JP2008219966A - 永久磁石モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】誘起電圧やインダクタンスの変化分が歪んだモータにおいて、簡単な構成でコスト的にも安価に、ステータ巻線に流れる相電流の歪みを低減できるようにした、モータ制御装置を提供することが課題である。
【解決手段】モータＭ１０の磁界解析で求めた誘起電圧波形から、基本正弦波以外のトルクリプル成分を相殺するｄｑ軸上の量として求めた誘起電圧リプルテーブルＩ１７を用意し、モータＭ１０の回転角度に応じ、ｄｑ軸電圧指令生成部１６が生成したｄｑ軸電圧指令ｖｄ＊、ｖｑ＊に、前記誘起電圧リプルテーブルＩ１７から読み出したトルクリプル成分を相殺するｄｑ軸上の量を加算し、ｄｑ−３相変換部１４に与えてモータＭ１０のトルクリプルを低減させて駆動するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、永久磁石モータの制御装置に係り、特に、永久磁石モータにおける制御装置に一般的に用いられている、ｄｑ座標変換を使った永久磁石モータ制御装置に関するものである。

ブラシレスモータは、機械的な整流機構を持たないため保守が容易であり、永久磁石を利用しているため高効率である。従って、ブラシレスモータは電気自動車用、産業機械用、あるいは空調機の圧縮機用などのモータとして幅広く使用されている。

永久磁石モータにおけるｄｑ座標変換を使った制御装置では、まず、モータのステータ巻線に流れる相電流を検出し、静止座標系における相電流を、回転座標系のｄ軸上のｄ軸電流値及びｑ軸上のｑ軸電流値に変換して、ｄ軸電流値がｄ軸電流指令値の値となるよう比例積分制御してｄ軸電圧値を作成すると共に、ｑ軸電流値がｑ軸電流指令値の値となるよう比例積分制御してｑ軸電圧指令値を作成する。そして、これらのｄ軸電圧指令値とｑ軸電圧指令値とを静止座標系の相電圧指令値に変換し、ステータ巻線にこの相電圧指令値で示される電圧を印加して、ｄ軸電流指令値とｑ軸電流指令値で表される正弦波状の相電流をステータ巻線に流し、所定の出力トルクを発生させて制御している。

そしてこのようなモータ制御においては、理想的には、ステータ巻線に誘起される電圧の波形がロータの回転の角度に対して正弦波状に変化し、また、インダクタンスの変化分がロータの回転の角度に対して正弦波状に変化することが好ましい。しかしながら、実際のブラシレスモータやシンクロナスリラクタンスモータにおいては、ステータ巻線の誘起電圧やインダクタンスの変化分は正弦波状から歪んだ波形となり、モータトルクにリプルを生じることになる。車両の駆動モータにおいてこのようなトルクリプルが起こると、車両に振動を生じさせる要因になるため、乗員に不快感を与えることになり、モータのトルクリプルを低減することが重要となる。

そのため、永久磁石モータ制御装置においては、ステータに流れる相電流をフィードバックし、電流指令値の通りになるよう電圧指令値を制御し、ステータ巻線の誘起電圧やインダクタンスが歪んでも、これらの歪みを補償するよう電圧指令値を変化させて、正弦波状の相電流が流れるよう構成することが必要である。

こういったトルクリプルを低減させる永久磁石モータ制御装置としては、例えば特許文献１の図４に、トルクリプル演算手段２５で、ｄｑ座標系における基本波電流と永久磁石による電機子鎖交磁束の高調波成分に起因するトルクリプルを演算し、トルクリプル低減高調波電流指令値生成器２６により演算されたトルクリプルと、逆位相のトルクを生じさせる高調波電流指令値を演算して、高調波電流制御回路２００により、この指令値に基づいて高調波電流を制御することで、モータのトルクリプルを低減するようにしたモータ制御装置が示されている。

特開２００４−６４９０９号公報

しかしながらこの特許文献１に示されたモータ制御装置では、トルクリプル演算手段２５によりｄｑ座標系における、基本波電流と永久磁石による電機子鎖交磁束の高調波成分に起因するトルクリプルの演算を行い、トルクリプル低減高調波電流指令値生成器２６により、トルクリプルと逆位相のトルクを生じさせる高調波電流指令値を実時間で演算する必要があり、高速回転の場合は、実時間で非常に多くの演算を必要とするから、処理能力に限度のある安価なＣＰＵでは能力的に無理があり、必然的にモータ制御装置のコスト上昇が避けられない。

そのため本発明においては、誘起電圧やインダクタンスの変化分が歪んだモータにおいて、簡単な構成でコスト的にも安価に、ステータ巻線に流れる相電流の歪みを低減できるようにした、永久磁石モータ制御装置を提供することが課題である。

上記課題を解決するため、本発明になる永久磁石モータ制御装置は、
永久磁石モータに流れる相電流を検出して電流値を出力する電流検出手段と、該電流検出手段の検出した電流値をモータの回転に同期して回転するｄ軸およびｑ軸から成る直交座標系（以下、ｄｑ座標系と称す）の電流値に変換する３相−ｄｑ変換部と、該３相−ｄｑ変換部から出力されたｄｑ軸電流値とｄｑ座標系の目標電流値とからｄｑ座標系の目標電圧値を生成するｄｑ軸電圧指令生成部と、該ｄｑ軸電圧指令生成部が生成したｄｑ軸電圧指令を３相の相電圧指令値に変換するｄｑ−３相変換部と、該ｄｑ−３相変換部が生成した３相の相電圧指令値を３相のモータ駆動電流に変換する電力変換部とからなる永久磁石モータ制御装置において、
予め、前記モータの磁界解析で求めた誘起電圧波形から基本正弦波以外のトルクリプル成分を求め、該トルクリプル成分を相殺する前記ｄｑ軸上の電圧をテーブルとした誘起電圧リプルテーブルを用意し、
前記モータの回転角度に応じ、前記ｄｑ軸電圧指令生成部が生成したｄｑ軸電圧指令に、前記誘起電圧リプルテーブルから読み出したトルクリプル成分を相殺する前記ｄｑ軸上の電圧を加算し、前記ｄｑ−３相変換部に与えて前記モータのトルクリプルを低減させて駆動することを特徴とする。

このように、例えば高トルクで駆動する、騒音を低減させて駆動する、効率を重視して駆動する、など、種々の要求に対応して設計されたモータのトルクリプル成分をモータの磁界解析で求め、そのトルクリプル成分を相殺する前記ｄｑ軸上の電圧として求めた誘起電圧リプルテーブルを用意し、ｄｑ軸電圧指令生成部が生成したｄｑ軸電圧指令に、誘起電圧リプルテーブルから読み出したトルクリプル成分を相殺する前記ｄｑ軸上の電圧を加算する、という非常に簡単な構成でトルクリプル成分を相殺することで、従来装置のように実時間で非常に多くの演算をする必要がなくなるから、処理能力に限度のある安価なＣＰＵでも十分対応でき、トルクリプルを生じさせずにコスト的にも安価な永久磁石モータ制御装置を提供することができる。また、３相軸上での補償に対してｄｑ座標軸上で補償することで、定常偏差等も少なくすることが可能となると共に、この誘起電圧が線形の場合、誘起電圧リプルテーブルを記憶する例えばＲＯＭなどの記憶装置は小さな容量で充分となり、さらなるコスト削減が可能となる。

そして、前記誘起電圧リプルテーブル出力を、前記モータの回転数に応じて変化する前記誘起電圧に比例したトルクリプル成分とするゲインを、前記モータの回転数とゲインとの関係のテーブルとして予め用意し、該テーブルによりモータの回転数に応じて前記誘起電圧リプルテーブル出力を補正し、前記モータを駆動することで、誘起電圧がモータの回転数に応じて変化しても対応が可能となり、さらに、例え誘起電圧が非線形特性で変化してもトルクリプル補償が可能であるから、より高精度でトルクリプル成分を削減できる永久磁石モータ制御装置とすることができる。

また、前記モータの温度測定手段を設け、前記誘起電圧リプルテーブル出力を、前記モータ温度に応じて変化する前記誘起電圧に比例するトルクリプル成分とするゲインを、前記モータ温度とゲインとの関係のテーブルとして予め用意し、該テーブルにより前記温度測定手段が測定したモータ温度に応じて前記誘起電圧リプルテーブル出力を補正し、前記モータを駆動することで、誘起電圧がモータの温度に応じて変化しても対応が可能となり、さらに高精度にトルクリプル成分を削減できる永久磁石モータ制御装置とすることができる。

以上記載のごとく本発明によれば、演算能力に制限のある安価なＣＰＵによる簡単な構成でモータトルクリプルの補償が可能であり、また、３相軸上での補償に対してｄｑ座標軸上で補償することで、定常偏差等も少なくすることが可能な永久磁石モータ制御装置とすることができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

図１は、本発明になる永久磁石モータ制御装置の実施例１のブロック図である。この図１に示した永久磁石モータ制御装置が駆動するモータＭ１０は、内部埋め込み磁石型のロータや表面磁石型のロータと集中巻構造のステータとを備えた、ＩＰＭモータやＳＰＭモータなどの３相交流により駆動される永久磁石同期モータである。

このモータＭ１０を駆動する本発明になる永久磁石モータ制御装置の基本部分は、ＩＧＢＴなどの電力変換素子により構成され、モータＭ１０を駆動する３相交流電圧ｕ、ｖ、ｗをモータＭ１０に印加する電力変換装置１１、モータＭ１０に連結され、モータＭ１０の回転位置θｍを検出するエンコーダＰＳ１２、エンコーダＰＳ１２からの回転位置信号θｍに基づき、基本波電流の位相θｅを演算する位相速度演算部１３、３相交流モータＭ１０の基本波電流の位相θｅに基づき、ｄ軸とｑ軸の目標電圧指令値ｖｄ＊、ｖｑ＊を３相交流電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊に変換するｄｑ−３相変換部１４、基本波電流位相θｅに基づき、電流検出センサ２５、２６が検出した３相交流モータＭ１０の実電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ（＝−ｉｕ−ｉｖ）を、ｄ軸とｑ軸の実電流ｉｄ、ｉｑへ変換する３相−ｄｑ変換部１５、３相−ｄｑ変換部１５から出力されたｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑと、ｄｑ座標系の目標電流値ｉｄ＊、ｉｑ＊とからｄｑ座標系の目標電圧指令値ｖｄ＊、ｖｑ＊を生成するｄｑ軸電圧指令生成部１６とで構成される。

そしてこの永久磁石モータ制御装置は、まず、モータＭ１０のステータ巻線に流れる相電流を電流検出センサ２５、２６で検出し、静止座標系における相電流ｉｕ、ｉｖを、回転座標系のｄ軸上のｄ軸電流値ｉｄ及びｑ軸上のｑ軸電流値ｉｑに変換する。そしてｄ−ｑ軸電圧指令生成部１６で、ｄ軸電流値ｉｄがｄ軸電流指令値ｉｄ＊の値になるよう比例積分制御してｄ軸電圧指令値ｖｄ＊を作成すると共に、ｑ軸電流値ｉｑがｑ軸電流指令値ｉｑ＊の値になるよう比例積分制御してｑ軸電圧指令値ｖｑ＊を作成する。これらのｄ軸電圧指令値ｖｄ＊とｑ軸電圧指令値ｖｑ＊とは、ｄｑ−３相変換部１４で静止座標系の相電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊に変換され、さらに電力変換装置１１で電圧ｕ、ｖ、ｗに変換されてモータＭ１０のステータ巻線に印加されて、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑ＊で表される正弦波状の相電流がステータ巻線に流され、所定の出力トルクが発生させるよう制御する。

このように構成した永久磁石モータ制御装置において、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑ＊で表される正弦波状の相電流にリプルが無い場合、図６（Ａ）に示したように理想的な正弦波となり、これをモータ制御理論の座標変換式によりｄ−ｑ軸変換すると、図６（Ｂ）に示したように直線となる。なお、図６（Ａ）において、ｕｓとした実線はｕ相、ｖｓとした波線はｖ相、ｗｓとした一点鎖線はｗ相をそれぞれ表し、図６（Ｂ）において、ｖｄｓとした実線はｄ軸におけるリプルを、ｖｑｓとした波線はｑ軸におけるリプルをそれぞれ表している。

しかしながら、実際の永久磁石モータ制御装置においては、例えば高トルクで駆動したい、騒音を低減させて駆動したい、効率を重視して駆動したい、など、種々の要求に対応させて永久磁石モータが設計されるため、例えば図５（Ａ）に示したように、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑ＊で表される正弦波状の相電流にリプルが生じ、図６（Ａ）に示した理想的な正弦波とは異なった波形となる。そして前記図６（Ｂ）と同様、この図５（Ａ）に示した波形をｄ−ｑ軸変換すると、図６（Ｂ）の場合とは異なり、図５（Ｂ）に示したようなリプル成分が抽出される。なお、図５（Ａ）において、ｕ０とした実線はｕ相、ｖ０とした波線はｖ相、ｗ０とした一点鎖線はｗ相をそれぞれ表し、図５（Ｂ）において、ｖｄ０とした実線はｄ軸におけるリプルを、ｖｑ０とした波線はｑ軸におけるリプルをそれぞれ表している。

そのため本発明においては、前記したモータの設計段階において磁界解析を行い、この図５（Ａ）に示したような基準回転数での３相端子間の誘起電圧を求め、次にモータ制御理論の座標変換式を用い、図５（Ｂ）に示したような回転座標であるｄ−ｑ軸座標での誘起電圧波形を求める。そして、求めたｄ−ｑ軸座標での誘起電圧波形を反転したものを補正テーブルとし、モータの現在の回転数と基準回転数の比を掛けたものを補正量としてｄ−ｑ軸電圧指令ｖｄ＊、ｖｑ＊に加えるようにした。

再度図１に戻り、このようにして求めた補正テーブルが、図１における誘起電圧リプルテーブルＩ１７である。この誘起電圧リプルテーブルＩ１７は、図５（Ａ）に示したような基準回転数での３相端子間の誘起電圧を座標変換式により、図５（Ｂ）に示したようなｄ−ｑ軸座標での誘起電圧波形を相殺するように定めたテーブルである。

またこの図１において、１８、１９は加算器、２０、２１は乗算器、２２はモータの回転角速度ωｅからモータの回転角度θｅを演算するモータの回転角度演算部、２３は誘起電圧リプルテーブルＩ１７と加算器１８、１９、乗算器２０、２１により構成される誘起電圧補正部である。

このように構成した本発明になる永久磁石モータ制御装置は、前記したようにモータＭ１０のステータ巻線に流れる相電流を電流検出センサ２５、２６で検出し、静止座標系における相電流ｉｕ、ｉｖを、回転座標系のｄ軸上のｄ軸電流値ｉｄ及びｑ軸上のｑ軸電流値ｉｑに変換する。そしてｄ−ｑ軸電圧指令生成部１６で、ｄ軸電流値ｉｄがｄ軸電流指令値ｉｄ＊の値になるよう比例積分制御してｄ軸電圧指令値ｖｄ＊を作成すると共に、ｑ軸電流値ｉｑがｑ軸電流指令値ｉｑ＊の値になるよう比例積分制御してｑ軸電圧指令値ｖｑ＊を作成する。

そして図示しないＣＰＵを含む制御装置が、誘起電圧リプルテーブルＩ１７から、モータの回転角度演算部２２により算出されたモータの回転角度θｅに対応し、図５（Ｂ）に示したｄ−ｑ軸座標での誘起電圧波形を相殺する電圧波形を読み出し、加算器１８、１９により、ｄ−ｑ軸電圧指令生成部１６で作成されたｄ軸電圧指令値ｖｄ＊、ｑ軸電圧指令値ｖｑ＊に加算して、リプル成分を補正したｄ軸電圧指令値ｖｄ＊’、ｑ軸電圧指令値ｖｑ＊’を生成してｄｑ−３相変換部１４に送る。

そのためこのｄｑ−３相変換部１４は、送られてきたリプル成分が相殺されたｄ軸電圧指令値ｖｄ＊’、ｑ軸電圧指令値ｖｑ＊’を、静止座標系の相電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊に変換し、それが電力変換装置１１で電圧ｕ、ｖ、ｗに変換されてモータＭ１０のステータ巻線に印加され、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑ＊で表される、リプルを含んだ正弦波状の相電流におけるリプル成分が相殺された電流が、モータＭ１０のステータ巻線に流されてリプルのない所定の出力トルクでモータＭ１０が駆動される。

このようにすることにより、種々の要求に対応して設計されたモータのトルクリプル成分は、誘起電圧リプルテーブルＩ１７に記憶されたトルクリプル成分を相殺するデータにより相殺され、従来装置のように実時間で非常に多くの演算をする必要がないから処理能力に限度のある安価なＣＰＵでも十分対応でき、トルクリプルを生じさせずにコスト的にも安価なモータ制御装置を提供することができる。また、３相軸上での補償に対してｄｑ座標軸上で補償することで、定常偏差等も少なくすることが可能となると共に、この誘起電圧が線形の場合、誘起電圧リプルテーブルを記憶する例えばＲＯＭなどの記憶装置は小さな容量で充分となり、さらなるコスト削減が可能となる。

図２は、本発明になるモータ制御装置における実施例２のブロック図である。一般的にモータの誘起電圧の大きさは、例えばモータが２０００回転している時の誘起電圧は、１０００回転している時の誘起電圧の２倍の大きさになる。そのため、図５（Ｂ）に示したｄ−ｑ軸座標での誘起電圧波形のリプル成分は、モータの回転数によって変化する。本発明になるモータ制御装置における実施例２は、このようにモータの回転数によって変化するリプル成分に対応させたものである。

なお、モータ制御の方式には、高速回転時にモータの電流を制御することで見かけの誘起電圧を抑える制御方式（弱め界磁制御）があり、そのためこの実施例２では、所定回転数まではモータの誘起電圧の大きさがモータの回転数に比例し、所定回転数を越えた場合、誘起電圧を抑えるようにした場合に対応させて制御するものである。

図３は、このようにモータ回転数により変化するリプル成分に対応させ、ｄ−ｑ軸座標での誘起電圧を補正することを説明するための図である。図中、４０はモータ回転角度、４１はモータ回転数データであり、これらのデータは図１、図２に１２で示したエンコーダＰＳから得られる。４２は乗算部、４３はモータ回転数とゲインとの関係を示したグラフ、４４は図１において１７で示した誘起電圧リプルテーブルＩと同じ誘起電圧リプルテーブルＩである。

モータ回転数とゲインとの関係のグラフ４３は、前記したように所定回転数まではモータの誘起電圧の大きさがモータの回転数に比例し、所定回転数を越えた場合は誘起電圧を抑えるようにした弱め界磁制御の場合に対応させ、誘起電圧リプルテーブルＩ４４に示されるリプル成分を、モータ回転数４１に対応させて変化させるためのテーブルとしてのグラフである。

すなわち、この実施例２の制御装置では、誘起電圧リプルテーブルＩ４４から、図１のモータの回転角度演算部２２により算出されたモータの回転角度θｅ（図３の４０）に対応し、図５（Ｂ）に示したｄ−ｑ軸座標での誘起電圧波形を相殺する電圧波形を読み出し、加算器１８、１９に送る前に、モータ回転数４１によりモータ回転数とゲインとの関係のグラフ４３から対応するゲインを読み出し、乗算部４２によってこのゲインを乗じて誘起電圧補正量として出力することで、モータ回転数４１に対応して補正した誘起電圧を得られるようにしたものである。

この図３に示したブロックを収容したのが、図２における誘起電圧リプルテーブルII３０である。この図２では、前記図１に示したのと同じ構成要素には同一番号が付されており、図１と異なる点は、誘起電圧リプルテーブルＩ１７が誘起電圧リプルテーブルII３０に代わったことと、図１における乗算器２０、２１が無くなってモータ回転角度ωｅ、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊、ｑ軸電圧指令値ｖｑ＊が、直接誘起電圧リプルテーブルII３０に入力されていることである。

この図２に示した実施例２の永久磁石モータ制御装置を簡単に説明すると、前記したようにモータＭ１０のステータ巻線に流れる相電流ｉｕ、ｉｖがｄ軸電流値ｉｄ及びｑ軸上のｑ軸電流値ｉｑに変換され、ｄ−ｑ軸電圧指令生成部１６でｄ軸電圧指令値ｖｄ＊、ｑ軸電圧指令値ｖｑ＊が作成される。

一方、誘起電圧リプルテーブルＩ３０に与えられているモータ回転角度ωｅ、モータの回転角度θｅ、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊、ｑ軸電圧指令値ｖｑ＊により、前記図３で説明したように、モータ回転数に対応したゲインが読み出され、誘起電圧リプルテーブルＩ４４から読み出された誘起電圧のリプル成分に乗じられて、誘起電圧補正量となってこのｄ軸電圧指令値ｖｄ＊、ｑ軸電圧指令値ｖｑ＊に加算される。

そのため、加算結果であるｄ軸電圧指令値ｖｄ＊’、ｑ軸電圧指令値ｖｑ＊’は、モータ回転数に対応してリプル成分が相殺されたｄ軸電圧指令値、ｑ軸電圧指令値となり、そのためｄｑ−３相変換部１４は、送られてきたリプル成分が相殺されたｄ軸電圧指令値ｖｄ＊’、ｑ軸電圧指令値ｖｑ＊’を、静止座標系の相電圧指令値ｖｕ＊、ｖｖ＊、ｖｗ＊に変換する。そしてその値が電力変換装置１１で電圧ｕ、ｖ、ｗに変換され、モータＭ１０のステータ巻線に印加されて、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑ＊で表される、モータ回転数に対応したリプルを含んだ正弦波状の相電流におけるリプル成分が相殺された電流が、モータＭ１０のステータ巻線に流されてリプルのない所定の出力トルクでモータＭ１０が駆動される。

このようにすることにより、誘起電圧がモータの回転数に応じて変化しても対応が可能となり、さらに、例え誘起電圧が非線形特性で変化してもトルクリプル補償が可能であるから、より高精度でトルクリプル成分を削減できるモータ制御装置とすることができる。

図４は、モータ温度により誘起電圧補正量を変化させることを説明するための図である。一般的に磁石は温度が高くなると磁力が落ち、そのため、モータ温度が高くなると誘起電圧も低下する。従って、図５（Ｂ）に示したｄ−ｑ軸座標での誘起電圧波形のリプル成分は、モータの温度によって変化する。本発明になるモータ制御装置における実施例３は、このようにモータの温度によって変化するリプル成分に対応させたものである。

図４は、このようにモータ温度により変化するリプル成分に対応させ、ｄ−ｑ軸座標での誘起電圧のリプル成分を補正するため、モータ温度と補正ゲインとの関係を示したテーブルとしてのグラフである。すなわちこの図４に示したグラフは、前記した図１の実施例１、図２の実施例２に示した誘起電圧リプルテーブルＩ１７、誘起電圧リプルテーブルII３０の出力が、モータ温度によって変化するのに対応できるよう、モータ温度に対応させて誘起電圧リプルを変化させるためのゲインをグラフ化したものである。

そのため、前記した図１の実施例１、図２に示した実施例２において、誘起電圧リプルテーブルＩ１７、誘起電圧リプルテーブルII３０にこの図４に示したモータ温度とゲインとの関係のテーブルを含ませ、モータＭ１０の温度を測定する温度センサ２４からの信号により、対応するゲインを誘起電圧リプルテーブルＩ１７、誘起電圧リプルテーブルII３０から読み出した誘起電圧リプルに乗じることで、モータＭ１０の温度によって変化するトルクリプル成分を、精度よく相殺することができる。

このように本発明によれば、演算能力に制限のある安価なＣＰＵによる簡単な構成でモータトルクリプルの補償が可能であり、また、３相軸上での補償に対してｄｑ座標軸上で補償することで、定常偏差等も少なくすることが可能なモータ制御装置とすることができる。

本発明によれば、簡単、安価な構成でモータのトルクリプルを生じない永久磁石モータ制御装置を提供でき、効率が良く、車両などの産業機械に用いて乗員に不快感を与えることが無くなる。

本発明になるモータ制御装置の実施例１のブロック図である。 本発明になるモータ制御装置の実施例２のブロック図である。 本発明になるモータ制御装置の実施例２における、モータ回転数とゲインとの関係を用いて誘起電圧補正量を算出することを説明するための図である。 モータ温度により誘起電圧補正量を変化させることを説明するための図である。 本発明になるモータ制御装置の、実施例１における誘起電圧補正テーブルの算出手順を説明するための誘起電圧波形（Ａ）と、回転座標（ｄ−ｑ軸座標）における誘起電圧波形（Ｂ）を示したグラフである。 ｄ軸電流指令値ｉｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑ＊で表される正弦波状の相電流に、リプルが無い理想的な正弦波（Ａ）の場合と、その正弦波をｄ−ｑ軸変換した波形（Ｂ）とを示したグラフである。

符号の説明

１０ モータＭ
１１ 電力変換装置
１２ エンコーダＰＳ
１３ 位相速度演算部
１４ ｄｑ−３相変換部
１５ ３相−ｄｑ変換部
１６ ｄ−ｑ軸電圧指令生成部
１７ 誘起電圧リプルテーブルＩ
１８、１９ 加算器
２０、２１ 乗算器
２２ モータの回転角度演算部
２３ 誘起電圧補正部
２４ 温度センサ
２５、２６ 電流検出センサ

Claims (3)

1. 永久磁石モータに流れる相電流を検出して電流値を出力する電流検出手段と、
   該電流検出手段の検出した電流値をモータの回転に同期して回転するｄ軸およびｑ軸から成る直交座標系（以下、ｄｑ座標系と称す）の電流値に変換する３相−ｄｑ変換部と、
   該３相−ｄｑ変換部から出力されたｄｑ軸電流値とｄｑ座標系の目標電流値とからｄｑ座標系の目標電圧値を生成するｄｑ軸電圧指令生成部と、
   該ｄｑ軸電圧指令生成部が生成したｄｑ軸電圧指令を３相の相電圧指令値に変換するｄｑ−３相変換部と、
   該ｄｑ−３相変換部が生成した３相の相電圧指令値を３相のモータ駆動電流に変換する電力変換部とからなる永久磁石モータ制御装置において、
   予め、前記モータの磁界解析で求めた誘起電圧波形から基本正弦波以外のトルクリプル成分を求め、該トルクリプル成分を相殺する前記ｄｑ軸上の電圧をテーブルとした誘起電圧リプルテーブルを用意し、
   前記モータの回転角度に応じ、前記ｄｑ軸電圧指令生成部が生成したｄｑ軸電圧指令に、前記誘起電圧リプルテーブルから読み出したトルクリプル成分を相殺する前記ｄｑ軸上の電圧を加算し、前記ｄｑ−３相変換部に与えて前記モータのトルクリプルを低減させて駆動することを特徴とする永久磁石モータ制御装置。
2. 前記誘起電圧リプルテーブル出力を、前記モータの回転数に応じて変化する前記誘起電圧に比例したトルクリプル成分とするゲインを、前記モータの回転数とゲインとの関係のテーブルとして予め用意し、該テーブルによりモータの回転数に応じて前記誘起電圧リプルテーブル出力を補正し、前記モータを駆動することを特徴とする請求項１に記載した永久磁石モータ制御装置。
3. 前記モータの温度測定手段を設け、前記誘起電圧リプルテーブル出力を、前記モータ温度に応じて変化する前記誘起電圧に比例するトルクリプル成分とするゲインを、前記モータ温度とゲインとの関係のテーブルとして予め用意し、該テーブルにより前記温度測定手段が測定したモータ温度に応じて前記誘起電圧リプルテーブル出力を補正し、前記モータを駆動することを特徴とする請求項１または２に記載した永久磁石モータ制御装置。

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