JP2008193796A - Controller of permanent magnet motor, control method of permanent magnet motor, and module - Google Patents

Controller of permanent magnet motor, control method of permanent magnet motor, and module Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that, in position sensorless control, the calculation for estimating an axial error Δθ(θc<SP>*</SP>-θ), which is a deviation between a rotation phase command value θc<SP>*</SP>of a control reference and a rotation phase value θ of a permanent magnet motor, is performed with motor constant and current values of d-axis and q-axis, but when a current of d-axis is generated other than zero, "an estimation error Δθe(Δθ-Δθc)" occurs to an estimated calculation value Δθc of the axial error if a setting error (R-R<SP>*</SP>) of a resistor is present, so that it becomes difficult to realize current minimization with the same torque at low-speed side. <P>SOLUTION: By varying an inductance value equivalent to q-axis used for a vector control calculation and an axial-error estimated calculation, inductance is searched which decreases a motor current close to a minimum point with the same torque. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、永久磁石モータの制御装置,制御方法及びモジュールに関する。   The present invention relates to a control device, a control method, and a module for a permanent magnet motor.

永久磁石モータの高効率な制御運転の方法は、特開2000−209886号公報にモータのローター位置検出信号と、電源側の電流を検出して、所定時間毎に、前回と今回との間で、電流値および通電位相設定値の比較が行われ、比較結果に基づいて改たな通電位相が設定され、積極的に最適な通電位相を探索し、最高効率運転を実現する方法が記載されている。   A highly efficient control operation method for a permanent magnet motor is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-209886, in which a motor rotor position detection signal and a current on the power source side are detected and a predetermined time interval between the previous time and the current time. The current value and the energization phase setting value are compared, a new energization phase is set based on the comparison result, and a method for actively searching for the optimum energization phase and realizing the highest efficiency operation is described. Yes.

特開2000−209886号公報JP 2000-209886 A

永久磁石モータに、位置センサを取り付け、位置や周波数の検出値を用いて、特開2000−209886号公報記載のように、d軸の電流Idとq軸の電流Iqを必要トルクに見合う最適な電流位相で制御すれば、高効率な制御運転を実現することはできる。   A position sensor is attached to the permanent magnet motor, and the detected values of position and frequency are used to optimize the d-axis current Id and the q-axis current Iq to the required torque as described in JP-A-2000-209886. By controlling with the current phase, highly efficient control operation can be realized.

しかしながら、モータの位置センサを省略した「位置センサレス制御」に適用すると、抵抗の設定誤差(R−R* )が存在する場合、最適な電流位相を保てなくなり、高効率な運転は実現できなくなる。 However, when applied to “position sensorless control” in which the position sensor of the motor is omitted, if there is a resistance setting error (R−R * ), the optimum current phase cannot be maintained, and high-efficiency operation cannot be realized. .

位置センサレス制御では、制御基準の回転位相指令値θc* と永久磁石モータの回転位相値θとの偏差である軸誤差Δθ(θc* −θ)を、モータ定数とd軸およびq軸の電流検出値を用いて推定する。この演算値Δθcを用いて、周波数演算値ω1 を演算し、さらには回転位相指令値θc* を作成する。 In the position sensorless control, the axis error Δθ (θc * −θ), which is the deviation between the control reference rotational phase command value θc * and the rotational phase value θ of the permanent magnet motor, is detected, and the motor constant and d-axis and q-axis current detection. Estimate using the value. Using this calculated value Δθc, a frequency calculated value ω 1 is calculated, and further a rotational phase command value θc * is created.

しかし、d軸の電流指令値Id* や軸誤差の指令値Δθc* を「零」以外で発生させると、抵抗の設定誤差(R−R* )が存在する場合、Δθcに推定誤差が発生し、最適な電流位相が保てなくなる。 However, if the d-axis current command value Id * or the shaft error command value Δθc * is generated at a value other than “zero”, an estimation error occurs in Δθc if a resistance setting error (R−R * ) exists. The optimum current phase cannot be maintained.

モータ電流は、真の電流最小点から外れた値で落ち着いてしまう課題があった。   There has been a problem that the motor current settles at a value deviating from the true current minimum point.

本発明の目的は、抵抗の設定誤差(R−R* )やその他の制御定数に設定誤差が存在する場合でも、自動的に高効率運転を実現できる永久磁石モータの制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a control device for a permanent magnet motor that can automatically realize a high-efficiency operation even when a setting error (RR * ) or other control constant exists. is there.

ベクトル制御演算や軸誤差推定演算に用いるインダクタンス値を変化させて、モータ電流の検出値が最小点となるインダクタンス値を探索するインダクタンス探索し、探索して得られたインダクタンス値を、ベクトル制御演算や軸誤差推定演算に設定することである。   The inductance value used for the vector control calculation and the axis error estimation calculation is changed to search for the inductance value at which the detected value of the motor current is the minimum, and the inductance value obtained by the search is calculated as the vector control calculation or This is to set the axis error estimation calculation.

抵抗の設定誤差(R−R* )やその他の制御定数に設定誤差が存在する場合でも、自動的に高効率運転を実現できる永久磁石モータの制御装置を提供することができる。 It is possible to provide a control device for a permanent magnet motor that can automatically realize high-efficiency operation even when a setting error exists in the resistance setting error (R−R * ) and other control constants.

以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

〔第1の実施例〕
図1は、本発明の一実施例である「永久磁石モータの高効率速度制御装置」の構成例を示す。
[First embodiment]
FIG. 1 shows a configuration example of a “highly efficient speed controller for a permanent magnet motor” according to an embodiment of the present invention.

永久磁石モータ1は、永久磁石の磁束によるトルク成分と電機子巻線のインダクタンスによるトルク成分を合成したモータトルクを出力する。   The permanent magnet motor 1 outputs a motor torque obtained by combining a torque component due to the magnetic flux of the permanent magnet and a torque component due to the inductance of the armature winding.

電力変換器2は、3相交流の電圧指令値Vu*,Vv*,Vw* に比例した電圧を出力し、永久磁石モータ1の出力電圧と回転数を可変する。 The power converter 2 outputs a voltage proportional to the three-phase AC voltage command values Vu * , Vv * , Vw * , and varies the output voltage and the rotational speed of the permanent magnet motor 1.

電流検出器3は、永久磁石モータ1の3相の交流電流Iu,Iv,Iwを検出する。   The current detector 3 detects the three-phase AC currents Iu, Iv, and Iw of the permanent magnet motor 1.

座標変換部4は、前記3相の交流電流Iu,Iv,Iwの検出値Iuc,Ivc,Iwcと電力変換器2の回転位相指令値θc* からd軸およびq軸の電流検出値Idc,Iqcを出力する。 The coordinate converter 4 detects the detected current values Idc, Iqc of the d-axis and the q-axis from the detected values Iuc, Ivc, Iwc of the three-phase alternating currents Iu, Iv, Iw and the rotational phase command value θc * of the power converter 2. Is output.

軸誤差推定演算部5は、電圧指令値Vdc*,Vqc*、インダクタンス値L* ,周波数演算値ω1 ,電流検出値Idc,Iqcおよびモータ定数に基づいて、電力変換器2の回転位相指令値θc* とモータ位相値θとの偏差である軸誤差の推定演算を行い、演算値
Δθcを出力する。
The axis error estimation calculation unit 5 calculates the rotation phase command value of the power converter 2 based on the voltage command values Vdc * and Vqc * , the inductance value L * , the frequency calculation value ω 1 , the current detection values Idc and Iqc, and the motor constant. An estimation calculation of an axis error that is a deviation between θc * and the motor phase value θ is performed, and a calculation value Δθc is output.

周波数演算部6は、「零」である軸誤差の指令値Δθc* と軸誤差の演算値Δθcとの偏差から周波数演算値ω1 を出力する。 The frequency calculation unit 6 outputs a frequency calculation value ω 1 from the deviation between the axis error command value Δθc * which is “zero” and the axis error calculation value Δθc.

位相演算部7は、周波数演算値ω1 を積分して、座標変換部4,12に回転位相指令値θc* を出力する。 The phase calculation unit 7 integrates the frequency calculation value ω 1 and outputs the rotation phase command value θc * to the coordinate conversion units 4 and 12.

速度制御演算部8は、速度指令値ωr *と周波数演算値ω1 との偏差から、q軸の電流指令値Iq* を出力する。 The speed control calculation unit 8 outputs the q-axis current command value Iq * from the deviation between the speed command value ω r * and the frequency calculation value ω 1 .

q軸の電流制御演算部9は、第1のq軸の電流指令値Iq* と電流検出値Iqcとの偏差から第2のq軸電流指令値Iq**を出力する。 The q-axis current control calculation unit 9 outputs a second q-axis current command value Iq ** from the deviation between the first q-axis current command value Iq * and the detected current value Iqc.

d軸の電流制御演算部10は、「零」である第1のd軸の電流指令値Id* と電流検出値Idcとの偏差から第2のd軸電流指令値Id**を出力する。 The d-axis current control calculation unit 10 outputs the second d-axis current command value Id ** from the deviation between the first d-axis current command value Id * which is “zero” and the current detection value Idc.

ベクトル制御演算部11は、永久磁石モータ1の電気定数と第2の電流指令値Id**,Iq**および周波数演算値ω1 、インダクタンス値L* に基づいて、d軸およびq軸の電圧指令値Vdc*,Vqc*を出力する。 The vector control calculation unit 11 determines the d-axis and q-axis voltages based on the electric constant of the permanent magnet motor 1, the second current command values Id ** and Iq **, the frequency calculation value ω 1 , and the inductance value L *. Command values Vdc * and Vqc * are output.

座標変換部12は、電圧指令値Vdc*,Vdc*と回転位相指令値θc* から3相交流の電圧指令値Vu*,Vv*,Vw*を出力する。 The coordinate conversion unit 12 outputs three-phase AC voltage command values Vu * , Vv * , Vw * from the voltage command values Vdc * , Vdc * and the rotation phase command value θc * .

インダクタンス探索/設定部13は、q軸の電流検出値Iqcを入力し、軸誤差推定演算部5とベクトル制御演算部11の演算に用いるインダクタンス値L* を出力する。 The inductance search / setting unit 13 receives the q-axis current detection value Iqc, and outputs an inductance value L * used for calculation by the axis error estimation calculation unit 5 and the vector control calculation unit 11.

直流電源21は、電力変換器2に直流電圧を供給する。   The DC power supply 21 supplies a DC voltage to the power converter 2.

最初に、本発明を用いた位置センサレス制御方式の基本動作について説明する。   First, the basic operation of the position sensorless control method using the present invention will be described.

位置センサレス制御では、特願2006−178895号記載のように、抵抗の設定誤差比(R/R* )が、「1」の場合は、「最少のモータ電流で同一トルクを出力することができる」が、(R/R* )が「1」から外れるについて、「電流値が大きくなってしまう課題」がある。 In the position sensorless control, as described in Japanese Patent Application No. 2006-178895, when the resistance setting error ratio (R / R * ) is “1”, “the same torque can be output with a minimum motor current. However, when (R / R * ) deviates from “1”, there is a “problem that the current value becomes large”.

これは、d軸の電流指令値Id* を「零」以外の所定値に設定すると、演算により求めた軸誤差の演算値Δθcに推定誤差が発生し、「最適な電流位相」を保てなくなるためである。 This is because if the d-axis current command value Id * is set to a predetermined value other than “zero”, an estimation error occurs in the calculated value Δθc of the axis error obtained by the calculation, and the “optimum current phase” cannot be maintained. Because.

そこで、本発明では、永久磁石モータ1の抵抗値Rに対し、ロバスト化するため、
(1)「d軸の電流指令値Id*」や「軸誤差の指令値Δθc*」を「零」の設定にする。
(2)制御系(軸誤差推定演算部5やベクトル制御演算部11a)に設定するインダクタンス値L* を意図的に変化させて、軸誤差Δθを発生させる。
(3)L* を変化させている期間において、q軸の電流検出値Iqc(モータ電流I1 相当)を検出し、Iqcが最少となる(軸誤差Δθが、最大トルクを発生する最適な電流位相に一致する)点における前記インダクタンス値を探索する。
(4)探索したインダクタンス値を、改めて制御系に設定する。
Therefore, in the present invention, in order to make the resistance value R of the permanent magnet motor 1 robust,
(1) Set “d-axis current command value Id * ” and “axis error command value Δθc * ” to “zero”.
(2) The inductance value L * set in the control system (the axis error estimation calculation unit 5 or the vector control calculation unit 11a) is intentionally changed to generate the axis error Δθ.
(3) in the period in which by changing the L *, detects a current detection value of the q-axis Iqc (motor current I 1 or equivalent), the optimum current Iqc is minimized (the axis error Δθ is, which generates the maximum torque Search for the inductance value at a point that matches the phase.
(4) The searched inductance value is set again in the control system.

この一連の動作により、高効率運転を実現することができる。   With this series of operations, high-efficiency operation can be realized.

ここからは、本発明に係わる高効率制御の動作原理について説明する。   From here, the operation principle of the high-efficiency control according to the present invention will be described.

モータトルクτmを(数1)に示す。   The motor torque τm is shown in (Equation 1).

Figure 2008193796
Figure 2008193796

ここに、Pm:モータの極対数、 Ke:発電係数
Ld:d軸のインダクタンス値、Lq:q軸のインダクタンス値
Id:d軸の電流、 Iq:q軸の電流
図1の構成において、d軸の電流指令値Id* と軸誤差の指令値Δθc* を「零」に設定したままで、高効率な制御運転を実現できる軸誤差をΔθoptと定義する。
Where Pm: number of pole pairs of motor, Ke: power generation coefficient
Ld: d-axis inductance value, Lq: q-axis inductance value
Id: d-axis current, Iq: q-axis current In the configuration shown in FIG. 1, highly efficient control operation is performed with the d-axis current command value Id * and the shaft error command value Δθc * set to “zero”. the axis error that can be realized is defined as [Delta] [theta] opt.

軸誤差Δθopt が発生した場合、制御軸(dc−qc)軸上の電流Idc,Iqcからモータ軸(d−q)軸上の電流Id,Iqへの座標変換行列は、(数2)となる。 When the axis error Δθ opt occurs, the coordinate transformation matrix from the currents Idc, Iqc on the control axis (dc-qc) axis to the currents Id, Iq on the motor axis (dq) axis is (Equation 2) Become.

Figure 2008193796
Figure 2008193796

また、永久磁石モータ1が最大トルクを発生する電流位相θi(q軸の電流Iqとモータ電流I1 との位相角)を、(数3)のように定義する。 Further, the current phase θi (phase angle between the q-axis current Iq and the motor current I 1 ) at which the permanent magnet motor 1 generates the maximum torque is defined as (Equation 3).

Figure 2008193796
Figure 2008193796

つまり、「X」はトルク最大を実現する「q軸の電流Iqに対するd軸の電流Idの比率」、つまり、「Id/Iq」の値となる。   That is, “X” is a “ratio of the d-axis current Id to the q-axis current Iq” that achieves the maximum torque, that is, a value of “Id / Iq”.

ここで、Δθoptが電流位相θiに一致した(Δθopt=θi)と仮定すると、(数2)を(数3)に代入し、d軸電流指令値Id*を「零」に設定している関係(Id*=Idc=0)から、 Here, assuming that [Delta] [theta] opt matches the current phase θi (Δθ opt = θi), ( Equation 2) is substituted into the equation (3), by setting the d-axis current command value Id * to the "zero" From the relationship (Id * = Idc = 0)

Figure 2008193796
Figure 2008193796

(数4)からは、軸誤差が発生すると、Idcが「零」の状態でも、d軸の電流Idが流れることがわかる。   From (Equation 4), it can be seen that when an axis error occurs, a d-axis current Id flows even if Idc is “zero”.

(数4)を、モータのトルク式である(数1)に代入すると、   Substituting (Equation 4) into (Equation 1), which is the torque equation of the motor,

Figure 2008193796
Figure 2008193796

ここで、最大トルク発生時における電流比「X」について求めるには、(数6)を解けばよい。   Here, to obtain the current ratio “X” when the maximum torque is generated, Equation (6) may be solved.

Figure 2008193796
Figure 2008193796

電流「X」について解くと、(数7)を得る。   Solving for the current “X” yields (Equation 7).

Figure 2008193796
Figure 2008193796

(数2)の電流位相θiをΔθopt として、(数7)を代入すると、(数8)を得ることができる。 By substituting (Equation 7) with the current phase θi of (Equation 2) as Δθ opt , (Equation 8) can be obtained.

Figure 2008193796
Figure 2008193796

ここで、(数8)に示すような関係で軸誤差Δθopt が発生すれば、「同一トルクにおけるモータ電流の最小化」が行え、高効率な制御運転を実現することができる。 Here, if the shaft error Δθ opt occurs in the relationship shown in (Equation 8), “minimization of the motor current at the same torque” can be performed, and a highly efficient control operation can be realized.

ところで、特開2001−251889号公報に記載されている軸誤差演算の基本となる(数9)は、Δθcの演算に、q軸のインダクタンス値Lqが使用されている。   By the way, the basic equation of the axis error calculation described in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-251889 (Equation 9) uses the q-axis inductance value Lq for the calculation of Δθc.

Figure 2008193796
Figure 2008193796

(数9)に示す軸誤差の演算値Δθcは、q軸のインダクタンスLq* のみに依存した推定誤差を発生する(つまりLq*の誤差により軸誤差Δθが発生する)。 The calculated value Δθc of the axis error shown in (Equation 9) generates an estimation error that depends only on the q-axis inductance Lq * (that is, the axis error Δθ is generated due to the error of Lq * ).

そこで、軸誤差推定演算部5とベクトル制御演算部11に設定するq軸のインダクタンス設定値Lq* の代わりに、意図的に変化させるインダクタンス値L* を新たに導入する。 Therefore, an inductance value L * that is intentionally changed is newly introduced instead of the q-axis inductance setting value Lq * set in the axis error estimation calculation unit 5 and the vector control calculation unit 11.

このL* を意図的に変化させることにより、軸誤差Δθが発生し、軸誤差Δθが電流位相θiに一致した時点で、モータ電流I1 は最小値となる。つまり、そのとき設定したインダクタンス値L* が、高効率な運転を実現できるインダクタンス値となる。 By intentionally changing this L * , an axial error Δθ occurs, and when the axial error Δθ coincides with the current phase θi, the motor current I 1 becomes the minimum value. That is, the inductance value L * set at that time is an inductance value that can realize highly efficient operation.

次に、インダクタンス値L*と軸誤差Δθの関係を説明する。 Next, the relationship between the inductance value L * and the axis error Δθ will be described.

図1のベクトル制御演算部11では、第2のd軸およびq軸の電流指令値Id**
Iq**と周波数演算値ω1およびモータ定数の設定値と、q軸のインダクタンス値Lq*を用いて、(数10)に示すd軸およびq軸の電圧指令値Vdc*,Vqc*を演算する。
In the vector control calculation unit 11 of FIG. 1, the current command values Id ** ,
Using the qq ** , frequency calculation value ω 1, motor constant setting value, and q-axis inductance value Lq * , the d-axis and q-axis voltage command values Vdc * and Vqc * shown in (Equation 10) are calculated. To do.

Figure 2008193796
Figure 2008193796

ここで、軸誤差Δθが存在する場合、制御側で演算したモータの印加電圧Vd,Vqは(数11)となる。   Here, when the axis error Δθ exists, the applied voltages Vd and Vq of the motor calculated on the control side are (Equation 11).

Figure 2008193796
Figure 2008193796

一方、d軸およびq軸のモータ印加電圧Vd,Vqは、軸誤差Δθ,電流検出値Idc,Iqcとモータ定数を用いて表すと(数12)となる。   On the other hand, the d-axis and q-axis motor applied voltages Vd and Vq are expressed as (Equation 12) using the axis error Δθ, current detection values Idc and Iqc, and motor constants.

Figure 2008193796
Figure 2008193796

ここで、(数11)=(数12)の関係から、d軸の電流指令値Id* を「零」に設定(Id* =Idc=0)し、q軸の電流指令値Iq* を所定値(Iq* =Iqc)と考えると、d軸およびq軸の電流制御演算部9,10の出力値であるId**,Iq**は、(数13)となる。 Here, from the relationship of (Equation 11) = (Equation 12), the d-axis current command value Id * is set to “zero” (Id * = Idc = 0), and the q-axis current command value Iq * is set to a predetermined value. Considering the value (Iq * = Iqc), Id ** and Iq ** , which are the output values of the d-axis and q-axis current control calculation units 9 and 10, are given by (Expression 13).

Figure 2008193796
Figure 2008193796

また、軸誤差推定演算部5においては、d軸およびq軸の電流検出値Idc,Iqcと周波数演算値ω1およびモータ定数とインダクタンス値L*を用いて、軸誤差演算値Δθcを、(数14)に従い演算する。 In addition, the axis error estimation calculation unit 5 uses the d-axis and q-axis current detection values Idc and Iqc, the frequency calculation value ω 1, the motor constant and the inductance value L * to calculate the axis error calculation value Δθc as 14).

Figure 2008193796
Figure 2008193796

ここで、(数14)に、(数10),(数13)を代入すると、   Here, when (Equation 10) and (Equation 13) are substituted into (Equation 14),

Figure 2008193796
Figure 2008193796

周波数演算部6では、軸誤差推定演算部5の出力値である軸誤差演算値Δθcが、「零」である軸誤差の指令値Δθc* に一致するように、周波数ω1 を演算するので、一定速度では、(数15)の分子項は「零」となる。 The frequency calculation unit 6 calculates the frequency ω 1 so that the axis error calculation value Δθc that is the output value of the axis error estimation calculation unit 5 matches the command value Δθc * of the axis error that is “zero”. At a constant speed, the numerator of (Equation 15) is “zero”.

Figure 2008193796
Figure 2008193796

軸誤差Δθを含む(数16)には、モータの抵抗値Rの項が含まれておらず、周波数
ω1 の演算は、モータの抵抗成分の影響を受けない(ロバストである)ことがわかる。
The equation (16) including the axis error Δθ does not include the term of the resistance value R of the motor, and the calculation of the frequency ω 1 is not affected by the resistance component of the motor (is robust). .

さらに、軸誤差Δθについて整理すると、(数17)を得る。   Further, when the axial error Δθ is arranged, (Equation 17) is obtained.

Figure 2008193796
Figure 2008193796

(数17)から、Δθは、設定値の中で「インダクタンス値L*のみに感度を持つ」ことがわかる。 From (Equation 17), it can be seen that Δθ is “sensitive only to the inductance value L * ” among the set values.

つまり、L* を可変することにより、軸誤差Δθを意図的に発生させることができる。 That is, by changing L * , the axis error Δθ can be intentionally generated.

図1中の、インダクタンス探索/設定部13では、L* を意図的に変化させて、その期間に発生するq軸の電流検出値Iqcの大きさが最小となるL* を選択し、改たに、ベクトル制御演算や軸誤差推定演算に用いることにする。 In Figure 1, the inductance searching / setting unit 13, by intentionally changing the L *, then select the L * the magnitude of the detected current value Iqc of the q-axis generated in the period is a minimum, was modified In addition, it is used for vector control calculation and axis error estimation calculation.

インダクタンス探索/設定部13の構成には、L* の「探索部」と「設定部」を設けており、所定の時間毎に、インダクタンスL*の「探索動作」と「設定動作」を行う。 The configuration of the inductance searching / setting unit 13, L * a "search section" is provided with a "setting unit" for each predetermined time, performed the inductance L * a "search operation" and "setting operation".

「探索部」では、インダクタンスL* を、ステップ(階段状)的あるいはある傾きを持って、所定の時間で変化させて、このとき発生するモータのq軸の電流検出値Iqcを検出する。 In the “search unit”, the inductance L * is changed in a predetermined time with a step (step-like) or with a certain inclination, and the detected current value Iqc of the q-axis of the motor generated at this time is detected.

次に、L* を変化させている期間において、検出値Iqcが最小となるIqcmin におけるインダクタンス値L* optを選択する。 Next, an inductance value L * opt at Iqc min where the detection value Iqc is minimized during the period in which L * is changed is selected.

探索動作の終了後は、L* optの設定動作に移る。 After the end of the search operation, the operation moves to L * opt setting operation.

「設定部」では、信号L* optをL* に代入し、軸誤差推定演算部5とベクトル制御演算部11に出力する。このL* を用いて制御演算を行えば、同一トルクでの電流最小化が行え、自動的な高効率運転を実現することができる。 In the “setting unit”, the signal L * opt is substituted into L * and is output to the axis error estimation calculation unit 5 and the vector control calculation unit 11. If control calculation is performed using this L * , current minimization at the same torque can be performed, and automatic high-efficiency operation can be realized.

この「探索動作」と「設定動作」を繰り返すことにより、どのような運転条件においても、高効率運転を実現することができる。   By repeating this “search operation” and “setting operation”, high-efficiency operation can be realized under any operating condition.

ここで、本発明の特徴的であるインダクタンス探索/設定部13のフローチャートを、図2を用いて説明する。   Here, a flowchart of the inductance search / setting unit 13 which is a characteristic of the present invention will be described with reference to FIG.

1)「探索モード」実行の判定
負荷トルクの変化があまり無く、大きさが略一定の場合や、予め負荷トルクの変化する周期がわかっていれば、制御演算内部のタイマーを用いて、例えば、数ms〜数分の「所定の時間毎」に、「探索モード」を実行する。
1) Judgment of execution of “search mode” When there is not much change in the load torque and the magnitude is substantially constant, or when the period of change of the load torque is known in advance, using a timer inside the control calculation, for example, The “search mode” is executed every “predetermined time” of several ms to several minutes.

2)「探索モード」の実行
「探索モード」では、インダクタンス値L* を、所定のステップ幅、あるいは所定の傾斜を持つように、所定の時間内で変化させる。また、L* を変化させる期間において、発生しているq軸の電流検出値Iqc(あるいはq軸の電流指令値Iq* )も記憶する(数点から数十点あればよい)。
2) Execution of “search mode” In the “search mode”, the inductance value L * is changed within a predetermined time so as to have a predetermined step width or a predetermined inclination. In addition, the generated q-axis current detection value Iqc (or q-axis current command value Iq * ) is also stored during the period of changing L * (several to several tens of points are sufficient).

* を変化させる工程が終了すると、次に、探索期間において検出した電流検出値Iqcの最小点Iqcminを探索し、そのとき設定したインダクタンスL*を最適なインダクタンスL* optとして選択する。 When the process of changing L * is completed, the minimum point Iqc min of the detected current value Iqc detected in the search period is searched, and the inductance L * set at that time is selected as the optimum inductance L * opt .

3)「設定モード」の実行
「探索モード」で選択したインダクタンスL* optをL* に代入し、改たに、ベクトル制御演算部11,軸誤差推定演算部5に設定して運転を続ける。
3) Execution of “setting mode” The inductance L * opt selected in the “search mode” is substituted for L * , and is set in the vector control calculation unit 11 and the axis error estimation calculation unit 5 to continue operation.

図3に、本発明の特徴である「インダクタンス探索/設定部13」の効果の一例を示す。   FIG. 3 shows an example of the effect of the “inductance search / setting unit 13”, which is a feature of the present invention.

図1の制御装置において、100%の負荷トルクが一定かかっている状態において、図2のフローチャートに示す「探索モード」と「設定モード」における各部の動作波形とモータ電流I1 の大きさを観測した。 In the control device of FIG. 1, the operation waveforms of the respective parts and the magnitude of the motor current I 1 in the “search mode” and “setting mode” shown in the flowchart of FIG. did.

図3(1)「探索モード」の動作において、a点において、「所定の時間毎」のタイマー動作により、探索モードが実行される。本実施例では、q軸インダクタンスLqがd軸インダクタンスLdより大きいモータに対して、一例として、L* を、q軸インダクタンス値Lqからd軸インダクタンス値Ld付近まで、階段状に変化させている。L* が変化するにつれて、モータ電流I1 が変化して行く様子がわかる。 In the operation of “search mode” in FIG. 3 (1), the search mode is executed by the timer operation “every predetermined time” at point a. In the present embodiment, as an example, for a motor having a q-axis inductance Lq greater than the d-axis inductance Ld, L * is changed stepwise from the q-axis inductance value Lq to the vicinity of the d-axis inductance value Ld. It can be seen that the motor current I 1 changes as L * changes.

次に、L* を変化させる工程が終了すると、探索モードの期間において検出した電流検出値の最小点(ここでは、b点)を探索する。 Next, when the step of changing L * is completed, the minimum point (here, b point) of the detected current value detected during the search mode period is searched.

ここでは、d軸の電流指令値Id* は「零」に設定しているので、q軸の電流検出値
Iqcがモータ電流I1 相当になる(I1 =Iqc)。
Here, since the d-axis current command value Id * is set to “zero”, the q-axis current detection value Iqc corresponds to the motor current I 1 (I 1 = Iqc).

また、探索モードの期間における、電流最少点b点で設定したc点でのL* を、最適なインダクタンス値L* optとして選択する。 Also, L * at the point c set at the current minimum point b during the search mode period is selected as the optimum inductance value L * opt .

図3(2)の「設定モード」では、このインダクタンス値L* optを新しいインダクタンス値L*として設定し、引き続き運転を行う。この時、モータ電流I1が電流最小点(80%電流)で運転できていることがわかる。 In the “setting mode” in FIG. 3B, the inductance value L * opt is set as a new inductance value L * , and the operation is continued. At this time, it can be seen that the motor current I 1 can be operated at the current minimum point (80% current).

本実施例では、L* を、所定の変化幅で階段状に変化させたが、所定の傾斜を持つように変更しても、同様の効果は得られる。 In this embodiment, L * is changed stepwise with a predetermined change width, but the same effect can be obtained even if it is changed to have a predetermined inclination.

また、L* は、d軸インダクタンス値Ldからq軸インダクタンス値Lqまで変化させもよい。 L * may be changed from the d-axis inductance value Ld to the q-axis inductance value Lq.

この後、負荷トルクが変化しても、所定の時間毎に、「探索モード」と「設定モード」の一連の動作を繰り返すことにより、負荷条件に応じて、自動的に高効率運転を実現することができる。   After this, even if the load torque changes, high-efficiency operation is automatically realized according to the load conditions by repeating a series of operations of “search mode” and “setting mode” at predetermined time intervals. be able to.

また、負荷トルクの変化がない用途であれば、インダクタンス探索/設定部の動作を1回起動し、その後は、探索した値L*をそのまま使い続けても良い。 If the application does not change the load torque, the operation of the inductance search / setting unit may be activated once, and thereafter, the searched value L * may be used as it is.

〔第2の実施例〕
図4は、本発明の、「インダクタンス探索/設定部」における「探索モード」を、「負荷トルクの変化を検出した場合」に実行する。
[Second Embodiment]
FIG. 4 executes the “search mode” in the “inductance search / setting unit” of the present invention when “a change in load torque is detected”.

実運転中に負荷トルクの変化がある用途に対して有効である。   This is effective for applications where the load torque changes during actual operation.

図において、構成要素の1〜12,21は、図1のものと同一物である。   In the figure, constituent elements 1 to 12 and 21 are the same as those in FIG.

インダクタンス探索/設定部13aは、負荷トルクの変化を検出した場合に実行され、q軸の電流検出値Iqcを入力し、軸誤差推定演算部5とベクトル制御演算部11の演算に用いるインダクタンス値L* を出力する。 The inductance search / setting unit 13a is executed when a change in load torque is detected. The inductance search / setting unit 13a receives the q-axis current detection value Iqc and uses the inductance value L used for the calculation of the axis error estimation calculation unit 5 and the vector control calculation unit 11. * Is output.

ここで、本発明の特徴的であるインダクタンス探索/設定部13aのフローチャートを、図5を用いて説明する。   Here, a flowchart of the inductance search / setting unit 13a, which is a characteristic of the present invention, will be described with reference to FIG.

1)「探索モード」実行の判定
「モータトルクの変化」の検出は、モータトルクに比例するq軸の電流検出値Iqc
(あるいは電流指令値Iq* )が、「所定の変化率で変化」した場合に、「探索モード」を実行する。
1) Determination of “Search Mode” Execution “Motor torque change” is detected by detecting q-axis current detection value Iqc proportional to motor torque.
When (or current command value Iq * ) “changes at a predetermined rate of change”, “search mode” is executed.

その後は、第1の実施例と同様に2)「探索モード」の実行と3)「設定モード」の処理を実行する。   Thereafter, as in the first embodiment, 2) “search mode” and 3) “setting mode” are executed.

図6に、上記1)の「探索モード」実行の判定に関係するブロックを示す。   FIG. 6 shows blocks related to the determination of execution of the “search mode” in 1) above.

構成は、q軸の電流検出値Iqcが絶対値演算部13a1に入力される。13a1の出力信号は微分演算部13a2に入力され、電流の変化率K13a3と比較される。   In the configuration, the q-axis current detection value Iqc is input to the absolute value calculation unit 13a1. The output signal 13a1 is input to the differential operation unit 13a2 and compared with the current change rate K13a3.

13a2の出力信号が電流の変化率K13a3より大きい場合は、フラグ設定部13a4において、フラグ「TL_detect_flg 」を「1」に設定し、13a2の出力信号が電流の変化率K13a3より小さい場合は、フラグ「TL_detect_flg」を「0」に設定する。   When the output signal of 13a2 is larger than the current change rate K13a3, the flag “TL_detect_flg” is set to “1” in the flag setting unit 13a4, and when the output signal of 13a2 is smaller than the current change rate K13a3, the flag “ Set “TL_detect_flg” to “0”.

この「TL_detect_flg」が「1」の場合のみ、2)の「探索モード」の実行に進む。   Only when the “TL_detect_flg” is “1”, the process proceeds to the execution of the “search mode” in 2).

ここで、電流の変化率K13a3は、任意に設定できるものであり、実機の負荷トルクの変化率に合わせて設定すればよい。   Here, the current change rate K13a3 can be arbitrarily set, and may be set in accordance with the change rate of the load torque of the actual machine.

図7には、本発明の特徴である「インダクタンス探索/設定部13a」の効果を示す。   FIG. 7 shows the effect of the “inductance search / setting unit 13a”, which is a feature of the present invention.

図1の制御装置において、モータ1にインパクト状の100%負荷トルクを与え、「探索モード」と「設定モード」における各部の動作波形とモータ電流I1 の大きさを観測した。 In the control device of FIG. 1, an impact-like 100% load torque is applied to the motor 1, and the operation waveform of each part and the magnitude of the motor current I 1 are observed in the “search mode” and “setting mode”.

図7(1)「探索モード」の動作において、a′点において、インパクト的な100%の負荷トルクを与えている。   In the operation of FIG. 7 (1) “search mode”, impact load torque of 100% is applied at point a ′.

ここで、トルクの変化を検出(フラグ「TL_detect_flg 」が「1」)して、インダクタンス値L* を変化させる工程に入る。 Here, a change in torque is detected (flag “TL_detect_flg” is “1”), and a process of changing the inductance value L * is entered.

本実施例では、q軸インダクタンスLqがd軸インダクタンスLdより大きいモータに対して、一例として、L* を、q軸インダクタンス値Lqからd軸インダクタンス値Ld付近まで、階段状に変化させている。L* が変化するにつれて、モータ電流I1 が変化して行く様子がわかる。 In the present embodiment, as an example, for a motor having a q-axis inductance Lq greater than the d-axis inductance Ld, L * is changed stepwise from the q-axis inductance value Lq to the vicinity of the d-axis inductance value Ld. It can be seen that the motor current I 1 changes as L * changes.

次に、L* を変化させる工程が終了すると、探索モードの期間において検出した電流検出値の最小点(ここでは、b′点)を探索する。 Next, when the step of changing L * is completed, the minimum point (here, b ′ point) of the current detection value detected during the search mode period is searched.

ここでは、d軸の電流指令値Id* は「ゼロ」に設定しているので、q軸の電流検出値Iqcがモータ電流I1 相当になる(I1 =Iqc)。 Here, since the d-axis current command value Id * is set to “zero”, the q-axis current detection value Iqc is equivalent to the motor current I 1 (I 1 = Iqc).

また、探索モードの期間における、電流最少点b′点で設定したc′点でのL* を、最適なインダクタンス値L* optとして選択する。 Further, L * at the point c ′ set at the current minimum point b ′ during the search mode period is selected as the optimum inductance value L * opt .

図7(2)の「設定モード」では、このインダクタンス値L* optを新しいインダクタンス値L*として設定し、引き続き運転を行う。この時、モータ電流I1が電流最小点(80%電流)で運転できていることがわかる。 In the “setting mode” of FIG. 7B, the inductance value L * opt is set as a new inductance value L * , and the operation is continued. At this time, it can be seen that the motor current I 1 can be operated at the current minimum point (80% current).

この後、負荷トルクが変化しても、先程と同様に「同定モード」と「設定モード」の一連の動作を繰り返すことにより、負荷条件に応じて、自動的な高効率運転を実現することができる。   After this, even if the load torque changes, automatic high-efficiency operation can be realized according to the load conditions by repeating a series of operations of “identification mode” and “setting mode” as before. it can.

第1の実施例では、「所定の時間毎」に「探索モード」を実行したが、その場合、周期的な騒音の発生が懸念された。   In the first embodiment, the “search mode” is executed “every predetermined time”, but in that case, there is a concern about the occurrence of periodic noise.

そこで、本実施例のように、トルク変化が発生した時のみ「探索モード」を実行すれば、周期的な騒音も少なくなる効果がある。   Therefore, if the “search mode” is executed only when a torque change occurs as in the present embodiment, there is an effect of reducing periodic noise.

〔第3の実施例〕
図8は、本発明の他の実施例を示す。
[Third embodiment]
FIG. 8 shows another embodiment of the present invention.

第1の実施例では、実運転中において、インダクタンスの探索/設定動作を行ったが、本実施例では、インダクタンス探索/設定部が「設定モード」を実行する度に、「q軸の電流検出値の最少点Iqcmin 」と「インダクタンスL* 」との関係のテーブルを作成して、次回の「探索モード」からは、作成したテーブルからインダクタンスL* の初期値を設定する。 In the first embodiment, the inductance search / setting operation is performed during actual operation. In this embodiment, every time the inductance search / setting unit executes the “setting mode”, “q-axis current detection” is performed. A table of the relationship between the minimum value point Iqc min "and the" inductance L * "is created, and from the next" search mode ", an initial value of the inductance L * is set from the created table.

図において、構成要素の1〜12,21は、図1のものと同一物である。   In the figure, constituent elements 1 to 12 and 21 are the same as those in FIG.

インダクタンス探索/設定部13bは、q軸の電流検出値Iqcを入力し、インダクタンス値L* と「q軸の電流検出値の最少値Iqcmin 」と「最適なインダクタンス値
* opt」を出力する。
The inductance search / setting unit 13b receives the q-axis current detection value Iqc, and outputs the inductance value L * , “minimum value Iqc min of q-axis current detection value”, and “optimum inductance value L * opt ”. .

インダクタンステーブル14は、インダクタンス探索/設定部13bが「探索モード」を実行する度に、「q軸の電流検出値の最少点Iqcmin 」と「インダクタンスL* 」との関係のテーブルを作成するもである。 The inductance table 14 creates a table of the relationship between “the minimum point Iqc min of the q-axis current detection value” and “inductance L * ” each time the inductance search / setting unit 13b executes the “search mode”. It is.

「探索モード」実行の判定は、第1の実施例の方法(図2)あるいは第2の実施例2の方法(図5と図6)のどちらでもよい。   The determination of execution of “search mode” may be performed by either the method of the first embodiment (FIG. 2) or the method of the second embodiment 2 (FIGS. 5 and 6).

図9に、インダクタンステーブル14の構成を示す。   FIG. 9 shows the configuration of the inductance table 14.

インダクタンステーブル14には、インダクタンス探索/設定部13bが、「探索モード」を実行した時に得られた「q軸の電流検出値の最少値Iqcmin 」と「最適なインダクタンスL* opt」が入力さて、q軸の電流検出値Iqcが入力されると、インダクタンス値L0 *を出力するテーブルが実運転中に作成され保存される。 In the inductance table 14, the “minimum value Iqc min of q-axis current detection value” and “optimum inductance L * opt ” obtained when the inductance search / setting unit 13 b executes the “search mode” are input. When the q-axis current detection value Iqc is input, a table for outputting the inductance value L 0 * is created and stored during actual operation.

次回の「探索モード」の実行からは、インダクタンステーブル14において、L0 *を読み出し、インダクタンス探索/設定部13bに入力して、L* を可変する際の初期値に設定する。本実施例のようにすれば、L* を変化させる期間が短くなり、自動的な高効率運転を敏速に実現することができる。 From the next execution of the “search mode”, L 0 * is read in the inductance table 14 and is input to the inductance search / setting unit 13b, and L * is set to an initial value when variable. According to this embodiment, the period for changing L * is shortened, and automatic high-efficiency operation can be realized quickly.

〔第4の実施例〕
図10は、本発明の他の実施例を示す。
[Fourth embodiment]
FIG. 10 shows another embodiment of the present invention.

第1の実施例では、実運転中において、インダクタンスの探索/設定動作を行ったが、本実施例では、インダクタンス探索/設定部が「設定モード」を実行する度に、「q軸の電流検出値の最少値Iqcmin 」と「インダクタンスL* 」との関係のテーブルを作成して、次回の起動からは、作成したテーブルからインダクタンスL**を参照する。 In the first embodiment, the inductance search / setting operation is performed during actual operation. In this embodiment, every time the inductance search / setting unit executes the “setting mode”, “q-axis current detection” is performed. A table of the relationship between the minimum value Iqc min "and the" inductance L * "is created, and the inductance L ** is referenced from the created table from the next activation.

図において、構成要素の1〜12,21は、図1のものと同一物である。   In the figure, constituent elements 1 to 12 and 21 are the same as those in FIG.

インダクタンス探索/設定部13cは、q軸の電流検出値Iqcを入力し、インダクタンス値L*と「q軸の電流検出値の最少値Iqcmin」と「最適なインダクタンス値L* opt」を出力する。 The inductance search / setting unit 13c receives the q-axis current detection value Iqc, and outputs the inductance value L * , “minimum q-axis current detection value Iqc min ”, and “optimum inductance value L * opt ”. .

「探索モード」実行の判定は、第1の実施例の方法(図2)あるいは第2の実施例2の方法(図5と図6)のどちらでもよい。   The determination of execution of “search mode” may be performed by either the method of the first embodiment (FIG. 2) or the method of the second embodiment 2 (FIGS. 5 and 6).

インダクタンステーブル14aは、インダクタンス探索/設定部13cが「設定モード」を実行する度に、「q軸の電流検出値の最少値Iqcmin 」と「インダクタンスL**」との関係のテーブルを作成するものである。 The inductance table 14a creates a table of the relationship between “the minimum value Iqc min of the q-axis current detection value” and “inductance L ** ” each time the inductance search / setting unit 13c executes the “setting mode”. Is.

インダクタンス設定切替部15は、インダクタンス探索/設定部13cの出力値L* とインダクタンステーブル14aの出力値L**とを切替えて出力する。 The inductance setting switching unit 15 switches and outputs the output value L * of the inductance search / setting unit 13c and the output value L ** of the inductance table 14a.

図11に、インダクタンステーブル14aの構成を示す。   FIG. 11 shows the configuration of the inductance table 14a.

インダクタンステーブル14aには、インダクタンス探索/設定部13cが、「探索モード」を実行した時に得られた「q軸の電流検出値の最少点Iqcmin 」と「最適なインダクタンスL* opt」とが入力されて、q軸の電流検出値Iqcが入力されると、インダクタンス値L**を出力するテーブルが実運転中に作成され保存される。 In the inductance table 14a, the “minimum point Iqc min of q-axis current detection value” and “optimum inductance L * opt ” obtained when the inductance search / setting unit 13c executes the “search mode” are input. When the q-axis current detection value Iqc is input, a table for outputting the inductance value L ** is created and stored during actual operation.

第1回目の起動時には、インダクタンス設定切替部15において、SW=0が選択され、インダクタンス探索/設定部13cの出力L* が出力されるが、意図的に「探索モード」実行の判定条件を緩めて(「短時間毎に実行」あるいは、電流の変化率Kの値を小さく設定し、「少しのトルク変化でも実行」)、この動作を頻繁に行うようにする。 At the first start-up, SW = 0 is selected in the inductance setting switching unit 15 and the output L * of the inductance search / setting unit 13c is output. However, the determination condition for executing the “search mode” is intentionally relaxed. ("Execute every short time" or set the current change rate K to a small value and "execute even a slight torque change") to perform this operation frequently.

インダクタンステーブル14aが作成できれば、次回の起動からは、SW=1を選択して、インダクタンステーブル14aのL**を出力するようにしてもよい。 If the inductance table 14a can be created, SW = 1 may be selected and L ** of the inductance table 14a may be output from the next activation.

本実施例のようにすれば、「探索モード」を省略して、周期的な騒音もなくなり、自動的な高効率運転を敏速に実現することができる。   According to the present embodiment, the “search mode” can be omitted to eliminate periodic noise, and automatic high-efficiency operation can be realized quickly.

また、運転領域となるq軸の電流検出値Iqc全領域におけるL* が把握できた時点で、インダクタンス設定切替部15のスイッチをSW=1に設定し、インダクタンステーブル14aの出力であるL**を使うようにすれば、次回の起動を待たずに、より敏速に、自動的な高効運転を実現することができる。 Further, when L * in the entire q-axis current detection value Iqc, which is the operation region, can be grasped, the switch of the inductance setting switching unit 15 is set to SW = 1, and L ** which is the output of the inductance table 14a By using, automatic high-efficiency operation can be realized more promptly without waiting for the next start-up.

〔第5の実施例〕
図12を用いて本発明をモジュールに適用した例について説明する。
[Fifth embodiment]
An example in which the present invention is applied to a module will be described with reference to FIG.

本実施例は、第1実施例の実施形態を示すものである。   This example shows an embodiment of the first example.

ここで、座標変換部4,軸誤差推定演算部5,周波数演算部6,位相演算部7,速度制御演算部8,q軸電流制御演算部9,d軸電流制御演算部10,ベクトル制御演算部11,座標変換部12,インダクタンス探索/設定部13は、1チップマイコンを用いて構成している。   Here, coordinate conversion unit 4, axis error estimation calculation unit 5, frequency calculation unit 6, phase calculation unit 7, speed control calculation unit 8, q-axis current control calculation unit 9, d-axis current control calculation unit 10, vector control calculation The unit 11, the coordinate conversion unit 12, and the inductance search / setting unit 13 are configured using a one-chip microcomputer.

また、前記1チップマイコンと電力変換器2は、同一基板上で構成される1モジュール内に納められている形態となっている。   Further, the one-chip microcomputer and the power converter 2 are housed in one module configured on the same substrate.

ここでいうモジュールとは「規格化された構成単位」という意味であり分離可能なハードウェア/ソフトウェアの部品から構成されているものである。   The module here means “standardized structural unit”, and is composed of separable hardware / software components.

尚、製造上、同一基板上で構成されていることが好ましいが、同一基板に限定はされない。   In addition, although it is preferable to comprise on the same board | substrate on manufacture, it is not limited to the same board | substrate.

これより、同一筐体に内蔵された複数の回路基板上に構成されても良い。   From this, it may be configured on a plurality of circuit boards built in the same housing.

他の実施例においても同様の形態構成をとることができる。   In other embodiments, the same configuration can be adopted.

第1から第5の実施例では、第1の電流指令値(Id*,Iq*)と電流検出値(Idc,Iqc)から、第2の電流指令値(Id**,Iq**)を作成して、この電流指令値を用いてベクトル制御演算を行ったが、
1)第1の電流指令値(Id*,Iq*)に電流検出値(Idc,Iqc)から、電圧補正値(ΔVd,ΔVq)を作成して、この電圧補正値(ΔVd,ΔVq)と、第1の電流指令値(Id*,Iq*),周波数演算値ω1 ,永久磁石モータ1の電気定数およびインダクタンス値L* を用いて、(数18)に従い電圧指令値(Vdc*,Vqc*)を演算するベクトル制御演算方式や、
2)第1のd軸の電流指令値Id*(=0) およびq軸の電流検出値Iqcの一次遅れ信号Iqctdおよび速度指令値ωr *,永久磁石モータ1の電気定数およびインダクタンス値L* を用いて、(数19)に従い電圧指令値Vdc*,Vqc*を演算するベクトル制御演算方式にも適用することはできる。
In the first to fifth embodiments, the second current command value (Id ** , Iq ** ) is obtained from the first current command value (Id * , Iq * ) and the detected current value (Idc, Iqc). Created and performed vector control calculation using this current command value,
1) A voltage correction value (ΔVd, ΔVq) is created from the current detection value (Idc, Iqc) in the first current command value (Id * , Iq * ), and the voltage correction value (ΔVd, ΔVq) Using the first current command value (Id * , Iq * ), the frequency calculation value ω 1 , the electrical constant of the permanent magnet motor 1 and the inductance value L * , the voltage command values (Vdc * , Vqc * ) according to (Equation 18) ) To calculate vector control,
2) First d-axis current command value Id * (= 0), first-order lag signal Iqctd and speed command value ω r * of q-axis current detection value Iqc, electrical constant and inductance value L * of permanent magnet motor 1 Can also be applied to a vector control calculation method for calculating voltage command values Vdc * and Vqc * according to (Equation 19).

Figure 2008193796
Figure 2008193796

Figure 2008193796
また、第1から第5の実施例では、高価な電流検出器3で検出した3相の交流電流Iu〜Iwを検出する方式であったが、電力変換器2の過電流検出用に取り付けているワンシャント抵抗に流れる直流電流から、3相のモータ電流Iu^,Iv^,Iw^を再現し、この再現電流値を用いる「低コストなシステム」にも対応することができる。
Figure 2008193796
In the first to fifth embodiments, the three-phase AC currents Iu to Iw detected by the expensive current detector 3 are detected. The three-phase motor currents Iu ^, Iv ^, Iw ^ can be reproduced from the direct current flowing through the one-shunt resistor, and the "low-cost system" using this reproduced current value can be dealt with.

以上のように本発明によれば、ベクトル制御演算や軸誤差推定演算に用いるq軸相当のインダクタンス値を変化させて、同一トルクにおいて、モータ電流が最小点となるインダクタンスを探索し、探索して得られた前記インダクタンス値を、新たに、ベクトル制御演算や軸誤差推定演算に用いることにより、抵抗の設定誤差(R−R* )に誤差が存在する場合やその他の制御定数に設定誤差が存在する場合でも、自動的に高効率運転が可能な
「永久磁石モータの高効率速度制御装置」を提供できる。
As described above, according to the present invention, the inductance value corresponding to the q-axis used for the vector control calculation and the axis error estimation calculation is changed to search for and find the inductance at which the motor current becomes the minimum point at the same torque. When the obtained inductance value is newly used for vector control calculation or axis error estimation calculation, there is an error in the resistance setting error (R−R * ) or there is a setting error in other control constants. In this case, a “permanent magnet motor high-efficiency speed control device” capable of automatically performing high-efficiency operation can be provided.

本発明の一実施例を示す永久磁石モータの高効率速度制御装置の構成図。The block diagram of the high efficiency speed control apparatus of the permanent magnet motor which shows one Example of this invention. インダクタンス探索/設定部13のフローチャート。The flowchart of the inductance search / setting unit 13. 探索/設定モードの動作波形。Operation waveform in search / set mode. 他の実施例を示す永久磁石モータの高効率速度制御装置の構成図。The block diagram of the highly efficient speed control apparatus of the permanent magnet motor which shows another Example. インダクタンス探索/設定部13aのフローチャート。The flowchart of the inductance search / setting part 13a. 探索モード実行の判定に関係するブロック図。The block diagram related to determination of search mode execution. 探索/設定モードの動作波形。Operation waveform in search / set mode. 他の実施例を示す永久磁石モータの高効率速度制御装置の構成図。The block diagram of the highly efficient speed control apparatus of the permanent magnet motor which shows another Example. インダクタンステーブル14の説明図。Explanatory drawing of the inductance table 14. FIG. 他の実施例を示す永久磁石モータの高効率速度制御装置の構成図。The block diagram of the highly efficient speed control apparatus of the permanent magnet motor which shows another Example. インダクタンステーブル14aの説明図。Explanatory drawing of the inductance table 14a. 本発明の実施形態を示す構成図の一例。An example of the block diagram which shows embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 永久磁石モータ
2 電力変換器
3 電流検出器
4,12 座標変換部
5 軸誤差推定演算部
6 周波数演算部
7 位相演算部
8 速度制御演算部
9 q軸電流制御演算部
10 d軸電流制御演算部
11 ベクトル制御演算部
13,13a,13b,13c インダクタンス探索/設定部
14,14a インダクタンステーブル
15 インダクタンス設定切替部
21 直流電源
* ,L** インダクタンス値
Id* 第1のd軸電流指令値
Id** 第2のd軸電流指令値
Iq* 第1のq軸電流指令値
Iq** 第2のq軸電流指令値
Idc d軸の電流検出値
Iqc q軸の電流検出値
Δθc 軸誤差推定値
Δθ 軸誤差
ω1 周波数演算値
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Permanent magnet motor 2 Power converter 3 Current detectors 4 and 12 Coordinate conversion unit 5 Axis error estimation calculation unit 6 Frequency calculation unit 7 Phase calculation unit 8 Speed control calculation unit 9 q-axis current control calculation unit 10 d-axis current control calculation Unit 11 Vector control calculation units 13, 13a, 13b, 13c Inductance search / setting units 14, 14a Inductance table 15 Inductance setting switching unit 21 DC power supply L * , L ** Inductance value Id * first d-axis current command value Id ** second d-axis current command value Iq * first q-axis current command value Iq ** second q-axis current command value Idc d-axis current detection value Iqc q-axis current detection value Δθc axis error estimated value Δθ Axis error ω 1 Frequency calculation value

Claims (11)

永久磁石モータを駆動する電力変換器の出力周波数と出力電圧を制御するベクトル制御演算部と、電力変換器の回転位相指令値と永久磁石モータの回転位相値との偏差である軸誤差を推定する軸誤差推定演算部と、軸誤差を零とするように周波数指令値を制御する周波数演算部を有する永久磁石モータの制御装置において、
ベクトル制御演算や軸誤差推定演算に用いるインダクタンス値を変化させて、モータ電流の検出値が最小点となるインダクタンス値を探索するインダクタンス探索部を備え、
探索して得られた前記インダクタンス値を、ベクトル制御演算や軸誤差推定演算に設定することを特徴とする永久磁石モータの制御装置。
A vector control operation unit that controls the output frequency and output voltage of the power converter that drives the permanent magnet motor, and an axis error that is a deviation between the rotational phase command value of the power converter and the rotational phase value of the permanent magnet motor In a control apparatus for a permanent magnet motor having an axis error estimation calculation unit and a frequency calculation unit for controlling a frequency command value so that the axis error is zero,
An inductance search unit that searches for an inductance value at which the detected value of the motor current becomes the minimum point by changing the inductance value used for vector control calculation and axis error estimation calculation,
A control apparatus for a permanent magnet motor, wherein the inductance value obtained by the search is set in a vector control calculation or an axis error estimation calculation.
請求項1において
前記インダクタンス探索部ではインダクタンス値を、所定のステップ幅、あるいは所定の傾斜を持つように、所定の時間内で変化させることを特徴とする永久磁石モータの制御装置。
The control apparatus for a permanent magnet motor according to claim 1, wherein the inductance search unit changes the inductance value within a predetermined time so as to have a predetermined step width or a predetermined inclination.
請求項1において、前記インダクタンス値の探索,設定動作は、所定の時間毎に実行することを特徴とする永久磁石モータの制御装置。   2. The control apparatus for a permanent magnet motor according to claim 1, wherein the inductance value searching and setting operations are executed at predetermined time intervals. 請求項1において、前記インダクタンス値の探索,設定動作は、負荷トルクあるいはモータ電流値が変化した場合に実行することを特徴とする永久磁石モータの制御装置。   2. The permanent magnet motor control device according to claim 1, wherein the inductance value searching and setting operations are executed when a load torque or a motor current value changes. 請求項4において、
負荷トルクあるいはモータ電流値が変化した場合の検出は、
q軸の電流検出値あるいはq軸の電流指令値の変化率を検出し、その変化率と所定の変化率値とを比較することにより、負荷トルク変化あるいはモータ電流値を検出することを特徴とする永久磁石モータの制御装置。
In claim 4,
When the load torque or motor current value changes,
It is characterized by detecting a change rate of a q-axis current detection value or a q-axis current command value and comparing the change rate with a predetermined change rate value to detect a load torque change or a motor current value. To control a permanent magnet motor.
請求項1において、
モータ電流が最小点となったインダクタンス値と、q軸の電流検出値あるいは指令値の関係のテーブルを作成することを特徴とする永久磁石モータの制御装置。
In claim 1,
A control device for a permanent magnet motor, characterized in that a table of a relationship between an inductance value at which the motor current becomes a minimum point and a q-axis current detection value or command value is created.
請求項6において
作成したテーブルに沿って、ベクトル制御演算や軸誤差推定演算に用いるインダクタンス値を変化させることを特徴とする永久磁石モータの制御装置。
The control device for a permanent magnet motor, wherein an inductance value used for vector control calculation and axis error estimation calculation is changed along the table created in claim 6.
請求項1において、
q軸の電流検出値あるいは指令値の全運転領域におけるインダクタンス値のテーブルを作成し、その後はインダクタンスの探索動作は行わず、作成したテーブルによりインダクタンス値を設定することを特徴とする永久磁石モータの制御装置。
In claim 1,
A permanent magnet motor is characterized in that a table of inductance values in the entire operation region of the q-axis current detection value or command value is created, and thereafter the inductance search is not performed, and the inductance value is set by the created table. Control device.
請求項1において、
前記モータ電流は、前記電力変換器の直流側に取り付けられたワンシャント抵抗に流れる直流電流に基づいて推定することを特徴とする永久磁石モータの制御装置。
In claim 1,
The control apparatus for a permanent magnet motor, wherein the motor current is estimated based on a direct current flowing in a one-shunt resistor attached to a direct current side of the power converter.
永久磁石モータを駆動する電力変換器の出力周波数と出力電圧を制御するベクトル制御演算と、電力変換器の回転位相指令値と永久磁石モータの回転位相値との偏差である軸誤差を推定する軸誤差推定演算および、軸誤差を零とするように周波数指令値を制御する周波数演算を行う永久磁石モータの制御方法において、
ベクトル制御演算や軸誤差推定演算に用いるインダクタンス値を変化させて、モータ電流が最小点となるインダクタンス値を探索するステップと、
探索して得られた前記インダクタンス値を、ベクトル制御演算や軸誤差推定に用いるステップを有することを特徴とする永久磁石モータの制御方法。
A vector control operation that controls the output frequency and output voltage of the power converter that drives the permanent magnet motor, and an axis that estimates the axis error that is the deviation between the rotational phase command value of the power converter and the rotational phase value of the permanent magnet motor In the control method of the permanent magnet motor that performs the error estimation calculation and the frequency calculation for controlling the frequency command value so that the axis error is zero,
Searching for an inductance value at which the motor current becomes the minimum point by changing the inductance value used for vector control calculation and axis error estimation calculation;
A method for controlling a permanent magnet motor, comprising the step of using the inductance value obtained by the search for vector control calculation and axis error estimation.
永久磁石モータを駆動する電力変換器の出力周波数と出力電圧を制御するベクトル制御演算部と、電力変換器の回転位相指令値と永久磁石モータの回転位相値との偏差である軸誤差を推定する軸誤差推定演算部と、軸誤差を零とするように周波数指令値を制御する周波数演算部を有する永久磁石モータの制御装置と、電力変換器を備えたモジュールにおいて、
ベクトル制御演算や軸誤差推定演算に用いるインダクタンス値を変化させて、モータ電流の検出値が最小点となるインダクタンス値を探索するインダクタンス探索部を備え、
探索して得られた前記インダクタンス値を、ベクトル制御演算や軸誤差推定演算に設定することを特徴とするモジュール。
A vector control operation unit that controls the output frequency and output voltage of the power converter that drives the permanent magnet motor, and an axis error that is a deviation between the rotational phase command value of the power converter and the rotational phase value of the permanent magnet motor In a module including a power converter, a controller for a permanent magnet motor having an axis error estimation calculation unit, a frequency calculation unit for controlling a frequency command value so that the axis error is zero,
An inductance search unit that searches for an inductance value at which the detected value of the motor current becomes the minimum point by changing the inductance value used for vector control calculation and axis error estimation calculation,
A module, wherein the inductance value obtained by searching is set in a vector control calculation or an axis error estimation calculation.
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