JP2012110079A - 位置・速度センサレス制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 実施形態に係る位置・速度センサレス制御装置は、インバータへの出力電圧指令を演算する出力電圧指令演算手段9と、前記出力電圧指令に基づきゲート信号を生成するゲート生成手段11と、交流電動機7に流れる電流を検出する検出手段6と、第1の周期を有する第1制御割り込みの各区間におけるインバータ出力電圧平均値を区間平均電圧として演算する平均電圧演算手段17と、前記検出手段6にて検出された電流値及び前記平均電圧演算手段17にて演算された区間平均電圧に基づき、前記交流電動機7の回転速度を推定する処理を、前記第1制御割り込みのタイミングで行う速度推定手段13とを具備する。
【選択図】 図1
Description
ここで、σは漏れ係数(=M2/L1/L2)、ωはインバータ出力角周波数、Iは電動機に流れている電流である。この電流IはD軸、Q軸の原点を起点とするベクトルIとしても示されている。D軸は、固定子巻線の駆動電流により、回転子に生じる2次磁束方向の軸を示し、Q軸はD軸に直交する方向の軸である。
Trq=(M/L2)・Φ2・Iq・Pn
ここでPnは極対数である。誘導電動機のベクトル制御では、回転子の2次磁束Φ2にD軸が一致するように電流及び電圧が制御される。
を具備する。
以上のように構成することにより、推定角速度を演算する区間の平均電圧である区間平均電圧を求めることが可能であり、これを用いて推定演算することにより、推定誤差が小さい推定角速度を求めることができる。この結果、制御系の高次不安定化が生じることなく、推定ゲインを増加することが可能になるため、トルク応答性及び外乱抑圧特性が向上する。これにより、制御系の不安定現象や過電圧による保護動作を回避することが可能になる。
本実施例によれば、第1実施例に比べ、実際の出力電圧から直接、出力レベルの判断を行うことが可能である。第1実施例のように、ゲート信号から出力電圧を予測する場合、ゲート信号立ち上がりから実際の出力電圧の立ち上がりまでの遅れ、デッドタイムの補償誤差など誤差の要因があるが、本実施例のように、直接出力から判断することで、これらの誤差の要因を排除して、精度の高い区間平均電圧の演算が可能となる。
このPU(par unit)は、Au*が正規化された値で単位がないことを示している。
尚、各相の出力電圧位相角は次のように求めればよい。
θv=θdq+Atan(Vq*/Vd*)−2×π/3
θw=θdq+Atan(Vq*/Vd*)+2×π/3
このように、第1制御割込部では、その時点の出力電圧位相角の情報と変調率指令により、どのようなゲート信号が出力されるかが正確に把握できる。つまり区間平均電圧演算部17は、図10に示す例えばゲート信号Guの波形を把握できる。よって、このゲート信号(ここでは1/−1の信号で表現されている)から、その積分値を演算にて求めることが可能である。
以上のように構成することにより、同期PWM制御においても、区間平均電圧を算出することが可能である。本実施例では、第2制御割込処理を用いることなく、区間平均電圧を求めることができるため、制御マイコンのソフト的な負荷、あるいは特殊なハードを備えることなく実現できるメリットがある。
Claims (8)
- 直流電圧を交流電圧に変換し、交流電動機を駆動するインバータと、
前記インバータへの出力電圧指令を演算する出力電圧指令演算手段と、
前記出力電圧指令に基づきゲート信号を生成するゲート生成手段と、
前記交流電動機に流れる電流を検出する検出手段と、
第1の周期を有する第1制御割り込みの各区間における前記インバータ出力電圧平均値を区間平均電圧として演算する平均電圧演算手段と、
前記検出手段にて検出された電流値及び前記平均電圧演算手段にて演算された区間平均電圧に基づき、前記交流電動機の回転速度を推定する処理を、前記第1制御割り込みのタイミングで行う速度推定手段と、
を具備することを特徴とする位置・速度センサレス制御装置。 - 平均電圧演算手段は、前記ゲート信号及び前記直流電圧値に基づき、前記区間平均電圧を演算することを特徴とする請求項1記載の制御装置。
- 前記区間平均電圧演算手段は、前記第1制御割込より短い周期でゲート信号を読み取り、該ゲート信号を前記第1制御割込処理の各区間で積算して前記区間平均電圧を求めることを特徴とする請求項2記載の制御装置。
- 前記ゲート生成手段は、三角波比較PWMにてゲート信号を生成する手段であって、
第1制御割込の割込周期が、三角波キャリアの1/2周期より短い周期に設定されることを特徴とする請求項1乃至3の内1項記載の制御装置。 - 前記ゲート生成手段は、三角波比較PWMにてゲート信号を生成する手段であって、
第1制御割込の割込周期が、三角波キャリアの1/2周期の整数倍以外の周期に設定されることを特徴とする請求項1乃至3の内1項記載の制御装置。 - 前記インバータはNレベル出力の変換器であって、
前記平均電圧演算手段は、前記インバータの出力電圧が前記Nレベルのいずれのレベルで出力されているか判断し、該出力レベル及び前記直流電圧に基づいて前記区間平均電圧を求めることを特徴とする請求項1記載の制御装置。 - 前記区間平均電圧演算手段は、前記第1制御割込より短い周期で前記インバータの出力電圧レベルを読み取り、該出力電圧レベルを前記第1制御割込の各区間で積算して前記区間平均電圧を求めることを特徴とする請求項6記載の制御装置。
- 前記ゲート生成手段は、同期PWM方式にてゲート信号を生成することを特徴とする請求項1記載の制御装置。
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