検出した検出電流Iu、Ivを用いて一般的なトルク制御演算を行い、インバータ3をPWM信号で制御し、電動機5の各相に与える電圧値を変えてトルク制御を行う。上記のPWM制御における一般的なトルク制御演算とは、例えば、入力したトルク指令値と電動機5の回転角度とに基づいてd軸電流指令値とq軸電流指令値を算出し、d軸電流指令値と実際のd軸電流値との偏差に基づき比例積分演算を行ってd軸電圧指令値を演算し、同様にq軸電流指令値と実際のq軸電流値との偏差に基づいてq軸電圧指令値を演算する。なお、実際のd軸電流値とq軸電流値は、検出電流Iu、Iv(IwはIuとIvから算出可能)から3相2相変換を行って求める。そしてd軸電圧指令値とq軸電圧指令値を2相3相変換し、3相電圧指令値を演算する。この3相電圧指令値からPWM信号のデューティ指令値を演算し、このデューティ指令値と所定のキャリア信号(三角波や鋸歯状波など)とを比較することにより、駆動信号Pを求めるものである。
Note that the PWM control means 2-2 in the control means 2 performs a general torque control calculation using the detected currents Iu and Iv detected by the current sensor 4 in the region where the PWM voltage drive is performed, and the
本発明で用いる矩形波電圧駆動を行う場合には、上記キャリア信号と比較するデューティ指令値のデューティ比を0[%]か100[%]のどちらかにセットすることにより矩形波(Vdcか0の2値)の駆動信号Pを生成することが出来る。なお、一般に、矩形波電圧駆動は、高電圧が必要な弱め界磁領域で用いられ、その他の領域ではPWM制御が用いられる。 When the rectangular wave voltage drive used in the present invention is performed, the rectangular wave (Vdc or 0) is set by setting the duty ratio of the duty command value to be compared with the carrier signal to 0 [%] or 100 [%]. Drive signal P can be generated. In general, the rectangular wave voltage drive is used in a field weakening region where a high voltage is required, and PWM control is used in other regions.
また、矩形波制御手段2−1において、電圧位相を電圧位相目標値α*に追従させるように制御するには、電圧SWパターン(詳細後述)を電圧位相目標値α*に応じて決まるタイミングで切り替えることによって行う。
電圧SWパターンやキャリア周期の設定はキャリア信号の三角波や鋸歯状波の谷で有効になり、同時に制御演算を開始するための割り込みが発生する。そして電圧SWパターン切り替えタイミングが適切になるように、キャリア周期を変更して矩形波のパターン(電圧SWパターン)が切り替わるタイミングを調整している。つまり、矩形波を作るためのキャリア信号(例えば三角波)の周期を、電圧SWパターンの切り替わり時点とキャリア信号の谷(割り込み演算開始時)とが一致するように制御することにより、電圧位相を電圧位相目標値α*に追従させるように制御している。
In addition, in order to control the voltage phase to follow the voltage phase target value α * in the rectangular wave control means 2-1, the voltage SW pattern (detailed later) is determined at a timing determined according to the voltage phase target value α *. Do by switching.
The setting of the voltage SW pattern and the carrier cycle is effective at the trough of the triangular wave or sawtooth wave of the carrier signal, and at the same time, an interrupt for starting the control calculation is generated. The timing at which the rectangular wave pattern (voltage SW pattern) is switched is adjusted by changing the carrier cycle so that the voltage SW pattern switching timing is appropriate. In other words, the voltage phase is set to voltage by controlling the period of the carrier signal (for example, triangular wave) for creating the rectangular wave so that the switching point of the voltage SW pattern coincides with the valley of the carrier signal (at the start of the interrupt calculation). Control is performed to follow the phase target value α * .
また、電流センサ4の検出電流Iu、Ivは、電流オフセット検出器8に入力され、電流オフセット検出器8は、各相電流のオフセット分Iu0、Iv0、Iw0を出力する。なお、Iwは、Iw=−Iu−Ivから算出する。
また、PI制御器9〜11は、上記のオフセット分Iu0、Iv0、Iw0を入力し、PI(比例、積分)ゲインで増幅し、位相補正量△θu0、△θv0、△θw0とし、これを矩形波生成器2に送る。
矩形波生成器2において、矩形波制御手段2−1は、前記の電圧SWパターン切替え電気角の演算において、上記位相補正量△θu0、△θv0、△θw0に基づいて電圧SWパターン切替え電気角を補正する(詳細後述)。
The detected currents Iu and Iv of the current sensor 4 are input to the
The
In the
(実施例)
以下、実施例におけるキャリア周期の設定方法について詳細に説明する。
図2は、キャリア周期の設定方法を示す信号波形図である。
図2においては、キャリア信号(三角波)の谷(時点t0やt1)において制御演算の割り込みが行われると共に、電圧SWパターンが切り替えられている。電圧SWパターンは、U、V、Wの三相各相に与える電圧のパターン、つまり三相の何れを“1”つまりVdcにし、何れを“0”にするかのパターンであり、例えば時点t0〜t1においては「Vu=1(Vdc)、Vv=0、Vw=0」になっている。
(Example)
Hereinafter, the carrier period setting method in the embodiment will be described in detail.
FIG. 2 is a signal waveform diagram showing a carrier period setting method.
In FIG. 2, the control calculation is interrupted and the voltage SW pattern is switched at the valleys (time points t 0 and t 1 ) of the carrier signal (triangular wave). The voltage SW pattern is a voltage pattern applied to each of the three phases U, V, and W, that is, a pattern of which one of the three phases is set to “1”, that is, Vdc, and which is set to “0”. 0 in ~t 1 is in a "Vu = 1 (Vdc), Vv = 0, Vw = 0 ".
時点t0で行われる制御演算1では、次の電圧SWパターン一区間のキャリア周期Tnextを、制御演算1開始時の電気角θと電気角速度ω、現在のキャリア周期Tnowを用いて、以下のように算出する。
In the
まず、(数1)式に示すように、一つの電圧SWパターンの、開始から終わりまでの基準位相差π/3[rad]を電気角速度ωで除算することにより時間t’(基準位相差時間)に換算する。
t’=π/3ω …(数1)
次に、(数2)式に示すように、次の電圧SWパターン切り替え時の電気角予測値θnextを算出する。
θnext=θ+ωTnow …(数2)
なお、現在のキャリア周期Tnowは、前回のキャリア周期設定で算出された次のキャリア周期Tnextに相当する。
First, as shown in
t ′ = π / 3ω (Equation 1)
Next, as shown in the equation (2), an electrical angle predicted value θnext at the time of switching the next voltage SW pattern is calculated.
θnext = θ + ωTnow (Equation 2)
The current carrier cycle Tow corresponds to the next carrier cycle Tnext calculated in the previous carrier cycle setting.
次回の電圧SWパターン切り替えの電気角目標値θsw*は、電気角θと、電圧位相目標値α*と、電動機に入力すべき電圧のSWパターンとの関係を示す図3に基づき、θsw0*〜θsw5*の内からθnextと最も近い電気角を選択し、また、現在の回転方向から次の電圧SWパターン切り替え以降に出力する電圧SWパターンを判定する。例えば、図3において、θnextが(2π/3)−α*に最も近い値であった場合は、次回の電圧SWパターン切り替えの電気角目標値θsw*としてθsw2*を選択し、次回の電圧SWパターンは「Vu=−Vdc/2、Vv=−Vdc/2、Vw=+Vdc/2」のパターンとなる。 The electrical angle target value of the next voltage SW pattern switching .theta.sw *, based on FIG. 3 showing the electrical angle theta, the voltage phase target value alpha *, the relationship between the SW pattern of voltage to be input to the motor, θsw0 * ~ The electrical angle closest to θnext is selected from θsw5 * , and the voltage SW pattern output after the next voltage SW pattern switching is determined from the current rotation direction. For example, in FIG. 3, if θnext is the closest value to (2π / 3) −α * , θsw2 * is selected as the electrical angle target value θsw * for the next voltage SW pattern switching, and the next voltage SW The pattern is “Vu = −Vdc / 2, Vv = −Vdc / 2, Vw = + Vdc / 2”.
なお、図3においては、各電圧SWパターンが0を中心とした+Vdc/2と−Vdc/2の2値の矩形波なっている。これは電動機の3相巻線をY接続した場合には、電源電圧Vdc端子と接地端子との間に、U、V、Wの3相のうちの何れか2相の巻線が直列に接続された回路が接続されることになるので、中性点を0とすれば、Vdc端子側に接続された相に+Vdc/2、接地端子側に接続された相に−Vdc/2が印加されたものと表示することが出来ることによる。したがって前記図2に示したように、+Vdc/2を“1”(Vdc)、−Vdc/2を“0”で表してもよい。 In FIG. 3, each voltage SW pattern is a binary rectangular wave of + Vdc / 2 and −Vdc / 2 with 0 as the center. This is because, when the three-phase winding of the motor is Y-connected, any two of the three phases U, V, and W are connected in series between the power supply voltage Vdc terminal and the ground terminal. If the neutral point is set to 0, + Vdc / 2 is applied to the phase connected to the Vdc terminal side, and -Vdc / 2 is applied to the phase connected to the ground terminal side. It is because it can be displayed. Therefore, as shown in FIG. 2, + Vdc / 2 may be represented by “1” (Vdc) and −Vdc / 2 may be represented by “0”.
上記のように、次の電圧SWパターン切り替えの電気角目標値θsw*を、θsw0*〜θsw5*から電気角予測値θnextが最も近いものを選択して求め、θnextとθsw*の差分を位相誤差とし、その位相誤差(θsw*−θnext)を前記の位相補正量△θu0、△θv0、△θw0で補正した値を電気角速度ωで除算することにより位相誤差時間△tに換算する。その際、下記(数3)式〜(数8)式に示すように、電気角目標値θsw*がθsw0*〜θsw5*のうちのどれに近いかによって、位相補正量△θu0、△θv0、△θw0のうちの何れかで補正を行う。 As described above, the electrical angle target value of the next voltage SW pattern switching θsw *, θsw0 * ~θsw5 * calculated by selecting those electrical angle prediction value θnext is closest to the phase error a difference θnext and .theta.sw * And the phase error (θsw * −θnext) corrected by the above-described phase correction amounts Δθu0, Δθv0, Δθw0 is divided by the electrical angular velocity ω to be converted into a phase error time Δt. At that time, as shown in the following formulas (3) to (8), depending on which of the electrical angle target values θsw * is close to θsw0 * to θsw5 * , the phase correction amounts Δθu0, Δθv0, Correction is performed at any one of Δθw0.
θsw*がθsw0*の場合 △t=(θsw*−θnext+Δθiu)/ω …(数3)
θsw*がθsw1*の場合 △t=(θsw*−θnext−Δθiw)/ω …(数4)
θsw*がθsw2*の場合 △t=(θsw*−θnext+Δθiv)/ω …(数5)
θsw*がθsw3*の場合 △t=(θsw*−θnext−Δθiu)/ω …(数6)
θsw*がθsw4*の場合 △t=(θsw*−θnext+Δθiw)/ω …(数7)
θsw*がθsw5*の場合 △t=(θsw*−θnext−Δθiv)/ω …(数8)
ただし、図3に示したように、
θsw0*の場合とは、θsw*の電気角θが0−α*に近い場合
θsw1*の場合とは、θsw*の電気角θが(1/3)π−α*に近い場合
θsw2*の場合とは、θsw*の電気角θが(2/3)π−α*に近い場合
θsw3*の場合とは、θsw*の電気角θがπ−α*に近い場合
θsw4*の場合とは、θsw*の電気角θが(4/3)π−α*に近い場合
θsw5*の場合とは、θsw*の電気角θが(5/3)π−α*に近い場合
にそれぞれ相当する。
When θsw * is θsw0 * Δt = (θsw * −θnext + Δθiu) / ω (Equation 3)
When θsw * is θsw1 * Δt = (θsw * −θnext−Δθiw) / ω (Equation 4)
When θsw * is θsw2 * Δt = (θsw * −θnext + Δθiv) / ω (Equation 5)
When θsw * is θsw3 * Δt = (θsw * −θnext−Δθiu) / ω (Equation 6)
When θsw * is θsw4 * Δt = (θsw * −θnext + Δθiw) / ω (Equation 7)
When θsw * is θsw5 * Δt = (θsw * −θnext−Δθiv) / ω (Equation 8)
However, as shown in FIG.
θsw0 case of A *, θsw * If the electrical angle θ is the case θsw1 * close to 0-α * and is of, θsw * of the electrical angle θ is (1/3) π-α case θsw2 * close to the * If a, θsw * If the electrical angle θ is the case θsw3 * close to (2/3) π-α * and is of, in the case θsw * of the electrical angle θ is the case θsw4 * close to the π-α * is When the electrical angle θ of θsw * is close to (4/3) π-α * , the case of θsw5 * corresponds to the case where the electrical angle θ of θsw * is close to (5/3) π-α * , respectively. .
次に、下記(数9)式、(数10)式に示すように、前記の基準位相差π/3を時間に換算したt’(前記数1式)を、上記の△tで補正して時間tとし、これを次回のキャリア周期Tnextとする。
t=t’+△t …(数9)
Tnext=t …(数10)
また、次回の電圧SWパターンは、次の電圧SWパターン切り替えの電気角目標値θsw*と回転方向から、図3に基づいて選択する。
Next, as shown in the following (Expression 9) and (Expression 10), t ′ (Expression 1) obtained by converting the reference phase difference π / 3 into time is corrected by the above Δt. Time t, and this is the next carrier cycle Tnext.
t = t ′ + Δt (Equation 9)
Tnext = t (Equation 10)
Further, the next voltage SW pattern is selected based on FIG. 3 from the electrical angle target value θsw * of the next voltage SW pattern switching and the rotation direction.
上記のように位相誤差(θsw*−θnext)を電流オフセットに相当する位相補正量で補正した値を時間に換算し、その換算した値△tだけt’を補正してやれば、位置検出器の誤差に起因する電流オフセットを補正し、次回の電圧SWパターン切り替えタイミングをキャリア信号の谷に一致させるように制御することが出来る。 If the value obtained by correcting the phase error (θsw * −θnext) with the phase correction amount corresponding to the current offset as described above is converted into time, and t ′ is corrected by the converted value Δt, the error of the position detector is obtained. It is possible to correct the current offset due to the above and control the next voltage SW pattern switching timing to coincide with the valley of the carrier signal.
次に、図1の電流オフセット検出手段8における電流オフセットの検出について説明する。
図4は、電流オフセット検出手段8の構成を示すブロック図である。
図4において、8−1、8−2、8−3は、時定数が充分に大きいローパスフィルタであり、これらのローパスフィルタを用いて、各相電流の直流成分を検出する。このようにして求めた各相電流の直流成分がオフセットに相当する。
Next, detection of current offset in the current offset detection means 8 of FIG. 1 will be described.
FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the current offset detection means 8.
In FIG. 4, reference numerals 8-1, 8-2, and 8-3 are low-pass filters having sufficiently large time constants, and the DC component of each phase current is detected using these low-pass filters. The DC component of each phase current thus obtained corresponds to the offset.
これらのローパスフィルタは、例えば一般的な1次遅れのフィルタを用いる。また、ローパスフィルタではなく、電気角一周期分の時間平均値を求めるように構成しても良い。
なお、図4においては、W相電流IwをU相電流IuとV相電流Ivから演算で求める場合を例示したが、各相ごとに電流センサを備え、各相ごとにそれぞれに電流値を計測してもよい。
For these low-pass filters, for example, a general first-order lag filter is used. Further, instead of the low-pass filter, a time average value for one electrical angle cycle may be obtained.
In FIG. 4, the case where the W-phase current Iw is obtained from the U-phase current Iu and the V-phase current Iv is illustrated as an example. However, a current sensor is provided for each phase, and a current value is measured for each phase. May be.
次に、作用を説明する。
図5は、位置検出器の誤差の一例を示した図である。
図5に示したように、破線で示した実際の電気角1に対して、実線で示した位置検出器の検出電気角2は電気角周期とほぼ同じ周期の正弦波状の誤差を持っている。このような誤差を持っていると、例えばU相電圧を目標電圧波形3に示すように電気角が0[rad]とπ[rad]でスイッチングさせようとしても、電流オフセット補正を行わない場合は、実電圧波形4のようにオンの区間が短くなり、オフの区間が長くなるので、U相電流は負の方向にオフセットしてしまう。
Next, the operation will be described.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an error of the position detector.
As shown in FIG. 5, the detected
しかし、前記△t(位相誤差時間)の演算において、U相電流Iuについての(数3)式、(数6)式に示したように補正すると、U相電流が負の方向にオフセットしても実電圧波形5に示すように、電流オフセット量に応じて電圧のオン区間を長くし、オフ区間を短くするように作用するので、位置検出器の検出誤差による電圧オン区間とオフ区間の不平衡が抑制され、電流オフセットを減少させることができる。V相電流、W相電流についても同様である。
However, in the calculation of Δt (phase error time), if the U-phase current Iu is corrected as shown in the equations (3) and (6), the U-phase current is offset in the negative direction. As shown in the
1…電圧位相生成手段 2…制御手段
2−1…矩形波制御手段 2−2…PWM制御手段
3…インバータ 4…電流センサ
5…電動機 6…位置検出器
7…速度演算手段 8…電流オフセット検出手段
8−1、8−2、8−3…ローパスフィルタ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
外部から与えられたトルク指令値と現在の回転速度とに応じた電圧位相目標値を出力する電圧位相生成手段と、
電動機の電気角を検出する位置検出器と、
前記電圧位相目標値と、前記電動機の電気角と、前記電動機の電気角速度から前記電動機を駆動する矩形波の駆動信号を演算する矩形波制御手段と、
前記矩形波の駆動信号に応じた矩形波電圧を前記電動機巻線の各相に印加して前記電動機を駆動するインバータと、
前記電動機巻線の各相に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段で検出した電流のオフセットを検出する電流オフセット検出手段と、
前記電流オフセット検出手段で検出した電流オフセットに対応した位相補正量を算出する位相補正量算出手段と、を備え、
前記矩形波制御手段は、キャリア信号の谷の位置毎に制御演算を開始するための割り込みを繰り返し発生すると共に前記電圧スイッチングパターンの設定と前記キャリア信号のキャリア周期の設定とを行い、
かつ、前記位置検出器で検出した電気角から電気角速度を算出し、一つの電圧スイッチングパターンの開始から終わりまでの基準位相差を電気角速度で除算することにより基準位相差時間に換算し、次回の制御演算時の電圧スイッチングパターン切り替えの電気角目標値と次回の制御演算時における電気角予測値との位相誤差を前記位相補正量で補正した値を電気角速度で除算することにより位相誤差時間に換算し、この位相誤差時間で前記基準位相差時間を補正し、補正後の値に応じて次回のキャリア周期を設定するように構成したことを特徴とする交流電動機の制御装置。 In a control device for an AC motor that performs rectangular wave voltage drive that applies the highest value and the lowest value of the power supply voltage to each phase of the motor winding in a predetermined voltage switching pattern,
Voltage phase generation means for outputting a voltage phase target value according to a torque command value given from the outside and the current rotation speed;
A position detector for detecting the electrical angle of the electric motor;
Rectangular wave control means for calculating a drive signal of a rectangular wave for driving the electric motor from the voltage phase target value, the electric angle of the electric motor, and the electric angular velocity of the electric motor;
An inverter that drives the electric motor by applying a rectangular wave voltage corresponding to the rectangular wave driving signal to each phase of the motor winding;
Current detecting means for detecting a current flowing in each phase of the motor winding;
Current offset detection means for detecting an offset of the current detected by the current detection means;
Phase correction amount calculation means for calculating a phase correction amount corresponding to the current offset detected by the current offset detection means,
The rectangular wave control means repeatedly generates an interrupt for starting a control calculation for each valley position of the carrier signal and performs setting of the voltage switching pattern and setting of a carrier period of the carrier signal,
In addition, the electrical angular velocity is calculated from the electrical angle detected by the position detector, and the reference phase difference from the start to the end of one voltage switching pattern is divided by the electrical angular velocity to be converted into a reference phase difference time. The phase error between the target value of the electrical angle for switching the voltage switching pattern at the time of control calculation and the predicted value of the electrical angle at the time of the next control calculation is converted to the phase error time by dividing the value corrected by the phase correction amount by the electrical angular velocity. The control apparatus for an AC motor is configured to correct the reference phase difference time with the phase error time and set a next carrier cycle according to the corrected value.
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