JP2010115052A - Phase current estimating device for motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動機の相電流推定装置に関する。 The present invention relates to a phase current estimation device for an electric motor.
従来、例えば単一の直流電流センサから出力される直流電流を3相交流電流に変換する際に、3対のトランジスタによる6つの相異なるゲート状態が変遷する過程で、各搬送波周期の2つの異なる区間でそれぞれ異なる位相の2つの電流値を検出し、3相電流の総和が常にゼロに等しいと仮定して、これら2つの電流値から他の位相の電流値を算出する電流検出方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、上記従来技術に係る電流検出方法において、単一の直流電流センサにより検出される2相分の相電流値の検出タイミングは同一ではないことから、この直流電流センサから出力される2つの電流値に対して、3相電流の総和がゼロに等しいとする仮定を適用すると、推定される他の1相の相電流の電流値の誤差が増大してしまうという問題が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、相電流の推定精度を向上させることが可能な電動機の相電流推定装置を提供することを目的とする。
By the way, in the current detection method according to the above-described prior art, the detection timings of the phase current values for two phases detected by a single DC current sensor are not the same. When the assumption that the sum of the three-phase currents is equal to zero is applied to the value, an error in the current value of the estimated other one-phase phase current increases.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a phase current estimation device for an electric motor capable of improving the estimation accuracy of a phase current.
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の第1態様に係る電動機の相電流推定装置は、パルス幅変調信号により3相交流の電動機(例えば、実施の形態でのモータ11)への通電を順次転流させるインバータ(例えば、実施の形態でのインバータ13)と、前記パルス幅変調信号を搬送波信号により生成するパルス幅変調信号生成手段(例えば、実施の形態でのPWM信号生成部25)と、前記インバータの直流側電流を検出する直流側電流センサ(例えば、実施の形態での直流側電流センサ31)と、前記直流側電流センサにより検出された前記直流側電流に基づいて相電流を推定する相電流推定手段(例えば、実施の形態での相電流推定部23)とを備え、前記相電流推定手段は、前記搬送波信号の1周期中での最大値または最小値のキャリア頂点に対して対称な電圧パターン内のそれぞれにおいて、前記キャリア頂点に対して対称なタイミングで前記相電流の各1点の電流値を推定しており、前記相電流推定手段により推定された前記各1点からなる2点のタイミングでの前記電流値による平均値を、前記キャリア頂点での前記相電流の電流値として算出するキャリア頂点電流値算出手段(例えば、実施の形態でのキャリア頂点電流値算出部23a)と、前記キャリア頂点電流値算出手段により算出された前記キャリア頂点での前記相電流の電流値と、前記電動機の電流方程式を離散化して得た離散化式とに基づき、前記搬送波信号の1周期中での任意のタイミングでの前記相電流の電流値を算出する相電流算出手段(例えば、実施の形態での相電流算出部23c)とを備える。
In order to solve the above-described problems and achieve the object, a phase current estimation apparatus for an electric motor according to a first aspect of the present invention uses a three-phase AC electric motor (for example, the
さらに、本発明の第2態様に係る電動機の相電流推定装置では、前記キャリア頂点電流値算出手段は、3相の前記相電流のうち2相の前記相電流毎に対して前記キャリア頂点での前記相電流の電流値を算出しており、前記キャリア頂点電流値算出手段により算出された前記2相の前記相電流毎の前記キャリア頂点での電流値に基づき、前記3相の前記相電流のうち他の前記相電流の前記キャリア頂点での電流値を算出する電流値算出手段(例えば、実施の形態での電流値算出部23b)を備え、前記相電流算出手段は、前記3相の前記相電流毎の前記キャリア頂点での電流値と、前記離散化式とにより、前記任意のタイミングでの前記3相の前記相電流毎の電流値を算出する。
Furthermore, in the phase current estimation device for the electric motor according to the second aspect of the present invention, the carrier peak current value calculating means is configured to calculate the carrier peak current value at the carrier peak for every two phase currents of the three phase currents. Calculating the current value of the phase current, and based on the current value at the carrier apex for each of the phase currents of the two phases calculated by the carrier apex current value calculating means, Among these, the current value calculation means (for example, the current
さらに、本発明の第3態様に係る電動機の相電流推定装置では、前記相電流算出手段は、前記任意のタイミングとして、前記搬送波信号の1周期の完了時での前記相電流の電流値を算出する。 Further, in the motor phase current estimation device according to the third aspect of the present invention, the phase current calculation means calculates the current value of the phase current at the completion of one cycle of the carrier wave signal as the arbitrary timing. To do.
本発明の第1態様に係る電動機の相電流推定装置によれば、搬送波信号の1周期中でのキャリア頂点に対して対称な電圧パターン内のそれぞれにおいてキャリア頂点に対して対称なタイミングで推定した相電流の電流値による平均値をキャリア頂点での相電流の電流値とする。これにより、雑音に起因する誤差を低減し、3相の相電流毎に同一タイミングでの電流値を精度よく推定することができる。
そして、キャリア頂点での相電流の電流値と、電動機の電流方程式を離散化して得た離散化式とに基づき、搬送波信号の1周期中での任意のタイミングでの相電流の電流値を精度よく算出することができる。
According to the phase current estimation apparatus for an electric motor according to the first aspect of the present invention, estimation is performed at a timing symmetric with respect to the carrier vertex in each of the voltage patterns symmetric with respect to the carrier vertex in one cycle of the carrier wave signal. The average value of the phase currents is defined as the current value of the phase current at the carrier apex. Thereby, the error resulting from noise can be reduced, and the current value at the same timing can be accurately estimated for each phase current of the three phases.
Based on the current value of the phase current at the carrier apex and the discretization formula obtained by discretizing the current equation of the motor, the current value of the phase current at an arbitrary timing in one cycle of the carrier wave signal is accurate. It can be calculated well.
さらに、本発明の第2態様に係る電動機の相電流推定装置によれば、キャリア頂点での2相の相電流毎の電流値に基づき、キャリア頂点での他の1相の相電流の電流値を精度良く演算することができる。
さらに、本発明の第3態様に係る電動機の相電流推定装置によれば、任意のタイミングとして、搬送波信号の1周期の完了時での相電流の電流値を推定することにより、この推定値を次の1周期でのモータ制御に利用することができ、三角波などの搬送波信号の頂点に同期しておこなわれるモータ制御に時間遅れ無しに最新の相電流の情報を適用することができる。
Furthermore, according to the phase current estimation device for an electric motor according to the second aspect of the present invention, the current value of the other one-phase phase current at the carrier apex based on the current value for each of the two-phase phase currents at the carrier apex. Can be calculated with high accuracy.
Furthermore, according to the phase current estimating apparatus for an electric motor according to the third aspect of the present invention, the estimated value is obtained by estimating the current value of the phase current at the completion of one cycle of the carrier wave signal as an arbitrary timing. It can be used for motor control in the next one cycle, and the latest phase current information can be applied to the motor control performed in synchronization with the top of a carrier wave signal such as a triangular wave without time delay.
以下、本発明の電動機の相電流推定装置の実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
この実施形態による電動機の相電流推定装置10(以下、単に、相電流推定装置10と呼ぶ)は、例えば3相交流のブラシレスDCモータ11(以下、単に、モータ11と呼ぶ)の相電流を推定するものであって、このモータ11は、界磁に利用する永久磁石を有する回転子(図示略)と、この回転子を回転させる回転磁界を発生する固定子(図示略)とを備えて構成されている。
そして、相電流推定装置10は、例えば図1に示すように、バッテリ12を直流電源とするインバータ13と、モータ制御装置14とを備えて構成されている。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of an electric motor phase current estimating apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
An electric motor phase current estimation device 10 (hereinafter simply referred to as a phase current estimation device 10) according to this embodiment estimates a phase current of, for example, a three-phase AC brushless DC motor 11 (hereinafter simply referred to as a motor 11). The
And the phase
この3相(例えば、U相、V相、W相の3相)交流のモータ11の駆動はモータ制御装置14から出力される制御指令を受けてインバータ13によりおこなわれる。
インバータ13は、スイッチング素子(例えば、MOSFET:Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor)を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路13aと平滑コンデンサCとを具備し、このブリッジ回路13aがパルス幅変調(PWM)された信号によって駆動される。
The three-phase (for example, U-phase, V-phase, and W-phase)
The
このブリッジ回路13aでは、例えば各相毎に対をなすハイ側およびロー側U相トランジスタUH,ULと、ハイ側およびロー側V相トランジスタVH,VLと、ハイ側およびロー側W相トランジスタWH,WLとがブリッジ接続されている。そして、各トランジスタUH,VH,WHはドレインがバッテリ12の正極側端子に接続されてハイサイドアームを構成し、各トランジスタUL,VL,WLはソースがバッテリ12の接地された負極側端子に接続されてローサイドアームを構成している。そして、各相毎に、ハイサイドアームの各トランジスタUH,VH,WHのソースはローサイドアームの各トランジスタUL,VL,WLのドレインに接続され、各トランジスタUH,UL,VH,VL,WH,WLのドレイン−ソース間には、ソースからドレインに向けて順方向となるようにして、各ダイオードDUH,DUL,DVH,DVL,DWH,DWLが接続されている。
In this
インバータ13は、例えばモータ11の駆動時等においてモータ制御装置14から出力されて各トランジスタUH,VH,WH,UL,VL,WLのゲートに入力されるスイッチング指令であるゲート信号(つまり、PWM信号)に基づき、各相毎に対をなす各トランジスタのオン(導通)/オフ(遮断)状態を切り替えることによって、バッテリ12から供給される直流電力を3相交流電力に変換し、3相のステータ巻線への通電を順次転流させることで、各相のステータ巻線に交流のU相電流IuおよびV相電流IvおよびW相電流Iwを通電する。
The
モータ制御装置14は、回転直交座標をなすdq座標上で電流のフィードバック制御(ベクトル制御)をおこなうものであり、目標d軸電流Idc及び目標q軸電流Iqcを演算し、目標d軸電流Idc及び目標q軸電流Iqcに基づいて各相電圧指令Vu,Vv,Vwを算出し、各相電圧指令Vu,Vv,Vwに応じてインバータ13に対するゲート信号であるPWM信号を出力すると共に、実際にインバータ13からモータ11に供給される各相電流Iu,Iv,Iwをdq座標上に変換して得たd軸電流Ids及びq軸電流Iqsと、目標d軸電流Idc及び目標q軸電流Iqcとの各偏差がゼロとなるように制御をおこなう。
The
モータ制御装置14は、例えば電流センサI/F(インターフェース)21と、過電流保護装置22と、相電流推定部23と、制御装置24と、PWM信号生成部25とを備えて構成されている。
電流センサI/F(インターフェース)21は、インバータ13のブリッジ回路13aとバッテリ12の負極側端子との間において、インバータ13のブリッジ回路13aの直流側電流Idcを検出する直流側電流センサ31に接続され、直流側電流センサ31から出力される検出信号を過電流保護装置22および相電流推定部23に出力する。
なお、直流側電流センサ31はインバータ13のブリッジ回路13aとバッテリ12の正極側端子との間に配置されてもよい。
また、モータ11の回転子の回転角(つまり、所定の基準回転位置からの回転子の磁極の回転角度であって、モータ11の回転軸の回転位置)を検出する角度センサ32から出力される検出信号は制御装置24に入力されている。
なお、角度センサ32は省略されて、代わりに、回転子の磁極位置を推定する装置を備えてもよい。
The
The current sensor I / F (interface) 21 is connected to a DC
The direct
Further, it is output from the
Note that the
過電流保護装置22は、直流側電流センサ31により検出される直流側電流Idcに応じて所定の過電流保護の動作をおこなう。
相電流推定部23は、PWM信号生成部25から出力されるゲート信号(つまり、PWM信号)に応じた検出タイミングで直流側電流センサ31により検出される直流側電流Idcに基づき、実際にインバータ13からモータ11に供給される各相電流Iu,Iv,Iwを推定する。なお、この相電流推定部23の動作の詳細は後述する。
The
The phase
制御装置24は、角度センサ32から出力されるモータ11の回転角に応じて、相電流推定部23から出力される各相電流Iu,Iv,Iwをdq座標上に変換して得たd軸電流Ids及びq軸電流Iqsと、目標d軸電流Idc及び目標q軸電流Iqcとの各偏差がゼロとなるように電流のフィードバック制御(ベクトル制御)をおこない、各相電圧指令Vu,Vv,Vwを出力する。
The
PWM信号生成部25は、正弦波状の電流を3相のステータ巻線に通電するために、各相電圧指令Vu,Vv,Vwと、三角波などのキャリア信号とを比較して、インバータ13の各トランジスタUH,VH,WH,UL,VL,WLをオン/オフ駆動させるゲート信号(つまり、PWM信号)を生成する。そして、インバータ13において3相の各相毎に対をなす各トランジスタのオン(導通)/オフ(遮断)状態を切り替えることによって、バッテリ12から供給される直流電力を3相交流電力に変換し、3相のモータ11の各ステータ巻線への通電を順次転流させることで、各ステータ巻線に交流のU相電流IuおよびV相電流IvおよびW相電流Iwを通電する。
The PWM
PWM信号生成部25からインバータ13に入力されるゲート信号は、各相毎に対をなす各トランジスタUH,ULおよびVH,VLおよびWH,WLのオン/オフ状態の組み合わせに応じて、例えば下記表1および図2(A)〜(H)に示すように、8通りの各スイッチング状態S1〜S8(つまり、60度ずつ位相が異なる基本電圧ベクトルV0〜V7の状態)に応じたPWM(パルス幅変調)信号となる。なお、下記表1においては、ハイ側(High)およびロー側(Low)の各トランジスタのうちオン状態となるトランジスタを示しており、図2(A)〜(H)においてはオン状態となるトランジスタが網掛け表示されている。
そして、インバータ13のブリッジ回路13aの直流側には各スイッチング状態S1〜S8に応じて断続的に各相電流Iu,Iv,Iwが発生し、直流側電流センサ31により検出される直流側電流Idcは、各相電流Iu,Iv,Iwの何れかひとつ、あるいは、各相電流Iu,Iv,Iwの何れかひとつの符号が反転したもの、あるいは、ゼロとなる。
The gate signal input from the PWM
Then, phase currents Iu, Iv, Iw are intermittently generated on the DC side of the
相電流推定部23は、例えばキャリア頂点電流値算出部23aと、電流値算出部23bと、相電流算出部23cとを備えている。
相電流推定部23は、例えば三角波などのキャリア信号の1周期の期間において、キャリア信号の最大値または最小値のキャリア頂点(例えば、三角波では山側の頂点または谷側の頂点)に対して対称な電圧パターン内のそれぞれにおいて、3相の相電流のうち2相の相電流毎に対して、キャリア頂点に対して対称なタイミングで相電流の各1点の電流値を、このタイミングで直流側電流センサ31により検出される直流側電流Idcから推定する。
The phase
The phase
そして、キャリア頂点電流値算出部23aは、2相の相電流毎に対して、各1点からなる2点のタイミングでの相電流の電流値による平均値を、キャリア頂点での相電流の電流値として算出する。
Then, the carrier apex current
例えば図3に示すように、三角波のキャリア信号を用いた3相変調時においては、三角波のキャリア(搬送波)信号の谷側の頂点(キャリア頂点)に対して対称な電圧パターンでのキャリア信号の1周期Tsの期間において、2相分の各相電流の検出値を2回取得することができる。
つまり、相電流推定部23は、キャリア頂点に対して対称な2回の基本電圧ベクトルV1の状態において、キャリア頂点に対して対称な時刻tu1,tu2(つまり、谷側のキャリア頂点の時刻tpに対して、同一の時間間隔T1を有する時刻)で直流側電流センサ31により検出される直流側電流Idcから、第1U相電流Iu1および第2U相電流Iu2を取得し、さらに、キャリア頂点に対して対称な2回の基本電圧ベクトルV3の状態において、キャリア頂点に対して対称な時刻tw1,tw2(つまり、谷側のキャリア頂点の時刻tpに対して、同一の時間間隔T2を有する時刻)で直流側電流センサ31により検出される直流側電流Idcから、第1W相電流Iw1および第2W相電流Iw2を取得する。
For example, as shown in FIG. 3, in the case of three-phase modulation using a triangular carrier signal, the carrier signal with a voltage pattern symmetrical to the peak (carrier vertex) on the valley side of the triangular carrier signal is obtained. In the period of one cycle Ts, the detected value of each phase current for two phases can be acquired twice.
In other words, the phase
そして、相電流推定部23のキャリア頂点電流値算出部23aは、各相毎に、各相電流Iu1,Iu2およびIw1,Iw2に基づき平均値を算出し、各平均値を谷側のキャリア頂点の時刻tpでの電流値とする。
Then, the carrier peak current
そして、電流値算出部23bは、キャリア頂点電流値算出部23aから出力される2相の相電流(例えば、U相電流およびW相電流)毎のキャリア頂点での電流値(例えば図3に示す谷側のキャリア頂点の時刻tpでの電流値)から、対応するタイミングと同一のタイミング(つまり、キャリア頂点)での他の1相の相電流(例えば、V相電流)の電流値を、このタイミングでの3相の相電流の電流値の総和がゼロとなることを用いて算出する。
Then, the current
相電流推定部23の相電流算出部23cは、3相の相電流毎のキャリア頂点での電流値(例えば図3に示す谷側のキャリア頂点の時刻tpでの電流値)と、モータ11の電流方程式を離散化して得た離散化式とにより、キャリア信号の1周期Tsの期間中での任意のタイミング、例えばキャリア信号の1周期の完了時(つまり、例えば図3に示す山側のキャリア頂点の時刻ts)での各相電流の電流値を算出する。
The phase
モータ11の電流方程式は、例えばIPM(Interior Permanent Magnet)モータの場合には、dq座標上でのd軸電流idおよびq軸電流iqと、微分演算子pと、巻線抵抗Rと、d軸インダクタンスLdおよびq軸インダクタンスLqと、キャリア信号の1周期Tsと、d軸電電圧vdおよびq軸電圧vqと、回転速度ωと、永久磁石の磁束成分φとにより、下記数式(1)に示すように記述される。
For example, in the case of an IPM (Interior Permanent Magnet) motor, the current equation of the
そして、上記数式(1)をオイラー近似により離散化して得られる離散化式は、例えばキャリア信号の1周期Tsの期間中での任意のタイミングをキャリア信号の1周期の完了時(つまり、例えば図3に示す山側のキャリア頂点の時刻ts)とすれば、下記数式(2)に示すように記述される。
なお、下記数式(2)において、任意の自然数iはキャリア信号の1周期の完了時を示し、vd(i),vq(i)は今回のキャリア信号の1周期の完了時におけるd軸電圧およびq軸電圧の電圧値であり、id(i+1),iq(i+1)は次回のキャリア信号の1周期の完了時におけるd軸電流およびq軸電流の電流値である。
また、任意の自然数kはキャリア頂点電流値算出部23aおよび電流値算出部23bにより算出される電流値の時刻(つまり、例えば図3に示す谷側のキャリア頂点の時刻tp)を示し、id(k),iq(k),ω(k)は今回のキャリア信号の1周期での谷側のキャリア頂点におけるd軸電流およびq軸電流の各電流値と回転速度とである。
The discretization formula obtained by discretizing the above equation (1) by Euler approximation is, for example, an arbitrary timing in the period of one cycle Ts of the carrier signal at the completion of one cycle of the carrier signal (that is, for example, FIG. 3), it is described as shown in the following formula (2).
In the following mathematical formula (2), an arbitrary natural number i represents the completion of one cycle of the carrier signal, and vd (i) and vq (i) represent the d-axis voltage at the completion of one cycle of the current carrier signal and It is a voltage value of the q-axis voltage, and id (i + 1) and iq (i + 1) are current values of the d-axis current and the q-axis current at the completion of one cycle of the next carrier signal.
An arbitrary natural number k indicates the time of the current value calculated by the carrier apex current
相電流算出部23cは、キャリア頂点電流値算出部23aおよび電流値算出部23bから出力される3相の相電流毎の谷側のキャリア頂点の時刻tpでの電流値をdq変換して各電流値id(k),iq(k)を算出する。また、相電流算出部23cは、角度センサ32から出力される検出信号に基づき谷側のキャリア頂点の時刻tpでの回転速度ω(k)を算出する。なお、この回転速度ω(k)は、例えば今回のキャリア信号の1周期の完了時における回転速度ω(i)と次回のキャリア信号の1周期の完了時における回転速度ω(i+1)との平均値であってもよい。
そして、相電流算出部23cは、例えば上記数式(2)により、次回のキャリア信号の1周期の完了時におけるd軸電流およびq軸電流の各電流値id(i+1),iq(i+1)を算出する。
なお、相電流算出部23cは、例えば制御処理負荷あるいはインバータ13でのスイッチング損失の低減などを目的として、キャリア信号の1周期Tsを相対的に長く設定する場合には、上記数式(2)の代わりに、例えば底がネイピア数eである指数関数により記述される下記数式(3)を用いてもよい。
The phase
Then, the phase
Note that the phase
なお、相電流算出部23cは、キャリア信号の1周期Tsの期間中での任意のタイミングにおけるd軸電流およびq軸電流の各電流値を算出する際には、この任意のタイミングを谷側のキャリア頂点の時刻tpから時間間隔Tのタイミングとして、上記数式(2)または数式(3)において、係数(Ts/2)の代わりに時間間隔Tを用いる。
The phase
そして、相電流算出部23cは、上記数式(2)または数式(3)により算出したd軸電流およびq軸電流の各電流値を逆dq変換して、キャリア信号の1周期Tsの期間中での任意のタイミング、例えばキャリア信号の1周期の完了時(つまり、例えば図3に示す山側のキャリア頂点の時刻ts)での各相電流の電流値を算出する。
Then, the phase
上述したように、本実施形態による電動機の相電流推定装置10によれば、キャリア信号の1周期中でのキャリア頂点に対して対称な電圧パターン内のそれぞれにおいてキャリア頂点に対して対称なタイミングで推定した相電流の電流値による平均値をキャリア頂点での相電流の電流値とすることから、雑音に起因する誤差を低減し、3相の相電流毎に同一タイミングでの電流値を精度よく推定することができる。
そして、キャリア頂点での各相電流の電流値と、モータ11の電流方程式を離散化して得た離散化式とに基づき、キャリア信号の1周期中での任意のタイミング、特に、キャリア信号の1周期の次回の完了時での相電流の電流値を推定することにより、この推定値を次の1周期でのモータ制御に利用することができ、三角波などのキャリア信号の頂点に同期しておこなわれるモータ制御に時間遅れ無しに最新の相電流の情報を適用することができる。
しかも、実際にインバータ13からモータ11に供給される各相電流Iu,Iv,Iwを直接的に検出する相電流センサを備える必要無しに、過電流保護用の直流側電流センサ31を有効利用して各相電流を精度よく推定することができる。
As described above, according to the motor phase
Then, based on the current value of each phase current at the carrier apex and the discretization formula obtained by discretizing the current equation of the
In addition, the DC
なお、上述した実施の形態において、キャリア頂点電流値算出部23aは、三角波のキャリア信号を用いた3相変調時に対して、キャリア信号の1周期Tsの期間において2相分の各相電流の検出値を2回取得して、平均値を算出するとしたが、これに限定されず、例えば図4に示すような2相変調時、あるいは、適宜のキャリア信号の1周期Ts中の1/2周期のタイミングでのキャリア頂点に対して各トランジスタUH,ULおよびVH,VLおよびWH,WLのオン/オフのパターンが対称となる場合において、2相分の各相電流の検出値を2回取得して、平均値を算出してもよい。
In the above-described embodiment, the carrier apex current
なお、上述した実施の形態において、相電流算出部23cは、上記数式(2)または数式(3)により算出したd軸電流およびq軸電流の各電流値を逆dq変換して得た各相電流の電流値を算出するとしたが、これに限定されず、例えば制御装置24がdq座標上で電流のフィードバック制御(ベクトル制御)をおこなう場合には、単に、上記数式(2)または数式(3)により算出したd軸電流およびq軸電流の各電流値を制御装置24に出力してもよい。この場合、制御装置24は、相電流算出部23cから出力されるd軸電流およびq軸電流の各電流値を、電流のフィードバック制御(ベクトル制御)でのd軸電流Ids及びq軸電流Iqsとする。
In the above-described embodiment, the phase
10 電動機の相電流推定装置
11 モータ(電動機)
13 インバータ
23 相電流推定部(相電流推定手段)
23a キャリア頂点電流値算出部(キャリア頂点電流値算出手段)
23b 電流値算出部(電流値算出手段)
23c 相電流算出部(相電流算出手段)
25 PWM信号生成部(パルス幅変調信号生成手段)
31 直流側電流センサ
10 Motor Phase
13
23a Carrier apex current value calculation unit (carrier apex current value calculation means)
23b Current value calculation unit (current value calculation means)
23c Phase current calculation unit (phase current calculation means)
25 PWM signal generator (pulse width modulation signal generator)
31 DC current sensor
Claims (3)
前記インバータの直流側電流を検出する直流側電流センサと、前記直流側電流センサにより検出された前記直流側電流に基づいて相電流を推定する相電流推定手段とを備え、
前記相電流推定手段は、前記搬送波信号の1周期中での最大値または最小値のキャリア頂点に対して対称な電圧パターン内のそれぞれにおいて、前記キャリア頂点に対して対称なタイミングで前記相電流の各1点の電流値を推定しており、
前記相電流推定手段により推定された前記各1点からなる2点のタイミングでの前記電流値による平均値を、前記キャリア頂点での前記相電流の電流値として算出するキャリア頂点電流値算出手段と、
前記キャリア頂点電流値算出手段により算出された前記キャリア頂点での前記相電流の電流値と、前記電動機の電流方程式を離散化して得た離散化式とに基づき、前記搬送波信号の1周期中での任意のタイミングでの前記相電流の電流値を算出する相電流算出手段とを備えることを特徴とする電動機の相電流推定装置。 An inverter that sequentially commutates energization of a three-phase AC motor using a pulse width modulation signal; and a pulse width modulation signal generation unit that generates the pulse width modulation signal using a carrier wave signal;
A DC side current sensor that detects a DC side current of the inverter; and a phase current estimation unit that estimates a phase current based on the DC side current detected by the DC side current sensor,
The phase current estimation means is configured to detect the phase current at a timing symmetric with respect to the carrier vertex in each voltage pattern symmetric with respect to the maximum or minimum carrier vertex in one period of the carrier signal. Estimate the current value of each one point,
Carrier vertex current value calculating means for calculating an average value based on the current value at the timing of two points consisting of each one point estimated by the phase current estimating means as a current value of the phase current at the carrier vertex; ,
Based on the current value of the phase current at the carrier apex calculated by the carrier apex current value calculating means and the discretization formula obtained by discretizing the current equation of the electric motor, in one cycle of the carrier signal And a phase current calculating means for calculating a current value of the phase current at an arbitrary timing of the motor.
前記キャリア頂点電流値算出手段により算出された前記2相の前記相電流毎の前記キャリア頂点での電流値に基づき、前記3相の前記相電流のうち他の前記相電流の前記キャリア頂点での電流値を算出する電流値算出手段を備え、
前記相電流算出手段は、前記3相の前記相電流毎の前記キャリア頂点での電流値と、前記離散化式とにより、前記任意のタイミングでの前記3相の前記相電流毎の電流値を算出することを特徴とする請求項1に記載の電動機の相電流推定装置。 The carrier peak current value calculating means calculates a current value of the phase current at the carrier peak for each of the two phase currents out of the three phase currents,
Based on the current value at the carrier apex for each of the phase currents of the two phases calculated by the carrier apex current value calculating means, the other phase currents at the carrier apexes of the phase currents of the three phases. A current value calculating means for calculating a current value;
The phase current calculation means calculates a current value for each phase current of the three phases at the arbitrary timing based on a current value at the carrier vertex for each phase current of the three phases and the discretization formula. The phase current estimating device for an electric motor according to claim 1, wherein the phase current estimating device is calculated.
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