JP2006074978A - 交流モータの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】d,q軸目標電流idr,iqrとid,iqの誤差について、それぞれKpeを乗算し比例項を演算する。また、d,q軸目標電流idr,iqrとid,iqの誤差について、積分してそれぞれKieを乗算し積分項を演算するが、それぞれの積分器の手前に他軸の積分結果をフィードバックする。すなわち、d軸の積分器の前には、q軸の積分器の積分値をフィードバックして誤差に加算し、q軸の積分器の前には、d軸の積分器の積分値をフィードバックして誤差から減算する。このような積分項についての干渉項を設けることで、ef軸上のPI制御をdq軸上で適切に行うことができ、また変数について個別に座標変換する必要がない。
【選択図】図9
Description
角速度ωで回転する回転子(ロータ)を考え、角速度一定とし、その回転角θをとする。固定子(ステータ)固定のαβ座標系、回転子固定のdq軸座標系、回転子のn倍の回転速度で回転するef軸座標系を導入する。
まず、dq軸座標系とef軸座標系には、式(1)(2)の関係があり、状態量として、電圧v、電流i、電流の誤差積分値(式(5)参照)eの3つを考えれば、これらは、次のように表される。なお、T’((n−1)θ)は、T((n−1)θ)の転置行列であり、dq軸座標系は、αβに対しθ進んでいるため、両座標系の次数の差はn−1となる。
ロータ固定のdq軸座標系でのPI制御をステータ固定のαβ座標系に変換すると、次のようになる。
上述の例では、ef軸座標系におけるPI制御(誤差の比例項および積分項を算出する制御)について、dq軸座標系において実施する例を説明した。ここでは、ef座標系(n回転の座標系)における一般のフィルタをdq軸座標系で実現する例を説明する。
dq軸で表されるモータの電圧方程式で、逆起電力に6次高調波を乗せた場合のシミュレーション結果について図6〜図8を用いて、以下に説明する。これら図において、上段が軸電流、下段が軸電流を表し、右側は左側の拡大図である。
Claims (6)
- ロータおよびステータを含む交流モータの制御装置であって、
ステータ固定の座標系、ロータ固定の座標系、およびロータのn(nは0または1でない整数)倍の回転数で回転する座標系を含む任意の直交座標系の中の1つの座標系において、他の座標系上のフィルタを定義し、このフィルタを利用してモータの駆動を制御することを特徴とするモータの制御装置。 - ロータおよびステータを含む交流モータの制御装置であって、
交流モータの相電流の主に励磁電流成分であるd軸電流と主にトルク電流成分であるq軸電流について、ロータに同期して回転する軸座標系でモータ電流の基本波成分を制御する電流制御出力を得る基本波電流制御回路と、
交流モータの基本波成分の周波数の整数倍の周波数を持つ電流成分(高調波電流)において、前記d軸電流に対応する電流成分であるe軸電流と、前記q軸電流に対応する電流成分であるf軸電流とを制御する回路であって、その制御をd,q軸上で実現し、d,q軸電流についての電流制御出力を得る高調波電流制御回路と、
前記基本波電流制御回路の出力と前記高調波電流制御回路の出力を加算する加算回路と、
加算回路の出力を受けて、モータ駆動電流を出力するインバータ回路と、
を有し、
d,q軸上の電流制御として、高調波電流制御回路におけるPI制御も併せて行うことを特徴とする交流モータの制御装置。 - 請求項2に記載の装置において、
前記高調波電流制御回路は、
f軸電流誤差積分制御器出力の定数倍と、e軸電流誤差とについて減算または加算する第1演算器と、
e軸電流誤差積分制御器出力の定数倍と、e軸電流誤差とについて加算または減算するする第2演算器と、
前記第1演算器出力を比例倍するe軸電流誤差比例制御器と、
前記第1演算器出力を積分するe軸電流誤差積分制御器と、
前記第2演算器出力を比例倍するf軸電流誤差比例制御器と、
前記第2演算器出力を積分し比例倍するf軸電流誤差積分制御器と、
e軸電流誤差の定数倍と、e軸電流誤差比例制御器との出力とを加算するe軸高調波制御器と、
f軸電流誤差の定数倍とf軸電流誤差比例制御器との出力とを加算するf軸高調波制御器と、
を有することを特徴とする交流モータの制御装置。 - 請求項2または3に記載の装置において、
前記高調波電流制御回路は、e,f軸上におけるPI制御の式をd,q軸上の式に変換した式を利用することで、d,q軸上で、e,f軸上におけるPI制御を実現することを特徴とする交流モータの制御装置。 - 請求項2〜4のいずれか1つに記載の装置において、
前記f軸電流誤差積分制御器出力の定数倍およびe軸電流誤差積分制御器出力の定数倍は、ロータ固定のd,q軸の座標系とd,q軸のn(nは0または1でない整数)倍の回転数で回転するe,f軸の回転次数nとの差であるn−1と、電気角に基づく回転角速度との積倍であることを特徴とする交流モータの制御装置。 - ロータおよびステータを含む交流モータについて、ステータに固定され互いに直交する軸の電流成分であるα相電流と、β相電流とに分け、これらについてのモータ電流の指令値からの誤差であるα相電流誤差およびβ相電流誤差に基づいて、前記各相電流を制御する電流制御回路において、α相電流誤差に所定の比例係数を乗算してα相比例制御成分を得るα相比例器と、
α相電流誤差と、β相積分器出力のロータ回転数に基づく係数倍と、の差分値を積分するα相積分器と、
β相電流誤差と、α相積分器出力の回転数に基づく係数倍との加算値を積分するβ相積分器と、
α相積分器の出力を所定の比例係数倍したα相積分制御成分と、前記α相比例器の出力であるα相比例制御成分とを加算し、α相電圧指令を出力するα相電圧指令器と、
β相積分器の出力を所定の比例係数倍したβ相積分制御成分と、前記β相比例器の出力であるβ相比例制御成分とを加算し、β相電圧指令を出力するβ相電圧指令器と、
前記α相電圧指令器およびβ相電圧指令器からのα相電圧指令およびβ相電圧指令に基づき前記交流モータを駆動するインバータ回路と、
を有することを特徴とする交流モータの制御装置。
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