JP2009153347A - 同期電動機の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】高周波電圧観測手段8は、インバータ4のスイッチング動作に起因する出力電圧中の高周波電圧を、同期電動機6の回転に同期する回転座標系から観測する。電流取得手段9は前記高周波電圧に対応して発生する高周波電流を回転座標系から観測する。近似演算手段10は前記高周波電圧値と前記高周波電流値とを複数組用いて、近似演算により同期電動機6の回転座標系におけるインダクタンス行列を演算する。回転位相角推定手段は回転位相角推定誤差に比例する特徴量を前記インダクタンス行列から抽出し、該特徴量が所定の目標値に収束するように制御することによって前記回転位相角を推定する。
【選択図】図1
Description
以下、本発明に係るセンサレス制御装置の第1実施例について、図面を参照して説明する。ここでは、回転子に永久磁石を用いた永久磁石同期機を前記同期機の例として参照する。
ここで、
Vd,Vq:d軸電圧,q軸電圧
Id,Iq:d軸電流,q軸電流
R :抵抗,
Ld :d軸インダクタンス,
Lq :q軸インダクタンス,
Φ :永久磁石磁束,
ω:回転速度
p:微分演算子
ただし、本願制御装置には回転位相角センサがなく、回転位相角θそのものを検出することができないため、制御装置において推定された位相角を代わりに使用する。従って、図1に示すように、推定位相角をθestとし、これに対応する座標系をγ軸,δ軸と定義する。推定誤差Δθが生じた場合、γδ軸はdq軸から推定誤差Δθだけ回転した位置となる。
Trqref:トルク指令、
k:定数、
θi:γδ軸座標系におけるγ軸を基準とした電流位相角(図1参照)
電流位相角θiは、本実施例において一定値と考えてよい。尚、電流指令Iγ ref、Iδ refは、トルク指令をパラメータとして参照できるテーブルを用意しておき、このテーブルを参照することによって与えることも可能である。テーブルを用いた方法は、トルクと電流の関係が上記の式のように定式化することが好ましくない場合(例えば電流位相角θiをトルク指令値に応じて変化させる場合)などに有効である。
Kp:比例ゲイン、
Ki:積分ゲイン、
s:ラプラス演算子
尚、このような演算の周期はシステムによっても異なるが、例えば数μs〜数msである。この演算周期が数式(3)における積分項の積分時間となる。また数式(3)において、γ軸応答値Iγ res、δ軸応答値Iδ resは、それぞれ以前のγ軸電圧指令Vγ ref、δ軸電圧指令Vδ refに対する電流応答値である。制御の開始時、電圧指令演算手段14は、そのとき検出される電流値をγ軸応答値Iγ res、δ軸応答値Iδ resとして入力し上記演算を行う。
Im:時刻tmでの同期機入力電流
In:時刻tnでの同期機入力電流
dIbase/dt:入力電流の基本波成分(電気的な回転周波数成分)の時間変化率
図3は3相2レベルインバータ4のゲート信号と、対応する出力電流及び電圧の一部を示すタイミングチャート、図4は、インバータ4の概略回路構成を示す図である。
Iγ(m):時刻mにおけるγ軸電流値Iγ res
Iγ(n):時刻nにおけるγ軸電流値Iγ res
dIγbase/dt:γ軸電流の基本波成分の時間変化率
Iδ(m):時刻mにおけるδ軸電流値Iδ res
Iδ(n):時刻nにおけるδ軸電流値Iδ res
dIδbase/dt:γ軸電流の基本波成分の時間変化率
次に、高周波電圧観測手段8では、ゲート指令などから、インバータの出力電圧を復元し、その出力電圧に含まれる高周波成分を演算して出力する。図5は高周波電圧観測手段8の構成例を示す。インバータの出力電圧は、図5のようにゲート指令からテーブルを用いてαβ軸の電圧に変換し、それを座標変換によって回転座標γδ軸の電圧に変換するなどの方法で演算できる。他には、前述したように、電圧センサを設置してインバータの出力電圧を直接計測し、座標変換によって回転座標γδ軸の電圧に変換する方法がある。
Vγ、Vδ:時刻tm〜tnの間に出力された電圧値
Vγbase、Vδbase:出力電圧の基本波成分
また、数式(8)及び(9)のdIγ/dt、dIδ/dt、VγhfおよびVδhfはそれぞれ図3のタイミングチャート上の期間tm〜tnにおいて対応する関係にあり、近似演算手段10において1対のデータとして使用される。
次に、本発明によるセンサレス制御装置の第2実施例を説明する。第2実施例に係るセンサレス制御装置は、第1実施例に比べて回転位相角推定手段11の内部構成のみが異なる。他の回路ブロックの構成は同一であるので、それらの詳細な説明は省略される。
次に、本発明によるセンサレス制御装置の第3実施例を説明する。第3実施例に係るセンサレス制御装置は上記第2実施例と同様に、第1実施例に比べて回転位相角推定手段11の内部構成のみが異なる。他の回路ブロックの構成は同一であるので、それらの詳細な説明は省略される。
Claims (5)
- 電気的突極性を有する同期電動機をPWMインバータにより制御する制御装置において、
前記インバータにおけるPWM変調後の出力電圧に含まれる、インバータのスイッチング動作に起因する高周波電圧を、前記同期電動機の回転に同期する回転座標系から観測し、該高周波電圧値を取得する電圧取得手段と、
前記高周波電圧に対応して発生する高周波電流を前記回転座標系から観測し、該高周波電流値を取得する電流取得手段と、
前記高周波電圧値と前記高周波電流値とを複数組用いて、近似演算により前記同期電動機の回転座標系におけるインダクタンス行列を演算するインダクタンス行列演算手段と、
回転位相角の推定誤差に比例する特徴量を前記インダクタンス行列から抽出し、該特徴量が所定の目標値に収束するように制御することによって前記同期電動機の回転位相角を推定する推定手段と、
を備えたことを特徴とする同期電動機の制御装置。 - 前記推定手段における特徴量として、前記インダクタンス行列から求まる高周波電流分布を、前記回転座標系上における所定角度方向に空間的に投影した値のうち、原点からの最大値を採用することを特徴とする請求項1記載の制御装置。
- 前記推定手段において前記特徴量を収束させる目標値を、前記同期電動機から出力させる電流値に応じて変化させることを特徴とする請求項1または2記載の制御装置。
- 前記推定手段において前記特徴量を収束させる目標値を、前記同期電動機から出力させる電圧値に応じて変化させることを特徴とする請求項1または2に記載の制御装置。
- 前記推定手段において前記特徴量を収束させる目標値を、前記同期電動機から出力させるトルク値に応じて変化させることを特徴とする請求項1または2記載の制御装置。
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014014252A (ja) * | 2011-08-29 | 2014-01-23 | Toshiba Corp | 同期電動機のセンサレス制御装置ならびにインバータ装置 |
JP5456873B1 (ja) * | 2012-11-30 | 2014-04-02 | 三菱電機株式会社 | 同期機制御装置 |
JP2014147269A (ja) * | 2013-01-30 | 2014-08-14 | Fukuoka Institute Of Technology | Srモータの固定子および回転子並びにその設計方法 |
JP5619225B1 (ja) * | 2013-07-04 | 2014-11-05 | 東芝エレベータ株式会社 | 同期電動機の制御装置 |
JP2015015830A (ja) * | 2013-07-04 | 2015-01-22 | 東芝エレベータ株式会社 | 同期電動機の制御装置 |
JP2016163515A (ja) * | 2015-03-05 | 2016-09-05 | 株式会社東芝 | 同期機制御装置及び駆動システム |
CN113595463A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-11-02 | 中国人民解放军海军工程大学 | 交流电机电流动态控制性能通用化评价标准与评估方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004096856A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Yaskawa Electric Corp | 同期電動機の制御装置 |
JP2004129430A (ja) * | 2002-10-04 | 2004-04-22 | Nissan Motor Co Ltd | 電動機の制御装置 |
JP2006166574A (ja) * | 2004-12-06 | 2006-06-22 | Toyota Industries Corp | インバータ装置 |
-
2007
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004096856A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Yaskawa Electric Corp | 同期電動機の制御装置 |
JP2004129430A (ja) * | 2002-10-04 | 2004-04-22 | Nissan Motor Co Ltd | 電動機の制御装置 |
JP2006166574A (ja) * | 2004-12-06 | 2006-06-22 | Toyota Industries Corp | インバータ装置 |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014014252A (ja) * | 2011-08-29 | 2014-01-23 | Toshiba Corp | 同期電動機のセンサレス制御装置ならびにインバータ装置 |
US9450528B2 (en) | 2011-08-29 | 2016-09-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sensorless control apparatus for synchronous motor and inverter apparatus |
EP2566045A3 (en) * | 2011-08-29 | 2017-06-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Sensorless control apparatus for synchronous motor and inverter apparatus |
JP5456873B1 (ja) * | 2012-11-30 | 2014-04-02 | 三菱電機株式会社 | 同期機制御装置 |
JP2014147269A (ja) * | 2013-01-30 | 2014-08-14 | Fukuoka Institute Of Technology | Srモータの固定子および回転子並びにその設計方法 |
JP5619225B1 (ja) * | 2013-07-04 | 2014-11-05 | 東芝エレベータ株式会社 | 同期電動機の制御装置 |
JP2015015831A (ja) * | 2013-07-04 | 2015-01-22 | 東芝エレベータ株式会社 | 同期電動機の制御装置 |
JP2015015830A (ja) * | 2013-07-04 | 2015-01-22 | 東芝エレベータ株式会社 | 同期電動機の制御装置 |
JP2016163515A (ja) * | 2015-03-05 | 2016-09-05 | 株式会社東芝 | 同期機制御装置及び駆動システム |
CN113595463A (zh) * | 2021-05-19 | 2021-11-02 | 中国人民解放军海军工程大学 | 交流电机电流动态控制性能通用化评价标准与评估方法 |
CN113595463B (zh) * | 2021-05-19 | 2023-06-23 | 中国人民解放军海军工程大学 | 交流电机电流动态控制性能通用化评价标准与评估方法 |
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