JP2010233390A - Motor control drive device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor control drive device that reduces the loss of rotor phase estimation more than conventional ones. <P>SOLUTION: The motor control drive device, which drives a permanent magnet synchronous motor by supplying a voltage to the respective phase windings of the permanent magnet synchronous motor of a sensorless control system, includes a phase voltage detection means for detecting a phase voltage supplied to the permanent magnet synchronous motor, a zero-cross point detection means for detecting a zero-cross point of the phase voltage, a phase calculation means for calculating a rotor phase estimation value of the permanent magnet synchronous motor from the zero-cross point, and a phase correction means for calculating a correction phase estimation value by correcting the phase estimation value to an appropriate value in conformity with the zero-cross point at the timing of the zero-cross point. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、モータ制御駆動装置に関する。   The present invention relates to a motor control drive device.

下記非特許文献1には、永久磁石同期モータのセンサレス制御における、ロータの位相推定方法が開示されている。このロータの位相推定方法では、電圧方程式、差分方程式、理想状況式、誤差演算方程式及び位相推定演算式の5つの式を用いて、ロータの位相を推定している。
また、永久磁石同期モータのセンサレス制御における、ロータの位相推定に関する発明として、下記特許文献1には、相電流の検出値の1階差分を用いてDCブラシレスモータのロータ角度を精度良く検出する方法及びDCブラシレスモータの制御装置が開示されている。このDCブラシレスモータの制御装置では、3制御サイクルにおける出力電圧の総和がゼロとなる周期信号を、電流フィードバック制御による駆動電圧Vfbに重畳し、該3制御サイクル中の駆動電圧Vfbを一定に保持する。そして、各制御サイクルにおける1階差分電流を用いて、ロータ角度の実施値と推定値との位相差θeを算出し、該位相差θeを用いたオブザーバの追従演算によってロータ角度の推定値θ^を算出する。同様に、下記特許文献2、特許文献3及び特許文献4にも、永久磁石同期モータのセンサレス制御における、ロータの位相推定に関する発明が開示されている。
Non-Patent Document 1 below discloses a rotor phase estimation method in sensorless control of a permanent magnet synchronous motor. In this rotor phase estimation method, the rotor phase is estimated using five equations: a voltage equation, a difference equation, an ideal situation equation, an error calculation equation, and a phase estimation calculation equation.
In addition, as an invention relating to rotor phase estimation in sensorless control of a permanent magnet synchronous motor, Patent Document 1 below discloses a method for accurately detecting a rotor angle of a DC brushless motor using a first-order difference of detected values of phase currents. And a controller for a DC brushless motor is disclosed. In this DC brushless motor control device, a periodic signal in which the sum of output voltages in three control cycles becomes zero is superimposed on the drive voltage Vfb by current feedback control, and the drive voltage Vfb in the three control cycles is held constant. . Then, using the first-order differential current in each control cycle, the phase difference θe between the actual value and the estimated value of the rotor angle is calculated, and the estimated value θ ^ of the rotor angle is obtained by the observer's follow-up calculation using the phase difference θe. Is calculated. Similarly, Patent Document 2, Patent Document 3, and Patent Document 4 below also disclose inventions related to rotor phase estimation in sensorless control of a permanent magnet synchronous motor.

しかしながら、下記非特許文献1及び下記特許文献1〜4には、ロータの位相推定における処理が煩雑である為に、位相推定処理を実行するプロセッサに大きな負荷がかかってしまうという問題が存在した。このような問題を解決することが出来るものとして、下記特許文献5には、同期機のセンサレス制御において、同期機の電流擾乱の抑制や変換器の異常停止が回避可能な同期機駆動制御装置か開示されている。この同期機駆動制御装置は、直流電圧を交流電圧に変換する変換器と、変換器によって駆動される同期機と、変換器を制御する変換器制御装置とから構成され、同期機の複数の巻線のうち2相間に生じる1つの線間電圧を観測する線間電圧観測手段と、この線間電圧観測手段により観測された1つの線間電圧により同期機の回転周波数ωと回転位相角θを演算して出力する推定演算手段04とを、備えている。   However, the following non-patent document 1 and the following patent documents 1 to 4 have a problem that the processor for executing the phase estimation process is heavily loaded because the process for estimating the phase of the rotor is complicated. Patent Document 5 listed below discloses a synchronous machine drive control device capable of suppressing current disturbance of a synchronous machine and avoiding an abnormal stop of a converter in sensorless control of a synchronous machine. It is disclosed. This synchronous machine drive control device includes a converter that converts a DC voltage into an AC voltage, a synchronous machine that is driven by the converter, and a converter control device that controls the converter, and includes a plurality of windings of the synchronous machine. The line voltage observation means for observing one line voltage generated between two phases of the lines, and the rotation frequency ω and the rotation phase angle θ of the synchronous machine are determined by one line voltage observed by the line voltage observation means. Estimating calculation means 04 for calculating and outputting is provided.

特開2006−121782号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-121782 特開2007−143275号公報JP 2007-143275 A 特開2007−143276号公報JP 2007-143276 A 特開2004−166408号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-166408 特開2006−217754号公報JP 2006-217754 A

武田洋二他共著、「埋込磁石同期モータの設計と制御」(2001年,オーム会社発行)Yoji Takeda et al., “Design and Control of Embedded Magnet Synchronous Motors” (2001, published by Ohm Company)

ところで、上述したように、上記非特許文献1及び上記特許文献1〜4における発明では、ロータの位相推定における処理が煩雑である為に、位相推定処理を実行するプロセッサに大きな負荷がかかってしまい、特に高速な処理が必要となる場合に、その処理の煩雑さが大きな欠点になってしまう。また、このような問題を解決することが出来る発明として上記特許文献5の発明が開示されているが、この発明では、線間電圧に基づく積分値から位相を推定しているが、サンプリングの遅れや計算による遅れ等によって、積分誤差が大きくなってしまうという問題が存在する。そして、この積分誤差が大きくなってしまうと、永久磁石同期モータの動作の効率を低下させ、また脱調(回転磁界の回転速度とロータの回転速度とが一致しない状態)を発生させてしまう。   By the way, as described above, in the inventions in Non-Patent Document 1 and Patent Documents 1 to 4, since the processing in rotor phase estimation is complicated, a large load is applied to the processor that executes phase estimation processing. In particular, when high-speed processing is required, the complexity of the processing becomes a major drawback. Further, the invention of Patent Document 5 is disclosed as an invention that can solve such a problem. In this invention, the phase is estimated from the integrated value based on the line voltage, but the sampling delay is There is a problem that the integration error becomes large due to a delay due to calculation. If the integral error becomes large, the operation efficiency of the permanent magnet synchronous motor is reduced, and step-out (a state in which the rotational speed of the rotating magnetic field does not match the rotational speed of the rotor) is caused.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、従来よりも、推定したロータの位相の誤差を低減することが出来るものを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide an apparatus that can reduce the estimated phase error of the rotor as compared with the prior art.

上記目的を達成するために、本発明では、モータ制御駆動装置に係る第1の解決手段として、センサレス制御方式の永久磁石同期モータの各相巻線に電圧を供給することによって前記永久磁石同期モータを駆動するモータ制御駆動装置であって、前記永久磁石同期モータへ供給する相電圧を検出する相電圧検出手段と、前記相電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出手段と、前記ゼロクロス点から前記永久磁石同期モータのロータの位相推定値を算出する位相演算手段と、前記ゼロクロス点のタイミングで、前記位相推定値をゼロクロス点に応じた適正値に補正することによって補正位相推定値を算出する位相補正手段とを具備するという手段を採用する。   In order to achieve the above object, according to the present invention, as a first solution for a motor control drive device, the permanent magnet synchronous motor is provided by supplying a voltage to each phase winding of a permanent magnet synchronous motor of a sensorless control system. A phase control unit for detecting a phase voltage supplied to the permanent magnet synchronous motor, a zero cross point detection unit for detecting a zero cross point of the phase voltage, and the zero cross point from the zero cross point. Phase calculating means for calculating a phase estimation value of a rotor of a permanent magnet synchronous motor, and a phase for calculating a corrected phase estimation value by correcting the phase estimation value to an appropriate value corresponding to the zero cross point at the timing of the zero cross point Means comprising a correcting means is employed.

本発明では、モータ制御駆動装置に係る第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、相電圧検出手段は、2つ以上の相巻線の相電圧を検出し、前記ゼロクロス点検出手段は、前記2つ以上の相巻線の相電圧から線間電圧を算出し、当該線間電圧のゼロクロス点を検出するという手段を採用する。   In the present invention, as a second solving means relating to the motor control drive device, in the first solving means, the phase voltage detecting means detects phase voltages of two or more phase windings, and the zero cross point detecting means Employs means for calculating a line voltage from phase voltages of the two or more phase windings and detecting a zero cross point of the line voltage.

本発明では、モータ制御駆動装置に係る第3の解決手段として、上記第1の解決手段において、相電圧検出手段は、2つ以上の相巻線の相電圧を検出し、前記ゼロクロス点検出手段は、前記2つ以上の相巻線の相電圧のゼロクロス点を検出するという手段を採用する。   In the present invention, as a third solving means relating to the motor control drive device, in the first solving means, the phase voltage detecting means detects phase voltages of two or more phase windings, and the zero cross point detecting means Employs means for detecting a zero cross point of the phase voltage of the two or more phase windings.

本発明によれば、モータ制御駆動装置が、センサレス制御方式の永久磁石同期モータの各相巻線に電圧を供給することによって永久磁石同期モータを駆動するモータ制御駆動装置であって、永久磁石同期モータへ供給する相電圧を検出する相電圧検出手段と、相電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出手段と、ゼロクロス点から永久磁石同期モータのロータの位相推定値を算出する位相演算手段と、ゼロクロス点のタイミングで、位相推定値をゼロクロス点に応じた適正値に補正することによって補正位相推定値を算出する位相補正手段とを具備する。このように、モータ制御駆動装置では、補正位相推定値を算出することによって、ロータの位相の推定における誤差を低減することが出来きる為に、的確なベクトル制御及びあるいはV/f制御を実行することが出来る。   According to the present invention, the motor control drive device is a motor control drive device that drives a permanent magnet synchronous motor by supplying a voltage to each phase winding of a permanent magnet synchronous motor of a sensorless control system, and the permanent magnet synchronous drive device Phase voltage detection means for detecting the phase voltage supplied to the motor, zero cross point detection means for detecting the zero cross point of the phase voltage, phase calculation means for calculating the phase estimation value of the rotor of the permanent magnet synchronous motor from the zero cross point, Phase correction means for calculating a corrected phase estimated value by correcting the phase estimated value to an appropriate value corresponding to the zero cross point at the timing of the zero cross point. As described above, in the motor control drive device, by calculating the corrected phase estimation value, it is possible to reduce the error in the estimation of the rotor phase, so that accurate vector control and / or V / f control is executed. I can do it.

本発明の一実施形態に係るモータ制御駆動装置Aの機能ブロック図である。It is a functional block diagram of motor control drive device A concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るモータ制御駆動装置Aの位相補正値登録テーブルの模式図である。It is a schematic diagram of the phase correction value registration table of the motor control drive apparatus A which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るモータ制御駆動装置Aの動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the motor control drive apparatus A which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るモータ制御駆動装置Aの線間電圧演算部3aが算出したU−V間線間電圧、V−W間線間電圧及びW−U間線間電圧を示す波形図である。The wave form diagram which shows the line voltage between U-V, the line voltage between V-W, and the line voltage between W-U which the line voltage calculating part 3a of the motor control drive apparatus A which concerns on one Embodiment of this invention calculated. It is. 本発明の一実施形態に係るモータ制御駆動装置Aの位相演算部3dが算出した位相推定値を示すグラフである。It is a graph which shows the phase estimated value which the phase calculating part 3d of the motor control drive apparatus A which concerns on one Embodiment of this invention calculated. 本発明の一実施形態に係るモータ制御駆動装置Aの位相補正部3fが算出した補正位相推定値を示すグラフである。It is a graph which shows the correction | amendment phase estimation value which the phase correction | amendment part 3f of the motor control drive apparatus A which concerns on one Embodiment of this invention calculated. 本発明の一実施形態に係る制御駆動装置Aの動作の第1の変形例における補正位相推定値を示すグラフである。It is a graph which shows the correction | amendment phase estimated value in the 1st modification of operation | movement of the control drive apparatus A which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る制御駆動装置Aの動作の第2の変形例における補正位相推定値を示すグラフである。It is a graph which shows the correction | amendment phase estimation value in the 2nd modification of operation | movement of the control drive apparatus A which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
まず、モータ制御駆動装置Aの機能構成について、図1を参照して、説明する。図1は、本実施形態に係るモータ制御駆動装置Aの機能ブロック図である。
モータ制御駆動装置Aは、負荷である永久磁石同期モータBを回転駆動させるものであり、図1に示すようにモータ駆動部1、U相電圧検出部2a、V相電圧検出部2b、W相電圧検出部2c、モータ制御部3、U相電流検出部4a、V相電流検出部4b及びW相電流検出部4cから構成されている。なお、U相電圧検出部2a、V相電圧検出部2b、W相電圧検出部2cは、本実施形態における相電圧検出手段である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the functional configuration of the motor control drive device A will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a functional block diagram of a motor control drive device A according to the present embodiment.
The motor control drive device A rotates a permanent magnet synchronous motor B as a load. As shown in FIG. 1, the motor drive unit 1, the U-phase voltage detection unit 2a, the V-phase voltage detection unit 2b, and the W-phase The voltage detection unit 2c, the motor control unit 3, the U-phase current detection unit 4a, the V-phase current detection unit 4b, and the W-phase current detection unit 4c are configured. The U-phase voltage detection unit 2a, the V-phase voltage detection unit 2b, and the W-phase voltage detection unit 2c are phase voltage detection means in the present embodiment.

上記永久磁石同期モータBは、中央に回転軸が挿通されると共に当該回転軸を中央として環状に配列される複数の永久磁石を内部に収容する円筒状のロータと、当該ロータの周面に対向配置されると共にロータの回転を制御するための電機子巻線を内部に収容するステータとから構成され、ロータの回転状態(回転位置、回転速度、回転数等)を検出するセンサを具備しないセンサレスタイプの永久磁石同期モータであり、モータ制御駆動装置Aの制御の下、ロータが回転する。   The permanent magnet synchronous motor B has a cylindrical rotor that has a rotating shaft inserted in the center and accommodates a plurality of permanent magnets arranged in an annular shape centering on the rotating shaft, and a peripheral surface of the rotor. Sensorless without a sensor for detecting the rotational state (rotational position, rotational speed, rotational speed, etc.) of the rotor, which is composed of a stator that accommodates an armature winding for controlling the rotation of the rotor. This is a permanent magnet synchronous motor of the type, and the rotor rotates under the control of the motor control drive device A.

モータ駆動部1は、図1に示すように、直流電源1a、昇圧回路1b及びインバータ1cから構成されている。
直流電源1aは、1つあるいは複数のバッテリを直列接続したものであり、所定の直流電源電圧を昇圧回路1bへ出力する。
昇圧回路1bは、例えばDC/DCコンバータであり、直流電源1aから供給された直流電源電圧を昇圧してインバータ1cへ供給する。
インバータ1cは、モータ制御部3から供給されるPWM(Pulse Width Modulation)信号に基づいて昇圧回路1bから供給された直流電圧をスイッチングすることにより、U相、V相及びW相からなる3相のモータ駆動電力を生成して永久磁石同期モータBへ供給する。
As shown in FIG. 1, the motor drive unit 1 includes a DC power source 1a, a booster circuit 1b, and an inverter 1c.
The DC power supply 1a is one in which one or a plurality of batteries are connected in series, and outputs a predetermined DC power supply voltage to the booster circuit 1b.
The booster circuit 1b is, for example, a DC / DC converter, boosts the DC power supply voltage supplied from the DC power supply 1a, and supplies it to the inverter 1c.
The inverter 1 c switches the DC voltage supplied from the booster circuit 1 b based on a PWM (Pulse Width Modulation) signal supplied from the motor control unit 3, thereby forming a three-phase circuit composed of a U phase, a V phase, and a W phase. Motor drive power is generated and supplied to the permanent magnet synchronous motor B.

U相電圧検出部2aは、インバータ1cと永久磁石同期モータBのU相巻線とを接続するU相駆動信号線に設けられており、インバータ1cからU相巻線へ流れるモータ駆動電圧Vuを検出してモータ制御部3へ出力する。
V相電圧検出部2bは、V相駆動信号線に設けられており、インバータ1cからV相巻線へ流れるモータ駆動電圧Vvを検出してモータ制御部3へ出力する。
W相電圧検出部2cは、W相駆動信号線に設けられており、インバータ1cからW相巻線へ流れるモータ駆動電圧Vwを検出してモータ制御部3へ出力する。
The U-phase voltage detector 2a is provided on the U-phase drive signal line that connects the inverter 1c and the U-phase winding of the permanent magnet synchronous motor B, and uses the motor drive voltage Vu flowing from the inverter 1c to the U-phase winding. Detect and output to the motor control unit 3.
The V-phase voltage detector 2b is provided on the V-phase drive signal line, detects the motor drive voltage Vv flowing from the inverter 1c to the V-phase winding, and outputs it to the motor controller 3.
The W-phase voltage detector 2c is provided on the W-phase drive signal line, detects the motor drive voltage Vw flowing from the inverter 1c to the W-phase winding, and outputs it to the motor controller 3.

モータ制御部3は、インバータ1cをPWM制御することによって永久磁石同期モータBをインバータ1cに回転駆動させるものであり、図1に示すように、線間電圧演算部3a、ゼロクロス点検出部3b、速度演算部3c、位相演算部3d、位相補正値演算部3e、位相補正部3f、電流制御部3g、2相/3相変換部3h、PWM信号発生部3i及び3相/2相変換部3jから構成されている。
なお、線間電圧演算部3aとゼロクロス点検出部3bとが、本実施形態におけるゼロクロス点検出手段を構成し、また、速度演算部3cと位相演算部3dとが、本実施形態における位相演算手段を構成し、さらに位相補正値演算部3eと位相補正部3fととが、本実施形態における位相補正手段を構成している。
The motor control unit 3 performs PWM control of the inverter 1c to drive the permanent magnet synchronous motor B to the inverter 1c. As shown in FIG. 1, the line voltage calculation unit 3a, the zero cross point detection unit 3b, Speed calculator 3c, phase calculator 3d, phase correction value calculator 3e, phase corrector 3f, current controller 3g, 2-phase / 3-phase converter 3h, PWM signal generator 3i, and 3-phase / 2-phase converter 3j It is composed of
The line voltage calculation unit 3a and the zero cross point detection unit 3b constitute a zero cross point detection unit in the present embodiment, and the speed calculation unit 3c and the phase calculation unit 3d include the phase calculation unit in the present embodiment. Further, the phase correction value calculation unit 3e and the phase correction unit 3f constitute the phase correction means in this embodiment.

線間電圧演算部3aは、U相電圧検出部2a、V相電圧検出部2b、W相電圧検出部2cによって各々検出されたU相、V相、W相のモータ駆動電圧Vu、Vv、Vwに基づいて、U相巻線、V相巻線及びW相巻線のそれぞれの巻線間の線間電圧、すなわちU−V間線間電圧、V−W間線間電圧及びW−U間線間電圧を算出し、この各線間電圧をゼロクロス点検出部3bへ出力する。   The line voltage calculation unit 3a includes U-phase, V-phase, and W-phase motor drive voltages Vu, Vv, and Vw detected by the U-phase voltage detection unit 2a, the V-phase voltage detection unit 2b, and the W-phase voltage detection unit 2c, respectively. Based on the line voltage between the respective windings of the U-phase winding, V-phase winding and W-phase winding, that is, the voltage between U-V, the voltage between V-W, and the voltage between W-U The line voltage is calculated, and each line voltage is output to the zero cross point detector 3b.

ゼロクロス点検出部3bは、線間電圧演算部3aから入力されるU−V間線間電圧、V−W間線間電圧及びW−U間線間電圧の各線間電圧におけるゼロクロス点(ゼロになるタイミング)を検出し、当該ゼロクロス点を速度演算部3c及び位相補正値演算部3eへ出力する。
速度演算部3cは、ゼロクロス点検出部3bから入力されたU−V間線間電圧、V−W間線間電圧及びW−U間線間電圧のゼロクロス点と、速度推定値計算式とに基づいて速度推定値を算出し、当該速度推定値を位相演算部3dへ出力する。なお、速度推定値計算式の詳細については、後述する。
The zero cross point detection unit 3b is a zero cross point (zero) in each line voltage of the line voltage between U and V, the line voltage between V and W, and the line voltage between W and U input from the line voltage calculation unit 3a. And the zero cross point is output to the speed calculation unit 3c and the phase correction value calculation unit 3e.
The speed calculation unit 3c uses the zero-cross point of the U-V line voltage, the V-W line voltage, and the W-U line voltage input from the zero-cross point detection unit 3b, and the estimated speed calculation formula. Based on this, an estimated speed value is calculated, and the estimated speed value is output to the phase calculator 3d. The details of the speed estimated value calculation formula will be described later.

位相演算部3dは、速度演算部3cから入力された速度推定値と、位相推定値計算式とに基づいて位相推定値を算出し、当該位相推定値を位相補正部3fへ出力する。なお、位相推定値計算式の詳細については、後述する。   The phase calculation unit 3d calculates a phase estimation value based on the speed estimation value input from the speed calculation unit 3c and the phase estimation value calculation formula, and outputs the phase estimation value to the phase correction unit 3f. Details of the phase estimation value calculation formula will be described later.

位相補正値演算部3eは、図2に示す位相補正値登録テーブルを記憶し、当該位相補正値登録テーブルに基づいて、ゼロクロス点検出部3bから入力されたU−V間線間電圧、V−W間線間電圧及びW−U間線間電圧のゼロクロス点に応じた位相補正値を位相補正部3fへ出力する。図2は、本実施形態に係るモータ制御駆動装置Aの位相補正値登録テーブルの模式図である。上記位相補正値とは、予め測定されたゼロクロス点毎のロータの位相である。位相補正値演算部3eは、入力されたゼロクロス点に応じたロータの位相を、位相補正値として位相補正部3fへ出力する。   The phase correction value calculation unit 3e stores the phase correction value registration table shown in FIG. 2, and based on the phase correction value registration table, the U-V line voltage input from the zero cross point detection unit 3b, V- A phase correction value corresponding to the zero cross point of the inter-W line voltage and the W-U line voltage is output to the phase correction unit 3f. FIG. 2 is a schematic diagram of a phase correction value registration table of the motor control drive device A according to the present embodiment. The phase correction value is the phase of the rotor at each zero cross point measured in advance. The phase correction value calculation unit 3e outputs the phase of the rotor corresponding to the input zero cross point to the phase correction unit 3f as a phase correction value.

位相補正部3fは、位相補正値演算部3eから入力される位相補正値に基づいて、位相演算部3dから入力される位相推定値を補正した補正位相推定値を算出し、当該補正位相推定値を2相/3相変換部3hへ出力する。   The phase correction unit 3f calculates a corrected phase estimation value obtained by correcting the phase estimation value input from the phase calculation unit 3d based on the phase correction value input from the phase correction value calculation unit 3e, and the corrected phase estimation value Is output to the 2-phase / 3-phase converter 3h.

3相/2相変換部3jは、U相電流検出部4a、V相電流検出部4b、W相電流検出部4cによって各々検出されたU相、V相、W相のモータ駆動電流Iu、Iv、Iwに基づいて永久磁石同期モータBの回転子上に固定された2次元座標系(q軸とd軸とからなる座標系)上におけるq軸駆動電流検出量Iqとd軸駆動電流検出量Idとを算出し、q軸駆動電流検出量Iq及びd軸駆動電流検出量Idを電流制御部3gへ出力する。   The three-phase / two-phase converter 3j includes U-phase, V-phase, and W-phase motor drive currents Iu, Iv detected by the U-phase current detector 4a, the V-phase current detector 4b, and the W-phase current detector 4c, respectively. , Iw and q-axis drive current detection amount Iq and d-axis drive current detection amount on a two-dimensional coordinate system (coordinate system consisting of q-axis and d-axis) fixed on the rotor of the permanent magnet synchronous motor B Id is calculated, and the q-axis drive current detection amount Iq and the d-axis drive current detection amount Id are output to the current control unit 3g.

より詳細には、3相/2相変換部3jは、U相、V相及びW相からなる3次元座標系上のモータ駆動電流Iu、Iv、Iwに所定の座標変換を施すことにより上記2次元座標系上のq軸駆動電流検出量Iqとd軸駆動電流検出量Idを算出する。なお、上記d軸は、回転子の回転面上において永久磁石の磁束方向に設定された座標軸であり、q軸は、上述したd軸に直交する座標軸である。   More specifically, the three-phase / two-phase conversion unit 3j performs predetermined coordinate conversion on the motor driving currents Iu, Iv, Iw on the three-dimensional coordinate system including the U phase, the V phase, and the W phase, thereby performing the above-described 2 A q-axis drive current detection amount Iq and a d-axis drive current detection amount Id on the dimensional coordinate system are calculated. The d-axis is a coordinate axis set in the direction of the magnetic flux of the permanent magnet on the rotating surface of the rotor, and the q-axis is a coordinate axis orthogonal to the d-axis described above.

電流制御部3gは、一種のPID制御部であり、上位制御装置であるECU(Engine Control Units)から供給される角速度指令値ω0と、永久磁石同期モータBの角速度ωkとの差分を速度誤差Δωとして演算し、速度誤差Δωに所定の比例積分・微分演算を施すことにより速度誤差Δωに応じたq軸電流操作量Iqsを算出し、q軸電流操作量Iqsと、3相/2相変換部3jから供給されるq軸駆動電流検出量Iqとの差分として誤差電流ΔIqを算出し、当該誤差電流ΔIqに所定の比例積分・微分演算を各々施することにより電圧操作量Vqを算出し、電圧操作量Vqを2相/3相変換部3hへ出力する。また、電流制御部3gは、ECUから供給されるd軸電流操作量Idsと、3相/2相変換部3jから入力されるd軸駆動電流検出量Idとに基づいてd軸電流操作量Idsに応じたd軸電圧操作量Vdを算出し、当該d軸電圧操作量Vdを2相/3相変換部3hへ出力する。   The current control unit 3g is a kind of PID control unit, and a difference between an angular velocity command value ω0 supplied from an ECU (Engine Control Units) which is a host controller and an angular velocity ωk of the permanent magnet synchronous motor B is determined as a speed error Δω. The q-axis current manipulated variable Iqs is calculated according to the speed error Δω by performing a predetermined proportional integral / derivative operation on the speed error Δω, and the q-axis current manipulated variable Iqs and the three-phase / 2-phase converter An error current ΔIq is calculated as a difference from the q-axis drive current detection amount Iq supplied from 3j, and a voltage operation amount Vq is calculated by subjecting the error current ΔIq to predetermined proportional integration / differentiation operations. The manipulated variable Vq is output to the 2-phase / 3-phase converter 3h. Further, the current control unit 3g is based on the d-axis current operation amount Ids supplied from the ECU and the d-axis drive current detection amount Id input from the three-phase / two-phase conversion unit 3j. The d-axis voltage manipulated variable Vd is calculated in accordance with, and the d-axis voltage manipulated variable Vd is output to the 2-phase / 3-phase converter 3h.

2相/3相変換部3hは、位相補正部3fから入力される補正済位相推定値に基づいて、位相補正部電流制御部3gから入力されたq軸電圧操作量Vqとd軸電圧操作量Vdとを、U相、V相及びW相からなる3次元座標系上の電圧操作量Vu,Vv,Vwに変換し、当該電圧操作量Vu,Vv,VwをPWM信号発生部3iへ出力する。   The two-phase / three-phase conversion unit 3h, based on the corrected phase estimation value input from the phase correction unit 3f, the q-axis voltage operation amount Vq and the d-axis voltage operation amount input from the phase correction unit current control unit 3g. Vd is converted into voltage manipulated variables Vu, Vv, Vw on a three-dimensional coordinate system composed of U phase, V phase, and W phase, and the voltage manipulated variables Vu, Vv, Vw are output to PWM signal generator 3i. .

PWM信号発生部3iは、上記電圧操作量Vu,Vv,Vwに基づいてインバータ1cをスイッチング動作させるためのPWM信号を生成してインバータ1cへ出力する。モータ制御部3は、正弦波通電方式に基づいて動作するものであり、したがってPWM信号発生部3iは、インバータ1cが永久磁石同期モータBの全回転角(360度)に亘ってモータ駆動信号を出力するようにPWM信号を出力する。   The PWM signal generator 3i generates a PWM signal for switching the inverter 1c based on the voltage operation amounts Vu, Vv, Vw and outputs the PWM signal to the inverter 1c. The motor control unit 3 operates based on the sine wave energization method. Therefore, the PWM signal generation unit 3i causes the inverter 1c to output a motor drive signal over the entire rotation angle (360 degrees) of the permanent magnet synchronous motor B. A PWM signal is output so as to be output.

U相電流検出部4aは、インバータ1cと永久磁石同期モータBのU相巻線とを接続するU相駆動信号線に設けられており、インバータ1cからU相巻線へ流れるモータ駆動電流Iuを検出してモータ制御部3へ出力する。
V相電流検出部4bは、V相駆動信号線に設けられており、インバータ1cからV相巻線へ流れるモータ駆動電流Ivを検出してモータ制御部3へ出力する。
W相電流検出部4cは、W相駆動信号線に設けられており、インバータ1cからW相巻線へ流れるモータ駆動電流Iwを検出してモータ制御部3へ出力する。
The U-phase current detection unit 4a is provided on a U-phase drive signal line that connects the inverter 1c and the U-phase winding of the permanent magnet synchronous motor B, and receives the motor drive current Iu flowing from the inverter 1c to the U-phase winding. Detect and output to the motor control unit 3.
The V-phase current detection unit 4b is provided on the V-phase drive signal line, detects the motor drive current Iv flowing from the inverter 1c to the V-phase winding, and outputs it to the motor control unit 3.
The W-phase current detection unit 4c is provided on the W-phase drive signal line, detects the motor drive current Iw flowing from the inverter 1c to the W-phase winding, and outputs it to the motor control unit 3.

次に、このように構成されたモータ制御駆動装置Aの動作について、図3を参照して詳しく説明する。図3は、本実施形態に係るモータ制御駆動装置Aの動作を示すフローチャートである。
モータ制御駆動装置Aでは、センサレスの永久磁石同期モータBの回転制御を行う為に、回転位相の位相推定値を推定し、当該位相推定値に基づいてセンサレスの永久磁石同期モータBをベクトル制御あるいはV/f制御する。なお、このベクトル制御及びV/f制御については、周知の技術である為、詳細な説明は省略する。
Next, the operation of the motor control drive device A configured as described above will be described in detail with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the motor control drive device A according to the present embodiment.
In the motor control drive device A, in order to perform rotation control of the sensorless permanent magnet synchronous motor B, the phase estimation value of the rotation phase is estimated, and the sensorless permanent magnet synchronous motor B is vector-controlled based on the phase estimation value. V / f control. Since the vector control and V / f control are well-known techniques, detailed description thereof is omitted.

モータ制御駆動装置Aでは、永久磁石同期モータBを回転制御する為に、モータ制御部3から供給されるPWM信号に基づいて昇圧回路1bから供給された直流電圧をスイッチングすることにより、U相、V相及びW相からなる3相のモータ駆動電力をインバータ1cから永久磁石同期モータBへ供給すると、U相電圧検出部2a、V相電圧検出部2b及びW相電圧検出部2cがモータ駆動電圧Vu、モータ駆動電圧Vv、モータ駆動電圧Vwを検出し、モータ制御部3の線間電圧演算部3aへ出力する。   In the motor control drive device A, in order to control the rotation of the permanent magnet synchronous motor B, by switching the DC voltage supplied from the booster circuit 1b based on the PWM signal supplied from the motor control unit 3, the U phase, When three-phase motor drive power consisting of V-phase and W-phase is supplied from the inverter 1c to the permanent magnet synchronous motor B, the U-phase voltage detection unit 2a, the V-phase voltage detection unit 2b, and the W-phase voltage detection unit 2c Vu, motor drive voltage Vv, and motor drive voltage Vw are detected and output to the line voltage calculation unit 3 a of the motor control unit 3.

線間電圧演算部3aは、U相電圧検出部2a、V相電圧検出部2b、W相電圧検出部2cからU相、V相、W相のモータ駆動電圧Vu、Vv、Vwが入力されと、モータ駆動電圧Vu、Vv、VwからU−V間線間電圧、V−W間線間電圧及びW−U間線間電圧を算出し、このU−V間線間電圧、V−W間線間電圧及びW−U間線間電圧をゼロクロス点検出部3bへ出力する(ステップS1)。
図4は、本実施形態に係るモータ制御駆動装置Aの線間電圧演算部3aが算出したU−V間線間電圧、V−W間線間電圧及びW−U間線間電圧を示す波形図である。なお、図4の波形図は、縦軸に電圧、横軸に時間を示す。
図4に示すように、U−V間線間電圧、V−W間線間電圧及びW−U間線間電圧は、時間が等間隔でずれている正弦波である。
The line voltage calculation unit 3a receives U-phase, V-phase, and W-phase motor drive voltages Vu, Vv, and Vw from the U-phase voltage detection unit 2a, the V-phase voltage detection unit 2b, and the W-phase voltage detection unit 2c. , U-V line voltage, V-W line voltage and W-U line voltage are calculated from motor drive voltages Vu, Vv, Vw, and this U-V line voltage, V-W The line voltage and the W-U line voltage are output to the zero cross point detector 3b (step S1).
FIG. 4 is a waveform showing the U-V line voltage, the V-W line voltage, and the W-U line voltage calculated by the line voltage calculation unit 3a of the motor control drive device A according to this embodiment. FIG. In the waveform diagram of FIG. 4, the vertical axis represents voltage and the horizontal axis represents time.
As shown in FIG. 4, the U-V line voltage, the V-W line voltage, and the W-U line voltage are sinusoidal waves whose time is shifted at equal intervals.

ゼロクロス点検出部3bは、ステップS1の後に、線間電圧演算部3aからU−V間線間電圧、V−W間線間電圧及びW−U間線間電圧が入力されると、U−V間線間電圧、V−W間線間電圧及びW−U間線間電圧の各線間電圧のゼロクロス点を検出し、当該ゼロクロス点を速度演算部3c及び位相補正値演算部3eへ出力する(ステップS2)。具体的に、ゼロクロス点検出部3bは、図4に示すU−V間線間電圧、V−W間線間電圧及びW−U間線間電圧がゼロになるタイミングをゼロクロス点として検出する。   After the step S1, the zero cross point detector 3b receives the U-V line voltage, the V-W line voltage, and the W-U line voltage from the line voltage calculation unit 3a. The zero cross point of each line voltage of the V line voltage, the V-W line voltage, and the W-U line voltage is detected, and the zero cross point is output to the speed calculation unit 3c and the phase correction value calculation unit 3e. (Step S2). Specifically, the zero cross point detection unit 3b detects the timing at which the U-V line voltage, the V-W line voltage, and the W-U line voltage shown in FIG. 4 become zero as a zero cross point.

速度演算部3cは、ステップS2の後に、ゼロクロス点検出部3bからU−V間線間電圧、V−W間線間電圧及びW−U間線間電圧のゼロクロス点が入力されると、当該ゼロクロス点と、以下の速度推定値計算式とに基づいて速度推定値V(n)を算出し、当該速度推定値V(n)を位相演算部3dへ出力する(ステップS3)。
<速度推定値計算式>:速度推定値V(n)[rad/s]=円周率π÷3÷ゼロクロス点間隔T(n)
具体的に、速度演算部3cは、各ゼロクロス点から、図4に示すU−V間線間電圧、V−W間線間電圧及びW−U間線間電圧のゼロクロス点の間隔T(n)を算出し、当該ゼロクロス点間隔T(n)を上記速度推定値計算式に代入することによって速度推定値V(n)を算出する。
After the step S2, the speed calculation unit 3c receives the zero-cross point of the U-V line voltage, the V-W line voltage, and the W-U line voltage from the zero-cross point detection unit 3b. A speed estimated value V (n) is calculated based on the zero cross point and the following speed estimated value calculation formula, and the speed estimated value V (n) is output to the phase calculation unit 3d (step S3).
<Speed estimated value calculation formula>: Speed estimated value V (n) [rad / s] = circumferential ratio π ÷ 3 ÷ zero cross point interval T (n)
Specifically, the speed calculation unit 3c determines the interval T (n) between the zero-cross points of the U-V line voltage, the V-W line voltage, and the W-U line voltage shown in FIG. ) Is calculated, and the speed estimated value V (n) is calculated by substituting the zero-cross point interval T (n) into the speed estimated value calculation formula.

位相演算部3dは、ステップS3の後に、速度演算部3cから速度推定値V(n)が入力されると、当該速度推定値V(n)と、以下の位相推定値計算式とに基づいて位相推定値θを算出し、当該位相推定値θを位相補正部3fへ出力する(ステップS4)。
<位相推定値計算式>:位相推定値θ[rad]=∫速度推定値V(n)dt
図5は、本実施形態に係るモータ制御駆動装置Aの位相演算部3dが算出した位相推定値を示すグラフである。なお、図5のグラフは、縦軸に位相推定値、横軸に時間を示す。
図5に示すように、位相推定値のグラフは、のこぎり波形状であり、位相推定値が360度になると0度に戻る。
When the estimated speed value V (n) is input from the speed calculating section 3c after step S3, the phase calculating section 3d is based on the estimated speed value V (n) and the following estimated phase value calculation formula. The phase estimation value θ is calculated, and the phase estimation value θ is output to the phase correction unit 3f (step S4).
<Phase estimation value calculation formula>: Phase estimation value θ [rad] =] speed estimation value V (n) dt
FIG. 5 is a graph showing a phase estimation value calculated by the phase calculation unit 3d of the motor control drive device A according to the present embodiment. In the graph of FIG. 5, the vertical axis indicates the phase estimation value and the horizontal axis indicates time.
As shown in FIG. 5, the graph of the phase estimation value has a sawtooth waveform, and when the phase estimation value reaches 360 degrees, it returns to 0 degrees.

位相補正値演算部3eは、ステップS2の後に、ゼロクロス点検出部3bからU−V間線間電圧、V−W間線間電圧及びW−U間線間電圧のゼロクロス点が入力されると、位相補正値登録テーブルに基づいて、ゼロクロス点検出部3bから入力されたU−V間線間電圧、V−W間線間電圧及びW−U間線間電圧のゼロクロス点に応じた位相補正値を位相補正部3fへ出力する(ステップS5)。   When the phase correction value calculation unit 3e receives the zero-cross point of the U-V line voltage, the V-W line voltage, and the W-U line voltage from the zero-cross point detection unit 3b after step S2. Based on the phase correction value registration table, the phase correction according to the zero cross point of the U-V line voltage, the V-W line voltage, and the W-U line voltage input from the zero cross point detector 3b. The value is output to the phase correction unit 3f (step S5).

そして、位相補正部3fは、位相演算部3dから位相推定値が入力されると共に位相補正値演算部3eから位相補正値が入力されると、各ゼロクロス点毎の位相推定値を、位相補正値へ強制的に補正することによって、補正位相推定値を算出し、当該補正位相推定値を2相/3相変換部3hへ出力する(ステップS6)。   When the phase correction value is input from the phase calculation unit 3d and the phase correction value is input from the phase correction value calculation unit 3e, the phase correction unit 3f converts the phase estimation value for each zero-cross point into the phase correction value. The correction phase estimation value is calculated by forcibly correcting the phase correction value, and the correction phase estimation value is output to the two-phase / three-phase conversion unit 3h (step S6).

図6は、本実施形態に係るモータ制御駆動装置Aの位相補正部3fが算出した補正位相推定値を示すグラフである。図6の(a)がU−V間線間電圧、V−W間線間電圧及びW−U間線間電圧を示す波形図であり、図6の(b)が補正位相推定値を示すグラフである。なお、図6の(a)の波形図は、縦軸に電圧、横軸に時間を示し、また図6の(b)のグラフは、縦軸に位相推定値、横軸に時間を示す。
位相補正部3fでは、図6に示すように、U−V間線間電圧、V−W間線間電圧及びW−U間線間電圧がゼロクロス点になる毎に、位相補正値に基づいて位相推定値の誤差を強制的に補正し、当該補正によって補正位相推定値を生成する。これにより、正規のロータの位相に近似するロータの位相を得ることが出来る。
FIG. 6 is a graph showing the corrected phase estimation value calculated by the phase correction unit 3f of the motor control drive device A according to the present embodiment. FIG. 6A is a waveform diagram showing the U-V line voltage, the V-W line voltage, and the W-U line voltage, and FIG. 6B shows the corrected phase estimation value. It is a graph. In the waveform diagram of FIG. 6A, the vertical axis indicates voltage, and the horizontal axis indicates time, and in the graph of FIG. 6B, the vertical axis indicates phase estimation value, and the horizontal axis indicates time.
In the phase correction unit 3f, as shown in FIG. 6, every time the line voltage between U and V, the line voltage between V and W, and the line voltage between W and U become zero-cross points, the phase correction value is based on the phase correction value. An error in the phase estimation value is forcibly corrected, and a corrected phase estimation value is generated by the correction. Thereby, the phase of the rotor that approximates the phase of the normal rotor can be obtained.

次に、上記のモータ制御駆動装置Aの動作の第1の変形例について、図7を参照して説明する。図7は、本実施形態に係るモータ制御駆動装置Aの動作の第1の変形例における補正位相推定値を示すグラフである。
例えば、ゼロクロス点検出部3bは、上記ステップS2において、U−V間線間電圧のゼロクロス点のみを検出し、当該ゼロクロス点を速度演算部3c及び位相補正値演算部3eへ出力する。速度演算部3cが、上記ステップS3において、U−V間線間電圧のゼロクロス点の間隔T(n)と、上記速度推定値計算式とに基づいて速度推定値V(n)を算出し、当該速度推定値V(n)を位相演算部3dへ出力する。
Next, a first modified example of the operation of the motor control drive device A will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a graph showing a corrected phase estimation value in the first modified example of the operation of the motor control drive device A according to the present embodiment.
For example, in step S2, the zero cross point detection unit 3b detects only the zero cross point of the line voltage between U and V, and outputs the zero cross point to the speed calculation unit 3c and the phase correction value calculation unit 3e. In step S3, the speed calculation unit 3c calculates the speed estimated value V (n) based on the interval T (n) of the zero-crossing point of the U-V line voltage and the speed estimated value calculation formula, The estimated speed value V (n) is output to the phase calculator 3d.

位相演算部3dは、上記ステップS4において、速度演算部3cから入力された速度推定値V(n)と、上記位相推定値計算式とに基づいて位相推定値θを算出し、当該位相推定値θを位相補正部3fへ出力する。
位相補正値演算部3eは、ステップS5において、入力されたゼロクロス点が、図7の(a)に示すU‐V間線間電圧の正から負への変化のゼロクロス点である場合に、位相補正値として180度を位相補正部3fへ出力し、U‐V間線間電圧の負から正への変化のゼロクロス点である場合に、位相補正値として0度を位相補正部3fへ出力する。
そして、位相補正部3fは、上記ステップS6において、位相演算部3dから位相推定値が入力されると共に位相補正値演算部3eから位相補正値が入力されると、図7の(b)に示すように、各ゼロクロス点毎の位相推定値を、位相補正値へ強制的に補正することによって、補正位相推定値を算出し、当該補正位相推定値を2相/3相変換部3hへ出力する。
In step S4, the phase calculation unit 3d calculates the phase estimation value θ based on the speed estimation value V (n) input from the speed calculation unit 3c and the phase estimation value calculation formula, and the phase estimation value θ is output to the phase correction unit 3f.
In step S5, the phase correction value calculation unit 3e determines that the phase is zero when the input zero cross point is the zero cross point of the change from the positive voltage to the negative voltage between the lines U and V shown in FIG. 180 degrees is output as a correction value to the phase correction section 3f, and 0 degrees is output as a phase correction value to the phase correction section 3f when it is a zero-crossing point of a change from a negative voltage to a positive line voltage between U and V. .
Then, in step S6, when the phase correction value is input from the phase calculation unit 3d and the phase correction value is input from the phase correction value calculation unit 3e, the phase correction unit 3f is illustrated in (b) of FIG. As described above, the phase estimation value for each zero-cross point is forcibly corrected to the phase correction value to calculate the correction phase estimation value, and the correction phase estimation value is output to the 2-phase / 3-phase conversion unit 3h. .

次に、上記のモータ制御駆動装置Aの動作の第2の変形例について、図8を参照して説明する。図8は、本実施形態に係るモータ制御駆動装置Aの動作の第2の変形例における補正位相推定値を示すグラフである。
例えば、ゼロクロス点検出部3bは、上記ステップS2において、U−V間線間電圧の負から正への変化のゼロクロス点のみを検出し、当該ゼロクロス点を速度演算部3c及び位相補正値演算部3eへ出力する。速度演算部3cが、上記ステップS3において、U−V間線間電圧のゼロクロス点の間隔T(n)と、上記速度推定値計算式とに基づいて速度推定値V(n)を算出し、当該速度推定値V(n)を位相演算部3dへ出力する。
Next, a second modification of the operation of the motor control drive device A will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a graph showing a corrected phase estimation value in the second modified example of the operation of the motor control drive device A according to the present embodiment.
For example, the zero-cross point detection unit 3b detects only the zero-cross point of change from negative to positive of the line voltage between U and V in step S2, and the zero-cross point is detected as a speed calculation unit 3c and a phase correction value calculation unit. Output to 3e. In step S3, the speed calculation unit 3c calculates the speed estimated value V (n) based on the interval T (n) of the zero-crossing point of the U-V line voltage and the speed estimated value calculation formula, The estimated speed value V (n) is output to the phase calculator 3d.

位相演算部3dは、上記ステップS4において、速度演算部3cから入力された速度推定値V(n)と、上記位相推定値計算式とに基づいて位相推定値θを算出し、当該位相推定値θを位相補正部3fへ出力する。
位相補正値演算部3eは、ステップS5において、入力されたゼロクロス点が、図8の(a)に示すU‐V間線間電圧の負から正への変化のゼロクロス点である場合に、位相補正値として0度を位相補正部3fへ出力する。
そして、位相補正部3fは、上記ステップS6において、位相演算部3dから位相推定値が入力されると共に位相補正値演算部3eから位相補正値が入力されると、図8の(b)に示すように、各ゼロクロス点毎の位相推定値を、位相補正値へ強制的に補正することによって、補正位相推定値を算出し、当該補正位相推定値を2相/3相変換部3hへ出力する。
In step S4, the phase calculation unit 3d calculates the phase estimation value θ based on the speed estimation value V (n) input from the speed calculation unit 3c and the phase estimation value calculation formula, and the phase estimation value θ is output to the phase correction unit 3f.
In step S5, the phase correction value calculation unit 3e determines that the phase is zero when the input zero cross point is the zero cross point of the change from the negative voltage to the positive voltage between the lines U and V shown in FIG. As a correction value, 0 degree is output to the phase correction unit 3f.
Then, in step S6, when the phase correction value is input from the phase calculation unit 3d and the phase correction value is input from the phase correction value calculation unit 3e, the phase correction unit 3f is illustrated in (b) of FIG. As described above, the phase estimation value for each zero-cross point is forcibly corrected to the phase correction value to calculate the correction phase estimation value, and the correction phase estimation value is output to the 2-phase / 3-phase conversion unit 3h. .

以上のように、本実施形態によれば、モータ制御駆動装置Aにおいて、位相補正部3fが、位相補正値演算部3eから入力される位相補正値に基づいて、位相推定値を強制的に位相補正値へ補正することによって補正位相推定値を算出する。このように、補正位相推定値を算出することによって、ロータの位相の推定における誤差を低減することが出来きる為に、的確なベクトル制御及びあるいはV/f制御を実行することが出来る。   As described above, according to the present embodiment, in the motor control drive device A, the phase correction unit 3f compulsorily changes the phase estimation value based on the phase correction value input from the phase correction value calculation unit 3e. A corrected phase estimation value is calculated by correcting the correction value. In this way, by calculating the corrected phase estimation value, it is possible to reduce errors in the estimation of the rotor phase, so that accurate vector control and / or V / f control can be executed.

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
(1)上記実施形態では、線間電圧演算部3aが、U−V間線間電圧、V−W間線間電圧及びW−U間線間電圧を算出し、ゼロクロス点検出部3bが、当該U−V間線間電圧、V−W間線間電圧及びW−U間線間電圧からゼロクロス点を検出したが、本発明はこれに限定されない。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, For example, the following modifications can be considered.
(1) In the above embodiment, the line voltage calculation unit 3a calculates the U-V line voltage, the V-W line voltage, and the W-U line voltage, and the zero cross point detection unit 3b Although the zero cross point is detected from the U-V line voltage, the V-W line voltage, and the W-U line voltage, the present invention is not limited to this.

例えば、U相、V相、W相のモータ駆動電圧Vu、Vv、VwからU−V間線間電圧、V−W間線間電圧及びW−U間線間電圧を算出するのではなく、モータ駆動電圧Vu、Vv、Vwのゼロクロス点を検出し、当該ゼロクロス点から位相推定値を算出すると共に位相推定値を補正することによって補正位相推定値を算出するようにしてもよい。その際、U相電圧検出部2a、V相電圧検出部2b及びW相電圧検出部2cが検出したモータ駆動電圧Vu、Vv、Vwは、矩形波である為、矩形波における基本波のみをフィルタリングによって取り出す必要がある。そして、このフィルタリングによって信号に時間的な遅れが生じてしまう為、フィルタリングによる時間の遅れを考慮して、位相推定値を算出すると共に位相推定値を補正する必要がある。なお、モータ駆動電圧Vu、Vv、Vwのいずれか1つのゼロクロス点を検出してもよいし、またモータ駆動電圧Vu、Vv、Vwの中のいずれか2つのゼロクロス点を検出してもよい。   For example, instead of calculating the U-V line voltage, the V-W line voltage, and the W-U line voltage from the U-phase, V-phase, and W-phase motor drive voltages Vu, Vv, and Vw, The corrected phase estimation value may be calculated by detecting a zero cross point of the motor drive voltages Vu, Vv, and Vw, calculating a phase estimation value from the zero cross point, and correcting the phase estimation value. At that time, since the motor drive voltages Vu, Vv, and Vw detected by the U-phase voltage detection unit 2a, the V-phase voltage detection unit 2b, and the W-phase voltage detection unit 2c are rectangular waves, only the fundamental wave in the rectangular wave is filtered. Need to be taken out by. Since the filtering causes a time delay in the signal, it is necessary to calculate the phase estimation value and correct the phase estimation value in consideration of the time delay due to the filtering. Note that any one of the zero cross points of the motor drive voltages Vu, Vv, and Vw may be detected, or any two zero cross points of the motor drive voltages Vu, Vv, and Vw may be detected.

(2)上記実施形態では、U相電圧検出部2a、V相電圧検出部2b、W相電圧検出部2cが検出したモータ駆動電圧Vu、Vv、Vwから、線間電圧演算部3aが、U−V間線間電圧、V−W間線間電圧及びW−U間線間電圧を算出している。
しかしながら、図示しないA/Dコンバータが1つしかない場合には、モータ駆動電圧Vu、Vv、Vwのサンプリングに遅れが生じてしまう。このような場合には、サンプリング補正回路を、U相電圧検出部2a、V相電圧検出部2b、W相電圧検出部2cと線間電圧演算部3aとの間に設けることによって、サンプリング遅れを補正するようにしてもよい。
(2) In the above embodiment, the line voltage calculation unit 3a is obtained from the motor drive voltages Vu, Vv, Vw detected by the U phase voltage detection unit 2a, the V phase voltage detection unit 2b, and the W phase voltage detection unit 2c. The -V line voltage, the V-W line voltage, and the W-U line voltage are calculated.
However, when there is only one A / D converter (not shown), a delay occurs in the sampling of the motor drive voltages Vu, Vv, and Vw. In such a case, a sampling correction circuit is provided between the U-phase voltage detection unit 2a, the V-phase voltage detection unit 2b, the W-phase voltage detection unit 2c, and the line voltage calculation unit 3a, thereby reducing the sampling delay. You may make it correct | amend.

(3)上記実施形態では、3つの電流検出部、すなわち、U相電流検出部4a、V相電流検出部4b及びW相電流検出部4cを設けたが、本発明はこれに限定されない。例えば、モータ制御駆動装置Aに、U相電流検出部4a、V相電流検出部4b及びW相電流検出部4cのいずれか2つを配設する。そして、モータ制御部3は、2つの電流検出部から入力される2相のモータ駆動電流から残り1相のモータ駆動電流を算出するようにしてもよい。 (3) In the above embodiment, three current detection units, that is, the U-phase current detection unit 4a, the V-phase current detection unit 4b, and the W-phase current detection unit 4c are provided, but the present invention is not limited to this. For example, any two of the U-phase current detection unit 4a, the V-phase current detection unit 4b, and the W-phase current detection unit 4c are arranged in the motor control drive device A. The motor control unit 3 may calculate the remaining one-phase motor drive current from the two-phase motor drive currents input from the two current detection units.

(4)上記実施形態では、U相電流検出部4a、V相電流検出部4b、W相電流検出部4cが検出したモータ駆動電流Iu、Iv、Iwから、3相/2相変換部3jが、q軸駆動電流検出量Iqとd軸駆動電流検出量Idを算出している。
しかしながら、図示しないA/Dコンバータが1つしかない場合には、モータ駆動電流Iu、Iv、Iwのサンプリングに遅れが生じてしまう。このような場合には、サンプリング補正回路を、U相電流検出部4a、V相電流検出部4b、W相電流検出部4cと3相/2相変換部3jとの間に設けることによって、サンプリング遅れを補正するようにしてもよい。
(4) In the above embodiment, from the motor drive currents Iu, Iv, Iw detected by the U-phase current detection unit 4a, the V-phase current detection unit 4b, and the W-phase current detection unit 4c, the three-phase / two-phase conversion unit 3j The q-axis drive current detection amount Iq and the d-axis drive current detection amount Id are calculated.
However, if there is only one A / D converter (not shown), there will be a delay in sampling the motor drive currents Iu, Iv, Iw. In such a case, the sampling correction circuit is provided between the U-phase current detection unit 4a, the V-phase current detection unit 4b, the W-phase current detection unit 4c, and the 3-phase / 2-phase conversion unit 3j. The delay may be corrected.

(5)上記実施形態では、電流制御部3gは、d軸電流操作量IdsをECUから供給されたが、本発明はこれに限定されない。
例えば、電流制御部3gが、予め決められた値としてd軸電流操作量Idsを内部メモリに記憶し、当該d軸電流操作量Idsに基づいてd軸電圧操作量Vdを算出するようにしてもよい。また、電流制御部3gが、ECUから供給される角速度指令値ω0に基づいて、角速度指令値ω0に比例する値としてd軸電流操作量Idsを算出するようにしてもよい。また、電流制御部3gが、速度誤差Δωに基づいて、速度誤差Δωに比例する値としてd軸電流操作量Idsを算出するようにしてもよい。
(5) In the above embodiment, the current control unit 3g is supplied with the d-axis current manipulated variable Ids from the ECU, but the present invention is not limited to this.
For example, the current control unit 3g may store the d-axis current operation amount Ids as a predetermined value in the internal memory, and calculate the d-axis voltage operation amount Vd based on the d-axis current operation amount Ids. Good. Further, the current control unit 3g may calculate the d-axis current manipulated variable Ids as a value proportional to the angular velocity command value ω0 based on the angular velocity command value ω0 supplied from the ECU. Further, the current control unit 3g may calculate the d-axis current manipulated variable Ids as a value proportional to the speed error Δω based on the speed error Δω.

A…モータ制御駆動装置、B…永久磁石同期モータ、1…モータ駆動部、1a…直流電源、1b…昇圧回路、1c…インバータ、2a…U相電圧検出部、2b…V相電圧検出部、2c…W相電圧検出部、3…モータ制御部、3a…線間電圧演算部、3b…ゼロクロス点検出部、3c…速度演算部、3d…位相演算部、3e…位相補正値演算部、3f…位相補正部、3g…電流制御部、3h…2相/3相変換部、3i…PWM信号発生部、3j…3相/2相変換部、4a…U相電流検出部、4b…V相電流検出部、4c…W相電流検出部
A ... motor control drive device, B ... permanent magnet synchronous motor, 1 ... motor drive unit, 1a ... DC power supply, 1b ... boost circuit, 1c ... inverter, 2a ... U phase voltage detection unit, 2b ... V phase voltage detection unit, 2c ... W-phase voltage detector, 3 ... motor controller, 3a ... line voltage calculator, 3b ... zero cross point detector, 3c ... speed calculator, 3d ... phase calculator, 3e ... phase correction value calculator, 3f ... Phase correction unit, 3g ... Current control unit, 3h ... 2-phase / 3-phase conversion unit, 3i ... PWM signal generation unit, 3j ... 3-phase / 2-phase conversion unit, 4a ... U-phase current detection unit, 4b ... V-phase Current detection unit, 4c ... W-phase current detection unit

Claims (3)

センサレス制御方式の永久磁石同期モータの各相巻線に電圧を供給することによって前記永久磁石同期モータを駆動するモータ制御駆動装置であって、
前記永久磁石同期モータへ供給する相電圧を検出する相電圧検出手段と、
前記相電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出手段と、
前記ゼロクロス点から前記永久磁石同期モータのロータの位相推定値を算出する位相演算手段と、
前記ゼロクロス点のタイミングで、前記位相推定値をゼロクロス点に応じた適正値に補正することによって補正位相推定値を算出する位相補正手段とを
具備すること特徴とするモータ制御駆動装置。
A motor control drive device for driving the permanent magnet synchronous motor by supplying a voltage to each phase winding of the permanent magnet synchronous motor of the sensorless control system,
Phase voltage detection means for detecting a phase voltage supplied to the permanent magnet synchronous motor;
Zero-cross point detecting means for detecting a zero-cross point of the phase voltage;
Phase calculating means for calculating a phase estimation value of the rotor of the permanent magnet synchronous motor from the zero cross point;
A motor control drive apparatus comprising: phase correction means for calculating a corrected phase estimated value by correcting the phase estimated value to an appropriate value corresponding to the zero cross point at the timing of the zero cross point.
相電圧検出手段は、2つ以上の相巻線の相電圧を検出し、
前記ゼロクロス点検出手段は、前記2つ以上の相巻線の相電圧から線間電圧を算出し、当該線間電圧のゼロクロス点を検出することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御駆動装置。
The phase voltage detection means detects the phase voltage of two or more phase windings,
2. The motor control drive according to claim 1, wherein the zero-cross point detecting unit calculates a line voltage from phase voltages of the two or more phase windings and detects a zero-cross point of the line voltage. apparatus.
相電圧検出手段は、2つ以上の相巻線の相電圧を検出し、
前記ゼロクロス点検出手段は、前記2つ以上の相巻線の相電圧のゼロクロス点を検出することを特徴とする請求項1に記載のモータ制御駆動装置。
The phase voltage detection means detects the phase voltage of two or more phase windings,
2. The motor control drive device according to claim 1, wherein the zero cross point detection unit detects a zero cross point of a phase voltage of the two or more phase windings.
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