JP2012120320A - 回転センサレス制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実施形態に係る回転センサレス制御装置は、直流電力と交流電力を相互に変換して同期機2を駆動するインバータ1と、前記同期機1に流れる電流を検出する電流検出手段3と、前記電流検出手段3によって得られる電流情報を用いて、前記同期機2の回転位相角の誤差推定値に対応する軸誤差指標を推定する回転位相角誤差推定手段5と、前記回転位相角誤差推定手段5によって得られる軸誤差指標を入力として、センサレス制御ゲインを用いて前記軸誤差指標が零になるように角速度を推定する角速度推定手段7と、前記角速度推定手段7で推定された角速度を用いて回転位相角を推定する回転位相角推定手段8と、前記センサレス制御ゲインを前記軸誤差指標に基づいて変化させるゲイン可変手段6とを備える。
【選択図】図1
Description
<構成>
図1は第1実施形態のシステム構成を示すブロック図である。
本実施形態では、軸誤差指標Δθestが零になるように制御を行っており、それによって軸ずれΔθが無くなるようにしている。ここで、ゲイン可変手段6で入力となる軸誤差指標Δθestは通常、図13に示すように変曲点を持ち、変曲点以上になると脱調が生じる可能性が高い。軸誤差指標Δθestは運転中、定常状態では零近傍を推移し、空転、再粘着あるいは滑走等の過渡変化が生じると、プラス方向あるいはマイナス方向に推移し、脱調の危険性が高くなる。図11のようにセンサレス制御ゲインを可変にすれば、軸ずれΔθが小さい定常状態では軸誤差指標Δθestも小さいため、センサレス制御ゲインは小さくなり、軸ずれΔθが大きい過渡変化時には軸誤差指標Δθestが大きくなるため、センサレス制御ゲインもそれに比例して大きくなる。
軸ずれΔθが小さい定常状態ではセンサレス制御ゲインが小さくなるため、大き過ぎるゲインによって不安定になる現象は生じない。一方、過渡変化が生じた際には軸誤差指標Δθestが増加し、それに従ってセンサレス制御ゲインも大きくなるため、零に収束しようとする働きが強まり、脱調を抑制することが出来る。
<構成>
第2実施形態のシステム構成は、第1実施形態と基本的には同じであるが、センサレス制御ゲインの変化方法(特性)のみが異なる。第2実施形態では図16のように、零近傍では軸誤差指標Δθestによらずセンサレス制御ゲインが一定となるように設定する。
第1実施形態と同様に、定常状態ではセンサレス制御ゲインが小さく、過渡状態ではセンサレス制御ゲインが大きくなる。第1実施形態と異なるのは軸誤差指標Δθestが小さい定常状態において、センサレス制御ゲインが一定となることである。
定常状態でセンサレス制御ゲインが一定となるため、ノイズの影響を受けにくい、制御が不安定になりにくい、という効果が得られる。
<構成>
第3実施形態のシステム構成も第1実施形態と基本的には同じであるが、センサレス制御ゲインの変化方法のみが異なる。第3実施形態では、図17のようにセンサレス制御ゲインがある閾値以上ではその閾値で一定とする。すなわち、センサレス制御ゲインが所定値Kth以上になった場合、センサレス制御ゲインは所定値Kthで維持される。
<作用>
第1及び第2実施形態と同様に、定常状態ではセンサレス制御ゲインが小さく、過渡状態ではセンサレス制御ゲインが大きくなる。第1実施形態と異なるのは、過渡変化で軸誤差指標Δθestが大きくなりすぎた場合でも、センサレス制御ゲインがある閾値以上にはならないことである。
大き過ぎるゲインによって制御が不安定になるのを防ぐことができ、また演算がオーバーフローするのを防ぐことができる、という効果が得られる。
<構成>
第4実施形態のシステム構成も第1実施形態と基本的には同じであるが、センサレス制御ゲインの変化方法のみが異なる。第4実施形態では、図18のようにプラス側とマイナス側でセンサレス制御ゲインの可変方法を変える。すなわち、軸誤差指標Δθestに対応して変化するセンサレス制御ゲインの変化特性を、軸誤差指標Δθestが正の場合と負の場合とで異なる特性とする。特に図18において、(1)零近傍で一定とする範囲、(2)可変時の変化率(線形でなくても同様)、(3)センサレス制御ゲインを一定とする閾値を、それぞれプラス側とマイナス側で変化させる。また図19のようにプラス側(またはマイナス側)のみを可変にしても良い。
第1〜第3実施形態と同様に、定常状態ではセンサレス制御ゲインが小さく、過渡状態ではセンサレス制御ゲインが大きくなる。第1〜第3実施形態と異なるのは、プラス側とマイナス側でセンサレス制御ゲインの変化方法が異なるため、過渡変化時に変化の方向によって特性が変わることである。(1)零近傍で一定とする範囲を変化させれば、センサレス制御ゲインが変化し始める軸誤差指標Δθestの値が変わり、即ち過渡変化状態であると判断する軸誤差指標の値が変わる。(2)可変時の変化率を変化させれば、過渡変化時の軸誤差指標Δθest変化に対するセンサレス制御ゲインの応答が変わり、即ち過渡変化と判断してからのセンサレス制御ゲインの変化率が変わる。(3)センサレス制御ゲインを一定とする閾値を変化させれば、センサレス制御ゲインの最大値が変わる。
例えば、空転時と再粘着時で特性が異なる場合、あるいは負荷急変が生じる方向が一定の場合等、その特性に応じて可変方法を変えることで、安定した制御を実現できる。
<構成>
第5実施形態のシステム構成も実施形態1と基本的には同じであるが、ゲイン可変手段6の構成のみが異なる。第5実施形態では、図20のように軸誤差指標だけでなく、トルクと角速度にも応じてセンサレス制御ゲインを変化させる。このトルクは、トルク指令、トルク計算値、トルクセンサ値、あるいは電流指令値、電流センサ値等の値である。また角速度は、角速度推定値あるいは角速度センサ値等の値である。図20ではトルクと角速度に応じて、可変ゲインの参照テーブルを変更するという構成であるが、トルクと角速度を元に可変ゲインを決定するものであれば、どのような構成でも良い。
第1〜第4実施形態と同様に、定常状態ではセンサレス制御ゲインが小さく、過渡状態ではセンサレス制御ゲインが大きくなる。第1〜第4実施形態と異なるのは、トルクと角速度によって、軸誤差指標Δθestに応じたセンサレス制御ゲインが異なり、それによって、過渡変化時の応答特性も異なる。
トルクと角速度によって、定常状態での軸誤差指標の出方は異なる。例えば、誘起電圧を利用して軸誤差指標を演算する場合には、角速度が大きいほど誘起電圧が大きいため、軸誤差指標に含まれるノイズは相対的に小さくなる。また、トルクが大きいほど誘起電圧も大きくなるため、軸誤差指標に含まれるノイズは相対的に小さくなる。また、トルク・角速度の正負によって、軸誤差指標の定常点の正負は異なる。これは、零に収束するように制御していても加速・減速している場合には完全には零に収束しないためである。
<構成>
第6実施形態のシステム構成も実施形態1と基本的には同じであるが、センサレス制御ゲインの変化方法のみが異なる。第6実施形態では、図21のように軸誤差指標Δθestが零のとき制御ゲインは最小ではなく、軸誤差指標Δθestが零から少しずれた位置に制御ゲインの最小点を設けている。図21ではプラス側に最小点を設けたが、トルク・角速度の状態によってはマイナス側に最小点を設ける。
実施形態1〜5と同様に、定常状態ではセンサレス制御ゲインが小さく、過渡状態ではセンサレス制御ゲインが大きくなる。実施形態1と異なるのは、制御が収束する点が少しずれることである。
第5実施形態に記載したように、加速・減速している場合には零に収束するように制御していても完全には零に収束しないため、制御が収束する点が少しずれる。その点に合わせるようにセンサレス制御ゲインの変化方法を合わせ、制御が不安定になることを防ぐ。
Claims (7)
- 直流電力と交流電力を相互に変換し、同期機を駆動するインバータと、
前記同期機に流れる電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段によって得られる電流情報を用いて、前記同期機の回転位相角誤差に対応する軸誤差指標を推定する回転位相角誤差推定手段と、
前記回転位相角誤差推定手段によって得られる軸誤差指標を入力として、センサレス制御ゲインを用いて前記軸誤差指標が零になるように角速度を推定する角速度推定手段と、
前記角速度推定手段で推定された角速度を用いて回転位相角を推定する回転位相角推定手段と、
前記センサレス制御ゲインを前記軸誤差指標に基づいて変化させるゲイン可変手段と、
を備えた同期機の回転センサレス制御装置。 - 前記ゲイン可変手段は前記軸誤差指標の絶対値が大きくなるほど前記センサレス制御ゲインを大きくすることを特徴とする請求項1記載の回転センサレス制御装置。
- 前記ゲイン可変手段は前記軸誤差指標が零近傍の場合には、前記センサレス制御ゲインを一定とすることを特徴とする請求項1または2記載の回転センサレス制御装置。
- 前記ゲイン可変手段は前記センサレス制御ゲインが所定値以上の場合、前記センサレス制御ゲインは前記所定値となることを特徴とする請求項1または2記載の回転センサレス制御装置。
- 前記ゲイン可変手段は前記軸誤差指標に対応して変化する前記センサレス制御ゲインの変化特性を、前記軸誤差指標が正の場合と負の場合とで異なる特性とすることを特徴とする請求項1または2記載の回転センサレス制御装置。
- 前記ゲイン可変手段は、前記同期機のトルクに対応する値または角速度に対応する値、あるいはその両方の値に応じて、前記センサレス制御ゲインを可変することを特徴とする請求項1〜5記載の回転センサレス制御装置。
- インバータにより駆動される同期機に流れる電流の電流情報を用いて、前記同期機の回転位相角誤差に対応する軸誤差指標を推定し、
前記推定された軸誤差指標を入力として、センサレス制御ゲインを用いて前記軸誤差指標が零になるように前記同期機の角速度を推定し、
前記推定された角速度を用いて回転位相角を推定し、
前記センサレス制御ゲインを前記軸誤差指標に基づいて変化させることを具備する同期機の回転センサレス制御方法。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2757683A1 (en) * | 2013-01-21 | 2014-07-23 | Danfoss Power Electronics A/S | Determining inductances in synchronous machines |
JP2015220944A (ja) * | 2014-05-21 | 2015-12-07 | 富士電機株式会社 | 同期電動機のセンサレス駆動装置 |
KR101637808B1 (ko) * | 2015-01-30 | 2016-07-07 | 현대자동차주식회사 | 회전자축 밀림 감지 장치 및 방법 |
JP2019115504A (ja) * | 2017-12-27 | 2019-07-18 | 青島海爾洗衣机有限公司QingDao Haier Washing Machine Co.,Ltd. | 洗濯機 |
WO2022118822A1 (ja) * | 2020-12-04 | 2022-06-09 | 株式会社日立製作所 | 回転電機の駆動装置、駆動方法および鉄道車両 |
JP7506764B2 (ja) | 2020-12-04 | 2024-06-26 | 株式会社日立製作所 | 回転電機の駆動装置、駆動方法および鉄道車両 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59219554A (ja) * | 1983-05-27 | 1984-12-10 | Nissan Motor Co Ltd | 無段変速機の制御装置 |
JPH01194884A (ja) * | 1988-01-28 | 1989-08-04 | Okuma Mach Works Ltd | モータの制御装置 |
JP2009148082A (ja) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 画像形成装置 |
JP2010259132A (ja) * | 2009-04-21 | 2010-11-11 | Panasonic Corp | 電動機駆動装置およびこれを具備した空気調和装置 |
-
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59219554A (ja) * | 1983-05-27 | 1984-12-10 | Nissan Motor Co Ltd | 無段変速機の制御装置 |
JPH01194884A (ja) * | 1988-01-28 | 1989-08-04 | Okuma Mach Works Ltd | モータの制御装置 |
JP2009148082A (ja) * | 2007-12-14 | 2009-07-02 | Konica Minolta Business Technologies Inc | 画像形成装置 |
JP2010259132A (ja) * | 2009-04-21 | 2010-11-11 | Panasonic Corp | 電動機駆動装置およびこれを具備した空気調和装置 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2757683A1 (en) * | 2013-01-21 | 2014-07-23 | Danfoss Power Electronics A/S | Determining inductances in synchronous machines |
JP2015220944A (ja) * | 2014-05-21 | 2015-12-07 | 富士電機株式会社 | 同期電動機のセンサレス駆動装置 |
KR101637808B1 (ko) * | 2015-01-30 | 2016-07-07 | 현대자동차주식회사 | 회전자축 밀림 감지 장치 및 방법 |
JP2019115504A (ja) * | 2017-12-27 | 2019-07-18 | 青島海爾洗衣机有限公司QingDao Haier Washing Machine Co.,Ltd. | 洗濯機 |
JP7093071B2 (ja) | 2017-12-27 | 2022-06-29 | 青島海爾洗衣机有限公司 | 洗濯機 |
WO2022118822A1 (ja) * | 2020-12-04 | 2022-06-09 | 株式会社日立製作所 | 回転電機の駆動装置、駆動方法および鉄道車両 |
JP7506764B2 (ja) | 2020-12-04 | 2024-06-26 | 株式会社日立製作所 | 回転電機の駆動装置、駆動方法および鉄道車両 |
Also Published As
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