JP2007020371A - Method of controlling inverter - Google Patents

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Yasuhiro Yanagihara
康宏 柳原
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent breakdown of an inverter which generates a compound current for driving a rotary electric machine of double spindle multilayer structure. <P>SOLUTION: A current command value is set such that two rotors can be controlled within a controllable power supply voltage range by looking up a table on which the relationship of currents to be commanded for various conditions of the d-axis and q-axis currents of inner rotor and outer rotor, the r.p.m. of inner rotor and outer rotor, the DC voltage, and the like, is prepared previously. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ステータと、ステータの内外に同軸に設けたインナーロータとアウターロータと、を備えた回転電機を駆動するための、2つの異なる波形を複合した複合電流を生成するインバータ装置の制御方法に関するものである。   The present invention relates to a method for controlling an inverter device that generates a composite current composed of two different waveforms for driving a rotating electrical machine including a stator, and an inner rotor and an outer rotor provided coaxially inside and outside the stator. It is about.

従来の同軸モータとして、円筒状のステータを挟み、内外周にインナーロータおよびアウターロータが配置され、ステータに巻回された多相コイルに複合電流を流すことで、インナーロータとアウターロータを独立して回転制御可能な複軸多層構造を有する回転電機が知られている(例えば、特許文献1参照)。このような複軸多層構造の回転電機では、2つの異なる波形を複合した複合電流をインバータ装置を介してステータに供給することで、インナーロータとアウターロータの独立した回転を可能にしている。
特開2001−103717号公報
As a conventional coaxial motor, an inner rotor and an outer rotor are arranged on the inner and outer circumferences with a cylindrical stator sandwiched between them, and a composite current is passed through a multiphase coil wound around the stator, so that the inner rotor and the outer rotor are made independent. A rotating electrical machine having a multi-axis multilayer structure that can be controlled in rotation is known (see, for example, Patent Document 1). In such a rotary electric machine having a multi-axis multilayer structure, an inner rotor and an outer rotor can be rotated independently by supplying a composite current composed of two different waveforms to a stator via an inverter device.
JP 2001-103717 A

ところで、内外に2つのロータを有する回転電機を駆動するための複合電流を生成するインバータ装置は、電流指令値の増加に伴う電源電圧の不足時には、目標値に追従することができないため、各々の動作点および回転数の関係により制御可能な電源電圧範囲を超えてしまうことから生じる制御破綻の危険性が、単一モータを駆動する時と比較し、より増すことが懸念される。したがって、制御破綻を回避し、なおかつ2つのロータをその時点で制御可能な最大電圧範囲内で制御し続けるために、インナーロータおよびアウターロータの電流指令値をある割合でそれぞれ減少させる必要があった。   By the way, an inverter device that generates a composite current for driving a rotating electrical machine having two rotors inside and outside cannot follow the target value when the power supply voltage is insufficient due to an increase in the current command value. There is a concern that the risk of control failure resulting from exceeding the controllable power supply voltage range due to the relationship between the operating point and the rotational speed is further increased as compared with the case of driving a single motor. Therefore, in order to avoid control failure and continue to control the two rotors within the maximum voltage range that can be controlled at that time, it is necessary to reduce the current command values of the inner rotor and the outer rotor at a certain rate, respectively. .

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、複軸多層構造の回転電機を駆動するための複合電流を生成するインバータ装置の制御破綻を防止することができるインバータ装置の制御方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to prevent control failure of an inverter device that generates a composite current for driving a rotary electric machine having a multi-axis multilayer structure. An object of the present invention is to provide a method for controlling an inverter device.

上記目的を達成するため、第1の発明は、内外に2つのロータを備えた回転電機を駆動するための、2つの異なる正弦波を複合した電流を生成するインバータ装置の制御方法において、2つのロータを制御可能な電源電圧範囲内で制御できるように、電流指令値を所定の値に設定することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a first invention provides a control method for an inverter device for generating a current that combines two different sine waves for driving a rotating electrical machine having two rotors inside and outside. The current command value is set to a predetermined value so that the rotor can be controlled within a controllable power supply voltage range.

第2の発明は、第1の発明において、各ロータに印加される電圧を等しく減少させるように前記電流指令値を設定することを特徴とする。   A second invention is characterized in that, in the first invention, the current command value is set so as to equally reduce the voltage applied to each rotor.

第3の発明は、第1または第2の発明において、前記電流指令値に対して電源の最大電圧値を超過する場合のリミットを設定することで前記電流指令値に制限を加えることを特徴とする。   A third invention is characterized in that, in the first or second invention, the current command value is limited by setting a limit when the maximum voltage value of a power supply is exceeded with respect to the current command value. To do.

第4の発明は、第1、第2または第3の発明において、種々の条件に対する電流指令値の関係を予めテーブルとして用意しておき、前記テーブルをルックアップすることにより、前記電流指令値を所定の値に設定することを特徴とする。   According to a fourth invention, in the first, second or third invention, a relationship between current command values for various conditions is prepared in advance as a table, and the current command value is obtained by looking up the table. It is characterized by being set to a predetermined value.

第5の発明は、第1、第2または第3の発明において、ロータの電流指令値、ロータの回転数およびモータパラメータから複合電圧の予測値を演算し、前記予測値が電源の電圧値を超過しないように前記電流指令値を演算することを特徴とする。   According to a fifth invention, in the first, second or third invention, a predicted value of a composite voltage is calculated from a current command value of the rotor, a rotational speed of the rotor and a motor parameter, and the predicted value is a voltage value of a power source. The current command value is calculated so as not to exceed.

第6の発明は、第1または第2の発明において、電源の最大電圧値を超過する場合にその超過分をフィードバックさせ、前記電流指令値からの差を取ることを特徴とする。   A sixth invention is characterized in that, in the first or second invention, when the maximum voltage value of the power supply is exceeded, the excess is fed back and a difference from the current command value is obtained.

第7の発明は、第1または第2の発明において、各相の複合電圧指令値と電源の電圧値とを比較し、各相の複合電圧指令値が電源の電圧値を超過している場合は、各相電圧の目標値と指令値との偏差を演算してフィードバックし、実際の電流指令値から偏差分を差し引くことを特徴とする。   The seventh invention compares the composite voltage command value of each phase with the voltage value of the power supply in the first or second invention, and the composite voltage command value of each phase exceeds the voltage value of the power supply Is characterized in that the deviation between the target value and the command value of each phase voltage is calculated and fed back, and the deviation is subtracted from the actual current command value.

第8の発明は、第1または第2の発明において、dq軸の複合電圧指令値と電源の電圧値とを比較し、dq軸の複合電圧指令値が電源の電圧値を超過している場合は、dq軸電圧の目標値と指令値との偏差を演算してフィードバックし、実際の電流指令値から偏差分を差し引くことを特徴とする。   In an eighth aspect of the first or second aspect of the present invention, the dq-axis composite voltage command value is compared with the power supply voltage value, and the dq-axis composite voltage command value exceeds the power supply voltage value. Is characterized in that the deviation between the target value of the dq-axis voltage and the command value is calculated and fed back, and the deviation is subtracted from the actual current command value.

第1の発明によれば、複合電流を生成するインバータ装置の制御破綻を防止することができ、その際、各ロータを駆動する電流値の補正割合を任意に制御することができる。   According to the first invention, it is possible to prevent control failure of the inverter device that generates the composite current, and at this time, it is possible to arbitrarily control the correction ratio of the current value for driving each rotor.

第2の発明によれば、各動作点ごとに補正割合を設定する必要が無い場合は、補正割合を算出する処理を省くことができる。   According to the second invention, when it is not necessary to set the correction ratio for each operating point, the process of calculating the correction ratio can be omitted.

第3の発明によれば、指令値に対してリミットを設定する手段を追加するのみで容易にインバータ装置の制御破綻を防止することが実現できる。   According to the third aspect of the present invention, it is possible to easily prevent control failure of the inverter device only by adding means for setting a limit for the command value.

第4の発明によれば、制御可能な指令値が用意されたテーブルをルックアップして電流指令値を設定するのみなので複雑な演算を行う必要が無い。   According to the fourth aspect of the invention, since only the current command value is set by looking up a table in which controllable command values are prepared, there is no need to perform complicated calculations.

第5の発明によれば、制御可能な指令値が用意されたテーブルを用意する必要が無く、メモリを多く必要としない。   According to the fifth aspect, it is not necessary to prepare a table in which controllable command values are prepared, and a large amount of memory is not required.

第6の発明によれば、複合電流を給電することを目的としたインバータの制御装置に対して、電源電圧の過不足を比較する手段を加えるだけで容易にインバータ装置の制御破綻を防止することができる。   According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to easily prevent control failure of an inverter device only by adding a means for comparing the excess or deficiency of the power supply voltage to an inverter control device for supplying a composite current. Can do.

第7の発明によれば、目標値に対する偏差を演算しフィードバックする手段を追加するのみで容易にインバータ装置の制御破綻を防止することができる。   According to the seventh aspect of the invention, it is possible to easily prevent control failure of the inverter device only by adding a means for calculating and feeding back a deviation from the target value.

第8の発明によれば、第7の発明と比較して偏差を演算する際の演算処理を減らすことができる。   According to the eighth aspect, it is possible to reduce the calculation processing when calculating the deviation as compared with the seventh aspect.

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、インバータ装置の駆動対象となる回転電機の一例としての複軸多層モータが適用されたハイブリッド駆動ユニットの全体図である。図1において、Eはエンジン、Mは複軸多層モータ、Gはラビニョウ型複合遊星歯車列、Dは駆動出力機構、1はモータカバー、2はモータケース、3はギヤハウジング、4はフロントカバーである。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall view of a hybrid drive unit to which a multi-axis multilayer motor as an example of a rotating electrical machine to be driven by an inverter device is applied. In FIG. 1, E is an engine, M is a multi-shaft multilayer motor, G is a Ravigneaux type planetary gear train, D is a drive output mechanism, 1 is a motor cover, 2 is a motor case, 3 is a gear housing, 4 is a front cover is there.

前記エンジンEは、ハイブリッド駆動ユニットの主動力源であり、エンジン出力軸5とラビニョウ型複合遊星歯車列Gの第2リングギヤR2とは、回転変動吸収ダンパー6および多板クラッチ7を介して連結されている。   The engine E is a main power source of the hybrid drive unit, and the engine output shaft 5 and the second ring gear R2 of the Ravigneaux type planetary gear train G are connected via a rotation fluctuation absorbing damper 6 and a multi-plate clutch 7. ing.

前記複軸多層モータMは、外観的には1つのモータであるが2つのモータジェネレータ機能を有する副動力源である。この複軸多層モータMは、前記モータケース2に固定され、コイルを巻いた固定電機子としてのステータSと、前記ステータSの内側に配置し、永久磁石を埋設したインナーロータIRと、前記ステータSの外側に配置し、永久磁石を埋設したアウターロータORと、を同軸上に三層配置することで構成されている。前記インナーロータIRに固定の第1モータ中空軸8は、ラビニョウ型複合遊星歯車列Gの第1サンギヤS1に連結され、前記アウターロータORに固定の第2モータ軸9は、ラビニョウ型複合遊星歯車列Gの第2サンギヤS2に連結されている。   The multi-axis multilayer motor M is a sub-power source having two motor generator functions although it is one motor in appearance. This multi-shaft multilayer motor M is fixed to the motor case 2 and has a stator S as a fixed armature wound with a coil, an inner rotor IR disposed inside the stator S and embedded with permanent magnets, and the stator The outer rotor OR, which is disposed outside the S and has a permanent magnet embedded therein, is arranged in three layers on the same axis. A first motor hollow shaft 8 fixed to the inner rotor IR is connected to a first sun gear S1 of a Ravigneaux type planetary gear train G, and a second motor shaft 9 fixed to the outer rotor OR is a Ravigneaux type planetary gear. It is connected to the second sun gear S2 of the row G.

前記ラビニョウ型複合遊星歯車列Gは、二つのモータ回転数を制御することにより無段階に変速比を変える無段変速機能を有する遊星歯車機構である。このラビニョウ型複合遊星歯車列Gは、互いに噛み合う第1ピニオンP1と第2ピニオンP2を支持する共通キャリヤCと、第1ピニオンP1に噛み合う第1サンギヤS1と、第2ピニオンP2に噛み合う第2サンギヤS2と、第1ピニオンP1に噛み合う第1リングギヤR1と、第2ピニオンP2に噛み合う第2リングギヤR2との5つの回転要素を有して構成されている。前記第1リングギヤR1とギヤハウジング3との間には多板ブレーキ10が介装されている。前記共通キャリヤCには、出力ギヤ11が連結されている。   The Ravigneaux-type compound planetary gear train G is a planetary gear mechanism having a continuously variable transmission function that changes the gear ratio steplessly by controlling two motor rotation speeds. The Ravigneaux type planetary gear train G includes a common carrier C that supports the first pinion P1 and the second pinion P2 that mesh with each other, a first sun gear S1 that meshes with the first pinion P1, and a second sun gear that meshes with the second pinion P2. It has five rotational elements of S2, a first ring gear R1 that meshes with the first pinion P1, and a second ring gear R2 that meshes with the second pinion P2. A multi-plate brake 10 is interposed between the first ring gear R1 and the gear housing 3. An output gear 11 is connected to the common carrier C.

前記駆動出力機構Dは、出力ギヤ11と、第1カウンターギヤ12と、第2カウンターギヤ13と、ドライブギヤ14と、ディファレンシャル15と、ドライブシャフト16,16により構成されている。そして、出力ギヤ11からの出力回転および出力トルクは、第1カウンターギヤ12→第2カウンターギヤ13→ドライブギヤ14→ディファレンシャル15を経過し、ドライブシャフト16,16から図外の駆動輪へ伝達される。   The drive output mechanism D includes an output gear 11, a first counter gear 12, a second counter gear 13, a drive gear 14, a differential 15, and drive shafts 16 and 16. The output rotation and output torque from the output gear 11 pass through the first counter gear 12, the second counter gear 13, the drive gear 14, and the differential 15, and are transmitted from the drive shafts 16 and 16 to the drive wheels (not shown). The

すなわち、ハイブリッド駆動ユニットは、前記第2リングギヤR2とエンジン出力軸5を連結し、前記第1サンギヤS1と第1モータ中空軸8とを連結し、前記第2サンギヤS2と第2モータ軸9とを連結し、前記共通キャリヤCに出力ギヤ11を連結することにより構成されている。   That is, the hybrid drive unit connects the second ring gear R2 and the engine output shaft 5, connects the first sun gear S1 and the first motor hollow shaft 8, and connects the second sun gear S2 and the second motor shaft 9 to each other. And the output gear 11 is connected to the common carrier C.

図2は、内外に2つのロータを備えた回転電機を駆動するためのインバータ装置を制御するインバータ制御装置の一例を示すブロック図である。本例では、インナーロータを6相の電流で駆動し、アウターロータを3相の電流で駆動する例について説明している。相電流分離手段27は、電流センサ32によって検出したモータ33の相電流値をインナーロータ分とアウターロータ分とに分離し、6φ→dq軸変換手段25は、インナー6相電流値をdq軸電流値に変換し、3φ→dq軸変換手段26は、アウター3相電流値をdq軸電流値に変換する。   FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of an inverter control device that controls an inverter device for driving a rotating electrical machine including two rotors inside and outside. In this example, an example is described in which the inner rotor is driven with a six-phase current and the outer rotor is driven with a three-phase current. The phase current separation means 27 separates the phase current value of the motor 33 detected by the current sensor 32 into an inner rotor portion and an outer rotor portion, and the 6φ → dq axis conversion means 25 converts the inner 6 phase current value into a dq axis current. The 3φ → dq axis conversion means 26 converts the outer three-phase current value into a dq axis current value.

インナーPI制御手段21は、インナーdq軸電流目標値が与えられると、6φ→dq軸変換手段25からの実際のdq軸電流値をインナーdq軸電流目標値に近づけるように電流PI制御を行い、インナーdq軸電圧指令値を演算する。また、アウターPI制御手段22は、アウターdq軸電流目標値が与えられると、実際のdq軸電流値をアウターdq軸電流目標値に近づけるように電流PI制御を行い、アウターdq軸電圧指令値を演算する。dq軸→6φ変換手段23は、インナーdq軸電圧指令値をインナー6相電圧指令値に変換し、dq軸→3φ変換手段24は、アウターdq軸電圧指令値をアウター3相電圧指令値に変換する。   When the inner dq axis current target value is given, the inner PI control means 21 performs current PI control so that the actual dq axis current value from the 6φ → dq axis conversion means 25 approaches the inner dq axis current target value, The inner dq axis voltage command value is calculated. Further, when the outer dq axis current target value is given, the outer PI control means 22 performs current PI control so that the actual dq axis current value approaches the outer dq axis current target value, and sets the outer dq axis voltage command value. Calculate. The dq axis → 6φ conversion means 23 converts the inner dq axis voltage command value into an inner 6 phase voltage command value, and the dq axis → 3φ conversion means 24 converts the outer dq axis voltage command value into an outer three phase voltage command value. To do.

加算手段28は、インナー6相電圧指令値とアウター3相電圧指令値とを加算し、デューティ生成手段29は、各相のデューティを生成する。ゲート信号生成手段30は、デューティ生成手段29で生成された信号から、インバータ装置31のP側とN側を制御するためのPWM信号を生成し、インバータ装置31を駆動する。   The adding means 28 adds the inner 6-phase voltage command value and the outer 3-phase voltage command value, and the duty generating means 29 generates the duty of each phase. The gate signal generation unit 30 generates a PWM signal for controlling the P side and the N side of the inverter device 31 from the signal generated by the duty generation unit 29 and drives the inverter device 31.

図3は、インバータ制御装置の通常の制御方法を示す制御フローチャートである。図3に示すフローチャートにおいて、インバータ制御装置は、まず、インバータ装置とモータを結ぶ6本の給電線に設置された6個の電流センサからの各相電流を読み込む。続いて、相電流分離手段により、各相電流からインナーロータ用の6相交流電流とアウターロータ用の3相交流電流を分離する(ステップ130)。本例では、分離された6相交流電流および3相交流電流を電流指令値に一致させるために、電流制御系を2系統備える。   FIG. 3 is a control flowchart showing a normal control method of the inverter control device. In the flowchart shown in FIG. 3, the inverter control device first reads each phase current from six current sensors installed on six power supply lines connecting the inverter device and the motor. Subsequently, the six-phase alternating current for the inner rotor and the three-phase alternating current for the outer rotor are separated from each phase current by the phase current separating means (step 130). In this example, in order to make the separated 6-phase alternating current and 3-phase alternating current coincide with the current command value, two current control systems are provided.

電流制御系は、まず、得られたインナーロータ用の6相電流およびアウターロータ用の3相電流をそれぞれdq軸電流に変換する(ステップ140,150)。変換されたdq軸電流をdq軸電流指令値に偏差なく一致させるために電流制御を行い(ステップ160,170)、インナーロータ用のdq軸電圧指令値およびアウターロータ用のdq軸電圧指令値を演算する。続いて、演算したインナーロータ用のdq軸電圧指令値およびアウターロータ用のdq軸電圧指令値を、それぞれインナーロータ用の6相電圧とアウターロータ用の3相電圧に変換する(ステップ180,190)。最後に、2つのロータの相電圧を加算して複合電圧指令値を生成し(ステップ200)、PWM信号を生成し(ステップ230)、生成したPWM信号をインバータ装置へ供給する。   First, the current control system converts the obtained 6-phase current for the inner rotor and 3-phase current for the outer rotor into dq-axis currents (steps 140 and 150). Current control is performed so that the converted dq-axis current matches the dq-axis current command value without deviation (steps 160 and 170), and the dq-axis voltage command value for the inner rotor and the dq-axis voltage command value for the outer rotor are set. Calculate. Subsequently, the calculated dq-axis voltage command value for the inner rotor and the dq-axis voltage command value for the outer rotor are converted into a six-phase voltage for the inner rotor and a three-phase voltage for the outer rotor, respectively (steps 180 and 190). ). Finally, the phase voltages of the two rotors are added to generate a composite voltage command value (step 200), a PWM signal is generated (step 230), and the generated PWM signal is supplied to the inverter device.

本発明は、上述した複軸多層構造を有する回転電機に対し、インナーロータとアウターロータとを制御破綻することなく駆動できる複合電流を生成するためのインバータ装置の制御方法を提供するものであり、以下、本発明のインバータ装置の制御方法について詳細に説明する。   The present invention provides a control method of an inverter device for generating a composite current that can be driven without causing a control failure of an inner rotor and an outer rotor for a rotating electrical machine having the multi-axis multilayer structure described above. Hereinafter, the control method of the inverter apparatus of this invention is demonstrated in detail.

図4は、本発明のインバータ装置の制御方法の実施例1を示す制御フローチャートの一部である。本発明の実施例1は、図3の破線A部を図4のステップ100で置き換えたものである。本発明の実施例1では、インナーロータ、アウターロータのdq軸電流値、インナーロータ、アウターロータの回転数、直流電圧等の各条件に対する指令すべき電流値の関係を予めテーブルとして用意しておき、上記テーブルをルックアップすることにより電流指令値を設定し(ステップ100)、続いて、図3のステップ130〜230の処理を行う。上記テーブルは、直流電圧の範囲内におさまらないような条件の場合には、その返値として制限をされた電流指令値を設定しておく。   FIG. 4 is a part of a control flowchart showing Example 1 of the control method of the inverter device of the present invention. The first embodiment of the present invention is obtained by replacing the broken line portion A in FIG. 3 with step 100 in FIG. In the first embodiment of the present invention, the relationship between the current values to be commanded for each condition such as the dq axis current values of the inner rotor and the outer rotor, the rotational speeds of the inner rotor and the outer rotor, and the DC voltage is prepared in advance as a table. The current command value is set by looking up the table (step 100), and then the processing of steps 130 to 230 in FIG. 3 is performed. In the above table, in the case of a condition that does not fall within the range of the DC voltage, a limited current command value is set as the return value.

上記テーブルの例として以下の二例を示す。
1.インナー電流指令値、アウター電流指令値の補正割合を等しくする場合
図5にテーブルの概念図を示す。インバータ駆動電圧に対してインナーロータ駆動用の電圧が80%でアウターロータ駆動用の電圧が40%である場合、電源電圧に対して20%の不足が生じる。この場合、双方の電圧を等しく減少させるように電流指令値を補正する。
2.インナー電流指令値、アウター電流指令値の補正割合が等しくない場合
図6にテーブルの概念図を示す。インバータ駆動電圧に対してインナーロータ駆動用の電圧が90%でアウターロータ駆動用の電圧が20%である場合、電源電圧に対して10%の不足が生じる。この場合、アウターロータ駆動用の電圧を20%に固定し、インナーロータの電圧のみ80%に補正するようなテーブルを用意しておく。補正させる割合は、車両などのシステム側の要求に応じて様々なテーブルを用意しておく必要がある。
The following two examples are shown as examples of the table.
1. When the correction ratios of the inner current command value and the outer current command value are made equal FIG. 5 is a conceptual diagram of the table. When the inner rotor driving voltage is 80% of the inverter driving voltage and the outer rotor driving voltage is 40%, a shortage of 20% occurs with respect to the power supply voltage. In this case, the current command value is corrected so as to reduce both voltages equally.
2. When the correction ratios of the inner current command value and the outer current command value are not equal FIG. 6 shows a conceptual diagram of the table. When the inner rotor driving voltage is 90% of the inverter driving voltage and the outer rotor driving voltage is 20%, a shortage of 10% occurs with respect to the power supply voltage. In this case, a table is prepared in which the outer rotor driving voltage is fixed to 20% and only the inner rotor voltage is corrected to 80%. It is necessary to prepare various tables for the ratio to be corrected according to the request from the system side such as a vehicle.

図7は、本発明のインバータ装置の制御方法の実施例2を示す制御フローチャートの一部である。本発明の実施例2は、図3の破線A部を図7に示すステップ110〜115で置き換えたものである。   FIG. 7 is a part of a control flowchart showing a second embodiment of the control method of the inverter device of the present invention. In the second embodiment of the present invention, the broken line part A in FIG. 3 is replaced by steps 110 to 115 shown in FIG.

本発明の実施例2は、インナーロータ、アウターロータのdq軸電流指令値および回転数と、予め定められたモータパラメータ(コイル抵抗、dq軸インダクタンス、無負荷磁束)とにより、インナーロータ、アウターロータそれぞれの予測dq軸電圧値を導出し(ステップ110)、それらの予測dq軸電圧値の和から予測複合dq軸電圧値を演算する(ステップ111)。   In the second embodiment of the present invention, the inner rotor and the outer rotor are determined based on the dq-axis current command value and the rotation speed of the inner rotor and the outer rotor, and predetermined motor parameters (coil resistance, dq-axis inductance, no-load magnetic flux). Each predicted dq-axis voltage value is derived (step 110), and a predicted composite dq-axis voltage value is calculated from the sum of the predicted dq-axis voltage values (step 111).

さらに、予測複合dq軸電圧値を直流電圧値Vdcと比較し(ステップ112)、予測複合dq軸電圧値が直流電圧値Vdcをオーバーしていなければ指令値通りのdq軸電流値を設定し(ステップ113)、オーバーしていれば直流電圧の範囲内に収まるようにdq軸電圧値を設定し(ステップ114)、dq軸電圧値に応じたdq軸電流値を演算する(ステップ115)。続いて、図3のステップ130〜230の処理を行う。直流電圧の範囲内におさまらない場合は、リミットを設定することで電流指令値に制限を加える。   Further, the predicted composite dq-axis voltage value is compared with the DC voltage value Vdc (step 112). If the predicted composite dq-axis voltage value does not exceed the DC voltage value Vdc, the dq-axis current value as set in the command value is set ( Step 113), if over, the dq axis voltage value is set so as to be within the range of the DC voltage (step 114), and the dq axis current value corresponding to the dq axis voltage value is calculated (step 115). Subsequently, the processing of steps 130 to 230 in FIG. 3 is performed. If it does not fall within the DC voltage range, limit the current command value by setting a limit.

図8は、本発明の実施例3を示す制御フローチャートである。実施例3は、図3に示す制御フローチャートに、図8に示すステップ210〜217を追加したものである。   FIG. 8 is a control flowchart showing the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, steps 210 to 217 shown in FIG. 8 are added to the control flowchart shown in FIG.

ステップ200での指令複合電圧生成の後、各相の複合電圧指令値を直流電圧値Vdcと比較し(ステップ210)、各相の複合電圧指令値が直流電圧値Vdcの範囲内であればインナーロータ、アウターロータの各相電圧の目標値と指令値との偏差をゼロとしてステップ216にフィードバックするとともに(ステップ215)、PWM生成演算を行う(ステップ230)。   After generating the command composite voltage in step 200, the composite voltage command value of each phase is compared with the DC voltage value Vdc (step 210). If the composite voltage command value of each phase is within the range of the DC voltage value Vdc, the inner The deviation between the target value and the command value of each phase voltage of the rotor and outer rotor is set to zero and fed back to step 216 (step 215), and PWM generation calculation is performed (step 230).

各相の複合電圧指令値が直流電圧値Vdcをオーバーしていれば各相の電圧指令値の修正割合を演算し(ステップ211)、その割合から各相電圧の目標値と指令値との偏差を演算する(ステップ212)。次に、偏差をインナーロータ分とアウターロータ分に分離し(ステップ213)、この偏差は相電圧であるのでdq軸電圧に変換して、これをステップ216にフィードバックするとともに(ステップ214)、PWM生成演算を行う(ステップ230)。フィードバックしたdq軸電圧の偏差は比例ゲインで割ることによりdq軸電流の偏差となり(ステップ216)、実際の電流指令値から偏差分を差し引くことにより直流電圧範囲内に収まるようにする(ステップ217)。   If the composite voltage command value of each phase exceeds the DC voltage value Vdc, the correction ratio of the voltage command value of each phase is calculated (step 211), and the deviation between the target value of each phase voltage and the command value from the ratio Is calculated (step 212). Next, the deviation is separated into an inner rotor portion and an outer rotor portion (step 213). Since this deviation is a phase voltage, it is converted into a dq-axis voltage, and this is fed back to step 216 (step 214). A generation operation is performed (step 230). The feedback deviation of the dq-axis voltage is divided by the proportional gain to be the deviation of the dq-axis current (step 216), and is subtracted from the actual current command value so that it falls within the DC voltage range (step 217). .

図9は、本発明の実施例4を示す制御フローチャートである。実施例4は、実施例3と同様の手順であるが、直流電圧値Vdcとの比較を、dq軸の複合電圧指令値と行う(ステップ220)。   FIG. 9 is a control flowchart showing the fourth embodiment of the present invention. The fourth embodiment is the same procedure as the third embodiment, but the comparison with the DC voltage value Vdc is performed with the composite voltage command value of the dq axis (step 220).

dq軸の複合電圧指令値が直流電圧値Vdcの範囲内であればインナーロータ、アウターロータの各dq軸電圧の目標値と指令値との偏差をゼロとしてステップ224にフィードバックするとともに(ステップ223)、PWM生成演算を行う(ステップ230)。dq軸の複合電圧指令値が直流電圧値Vdcをオーバーしていればインナーロータ、アウターロータの各dq軸電圧の指令値の修正割合を演算し(ステップ221)、その割合からdq軸電圧の目標値と指令値との偏差を演算し、ステップ224にフィードバックするとともに(ステップ222)、PWM生成演算を行う(ステップ230)。   If the composite voltage command value of the dq axis is within the range of the DC voltage value Vdc, the deviation between the target value of each dq axis voltage of the inner rotor and the outer rotor and the command value is set to zero and fed back to step 224 (step 223). PWM generation calculation is performed (step 230). If the combined voltage command value of the dq axis exceeds the DC voltage value Vdc, the correction ratio of the command value of each dq axis voltage of the inner rotor and outer rotor is calculated (step 221), and the target of the dq axis voltage is calculated from the ratio. The deviation between the value and the command value is calculated, fed back to step 224 (step 222), and PWM generation calculation is performed (step 230).

フィードバックしたdq軸電圧の偏差は比例ゲインで割ることによりdq軸電流の偏差となり(ステップ224)、実際の電流指令値から偏差分を差し引くことにより直流電圧範囲内に収まるようにする(ステップ225)。   The deviation of the fed back dq axis voltage is divided by the proportional gain to be the deviation of the dq axis current (step 224), and is subtracted from the actual current command value so as to be within the DC voltage range (step 225). .

なお、実施例1において、電流指令値の補正例として、インナー電流指令値、アウター電流指令値の補正割合を等しくする場合と、インナー電流指令値、アウター電流指令値の補正割合が等しくない場合とを示したが、実施例2〜実施例4においても、インナー電流指令値、アウター電流指令値の補正割合を等しくしたり、インナー電流指令値とアウター電流指令値の一方を固定し、他方を補正するようにできることは言うまでもない。   In the first embodiment, as correction examples of the current command value, the correction ratios of the inner current command value and the outer current command value are equal, and the correction ratios of the inner current command value and the outer current command value are not equal. However, also in the second to fourth embodiments, the correction ratios of the inner current command value and the outer current command value are equalized, or one of the inner current command value and the outer current command value is fixed and the other is corrected. Needless to say, you can.

また、上述した実施の形態において、目標値とは、直流電圧の範囲内に収まらない場合に対して設定される値を示し、指令値とは、外部から制御系に入力される値、またはその値から演算し制御対象を指令するための値を示す。   In the above-described embodiment, the target value indicates a value set for a case that does not fall within the range of the DC voltage, and the command value is a value input from the outside to the control system, or Indicates a value that is calculated from the value and commands a controlled object.

本発明のインバータ装置の制御方法の対象となる回転電機の一例としての複軸多層モータが適用されたハイブリッド駆動ユニットの全体図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall view of a hybrid drive unit to which a multi-axis multilayer motor as an example of a rotating electrical machine that is an object of a control method for an inverter device of the present invention is applied. 回転電機を駆動するためのインバータ装置を制御するインバータ制御装置の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of the inverter control apparatus which controls the inverter apparatus for driving a rotary electric machine. インバータ制御装置の通常の制御方法を示す制御フローチャートである。It is a control flowchart which shows the normal control method of an inverter control apparatus. 本発明の実施例1を示す制御フローチャートの一部である。It is a part of control flowchart which shows Example 1 of this invention. 電流指令値を設定するテーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the table which sets an electric current command value. 電流指令値を設定するテーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the table which sets an electric current command value. 本発明の実施例2を示す制御フローチャートの一部である。It is a part of control flowchart which shows Example 2 of this invention. 本発明の実施例3を示す制御フローチャートである。It is a control flowchart which shows Example 3 of this invention. 本発明の実施例4を示す制御フローチャートである。It is a control flowchart which shows Example 4 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

21 インナーPI制御手段
22 アウターPI制御手段
23 dq軸→6φ変換手段
24 dq軸→3φ変換手段
25 6φ→dq軸変換手段
26 3φ→dq軸変換手段
27 相電流分離手段
28 加算手段
29 デューティ生成手段
30 ゲート信号生成手段
31 インバータ装置
32 電流センサ
33 モータ
21 inner PI control means 22 outer PI control means 23 dq axis → 6φ conversion means 24 dq axis → 3φ conversion means 25 6φ → dq axis conversion means 26 3φ → dq axis conversion means 27 phase current separation means 28 addition means 29 duty generation means 30 Gate signal generating means 31 Inverter device 32 Current sensor 33 Motor

Claims (8)

内外に2つのロータを備えた回転電機を駆動するための、2つの異なる正弦波を複合した電流を生成するインバータ装置の制御方法において、2つのロータを制御可能な電源電圧範囲内で制御できるように、電流指令値を所定の値に設定することを特徴とするインバータ装置の制御方法。   In a control method of an inverter device for generating a current in which two different sine waves are combined to drive a rotating electric machine having two rotors inside and outside, the two rotors can be controlled within a controllable power supply voltage range. And setting a current command value to a predetermined value. 各ロータに印加される電圧を等しく減少させるように前記電流指令値を設定することを特徴とする請求項1に記載のインバータ装置の制御方法。   2. The method of controlling an inverter device according to claim 1, wherein the current command value is set so as to equally reduce the voltage applied to each rotor. 前記電流指令値に対して電源の最大電圧値を超過する場合のリミットを設定することで前記電流指令値に制限を加えることを特徴とする請求項1または2に記載のインバータ装置の制御方法。   The method for controlling an inverter device according to claim 1 or 2, wherein a limit is set for the current command value by setting a limit when the maximum voltage value of a power supply is exceeded with respect to the current command value. 種々の条件に対する電流指令値の関係を予めテーブルとして用意しておき、前記テーブルをルックアップすることにより、前記電流指令値を所定の値に設定することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のインバータ装置の制御方法。   The relationship between the current command values for various conditions is prepared as a table in advance, and the current command value is set to a predetermined value by looking up the table. A control method for the inverter device according to claim 1. ロータの電流指令値、ロータの回転数およびモータパラメータから複合電圧の予測値を演算し、前記予測値が電源の電圧値を超過しないように前記電流指令値を演算することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のインバータ装置の制御方法。   The predicted value of the composite voltage is calculated from the current command value of the rotor, the number of rotations of the rotor and the motor parameter, and the current command value is calculated so that the predicted value does not exceed the voltage value of the power source. The control method of the inverter apparatus in any one of 1-3. 電源の最大電圧値を超過する場合にその超過分をフィードバックさせ、前記電流指令値からの差を取ることを特徴とする請求項1または2に記載のインバータ装置の制御方法。   3. The method of controlling an inverter device according to claim 1, wherein when the maximum voltage value of the power source is exceeded, the excess amount is fed back and a difference from the current command value is obtained. 各相の複合電圧指令値と電源の電圧値とを比較し、各相の複合電圧指令値が電源の電圧値を超過している場合は、各相電圧の目標値と指令値との偏差を演算してフィードバックし、実際の電流指令値から偏差分を差し引くことを特徴とする請求項1または2に記載のインバータ装置の制御方法。   The composite voltage command value of each phase is compared with the voltage value of the power supply.If the composite voltage command value of each phase exceeds the voltage value of the power supply, the deviation between the target value of each phase voltage and the command value is calculated. 3. The method of controlling an inverter device according to claim 1, wherein the control unit calculates and feeds back and subtracts a deviation from an actual current command value. dq軸の複合電圧指令値と電源の電圧値とを比較し、dq軸の複合電圧指令値が電源の電圧値を超過している場合は、dq軸電圧の目標値と指令値との偏差を演算してフィードバックし、実際の電流指令値から偏差分を差し引くことを特徴とする請求項1または2に記載のインバータ装置の制御方法。   The composite voltage command value of the dq axis is compared with the voltage value of the power source. If the composite voltage command value of the dq axis exceeds the voltage value of the power source, the deviation between the target value of the dq axis voltage and the command value is calculated. 3. The method of controlling an inverter device according to claim 1, wherein the control unit calculates and feeds back and subtracts a deviation from an actual current command value.
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