JP2009303431A - 交流電動機の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】
交流電動機の回転子位置,回転速度を直接検出する手段を持たずに、有効電流及び無効電流を算出し、交流電動機を駆動する装置において、高性能な可変速駆動を実現できる電動機の制御装置を提供する。
【解決手段】
交流電動機を駆動するインバータの入力電流検出値より、インバータの出力電圧の位相から電動機の有効分電流及び無効分電流を検出し、電流検出値から、励磁成分であるd軸電流とトルク成分であるq軸電流の電流推定演算を行うベクトル制御装置であって、電動機の有効分及び無効分の電流検出値と、第1の位相値であるインバータ出力電圧の位相値に、電動機の磁束軸と制御の基準軸との位相誤差値を加算した第2の位相値を用いて、電動機のd軸電流あるいはq軸電流の少なくとも一方の推定演算を行うことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
特許文献1では、検出タイミングを簡略化する一つの方法として、タイミングを固定にする方法が提案されており、パルス状電流に対して、各通流期間の中間時刻近傍での電流値をサンプリングして得られた電流値I0sを用いて、電動機制御を行う方法が開示されている。
図1の構成図を用いて、本発明の実施例1について説明する。
電動機に周波数指令ωr*を与える周波数指令発生器1と、
電動機の交流印加電圧を演算し、パルス幅変調した(PWM)信号に変換して出力する制御器2と、
このPWM信号により駆動されるインバータ3と、
インバータ3に電力を供給する直流電源4と、
制御対象である永久磁石型の電動機5と、
直流電源4がインバータへ供給する入力電流である直流母線電流I0を検出する電流検出手段6からなる。
R*:抵抗の設定値
Ld*:d軸インダクタンスの設定値
Lq*:q軸インダクタンスの設定値
Ke*:誘起電圧定数の設定値
である。
本発明の他の実施例を、図1に示すdq軸電流演算手段10aをdq軸電流演算手段10bに置き替えて示す。
本実施例は、速度制御器と電流制御器を設けた制御装置に、本発明を適用した一例である。
図9に、実施例1から実施例3をモジュール化した例を示す。
図10に、ファン301をモータ駆動システム300により駆動する例を示す。
図11に、ポンプ404をモータ駆動システム404で駆動する例を示す。ポンプ404は、油圧回路410と配管406で接続され、油を回路へ供給する。本実施例では、油を例に説明するが、媒体は油の代わりに水であっても構わない。
図12に、エアコン室外機に本発明を適用した例を示す。エアコン室外機500においてモータの駆動に係わる構成は、モータ制御装置501と、圧縮機502と、室外機ファン503である。
図13に、洗濯機601に本発明を適用した例を示す。洗濯機601において、水受け槽607の中に洗濯槽606と攪拌翼(パルセータ)605を備え、洗濯槽606と攪拌翼605をモータ制御システム600で駆動する。洗濯槽606と攪拌翼605のどちらを駆動するかは、洗濯工程中にクラッチ部604によって切り替える。なお、クラッチ部604の減速機構はあってもなくても、いずれでも良い。モータ制御システム600は、駆動用モータ603とそれを駆動するモータ制御装置602で構成される。
Δθ 制御の基準軸(dc軸)と電動機の磁束軸(d軸)との位相偏差である軸誤差
Δθc 軸誤差推定値
Claims (12)
- 交流電動機を駆動するインバータの入力電流検出値より、
インバータの出力電圧の位相から電動機の有効分電流及び無効分電流を検出し、
該電流検出値から、励磁成分であるd軸電流とトルク成分であるq軸電流の電流推定演算を行うベクトル制御装置であって、
前記電動機の有効分及び無効分の電流検出値と、第1の位相値であるインバータ出力電圧の位相値に、前記電動機の磁束軸と制御の基準軸との位相誤差値を加算した第2の位相値を用いて、前記電動機のd軸電流あるいはq軸電流の少なくとも一方の推定演算を行うことを特徴とする交流電動機の制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置において、
前記第2の位相値が、前記第1の位相値と前記位相誤差値との加算値のロー・パス・フィルタ値であることを特徴とする交流電動機の制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置において、
前記インバータ出力電圧の位相が、ベクトル制御の演算で求めたd軸の電圧指令値とq軸の電圧指令値との比の逆正接によって求まることを特徴とする交流電動機の制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置において、
前記位相誤差値が、ベクトル制御で演算される電圧指令値と、周波数演算値あるいは周波数指令値と、推定演算により求めたd軸あるいはq軸の電流推定値と、を用いて演算されることを特徴とする交流電動機の制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置において、
前記インバータのベクトル制御の演算が、前記d軸あるいはq軸の電流推定値を用いて、d軸及びq軸の電圧指令値を演算することを特徴とする交流電動機の制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置において、
前記インバータのベクトル制御の演算が、上位から与えられるd軸及びq軸の電流指令値と、前記d軸あるいはq軸の電流推定値と、の偏差に基づいて、d軸及びq軸の電圧指令値を演算することを特徴とする交流電動機の制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置において、
前記インバータのベクトル制御の演算が、上位から与えられるd軸及びq軸の電流指令値と前記d軸あるいはq軸の電流推定値と、の偏差に基づいて、第2のd軸及びq軸の電流指令値を演算し、前記第2の電流指令値とモータ定数及び周波数推定値を用いてd軸及びq軸の電圧指令値を演算することを特徴とする交流電動機の制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置において、
前記インバータをモジュール化したICと、前記インバータの駆動信号を作成するマイコンにより、交流電動機を制御することを特徴とする制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置において、
ポンプの駆動源として前記制御装置を用いることを特徴とする制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置において、
ファンの駆動源として前記制御装置を用いることを特徴とする制御装置。 - 交流電動機を駆動するインバータの入力電流検出値より、
インバータの出力電圧の位相から電動機の有効分電流及び無効分電流を検出し、
該電流検出値から、励磁成分であるd軸電流とトルク成分であるq軸電流の電流推定演算を行うベクトル制御装置であって、
前記電動機の有効分及び無効分の電流検出値と、第1の位相値であるインバータ出力電圧の位相値に、前記電動機の磁束軸と制御の基準軸との位相誤差値を加算した第2の位相値を用いて、前記電動機のd軸電流あるいはq軸電流の少なくとも一方の推定演算を行う制御装置であって、
エアコンの室外機又は室内機ファンとコンプレッサの駆動源として用いることを特徴とする交流電動機の制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置において、
洗濯機,洗濯乾燥機のファン,攪拌翼或いは洗濯槽の駆動源として用いることを特徴とする交流電動機の制御装置。
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