JP2010136582A - Magnetic pole position estimator for electric motor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動機の磁極位置推定装置に関する。 The present invention relates to a magnetic pole position estimation device for an electric motor.
従来、例えばdq座標系に対して位相差を有するγδ座標系でのγ軸電流およびδ軸電流とモータのモデルに基づいて算出した各軸のモデル電流との電流偏差から位相差を算出し、位相差に基づきモータの回転速度を推定する装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、上記従来技術に係る装置においては、モータの回転速度が小さい場合には、モータの誘起電圧が低下し、位相差の算出結果に雑音に起因するインパルス状の誤差が生じる虞があり、この誤差に起因してモータの回転速度の推定において発散などの不具合が生じるとモータの脱調が発生する虞がある。このような問題に対して、例えばモータの回転速度を推定する処理の応答周波数を低下させ、雑音に対する感度を低減させると、処理の応答性が低下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、モータの回転速度および磁極位置を推定する際の推定応答性の劣化を抑制しつつ適切な推定処理をおこなうことが可能な電動機の磁極位置推定装置を提供することを目的とする。
By the way, in the apparatus according to the above prior art, when the rotational speed of the motor is low, the induced voltage of the motor is lowered, and there is a possibility that an impulse-like error due to noise occurs in the calculation result of the phase difference. If a malfunction such as divergence occurs in the estimation of the rotation speed of the motor due to the error, the motor may step out. In response to such a problem, for example, if the response frequency of the process for estimating the rotation speed of the motor is reduced and the sensitivity to noise is reduced, the problem arises that the responsiveness of the process decreases.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a motor magnetic pole position estimation device capable of performing appropriate estimation processing while suppressing deterioration in estimation responsiveness when estimating the rotation speed and magnetic pole position of a motor. The purpose is to provide.
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磁極位置推定装置は、dq座標系に対して位相差を有するγδ座標系を設定し、電動機の実電流と前記電動機の所定モデルの電圧方程式に応じたモデル電流との電流偏差に基づき前記位相差を算出する位相差算出手段(例えば、実施の形態での磁極位置誤差推定部46)と、前記位相差算出手段により算出された前記位相差にメディアンフィルタ処理をおこなうメディアンフィルタ手段(例えば、実施の形態でのメディアンフィルタ47)と、前記メディアンフィルタ手段により前記メディアンフィルタ処理がおこなわれた前記位相差に基づき前記電動機の磁極位置を演算する磁極位置演算手段(例えば、実施の形態での回転速度−磁極位置演算部48)とを備える。
In order to solve the above problems and achieve the object, the motor magnetic pole position estimation apparatus according to the first aspect of the present invention sets a γδ coordinate system having a phase difference with respect to the dq coordinate system, and A phase difference calculating means for calculating the phase difference based on a current deviation between a current and a model current corresponding to a voltage equation of a predetermined model of the motor (for example, a magnetic pole position
さらに、本発明の第2態様に係る電動機の磁極位置推定装置は、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23)とを備え、前記メディアンフィルタ手段は、前記電動機の指令電圧ベクトルの大きさが所定下限電圧未満である場合にのみ前記メディアンフィルタ処理をおこない、前記磁極位置演算手段は、前記電動機の指令電圧ベクトルの大きさが所定下限電圧以上である場合に、前記位相差算出手段により算出された前記位相差に基づき前記電動機の磁極位置を演算する。
Further, the magnetic pole position estimating apparatus for an electric motor according to the second aspect of the present invention is an inverter (for example, a commutator for sequentially energizing a three-phase AC electric motor (for example, the
さらに、本発明の第3態様に係る電動機の磁極位置推定装置では、前記メディアンフィルタ手段は、前記メディアンフィルタ処理として荷重メディアンフィルタ処理をおこなう。 Furthermore, in the magnetic pole position estimation apparatus for an electric motor according to the third aspect of the present invention, the median filter means performs a load median filter process as the median filter process.
本発明の第1態様に係る電動機の磁極位置推定装置によれば、位相差算出手段から出力される位相差にメディアンフィルタ処理をおこなうことで、雑音に起因するインパルス状の誤差を位相差から除去することができる。これにより、例えばモータの回転速度が小さい場合などであっても、磁極位置を推定する際の推定応答性の劣化を抑制しつつ適切な推定処理をおこなうことができる。 According to the magnetic pole position estimation apparatus of the electric motor according to the first aspect of the present invention, an impulse error caused by noise is removed from the phase difference by performing a median filter process on the phase difference output from the phase difference calculation means. can do. Thereby, even when the rotational speed of the motor is low, for example, it is possible to perform an appropriate estimation process while suppressing deterioration in estimation responsiveness when estimating the magnetic pole position.
さらに、本発明の第2態様に係る電動機の磁極位置推定装置によれば、電動機の指令電圧ベクトルの大きさが所定下限電圧未満である場合には、インバータでのデッドタイムに起因する誤差およびインバータの各トランジスタのオン抵抗によって発生するオン電圧による誤差などに起因して位相差算出手段から出力される位相差にインパルス状の誤差が生じ易くなる。この場合に位相差にメディアンフィルタ処理をおこなうことでインパルス状の誤差を適切に除去することができる。また、指令電圧ベクトルの大きさが所定下限電圧よりも大きい場合にはメディアンフィルタ処理の実行を禁止することにより、処理時間が長くなることを防止することができる。 Furthermore, according to the magnetic pole position estimation device for the electric motor according to the second aspect of the present invention, when the magnitude of the command voltage vector of the electric motor is less than the predetermined lower limit voltage, the error due to the dead time in the inverter and the inverter Impulse errors are likely to occur in the phase difference output from the phase difference calculation means due to an error caused by the on-voltage generated by the on-resistance of each transistor. In this case, an impulse error can be appropriately removed by performing median filtering on the phase difference. Further, when the magnitude of the command voltage vector is larger than the predetermined lower limit voltage, it is possible to prevent the processing time from becoming longer by prohibiting the execution of the median filter process.
さらに、本発明の第3態様に係る電動機の磁極位置推定装置によれば、演算処理の拡張性を向上させることができ、インパルス状の誤差を除去する能力を向上させることができる。 Furthermore, according to the magnetic pole position estimating apparatus for an electric motor according to the third aspect of the present invention, it is possible to improve the expansibility of arithmetic processing and improve the ability to remove impulse-like errors.
以下、本発明の電動機の磁極位置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磁極位置推定装置10(以下、単に、磁極位置推定装置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)の磁極位置(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)を推定し、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。
磁極位置推定装置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。
Embodiments of a magnetic pole position estimating apparatus for an electric motor according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
The magnetic pole position estimation device 10 (hereinafter simply referred to as the magnetic pole position estimation device 10) of the electric motor according to this embodiment is, for example, a magnetic pole position (that is, simply referred to as the motor 11) of a three-phase AC brushless DC motor 11 (hereinafter simply referred to as the motor 11). The rotation angle of the magnetic pole of the rotor from a predetermined reference rotation position is estimated, and the
As shown in FIG. 1, for example, the magnetic pole
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、後述するように、回転直交座標をなすγ−δ座標上で電流のフィードバック制御(ベクトル制御)を行うものであり、指令γ軸電流Iγc及び指令δ軸電流Iδcを演算し、指令γ軸電流Iγc及び指令δ軸電流Iδc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。そして、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γ−δ座標上に変換して得たγ軸電流Iγ及びδ軸電流Iδと、指令γ軸電流Iγc及び指令δ軸電流Iδcとの各偏差がゼロとなるように制御をおこなう。
As will be described later, the
モータ制御装置14は、例えば相電流センサI/F(インターフェース)21と、制御装置22と、PWM信号生成部23とを備えて構成されている。
相電流センサ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とモータ11との間において、3相の各相電流のうち少なくとも何れか2相の各相電流(例えば、U相電流およびV相電流)を検出する各相電流センサ32に接続され、各相電流センサ32から出力される検出信号を制御装置22に出力する。
The
A phase current sensor I / F (interface) 21 is provided between the
制御装置22は、例えば図2に示すように、実際のモータ11が有する回転直交座標のd−q軸に対して、実際の回転角と推定または指定した回転角との差である位相差Δθeおよび回転速度ωeを有する回転直交座標のγ−δ軸を設定し、このγ−δ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。
制御装置22は、指令γ軸電流Iγc及び指令δ軸電流Iδcを生成し、指令γ軸電流Iγc及び指令δ軸電流Iδcに基づいて各相電圧指令Vu,Vv,Vwを算出し、PWM信号生成部23に出力する。
また、制御装置22は、各相電流センサ32から出力される検出信号に応じた各相電流Iu,Iv,Iwをγδ座標上に変換して得たγ軸電流Iγ及びδ軸電流Iδと、指令γ軸電流Iγc及び指令δ軸電流Iδc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)をおこなう。
また、制御装置22は、モータ11の磁極位置を推定する。
なお、この制御装置22の動作の詳細は後述する。
For example, as shown in FIG. 2, the
The
In addition, the
Further, the
Details of the operation of the
PWM信号生成部23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
制御装置22は、例えば図3に示すように、速度制御部41と、指令電流生成部42と、電流制御部43と、γδ−3相変換部44と、3相−γδ変換部45と、磁極位置誤差推定部46と、メディアンフィルタ47と、回転速度−磁極位置演算部48と、電気角−機械角変換部49とを備えて構成されている。
For example, as illustrated in FIG. 3, the
速度制御部41は、外部から入力される回転速度指令値ωrcに基づき、例えば電気角−機械角変換部49から出力される回転速度ωr(機械角)に応じたクローズループ制御により、トルク指令Tcを演算する。そして、トルク指令Tcを出力する。
なお、制御装置22は、この速度制御部41の代わりにトルク制御部を備え、トルク制御部によりトルクに対するクローズループ制御などのトルク制御を実行してもよい。
The
Note that the
指令電流生成部42は、速度制御部41から出力されるトルク指令Tcに基づき、指令δ軸電流Iδcおよび指令γ軸電流Iγcを演算して出力する。
The
電流制御部43は、指令電流生成部42から出力される指令γ軸電流Iγcと3相−γδ変換部45から出力されるγ軸電流Iγとの偏差ΔIγを算出し、指令電流生成部42から出力される指令δ軸電流Iδcと3相−γδ変換部45から出力されるδ軸電流Iδとの偏差ΔIδを算出する。そして、例えばPI(比例・積分)動作などにより、偏差ΔIγを制御増幅してγ軸電圧指令値Vγを算出し、偏差ΔIδを制御増幅してδ軸電圧指令値Vδを算出する。そして、γ軸電圧指令値Vγおよびδ軸電圧指令値Vδを出力する。
The
γδ−3相変換部44は、回転速度−磁極位置演算部48から出力されるモータ11の磁極位置推定値θeにより、γ−δ座標上でのγ軸電圧指令値Vγおよびδ軸電圧指令値Vδを、静止座標である3相交流座標上での電圧指令値であるU相電圧指令VuおよびV相電圧指令VvおよびW相電圧指令Vwに変換する。
3相−γδ変換部45は、相電流センサI/F(インターフェース)21から出力される各相電流Iu,Ivの検出信号に基づき、同一タイミングでの各相電流の電流値の総和はゼロであることを用いて、2相の相電流(例えば、各相電流Iu,Iv)の電流値から、他の1相の相電流(例えば、W相電流Iw)の電流値を算出する。そして、回転速度−磁極位置演算部48から出力されるモータ11の磁極位置推定値θeにより、各相電流Iu,Iv,Iwを、γ−δ座標上でのγ軸電流Iγ及びδ軸電流Iδに変換する。
The γδ-3
The three-phase-
磁極位置誤差推定部46は、例えば、電流制御部43から出力されるγ軸電圧指令値Vγ及びδ軸電圧指令値Vδと、3相−γδ変換部45から出力されるγ軸電流Iγ及びδ軸電流Iδとに基づき、モータ11の回転時にモータ11が発生する誘起電圧が回転速度によって変化することを利用して位相差Δθeを推定する。
The magnetic pole position
磁極位置誤差推定部46は、例えば図4に示すように、モータモデル電流演算部51と、γ軸電流偏差算出部52aおよびδ軸電流偏差算出部52bと、磁極位置誤差演算部53とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 4, for example, the magnetic pole position
モータモデル電流演算部51は、電流制御部43から出力されるγ軸電圧指令値Vγ及びδ軸電圧指令値Vδを用いて、モータ11の所定モデルの電圧方程式によりγ軸モデル電流IγM及びδ軸モデル電流IδMを算出し、各モデル電流IγM,IδMを出力する。
先ず、以下に、モータ11の所定モデルの電圧方程式について説明する。
γδ座標系でのモータ11の電圧方程式(つまり、連続時間での電圧方程式)は、例えば、γ軸電圧指令値Vγ及びδ軸電圧指令値Vδと、巻線抵抗Rと、微分演算子p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、位相差Δθeと、回転速度推定値ωeと、d軸電流Id及びq軸電流Iqと、永久磁石の磁束成分(誘起電圧定数)φとにより、例えば下記数式(1)に示すように記述される。
The motor model
First, the voltage equation of a predetermined model of the
The voltage equation of the
上記数式(1)において、磁極位置および回転速度に係る項を外乱として削除すると、モータ11の簡易的な電圧方程式は、下記数式(2)に示すように記述される。
In the above formula (1), if terms relating to the magnetic pole position and the rotational speed are deleted as disturbances, a simple voltage equation of the
連続時間での簡易的な電圧方程式である上記数式(2)を、例えばオイラー近似を用いて離散化すると、離散時間状態方程式は、キャリア信号の1周期Tsおよび任意の自然数nにより、例えば下記数式(3)に示すように記述される。なお、下記数式(3)において、任意の自然数nは、例えば任意の制御周期でのキャリア信号の山側のキャリア頂点に対応するインデックスである。 When the above equation (2), which is a simple voltage equation in continuous time, is discretized using, for example, Euler approximation, the discrete time state equation is expressed by, for example, the following equation using one period Ts of the carrier signal and an arbitrary natural number n. It is described as shown in (3). In the following mathematical formula (3), an arbitrary natural number n is an index corresponding to the peak of the carrier signal on the peak side of the carrier signal in an arbitrary control cycle, for example.
モータモデル電流演算部51は、電流制御部43から出力されるγ軸電圧指令値Vγ及びδ軸電圧指令値Vδの(n−1)番目の値つまりγ軸電圧指令値Vγ[n−1]及びδ軸電圧指令値Vδ[n−1]を用いて、上記数式(3)に示すモータ11の所定モデルの電圧方程式により、(n)番目でのγ軸モデル電流IγM[n]及びδ軸モデル電流IδM[n]を算出し、各モデル電流IγM[n],IδM[n]を出力する。
The motor model
γ軸電流偏差算出部52aおよびδ軸電流偏差算出部52bは、例えば下記数式(4)に示すように、同一タイミング、例えばキャリア信号の山側のキャリア頂点の(n)番目で、3相−γδ変換部45から出力されるγ軸電流Iγ[n]及びδ軸電流Iδ[n]と、モータモデル電流演算部51から出力される各モデル電流IγM[n],IδM[n]との各電流偏差ΔIγM[n],ΔIδM[n]を算出し、各電流偏差ΔIγM[n],ΔIδM[n]を出力する。
The γ-axis current
磁極位置誤差演算部53は、例えば、γ軸電流偏差算出部52aおよびδ軸電流偏差算出部52bから出力される(n)番目での各電流偏差ΔIγM[n],ΔIδM[n]と、(n−1)番目での回転速度推定値ωe[n−1]と、3相−γδ変換部45から出力される(n−1)番目でのγ軸電流Iγ[n−1]及びδ軸電流Iδ[n−1]と、予め既知とされるモータ11の電気的回路定数(つまり、各インダクタンスLd,Lqおよびキャリア信号の1周期Ts)とにより、下記数式(5)に基づき、(n)番目での位相差Δθeを算出する。そして、位相差Δθeを出力する。
なお、下記数式(5)は、上記数式(1)に示すモータ11の電圧方程式を離散化して得た離散時間状態方程式と、上記数式(3)に示すモータ11の所定モデルの電圧方程式、つまりモータ11の簡易的な電圧方程式を離散化して得た離散時間状態方程式とに基づき算出される。
For example, the magnetic pole position
The following equation (5) is a discrete time state equation obtained by discretizing the voltage equation of the
メディアンフィルタ47は、磁極位置誤差演算部53から出力される位相差Δθeの奇数個のサンプル値、例えば下記数式(6)でのk=2に対応する3個の位相差Δθe[n],Δθe[n−1],Δθe[n−2]などのように、(n)番目での位相差Δθe[n]と、過去に遡る所定数の位相差Δθe[n−1],…などとを、大きさの昇順あるいは降順に並び替えたときの中央値を、(n)番目での新たな位相差Δθ’e[n]として出力する。
なお、メディアンフィルタ47は、指令電圧ベクトルVγδの大きさが所定下限電圧未満である場合にのみ、下記数式(6)によりメディアンフィルタ処理をおこなってもよい。この場合、指令電圧ベクトルVγδの大きさが所定下限電圧以上であれば、磁極位置誤差演算部53から出力される(n)番目での位相差Δθe[n]を、新たな位相差Δθ’e[n]として出力する。
The
Note that the
なお、メディアンフィルタ47は、例えば下記数式(7)に示すように、荷重メディアンフィルタであってもよく、このときメディアンフィルタ47は、各位相差Δθe[n],Δθe[n−1],…,Δθe[n−k]毎に対し、各重みw0,w1,…,wkだけサンプル値を複写する。
The
回転速度−磁極位置演算部48は、メディアンフィルタ47から出力される位相差Δθ’eに基づき、PLL(Phase-locked loop)による位相同期処理をおこなう。
Based on the phase difference Δθ′e output from the
位相同期部56は、位相同期処理として、例えばPI(比例・積分)動作を実行し、例えば下記数式(8)に示すように記述される伝達関数Ge(s)に基づき、比例ゲインKpおよび積分ゲインKiにより、例えば下記数式(9)に示すようにして、位相差Δθ’eから回転速度推定値ωeを演算する。そして、回転速度推定値ωeを出力する。
As the phase synchronization processing, the
積分演算部57は、例えば下記数式(10)に示すように、位相同期部56から出力される回転速度推定値ωeを積分して磁極位置推定値θeを演算する。そして、磁極位置推定値θeを出力する。
The
なお、回転速度−磁極位置演算部48は、PI動作に限定されず、例えば図6および下記数式(11)に示す変形例のように、位相差Δθ’eを入力値とする同一次元オブザーバによる追従演算処理を実行して、回転速度推定値ωe及び磁極位置推定値θeを演算してもよい。
Note that the rotation speed-magnetic pole
電気角−機械角変換部49は、モータ11の極対数qに応じて、回転速度−磁極位置演算部48から出力される回転速度推定値ωeを回転速度ωr(機械角)に変換し、回転速度ωr(機械角)を出力する。
The electrical angle-mechanical
上述したように、本実施形態による電動機の磁極位置推定装置10によれば、磁極位置誤差推定部46から出力される位相差Δθeにメディアンフィルタ処理をおこなうことで、雑音に起因するインパルス状の誤差を位相差Δθeから除去することができる。これにより、例えばモータ11の回転速度が小さい場合などであっても、PLL(Phase-locked loop)などの位相同期処理をおこなう回転速度−磁極位置演算部48の応答周波数を低減して雑音に対する感度を小さくする必要無しに、磁極位置推定値θeを推定する際の推定応答性の劣化を抑制しつつ適切な推定処理をおこなうことができる。しかも、メディアンフィルタ処理では、位相差Δθeの複数個のサンプル値から1つのサンプル値を選択するだけであるから、出力される値の時間遅れを抑制することができる。
As described above, according to the magnetic pole
また、例えば指令電圧ベクトルVγδの大きさが所定下限電圧未満である場合には、インバータ13でのデッドタイムに起因する誤差およびインバータ13の各トランジスタのオン抵抗によって発生するオン電圧による誤差などに起因して磁極位置誤差推定部46から出力される位相差Δθeにインパルス状の誤差が生じ易くなる。この場合に位相差Δθeにメディアンフィルタ処理をおこなうことでインパルス状の誤差を適切に除去することができる。また、指令電圧ベクトルVγδの大きさが所定下限電圧よりも大きい場合にはメディアンフィルタ処理の実行を禁止することにより、処理時間が長くなることを防止することができる。
For example, when the magnitude of the command voltage vector Vγδ is less than a predetermined lower limit voltage, it is caused by an error caused by a dead time in the
さらに、メディアンフィルタ47を荷重メディアンフィルタとすることで、演算処理の拡張性を向上させることができ、インパルス状の誤差を除去する能力を向上させることができる。 Furthermore, by making the median filter 47 a weighted median filter, it is possible to improve the scalability of the arithmetic processing, and it is possible to improve the ability to remove impulse-like errors.
なお、上述した実施の形態において、磁極位置誤差推定部46は、モータ11の回転時にモータ11が発生する誘起電圧が回転速度によって変化することを利用して位相差Δθeを推定するとしたが、これに限定されず、例えば電流制御部43から出力されるγ軸電圧指令値Vγ及びδ軸電圧指令値Vδに高調波電圧を印加し、インダクタンスが磁極位置により変化することを利用して位相差Δθeを推定してもよい。
In the above-described embodiment, the magnetic pole position
なお、上述した実施の形態においては、各相電流センサ32の代わりに、インバータ13のブリッジ回路13aとバッテリ12の負極側端子あるいは正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を設けてもよい。この変形例では、直流側電流センサから出力される検出信号と、PWM信号生成部23からインバータ13に入力されるゲート信号とに基づき各相電流を推定し、各相電流の推定値を3相−γδ変換部45に入力する。なお、この場合、上記数式(3)に示す電圧方程式は、各相電流の推定値が有するタイミングと同一のタイミングで同期化されていればよい。
In the above-described embodiment, instead of each phase
10 電動機の磁極位置推定装置
11 モータ
13 インバータ
22 制御装置
23 PWM信号生成部(パルス幅変調信号生成手段)
46 磁極位置誤差推定部(位相差算出手段)
47 メディアンフィルタ
48 回転速度−磁極位置演算部(磁極位置演算手段)
DESCRIPTION OF
46 Magnetic pole position error estimation unit (phase difference calculation means)
47
Claims (3)
前記位相差算出手段により算出された前記位相差にメディアンフィルタ処理をおこなうメディアンフィルタ手段と、
前記メディアンフィルタ手段により前記メディアンフィルタ処理がおこなわれた前記位相差に基づき前記電動機の磁極位置を演算する磁極位置演算手段とを備えることを特徴とする電動機の磁極位置推定装置。 A phase difference calculation that sets a γδ coordinate system having a phase difference with respect to the dq coordinate system and calculates the phase difference based on a current deviation between a real current of the motor and a model current corresponding to a voltage equation of a predetermined model of the motor. Means,
Median filter means for performing median filter processing on the phase difference calculated by the phase difference calculation means;
A magnetic pole position estimating device for an electric motor, comprising: magnetic pole position calculating means for calculating the magnetic pole position of the electric motor based on the phase difference subjected to the median filter processing by the median filter means.
前記メディアンフィルタ手段は、前記電動機の指令電圧ベクトルの大きさが所定下限電圧未満である場合にのみ前記メディアンフィルタ処理をおこない、
前記磁極位置演算手段は、前記電動機の指令電圧ベクトルの大きさが所定下限電圧以上である場合に、前記位相差算出手段により算出された前記位相差に基づき前記電動機の磁極位置を演算することを特徴とする請求項1に記載の電動機の磁極位置推定装置。 An inverter that sequentially commutates the energization of a three-phase AC motor by a pulse width modulation signal; and a pulse width modulation signal generation unit that generates the pulse width modulation signal from a carrier wave signal;
The median filter means performs the median filter processing only when the magnitude of the command voltage vector of the electric motor is less than a predetermined lower limit voltage,
The magnetic pole position calculating means calculates the magnetic pole position of the electric motor based on the phase difference calculated by the phase difference calculating means when the magnitude of the command voltage vector of the electric motor is not less than a predetermined lower limit voltage. The apparatus for estimating a magnetic pole position of an electric motor according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008312417A JP2010136582A (en) | 2008-12-08 | 2008-12-08 | Magnetic pole position estimator for electric motor |
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CN114157209A (en) * | 2021-11-02 | 2022-03-08 | 深圳市创荣发电子有限公司 | Motor adjusting method, system, computer readable storage medium and electronic device |
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2008
- 2008-12-08 JP JP2008312417A patent/JP2010136582A/en active Pending
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