JP2006121835A - 電動機制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電源電圧を検出する電圧センサの検出値に誤差が発生すると、制御精度が低下するので、検出誤差によって生じる制御精度の低下を抑制した電動機制御装置を提供する。
【解決手段】電動機7の回転速度とトルク指令値T*が一定である時に、電流指令値Id*、Iq*に基づいて電圧指令値の推定値である推定電圧指令値Vd*m、Vq*mを算出し、d軸電流PI制御部2とq軸電流PI制御部3で算出した実際の電圧指令値Vd*、Vq*と推定電圧指令値Vd*m、Vq*mとに基づいて電圧センサ13の電圧検出値の誤算を算出し、それを用いて電圧センサの電圧検出値を補正する電圧補正演算部14を備えた電動機制御装置。
【選択図】図1
【解決手段】電動機7の回転速度とトルク指令値T*が一定である時に、電流指令値Id*、Iq*に基づいて電圧指令値の推定値である推定電圧指令値Vd*m、Vq*mを算出し、d軸電流PI制御部2とq軸電流PI制御部3で算出した実際の電圧指令値Vd*、Vq*と推定電圧指令値Vd*m、Vq*mとに基づいて電圧センサ13の電圧検出値の誤算を算出し、それを用いて電圧センサの電圧検出値を補正する電圧補正演算部14を備えた電動機制御装置。
【選択図】図1
Description
本発明は電動機の制御装置に関し、特に電源電圧の検出誤差によって生じる制御精度の低下を抑制する技術に関する。
3相交流電動機(以下、3相モータと略記)の制御装置としては、例えば下記特許文献1に記載のように、与えられたトルク指令値からdq軸電流指令値を算出し、算出したdq軸電流指令値とモータに流れるdq軸実電流値とに基づいてPI演算を行ってdq軸電圧指令値を算出し、算出したdq軸電圧指令値を2相3相変換して3相の電圧指令値を算出し、この算出された3相の電圧指令値と電圧センサによって検出された電源電圧とに基づいて、モータの各相巻線に印加される電圧が電圧指令値に一致するようなデューティ比を算出し、算出したデューティ比に基づいてインバータのスイッチング素子を制御することにより、与えられたトルク指令値に応じたトルクを実現するように3相モータを制御する制御装置が知られている。
上記のような電動機制御装置においては、3相の電圧指令値と電圧センサによって検出された電源電圧とに基づいて、3相モータの各相巻線に印加される電圧が電圧指令値に一致するようなデューティ比を算出する、という構成になっているので、電源電圧を検出する電圧センサの検出値に誤差が発生すると、制御精度が低下する、という問題があった。これを解決するためには電源電圧を検出するセンサを高精度のものとすれば良いが、その方法ではコストアップするという新たな問題が生じる。
本発明は上記のごとき問題を解決するためになされたものであり、電源電圧の検出誤差によって生じる制御精度の低下を抑制した電動機制御装置を提供することを目的とする。
本発明は上記のごとき問題を解決するためになされたものであり、電源電圧の検出誤差によって生じる制御精度の低下を抑制した電動機制御装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明の請求項1においては、電動機の回転速度とトルク指令値が一定(変化量が所定値以下)である時に、電流指令値(Id*およびIq*)に基づいて電圧指令値の推定値である推定電圧指令値Vd*m、Vq*mを算出し、実際の電圧指令値Vd*、Vq*と推定電圧指令値Vd*m、Vq*mとに基づいて電圧センサの電圧検出値の誤算を算出し、それを用いて電圧センサの電圧検出値を補正するように構成している。
上記の構成において、電流指令値Id*、Iq*から算出した推定電圧指令値Vd*m、Vq*mは、トルク指令値と回転速度とに対応したものであるのに対し、実際の電圧指令値Vd*、Vq*は、各相の実電流値から求めたdq軸電流Id、Iqの値が反映されたもの、つまり実際にインバータに印加された電源電圧が反映された値である。したがって両者を比較すれば、電源電圧の検出値に含まれる誤差を検出することが出来る。この誤差を用いて電圧センサの電圧検出値を補正する。
上記の構成において、電流指令値Id*、Iq*から算出した推定電圧指令値Vd*m、Vq*mは、トルク指令値と回転速度とに対応したものであるのに対し、実際の電圧指令値Vd*、Vq*は、各相の実電流値から求めたdq軸電流Id、Iqの値が反映されたもの、つまり実際にインバータに印加された電源電圧が反映された値である。したがって両者を比較すれば、電源電圧の検出値に含まれる誤差を検出することが出来る。この誤差を用いて電圧センサの電圧検出値を補正する。
電源電圧を検出する電圧センサの検出値に誤差が含まれていても、その誤差を補正することが出来るので、電源電圧の検出精度が向上し、それによって電動機の電流制御性能が向上する、という効果が得られる。また電圧センサとして精度の高い高価なセンサを必要としないという利点がある。
(実施例1)
図1は、本発明の実施例1の構成を示すブロック図である。なお、本実施例は3相同期電動機(以下、3相モータと略記)を電気自動車の駆動用モータに適用したものとして説明するが、これに限られるものではない。
電気自動車においては、図示しない外部のコントローラにおけるトルク指令値演算部において、アクセル開度や回転速度に基づいてトルク指令値T*を演算し、これを図1の電動機制御装置に送る。
図1は、本発明の実施例1の構成を示すブロック図である。なお、本実施例は3相同期電動機(以下、3相モータと略記)を電気自動車の駆動用モータに適用したものとして説明するが、これに限られるものではない。
電気自動車においては、図示しない外部のコントローラにおけるトルク指令値演算部において、アクセル開度や回転速度に基づいてトルク指令値T*を演算し、これを図1の電動機制御装置に送る。
電流指令値演算部1では、入力した上記のトルク指令値T*と3相モータ7の回転速度(回転センサ9で検出)とに基づき、予め定められたマップを参照してd軸電流指令値Id*およびq軸電流指令値Iq*を出力する。それらの電流指令値はd軸電流PI制御部2とq軸電流PI制御部3に入力される。なお、d軸電流PI制御部2とq軸電流PI制御部3をまとめてdq軸電圧指令値算出部と呼ぶ。
d軸電流PI制御部2は、d軸電流指令値Id*とd軸電流値Id(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Vd*を出力し、同様にq軸電流PI制御部3は、q軸電流指令値Iq*とq軸電流値Iqとの偏差に基づいてq軸電圧指令値Vq*を出力する。
d軸電流PI制御部2は、d軸電流指令値Id*とd軸電流値Id(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Vd*を出力し、同様にq軸電流PI制御部3は、q軸電流指令値Iq*とq軸電流値Iqとの偏差に基づいてq軸電圧指令値Vq*を出力する。
上記のd軸電圧指令値Vd*とq軸電圧指令値Vq*は2相3相変換部4に与えられる。2相3相変換部4では、3相モータ7の回転角度θ(回転センサ9の信号から回転角度演算部11で算出)に基づいて、d軸電圧指令値Vd*とq軸電圧指令値Vq*から3相電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*の瞬時値を算出して出力する。つまりd軸電流PI制御部2とq軸電流PI制御部3からは回転子電流を直流化するために定義した軸(dq軸)上の電圧目標値が与えられるため、これをU、V、W各相の電圧指令値に戻すための逆変換を行う。
PWM変換部5では、電圧補正演算部14(詳細後述)から与えられる補正後の電源電圧Vdcsと3相電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*とからPWM信号のデューティ指令値Du*、Dv*、Dw*を演算する。
インバータ6は上記のデューティ指令値Du*、Dv*、Dw*に応じて直流電源12(バッテリ等)の直流電力を3相交流電力に変換し、3相モータ7を駆動する。
この際に流れる3相の各相電流Iu、Iv、Iwを電流センサ8−1、8−2、8−3でそれぞれ検出し、3相2相変換部10へ送る。なお、3相電流の総和は0になるので、2相電流を検出すれば、残りの1相は演算で求めることも出来る。
インバータ6は上記のデューティ指令値Du*、Dv*、Dw*に応じて直流電源12(バッテリ等)の直流電力を3相交流電力に変換し、3相モータ7を駆動する。
この際に流れる3相の各相電流Iu、Iv、Iwを電流センサ8−1、8−2、8−3でそれぞれ検出し、3相2相変換部10へ送る。なお、3相電流の総和は0になるので、2相電流を検出すれば、残りの1相は演算で求めることも出来る。
3相2相変換部10は、回転角度検出部11から出力された回転角度θを用いて電流Iu、Iv、Iwをd軸およびq軸の2相に変換して、d軸電流値Idおよびq軸電流値Iqとして出力し、前記d軸電流PI制御部2とq軸電流PI制御部3にフィードバックする。
回転センサ9は、3相モータ7の回転速度および磁極位置を検出する。
回転センサ9は、3相モータ7の回転速度および磁極位置を検出する。
回転角度演算部11は、回転センサ9で検出した回転速度および磁極位置から現在の回転角度θ(3相モータ7の回転子の回転角度)を算出する。この回転角度θは、前記2相3相変換部4と3相2相変換部11における座標変換演算に用いられる。
ここまで説明した構成は、前記引用文献1に記載されているような通常の電動機のトルク制御装置に相当する。以下、本発明の特徴とする構成について説明する。
電圧センサ13は、直流電源12の電圧を検出する。この電圧センサ13の検出値をVdcとする。
電圧補正演算部14は、トルク指令値T*、回転速度、d軸電流指令値Id*、q軸電流指令値Iq*、d軸電圧指令値Vd*、q軸電圧指令値Vq*を入力し、d軸電圧指令値Vd*とq軸電圧指令値Vq*からマップ参照演算でd軸推定電圧目標値Vd*m、q軸推定電圧指令値Vq*mを求め、それらの推定値とd軸電圧指令値Vd*、q軸電圧指令値Vq*から検出電圧の誤差推定値ΔVdcを算出し、それによって検出値の電源電圧Vdcを補正し、補正後の電源電圧VdcsをPWM変換部5へ送る。
電圧センサ13は、直流電源12の電圧を検出する。この電圧センサ13の検出値をVdcとする。
電圧補正演算部14は、トルク指令値T*、回転速度、d軸電流指令値Id*、q軸電流指令値Iq*、d軸電圧指令値Vd*、q軸電圧指令値Vq*を入力し、d軸電圧指令値Vd*とq軸電圧指令値Vq*からマップ参照演算でd軸推定電圧目標値Vd*m、q軸推定電圧指令値Vq*mを求め、それらの推定値とd軸電圧指令値Vd*、q軸電圧指令値Vq*から検出電圧の誤差推定値ΔVdcを算出し、それによって検出値の電源電圧Vdcを補正し、補正後の電源電圧VdcsをPWM変換部5へ送る。
以下、電圧補正演算部14における演算内容について詳細に説明する。
前記電流指令値演算部1の説明に記載のように、d軸電流指令値Id*およびq軸電流指令値Iq*は、回転速度およびトルク指令値T*を基にマップ参照して決定される値なので、回転速度とトルク指令値T*が一定であれば一意に決まる。また、このとき電圧センサ13の検出値Vdcと実際の直流電源電圧値に誤差がなければ、d軸電流PI制御部2とq軸電流PI制御部3の演算結果であるdq軸の電圧目標値Vd*、Vq*も一意に決まる。
前記電流指令値演算部1の説明に記載のように、d軸電流指令値Id*およびq軸電流指令値Iq*は、回転速度およびトルク指令値T*を基にマップ参照して決定される値なので、回転速度とトルク指令値T*が一定であれば一意に決まる。また、このとき電圧センサ13の検出値Vdcと実際の直流電源電圧値に誤差がなければ、d軸電流PI制御部2とq軸電流PI制御部3の演算結果であるdq軸の電圧目標値Vd*、Vq*も一意に決まる。
しかし、例えば、実際の直流電源電圧値が電圧センサ13の検出値Vdcより大きい場合(電圧センサに電圧を低く検出する誤差がある場合)には、PWM変換部5において電圧目標値Vd*、Vq*をデューティ変換する際の比較電圧が実際より小さくなるため、デューティ比が過大になり、この結果、d軸電流値Id、q軸電流値Iqは過大となる。そのため、d軸電流PI制御部2とq軸電流PI制御部3では、d軸電流指令値Id*、q軸電流指令値Iq*にd軸電流値Id、q軸電流値Iqを近づけるように電圧目標値Vd*、Vq*を低下させる制御を行ってしまう。
これとは逆に、実際の直流電源電圧値が電圧センサ13の検出値Vdcより小さい場合(電圧センサに電圧を高く検出する誤差がある場合)には、PWM変換部5において電圧目標値Vd*、Vq*をデューティ変換する際の比較電圧が実際より大きくなるため、算出されるデューティ比が過小になり、この結果、d軸電流値Id、q軸電流値Iqは過小となる。そのためd軸電流PI制御部2とq軸電流PI制御部3では、d軸電流指令値Id*にd軸電流値Idを、q軸電流指令値Iq*にq軸電流値Iqを、それぞれ近づけるために電圧目標値Vd*、Vq*を増加させる制御を行ってしまう。
上記のようにd軸電流PI制御部2とq軸電流PI制御部3で算出した電圧目標値Vd*、Vq*は、実際の各相電流から求めたd軸電流値Id、q軸電流値Iqの値を反映しているので、電圧センサ13の検出値Vdcに誤差が含まれている場合には、電圧目標値Vd*、Vq*を単にd軸電流指令値Id*、q軸電流指令値Iq*から算出した場合に比較して差が生じる。したがって誤差のない理想的な条件でd軸電流指令値Id*、q軸電流指令値Iq*とd軸電圧目標値Vd*、q軸電圧目標値Vq*とのマップを作成しておき、そのマップ参照演算で求めた電圧目標値をd軸推定電圧目標値Vd*m、q軸推定電圧目標値Vq*mとし、実際のd軸電流PI制御部2とq軸電流PI制御部3で算出した電圧目標値Vd*、Vq*と比較すれば、電源電圧の検出値の誤差を検出することが出来る。
本発明においては、上記の考察に基づき電圧補正演算部14においては、回転速度およびトルク指令値T*が一定(変化量が予め定められた所定の変化量以下)という条件の下で、d軸電流指令値Id*、q軸電流指令値Iq*からd軸推定電圧目標値Vd*m、q軸推定電圧目標値Vq*mを導出できるマップを予め作成しておき、d軸電流PI制御部2とq軸電流PI制御部3の演算結果である電圧目標値Vd*、Vq*と上記マップで求めた推定電圧目標値との差分から検出電圧の誤差を推定する。そして求めた検出電圧の誤差推定値△Vdcによって直流電圧の検出値Vdcを補正し、補正した後の正しい電源電圧VdcsをPWM変換部5へ送ってデューティ比演算に用いる。
以下、電圧補正演算部14における演算内容を説明する。
図2は、実施例1における電圧補正演算部14の演算内容を示すフローチャートである。
図2において、ステップS1では、トルク指令値が所定時間(例えば10msec〜1秒程度の値)の間、一定(変化量が予め定められた所定の変化量以下)であることを判定する。所定時間以上トルク指令値が一定であれば、ステップS2へ進み、一定でなければ処理を終了する。
図2は、実施例1における電圧補正演算部14の演算内容を示すフローチャートである。
図2において、ステップS1では、トルク指令値が所定時間(例えば10msec〜1秒程度の値)の間、一定(変化量が予め定められた所定の変化量以下)であることを判定する。所定時間以上トルク指令値が一定であれば、ステップS2へ進み、一定でなければ処理を終了する。
ステップS2では、回転速度が所定時間(例えば10msec〜1秒程度の値)の間、一定(変化量が予め定められた所定の変化量以下)であることを判定する。所定時間以上回転速度が一定であれば、ステップS3へ進み、一定でなければ処理を終了する。
ステップS3では、トルク指令値と回転速度が一定な場合なので、d軸電流指令値Id*によって一意に決まる電圧指令値Vd*のマップと、q軸電流指令値Iq*によって一意に決まる電圧指令値Vq*のマップとを参照し、参照結果をそれぞれd軸推定電圧指令値Vd*m、q軸推定電圧指令値Vq*mとする。なお、上記の電圧指令値Vd*、Vq*のマップは、直流電圧を高精度で検出できる状態(例えば試験用の高精度の電圧センサを用いて検出)でモータ制御を行って作成しておく。
ステップS4では、d軸電流PI制御部2で算出されるd軸電圧指令値Vd*とステップS3で算出したd軸推定電圧指令値Vd*mが異なっているか等しいかを判断し、イコール(所定の差以内)でなければ直流電圧検出値に誤差があると判定し、ステップS5ヘ進む、イコールであれば直流電圧検出値が正しいと判定し、処理を終了する。
ステップS5では、q軸電流PI制御部3で算出されるq軸電圧指令値Vq*とステップS3で算出したq軸推定電圧指令値Vq*mが異なっているか等しいかを判断し、イコールでなければ直流電圧検出値に誤差があると判定し、ステップS6ヘ進む、イコールであれば直流電圧検出値が正しいと判定し、処理を終了する。
ステップS6では、電圧補正値の算出を行う。すなわち、Vq*>Vq*m、Vd*>Vd*mの場合は、直流電圧検出値Vdcが真の電圧値よりも過大であると判定し、マイナス補正を行う。Vq*<Vq*m、Vd*<Vd*mの場合は直流電圧検出値Vdcが真の電圧値よりも過小であると判定し、プラス補正を行う。
検出電圧の誤差推定値△Vdcの計算は、下記の(数1)式によって行う。
△Vdc=〔(Vq*m−Vq*)×α+(Vd*m−Vd*)×β)〕/2
ただし、α、βは3相モータ7とインバータ6の組み合わせで決定される定数であり、直流電圧が高精度に検出できる状態でモータ制御を行って実験により算出しておく。なお、△VdcはVq*m−Vq*>0、Vd*m−Vd*>0ならプラスの値、Vq*m−Vq*<0、Vd*m−Vd*<0ならマイナスの値となる。
△Vdc=〔(Vq*m−Vq*)×α+(Vd*m−Vd*)×β)〕/2
ただし、α、βは3相モータ7とインバータ6の組み合わせで決定される定数であり、直流電圧が高精度に検出できる状態でモータ制御を行って実験により算出しておく。なお、△VdcはVq*m−Vq*>0、Vd*m−Vd*>0ならプラスの値、Vq*m−Vq*<0、Vd*m−Vd*<0ならマイナスの値となる。
次に、直流電圧検出値Vdcに上記の検出電圧の誤差推定値△Vdcを加算して、補正後の正しい電源電圧値Vdcsを下記(数2)式で算出する。
Vdcs=Vdc+△Vdc
=Vdc+〔(Vq*m−Vq*)×α+(Vd*m−Vd*)×β)〕/2
なお、図2においては、ステップS4とステップS5において、d軸とq軸の両方についてそれぞれ電圧指令値と推定電圧指令値との異同を判断しているが、ステップS4とステップS5の何れか一方を削除し、d軸またはq軸の一方が異なっている場合に、ステップS6で電圧補正値を算出するように構成してもよい。
Vdcs=Vdc+△Vdc
=Vdc+〔(Vq*m−Vq*)×α+(Vd*m−Vd*)×β)〕/2
なお、図2においては、ステップS4とステップS5において、d軸とq軸の両方についてそれぞれ電圧指令値と推定電圧指令値との異同を判断しているが、ステップS4とステップS5の何れか一方を削除し、d軸またはq軸の一方が異なっている場合に、ステップS6で電圧補正値を算出するように構成してもよい。
上記のように実施例1においては、コストや場所の制限により、高精度の電圧センサが採用できない場合でも、正しい電源電圧が検出できるため、電源電圧を比較電圧とした電圧指令値からデューティ比指令値へ変換する際における変換精度が向上するので、電流制御性能を確実に向上させることができる。
(実施例2)
図3は、本発明の実施例2の構成を示すブロック図である。
図3においては、電圧補正演算部15以外は実施例1と同様であるため説明を省略する。
電圧補正演算部15は、トルク指令値T*、回転速度、d軸電圧指令値Vd*、q軸電圧指令値Vq*を入力し、トルク指令値T*と回転速度からマップ参照演算でd軸推定電圧目標値Vd*m、q軸推定電圧指令値Vq*mを求め、それらの推定値とd軸電圧指令値Vd*、q軸電圧指令値Vq*とから検出電圧の誤差推定値ΔVdcを算出し、それによって検出値の電源電圧Vdcを補正し、補正後の電源電圧VdcsをPWM変換部5へ送る。
図3は、本発明の実施例2の構成を示すブロック図である。
図3においては、電圧補正演算部15以外は実施例1と同様であるため説明を省略する。
電圧補正演算部15は、トルク指令値T*、回転速度、d軸電圧指令値Vd*、q軸電圧指令値Vq*を入力し、トルク指令値T*と回転速度からマップ参照演算でd軸推定電圧目標値Vd*m、q軸推定電圧指令値Vq*mを求め、それらの推定値とd軸電圧指令値Vd*、q軸電圧指令値Vq*とから検出電圧の誤差推定値ΔVdcを算出し、それによって検出値の電源電圧Vdcを補正し、補正後の電源電圧VdcsをPWM変換部5へ送る。
電圧補正演算部15においても前記実施例1の電圧補正演算部14と基本的には同じ原理であるが、d軸推定電圧目標値Vd*m、q軸推定電圧指令値Vq*mの求め方が異なっている。すなわち、電圧補正演算部15においては、d軸推定電圧目標値Vd*m、q軸推定電圧指令値Vq*mのマップ参照にあたり、トルク指令値T*と回転速度に対応したd軸推定電圧目標値Vd*m、q軸推定電圧指令値Vq*mのマップを作成しておき、トルク指令値T*と回転速度に応じて上記マップを参照することにより、d軸推定電圧目標値Vd*m、q軸推定電圧指令値Vq*mを求めるものである。
図4は、実施例2における電圧補正演算部15の演算内容を示すフローチャートである。
図4においては、前記図2のフローチャートにおけるステップS3が図4ではステップS7に変更になったのみで、他のステップは同じなので、ステップS7についてのみ説明する。
図4においては、前記図2のフローチャートにおけるステップS3が図4ではステップS7に変更になったのみで、他のステップは同じなので、ステップS7についてのみ説明する。
ステップS7において、トルク指令値T*と回転速度が一定であれば、トルク指令値T*と回転速度によって一意に決まる電圧指令値Vd*、Vq*のマッブを参照し、その結果をそれぞれ推定電圧指令値Vd*m、Vq*mとする。この場合も図2と同様に、電圧指令値Vd*、Vq*のマップは、直流電圧が高精度に検出できる状態でモータ制御を行って測定され、決定された値である。
実施例2の効果は実施例1と同様である。
実施例2の効果は実施例1と同様である。
1…電流指令値演算部 2…d軸電流PI制御部
3…q軸電流PI制御部 4…2相3相変換部
5…PWM変換部 6…インバータ
7…3相モータ 8−1、8−2、8−3…電流センサ
9…回転センサ 10…3相2相変換部
11…回転角度検出部 12…直流電源
13…電圧センサ 14…電圧補正演算部
15…電圧補正演算部
3…q軸電流PI制御部 4…2相3相変換部
5…PWM変換部 6…インバータ
7…3相モータ 8−1、8−2、8−3…電流センサ
9…回転センサ 10…3相2相変換部
11…回転角度検出部 12…直流電源
13…電圧センサ 14…電圧補正演算部
15…電圧補正演算部
Claims (5)
- 電動機に電力を供給する直流電源の電圧を検出する電圧検出手段と、
トルク指令値に基づいてd軸電流指令値とq軸電流指令値を算出する電流指令値演算手段と、
電動機の各相電流をd軸電流値とq軸電流値に変換する3相2相変換手段と、
前記d軸電流指令値とd軸電流値、q軸電流指令値とq軸電流値を一致させるようにするd軸電圧指令値とq軸電圧指令値を算出するdq軸電圧指令値算出手段と、
前記d軸電圧指令値とq軸電圧指令値を2相3相変換して3相の電圧指令値を算出する2相3相変換手段と、
前記3相の電圧指令値と前記電圧検出手段によって検出された直流電源電圧とに基づいて、電動機の各相巻線に印加される電圧が前記電圧指令値に一致するようなデューティ比を算出するPWM変換手段と、
算出したデューティ比に基づいて制御され、前記直流電源の電力を変換して電動機に供給するインバータと、
を備え、前記トルク指令値に応じたトルクを実現するように電動機を制御する電動機制御装置において、
前記トルク指令値および電動機の回転速度の変化量が予め定められた所定の変化量以下であることを検出する検出手段と、
前記トルク指令値と電動機の回転速度の変化量が予め定められた所定の変化量以下である場合に、前記d軸電流指令値とq軸電流指令値から電圧指令値の推定値であるd軸推定電圧指令値とq軸推定電圧指令値とを算出する推定値算出手段と、
d軸電圧指令値とd軸推定電圧指令値およびq軸電圧指令値とq軸推定電圧指令値から前記電圧検出手段の検出値と前記直流電源の実際の電圧値との誤差を算出する誤差演算手段と、
前記電圧検出手段の検出値を前記誤差で補正して前記直流電源の真の電圧値を算出する補正手段と、を備え、
前記PWM変換手段では、補正後の真の電圧値を用いて前記デューティ比を算出することを特徴とする電動機制御装置。 - 電動機に電力を供給する直流電源の電圧を検出する電圧検出手段と、
トルク指令値に基づいてd軸電流指令値とq軸電流指令値を算出する電流指令値演算手段と、
電動機の各相電流をd軸電流値とq軸電流値に変換する3相2相変換手段と、
前記d軸電流指令値とd軸電流値、q軸電流指令値とq軸電流値を一致させるようにするd軸電圧指令値とq軸電圧指令値を算出するdq軸電圧指令値算出手段と、
前記d軸電圧指令値とq軸電圧指令値を2相3相変換して3相の電圧指令値を算出する2相3相変換手段と、
前記3相の電圧指令値と前記電圧検出手段によって検出された直流電源電圧とに基づいて、電動機の各相巻線に印加される電圧が前記電圧指令値に一致するようなデューティ比を算出するPWM変換手段と、
算出したデューティ比に基づいて制御され、前記直流電源の電力を変換して電動機に供給するインバータと、
を備え、前記トルク指令値に応じたトルクを実現するように電動機を制御する電動機制御装置において、
前記トルク指令値および電動機の回転速度の変化量が予め定められた所定の変化量以下であることを検出する検出手段と、
前記トルク指令値と電動機の回転速度の変化量が予め定められた所定の変化量以下である場合に、前記トルク指令値と前記回転速度から電圧指令値の推定値であるd軸推定電圧指令値とq軸推定電圧指令値とを算出する推定値算出手段と、
d軸電圧指令値とd軸推定電圧指令値およびq軸電圧指令値とq軸推定電圧指令値から前記電圧検出手段の検出値と前記直流電源の実際の電圧値との誤差を算出する誤差演算手段と、
前記前記電圧検出手段の検出値を前記誤差で補正して前記直流電源の真の電圧値を算出する補正手段と、を備え、
前記PWM変換手段では、補正後の真の電圧値を用いて前記デューティ比を算出することを特徴とする電動機制御装置。 - 前記誤差演算手段における誤差の演算は、下記の数式によって行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電動機制御装置。
△Vdc=〔(Vq*m−Vq*)×α+(Vd*m−Vd*)×β)〕/2
ただし、△Vdc:誤差推定値
Vd*m:d軸推定電圧指令値 Vd*:d軸電圧指令値
Vq*m:q軸推定電圧指令値 Vq*:q軸電圧指令値
α、β:電動機とインバータの組み合わせで決定される定数 - 前記推定値算出手段は、直流電圧を高精度で検出できる状態で電動機制御を行って予め作成しておいた、d軸電流指令値とq軸電流指令値に応じて決まる電圧指令値のマップを参照する演算により、前記d軸推定電圧指令値とq軸推定電圧指令値を求めるものであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電動機制御装置。
- 前記誤差演算手段は、前記d軸推定電圧指令値とd軸電圧指令値とが等しくない場合、または前記q軸推定電圧指令値とq軸電圧指令値が等しくない場合の少なくとも一方が満足された場合に、前記誤差の演算を行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電動機制御装置。
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JP2004307624A JP2006121835A (ja) | 2004-10-22 | 2004-10-22 | 電動機制御装置 |
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JP2014144496A (ja) * | 2013-01-28 | 2014-08-14 | Makita Corp | 電動工具 |
-
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- 2004-10-22 JP JP2004307624A patent/JP2006121835A/ja active Pending
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