JP2006320127A - Controller for inverter - Google Patents

Controller for inverter Download PDF

Info

Publication number
JP2006320127A
JP2006320127A JP2005141051A JP2005141051A JP2006320127A JP 2006320127 A JP2006320127 A JP 2006320127A JP 2005141051 A JP2005141051 A JP 2005141051A JP 2005141051 A JP2005141051 A JP 2005141051A JP 2006320127 A JP2006320127 A JP 2006320127A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inverter
value
output
coordinate system
output voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2005141051A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4569378B2 (en
Inventor
Hisaaki Kobayashi
久晃 小林
Shinji Michiki
慎二 道木
Shigeru Okuma
繁 大熊
Takuji Amano
拓司 天野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2005141051A priority Critical patent/JP4569378B2/en
Publication of JP2006320127A publication Critical patent/JP2006320127A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4569378B2 publication Critical patent/JP4569378B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To compensate for an output voltage error Vtd caused by a short-circuit preventing period of an output voltage of an inverter 1 without discriminating the polarity of the output current of the inverter 1. <P>SOLUTION: A controller 100A includes a PWM output device 14 for outputting a PWM signal to the inverter 1 which converts a DC power into a three-phase electric power, and outputs it to a three-phase electric motor 2; a current controller 10 for calculating a command value V*dq of the output voltage of the inverter 1 in a rotational coordinate system, on the basis of the detected current value iαβ and the command current value i* of the inverter 1; a dead time compensation device 13a for correcting the command value V*dq of the output voltage in the rotational coordinate system to determine a compensation voltage value V*dq+ΔVdq, on the basis of a phase value θi of a command current value Idq; and coordinate conversion devices 11, 12 for performing coordinate transform of the compensation voltage value V*dq+ΔVdq from the rotational coordinate system to a three-phase fixed coordinate system to give it to the inverter 1. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、インバータの制御装置に関する。   The present invention relates to an inverter control device.

従来、三相電動モータの制御装置においては、図8に示すように、直流電力を三相交流電力に変換して三相電動モータ2に与えるインバータ1を備えるものがある(例えば、非特許文献1参照)。   2. Description of the Related Art Conventionally, some three-phase electric motor control devices include an inverter 1 that converts DC power into three-phase AC power and supplies the three-phase electric motor 2 as shown in FIG. 1).

このインバータ1は、ブリッジ接続される6個のトランジスタ(具体的には、IGBT、MOS−FET等)U−、V−、W−、U+、V+、W+を有しており、6個のトランジスタU−、V−、W−、U+、V+、W+は、PWM信号(図9(a)参照)に基づいて順次スイッチングすることにより、直流電源Baから出力される直流電力を三相交流電力に変換するように構成されている。   The inverter 1 has six transistors (specifically, IGBT, MOS-FET, etc.) U−, V−, W−, U +, V +, and W + that are bridge-connected. U−, V−, W−, U +, V +, and W + are sequentially switched based on the PWM signal (see FIG. 9A) to convert the DC power output from the DC power source Ba into three-phase AC power. Configured to convert.

ここで、6個のトランジスタU−、V−、W−、U+、V+、W+がスイッチングするに際して、そのスイッチングに遅れが生じて上アームトランジスタ1aおよび下アームトランジスタ1bが同時にオン状態になると、直流電源Baの両極端子間が短絡して双方のトランジスタ1a、1bに過電流破壊を生じる。   Here, when the six transistors U−, V−, W−, U +, V +, and W + are switched, if the switching is delayed and the upper arm transistor 1a and the lower arm transistor 1b are turned on at the same time, DC A short circuit occurs between the two terminals of the power supply Ba, causing overcurrent breakdown in both transistors 1a and 1b.

そこで、直流電源Baの両極端子間の短絡を防止するために、遷移期間において、双方のトランジスタ1a、1bを同時にオフ状態にする短絡防止期間td(図9(b)、(c)参照)を設け、一定期間だけインバータ1の出力電圧に出力を休止するようにしている。   Therefore, in order to prevent a short circuit between both terminals of the DC power supply Ba, a short-circuit prevention period td (see FIGS. 9B and 9C) in which both transistors 1a and 1b are simultaneously turned off in the transition period. The output is stopped at the output voltage of the inverter 1 for a certain period.

しかし、インバータ1の出力電圧の出力を休止すると、実際のインバータ1の出力電圧と、インバータ1の出力電圧の理論値との間に出力電圧誤差(図9(d)参照)が生じる。   However, when the output of the output voltage of the inverter 1 is stopped, an output voltage error (see FIG. 9D) occurs between the actual output voltage of the inverter 1 and the theoretical value of the output voltage of the inverter 1.

これに伴い、実際のインバータ1の出力電圧は、インバータ1の出力電圧の理想的な正弦波(図10中符号b参照)からオフセットされる電圧波形(図10中符号c参照)になり、三相電動モータを適正に制御することができなくなる。   Along with this, the actual output voltage of the inverter 1 becomes a voltage waveform (see symbol c in FIG. 10) offset from an ideal sine wave of the inverter 1 output voltage (see symbol b in FIG. 10). The phase electric motor cannot be properly controlled.

そこで、上述の非特許文献1では、インバータ1の出力電圧誤差を補償するために、インバータ1の各出力相電圧を補正するインバータの制御装置が提案されている。このインバータの制御装置の制御方式としては、電流方式と電圧方式との二つの方式に分けられ、特に、制御装置をソフトウェア(すなわち、コンピュータプログラム)で実現することが可能な制御装置としては、電流方式が採用されることが主流になっている。   Therefore, in the above-described Non-Patent Document 1, an inverter control device that corrects each output phase voltage of the inverter 1 is proposed in order to compensate for an output voltage error of the inverter 1. The control system of the inverter control device can be divided into two systems, a current system and a voltage system. In particular, as a control apparatus that can realize the control apparatus with software (ie, a computer program), It has become mainstream that the method is adopted.

ここで、電流方式のインバータの制御装置の一例として、非特許文献2〜4に記載されている制御装置100の構成について図11を参照して説明する。   Here, as an example of a current-type inverter control device, the configuration of the control device 100 described in Non-Patent Documents 2 to 4 will be described with reference to FIG.

制御装置100は、電流制御手段10、dq/αβ変換手段11、αβ−uvw変換手段12、デットタイム補償手段13、PWM出力手段14、上下ア−ム短絡防止期間生成手段15、uvw/αβ変換手段16、および、位置推定手段17を有している。   The control device 100 includes a current control unit 10, a dq / αβ conversion unit 11, an αβ-uvw conversion unit 12, a dead time compensation unit 13, a PWM output unit 14, a vertical arm short circuit prevention period generation unit 15, and a uvw / αβ conversion. Means 16 and position estimation means 17 are provided.

先ず、電流制御手段10は、指令電流値i*、検出電流値iαβ、推定回転位置θ^re、推定回転速度ω^rmを用いて、PI制御、電流ベクトル制御、電流フードバック制御などの信号処理をして、回転座標系における指令電圧値V*dqを算出する。   First, the current control means 10 uses the command current value i *, the detected current value iαβ, the estimated rotational position θ ^ re, and the estimated rotational speed ω ^ rm to generate signals such as PI control, current vector control, and current foodback control. Processing is performed to calculate a command voltage value V * dq in the rotating coordinate system.

ここで、指令電流値i*は、インバータ1から出力される電流値の指令値(すなわち、目標値)であり、検出電流値iαβは、インバータ1から出力される電流値の検出値である。推定回転位置θ^reは、三相電動モータ2の回転子の推定位置であり、推定回転速度ω^rmは、三相電動モータ2の回転子の推定速度であり、指令電圧値V*dqは、インバータ1から出力される電圧値の指令値である。   Here, the command current value i * is a command value (that is, target value) of the current value output from the inverter 1, and the detected current value iαβ is a detected value of the current value output from the inverter 1. The estimated rotational position θ ^ re is the estimated position of the rotor of the three-phase electric motor 2, the estimated rotational speed ω ^ rm is the estimated speed of the rotor of the three-phase electric motor 2, and the command voltage value V * dq. Is a command value of the voltage value output from the inverter 1.

なお、検出電流値iαβ、推定回転位置θ^re、推定回転速度ω^rmは、後述する如く演算される。   The detected current value iαβ, the estimated rotational position θ ^ re, and the estimated rotational speed ω ^ rm are calculated as described later.

次に、dq/αβ変換手段11は、指令電圧値V*dqを回転座標系(d−q)から二相固定座標系(α−β)に変換して、二相固定座標系における指令電圧値V*αβを算出する。   Next, the dq / αβ conversion means 11 converts the command voltage value V * dq from the rotating coordinate system (dq) to the two-phase fixed coordinate system (α-β), and the command voltage in the two-phase fixed coordinate system. The value V * αβ is calculated.

次に、αβ−uvw変換手段12は、指令電圧値V*αβを二相固定座標系(α−β)から三相固定座標系(u−v−w)に変換して、三相固定座標系における指令電圧値V*uvwを算出する。   Next, the αβ-uvw conversion means 12 converts the command voltage value V * αβ from the two-phase fixed coordinate system (α-β) to the three-phase fixed coordinate system (uvv-w), and the three-phase fixed coordinates. A command voltage value V * uvw in the system is calculated.

次に、デットタイム補償手段13は、電流検出センサ22の検出電流値Iuvwに基づいてインバータ1の出力電流位相を検出するとともに、この検出される出力電流位相を用いて、指令電圧値V*uvwに対して、「インバータ1の出力電圧の短絡防止期間(デットタイム)tdに起因する出力誤差分」を補償する。   Next, the dead time compensation means 13 detects the output current phase of the inverter 1 based on the detected current value Iuvw of the current detection sensor 22, and uses this detected output current phase to command the command voltage value V * uvw. In contrast, the “output error due to the short-circuit prevention period (dead time) td of the output voltage of the inverter 1” is compensated.

ここで、短絡防止期間による誤差平均電圧(図10中符号d参照)は、インバータ1の出力電流(図10中符号a参照)と同相逆極性となるので、デットタイム補償手段13は、電流検出センサ3の検出電流値Iuvwの極性を判別する。そして、その判別される極性に基づいて、誤差平均電圧と逆極性となる補正値ΔVuvwを算出して、その補正値ΔVuvwを指令電圧値V*uvwに加えて補償電圧指令値(V*uvw+ΔVuvw)を算出する。   Here, since the average error voltage (see symbol d in FIG. 10) due to the short-circuit prevention period has the same phase and opposite polarity as the output current of the inverter 1 (see symbol a in FIG. 10), the dead time compensation means 13 performs current detection. The polarity of the detected current value Iuvw of the sensor 3 is determined. Based on the determined polarity, a correction value ΔVuvw having a polarity opposite to the error average voltage is calculated, and the correction value ΔVuvw is added to the command voltage value V * uvw to obtain a compensation voltage command value (V * uvw + ΔVuvw). Is calculated.

なお、検出電流値Iuvwは、電流検出センサ3により検出されるインバータ1の出力電流値である。   The detected current value Iuvw is an output current value of the inverter 1 detected by the current detection sensor 3.

次に、PWM出力手段14は、補償電圧指令値(V*uvw+ΔVuvw)と搬送波(例えば、基準三角波)とを比較してその比較結果として相毎にそれぞれPWM信号を算出する。そして、上下ア−ム短絡防止期間生成手段15は、各PWM信号のそれぞれに対して短絡防止期間を設定して、その設定された各PWM信号をインバータ1に出力する。   Next, the PWM output means 14 compares the compensation voltage command value (V * uvw + ΔVuvw) with a carrier wave (for example, a reference triangular wave), and calculates a PWM signal for each phase as a comparison result. Then, the upper and lower arm short circuit prevention period generation means 15 sets a short circuit prevention period for each PWM signal and outputs the set PWM signal to the inverter 1.

すると、インバータ1は、直流電源Baから出力される直流電力を三相交流電力に変換するので、三相電動モータ2は、インバータ1から出力される三相交流電力に基づいて回転する。   Then, since the inverter 1 converts the DC power output from the DC power supply Ba into three-phase AC power, the three-phase electric motor 2 rotates based on the three-phase AC power output from the inverter 1.

一方、電流検出センサ3で、インバータ1から出力される出力電流Iuvwを検出すると、その検出電流値Iuvwをuvw/αβ変換手段16により三相固定座標系から二相固定座標系に座標変換して、二相固定座標系における検出電流値iαβを算出する。   On the other hand, when the output current Iuvw output from the inverter 1 is detected by the current detection sensor 3, the detected current value Iuvw is coordinate-converted from the three-phase fixed coordinate system to the two-phase fixed coordinate system by the uvw / αβ conversion means 16. The detected current value iαβ in the two-phase fixed coordinate system is calculated.

すると、位置推定手段17は、検出電流値iαβおよび三相電動モータ2の数式モデル(すなわち、電動モータの回路方程式)を用いて、推定回転位置θ^re、推定回転速度ω^rmを推定して電流制御手段10に与える。   Then, the position estimation means 17 estimates the estimated rotational position θ ^ re and the estimated rotational speed ω ^ rm using the detected current value iαβ and the mathematical model of the three-phase electric motor 2 (that is, the circuit equation of the electric motor). To the current control means 10.

また、インバータ1の出力電流には、電磁ノイズ等により多くのリップルを含んでいるので、インバータ1の出力電流の極性を判別するに際して、そのリップルが原因で極性判別にチャタリングが生じる場合がある。   Further, since the output current of the inverter 1 includes many ripples due to electromagnetic noise or the like, when the polarity of the output current of the inverter 1 is determined, the ripple may cause chattering due to the ripple.

そこで、特許文献1においては、極性判別に際して「0」からオフセットされる値を閾値として採用して、その閾値とインバータ1の出力電流とを比較して、極性判別するものが提案されている。
パワーエレクトロニクス回路 株式会社オーム社発行 陳,富田,道木,大熊、 平成11年電気学会全国大会講演論文集平成11.No.1026. 「突極型ブラシレスDCモータのセンサレス制御のための拡張誘起電圧オブザーバ」 陳,富田,道木,大熊 平成11年電気学会産業応用部門全国大会講演論文集, page45,平成11.No.229. 「外乱オブザーバによる突極型ブラシレスDCモータのセンサレス位置・速度推定の実現」. 陳,富田,千住,道木,大熊 電学論D,118:828−835,1998−7/8 「外乱オブザーバと速度適応同定による円筒型ブラシレスDCモータのセンサレス位置・速度センサレス制御」 特許2756049号明細書
Therefore, Patent Document 1 proposes a method in which a value that is offset from “0” is adopted as a threshold for polarity determination, and the polarity is determined by comparing the threshold with the output current of the inverter 1.
Power electronics circuit Chen, Tomita, Michiki, Okuma, 1999 IEEJ National Conference Proceedings. No. 1026. "Extended induced voltage observer for sensorless control of salient pole type brushless DC motor" Chen, Tomita, Michiki, Okuma 1999 Proceedings of National Conference on Industrial Applications of the Institute of Electrical Engineers of Japan, page 45, 1999. No. 229. "Realization of sensorless position / speed estimation of salient pole type brushless DC motor by disturbance observer". Chen, Tomita, Senju, Michiki, Okuma Electrical Engineering D, 118: 828-835, 1998-7 / 8 “Sensorless position / speed sensorless control of cylindrical brushless DC motor by disturbance observer and speed adaptive identification” Japanese Patent No. 2756049

ところで、上述の非特許文献2〜4に記載の制御装置では、電流検出センサ3により電流値Iuvwの極性を判別して、その判別される極性に基づいて補償電圧指令値(V*uvw+ΔVuvw)を算出することにより、インバータ1の出力電圧の短絡防止期間に起因する出力誤差分を補償するようにしている。   By the way, in the control devices described in Non-Patent Documents 2 to 4, the polarity of the current value Iuvw is determined by the current detection sensor 3, and the compensation voltage command value (V * uvw + ΔVuvw) is determined based on the determined polarity. By calculating, the output error due to the short-circuit prevention period of the output voltage of the inverter 1 is compensated.

しかし、インバータ1の出力電流の値自体が小さく、その出力電流値に比べてリップルの波高値が大きくなると、極性を正確に判別することができない場合がある。   However, when the value of the output current of the inverter 1 is small and the peak value of the ripple is larger than the output current value, the polarity may not be accurately determined.

また、上述の特許文献1に記載の制御装置のように、「0」からオフセットされる値を閾値として採用して極性判別しても、インバータ1の出力電流の値自体が小さく、リップルの波高値が大きいと、極性を正確に判別することができない場合がある。   Further, as in the control device described in Patent Document 1 described above, even if the polarity is determined by using a value offset from “0” as a threshold value, the value of the output current of the inverter 1 itself is small, and the ripple wave If the high value is large, the polarity may not be accurately determined.

本発明は、上記点に鑑み、インバータの出力電流の極性を判別することなく、インバータの出力電圧誤差を補償するようにしたインバータの制御装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an inverter control apparatus that compensates for an output voltage error of an inverter without determining the polarity of the output current of the inverter.

上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、
直流電力を三相電力に変換して三相電動モータ(2)に出力するインバータ(1)に対して、PWM信号を出力するPWM出力手段(14)と、
前記インバータの出力電流(iαβ)および前記インバータの出力電流の指令値(i*)に基づいて、前記インバータの出力電圧の指令値(V*dq)を算出する算出手段(10)と、
前記出力電圧の指令値を補正してこの補正された指令値を前記出力電圧の指令値として前記PWM出力手段に出力して、前記インバータの出力電圧の短絡防止期間に起因する出力電圧誤差分を補償する補償手段(13a)と、を備えるインバータの制御装置において、
前記算出手段は、回転座標系における前記インバータの出力電圧の指令値(V*dq)を算出するものであり、
前記補償手段は、前記回転座標系において前記出力電流の指令値の位相角(θi)に基づいて前記インバータの出力電圧の指令値を補正するものであり、
前記補償手段により補正された出力電圧の指令値(V*dq+ΔVdq)を前記回転座標系から三相固定座標系に座標変換して前記PWM出力手段に与える変換手段(11、12)を備えているものであることを特徴とするインバータの制御装置。
In order to achieve the above object, in the invention described in claim 1,
PWM output means (14) for outputting a PWM signal to the inverter (1) that converts DC power into three-phase power and outputs it to the three-phase electric motor (2);
Calculation means (10) for calculating a command value (V * dq) of the output voltage of the inverter based on the output current (iαβ) of the inverter and a command value (i *) of the output current of the inverter;
The command value of the output voltage is corrected and the corrected command value is output as the command value of the output voltage to the PWM output means, and the output voltage error due to the short-circuit prevention period of the output voltage of the inverter is calculated. In an inverter control device comprising compensation means (13a) for compensation,
The calculation means calculates a command value (V * dq) of the output voltage of the inverter in the rotating coordinate system,
The compensation means corrects the command value of the output voltage of the inverter based on the phase angle (θi) of the command value of the output current in the rotating coordinate system,
Conversion means (11, 12) for converting the command value (V * dq + ΔVdq) of the output voltage corrected by the compensation means from the rotating coordinate system to the three-phase fixed coordinate system and applying the converted value to the PWM output means is provided. An inverter control device characterized by being a thing.

したがって、前記補正された出力電圧の指令値(V*dq+ΔVdq)を回転座標系から三相固定座標系に座標変換してPWM出力手段に与えるので、PWM出力手段から出力されるPWM信号に基づいてインバータが三相電力を出力すると、インバータの出力電圧の短絡防止期間に起因する出力電圧誤差分を補償することができる。   Therefore, the command value (V * dq + ΔVdq) of the corrected output voltage is coordinate-converted from the rotating coordinate system to the three-phase fixed coordinate system and applied to the PWM output means. Therefore, based on the PWM signal output from the PWM output means. When the inverter outputs three-phase power, it is possible to compensate for the output voltage error due to the short-circuit prevention period of the output voltage of the inverter.

ここで、上述の如く、出力電流の指令値の位相角(θi)に基づいてインバータの出力電圧の指令値(V*dq)を補正しているので、インバータの出力電流の極性を判別することなく、インバータの出力電圧の短絡防止期間に起因する出力電圧誤差分を補償することができる。   Here, as described above, since the command value (V * dq) of the output voltage of the inverter is corrected based on the phase angle (θi) of the command value of the output current, the polarity of the output current of the inverter is discriminated. The output voltage error due to the short-circuit prevention period of the output voltage of the inverter can be compensated.

また、請求項1に記載の発明によれば、インバータの出力電流の極性を判別していなく、インバータの出力電流を検出するセンサの検出精度を従来よりも低くすることが可能である。また、一般的に、センサの検出精度を低くすると、センサの体格を小さくすることが可能である。   According to the first aspect of the present invention, the polarity of the output current of the inverter is not discriminated, and the detection accuracy of the sensor that detects the output current of the inverter can be made lower than that of the conventional one. In general, if the detection accuracy of the sensor is lowered, the physique of the sensor can be reduced.

一方、車両、飛行機、列車などの移動体は、搭載スペースに制約があり、搭載物の体格の小型化が要求される。このため、請求項3に記載の発明の如く、請求項1または2に記載のインバータの制御装置は、上述の如く、センサの体格を小さくすることが可能であるため、移動体に搭載するに際して有効的である。   On the other hand, moving bodies such as vehicles, airplanes, and trains are limited in mounting space and are required to be compact in size. For this reason, as in the invention described in claim 3, the inverter control device described in claim 1 or 2 can reduce the size of the sensor as described above. It is effective.

また、具体的には、補償手段は、インバータの出力電圧の指令値(V*dq)を請求項2に記載の発明のように補正する。   Specifically, the compensation means corrects the command value (V * dq) of the output voltage of the inverter as in the second aspect of the invention.

すなわち、請求項1に記載のインバータの制御装置において、前記補償手段は、
前記短絡防止期間に起因する出力電圧誤差分の理論値を前記三相固定座標系から前記回転座標系に座標変換し時間平均化した平均値に相当する補償電圧のノルム(ΔVdq)を設定し、
前記補償電圧のノルムと前記出力電流の指令値の位相角(θi)に応じて前記インバータの出力電圧の指令値(V*dq)を補正することを特徴とする。
That is, in the inverter control device according to claim 1, the compensation means includes:
Setting a norm (ΔVdq) of a compensation voltage corresponding to an average value obtained by coordinate-converting the theoretical value of the output voltage error caused by the short-circuit prevention period from the three-phase fixed coordinate system to the rotating coordinate system and averaging the time,
A command value (V * dq) of the output voltage of the inverter is corrected according to a norm of the compensation voltage and a phase angle (θi) of the command value of the output current.

また、請求項4に記載の発明では、請求項1ないし3のいずれかに記載のインバータの制御装置および三相電動モータを備えており、
前記三相電動モータは、前記流体により冷却される構造を有することを特徴とする流体機械。
According to a fourth aspect of the present invention, the inverter control device according to any one of the first to third aspects and a three-phase electric motor are provided.
The three-phase electric motor has a structure cooled by the fluid.

ここで、上述の非特許文献2〜4に記載の従来技術では、インバータの出力電流が小さくなると、上述の如く電流の極性を正確に判定することができなくなるので、出力電圧誤差分を補償することができなくなり、三相電動モータを制御することができなかった。   Here, in the conventional techniques described in Non-Patent Documents 2 to 4 described above, if the output current of the inverter becomes small, the polarity of the current cannot be accurately determined as described above, so that the output voltage error is compensated. The three-phase electric motor could not be controlled.

一方、請求項1に記載の発明によれば、インバータの出力電流の極性を判別することなく、インバータの出力電圧の短絡防止期間に起因する出力電圧誤差分を補償することができる。したがって、三相電動モータが低回転数域、低負荷で回転している場合でも、出力電圧誤差分を補償することができる。   On the other hand, according to the first aspect of the present invention, it is possible to compensate for the output voltage error due to the short-circuit prevention period of the output voltage of the inverter without determining the polarity of the output current of the inverter. Therefore, even when the three-phase electric motor rotates at a low rotation speed range and a low load, the output voltage error can be compensated.

したがって、従来より低回転数域でも三相電動モータを制御可能になるので、低回転数、低負荷で回転しているとき(すなわち、インバータの出力電流が小さいときでも)、流体不足等の異常を検知でき、軸受けの焼きつき等の2次破壊を防ぐことができる。   Therefore, since it is possible to control a three-phase electric motor even at a lower rotational speed range than before, abnormalities such as fluid shortage when rotating at a low rotational speed and low load (that is, even when the inverter output current is small). Can be detected, and secondary destruction such as seizure of the bearing can be prevented.

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

(第1実施形態)
図1に本発明に係るインバータの制御装置100Aの第1実施形態の概略構成を示す。なお、上記した従来技術と同一部分には、同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a first embodiment of an inverter control device 100A according to the present invention. Note that the same parts as those of the above-described conventional technology are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

本実施形態の制御装置100Aは、電流制御手段10、dq/αβ変換手段11、18、αβ−uvw変換手段12、デットタイム補償手段13a、PWM出力手段14、上下ア−ム短絡防止期間生成手段15、uvw/αβ変換手段16、および、位置推定手段17を有している。   The control device 100A of this embodiment includes a current control unit 10, dq / αβ conversion units 11 and 18, αβ-uvw conversion unit 12, dead time compensation unit 13a, PWM output unit 14, and upper and lower arm short circuit prevention period generation unit. 15, uvw / αβ conversion means 16, and position estimation means 17.

先ず、電流制御手段10は、指令電流値i*、検出電流値iαβ、推定回転位置θ^re、推定回転速度ω^rmを用いて、回転座標系における指令電圧値V*dqを算出する。   First, the current control means 10 calculates a command voltage value V * dq in the rotating coordinate system using the command current value i *, the detected current value iαβ, the estimated rotation position θ ^ re, and the estimated rotation speed ω ^ rm.

次に、デットタイム補償手段13aは、回転座標系における指令電流値Idqの位相値θiと、補償電圧値のノルムΔVdqとに基づき、回転座標系(d−q座標系)における補償電圧値ΔVd、ΔVqを求める。   Next, the dead time compensator 13a, based on the phase value θi of the command current value Idq in the rotating coordinate system and the norm ΔVdq of the compensating voltage value, compensates the compensation voltage value ΔVd in the rotating coordinate system (dq coordinate system), ΔVq is obtained.

具体的には、図2に示すように、補償電圧値ΔVdqのうちd軸上の成分ΔVdを、ΔVdq・cosθiとして、補償電圧値ΔVdqのうちq軸上の成分ΔVdを、ΔVdq・sinθiとする。   Specifically, as shown in FIG. 2, the component ΔVd on the d-axis of the compensation voltage value ΔVdq is ΔVdq · cos θi, and the component ΔVd on the q-axis of the compensation voltage value ΔVdq is ΔVdq · sin θi. .

ここで、補償電圧値のノルムΔVdqはデットタイム補償手段13aにより次のように算出される。   Here, the norm ΔVdq of the compensation voltage value is calculated by the dead time compensation means 13a as follows.

すなわち、短絡防止期間tdに起因する出力電圧誤差分の理論値Vtd(図参照)を基底搬送波周波数fc、直流電源Baの基底出力電圧Veから求め、三相固定座標系から回転座標系に座標変換し、時間平均化した平均値を予め算出し、その平均値を基底補償電圧ノルムとする。   That is, the theoretical value Vtd (see the figure) for the output voltage error caused by the short-circuit prevention period td is obtained from the base carrier frequency fc and the base output voltage Ve of the DC power supply Ba, and the coordinates are converted from the three-phase fixed coordinate system to the rotating coordinate system. Then, an average value obtained by time averaging is calculated in advance, and the average value is set as a base compensation voltage norm.

ここで、理論値Vtdは、搬送波周波数fc×短絡防止期間時間td×直流電源Baの出力電圧Ve(すなわち、直流電源Baがインバータ1に出力する電圧値)であるため、搬送波周波数fc、直流電源Baの出力電圧Veが、基底搬送波周波数fc、直流電源Baの基底出力電圧Veと異なる場合には、基底補償電圧ノルムに比例係数を掛け、補償電圧ノルムΔVdqとする。   Here, since the theoretical value Vtd is the carrier frequency fc × the short-circuit prevention period time td × the output voltage Ve of the DC power supply Ba (that is, the voltage value output from the DC power supply Ba to the inverter 1), the carrier frequency fc, the DC power supply When the output voltage Ve of Ba is different from the base carrier frequency fc and the base output voltage Ve of the DC power supply Ba, the base compensation voltage norm is multiplied by a proportional coefficient to obtain a compensation voltage norm ΔVdq.

以上のように算出される補償電圧値ΔVdqは、短絡防止期間tdに起因する出力電圧誤差と逆極性の電圧補償値となる。   The compensation voltage value ΔVdq calculated as described above is a voltage compensation value having a polarity opposite to that of the output voltage error caused by the short-circuit prevention period td.

その後、デットタイム補償手段13aは、回転座標系における指令電圧値V*dqに対して補償電圧値ΔVdqを加えて、補償電圧指令値V*dq+ΔVdqを算出する。   Thereafter, the dead time compensation means 13a calculates the compensation voltage command value V * dq + ΔVdq by adding the compensation voltage value ΔVdq to the command voltage value V * dq in the rotating coordinate system.

ここで、短絡防止期間に起因する出力電圧誤差は、インバータ1の出力電流と同相逆極性となるので、「インバータ1の指令電流値i*の位相角θiを用いて算出される補償電圧指令値としてV*dq+ΔVdq」を用いることにより、短絡防止期間に起因する出力電圧誤差分(Vtd)を補償することができる。   Here, since the output voltage error due to the short-circuit prevention period has the same phase and opposite polarity as the output current of the inverter 1, “the compensation voltage command value calculated using the phase angle θi of the command current value i * of the inverter 1. As V * dq + ΔVdq ”, the output voltage error (Vtd) due to the short-circuit prevention period can be compensated.

次に、dq/αβ変換手段11は、補償電圧指令値V*dq+ΔVdqを回転座標系(d−q)から二相固定座標系(α−β)に変換して、二相固定座標系における補償電圧指令値V*αβ+ΔVαβを算出する。   Next, the dq / αβ conversion means 11 converts the compensation voltage command value V * dq + ΔVdq from the rotational coordinate system (dq) to the two-phase fixed coordinate system (α-β), and compensates in the two-phase fixed coordinate system. The voltage command value V * αβ + ΔVαβ is calculated.

次に、αβ−uvw変換手段12は、補償電圧指令値V*αβ+ΔVαβを二相固定座標系(α−β)から三相固定座標系(u−v−w)に変換して、三相固定座標系における補償電圧指令値V*uvw+ΔVuvwを算出する。   Next, the αβ-uvw conversion means 12 converts the compensation voltage command value V * αβ + ΔVαβ from the two-phase fixed coordinate system (α-β) to the three-phase fixed coordinate system (uvv-w), thereby fixing the three-phase fixed value. A compensation voltage command value V * uvw + ΔVuvw in the coordinate system is calculated.

次に、PWM出力手段14は、補償電圧指令値V*uvw+ΔVuvwと搬送波とを比較して相毎にそれぞれPWM信号を算出する。そして、上下ア−ム短絡防止期間生成手段15は、各PWM信号のそれぞれに対して短絡防止期間を設定して、その設定された各PWM信号をインバータ1に出力する。   Next, the PWM output unit 14 compares the compensation voltage command value V * uvw + ΔVuvw with the carrier wave and calculates a PWM signal for each phase. Then, the upper and lower arm short circuit prevention period generation means 15 sets a short circuit prevention period for each PWM signal and outputs the set PWM signal to the inverter 1.

すると、インバータ1は、直流電源Baから出力される直流電力を三相交流電力に変換するので、三相電動モータ2は、インバータ1から出力される三相交流電力に基づいて回転する。   Then, since the inverter 1 converts the DC power output from the DC power supply Ba into three-phase AC power, the three-phase electric motor 2 rotates based on the three-phase AC power output from the inverter 1.

なお、本実施形態では、三相電動モータ2としては、例えば、回転子の絶対位置を検出する位置検出センサが用いられていないセンサレス式のモータであって、永久磁石型同期モータが用いられている。また、三相電動モータ2は、車載空調装置用圧縮機を駆動するために用いられている。   In the present embodiment, as the three-phase electric motor 2, for example, a sensorless motor that does not use a position detection sensor that detects the absolute position of the rotor, and a permanent magnet type synchronous motor is used. Yes. The three-phase electric motor 2 is used to drive a compressor for an in-vehicle air conditioner.

一方、電流検出センサ3は、インバータ1から出力される出力電流Iuvwを検出すると、その検出電流値Iuvwをuvw/αβ変換手段16により三相固定座標系から二相固定座標系に座標変換して検出電流値iαβを算出する。   On the other hand, when the current detection sensor 3 detects the output current Iuvw output from the inverter 1, the current detection sensor I3 converts the detected current value Iuvw from the three-phase fixed coordinate system to the two-phase fixed coordinate system by the uvw / αβ conversion means 16. A detected current value iαβ is calculated.

また、dq/αβ変換手段18は、指令電圧値V*dqを回転座標系から二相固定座標系に座標変換して指令電圧値V*αβを算出する。   Further, the dq / αβ conversion means 18 calculates the command voltage value V * αβ by converting the command voltage value V * dq from the rotating coordinate system to the two-phase fixed coordinate system.

すると、位置推定手段17は、2相固定座標系において、検出電流値iαβおよび指令電圧値V*αβに基づいて、推定回転位置θ^re、推定回転速度ω^rmを推定して電流制御手段10に与える。   Then, the position estimating means 17 estimates the estimated rotational position θ ^ re and the estimated rotational speed ω ^ rm on the basis of the detected current value iαβ and the command voltage value V * αβ in the two-phase fixed coordinate system. 10 is given.

以上のような各手段10、11…18の処理が繰り替えされると、インバータ1から三相交流電力が三相電動モータ2に出力されて、三相電動モータ2が回転して車載空調装置用圧縮機を駆動する
なお、制御装置100Aとしては、マイクロコンピュータ、デジタルシグナルプロセッサーなどが用いられ、電流制御手段などの各種の手段10〜18は、コンピュータプログラムにより構成されている。
When the processing of each of the means 10, 11... 18 is repeated, the three-phase AC power is output from the inverter 1 to the three-phase electric motor 2, and the three-phase electric motor 2 rotates to be used for the on-vehicle air conditioner. The compressor 100 is driven. As the control device 100A, a microcomputer, a digital signal processor or the like is used, and various means 10 to 18 such as a current control means are configured by a computer program.

次に、本実施形態の作用効果について説明する。   Next, the effect of this embodiment is demonstrated.

すなわち、本実施形態の制御装置100Aは、直流電力を三相電力に変換して三相電動モータ2に出力するインバータ1に対して、PWM信号を出力するPWM出力手段14と、インバータ1の検出電流値iαβおよび指令電流値i*に基づき、回転座標系にてインバータ1の出力電圧の指令値V*dqを算出する電流制御手段10と、指令電流値Idqの位相値θiに基づき、回転座標系(d−q座標系)において指令出力電圧V*dqを補正して補償電圧値V*dq+ΔVdqを求めるデットタイム補償手段13aと、補償電圧値V*dq+ΔVdqを回転座標系から三相固定座標系に座標変換してインバータ1に与える座標変換手段11、12と、を備えているものであることを特徴とする。   That is, the control device 100A of the present embodiment includes a PWM output means 14 that outputs a PWM signal to the inverter 1 that converts DC power into three-phase power and outputs the three-phase power to the three-phase electric motor 2, and detection of the inverter 1 Based on the current value iαβ and the command current value i *, the current control means 10 for calculating the command value V * dq of the output voltage of the inverter 1 in the rotation coordinate system, and the rotation coordinate based on the phase value θi of the command current value Idq. Dead time compensation means 13a for correcting the command output voltage V * dq in the system (dq coordinate system) to obtain the compensation voltage value V * dq + ΔVdq, and the compensation voltage value V * dq + ΔVdq from the rotating coordinate system to the three-phase fixed coordinate system Coordinate conversion means 11 and 12 which convert the coordinates into the inverter 1 and provide them to the inverter 1.

したがって、補償電圧値V*dq+ΔVdqを回転座標系から三相固定座標系に座標変換してインバータ1に与えるので、インバータ1の出力電圧の短絡防止期間に起因する出力電圧誤差分Vtdを補償することができる。   Therefore, since the compensation voltage value V * dq + ΔVdq is coordinate-transformed from the rotating coordinate system to the three-phase fixed coordinate system and applied to the inverter 1, the output voltage error Vtd caused by the short-circuit prevention period of the output voltage of the inverter 1 is compensated Can do.

ここで、上述の如く、出力電流の指令値(i*)の位相角(θi)に基づいてインバータの出力電圧の指令値(V*dq)を補正しているので、インバータ1の出力電流の極性を判別することなく、インバータ1の出力電圧の短絡防止期間に起因する出力電圧誤差分Vtdを補償することができる。   Here, as described above, the command value (V * dq) of the output voltage of the inverter is corrected based on the phase angle (θi) of the command value (i *) of the output current. The output voltage error Vtd caused by the short-circuit prevention period of the output voltage of the inverter 1 can be compensated without discriminating the polarity.

また、特許文献1に記載の従来技術の制御装置100では、三相固定座標系において指令出力電圧を補正して補償電圧値を求めている。このため、PWM出力手段14に入力される補償電圧指令値としては、図3中符号yに示すように、振幅変化の大きな矩形波状の信号波形になる。   Further, in the control device 100 of the prior art described in Patent Document 1, the command output voltage is corrected in the three-phase fixed coordinate system to obtain the compensation voltage value. For this reason, the compensation voltage command value input to the PWM output unit 14 is a rectangular wave signal waveform having a large amplitude change, as indicated by a symbol y in FIG.

一方、本実施形態の制御装置では、回転座標系において指令出力電圧を補正して補償電圧値を求め、その補償電圧を回転座標系から三相固定座標系に座標変換してPWM出力手段14に出力する。   On the other hand, in the control device of the present embodiment, the command output voltage is corrected in the rotating coordinate system to obtain a compensation voltage value, and the compensation voltage is coordinate-converted from the rotating coordinate system to the three-phase fixed coordinate system to the PWM output unit 14. Output.

ここで、PWM出力手段14に入力される補償電圧指令値としては、図3中符号Xに示すように、振幅変化の滑らかな正弦波状の信号波形になる。このように振幅変化の滑らかな信号波形の補償電圧指令値を用いてPWM出力手段14がPWM信号を算出すると、そのPWM信号のパルス幅の変化は、従来技術よりも滑らかになる。   Here, the compensation voltage command value input to the PWM output means 14 is a sinusoidal signal waveform having a smooth amplitude change, as indicated by a symbol X in FIG. When the PWM output means 14 calculates the PWM signal using the compensation voltage command value of the signal waveform having a smooth amplitude change as described above, the change in the pulse width of the PWM signal becomes smoother than that in the prior art.

このようなPWM信号を用いてインバータ1を制御して三相電力を発生して三相電動モータ2に与えると、その三相電動モータ2が時定数の小さな電動モータであっても、回転に脈動が発生し難くなる。   When such a PWM signal is used to control the inverter 1 to generate three-phase power and apply it to the three-phase electric motor 2, even if the three-phase electric motor 2 is an electric motor with a small time constant, Pulsation hardly occurs.

また、本実施形態によれば、インバータの出力電流の極性を判別していなく、インバータの出力電流を検出するセンサの検出精度を従来よりも低くすることが可能である。また、一般的に、センサの検出精度を低くすると、センサの体格を小さくすることが可能である。   Further, according to the present embodiment, the polarity of the output current of the inverter is not discriminated, and the detection accuracy of the sensor that detects the output current of the inverter can be made lower than before. In general, if the detection accuracy of the sensor is lowered, the physique of the sensor can be reduced.

一方、車両、飛行機、列車などの移動体は、搭載スペースに制約があり、搭載物の体格の小型化が要求される。これに対して、上述の如く、本実施形態では、センサの検出精度が低いものを用い留ことが可能であるので、センサ自体の体格も小さくすることが可能である。したがって、インバータの制御装置100Aを車両に搭載するに際して体格の小型化を図るに際して有効である。   On the other hand, moving bodies such as vehicles, airplanes, and trains are limited in mounting space and are required to be compact in size. On the other hand, as described above, in the present embodiment, it is possible to use a sensor with low sensor detection accuracy, so that the size of the sensor itself can be reduced. Therefore, it is effective in reducing the size of the physique when the inverter control device 100A is mounted on the vehicle.

また、非特許文献2〜4に記載の従来の制御装置では、インバータ1の出力電流が小さくなると、出力電流の極性を判別することができなくなり、出力電圧誤差分(Vtd)を補償することができなくなり、三相電動モータ2を制御することができなかった。   Further, in the conventional control devices described in Non-Patent Documents 2 to 4, when the output current of the inverter 1 becomes small, the polarity of the output current cannot be determined, and the output voltage error (Vtd) can be compensated. The three-phase electric motor 2 could not be controlled.

一方、三相電動モータ2は、上述の如く車載空調装置用電動圧縮機に組み込まれ、圧縮機を圧縮駆動させて冷媒に圧力を与えるようになっている。そして、三相電動モータ2は、冷媒(流体)が貫流して冷却されている。   On the other hand, the three-phase electric motor 2 is incorporated into the on-vehicle air conditioner electric compressor as described above, and compresses the compressor to apply pressure to the refrigerant. The three-phase electric motor 2 is cooled by a refrigerant (fluid) flowing therethrough.

ここで、本実施形態によれば、インバータ1の出力電流の極性を判別することなく、インバータ1の出力電圧誤差分(Vtd)を補償しているので、インバータ1の出力電流が小さくても、出力電圧誤差分(Vtd)を補償して三相電動モータ2を制御することができる。   Here, according to the present embodiment, since the output voltage error (Vtd) of the inverter 1 is compensated without determining the polarity of the output current of the inverter 1, even if the output current of the inverter 1 is small, The three-phase electric motor 2 can be controlled by compensating for the output voltage error (Vtd).

ここで、インバータ1の出力電流が小さくても、安定した制御ができるため、冷媒(流体)不足等、負荷の異常を正確に検知でき、ロータ軸受け、圧縮機構などの摺動部の破損を未然に防ぐことができる。   Here, even if the output current of the inverter 1 is small, stable control can be performed, so that load abnormality such as lack of refrigerant (fluid) can be detected accurately, and damage to sliding parts such as rotor bearings and compression mechanisms can occur in advance. Can be prevented.

(第2実施形態)
上述の第1実施形態の制御装置100Aでは、位置推定手段17が、2相固定座標系にて推定回転位置θ^re、推定回転速度ω^rmを推定するようにした例について説明したが、これに代えて、本第2実施形態では、制御装置100Aを図4のように構成してもよい。
(Second Embodiment)
In the control device 100A of the first embodiment described above, the position estimation unit 17 has been described with respect to the example in which the estimated rotational position θ ^ re and the estimated rotational speed ω ^ rm are estimated in the two-phase fixed coordinate system. Instead, in the second embodiment, the control device 100A may be configured as shown in FIG.

すなわち、本実施形態では、uvw/αβ変換手段16の後段にαβ/dq変換手段18を接続している。そして、uvw/αβ変換手段16が検出電流値Iuvwを三相固定座標系から二相固定座標系に座標変換して検出電流値iαβを算出すると、αβ/dq変換手段18が検出電流値iαβを二相固定座標系から回転座標系に座標変換して検出電流値Idqを算出する。   That is, in this embodiment, the αβ / dq conversion means 18 is connected to the subsequent stage of the uvw / αβ conversion means 16. When the uvw / αβ conversion means 16 performs coordinate conversion of the detected current value Iuvw from the three-phase fixed coordinate system to the two-phase fixed coordinate system to calculate the detected current value iαβ, the αβ / dq conversion means 18 calculates the detected current value iαβ. The detected current value Idq is calculated by performing coordinate conversion from the two-phase fixed coordinate system to the rotating coordinate system.

すると、位置推定手段17が、検出電流値Idqと電流制御手段10により算出される指令電圧値V*dqとに基づいて、推定回転位置θ^re、推定回転速度ω^rmを推定する。その他の構成は、上述の第1実施形態と同様である。   Then, the position estimation means 17 estimates the estimated rotational position θ ^ re and the estimated rotational speed ω ^ rm based on the detected current value Idq and the command voltage value V * dq calculated by the current control means 10. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

(第3実施形態)
上述の第2実施形態の制御装置100Aでは、uvw/αβ変換手段16が検出電流値Iuvwを三相固定座標系から二相固定座標系に座標変換してから、αβ/dq変換手段18が検出電流値iαβを二相固定座標系から回転座標系に座標変換する例について説明したが、これに代えて、本第3実施形態では、図5に示すように、uvw/αβ変換手段16およびαβ/dq変換手段18に代えて、uvw/dq変換手段19aを採用するようにしてもよい。この場合、uvw/dq変換手段19aが、直接、検出電流値Iuvwを三相固定座標系から回転座標系に座標変換して検出電流値Idqを算出する。
(Third embodiment)
In the control device 100A of the second embodiment described above, the uvw / αβ conversion unit 16 performs coordinate conversion of the detected current value Iuvw from the three-phase fixed coordinate system to the two-phase fixed coordinate system, and then the αβ / dq conversion unit 18 detects the detected current value Iuvw. Although the example in which the current value iαβ is coordinate-transformed from the two-phase fixed coordinate system to the rotating coordinate system has been described, instead of this, in the third embodiment, as shown in FIG. 5, the uvw / αβ conversion means 16 and the αβ Instead of the / dq conversion means 18, uvw / dq conversion means 19a may be adopted. In this case, the uvw / dq conversion means 19a directly converts the detected current value Iuvw from the three-phase fixed coordinate system to the rotating coordinate system to calculate the detected current value Idq.

また、デットタイム補償手段13aにより算出される補償電圧値V*dq+ΔVdqをdq/uvw変換手段19bが、回転座標系から三相固定座標系に、直接、座標変換して補償電圧値V*uvw+ΔVuvwを算出する。その他の構成は、上述の第1実施形態と同様である。   Further, the compensation voltage value V * dq + ΔVdq calculated by the dead time compensation means 13a is directly converted by the dq / uvw conversion means 19b from the rotating coordinate system to the three-phase fixed coordinate system to obtain the compensation voltage value V * uvw + ΔVuvw. calculate. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

(第4実施形態)
本第4実施形態では、制御装置100Aが、あたかも、ニ相固定座標系において指令出力電圧を補正するように構成してもよい。この場合の制御装置100Aの構成を図6に示す。
(Fourth embodiment)
In the fourth embodiment, the control device 100A may be configured to correct the command output voltage as if in the two-phase fixed coordinate system. The configuration of the control device 100A in this case is shown in FIG.

先ず、デットタイム補償手段13aが、補償電圧値ΔVαβの候補値を複数個メモリに予め記憶しておき、デットタイム補償手段13aは、複数個の候補値のうち推定回転位置θ^reに基づき、補償電圧値ΔVαβを選択する。   First, the dead time compensation means 13a stores in advance a plurality of candidate values of the compensation voltage value ΔVαβ in the memory, and the dead time compensation means 13a is based on the estimated rotational position θ ^ re among the plurality of candidate values. A compensation voltage value ΔVαβ is selected.

一方、dq/αβ変換手段11が指令電圧値V*dqを回転座標系から固定座標系に座標変換して補償電圧値V*αβを算出する。これに伴い、加算手段18bにより補償電圧値ΔVαβと補償電圧値V*αβを加算して補償電圧指令値V*αβ+ΔVαβを算出する。   On the other hand, the dq / αβ converter 11 converts the command voltage value V * dq from the rotating coordinate system to the fixed coordinate system to calculate the compensation voltage value V * αβ. Accordingly, the compensation voltage command value V * αβ + ΔVαβ is calculated by adding the compensation voltage value ΔVαβ and the compensation voltage value V * αβ by the adding means 18b.

すると、この補償電圧指令値V*αβ+ΔVαβをαβ−uvw変換手段12が二相固定座標系(α−β)から三相固定座標系(u−v−w)に変換して、三相固定座標系における補償電圧指令値V*uvw+ΔVuvwを算出する。その他の構成は、上述の第1実施形態と同様である。   Then, the compensation voltage command value V * αβ + ΔVαβ is converted by the αβ-uvw conversion means 12 from the two-phase fixed coordinate system (α-β) to the three-phase fixed coordinate system (uvv), and the three-phase fixed coordinates are converted. A compensation voltage command value V * uvw + ΔVuvw in the system is calculated. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

(その他の実施形態)
本発明の実施に際して、PWM信号として三相を全てスイッチングする三相変調方式を採用した場合に限らず、三相のうち一相だけに休止期間Tw(図7参照)を設定する二相変調方式を採用するようにしてもよく、さらに、もう一つの相に休止期間Twを設定するようにした過変調方式を採用しても良い。
(Other embodiments)
In implementing the present invention, not only the case where a three-phase modulation method for switching all three phases as a PWM signal is adopted, but also a two-phase modulation method for setting a pause period Tw (see FIG. 7) for only one of the three phases. In addition, an overmodulation method in which a pause period Tw is set for another phase may be employed.

ここで、回転数、負荷等によって休止期間Twの位相、位相区間が変化する場合、休止期間の部分積分値に応じて、補償電圧ノルムΔVdqを変更する。   Here, when the phase and phase interval of the pause period Tw change depending on the rotation speed, load, etc., the compensation voltage norm ΔVdq is changed according to the partial integration value of the pause period.

なお、図7は、二相変調方式において、インバータ1から出力される補償電圧指令値を示す。1相の補償電圧指令値では、ステップ状に変化しているが、相間電圧では、滑らかな正弦波状の信号波形になる。   FIG. 7 shows the compensation voltage command value output from the inverter 1 in the two-phase modulation method. The one-phase compensation voltage command value changes stepwise, but the interphase voltage has a smooth sinusoidal signal waveform.

上述の実施形態では、三相電動モータ2としては、永久磁石型同期モータを用いる例について説明したが、これに限らず、永久磁石型同期モータ以外の各種の三相電動モータを用いても良い。   In the above-described embodiment, an example in which a permanent magnet type synchronous motor is used as the three phase electric motor 2 has been described. However, the present invention is not limited thereto, and various three phase electric motors other than the permanent magnet type synchronous motor may be used. .

上述の実施形態では、三相電動モータ2としては、回転子の絶対位置を検出する位置検出センサが用いられていないセンサレス式のモータを用いる例について説明したが、これに限らず、位置検出センサが付加されるセンサ付モータを用いても良い。   In the above-described embodiment, as the three-phase electric motor 2, an example using a sensorless motor that does not use a position detection sensor for detecting the absolute position of the rotor has been described. You may use the motor with a sensor to which is added.

本発明の実施にあたり、三相電動モータ2としては、トルクが正負に関わらず、回転動作させるようにしてもよい。   In carrying out the present invention, the three-phase electric motor 2 may be rotated regardless of whether the torque is positive or negative.

以下、上記実施形態と特許請求項の範囲の構成との対応関係について説明すると、電流制御手段10が算出手段に相当し、デットタイム補償手段13aが補償手段に相当し、dq/αβ変換手段11、αβ−uvw変換手段12が変換手段に相当し、電動圧縮機が流体機械に相当する。   Hereinafter, the correspondence relationship between the above-described embodiment and the configuration within the scope of the claims will be described. The current control means 10 corresponds to a calculation means, the dead time compensation means 13a corresponds to a compensation means, and the dq / αβ conversion means 11 , Αβ-uvw conversion means 12 corresponds to the conversion means, and the electric compressor corresponds to the fluid machine.

本発明に係るインバータの制御装置の第1実施形態を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a first embodiment of an inverter control device according to the present invention. FIG. 図1中の電流位相を説明する為の図である。It is a figure for demonstrating the electric current phase in FIG. 図1中の補償電圧指令値の電圧波形を示す図である。It is a figure which shows the voltage waveform of the compensation voltage command value in FIG. 本発明に係るインバータの制御装置の第2実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 2nd Embodiment of the control apparatus of the inverter which concerns on this invention. 本発明に係るインバータの制御装置の第3実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 3rd Embodiment of the control apparatus of the inverter which concerns on this invention. 本発明に係るインバータの制御装置の第4実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 4th Embodiment of the control apparatus of the inverter which concerns on this invention. 本発明に係る変形例に係るインバータの出力波形を示す図である。It is a figure which shows the output waveform of the inverter which concerns on the modification which concerns on this invention. 従来のインバータの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional inverter. 従来のインバータの出力電圧の問題点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem of the output voltage of the conventional inverter. 従来のインバータの出力電圧の問題点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem of the output voltage of the conventional inverter. 従来のインバータの制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the control apparatus of the conventional inverter.

符号の説明Explanation of symbols

1…インバータ、100a…制御装置、2…三相電動モータ、
14…PWM出力手段、10…電流制御手段、
11…dq/αβ変換手段、12…αβ−uvw変換手段、θi…位相値、
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inverter, 100a ... Control apparatus, 2 ... Three-phase electric motor,
14 ... PWM output means, 10 ... current control means,
11 ... dq / αβ conversion means, 12 ... αβ-uvw conversion means, θi ... phase value,

Claims (4)

直流電力を三相電力に変換して三相電動モータ(2)に出力するインバータ(1)に対して、PWM信号を出力するPWM出力手段(14)と、
前記インバータの出力電流(iαβ)および前記インバータの出力電流の指令値(i*)に基づいて、前記インバータの出力電圧の指令値(V*dq)を算出する算出手段(10)と、
前記出力電圧の指令値を補正してこの補正された指令値を前記出力電圧の指令値として前記PWM出力手段に出力して、前記インバータの出力電圧の短絡防止期間に起因する出力電圧誤差分を補償する補償手段(13a)と、を備えるインバータの制御装置において、
前記算出手段は、回転座標系における前記インバータの出力電圧の指令値(V*dq)を算出するものであり、
前記補償手段は、前記回転座標系において前記出力電流の指令値の位相角(θi)に基づいて前記インバータの出力電圧の指令値を補正するものであり、
前記補償手段により補正された出力電圧の指令値(V*dq+ΔVdq)を前記回転座標系から三相固定座標系に座標変換して前記PWM出力手段に与える変換手段(11、12)を備えているものであることを特徴とするインバータの制御装置。
PWM output means (14) for outputting a PWM signal to the inverter (1) that converts DC power into three-phase power and outputs it to the three-phase electric motor (2);
Calculation means (10) for calculating a command value (V * dq) of the output voltage of the inverter based on the output current (iαβ) of the inverter and a command value (i *) of the output current of the inverter;
The command value of the output voltage is corrected and the corrected command value is output as the command value of the output voltage to the PWM output means, and the output voltage error due to the short-circuit prevention period of the output voltage of the inverter is calculated. In an inverter control device comprising compensation means (13a) for compensation,
The calculation means calculates a command value (V * dq) of the output voltage of the inverter in the rotating coordinate system,
The compensation means corrects the command value of the output voltage of the inverter based on the phase angle (θi) of the command value of the output current in the rotating coordinate system,
Conversion means (11, 12) for converting the command value (V * dq + ΔVdq) of the output voltage corrected by the compensation means from the rotating coordinate system to the three-phase fixed coordinate system and applying the converted value to the PWM output means is provided. An inverter control device characterized by being a thing.
前記補償手段は、
前記短絡防止期間に起因する出力電圧誤差分の理論値を前記三相固定座標系から前記回転座標系に座標変換し時間平均化した平均値に相当する補償電圧のノルム(ΔVdq)を設定し、
前記補償電圧のノルムと前記出力電流の指令値の位相角(θi)に応じて前記インバータの出力電圧の指令値(V*dq)を補正することを特徴とする請求項1に記載のインバータの制御装置。
The compensation means includes
Setting a norm (ΔVdq) of a compensation voltage corresponding to an average value obtained by coordinate-converting the theoretical value of the output voltage error caused by the short-circuit prevention period from the three-phase fixed coordinate system to the rotating coordinate system and averaging the time,
The inverter output voltage command value (V * dq) is corrected according to a norm of the compensation voltage and a phase angle (θi) of the output current command value. Control device.
請求項1または2に記載のインバータの制御装置を備えることを特徴とする移動体搭載型のインバータの制御装置。 A control device for an inverter mounted on a mobile unit, comprising the control device for an inverter according to claim 1. 請求項1ないし3のいずれかに記載のインバータの制御装置および三相電動モータを備えており、
前記三相電動モータは、流体が貫流して冷却される構造を有することを特徴とする流体機械。
The inverter control device according to claim 1 and a three-phase electric motor are provided,
The three-phase electric motor has a structure in which a fluid flows through and is cooled.
JP2005141051A 2005-05-13 2005-05-13 Inverter control device Expired - Fee Related JP4569378B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005141051A JP4569378B2 (en) 2005-05-13 2005-05-13 Inverter control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005141051A JP4569378B2 (en) 2005-05-13 2005-05-13 Inverter control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006320127A true JP2006320127A (en) 2006-11-24
JP4569378B2 JP4569378B2 (en) 2010-10-27

Family

ID=37540268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005141051A Expired - Fee Related JP4569378B2 (en) 2005-05-13 2005-05-13 Inverter control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4569378B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100860524B1 (en) 2006-12-28 2008-09-26 엘에스산전 주식회사 A inverter control apparatus capable of extending output voltage on input power abnormality
EP2063194A1 (en) * 2007-11-20 2009-05-27 LG Electronics Inc. Motor controller of air conditioner
CN103944484A (en) * 2013-01-18 2014-07-23 株式会社岛津制作所 Motor driving device and vacuum pump
US11316459B2 (en) 2015-12-16 2022-04-26 ZF Automotive UK Limited Motor control system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05300785A (en) * 1992-04-17 1993-11-12 Hitachi Ltd Controller for synchronous motor
JPH09261974A (en) * 1996-03-19 1997-10-03 Okuma Mach Works Ltd Control equipment of inverter
JP2000245163A (en) * 1999-02-24 2000-09-08 Kasuga Electric Works Ltd Voltage mode three-phase inverter
JP2004064948A (en) * 2002-07-31 2004-02-26 Meidensha Corp Control system of pm motor
JP2005102414A (en) * 2003-09-25 2005-04-14 Denso Corp Motor driving device for electric compressors

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05300785A (en) * 1992-04-17 1993-11-12 Hitachi Ltd Controller for synchronous motor
JPH09261974A (en) * 1996-03-19 1997-10-03 Okuma Mach Works Ltd Control equipment of inverter
JP2000245163A (en) * 1999-02-24 2000-09-08 Kasuga Electric Works Ltd Voltage mode three-phase inverter
JP2004064948A (en) * 2002-07-31 2004-02-26 Meidensha Corp Control system of pm motor
JP2005102414A (en) * 2003-09-25 2005-04-14 Denso Corp Motor driving device for electric compressors

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100860524B1 (en) 2006-12-28 2008-09-26 엘에스산전 주식회사 A inverter control apparatus capable of extending output voltage on input power abnormality
EP2063194A1 (en) * 2007-11-20 2009-05-27 LG Electronics Inc. Motor controller of air conditioner
CN103944484A (en) * 2013-01-18 2014-07-23 株式会社岛津制作所 Motor driving device and vacuum pump
US11316459B2 (en) 2015-12-16 2022-04-26 ZF Automotive UK Limited Motor control system

Also Published As

Publication number Publication date
JP4569378B2 (en) 2010-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20150069941A1 (en) Three-Phase Synchronous Motor Drive Device
CN107852120B (en) Power conversion device, motor drive device, and refrigeration device
KR101485988B1 (en) Motor control device
JP4749874B2 (en) Power conversion device and motor drive device using the same
JP4429338B2 (en) Motor control device, current detection unit
JP4631672B2 (en) Magnetic pole position estimation method, motor speed estimation method, and motor control apparatus
JP6617500B2 (en) Electric power steering control method, electric power steering control device, electric power steering device and vehicle
WO2017168859A1 (en) Power conversion device, motor drive device, and refrigerator using same
KR101485989B1 (en) Motor control device
JP6129972B2 (en) AC motor control device, AC motor drive system, fluid pressure control system, positioning system
JP2006230049A (en) Motor control device and motor current detector
JP2011211818A (en) Power conversion equipment, method of converting power, and motor drive system
JP5511700B2 (en) Inverter device, fan drive device, compressor drive device, and air conditioner
JP4569378B2 (en) Inverter control device
WO2015133520A1 (en) Motor system
JP4722002B2 (en) PWM inverter control device, PWM inverter control method, and refrigeration air conditioner
JP2018170928A (en) Motor control device
JP2010068581A (en) Electric motor drive unit
US8749184B2 (en) Control apparatus for electric motor
KR20190142630A (en) Permanent magnet synchronous motomethod control apparatus and its method
JP2019170095A (en) Motor controller
KR100486925B1 (en) Motor drive unit
JP2018126021A (en) Motor controller
JP2010098854A (en) Controller of motor, and refrigeration apparatus and air conditioner using the same
JP2009268303A (en) Inverter apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070625

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100407

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100420

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100527

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100713

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100726

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130820

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130820

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S802 Written request for registration of partial abandonment of right

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R311802

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees